基地局装置及び受信方法
【課題】送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させること。
【解決手段】回線品質情報取出部１０３は、受信信号よりＣＱＩを抽出する。割当制御部１０４は、各ユーザの通信端末装置の要求伝送率情報等及びＣＱＩに基づいて、各通信端末装置の要求伝送率を満たすように、通信端末装置毎にサブキャリアを割り当てるとともに変調方式を選択する。要求サブキャリア数決定部１０５は、各ユーザの通信端末装置の要求伝送率情報等に基づいて、各通信端末装置の要求伝送率を満たすように、通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定する。要求サブキャリア数情報生成部１０７は、通信端末装置毎に割り当てたサブキャリア数情報を生成する。サブキャリア割当部１１０は、選択されたサブキャリアにパケットデータを割り当てる。変調部１１１−１〜１１１−Ｎは、各サブキャリアに割り当てられたパケットデータを適応変調する。
【解決手段】回線品質情報取出部１０３は、受信信号よりＣＱＩを抽出する。割当制御部１０４は、各ユーザの通信端末装置の要求伝送率情報等及びＣＱＩに基づいて、各通信端末装置の要求伝送率を満たすように、通信端末装置毎にサブキャリアを割り当てるとともに変調方式を選択する。要求サブキャリア数決定部１０５は、各ユーザの通信端末装置の要求伝送率情報等に基づいて、各通信端末装置の要求伝送率を満たすように、通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定する。要求サブキャリア数情報生成部１０７は、通信端末装置毎に割り当てたサブキャリア数情報を生成する。サブキャリア割当部１１０は、選択されたサブキャリアにパケットデータを割り当てる。変調部１１１−１〜１１１−Ｎは、各サブキャリアに割り当てられたパケットデータを適応変調する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調と周波数スケジューリングとを組み合わせた基地局装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多ユーザ適応変調ＯＦＤＭシステムは、各移動局の伝搬環境に応じてシステム全体の効率的なスケジューリングを行うシステムである。具体的には、基地局装置は、回線品質に基づいて、各ユーザに適切な多数のサブキャリアを割り当てて（周波数分割ユーザ多重）、各サブキャリアに対して適切なモジュレーション・コーディング・スキームズ（以下「ＭＣＳ；Modulation Coding Schemes」と記載する）を選択するというシステムである。即ち、基地局装置は、回線品質に基づき、各ユーザに所望の通信品質（例えば最低伝送率、誤り率）を満たすことのできる最も周波数利用効率を高められるサブキャリアを割り当て、各サブキャリアにスループットを最大とするようなＭＣＳを選択してデータの送信を行うことにより、多ユーザにおいて高速なデータ通信を行うことができる。このような、多ユーザ適応変調ＯＦＤＭシステムにおいて、例えば非特許文献１に、各移動局から基地局装置に回線品質情報を通知する通知手法が提案されている。
【０００３】
ＭＣＳの選択には、あらかじめ決定されているＭＣＳ選択用テーブルが用いられる。ＭＣＳ選択用テーブルは、各ＭＣＳの変調方式および誤り符号化方式ごとに、ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio：搬送波対干渉波比）などの受信品質とパケットエラーレート（以下「ＰＥＲ；Packet Error Rate」と記載する）またはビットエラーレート（以下「ＢＥＲ；Bit Error Rate」と記載する）などの誤り率との対応関係を示したものであり、ＭＣＳ選択の際には、測定された受信品質に基づいて所望の誤り率を満たすことができる最も高速なＭＣＳを選択する。
【０００４】
ところで、従来、周波数分割ユーザ多重においては、各移動局が全てのサブキャリアの回線品質情報を基地局装置に通知する。図１は、従来の移動局から基地局装置へ通知される回線品質情報の信号対雑音比（以下「ＳＮＲ；Signal to Noise Ratio」と記載する）通知フォーマットを示すものであり、図２は、ＳＮＲレポートビットと変調方式との関係を示すものである。基地局装置は、図１に示すように、通信帯域内の全てのサブキャリアについて、サブキャリア順にサブキャリア毎のＳＮＲレポートビットの通知を各通信端末装置から受けることにより、サブキャリアの割り当てと適応変調を行う。このような場合において、基地局装置は、所望の伝送率とＰＥＲとを満たす変調方式として６４ＱＡＭによる伝送が要求される場合には、ＳＮＲレポートビットが３である１又は５番目のサブキャリアを選択して、６４ＱＡＭを用いたパケットデータを１又は５番目のサブキャリアに割り当てる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「周波数スケジューリングを用いたＭＣ−ＣＤＭ方式」信学技報、ＲＣＳ２００２−１２９、２００２年７月発行、６１〜６６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の基地局装置及びサブキャリア割り当て方法においては、各移動局は、通信帯域内の全てのサブキャリアの内の一部のサブキャリアしか使用しないにも関わらず、各移動局は全てのサブキャリアの回線品質情報を基地局装置に通知するので、回線品質の制御情報量は移動局数とサブキャリア数の増加に伴い膨大になるため、通信効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させることができる基地局装置及び受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態によれば、基地局装置は、通信端末装置からＣＱＩを受信する基地局装置であって、各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記各通信端末装置に対して決定する決定部と、前記決定部が前記各通信端末装置に対して決定した決定内容を示す情報を前記各通信端末装置に送信する送信部と、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報が付加されない前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する受信部と、を有する。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、受信方法は、基地局装置が通信端末装置からＣＱＩを受信する受信方法であって、各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記基地局装置が前記各通信端末装置に対して決定し、前記各通信端末装置に対して決定された決定内容を示す情報を前記基地局装置から前記各通信端末装置に送信し、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報を伴わずに前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する、ようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のＳＮＲ通知フォーマットを示す図
【図２】ＳＮＲレポートビットと変調方式との関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係るサブキャリアの割り当て方法を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係るＳＮＲ通知フォーマットを示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係るサブキャリアの割り当て方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１４】
受信ＲＦ部１０２は、アンテナ１０１により受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバート等して回線品質情報取出部１０３へ出力する。
【００１５】
回線品質情報取出部１０３は、受信ＲＦ部１０２から入力した受信信号より回線品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を抽出して割当制御部１０４へ出力する。また、回線品質情報取出部１０３は、各通信端末装置が選択したサブキャリアを示すサブキャリア識別情報を受信信号から抽出して割当制御部１０４へ出力する。
【００１６】
割当制御部１０４は、回線品質情報取出部１０３から入力したＣＱＩと後述するユーザ情報蓄積部１０６から入力した各通信端末装置への送信情報に対して、所定の通信帯域内の全サブキャリアの内から一部のサブキャリアを割り当てるとともに、割り当てたサブキャリアの変調方式をサブキャリア毎に選択する。即ち、割当制御部１０４は、各通信端末装置について、要求伝送率以上になるようにサブキャリア及び変調方式を選択するとともに、サブキャリア毎に所定のＰＥＲ値以下になるように、各通信端末装置に対してサブキャリア及び変調方式の割り当てを行う。そして、割当制御部１０４は、割り当てたサブキャリアの割り当て情報をサブキャリア割当部１１０へ出力するとともに、選択した変調方式の変調方式情報を変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。
【００１７】
サブキャリア数決定手段である要求サブキャリア数決定部１０５は、ユーザ情報蓄積部１０６から入力した各ユーザの通信端末装置のユーザ情報より、各通信端末装置に対して割り当て可能なサブキャリア数を求める。即ち、要求サブキャリア数決定部１０５は、各ユーザの通信端末装置について、要求伝送率以上となるようなサブキャリア数を決定する。この際、要求サブキャリア数決定部１０５は、フェージング変動による受信品質の低下に備えて、要求伝送率に対して少し余裕を見てサブキャリア数を決定する。また、要求サブキャリア数決定部１０５は、求めたサブキャリア数分のＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全サブキャリアのＣＱＩのみの総データ量以下の場合には、求めたサブキャリア数をサブキャリア数情報として要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力し、求めたサブキャリア数分のＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全サブキャリアのＣＱＩのみの総データ量よりも大きい場合には、通信帯域内の全サブキャリア数（例えば６４個）をサブキャリア数情報として要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。
【００１８】
ユーザ情報蓄積部１０６は、各通信端末装置へ送信するデータと共に、その要求伝送率及びデータ種別等のユーザ情報を蓄積しており、必要に応じて割当制御部１０４、要求サブキャリア数決定部１０５及びサブキャリア割当部１１０へ出力する。ここで、要求伝送率情報とは、例えば全通信端末装置が要求する単位時間毎のデータ量に対する１ユーザの通信端末装置が要求する単位時間毎のデータ量の割合の情報である。なお、ユーザ情報蓄積部１０６は、図に記載のない制御部からユーザ情報が所定のタイミングにて入力することにより、蓄積しているユーザ情報を更新することができる。
【００１９】
要求サブキャリア数情報生成部１０７は、要求サブキャリア数決定部１０５から入力したサブキャリア数情報を制御チャンネルの情報として生成して制御情報多重部１０９へ出力する。
【００２０】
割当情報生成部１０８は、割当制御部１０４から入力した各サブキャリアを示す識別情報と各サブキャリアの変調方式情報とが対となった制御情報を生成し、生成した制御情報を制御情報多重部１０９へ出力する。
【００２１】
制御情報多重部１０９は、要求サブキャリア数情報生成部１０７から入力したサブキャリア数の制御情報と、割当情報生成部１０８から入力した割り当て情報及び変調方式情報の制御情報とを多重して、多重したサブキャリア毎の制御情報を切替部１１２へ出力する。制御情報多重部１０９は、サブキャリア数情報と割り当て情報及び変調方式情報以外の制御情報も多重することもできる。
【００２２】
サブキャリア割当部１１０は、割当制御部１０４から入力した割り当て情報とユーザ情報蓄積部１０６から入力したユーザ情報より、通信帯域内の全てのサブキャリアについて各ユーザの通信端末装置に対してパケットデータの割り当てを行い、各サブキャリアに割り当てたパケットデータをサブキャリア毎に選択した変調方式にて変調を行う変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。
【００２３】
変調部１１１−１〜１１１−Ｎは、サブキャリア数と同じ数だけ設けられ、サブキャリア割当部１１０から入力したパケットデータに対して、割当制御部１０４から入力した変調方式情報の変調方式により変調して切替部１１２へ出力する。
【００２４】
切替部１１２は、制御情報多重部１０９から出力されて図示しない変調部により変調された後に入力した制御情報と変調部１１１−１〜１１１−Ｎにて変調されたパケットデータとを切り替えて逆高速フーリエ変換（以下「ＩＦＦＴ；Inverse Fast Fourier Transform」と記載する）部１１３へ出力する。
【００２５】
ＩＦＦＴ部１１３は、切替部１１２から入力したサブキャリア毎の制御情報またはサブキャリア毎のパケットデータをＩＦＦＴしてガードインターバル（以下「ＧＩ」と記載する）挿入部１１４へ出力する。
【００２６】
ＧＩ挿入部１１４は、ＩＦＦＴ部１１３から入力した制御情報またはパケットデータにＧＩを挿入して送信ＲＦ部１１５へ出力する。
【００２７】
送信ＲＦ部１１５は、ＧＩ挿入部１１４から入力した制御情報またはパケットデータをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ１０１より送信する。
【００２８】
次に、通信端末装置２００の構成について、図４を用いて説明する。図４は、通信端末装置２００の構成を示すブロック図である。
【００２９】
受信ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１にて受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等してＧＩ除去部２０３へ出力する。
【００３０】
ＧＩ除去部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力した受信信号からＧＩを除去して高速フーリエ変換（以下「ＦＦＴ；Fast Fourier Transform」と記載する）部２０４へ出力する。
【００３１】
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から入力した受信信号をシリアルデータ形式からパラレルデータ形式に変換した後、パラレルデータ形式に変換された各々のデータを拡散コードにより逆拡散し、さらにＦＦＴして等化器２０７、回線推定部２０６及び回線品質推定部２０５へ出力する。
【００３２】
回線品質推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴされた受信信号より回線品質を推定し、推定結果をサブキャリア選択部２１４及び回線品質情報形成部２１５へ出力する。回線品質推定部２０５は、例えばＳＩＲ（Signal to Interferer Ratio）を推定結果とする。なお、推定結果は、ＳＩＲに限らず、ＣＩＲ（Carrier to Interferer Ratio）等の任意の推定結果を用いることができる。
【００３３】
回線推定部２０６は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴした後の受信信号よりチャネル推定を行い、推定結果を等化器２０７へ出力する。
【００３４】
等化器２０７は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴ後の受信信号に対して、回線推定部２０６から入力した推定結果を用いて振幅と位相の歪みを修正して分離部２０８へ出力する。
【００３５】
分離部２０８は、等化器２０７から入力した受信信号を制御チャンネルの信号とデータチャンネル用の信号に分離して、制御チャンネル用の信号を制御情報取出部２１１へ出力するとともに、データチャンネル用の信号を復調部２０９−１〜２０９−Ｎへ出力する。
【００３６】
復調部２０９−１〜２０９−Ｎは、分離部２０８から入力した受信信号を、割当情報取出部２１２から入力したサブキャリア毎の変調方式情報に従って適応変調してパラレル／シリアル（以下「Ｐ／Ｓ」と記載する）変換部２１０へ出力する。
【００３７】
Ｐ／Ｓ変換部２１０は、復調部２０９−１〜２０９−Ｎから入力した受信信号をパラレルデータ形式からシリアルデータ形式に変換して受信データを得る。
【００３８】
制御情報取出部２１１は、分離部２０８から入力した受信信号より制御情報を抽出して割当情報取出部２１２及びサブキャリア数情報取出部２１３へ出力する。
【００３９】
割当情報取出部２１２は、制御情報取出部２１１から入力した制御情報より変調方式情報及びサブキャリア番号情報を抽出して、サブキャリア番号情報を参照することにより各サブキャリアの変調方式情報を対応する復調部２０９−１〜２０９−Ｎへ出力する。
【００４０】
サブキャリア数情報取出部２１３は、制御情報取出部２１１から入力した制御情報よりサブキャリア数情報を抽出してサブキャリア選択部２１４へ出力する。
【００４１】
サブキャリア選択部２１４は、サブキャリア数情報取出部２１３から入力したサブキャリア数情報より、基地局装置から指示されたサブキャリア数分のサブキャリアを、回線品質推定部２０５から入力したＳＩＲ測定結果より回線品質の良好な順番に選択する。そして、サブキャリア選択部２１４は、選択したサブキャリアの情報を回線品質情報形成部２１５へ出力する。
【００４２】
回線品質情報生成手段である回線品質情報形成部２１５は、ＳＩＲとＣＱＩとを関係付けた回線品質選択用情報を保存した参照テーブルを保有しており、サブキャリア選択部２１４から入力したサブキャリアの情報より、選択された各サブキャリアについて、回線品質推定部２０５から入力したＳＩＲを用いて、回線品質選択用情報を参照することによりＣＱＩを選択する。そして、回線品質情報形成部２１５は、選択したサブキャリア毎のＣＱＩを送信ＲＦ部２１６へ出力する。
【００４３】
送信ＲＦ部２１６は、回線品質情報形成部２１５から入力したＣＱＩを含む送信信号をベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ２０１より送信する。
【００４４】
次に、サブキャリアを割り当てる方法について、図５を用いて説明する。図５は、サブキャリアを割り当てる方法を示すフロー図である。
【００４５】
最初に、要求サブキャリア数決定部１０５は、ユーザ情報より各通信端末装置２００に割り当てるサブキャリア数Ｓｋ（ｋはユーザ番号で、かつ２以上の任意の自然数）を決定する（ステップＳＴ３０１）。要求サブキャリア数決定部１０５は、下記の式（１）または式（２）によりサブキャリア数Ｓｋを求めることができる。
【数１】
ただし、Sk：サブキャリア数（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
α：定数、
Rk：通信端末装置２００−ｋの要求伝送率（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
r：伝送率がもっとも高いモジュレーション・コーディング・スキームズを使用する際の１つのサブキャリアの伝送率、または、平均信号対雑音比と定数γ（例えば、γ＝０〜３ｄBの定数）とを加算した値の回線品質値より要求パケットエラーレートを満たすモジュレーション・コーディング・スキームズを使用する際の１つのサブキャリアの伝送率、
【数２】
より大きい整数。
【数３】
ただし、Sk：サブキャリア数（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
β：定数（例えば、β＝2．0〜4．0）、
Rk：通信端末装置２００−ｋの要求伝送率（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
N：全サブキャリア数、
【数４】
より大きい整数。
【００４６】
式（１）は、各通信端末装置の要求伝送率と、伝送率を最大にできる変調方式及び符号化率を用いたときのサブキャリア当たりの伝送率とを用いてサブキャリア数を決定するか、または各通信端末装置の要求伝送率と、各通信端末装置の平均受信品質において所要誤り率を満たす変調方式と符号化率を用いたときのサブキャリア当たりの伝送率とを用いてサブキャリア数を決定するものである。また、式（２）は、帯域内の全てのサブキャリア数と各通信端末装置の要求伝送率と、全通信相手の要求伝送率の合計との比を用いてサブキャリア数を決定するものである。
【００４７】
次に、要求サブキャリア数決定部１０５は、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量を各通信端末装置２００について計算し、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリア（例えば６４個のサブキャリア）のＣＱＩの総データ量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３０２）。即ち、要求サブキャリア数決定部１０５は、式（３）が成り立つか否かを判定する。
Ｓｋ＞（Ｑ×Ｎ）／（Ｑ＋log２Ｎ） ・・・（３）
ここで、Ｑ：ＳＮＲ情報を量子化するのに必要な符号化ビット数、
Ｎ：全サブキャリア数、である。
【００４８】
選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きくない場合（式（３）が成り立たない場合）には、要求サブキャリア数決定部１０５は、サブキャリア数Ｓｋを通信端末装置２００−ｋへ送信するサブキャリア数情報として決定する。そして、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、サブキャリア数Ｓｋをサブキャリア数情報として生成し、サブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ送信されて通知される（ステップＳＴ３０３）。
【００４９】
次に、サブキャリア数情報を受信した通信端末装置２００−ｋは、サブキャリア数情報取出部２１３にて受信信号よりサブキャリア数情報を抽出し、回線品質情報形成部２１５にて受信品質が良好な順にＳｋ個のサブキャリアが選択される（ステップＳＴ３０４）。
【００５０】
一方、ステップＳＴ３０２において、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きい場合（式（３）が成り立つ場合）には、要求サブキャリア数決定部１０５は、通信端末装置２００−ｋからは全てのサブキャリアのＣＱＩを送ってもらうことを決定し、全サブキャリア数を選択することを決定する。そして、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、全サブキャリアを選択するサブキャリア数情報を生成し、このサブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ通知される（ステップＳＴ３０５）。
【００５１】
次に、通信端末装置２００の回線品質情報形成部２１５は、選択した各サブキャリアまたは全てのサブキャリアのＣＱＩを生成する（ステップＳＴ３０６）。
【００５２】
次に、通信端末装置２００は、図６に示すようなＳＮＲ通知フォーマットにて、生成したＣＱＩ及びＣＱＩを生成したサブキャリア番号情報を無線通信装置１００へ送信する（ステップＳＴ３０７）。図６は、２つのサブキャリアについてのＳＮＲレポートビットとサブキャリア番号情報とを示したものである。図６に示すように、１つ目のサブキャリアは、ＳＮＲレポートビットは「３」及びサブキャリア番号情報は「０」であり、２つ目のサブキャリアは、ＳＮＲレポートビットは「３」及びサブキャリア番号情報は「４」である。
【００５３】
次に、無線通信装置１００の回線品質情報取出部１０３にて受信信号よりＣＱＩを抽出し、割当制御部１０４にて通信端末装置２００−ｋに対してサブキャリアを割り当てる（ステップＳＴ３０８）。
【００５４】
このように、本実施の形態１によれば、基地局装置は、各通信端末装置の要求伝送率に基づいて通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を通信端末装置に送信するので、通信端末装置は基地局装置から割り当てられたサブキャリア数のみのＣＱＩを生成して送信するだけで良い。この結果、制御情報量を減らすことができるので、通信効率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態１によれば、基地局装置は、各ユーザの通信端末装置に対して割り当てたサブキャリア数におけるＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きくなる場合には、通信端末装置には全てのサブキャリアのＣＱＩのみを送信してもらうようにするので、通信端末装置がサブキャリア番号情報を送信しない分だけ上り回線の伝送量を減らすことができる。
【００５６】
また、本実施の形態１によれば、通信端末装置は、サブキャリア数情報により基地局装置から指示された数のサブキャリアを、回線品質の良好な順に選択して基地局装置に通知するので、基地局装置が受信品質の良好なサブキャリアにパケットデータを割り当てることができることにより、ユーザダイバーシティ効果を得ることができ、システム全体のスループットが向上するとともに、周波数利用効率を向上させることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置５００の構成を示すブロック図である。なお、図７においては、図３と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、通信端末装置の構成は図４と同一構成であるので、その説明は省略する。
【００５８】
割当制御部１０４は、回線品質情報取出部１０３から入力したＣＱＩとユーザ情報蓄積部１０６から入力した各ユーザの通信端末装置のユーザ情報より、各ユーザの通信端末装置に対してサブキャリアを割り当てるとともに、サブキャリア毎の変調方式を選択する。そして、割当制御部１０４は、割り当てたサブキャリアの割り当て情報をサブキャリア割当部１１０へ出力するとともに、選択した変調方式の変調方式情報を変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。割当制御部１０４は、サブキャリア毎に所定のＰＥＲ値以下になるように、各通信相手に対してサブキャリア及び変調方式の割り当てを行う。また、割当制御部１０４は、実際にパケットデータを割り当てた各ユーザの通信端末装置におけるサブキャリア数情報を、フレーム単位にて要求サブキャリア数決定部１０５へ出力する。
【００５９】
要求サブキャリア数決定部１０５は、現フレームの１つ前のフレームにてサブキャリアが割り当てられた通信端末装置については、割当制御部１０４から入力した割当制御部１０４にて実際に割り当てられたサブキャリア数情報を用いてサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。一方、要求サブキャリア数決定部１０５は、現フレームの１つ前のフレームにてサブキャリアが割り当てられなかった通信端末装置については、ユーザ情報蓄積部１０６から入力した各通信端末装置のユーザ情報より、割り当て可能なサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。
【００６０】
次に、サブキャリアを割り当てる方法について、図８を用いて説明する。図８は、サブキャリアを割り当てる方法を示すフロー図である。
【００６１】
最初に、割当制御部１０４は、現フレームの１つ前の直前フレームにてサブキャリアが割り当てられているか否かを判定する（ステップＳＴ６０１）。
【００６２】
直前フレームにてサブキャリアの割り当てがある場合には、式（４）により現フレームにて送信するサブキャリア数情報のサブキャリア数Ｓｋ（ｔ）を決定する（ステップＳＴ６０２）。
Ｓｋ（ｔ）＝δ×Ｓ′ｋ（ｔ−１） ・・・（４）
ここで、Ｓｋ（ｔ）：現フレームのサブキャリア数、
Ｓ′ｋ（ｔ−１）：現フレームの１つ前のフレームにて通信端末装置２００−ｋに実際に割り当てられたサブキャリア数、
δ：定数（ただし、2.0≦δ）、である。
【００６３】
通信端末装置が静止している場合または通信端末装置の移動量が小さい場合には、回線品質の変動が小さいものと推定できることより、通信端末装置側にて式（４）を用いてサブキャリア数を決定することができる。
【００６４】
一方、ステップＳＴ６０１において、直前フレームにてサブキャリアの割り当てがない場合には、式（１）または式（２）により現フレームにて送信するサブキャリア数情報のサブキャリア数Ｓｋ（ｔ）を決定する（ステップＳＴ６０３）。
【００６５】
次に、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、サブキャリア数Ｓｋ（ｔ）をサブキャリア数情報として生成し、サブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ現フレームにて通知される（ステップＳＴ６０４）。
【００６６】
次に、サブキャリア数情報を受信した通信端末装置２００−ｋは、サブキャリア数情報取出部２１３にて受信信号よりサブキャリア数情報を抽出し、回線品質情報形成部２１５にて受信品質が良好な順にＳｋ個のサブキャリアが選択される（ステップＳＴ６０５）。
【００６７】
次に、通信端末装置２００の回線品質情報形成部２１５は、選択した各サブキャリアまたは全てのサブキャリアのＣＱＩを生成する（ステップＳＴ６０６）。
【００６８】
次に、通信端末装置２００は、図６に示すようなＳＮＲ通知フォーマットにて、生成したＣＱＩ及びＣＱＩを生成したサブキャリア番号情報を無線通信装置５００へ送信する（ステップＳＴ６０７）。
【００６９】
次に、無線通信装置５００の回線品質情報取出部１０３にて受信信号よりＣＱＩを抽出し、割当制御部１０４にて通信端末装置２００−ｋに対してサブキャリアを割り当てる（ステップＳＴ６０８）。
【００７０】
このように、本実施の形態２によれば、基地局装置は、各通信端末装置の要求伝送率に基づいて各ユーザの通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を通信端末装置に送信するので、通信端末装置は基地局装置から割り当てられたサブキャリア数のみのＣＱＩを生成して送信するだけで良い。この結果、制御情報量を減らすことができるので、通信効率を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態２によれば、基地局装置は、現フレームの１つ前のフレームのサブキャリア数に定数を乗算するだけの簡単な方法によりサブキャリア数を決定することができるので、通信端末装置の移動速度が小さい場合または通信端末装置が静止している場合において、サブキャリアを割り当てる処理の簡易化および高速化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施の形態２によれば、通信端末装置は、サブキャリア数情報により基地局装置から指示された数のサブキャリアを、回線品質の良好な順に選択して基地局装置に通知するので、基地局装置が受信品質の良好なサブキャリアにパケットデータを割り当てることができることにより、ユーザダイバーシティ効果を得ることができるとともに、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態１または実施の形態２においては、ＣＱＩを回線品質情報とすることとしたが、これに限らず、ＣＱＩ以外の任意の情報を用いることができる。また、上記実施の形態１の無線通信装置１００または上記実施の形態２の無線通信装置５００は、基地局装置に適用することが可能である。
【００７４】
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【００７５】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００７６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００７７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００７８】
本明細書は、２００３年８月２０日出願の特願２００３−２９５９７２に基づくものである。この内容を全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明にかかる基地局装置及び受信方法は、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させる効果を有し、サブキャリアを割り当てるのに有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１、２０１ アンテナ
１０２、２０２ 受信ＲＦ部
１０３ 回線品質情報取出部
１０４ 割当制御部
１０５ 要求サブキャリア数決定部
１０６ ユーザ情報蓄積部
１０７ 要求サブキャリア数情報生成部
１０８ 割当情報生成部
１０９ 制御情報多重部
１１０ サブキャリア割当部
１１１−１〜１１１−Ｎ 変調部
１１２ 切替部
１１３ ＩＦＦＴ部
１１４ ＧＩ挿入部
１１５、２１６ 送信ＲＦ部
２０３ ＧＩ除去部
２０４ ＦＦＴ部
２０５ 回線品質推定部
２０６ 回線推定部
２０７ 等化部
２０８ 分離部
２０９−１〜２０９−Ｎ 復調部
２１０ Ｐ／Ｓ部
２１１ 制御情報取出部
２１２ 割当情報取出部
２１３ サブキャリア情報取出部
２１４ サブキャリア選択部
２１５ 回線品質情報形成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調と周波数スケジューリングとを組み合わせた基地局装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多ユーザ適応変調ＯＦＤＭシステムは、各移動局の伝搬環境に応じてシステム全体の効率的なスケジューリングを行うシステムである。具体的には、基地局装置は、回線品質に基づいて、各ユーザに適切な多数のサブキャリアを割り当てて（周波数分割ユーザ多重）、各サブキャリアに対して適切なモジュレーション・コーディング・スキームズ（以下「ＭＣＳ；Modulation Coding Schemes」と記載する）を選択するというシステムである。即ち、基地局装置は、回線品質に基づき、各ユーザに所望の通信品質（例えば最低伝送率、誤り率）を満たすことのできる最も周波数利用効率を高められるサブキャリアを割り当て、各サブキャリアにスループットを最大とするようなＭＣＳを選択してデータの送信を行うことにより、多ユーザにおいて高速なデータ通信を行うことができる。このような、多ユーザ適応変調ＯＦＤＭシステムにおいて、例えば非特許文献１に、各移動局から基地局装置に回線品質情報を通知する通知手法が提案されている。
【０００３】
ＭＣＳの選択には、あらかじめ決定されているＭＣＳ選択用テーブルが用いられる。ＭＣＳ選択用テーブルは、各ＭＣＳの変調方式および誤り符号化方式ごとに、ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio：搬送波対干渉波比）などの受信品質とパケットエラーレート（以下「ＰＥＲ；Packet Error Rate」と記載する）またはビットエラーレート（以下「ＢＥＲ；Bit Error Rate」と記載する）などの誤り率との対応関係を示したものであり、ＭＣＳ選択の際には、測定された受信品質に基づいて所望の誤り率を満たすことができる最も高速なＭＣＳを選択する。
【０００４】
ところで、従来、周波数分割ユーザ多重においては、各移動局が全てのサブキャリアの回線品質情報を基地局装置に通知する。図１は、従来の移動局から基地局装置へ通知される回線品質情報の信号対雑音比（以下「ＳＮＲ；Signal to Noise Ratio」と記載する）通知フォーマットを示すものであり、図２は、ＳＮＲレポートビットと変調方式との関係を示すものである。基地局装置は、図１に示すように、通信帯域内の全てのサブキャリアについて、サブキャリア順にサブキャリア毎のＳＮＲレポートビットの通知を各通信端末装置から受けることにより、サブキャリアの割り当てと適応変調を行う。このような場合において、基地局装置は、所望の伝送率とＰＥＲとを満たす変調方式として６４ＱＡＭによる伝送が要求される場合には、ＳＮＲレポートビットが３である１又は５番目のサブキャリアを選択して、６４ＱＡＭを用いたパケットデータを１又は５番目のサブキャリアに割り当てる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「周波数スケジューリングを用いたＭＣ−ＣＤＭ方式」信学技報、ＲＣＳ２００２−１２９、２００２年７月発行、６１〜６６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の基地局装置及びサブキャリア割り当て方法においては、各移動局は、通信帯域内の全てのサブキャリアの内の一部のサブキャリアしか使用しないにも関わらず、各移動局は全てのサブキャリアの回線品質情報を基地局装置に通知するので、回線品質の制御情報量は移動局数とサブキャリア数の増加に伴い膨大になるため、通信効率が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させることができる基地局装置及び受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態によれば、基地局装置は、通信端末装置からＣＱＩを受信する基地局装置であって、各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記各通信端末装置に対して決定する決定部と、前記決定部が前記各通信端末装置に対して決定した決定内容を示す情報を前記各通信端末装置に送信する送信部と、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報が付加されない前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する受信部と、を有する。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、受信方法は、基地局装置が通信端末装置からＣＱＩを受信する受信方法であって、各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記基地局装置が前記各通信端末装置に対して決定し、前記各通信端末装置に対して決定された決定内容を示す情報を前記基地局装置から前記各通信端末装置に送信し、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報を伴わずに前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する、ようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のＳＮＲ通知フォーマットを示す図
【図２】ＳＮＲレポートビットと変調方式との関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係るサブキャリアの割り当て方法を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態１に係るＳＮＲ通知フォーマットを示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係るサブキャリアの割り当て方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１４】
受信ＲＦ部１０２は、アンテナ１０１により受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバート等して回線品質情報取出部１０３へ出力する。
【００１５】
回線品質情報取出部１０３は、受信ＲＦ部１０２から入力した受信信号より回線品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を抽出して割当制御部１０４へ出力する。また、回線品質情報取出部１０３は、各通信端末装置が選択したサブキャリアを示すサブキャリア識別情報を受信信号から抽出して割当制御部１０４へ出力する。
【００１６】
割当制御部１０４は、回線品質情報取出部１０３から入力したＣＱＩと後述するユーザ情報蓄積部１０６から入力した各通信端末装置への送信情報に対して、所定の通信帯域内の全サブキャリアの内から一部のサブキャリアを割り当てるとともに、割り当てたサブキャリアの変調方式をサブキャリア毎に選択する。即ち、割当制御部１０４は、各通信端末装置について、要求伝送率以上になるようにサブキャリア及び変調方式を選択するとともに、サブキャリア毎に所定のＰＥＲ値以下になるように、各通信端末装置に対してサブキャリア及び変調方式の割り当てを行う。そして、割当制御部１０４は、割り当てたサブキャリアの割り当て情報をサブキャリア割当部１１０へ出力するとともに、選択した変調方式の変調方式情報を変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。
【００１７】
サブキャリア数決定手段である要求サブキャリア数決定部１０５は、ユーザ情報蓄積部１０６から入力した各ユーザの通信端末装置のユーザ情報より、各通信端末装置に対して割り当て可能なサブキャリア数を求める。即ち、要求サブキャリア数決定部１０５は、各ユーザの通信端末装置について、要求伝送率以上となるようなサブキャリア数を決定する。この際、要求サブキャリア数決定部１０５は、フェージング変動による受信品質の低下に備えて、要求伝送率に対して少し余裕を見てサブキャリア数を決定する。また、要求サブキャリア数決定部１０５は、求めたサブキャリア数分のＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全サブキャリアのＣＱＩのみの総データ量以下の場合には、求めたサブキャリア数をサブキャリア数情報として要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力し、求めたサブキャリア数分のＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全サブキャリアのＣＱＩのみの総データ量よりも大きい場合には、通信帯域内の全サブキャリア数（例えば６４個）をサブキャリア数情報として要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。
【００１８】
ユーザ情報蓄積部１０６は、各通信端末装置へ送信するデータと共に、その要求伝送率及びデータ種別等のユーザ情報を蓄積しており、必要に応じて割当制御部１０４、要求サブキャリア数決定部１０５及びサブキャリア割当部１１０へ出力する。ここで、要求伝送率情報とは、例えば全通信端末装置が要求する単位時間毎のデータ量に対する１ユーザの通信端末装置が要求する単位時間毎のデータ量の割合の情報である。なお、ユーザ情報蓄積部１０６は、図に記載のない制御部からユーザ情報が所定のタイミングにて入力することにより、蓄積しているユーザ情報を更新することができる。
【００１９】
要求サブキャリア数情報生成部１０７は、要求サブキャリア数決定部１０５から入力したサブキャリア数情報を制御チャンネルの情報として生成して制御情報多重部１０９へ出力する。
【００２０】
割当情報生成部１０８は、割当制御部１０４から入力した各サブキャリアを示す識別情報と各サブキャリアの変調方式情報とが対となった制御情報を生成し、生成した制御情報を制御情報多重部１０９へ出力する。
【００２１】
制御情報多重部１０９は、要求サブキャリア数情報生成部１０７から入力したサブキャリア数の制御情報と、割当情報生成部１０８から入力した割り当て情報及び変調方式情報の制御情報とを多重して、多重したサブキャリア毎の制御情報を切替部１１２へ出力する。制御情報多重部１０９は、サブキャリア数情報と割り当て情報及び変調方式情報以外の制御情報も多重することもできる。
【００２２】
サブキャリア割当部１１０は、割当制御部１０４から入力した割り当て情報とユーザ情報蓄積部１０６から入力したユーザ情報より、通信帯域内の全てのサブキャリアについて各ユーザの通信端末装置に対してパケットデータの割り当てを行い、各サブキャリアに割り当てたパケットデータをサブキャリア毎に選択した変調方式にて変調を行う変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。
【００２３】
変調部１１１−１〜１１１−Ｎは、サブキャリア数と同じ数だけ設けられ、サブキャリア割当部１１０から入力したパケットデータに対して、割当制御部１０４から入力した変調方式情報の変調方式により変調して切替部１１２へ出力する。
【００２４】
切替部１１２は、制御情報多重部１０９から出力されて図示しない変調部により変調された後に入力した制御情報と変調部１１１−１〜１１１−Ｎにて変調されたパケットデータとを切り替えて逆高速フーリエ変換（以下「ＩＦＦＴ；Inverse Fast Fourier Transform」と記載する）部１１３へ出力する。
【００２５】
ＩＦＦＴ部１１３は、切替部１１２から入力したサブキャリア毎の制御情報またはサブキャリア毎のパケットデータをＩＦＦＴしてガードインターバル（以下「ＧＩ」と記載する）挿入部１１４へ出力する。
【００２６】
ＧＩ挿入部１１４は、ＩＦＦＴ部１１３から入力した制御情報またはパケットデータにＧＩを挿入して送信ＲＦ部１１５へ出力する。
【００２７】
送信ＲＦ部１１５は、ＧＩ挿入部１１４から入力した制御情報またはパケットデータをベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ１０１より送信する。
【００２８】
次に、通信端末装置２００の構成について、図４を用いて説明する。図４は、通信端末装置２００の構成を示すブロック図である。
【００２９】
受信ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１にて受信した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等してＧＩ除去部２０３へ出力する。
【００３０】
ＧＩ除去部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力した受信信号からＧＩを除去して高速フーリエ変換（以下「ＦＦＴ；Fast Fourier Transform」と記載する）部２０４へ出力する。
【００３１】
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から入力した受信信号をシリアルデータ形式からパラレルデータ形式に変換した後、パラレルデータ形式に変換された各々のデータを拡散コードにより逆拡散し、さらにＦＦＴして等化器２０７、回線推定部２０６及び回線品質推定部２０５へ出力する。
【００３２】
回線品質推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴされた受信信号より回線品質を推定し、推定結果をサブキャリア選択部２１４及び回線品質情報形成部２１５へ出力する。回線品質推定部２０５は、例えばＳＩＲ（Signal to Interferer Ratio）を推定結果とする。なお、推定結果は、ＳＩＲに限らず、ＣＩＲ（Carrier to Interferer Ratio）等の任意の推定結果を用いることができる。
【００３３】
回線推定部２０６は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴした後の受信信号よりチャネル推定を行い、推定結果を等化器２０７へ出力する。
【００３４】
等化器２０７は、ＦＦＴ部２０４から入力したＦＦＴ後の受信信号に対して、回線推定部２０６から入力した推定結果を用いて振幅と位相の歪みを修正して分離部２０８へ出力する。
【００３５】
分離部２０８は、等化器２０７から入力した受信信号を制御チャンネルの信号とデータチャンネル用の信号に分離して、制御チャンネル用の信号を制御情報取出部２１１へ出力するとともに、データチャンネル用の信号を復調部２０９−１〜２０９−Ｎへ出力する。
【００３６】
復調部２０９−１〜２０９−Ｎは、分離部２０８から入力した受信信号を、割当情報取出部２１２から入力したサブキャリア毎の変調方式情報に従って適応変調してパラレル／シリアル（以下「Ｐ／Ｓ」と記載する）変換部２１０へ出力する。
【００３７】
Ｐ／Ｓ変換部２１０は、復調部２０９−１〜２０９−Ｎから入力した受信信号をパラレルデータ形式からシリアルデータ形式に変換して受信データを得る。
【００３８】
制御情報取出部２１１は、分離部２０８から入力した受信信号より制御情報を抽出して割当情報取出部２１２及びサブキャリア数情報取出部２１３へ出力する。
【００３９】
割当情報取出部２１２は、制御情報取出部２１１から入力した制御情報より変調方式情報及びサブキャリア番号情報を抽出して、サブキャリア番号情報を参照することにより各サブキャリアの変調方式情報を対応する復調部２０９−１〜２０９−Ｎへ出力する。
【００４０】
サブキャリア数情報取出部２１３は、制御情報取出部２１１から入力した制御情報よりサブキャリア数情報を抽出してサブキャリア選択部２１４へ出力する。
【００４１】
サブキャリア選択部２１４は、サブキャリア数情報取出部２１３から入力したサブキャリア数情報より、基地局装置から指示されたサブキャリア数分のサブキャリアを、回線品質推定部２０５から入力したＳＩＲ測定結果より回線品質の良好な順番に選択する。そして、サブキャリア選択部２１４は、選択したサブキャリアの情報を回線品質情報形成部２１５へ出力する。
【００４２】
回線品質情報生成手段である回線品質情報形成部２１５は、ＳＩＲとＣＱＩとを関係付けた回線品質選択用情報を保存した参照テーブルを保有しており、サブキャリア選択部２１４から入力したサブキャリアの情報より、選択された各サブキャリアについて、回線品質推定部２０５から入力したＳＩＲを用いて、回線品質選択用情報を参照することによりＣＱＩを選択する。そして、回線品質情報形成部２１５は、選択したサブキャリア毎のＣＱＩを送信ＲＦ部２１６へ出力する。
【００４３】
送信ＲＦ部２１６は、回線品質情報形成部２１５から入力したＣＱＩを含む送信信号をベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバート等してアンテナ２０１より送信する。
【００４４】
次に、サブキャリアを割り当てる方法について、図５を用いて説明する。図５は、サブキャリアを割り当てる方法を示すフロー図である。
【００４５】
最初に、要求サブキャリア数決定部１０５は、ユーザ情報より各通信端末装置２００に割り当てるサブキャリア数Ｓｋ（ｋはユーザ番号で、かつ２以上の任意の自然数）を決定する（ステップＳＴ３０１）。要求サブキャリア数決定部１０５は、下記の式（１）または式（２）によりサブキャリア数Ｓｋを求めることができる。
【数１】
ただし、Sk：サブキャリア数（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
α：定数、
Rk：通信端末装置２００−ｋの要求伝送率（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
r：伝送率がもっとも高いモジュレーション・コーディング・スキームズを使用する際の１つのサブキャリアの伝送率、または、平均信号対雑音比と定数γ（例えば、γ＝０〜３ｄBの定数）とを加算した値の回線品質値より要求パケットエラーレートを満たすモジュレーション・コーディング・スキームズを使用する際の１つのサブキャリアの伝送率、
【数２】
より大きい整数。
【数３】
ただし、Sk：サブキャリア数（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
β：定数（例えば、β＝2．0〜4．0）、
Rk：通信端末装置２００−ｋの要求伝送率（kはユーザ番号で、かつ２以上の自然数）、
N：全サブキャリア数、
【数４】
より大きい整数。
【００４６】
式（１）は、各通信端末装置の要求伝送率と、伝送率を最大にできる変調方式及び符号化率を用いたときのサブキャリア当たりの伝送率とを用いてサブキャリア数を決定するか、または各通信端末装置の要求伝送率と、各通信端末装置の平均受信品質において所要誤り率を満たす変調方式と符号化率を用いたときのサブキャリア当たりの伝送率とを用いてサブキャリア数を決定するものである。また、式（２）は、帯域内の全てのサブキャリア数と各通信端末装置の要求伝送率と、全通信相手の要求伝送率の合計との比を用いてサブキャリア数を決定するものである。
【００４７】
次に、要求サブキャリア数決定部１０５は、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量を各通信端末装置２００について計算し、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリア（例えば６４個のサブキャリア）のＣＱＩの総データ量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ３０２）。即ち、要求サブキャリア数決定部１０５は、式（３）が成り立つか否かを判定する。
Ｓｋ＞（Ｑ×Ｎ）／（Ｑ＋log２Ｎ） ・・・（３）
ここで、Ｑ：ＳＮＲ情報を量子化するのに必要な符号化ビット数、
Ｎ：全サブキャリア数、である。
【００４８】
選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きくない場合（式（３）が成り立たない場合）には、要求サブキャリア数決定部１０５は、サブキャリア数Ｓｋを通信端末装置２００−ｋへ送信するサブキャリア数情報として決定する。そして、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、サブキャリア数Ｓｋをサブキャリア数情報として生成し、サブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ送信されて通知される（ステップＳＴ３０３）。
【００４９】
次に、サブキャリア数情報を受信した通信端末装置２００−ｋは、サブキャリア数情報取出部２１３にて受信信号よりサブキャリア数情報を抽出し、回線品質情報形成部２１５にて受信品質が良好な順にＳｋ個のサブキャリアが選択される（ステップＳＴ３０４）。
【００５０】
一方、ステップＳＴ３０２において、選択したサブキャリアのＣＱＩ及びサブキャリア番号情報の総データ量が、所定の通信帯域内の全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きい場合（式（３）が成り立つ場合）には、要求サブキャリア数決定部１０５は、通信端末装置２００−ｋからは全てのサブキャリアのＣＱＩを送ってもらうことを決定し、全サブキャリア数を選択することを決定する。そして、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、全サブキャリアを選択するサブキャリア数情報を生成し、このサブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ通知される（ステップＳＴ３０５）。
【００５１】
次に、通信端末装置２００の回線品質情報形成部２１５は、選択した各サブキャリアまたは全てのサブキャリアのＣＱＩを生成する（ステップＳＴ３０６）。
【００５２】
次に、通信端末装置２００は、図６に示すようなＳＮＲ通知フォーマットにて、生成したＣＱＩ及びＣＱＩを生成したサブキャリア番号情報を無線通信装置１００へ送信する（ステップＳＴ３０７）。図６は、２つのサブキャリアについてのＳＮＲレポートビットとサブキャリア番号情報とを示したものである。図６に示すように、１つ目のサブキャリアは、ＳＮＲレポートビットは「３」及びサブキャリア番号情報は「０」であり、２つ目のサブキャリアは、ＳＮＲレポートビットは「３」及びサブキャリア番号情報は「４」である。
【００５３】
次に、無線通信装置１００の回線品質情報取出部１０３にて受信信号よりＣＱＩを抽出し、割当制御部１０４にて通信端末装置２００−ｋに対してサブキャリアを割り当てる（ステップＳＴ３０８）。
【００５４】
このように、本実施の形態１によれば、基地局装置は、各通信端末装置の要求伝送率に基づいて通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を通信端末装置に送信するので、通信端末装置は基地局装置から割り当てられたサブキャリア数のみのＣＱＩを生成して送信するだけで良い。この結果、制御情報量を減らすことができるので、通信効率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態１によれば、基地局装置は、各ユーザの通信端末装置に対して割り当てたサブキャリア数におけるＣＱＩとサブキャリア番号情報との総データ量が、全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも大きくなる場合には、通信端末装置には全てのサブキャリアのＣＱＩのみを送信してもらうようにするので、通信端末装置がサブキャリア番号情報を送信しない分だけ上り回線の伝送量を減らすことができる。
【００５６】
また、本実施の形態１によれば、通信端末装置は、サブキャリア数情報により基地局装置から指示された数のサブキャリアを、回線品質の良好な順に選択して基地局装置に通知するので、基地局装置が受信品質の良好なサブキャリアにパケットデータを割り当てることができることにより、ユーザダイバーシティ効果を得ることができ、システム全体のスループットが向上するとともに、周波数利用効率を向上させることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置５００の構成を示すブロック図である。なお、図７においては、図３と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、通信端末装置の構成は図４と同一構成であるので、その説明は省略する。
【００５８】
割当制御部１０４は、回線品質情報取出部１０３から入力したＣＱＩとユーザ情報蓄積部１０６から入力した各ユーザの通信端末装置のユーザ情報より、各ユーザの通信端末装置に対してサブキャリアを割り当てるとともに、サブキャリア毎の変調方式を選択する。そして、割当制御部１０４は、割り当てたサブキャリアの割り当て情報をサブキャリア割当部１１０へ出力するとともに、選択した変調方式の変調方式情報を変調部１１１−１〜１１１−Ｎへ出力する。割当制御部１０４は、サブキャリア毎に所定のＰＥＲ値以下になるように、各通信相手に対してサブキャリア及び変調方式の割り当てを行う。また、割当制御部１０４は、実際にパケットデータを割り当てた各ユーザの通信端末装置におけるサブキャリア数情報を、フレーム単位にて要求サブキャリア数決定部１０５へ出力する。
【００５９】
要求サブキャリア数決定部１０５は、現フレームの１つ前のフレームにてサブキャリアが割り当てられた通信端末装置については、割当制御部１０４から入力した割当制御部１０４にて実際に割り当てられたサブキャリア数情報を用いてサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。一方、要求サブキャリア数決定部１０５は、現フレームの１つ前のフレームにてサブキャリアが割り当てられなかった通信端末装置については、ユーザ情報蓄積部１０６から入力した各通信端末装置のユーザ情報より、割り当て可能なサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を要求サブキャリア数情報生成部１０７へ出力する。
【００６０】
次に、サブキャリアを割り当てる方法について、図８を用いて説明する。図８は、サブキャリアを割り当てる方法を示すフロー図である。
【００６１】
最初に、割当制御部１０４は、現フレームの１つ前の直前フレームにてサブキャリアが割り当てられているか否かを判定する（ステップＳＴ６０１）。
【００６２】
直前フレームにてサブキャリアの割り当てがある場合には、式（４）により現フレームにて送信するサブキャリア数情報のサブキャリア数Ｓｋ（ｔ）を決定する（ステップＳＴ６０２）。
Ｓｋ（ｔ）＝δ×Ｓ′ｋ（ｔ−１） ・・・（４）
ここで、Ｓｋ（ｔ）：現フレームのサブキャリア数、
Ｓ′ｋ（ｔ−１）：現フレームの１つ前のフレームにて通信端末装置２００−ｋに実際に割り当てられたサブキャリア数、
δ：定数（ただし、2.0≦δ）、である。
【００６３】
通信端末装置が静止している場合または通信端末装置の移動量が小さい場合には、回線品質の変動が小さいものと推定できることより、通信端末装置側にて式（４）を用いてサブキャリア数を決定することができる。
【００６４】
一方、ステップＳＴ６０１において、直前フレームにてサブキャリアの割り当てがない場合には、式（１）または式（２）により現フレームにて送信するサブキャリア数情報のサブキャリア数Ｓｋ（ｔ）を決定する（ステップＳＴ６０３）。
【００６５】
次に、要求サブキャリア数情報生成部１０７は、サブキャリア数Ｓｋ（ｔ）をサブキャリア数情報として生成し、サブキャリア数情報が通信端末装置２００−ｋへ現フレームにて通知される（ステップＳＴ６０４）。
【００６６】
次に、サブキャリア数情報を受信した通信端末装置２００−ｋは、サブキャリア数情報取出部２１３にて受信信号よりサブキャリア数情報を抽出し、回線品質情報形成部２１５にて受信品質が良好な順にＳｋ個のサブキャリアが選択される（ステップＳＴ６０５）。
【００６７】
次に、通信端末装置２００の回線品質情報形成部２１５は、選択した各サブキャリアまたは全てのサブキャリアのＣＱＩを生成する（ステップＳＴ６０６）。
【００６８】
次に、通信端末装置２００は、図６に示すようなＳＮＲ通知フォーマットにて、生成したＣＱＩ及びＣＱＩを生成したサブキャリア番号情報を無線通信装置５００へ送信する（ステップＳＴ６０７）。
【００６９】
次に、無線通信装置５００の回線品質情報取出部１０３にて受信信号よりＣＱＩを抽出し、割当制御部１０４にて通信端末装置２００−ｋに対してサブキャリアを割り当てる（ステップＳＴ６０８）。
【００７０】
このように、本実施の形態２によれば、基地局装置は、各通信端末装置の要求伝送率に基づいて各ユーザの通信端末装置毎に割り当てるサブキャリア数を決定し、決定したサブキャリア数情報を通信端末装置に送信するので、通信端末装置は基地局装置から割り当てられたサブキャリア数のみのＣＱＩを生成して送信するだけで良い。この結果、制御情報量を減らすことができるので、通信効率を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態２によれば、基地局装置は、現フレームの１つ前のフレームのサブキャリア数に定数を乗算するだけの簡単な方法によりサブキャリア数を決定することができるので、通信端末装置の移動速度が小さい場合または通信端末装置が静止している場合において、サブキャリアを割り当てる処理の簡易化および高速化を図ることができる。
【００７２】
また、本実施の形態２によれば、通信端末装置は、サブキャリア数情報により基地局装置から指示された数のサブキャリアを、回線品質の良好な順に選択して基地局装置に通知するので、基地局装置が受信品質の良好なサブキャリアにパケットデータを割り当てることができることにより、ユーザダイバーシティ効果を得ることができるとともに、結果的にシステム全体のスループットを向上させることができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態１または実施の形態２においては、ＣＱＩを回線品質情報とすることとしたが、これに限らず、ＣＱＩ以外の任意の情報を用いることができる。また、上記実施の形態１の無線通信装置１００または上記実施の形態２の無線通信装置５００は、基地局装置に適用することが可能である。
【００７４】
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【００７５】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００７６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００７７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００７８】
本明細書は、２００３年８月２０日出願の特願２００３−２９５９７２に基づくものである。この内容を全てここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明にかかる基地局装置及び受信方法は、送信する制御情報量を減らすことにより、通信効率を向上させる効果を有し、サブキャリアを割り当てるのに有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１０１、２０１ アンテナ
１０２、２０２ 受信ＲＦ部
１０３ 回線品質情報取出部
１０４ 割当制御部
１０５ 要求サブキャリア数決定部
１０６ ユーザ情報蓄積部
１０７ 要求サブキャリア数情報生成部
１０８ 割当情報生成部
１０９ 制御情報多重部
１１０ サブキャリア割当部
１１１−１〜１１１−Ｎ 変調部
１１２ 切替部
１１３ ＩＦＦＴ部
１１４ ＧＩ挿入部
１１５、２１６ 送信ＲＦ部
２０３ ＧＩ除去部
２０４ ＦＦＴ部
２０５ 回線品質推定部
２０６ 回線推定部
２０７ 等化部
２０８ 分離部
２０９−１〜２０９−Ｎ 復調部
２１０ Ｐ／Ｓ部
２１１ 制御情報取出部
２１２ 割当情報取出部
２１３ サブキャリア情報取出部
２１４ サブキャリア選択部
２１５ 回線品質情報形成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末装置からＣＱＩを受信する基地局装置であって、
各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記各通信端末装置に対して決定する決定部と、
前記決定部が前記各通信端末装置に対して決定した決定内容を示す情報を前記各通信端末装置に送信する送信部と、
前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報が付加されない前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する受信部と、
を有する基地局装置。
【請求項２】
基地局装置が通信端末装置からＣＱＩを受信する受信方法であって、
各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記基地局装置が前記各通信端末装置に対して決定し、
前記各通信端末装置に対して決定された決定内容を示す情報を前記基地局装置から前記各通信端末装置に送信し、
前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報を伴わずに前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する、
受信方法。
【請求項３】
基地局装置であって、
端末装置が複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報を送信することを決定し、
前記第１の情報及び前記第２の情報を送信することを示す情報を前記端末装置に対し送信し、
前記端末装置から、前記第１の情報と前記第２の情報を受信する、
基地局装置。
【請求項１】
通信端末装置からＣＱＩを受信する基地局装置であって、
各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記各通信端末装置に対して決定する決定部と、
前記決定部が前記各通信端末装置に対して決定した決定内容を示す情報を前記各通信端末装置に送信する送信部と、
前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報が付加されない前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する受信部と、
を有する基地局装置。
【請求項２】
基地局装置が通信端末装置からＣＱＩを受信する受信方法であって、
各通信端末装置が前記基地局装置に対し、全てのサブキャリアのＣＱＩを送信するか、若しくは、複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報との総データ量が前記全てのサブキャリアのＣＱＩの総データ量よりも小さい、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信するかを、前記基地局装置が前記各通信端末装置に対して決定し、
前記各通信端末装置に対して決定された決定内容を示す情報を前記基地局装置から前記各通信端末装置に送信し、
前記全てのサブキャリアのＣＱＩを送信することが決定された通信端末装置からはサブキャリアの位置を示す情報を伴わずに前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信し、前記第１の情報と前記第２の情報とを送信することが決定された通信端末装置からは、前記全てのサブキャリアのＣＱＩを受信せずに前記第１の情報と前記第２の情報とを受信する、
受信方法。
【請求項３】
基地局装置であって、
端末装置が複数のサブキャリアの番号を示す第１の情報と前記複数のサブキャリアのＣＱＩに関する第２の情報を送信することを決定し、
前記第１の情報及び前記第２の情報を送信することを示す情報を前記端末装置に対し送信し、
前記端末装置から、前記第１の情報と前記第２の情報を受信する、
基地局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−５０１２０（Ｐ２０１２−５０１２０Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４８４９（Ｐ２０１１−２２４８４９）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【分割の表示】特願２０１０−１６２９５９（Ｐ２０１０−１６２９５９）の分割
【原出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【分割の表示】特願２０１０−１６２９５９（Ｐ２０１０−１６２９５９）の分割
【原出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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