JP3530118B2 - 基地局装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
テムに用いられる基地局装置および無線通信方法に関す
る。
が複数の通信端末と同時に無線通信を行うもので、近年
の需要増加に伴い、伝送効率を高めることが要求されて
いる。
率を高める技術としてHDR(HighData Rate)が提案
されている。HDRは、基地局が通信リソースを時間分
割して各通信端末に割り振るスケジューリングを行い、
さらに下り回線の回線品質に従って通信端末毎に伝送レ
ートを設定してデータを送信する方法である。
いて無線通信を行う動作について、説明する。まず、基
地局が各通信端末にパイロット信号を送信する。各通信
端末は、パイロット信号に基づくCIR(希望波対干渉
波比)等により下り回線の回線品質を測定し、通信可能
な伝送レートを求める。そして、各通信端末は、通信可
能な伝送レートに基づいて、パケット長、符号化方式、
変調方式および拡散率の組み合わせである通信モードを
選択し、通信モードを示すデータレートコントロール
(以下「DRC」という。)信号を基地局に送信する。
方式の種類は、BPSK、QPSK、16QAM、64
QAM等、予め決められている。また、各システムにお
ける選択可能な符号化の種類は、1/2ターボ符号、1
/3ターボ符号、3/4ターボ符号等、予め決められて
いる。また、各システムにおける選択可能な拡散率の種
類は、64倍拡散、128倍拡散、256倍拡散等、予
め決められている。そして、これらパケット長、変調方
式、符号化方式、拡散率の組み合わせにより、各システ
ムにおける選択可能な伝送レートが複数定められてい
る。各通信端末は、それらの組み合わせの中から、下り
回線の現在の回線品質において最も効率よく通信を行え
る組み合わせを選択し、選択した通信モードを示すDR
C信号を基地局に送信する。一般的にDRC信号は1〜
Nの番号により表されており、番号が大きくなるほど下
り回線の回線品質が良いことを示す。
C信号に基づいてスケジューリングを行ない、コントロ
ールチャネルを通して各通信端末に各通信端末への通信
リソースの割り振りを示す信号を報知する。
の向上を考慮して、下り回線の回線品質が良好な通信端
末に対して優先的に通信リソースを割り振る。すなわ
ち、基地局は、下り回線の回線品質が良好な通信端末ほ
ど、1フレームにおいてより多くのタイムスロットを割
り当てる。
に基づいて各通信端末に通信リソースを割り振ることに
より、システム全体としてデータの伝送効率を高めてい
る。
は、回線品質のみに基づいてタイムスロットの割り当て
を決定しているため、回線品質の悪い通信端末に対して
は、1フレームにおけるタイムスロットの割り当て数が
少なくなる。つまり、回線品質の悪い通信端末では、割
り当てられるタイムスロット間の間隔が大きくなる。
れるタイムスロット間の間隔が大きいため、全データの
受信終了間際にも拘わらず、データ通信の終了までに長
時間を要してしまう。例えば、音楽1曲分の全データの
受信終了間際において、最後の1スロット分のデータを
受信するまでに長時間を要してしてしまうこと等が考え
られる。よって、このような通信端末では、データ通信
終了間際にも拘わらず待機時間が長くなってしまい、消
費電力が増加してしまう。
端末とのデータ通信が終了すれば、その通信端末に対し
て割り当てていたタイムスロットを他の通信端末に対し
て割り当てることが可能となる。よって、データ通信終
了間際の通信端末に対して割り当てられるタイムスロッ
ト間の間隔が大きいことは、システム全体としての伝送
効率の点から見ても効率が悪い。
あり、各通信端末に通信リソースが時分割で割り振られ
る通信システムにおいて、データ通信終了間際にある通
信端末とのデータ通信を速やかに終了させて、通信端末
の消費電力を削減することができるとともに、システム
全体としての伝送効率を高めることができる基地局装置
および無線通信方法を提供することを目的とする。
複数の通信端末に対するタイムスロットの割り当てを決
定する割当手段と、前記複数の通信端末毎に、総データ
量に対する送信済みデータ量の割合を算出する算出手段
と、を具備し、前記割当手段は、前記算出手段で算出さ
れた割合が高い通信端末ほどより多くのタイムスロット
を割り当てる構成を採る。
に、総データ量に対する送信済みデータ量の割合を加味
して各通信端末装置に対する通信リソースの割り振りを
決定するため、送信データ量が残り僅かとなった通信端
末装置に対して割り当てるタイムスロット間の間隔を小
さくして、そのような通信端末装置に対するデータ通信
を速やかに終了させることができる。
末毎にデータの再送回数を計数する計数手段、をさらに
具備し、前記割当手段は、さらに、前記計数手段で計数
された再送回数が多い通信端末ほどより少ないタイムス
ロットを割り当てる構成を採る。
送信済み割合およびデータの再送回数の両者を加味して
各通信端末装置に対する通信リソースの割り振りを決定
するため、送信済み割合が大きい通信端末装置でも再送
回数が多い場合には割り当てるスロット数を減少させる
ことができる。
末毎に通信継続時間を計時する計時手段、をさらに具備
し、前記割当手段は、さらに、前記計時手段で計時され
た通信継続時間が長い通信端末ほどより多くのタイムス
ロットを割り当てる構成を採る。
送信済み割合および通信継続時間の両者を加味して各通
信端末に対する通信リソースの割り振りを決定するた
め、送信済み割合が小さい通信端末でも通信継続時間が
長い場合には割り当てるスロット数を増加させることが
できる。
対するタイムスロットの割り当てを決定する際に、総デ
ータ量に対する送信済みデータ量の割合が高い無線通信
装置ほど割り当てるタイムスロット数を多くするように
した。
に、総データ量に対する送信済みデータ量の割合を加味
して各通信端末装置に対する通信リソースの割り振りを
決定するため、送信データ量が残り僅かとなった通信端
末装置に対して割り当てるタイムスロット間の間隔を小
さくして、そのような通信端末装置に対するデータ通信
を速やかに終了させることができる。
品質に、総データ量に対する送信済みデータ量の割合を
加味して、各通信端末に対する通信リソースの割り振り
を決定することにより、データ通信終了間際にある通信
端末とのデータ通信を速やかに終了させることである。
図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る
基地局の構成を示すブロック図である。図1において、
送信済み割合算出部101は、各送信データについて、
総データ量に対する送信済みデータ量の割合(以下「送
信済み割合」という。)を算出して、割り当て部102
に出力する。
13にて検出されたDRC信号と送信済み割合算出部1
01にて算出された送信済み割合とに基づいて各通信端
末への通信リソースの割り振りを決定する。なお、DR
C信号は各通信モードに対応する番号(以下、「DRC
番号」という。)を示す信号であり、ここでは、DRC
番号が大きいほど下り回線の回線品質が良いことを示す
ものとする。つまり、割り当て部102は、下り回線の
回線品質に送信済み割合を加味して各通信端末へタイム
スロットを割り当てる。
イムスロットの割り当てに基づいてバッファ104に送
信データの出力を指示し、DRC信号に基づいて、適応
符号化部105に送信データの符号化率を指示し、適応
変調部106に送信データの変調方式を指示し、適応拡
散部107に送信データの拡散率を指示する。また、割
り当て部102は、各通信端末毎に送信済みデータ量を
積算し、送信済み割合算出部101に出力する。
スロット単位に分割して、バッファ104に出力する。
バッファ104は、送信データを保持し、割り当て部1
02からの指示に従って、所定の通信端末に対する送信
データを適応符号化部105に出力する。適応符号化部
105は、割り当て部102の指示に従って、バッファ
104からの送信データを符号化して適応変調部106
に出力する。適応変調部106は、割り当て部102の
指示に従って、適応符号化部104からの送信データを
変調して適応拡散部107に出力する。適応拡散部10
6は、割り当て部102の指示に従って、適応変調部1
06からの出力信号を拡散して送信RF部108に出力
する。
らの出力信号の周波数を無線周波数に変換して共用器1
09に出力する。共用器109は、送信RF部108か
らの出力信号をアンテナ110から各通信端末に無線送
信する。また、共用器109は、各通信端末から無線送
信され、アンテナ110に無線受信された信号を受信R
F部111に出力する。
力された無線周波数信号の周波数をベースバンドに変換
して逆拡散部112に出力する。逆拡散部112は、ベ
ースバンド信号を、DRC信号を拡散している拡散コー
ドで逆拡散してDRC信号検出部113に出力する。D
RC信号検出部113は、逆拡散部112からの出力信
号を復調してDRC信号を検出し、割り当て部102に
出力する。
出部113は、通信端末毎に設けられており、それぞれ
のDRC信号検出部113から通信端末毎のDRC信号
が出力される。
ついて説明する。まず、送信済み割合算出部101で
は、各通信端末宛ての送信データの総データ量を示す情
報が取得される。この総データ量を示す情報の取得方法
としては、例えば以下に示すような方法を採ることがで
きる。すなわち、1)制御局のような基地局より上位の
装置において送信データのヘッダ部分に付加された総デ
ータ量を示す情報を取得する方法、2)基地局内に総デ
ータ量を測定する測定部を設け、その測定部が総データ
量を示す情報を送信済み割合算出部101に出力する方
法、3)基地局内に様々な送信データを格納している格
納部を設け、その格納部が通信端末ユーザからの要求に
応じて送信データをスロット生成部103に出力する際
に、総データ量を示す情報を送信済み割合算出部101
に出力する方法等、を採ることができる。
り当て部102から各通信端末宛ての送信データの送信
済みデータ量を示す情報が出力される。割り当て部10
2では、DRC信号により特定される通信モード(すな
わち、符号化率、変調方式および拡散率)によって、1
スロットにおいて送信されるデータ量を把握することが
できる。そこで、割り当て部102では、各通信端末毎
に1スロット毎の送信済みデータ量が積算され、積算結
果が送信済みデータ量を示す情報として送信済み割合算
出部101に出力される。
量と送信済みデータ量とから、各通信端末毎に送信済み
割合が算出される。図2は、本発明の実施の形態1に係
る基地局の送信済み割合算出部にて算出される送信済み
割合を示す図である。図2に示すように、送信済み割合
X(j)は、総データ量に対する送信済みデータ量の割合
として算出される。具体的には例えば、総データ量が5
00Kバイトで、送信済みデータ量が400Kバイトで
ある場合には、送信済み割合X(j)は、0.8として算
出される。なお、送信済み割合X(j)は、通信端末jに
対する送信データの送信済み割合を示す。算出された送
信済み割合X(j)を示す信号は、割り当て部102に出
力される。
号と送信済み割合X(j)とに基づいて、通信リソースの
割り振りが決定される。つまり、割り当て部102で
は、以下のようにして、下り回線の回線品質に送信済み
割合が加味されて各通信端末へのタイムスロットの割り
当てが決定される。
信号が示すDRC番号R(j)と送信済み割合X(j)とか
ら、以下の式(1)により通信端末jに対する優先度B
(j)が算出される。
なるほど優先度が高いものとする。また、R(j)は、通
信端末jから送信されたDRC信号が示すDRC番号を
表す。また、αは重み係数を表し、このαの値の大きさ
を調節することにより、回線品質に加味される送信済み
割合の度合いを調節することが可能である。
の場合、優先度B(j)は、送信済み割合X(j)が大きく
なるほど大きな値となる。つまり、送信済み割合X(j)
が大きくなるほど、通信端末jの優先度が高くなる。よ
って、割り当て部102では、送信済み割合X(j)が大
きくなるほど、通信端末jに対して割り当てられるタイ
ムスロット数が多くなり、通信端末jに対して割り当て
られるタイムスロット間の間隔が小さくなる。よって、
通信端末jでは、全データの受信終了に近づくほど、1
フレームにおいてより多くのデータが受信される。
り回線品質に送信済み割合を加味して優先度を求めた
が、これに限られるものではなく、回線品質に送信済み
割合を加味して優先度を求めることさえできれば、いず
れの方法により優先度を求めてもよい。
回線の回線品質に、総データ量に対する送信済みデータ
量の割合を加味して各通信端末に対する通信リソースの
割り振りを決定するため、送信データ量が残り僅かとな
った通信端末に対して割り当てるタイムスロット間の間
隔を小さくして、そのような通信端末に対するデータ通
信を速やかに終了させることができる。よって、通信端
末の消費電力を削減することができる。
かに終了させることにより、その通信端末に割り当てて
いたタイムスロットを他の通信端末に対して割り当てる
ことが可能となるため、システム全体としての伝送効率
を高めることができる。
下り回線の回線品質に送信済み割合を加味して優先度を
決定したため、下り回線の回線品質が悪い通信端末でも
送信済み割合が大きい場合には多くのタイムスロットが
割り当てられてしまうことがある。この場合、通信端末
では、回線品質が悪いので、データ誤りが発生する可能
性が高くなる。また、ARQ(Automatic Repeat reQue
st)方式による誤り制御が行われる通信システムでは、
データ誤りが発生した場合には、通信端末がNACK
(NegativeACKnowledgment)信号を基地局に返送し、こ
れに対し基地局は誤りが発生したデータを再送するの
で、データ誤りが発生する可能性が高い通信端末に対し
て多くのタイムスロットを割り当てると、再送回数も多
くなる。よって、ARQ方式による誤り制御が行われる
通信システムでは、回線品質に送信済み割合のみを加味
してタイムスロットの割り当てを決定したのでは、逆に
システム全体の伝送効率が低下してしまうことがある。
よる誤り制御が行われる通信システムにおいて、下り回
線の回線品質に送信済み割合およびデータの再送回数の
両者を加味して各通信端末に対する通信リソースの割り
振りを決定する。
説明する。図3は、本発明の実施の形態2に係る基地局
の構成を示すブロック図である。なお、図3において図
1に示す構成と同じ構成には図1と同一の符号を付し、
その詳しい説明は省略する。
バンド信号を、ACK(ACKnowledgment)信号およびN
ACK信号を拡散している拡散コードで逆拡散してNA
CK信号検出部202に出力する。なお、ACK信号
は、データ誤りが発生していない場合に通信端末から返
信される信号である。
01からの出力信号を復調してNACK信号を検出し、
NACK信号計数部203に出力する。NACK信号計
数部203は、NACK信号検出部202から出力され
たNACK信号の個数を計数する。換言すれば、NAC
K信号計数部203は、データの再送回数を計数する。
113、逆拡散部201、NACK信号検出部202お
よびNACK信号計数部203は、通信端末毎に設けら
れており、それぞれのDRC信号検出部113から通信
端末毎のDRC信号が出力され、それぞれのNACK信
号計数部203にて通信端末毎にデータの再送回数が計
数される。
13にて検出されたDRC信号と、送信済み割合算出部
101にて算出された送信済み割合と、NACK信号計
数部203にて計数された再送回数とに基づいて各通信
端末への通信リソースの割り振りを決定する。
ついて説明する。割り当て部204では、DRC信号
と、送信済み割合X(j)と、再送回数N(j)とに基づい
て、通信リソースの割り振りが決定される。つまり、割
り当て部204では、以下のようにして、下り回線の回
線品質に送信済み割合および再送回数の両者が加味され
て各通信端末へのタイムスロットの割り当てが決定され
る。
信号が示すDRC番号R(j)と、送信済み割合X(j)
と、再送回数N(j)とから、以下の式(2)または
(3)により通信端末jに対する優先度B(j)が算出さ
れる。
信端末jに対するデータの再送回数を表す。また、βは
重み係数を表し、このβの値の大きさを調節することに
より、回線品質に加味される再送回数の度合いを調節す
ることが可能である。
R(j)が同一の場合、送信済み割合X(j)が大きくなっ
ても、回線品質が悪く再送回数N(j)が多くなるほど、
優先度B(j)は小さな値となる。つまり、再送回数N
(j)が多くなるほど、通信端末jの優先度が低くなる。
よって、割り当て部204では、再送回数N(j)が多く
なるほど、通信端末jに対して割り当てられるタイムス
ロット数が少なくなる。
は(3)により回線品質に送信済み割合および再送回数
の両者を加味して優先度を求めたが、これに限られるも
のではなく、回線品質に送信済み割合および再送回数の
両者を加味して優先度を求めることさえできれば、いず
れの方法により優先度を求めてもよい。
Q方式による誤り制御が行われる通信システムにおい
て、下り回線の回線品質に送信済み割合およびデータの
再送回数の両者を加味して各通信端末に対する通信リソ
ースの割り振りを決定するため、送信済み割合が大きい
通信端末でも再送回数が多い場合には割り当てるスロッ
ト数を減少させることができる。よって、本実施の形態
によれば、システム全体の伝送効率を高めることを目的
として回線品質に送信済み割合を加味してタイムスロッ
トの割り当てを決定する際に、逆にシステム全体の伝送
効率が低下してしまうことを防止することができる。
受信するデータの合計量(すなわち、上記総データ量の
累積値)が同じ通信端末同士でも、1送信データ当たり
のデータ量(すなわち、上記総データ量)が少ない通信
端末の方が送信済み割合が早く大きくなり、タイムスロ
ットの割り当て数が多くなる。すなわち、受信するデー
タの合計量が同じにも拘わらず、1送信データ当たりの
データ量が多い通信端末の方が、待機時間が長くなって
しまい、消費電力が大きくなってしまうことがある。し
かしながら、受信するデータの合計量が同じ通信端末に
おいては、本来、データ通信による消費電力量が同じで
あることが好ましい。
線品質に送信済み割合および通信継続時間の両者を加味
して各通信端末に対する通信リソースの割り振りを決定
する。
説明する。図4は、本発明の実施の形態3に係る基地局
の構成を示すブロック図である。なお、図4において図
1に示す構成と同じ構成には図1と同一の符号を付し、
その詳しい説明は省略する。
は、通信端末との間で呼が確立されている時間を計時す
る。すなわち、通信継続時間計時部301は、通信端末
との間で通信が継続されている時間を計時する。また、
通信継続時間計時部301は、DRC信号検出部113
からDRC信号が所定の間隔で連続して出力され続けて
いる時間を、通信継続時間として計時する。つまり、通
信継続時間計時部301は、通信端末が基地局に対して
DRC信号を送信している間を通信継続時間として計時
する。
113および通信継続時間計時部301は、通信端末毎
に設けられており、それぞれのDRC信号検出部113
から通信端末毎のDRC信号が出力され、それぞれの通
信継続時間計時部301にて通信端末毎に通信継続時間
が計時される。
13にて検出されたDRC信号と、送信済み割合算出部
101にて算出された送信済み割合と、通信継続時間計
時部301にて計時された通信継続時間とに基づいて各
通信端末への通信リソースの割り振りを決定する。
ついて説明する。割り当て部302では、DRC信号
と、送信済み割合X(j)と、通信継続時間L(j)とに基
づいて、通信リソースの割り振りが決定される。つま
り、割り当て部301では、以下のようにして、下り回
線の回線品質に送信済み割合および通信継続時間の両者
が加味されて各通信端末へのタイムスロットの割り当て
が決定される。
信号が示すDRC番号R(j)と、送信済み割合X(j)
と、通信継続時間L(j)とから、以下の式(4)により
通信端末jに対する優先度B(j)が算出される。
間の通信継続時間を表す。また、γは重み係数を表し、
このγの値の大きさを調節することにより、回線品質に
加味される通信継続時間の度合いを調節することが可能
である。
の場合、送信済み割合X(j)が小さくても、通信継続時
間L(j)が長くなるほど、優先度B(j)は大きな値とな
る。つまり、通信継続時間L(j)が長くなるほど、通信
端末jの優先度が高くなる。よって、割り当て部302
では、通信継続時間L(j)が長くなるほど、通信端末j
に対して割り当てられるタイムスロット数が多くなる。
り回線品質に送信済み割合および通信継続時間の両者を
加味して優先度を求めたが、これに限られるものではな
く、回線品質に送信済み割合および通信継続時間の両者
を加味して優先度を求めることさえできれば、いずれの
方法により優先度を求めてもよい。
回線の回線品質に送信済み割合および通信継続時間の両
者を加味して各通信端末に対する通信リソースの割り振
りを決定するため、送信済み割合が小さい通信端末でも
通信継続時間が長い場合には割り当てるスロット数を増
加させることができる。よって、本実施の形態によれ
ば、1送信データ当たりのデータ量に拘わらず、受信す
るデータの合計量が同じ通信端末では、データ通信によ
る消費電力量をほぼ同じにすることが可能である。
せて実施することも可能である。
通信端末側で通信モードを決定してDRC信号を送信
し、基地局側で通信リソースの割り振りを行うシステム
について説明したが、本発明はこれに限られず、基地局
側で通信モードを決定して通信リソースの割り振りを行
うシステムにも適用することができる。この場合、各通
信端末は、測定した回線品質を示す情報を基地局に送信
する。
各通信端末に通信リソースが時分割で割り振られる通信
システムにおいて、データ通信終了間際にある通信端末
とのデータ通信を速やかに終了させることができる。よ
って、本発明によれば、通信端末の消費電力を削減する
ことができるとともに、システム全体としての伝送効率
を高めることができる。
すブロック図
割合算出部にて算出される送信済み割合を示す図
すブロック図
すブロック図
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の通信端末に対するタイムスロット
の割り当てを決定する割当手段と、前記複数の通信端末毎に、総データ量に対する送信済み
データ量の割合を算出する算出手段と、を具備し、 前記割当手段は、前記算出手段で算出された割合が高い
通信端末ほどより多くのタイムスロットを割り当てる、 ことを特徴とする基地局装置。 - 【請求項2】 前記複数の通信端末毎にデータの再送回
数を計数する計数手段、をさらに具備し、 前記割当手段は、さらに、前記計数手段で計数された再
送回数が多い通信端末ほどより少ないタイムスロットを
割り当てる、 ことを特徴とする請求項1記載 の基地局装置。 - 【請求項3】 前記複数の通信端末毎に通信継続時間を
計時する計時手段、をさらに具備し、 前記割当手段は、さらに、前記計時手段で計時された通
信継続時間が長い通信端末ほどより多くのタイムスロッ
トを割り当てる、 ことを特徴とする請求項1記載 の基地局装置。 - 【請求項4】 無線通信装置に対するタイムスロットの
割り当てを決定する際に、総データ量に対する送信済み
データ量の割合が高い無線通信装置ほど割り当てるタイ
ムスロット数を多くする、 ことを特徴とする無線通信方法。
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