JP4667449B2 - 基地局装置および無線送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、リピティション送信を行う基地局装置および無線送信方法に関する。

近年、移動体通信においては、音声以外に画像やデータ等の様々な情報が伝送の対象になっている。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。しかし、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。

周波数選択性フェージング対策技術の一つとして、ＯＦＤＭ方式に代表されるマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数のサブキャリアを用いてデータを伝送することにより、高速伝送を行う技術である。特に、ＯＦＤＭ方式は、データが配置される複数のサブキャリアの周波数が相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも最も周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成で実現できる。このため、ＯＦＤＭ方式は、第４世代のセルラ方式移動体通信に採用される通信方法として注目されており、様々な検討が加えられている。

また、ＯＦＤＭ方式において、さらなる受信誤り対策として、同一のデータシンボルを複数個のシンボルに複製（リピティション）して送信するリピティションＯＦＤＭあるいはシンボル繰り返しＯＦＤＭと呼ばれる技術が存在する（例えば、非特許文献１参照）。このリピティションＯＦＤＭは、単に周波数拡散を用いるＯＦＤＭ方式よりも周波数利用効率が高い方式として注目されている。

一方、セルラ方式において、セル境界付近に位置するユーザは基地局から遠くにいる分、受信電力が弱くなるだけでなく他セルからの干渉も受けるため、受信環境が比較的良くない。これを改善するための技術として、ソフトハンドオーバ（適宜ＳＨＯと略す）と呼ばれる処理がある。このソフトハンドオーバはセル境界付近のユーザに対して、複数のソフトハンドオーバ相手の基地局（ＳＨＯ基地局）から同一データを同期して送信する処理であり、これにより、セル境界付近のユーザの受信品質が改善し、スループットを向上させることが可能である（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１７８０３６号公報 前田、新、岸山、および佐和橋 共著「下りリンクブロードバンドチャネルにおけるＯＦＣＤＭとＯＦＤＭの特性比較」信学技報ＲＣＳ２００２−１６２、２００２年８月

しかしながら、リピティションＯＦＤＭにおいて、ソフトハンドオーバを行った場合に、各ユーザに対して同一データを複数の基地局から送信するため、各ユーザに対して使用する無線通信システムのリソースの配分が多くなり、通信システムに収容するユーザ数が低下するという問題がある。例えば、セル境界付近のユーザに対して３つのセルから送信する場合には、１ユーザが通常の３倍（３ユーザ分）のリソースを使用していることになる。

本発明の目的は、無線通信システムのリソースを効率的に配分し、通信システムの収容ユーザ数を増加させることができる基地局装置および無線送信方法を提供することである。

本発明の基地局装置は、送信データをリピティションして送信する送信手段と、複数の基地局から信号を受信する移動局宛ての送信データのリピティション数を設定するリピティション数設定手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、無線通信システムのリソースを効率的に配分し、通信システムの収容ユーザ数を増加させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付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の概要を示す図である。ここでは、３つのセルの各基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）が、セル境界付近に位置するソフトハンドオーバ中の移動局（ＭＳ１）に対し送信を行う場合を例にとって説明する。また、各基地局は、リピティションＯＦＤＭ方式によって送信を行っており、各送信シンボルはリピティションされて送信される。

本実施の形態では、セル境界付近に位置し、ソフトハンドオーバ中の移動局に対し、各基地局は、送信するデータのリピティション数を、各セルの混雑度、例えば各基地局のリソース使用率に応じて決定する。これにより、ソフトハンドオーバ中の移動局の受信品質を向上させつつ、通信システムへ収容するユーザ数を増加させることができる。

例えば、図１の例では、ＢＳ１のリソース使用率は低く、ＢＳ２のリソース使用率は中程度、ＢＳ３のリソース使用率は高い。よって、ソフトハンドオーバ中のＭＳ１に対するリピティション数を各リソース使用率に応じ、ＢＳ１は４に、ＢＳ２は２に、ＢＳ３は１（すなわち、リピティションなし）に設定する。図１において、ｓ１〜ｓ６（斜線のデータシンボル）は、ＭＳ１宛のデータシンボルを表している。

なお、本明細書においては、ソフトハンドオーバ中の移動局が通信している基地局（ソフトハンドオーバ前から通信している基地局）のことを特に「接続基地局」と呼び、隣接セルのソフトハンドオーバ対象の基地局のうち、接続基地局以外の基地局のことを「ＳＨＯ基地局」と呼ぶこととする。例えば、３ＧＰＰ規格では、Serving Node B（Node Bは基地局と同義）が接続基地局に該当し、Active set（ソフトハンドオーバ対象の基地局群と同義）内のNon-serving Node BがＳＨＯ基地局に該当する。

図２は、本実施の形態に係る基地局装置ＢＳ１〜ＢＳ３および移動局ＭＳ１間の信号のやりとりを示すシーケンス図である。ここで、基地局間は有線で接続され、基地局と移動局との間は無線伝送が行われるものとする。

移動局ＭＳ１は初め、ＢＳ１と通信しており、周期的にＳＨＯ基地局（ＢＳ２、ＢＳ３）の受信電力を測定する（ＳＴ１０１０）。測定した受信電力は接続基地局ＢＳ１へ報告され（ＳＴ１０２０）、ＢＳ１では報告された受信電力に基づいてどの基地局をソフトハンドオーバ対象とするかの判定（以下、ＳＨＯ判定と呼ぶ）を行う（ＳＴ１０３０）。例えば、受信電力が所定の閾値を越える基地局をソフトハンドオーバ対象の基地局と判定し、閾値を超える基地局がなければソフトハンドオーバしないと判定する。

次に、ＢＳ１からＢＳ２へ、またＢＳ１からＢＳ３へ、この移動局に対する送信を依頼する旨の通知（以下、この通知をＳＨＯ依頼と呼ぶ）を行う（ＳＴ１０４０、ＳＴ１０４１）。このＳＨＯ依頼は、３つのデータを通知することにより行われ、そのデータとは具体的には、ＳＨＯ依頼を示す情報（ビット列）、ソフトハンドオーバする移動局のＩＤ、および接続基地局のＩＤである。なお、ＳＨＯ依頼が他のデータを含んでいても良い。

ＢＳ１は、自局のリソース使用率に基づいてＭＳ１に対するリピティション数を決定し（ＳＴ１０５０）、ＳＨＯ依頼を受けたＢＳ２およびＢＳ３も、各基地局のリソース使用率に基づいてそれぞれ独立にリピティション数を決定する（ＳＴ１０５１、ＳＴ１０５２）。各基地局は、決定したリピティション数を用いて直接ＭＳ１に対しデータを送信する（ＳＴ１０６０〜ＳＴ１０６２）。ここで、決定されたリピティション数のＭＳ１への事前通知はしない。

なお、ここでは各基地局が直接接続されている場合を例にとって説明したが、基地局間が制御局（ＲＮＣ）を介して接続される構成でも良い。また、ＳＴ１０４０、ＳＴ１０４１の実行される順番は図に示した通りでなくても良いし、ＳＴ１０６０〜ＳＴ１０６２の順番も図の通りでなくて良い。

図３は、本実施の形態に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。

まず、送信処理を担当する構成について説明する。送信データは、データ種別によって、制御情報処理部１１０、ＳＨＯユーザ処理部１２０、およびセル内ユーザ処理部１３０に分かれて入力される。なお、セル内ユーザ処理部１３０は、収容可能な各ユーザに対応する複数の回路から構成されているが、ＳＨＯユーザ処理部１２０は、複数の回路から構成されるものの、収容可能な全ユーザ数には対応しておらず、ソフトハンドオーバする移動局として想定される数分だけの回路が備えられている。

制御情報処理部１１０は、制御情報の送信処理を行う。入力される制御情報に対して符号化部１１１でターボ符号化等の符号化を行い、変調部１１２でＱＰＳＫ等の変調を行い、多重部１０１へ出力する。なお、後述のＳＨＯユーザに対するリピティション数情報も制御情報として送信処理される。

ＳＨＯユーザ処理部１２０は、ソフトハンドオーバ中の移動局（ＳＨＯユーザ）宛ての送信データの送信処理を行う。符号化部１２１および変調部１２２で符号化処理、変調処理が行われた後、リピティション部１２３において、別途入力されるＳＨＯユーザ用リピティション数情報に従ってリピティション処理（シンボル繰り返し処理）が行われる。リピティション後の信号は多重部１０１へ出力される。

セル内ユーザ処理部１３０は、ソフトハンドオーバしていないセル内ユーザに対する送信データの送信処理を行う。符号化部１３１および変調部１３２で符号化処理、変調処理が施された後、リピティション部１３３において、別途入力されるセル内ユーザ用リピティション数情報に従ってリピティション処理が行われる。リピティション後の信号は多重部１０１へ出力される。

多重部１０１は、制御情報処理部１１０からの制御情報信号、ＳＨＯユーザ処理部１２０からの送信信号、およびセル内ユーザ処理部１３０からの送信信号が、ＯＦＤＭのサブキャリア上で多重される。なお、これらの信号の多重はサブキャリア上への多重ではなく、時間多重やコード多重としても良い。多重部１０１は、使用サブキャリア数をリソース使用率測定部１４２へ出力する。

ＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０は、リソース使用率測定部１４２およびリピティション数算出部１４３を備え、動作制御部１４１から動作指示信号Ｃ１が入力され、多重部１０１から使用サブキャリア数が入力される。

リソース使用率測定部１４２は、リソース使用率、すなわち使用サブキャリア数を全サブキャリア数で除した値、を算出し、次の動作指示信号が入力されるまでの間のリソース使用率の平均値を測定する。動作指示信号が入力されれば、平均リソース使用率をリピティション数算出部１４３へ出力する。

リピティション数算出部１４３は、動作指示信号が入力された際に、リソース使用率測定部１４２から出力されたリソース使用率に基づいて、ＳＨＯユーザ用リピティション数を算出し、制御情報処理部１１０内の符号化部１１１、およびＳＨＯユーザ処理部１２０内のリピティション部１２３へ出力する。動作指示信号が入力されない際は、リピティション数算出部１４３は、前回算出したリピティション数を出力する。リピティション数の算出は、例えば、図４に示すような、リソース使用率とリピティション数との関係を表すデータテーブルを用いることによりリピティション数を算出する。この場合、例えば、リソース使用率が７５％の場合、リピティション数は２となる。

動作制御部１４１は、ＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０を制御するため、入力される送信キュー変動量情報から、ＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０の動作周期を算出し、算出された動作周期に従って動作指示信号Ｃ１を出力する。ここで送信キュー変動量情報は、送信キューにたまっているパケット数またはデータ量の時間的な変動量を表す情報である。動作制御部１４１は、送信キュー変動量が大きいほど動作周期を短く、変動量が小さいほど動作周期を長く設定する。すなわち、動作制御部１４１は、送信キューにたまっているパケット数またはデータ量の変動の激しさに応じて、ＭＳ１に対するリピティション数の更新周期を制御する。

ＩＦＦＴ部１０２は、多重部１０１から出力された送信信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を施し、ＯＦＤＭシンボルを生成する。ＧＩ挿入部１０３は、送信信号にＧＩ（Guard Interval）を挿入する。送信無線処理部１０４は、送信信号にＤ／Ａ変換、アップコンバート等の無線処理を施し、アンテナ１０５から送信する。

次に、本実施の形態に係る基地局装置の受信処理を担当する構成について説明する。

受信無線処理部１５１は、アンテナ１０５で受信した信号に対してダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を施し、ベースバンド信号を得る。ＧＩ除去部１５２は、ＯＦＤＭシンボル毎に受信信号からＧＩを除去する。ＦＦＴ部１５３は、ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。チャネル推定部１５５は、パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う。復調部１５４は、チャネル推定部１５５で算出されたチャネル推定値を用いて、ＦＦＴ部１５３から出力される受信信号に対してチャネル変動補償を行った後、ＱＰＳＫ等で変調されているシンボルの軟判定を行う。復号部１５６は、ターボ復号等の復号処理を行い、受信データを得る。

セル内ユーザ用リピティション数決定部１５８は、移動局ＭＳ１から報告される受信品質報告値に基づいて、リピティション数を決定する。リピティション数の決定には、あらかじめ保持している受信品質とリピティション数との関係を表すテーブルを用いる。

ＳＨＯ判定部１５７は、報告された受信電力に基づいて、ＢＳ２、ＢＳ３のうち、いずれの基地局をソフトハンドオーバ対象とするかを判定するＳＨＯ判定を行い、決定されたＳＨＯ基地局に対しＳＨＯ依頼を通知する。

このように、本実施の形態によれば、リソース使用率が低い場合、すなわち、通信システムの混雑度が低い場合は、ＳＨＯユーザに対して高いリピティション数を用いるため、ＳＨＯユーザの受信品質を向上させることができる。よって、ＳＨＯユーザのスループットを向上させることができ、またＢＥＲ（Bit Error Rate）を改善することができる。また、リソース使用率が高い場合、すなわち、通信システムの混雑度が高い場合は、ＳＨＯユーザに対して低いリピティション数を用いるため、その分リソースを空けることができ、セル内の収容ユーザ数を増加させることができる。このように、無線通信システムのリソースを効率的に配分し、スループットを増加させると共に通信システムの収容ユーザ数を増加させることができる。

また、以上の構成において、ＳＨＯユーザ用リピティション数を頻繁に変更すると、制御情報の送信頻度が高くなり伝送効率が低下する。逆にリピティション数変更周期を長くすると、リソースの効率的な配分がトラヒックの変化に追従できず結果的にスループットまたは収容ユーザ数を低下させる恐れがある。

そこで、本実施の形態では、送信キューの変動量からＳＨＯユーザ用リピティション数決定の動作周期を制御することにより、リピティション数変更周期を必要最低限の長さにすることができる。ただし、ＳＨＯユーザに対してリピティション数を急激に変化させると、急激な受信品質の劣化を招く恐れがあるため、ＳＨＯユーザ用リピティション数は段階的に変更するようにしても良い。

なお、本実施の形態では、基地局毎に１つのセルが形成される場合を例にとって説明したが、セクタ化により基地局毎に、例えば３セクタが形成されているような場合にも本発明は適用できる。かかる場合、本実施の形態に係る隣接セルを、隣接セクタと読み替えれば良い。

また、本実施の形態では、送信キュー変動量情報に応じて、ＳＨＯユーザ用リピティション数の更新周期を制御する場合を例にとって説明したが、ＳＨＯユーザ用リピティション数を所定の固定周期で算出し、この所定周期でセル内に報知するようにしても良い。この場合、動作制御部１４１は所定周期ごとに動作指示信号Ｃ１をＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０へ出力する。

また、リソース使用率が一定量以上変化した場合にのみＳＨＯユーザ用リピティション数を更新しても良いし、リソース使用率が閾値以上となった場合にのみＳＨＯユーザ用リピティション数を更新しても良い。

さらに、本実施の形態では、ＭＳ１を対象としてリピティション数を制御する場合を例にとって説明したが、対象を増やしてセル内の全移動局に対し同一のリピティション数を設定しても良いし、移動局毎に異なるリピティション数を設定しても良い。後者の例としては、優先度の高い移動局ほどリピティション数を多くなるように、リピティション数に対して優先度に応じた重み付けをすることが考えられる。

また、本実施の形態では、混雑度としてリソース使用率を用いる場合を例にとって説明したが、トラヒック量（具体的には、例えば送信キューにたまっているデータ量の平均）、セル内に存在するユーザ数、あるいは通信中のユーザ数等を用いても良い。

また、本実施の形態では、各基地局は、決定したリピティション数を用いて直接ＭＳ１に対しデータを送信し、事前通知はしない場合を例にとって説明したが、ＳＨＯ基地局（ＢＳ２、ＢＳ３）は、決定したＳＨＯユーザ用リピティション数を接続基地局（ＢＳ１）に報告し、ＢＳ１からＭＳ１にこれを通知する構成としても良い。

また、本実施の形態では、ＳＨＯ判定を接続基地局ＢＳ１が行う場合を例にとって説明したが、ＳＨＯ判定は上位の制御局が行っても良い。

また、本実施の形態では、ソース使用率とリピティション数との関係をデータテーブルを用いて表したが、関数を用いても良い。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、セル境界付近の移動局の伝送レートを所要伝送レートに保ちつつ、または、必要最小限のリソースを使いながら、収容ユーザ数を増加させる。具体的には、接続基地局（移動局が属している基地局）でのリピティション数を、所要伝送レートから決められる所要リピティション数と、ＳＨＯ基地局（ＢＳ２、ＢＳ３）でのＳＨＯユーザ用リピティション数との双方を用いて決定する。

図５は、本実施の形態に係る基地局装置ＢＳ１〜ＢＳ３、および移動局ＭＳ１間の信号のやりとりを示すシーケンス図である。なお、このシーケンスは、実施の形態１のシーケンスに示したＳＨＯ依頼処理（ＳＴ１０４１）まで同様の処理であるので、同一のステップには同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。

ＳＴ１０４０、ＳＴ１０４１によってＳＨＯ依頼を受けたＢＳ２、ＢＳ３は、各基地局のリソース使用率に基づいてそれぞれ独立にリピティション数を決定する（ＳＴ１０５１、ＳＴ１０５２）。そして、ＢＳ２、ＢＳ３は、決定したリピティション数をＢＳ１へそれぞれ報告する（ＳＴ２０１０、ＳＴ２０１１）。ＢＳ１は、報告されたＢＳ２、ＢＳ３が用いるリピティション数と、移動局ＭＳ１に対する所要伝送レートとから、後述の方法により所要リピティション数を算出し、この所要リピティション数を用いてＭＳ１に対するリピティション数を決定する（ＳＴ２０２０）。各基地局は、実施の形態１のシーケンスと同じく、決定したリピティション数を用いてそれぞれ移動局ＭＳ１に対しデータを送信する（ＳＴ１０６０〜ＳＴ１０６２）。

次に、接続基地局ＢＳ１におけるリピティション数の算出方法を以下に示す。

ＢＳ１のリピティション数は、ＭＳ１の所要リピティション数からＳＨＯ基地局でのリピティション数の合計を差し引いたものとして計算する。例えば、ＭＳ１の所要リピティション数が８で、ＢＳ２およびＢＳ３から報告されたリピティション数が共に２だった場合、ＢＳ１のＭＳ１に対するリピティション数は４となる。ただし、所要リピティション数は、ＢＳ１からＭＳ１へ送信したときに、所要伝送レートを満たすために必要な受信品質を達成できるリピティション数として算出する。

また、理想的には上記のような計算となるが、実際には、移動局ＭＳ１において観測される各基地局からの受信信号の電力は異なるため、ＳＨＯ基地局でのリピティション数は、移動局におけるＢＳ１とＳＨＯ基地局との受信電力比によって補正する必要がある。従って、ＢＳ１のリピティション数を下記の式（１）によって算出する。ただし、最低リピティション数は１とする。

また、
Ｎ_ＢＳｉ：ＢＳｉにおけるリピティション数
Ｎ_ｒｅｑ：所要伝送レートを満たすための所要リピティション数
α_２＝Ｐ_ＢＳ２／Ｐ_ＢＳ１ 、α_３＝Ｐ_ＢＳ３／Ｐ_ＢＳ１
Ｐ_ＢＳ１：ＭＳにおけるＢＳ１からの受信電力
Ｐ_ＢＳ２：ＭＳにおけるＢＳ２からの受信電力
Ｐ_ＢＳ３：ＭＳにおけるＢＳ３からの受信電力
である。

また、ソフトハンドオーバ対象としているＳＨＯ基地局がＭ_ＢＳ個存在する場合は、ＢＳ１のリピティション数を下記の式（２）によって算出する。

図６は、本実施の形態に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この基地局装置は、実施の形態１に示した基地局装置（図３参照）と同様の構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、基本的にその説明を省略する。

送信データは、データ種別によって、制御情報処理部１１０、自セルＳＨＯユーザ処理部２１０、他セルＳＨＯユーザ処理部２２０、およびセル内ユーザ処理部１３０に分かれて入力される。なお、自セルＳＨＯユーザ処理部２１０および他セルＳＨＯユーザ処理部２２０は、それぞれ想定されるユーザ数分だけの回路が備えられている。

制御情報処理部１１０の動作は、基本的に実施の形態１と同様であるが、ＳＨＯ基地局のリピティション数情報と、自セルＳＨＯユーザ用リピティション数情報とが入力され、それらの情報をその他の制御情報と共に符号化し、変調処理を施す。

自セルＳＨＯユーザ処理部２１０は、自セルに属するＳＨＯユーザ、すなわち、その基地局が接続基地局となっているＳＨＯユーザの送信データが入力され、別途入力される自セルＳＨＯユーザ用リピティション数情報に従って、この送信データのリピティション処理を行う。なお、自セルＳＨＯユーザ処理部２１０内部の構成は、実施の形態１に示したＳＨＯユーザ処理部１２０（図３参照）と同様である。

他セルＳＨＯユーザ処理部２２０は、他セルに属するＳＨＯユーザの送信データが入力され、別途入力される他セルＳＨＯユーザ用リピティション数情報に従って、この送信データのリピティション処理を行う。なお、他セルＳＨＯユーザ処理部２２０内部の構成も、実施の形態１に示したＳＨＯユーザ処理部１２０（図３参照）と同様である。

自セルＳＨＯユーザ用リピティション数決定部２５０は、ＳＨＯ基地局のリピティション数と受信電力情報とが入力され、これらに基づいて自セルＳＨＯユーザ用のリピティション数を決定する。決定方法は上記式（１）を用いた方法をとる。内部の構成は、実施の形態１に示したＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０（図３参照）と同様である。

他セルＳＨＯユーザ用リピティション数決定部２６０は、他セルに属するＳＨＯユーザのリピティション数を決定する。内部の構成は、実施の形態１に示したＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０（図３参照）と同様である。決定された他セルＳＨＯユーザ用リピティション数はＳＨＯ基地局へ報告される。

このように、本実施の形態によれば、各ＳＨＯ基地局ではソフトハンドオーバ中の移動局に対して、リソース使用率に応じたリピティション数で送信するため、混雑度の高い状態ではリピティション数を下げることができるため、ソフトハンドオーバ処理による収容ユーザ数の低下を防ぐことができる。

また、接続基地局からはＳＨＯユーザの所要伝送レートを満たすのに必要なリピティション数で送信されるため、ＳＨＯユーザの伝送レートを所要伝送レートに保つことができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、ベストエフォート型のトラヒックである状況下において、セル境界付近の移動局のスループットを最大限に向上させつつ、収容ユーザ数を増加させる。具体的には、ソフトハンドオーバする移動局に対するＭＣＳ（符号化率および変調方式の組み合わせ）を、接続基地局が各基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）のリピティション数に基づいて決定する。

図７は、本実施の形態に係る基地局装置ＢＳ１〜ＢＳ３および移動局ＭＳ１間の信号のやりとりを示すシーケンス図である。なお、このシーケンスは、実施の形態１のシーケンスに示したリピティション数決定処理（ＳＴ１０５０〜ＳＴ１０５２）まで同様の処理であるので、同一のステップには同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。

ＳＴ１０５０〜ＳＴ１０５２においてリピティション数が決定した後、ＢＳ２、ＢＳ３は、決定したリピティション数をＢＳ１へ報告する（ＳＴ３０１０、ＳＴ３０１１）。ＢＳ１は、報告されたＢＳ２、ＢＳ３のリピティション数、および自身（ＢＳ１）のリピティション数からＭＣＳを決定する（ＳＴ３０２０）。なお、このＭＣＳ決定方法については後述する。ＢＳ１は、決定したＭＣＳをＢＳ２、ＢＳ３へ通知する（ＳＴ３０３０、ＳＴ３０３１）。各基地局は、決定したリピティション数およびＭＣＳを用いて、移動局ＭＳ１にデータを送信する（ＳＴ３０４０〜ＳＴ３０４２）。

次に、ＭＣＳ決定方法について説明する。図８は、ＭＣＳの決定に使用されるＭＣＳテーブルの一例を示す図である。

このＭＣＳテーブルは、受信ＳＩＲと、その受信ＳＩＲのときにスループットを最大にするＭＣＳとの関係を表している。一般に、受信ＳＩＲの値は、そのＭＣＳを使用したときにＰＥＲ＝０．０１を満たすための所要ＳＩＲが用いられる。図８において、例えば、ＳＩＲ＝１２ｄＢの場合には、ＭＣＳとして「１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２」を用いるとスループットを最大化できることを示している。

受信ＳＩＲは、ソフトハンドオーバ中の移動局での受信ＳＩＲ（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３からソフトハンドオーバ中に受信されるデータのＳＩＲ）を用いる必要がある。なお、この受信ＳＩＲは、ソフトハンドオーバ開始前には測定できないため、本実施の形態では、受信ＳＩＲを各基地局でのリピティション数と各基地局からの受信電力とを用いて推定する。すなわち、受信ＳＩＲのＳ（信号電力）は、各基地局から送信された信号をリピティション数分だけ合成したものとなるので、受信ＳＩＲは以下の式（３）によって推定される。

ただし、
Ｐ_ＢＳｊ：ＭＳ１におけるＢＳｊからの１シンボル当りの受信電力
Ｎ_ＢＳｉ：ＢＳｉにおけるリピティション数
Ｉ：ＭＳ１における干渉電力

あるいは、受信ＳＩＲは、上記式（３）から次のように導出される式（４）を用いて推定することもできる。

ただし、
ＳＩＲ_ＢＳ１：ＭＳ１におけるＢＳ１からの信号の受信ＳＩＲ
α_１＝１、α_２＝Ｐ_ＢＳ２／Ｐ_ＢＳ１ 、α_３＝Ｐ_ＢＳ３／Ｐ_ＢＳ１

ここで、式（３）を用いる場合には、各ＢＳからの受信電力情報の他に、移動局ＭＳ１が干渉電力情報を報告する必要がある。また、式（４）を用いる場合には、各ＢＳからの受信電力情報の他に、移動局ＭＳ１がＢＳ１からの受信信号のＳＩＲを報告する必要がある。なお、受信ＳＩＲは無線リンク状態の把握や、適応変調等、他の用途にも用いられるため、本実施の形態では、式（４）を用いることとし、移動局ＭＳ１は、定期的にＢＳ１へＢＳ１からの受信ＳＩＲを報告するものとする。ＢＳ１は、式（４）で推定された受信ＳＩＲを用いて、図８に示したＭＣＳテーブルによりＭＣＳを決定する。

なお、ソフトハンドオーバ対象としているＳＨＯ基地局がＭ_ＢＳ個存在する場合は、式（４）は下記の式（５）のように表される。

図９は、本実施の形態に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この基地局装置は、実施の形態１に示した基地局装置（図３参照）と同様の構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、基本的にその説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１に示した構成に加えて、ＭＣＳ決定部３０１が設けられている。ＭＣＳ決定部３０１は、ＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０で決定されたＳＨＯユーザ用リピティション数と、ＳＨＯ基地局から報告されるＳＨＯ基地局のリピティション数と、移動局ＭＳ１から報告される受信電力報告値とが入力され、これらの値を用いて、上記のＭＣＳ決定方法によりＭＣＳを決定する。

決定されたＭＣＳ情報は、制御情報処理部１１０へ入力されると共に、ＳＨＯユーザ処理部１２０の符号化部１２１および変調部１２２へ入力される。また、ＭＣＳ情報はＳＨＯ基地局へ報告される。

このように、本実施の形態によれば、ソフトハンドオーバ中の移動局に対して、各基地局のリソース使用率に応じたリピティション数で送信するため、混雑度が高い状態ではリピティション数を下げられるため、ソフトハンドオーバによる収容ユーザ数の低下を防ぐことができる。

また、ソフトハンドオーバ中の移動局に対しては、各基地局のリピティション数を考慮して最もスループットが高くなるＭＣＳで送信されるため、移動局のスループットを向上することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、ソフトハンドオーバ中の移動局に対し近い位置に存在する基地局、すなわち、ソフトハンドオーバ中の移動局の受信品質の改善効果が大きい基地局ほど、リピティション数を増加させる。一方、受信品質の改善効果が少ない基地局ほど、収容ユーザ数を増加させる。これにより、ソフトハンドオーバ中の移動局のスループットを改善させると共に、ソフトハンドオーバ中の移動局から遠い基地局のユーザ収容数を増加させることができる。具体的には、ソフトハンドオーバ中の移動局に対するリピティション数の決定の際に、移動局での受信電力が強い基地局ほどリピティション数を多くするようにする。

図１０は、本実施の形態に係る基地局装置ＢＳ１〜ＢＳ３および移動局ＭＳ１間の信号のやりとりを示すシーケンス図である。なお、このシーケンスは、実施の形態１に示したシーケンスと基本的に同様であるので、同一のステップには同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１（図２参照）と異なるのは、ＳＴ１０４０の次にＳＴ４０４０が追加され、ＳＴ１０４１の次にＳＴ４０４１が追加されている点である。ＳＴ４０４０およびＳＴ４０４１によって、ＢＳ１から、ＳＨＯ依頼と共にリソース使用率のオフセット量が通知される。各基地局は、通知されたオフセットをリソース使用率に加え、オフセット考慮済のリソース率を用いて、リピティション数を決定する（ＳＴ１０５０〜ＳＴ１０５２）。

次に、本実施の形態に係るオフセットの算出方法およびリピティション数の決定方法について説明する。

各基地局におけるオフセットは、ＢＳ１との受信電力差（ｄＢ）に基づいて決定される。具体的には、図１１に示すような、受信電力差とオフセットとの関係を表すデータテーブルを用いて決定される。ここで、受信電力差が大きいほどオフセットも大きく設定される。各ＳＨＯ基地局は、実施の形態１に示したデータテーブル（図４参照）を用いてリピティション数を決定する際に、左欄のリソース使用率として、通知されたオフセットを加えたリソース使用率を用いる。

なお、ここではリソース使用率にオフセットを加える場合を例にとって説明したが、リピティション数に対して受信電力差に応じたオフセットを加えるようにしても良い。

図１２は、本実施の形態に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この基地局装置は、実施の形態１に示した基地局装置（図３参照）と同様の構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、基本的にその説明を省略する。

実施の形態１と異なる構成は、オフセット算出部４０１、およびＳＨＯユーザ用リピティション数決定部１４０内に設けられたリピティション数算出部４０２である。リピティション数算出部４０２は、収容可能な全ユーザ数に対応して設けられている。

リピティション数算出部４０２には、ＳＨＯ基地局から通知されるオフセット量情報が入力され、収容可能な全ユーザに対して設けられた回路のうち、ソフトハンドオーバ中のユーザに対応した回路のみが動作する。

オフセット算出部４０１は、移動局ＭＳ１から報告される各基地局に対応する受信電力情報が入力され、ＳＨＯ基地局からの受信電力と接続基地局からの受信電力との差に基づいてオフセットを算出する。オフセットの算出方法は上述の通りである。このオフセットはオフセット量情報としてＳＨＯ基地局へ通知される。

リピティション数算出部４０２は、リソース使用率とＳＨＯ基地局から通知されるオフセット量情報とが入力され、ＳＨＯユーザ毎にオフセットを加えたリソース使用率を用い、リピティション数を決定する。決定方法は上述の通りである。

このように、本実施の形態によれば、ソフトハンドオーバ中の移動局に対してより受信電力の大きい、すなわち、リピティションによる受信品質の改善量がより大きい基地局ほど多くのリピティション数で送信するため、ソフトハンドオーバ中の移動局の受信品質を向上させることができる。また、リピティションによる受信品質の改善量が小さい基地局の収容ユーザ数を増加させることができる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。

本発明に係る基地局装置および無線送信方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記各実施の形態で説明したリピティション処理は、送信シンボルを単純に繰り返すものとして説明したが、繰り返された送信シンボルの位相や電力を変えて送信するようにしても良い。また、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

また、上り回線および下り回線の伝送方式としてＯＦＤＭを用いる場合を例にとって説明したが、ＣＤＭＡやＴＤＭＡ等その他の伝送方式にも適用できる。また、上り回線と下り回線とが異なる伝送方式であっても良い。

なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る無線送信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明の基地局装置と同様の機能を実現することができる。

また、上記各実施の形態における基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン（Tone）と表されることがある。

また、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チップ化されていても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されていても良い。

また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

さらに、半導体技術の進歩また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得る。

本明細書は、２００５年１月３１日出願の特願２００５−０２４１５０に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

本発明に係る無線送信方法は、移動体通信システムにおける基地局装置等の用途に適用できる。

実施の形態１の概要を示す図 実施の形態１に係る基地局装置および移動局間の信号のやりとりを示すシーケンス図 実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 リソース使用率とリピティション数との関係を表すデータテーブルの図 実施の形態２に係る基地局装置および移動局間の信号のやりとりを示すシーケンス図 実施の形態２に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態３に係る基地局装置および移動局間の信号のやりとりを示すシーケンス図 ＭＣＳの決定に使用されるＭＣＳテーブルの一例を示す図 実施の形態３に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態４に係る基地局装置および移動局間の信号のやりとりを示すシーケンス図 受信電力差とオフセットとの関係を表すデータテーブルの図 実施の形態４に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図

Claims (14)

1. 送信データをリピティションして送信する送信手段と、
   複数の基地局から信号を受信する移動局宛ての送信データのリピティション数を設定するリピティション数設定手段と、
   を具備する基地局装置。
2. 通信システムの混雑度を測定する測定手段をさらに具備し、
   前記リピティション数設定手段は、
   前記混雑度に応じてリピティション数を設定する、
   請求項１記載の基地局装置。
3. 前記リピティション数設定手段は、
   前記混雑度の変化量が所定レベルより小さい場合は前記リピティション数の増減を行わず、
   前記混雑度の変化量が所定レベル以上の場合に前記リピティション数の増減を行う、
   請求項２記載の基地局装置。
4. 前記測定手段は、
   前記混雑度として、セル内のリソース使用率、セル内のトラヒック量、セル内のユーザ数、または通信中のユーザ数を用いる、
   請求項２記載の基地局装置。
5. 前記リピティション数設定手段は、
   前記混雑度が大きいほど、前記移動局に対するリピティション数を小さく設定する、
   請求項２記載の基地局装置。
6. 前記リピティション数設定手段は、
   前記混雑度が小さいほど、前記移動局に対するリピティション数を大きく設定する、
   請求項２記載の基地局装置。
7. 自局が前記移動局と通信している場合、
   前記リピティション数設定手段は、
   自局のリピティション数を、前記移動局のソフトハンドオーバ相手の基地局が使用するリピティション数をさらに考慮して設定する、
   請求項１記載の基地局装置。
8. 自局が前記移動局と通信している場合、
   前記リピティション数設定手段は、
   前記移動局において観測される自局からの受信信号と、前記移動局において観測される前記移動局のソフトハンドオーバ相手の基地局からの受信信号との電力比を用いて自局の決めたリピティション数を補正する、
   請求項１記載の基地局装置。
9. 前記移動局に対するＭＣＳを各基地局のリピティション数を用いて設定する設定手段、
   をさらに具備する請求項１記載の基地局装置。
10. 前記移動局において観測される自局からの受信信号と、前記移動局において観測される前記移動局のソフトハンドオーバ相手の基地局からの受信信号との電力比を用いて、前記移動局に対するＭＣＳを設定する設定手段、
    をさらに具備する請求項１記載の基地局装置。
11. 各基地局の前記移動局における受信品質の改善効果への寄与を判断する判断手段をさらに具備し、
    前記リピティション数設定手段は、
    自局の前記寄与が最大の場合、他の基地局よりも自局の前記移動局に対するリピティション数をより多く設定する、
    請求項１記載の基地局装置。
12. 前記判断手段は、
    前記寄与として、前記移動局における受信電力を用いる、
    請求項１１記載の基地局装置。
13. 前記判断手段は、
    前記寄与として、前記移動局と自局との距離を用いる、
    請求項１１記載の基地局装置。
14. 送信データをリピティションして送信するステップと、
    通信システムの混雑度を測定するステップと、
    前記混雑度に応じて、ソフトハンドオーバ中の移動局宛ての送信データのリピティション数を増減させるステップと、
    を具備する無線送信方法。

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