JP5190512B2

JP5190512B2 - 逆方向カバレッジを高める方法

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Publication number: JP5190512B2
Application number: JP2010518474A
Authority: JP
Inventors: ▲剛▼ 邱; 冬凌 ▲呉▼; 擒▲計▼ 李
Original assignee: 中▲興▼通▲訊▼股▲分▼有限公司
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2027-11-05
Also published as: US8300579B2; CN101159977A; CN101159977B; EP2161951A4; JP2010534986A; US20100172300A1; EP2161951A1; KR20100028653A; EP2161951B1; KR101108504B1; WO2009030077A1

Description

本発明は、無線通信分野に関し、特に、逆方向ゲインを高める方法に関する。

近年、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）技術がマルチパス干渉と狭帯域干渉に有効的に抵抗でき、かつスペクトル効率が高いので、無線通信の物理層技術の主流となる。第３世代のＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）技術より、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）とＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ：マルチ入力、マルチ出力）とを組み合わせた技術は固有な利点があり、広帯域移動通信システムにより適用するので、次世代移動通信システムのコア技術の一つと思われている。また、ＷｉＭＡＸ（ＷｏｒｌｄｗｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ：マイクロ波アクセス世界的運用）の、ＯＦＤＭＡ技術を物理層のコア技術として用い、かつ移動性と広帯域という特徴を兼ねているＷｉＭＡＸ８０２．１６ｅ標準規格は、次世代移動通信標準において強力なライバルと考えられる。

ＯＦＤＭＡシステムにおいて、時間領域で複数のＯＦＤＭ符号に分割されているが、周波数領域で複数のサブキャリアからなる集合であるサブチャンネルＳｕｂｃｈａｎｎｅｌに複数分割されている。通常に、一つのサブチャンネルと一つ又は複数の符号と交差して形成する時間−周波数領域は、スロット（Ｓｌｏｔ）と呼ばれ、ＯＦＤＭＡシステムの最小の配置単位である。したがって、ＯＦＤＭＡのフレームの物理層におけるソースは、論理的にスロット−サブチャンネルからなる二次元矩形テープルで示されることができる。図１に示すように、一つのグリッドで一つのスロットを示し、端末に配置された物理層のソースはスロット単位のリソース・ブロックであり、一般的に、矩形ブロック（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）のような二次元の時間−周波数構造である。

時間−周波数二次元ソースは、ＯＦＤＭＡシステムにたくさんな利点を与え、その一つ特有の利点は、端末が逆方向でサブチャンネル化のゲインを有するので、ＯＦＤＭＡにおいて端末の逆方向ゲインを高めることができる。図２に示すように、本発明は、ＷｉＭａｘＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムにおける、ＦＦＴ（フーリエ変換）のサイズが１０２４点であるＰＵＳＣ（Ｐａｒｔｉａｌｕｓａｇｅｏｆｓｕｂｃｈａｎｎｅｌｓ、部分使用サブチャンネル）モードでの逆方向のフレームの構造図を例として、サブチャンネル化のゲインを説明する。ここで、合計３５のサブチャンネルであり、ＭＳ（移動局であり、端末も称する）の送信パワー（最大Ｐ_maxは２３ｄＢｍと仮定）の全部が実際に使用されたサブチャンネルに分配されることができ、Ｐ_max（２３ｄＢｍ）が一つのサブチャンネルに（各サブキャリアの最大の送信パワー値は９ｄｂｍ）分配された極限の場合は、一つのＭＳが３５の上りのサブチャンネルをすべて占用する場合に比べて、１５．４ｄＢのゲインを有する。

ＷｉＭａｘＩＥＥＥ８０２．１６ｅシステムは、逆方向のサブチャンネル化と重複を同時に支持することができ、端末の送信パワーが最大の送信パワー値P_maxに達すると、サブチャンネル化した後、重複する。合計ゲインは、両者のゲインを直接に加算したものではなく、逆に、ある特定の場合に、合計ゲインがサブチャンネル化のみによるゲインより小さいため、逆方向カバレッジが突然に劣化してしまう。以下は二つのシーンを例として説明する。

図２に示すように、ＰＵＳＣモードであり、ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ：時分割複信）２：１であり、上り及び下りの符号数の比はＤＬ：ＵＬ＝３１：１５であり、データとオーバーヘッドチャンネルが含まれている上りの各サブチャンネルは実質上に５Ｓｌｏｔを占用し、理想的に重複によるゲインは２、４、６回に対してそれぞれ３ｄＢ、６ｄＢ、７．８ｄＢとなり、一つのサブチャンネル化によるゲインは２、４、６個のサブチャンネルに対してそれぞれ３ｄＢ、６ｄＢ、７．８ｄＢとなると仮定する。

シーン１
エンドユーザが成功にアクセスしたところ、一つのサブチャンネル（４Ｓｌｏｔ）全体がサービスに占用され、当該ユーザはパワー値がＰ_max（２３ｄｂｍ／ＱＰＳＫ）に達するまで近くから遠くに移動する。端末が基地局からさらに離れて移動していき、重複回数を２として重複すると、端末が二つのサブチャンネルを占用する。理想的に、重複によるゲインの増加が３ｄＢであるが、同時に各サブチャンネルのパワーが３ｄＢ低減し、また、各サブチャンネルの送信パワーは２０ｄＢであるため、パワーの低減による各サブチャンネルゲインの低減が３ｄＢである。そうすると、合計のゲインは０ｄＢとなり、即ち、この場合、重複してもゲインをもたない。この場合４回と６回を重複しても同様にゲインがない。

シーン２
エンドユーザが成功にアクセスしたところ、あるサブチャンネルの最初のＳｌｏｔがサービスに占用され、当該ユーザはパワー値がＰ_max（２３ｄｂｍ／ＱＰＳＫ）に達するまで近くから遠くに移動する。基端末が基地局からさらに離れて移動していき、重複回数を２として重複すると、端末が二つのｓｌｏｔを占用する。理想的に、重複によるゲインの増加が３ｄＢである。このとき、端末が２回を重複し、二つのＳｌｏｔを占用するが、占用されたサブチャンネル数は１であり、また、サブチャンネルのパワーがP_max（２３ｄｂｍ）であるので、重複による合計のゲインは３ｄＢとなる。４回を重複する場合も同様に、一つのサブチャンネルが占用されるので、合計ゲインは６ｄＢである。しかし、６回を重複する場合、２つのサブチャンネルが占用され、パワーの低減によるゲインの低減が３ｄＢであるため、合計のゲインは７．８−３＝４．８ｄＢとなる。

シーン１とシーン２についての説明から明らかように、端末の送信パワーが制限されると、特定の場合、重複によりオーバー状況は逆に悪くなることがある。

本発明は以上の点を鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、基地局において端末がイネーブル重複（Ｅｎａｂｌｅｄｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）を行うか否か、及び重複する回数Ｎ_repetitionを特定することにより、逆方向のサブチャンネル化によるゲイン及び重複を同時に使用するため、逆方向の合計ゲインが逆に悪くなってしまう問題を解決し、端末の逆方向カバレッジ能力を向上させるという特徴を含む逆方向ゲインを高める方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、Ａ、基地局が端末に逆方向重複を行わせる必要がある場合、端末のサービス品質の要求と端末の伝送速度を一定に確保することが前提で、ステップＢを実行することと、Ｂ、重複しても逆方向ゲインが増加されない場合、逆方向重複を行わず、そうではない場合、逆方向重複を行うことと、を含むことを特徴とする逆方向カバレッジ（Ｒｅｖｅｒｓｅｃｏｖｅｒａｇｅ）を向上させる方法を提供する。

更に、前記ステップＢは、逆方向重複によるゲインの増加であるGain_{N_repetition}と逆方向重複による各サブチャンネルのパワーの低減であるPowerLoss_subchannelをそれぞれに計算し、前記逆方向重複によるゲインの増加であるGain_{N_repetition}が前記逆方向重複による各サブチャンネルのパワーの低減であるPowerLoss_subchannelより大きい場合、逆方向重複を行い、そうではない場合、逆方向重複を行わないことを含む。

更に、前記ステップＢは、最大の重複回数で重複しても、逆方向ゲインが増加されない場合、逆方向重複を行わず、そうではない場合、基地局は逆方向ゲインを増加させる最小の重複回数を特定し、前記重複回数に従って重複し逆方向で送信することを端末に通知することを含む。

さらに前記ステップＢは、
Ｂ１、重複回数Ｎ_repetitionの初期値を２に設定するステップと、
Ｂ２、基地局がＮ_repetition回重複による各サブチャンネルのパワーゲインの低減であるPowerLoss_subchannel及びＮ_repetition回重複によるゲインの増加であるGain_{N_repetition}を特定するステップと、
Ｂ３、基地局が逆方向の目的の受信搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲと、現時点の実測したＣＩＮＲとの差を特定するステップと、
Ｂ４、Gain_{N_repetition} ≧ PowerLoss_subchannel＋ Delta_cinrである場合、基地局はＮ_repetition回重複を行い逆方向で送信することを端末に通知し、そうではない場合、基地局はＮ_repetitionが最大の重複回数より小さいか否かを判断し、小さければ、Ｎ_repetitionを増加しステップＢ２〜Ｂ４を繰り返し、それ以上であれば、逆方向重複を行わないステップと、を含む。

さらに、
であり、その中で、N_Subchannel_{Pre_repetition}はN_repetition回重複を行う前の端末が占用したサブチャンネル数であり、N_Subchannel_repetitionはN_repetition回重複を行った後の端末が占用したサブチャンネル数である。

さらに、
である。

さらに、Delta_cinr ＝ CINR_Target − CINR_tempである。

さらに、N_Subchannel_{Pre_repetition}は最近の１フレームにおいて端末に配置されたサブチャンネル数であり、N_Subchannel_repetitionは、端末が現時点の帯域幅がN_repetition回重複され占用したサブチャンネル数である。

前記N_Subchannel_{Pre_repetition}は、異なる場合に応じて、
９１、オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数が同じである場合、
とし、
その中で、T_{slot_per_subchannel}は各サブチャンネルにおける利用可能な上りスロットの全数であり、BW_{Pre-repetition}は基地局により最近の１フレームにおいて端末に配置された逆方向の全帯域幅であり、
Ｃｅｉｌ［］は上位に整数を取る方式及び、
９２、オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数は完全に同じでない場合、N_Subchannel_{Pre_repetition}は最近のサブフレームに含まれている任意のスロットにおいて端末が占用したサブチャンネル数の最大値である方式により特定する。

さらに、前記N_Subchannel_repetitionは、異なる場合に応じて、
１０１、オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数が同じ場合、
とし、
その中で、T_{slot_per_subchannel}は各サブチャンネルにおける利用可能な上りスロットの全数であり、BW_repetitionは、端末の逆方向の全帯域幅がN_repetition回重複され占用したスロットの数であり、
Ｃｅｉｌ［］は上位に整数を取る方式及び、
１０２、オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数は完全に同じではない場合、利用可能なスロット数が重複する必要なスロット数より小さいと、逆方向重複を行わなく、そうではないと、N_Subchannel_repetitionは当該端末が上りのサブフレームに含まれる任意のスロットにおいて占用したサブチャンネル数の最大値である方式によりそれぞれに特定する。

さらに、前記ステップＢにおいて、逆方向重複を行わない場合、
Ｃ、基地局は占用したサブチャンネルの全数を一定に維持し重複して逆方向で送信し、あるいは占用したサブチャンネル数を減らしかつ各サブチャンネルの送信パワーを向上させた後逆方向で送信することを端末に通知するステップＣを実行する。

さらに、前記ステップＡは、具体的に、
Ａ１、端末の逆方向の送信パワーが調節可能な最大値Ｐ_maxに達してもＣＩＮＲを満たしない場合、ステップＡ２を実行し、
Ａ２、基地局は、まず現時点の配置によりＣＩＮＲを満たすかどうかを判断し、端末のサービス品質の要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、現時点の伝送チャンネルに対する端末の要求を満たすと判断した後、各サブチャンネルのパワーゲインを変化させ、
現時点の伝送チャンネルに対する端末の要求を満たさない場合、ステップＣを実行し、
サブチャンネルのパワーゲインを変化させることによりＣＩＮＲを満たす場合、重複しなく、重複回数N_repetitionを１として設定して、このように逆方向で送信することを端末に通知し、
サブチャンネルのパワーゲインを変化させてもＣＩＮＲを満たしない場合、重複しかつステップＢを実行することを含む。

本発明によれば、サブチャンネル化によるゲイン、重複によるゲイン及び両方の間の相互に影響を総合的に考え、イネーブル重複により逆方向のリンクの合計ゲインが増加されることを確保し、システムが帯域幅を犠牲にしイネーブル重複を行ったものが逆方向カバレッジを向上させずに、逆に、ある場合には劣化してしまうことを防止する。

図１は従来技術に係る上りのＯＦＤＭＡにおけるフレームの論理的構造を示す図である。図２は従来技術に係るＷｉＭａｘＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおける逆方向のサブチャンネルのゲインを示す図である。図３は本発明に係る逆方向ゲインを高める方法の具体的な実施のフローチャートである。図４ａはユーザにより占用されたサブチャンネル数に対するオーバーヘッドのスロットの位置の影響を示す図である。図４ｂはユーザにより占用されたサブチャンネル数に対するオーバーヘッドのスロットの位置の影響を示す図である。図５はＯＦＤＭＡシステムにおける逆方向カバレッジを示す図である。図６は本発明に係わる応用実施例のフローチャートである。図７は本発明に係わるＯＦＤＭＡにおける逆方向のフレームの論理的構造を示す図。

以下に本発明について図面および実施例を参照しながら詳しく説明する。
本発明は、ＯＦＤＭシステム及びＯＦＤＭＡシステムにおいて、逆方向でサブチャンネル化によるゲインと重複によるゲインが相殺する問題を解決できる逆方向ゲインを高める方法を提案している。当該方法は、エンドユーザのＱｏｓ（サービス品質）要求とエンドユーザの伝送速度を一定に確保する前提で、逆方向のイネーブル重複によるゲインの増加が逆方向のイネーブル重複による各サブチャンネルのパワーの低減より大きい場合、逆方向のイネーブル重複を行い、そうではない場合、端末の伝送速度を犠牲にすることにより逆方向ゲインを増加する。

前記方法は以下のようなステップが含まれている。
Ａ、基地局は、エンドユーザのＱｏｓ（サービスの品質）要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、イネーブル重複の必要があるか否かを判断し、イネーブル重複の必要がない場合、端末に重複しない旨を通知する。イネーブル重複の必要がある場合、逆方向のイネーブル重複を行うか否かをさらに判断し、利用可能なｓｌｏｔ数が重複する必要なｓｌｏｔ数より小さく、またはN_repetition回を重複しても、逆方向のゲインが増加されない場合、端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、逆方向のイネーブル重複を行わずに、ステップＢを実行する。

端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で逆方向のイネーブル重複を行う場合、基地局は逆方向ゲインを増加させる最小の重複回数を特定して端末に通知し、端末は特定された重複回数に従って重複し逆方向で送信することにより、逆方向カバレッジを向上させる。本発明において、端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で重複する方式は方式一とされる。

Ｂ、基地局は方式二または方式三を選択し端末に通知し、端末は選択された方式に応じて逆方向で送信することにより、逆方向カバレッジのゲインを高める。実際の応用には、メーカの策により、例えば、低干渉の方式を選択する。方式二を選択することが好ましい。

方式二
端末が占用するサブチャンネル数を一定に維持し重複する。このとき、端末の伝送速度は重複する前の1/N_repetitionとなる。実際のＣＩＮＲと目的のＣＩＮＲとの差に基づいて、重複した逆方向ゲインが実際のＣＩＮＲと目的のＣＩＮＲとの差以上になるように重複回数を特定する。例えば、現在の実際に測定したＣＩＮＲ＝４ｄＢとし、目的のＣＩＮＲ＝６ｄＢとし、二回重複によるゲインを３ｄＢとすると、端末が二回重複した後、逆方向で送信する。

方式三
端末が占用するサブチャンネル数を減少し、且つ各サブチャンネル（サブキャリア）の送信パワーを増加し送信する。例えば、本来、占用するサブチャンネルを三つとすると、二つのサブチャンネルに減少させ、パワーを集中させることによりＣＩＮＲを満たす場合、このように送信するが、そうではない場合、サブチャンネル数をさらに減少するように、順次、減少する方式を用いる。

ステップＡは、図３の示すようなステップが含まれているが、それに限定されるものではない。
Ａ１、基地局は、端末がイネーブル重複を行う必要があると判断する場合、端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、逆方向のイネーブル重複を行うか否かをさらに判断する。重複回数N_repetitionの初期値として２に設定し、ステップＡ２に進む。

ステップＡ１に記述した「基地局は端末がイネーブル重複を行う必要があるかどうかを判断する」について、以下のようなステップにより判断する。

（１）端末の逆方向の送信パワーを調節可能な最大値P_maxに調節しても逆方向の受信搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲ（ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ａｎｄ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）を満たさない場合、ステップ（２）に進む。

（２）基地局より端末に配置されたｓｌｏｔは現時点の情報に応じて変化するので、基地局はまず現時点の配置によりＣＩＮＲを満たすか否かを判断し、現時点に伝送チャンネルに対する端末の要求を満たすと判断した後、各サブチャンネルのパワーゲインを変化させる。実際の応用には、（２）を省略し（１）のみで判断してもよい。

現時点で伝送チャンネルに対する端末の要求を満たしない場合、直接にステップＢを実
行する。
サブチャンネルのパワーゲインを変化させることによりＣＩＮＲを満たす場合、重複せずに、重複回数N_repetitionを１として設定し、端末にこのように逆方向で送信することを通知する。
逆に、サブチャンネルのパワーゲインを変化してもＣＩＮＲを満たさない場合、重複する必要がある。

Ａ２、基地局はN_repetition回重複による各サブチャンネルのパワーゲインの低減であるPowerLoss_subchannel（ｄＢ）、及びN_repetition回重複により得るゲインGain_{N_repetition}を特定する。

下記の方式により、PowerLoss_subchannelとGain_{N_repetition}を特定する。

理想的に、
であるが、実際のシステムに対して、模擬（予測）、或いは、実測された結果に基づいてGain_{N_repetition}を特定することができる。

理想的に、N_repetition回重複による各サブチャンネルのパワーゲインの低減であるPowerLoss_subchannelは、
である。
その中で、N_Subchannel_{Pre_repetition}は、端末が重複しないとき占用したサブチャンネル数であり、N_Subchannel_repetitionは端末がN_repetition回重複した後占用したサブチャンネル数である。さらに、N_Subchannel_{Pre_repetition}は、最近の１フレームにおいて端末に配置されたサブチャンネル数であり、最近の１フレームにおいて当該端末が配置されたデータに基づいて計算することができる。N_Subchannel_repetitionは、現時点に端末の需要の帯域幅がN_repetition回重複され占用されたサブチャンネル数であり、現時点で端末に配置されたサブチャンネル数に基づいて計算する。しかしながら、実際のシステムに対して、PowerLoss_subchannelは、N_Subchannel_repetition／N_Subchannel_{Pre_repetition}の結果に基づいて、予測あるいは実測することにより特定することができる。

Ａ３、基地局は目的のＣＩＮＲと現時点に実測したＣＩＮＲとの差Delta_cinrを特定する。
Delta_cinr＝ CINR_Target − CINR_temp
CINR_Targetは、シングル／ノイズ比であり、従来技術に基づいて、各種の変調符号化における固定閾値に対する設置あるいはパワー制御のアルゴリズムにより計算できるものである。
CINR_tempは端末の実際の上りシングル／ノイズ比である。

ステップＡ２、Ａ３は時間上に前後がなく、また、精確に判断したいときにＡ４を用い、概略的に判別したいときにステップＡ３を実行しなくてもよい。

Ａ４、ステップＡ２及び／又はＡ３の結果に応じて、基地局は下記の判断条件で端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、イネーブル重複、及びイネーブル重複を行う場合の重複回数を判断する。

精確に判断するときに、条件であるGain_{N_repetition} ≧ PowerLoss_subchannel＋ Delta_cinrを満たす場合、端末は基地局との接続を終了するまで、毎回、現時点の重複を計算する方法により得られた重複回数で重複し、即ち、N_repetition回重複した後逆方向で送信する。このとき、端末のサービス質要求と端末の伝送速度を一定に確保することができる。上記の条件を満たさない場合、N_repetitionが最大の重複回数より小さいか否かを判断する。最大の重複回数はプロトコルにより規定された回数であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅにおいてプロトコルにより６回に規定される。最大の重複回数以上になる場合、逆方向のイネーブル重複を行わなずに、ステップＢに進む。最大の重複回数より小さい場合、N_repetitionを増加させ、ステップＡ２〜Ａ４を繰り返す。増加の幅は実際に応じて１、２または他の値に特定されることができる。つまり、重複回数が小さいときから大きいときまで、例えば、２、４、６等の順にN_repetitionを選択する。端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、２回重複により逆方向ゲインを増加させＣＩＮＲを満たせば、端末が２回重複し送信する。２回重複してもＣＩＮＲ要求を満さなければ、４回重複によりＣＩＮＲ要求を満たすか否かをさらに検証し、このように、最大の重複回数で重複しても逆方向ゲインを増加させずにＣＩＮＲ要求を満たさないことを検証した場合、逆方向のイネーブル重複を行わない。
概略的に判断するときに、判断する条件はGain_{N_repetition} ≧ PowerLoss_subchannelを除き、精確に判断するときの条件と同じである。

前記ステップＡ２において、N_Subchannel_{Pre_repetition}とN_Subchannel_repetitionの特定方法は下記のとおりである。図４に示すように、サブチャンネル数とオーバーヘッドのｓｌｏｔの位置とは関係があるので、ある端末が時間−周波数、ソースに対する需要が固定であっても、オーバーヘッドのｓｌｏｔの配置された位置が異なると、物理フレームにおける実際に占用されたサブチャンネル数が同じではなくなってしまう。最も重要なのは、同一の符号時間上に最大のサブチャンネル数が同じではなくなってしまう。異なるオーバーヘッドのｓｌｏｔの配置に対して、N_Subchannel_{Pre_repetition}の特定は、以下のように特定されるが、この方式のみに限られない。

ａ１）オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているＳｌｏｔ数は同じである場合、
であり、
T_{slot_per_subchannel}は各サブチャンネルの利用可能の上りＳｌｏｔ数であり、
BW_{Pre-repetition}はイネーブル重複の前に基地局よりＭＳに配置された、Ｓｌｏｔ数を単位とする逆方向の全帯域幅Ｓｌｏｔである。基地局より配置された帯域幅は固定ではないため、BW_{Pre-repetition}を、基地局により最近の１フレームにおいてＭＳに配置された逆方向の全帯域幅としてもよい。
この場合、サブチャンネル数とは同一符号またはスロット上に重畳された最大のサブチャンネル数である。
Ｃｅｉｌ［］は“［］”の結果に対して上位に整数を取ること示し、例えばＣｅｉｌ［１．６］＝２である。

ｂ１）オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているＳｌｏｔ数は完全に同じではない場合、以下のような方法によりN_Subchannel_{Pre_repetition}を取得することができる。

Pos_ijはＳｌｏｔ(i,j)が占用されたか否かを示し、０で占用されたことを示し、１で利用可能なことを示し、
であり、ｍが上りのサブフレームに含まれているｓｌｏｔ数を示し、ｎが上りのサブフレームに含まれているサブチャンネル数であり、即ち、上りのサブフレームはｍ個のｓｌｏｔに含まれている符号数とｎ個のサブチャンネルとを乗算したリソース・ブロックとして定義される。

N_Subchannel_{Pre_repetition}(i)は、当該端末が最近のサブフレームのｉ番目ｓｌｏｔにおいて占用したサブチャンネル数を示し、即ち、：
である。
N_Subchannel_{Pre_repetition}は当該端末が最近のサブフレームの任意ｓｌｏｔにおいて占用したサブチャンネル数の最大値を示し、即ち、：
N_Subchannel_{Pre_repetition}＝Max{N_Subchannel_{Pre_repetition}(i)}である。

前記ステップＡ２において、重複した後、現時点の端末が占用したサブチャンネル数と現時点のオーバーヘッドのｓｌｏｔの占用した位置とは関係があるので、以下のように前記N_Subchannel_{Pre_repetition}の特定方法と同様にN_Subchannel_repetitionを特定してもよい。しかし、以下のようにN_Subchannel_repetitionを特定する方式に限定されるものではない。

ａ２）オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているＳｌｏｔ数は同じである場合、
である。

BW_repetitionは現時点の端末に配置された逆方向の全帯域幅がN_repetition回重複されたＳｌｏｔ数である。

この場合、サブチャンネル数とは同じ符号またはスロットに重畳された最大のサブチャンネル数である。

ｂ２）オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているＳｌｏｔ数は完全に同じではない場合、以下のような方法によりN_Subchannel_repetitionを取得することができる。

Pos_ijはＳｌｏｔ(i,j)が占用されたか否かを示し、０で占用されたことを示し、そうではないと、１で示し、
であり、ｍは上りのサブフレームに含まれているｓｌｏｔ数であり、ｎは上りのサブフレームに含まれているサブチャンネル数である。

現時点の利用可能なｓｌｏｔ数は重複する必要なｓｌｏｔ数以上になり、即ち、
を満たす場合、符号時間を優先的に、端末にｓｌｏｔソースを配置する。そうではない場合、ステップＢを実行する。

N_Subchannel_repetition(i)は、現時点の当該端末の配置がｉ番目のｓｌｏｔにおいて占用したサブチャンネル数を示し、即ち、
である。

N_Subchannel_repetitionは、現時点の当該端末の配置が重複された後、任意のｓｌｏｔにおいて占用したサブチャンネル数の最大値を示し、即ち、：
N_Subchannel_repetition＝Max{N_Subchannel_repetition(i)}である。

以下、本発明について実施例でさらに説明する。

図５に示すような本発明に対応する上りカバレッジを示す図から明らかように、ＭＳが基地局から境界まで（図５に矢で示す方向）離れ移動するのに伴い、ＭＳの変調方式は６４ＱＡＭ（直交振幅変調）から１６ＱＡＭに、１６ＱＡＭからＱＰＳＫ（直交位相シフトキーイング）に、ＱＰＳＫからＱＰＳＫ（直交位相シフトキーイング）とN_repetition回重複との組み合わせに順次変化する。ＭＳがＱＰＳＫ領域の境界に移動するとき、ＭＳの送信パワーは最大値P_maxに達し、ＭＳが外にさらに移動すれば、逆方向の受信搬送波レベル対干渉・雑音比であるＣＩＮＲを満たすために、ユーザのＱｏｓ要求に応じて、下記の三つの方式により逆方向ゲインを増加させ、即ち、逆方向カバレッジを向上させる。

方式一
エンドユーザのＱｏｓ要求を確保する前提で重複する。この方式においてエンドユーザの伝送速度は一定である。
当該方式によれば、ユーザのＱｏｓが確保され、重複する前に比べて占用された帯域幅が増加され、上記の方法で重複を判断すれば、イネーブル重複により逆方向ゲインを増加させることができる。

方式二
エンドユーザに配置されたサブチャンネル全数を一定に維持しイネーブル重複を行う。この方式においてエンドユーザの伝送速度は重複する前の1/N_repetitionとなる。
当該方式によければ、ユーザのＱｏｓが確保されず、重複する前に比べて占用した帯域幅が変化せず、サブチャンネルの送信パワーが変化せず、隣の領域に対する干渉が増加されない。

方式三
エンドユーザが占用したサブチャンネル数を減少して、各サブチャンネル（サブキャリア）の送信パワーを増加する。
当該方式によければ、ユーザのＱｏｓが確保されなく、その前に比べて占用した帯域幅が減少され、サブチャンネルの送信パワーが増加され、隣の領域に対する干渉が増加される。

本発明がさらに理解されるように、以下、一つの実施例で本発明の処理の流れについて詳しく説明する。

ステップ１０１：端末の逆方向での送信パワーが最大値P_maxに達しても、逆方向の受信搬送波レベル対干渉・雑音比であるＣＩＮＲを満たさない場合、逆方向カバレッジを向上させるように、エンドユーザのＱｏｓ要求とエンドユーザの伝送速度を一定に確保する前提で、逆方向のイネーブル重複を行うか否かを特定する方式一を用いる。
図６に示すように、ステップ２０１〜ステップ２０６が含まれている。

ステップ２０１：基地局は最近の１フレームにおいて端末に配置されたサブチャンネル数N_Subchannel_{Pre_repetition}を特定する。

ステップ２０２：基地局はN_repetition回重複を行った後、現時点で端末が占用したサブチャンネル数N_Subchannel_repetitionを特定する。

ステップ２０３：基地局はステップ２０１とステップ２０２の結果に基づいて、N_repetition回重複による各サブチャンネルのパワーゲインの低減であるPowerLoss_subchannel（ｄＢ）を特定する。

ステップ２０４：基地局はN_repetition回重複によるゲインの増加であるGain_{N_repetition}を特定する。

ステップ２０５：基地局は目的のＣＩＮＲと現時点に実測したＣＩＮＲとの差Delta_cinrを特定する。

実際の応用には、前記のステップは、ステップ２０３がステップ２０１及びステップ２０２の後に実行されることを確保すればよく、他のステップの順番が任意に変換されてもよい。

ステップ２０６：基地局はステップ２０３とステップ２０４の結果に基づいて、以下のように重複するか否か及び重複回数を判断する。

Gain_{N_repetition} ≧ PowerLoss_subchannel ＋ Delta_cinrを満たすと、現時点に端末がN_repetition回重複を行い送信し、そうでないと、ステップ２０７に進む。

ステップ２０７：現時点の重複回数は最大の重複回数より小さいか否かを判断し、小さいと判断すれば、重複回数を増加しステップ２０１に戻り、最大の重複回数以上であると判断すれば、端末のＱｏｓ要求と端末の伝送速度とを一定に確保する前提でN_repetition回のイネーブル重複を行うことができず、ステップ１０２を実行する。

ステップ１０２：基地局の特定の策略に応じて、方式二あるいは方式三を選択して逆方向ゲインを増加する。

図７は本発明におけるＯＦＤＭＡの逆方向フレームの論理的構造を示す図である。

以上の内容は本発明に対して具体的な最良の実施形態でさらに詳しく説明したものである。本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、当業者にとって、本発明の実質及び要旨を逸脱しない範囲で、本発明に対して様々の改良および代替したものは、特許請求の範囲に含まれると理解すべきである。

本発明によれば、サブチャンネル化によるゲイン、重複によるゲイン及び両方の間の相互に影響を総合的に考え、イネーブル重複により逆方向のリンクの合計ゲインが増加されることを確保し、システムが帯域幅を犠牲してイネーブル重複を行ったものが逆方向カバレッジを向上させなく、逆に、ある場合には劣化してしまうことを防止する。

Claims

Ａ、基地局が端末に逆方向重複を行わせる必要がある場合、端末のサービス品質の要求と端末の伝送速度を一定に確保する前提で、ステップＢを実行することと、
Ｂ、重複しても逆方向ゲインが増加されない場合、逆方向重複を行わず、そうではない場合、逆方向重複を行うことと、を含み、
前記ステップＢは、
Ｂ１、重複回数N_repetitionの初期値を２に設定するステップと、
Ｂ２、基地局がN_repetition回重複による各サブチャンネルのパワーゲインの低減であるPowerLoss_subchannel及びN_repetition回重複によるゲインの増加であるGain_{N_repetition}を特定するステップと、
Ｂ３、基地局が逆方向の目的の受信搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲと現時点に実測したＣＩＮＲとの差Delta_cinrを特定するステップと、
Ｂ４、Gain_{N_repetition}≧ PowerLoss_subchannel ＋ Delta_cinrである場合、基地局はN_repetition回重複を行い逆方向で送信することを端末に通知し、そうではない場合、基地局はN_repetitionが最大の重複回数より小さいか否かを判断し、前記最大の重複回数より小さければ、N_repetitionを増加しステップＢ２〜Ｂ４を繰り返し、前記最大の重複回数以上であれば、逆方向重複を行わないステップと、を含む
ことを特徴とする逆方向カバレッジを向上させる方法。
であり、その中で、N_Subchannel_{Pre_repetition}はN_repetition回重複を行う前の端末が占用したサブチャンネル数であり、N_Subchannel_repetitionはN_repetition回重複を行った後の端末が占用したサブチャンネル数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
Delta_cinr ＝ CINR_Target − CINR_tempであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
N_Subchannel_{Pre_repetition}は最近の１フレームにおいて端末に配置されたサブチャンネル数であり、N_Subchannel_repetitionは、端末の現時点の帯域幅がN_repetition回重複され占用したサブチャンネル数であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記N_Subchannel_{Pre_repetition}は、異なる場合に応じて、
オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数が同じである場合、
とし、
その中で、
T_{slot_per_subchannel}は各サブチャンネルにおける利用可能な上りスロットの全数であり、BW_{Pre_repetition}は基地局により最近の１フレームにおいて端末に配置された逆方向の全帯域幅であり、
Ｃｅｉｌ［］は上位に整数を取る方式、及び、
オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数は完全に同じではない場合、N_Subchannel_{Pre_repetition}は最近のサブフレームに含まれている任意のスロットにおいて端末が占用したサブチャンネル数の最大値である方式により特定することを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記N_Subchannel_repetitionは、異なる場合に応じて、
オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数が同じ場合、
とし、
その中で、T_{slot_per_subchannel}は各サブチャンネルにおける利用可能な上りスロットの全数であり、
BW_repetitionは、端末の逆方向の全帯域幅がN_repetition回重複され占用したスロットの数であり、
Ｃｅｉｌ［］は上位に整数を取る方式、及び、
オーバーヘッドのチャンネルを割り算した上りのサブフレーム毎に含まれているスロット数は完全に同じではない場合、利用可能なスロット数が重複する必要なスロット数より小さいと、逆方向重複を行わず、そうではないと、N_Subchannel_repetitionは当該端末が上りのサブフレームに含まれる任意スロットにおいて占用したサブチャンネル数の最大値である方式によりそれぞれに特定することを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記ステップＢにおいて、逆方向重複を行わない場合、
Ｃ、基地局は占用したサブチャンネルの全数を一定に維持し重複して逆方向で送信し、あるいは、占用したサブチャンネル数を減らしかつ各サブチャンネルの送信パワーを向上させた後逆方向で送信することを端末に通知するステップＣを実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップＡは、具体的には、
Ａ１、端末の逆方向の送信パワーが調節可能な最大値P_maxに達してもＣＩＮＲを満たさない場合、ステップＡ２を実行し、
Ａ２、基地局は、まず現時点の配置によりＣＩＮＲを満たすかどうかを判断し、端末のサービス品質の要求と端末の伝送速度とを一定に確保する前提で、現時点の伝送チャンネルに対する端末の要求を満たすと判断した後、各サブチャンネルのパワーゲインを変化させ、
現時点の伝送チャンネルに対する端末の要求を満たさない場合、ステップＣを実行し、
サブチャンネルのパワーゲインを変化させることによりＣＩＮＲを満たす場合、重複せず、重複回数N_repetitionを１として設定して、このように逆方向で送信することを端末に通知し、
サブチャンネルのパワーゲインを変化させてもＣＩＮＲを満たさない場合、重複しかつステップＢを実行することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。