JP2007060086A - Wireless resource allocation method and base station in multibeam wireless communication system - Google Patents

Wireless resource allocation method and base station in multibeam wireless communication system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless resource allocation method for effectively utilizing wireless resources and a base station for performing the wireless resource allocation method in a multibeam wireless communication system. <P>SOLUTION: The wireless resource allocation method calculates wireless resources assigned to a wireless terminal for newly requesting a wireless resource and a wireless terminal to which a wireless resource has already been allocated in order to attain a requested transmission rate of each wireless terminal on the basis of a power density of each beam, calculates an equivalent transmission rate obtained when the calculated wireless resource is assigned to a reference terminal in common in the system, for each wireless terminal, calculates the sum of the equivalent transmission rates of the wireless terminals belonging to each beam, and calculates the wireless resource assigned to each beam on the basis of the sum of the equivalent transmission rates, repeats the calculations above for a plurality of number of times, and shares the wireless resources calculated finally to the wireless terminals. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチビーム無線通信システムにおける無線端末への無線リソース配分に関し、より詳細には、無線リソースの有効利用をはかることを目的とした、無線端末の特性を考慮しての無線リソース配分に関する。   The present invention relates to radio resource allocation to radio terminals in a multi-beam radio communication system, and more particularly, to radio resource allocation in consideration of characteristics of radio terminals for the purpose of effectively using radio resources. .

マルチビーム無線通信システムでは、周波数を繰り返し使用するためビーム間干渉が発生する。図9は、ビーム間干渉を説明する図である。図9においては、周波数f1、f2及びf3を繰り返し使用している。例えば、周波数f1を使用しているビームの周囲にあるビームは、周波数f2又はf3を使用し、周波数f1を使用するものはないが、1つ飛ばしたビームには、周波数f1を使用するものが存在する。ある領域又は地域へのビームは、その周辺の領域又は地域にも漏れ込むため、ビーム同士がお互いに干渉源となり、ビーム間干渉が発生する。   In the multi-beam wireless communication system, inter-beam interference occurs because the frequency is repeatedly used. FIG. 9 is a diagram for explaining the inter-beam interference. In FIG. 9, the frequencies f1, f2, and f3 are repeatedly used. For example, a beam around a beam using the frequency f1 uses the frequency f2 or f3, and none uses the frequency f1, but a beam skipped by one uses the frequency f1. Exists. Since the beam to a certain region or area leaks into the surrounding region or area, the beams become interference sources with each other, and inter-beam interference occurs.

ビーム間干渉は、システム容量を低下させる原因となるため、ビーム間干渉が小さくなるように各ビームへの電力と周波数帯域といった、無線リソース量を調整する技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。   Since inter-beam interference causes a reduction in system capacity, a technique for adjusting the amount of radio resources such as the power and frequency band for each beam so that the inter-beam interference is reduced has been proposed (for example, non-patent). Reference 1).

図10は、従来技術による無線リソース配分方法のフロー図である。従来技術においては、変調方式、符号化方式といった伝送方式は予め決まっている。
(S101)まず、無線端末が要求する誤り率BER(Bit Error Ratio)と、伝送速度を取得する。
(S102)伝送方式と、無線端末が要求する伝送速度から、必要な周波数帯域Wを算出する。
(S103)伝送方式と、無線端末が要求する誤り率BERから、必要なC/(N+I)を算出する。ここで、C/(N+I)とは、キャリア電力Cに対する、干渉電力Iとノイズ電力Nの比である。
(S104)無線端末のG/Tと、無線端末の現在位置での干渉量I及びビーム利得Gγから、算出したC/(N+I)を達成するために必要な電力Cを算出する。ここで、G/Tとは、無線端末のアンテナ利得に対する雑音温度の比であり、無線端末の受信性能の指標である。
(S105)無線端末に、算出した周波数帯域W及び電力Cを割当て、当該無線端末と、割り当てた周波数帯域W及び電力Cのビームにより通信を行う。尚、あるビーム全体の周波数帯域及び電力は、ビーム内にある無線端末に割り当てた周波数帯域及び電力の合計となる。
FIG. 10 is a flowchart of a conventional radio resource allocation method. In the prior art, transmission methods such as a modulation method and a coding method are determined in advance.
(S101) First, an error rate BER (Bit Error Ratio) requested by the wireless terminal and a transmission rate are acquired.
(S102) The necessary frequency band W is calculated from the transmission method and the transmission rate requested by the wireless terminal.
(S103) Necessary C / (N + I) is calculated from the transmission method and the error rate BER required by the wireless terminal. Here, C / (N + I) is the ratio of the interference power I and the noise power N to the carrier power C.
(S104) The power C required to achieve the calculated C / (N + I) is calculated from the G / T of the wireless terminal, the interference amount I and the beam gain Gγ at the current position of the wireless terminal. Here, G / T is the ratio of the noise temperature to the antenna gain of the wireless terminal, and is an indicator of the reception performance of the wireless terminal.
(S105) The calculated frequency band W and power C are allocated to the radio terminal, and communication is performed with the radio terminal using the allocated frequency band W and power C beams. Note that the frequency band and power of an entire beam are the sum of the frequency band and power allocated to the wireless terminals in the beam.

上記S104において、干渉量Iは、周波数帯域W内に、他ビームの電力が平均的に漏れ込むことと仮定して計算を行う。干渉量Iが、無線端末のビーム内の位置により異なるため、無線端末が要求する誤り率BER及び伝送速度が同一であっても、無線端末のビーム内位置により、通信に使用する電力が異なることとなる。図11は、ビーム内位置と必要な電力との関係の例を示す図である。   In S <b> 104, the interference amount I is calculated on the assumption that the power of other beams leaks into the frequency band W on average. Since the amount of interference I varies depending on the position of the wireless terminal in the beam, even if the error rate BER and transmission rate required by the wireless terminal are the same, the power used for communication varies depending on the position of the wireless terminal in the beam. It becomes. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the relationship between the position in the beam and the necessary power.

無線端末のビーム内位置により、通信に使用する電力が変化することは、他ビームへの干渉量が変化することを意味する。図12は、あるパターンで周波数を配置して計算した、各無線端末のC/(N+I)である。図12中の丸印は、品質劣化を生じさせないために必要となるC/(N+I)の値である。例えば、図12のビーム1の周波数帯域1を使用している無線端末のC/(N+I)は、品質劣化を生じさせないために必要となる値を満足しているが、同一ビーム内において周波数帯域2を使用している無線端末のC/(N+I)は、品質劣化を生じさせないために必要となる値を満足していない。   Changing the power used for communication depending on the position of the wireless terminal in the beam means that the amount of interference with other beams changes. FIG. 12 shows C / (N + I) of each wireless terminal calculated by arranging frequencies in a certain pattern. The circles in FIG. 12 are C / (N + I) values that are necessary to prevent quality degradation. For example, C / (N + I) of a wireless terminal using the frequency band 1 of the beam 1 in FIG. 12 satisfies a value necessary to prevent quality degradation, but the frequency band within the same beam C / (N + I) of a wireless terminal using 2 does not satisfy a value necessary for preventing quality degradation.

また、無線リソースの有効活用のためにビーム内の無線端末数や、ビーム内の無線端末数全体での所望伝送速度に応じて各ビームに無線リソースを配分する技術が提案されている(例えば、特許文献1、2及び3参照。)。   Further, a technique has been proposed for allocating radio resources to each beam according to the number of radio terminals in the beam and the desired transmission rate in the total number of radio terminals in the beam for effective use of radio resources (for example, (See Patent Documents 1, 2, and 3.)

図13は、従来技術による無線リソース配分の他の例を示す図である。図13(a)は、ビームA、ビームB及びビームCそれぞれに属する無線端末の要求伝送速度の合計を示しており、ビームC、ビームB、ビームAの順で要求伝送速度の合計が小さくなっている。図13(b)は、(a)に示す要求伝送速度の合計に基づき、ビームA〜Cに割り振る無線リソースを示している。要求伝送速度の合計の大きい順に、無線リソースも多く配分している。最後に各ビーム内において、各無線端末に無線リソースの配分を行う。この様子を図13(c)に示す。図13(c)おいては、ビームA内には無線端末A1及びA2が存在し、ビームB内には無線端末B1及びB2が存在し、ビームC内には無線端末C1及びC2が存在し、各ビーム内の無線端末の要求伝送速度は、それぞれ同一であることより、均等に無線リソースが配分されている。   FIG. 13 is a diagram illustrating another example of radio resource allocation according to the related art. FIG. 13A shows the sum of the required transmission rates of the wireless terminals belonging to each of the beam A, the beam B, and the beam C. The sum of the required transmission rates decreases in the order of the beam C, the beam B, and the beam A. ing. FIG. 13B shows radio resources allocated to the beams A to C based on the total required transmission rate shown in FIG. Many radio resources are allocated in descending order of the total required transmission rate. Finally, in each beam, radio resources are allocated to each radio terminal. This is shown in FIG. In FIG. 13C, the radio terminals A1 and A2 exist in the beam A, the radio terminals B1 and B2 exist in the beam B, and the radio terminals C1 and C2 exist in the beam C. Since the required transmission rates of the wireless terminals in each beam are the same, the wireless resources are evenly distributed.

特開2005−33338号公報JP 2005-33338 A 特開2003−258806号公報JP 2003-258806 A 特開2003−179966号公報JP 2003-179966 A Y.Kishi、S.Konishi、S.Nomoto、“Optimum Radio Channel Allocation Taking Account of Both Frequency and Power Constraints for Wide−Area Wireless Access Systems”、IEICE Trans.Commun.、Vol.E87−B、NO.12、pp.3722−3733、2004年12月Y. Kishi, S .; Konishi, S .; Nomoto, “Optimum Radio Channel Allocation Taking Account of Both Frequency and Power Constraints for Wide-Area Wireless Access Systems”, IEICE. Commun. Vol. E87-B, NO. 12, pp. 3722-3733, December 2004

各無線端末のG/Tや、要求する誤り率BERや、その位置による干渉量Iは、無線端末毎に異なるため、上述した無線リソースの配分では、無線リソースの余剰又は不足が発生する。例えば、図13において、無線端末A2のG/Tが、無線端末A1のG/Tよりも劣っておりまた、割り当てられた無線リソースで、無線端末A1は要求伝送速度を達成するものとする。この場合、無線端末A2は、要求伝送速度の達成のためには、点線で示す無線リソースを必要とし、割り当てられた無線リソースは不足している。また、図13において、無線端末B2の干渉量が、無線端末B1の干渉量よりも小さく、割り当てられた無線リソースで、無線端末B2は要求伝送速度を達成するものとする。この場合、無線端末B1は、要求伝送速度の達成のためには、点線で示す無線リソースでよく、割り当てられた無線リソースは余剰である。更に、図13において、無線端末C1の要求誤り率BERが、無線端末C2の要求誤り率BERより厳しく、割り当てられた無線リソースで、無線端末C2は要求伝送速度を達成するものとする。この場合、無線端末C1は、要求伝送速度の達成のためには、点線で示す無線リソースを必要とし、割り当てられた無線リソースは不足している。   Since the G / T of each wireless terminal, the required error rate BER, and the interference amount I depending on the position differ from wireless terminal to wireless terminal, surplus or shortage of the wireless resource occurs in the above-described wireless resource allocation. For example, in FIG. 13, the G / T of the wireless terminal A2 is inferior to the G / T of the wireless terminal A1, and the wireless terminal A1 achieves the required transmission rate with the assigned wireless resources. In this case, in order to achieve the required transmission rate, the radio terminal A2 needs radio resources indicated by dotted lines, and the allocated radio resources are insufficient. In FIG. 13, the amount of interference of the wireless terminal B2 is smaller than the amount of interference of the wireless terminal B1, and the wireless terminal B2 achieves the requested transmission rate with the assigned wireless resources. In this case, in order to achieve the required transmission rate, the radio terminal B1 may be a radio resource indicated by a dotted line, and the allocated radio resource is redundant. Further, in FIG. 13, it is assumed that the required error rate BER of the wireless terminal C1 is stricter than the required error rate BER of the wireless terminal C2, and the wireless terminal C2 achieves the required transmission rate with the allocated radio resources. In this case, the radio terminal C1 requires radio resources indicated by dotted lines in order to achieve the required transmission rate, and the allocated radio resources are insufficient.

従って、本発明は、無線リソースを、有効的に利用する無線リソース配分方法及び該無線リソース配分方法を実行する基地局を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a radio resource allocation method that effectively uses radio resources and a base station that executes the radio resource allocation method.

本発明における無線リース配分方法によれば、
マルチビーム無線通信システムにおける基地局での無線リソースの配分方法であって、新たに無線リソースを要求した無線端末及び既に無線リソースが割り当てられている無線端末に対して、各ビームの電力密度に基づき、各無線端末の要求伝送速度を達成するために各無線端末に割り当てる無線リソースを計算する第1のステップと、前記計算した無線リソースを、システムで共通の基準端末に割り当てた場合に得られる等価伝送速度を、各無線端末について計算する第2のステップと、ビームごとに、ビームに属する無線端末の等価伝送速度和を計算する第3のステップと、等価伝送速度和に基づき、各ビームに割り当てる無線リソースを計算する第4のステップとを、複数回繰り返し、最後の第1のステップで計算した無線リソースを各無線端末に配分することを特徴とする。
According to the wireless lease allocation method of the present invention,
A radio resource allocation method in a base station in a multi-beam radio communication system, which is based on the power density of each beam for a radio terminal newly requesting radio resources and a radio terminal to which radio resources have already been assigned. A first step of calculating a radio resource to be allocated to each radio terminal in order to achieve a required transmission rate of each radio terminal, and an equivalent obtained when the calculated radio resource is allocated to a common reference terminal in the system A second step of calculating a transmission rate for each wireless terminal, a third step of calculating, for each beam, an equivalent transmission rate sum of wireless terminals belonging to the beam, and assigning to each beam based on the equivalent transmission rate sum The fourth step of calculating the radio resource is repeated a plurality of times, and the radio resource calculated in the last first step is Characterized by allocating to the wireless terminal.

本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
前記各無線端末固有の条件は、無線端末の受信性能、無線端末の現在位置での干渉量、無線端末の現在位置でのビーム利得、無線端末が要求する品質の少なくとも1つを含んでいることも好ましい。
According to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
The conditions unique to each wireless terminal include at least one of reception performance of the wireless terminal, interference amount at the current position of the wireless terminal, beam gain at the current position of the wireless terminal, and quality required by the wireless terminal. Is also preferable.

また、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
第4のステップで計算する各ビームに割り当てる無線リソースは、等価伝送速度和を1台の基準端末で達成するのに必要な無線リソースであることも好ましい。
According to another embodiment of the wireless lease distribution method of the present invention,
The radio resource allocated to each beam calculated in the fourth step is also preferably a radio resource necessary to achieve the equivalent transmission rate sum with one reference terminal.

更に、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
第4のステップで計算する各ビームに割り当てる無線リソースは、システム全体の無線リソースを、各ビームの等価伝送速度和の比に応じて配分したものであることも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
The radio resources allocated to each beam calculated in the fourth step are also preferably those in which the radio resources of the entire system are allocated according to the ratio of the equivalent transmission rate sum of each beam.

更に、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
第4のステップにおいて計算する各ビームに割り当てる無線リソースのうち、周波数帯域と電力は、その配分に応じて定まるビーム間干渉量に基づき決定することも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
Of the radio resources allocated to each beam calculated in the fourth step, the frequency band and power are preferably determined based on the amount of inter-beam interference determined according to the distribution.

更に、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
基準端末の干渉量は、ビーム内での干渉量の平均値とすることも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
The interference amount of the reference terminal is also preferably an average value of the interference amount in the beam.

更に、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
第1のステップから第4のステップの繰り返しは、第4のステップで計算した各ビームに割り当てる無線リソースと、前回の第4のステップで計算した無線リソースとの差が、所定値以内となるまで行うことも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
The first to fourth steps are repeated until the difference between the radio resource allocated to each beam calculated in the fourth step and the radio resource calculated in the previous fourth step is within a predetermined value. It is also preferable to do this.

更に、本発明の無線リース配分方法における他の実施形態によれば、
新たに無線リソースを要求した無線端末が属するビームの電力密度に基づき、該無線端末の要求伝送速度を達成するために該無線端末に割り当てる無線リソースを計算し、該無線端末が属するビームに割り当てている無線リソースから、前記計算した無線リソースの割当てが可能か否かを判定し、割当て不可の場合に、前記第1のステップを開始することも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the wireless lease allocation method of the present invention,
Based on the power density of the beam to which the radio terminal that newly requested the radio resource belongs, the radio resource to be assigned to the radio terminal is calculated in order to achieve the required transmission rate of the radio terminal, and assigned to the beam to which the radio terminal belongs. It is also preferable to determine whether or not the calculated radio resource can be allocated from the existing radio resources, and to start the first step when the allocation is impossible.

本発明における基地局によれば、
マルチビーム無線通信システムにおける基地局であって、新たに無線リソースを要求した無線端末及び既に無線リソースが割り当てられている無線端末に対して、各ビームの電力密度と各無線端末固有の条件に基づき、各無線端末の要求伝送速度を達成するために各無線端末に割り当てる無線リソースを計算し、計算した無線リソースを、システムで共通の基準端末に割り当てた場合に得られる等価伝送速度を、各無線端末について計算する換算手段と、各ビームに属する無線端末の等価伝送速度和を計算し、等価伝送速度和に基づき、各ビームに割り当てる無線リソースを計算するビームリソース配分手段と、換算手段での処理と、ビームリソース配分手段での処理の繰り返しを制御する繰り返し制御手段と、繰り返し制御手段による繰り返し終了後、換算手段が計算した各無線端末の無線リソースを、各無線端末に割り当てる端末リソース配分手段とを有することを特徴とする。
According to the base station in the present invention,
Based on the power density of each beam and the conditions specific to each radio terminal for a radio terminal newly requesting radio resources and a radio terminal to which radio resources have already been assigned, which are base stations in a multi-beam radio communication system In order to achieve the required transmission rate of each radio terminal, the radio resource allocated to each radio terminal is calculated, and the equivalent transmission rate obtained when the calculated radio resource is allocated to a common reference terminal in the system is calculated for each radio terminal. Conversion means for calculating the terminal, beam resource distribution means for calculating the equivalent transmission rate sum of the wireless terminals belonging to each beam, and calculating radio resources allocated to each beam based on the equivalent transmission rate sum, and processing in the conversion means A repetition control means for controlling the repetition of processing in the beam resource distribution means, and a repetition by the repetition control means. After completion, the radio resources of each radio terminal conversion means has calculated, and having a terminal resource allocation means for allocating to each wireless terminal.

各無線端末の要求伝送速度を達成するために各無線端末に割り当てる無線リソースを計算し、システムで共通の基準端末を用いて等価伝送速度に換算して無線リソースの配分を行うことで、各無線端末の性能、位置、要求品質を考慮した無線リソースの配分が可能となり、結果として余剰リソースの割当てを排除し、効率的な無線リソースの配分が実現できる。   By calculating the radio resources allocated to each radio terminal in order to achieve the required transmission rate of each radio terminal, and by allocating radio resources by converting to an equivalent transmission rate using a common reference terminal in the system, It is possible to allocate radio resources in consideration of terminal performance, location, and required quality. As a result, it is possible to eliminate allocation of surplus resources and realize efficient radio resource allocation.

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、伝送方式とは、変調方式、符号化方式及び符号化率の組合せで特定される伝送のための方法を意味し、無線リソースとは、周波数帯域、電力、伝送方式のいずれか、又はそれらの組合せを意味するものとする。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following description, a transmission method means a method for transmission specified by a combination of a modulation method, a coding method, and a coding rate, and a radio resource means a frequency band, power, and transmission method. It shall mean any or a combination thereof.

図1は、本発明による無線リソース配分方法を適用する無線通信システムの構成図である。図1によると、基地局1は、ビーム20、ビーム30及びビーム40を送信し、無線端末2−1〜2−N(Nは1以上の整数)がビーム20内に存在し、無線端末3−1〜3−M(Mは1以上の整数)がビーム30内に存在し、無線端末4−1〜4−K(Kは1以上の整数)がビーム40内に存在している。尚、各ビーム内の無線端末の数は、不均一である。一般的には、無線端末数が多いほど、送受信される情報量も多くなり、従って、無線端末数が多いほど、ビーム全体としての要求伝送速度も高くなる。また、図1の構成は、基地局1が通信衛星を経由してビームを送信する形態であっても良い。   FIG. 1 is a configuration diagram of a radio communication system to which a radio resource allocation method according to the present invention is applied. According to FIG. 1, the base station 1 transmits a beam 20, a beam 30, and a beam 40, and wireless terminals 2-1 to 2 -N (N is an integer equal to or greater than 1) exist in the beam 20. −1 to 3−M (M is an integer of 1 or more) exists in the beam 30, and wireless terminals 4-1 to 4 -K (K is an integer of 1 or more) exist in the beam 40. Note that the number of wireless terminals in each beam is not uniform. Generally, the greater the number of wireless terminals, the greater the amount of information transmitted and received. Therefore, the greater the number of wireless terminals, the higher the required transmission rate for the entire beam. Further, the configuration of FIG. 1 may be a mode in which the base station 1 transmits a beam via a communication satellite.

図2は、本発明による無線リソース配分方法のフロー図である。尚、以下の説明においては、ビーム20内にある無線端末2−1が、通信を開始するために、基地局1に無線リソースを要求したものとする。また、ビーム20内にある無線端末2−2〜2−n(nはN以下の整数)、ビーム30内にある無線端末3−1〜3−m(mはM以下の整数)及びビーム40内にある無線端末4−1〜4−k(kはK以下の整数)は、既に無線リソースの割当てを受けているものとする。   FIG. 2 is a flowchart of a radio resource allocation method according to the present invention. In the following description, it is assumed that the radio terminal 2-1 in the beam 20 requests radio resources from the base station 1 in order to start communication. Also, wireless terminals 2-2 to 2-n (n is an integer equal to or smaller than N) in the beam 20, wireless terminals 3-1 to 3-m (m is an integer equal to or smaller than M) and the beam 40 in the beam 30. It is assumed that the wireless terminals 4-1 to 4-k (k is an integer equal to or smaller than K) are already assigned wireless resources.

まず、無線リソースを要求した無線端末2−1について、無線端末2−1固有の条件、即ち、無線端末2−1のG/Tと、無線端末2−1の現在位置での干渉量I及びビーム利得Gγと、無線端末2−1の要求するBERとに基づき端末リソース計算を行い、無線端末2-1が要求する伝送速度を達成するために必要な無線リソースである伝送方式T2−1と周波数帯域W2−1を決定する(S201)。 First, for the wireless terminal 2-1 that requested the wireless resource, the conditions specific to the wireless terminal 2-1, that is, the G / T of the wireless terminal 2-1, the interference amount I at the current position of the wireless terminal 2-1, and Based on the beam gain Gγ and the BER required by the radio terminal 2-1, the terminal resource calculation is performed, and the transmission method T2-1, which is a radio resource necessary to achieve the transmission rate required by the radio terminal 2-1. And the frequency band W2-1 are determined (S201).

端末リソース計算について、図3を用いて説明する。まず、無線端末2−1が属するビーム20に現在割り当てられている電力P20及び周波数帯域W20から電力密度P20/W20、即ち、単位周波数当たりの電力を求め、電力密度P20/W20と、無線端末2−1のG/Tと、無線端末2−1の現在位置での干渉量I及びビーム利得Gγから、無線端末2−1の受信C/(N+I)を計算する(S31)。続いて、計算した無線端末2−1の受信C/(N+I)と、無線端末2−1が要求する誤り率BERから、使用する伝送方式T2−1を決定する(S32)。最後に、決定した伝送方式T2−1と、無線端末2−1が要求する伝送速度から、要求する伝送速度を達成するために必要な周波数帯域W2−1を決定する。 The terminal resource calculation will be described with reference to FIG. First, the power density P 20 / W 20 from the power P 20 and the frequency band W 20 radio terminal 2-1 is currently assigned to belong beam 20, i.e., determine the power per unit frequency, the power density P 20 / W 20 , the reception C / (N + I) of the wireless terminal 2-1 is calculated from the G / T of the wireless terminal 2-1 and the amount of interference I and the beam gain Gγ at the current position of the wireless terminal 2-1 (S31). ). Subsequently, the reception of the calculated radio terminal 2-1 C / (N + I) , the radio terminal 2-1 from the error rate BER to request, determines the transmission method T 2-1 to be used (S32). Finally, the transmission system T 2-1 was determined from the transmission rate radio terminal 2-1 requests, determines the frequency band W 2-1 required to achieve a transmission speed requested.

図2に戻り、S201で計算した、無線端末2−1の要求する伝送速度と誤り率BERを満足するために必要な周波数帯域W2−1を、ビーム20から配分可能であるか否かを判定する。言い換えると、ビーム20内で、既に無線端末2−2〜無線端末2−nに割り当てている周波数帯域の合計であるW2−2+W2−3+・・・+W2−nに、無線端末2−1への周波数帯域W2−1を加算した値が、ビーム20に配分されている周波数帯域W20以下であるか否かを判定する(S202)。ビーム20に配分されている周波数帯域W20以下であれば、配分可能であり、無線端末21にS201で計算した周波数帯域W2−1を割り当てて無線リソース配分は終了する(S203)。 Returning to FIG. 2, whether or not the frequency band W 2-1 required to satisfy the transmission rate and error rate BER required by the wireless terminal 2-1 calculated in S 201 can be allocated from the beam 20. judge. In other words, in the beam 20, the wireless terminal is set to W 2-2 + W 2-3 +... + W 2-n that is the sum of the frequency bands already allocated to the wireless terminals 2-2 to 2-n. the value obtained by adding the frequency band W 2-1 to 2-1, it is determined whether the frequency band W 20 below, which is allocated to the beam 20 (S202). If it is equal to or less than the frequency band W 20 allocated to the beam 20, the allocation is possible, and the frequency band W 2-1 calculated in S201 is allocated to the radio terminal 21, and the radio resource allocation ends (S203).

配分不可の場合は、無線端末2−1並びに既に無線リソースを割り当てている無線端末2−2〜無線端末2−n、無線端末3−1〜無線端末3−m及び無線端末4−1〜無線端末4−k(以下、全無線端末という)に対して、無線リソースの再配分を行う(S205〜S207)。   When allocation is impossible, the radio terminal 2-1, the radio terminal 2-2 to which the radio resource is already allocated, the radio terminal 2-n, the radio terminal 3-1 to the radio terminal 3-m, and the radio terminal 4-1 to radio Radio resources are redistributed to the terminal 4-k (hereinafter referred to as all radio terminals) (S205 to S207).

まず、全無線端末それぞれについて、各無線端末固有の条件に基づき図3に示す端末リソース計算を行い、割り当てるべき伝送方式及び周波数帯域をそれぞれ算出する(S205)。続いて、S205で算出した伝送方式及び周波数帯域を、システムで所定の基準端末に割り当てた場合に得られる伝送速度である等価伝送速度を、各無線端末、それぞれについて算出する(S206)。基準端末は、システムの基準となる仮想的な無線端末であり、所定G/Tと、所定の要求BERを持ち、干渉量Iがビーム内での平均となる位置に存在するものと定義する。   First, the terminal resource calculation shown in FIG. 3 is performed for each of all wireless terminals based on the conditions specific to each wireless terminal, and the transmission method and frequency band to be allocated are calculated (S205). Subsequently, an equivalent transmission rate, which is a transmission rate obtained when the transmission scheme and frequency band calculated in S205 are assigned to a predetermined reference terminal in the system, is calculated for each wireless terminal (S206). The reference terminal is a virtual wireless terminal serving as a system reference, and is defined as having a predetermined G / T and a predetermined required BER, and existing at a position where the interference amount I is an average in the beam.

続いて、ビーム20内にある無線端末2−1〜2−nの等価伝送速度の合計と、ビーム30内にある無線端末3−1〜3−mの等価伝送速度の合計と、ビーム40内にある無線端末4−1〜4−kの等価伝送速度の合計を計算する。最後に、各ビーム内の無線端末の等価伝送速度の合計に基づき、システム全体で利用可能な周波数帯域Wsys及び電力Psysを、各ビームに配分する(S207)。 Subsequently, the sum of the equivalent transmission rates of the radio terminals 2-1 to 2-n in the beam 20, the sum of the equivalent transmission rates of the radio terminals 3-1 to 3-m in the beam 30, and the beam 40 The sum of the equivalent transmission speeds of the wireless terminals 4-1 to 4-k is calculated. Finally, the frequency band W sys and power P sys that can be used in the entire system are allocated to each beam based on the total equivalent transmission speed of the wireless terminals in each beam (S207).

S207において、各ビームの周波数帯域及び電力が変更されたことは、各ビームの電力密度が変更されたことを意味し、各ビームの電力密度は、図3に示す端末リソース計算の前提条件であるため、結局S205〜S207の計算結果に影響を及ぼす。従って、S205〜S207をL回繰り返して計算して、各ビームに配分する周波数帯域及び電力を収束させる。(S208、S209)。   In S207, the change in the frequency band and power of each beam means that the power density of each beam has been changed, and the power density of each beam is a precondition for the terminal resource calculation shown in FIG. Therefore, it eventually affects the calculation results of S205 to S207. Accordingly, S205 to S207 are repeatedly calculated L times to converge the frequency band and power allocated to each beam. (S208, S209).

図5は、S205〜S207を繰り返して計算することにより、ビーム内の各無線端末のC/(N+I)の平均が収束する様子を示している。図5によると、L=5程度で収束することがわかる。   FIG. 5 shows how the average of C / (N + I) of each wireless terminal in the beam converges by repeating S205 to S207. According to FIG. 5, it can be seen that convergence is achieved at about L = 5.

尚、繰り返しは、予め決められた回数だけ繰り返すとすることも、各ビームに配分する無線リソースの値と、前回計算した無線リソースの値との差が所定値以内となるまで繰り返すとすることも可能である。   The repetition may be repeated a predetermined number of times, or may be repeated until the difference between the value of the radio resource allocated to each beam and the value of the radio resource calculated last time is within a predetermined value. Is possible.

繰り返し計算した後、各ビームに割り当てた周波数帯域及び電力により、各ビームの無線端末の等価伝送速度合計を達成することができる場合には(S210)、全無線端末に、S205で計算した伝送方式と周波数帯域を割り当てる(S211)。一方、達成できない場合には、無線端末2−1に対する無線リソースの配分は不可として終了する(S212)。   After repeated calculations, if the equivalent transmission rate sum of the radio terminals of each beam can be achieved by the frequency band and power allocated to each beam (S210), the transmission scheme calculated in S205 is transmitted to all radio terminals. And a frequency band are allocated (S211). On the other hand, if it cannot be achieved, the allocation of radio resources to the radio terminal 2-1 is impossible and the process ends (S212).

尚、S207及びS210において、各ビームに配分する無線リソースは、各ビームの等価伝送速度和を該ビームにある1台の基準端末で達成するのに必要な無線リソースとすることも、システム全体の無線リソースを各ビームの等価伝送速度和の比に応じて配分した無線リソースとすることも可能である。前者の場合は、無線端末が要求する伝送速度を保障する保障型サービスとなり、後者の場合は、ベストエフォート型サービスとなる。   In S207 and S210, the radio resource allocated to each beam may be a radio resource necessary to achieve the equivalent transmission rate sum of each beam by one reference terminal in the beam. It is also possible to use radio resources that are allocated according to the ratio of the equivalent transmission rate sum of each beam. The former case is a guaranteed service that guarantees the transmission rate required by the wireless terminal, and the latter case is a best effort type service.

また、システム全体の伝送速度増大には、ビーム間干渉の低減が効果的であり、ビーム間干渉を最小とする、S207でのビームリソース配分について説明する。   In addition, the beam resource allocation in S207 will be described in which reduction of inter-beam interference is effective for increasing the transmission rate of the entire system and inter-beam interference is minimized.

マルチビーム無線通信システムにおいて、ビームの電力が大きくなるほど、周辺ビームへの干渉が大きくなる。干渉量を低減するために電力量を小さくすると、所望の伝送速度を達成するために、使用する周波数帯域を広くしなければならず、その結果周辺ビームで使用できる周波数帯域が狭くなり、結局、周辺ビームで所望の伝送速度を達成するための電力が増加し、干渉が増大する。従って、干渉を低減するためには、各ビームの電力と周波数帯域をバランスよく配分する必要がある。   In a multi-beam wireless communication system, the interference with surrounding beams increases as the beam power increases. If the amount of power is reduced in order to reduce the amount of interference, the frequency band to be used must be widened in order to achieve the desired transmission rate, and as a result, the frequency band that can be used by the peripheral beam is narrowed. The power to achieve the desired transmission rate with the peripheral beam increases and interference increases. Therefore, in order to reduce interference, it is necessary to distribute the power and frequency band of each beam in a balanced manner.

具体的には、ビーム間干渉を、電力と周波数帯域の関数とし、ビーム間干渉の最小値を求める最適化手法を適用する。単純な適用方法としては、最適化対象となるパラメータとして、ビーム毎の電力と周波数帯域を使用する方法が考えられるが、最適化パラメータが多いと極小解となる場合が発生する。   Specifically, an optimization method for obtaining the minimum value of the inter-beam interference is applied by using the inter-beam interference as a function of the power and the frequency band. As a simple application method, a method of using the power and frequency band for each beam as a parameter to be optimized can be considered. However, if there are many optimization parameters, there may be a case where a minimal solution is obtained.

従って、拘束条件を加えて、最適化対象となるパラメータを減少させる。マルチビーム無線通信システムにおいて、拘束条件となり得るものは、システム全体としてビーム間干渉が低くなる条件である。例えば、周波数クラスタを構成する複数ビームへ配分する周波数帯域の合計が、必ずシステムの上限周波数帯域となることや、全クラスタ間において、ビームの周波数帯域を等しくすることがある。   Therefore, the constraint condition is added to reduce the parameter to be optimized. In a multi-beam wireless communication system, what can be a constraint condition is a condition in which inter-beam interference is reduced as a whole system. For example, the sum of the frequency bands allocated to the plurality of beams constituting the frequency cluster may always be the upper limit frequency band of the system, or the frequency bands of the beams may be equal among all the clusters.

また、配分方法としては、逐次2次計画法などの非線形モデルを対象とした最適化手法を適用する。つまり、ビームの伝送速度を、ビーム内の無線端末の等価伝送速度の和とし、システム全体でビーム間干渉が最小となるように、拘束条件付逐次2次計画法で、各ビームへの電力と周波数帯域の量を解くことで、各ビームに割り当てる電力及び周波数帯域を求める。この方法をビーム間干渉最小リソース配分法と呼ぶ。表1に、ビーム間干渉最小リソース配分法を用いて最適化を行った場合と、行わなかった場合の伝送速度の比較を示す。   As a distribution method, an optimization method for a nonlinear model such as sequential quadratic programming is applied. In other words, the beam transmission rate is the sum of the equivalent transmission rates of the wireless terminals in the beam, and the constrained sequential quadratic programming method is used so that the inter-beam interference is minimized in the entire system. By solving the amount of the frequency band, the power and the frequency band assigned to each beam are obtained. This method is called an inter-beam interference minimum resource allocation method. Table 1 shows a comparison of transmission rates when the optimization is performed using the inter-beam interference minimum resource allocation method and when the optimization is not performed.

Figure 2007060086
続いて、等価伝送速度についてより詳細に説明する。図6のモデム特性から理解できる様に、伝送速度は、周波数帯域Wと、受信電力C(送信電力とビーム利得の積)と、熱雑音Nと、干渉量Iと、誤り率BERと、伝送方式Tとから求めることができる。
Figure 2007060086
Subsequently, the equivalent transmission rate will be described in more detail. As can be understood from the modem characteristics of FIG. 6, the transmission speed includes the frequency band W, the received power C (product of transmission power and beam gain), thermal noise N, interference amount I, error rate BER, and transmission. It can be obtained from method T.

例えば、BERを10−5で、熱雑音は周波数によらず一定とし、あるビームに配分された電力密度P/W=Pから、図6の縦軸の受信C/(N+I)を無線端末のG/Tに変換し、図6を書き換えると、図7(a)のグラフを得ることができる。次に、図7(a)のグラフから、周波数帯域をパラメータとする図7(b)を得ることができる。 For example, BER in the 10 -5, the thermal noise is constant irrespective of the frequency, the power density was allocated to a certain beam P / W = P r, the wireless terminal the reception C / (N + I) of the vertical axis of FIG. 6 7 and rewriting FIG. 6, the graph of FIG. 7A can be obtained. Next, FIG. 7B with the frequency band as a parameter can be obtained from the graph of FIG.

無線端末が要求する伝送速度となる縦軸の点と、当該無線端末のG/Tとなる横軸の点の交点を通るグラフの、基準端末のG/Tとの交点での伝送速度が等価伝送速度となる。つまり、端末が要求する伝送速度を達成するために必要な無線リソースを基準端末に与えたときの伝送速度であり、等価伝送速度を用いることにより、無線端末の特性、要求品質及び無線端末の位置による干渉量を包含して考慮した無線リソースの配分が可能となる。   The transmission rate at the point of intersection with the reference terminal G / T in the graph passing through the point of intersection of the vertical axis as the transmission rate required by the wireless terminal and the point of the horizontal axis as G / T of the wireless terminal is equivalent. It becomes the transmission speed. In other words, it is the transmission rate when the wireless resource necessary to achieve the transmission rate required by the terminal is given to the reference terminal, and by using the equivalent transmission rate, the characteristics of the wireless terminal, the required quality, and the location of the wireless terminal It is possible to allocate radio resources in consideration of the amount of interference due to.

無線端末の要求伝送速度から等価伝送速度への換算においては、無線端末のG/Tの代わりに無線端末の位置や誤り率を用いてもよい。更に、無線端末のG/Tと、位置と、誤り率BERの任意の組合せを用いてもよい。例えば、無線端末の位置が、ビームの中心であるほど、ビーム利得Gγが大きくなり、干渉量Iが小さくなるため、無線端末の受信C/(N+I)が高くなる。逆に、無線端末がビームの端に近づくほど、無線端末の受信C/(N+I)が低くなる。従って、無線端末のビーム内での位置と、無線端末の受信C/(N+I)との関係を用いて、無線端末が要求する伝送速度を、等価伝送速度に換算することができる。この場合、図7(b)に相当するグラフの横軸はビーム内の位置となり、例えば、ビーム内での干渉量の平均値となる位置を基準端末の位置として等価伝送速度に換算する。   In the conversion from the required transmission rate of the wireless terminal to the equivalent transmission rate, the position and error rate of the wireless terminal may be used instead of G / T of the wireless terminal. Furthermore, any combination of G / T, position, and error rate BER of the wireless terminal may be used. For example, as the position of the wireless terminal is the center of the beam, the beam gain Gγ increases and the amount of interference I decreases, so the reception C / (N + I) of the wireless terminal increases. Conversely, the closer the wireless terminal is to the end of the beam, the lower the reception C / (N + I) of the wireless terminal. Therefore, the transmission rate required by the wireless terminal can be converted into an equivalent transmission rate using the relationship between the position of the wireless terminal in the beam and the reception C / (N + I) of the wireless terminal. In this case, the horizontal axis of the graph corresponding to FIG. 7B is the position in the beam. For example, the position that is the average value of the amount of interference in the beam is converted to the equivalent transmission speed with the position of the reference terminal as the position.

同様に、誤り率BERを用いると、端末が要求する伝送速度を、所定のBERに対する等価伝送速度に換算することができる。   Similarly, when the error rate BER is used, the transmission rate required by the terminal can be converted into an equivalent transmission rate for a predetermined BER.

また、時分割多重接続システムにおいては、タイムスロットも無線リソースとして配分の対象になる。   In a time division multiple access system, time slots are also subject to allocation as radio resources.

図4は、本発明による基地局1のブロック図である。図4によると、基地局1は、各無線端末とビームの送受信を行うモデム10と、端末リソース配分部11と、ビームリソース配分部12と、換算部13と、端末特性データベース14と、ビームリソース最適化部15と、トラフィック測定部16と、繰り替えし制御部17とを備えている。   FIG. 4 is a block diagram of the base station 1 according to the present invention. According to FIG. 4, the base station 1 includes a modem 10 for transmitting / receiving a beam to / from each wireless terminal, a terminal resource distribution unit 11, a beam resource distribution unit 12, a conversion unit 13, a terminal characteristic database 14, a beam resource. An optimization unit 15, a traffic measurement unit 16, and a repetition control unit 17 are provided.

換算部13は、端末特性データベース14から無線端末のG/T、要求BERや、無線端末の現在位置での干渉量Iといった情報を取得し、無線端末が要求する伝送速度を、基準端末に対する等価伝送速度に変換する。   The conversion unit 13 acquires information such as the G / T of the wireless terminal, the request BER, and the interference amount I at the current position of the wireless terminal from the terminal characteristic database 14, and sets the transmission rate required by the wireless terminal to the equivalent of the reference terminal. Convert to transmission speed.

ビームリソース配分部12は、ビーム内の無線端末の等価伝送速度和を達成するように、電力と周波数帯域の配分を行う。又は、各ビームの等価伝送速度和の比に応じて、システム全体の電力と周波数の配分を行う。   The beam resource allocation unit 12 allocates power and frequency band so as to achieve the equivalent transmission rate sum of the wireless terminals in the beam. Alternatively, the power and frequency of the entire system are allocated according to the ratio of the equivalent transmission speed sum of each beam.

ビームリソース最適化部15は、上述したビーム間干渉最小リソース配分法を用いて、配分する電力と周波数の調整を行い、繰り替えし制御部17は、等価伝送速度の計算とビームリソース配分の繰り返し、即ち、図2のS205〜S207の繰り返しを制御する。   The beam resource optimization unit 15 adjusts the power and frequency to be allocated using the above-described inter-beam interference minimum resource allocation method, and the repetition control unit 17 repeats calculation of equivalent transmission rate and beam resource allocation, That is, the repetition of S205 to S207 in FIG. 2 is controlled.

端末リソース配分部11は、ビームに割り当てられた周波数帯域及び電力から、無線端末に周波数帯域及び電力の割当てを行う。   The terminal resource allocation unit 11 allocates the frequency band and power to the radio terminal from the frequency band and power allocated to the beam.

トラフィック測定部16は、無線端末のトラフィックを測定する。トラフィック測定部16が測定した伝送速度は、無線端末が要求する伝送速度の代わりとして利用できる。   The traffic measurement unit 16 measures the traffic of the wireless terminal. The transmission rate measured by the traffic measurement unit 16 can be used as a substitute for the transmission rate required by the wireless terminal.

本発明による無線リソース配分方法と、非特許文献1及び特許文献1に記載の方法に対し、ビーム毎に収容可能な最大端末数の比較を行う。全19個のマルチビームに対し、各ビームは、無線端末が均一に分布する均一ビームか、不均一に分布する不均一ビームのいずれかとし、均一ビームと不均一ビームの組合せを、表2に示すパターン1からパターン3の3種類を設けて、それぞれについて比較を行った。尚、不均一ビームは、ビーム内の最低C/(N+I)となる位置に、ビーム内の全無線端末のX%が集中し、残りの無線端末がビーム内に均一に分布するものとした。尚、x=X/100を端末集中率と呼ぶ。   The maximum number of terminals that can be accommodated for each beam is compared with the radio resource allocation method according to the present invention and the methods described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1. For all 19 multi-beams, each beam is either a uniform beam distributed uniformly by wireless terminals or a non-uniformly distributed non-uniform beam. Table 2 shows the combinations of uniform and non-uniform beams. Three types of patterns 1 to 3 shown are provided, and comparison is made for each. In the non-uniform beam, X% of all radio terminals in the beam are concentrated at a position where C / (N + I) is the lowest in the beam, and the remaining radio terminals are uniformly distributed in the beam. Note that x = X / 100 is called a terminal concentration rate.

Figure 2007060086
図8は、端末集中率に対するビーム内の収容端末数の比較結果である。特許文献1による方法は、ビーム間干渉低減の効果により、非特許文献1に記載の方法よりも収容端末数が増加する。しかし、ビーム内に無線端末が均一分布すると想定して各ビームへ無線リソースの配分を行うため、端末集中率が増加するほど想定と異なる分布となる。このため、特許文献1に記載の方法は、端末集中率の増加に対して均一ビームの収容端末数は一定であるが、不均一ビームの収容端末数が大きく低下する。
Figure 2007060086
FIG. 8 is a comparison result of the number of accommodated terminals in the beam with respect to the terminal concentration rate. The method according to Patent Literature 1 increases the number of accommodated terminals as compared with the method described in Non-Patent Literature 1 due to the effect of reducing inter-beam interference. However, since wireless resources are allocated to each beam assuming that wireless terminals are uniformly distributed in the beam, the distribution differs from the assumption as the terminal concentration rate increases. For this reason, in the method described in Patent Document 1, the number of terminals accommodated with a uniform beam is constant as the terminal concentration rate increases, but the number of terminals accommodated with a non-uniform beam greatly decreases.

一方、本発明による方法では、ビーム内の無線端末位置に応じて各ビームに無線リソースの配分を行うため、均一ビームと不均一ビームは、総ての端末集中率において、収容端末数が同数となり、従来技術と比較し不均一ビームの端末収容数が最大1.3倍程度増加している。ここでは、収容端末数を評価したが、実際に通信を行っている無線端末数が収容端末数より少ないときは、余っている無線リソースを、通信を行っている無線端末に加算して、伝送速度を向上させることもできる。   On the other hand, in the method according to the present invention, radio resources are allocated to each beam according to the position of the radio terminal in the beam. Therefore, the uniform beam and the non-uniform beam have the same number of accommodated terminals in all terminal concentration rates. Compared with the prior art, the terminal accommodation number of non-uniform beams is increased by up to about 1.3 times. Here, the number of accommodated terminals was evaluated, but when the number of wireless terminals actually communicating is smaller than the number of accommodated terminals, the surplus wireless resources are added to the communicating wireless terminals for transmission. Speed can also be improved.

以上説明したように、無線端末の特性を考慮しながら、システムの伝送容量を増加させるように、各ビーム及び各無線端末に無線リソースを配分することで、無線リソースを有効利用する。   As described above, radio resources are effectively used by allocating radio resources to each beam and each radio terminal so as to increase the transmission capacity of the system while considering the characteristics of the radio terminal.

本発明による無線リソース配分方法を適用する無線通信システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a radio communication system to which a radio resource allocation method according to the present invention is applied. 本発明による無線リソース配分方法のフロー図である。FIG. 6 is a flowchart of a radio resource allocation method according to the present invention. 端末リソース計算のフロー図である。It is a flowchart of terminal resource calculation. 本発明による基地局のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a base station according to the present invention. ビーム内の各無線端末のC/(N+I)の平均が収束する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the average of C / (N + I) of each radio | wireless terminal in a beam converges. モデム特性を示す図である。It is a figure which shows a modem characteristic. 等価伝送速度の換算を説明する図である。It is a figure explaining conversion of an equivalent transmission rate. 本発明と従来技術での収容無線端末数の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the accommodation radio | wireless terminal number by this invention and a prior art. ビーム間干渉を説明する図である。It is a figure explaining interference between beams. 従来技術による無線リソース配分方法のフロー図である。It is a flowchart of the radio | wireless resource allocation method by a prior art. ビーム内位置と必要な電力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position in a beam, and required electric power. ビーム毎の周波数帯域と、C/(N+I)の関係例を示す図である。It is a figure which shows the example of a relationship of the frequency band for every beam, and C / (N + I). 従来技術による無線リソース配分の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of radio | wireless resource allocation by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 基地局
10 モデム
11 端末リソース配分部
12 ビームリソース配分部
13 換算部
14 端末特性データベース
15 ビームリソース最適化部
16 トラフィック測定部
17 繰り替えし制御部
2−1〜2−N、3−1〜3−M、4−1〜4−K 無線端末
20、30、40 ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station 10 Modem 11 Terminal resource allocation part 12 Beam resource allocation part 13 Conversion part 14 Terminal characteristic database 15 Beam resource optimization part 16 Traffic measurement part 17 Repeat control part 2-1 to 2-N, 3-1 to 3 -M, 4-1 to 4-K radio terminal 20, 30, 40 beams

Claims (9)

マルチビーム無線通信システムにおける基地局での無線リソースの配分方法であって、
新たに無線リソースを要求した無線端末及び既に無線リソースが割り当てられている無線端末に対して、
各ビームの電力密度と各無線端末固有の条件に基づき、各無線端末の要求伝送速度を達成するために各無線端末に割り当てる無線リソースを計算する第1のステップと、
前記計算した無線リソースを、システムで共通の基準端末に割り当てた場合に得られる等価伝送速度を、各無線端末について計算する第2のステップと、
ビームごとに、ビームに属する無線端末の等価伝送速度和を計算する第3のステップと、
等価伝送速度和に基づき、各ビームに割り当てる無線リソースを計算する第4のステップと、
を複数回繰り返し、最後の第1のステップで計算した無線リソースを各無線端末に配分することを特徴とする方法。
A method of allocating radio resources at a base station in a multi-beam radio communication system,
For a wireless terminal that has newly requested a wireless resource and a wireless terminal that has already been assigned a wireless resource,
A first step of calculating a radio resource allocated to each radio terminal to achieve a required transmission rate of each radio terminal based on a power density of each beam and a condition specific to each radio terminal;
A second step of calculating, for each wireless terminal, an equivalent transmission rate obtained when the calculated wireless resource is allocated to a common reference terminal in the system;
A third step of calculating, for each beam, an equivalent transmission rate sum of wireless terminals belonging to the beam;
A fourth step of calculating a radio resource allocated to each beam based on the equivalent transmission rate sum;
Is repeated a plurality of times, and the radio resource calculated in the last first step is allocated to each radio terminal.
前記各無線端末固有の条件は、無線端末の受信性能、無線端末の現在位置での干渉量、無線端末の現在位置でのビーム利得、無線端末が要求する品質の少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The conditions unique to each wireless terminal include at least one of reception performance of the wireless terminal, interference amount at the current position of the wireless terminal, beam gain at the current position of the wireless terminal, and quality required by the wireless terminal. The method of claim 1, wherein: 第4のステップで計算する各ビームに割り当てる無線リソースは、等価伝送速度和を1台の基準端末で達成するのに必要な無線リソースであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the radio resource allocated to each beam calculated in the fourth step is a radio resource required to achieve an equivalent transmission rate sum with one reference terminal. . 第4のステップで計算する各ビームに割り当てる無線リソースは、システム全体の無線リソースを、各ビームの等価伝送速度和の比に応じて配分したものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。   The radio resource allocated to each beam calculated in the fourth step is obtained by allocating radio resources of the entire system in accordance with a ratio of the equivalent transmission rate sum of each beam. The method described. 第4のステップにおいて計算する各ビームに割り当てる無線リソースのうち、周波数帯域と電力は、その配分に応じて定まるビーム間干渉量に基づき決定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。   The frequency band and power among the radio resources allocated to each beam calculated in the fourth step are determined based on an inter-beam interference amount determined according to the distribution. The method according to item. 基準端末の干渉量は、ビーム内での干渉量の平均値とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the interference amount of the reference terminal is an average value of interference amounts in the beam. 第1のステップから第4のステップの繰り返しは、第4のステップで計算した各ビームに割り当てる無線リソースと、前回の第4のステップで計算した無線リソースとの差が、所定値以内となるまで行うことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。   The first to fourth steps are repeated until the difference between the radio resource allocated to each beam calculated in the fourth step and the radio resource calculated in the previous fourth step is within a predetermined value. The method according to claim 1, wherein the method is performed. 新たに無線リソースを要求した無線端末が属するビームの電力密度に基づき、該無線端末の要求伝送速度を達成するために該無線端末に割り当てる無線リソースを計算し、
該無線端末が属するビームに割り当てている無線リソースから、前記計算した無線リソースの割当てが可能か否かを判定し、
割当て不可の場合に、前記第1のステップを開始することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
Based on the power density of the beam to which the wireless terminal that newly requested the wireless resource belongs, calculate the wireless resource allocated to the wireless terminal in order to achieve the requested transmission rate of the wireless terminal;
From the radio resources allocated to the beam to which the radio terminal belongs, determine whether the calculated radio resources can be allocated,
8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first step is started if assignment is not possible.
マルチビーム無線通信システムにおける基地局であって、
新たに無線リソースを要求した無線端末及び既に無線リソースが割り当てられている無線端末に対して、各ビームの電力密度と各無線端末固有の条件に基づき、各無線端末の要求伝送速度を達成するために各無線端末に割り当てる無線リソースを計算し、計算した無線リソースを、システムで共通の基準端末に割り当てた場合に得られる等価伝送速度を、各無線端末について計算する換算手段と、
各ビームに属する無線端末の等価伝送速度和を計算し、等価伝送速度和に基づき、各ビームに割り当てる無線リソースを計算するビームリソース配分手段と、
換算手段での処理と、ビームリソース配分手段での処理の繰り返しを制御する繰り返し制御手段と、
繰り返し制御手段による繰り返し終了後、換算手段が計算した各無線端末の無線リソースを、各無線端末に割り当てる端末リソース配分手段と、
を有することを特徴とする基地局。
A base station in a multi-beam wireless communication system,
To achieve the required transmission rate of each radio terminal based on the power density of each beam and the conditions specific to each radio terminal for a radio terminal newly requesting radio resources and a radio terminal to which radio resources have already been allocated Calculating a radio resource to be assigned to each radio terminal, a conversion means for calculating for each radio terminal an equivalent transmission rate obtained when the calculated radio resource is assigned to a common reference terminal in the system,
Beam resource distribution means for calculating an equivalent transmission rate sum of radio terminals belonging to each beam, and calculating radio resources allocated to each beam based on the equivalent transmission rate sum;
Repetitive control means for controlling the processing in the conversion means and the repetition of the processing in the beam resource distribution means;
Terminal resource distribution means for allocating the radio resources of each wireless terminal calculated by the conversion means to each wireless terminal after the repetition by the repetition control means;
A base station characterized by comprising:
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