JP2003018117A - Multiple access equipment and multiple access method - Google Patents

Multiple access equipment and multiple access method

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JP2003018117A
JP2003018117A JP2001202887A JP2001202887A JP2003018117A JP 2003018117 A JP2003018117 A JP 2003018117A JP 2001202887 A JP2001202887 A JP 2001202887A JP 2001202887 A JP2001202887 A JP 2001202887A JP 2003018117 A JP2003018117 A JP 2003018117A
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Munehiro Matsui
Seiji Nakatsugawa
Yasushi Shirato
征士 中津川
宗大 松井
裕史 白戸
Original Assignee
Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>
日本電信電話株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize effective multiple accesses by assigning subcarrier according to conditions required in a communication of applications, regarding assignment method of subcarrier, in a communication system which uses OFDM as a modulation method. SOLUTION: This multiple access equipment is constituted, by including an application cognitive part, a communication path condition estimating part, a subcarrier assignment control part for assigning the right of usage to each user, in such a manner that the transmission speed of information, where subcarrier satisfying communication quality required in the communication is required, is satisfied; and an application subcarrier control part which stores subcarrier assigned to each of the users and transmits application subcarrier information to a primary demodulation part.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、変調方式としてO BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention is, O as the modulation scheme
FDMを用いた通信システムにおいて、サブキャリアを各ユーザに適応的に割り当てることで多元接続を実現する装置に関する。 In the communication system using the FDM, a device for realizing multiple access by allocating subcarriers adaptively to each user. 【0002】 【従来の技術】従来、OFDMを用いたマルチユーザ通信システムに関しては、時分割多元接続(TDMA)などの他に、一つの通信路を構成している全サブキャリアの一部分を1ユーザの通信路用に割り振ることによって多元接続方式を実現するOFDM−FDMA(OFDM [0002] Conventionally, with respect to the multi-user communication system using OFDM, when in addition to such division multiple access (TDMA), one of one user the portion of all subcarriers constituting the channel OFDM-FDMA (OFDM to realize multiple access scheme by allocating a for channel
A)が考案されている。 A) it has been devised. 【0003】このOFDM−FDMAについては、文献[C.YWong et al.,“Multiuser OFDM with Adaptive Su [0003] For the OFDM-FDMA is, the literature [C.YWong et al., "Multiuser OFDM with Adaptive Su
bcarrier,Bit,and Power.Allocation”,IEEE JOURNAL O bcarrier, Bit, and Power.Allocation ", IEEE JOURNAL O
NSELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS,VOL.17,N0.10,OCT NSELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL.17, N0.10, OCT
OBER 1999]に詳しい。 Familiar with OBER 1999]. 【0004】上記文献では、全てのサブキャリアごとのビットが誤る可能性、各ユーザが要求する伝送速度を考慮にいれて、全体の送信電力が最小になるように、各ユーザにサブキャリアの使用権を割り当てる手法を実現している。 [0004] In the literature, a possibility that a bit of each of all subcarriers err, is taken into account the transmission rate each user requests, such that the transmission power of the whole is minimized, the use of sub-carriers to each user It is realized a method to assign the rights. 【0005】図6、図7にシステムの構成を示す。 [0005] FIG. 6 shows the configuration of the system in FIG. 同図において、数字符号21,33,41,53はアンテナ、22,42は受信部、23,31,43,51は周波数変換部、24はOFDM復調部、25は一次復調部、26は使用サブキャリア管理部、27は通信路状態推定部、29はサブキャリア割り当て制御部、30は変調部、32,52は送信部、45は使用サブキャリア制御部、46は一次変調部、47はOFDM変調部を表している。 In the figure, numeral designations 21,33,41,53 antenna, 22, 42 receiving unit, 23,31,43,51 frequency conversion unit, 24 OFDM demodulator, 25 is a primary demodulator, use 26 subcarrier management unit, 27 channel state estimation unit, 29 sub-carrier allocation control unit, 30 a modulation unit, 32 and 52 are transmitting section, 45 subcarriers control unit, 46 a primary modulation unit, 47 OFDM it represents the modulation unit. 【0006】図7で示されている装置において、サブキャリアの割り当てを行う。 [0006] In the apparatus shown in Figure 7, the allocation of the subcarrier. サブキャリア割り当て装置では、各ユーザの通信路の状態及び各ユーザが要求する伝送速度をもとにサブキャリアの割り当てを決定する。 Subcarrier allocation apparatus determines the allocation of the subcarriers based on the transmission speed state and the user of the communication path of each user requests. 【0007】このサブキャリア割り当てのアルゴリズムは下記“数1”を最適にするようにパラメータを調整するものである。 [0007] Algorithm of the subcarrier allocation is to adjust the parameters to optimize the following "Equation 1". すなわち、“数1”の送信電力Pを最小とするようにサブキャリアの使用権を調整する方法でサブキャリアを割り当てる手法である。 That is a method of allocating subcarriers in a way of adjusting the right to use the sub-carrier so as to minimize the transmission power P "number 1". 【0008】“数1”において、α k,nはnユーザにおけるk番目のサブキャリアの振幅、ρ k,nはサブキャリアの使用権の有無を表す。 [0008] In "number 1", alpha k, n is the k-th subcarrier in the n users amplitude, [rho k, n represents the presence or absence of the right of use of the sub-carrier. また、f k (c k,n )はc Further, f k (c k, n ) is c
k,nビット送信するために必要な受信電力を表す。 k, representing the received power required to transmit n bits. nはサブキャリア数、kはユーザ数である。 n is the number of subcarriers, k is the number of users. 【0009】 【数1】 [0009] [number 1] 【0010】サブキャリアの割り当てを決定した後、図6に示されている対向の局ヘサブキャリア情報を報知する。 [0010] After determining the allocation of subcarriers to notify the station F subcarrier information of the counter shown in FIG. 図6で示されている装置では、報知されたサブキャリア情報をもとに割り振られたサブキャリアで伝送データをOFDM変調し、通信を開始する。 In it are device shown in Figure 6, the transmission data subcarrier information notified by the sub-carrier allocated based on OFDM modulation, to start communication. 【0011】 【発明が解決しようとする課題】前記文献に記載されているOFDM−FDMAを用いたマルチユーザ通信システムの多元接続方式を考えた場合、多元接続には以下のような課題があった。 [0011] SUMMARY OF THE INVENTION] Considering the multiple access method in a multi-user communication system using OFDM-FDMA as described in the literature, the multiple access has the following problems . すなわち、上述したサブキャリア割り当てアルゴリズムにおいて最適になるようにパラメータを調整していく場合、計算が複雑になるために、複雑なハードウェアの実装が必要になる。 That is, if we adjust the parameters to optimize the subcarrier allocation algorithm described above, in order to calculate is complicated, it is necessary to implement a complex hardware. 【0012】例えば、無線通信では、通信路状態は時間に応じて変化するため、一定時間ごとにサブキャリア割り当てアルゴリズムを計算して、各ユーザに対するサブキャリアの割り当てを変更する必要がある。 [0012] For example, in a wireless communication, the channel state changes according to the time, to calculate the subcarrier allocation algorithm for each fixed time, it is necessary to change the assignment of subcarriers for each user. 【0013】従って、通信に支障をきたさない時間でサブキャリア割り当てアルゴリズムの計算を定期的に行う必要があり、高速な演算装置が必須である。 [0013] Thus, regularly need to perform the calculation of the subcarrier allocation algorithm does not disturb the communication time, high-speed computing unit is required. 一方で、前記文献に記載されている手法では、サブキャリアごとのビットが誤る可能性及び各ユーザが要求する伝送速度を考慮して全体の送信電力が最小となるようにサブキャリアを割り当てている。 On the other hand, in the technique described in the literature, are assigned to subcarriers such that the transmission power of the whole taking into account the transmission rate possible and the user bits for each sub-carrier being erroneous requests is minimized . 【0014】しかし、動画像通信、音声通信といった通信のアプリケーションの種類を考慮に入れていない。 [0014] However, the moving image communication, does not take into account the type of application of communication such as voice communication. 一般に、各通信のアプリケーションでは伝送速度のみならず、要求されるビット誤り率や許容遅延時間が異なるため、伝送速度のみを考慮に入れてサブキャリアを割り当てるのでは不十分である。 In general, not only the transmission rate in the application of each communication, for the required bit error rate and allowable delay time is different, of allocating subcarriers taking into account only the transmission rate is insufficient. 【0015】本発明は、このような従来の課題を解決するために成されたものであって、複雑度が低く、かつ、 The present invention, which has been made to solve such conventional problems, low complexity, and,
動画像通信や音声通信といった通信のアプリケーションの種類ごとの要求される条件に応じて、効率的にサブキャリアを割り当てることのできる手段を提供することを目的としている。 Depending on the required conditions of each type of application communication such moving image communication and voice communication, and its object is to provide a means capable of efficiently allocating subcarriers. 【0016】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。 According to the present invention SUMMARY OF], problems described above are solved by the means described in the scope of the appended claims. すなわち、請求項1の発明は、直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続装置であって、 【0017】データフレームに書き込まれているアプリケーション情報により各ユーザが行う通信のアプリケーションを認知するアプリケーション認知部と、一つの通信路を構成する全ての副搬送波(サブキャリア)それぞれの信号対雑音電力比などを観測して、その測定値により伝送ビットが誤る可能性を推測する通信路状態推定部と、 【0018】該通信路状態推定部と前記アプリケーション認知部からの情報、および他ユーザの通信路情報とアプリケーション情 That is, the invention of claim 1, in a multi-user communication system using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) as the modulation method, frequency division multiple access by assigning an arbitrary number of subcarriers as a communication path of each user (FDMA) a multiple access apparatus for realizing, [0017] all subcarriers constituting the application recognition unit, a single communication channel to recognize a communication application of the user to perform the application information written to the data frame ( subcarriers) by observing such respective signal-to-noise power ratio, a channel state estimation unit to estimate a possibility of erroneous transmission bits by the measured value, [0018] wherein the said channel state estimator application recognition unit information from, and channel information and application information of the other users を基に、各ユーザに対して当該通信のアプリケーションに要求される品質を満たすサブキャリアを、要求される情報の伝送速度を満たすように使用権を割り当てるサブキャリア割り当て制御部と、各ユーザヘ割り当てたサブキャリアを記憶し、各ユーザの送信信号を受信して復調するために一次復調部へ使用サブキャリア情報を伝達する使用サブキャリア管理部とを含んで成る多元接続装置である。 Based on the sub-carrier satisfying a quality for each user is required to of the communication application, a subcarrier allocation control unit to allocate a usage rights so as to satisfy the transmission rate of the requested information, allocated each Yuzahe storing the sub-carrier, a multiple access system comprising a use subcarrier management unit for transmitting the use subcarrier information to the primary demodulator for receiving and demodulating a transmission signal of each user. 【0019】請求項2の発明は、直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続方法であって、通信のアプリケーションの許容遅延時間について順位付けを行いその順序に従ってサブキャリア使用権の割り当てを行う第1の機能と、 【0020】通信のアプリケーションの要求ビット誤り率について順位付けを行いその順序に従ってビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を優先的に割り当てていく第2の機能と、通信のアプリケーションに要求される伝送速度に応じてサブキャリアの数を可変的に割り当てる第3の機能を備え、上記第1の機能、第2 [0019] According to a second aspect of the invention, in a multi-user communication system using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) as the modulation method, frequency division multiple access by assigning an arbitrary number of subcarriers as a communication path of each user (FDMA ) a multiple-access method for implementing a first and a function of allocating the subcarrier usage rights according to the order carried out ranking for allowable delay time of the communication application, [0020] request bit errors in communication applications and ranking was carried out preferentially allocated go second function usage rights of subcarriers potentially bits being erroneous is small in accordance with the order for the rate, the number of sub-carriers in accordance with the transmission rate required for communication applications a third function of assigning variably the above first feature, the second の機能、第3の機能の順に配置し、順番に繰り返し各ユーザに対して一つずつサブキャリアを割り当てることによりサブキャリア使用権の割り当てを行う多元接続方法である。 Function, placed in the order of the third function is a multiple access method for assigning the subcarrier usage rights by allocating one by one sub-carrier for each user repeatedly in sequence. 【0021】請求項3の発明は、直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続方法であって、 【0022】動画像通信、音声通信の接続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、ユーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行い、ユーザ数が予め設定した数を超えていなければ、動画像通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、 [0021] The invention according to claim 3, in a multi-user communication system using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) as the modulation method, frequency division multiple access by assigning an arbitrary number of subcarriers as a communication path of each user (FDMA ) a multiple-access method for realizing, [0022] video communication, checks whether the number of users exceeds the preset number for requesting connection of a voice communication, exceeds the number the number of user preset long as it, the connection request performs preferentially connected on a first come, first served basis, it does not exceed the number of number of user preset for the user to perform a moving picture communication, among the subcarriers unused one It assigns a subcarrier is less likely to turn bits being erroneous,
割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、 【0023】割り当てが完了したら動画像通信を開始し、次に、音声通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、割り当てが完了したら音声通信を開始し、次に、パケット通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、 【0024】割り当てが完了したらパケット通信を開始し、一定時間経過後に、前記動画像通信、音声通信の接続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、ユー Performs assignment to up by repeating this process completed, [0023] allocation starts moving picture communication When complete, then most bits to the user to perform voice communications, from among the sub-carriers not used It assigns a subcarrier is small possibility that the erroneous performed by repeating this process until assignment is completed, the allocation starts voice communication When complete, then the user for performing packet communication, is used assigns a subcarrier is small possibility that most bits being erroneous from the sub-carrier is not performed by repeating this process until assignment is completed, [0024] allocation to the packet communication starts until completion, certain after time, we investigated whether the moving image communication, the number of users requesting a connection voice communication exceeds the preset number, Yu 数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行う手順に戻って、前記手順を繰り返す多元接続方法である。 If more than a few number previously set, it returns to procedure for preferentially connected in order that the connection request is earlier, a multiple access method of repeating the procedure. 【0025】上述のように、請求項1の発明は、各ユーザにとって一つの通信路を構成する全てのサブキャリアそれぞれの送信ビットが誤る可能性及び各ユーザが実行する通信のアプリケーションに要求される伝送速度やビット誤り率、許容遅延時間などを考慮することによって、サブキャリアの使用権を各ユーザに割り当てる装置である。 [0025] As described above, a first aspect of the invention, the possibility and each user all subcarriers each transmitted bit err is required to communications applications that run constituting one channel for each user transmission rate and bit error rate, by considering the allowable delay time, a device for allocating the right of using subcarriers to each user. 【0026】各ユーザの端末局または基地局は多元接続を用いる通信路を構成する全てのサブキャリアそれぞれの信号対雑音電力比(Signal to Noise Ratio :SN [0026] Each user of the terminal station or the base station to all of the sub-carrier each signal-to-noise power ratio of a communication channel using a multiple-access (Signal to Noise Ratio: SN
R)などを観測してビットが誤る可能性を推測する。 By observing and R) to infer the likelihood that the bit is wrong. 【0027】さらに基地局は各ユーザが行う通信のアプリケーションを認知し、アプリケーションの通信に要求される伝送速度、ビット誤り率、許容遅延時間などのパラメータを抽出する。 Furthermore the base station recognizes the communication application of the user performs the transmission rate required for communication of the application, bit error rate, to extract parameters such as allowable delay time. 例えば動画像通信、音声通信、パケット通信のアプリケーションを考えると、表1のように示される。 For example moving picture communication, voice communication, given the application of packet communication, it indicated as shown in Table 1. 【0028】 【表1】 [0028] [Table 1] 【0029】基地局はサブキャリアの状態、及びアプリケーションの種類に応じて各端末局にサブキャリアの使用権を割り当てることによって多元接続を制御する。 [0029] The base station controls the multiple access by allocating the sub-carrier state, and the right to use the subcarriers to each terminal station according to the type of application. ただし、一つのサブキャリアは同時に複数の端末局に割り当てられることはないようにする。 However, one sub-carrier so as not simultaneously allocated to a plurality of terminal stations. 基地局が端末局に使用サブキャリアの報知をすることによって、基地局・端末局間の通信が可能となる。 By the base station a notification of subcarriers to the terminal station, can communicate between the base station-mobile station. 【0030】また、請求項2の発明は、例えば、請求項1に記載の多元接続装置中の、各ユーザヘサブキャリアの使用権を割り振るサブキャリア割り当て制御部の制御方法であって、通信のアプリケーシヨンに要求される許容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定を行う第1の機能と、通信のアプリケーションに要求されるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定を行う第2の機能と、 【0031】通信のアプリケーションに要求される伝送速度に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定を行う第3の機能を有し、3つの機能を順に実行してサブキャリア使用権の割り当てを決定し、また、これらの機能において、各ユーザに対して順番に繰り返し、サブキャリアの使用権を一つずつ割り当てていくことに Further, the invention of claim 2, for example, in a multiple access apparatus according to claim 1, a method of controlling the subcarrier allocation control unit to allocate use rights of each user F subcarriers, the communication a first function for allocation decisions subcarrier usage rights according to the application cases Chillon allowable delay time required for, first allocates determination of subcarrier usage rights according to the bit error rate required for communications applications and 2 functions, [0031] a third function of performing allocation decisions subcarrier usage rights according to the transmission speed required for communications applications, the subcarrier usage rights performs three functions in order determining the allocation, and in these functions, and in turn to each user, that will allocated one by one the right to use the sub-carrier よって各ユーザへサブキャリアの使用権の割り当てを行う。 Therefore it allocates the right of use of the sub-carrier to each user. 【0032】すなわち、請求項1に記載の多元接続装置中の、各ユーザヘサブキャリアの使用権を割り振るサブキャリア割り当て制御部において通信のアプリケーションに要求される許容遅延時間、ビット誤り率、伝送速度に応じてサブキャリアを割り当てるために、以下の3つの機能を備える。 [0032] That is, the allowable delay time, the bit error rate of claim 1 in multiple access apparatus according to, required for communications applications in subcarrier allocation control unit to allocate use rights of each user F subcarriers, the transmission rate to assign subcarriers according to, comprising the following three functions. 【0033】第1の機能は通信のアプリケーションに要求される許容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割り当てを行うものである。 The first function is to perform the allocation of the subcarrier usage rights according to the allowable delay time required for communications applications. 表1に示した動画像通信や音声通信では許容遅延時間が小さいため、比較的遅延時間が許容されるパケット通信よりも優先的に早くサブキャリアの割り当てを行う。 Since the moving picture communication and voice communication shown in Table 1 small allowable delay time, allocates a fast subcarriers preferentially over packet communication relatively delay time is allowed. サブキャリアの割り当てが終了次第、基地局は端末局ヘ使用サブキャリアの報知をすることによって、小さな遅延時間で通信を行うことができる。 Upon subcarrier allocation is finished, the base station by a broadcast terminal station F subcarriers, can communicate with a small delay time. 【0034】第2の機能は通信のアプリケーションに要求されるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割り当てを行うものである。 The second function is to perform the allocation of the subcarrier usage rights according to the bit error rate required for communications applications. 動画像通信のような低ビット誤り率を必要とするアプリケーションの通信の場合は優先的にビットが誤る可能性が低いサブキャリアの割り当てを行う。 For communication applications requiring low bit error rate, such as moving image communication and allocates less likely to preferentially bit err subcarriers. 本発明では、このように要求ビット誤り率に応じてサブキャリアの割り当てを行うことができる。 In the present invention, it is possible to assign subcarriers according to the thus requested bit error rate. 【0035】第3の機能は通信のアプリケーションに要求される伝送速度に応じてサブキャリア使用権の割り当てを行うものである。 The third function is to perform the allocation of the subcarrier usage rights according to the transmission speed required for communications applications. 動画像通信のような大きい伝送速度を必要とする通信の場合は、多くのサブキャリアの割り当てを行うことにより、要求される伝送速度に対して可変的にサブキャリアの割り当てを行うことができる。 For communications that require high transmission speed, such as moving image communication, by performing the allocation of a number of sub-carriers, variably can perform subcarrier allocation for the required transmission speed.
これらの機能において、各ユーザヘサブキャリアの割り当てを平等に行うために、各ユーザに対して順番に繰り返し一つずつサブキャリアを割り当てる。 In these functions, in order to assign each user F subcarriers equally allocates the repeated one by one subcarrier in sequence for each user. 【0036】請求項3の発明は、上記請求項2の発明の多元接続方法の実施態様として多元接続方法のより具体的手順を規定したものである。 The invention of claim 3, a definition of a more specific procedure for the multiple-access method as an embodiment of the multiple access method of the invention of the claim 2. 【0037】 【発明の実施の形態】発明の実施の形態を説明するために、アップリンクを考える。 [0037] PREFERRED EMBODIMENTS In order to describe the embodiments of the invention, consider the uplink. 図1は本発明の実施の形態の例を示す図であって、OFDM−FDMA基地局側の装置の構成を示している。 Figure 1 is a diagram illustrating an example embodiment of the present invention, showing a configuration of the OFDM-FDMA base station side of the apparatus. 同図において、アンテナ1で捕捉し、受信部2で受信して周波数変換部3で周波数変換を行った信号を、OFDM復調部4、一次復調部5によって復調してもとの送信信号を取り出す。 In the figure, captured by the antenna 1, a signal subjected to frequency conversion by the frequency conversion unit 3 is received by the receiving unit 2, OFDM demodulation section 4 extracts the original transmission signal by demodulating the primary demodulator 5 . 【0038】サブキャリアそれぞれのビットが誤る可能性を推測するために通信路状態推定部7において信号対雑音電力比などのパラメータを算出してサブキャリア割り当て制御部9へ伝達する。 [0038] and transmits the calculated in the channel state estimating section 7 to estimate the likelihood that each bit subcarriers incorrect parameters such as signal-to-noise power ratio to the subcarrier allocation control unit 9. このとき、サブキャリアそれぞれの信号対雑音電力比が高い順にそれぞれのサブキャリアに対して割り当てられる優先順位を高く設定する。 In this case, set a high priority, each of the signal-to-noise power ratio subcarriers are allocated for high respective subcarrier in order. 【0039】通信路状態の推定は従来のOFDMシステムで用いられているようなパイロット信号やユニークワード(プリアンブル)による方法を採ることができる。 The estimation of the channel state may take the method according to the pilot signal and a unique word (preamble) as used in conventional OFDM systems.
また、アプリケーションを認知部8において通信のアプリケーションを認知して、アプリケーション情報としてサブキャリア割り当て制御部9へ伝達する。 Moreover, by recognizing the communication application of the recognition unit 8 an application is transmitted to the subcarrier allocation control unit 9 as the application information. 【0040】例えば、データフレームを図2のように構成して、プリアンブル部に通信路状態推定用のユニークワード及びアプリケーションの種類の情報を含むようにする。 [0040] For example, to configure a data frame as shown in FIG. 2, to include a unique word and the type of information of an application for channel state estimation preamble part. 図1のサブキャリア割り当て制御部9では、通信路状態推定部7、アプリケーション認知部8から送られたパラメータをもとに送信に使用するサブキャリアを決定し、使用サブキャリア情報を使用サブキャリア管理部6及び変調部10へ送出する。 Subcarrier allocation control unit 9 of FIG. 1, the channel state estimation unit 7 determines the sub-carrier to use parameters sent from the application recognition unit 8 to transmit the original, subcarriers manage the use subcarrier information and it sends to the unit (6) and modulating section 10. 【0041】使用サブキャリア管理部6では、各ユーザ用の使用サブキャリア情報を記憶し、各ユーザからの送信信号を復調するために一次復調部5へ使用サブキャリア情報を伝達する。 [0041] In use subcarrier management section 6 stores the used sub-carrier information for each user, to transmit the use subcarrier information to the primary demodulator 5 for demodulating the transmitted signal from each user. 変調部10では、送られてきた使用サブキャリアの情報を変調し、これを周波数変換部1 The modulation unit 10 modulates the information of subcarriers sent, which frequency converter 1
1、送信部12、アンテナ13を経て対向の端末局へ送信する。 1, the transmission unit 12, transmits through the antenna 13 to the opposite terminal station. 【0042】次に、本発明によるOFDM−FDMA端末局側装置の構成例を図6に示す。 Next, a configuration example of OFDM-FDMA mobile station side device according to the present invention shown in FIG. この端末局は、従来のものと同じ構成である。 The terminal station has the same structure as the conventional. アンテナ41で受信された使用サブキャリア情報は、周波数変換部43、復調部44 Use subcarrier information received by the antenna 41, frequency converter 43, a demodulator 44
を経て使用サブキャリア制御部45へ伝達される。 It is transmitted to the used sub-carrier control unit 45 via the. 以上の手順を処理した後、端末局−基地局で通信を開始する。 After processing the above steps, the terminal station - starts communication with the base station. 【0043】端末局の一次変調部46では、送信するデータを、割り当てられたサブキャリアを用いて変調し、 [0043] In the primary modulation section 46 of the terminal station, the data to be transmitted, and modulated with subcarriers assigned,
OFDM変調部47、周波数変換部51、送信部52、 OFDM modulator 47, frequency converter 51, transmission section 52,
アンテナ53を用いて基地局に送信する。 Transmitted to the base station using the antenna 53. 【0044】図1の基地局の復調部では、対応するサブキャリアを用いてOFDM復調して送信されたデータを取り出す。 [0044] In the demodulating unit of the base station of Figure 1, take out the data transmitted by OFDM demodulation using the corresponding sub-carrier. 基地局あるいは端末局では、使用サブキャリアの情報を送信するアンテナや、周波数変換部、変調部は対向通信用のものと兼用してもよい。 The base station or the terminal station, an antenna and to transmit the information of the subcarrier, the frequency converting unit, a modulation unit may also be combined with those for the opposite communication. また、使用サブキャリア情報は有線通信にて伝送してもよい。 The use subcarrier information may be transmitted by wire communications. 【0045】ここで、本発明のキーである、サブキャリア割り当て制御部の動作−のフローチャートを図3、図4に示す。 [0045] Here, the key of the present invention, the operation subcarrier allocation control unit - 3 to the flowchart of FIG. 4. 例として、表1で示したアプリケーションを考える。 As an example, consider the application shown in Table 1. 最初に基地局との動画像通信、音声通信接続要求があった場合、必要な伝送速度を確保できるほどのサブキャリア数があるかを判定する必要がある。 Moving picture communication with the first base station, when there is a voice communication connection request, it is necessary to determine whether there is a number of subcarriers enough to ensure the required transmission speed. 【0046】そのため、あらかじめ動画像通信や音声通信が可能であるユーザ数の上限を設定しておき、上限を超えるユーザ数が存在する場合は、接続継続を要求するユーザに接続を優先する処理を行う。 [0046] Therefore, previously set the upper limit of the number of users is possible in advance moving picture communication and voice communication, if the number of users exceeding the upper limit is present, the priority processing connected to the user requesting a connection continuation do. すなわち、ユーザ数が上限を越えた場合は、既に通信を行っているユーザに対してサブキャリアを優先的に割り当て新規に接続を要求してきたユーザに対しては要求を拒否する。 That is, if the number of users exceeds the upper limit, rejects a request to the user where the sub-carrier has requested preferentially allocated newly connected to a user who has already communicating. 【0047】次に、小さな許容遅延時間と低い誤り率を要する動画像通信を行うユーザの通信路用にサブキャリアを割り当てる処理を行う。 [0047] Next, a process of allocating subcarriers for communication path of the user performing moving picture communication requiring a small allowable delay time and low error rates. 動画像通信では低い誤り率が要求されるため、ユーザにとってビットが誤る確率が小さなサブキャリア順に使用権を割り当てていく。 Since the low error rate in video transfer is required, the probability that the bit is wrong is gradually assigned usage rights to order small sub-carrier for the user. 【0048】動画像通信を行うユーザが複数存在する場合は、各ユーザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さい順にサブキャリアの使用権を一つずつ割り当てていく。 [0048] If the user performing moving picture communication there are multiple, repeated in turn for each user, go allocated one by one the right to use the sub-carrier in order possibly small bits being erroneous. 伝送速度を満たすサブキャリア数の割り当てが終了次第、ユーザは動画像通信を開始する(A)。 Assignment of the number of subcarriers that satisfy the transmission rate upon completion, the user starts the moving image communication (A). 【0049】これは、動画像通信は、音声通信やパケット通信に比べて少ない遅延時間を要求するため、図3のAで示すように音声やパケット通信用の割り当てよりも早く動画像用のサブキャリア使用権の割り当てを行っているのである。 [0049] This moving picture communication is to request less delay time than the voice communication and packet communication, sub for fast moving images than allocated for voice or packet communication, as shown by A in FIG. 3 We're doing the assignment of carriers use rights. 【0050】要求されるビット誤り率や伝送速度はアプリケーションごとに決まっている。 The bit error rate and the transmission rate required is determined for each application. 例えば、MPEG2 For example, MPEG2
動画像通信では6Mbit/sであり、これを基に要求される伝送速度を満たすまで使用権を割り当てる。 The moving picture communication is 6 Mbit / s, assigning usage rights to meet the transmission speed required based on this. 【0051】また、伝送速度に応じて割り当てる機能は、伝送速度を満たすサブキャリア数が割り当てられるまで繰り返す。 [0051] Also, the ability to assign according to the transmission rate is repeated until the number of subcarriers are allocated to satisfy the transmission rate. このように処理を行うことによって、動画像通信を行う各ユーザは平等にビット誤り率が小さい通信路を構築することができ、なおかつ、処理遅延を小さくすることができる。 By performing such processing, the user performing moving picture communication can be constructed the bit error rate is smaller channel equally, yet, it is possible to reduce the processing delay. 【0052】次に、音声通信を行うユーザの通信路用にサブキャリアを割り当てる処理を行う。 [0052] Next, a process of allocating subcarriers for communication path of the user to perform voice communication. 動画像通信ユーザ用に割り当てる処理と同様に、各ユーザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さい順にサブキャリアの使用権を割り当てていく。 Similar to the process of assigning the moving image communication user, repeated in turn for each user, we assign the right to use the sub-carrier in order possibly small bits being erroneous. 所要伝送速度を満たすサブキャリア数の割り当てが終了次第、ユーザは音声通信を開始する(B)。 Assignment of the number of subcarriers that satisfy the required transmission rate upon completion, the user starts the voice communication (B). 【0053】最後に、サブキャリアをパケット通信を行うユーザ用に割り当てる。 [0053] Finally, allocating subcarriers for a user to perform packet communication. 上記の処理と同様に、各ユーザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さい順にサブキャリアの使用権を割り当てていく。 Like the above process, repeated in turn for each user, we assign the right to use the sub-carrier in order possibly small bits being erroneous. パケット通信ではある程度の遅延時間が許容されているため、 Since it is allowed a certain amount of delay time in packet communications,
ビットが誤る可能性がある程度大きいサブキャリアは割り当てなくともよい(C)。 Possibility of bits being erroneous is not necessarily assigned to a certain extent greater subcarriers (C). 【0054】すなわち、パケット通信のARQが効率良く機能するためには、例えば、パケット誤り率0.1以下が要求される。 [0054] That is, ARQ packet communication in order to efficiently function, for example, the packet error rate of 0.1 or less is required. 要求されるビット誤り率はパケットの大きさによって異なる。 Required bit error rate depends on the size of the packet. ARQが効率良く機能するパケット誤り率0.1以下を満たすサブキャリアが存在しなければ割り当てなくても良い。 ARQ may not assigned if there is a sub-carrier satisfying the following packet error rate 0.1 to function efficiently. 【0055】一般に無線通信路は時間とともに変動するため、一定時間ごとにサブキャリアの割り当てを変更する必要がある。 [0055] Generally for the wireless communication channel varies with time, it is necessary to change the assignment of subcarriers for each predetermined time. このため、基地局は一定時間ごとに全体の通信路の状態を把握し、再びサブキャリアの使用権を各ユーザヘ割り振る(D)。 Therefore, the base station grasps the state of the entire communication path for each predetermined time, allocates each Yuzahe the right to use the sub-carrier again (D). この様子を図5に示す。 This is shown in Figure 5. 簡単化のため、サブキャリアの数を6とする。 For simplicity, the number of sub-carriers and 6. 【0056】時間0において推定した通信路状態に応じてユーザ1は2番と4番のサブキャリア、ユーザ2は1 [0056] The user 1 in response to the channel state estimated at time 0 2nd and fourth subcarriers, the user 2 1
番と5番のサブキャリア、ユーザ3は3番と6番のサブキャリアが割り当てられている。 Ban and fifth subcarrier, user 3 is assigned the third and sixth sub-carrier. t時間経過後、時間t After t time, time t
において推定した通信路状態に応じて各ユーザに対してサブキャリアが割り当てられる。 Subcarriers are allocated to each user according to the channel state estimated in. 上記の例ではアップリンクを考えたが、ダウンリンクでも適用できる。 Although in the above example considered uplink, it can also be applied to a downlink. 【0057】また、通信路の状態の観測にユニークワードを用いたが、パイロットシンボルなどを用いても良い。 [0057] In addition, although using a unique word to the observation of the channel state, it may be used such as a pilot symbol. さらに、各ユーザヘサブキャリア単位で割り振っているが、周波数上で連続した複数のサブキャリアを含むようにクラスタ化し、クラスタ単位でユーザに割り振っても良い。 Furthermore, although allocates each user f subcarrier, clustered to include multiple consecutive subcarriers on a frequency, may be allocated to a user in units of clusters. また、適応変調や送信電力制御、誤り訂正符号の符号化率可変技術などと組み合わせても良い。 Moreover, adaptive modulation and transmission power control may be combined with error correction code having a code Karitsu variable technology. 【0058】 【発明の効果】本発明を用いることにより、OFDM− [0058] By using the present invention, OFDM-
FDMA多元接続に際して複雑なサブキャリア割り当てアルゴリズムを用いることは必要なくなる。 The use of complicated sub-carrier allocation algorithm during FDMA multiple access is not required. また、本発明を用いることにより、アプリケーションの通信に要求される許容遅延時間やビット誤り率、伝送速度などに応じてサブキャリアを割り当てることによって、アプリケーションの種類に応じた多元接続を実現することが可能となる。 Further, by using the present invention, the allowable delay time and the bit error rate required for communications applications, by assigning sub-carriers in accordance with the transmission speed, it is possible to realize a multiple access in accordance with the type of application It can become.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態の例を示す図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the embodiment of the present invention. 【図2】本発明で用いるフレーム構成の例を示す図である。 2 is a diagram showing an example of a frame structure used in the present invention. 【図3】本発明のサブキャリア割り当ての動作の例を示す流れ図(その1)である。 3 is a flow diagram illustrating an example of the operation of subcarrier allocation of the present invention (Part 1). 【図4】本発明のサブキャリア割り当ての動作の例を示す流れ図(その2)である。 Flow diagram illustrating an example of the operation of subcarrier allocation in FIG. 4 present invention (2). 【図5】本発明におけるユーザが所有するサブキャリアの時間推移を示す図である。 It is a diagram illustrating the evolution in time of a sub-carrier owned by the user in the present invention; FIG. 【図6】従来のOFDM−FDMAの端末局の構成の例を示す図である。 6 is a diagram showing an example of a configuration of a terminal station of a conventional OFDM-FDMA. 【図7】従来のOFDM−FDMAの基地局の構成の例を示す図である。 7 is a diagram showing an example of a configuration of a base station of a conventional OFDM-FDMA. 【符号の説明】 1,13,21,33,41,53 アンテナ2,22,42 受信部3,11,23,31,43,51 周波数変換部4,24 OFDM復調部5,25 一次復調部6,26 使用サブキャリア管理部7,27 通信路状態推定部8 アプリケーション認知部9,29 サブキャリア割り当て制御部10,30 変調部12,32 送信部44 復調部45 使用サブキャリア制御部46 一次変調部47 OFDM変調部 [EXPLANATION OF SYMBOLS] 1,13,21,33,41,53 antenna 2,22,42 receiver 3,11,23,31,43,51 frequency converter 4, 24 OFDM demodulator 5,25 primary demodulator 6 and 26 subcarriers management unit 7, 27 channel state estimation unit 8 application recognition unit 9, 29 sub-carrier allocation control unit 10 and 30 modulation unit 12, 32 transmission unit 44 demodulator 45 using the sub-carrier control unit 46 primary modulation part 47 OFDM modulation unit

フロントページの続き (72)発明者 中津川 征士 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内Fターム(参考) 5K022 DD01 DD13 DD21 DD32 Front page of the continuation (72) inventor Nakatsugawa geostationary Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo chome third No. 1 Date this Telegraph and Telephone Corporation in the F-term (reference) 5K022 DD01 DD13 DD21 DD32

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、 The Claims 1. A orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in a multi-user communication system using a modulation method,
    各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続装置であって、 データフレームに書き込まれているアプリケーション情報により各ユーザが行う通信のアプリケーションを認知するアプリケーション認知部と、 一つの通信路を構成する全ての副搬送波(サブキャリア)それぞれの信号対雑音電力比などを観測して、その測定値により伝送ビットが誤る可能性を推測する通信路状態推定部と、 該通信路状態推定部と前記アプリケーション認知部からの情報、および他ユーザの通信路情報とアプリケーション情報を基に、各ユーザに対して当該通信のアプリケーションに要求される誤り率などの通信品質を満たすサブキャリアを、要求される情報の伝送速度を満た A multiple-access system that realizes frequency division multiple access (FDMA) by allocating an arbitrary number of subcarriers as a communication channel for each user, a communication application of the user to perform the application information written in the data frame an application recognition unit which recognizes, by observing and all subcarriers (subcarriers) each of the signal-to-noise power ratio which constitutes one of the communication path, to infer the possibility of erroneous transmission bits by the measured value communications a road condition estimation unit, information from the with the channel state estimation unit application recognition unit, and based on the channel information and the application information of other users, the error rate required for the relevant communication application for each user subcarriers satisfying the communication quality such as lower than the transmission rate of the requested information ように使用権を割り当てるサブキャリア割り当て制御部と、 各ユーザヘ割り当てたサブキャリアを記憶し、各ユーザの送信信号を受信して復調するために一次復調部へ使用サブキャリア情報を伝達する使用サブキャリア管理部とを含んで成ることを特徴とする多元接続装置。 Subcarriers to transmit using a subcarrier allocation control unit to allocate a right to store the sub-carrier allocated each Yuzahe, the use sub-carrier information to the primary demodulator for receiving and demodulating a transmission signal of each user to multiple access apparatus characterized by comprising a management unit. 【請求項2】 直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、 2. A multi-user communication system using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) as a modulation scheme,
    各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続方法であって、 通信のアプリケーションの許容遅延時間について順位付けを行いその順序に従ってサブキャリア使用権の割り当てを行う第1の機能と、 通信のアプリケーションの要求ビット誤り率について順位付けを行いその順序に従ってビットが誤る可能性が低いサブキャリアの使用権を優先的に割り当てていく第2 A multiple-access method for implementing frequency division multiple access (FDMA) by allocating an arbitrary number of subcarriers as a communication channel for each user, the sub-carrier according to the order carried out ranking for allowable delay time of the communication application first and function for the allocation of use rights, the right to use the possibility is low subcarrier bit err in accordance with the order for the requested bit error rate of the communication application performs ranking will allocated preferentially 2
    の機能と、 通信のアプリケーションに要求される伝送速度に応じてサブキャリアの数を可変的に割り当てる第3の機能を備え、 上記第1の機能、第2の機能、第3の機能の順に配置し、順番に繰り返し各ユーザに対して一つずつサブキャリアを割り当てることによりサブキャリア使用権の割り当てを行うことを特徴とする多元接続方法。 The function of, a third function of assigning the number of subcarriers variably in accordance with the transmission speed required for the communication application, the first function, the second function, arranged in the order of the third function and multiple access methods and performing the allocation of subcarrier usage rights by allocating one by one sub-carrier for each user repeatedly in sequence. 【請求項3】 直交周波数分割多重(OFDM)を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、 3. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in a multi-user communication system using a modulation method,
    各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元接続(FDMA)を実現する多元接続方法であって、 動画像通信、音声通信の接続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、 ユーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行い、 ユーザ数が予め設定した数を超えていなければ、動画像通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、 割り当てが完了したら動画像通信を開始し、 次に、音声通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブ A multiple-access method for implementing frequency division multiple access (FDMA) by allocating an arbitrary number of subcarriers as a communication channel for each user, the number of users requesting moving image communication, the connection of the voice communication is set in advance checked whether more than a few, if more than a few number has been preset by the user, the connection request performs preferentially connected on a first come, first served basis, it does not exceed the number of number has been preset by the user, moving the user to perform image communication, assigns a subcarrier is small possibility that most bits being erroneous from the subcarriers that are not used, performed by repeating this process until assignment is completed, the assignment is completed Once you start the moving image communication, then the sub to the user to perform voice communications, are less likely to most bits from subcarriers unused err ャリアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、 割り当てが完了したら音声通信を開始し、 次に、パケット通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、 割り当てが完了したらパケット通信を開始し、 一定時間経過後に、前記動画像通信、音声通信の接続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、 ユーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行う手順に戻って、前記手順を繰り返すことを特徴とする多元接続方法。 It assigns a Yaria performed by repeating this process until assignment is completed, the allocation starts voice communication When complete, then the user for performing packet communication, from among the sub-carriers not used assigns a subcarrier is small possibility that most bits being erroneous, performed by repeating this process until assignment is completed, assignment packet communication starts When finished, after a predetermined time has elapsed, the moving image communication, voice checks whether the number of users requesting a communication connection exceeds the preset number, if more than a few number has been preset by the user, returns to procedure for preferentially connected in order that the connection request is earlier Te, multiple access method characterized by repeating the procedure.
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