JP2006014372A - 無線通信方法および送信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のデータ23の伝送に使用するセグメントを選択し、その選択したセグメントを使用して、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を送信する。
【選択図】 図1
Description
まず、複製部2は、複数のサブキャリアを用いて、送信対象のデータ1を送信するため、送信対象のデータ1を複製して、同一内容の並列データを出力する。
符号乗算部3は、複製部2から並列データを受けると、その並列データに拡散符号を乗算する。
ガードインターバル挿入部5は、マルチキャリア変換部4がマルチキャリア信号を生成すると、そのマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号を周波数変換して送信アンテナ6に出力する。
図12は周波数帯域で見たサブキャリアとセグメントの関係を示しており、1つのデータ1はセグメント単位で拡散され、複数のデータ1が異なるセグメントで伝送される。
マルチキャリア変換部9は、ガードインターバル除去部8がマルチキャリア信号からガードインターバルを除去すると、そのマルチキャリア信号から各サブキャリアの情報シンボルを生成する。
合成部11は、キャリアウエイト乗算部10の乗算結果を合成してデータ12を再生する。
図13は本方式の適用例を示しており、(a)に示すように、セグメントによってフェージングの状態変化が異なる。従って、同一送信電力でデータを送信する場合でも、データの受信レベルがセグメントによって変化する。
本方式では、(b)に示すように、フェージング状態の良いセグメントを用いてデータの伝送を行うので、高品質なデータの伝送を行うことができる。
図1はこの発明の実施の形態1による無線伝送装置を示す構成図であり、図において、21は受信局から各セグメント(サブキャリア)の伝搬状態を示す伝搬情報を受信する伝搬情報受信部(監視手段)、22は伝搬情報受信部21により受信された伝搬情報を参照して、信号の伝送に使用する1以上のセグメントを選択するセグメント・符号選定部(選択手段)、23は送信対象のデータ、24はデータ23を複製して、複数の送信データ(以下、並列データという)を出力する複製部、25は複製部24から出力された並列データに拡散符号を乗算する符号乗算部、26は符号乗算部25により拡散符号が乗算された並列データに伝送キャリアを付加してマルチキャリア信号(多重化信号)を生成するマルチキャリア変換部である。なお、複製部24、符号乗算部25及びマルチキャリア変換部26から多重化手段が構成されている。
送信局が複数のデータ23をユーザ(1)の受信局に送信する場合、まず、送信局の伝搬情報受信部21が、ユーザ(1)の受信局から各セグメントの伝搬状態を示す伝搬情報を受信する。
具体的には、送信局がデータ23を送信する際、伝搬情報受信部21がパイロット信号を受信局に送信する。そして、受信局がセグメント毎のパイロット信号の受信レベルを測定し、その測定結果を伝搬情報として送信局に通知する方法が考えられる。
あるいは、送受信局間の双方向通信で同一の周波数を用いるTDD(Time Division Duplex)方式が採用される場合、逆方向通信における伝搬路特性を測定することにより、送信局が伝搬情報を得ることも可能である。
即ち、送信局のセグメント・符号選定部22は、複数のセグメントの中から伝搬状態が良好なセグメントを選択するが、図2(a)の例では、セグメント(1)とセグメント(Q−2)の伝搬状態が良好であるため、セグメント(1)とセグメント(Q−2)を選択する。なお、セグメントの具体的な選択方法は後述する。
符号乗算部25は、複製部24から並列データを受けると、その並列データに拡散符号を乗算する。なお、各並列データには、相互に異なる拡散符号が乗算される。
ガードインターバル挿入部27は、マルチキャリア変換部26がマルチキャリア信号を生成すると、そのマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号の周波数をセグメント・符号選定部22により選択されたセグメントの周波数に変換して送信アンテナ28に出力する。
なお、伝搬状態が良好でない他のセグメントには、1つのデータ23も割り当てられていないが、必ずしも割当数が零である必要はない。
マルチキャリア変換部31は、ガードインターバル除去部30がマルチキャリア信号からガードインターバルを除去すると、そのマルチキャリア信号から各セグメントの情報シンボルを生成する。
合成部33は、キャリアウエイト乗算部32の乗算結果を合成してデータ34を再生する。
これにより、ユーザ(1)の受信局は、送信局から送信された複数のデータ23を取得することができる。
上記実施の形態1では、各並列データに異なる拡散符号を乗算して、各並列データを1パケットとして取り扱うものについて示したが、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を1パケットとして取り扱うようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態1よりも、パケットのヘッダ数を減らすことができるため、データの伝送効率を更に高めることができる。
上記実施の形態1では、送信局が複数のデータ23をユーザ(1)の受信局に送信するものについて示したが、送信先が異なるデータ23を符号多重してもよい。
即ち、送信局の伝搬情報受信部21が、図3(a)に示すように、ユーザ(1)〜(K)の受信局から各セグメントの伝搬状態を示す伝搬情報を受信する。
送信局のセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21がユーザ(1)〜(K)の受信局から伝搬情報を受信すると、各ユーザ毎に、当該ユーザの伝搬情報を参照して、データ23の伝送に使用する1以上のセグメントを選択する。
以降、上記実施の形態1と同様であるため説明を省略するが、この実施の形態3によれば、図3(b)に示すように、送信先が異なるデータであっても、伝搬状態が良好であれば、同一のセグメントを使用して伝送される。
上記実施の形態1では、セグメントの具体的な選択方法を説明していないが、伝搬状態が基準の状態を上回るセグメントの中で、伝搬状態が最良のセグメントから順番にデータ23の伝送に使用するセグメントとして選択するようにしてもよい。
具体的には、図6に示すようなスケジューリングアルゴリズムを実施してセグメントを選択する。
各ユーザの受信局は、セグメント毎のパイロット信号の受信レベルを測定し、その受信レベルの測定結果から信号対干渉雑音比(SINR:Signal to interference plus noise ratio)を推定し、そのSINR推定値を伝搬情報として送信局に通知する。
送信局のセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21が各ユーザの受信局からSINR推定値を受信すると、例えば、図6のスケジューリングアルゴリズムを実施してセグメントを選択する。
ただし、送信パケットを有しないユーザに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外し、また、パケットの多重数が既に最大多重数Gに達しているセグメントがあれば、そのセグメントに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外する(ステップST2)。
そして、セグメント・符号選定部22は、最も高いSINR推定値γmaxが基準状態を示すSINR閾値γthより大きい場合には、そのSINR推定値γmaxに対応するユーザKの1パケットを、そのSINR推定値γmaxに対応するセグメントqに割り当てるようにする(ステップST5,ST6)。
なお、そのSINR推定値γmaxがSINR閾値γthより小さい場合には、セグメントの選択処理を終了する。
この実施の形態4によれば、SINR推定値が高いセグメントが優先的に選択されるので、伝送品質の高いセグメントを効率的に選択することができる。
上記実施の形態4では、特に言及していないが、パケットの許容遅延量を考慮して、パケットの伝送に使用するサブキャリアを選択するようにしてもよい。
具体的には次の通りである。
有線系から基地局(送信局)に到達したパケットは、許容遅延量に応じて送信バッファに分類される。図7は基地局のバッファ構成を示しており、基地局では各ユーザ・許容遅延量毎にバッファを用意している。
また、1フレーム分のスケジューリングが完了した段階で、MTD(1)に残ったパケットは全て廃棄され、MTD=2以上のバッファはMTDの値を1つ減らすようにする。このような操作により、許容遅延量が少ない順に各ユーザのパケットが分類される。
次に、送信局である基地局は、セル内のユーザからSINR推定値の報告を受けた後、許容遅延量を考慮したスケジューリングアルゴリズムを実施して(図8を参照)、パケットを送信するセグメントを選択する。
ただし、MTD(r)の送信パケットを有しないユーザに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外し、また、パケットの多重数が既に最大多重数Gに達しているセグメントがあれば、そのセグメントに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外する(ステップST13)。
そして、セグメント・符号選定部22は、最も高いSINR推定値γmaxが基準状態を示すSINR閾値γthより大きい場合には、そのSINR推定値γmaxに対応するユーザKの1パケットを、そのSINR推定値γmaxに対応するセグメントqに割り当てるようにする(ステップST16,ST18)。
なお、そのSINR推定値γmaxがSINR閾値γthより小さい場合や、SINRテーブルの要素γK,qが残っていない場合は、MTDの値rをインクリメントして、ステップST12の処理に戻る。
この実施の形態5によれば、伝送品質の高いセグメントを更に効率的に選択することができる。
上記実施の形態4等では、受信局が各セグメントのSINR推定値を送信局に通知するものについて示したが、そのSINR推定値の通知に要する情報量をなるべく少なくすることが重要な課題となる。
そこで、この実施の形態6では、全てのセグメントのSINR推定値を通知するのではなく、SINR推定値が所定の閾値より高いセグメントを検索し、そのセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するようにする。
これにより、SINR推定値の通知に要する情報量を削減することができる。
上記実施の形態6では、SINR推定値が所定の閾値より高いセグメントを検索し、そのセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するものについて示したが、受信局が各セグメントのSINR推定値を求めると、そのSINR推定値が属するレンジ(SINR推定値が属するSINRの範囲)を特定し、そのレンジを送信局に通知するようにしてもよい。
そこで、この実施の形態7では、受信局が各セグメントのSINR推定値を求めると、図10に示すような対応表を参照して、そのSINR推定値が属するレンジを特定し、そのレンジのレンジ情報を送信局に通知する。
例えば、SINR推定値が1dB以下の場合には、「000」のレンジ情報を送信し、SINR推定値が1〜2dBの場合には「001」のレンジ情報を送信する。
これにより、SINR推定値の通知に要する情報量を削減することができる。
上記実施の形態1〜7では、受信局における自局宛のパケットの取得方法については特に言及していないが、セグメントを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するようにすればよい。
即ち、スケジューリング利用時には時間毎に伝搬環境も変化し、希望信号が割り当てられるセグメントも時間的に変化する。従って、自局当てのパケットが使用されるセグメントや符号を受信局が知る必要がある。
これにより、スケジューリング利用時の利用セグメントが時間的に変化する環境化でも、パケットの受信が可能になる。
上記実施の形態8では、フレーム内の全てのパケットに含まれているアドレスを自局のアドレスと照合するものについて示したが、上記実施の形態6のように、伝搬状態が良好なセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するような場合には、伝搬状態が良好なセグメント以外のセグメントを使用してパケットを送信されることはないので、SINR推定値を通知したセグメントを使用して送信されたパケットのアドレスのみを照合するようにしてもよい。
これにより、自局宛のパケットの検索に要する時間を短縮することができる。
上記実施の形態1〜9では、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のデータ23の伝送に使用するセグメントを選択し、その選択したセグメントを使用して、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を送信するものについて示したが、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のセグメントに適用する変調方式を決定し、その変調方式でマルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を変調して送信するようにしてもよい。
一方、伝搬状態が悪いセグメントでは、BPSK,QPSKなどの多値数の低い変調方式を利用する。
このように、伝搬状態に応じて変調方式を変更することにより、高効率な伝送を行うことが可能となる。なお、同一のセグメントにおいても、多重する信号によって変調方式が異なっていてもよい。
Claims (6)
- 受信機との間で所定数のサブキャリアからなるサブキャリア群を複数用いて無線通信が可能な送信機における無線通信方法であって、
当該送信機と上記受信機との間の各サブキャリア群の伝搬状態に応じて、上記受信機へのデータ送信に使用するサブキャリア群を選択するステップと、
上記伝搬状態に応じて、上記選択したサブキャリア群で送信するデータ量を決定するステップ
を備えることを特徴とする無線通信方法。 - 受信機との間で所定数のサブキャリアからなるサブキャリア群を複数用いて無線通信が可能な送信機における無線通信方法であって、
上記サブキャリア群の伝搬状態を測定するための測定用信号を送信するステップと、
上記受信機が、受信した上記測定用信号に基づいて当該送信機に通知した所定品質以上の伝搬状態であるサブキャリア群の中から、上記受信機へのデータ送信に使用するサブキャリア群を選択するステップと、
上記選択したサブキャリア群によって上記受信機にデータを送信するステップ
を備えることを特徴とする無線通信方法。 - 請求項2に記載の無線通信方法において、
上記選択したサブキャリア群の伝搬状態に応じて、上記選択したサブキャリア群で送信するデータ量を決定するステップ
を備えることを特徴とする無線通信方法。 - 受信機との間で所定数のサブキャリアからなるサブキャリア群を複数用いて無線通信が可能な送信機であって、
当該送信機と上記受信機との間の各サブキャリア群の伝搬状態に応じて、上記受信機へのデータ送信に使用するサブキャリア群を選択する手段と、
上記伝搬状態に応じて、上記選択したサブキャリア群で送信するデータ量を決定する手段
を備えることを特徴とする送信機。 - 受信機との間で所定数のサブキャリアからなるサブキャリア群を複数用いて無線通信が可能な送信機であって、
上記サブキャリア群の伝搬状態を測定するための測定用信号を送信する手段と、
上記受信機が、受信した上記測定用信号に基づいて当該送信機に通知した所定品質以上の伝搬状態であるサブキャリア群の中から、上記受信機へのデータ送信に使用するサブキャリア群を選択する手段と、
上記選択したサブキャリア群によって上記受信機にデータを送信する手段
を備えることを特徴とする送信機。 - 請求項5に記載の送信機において、
上記選択したサブキャリア群の伝搬状態に応じて、上記選択したサブキャリア群で送信するデータ量を決定する手段
を備えることを特徴とする送信機。
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