JP2008187488A - Base station device and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はOFDMA(直交周波数多重接続)/TDMA(時分割多重接続)方式で通信を行う場合のサブチャネルの割り当て技術に関する。 The present invention relates to a subchannel allocation technique in the case of performing communication using OFDMA (Orthogonal Frequency Multiple Access) / TDMA (Time Division Multiple Access).
OFDMAとは、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを全通信端末で共有し、任意のサブキャリアの集まりを1つのグループとして位置付け、各通信端末に1つ又は複数のグループを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。本発明の背景となる通信システムでは、上記OFDMA技術に、時分割多重接続(TDMA)及び時分割複信(TDD)技術をさらに組み合わせている。つまり各グループをTDDとして時間軸方向に上り回線と下り回線とに分け、これら上り回線及び下り回線をそれぞれ4つのTDMAスロットとして分割している(分割された1つの単位をサブチャネルと呼ぶ)。 In OFDMA, a plurality of subcarriers that are orthogonal to each other are shared by all communication terminals, a set of arbitrary subcarriers is positioned as one group, and one or more groups are adaptively assigned to each communication terminal. This is a technology that realizes multiple access. In the communication system as the background of the present invention, the OFDMA technique is further combined with a time division multiple access (TDMA) and time division duplex (TDD) technique. That is, each group is divided into an uplink and a downlink in the time axis direction as TDD, and each of these uplink and downlink is divided into four TDMA slots (one divided unit is called a subchannel).
図5は上記通信システムにおけるサブチャネルの構成(MAP)を示しており、縦軸は周波数、横軸は時間を示している。図示のように、この例では周波数軸方向14個と時間軸方向4個とを掛け合わせた56個のサブチャネルが上り回線用及び下り回線用にそれぞれ割り当てられる。無線通信を行う基地局装置及び通信端末には、上り回線及び下り回線のそれぞれに属する全てのサブチャネルから任意の1つ又は複数のサブチャネルが割り当てられる(非特許文献1参照)。
基地局装置は通信端末からの受信信号をデジタル信号に変換して必要な信号処理を行っているが、デジタル信号に変換する前にAGC処理を行い、信号レベルをAD変換器のダイナミックレンジに収めている。上記通信システムでは、図5に示すように、各スロット内の1つ又は複数のサブチャネルに通信端末を割り当て、1つのスロットに複数の通信端末を収容している。AGC処理はスロット単位で行っているため、スロットが収容する複数の通信端末の信号レベルの差が大きいと、全ての信号レベルをAD変換器のダイナミックレンジに収めることができない場合がある。 The base station apparatus converts the received signal from the communication terminal into a digital signal and performs the necessary signal processing. However, the base station apparatus performs AGC processing before converting it into the digital signal, and stores the signal level within the dynamic range of the AD converter. ing. In the communication system, as shown in FIG. 5, communication terminals are assigned to one or a plurality of subchannels in each slot, and a plurality of communication terminals are accommodated in one slot. Since AGC processing is performed on a slot basis, if there is a large difference in the signal levels of a plurality of communication terminals accommodated in the slot, it may not be possible to fit all signal levels within the dynamic range of the AD converter.
接続処理を例に説明すると、図6に示すように、基地局装置100が端末Aと端末Bとそれぞれ通信を行っている場合において(図6(1))、2つの端末を収容するスロットが、さらに別の端末Cを収容し、端末Cから接続要求があった場合を想定し(図6(2))、基地局装置が受信する端末からの信号レベルを、端末A<端末B<端末Cと仮定する(図7参照)。
The connection process will be described as an example. As shown in FIG. 6, when the
図7(1)に示すように、端末Cの信号レベルがAD変換器のダイナミックレンジより大きいためAGC処理により端末Cの利得を小さくしてAD変換器のダイナミックレンジに収める必要がある。図7(2)はAGC処理により、各端末の信号レベルを図7(1)に比べ小さくしたものである。しかし、上述のようにAGC処理はスロット単位で行っているため、AGC処理により端末Cの利得を小さくすると、同じスロットに収容された他の端末A、Bの利得も小さくなる。この結果、端末Aの信号がノイズに埋もれ、接続を維持することができず端末Aの接続が遮断されてしまう。一方、AGC処理を行わないと、端末Cの信号のレベルがAD変換器のダイナミックレンジを超え、信号波形が歪んでしまい接続のための信号処理を実現することができない。 As shown in FIG. 7 (1), since the signal level of the terminal C is larger than the dynamic range of the AD converter, it is necessary to reduce the gain of the terminal C by AGC processing to be within the dynamic range of the AD converter. FIG. 7 (2) shows the signal level of each terminal reduced by AGC processing compared to FIG. 7 (1). However, since the AGC process is performed in slot units as described above, if the gain of terminal C is reduced by the AGC process, the gains of other terminals A and B accommodated in the same slot are also reduced. As a result, the signal of the terminal A is buried in noise, the connection cannot be maintained, and the connection of the terminal A is interrupted. On the other hand, if the AGC processing is not performed, the signal level of the terminal C exceeds the dynamic range of the AD converter, the signal waveform is distorted, and the signal processing for connection cannot be realized.
本発明は、周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と通信を行う基地局装置において、複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信手段と、前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得手段と、前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分け手段と、グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当て手段とを備える。また、本発明は、周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と基地局装置が通信を行う通信方法において、複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信ステップと、前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得ステップと、前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分けステップと、グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当てステップとを含む。 The present invention relates to a base station apparatus that performs communication with a communication terminal by allocating as a communication channel a subchannel obtained by dividing an arbitrary group of a plurality of subcarriers divided in the frequency axis direction and orthogonal to each other as a slot in the time axis direction And receiving means for receiving the subchannels assigned to a plurality of communication terminals, receiving strength acquiring means for acquiring the received signal strength of the received signal included in the subchannel, and the communication according to the received signal strength Grouping means for grouping terminals, and time slot assigning means for assigning the time slot to each grouped group. Further, the present invention assigns a subchannel obtained by dividing an arbitrary group of a plurality of subcarriers divided in the frequency axis direction and orthogonal to each other as a slot in the time axis direction as a communication channel, and the communication terminal and the base station apparatus In a communication method for performing communication, a reception step of receiving the subchannel assigned to a plurality of communication terminals, a reception strength acquisition step of acquiring a reception signal strength of a reception signal included in the subchannel, and the reception signal strength A grouping step for grouping the communication terminals according to the time, and a time slot allocation step for allocating the time slot for each grouped group.
タイムスロットを通信端末に割り当てる際に、受信信号強度に応じて通信端末をグループ化しておき、グループ単位でタイムスロットに割り当てることで、スロットが収容する通信端末間の信号レベルの差を小さくすることができる。従って、スロット単位でAGC処理を行った場合に、スロットが収容する全ての通信端末からの信号のレベルをAD変換器のダイナミックレンジに収めることが可能となる。 When assigning time slots to communication terminals, communication terminals are grouped according to received signal strength, and assigned to time slots in units of groups, thereby reducing the signal level difference between communication terminals accommodated in the slots. Can do. Therefore, when AGC processing is performed in units of slots, the levels of signals from all communication terminals accommodated in the slots can be accommodated in the dynamic range of the AD converter.
本発明において、前記グループ分け手段は、グループ分けした前記通信端末に対し、前記通信端末ごとに必要な帯域に応じた前記サブチャネルを新たに割り当てることが好ましい。また、前記グループ分け手段は、複数の前記通信端末ごとの前記受信信号強度のレベル差が最小になるように順位付けを行うことが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the grouping unit newly assigns the subchannel corresponding to a band required for each communication terminal to the grouped communication terminals. Moreover, it is preferable that the said grouping means ranks so that the level difference of the said received signal strength for every said some communication terminal may become the minimum.
図1は本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図である。基地局装置100はプリアンプ部101を含む送信RF部と、選局部103及びAGC部105を含む受信RF部と、送信RF部及び受信RF部とアンテナとの接続を切り替える切替部107と、受信電力強度(RSSI)を算出するRSSI算出部109、RSSIに応じて通信端末をグループ化するグループ化部111、グループ単位で配置するサブチャネルを判定するチャネル配置判定部113及び判定結果に基づいてサブチャネルを割り当てたサブチャネルの配列(MAP)を作成するMAP制御部115を含む制御部と、OFDMA処理部117と、変復調部119とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention. The
基地局装置100について、図2に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。基地局装置100は端末1〜8の8つの端末と通信をしていると仮定する。これら端末は本発明に基づく処理が行われる前は、各スロットにランダムに割り当てられているとする。たとえば、端末1と端末4が第1スロットに、端末2と端末8が第2スロットに割り当てられているような状態である。
各端末から受信した信号は、基地局装置100のアンテナからアンテナ切替部107を経由して選局部105に入力される。選局部105では各端末ごとに使用チャネルを選ぶのではなく、本発明が適用される通信システム全体に割り当てられている周波数帯域のうち図5に示されるようにチャネル1〜チャネル14が選ばれる。そして、チャネル1〜14に存在する各端末の信号がAGC部103に入力される。AGC部103ではAGC処理を行う前の選局部105から入力された信号の一部をRSSI算出部109に出力する。RSSI算出部109では、図2(1)にあるように端末ごとに基地局装置100が受信したRSSIを算出する。
次いで、グループ化部111が測定したRSSIに基づき、図2(2)に示すように通信端末をRSSIの大きいものから小さいものへ並び替える。具体的には、端末ごとにRSSIレベルを(図示しない)メモリに記憶し、端末同士で大小判定を行い並び替える。そして、チャネル配置判定部113が各端末の必要な周波数帯域(チャネル帯域)を考慮し、RSSIの差が比較的小さい端末同士の組み合わせを決定しグループ分けを行う。本実施形態では4つのスロットに8つの通信端末を割り当てるため4グループに分類する。グループ1に端末1と端末5、グループ2に端末2と端末6、グループ3に端末3と端末7、グループ4に端末4と端末8が割り当てられている。
そして、MAP制御部115は各グループの端末をグループごとに同一スロット内になるように(図2(3))、且つなるべく使用チャネルが隣接しないように各端末ごとに使用スロットと使用チャネルを割り当てて、各端末と基地局装置100が通信を行うためのMAP情報(図3)を算出する。なお、ここで述べるチャネルとはOFDMA通信方式におけるサブチャネルである。
The
A signal received from each terminal is input from the antenna of the
Next, based on the RSSI measured by the
Then, the
このように割り当てた各通信端末の受信信号レベルをスロットごとに表した図が図4である。図4に示すように各端末をグループ分けし、グループごとに各スロットに割り当てたので各スロットに割り当てられた通信端末の受信信号レベルの差は、本発明の実施前に各スロットにランダムに割り当てられていた(たとえば端末1と端末4が第1スロットに、端末2と端末8が第2スロットに割り当てられていた)状態に比べ小さくなっている。
そして、基地局装置100は次の送信タイミングで各端末に対し、上記算出された新たなMAP情報に基づき通信を行う。さらに各端末は次に端末(端末1〜8のうちいずれか)から基地局装置100に送信されるタイミングにおいて上記MAP情報にて送信を行う。そして、上記MAP情報に基づいて送信された各端末からの信号はAGC部103にて、各スロットごとにAGC処理が行われ、AD変換器の入力ダイナミックレンジに合わせてレベル調整(またはAD変換器への入力オフセット調整)されてOFDMA処理部117に入力される。OFDMA処理部117は端末ごとに信号を取り出し、FFT処理を行い変復調部119で復調をして受信データが出力される。
FIG. 4 shows the received signal level of each communication terminal assigned in this way for each slot. As shown in FIG. 4, since the terminals are grouped and assigned to the slots for each group, the difference in the received signal level of the communication terminals assigned to the slots is randomly assigned to the slots before the implementation of the present invention. Compared to the state in which the
Then,
上記実施形態によれば、サブチャネルを通信端末に割り当てる際に、RSSIに応じて通信端末をグループ化しておき、グループ単位でサブチャネルに割り当てることで、スロットが収容する通信端末間の信号レベルの差を小さくすることができる。従って、スロット単位でAGC処理を行った場合に、スロットが収容する全ての通信端末からの信号のレベルをAD変換器のダイナミックレンジに収めることが可能となる。 According to the above embodiment, when assigning subchannels to communication terminals, communication terminals are grouped according to RSSI, and assigned to subchannels in units of groups, so that the signal level between communication terminals accommodated in a slot can be adjusted. The difference can be reduced. Therefore, when AGC processing is performed in units of slots, the levels of signals from all communication terminals accommodated in the slots can be accommodated in the dynamic range of the AD converter.
100 基地局装置
101 PA部
103 AGC部
105 選局部
107 切替部
109 RSSI算出部
111 グループ化部
113 チャネル配置判定部
115 MAP制御部
117 OFDMA処理部
119 変復調部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信手段と、
前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得手段と、
前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分け手段と、
グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当て手段と、
を備えることを特徴とする基地局装置。 In a base station apparatus that performs communication with a communication terminal by assigning a subchannel obtained by dividing an arbitrary group of a plurality of subcarriers that are orthogonal to each other divided in the frequency axis direction as a slot in the time axis direction,
Receiving means for receiving the subchannel assigned to a plurality of communication terminals;
A reception strength acquisition means for acquiring a reception signal strength of a reception signal included in the subchannel;
Grouping means for grouping the communication terminals according to the received signal strength;
Time slot assigning means for assigning the time slot to each of the grouped groups;
A base station apparatus comprising:
前記通信端末ごとに必要な帯域に応じた前記サブチャネルを新たに割り当てることを特徴とする請求項1に記載の基地局装置。 The grouping means is configured to group the communication terminals.
The base station apparatus according to claim 1, wherein the subchannel is newly allocated according to a necessary band for each communication terminal.
複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信ステップと、
前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得ステップと、
前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分けステップと、
グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当てステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 In a communication method in which a subchannel obtained by dividing an arbitrary group of a plurality of subcarriers divided in the frequency axis direction and orthogonal to each other as a slot in a time axis direction is assigned as a communication channel, and a communication terminal and a base station apparatus communicate with each other ,
Receiving the subchannels assigned to a plurality of communication terminals; and
A reception strength acquisition step of acquiring a reception signal strength of a reception signal included in the subchannel;
A grouping step of grouping the communication terminals according to the received signal strength;
A time slot assigning step for assigning the time slot to each of the grouped groups;
A communication method comprising:
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