JP2008236655A - Communication control method of radio communication apparatus, and radio communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空間分割多元接続(SDMA)方式および適応変調方式を採用する無線通信装置の通信制御方法、およびこれを実施する無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a communication control method for a wireless communication apparatus that employs a space division multiple access (SDMA) system and an adaptive modulation system, and a wireless communication apparatus that implements the same.
SDMA(Spatial Division Multiple Access)方式は、例えば、iBurst(登録商標)やWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等において採用されており、周知である。この種の無線通信基地局では、複数のアンテナを用い、その複数のアンテナによる指向性をユーザ側のユーザ端末に応じて適宜制御することにより空間分割して、同一周波数、同一時間帯で複数のユーザ端末との通信を可能にしている。 The SDMA (Spatial Division Multiple Access) method is used in, for example, iBurst (registered trademark), WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), and the like, and is well known. In this type of radio communication base station, a plurality of antennas are used, and the directivity by the plurality of antennas is appropriately controlled according to the user terminal on the user side, so that a plurality of antennas are divided at the same frequency and the same time zone. Communication with the user terminal is enabled.
一方、従来の移動体通信システムとして、通信速度を向上させるために、例えば、FER(Frame Error Rate)やSINR (信号対雑音比)等で表される通信品質に応じて、変調クラス(Mod Class)を適宜変更する適応変調方式(リンクアダプテーション)を採用するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, as a conventional mobile communication system, in order to improve the communication speed, for example, according to the communication quality represented by FER (Frame Error Rate), SINR (Signal to Noise Ratio), etc., the modulation class (Mod Class ) Is appropriately employed (for example, see Patent Document 1).
ところで、無線通信で送受信するデータ量は、変調クラスが高くなればなるほど、すなわち変調多値数が多くなればなるほど、多くなる。したがって、無線通信装置に内蔵されるDSP(Digital Signal Processor)等のハードウェアでの演算処理量も、変調クラスが高くなればなるほど、多くなる。 By the way, the amount of data transmitted and received by wireless communication increases as the modulation class increases, that is, as the modulation multi-level number increases. Therefore, the amount of calculation processing in hardware such as a DSP (Digital Signal Processor) built in the wireless communication apparatus increases as the modulation class increases.
このため、SDMA方式の無線通信基地局に、上記の適応変調方式を単に採用すると、高い変調クラスを選択した状態では、送受信するデータ量が多くなって、1ユーザ端末のデータ処理にかかる時間が長くなり、ハードウェアの処理能力の制約から、多元接続数(多重数)を多くできなくなる、という問題がある。 For this reason, if the above-described adaptive modulation scheme is simply adopted in a radio communication base station of the SDMA scheme, the amount of data to be transmitted / received increases in a state where a high modulation class is selected, and the time required for data processing of one user terminal is increased. There is a problem that the number of multiple connections (multiplexing number) cannot be increased due to restrictions on the processing capability of hardware.
この問題を解決する方法としては、例えば、より高速処理が可能なハードウェアを用いることが考えられるが、このようにすると基地局のコストアップを招くことになる。 As a method for solving this problem, for example, it is conceivable to use hardware capable of higher-speed processing. However, this increases the cost of the base station.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ハードウェアを有効利用して、適応変調方式を採用しながら、SDMA方式による多重数を効率よく増加できる無線通信装置の通信制御方法および無線通信装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of the above point is to provide a communication control method for a wireless communication apparatus and a wireless communication device that can effectively increase the number of multiplexing by the SDMA method while effectively using hardware and adopting an adaptive modulation method. It is to provide a communication device.
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置の通信制御方法であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握ステップと、
前記把握した演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する変調クラス制限ステップと、
を含むことを特徴とするものである。
The invention according to claim 1, which achieves the above object, is a communication control method for a radio communication apparatus adopting a space division multiple access scheme and an adaptive modulation scheme,
An arithmetic processing amount grasping step for grasping an arithmetic processing amount of an arithmetic processing unit that processes transmission / reception data for the user terminal,
Modulation that limits the modulation class determined by the adaptive modulation scheme for the user terminal in communication when a communication request from a new user terminal is received in a state where the grasped arithmetic processing amount exceeds a predetermined value A class restriction step;
It is characterized by including.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、さらに音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えているときに、前記通信中のユーザ端末に対する変調クラスを制限することを特徴とするものである。
The invention according to
In the modulation class limiting step, the modulation class for the user terminal in communication is limited when the number of user terminals in voice communication exceeds a predetermined number.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記新たなユーザ端末からの通信要求が、音声通信要求であることを特徴とするものである。
The invention according to
The communication request from the new user terminal is a voice communication request.
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、通信中の各ユーザ端末に対する変調クラスを、設定値以下となるように制限することを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the communication control method of the wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The modulation class limiting step is characterized in that the modulation class for each user terminal in communication is limited to be equal to or less than a set value.
請求項5に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、通信中の全ユーザ端末に対する変調クラスの合計値が所定値以下となるように、ユーザ端末の変調クラスを制限することを特徴とするものである。
The invention according to
In the modulation class limiting step, the modulation class of the user terminal is limited so that the total value of the modulation classes for all user terminals in communication is equal to or less than a predetermined value.
さらに、上記目的を達成する請求項6に係る発明は、空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部と、
該演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握部と、
該演算処理量把握部で把握した演算処理量に基づいて、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御する変調クラス制御部と、
を有することを特徴とするものである。
Furthermore, the invention according to
An arithmetic processing unit for processing transmission / reception data for the user terminal;
An arithmetic processing amount grasping unit for grasping an arithmetic processing amount of the arithmetic processing unit;
A modulation class control unit that controls the modulation class determined by the adaptive modulation method for the user terminal in communication based on the calculation processing amount grasped by the computation processing amount grasping unit;
It is characterized by having.
本発明によれば、ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限するようにしたので、新たなユーザ端末を空間多重することが可能となる。したがって、ハードウェアを有効利用して、適応変調方式を採用しながら、SDMA方式による多重数を効率よく増加することができる。 According to the present invention, when a communication request from a new user terminal is received in a state where the arithmetic processing amount of the arithmetic processing unit that processes transmission / reception data for the user terminal exceeds a predetermined value, On the other hand, since the modulation class determined by the adaptive modulation scheme is limited, a new user terminal can be spatially multiplexed. Therefore, it is possible to efficiently increase the number of multiplexing by the SDMA method while adopting the adaptive modulation method by effectively using the hardware.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る無線通信装置である基地局を使用する移動体通信システムの一例を示すものである。この移動体通信システム1は、基地局2と、複数のユーザ端末3と、基地局2に接続されたネットワーク4とを含んで構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example of a mobile communication system using a base station which is a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. The mobile communication system 1 includes a
基地局2は、適応変調方式により各ユーザ端末3との無線通信の変調クラスを制御するとともに、SDMA方式により複数のユーザ端末3と多元接続して、同一周波数、同一時間帯で同時に通信が可能となっている。
The
ユーザ端末3は、通信システムで使用される公知の携帯電話端末やPHS端末等の端末装置で、基地局2との通信においては、基地局2から指定された変調クラスで、音声信号やパケット等を送信するようになっている。
The
通信ネットワーク4は、移動体通信システム1の交換機ネットワークであってもよいし、移動体通信システム1がIP電話による通信システムである場合などには、TCP/IP網であってもよい。 The communication network 4 may be an exchange network of the mobile communication system 1 or may be a TCP / IP network when the mobile communication system 1 is a communication system using an IP telephone.
図2は、本実施の形態に係る基地局2の要部の構成を示す機能ブロック図である。基地局2は、複数のアンテナ20を有する送受信部21、復調部22、通信品質取得部23、変調クラス決定部24、変調クラス制御部25、変調部26、および制御部27を有している。制御部27は、DSP等のハードウェアを有して構成されており、演算処理部28および演算処理量把握部29を含んでいる。なお、図2では、通信品質取得部23、変調クラス決定部24および変調クラス制御部25を、便宜上、制御部27から分離して示しているが、制御部27内に構成することもできる。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of a main part of
以下、図3に示すフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る基地局2の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
ユーザ端末3からの送信信号は、複数のアンテナ20を介して送受信部21で受信し(ステップS1)、その受信信号を復調部22で復調して(ステップS2)、通信品質取得部23に供給するとともに、制御部27に供給する。
A transmission signal from the
通信品質取得部23では、復調部22からの復調信号に基づいて、ユーザ端末毎にFERやSINRを検出して通信品質を取得し(ステップS3)、その取得した通信品質結果を変調クラス決定部24に供給して、通信品質に応じた最適な変調クラスを決定し(ステップS4)、その結果を変調クラス制御部25に供給する。
The communication
一方、制御部27では、演算処理部28において、復調部22からの復調信号をユーザ端末3毎にデコード処理するとともに、演算処理量把握部29において、演算処理部28での演算処理量を把握する(ステップS5)。また、制御部27では、復調部22からの復調信号に基づいて、新たなユーザ端末3からの通信要求(接続要求)が有るか否かを検出する(ステップS6)。
On the other hand, in the
その結果、新たなユーザ端末3からの通信要求がない場合には、その旨を変調クラス制御部25に通知する。これに対し、新たなユーザ端末3からの通信要求がある場合には、次に、ステップS5で把握した演算処理部28の演算処理量が所定値を超えるか否かを判定して(ステップS7)、その結果を変調クラス制御部25に通知する。
As a result, when there is no communication request from the
変調クラス制御部25では、制御部27からの通知に基づいて、ステップS6で新たなユーザ端末3からの通信要求がない場合や、新たな通信要求がある場合でも、ステップS7で演算処理部28の演算処理量が所定値を超えていない場合には、ステップS4において、変調クラス決定部24で決定された通信中のユーザ端末3毎の変調クラスを変調部26に供給する。これにより、変調部26では、制御部27からのユーザ端末3毎の送信信号を、変調クラス制御部25からの変調クラスに基づいて変調して(ステップS8)、その変調された送信信号を、変調クラスの識別信号(指定信号)とともに、送受信部21を経て複数のアンテナ20から、対応するユーザ端末3に向けて送信する(ステップS9)。これにより、対応するユーザ端末3との間で、基地局2から指定した変調クラスで、音声信号やパケット等の通信を実行する。
Based on the notification from the
これに対し、ステップS7で演算処理部28の演算処理量が所定値を超えている場合には、変調クラス制御部25において、変調クラス決定部24で決定されたユーザ端末3毎の変調クラスが設定値以下か否かを判定する(ステップS10)。ここで、変調クラスの設定値は、多重数と変調クラスとの組み合せにおいて、周波数利用効率が最良となるように設定する。
On the other hand, when the calculation processing amount of the
その結果、変調クラス決定部24で決定された変調クラスが、設定値を超えると判定された場合には、変調クラス制御部25において変調クラスを設定値以下に制御して(ステップS11)、その変更された変調クラスを変調部26に供給し、設定値以下の場合には、変調クラス決定部24で決定された変調クラスを変更することなく変調部26に供給して、ステップS8に移行する。
As a result, when it is determined that the modulation class determined by the modulation
このように、演算処理部28の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末3からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末3に対して適応変調方式により決定された変調クラスを設定値以下となるように制限すれば、新たなユーザ端末3を空間多重することができるので、ハードウェアを有効利用して、SDMA方式による多重数を効率よく増加することができる。
As described above, when a communication request from a
しかも、変調クラスの上限を抑えるので、復調もし易くなる。すなわち、変調クラスには、例えば、表1に示すように、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調方式による変調クラスがあり、信号の伝送レート(スループット)は、変調クラスによって異なり、1シンボルの多値化の度合い(ビット/シンボル)が大きいほど、すなわち変調クラスが高いほど、高速となる。しかし、変調クラスが高いほど、シンボル間距離は近くなるため、信号の分離が困難になる。したがって、変調クラスの上限を抑えれば、より高い変調クラスを用いる場合よりも、シンボル間距離を遠くできるので、復調もし易くなる。図4に、一例として、QPSKのコンスタレーションを示す。 In addition, since the upper limit of the modulation class is suppressed, demodulation is also easy. That is, for example, as shown in Table 1, the modulation class includes a modulation class based on a modulation scheme such as BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), and QAM (Quadrature Amplitude Modulation). The transmission rate (throughput) varies depending on the modulation class, and the higher the degree of multi-leveling of one symbol (bit / symbol), that is, the higher the modulation class, the higher the speed. However, the higher the modulation class, the closer the inter-symbol distance becomes, so that signal separation becomes more difficult. Therefore, if the upper limit of the modulation class is suppressed, the intersymbol distance can be increased as compared with the case where a higher modulation class is used, and demodulation is also facilitated. FIG. 4 shows a QPSK constellation as an example.
(第2実施の形態)
本発明の第2実施の形態においては、図2に示した基地局2の構成において、演算処理部28の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末3からの通信要求を受けた際に、通信中の全ユーザ端末3に対して適応変調方式により決定された変調クラスの合計値が、所定値以下となるように、ユーザ端末3の変調クラスを制限する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, in the configuration of the
図5は、本実施の形態に係る基地局2の動作を示すフローチャートである。図5において、図3に示した処理と同じ処理を行うステップには、同じ参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
本実施の形態では、ステップS7において、演算処理部28の演算処理量が所定値を超えている場合には、変調クラス制御部25において、変調クラス決定部24で適応変調方式により決定された通信中の全ユーザ端末3における変調クラスの合計値が所定値以下か否かを判定する(ステップS20)。ここで、変調クラスの合計値は、第1実施の形態と同様に多重数と変調クラスとの組み合せにおいて、周波数利用効率が最良となるように設定する。
In the present embodiment, in step S7, when the calculation processing amount of the
その結果、変調クラスの合計値が所定値を超えると判定された場合には、その合計値が所定値以下となるように、変調クラス制御部25においてユーザ端末3の変調クラスを制御して(ステップS21)、合計値が所定値以下となったユーザ端末3毎の変調クラスを変調部26に供給し、合計値が所定値以下の場合には、ステップS4で決定された変調クラスを変更することなく変調部26に供給して、ステップS8に移行する。
As a result, when it is determined that the total value of the modulation class exceeds the predetermined value, the modulation
ここで、ステップS21では、例えば、通信中の全ユーザ端末3の変調クラスを一律に低下させたり、変調クラスの高い方から順番に変調クラスを低下させたり、あるいは、第1実施の形態と同様に設定値を設けて、各ユーザ端末3の変調クラスを設定値以下にしたりして、変調クラスの合計値を所定値以下に制御することができる。なお、ステップS21において、変調クラスの合計値を所定値以下に制御できない場合には、新たな接続要求を拒否する。
Here, in step S21, for example, the modulation class of all
このように、演算処理部28の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末3からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末3に対して適応変調方式により決定された変調クラスの合計値を所定値以下となるように制限すれば、新たなユーザ端末3を空間多重することができるので、ハードウェアを有効利用して、SDMA方式による多重数を効率よく増加することができるなど、第1実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, when a communication request from a
(第3実施の形態)
本発明の第3実施の形態においては、図2に示した基地局2の構成において、演算処理部28の演算処理量が所定値を超え、かつ、通信中のユーザ端末3のうち、音声通信(VoIP)中のユーザ端末数が所定数を超えている状態で、新たなユーザ端末3からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末3に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する。
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, in the configuration of the
図6は、本実施の形態に係る基地局2の動作を示すフローチャートである。図6において、図3に示した処理と同じ処理を行うステップには、同じ参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
本実施の形態では、制御部27において、演算処理部28での演算処理量を把握する(ステップS5)とともに、通信中のユーザ端末3のうち、音声通信中のユーザ端末数を把握して(ステップS25)、その結果を変調クラス制御部25に通知する。その後、ステップS6で新たな通信要求があった場合には、変調クラス制御部25において、演算処理部28の演算処理量が所定値を超えているか否かを判定し(ステップS7)、超えている場合には、さらに、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えているか否かを判定する(ステップS26)。
In the present embodiment, the
その結果、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えていると判定された場合には、通信中のユーザ端末3に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限するように制御して(ステップS27)、ステップS8に移行し、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えていなければ、そのままステップS8に移行する。
As a result, when it is determined that the number of user terminals in voice communication exceeds a predetermined number, control is performed so as to limit the modulation class determined by the adaptive modulation scheme for the
ここで、ステップS27では、通信中の全ユーザ端末3に対して、第1実施の形態と同様に、各ユーザ端末3の変調クラスが設定値以下となるように制御したり、第2実施の形態と同様に、全ユーザ端末3の変調クラスの合計値が所定値以下となるように制御したりすることもできるし、通信中のユーザ端末3のうち、音声通信中の全ユーザ端末3に対してのみ、第1実施の形態や第2実施の形態と同様にして、変調クラスを制御することもできる。
Here, in step S27, for all
このように、演算処理部28の演算処理量が所定値を超え、かつ、通信中のユーザ端末3のうち、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えている状態で、新たなユーザ端末3からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末3の変調クラスを制御すれば、音声通信においては高いスループットを要しないので、通信中のユーザ端末3に対する影響を抑えながら、ハードウェアを有効利用して、SDMA方式による多重数を効率よく増加することができるなど、第1実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、変調クラスの制御対象を、音声通信中のユーザ端末3に限定すれば、変調クラス制限による通信速度低下等の影響を最小限に抑えることができる。
Thus, in a state where the calculation processing amount of the
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第3実施の形態においては、制御部27において、新たな通信要求の種別を検出して変調クラス制御部25に通知するようにし、変調クラス制御部25では、図6に示したステップS6において、新たな通信要求の種別が音声通信であるか否かを判定して、音声通信要求の場合に、ステップS7に移行するように構成することもできる。このようにすれば、音声通信の多重数(収容数)をより増加することができる。また、第1実施の形態のように、各ユーザ端末3の変調クラスを設定値以下となるように制御する場合には、設定値を通信種別に応じて、例えば、音声通信ではデータ通信よりも低い変調クラスとするように設定することもできる。なお、上記実施の形態において、演算処理量把握部29では、演算処理部28における演算量を把握し、変調クラス制御部25では、把握した演算量に基づいて通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御しているが、この場合の演算処理部28における「演算量」には、「演算数」も含まれる。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the third embodiment, the
1 移動体通信システム
2 基地局
3 ユーザ端末
4 ネットワーク
20 アンテナ
21 送受信部
22 復調部
23 通信品質取得部
24 変調クラス決定部
25 変調クラス制御部
26 変調部
27 制御部
28 演算処理部
29 演算処理量把握部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握ステップと、
前記把握した演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する変調クラス制限ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の通信制御方法。 A communication control method for a wireless communication apparatus adopting a space division multiple access method and an adaptive modulation method,
An arithmetic processing amount grasping step for grasping an arithmetic processing amount of an arithmetic processing unit that processes transmission / reception data for the user terminal,
Modulation that limits the modulation class determined by the adaptive modulation scheme for the user terminal in communication when a communication request from a new user terminal is received in a state where the grasped arithmetic processing amount exceeds a predetermined value A class restriction step;
A communication control method for a wireless communication apparatus, comprising:
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部と、
該演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握部と、
該演算処理量把握部で把握した演算処理量に基づいて、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御する変調クラス制御部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device adopting a space division multiple access method and an adaptive modulation method,
An arithmetic processing unit for processing transmission / reception data for the user terminal;
An arithmetic processing amount grasping unit for grasping an arithmetic processing amount of the arithmetic processing unit;
A modulation class control unit that controls the modulation class determined by the adaptive modulation method for the user terminal in communication based on the calculation processing amount grasped by the computation processing amount grasping unit;
A wireless communication apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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JP2007076968A JP2008236655A (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Communication control method of radio communication apparatus, and radio communication apparatus |
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