JP2008312052A - Adaptive modulation control method and communications device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のサブキャリアまたは複数のサブキャリア群が存在するシステムで、サブキャリアまたはサブキャリア群ごとに適応変調を行う場合の適応変調制御方法に関する。 The present invention relates to an adaptive modulation control method for performing adaptive modulation for each subcarrier or subcarrier group in a system in which a plurality of subcarriers or a plurality of subcarrier groups exist.
従来から、マルチパスに伴う周波数選択性フェージング環境下で伝送信号の高能率な広帯域デジタル通信を提供するために、たとえば、伝送路状態の良好なサブキャリアでは、変調多値数を高くして多くの情報を伝送し、一方、伝送路状態の劣悪なサブキャリアでは、変調多値数を低くして少ない情報を伝送する、方式が提案されている(下記特許文献1参照)。
Conventionally, in order to provide high-efficiency broadband digital communication of transmission signals in a frequency-selective fading environment associated with multipath, for example, in subcarriers with good transmission path conditions, the number of modulation multilevels is increased and increased. On the other hand, a scheme has been proposed in which less information is transmitted by lowering the modulation multi-level number for subcarriers with poor transmission path conditions (see
上記方式を実現するためには、受信側の装置は、送信側の装置が送信する既知シンボルに基づいてサブキャリアまたはサブキャリア群ごとに受信品質を推定し、その結果を送信側の装置にフィードバックし、受信品質に見合った変調多値数を決める必要がある。また、送信側の装置は、一度決めた変調多値数を満足しているかどうかを監視し、品質劣化や品質過剰を検出した場合には最適な変調多値数に割当てなおす必要がある。 In order to implement the above method, the receiving apparatus estimates the reception quality for each subcarrier or subcarrier group based on the known symbols transmitted by the transmitting apparatus, and feeds back the result to the transmitting apparatus. Therefore, it is necessary to determine the modulation level corresponding to the reception quality. Further, it is necessary for the transmission-side apparatus to monitor whether or not the modulation multi-level number once determined is satisfied, and when quality deterioration or excessive quality is detected, it is necessary to reassign the optimum modulation multi-level number.
また、周波数選択性フェージングはマルチパスによって生じるため、隣り合うサブキャリアどうしでは、ほぼ似たような特性を示すが、ある程度、離れると特性が異なってくる。このように特性に周波数軸上の相関がある帯域幅を相関帯域幅(コヒーレント帯域幅)と呼ぶ。そのため、上記方式を実現するためには、必ずしもサブキャリア単位に変調多値数を決定する必要はなく、相関帯域幅に応じたサブキャリア群単位で変調多値数を決めればよい。 Further, since frequency selective fading occurs due to multipath, adjacent subcarriers exhibit substantially similar characteristics, but the characteristics differ when they are separated to some extent. A bandwidth having a characteristic correlation on the frequency axis is called a correlation bandwidth (coherent bandwidth). Therefore, in order to realize the above method, it is not always necessary to determine the modulation level in units of subcarriers, and the modulation level may be determined in units of subcarriers according to the correlation bandwidth.
しかしながら、以下のような条件下では、サブキャリア群の数が増えることになる。
(1)ブロードバンド通信を目指して帯域幅を広げる。
(2)ビット単価を抑えるためにセル半径を広げる(遅延スプレッドが大きくなるため相関帯域幅が狭くなる)。
However, the number of subcarrier groups increases under the following conditions.
(1) Widen the bandwidth for broadband communication.
(2) The cell radius is increased in order to suppress the bit unit price (the correlation bandwidth becomes narrower because the delay spread becomes larger).
サブキャリア群の数が増えると、送信側の装置で最適な変調多値数に割当てなおすために、受信側の装置では、受信の都度すべてのサブキャリア群を品質監視し、その結果を送信側の装置にフィードバックする必要がある。そのため、受信側の装置から送信する制御信号のオーバヘッドが大きくなってしまう、という問題がある。また、制御信号に割当てることができる帯域が狭い場合は、フィードバックに時間がかかり、特に、品質劣化が発生した場合には誤り発生が収まるまでに時間がかかる、という問題がある。 When the number of subcarrier groups increases, the receiving device re-assigns the optimum modulation multilevel number to the transmitting device, so that the receiving device monitors the quality of all subcarrier groups each time reception is performed, and the result is transmitted to the transmitting device. It is necessary to feed back to the device. Therefore, there is a problem that the overhead of the control signal transmitted from the receiving device increases. In addition, when the band that can be allocated to the control signal is narrow, there is a problem that it takes time for feedback, and in particular, when quality degradation occurs, it takes time until error generation is settled.
一方、送信側の装置でも、すべてのサブキャリア(群)にどの変調多値数を割当てたかを受信側の装置に通知する必要があり、送信側の装置から送信する制御信号のオーバヘッドが大きくなってしまう、という問題がある。また、制御信号に割当てることができる帯域が狭い場合は、新たな変調多値数の指定に時間がかかり、特に、品質劣化が発生した場合には誤り発生が収まるまでに時間がかかる、という問題がある。 On the other hand, it is necessary for the transmitting apparatus to notify the receiving apparatus which modulation multi-level number is assigned to all subcarriers (groups), and the overhead of the control signal transmitted from the transmitting apparatus increases. There is a problem that. In addition, when the bandwidth that can be allocated to the control signal is narrow, it takes time to specify a new modulation multi-value number, and in particular, when quality degradation occurs, it takes time until error generation is settled. There is.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信側,送信側の双方で送受信する制御信号のオーバヘッドを低減可能な適応変調制御方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an adaptive modulation control method capable of reducing the overhead of control signals transmitted and received on both the reception side and the transmission side.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる適応変調制御方法は、サブキャリアまたはサブキャリア群ごとに変調方式を可変とする通信システムにおいて、通信開始時の送受信処理により、送信局と受信局との間で、サブキャリアまたはサブキャリア群ごとに適用された変調多値数が互いに既知である場合の適応変調制御方法であって、たとえば、前記送信局が、サブキャリアまたはサブキャリア群に割当て可能な最大変調多値数を含む送信制御信号、および送信データである主信号を送信するデータ送信ステップと、前記受信局が、受信した送信制御信号に基づいて主信号を復調および復号し、受信データの誤りの有無を示す送達確認のための受信制御信号を返信する送達確認送信ステップと、前記送信局が、受信した受信制御信号に基づいて受信品質が劣化していると判断した場合に、前記最大変調多値数を抑制する制御を行う変調多値数調整ステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an adaptive modulation control method according to the present invention is a communication system in which a modulation scheme is variable for each subcarrier or subcarrier group. An adaptive modulation control method in a case where modulation multi-value numbers applied for each subcarrier or subcarrier group are known to each other between a transmitting station and a receiving station, for example, wherein the transmitting station A transmission control signal including a maximum modulation multi-level number that can be assigned to a subcarrier group and a data transmission step of transmitting a main signal that is transmission data, and the receiving station demodulates the main signal based on the received transmission control signal And a delivery confirmation transmission step for decoding and sending back a reception control signal for delivery confirmation indicating whether there is an error in the received data, and the transmitting station received If it is determined that the reception quality based on signal control signal is deteriorated, characterized in that it comprises a and a modulation level adjustment step of performing control to suppress the maximum modulation level.
この発明によれば、受信側,送信側の双方で送受信する制御信号のオーバヘッドを低減することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to reduce the overhead of a control signal transmitted and received on both the reception side and the transmission side.
以下に、本発明にかかる適応変調制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an adaptive modulation control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる適応変調制御方法を実現する送信局および受信局の構成例を示す図である。図示の送信局1は、制御部11と送信部12と受信部13を備え、受信局2は、制御部21と受信部22と送信部23を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a transmitting station and a receiving station that realize an adaptive modulation control method according to the present invention. The illustrated
送信局1と受信局2は、通信開始時に、サブキャリアまたはサブキャリア群にどのような変調多値数を割当てることができるのか、を決定するための既知シンボルをやり取りし、その結果として、図2,図3に示すような詳細情報(制御信号)を交換する。図2は、通信開始時にサブキャリア(群)単位に品質監視を行いその結果(受信品質:8dB,9dB,15dB,…,20dB)をフィードバックする場合の、受信局2が送信する制御信号の一例を示す図である。また、図3は、通信開始時にサブキャリア(群)単位に変調多値数(変調方式:BPSK,BPSK,QPSK,…,16QAM)を指定する場合の、送信局1が送信する制御信号の一例を示す図である。この処理により、サブキャリアまたはサブキャリア群にどのような変調多値数が割当てられているのかが、送信局1と受信局2との間で既知となる。なお、従来は、受信の都度、図2,図3に示すような詳細情報を交換するため、制御信号のオーバヘッドが大きくなるという問題があった。また、以下では、「サブキャリアまたはサブキャリア群」のことを「サブキャリア(群)」と呼ぶ。
The transmitting
以降、サブキャリア(群)にどのような変調多値数を割当てるのか、が上記のように決定された後の送信局1および受信局2の動作について説明する。
Hereinafter, the operations of the
送信局1は、主信号と送信制御信号を受信局2へ送信し、主信号の送達確認のための受信制御信号を受信局2から受信する。一方、受信局2は、送信局1から主信号と送信制御信号を受信し、主信号の送達確認のための受信制御信号を送信局1へ返信する。送信制御信号には主信号を受信するために必要な情報が含まれている。
The transmitting
まず、送信局1の動作について説明する。送信局1では、制御部11が送信部12と受信部13を制御する。制御部11では、サブキャリア(群)にどのような変調多値数が使われているかという情報を保持している。制御部11は、受信局2から送信される受信制御信号に基づいて、保持している変調多値数の調整の有無を決定し、その結果を変調多値数調整情報として送信部12に通知する。
First, the operation of the transmitting
送信部12は、主信号を伝送する前に、制御部11から通知された変調多値数調整情報を送信制御信号に含めて受信局2へ伝送する。その後、送信部12は、制御部11から通知された変調多値数調整情報に基づき主信号を変調し、受信局2へ伝送する。また、受信部13は、送達確認のための受信制御信号を受信すると、それを制御部11に転送する。
Before transmitting the main signal, the
ここで、受信局2から送信局1へ送信される受信制御信号の具体例を図4に示す。また、送信局1から受信局2へ送信される送信制御信号の具体例を図5に示す。
Here, a specific example of the reception control signal transmitted from the
図4に示す受信制御信号は、CRC判定結果と誤り訂正率という2つの情報要素から構成される。CRC判定結果とは、受信局2が受信ビット列から算出したCRCと送信局1により付与されたCRCとが一致しているか否かを示す情報である。これは、一致,不一致の2値をとり、1ビットで表現できる。また、誤り訂正率は、送信ビット数に対する誤り訂正により訂正されたビット数の割合を示す値であり、0%〜100%の間の連続値をとる。ここでは、常用対数をとり、10%以上,10%未満,1%未満,0.1%未満…といった離散値で表現し、たとえば、6ビット程度(64ランク)で表現する。したがって、本実施の形態の受信制御信号は、合計7ビット程度となる。
The reception control signal shown in FIG. 4 includes two information elements, that is, a CRC determination result and an error correction rate. The CRC determination result is information indicating whether or not the CRC calculated by the
一方、図2に示す従来の制御信号は、サブキャリア(群)が4096本(12bitで表現可能)あり、受信品質を0dB〜40dBまで1dBステップ(6bitで表現可能)でフィードバックすることを考えると、受信品質をシーケンシャルに返す場合は、24576bit(=4096×6bit)必要となる。また、受信品質をランダムに返せるようにサブキャリア番号を付与する場合は、73728bit(=4096×(6+12)bit)必要となる。これを、64kbit/secの回線で送信する場合は、それぞれ0.384sec、1.152secの時間がかかることになる。 On the other hand, the conventional control signal shown in FIG. 2 has 4096 subcarriers (groups) (which can be expressed in 12 bits), and it is considered that the reception quality is fed back from 0 dB to 40 dB in 1 dB steps (which can be expressed in 6 bits). When the reception quality is returned sequentially, 24576 bits (= 4096 × 6 bits) are required. Further, when a subcarrier number is assigned so that the reception quality can be returned randomly, 73728 bits (= 4096 × (6 + 12) bits) are required. When this is transmitted through a 64 kbit / sec line, it takes 0.384 sec and 1.152 sec, respectively.
このように、本実施の形態の受信制御信号は、図2で示した従来のサブキャリア(群)単位の制御信号と比べると格段にビット数が少なくなっている。 Thus, the reception control signal of the present embodiment has a significantly smaller number of bits compared to the conventional control signal in units of subcarriers (groups) shown in FIG.
ところで、無線LANでは、CRC判定結果のみを受信制御信号としてフィードバックするが、これに比べると、本実施の形態では、誤り訂正率が付加されている分だけオーバヘッドが増えてしまう。しかしながら、本実施の形態では、CRC判定結果が一致であっても、誤り訂正率があるしきい値を超えた場合は品質劣化が発生しているとみなして変調多値数を調整することができ、これにより、CRCの不一致が発生することを未然に防ぐことができる。 By the way, in the wireless LAN, only the CRC determination result is fed back as a reception control signal, but in comparison with this, in this embodiment, the overhead increases as much as the error correction rate is added. However, in the present embodiment, even if the CRC determination results are the same, if the error correction rate exceeds a certain threshold, it is considered that quality degradation has occurred and the modulation multi-level number can be adjusted. This can prevent a CRC mismatch from occurring.
また、図5に示す送信制御信号は、最大変調多値数という1つの情報要素から構成される。最大変調多値数は、サブキャリアに割当てることができる変調多値数の最大値を制限する値であり、BPSK(変調多値数=1)〜1024QAM(変調多値数=10)の値をとることから、4ビットで表現できる。 Also, the transmission control signal shown in FIG. 5 is composed of one information element called the maximum modulation multilevel number. The maximum modulation multi-level number is a value that limits the maximum value of the modulation multi-level number that can be assigned to the subcarrier, and the value of BPSK (modulation multi-level number = 1) to 1024QAM (modulation multi-level number = 10) Therefore, it can be expressed by 4 bits.
一方、図3に示す従来の送信制御信号は、サブキャリア(群)が4096本(12bitで表現可能)あり、変調多値数をBPSK(変調多値数=1)〜1024QAM(変調多値数=10)まで1ステップ(4bitで表現可能)でフィードバックすることを考えると、16,384bit(=4096×4bit)必要となる。これを、64kbit/secの回線で送信する場合は、0.256secの時間がかかることになる。 On the other hand, the conventional transmission control signal shown in FIG. 3 has 4096 subcarriers (groups) (which can be expressed in 12 bits), and the modulation multilevel number is BPSK (modulation multilevel number = 1) to 1024QAM (modulation multilevel number). = 16) Considering feedback in one step (representable in 4 bits), 16,384 bits (= 4096 × 4 bits) are required. When this is transmitted through a 64 kbit / sec line, it takes 0.256 sec.
このように、本実施の形態の送信制御信号は、図3で示したサブキャリア単位の制御信号と比べると格段にビット数が少なくなっている。 Thus, the transmission control signal of the present embodiment has a significantly smaller number of bits compared to the control signal in units of subcarriers shown in FIG.
ところで,無線LANでは、すべてのサブキャリアに同一の変調多値数を割当てるため、オーバヘッドは同じになる。しなしながら、本実施の形態では、指定された変調多値数を下回る範囲であればサブキャリア単位に変調多値数を割当てることが可能であるため、より適切な変調多値数が選択可能となり、CRCの不一致が発生しにくくなる。なお、図5に示す送信制御信号は変調多値数のみを指定することとしているが、無線LANと同様に符号化率と組み合わせて表現してもよい。 By the way, in the wireless LAN, since the same modulation multilevel number is assigned to all subcarriers, the overhead is the same. However, in the present embodiment, it is possible to assign the modulation multilevel number in units of subcarriers as long as the range is less than the specified modulation multilevel number, so a more appropriate modulation multilevel number can be selected. Thus, CRC mismatch is less likely to occur. Note that the transmission control signal shown in FIG. 5 designates only the modulation multi-level number, but it may be expressed in combination with the coding rate as in the wireless LAN.
つぎに、受信局2の動作について説明する。受信局2では、送信局1から送信制御信号を受信すると、受信部22が、送信制御信号から変調多値数調整情報を取り出し、制御部21に転送する。制御部21は、サブキャリア(群)にどのような変調多値数が使われているかを保持しており、受信部22から転送された情報からサブキャリア(群)にどのような変調多値数が使われているかを解釈して受信部22に指示する。
Next, the operation of the receiving
受信部22は、制御部21から指示された変調多値数に従って主信号を受信すると、誤り訂正を行い、どの程度の誤りが訂正されたかを制御部21に転送する。そして、送信部23は、制御部21からの指示に従い、送達確認のための受信制御信号を送信局1へ転送する。
When receiving the main signal according to the modulation multi-value number instructed from the
図6は、制御部21がどのような変調多値数が使われているかを受信部22に指示する場合の、変調多値数の解釈例を示す図である。これは、図3で示した変調多値数が各サブキャリアに割当てられているときに、図5で示された最大変調多値数に基づき各サブキャリアに割当てられる変調多値数を読み替えた例を示している。ここでは、最大変調多値数としてQPSKが指定されているので、変調多値数が高い16QAMはQPSKに読み替えている。このような読み替えは、たとえば、図7に示すように、該当するすべてのサブキャリア(群)に適用する。図7では、最大変調多値数が“2”であるので、多値数“3”となっているすべてのサブキャリア(群)を“2”に読み替えている。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of interpretation of the modulation multilevel number when the
つづいて、本実施の形態の送信局1および受信局2による制御シーケンスを説明する。図8は、送信局1および受信局2による制御シーケンスを示す図である。
Subsequently, a control sequence by the transmitting
送信局1の制御部11は、各サブキャリア(群)に割当てる変調多値数を決定し(ステップS1)、その結果を送信制御信号送信指示として送信部12へ送る(ステップS2)。送信制御信号送信指示を受け取った送信部12は、CRC付与,誤り訂正符号化,変調等を行い(ステップS3)、送信制御信号を受信局2へ送信する(ステップS4)。
The
また、制御部11は、各サブキャリア(群)に割当てる変調多値数に基づいて何ビットのデータを送信するかを決定し、送信データを指定した主信号送信指示を送信部12へ送る(ステップS5)。主信号送信指示を受け取った送信部12は、CRC付与,誤り訂正符号化等を行い(ステップS6)、主信号を受信局2へ送信する(ステップS7)。
Further, the
一方、受信局2の受信部22は、送信制御信号を受信すると、受信データの復調,誤り訂正を行い、CRCを再計算し(ステップS8)、その後、送信制御信号受信通知を制御部21へ送る(ステップS9)。送信制御信号受信通知を受け取った制御部21は、送信制御信号から各サブキャリア(群)に割当てられる変調多値数を解釈し(ステップS109)、送信制御信号解釈通知を受信部22へ送る(ステップS11)。なお、このとき、送信制御信号が前回受信した送信制御信号と異なっている場合は、最大変調多値数が変更になったことを意味するので、各サブキャリア(群)に割当てられる新たな変調多値数を記憶しておく。
On the other hand, when receiving the transmission control signal, the receiving
受信部22は、主信号を受信すると、制御部21から通知された送信制御信号解釈通知に基づいて受信データの復調,誤り訂正を行い、CRCを再計算し(ステップS12)、その後、主信号受信通知を制御部21へ送る(ステップS13)。制御部21は、受信信号に付与されたCRCと再計算されたCRCとを比較し、受信データの誤りの有無を判定し(ステップS14)、送達確認のための制御信号を生成する。そして、送信部23に対して制御信号を指定した受信制御信号送信指示(再送が不要な場合はACK、再送が必要な場合はNACK)を送る(ステップS15)。受信制御信号送信指示を受け取った送信部23は、CRC付与,誤り訂正符号化,変調を行い(ステップS16)、その結果として得られた受信制御信号を送信局1へ送信する(ステップS17)。
When receiving the main signal, the receiving
送信局1の受信部13は、受信制御信号を受信すると、復調,誤り訂正を行い、CRCを再計算し(ステップS18)、その後、受信制御信号受信通知を制御部11へ送る(ステップS19)。制御部11は、受信制御信号受信通知に基づき次の送信制御信号を決定する(ステップS20)。
When receiving the reception control signal, the
つづいて、次の送信制御信号を決定する方法について説明する。送信局1の制御部11は、受信局2から返信された受信制御信号のCRC判定結果が一致であった場合、誤り訂正率と自身で保持する基準値とを比較する。たとえば、誤り訂正率が基準値をΔ%超えた場合は、品質劣化が発生したと判断して変調多値数を下げる。このとき、変調多値数をどのくらい下げるかについては、自身が保持する制御量に基づいて決定される。制御量は、誤り訂正率と基準値との差に関わらず固定値として定義してもよいし、差の大きさによって個別に定義してもよい。
Next, a method for determining the next transmission control signal will be described. When the CRC judgment result of the reception control signal returned from the receiving
なお、図9に示すように、複数回連続して基準値をΔ%超えた場合に、品質劣化が発生したと判断して変調多値数を下げることとしてもよい。また、図10に示すように、N1回中N2回にわたって基準値をΔ%超えた場合に、品質劣化が発生したと判断して変調多値数を下げることとしてもよい。 As shown in FIG. 9, when the reference value exceeds Δ% continuously a plurality of times, it may be determined that quality degradation has occurred and the modulation multi-level number may be lowered. Also, as shown in FIG. 10, when the reference value exceeds Δ% for N 2 times in N 1 times, it may be determined that quality degradation has occurred and the modulation multi-level number may be lowered.
また、受信局2から返信された受信制御信号のCRC判定結果が不一致であった場合についても、制御部11は、品質劣化が発生したと判断して変調多値数を下げる。このとき、変調多値数をどのくらい下げるかについては、自身が保持する制御量に基づいて決定される。制御量は、誤り訂正率を用いた品質劣化判定と同じ値でもよいし、別の値を定義してもよい。
Even when the CRC judgment results of the reception control signals returned from the receiving
なお、複数回連続してCRC判定結果が不一致であった場合に、品質劣化が発生した判断として変調多値数を下げることとしてもよい。また、N1回中N2回にわたってCRC判定結果が不一致であった場合に、品質劣化が発生したと判断して変調多値数を下げることとしてもよい。 In addition, when the CRC determination results do not coincide with each other a plurality of times, the modulation multi-level number may be lowered as a determination that quality degradation has occurred. In addition, when the CRC determination results do not match N 2 times in N 1 times, it may be determined that quality degradation has occurred and the modulation multi-level number may be lowered.
つづいて、制御シーケンスを実現する無線フレームについて説明する。図11は、図8で示した制御シーケンスを実現するための無線フレームの一例を示す図である。この無線フレームは、時間方向に連続したPreamble,Header,Payloadの3つ部分で構成される。Preambleは、受信データが存在することを検知する場合やチャネル推定を行う場合に用いられる。Headerは、送信制御信号を送信するために用いられる。Payloadは、主信号を送信するために用いられる。図示のPayload部分は、Headerで指定された変調多値数で変調される。なお、Headerは、送信局1,受信局2で既知の変調多値数で変調される。Headerから送信制御信号を取り出さないとPayloadが復調できないため、受信局2の受信部22は、制御部21から送信制御信号解釈通知を受け取るまで、Payloadを蓄えておく必要がある。
Next, a radio frame that realizes the control sequence will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a radio frame for realizing the control sequence illustrated in FIG. This radio frame is composed of three parts: Preamble, Header, and Payload that are continuous in the time direction. Preamble is used when detecting the presence of received data or when performing channel estimation. The Header is used for transmitting a transmission control signal. Payload is used to transmit the main signal. The illustrated Payload portion is modulated with the modulation multi-level number specified by the Header. Note that the header is modulated by the
ただし、送信制御信号に受信誤りが発生すると、主信号を受信することができないため、送信制御信号の送信には受信誤りに強い送信方法を適用する。図12は、受信誤りに強い送信方法の一例を示す図である。たとえば、制御信号(最大変調多値数)を複数コピーして作成した新たな制御信号にCRCを付与する(ステップS21,S22)。そして、たとえば、符号化率1/3といった誤り訂正能力の高い誤り訂正符号を適用する(ステップS23)。さらに、たとえば、BPSKといった変調多値数の低い変調方式を適用して変調する(ステップS24)。さらに、たとえば、送信電力を高くして送信信号を増幅して送信する(ステップS25)。なお、上記送信方法では、ステップS21〜ステップS25の処理をすべて実行して受信誤りに強い送信方法を実現することとしたが、これに限らず、ステップS21,S22の処理、ステップS23の処理、ステップS24の処理およびステップS25の処理のうちの、少なくとも1つを実行して受信誤りに強い送信方法を実現することとしてもよい。 However, since a main signal cannot be received if a reception error occurs in the transmission control signal, a transmission method that is resistant to the reception error is applied to the transmission control signal. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a transmission method that is resistant to reception errors. For example, CRC is given to a new control signal created by copying a plurality of control signals (maximum modulation multi-level number) (steps S21 and S22). Then, for example, an error correction code having a high error correction capability such as a coding rate of 1/3 is applied (step S23). Further, for example, modulation is performed by applying a modulation scheme having a low modulation multi-level number such as BPSK (step S24). Further, for example, the transmission power is increased and the transmission signal is amplified and transmitted (step S25). In the above transmission method, all the processes in steps S21 to S25 are executed to realize a transmission method that is resistant to reception errors. However, the present invention is not limited to this, the processes in steps S21 and S22, the processes in step S23, At least one of the process of step S24 and the process of step S25 may be executed to realize a transmission method that is resistant to reception errors.
また、上記送信方法を適用することにより、制御信号の各ビットは複数のサブキャリアにマッピングされることになる。そこで、受信局2では、複数のサブキャリアにマッピングされている制御信号の各ビットを合成して復調する。このような送信方法を適用することにより、周波数ダイバーシチ効果を得られるため、制御信号の受信誤りが発生しにくくなる。
In addition, by applying the transmission method, each bit of the control signal is mapped to a plurality of subcarriers. Therefore, the receiving
また、受信制御信号に受信誤りが発生すると、適応変調制御ができないため、受信制御信号についても上記と同様に受信誤りに強い送信方法を適用する。 In addition, if a reception error occurs in the reception control signal, adaptive modulation control cannot be performed. Therefore, a transmission method that is resistant to reception errors is applied to the reception control signal as well.
また、CRC誤りが発生した後に変調多値数を抑制して送信すると、図13に示すように、送信データの各ビットが割当てられるサブキャリアが初送と再送で異なることになる。そのため、初送データと再送データを軟判定合成して合成利得を稼ぐことが可能なHybridARQを適用する。これにより、周波数ダイバーシチ効果を得られるため、受信誤りが発生しにくくなる。 Further, if transmission is performed with the modulation multi-level number being suppressed after a CRC error has occurred, the subcarriers to which each bit of transmission data is assigned differ between initial transmission and retransmission, as shown in FIG. For this reason, Hybrid ARQ that can soft-combine the initial transmission data and retransmission data to increase the combined gain is applied. As a result, a frequency diversity effect can be obtained, and reception errors are less likely to occur.
このように、本実施の形態においては、サブキャリア(群)ごとに変調方式を可変とする場合に、品質劣化時に送信局から受信局に対して最も高い変調多値数の適用を抑制する制御信号を送信することとした。これにより、制御信号のオーバヘッドを減らすことができる。また、主信号を受信したときに、受信局でサブキャリア(群)ごとの品質測定を実施する必要がなくなるため、低消費電力で動作させることができる。また、受信局が誤り訂正ビット数に関する情報をフィードバックすることにより、送信局が、品質劣化を早期に検出することができる。また、送信局および受信局が、受信誤りに強い送信方法を用いて制御信号を送信することにより、制御信号の受信誤りに伴う制御遅延を減らすことができる。また、本実施の形態の適応変調制御方法と、初送データと再送データを最大比合成するような再送制御方式とを組み合わせることにより、さらにビット誤り率を改善することができる。 As described above, in the present embodiment, when the modulation scheme is variable for each subcarrier (group), control that suppresses the application of the highest modulation multilevel number from the transmitting station to the receiving station when quality deteriorates. It was decided to send a signal. Thereby, the overhead of the control signal can be reduced. In addition, when the main signal is received, it is not necessary to perform quality measurement for each subcarrier (group) at the receiving station, so that it can be operated with low power consumption. In addition, since the receiving station feeds back information on the number of error correction bits, the transmitting station can detect quality deterioration at an early stage. In addition, since the transmitting station and the receiving station transmit control signals using a transmission method that is resistant to reception errors, it is possible to reduce control delays associated with control signal reception errors. Further, the bit error rate can be further improved by combining the adaptive modulation control method of the present embodiment and the retransmission control method that combines the maximum ratio of the initial transmission data and the retransmission data.
なお、本発明にかかる適応変調制御方法は,複数のサブキャリア(群)が存在し、サブキャリア(群)ごとに適応変調を行うシステム(ex. Power Line Communication,802.16e,3GPP Evolved UTRA)に広く適用可能である。 The adaptive modulation control method according to the present invention is applied to a system (ex. Power Line Communication, 802.16e, 3GPP Evolved UTRA) in which a plurality of subcarriers (groups) exist and adaptive modulation is performed for each subcarrier (group). Widely applicable.
実施の形態2.
前述した実施の形態1では、図11に示すように、Payloadの直前にHeaderがあるため、Headerから制御信号を取り出さないとPayloadの復調処理が始められない。そのため、受信局は、すでに受信してしまったPayloadの一部をメモリに蓄積しておかなければならない。そこで、本実施の形態では、たとえば、図14に示すように、Header部を含まない無線フレーム構成で変調多値数を制限する場合について説明する。なお、送信局および受信局の構成は、前述した実施の形態1と同一である。
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 11, since there is a header immediately before the payload, the demodulation process of the payload cannot be started unless a control signal is extracted from the header. Therefore, the receiving station must store a part of the payload that has already been received in the memory. Therefore, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 14, a case will be described in which the modulation multi-level number is limited in a radio frame configuration that does not include a header part. The configurations of the transmitting station and the receiving station are the same as those in the first embodiment.
本実施の形態では、図15に示すように、送信局1から受信局2へ送信制御信号を送信し(ステップS31)、受信局2から送信局1への応答信号が正しく受信できた場合(ステップS32)に、送信局1が、先に送信しておいた送信制御信号に基づいて、変調多値数を制限した各サブキャリア(群)に送信データを割当てて、主信号を送信する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, a transmission control signal is transmitted from the transmitting
このように、本実施の形態では、受信局で送信制御信号を正しく受信した後に、送信局が主信号を送信することとした。これにより、前述した実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、上記Payloadの一部を蓄積するためのメモリをなくすことができる。 Thus, in this embodiment, the transmitting station transmits the main signal after correctly receiving the transmission control signal at the receiving station. As a result, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a memory for storing a part of the payload can be eliminated.
また、一例として、HyperLAN/2のフレームフォーマットを適用した場合には、上記と異なる方法で上記と同様の効果を得ることができる。具体的には、図16に示すように、無線フレームを、BCH,FCH,ACH,SCH/LCH(DL),SCH/LCH(UL),RCHで構成する。BCH,FCH,ACH,RCHは共通チャネルであるため、変調多値数は固定である。一方で、SCH/LCH(DL)とSCH/LCH(UL)は個別チャネルであるため、変調多値数を適応的に割当てることができる。また、SCH/LCH(DL)の宛先やSCH/LCH(UL)の送信許可についてはFCHで行う。このとき、このFCHを用いて、SCH/LCH(DL)やSCH/LCH(UL)の変調多値数の抑制を指示する。このフレームフォーマットは、FCHとSCH/LCH(DL)の間にACHが入っているため、FCHから変調多値数の抑制に関する情報を取り出す処理にかかる時間がACH以内であれば、実施の形態2と同様の効果を得ることができる。なお、ACH以上であっても、ACHの分だけメモリ量を減らすことができる。
As an example, when the HyperLAN / 2 frame format is applied, the same effect as described above can be obtained by a method different from the above. Specifically, as shown in FIG. 16, a radio frame is configured by BCH, FCH, ACH, SCH / LCH (DL), SCH / LCH (UL), and RCH. Since BCH, FCH, ACH, and RCH are common channels, the modulation multi-level number is fixed. On the other hand, since SCH / LCH (DL) and SCH / LCH (UL) are dedicated channels, it is possible to adaptively assign modulation multi-level numbers. In addition, SCH / LCH (DL) destination and SCH / LCH (UL) transmission permission are performed by FCH. At this time, this FCH is used to instruct suppression of the modulation multi-level number of SCH / LCH (DL) and SCH / LCH (UL). In this frame format, since ACH is included between FCH and SCH / LCH (DL), if the time taken to extract information related to suppression of the modulation multi-value number from FCH is within ACH,
以上のように、本発明にかかる適応変調制御方法は、複数のサブキャリアまたは複数のサブキャリア群が存在するシステムに有用であり、特に、サブキャリアまたはサブキャリア群ごとに適応変調を行うシステムに適している。 As described above, the adaptive modulation control method according to the present invention is useful for a system in which a plurality of subcarriers or a plurality of subcarrier groups exist, and in particular, in a system that performs adaptive modulation for each subcarrier or subcarrier group. Is suitable.
1 送信局
2 受信局
11 制御部
12 送信部
13 受信部
21 制御部
22 受信部
23 送信部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記送信局が、サブキャリアまたはサブキャリア群に割当て可能な最大変調多値数を含む送信制御信号、および送信データである主信号を送信するデータ送信ステップと、
前記受信局が、受信した送信制御信号に基づいて主信号を復調および復号し、受信データの誤りの有無を示す送達確認のための受信制御信号を返信する送達確認送信ステップと、
前記送信局が、受信した受信制御信号に基づいて受信品質が劣化していると判断した場合に、前記最大変調多値数を抑制する制御を行う変調多値数調整ステップと、
を含むことを特徴とする適応変調制御方法。 In a communication system in which the modulation method is variable for each subcarrier or subcarrier group, the modulation multi-value applied for each subcarrier or subcarrier group between the transmitting station and the receiving station by transmission / reception processing at the start of communication An adaptive modulation control method when the numbers are known to each other,
A data transmission step in which the transmitting station transmits a transmission control signal including a maximum modulation multi-level number that can be assigned to a subcarrier or a subcarrier group, and a main signal that is transmission data;
A delivery confirmation transmitting step in which the receiving station demodulates and decodes the main signal based on the received transmission control signal and returns a reception control signal for delivery confirmation indicating the presence or absence of an error in the received data;
A modulation multi-level number adjusting step for performing control to suppress the maximum modulation multi-level number when the transmitting station determines that reception quality is deteriorated based on the received reception control signal;
An adaptive modulation control method comprising:
返信された受信制御信号に含まれるCRC判定結果が一致していることを示している場合に、当該受信制御信号に含まれる誤り訂正率と送信局で保持する基準値とを比較し、
さらに、その比較結果に基づき受信品質が劣化していると判断した場合に、前記最大変調多値数を抑制する制御を行うことを特徴とする請求項2に記載の適応変調制御方法。 In the modulation multi-level number adjusting step,
When the CRC determination result included in the returned reception control signal indicates that it matches, the error correction rate included in the reception control signal is compared with the reference value held by the transmitting station,
The adaptive modulation control method according to claim 2, further comprising performing control to suppress the maximum modulation multi-level number when it is determined that reception quality is deteriorated based on the comparison result.
返信された受信制御信号に含まれるCRC判定結果が不一致であることを示している場合、受信品質が劣化していると判断し、前記最大変調多値数を抑制する制御を行うことを特徴とする請求項2または3に記載の適応変調制御方法。 In the modulation multi-level number adjusting step,
When the CRC determination result included in the returned reception control signal indicates that they do not match, it is determined that reception quality has deteriorated, and control is performed to suppress the maximum modulation multilevel number. The adaptive modulation control method according to claim 2 or 3.
サブキャリアまたはサブキャリア群に割当て可能な最大変調多値数を含む送信制御信号、および送信データである主信号を送信するデータ送信手段と、
前記相手局が受信データの誤りの有無を示す送達確認のために返信した受信制御信号に基づいて受信品質が劣化していると判断した場合に、前記最大変調多値数を抑制する制御を行う変調多値数調整手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 Used in a communication system in which the modulation method is variable for each subcarrier or subcarrier group, and the transmission / reception processing at the start of communication allows the modulation multilevel number applied to each subcarrier or subcarrier group between the partner station Communication devices known to each other,
A data transmission means for transmitting a transmission control signal including a maximum number of modulation multi-values that can be assigned to a subcarrier or a subcarrier group, and a main signal that is transmission data;
When it is determined that the reception quality has deteriorated based on the reception control signal returned for confirmation of delivery indicating the presence or absence of errors in the received data by the counterpart station, control is performed to suppress the maximum modulation multi-level number Modulation multi-level number adjusting means;
A communication apparatus comprising:
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