JP2010034834A

JP2010034834A - 無線送受信装置、変調制御方法、およびプログラム

Info

Publication number: JP2010034834A
Application number: JP2008194747A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Fukuda; 陽介福田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-12
Also published as: WO2010013584A1; TW201010326A

Abstract

【課題】伝搬路環境がモバイル環境であっても、伝搬路環境に応じた最適な適応変調制御を行うこと。
【解決手段】本発明の無線送受信装置は、受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する残留周波数オフセット測定部と、変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）との対応テーブルを複数記憶する記憶部と、残留周波数オフセット測定部にて測定された残留周波数オフセット量に基づいて、記憶部に記憶された対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいてＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する変調制御部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線送受信装置において、他の無線送受信装置に送信する無線送信信号の変調および符号化処理に用いる変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて適応的に選択する適応変調制御（マルチレート制御）を行う技術に関する。

無線送受信装置として、適応変調制御を行う場合に、変調方式および符号化率の組合せ（ＭＣＳ：Modulation Coding Scheme）と所要搬送波電力対干渉・雑音電力比（所要ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）との対応テーブルを用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。符号化率の例としては、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）の無線基地局で用いられる前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）符号化率等が挙げられる。

具体的には、この種の無線送受信装置では、ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise：加法性白色雑音）チャネルでの無線受信信号の受信ＢＥＲ（Bit Error Rate）／ＦＥＲ（Frame Error Rate）特性に基づいて作成された対応テーブルを用いる。そして、この対応テーブルに従い、実際の受信ＣＩＮＲの増減に応じて、変調度の浅い変調方式（ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying），ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等）と、変調度の深い変調方式（１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation），６４ＱＡＭ等）と、が切り替えられる。
特開２００３−３１９００７号公報

しかしながら、マルチパスフェージングチャネルにおいては、ある一定の受信ＢＥＲ／ＦＥＲ特性基準を満たす所要ＣＩＮＲが、ＱＰＳＫ３／４（変調方式と前方誤り訂正符号化率。以下、同じ）と１６ＱＡＭ１／２との間や、１６ＱＡＭ５／６と６４ＱＡＭ１／２との間のような変調方式が異なる隣接ＭＣＳ間で、逆転する場合がある。

この場合、上述した無線送受信装置においては、実際に通信している瞬間の伝搬路環境に応じた最適な適応変調制御を行うことができないという課題がある。

この課題を解決する方法としては、フェージングチャネルを考慮して、上述のＭＣＳと所要ＣＩＮＲとの対応テーブルにおいて、例えば、ＱＰＳＫ３／４と１６ＱＡＭ１／２の所要ＣＩＮＲ値を静的に変更する方法が考えられる。

しかし、この方法は、通信相手が移動端末であるようなモバイル環境の場合、チャネルが動的に変わることが想定されるため、モバイル環境に対応することができないという課題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した課題を解決し、伝搬路環境がモバイル環境であっても、伝搬路環境に応じた最適な適応変調制御を行うことができる無線送受信装置、変調制御方法、およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の無線送受信装置は、
無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置であって、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する残留周波数オフセット測定部と、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）との対応テーブルを複数記憶する記憶部と、
前記残留周波数オフセット測定部にて測定された残留周波数オフセット量に基づいて、前記記憶部に記憶された対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する変調制御部と、を有する。

上記目的を達成するために本発明の変調制御方法は、
無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置による変調制御方法であって、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ）との対応テーブルを複数記憶する記憶ステップと、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する測定ステップと、
前記残留周波数オフセット量に基づいて、前記対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する選択ステップと、を有する。

上記目的を達成するために本発明のプログラムは、
無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置に、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ）との対応テーブルを複数記憶する記憶手順と、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する測定手順と、
前記残留周波数オフセット量に基づいて、前記対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する選択手順と、を実行させる。

本発明の無線送受信装置は、残留周波数オフセット量に応じて、変調方式および符号化率の組合せ（ＭＣＳ）と搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ）との対応テーブルを動的に切り替えた上で、変調方式および符号化率を選択する。そのため、ＡＷＧＮチャネルとマルチパスフェージングチャネルで、ある一定の受信ＢＥＲ／ＦＥＲ特性基準を満たす所要ＣＩＮＲが隣接ＭＣＳ間で逆転するような場合にも、伝搬路環境に応じた最適な適応変調制御を行うことができるという効果が得られる。

また、本発明の無線送受信装置は、無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定するため、伝搬路環境が時間空間的に変動するモバイル環境にも対応して、最適な適応変調制御を行うことができるという効果が得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

なお、以下で説明する実施形態では、本発明の無線送受信装置を、移動端末との間で無線信号を時分割複信フレーム（以下、ＴＤＤ（Time Division Duplex）フレームと称す）として送受信し、ＭＣＳに符号化率として前方誤り訂正符号化率が設定されたＷｉＭＡＸの無線基地局に適用した場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１は、本発明の一実施形態の無線基地局１０１の構成を示す図である。なお、図１には、無線基地局１０１の構成要素のうち、本発明に関わる構成要素のみが示されている。

図１を参照すると、本実施形態の無線基地局１０１は、信号受信部１０２と、残留周波数オフセット測定部１０３と、記憶部１０４と、適応変調制御部１０５と、信号送信部１０６と、を有している。

信号受信部１０２は、移動端末からＴＤＤフレームとして送信されてきた無線受信信号を受信する。なお、この無線受信信号には、移動端末が測定した下りリンクの搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）の測定値が含まれている。

残留周波数オフセット測定部１０３は、信号受信部１０２で受信された無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する。

記憶部１０４は、変調方式および前方誤り訂正符号率の組合せであるＭＣＳと所要ＣＩＮＲとの対応テーブルを複数記憶する（図２Ａ、図２Ｂ参照）。

例えば、無線基地局１０１の管理者は、上述の対応テーブルを、次のようにして作成して、記憶部１０４に記憶させる。

まず、管理者は、事前にフェージングシミュレータ等を用いて測定した、マルチパスフェージングチャネルでの受信ＢＥＲ／ＦＥＲ特性を基に、隣接ＭＣＳ間で所要ＣＩＮＲが逆転するようなドップラーシフト（＝周波数オフセット）量を確認する。ここでは、ある周波数オフセット量において、ＱＰＳＫ３／４と１６ＱＡＭ１／２間、および、１６ＱＡＭ５／６と６４ＱＡＭ１／２間で、所要ＣＩＮＲが逆転したとする。

次に、管理者は、上記で確認した周波数オフセット量を残留オフセット周波数の閾値に設定して、記憶部１０４に記憶させる。

その後、管理者は、残留周波数オフセット量が上記で設定した閾値よりも小さい場合に用いる対応テーブル（図２Ａ）と、閾値以上である場合に用いる対応テーブル（図２Ｂ）と、をそれぞれ作成して、記憶部１０４に記憶させる。

なお、ここでは、対応テーブルが２つである場合を例に挙げたが、閾値が複数となる場合には、それに合わせて対応テーブルを３つ以上としてもよい。

適応変調制御部１０５は、残留周波数オフセット測定部１０３で測定された残留周波数オフセット量を、管理者により予め設定された閾値と比較し、その比較結果に基づいて、記憶部１０４に記憶された複数の対応テーブルのいずれかを選択する。

例えば、適応変調制御部１０５は、残留周波数オフセット量が上記で設定した閾値よりも小さい場合には図２Ａの対応テーブルを選択し、閾値以上である場合には図２Ｂの対応テーブルを選択する。

さらに、適応変調制御部１０５は、上記選択した対応テーブルにおいて、所要ＣＩＮＲに基づいて変調方式および前方誤り訂正符号率を選択して変調および符号化処理を行う適応変調制御を実行する。

例えば、適応変調制御部１０５は、図２Ａの対応テーブルを選択した場合において、無線受信信号に含まれる下りリンクのＣＩＮＲの測定値が“１６”である場合には、測定値が所要ＣＩＮＲ“１５”を超えているため、変調方式および前方誤り訂正符号率として、１６ＱＡＭ３／４を選択する。

信号送信部１０６は、適応変調制御部１０５で変調および符号化処理が行われた無線受信信号を、ＴＤＤフレームとして移動端末に送信する。

以上、本実施形態の構成を詳細に説明したが、信号受信部１０２、残留周波数オフセット測定部１０３、および信号送信部１０６は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、これらの詳細な内部構成の説明は省略する。

以下、無線基地局１０１の動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。

ここでは、記憶部１０４には、図２Ａおよび図２Ｂの２つの対応テーブルが記憶され、このうち図２Ａの対応テーブルがデフォルトのテーブルであるものとする。

図３を参照すると、ステップ３０１において、移動端末から送信されてきたＴＤＤフレームが信号受信部１０２で受信されると、まず、ステップ３０２において、残留周波数オフセット測定部１０３は、残留周波数オフセット量を測定する。

次に、ステップ３０３において、適応変調制御部１０５は、残留周波数オフセット量を、管理者により予め設定された閾値と比較する。

もし、残留周波数オフセット量が閾値よりも小さい場合、ステップ３０５において、適応変調制御部１０５は、記憶部１０４に記憶された図２Ａのデフォルトの対応テーブルを用いて適応変調制御を実行する。

一方、残留周波数オフセット量が閾値以上である場合、ステップ３０４において、適応変調制御部１０５は、記憶部１０４に記憶された図２Ｂの対応テーブルに変更し、ステップ３０５において、図２Ｂの対応テーブルを用いて適応変調制御を実行する。

その後、ステップ３０６において、信号送信部１０６は、適応変調制御部１０５で変調および符号化処理が行われたＴＤＤフレームを移動端末に送信する。

上述したように本実施形態においては、適応変調制御部１０５は、残留周波数オフセット量に応じて、変調方式および前方誤り訂正符号率の組合せであるＭＣＳと所要ＣＩＮＲとの対応テーブルを動的に切り替えた上で、ＭＣＳを選択する。そのため、ＡＷＧＮチャネルとマルチパスフェージングチャネルで、ある一定の受信ＢＥＲ／ＦＥＲ特性基準を満たす所要ＣＩＮＲが隣接ＭＣＳ間で逆転するような場合にも、伝搬路環境に応じた最適な適応変調制御を行うことができる。

また、本実施形態においては、残留周波数オフセット測定部１０３は、無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定するため、伝搬路環境が時間空間的に変動するモバイル環境にも対応して、最適な適応変調制御を行うことができる。

なお、本発明の無線送受信装置として適用される無線基地局１０１にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。

本発明の一実施形態の無線基地局の構成を示すブロック図である。図１に示した無線基地局にて用いられる対応テーブルの一例を示す図である。図１に示した無線基地局にて用いられる対応テーブルの他の例を示す図である。図１に示した無線基地局の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０１無線基地局
１０２信号受信部
１０３残留周波数オフセット測定部
１０４記憶部
１０５適応変調制御部
１０６信号送信部

Claims

無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置であって、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する残留周波数オフセット測定部と、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ：Carrier to Interference and Noise Ratio）との対応テーブルを複数記憶する記憶部と、
前記残留周波数オフセット測定部にて測定された残留周波数オフセット量に基づいて、前記記憶部に記憶された対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する変調制御部と、を有する無線送受信装置。
前記変調制御部は、前記残留周波数オフセット測定部にて測定された残留周波数オフセット量を予め設定された閾値と比較し、該比較結果に基づいて、前記対応テーブルを選択する、請求項１に記載の無線送受信装置。
前記符号化率は、前方誤り訂正符号化率である、請求項１または２に記載の無線送受信装置。
無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置による変調制御方法であって、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ）との対応テーブルを複数記憶する記憶ステップと、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する測定ステップと、
前記残留周波数オフセット量に基づいて、前記対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する選択ステップと、を有する変調制御方法。
前記選択ステップでは、前記残留周波数オフセット量を予め設定された閾値と比較し、該比較結果に基づいて、前記対応テーブルを選択する、請求項４に記載の変調制御方法。
前記符号化率は、前方誤り訂正符号化率である、請求項４または５に記載の変調制御方法。
無線送信信号の変調方式および符号化率を、伝搬路環境に応じて選択する無線送受信装置に、
変調方式および符号化率の組合せと搬送波電力対干渉・雑音電力比（ＣＩＮＲ）との対応テーブルを複数記憶する記憶手順と、
受信した無線受信信号の残留周波数オフセット量を測定する測定手順と、
前記残留周波数オフセット量に基づいて、前記対応テーブルを選択し、選択した対応テーブルにおいて前記ＣＩＮＲに基づいて変調方式および符号化率を選択する選択手順と、を実行させるプログラム。
前記選択手順では、前記残留周波数オフセット量を予め設定された閾値と比較し、該比較結果に基づいて、前記対応テーブルを選択する、請求項７に記載のプログラム。
前記符号化率は、前方誤り訂正符号化率である、請求項７または８に記載のプログラム。