JP2011035549A - Power control method for parallel channel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えばMIMO(Multiple−Input Multiple−Output)伝送方式で形成される複数並列チャネルを介するデータ送信において、複数並列チャネルに対する送信電力制御を行う並列チャネルに対する電力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power control method for a parallel channel for performing transmission power control for a plurality of parallel channels in data transmission via a plurality of parallel channels formed by, for example, a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) transmission method.
ワイヤレスブロードバンドにおける高速大容量化の要求は日増しに大きくなっている。このような状況から、伝送容量を飛躍的に向上させる手法として、移動体通信、無線LAN等にMIMO伝送方式が導入されている。さらに、柔軟なリソース制御が可能なことや、周波数選択性フェージングに対する耐性が強いという特徴を持つシステム帯域全体を複数の周波数ブロック(サブキャリアと呼ばれる)に分割し、各ブロックに対しデータを割り当てるOFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access)に上記MIMO通信方式を組み合わせたMIMO−OFDM、MIMO−OFDMA方式の検討が近年急速に進められている。 The demand for high speed and large capacity in wireless broadband is increasing day by day. Under such circumstances, a MIMO transmission method has been introduced in mobile communication, wireless LAN, and the like as a method for dramatically improving the transmission capacity. In addition, OFDM that allocates data to each block by dividing the entire system band into multiple frequency blocks (referred to as subcarriers) with the feature that flexible resource control is possible and resistance to frequency selective fading is strong. In recent years, studies on MIMO-OFDM and MIMO-OFDMA schemes in which the above MIMO communication scheme is combined with / OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Orthogonal Frequency Division Multiple Access) have been rapidly advanced.
MIMO伝送は空間の複雑性を利用し、空間軸上に複数の独立並列チャネルを形成することで、アンテナ本数に応じてチャネル容量が線形に増加する伝送技術である。 MIMO transmission is a transmission technique that utilizes the complexity of space and forms a plurality of independent parallel channels on the space axis, so that the channel capacity increases linearly according to the number of antennas.
このような背景の中、特許文献1では、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用いたマルチチャネル通信システムにおいて、各チャネルの電力割り当てを効果的かつ効率的に判断するための技術が記載されており、アンテナ毎の最大出力値の制約を考慮しつつ、サブチャネル及びアンテナ毎に電力(送信アンテナウェイト値)を割り当てる方法を提供している。
In such a background,
MIMO伝送システムは空間軸上に複数の独立並列チャネルを形成し、伝送速度を向上する技術である。MIMO伝送システムで形成される独立な並列チャネル間には、利得差があり、並列化された信号ストリームの全てが同じ品質で伝送されない。伝送する信号の並列化にはHorizontal Encoding法とVertical Encoding法がある。Horizontal Encoding法は並列チャネル毎に異なるFEC(Forward Error Correction)ブロックが割り当てられ、変調レベルも並列チャネル毎に異なる。 The MIMO transmission system is a technique for improving the transmission speed by forming a plurality of independent parallel channels on the space axis. There is a gain difference between independent parallel channels formed in a MIMO transmission system, and not all of the paralleled signal streams are transmitted with the same quality. There are a horizontal encoding method and a vertical encoding method for parallelizing signals to be transmitted. In the horizontal encoding method, different FEC (Forward Error Correction) blocks are assigned to each parallel channel, and the modulation level is also different for each parallel channel.
そのため、高い利得の並列チャネルに割り当てられたFECブロックは低い利得の並列チャネルの影響を受けずに復調が可能である。さらに、高い利得の並列チャネルには高い変調レベルの信号を割り当て、利得の低い並列チャネルには低い変調レベルの信号を割り当てることで、シャノンの情報理論に漸近する伝送能力を得ることができるため、Horizontal Encoding法は最良の信号の並列化方法である。 Therefore, the FEC block allocated to the high gain parallel channel can be demodulated without being affected by the low gain parallel channel. Furthermore, by assigning a high modulation level signal to a high gain parallel channel and assigning a low modulation level signal to a low gain parallel channel, it is possible to obtain a transmission capability asymptotic to Shannon's information theory. Horizontal encoding is the best signal parallelization method.
一方、Vertical Encoding法は1つのFECブロックの信号を各並列チャネルに振り分ける割り当て方法であり、全ての並列チャネルで同じ変調レベルとなる。そのため、FECブロックをデコードするときには利得の低い並列チャネルの影響がFECブロック全体に及ぶことになり、並列チャネル全体の性能が利得の低い並列チャネルに依存してしまう悪影響がある。また、全ての並列チャネルで同じ変調レベルとなるため、利得の高い並列チャネルに応じて変調レベルを決定すると利得の低い並列チャネルで誤りが多くなってしまう。一方、利得の低い並列チャネルに応じて変調レベルを決定すると利得の高い並列チャネルでは冗長となり伝送速度を大きく落としてしまう問題がある。 On the other hand, the Vertical Encoding method is an allocation method in which a signal of one FEC block is allocated to each parallel channel, and all the parallel channels have the same modulation level. Therefore, when decoding the FEC block, the influence of the parallel channel having a low gain reaches the entire FEC block, and there is an adverse effect that the performance of the entire parallel channel depends on the parallel channel having a low gain. Also, since all the parallel channels have the same modulation level, if the modulation level is determined according to the parallel channel having a high gain, errors increase in the parallel channel having a low gain. On the other hand, when the modulation level is determined according to the parallel channel having a low gain, the parallel channel having a high gain becomes redundant and there is a problem that the transmission speed is greatly reduced.
そこで、この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、1つのFECブロックデータを複数の並列チャネルに振り分けて伝送するVertical Encoding法を用いた伝送方式において、利得の低い並列チャネルがFECブロック全体に与える影響を軽減することができる並列チャネルに対する電力制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points. In a transmission method using the Vertical Encoding method in which one FEC block data is distributed and transmitted to a plurality of parallel channels, a parallel channel with a low gain is used for the entire FEC block. It is an object of the present invention to provide a power control method for parallel channels that can reduce the influence on the channel.
この発明に係る並列チャネルに対する電力制御方法は、1つのFECブロックデータを複数の並列チャネルに振り分けて伝送するVertical Encoding法を用いた伝送方式における並列チャネルに対する電力制御方法であって、各並列チャネルの利得差に応じた電力制御することを特徴とする。 A power control method for parallel channels according to the present invention is a power control method for parallel channels in a transmission scheme using the Vertical Encoding method in which one FEC block data is distributed and transmitted to a plurality of parallel channels. The power control is performed according to the gain difference.
この発明によれば、各並列チャネルの利得差に応じた電力制御することにより、利得の低い並列チャネルがFECブロック全体に与える影響を軽減することができる。 According to the present invention, the power control according to the gain difference of each parallel channel can reduce the influence of the parallel channel having a low gain on the entire FEC block.
以下に、この発明に係る並列チャネルに対する電力分配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、本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 a power distribution method for parallel channels according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Embodiment.
1.装置構成
図1は、この発明の実施の形態に係る並列チャネルに対する電力分配方法を説明するための無線基地局装置(送信機)の構成を示すブロック図である。図1において、送信機100は、ユーザデータである送信ビット系列をシステムにて規定される誤り訂正符号種別に従い誤り訂正符号化を行い1つのFECブロックを生成するFECエンコード部101、送信信号に対して一次変調(コンスタレーション上へのマッピング)を行う変調部102、変調データを並列チャネル数分に振り分けるデータ分配部103、OFDM/OFDMA等の伝送方式に従い無線リソースに対して変調データをマッピングするリソースマッピング部104、マッピングされた送信データを無線信号処理(IDFT:Inverse Discrete Fourier TransferによるOFDM処理等を含む)を行い、D/A(ディジタル−アナログ)変換後にアップコンバートし、RF(Radio Frequency)帯へ変換する操作を行うベースバンド/RF処理部105、受信機からのフィードバック情報をもとに並列チャネルのチャネル品質情報を取得する並列チャネル品質解析部106、受信局からのフィードバック情報をもとに受信局のCINR情報を取得するCINR測定部110、受信局からのCINR情報、並列チャネル品質情報からコーディングレート、変調度、電力制御情報を決定するスケジューリング部107から構成される。
1. Apparatus Configuration FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio base station apparatus (transmitter) for explaining a power distribution method for parallel channels according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
ユーザデータである送信ビット系列はスケジューリング部107の指示に従いFECエンコード部101にて誤り訂正符号化され、1ユーザ毎のFECブロックに変換される。このFECブロックは、スケジューリング部107の指示に従い変調部102にて一次変調され、変調データに変換される。変調データは、データ分配部103によって各並列チャネルに等分配される。等分配された変調データは、各並列チャネルにおいて、リソースマッピング部104にてスケジューリング部107の指示に従い電力調整が施され、無線リソースに対してマッピングされる。無線リソースにマッピングされた電力調整後の変調データはベースバンド/RF処理部105にて無線信号処理された後、RF帯へ変換されアンテナを介して空間へ放射される。
The transmission bit sequence that is user data is subjected to error correction coding in the
次に、図2を用いてスケジューリング部107を詳細に説明する。スケジューリング部107は、受信局のCINR情報をもとにコーディングレートと変調度を決定するMCS(Modulation and Coding Scheme)レベル決定部108、MCSレベル決定部108からのコーディングレート情報と並列チャネル品質解析部106からの並列チャネル品質情報をもとに各並列チャネルの電力制御情報を決定する電力制御部109からなる。
Next, the
2.想定システム
以下、送信機100の具体的な動作について説明する。並列チャネル品質解析部108は、2つの方法で並列チャネルの品質を取得する。また、図3に示すような通信形態の場合について説明する。セル200は送信局201がカバーする領域であり、セルラーシステムを想定する。しかし、無線LANのようなスポット的な場合にもこの発明は適用可能である。ここでは、送信局201が受信局202に対して並列チャネルを用いてユーザデータを送信する場合を考える。
2. Assumed System Hereinafter, a specific operation of the
3.チャネル品質の取得
3.1.UL−サウンディングによる並列チャネル品質取得
TDD(Time Division Duplex)のようなDL(Down Link)とUL(Up Link)の間に伝搬路の可逆性がある場合、UL−サウンディングにより送信局でDLの伝搬路を推定可能である。また、並列チャネルの伝送利得は受信局のMIMOデコード方式によって依存するため、受信局のMIMOデコード方式を送信局が知っている必要がある。受信局は規定のUL−サウンディングパケットをULチャネルを用いて短周期もしくは長周期に送信する。送信局は受信したUL−サウンディングパケットを解析し、DLの伝搬路情報(送受信間の伝送路係数)を推定する。
3. Acquisition of channel quality 3.1. Acquisition of parallel channel quality by UL-sounding When there is reversibility of the propagation path between DL (Down Link) and UL (Up Link) such as TDD (Time Division Duplex), the propagation of DL at the transmitting station by UL-sounding The path can be estimated. Further, since the transmission gain of the parallel channel depends on the MIMO decoding scheme of the receiving station, the transmitting station needs to know the MIMO decoding scheme of the receiving station. The receiving station transmits a prescribed UL-sounding packet in a short cycle or a long cycle using the UL channel. The transmitting station analyzes the received UL-sounding packet and estimates DL propagation path information (transmission path coefficient between transmission and reception).
並列チャネル品質解析部106は、この推定した伝搬路情報と受信局のMIMOデコード方式から並列チャネルのチャネル品質を推定する。チャネル品質とは、CNR(Carrier to Noise Ratio)もしくはLLR(Log Likelihood ratio)のようなチャネルの信頼性を示す指標である。UL−サウンディングパケットを受信局が送信する周期が、システムが規定する並列チャネルの電力制御周期よりも短い場合、並列チャネル品質解析部106は、並列チャネルのチャネル品質の分布を計算する場合もある。つまり、UL−サウンディングの周期に従い、並列チャネル品質解析部106は、以下を計算する。
The parallel channel
短周期のUL−サウンディング : 並列チャネルのチャネル品質分布
長周期のUL−サウンディング : 並列チャネルの瞬時のチャネル品質
Short-period UL-sounding: Channel quality distribution of parallel channels Long-period UL-sounding: Instantaneous channel quality of parallel channels
3.2 Feedbackによる並列チャネル品質取得
FDD(Frequency Division Duplex)では、TDDのような伝搬路の可逆性がないため、UL−サウンディングが不可能である。そこで、受信局において並列チャネルのチャネル品質を推定し、これを送信局へフィードバックする必要がある。送信局は既知のパイロット信号を送信し、受信局がこれを用いてDLの伝搬路を推定する。推定した伝搬路と受信局のMIMOデコード方式をもとに並列チャネルのチャネル品質を推定する。並列チャネルのチャネル品質測定に限らず、受信局でユーザデータを復調するために、常にパイロット信号を送信する場合がある。
3.2 Acquisition of parallel channel quality by feedback In FDD (Frequency Division Duplex), UL-sounding is impossible because there is no reversibility of the propagation path as in TDD. Therefore, it is necessary to estimate the channel quality of the parallel channel at the receiving station and feed it back to the transmitting station. The transmitting station transmits a known pilot signal, and the receiving station uses this to estimate the DL propagation path. The channel quality of the parallel channel is estimated based on the estimated propagation path and the MIMO decoding scheme of the receiving station. In addition to measuring channel quality of parallel channels, a pilot signal may always be transmitted in order to demodulate user data at a receiving station.
そのため、受信局は極めて短周期に並列チャネルのチャネル品質を取得することが可能である。よって、システムが要求するフィードバック周期に合わせて並列チャネルのチャネル品質の分布、瞬時のチャネル品質のどちらでも送信局にフィードバック可能である。また、フィードバック周期が長周期であり、チャネル品質の分布が得られる場合でも、分布ではなくチャネル品質の平均値をフィードバックすることも可能である。さらに、フィードバック周期が短周期であり、送信局が瞬時のチャネル品質を取得できる場合でも、送信局がこれらを用いてチャネル品質の分布、もしくはチャネル品質の平均値を使用することも可能である。もちろん、この方式はTDDにおいても有効である。 Therefore, the receiving station can acquire the channel quality of the parallel channel in a very short period. Therefore, according to the feedback period required by the system, both the channel quality distribution of the parallel channels and the instantaneous channel quality can be fed back to the transmitting station. Even when the feedback period is a long period and a distribution of channel quality can be obtained, it is possible to feed back not the distribution but the average value of the channel quality. Furthermore, even when the feedback cycle is short and the transmitting station can acquire instantaneous channel quality, the transmitting station can use the channel quality distribution or the average value of the channel quality using these. Of course, this method is also effective in TDD.
4.MCSレベルの決定方法
MCSレベル決定部108は、CINR測定部110からのCINR情報をもとにユーザデータのMCSレベルを決定する。MCSレベルの決定方法は、送信局が許容する信号増幅量PLimitと受信局のCINR情報CINR0によって決定される。信号増幅量PLimitとCINR情報CINR0からMCSレベルMCSPCを導出する関係式(1)を予め用意しておく方法が考えられるが、最も簡単な方法としては、離散的な対応表を予め用意しておき、その対応表に照らし合わせてMCSレベルMCSPCを決定する方法も考えられる。
4). MCS Level Determination Method The MCS
5.並列チャネルの電力制御方法
5.1.利用する情報源
電力制御部109は、並列チャネル品質情報とコーディングレートをもとに電力制御情報を決定する。上記に述べたように取得できる並列チャネルのチャネル品質は3種類ある。
[1].瞬時のチャネル品質、
[2].チャネル品質の平均値、
[3].チャネル品質の分布
5). Parallel channel power control method 5.1. Information Source to be Used The
[1]. Instantaneous channel quality,
[2]. Average channel quality,
[3]. Channel quality distribution
[1]、[2]については各並列チャネル1つのレベル数値であるため、どちらもチャネル品質レベルとして同様に扱う。一方、[3]については、チャネル品質レベルに対する評価が広がりをもつので、[1]、[2]とは制御が異なる。以下に、[1]、[2]の両方についての電力制御方法を説明し、次に[3]についての電力制御方法を説明する。 Since [1] and [2] are level values of one parallel channel, both are treated similarly as channel quality levels. On the other hand, the control for [3] is different from [1] and [2] because the evaluation of the channel quality level is wide. The power control method for both [1] and [2] will be described below, and then the power control method for [3] will be described.
5.2.平均値・瞬時チャネル品質による電力制御方法(コーディングレートを考慮しない場合)
チャネル品質レベルを用いて電力制御を行う場合について説明する。並列チャネルのチャネル品質レベルに対する、各並列チャネルの電力調整量は次式(2)となる。
5.2. Power control method based on average value and instantaneous channel quality (when coding rate is not considered)
A case where power control is performed using a channel quality level will be described. The power adjustment amount of each parallel channel with respect to the channel quality level of the parallel channel is expressed by the following equation (2).
ここで、Nは並列チャネル数、FPCは電力調整関数、C1,C2,・・・,CNは電力制御前のチャネル品質レベルであり、一般的には、CNR(Carrier to Noise Ratio)が用いられる。また、λ1,λ2,・・・,λNを等電力分配時の電力(P0)からの電力制御量であり、以下の関係式(3)を満たす。 Here, N is the number of parallel channels, FPC is a power adjustment function, C 1 , C 2 ,..., C N are channel quality levels before power control, and are generally CNR (Carrier to Noise Ratio). ) Is used. In addition, λ 1 , λ 2 ,..., Λ N are power control amounts from the power (P 0 ) at the time of equal power distribution, and satisfy the following relational expression (3).
さらに、g1,g2,・・・,gNを並列チャネルの利得、雑音電力をPNとすると、j番目の並列チャネルの品質レベル(CNR)は次式(4)となる。 Furthermore, if g 1 , g 2 ,..., G N are parallel channel gains and noise power is PN , the quality level (CNR) of the j-th parallel channel is expressed by the following equation (4).
一例として、図4(a)に2並列チャネルの場合を示す。各並列チャネルは、Ch1品質レベルC1301、Ch2品質レベルC2302の品質レベルを持つ。所望チャネル品質レベル303γth_reqはターゲットBER(Bit Error Rate)を満たすチャネル品質レベル、切捨チェネル品質レベル306γth_offは電力制御によっても特性の改善が見込まれないチャネル品質レベルである。
As an example, FIG. 4A shows the case of two parallel channels. Each parallel channel has a quality level of Ch1
各並列チャネルは、MIMOデコード後の分離チャネルであり、独立したAWGN(Additive White Gaussian Noise)チャネルと等しい。よって、所望チャネル品質レベル303(γth_req)は、AWGNチャネルでの所望BERを満たすチャネル品質レベルである。 Each parallel channel is a separation channel after MIMO decoding, and is equivalent to an independent AWGN (Additive White Gaussian Noise) channel. Therefore, the desired channel quality level 303 (γ th_req ) is a channel quality level that satisfies the desired BER in the AWGN channel.
等電力分配では、並列チャネルの品質レベル差は並列チャネル利得gjに依存し、gjが低すぎると電力制御λjによる品質改善分が微少であり、効率的にチャネル品質レベルを改善させることができない。さらに、BERの観点では、品質の悪いチャネルが全体のBERを決定するため、並列チャネル数を減少させ、品質の悪いチャネルを使用しない方が効率的となることもある。よって、切捨チャネル品質レベル306γth_offは、以下のチャネルを使用せず、並列チャネル数(ランク)を削減する制御を行う。 In equal power distribution, the quality level difference of the parallel channels depends on the parallel channel gain g j , and if g j is too low, the quality improvement by the power control λ j is very small and the channel quality level can be improved efficiently. I can't. Furthermore, in terms of BER, since poor quality channels determine the overall BER, it may be more efficient to reduce the number of parallel channels and not use poor quality channels. Therefore, the truncation channel quality level 306γ th_off performs control to reduce the number of parallel channels (rank) without using the following channels.
以下、具体例を挙げて詳細に説明する。
図5及び図6に示すフローチャートを用いて説明する。簡単のために、2つの並列チャネルが存在する場合について示す。まず、Stage1では、各並列チャネルの利得差に応じた電力制御に利用可能な電力算出を行う。
Hereinafter, a specific example will be described in detail.
This will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. For simplicity, the case where there are two parallel channels is shown. First, in
(Step0)
並列チャネル数、送信アンテナ数、受信アンテナ数、MIMOデコード方式をもとに、MIMOデコード後の並列チャネルのチャネル利得gj、並列チャネルの品質レベルCjを計算する。計算した並列チャネル品質レベルCjを切捨チャネル品質レベル306(γth_off)や所望チャネル品質レベル303(γth_req)を閾値として比較し電力制御を行う。
(Step 0)
Based on the number of parallel channels, the number of transmission antennas, the number of reception antennas, and the MIMO decoding method, the channel gain g j of the parallel channel after MIMO decoding and the quality level C j of the parallel channel are calculated. The calculated parallel channel quality level C j is compared with the cut-off channel quality level 306 (γ th_off ) or the desired channel quality level 303 (γ th_req ) as a threshold value to perform power control.
(Step1)
図4(e)に示すように、Ch2品質レベル302が切捨チャネル品質レベル306(γth_off)以下である場合、そのチャネルを用いた信号伝送を行わずにランク低減し、図4(f)に示すように並列チャネルCh1でのみの信号送信を行う。そのため、並列チャネルCh2に予め割り当てられている送信電力であるP0を電力制御で利用可能な電力増幅の最大値であるPPC_maxに加算し、PPC_maxを更新し、他のチャネルに対する電力制御に利用することができる。この例では、ランク低減による利用可能な電力P0を電力制御用に利用することを示しているが、電力制御用に利用せずに残りの並列チャネルに対して等分配することも可能である。
(Step 1)
As shown in FIG. 4E, when the
(Step2)
次に、図4(e)に示すように、Ch1品質レベル301が所望チャネル品質レベル303(γth_req)以上である場合、その並列チャネルCh1に割り当てられている電力の一部
(Step 2)
Next, as shown in FIG. 4 (e), when the
(品質レベルでは余剰チャネル品質310(Cextra_1)に相当)を電力制御で利用可能な電力増幅量として利用する。並列チャネルがN個存在する場合は、Pextra=Pextra_1+Pextra_2+・・・+Pextra_Nが計算される。ここで、Pextraは、PPC_maxと同様に電力制御にて利用する電力増幅量として扱うことが可能であり、システム全体で利用できる電力増幅量はPPC_max+Pextraである。しかしながら、Pextra分の電力の使用には条件があり、その条件を満たさない限りは、各並列チャネルの余剰電力Pextra_jを当該並列チャネルから差し引いたり、利用することはできない。この条件については、後述する。 ( Corresponding to the surplus channel quality 310 (C extra — 1 ) at the quality level) is used as a power amplification amount that can be used in power control. When there are N parallel channels, P extra = P extra_1 + P extra_2 +... + P extra_N is calculated. Here, P extra can be treated as a power amplification amount used in power control in the same manner as P PC_max, and the power amplification amount usable in the entire system is P PC_max + P extra . However, there is a condition for using the power for P extra , and unless the condition is satisfied, the surplus power P extra_j of each parallel channel cannot be subtracted from the parallel channel or used. This condition will be described later.
(Step3)
Step1にてランク低減される場合、受信側でのMIMOデコードで分離すべきストリーム数が減少するので、各並列チャネル利得が変化する。よって、ランク低減される場合、再度の並列チャネル利得計算が必要となる。
(Step 3)
When rank reduction is performed in
次に、Stage2では、すべでの並列チャネルを所望チャネル品質レベル303(γth_req)とするために電力制御に必要となる電力算出を行う。
Next, in
(Step4)
図4(a)に示すように、Ch2品質レベル302(C2)は所望チャネル品質レベル303(γth_req)未満である。このとき、Ch2品質レベル302(C2)が所望チャネル品質レベル303(γth_req)となるために必要となる各並列チャネルの電力制御量を以下に式(5)により算出する。
(Step 4)
As shown in FIG. 4A, the Ch2 quality level 302 (C 2 ) is less than the desired channel quality level 303 (γ th_req ). At this time, the power control amount of each parallel channel necessary for the Ch2 quality level 302 (C 2 ) to become the desired channel quality level 303 (γ th — req ) is calculated by Equation (5) below.
そして、所望チャネル品質レベル303(γth_req)未満の品質レベルを持つ全ての並列チャネルが、所望チャネル品質レベル303(γth_req)の品質を有するために必要となる電力Preq_totは以下の式(6)により算出される。 The power P req_tot required for all parallel channels having a quality level lower than the desired channel quality level 303 (γ th_req ) to have the quality of the desired channel quality level 303 (γ th_req ) is expressed by the following equation (6): ).
また、所望チャネル品質レベル303(γth_req)以上の品質レベルを持つ並列チャネルが必要とする電力制御量は0である。 Further, the power control amount required by the parallel channel having a quality level equal to or higher than the desired channel quality level 303 (γ th_req ) is zero.
次に、図6に移行し、Stage3では、Stage1とStage2で得たPPC_max、Pextra、Preq_totの情報を用いて電力制御の実施を行う。
Next, the process proceeds to FIG. 6, and in
(Step5)
Preq_tot≦PPC_maxであり、他の並列チャネルに割り当てられている電力を用いなくとも電力制御により所望チャネル品質レベル303(γth_req)を全ての並列チャネルが満足できる場合、PPC_maxの電力のみを用いて次式(7)となるように電力増幅を行う。
(Step 5)
When P req_tot ≦ P PC_max and all the parallel channels can satisfy the desired channel quality level 303 (γ th_req ) by power control without using the power allocated to other parallel channels, only the power of P PC_max is obtained. Using this, power amplification is performed so that the following equation (7) is obtained.
ここで、CPC_jは並列チャネルChjの電力制御による品質改善分である。図4(b)に2つの並列チャネルが存在する場合についての一例を示す。 Here, CPC_j is a quality improvement due to power control of the parallel channel Chj. FIG. 4B shows an example of the case where there are two parallel channels.
(Step6)
Preq_tot>PPC_maxであり、PPC_maxだけでは全並列チャネルを所望チャネル品質レベル303(γth_req)まで引き上げることができない場合(図4(c))、PPC_maxに加えてPextraも利用して電力制御を行う。この場合、Pextra+PPC_max≧Preq_totの条件を満たせばPextraも用いて電力制御を行う。所望チャネル品質レベル303(γth_req)に満たない並列チャネルに対しては、電力制御により式(7)となるように電力増幅を行う。
(Step 6)
If P req_tot > P PC_max and it is not possible to raise all parallel channels to the desired channel quality level 303 (γ th_req ) only by P PC_max (FIG. 4C ), P extra is also used in addition to P PC_max Perform power control. In this case, if the condition of P extra + P PC — max ≧ P req — tot is satisfied, power control is also performed using P extra . For parallel channels that do not satisfy the desired channel quality level 303 (γ th — req ), power amplification is performed by power control so as to satisfy Equation (7).
Pextra+PPC_max>Preq_totであるとき、Pextra+PPC_maxの全電力を使用しない。このとき、Pextraに対応する電力を残して、なるべく他の並列チャネルの電力を使用しないようにする。よって、γth_req≦Cjであるときは他の並列チャネルにて使用する分の電力を削減する。図4(d)に2つの並列チャネルが存在する場合についての一例を示す。PPC_maxによる品質改善分304とPextraによる電力追加分308によって所望チャネル品質レベル303を達成できている。
When P extra + P PC_max > P req_tot , the full power of P extra + P PC_max is not used. At this time, the power corresponding to P extra is left, and the power of other parallel channels is used as much as possible. Therefore, when γ th_req ≦ C j , the power used for other parallel channels is reduced. FIG. 4D shows an example of the case where there are two parallel channels. The desired channel quality level 303 can be achieved by the
(Step7)
Pextra+PPC_max<Preq_totである場合は、電力制御によるチャネル品質レベルの測定は行わない。
(Step 7)
When P extra + P PC_max <P req_tot , the channel quality level is not measured by power control.
5.3.平均値・瞬時チャネル品質による電力制御方法(コーディングレートを考慮しない場合)
〜簡易版〜
5.2に示した方法は、所望チャネル品質レベル303γth_reqと切捨チャネル品質レベル306γth_offを持つ現実的な方法である。しかしながら、これらの制御方法は複雑である。もし、複数並列チャネルが全て同程度のチャネル品質レベルである場合、簡易的な以下に説明する方法を適用することも考えられる。MIMO伝送においては、複数並列チャネルの品質レベルが等しいときに最も効率的な伝送が可能となるため、電力制御により複数並列チャネルの品質を等しくする。図4(a)に示すように、2つの並列チャネルCh1、Ch2間に品質レベル差がある場合、両者のレベルを制御値を次式(8)により決定することで、各並列チャネルの品質は同一となる。
5.3. Power control method based on average value and instantaneous channel quality (when coding rate is not considered)
~Abridged edition~
The method shown in 5.2 is a realistic method having a desired channel quality level 303γ th_req and a truncated channel quality level 306γ th_off . However, these control methods are complicated. If all the parallel channels have the same channel quality level, a simple method described below may be applied. In MIMO transmission, since the most efficient transmission is possible when the quality levels of a plurality of parallel channels are equal, the quality of the plurality of parallel channels is made equal by power control. As shown in FIG. 4 (a), when there is a quality level difference between the two parallel channels Ch1 and Ch2, the quality of each parallel channel is determined by determining the control value of both levels according to the following equation (8). It will be the same.
5.4.平均値・瞬時チャネル品質による電力制御方法(コーディングレートを考慮する場合)
上記方法では、FECによる誤り訂正符号化を考慮しない電力制御方法である。以下に、誤り訂正符号化のコーディングレートに応じた電力制御方法を示す。図7(a)に4つの並列チャネルのチャネル品質を示す。Ch1品質レベル401のみが所望チャネル品質レベル405を満たしている。これら4つの並列チャネルには、ユーザデータをFECエンコード部101でFECエンコードし、1つのFECブロックをデータ分配部103にて4分配された信号が流れる。つまり、全ての並列チャネルに流れるユーザデータを合成することで1つのFECブロックが再生される。コーディングレート1/2の場合、理論的には、FECブロックを構成する全ビットの1/2が再生されれば正しく復調可能である。よって、図7(b)のように並列チャネルCh2のみを電力増幅し、所望チャネル品質レベル405まで改善させる。Ch1品質レベルのみが所望チャネル品質レベルを満たしているので、全体の1/2が所望チャネル品質レベル405を満たしており、所望の品質で復調可能となる。その他の並列チャネルの制御方法については、5.2節と同様である。
5.4. Power control method based on average value and instantaneous channel quality (when considering coding rate)
The above method is a power control method that does not consider error correction coding by FEC. The power control method corresponding to the coding rate of error correction coding is shown below. FIG. 7A shows the channel quality of four parallel channels. Only the Ch1 quality level 401 satisfies the desired channel quality level 405. Through these four parallel channels, the user data is FEC encoded by the
5.5.チャネル品質分布による電力制御方法
5.2節〜5.4節では並列チャネルのチャネル品質のレベル(瞬時値もしくは平均値)のみについて言及した。チャネル行列の観測時間が長期間であり、電力制御の制御間隔も長周期であるとき、並列チャネルのチャネル品質の分布を得ることが可能である。
5.5. Power Control Method Based on Channel Quality Distribution Sections 5.2 to 5.4 mentioned only the channel quality level (instantaneous value or average value) of parallel channels. When the observation time of the channel matrix is long and the control interval of power control is also long, it is possible to obtain the channel quality distribution of the parallel channels.
平均値がγth_off以下のとき
図8(a)、図8(c)に2つの並列チャネルの一例を示す。どの並列チャネルの分布の平均値も切捨チャネル品質レベル507(γth_off)を越えているため、ランク低減は行われない。しかし、もし切捨チャネル品質レベル507(γth_off)以下の平均値を取る並列チャネルがある場合は、5.2.節と同様にランク低減を行う。上記例は、並列チャネルの分布の平均値をパラメータとした制御であるが、並列チャネルの分布におけるγth_off以下となる割合(ηbelow_off)をパラメータとしても良い。システムが規定するスレッショルドηth_offに対し、ηth_off<ηbelow_offとなる場合に、ランク低減を行う方法も考えられる。
When the average value is equal to or smaller than γ th_off FIGS. 8A and 8C show an example of two parallel channels. Since the average value of the distribution of any parallel channel exceeds the truncated channel quality level 507 (γ th — off ), rank reduction is not performed. However, if there is a parallel channel that takes an average value below the truncated channel quality level 507 (γ th — off ), 5.2. Perform rank reduction in the same way as clauses. The above example is control using the average value of the distribution of parallel channels as a parameter, but the ratio (η bellow_off ) that is equal to or less than γ th_off in the distribution of parallel channels may be used as a parameter. A method of reducing the rank is also conceivable when η th_off <η bellow_off with respect to the threshold η th_off defined by the system.
平均値がγth_off以上のとき
図8(a)の並列チャネルCh2品質分布502の分散σ2は大きく、電力制御前においても所望チャネル品質レベル503(γth_req)以上となるサンプルが幾つかある。図8(b)に示すように、電力制御により並列チャネルCh2の品質を向上させると所望チャネル品質レベル503以上となる割合が増加する。よって、品質分布の平均値がγth_reqを越えない場合でも、電力制御による一定の品質改善が望まれる。よって、電力制御の有無を、電力制御後にγth_reqを越える割合ηover_reqにより決定する。ηover_req≧ηth_reqのとき電力制御を行い、それ以外では電力制御を行わない。ここで、ηth_reqは電力制御後にγth_req以上となる割合の所望値である。たとえば、図8(b)内の所望チャネル品質レベルを超える割合508がηover_req≧ηth_reqであるとすると、電力制御が実施される。一方で、図8(c)に示すように並列チャネルCh2品質分布504の分散σ2が小さい場合、図8(d)に示すように図7(b)と同じ電力制御を行った場合でも、γth_reqを越える割合が存在しない場合もある。このような場合は、電力制御を実施しない。
When the average value is equal to or greater than γ th_off, the variance σ 2 of the parallel channel Ch2 quality distribution 502 in FIG. 8A is large, and there are several samples that have a desired channel quality level 503 (γ th_req ) or greater even before power control. As shown in FIG. 8B, when the quality of the parallel channel Ch2 is improved by the power control, the ratio of the desired channel quality level 503 or higher increases. Therefore, even when the average value of the quality distribution does not exceed γ th_req , a certain quality improvement by power control is desired. Therefore, the presence / absence of power control is determined by the ratio η over_req exceeding γ th_req after power control. Power control is performed when η over_req ≧ η th_req , and power control is not performed otherwise. Here, η th_req is a desired value of a ratio that becomes γ th_req or more after power control. For example, if the ratio 508 exceeding the desired channel quality level in FIG. 8B is η over_req ≧ η th_req , power control is performed. On the other hand, when the variance σ 2 of the parallel channel Ch2 quality distribution 504 is small as shown in FIG. 8C, even when the same power control as that shown in FIG. 7B is performed as shown in FIG. There may be no ratio exceeding γ th_req . In such a case, power control is not performed.
上記説明は、FECのコーディングレートを考慮しない場合であるが、5.4節に示すようなコーディングレートを考慮した電力制御と組み合わせることも可能である。 The above description is a case where the FEC coding rate is not taken into account, but it is also possible to combine it with power control taking into account the coding rate as shown in section 5.4.
100 送信機、101 FECエンコード部、102 変調部、103 データ分配部、104 リソースマッピング部、105 ベースバンド/RF処理部、106 並列チャネル品質解析部、107 スケジューリング部、108 MCSレベル決定部、109 電力制御部、110 CINR測定部、200 セル、201 送信局、202 受信局、301 Ch1品質レベルC1、302 Ch2品質レベルC2、303 所望チャネル品質レベル、304 品質改善分、305 所望チャネル品質レベル、306 切捨チェネル品質レベル、307 電力低減分、308 電力追加分、401 Ch1品質レベル、402 Ch2品質レベル、403 Ch3品質レベル、404 Ch4品質レベル、405 所望チャネル品質レベル、406 切捨チャネル品質レベル、501 並列チャネルCh1品質分布、502 並列チャネルCh2品質分布、503 所望チャネル品質レベル、504 並列チャネルCh2品質分布、505 電力制御後の並列チャネルCh2品質分布、506 並列チャネルCh2品質分布、507 切捨チャネル品質レベル、508 所望チャネル品質レベルを超える割合。 100 transmitter, 101 FEC encoding unit, 102 modulation unit, 103 data distribution unit, 104 resource mapping unit, 105 baseband / RF processing unit, 106 parallel channel quality analysis unit, 107 scheduling unit, 108 MCS level determination unit, 109 power Control unit, 110 CINR measurement unit, 200 cells, 201 transmitting station, 202 receiving station, 301 Ch1 quality level C 1 , 302 Ch2 quality level C 2 , 303 desired channel quality level, 304 quality improvement, 305 desired channel quality level, 306 truncation channel quality level, 307 power reduction, 308 power addition, 401 Ch1 quality level, 402 Ch2 quality level, 403 Ch3 quality level, 404 Ch4 quality level, 405 desired channel quality level, 406 truncation channel quality Bell, 501 Parallel channel Ch1 quality distribution, 502 Parallel channel Ch2 quality distribution, 503 Desired channel quality level, 504 Parallel channel Ch2 quality distribution, 505 Parallel channel Ch2 quality distribution after power control, 506 Parallel channel Ch2 quality distribution, 507 Channel quality level, 508 The percentage that exceeds the desired channel quality level.
Claims (6)
各並列チャネルの利得差に応じた電力制御する
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 A power control method for parallel channels in a transmission method using a vertical encoding method in which one FEC block data is distributed and transmitted to a plurality of parallel channels.
A power control method for a parallel channel, wherein power control is performed according to a gain difference between the parallel channels.
各並列チャネルのチャネル品質レベルに応じて電力増幅を行う
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 The power control method for parallel channels according to claim 1,
A power control method for parallel channels, wherein power amplification is performed according to the channel quality level of each parallel channel.
所望チャネル品質レベルと切捨チャネル品質レベルを閾値として各並列チャネルの電力制御を行う
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 The power control method for parallel channels according to claim 2,
A power control method for parallel channels, wherein power control of each parallel channel is performed using a desired channel quality level and a truncated channel quality level as thresholds.
各並列チャネルのチャネル品質分布に応じて電力制御を行う
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 The power control method for parallel channels according to claim 1,
A power control method for parallel channels, wherein power control is performed according to the channel quality distribution of each parallel channel.
所望チャネル品質レベルを超える分布の割合に応じて電力制御を行う
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 The power control method for parallel channels according to claim 4,
A power control method for parallel channels, wherein power control is performed in accordance with a distribution ratio exceeding a desired channel quality level.
切捨チャネル品質レベル以下となる分布の割合に応じて電力制御を行う
ことを特徴とする並列チャネルに対する電力制御方法。 The power control method for parallel channels according to claim 4,
A power control method for a parallel channel, characterized in that power control is performed according to a distribution ratio that becomes a cutoff channel quality level or less.
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