JP2012175335A - 無線通信システム、無線通信方法、送信装置、及びプロセッサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クリッピング/離散配置切替部11は、制御情報受信部100より入力された割当情報に基づいてDFTサイズを示すDFTサイズ情報を生成し、生成したDFTサイズ情報をDFT部122に出力する。クリッピング/離散配置切替部11は、制御情報受信部100より入力された割当情報に基づいてクリッピング制御情報を生成し、生成したクリッピング制御情報をクリッピング部123に出力する。ここで、クリッピング/離散配置切替部11は、DFTサイズ情報及びクリッピング制御情報を用いてDFT部122及びクリッピング部123を制御することにより、周波数クリッピングを行って信号を送信するか、又は、周波数クリッピングを行わないで離散配置によって信号を送信するか、の切り替えを行う。
【選択図】図5
Description
第3.9世代の無線通信システムであるLTE(Long Term Evolution)システムのアップリンク(移動局から基地局への通信)では、シングルキャリアを連続した周波数に割り当てるSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式が用いられている。なお、SC−FDMAはDFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)やDFT−precoded OFDMや、OFDM with DFT Precoding等とも称される。
第1の実施形態に係る無線通信システムは、マッピング情報(割当情報)と予め定められた閾値に基づいて、周波数クリッピングと離散配置の切り替えを行う。つまり、本実施形態では、2つのクラスタの割当位置を示す離散配置の割当情報が与えられた際に、所定の条件に基づいて、離散配置によるスペクトル配置と周波数クリッピングを用いたスペクトル配置とを切り替える。クラスタとは、シングルキャリアを離散配置する際に連続して割り当てられる部分スペクトルのことをいう。
図1に示されるように、第1のクラスタと第2のクラスタを周波数軸上に割り当てる場合、第1のクラスタの割当開始インデックス(I1_start)と割当終了インデックス(I1_end)、及び第2のクラスタの割当開始インデックス(I2_start)と割当終了インデックス(I2_end)が用いられる。
この割当インデックス情報より、第1のクラスタを配置するリソース数N1(=I1_end−I1_start+1)、第2のクラスタを配置するリソース数N2(=I2_end−I2_start+1)及びクラスタ間のリソース数Nint(=I2_start−I1_end−1)が算出され、さらに合計のクラスタ、すなわちシングルキャリアスペクトルを配置するリソース数Nalloc(=N1+N2)が算出される。
周波数クリッピングを行う場合には、クラスタリソース数Nalloc(=N1+N2)に対して、更にクラスタ間のリソース数Nintを加算したリソース数を、DFTサイズNC_DFT(=Nalloc+Nint)とする。送信装置1は、このDFTサイズNC_DFTのDFTにより生成されたスペクトルに対し、Nint個のリソース数(クラスタ間リソース)に相当する部分スペクトルをクリッピングして、残りのスペクトルを配置する。
よって、Clipped DFT−S−OFDMの無線通信システムでは、クリッピング処理を行わないで、離散配置による割り当てを行った場合に比べて、伝送特性が著しく劣化することがある。
伝送スループットの期待値を、「送信レート」×「1−フレーム誤り率の期待値」で定義する。クリッピング率Rclipの周波数クリッピングを用いた場合の送信レートは、離散配置を用いた場合の送信レートRT_Dを用いて、RT_D/(1−Rclip)で表される。よって、離散配置の伝送スループットと周波数クリッピングの伝送スループットが等しくなるときのクリッピング率Rclipを、閾値Rlimitとすれば、伝送スループットを最大化できる。つまり、式(2)は、RT_D/(1−Rlimit)×「1−周波数クリッピング時のFER(FERC(Rlimit)の期待値」」=RT_D×「1−離散配置時のFER(FERD)の期待値」を変形した式であり、式(2)で表される閾値Rlimitを用いることにより、伝送スループットを最大化することができる。
図4は、本実施形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。無線通信システムは、第1の送信装置1−1及び第2の送信装置1−2(各々が送信装置1)と受信装置2とを備える。第1の送信装置1−1及び第2の送信装置1−2は、例えば、移動局装置である。受信装置2は、例えば、基地局装置である。図4において、第1の送信装置1−1と第2の送信装置1−2と受信装置2は、セルと呼ばれるエリアに存在している。なお、図4の一例では、送信装置1の数を2としているが、1、あるいは3以上の送信装置1が存在してもよい。
第1の送信装置1−1、第2の送信装置1−2及び受信装置2はそれぞれ1つのアンテナを具備し、受信装置2は第1の送信装置1−1及び第2の送信装置1−2から送信された信号を受信する。無線通信システムでは、伝送に使用される伝送方式として、連続配置を用いるSC−FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式、最大クラスタ数を2とした離散配置を用いるClustered DFT−S−OFDM方式、もしくは周波数クリッピングを行うClipped DFT−S−OFDM方式が用いられる。
図5は、本実施形態に係る送信装置1の構成の一例を示す概略ブロック図である。ただし、送信装置1は、図5に表す構成以外の構成を備えてもよく、例えば、複数の送信アンテナを備えてもよい。
送信装置1は、制御情報受信部100、クリッピング/離散配置切替部11、符号化部120、変調部121、DFT部122、クリッピング部123、マッピング部124、IFFT部125、参照信号生成部126、参照信号多重部127、送信処理部128、及び送信アンテナ129を備える。
制御情報受信部100は、受信装置2より通知された制御情報を受信する。制御情報受信部100は、受信した制御情報のうち、符号化率情報を符号化部120へ出力し、変調方式情報を変調部121へ出力し、割当情報をクリッピング/離散配置切替部11及びマッピング部124へ出力する。
変調部121は、制御情報受信部100より入力された変調方式情報に基づき、符号化部120から入力されたビット系列を変調することで、変調信号を生成する。例えば、変調部121は、QPSK(Quaternary Phase Shift Keying)や16QAM(16−ary Quadrature Amplitude Modulation)等で変調する。変調部121は、生成した変調信号をDFT部122に出力する。
割当判定部110は、制御情報受信部100より入力された割当情報に基づいて、全クラスタの合計リソース数Nalloc及びクラスタ間のリソース数Nintを算出する。ここで、本実施形態に係る割当情報には、離散配置の割当情報の場合には4つの割当インデックス情報(I1 start、I1 end、I2 start、I2 end)、連続配置の場合には2つの割当インデックス情報(I1 start、I1 end)が含まれる。割当判定部110は、制御情報受信部100より入力された割当情報が、連続配置の割当情報であるか、離散配置の割当情報であるか、を、I2_start、I2_endの値の有無により判定する。
割当判定部110は、算出したNalloc、Nintを示す情報をクリッピング判定部111へ出力する。
図7は、本実施形態に係るクリッピング判定部111の動作の一例を示すフローチャートである。
(ステップS102)クリッピング判定部111は、ステップS101で取得した情報が示すNalloc、Nintを、式(1)に代入することで、周波数クリッピングを行う場合のクリッピング率Rclipを算出する。その後、ステップS103に進む。
(ステップS105)クリッピング判定部111は、クリッピング数Nclipに「0」を代入する。その後、ステップS108に進む。
(ステップS106)クリッピング判定部111は、DFTサイズNDFTにNalloc+Nintの値を代入する。その後、ステップS107に進む。
(ステップS107)クリッピング判定部111は、クリッピング数NclipにNintの値を代入する。その後、ステップS108に進む。
(ステップS109)クリッピング判定部111は、ステップS105又はステップS107で値を代入したクリッピング数Nclipを示すクリッピング制御情報を、DFT部122へ出力する。その後、処理を終了する。
なお、ステップS104とステップS105の順序、ステップS106とステップS107の順序、ステップS108とステップS109の順序、は、逆であっても良い。
クリッピング/離散配置切替部11は、以上の様な処理を行うことにより、離散配置による伝送とクリッピングによる伝送を適切に切り替えることが可能となる。
IFFT部125は、システム帯域に相当するFFTサイズのIFFTにより、マッピング部124より入力された信号を時間領域信号に変換する。IFFT部125は、変換後の時間領域信号を参照信号多重部127に出力する。
送信処理部128は、参照信号多重部127より入力された信号に対して、CP(Cyclic Prefix(Guard Interval(GI)とも称される))の挿入、D/A(Digital to Analog)変換によるアナログ信号への変換、伝送に使用される無線周波数帯へのアップコンバートを行い、これらの処理をした信号を、送信アンテナ129から送信する。
受信装置2では、周波数クリッピングにより削除された一部の信号を復元する為に、非線形繰り返し等化技術が用いられる。受信装置2は、その一例として、周波数領域SC/MMSE(Soft Canceller followed by Minimum Mean Square Error)ターボ等化技術が用いられる。
受信装置2は、スケジューリング部200、制御情報生成部201、制御情報送信部202、クリッピング/離散配置判定部21、バッファ220、受信アンテナ221、受信処理部222、参照信号分離部223、FFT部224、伝搬路推定部225、デマッピング部226、伝搬路乗算部230、キャンセル部231、等化部232、IDFT部233、復調部234、復号部235、レプリカ生成部236、DFT部237、及び判定部240を備える。
なお、スケジューリング部200、受信アンテナ221、受信処理部222、参照信号分離部223、FFT部224に関しては、受信装置2と伝送を行う第1の送信装置1−1及び第2の送信装置1−2に対して一括した処理が行われるが、その他の構成(破線内のブロック)においては送信装置1毎に処理が行われ、送信装置1各々の送信したデータが受信データとして復元される。
スケジューリング部200は、離散配置あるいは連続配置を用いて伝送を行う第1の送信装置1−1及び第2の送信装置1−2に対して無線リソースを割り当てる。スケジューリング部200は、送信装置1各々について、割り当てた無線リソースを示す割当情報を生成し、生成した割当情報を制御情報生成部201、クリッピング/離散配置判定部21、及びバッファ220へ出力する。
制御情報送信部202は、制御情報生成部201より入力された送信装置1各々の制御情報を、その送信装置1へ通知する。
割当判定部210は、スケジューリング部200より入力された割当情報に基づいて、図6の割当判定部110と同様に、全クラスタの合計リソース数Nalloc及びクラスタ間のリソース数Nintを算出する。割当判定部210は、算出したNalloc、Nintを示す情報をクリッピング判定部111へ出力する。
図10は、本実施形態に係るクリッピング判定部211の動作の一例を示すフローチャートである。
(ステップS202)クリッピング判定部211は、ステップS201で取得した情報が示すNalloc、Nintを、式(1)に代入することで、周波数クリッピングを行う場合のクリッピング率Rclipを算出する。その後、ステップS203に進む。
(ステップS205)クリッピング判定部211は、判定値kclipに、判定対象の送信装置1の受信信号が周波数クリッピングを行ったものであることを示す「1」を代入する。
その後、ステップS206に進む。
(ステップS206)クリッピング判定部211は、ステップS204又はステップS205で値を代入した判定値kclipをバッファ220へ出力する。なお、判定値kclipは、送信装置1毎の情報である。クリッピング判定部211は、すべての送信装置1について、図10の動作を行った後、処理を終了する。
参照信号分離部223は、受信処理部222より入力された信号から参照信号を抽出し、抽出した参照信号を伝搬路推定部225へ出力する。参照信号分離部223は、受信処理部222より入力された信号のうち参照信号以外の信号をFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部224へ出力する。
デマッピング部226は、FFT部224より入力された周波数領域信号を、バッファ220より入力された割当情報を用いて送信装置1毎の信号に分離する。デマッピング部226は、送信装置1毎に、バッファ220より入力された判定値kclipの値が「0」であるか、「1」であるかを判定し、判定結果に応じて、次の処理を行う。
判定値kclipの値が「0」の場合、伝搬路推定部225は、算出した伝搬路推定値を等化部232及び伝搬路乗算部230へ出力する。一方、判定値kclipの値が「1」の場合、伝搬路推定部225は、バッファ220より入力された割当情報を用いて、クリッピング位置に相当する帯域の周波数応答をゼロとした伝搬路推定値を等化部232及び伝搬路乗算部230へ出力する。つまり、受信装置2は、判定値kclipの値が「1」の場合、周波数クリッピングされたスペクトルが周波数応答が皆無であった為に欠落したとみなし受信処理を行う。
キャンセル部231は、受信処理部222より入力された信号を記憶する。キャンセル部231は、記憶した信号から、伝搬路乗算部230より入力された受信レプリカを減算する(キャンセルする)。キャンセル部231は、減算後の信号を等化部232へ出力する。なお、キャンセル部231は、繰り返し処理の初回においては、受信処理部222より入力された信号を、そのまま(キャンセルせずに)等化部232へ出力する。
IDFT部233は、IDFTを行うことにより、等化部232から入力された信号を時間領域信号に変換する。ここで、IDFT部233は、クリッピング/離散配置判定部21より入力されたDFTサイズ情報が示すDFTサイズNDFTで、IDFTを行う。IDFT部233は、変換後の時間領域信号を、復調部234へ出力する。
復号部235は、復調部234より入力されたLLRに対して誤り訂正復号化処理を施す。これにより、LLRの信頼性が改善される。復号部235は、繰り返し処理の繰り返し回数mを計数し、計数した繰り返し回数mが予め定められた回数Mになったか否かを判定する。
判定結果がm≧Mの場合、復号部235は、誤り訂正復号化処理後のビット系列を判定部240へ出力する。一方、判定結果がm<Mの場合、復号部235は、誤り訂正復号化処理後のビット系列をレプリカ生成部236へ出力する。
ただし、誤りが検出されなかった等の所定の条件を満たした場合に、繰り返し回数がMに満たずとも繰り返し処理を終了してもよい。
DFT部237は、DFTを行うことにより、レプリカ生成部236から入力されたソフトレプリカを周波数領域信号に変換することで、レプリカ信号を生成する。DFT部237は、生成したレプリカ信号を伝搬路乗算部230へ出力する。
判定部240は、復号部235より入力されたLLRを硬判定することでデータビット(ビット系列)を生成し、生成したデータビットを受信データとして出力する。
また、本実施形態によれば、送信装置1は、割当情報が示す周波数帯域が所定の条件を満たすか否かに基づき、前記周波数クリッピングを行うか否かを決定する。つまり、送信装置1は、割当情報が示す周波数帯域から算出可能なクリッピング率Rclipが閾値Rlimitより小さい場合には周波数クリッピングを行うことを決定し、閾値Rlimitより高い場合には周波数クリッピングを行わないことを決定する。ここで、クリッピング率Rclipは、割当情報が示す周波数帯域が、複数のクラスタに分割して割り当てられる離散配置であった場合に、クラスタ間となる帯域の全てをクリッピングによる欠落とみなした場合に算出される比率である。これにより、本実施形態では、無線通信システムは、離散配置の伝送スループットと周波数クリッピングの伝送スループットが等しくなるときのクリッピング率Rclipを、閾値Rlimitとし、伝送スループットを最大化できる。
第1の実施形態では、最大クラスタ数を2とした場合の形態を示したが、最大クラスタ数を3以上とした場合でも同様の処理を行うことができる。
この場合、割当情報は、例えば、RBGがNRBG存在するシステム帯域内の全てのRBGにビット長NRBGの割当情報の1ビットを対応させ、該ビットが1であるRBGのみに割当を行うビットマップ方式であっても良い。
また、例えば、割当情報は、非特許文献1に示されるように全クラスタの両端のインデックス情報の組み合わせをビット列に1対1で対応させたものでも良い。ただし、後者において最大クラスタ数がNCLである場合に使用される割当情報のビット長NRA(NCL)は次式(3)となる。
上述のような割当情報を用いて、送信装置1及び受信装置2では各クラスタの割当開始位置Istart(n)とIend(n)(ただし1≦n≦NCL)が認識される。この場合、n番目のクラスタの帯域幅N(n)はN(n)=Iend(n)−Istart(n)+1(ただし1≦n≦NCL)で表わされ、n番目のクラスタとn+1番目のクラスタ間の帯域幅Nint(n)はNint(n)=Iend(n+1)−Istart(n)−1(ただし1≦n≦NCL−1)で表わされる。
クリッピング/離散配置切替部11及びクリッピング/離散配置判定部21は、周波数クリッピングを行わないと判定した場合、次式(4)を用いてDFTサイズNDFTを算出する。
一方、クリッピング/離散配置切替部11及びクリッピング/離散配置判定部21は、周波数クリッピングが行われていないと判定したとき、例えば、全てのクラスタ間を周波数クリッピングする場合には、次式(5)を用いてDFTサイズNDFTを算出する。
無線通信システムでは、送信装置及び受信装置のいずれか一方又は両方で、複数アンテナを用いたMIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送による通信を行ってもよい。
図11は、変形例2に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。図11の無線通信システムでは、第1の送信装置1a−1及び第2の送信装置1a−2(各々が送信装置1a)と受信装置2aとが複数のアンテナを備える点が図4の無線通信システムと異なる。
以下、第1の送信装置1−1a及び第2の送信装置1−2a各々を送信装置1aとも称し、受信装置2を受信装置2aとも称する。
図12は、本変形例に係る送信装置1aの構成の一例を示す概略ブロック図である。送信装置1aは、制御情報受信部100、クリッピング/離散配置切替部11、符号化部120−1〜C、変調部121−1〜C、レイヤマッピング部130a、DFT部122−1〜L、プリコーディング部131a、クリッピング部123−1〜T、マッピング部124−1〜T、IFFT部125−1〜T、参照信号生成部126、参照信号多重部127−1〜T、送信処理部128−1〜T、及び送信アンテナ129−1〜Tを備える。ここでCはコードワード数、Lは同時に伝送されるストリーム数を示すランク(Rank、レイヤ数とも称される)、Tは送信アンテナ数を示している。
クリッピング/離散配置切替部11、符号化部120−1〜C、変調部121−1〜C、DFT部122−1〜L、クリッピング部123−1〜T、マッピング部124−1〜T、IFFT部125−1〜T、参照信号多重部127−1〜T、送信処理部128−1〜T、及び送信アンテナ129−1〜Tが行う処理は、それぞれ、符号化部120、変調部121、DFT部122、クリッピング部123、マッピング部124、IFFT部125、参照信号多重部127、送信処理部128、及び送信アンテナ129と同一であるため説明を省略する。
レイヤマッピング部130aは、変調部121−1〜Cより入力された変調信号を、制御情報受信部100はより入力されたランク情報が示すランクLに応じて、各レイヤにマッピングする。レイヤマッピング部130aは、レイヤl(l=1〜L)にマッピングした変調信号を、DFT部122−lへ出力する。
ここでは、ランク1のプレコーディング行列を使用する場合を説明する。ランク1では、次式のように1ストリームの送信信号に対して図13で表されるプレコーディング行列wを乗算して送信するため、k番目の周波数における受信信号は、次式(7)のように表される。
一方、プリコーディング部131aは、ランク情報が示すランクLが送信装置1aの送信アンテナ数Tが同じ又は上回る場合には、DFT部122−lより入力された信号をクリッピング部123−lに出力する。
参照信号生成部126は、複数の送信アンテナから送信された参照信号を受信装置において分離可能となるよう生成した後、参照信号多重部127−1〜Cへ出力する。
図14は、本変形例に係る受信装置2aの構成の一例を示す概略ブロック図である。受信装置2aは、スケジューリング部200、制御情報生成部201、制御情報送信部202、クリッピング/離散配置判定部21、バッファ220、受信アンテナ221−1〜R、受信処理部222−1〜R、参照信号分離部223−1〜R、FFT部224−1〜R、伝搬路推定部225、デマッピング部226−1〜R、伝搬路乗算部230、キャンセル部231−1〜R、MIMO分離/合成部232a、IDFT部233−1〜L、レイヤデマッピング部238a、復調部234−1〜C、復号部235−1〜C、レプリカ生成部236、DFT部237−1〜L、判定部240−1〜Cを備える。ここで、Rは受信装置が備える受信アンテナ数を示す。また、破線内のブロックにおいては送信装置1a毎に処理が行われ、各々の送信したデータが受信データとして復元される。
スケジューリング部200、制御情報生成部201、制御情報送信部202、クリッピング/離散配置判定部21、バッファ220、受信アンテナ221−1〜R、受信処理部222−1〜R、参照信号分離部223−1〜R、FFT部224−1〜R、デマッピング部226−1〜R、キャンセル部231−1〜R、IDFT部233−1〜L、復調部234−1〜C、復号部235−1〜C、DFT部237−1〜L、判定部240−1〜Cがが行う処理は、それぞれ、スケジューリング部200、制御情報生成部201、制御情報送信部202、クリッピング/離散配置判定部21、バッファ220、受信アンテナ221、受信処理部222、参照信号分離部223、FFT部224、デマッピング部226、キャンセル部231、IDFT部233、復調部234、復号部235、DFT部、判定部240と同一であるため説明を省略する。
判定値kclipの値が「0」の場合、伝搬路推定部225は、算出した伝搬路推定値の伝搬行列を示す情報を、MIMO分離/合成部232a及び伝搬路乗算部230へ出力する。伝搬行列とは、送信アンテナ129−tから受信アンテナ221−rに到る伝搬路推定値をr行t列に持つ、行列である。
一方、判定値kclipの値が「1」の場合、伝搬路推定部225は、バッファ220より入力された割当情報を用いて、クリッピング位置(クラスタ間リソース)に相当する周波数応答をゼロとした伝搬路推定値の伝搬行列を示す情報を、MIMO分離/合成部232a及び伝搬路乗算部230へ出力する。つまり、受信装置2は、判定値kclipの値が「1」の場合、周波数クリッピングされたスペクトルが周波数応答が皆無であった為に欠落したとみなし受信処理を行う。
MIMO分離/合成部232aは、キャンセル部231−1〜Rより入力された信号、伝搬路推定部225より入力された情報が示す伝搬行列、及びレプリカ生成部236より入力されたソフトレプリカを用いて、レイヤ毎の信号の復元・合成を行う。MIMO分離/合成部232aは、復元・合成後のレイヤlの信号をIDFT部233−lへ出力する。
レプリカ生成部236は、復号部235より入力されたビット系列に対して、送信装置1aの符号化部120、変調部121、レイヤマッピング部130aと同じ処理を行うことで、レイヤ1〜Lのソフトレプリカを生成する。レプリカ生成部236は、生成したレイヤ1〜Lのソフトレプリカをレイヤデマッピング部238aへ出力し、レイヤlのソフトレプリカをDFT部237−lへ出力する。
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
第2の実施形態に係る無線通信システムでは、送信装置1bと受信装置2bの双方で既知の情報を用いて、クリッピング率の閾値Rlimitを変更する。ここで、双方における既知の情報とは、送信装置1b及び受信装置2b間で通知される制御情報のうち、変調方式及び誤り訂正符号の符号化率の組み合わせを示すMCSに基づいて閾値を決定する場合について説明する。しかし、本発明はこれに限らず、他の情報に基づいて、閾値Rlimitを変更しても良い。また、送信装置1b又は受信装置2bのいずれかあるいは両方は、クリッピング率の閾値Rlimitを示す情報を、通信相手に通知しても良い。
第2の実施形態では、無線通信システムでは、許容されるクリッピング率、すなわち離散配置とクリッピングを切り替える閾値Rlimitを多値の変調方式や高い符号化率であるほど低い値に設定する。
図15において、値が0〜2のIMCSは、変調方式QPSKに対応しており、それぞれ誤り訂正の符号化率を1/2、2/3、3/4とする場合のインデックスである。
値が3〜4のIMCSは、調方式16QAMに対応しており、それぞれ誤り訂正の符号化率を1/2、2/3、3/4とする場合のインデックスである。この6つのMCSインデックス0〜5に対し、閾値Rlimitが与えられ、それぞれ0.3、0.25、0.2、0.1、0.05、0としている。
例えば、変調方式がQPSKで符号化率1/2であるIMCS=0である場合は、Rlimit=0.3となりクリッピング率が0.3以内であれば周波数クリッピングが許容されることになる。また、例えば、変調方式が16QAMで符号化率3/4であるIMCS=5である場合は、Rlimit=0となり周波数クリッピングが許容されないことになる。
図16は、本実施形態に係る送信装置1bの構成の一例を示す概略ブロック図である。送信装置1bは、図5の送信装置1のクリッピング/離散配置切替部11がクリッピング/離散配置切替部11bに代わっている点が異なる。具体的には、クリッピング/離散配置切替部11bには、制御情報受信部100より割当情報に加えてMCS情報が入力される。図16の送信装置1bにおいて、その他の構成については図5の送信装置1と同一の処理が行われるため、同一の符号を付し、その処理の説明を省略する。
割当判定部110bは、図6の割当判定部110と同様の処理を行うので、説明は省略する。
具体的には、クリッピング判定部111bは、以下の動作を行うこととなる。クリッピング判定部111bは、割当リソース数Nallocとクラスタ間リソース数Nintを割当判定部110bより取得した後、周波数クリッピングを行った場合のクリッピング率Rclipを式(1)により算出する。
クリッピング判定部111bは、その他の場合には周波数クリッピングを行うものと判定し、DFTサイズNDFTをNalloc+Nintの値を代入し、クリッピング数NclipにNintの値を代入する。
クリッピング判定部111bは、DFTサイズNDFTを示すDFTサイズ情報をDFT部122へ出力し、クリッピング数Nclipをクリッピング部123へ出力して処理を終了する。ただし、DFT部122への出力とクリッピング部123への出力との順序は、逆としても良い。
クリッピング/離散配置切替部11bは、以上の様な処理を行うことにより、MCS毎に異なる閾値を用いて離散配置による伝送と周波数クリッピングによる伝送を適切に切り替えることが可能となる。
図18は、本実施形態に係る受信装置2bの構成の一例を示す概略ブロック図である。破線で囲まれる個所は同様の処理が送信装置1b毎に並行して行われることを示している。
破線内の構成(ブロック)においては送信装置1b毎に処理が行われ、送信装置1b各々の送信したデータが受信データとして復元される。
受信装置2bは、図8の受信装置2がさらにMCS決定部203bを備え、クリッピング/離散配置判定部21がクリッピング/離散配置判定部21bに代わっている点で異なる。図18の受信装置2bにおいて、その他の構成については図8の受信装置2と同一の処理が行われるため、同一の符号を付し、その処理の説明を省略する。
割当判定部210bは、図9の割当判定部210と同一の機能を有する。割当判定部210は、算出したNalloc、Nintを示す情報をクリッピング判定部111へ出力する。
閾値決定部112bは、図14の送信装置の閾値決定部112bと同一の閾値テーブル(図15)を記憶する。閾値決定部112bは、記憶する閾値テーブルとMCS決定部203bより入力されたMCSインデックスIMCSに基づいて閾値Rlimit(IMCS)を決定し、決定した閾値Rlimit(IMCS)をクリッピング判定部111へ出力する。
具体的には、クリッピング判定部211bは、以下の動作を行うこととなる。クリッピング判定部211bは、割当リソース数Nallocとクラスタ間リソース数Nintを割当判定部210bより取得した後、周波数クリッピングを行った場合のクリッピング率Rclipを式(1)により算出する。
クリッピング判定部211bは、その他の場合には周波数クリッピングを行うものと判定し、判定値kclipに「1」を代入し、DFTサイズNDFTにNalloc+Nintの値を代入し、クリッピング数NclipにNintの値を代入する。
クリッピング/離散配置切替部11bは、以上の様な処理を行うことにより、MCS毎に異なる閾値を用いて離散配置による伝送と周波数クリッピングによる伝送を適切に切り替えることが可能となる。
以上では、MCSの値によって、周波数クリッピングを行うか否かを決定する閾値Rlimitを設定する場合について説明をしたが、MCSの様に伝送品質に影響を与える情報が用いることで同様の効果を得ることができる。さらに、送信装置と受信装置の双方で既知である情報を用いて、閾値Rlimitを設定することで制御情報の増加を防止し、伝送効率を低下させずに離散配置による伝送と周波数クリッピングによる伝送を切り替えることが可能となる。
本変形例に係る無線通信システムでは、送信アンテナ数に対してランクが低い値であるほど周波数クリッピングにおけるクリッピング率の閾値を高く設定する。
図20は、ランクLの値が小さくなるほど閾値Rlimitの値が小さくなることを示し、ランクLの値が大きくなるほど閾値Rlimitの値が大きくなることを示す。
図21は、本変形例に係る送信装置1cの構成の一例を示す概略ブロック図である。送信装置1cは、図12の送信装置1bのクリッピング/離散配置切替部11bがクリッピング/離散配置切替部11cに代わっている点が異なる。具体的には、クリッピング/離散配置切替部11cには、制御情報受信部100より割当情報に加えてランク情報が入力される。図21の送信装置1cにおいて、その他の構成については図12の送信装置1bと同一の処理が行われるため、同一の符号を付し、その処理の説明を省略する。
閾値決定部112cは、図20に示すようなランク(L)と閾値(Rlimit)を対応させた閾値テーブルを記憶する。閾値決定部112cは、記憶する閾値テーブルと図21の制御情報受信部100より入力されたランク情報に基づいて閾値Rlimit(L)を決定し、決定した閾値Rlimit(L)をクリッピング判定部111cへ出力する。
割当判定部110cは、図6の割当判定部110と同様の処理を行うので、説明は省略する。
具体的には、クリッピング判定部111cは、以下の動作を行うこととなる。クリッピング判定部111cは、割当リソース数Nallocとクラスタ間リソース数Nintを割当判定部110cより取得した後、周波数クリッピングを行った場合のクリッピング率Rclipを式(1)により算出する。
クリッピング判定部111cは、その他の場合には周波数クリッピングを行うものと判定し、DFTサイズNDFTをNalloc+Nintの値を代入し、クリッピング数NclipにNintの値を代入する。
クリッピング判定部111cは、DFTサイズNDFTを示すDFTサイズ情報をDFT部122へ出力し、クリッピング数Nclipをクリッピング部123へ出力して処理を終了する。ただし、DFT部122への出力とクリッピング部123への出力との順序は、逆としても良い。
クリッピング/離散配置切替部11cは、以上の様な処理を行うことにより、ランク毎に異なる閾値を用いて離散配置による伝送と周波数クリッピングによる伝送を適切に切り替えることが可能となる。
図23は、本変形例に係る受信装置2cの構成の一例を示す概略ブロック図である。破線で囲まれる個所は同様の処理が送信装置1c毎に並行して行われることを示している。
破線内の構成(ブロック)においては送信装置1c毎に処理が行われ、送信装置1c各々の送信したデータが受信データとして復元される。
受信装置2cは、図14の受信装置2aがさらにランク決定部203cを備え、クリッピング/離散配置判定部21aがクリッピング/離散配置判定部21cに代わっている点で異なる。図23の受信装置2cにおいて、その他の構成については図14の受信装置2aと同一の処理が行われるため、同一の符号を付し、その処理の説明を省略する。
割当判定部210cは、図9の割当判定部210と同一の機能を有する。割当判定部210cは、算出したNalloc、Nintを示す情報をクリッピング判定部111へ出力する。
閾値決定部212cは、図14の送信装置の閾値決定部112cと同一の閾値テーブル(図15)を記憶する。閾値決定部212cは、記憶する閾値テーブルとMCS決定部203bより入力されたランク情報が示すランクLに基づいて閾値Rlimit(L)を決定し、決定した閾値Rlimit(L)をクリッピング判定部111へ出力する。
具体的には、クリッピング判定部211cは、以下の動作を行うこととなる。クリッピング判定部211cは、割当リソース数Nallocとクラスタ間リソース数Nintを割当判定部210cより取得した後、周波数クリッピングを行った場合のクリッピング率Rclipを式(1)により算出する。
クリッピング判定部211cは、その他の場合には周波数クリッピングを行うものと判定し、判定値kclipに「1」を代入し、DFTサイズNDFTをNalloc+Nintの値を代入し、クリッピング数NclipにNintの値を代入する。
クリッピング/離散配置切替部11cは、以上の様な処理を行うことにより、ランク毎に異なる閾値を用いて離散配置による伝送と周波数クリッピングによる伝送を適切に切り替えることが可能となる。
ただし、本実施形態では、例としてMCSにより閾値を定める場合、及び変形例としてMIMO伝送におけるランクにより閾値を定める場合を示したが、これらの閾値決定法は組み合わされても同様の効果を得ることができる。すなわち周波数クリッピングを行うかを判定する為の閾値はMCS及びランクの2つの情報から決定されて良い。
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
上記各実施形態では、最大クラスタ数を2とし、2つのクラスタのクラスタ間に対して周波数クリッピングを行った場合のクリッピング率が定められた閾値以下となる場合にのみクリッピング処理を行う場合の一例を説明した。また、一例として、最大クラスタ数を3以上とした場合における同様の処理を行う場合について説明した。
本実施形態では、最大クラスタ数が3以上である場合において、無線通信システムが、一部のスペクトルで周波数クリッピングを行い、他のスペクトルでは周波数クリッピングを行わずに離散配置する場合について説明する。以下の一例では、最大クラスタ数が3以上である場合において、無線通信システムは、帯域幅が最も狭いクラスタ間のみに対し周波数クリッピングを適用することを想定しクリッピングと離散配置を切り替える。
これにより、無線通信システムでは、クラスタの分割数が多い場合、通常システム帯域の広範囲にわたって分散的に割り当てられることからクラスタ間の全てを周波数クリッピングした場合にクリッピング率が高くなり、閾値を超えることで周波数クリッピングが適用されない場合が増加することを防止できる。本実施形態に係る無線通信システムでは、周波数クリッピングを行うか否かをスペクトル全体で判定する場合と比較して、周波数クリッピングを行うと判定する場合が多くなる場合もあり、伝送効率を増加できる。
ただし、本実施形態に係る無線通信システムでは、周波数クリッピングはクラスタ間が最も狭い帯域にのみ適用されるものとし、その他のクラスタ間についてはスペクトルの生成・配置は行わず離散配置を行う。また、無線通信システムでは、クラスタ間の帯域幅が最小となるものが複数存在する場合には、あらかじめ定義されていれば該複数のクラスタ間のうち周波数の低い帯域を周波数クリッピングに用いても良いし、周波数の高い帯域を周波数クリッピングに用いても良い。ただし、どちらのクラスタ間を周波数クリッピングに用いるかの定義は、送信装置1dと受信装置2dで共通に定められている。
図25では、帯域幅がそれぞれN(1)=3RBG、N(2)=2RBG、N(3)=4RBGである第1〜第3のクラスタが存在する。また、図25では、第1のクラスタと第2のクラスタのクラスタ間の帯域幅はNint(1)=1RBG、第2のクラスタと第3のクラスタの帯域幅をNint(2)=3RBGである。
本実施形態における送信装置1dでは、クリッピング/離散配置切替部11d以外の構成が、第1の実施形態における図5の送信装置1の構成と同じである。以下では、クリッピング/離散配置切替部11dについて説明し、それ以外の構成については説明を省略する。
クリッピング/離散配置切替部11dは、制御情報受信部100より入力された割当情報に基づいてDFTサイズを示すDFTサイズ情報を生成し、生成したDFTサイズ情報をDFT部122に出力する。クリッピング/離散配置切替部11は、制御情報受信部100より入力された割当情報に基づいてクリッピング制御情報を生成し、生成したクリッピング制御情報をクリッピング部123に出力する。
割当判定部110dは、離散配置の割当情報と判定した場合には、制御情報受信部100より入力された割当情報から全クラスタの合計リソース数Nalloc(式(11))と、複数のクラスタ間リソース数Nint(n)のうち最小値をとるNint(nmin)=min(Nint(n))を算出する。割当判定部110dは、連続配置の割当情報と判定した場合には、その割当情報に含まれる2つの割当インデックス情報を用いて、Nalloc=I1 end−I1 start+1を算出し、Nint=0とする。
割当判定部110dは、算出したNalloc、Nintを示す情報をクリッピング判定部111へ出力する。
本実施形態における受信装置2dでは、クリッピング/離散配置判定部21d以外の構成が、第1の実施形態における図8の受信装置2の構成と同じである。以下では、クリッピング/離散配置判定部21dについて説明し、それ以外の構成については説明を省略する。
割当判定部210dは、図8のスケジューリング部200より入力された割当情報を用いて、図26における割当判定部110dと同じ式を用いて、Nalloc及びNint(nmin)を算出する。割当判定部210dは、算出したNalloc、Nint(nmin)を示す情報をクリッピング判定部111dへ出力する。
クリッピング判定部211dは、DFTサイズNDFTを示すDFTサイズ情報をDFT部237へ出力し、判定値kclip及びクリッピング数Nclipをクリッピング部123へ出力して処理を終了する。ただし、DFT部237への出力とクリッピング部123への出力との順序は、逆としても良い。
なお、上記各実施形態において、インデックスは無線リソースを割当可能な帯域内で、周波数の低い順に何番目の割当単位であるかを示す値とした。しかし、本発明はこれに限らず、インデックスは、周波数の高い順に何番目の割当単位(リソース)であるかを示す値としてもよいし、順序付けをしなくてもよい。
また、上記各実施形態において、無線通信システムでは、連続配置の場合に、2つのインデックス情報(I1 start、I1 end)を使用する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、無線通信システムでは、n個のクラスタがある場合に、2n個のインデックス情報を使用し、連続配置の場合には、2個のインデックス(例えば、I1 start、I1 end)以外のインデックスを、予め定めた値(例えば「0」)としてもよい。この場合、無線通信システムの各装置は、2個のインデックス(例えば、I1 start、I1 end)以外のインデックスがすべて予め定めた値(例えば「0」)である場合に、連続配置と判定し、それ以外の場合には、離散配置と判定する。また、各装置は、連続配置か離散配置かを示す情報を通知し、その情報に基づいて、連続配置か離散配置かを判定してもよい。
なお、上記各実施形態において、送信装置1は、IFFT後の時間領域信号と参照信号を多重しているが、本発明はこれに限らず、周波数領域で多重しても良く、例えば、IFFT前の周波数領域信号と参照信号を多重しても良い。
例えば、送信装置1d及び受信装置2dは、算出したRclipと予め記憶している閾値Rlimitを比較し、比較の結果が「Rlimit<Rclip」であった場合には、一部のスペクトルで周波数クリッピングに対する処理、他のスペクトルで離散配置に対する処理を行うことを決定する。送信装置1c及び受信装置2cは、比較の結果が「Rlimit≧Rclip」であった場合には、周波数クリッピングを行うことを決定する。
また、上述した実施形態における送信装置1、1a、1b、1c、1d及び受信装置2、2a、2b、2c、2dの一部、又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。送信装置1、1a、1b、1c、1d及び受信装置2、2a、2b、2c、2dの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
Claims (13)
- 信号を送信する第1の通信装置と、該信号を受信する第2の通信装置とを備える無線通信システムであって、
前記第2の通信装置は、前記第1の通信装置がデータの送信に用いる周波数帯域を示す制御情報を、前記第1の通信装置に送信し、
前記第1の通信装置は、前記制御情報に基づいて、送信する信号の一部のスペクトルを削除する周波数クリッピングを行うか否かを決定することを特徴とする無線通信システム。 - 前記制御情報は、第1の通信装置が送信する信号のスペクトルを、周波数において離散的に配置することを示す情報であることを特徴とする無線通信システム。
- 前記第1の通信装置は、前記制御情報が示す周波数帯域が所定の条件を満たすか否かに基づき、前記周波数クリッピングを行うか否かを決定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記第1の通信装置は、前記制御情報が示す周波数帯域から算出可能なクリッピング率が閾値より小さい場合には周波数クリッピングを行うことを決定し、閾値より高い場合には周波数クリッピングを行わないことを決定することを特徴とする請求項3に記載の無線通信システム。
- 前記クリッピング率は、前記制御情報が示す周波数帯域が、複数のクラスタに分割して割り当てられる離散配置であった場合に、クラスタ間となる帯域の全てをクリッピングによる欠落とみなした場合に算出される比率であることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記クリッピング率は、前記制御情報が示す周波数帯域が、複数のクラスタに分割して割り当てられる離散配置であった場合に、クラスタ間となる帯域のうち最もクラスタ間間隔が狭い帯域をクリッピングによる欠落とみなした場合に算出される比率であることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記所定の閾値は、前記第1の通信装置と、前記第2の通信装置との間で共通に定められる一定値であることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記所定の閾値は、前記第1の通信装置と、前記第2の通信装置との間で既知である情報に基づいて設定される値であることを特徴とする請求項4に記載の無線通信システム。
- 前記既知の情報は、前記第1の通信装置が伝送の際に使用するMCS情報であることを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
- 前記既知の情報は、前記第1の通信装置が伝送の際に使用するMIMOのランク情報であることを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
- 信号を送信する第1の通信装置と、該信号を受信する第2の通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法において、
前記第2の通信装置が、前記第1の通信装置がデータの送信に用いる周波数帯域を示す制御情報を、前記第1の通信装置に送信する過程と、
前記第1の通信装置が、前記制御情報に基づいて、送信する信号の一部のスペクトルを削除する周波数クリッピングを行うか否かを決定する過程と、
を有することを特徴とする無線通信方法。 - 信号を送信する送信装置において、
前記送信装置がデータの送信に用いる周波数帯域を示す制御情報に基づいて、送信する信号の一部のスペクトルを削除する周波数クリッピングを行うか否かを決定することを特徴とする送信装置。 - 送信装置がデータの送信に用いる周波数帯域を示す制御情報に基づいて、前記送信装置が送信する信号の一部のスペクトルを削除する周波数クリッピングを行うか否かを決定することを特徴とするプロセッサ。
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