JP2019165368A - Radio access system for communication between base station and mobile communication device via relay station - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非直交多元アクセス（ＮＯＭＡ）技術を使用し、基地局が中継局を介して移動通信装置と通信する無線アクセスシステムに関する。 The present invention relates to a radio access system in which a base station communicates with a mobile communication device via a relay station using non-orthogonal multiple access (NOMA) technology.
信号対雑音比（ＳＮ比）の異なる複数の移動通信装置（ＵＥ）に対して、パワー軸で重ね合わせた信号を送信し、移動通信装置では逐次干渉除去（ＳＩＣ）により、自装置宛の信号を取り出す非直交多元アクセス（ＮＯＭＡ）技術が提案されている。非特許文献１は、ＮＯＭＡ技術を使用し、基地局（ＢＳ）が、半二重中継局（ＲＳ）を介してＵＥと通信する無線アクセスシステムを開示している。なお、半二重中継局とは、送信と受信を同時に行えない中継局を意味する。 A signal superimposed on the power axis is transmitted to a plurality of mobile communication devices (UE) having different signal-to-noise ratios (SN ratios), and the mobile communication device receives signals addressed to itself by successive interference cancellation (SIC). Non-orthogonal multiple access (NOMA) technology has been proposed. Non-Patent Document 1 discloses a radio access system that uses NOMA technology and a base station (BS) communicates with a UE via a half-duplex relay station (RS). The half-duplex relay station means a relay station that cannot perform transmission and reception at the same time.
以下、図１を用いて非特許文献１が開示する構成を説明する。ＢＳは、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２宛の信号をＮＯＭＡ技術により重ね合わせて送信する。以下、ＵＥ＃１宛の信号を信号Ｓ１と呼び、ＵＥ＃２宛の信号を信号Ｓ２と呼び、信号Ｓ１と信号Ｓ２とをＮＯＭＡ技術により重ね合わせた信号を、単に、多重信号と呼ぶものとする。ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５は、それぞれこの多重信号を受信し、多重信号から信号Ｓ１と信号Ｓ２とを取り出す。なお、多重信号から信号Ｓ１を取り出すことを多重信号から信号Ｓ１を復号するとも表現し、多重信号から信号Ｓ２を取り出すことを多重信号から信号Ｓ２を復号するとも表現する。 Hereinafter, the configuration disclosed in Non-Patent Document 1 will be described with reference to FIG. The BS transmits signals addressed to UE # 1 and UE # 2 in a superimposed manner using NOMA technology. Hereinafter, it referred to signals destined UE # 1 and the signals S 1, call signals addressed to UE # 2 and signal S 2, a signal superimposed by NOMA technology and signals S 1 and the signal S 2, simply multiplex signals Shall be called. RS # 1~RS # 5, respectively receives the multiplexed signal, taken out and signals S 1 a signals S 2 from the multiplexed signal. Incidentally, to retrieve the signals S 1 from the multiplex signal is also expressed as to decode the signals S 1 from the multiplexed signal, also expressed as to decode the signal S 2 from the multiplex signal to retrieve the signal S 2 from the multiplex signal.
続いて、信号Ｓ１と信号Ｓ２の両方を復号できたＲＳから所定の基準で１つのＲＳが選択される。ここでは、ＲＳ＃３が選択されたものとする。この場合、ＲＳ＃３は、信号Ｓ１と信号Ｓ２の多重信号を送信し、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、この多重信号を受信して、自装置宛の信号をそれぞれ復号する。なお、この間、ＲＳ＃３は、多重信号を受信できないため、選択されたＲＳ＃３が多重信号を送信している間、ＢＳは、次の多重信号を送信せず、ＲＳ＃３が多重信号の送信を終えた後、ＢＳは、次の多重信号の送信を開始する。 Subsequently, one RS from the RS that could decode both signals S 1 and the signal S 2 at a predetermined criteria are selected. Here, it is assumed that RS # 3 is selected. In this case, RS # 3 transmits a multiplexed signal of signals S 1 and the signal S 2, UE # 1 and UE # 2 receives the multiplexed signal, decodes the signal addressed to the own apparatus, respectively. During this time, since RS # 3 cannot receive the multiplexed signal, while the selected RS # 3 is transmitting the multiplexed signal, the BS does not transmit the next multiplexed signal, and RS # 3 is the multiplexed signal. After finishing the transmission, the BS starts transmission of the next multiplexed signal.
図５は、非特許文献１の構成における多重信号送信タイミングの説明図である。なお、１回の多重信号の送信を１つのタイムスロット（ＴＳ）としている。まず、ＴＳ＃１で、ＢＳが多重信号を送信し、ＲＳ＃１〜＃５がこの多重信号を受信する。続いて、ＴＳ＃２で、選択されたＲＳ、ここでは、ＲＳ＃３が多重信号を送信する。このとき、ＢＳ並びにＲＳ＃１、ＲＳ＃２、ＲＳ＃４及びＲＳ＃５は待機状態となる。続いて、ＴＳ＃３で、ＢＳが多重信号を送信し、ＲＳ＃１〜＃５がこの多重信号を受信する。続いて、ＴＳ＃４で、選択されたＲＳ、ここでは、ＲＳ＃１が多重信号を送信する。このとき、ＢＳ及びＲＳ＃２〜＃５は待機状態となる。この様に、非特許文献１の構成では、ＢＳとＲＳとが同時に多重信号を送信できず、送信効率が劣化する。 FIG. 5 is an explanatory diagram of multiplexed signal transmission timing in the configuration of Non-Patent Document 1. Note that one multiplexed signal is transmitted as one time slot (TS). First, in TS # 1, the BS transmits a multiplexed signal, and RS # 1 to # 5 receive this multiplexed signal. Subsequently, in TS # 2, the selected RS, here RS # 3, transmits the multiplexed signal. At this time, BS and RS # 1, RS # 2, RS # 4, and RS # 5 are in a standby state. Subsequently, in TS # 3, the BS transmits a multiplexed signal, and RS # 1 to # 5 receive this multiplexed signal. Subsequently, in TS # 4, the selected RS, here RS # 1, transmits the multiplexed signal. At this time, the BS and the RSs # 2 to # 5 are in a standby state. As described above, in the configuration of Non-Patent Document 1, the BS and the RS cannot transmit multiple signals at the same time, and transmission efficiency deteriorates.
本発明は、ＮＯＭＡ技術に従い、基地局が中継局を介して移動通信装置と通信する無線アクセスシステムにおいて送信効率を高める技術を提供するものである。 The present invention provides a technique for improving transmission efficiency in a radio access system in which a base station communicates with a mobile communication device via a relay station according to NOMA technology.
本発明の一態様によると、基地局と、複数の中継局と、複数の移動通信装置と、を含み、非直交多元アクセス技術に従い前記基地局が前記複数の中継局のいずれか１つの中継局を介して前記複数の移動通信装置それぞれへの多重信号を送信する無線アクセスシステムであって、前記基地局は、第１タイムスロットにおいて第１多重信号を送信し、前記複数の中継局のうちの第１中継局を除く第２中継局は、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号を復号し、前記基地局は、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号の復号の成功した第２中継局の数が閾値より大きいと、前記第１タイムスロットの次の第２タイムスロットにおいて第２多重信号を送信し、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号の復号の成功した第２中継局の数が前記閾値以下であると、前記第２タイムスロットにおける前記第２多重信号の送信を停止することを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, a base station, a plurality of relay stations, and a plurality of mobile communication devices, wherein the base station is any one of the plurality of relay stations according to a non-orthogonal multiple access technique. A radio access system for transmitting a multiplexed signal to each of the plurality of mobile communication devices via the base station, wherein the base station transmits a first multiplexed signal in a first time slot, The second relay station excluding the first relay station decodes the first multiplexed signal received from the base station in the first time slot, and the base station receives from the base station in the first time slot. When the number of second relay stations that have successfully decoded the first multiplexed signal is greater than a threshold, the second multiplexed signal is transmitted in the second time slot next to the first time slot, and the first time slot is transmitted. The transmission of the second multiplexed signal in the second time slot is stopped when the number of second relay stations successfully decoding the first multiplexed signal received from the base station in the network is equal to or less than the threshold value. It is characterized by.
本発明によると、ＮＯＭＡ技術に従い、基地局が中継局を介して移動通信装置と通信する無線アクセスシステムにおいて送信効率を高めることができる。 According to the present invention, transmission efficiency can be improved in a radio access system in which a base station communicates with a mobile communication device via a relay station according to NOMA technology.
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is an illustration and does not limit this invention to the content of embodiment. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings.
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による無線アクセスシステムの構成を示している。図１によると、無線アクセスシステムは、１つのＢＳと、５つの半二重ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５と、２つのＵＥ＃１及びＵＥ＃２と、を備えている。なお、ＵＥ＃１は、ＵＥ＃２より優先度が高く、ＵＥ＃１に対するターゲットレートをＲ１とする。また、ＵＥ＃２に関しては、優先度がＵＥ＃１より低く、ターゲットレートをＲ２とするが、エラーの発生を許容する、ベストエフォート型とする。図２は、本実施形態における多重信号送信タイミングの説明図である。まず、非特許文献１の構成とは異なり、本実施形態においてＢＳは、基本的には総てのＴＳにおいて多重信号を送信する。ＴＳ＃１でＲＳ＃１〜ＲＳ＃５は、多重信号を受信し、多重信号から信号Ｓ１及び信号Ｓ２を復号する。ここで、図１においては、信号Ｓ１及び信号Ｓ２の復号に成功したＲＳを○で示し、復号に失敗したＲＳを×で示している。ＴＳ＃１において、多重信号の復号に成功したＲＳを、以下では、ＴＳ＃１における候補ＲＳと呼ぶものとする。同様に、ＴＳ＃ｎで多重信号の復号に成功したＲＳを、以下では、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳと呼ぶものとする。
<First embodiment>
FIG. 1 shows the configuration of the wireless access system according to the present embodiment. According to FIG. 1, the radio access system includes one BS, five half-duplex RS # 1 to RS # 5, and two UE # 1 and UE # 2. Incidentally, UE # 1, the priority from the UE # 2 is high, the target rate for UE # 1 and R 1. As for the UE # 2, the priority is lower than the UE # 1, although the target rate and R 2, to permit generation of an error, and best effort. FIG. 2 is an explanatory diagram of the multiplexed signal transmission timing in the present embodiment. First, unlike the configuration of Non-Patent Document 1, in this embodiment, the BS basically transmits multiple signals in all TSs. RS # 1~RS # 5 in TS # 1 receives the multiplexed signal, to decode the signals S 1 and the signal S 2 from the multiplex signal. Here, in FIG. 1, RSs that succeeded in decoding the signals S 1 and S 2 are indicated by ◯, and RSs that failed to decode are indicated by ×. In the following, an RS that successfully decodes a multiplexed signal in TS # 1 is referred to as a candidate RS in TS # 1. Similarly, an RS that succeeds in decoding a multiplexed signal in TS # n is hereinafter referred to as a candidate RS in TS # n.
ＴＳ＃１における候補ＲＳからＴＳ＃２において多重信号を送信するＲＳが選択される。なお、どの様に選択するかについては後述する。図２においては、ＴＳ＃１における候補ＲＳからＲＳ＃２が選択され、ＴＳ＃２においてＲＳ＃２は、多重信号を送信している。ＴＳ＃２においてＲＳ＃２は多重信号を送信するため、ＲＳ＃２は、ＴＳ＃２においてＢＳが送信する多重信号を受信できない。なお、他のＲＳ＃１、ＲＳ＃３、ＲＳ＃４及びＲＳ＃５は、ＢＳからの多重信号を受信でき、実際に受信を行う。ここで、ＲＳ＃１、ＲＳ＃５は、ＴＳ＃１における候補ＲＳであるため、ＲＳ＃１及びＲＳ＃５にとっては、ＴＳ＃２においてＲＳ＃２が送信する多重信号は既知である。したがって、ＲＳ＃１及びＲＳ＃５は、ＴＳ＃２においてＲＳ＃２が送信する多重信号の影響を除去して、ＢＳからの多重信号を精度良く受信することができる。なお、ＲＳ＃３、ＲＳ＃４は、ＴＳ＃１における候補ＲＳではなく、よって、ＲＳ＃３及びＲＳ＃４にとっては、ＴＳ＃２においてＲＳ＃２が送信する多重信号は既知ではない。しかしながら、ＲＳ＃２と、ＲＳ＃３及びＲＳ＃４とのチャネル利得によっては、ＲＳ＃３及びＲＳ＃４も、ＴＳ＃２において、ＢＳからの多重信号から信号Ｓ１及び信号Ｓ２を取り出すことができる。図２の例においては、ＴＳ＃２において、ＲＳ＃１、ＲＳ＃４及びＲＳ＃５が基地局からの多重信号の復号に成功し、よって、ＴＳ＃２における候補ＲＳとなっている。 RSs that transmit multiple signals in TS # 2 are selected from candidate RSs in TS # 1. The selection method will be described later. In FIG. 2, RS # 2 is selected from the candidate RSs in TS # 1, and RS # 2 transmits a multiplexed signal in TS # 2. Since RS # 2 transmits a multiplexed signal in TS # 2, RS # 2 cannot receive the multiplexed signal transmitted by the BS in TS # 2. The other RS # 1, RS # 3, RS # 4, and RS # 5 can receive the multiplexed signal from the BS and actually receive it. Here, since RS # 1 and RS # 5 are candidate RSs in TS # 1, the multiplexed signals transmitted by RS # 2 in TS # 2 are known to RS # 1 and RS # 5. Therefore, RS # 1 and RS # 5 can receive the multiplexed signal from the BS with high accuracy by removing the influence of the multiplexed signal transmitted by RS # 2 in TS # 2. Note that RS # 3 and RS # 4 are not candidate RSs in TS # 1, and therefore, for RS # 3 and RS # 4, the multiplexed signal transmitted by RS # 2 in TS # 2 is not known. However, the RS # 2, depending on the channel gain between the RS # 3 and RS # 4, RS # 3 and RS # 4 is also in the TS # 2, extracting a signal S 1 and the signal S 2 from the multiplexed signal from the BS be able to. In the example of FIG. 2, in TS # 2, RS # 1, RS # 4, and RS # 5 succeeded in decoding the multiplexed signal from the base station, and thus are candidate RSs in TS # 2.
図２の例においては、ＴＳ＃３で、ＴＳ＃２の候補ＲＳからＲＳ＃５が選択されて多重信号の送信を行っている。また、ＴＳ＃３において、ＲＳ＃２及びＲＳ＃３が基地局からの多重信号の復号に成功し、よって、ＴＳ＃３における候補ＲＳとなっている。ここで、本実施形態において、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＢＳはＴＳ＃（ｎ＋１）での送信を停止する。図２の例では、閾値κ＝２としている。したがって、ＴＳ＃４においてＢＳは多重信号を送信しない。なお、ＴＳ＃４においては、ＴＳ＃３の候補ＲＳからＲＳ＃２が選択されて多重信号の送信を行っている。また、ＴＳ＃４においてＢＳは多重信号を送信しないため、ＴＳ＃４の候補ＲＳはない。 In the example of FIG. 2, TS # 3 selects RS # 5 from the candidate RSs of TS # 2, and transmits multiple signals. Also, in TS # 3, RS # 2 and RS # 3 succeeded in decoding the multiplexed signal from the base station, and are thus candidate RSs in TS # 3. Here, in the present embodiment, if the number of candidate RSs in TS # n is equal to or less than the threshold κ, the BS stops transmission in TS # (n + 1). In the example of FIG. 2, the threshold κ = 2. Therefore, in TS # 4, the BS does not transmit multiple signals. In TS # 4, RS # 2 is selected from the candidate RSs of TS # 3 and multiple signals are transmitted. In addition, since the BS does not transmit a multiplexed signal in TS # 4, there is no TS # 4 candidate RS.
ＴＳ＃５において、ＢＳは多重信号を送信し、ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５は、この多重信号を受信して復号する。ＴＳ＃５においては、ＲＳ＃１〜ＲＳ＃３及びＲＳ５が多重信号の復号に成功し、よって、ＴＳ＃５の候補ＲＳとなっている。ＴＳ＃６では、ＴＳ＃５の候補ＲＳからＲＳ＃３が選択されて多重信号の送信を行っている。また、ＴＳ＃６において、ＲＳ＃１、ＲＳ＃２及びＲＳ＃５が基地局からの多重信号の復号に成功し、よって、ＴＳ＃６における候補ＲＳとなっている。 In TS # 5, the BS transmits a multiplexed signal, and RS # 1 to RS # 5 receive and decode this multiplexed signal. In TS # 5, RS # 1 to RS # 3 and RS5 succeed in decoding the multiplexed signal, and are thus candidate RSs for TS # 5. In TS # 6, RS # 3 is selected from the candidate RSs of TS # 5, and multiple signals are transmitted. In TS # 6, RS # 1, RS # 2, and RS # 5 succeed in decoding the multiplexed signal from the base station, and thus are candidate RSs in TS # 6.
この様に、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κより大きいと、ＴＳ＃（ｎ＋１）においてＢＳは多重信号を送信し、かつ、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳから選択されたＲＳも多重信号を送信する。一方、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）においては、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳから選択されたＲＳは多重信号を送信するが、ＢＳは多重信号の送信を停止する。 Thus, if the number of candidate RSs in TS # n is larger than the threshold κ, the BS transmits a multiplexed signal in TS # (n + 1), and the RS selected from the candidate RSs in TS # n also receives the multiplexed signal. Send. On the other hand, if the number of candidate RSs in TS # n is less than or equal to the threshold κ, in TS # (n + 1), the RS selected from the candidate RSs in TS # n transmits a multiplexed signal, but BS transmits the multiplexed signal. Stop sending.
以下、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）においてＢＳが多重信号の送信を停止する理由について説明する。上述した様に、基本的には、ＴＳ＃（ｎ＋１）において、ＢＳは多重信号（第１多重信号）を送信し、かつ、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳのうちの１つのＲＳ（ＲＳ＿Ａ）も多重信号（第２多重信号）を送信する。なお、第２多重信号は、ＢＳがＴＳ＃ｎで送信した多重信号に対応する。また、ＴＳ＃（ｎ＋１）において、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳではないＲＳ（ＲＳ＿Ｂ）と、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳのうちのＲＳ＿Ａ以外のＲＳ（ＲＳ＿Ｃ）は、ＢＳからの第１多重信号を受信する。 Hereinafter, the reason why the BS stops the transmission of the multiplexed signal in TS # (n + 1) when the number of candidate RSs in TS # n is equal to or less than the threshold κ will be described. As described above, basically, in TS # (n + 1), the BS transmits a multiplexed signal (first multiplexed signal), and one RS (RS_A) among candidate RSs in TS # n is also multiplexed. A signal (second multiplexed signal) is transmitted. The second multiplexed signal corresponds to the multiplexed signal transmitted by the BS using TS # n. Also, in TS # (n + 1), RS (RS_B) that is not a candidate RS in TS # n and RS (RS_C) other than RS_A among candidate RSs in TS # n receive the first multiplexed signal from the BS. To do.
ここで、ＲＳ＿Ｃは、ＴＳ＃ｎでの第１多重信号の復号に成功しており、よって、ＴＳ＃（ｎ＋１）でＲＳ＿Ａが送信する第２多重信号を知っているため、ＲＳ＿Ａが送信する第２多重信号に起因する干渉を抑えることができ、ＢＳからの第１多重信号の復号に成功する確率は高い。一方、ＲＳ＿Ｂは、ＴＳ＃ｎでの第１多重信号の復号に成功しておらず、よって、ＴＳ＃（ｎ＋１）においてＢＳからの第１多重信号の復号に成功する確率は低い。したがって、候補ＲＳの数が少なくなると、ＴＳ（ｎ＋１）でＢＳが送信する多重信号の復号に成功するＲＳがなくなる可能性が高くなる。したがって、本実施形態では、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）においてＢＳによる多重信号の送信を停止させる。そして、ＢＳは、ＴＳ＃（ｎ＋２）から多重信号の送信を再開する。ここで、ＴＳ＃（ｎ＋２）の状態は、ＴＳ＃１と同じ状態である。つまり、本実施形態では、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、一旦、構成を初期状態（ＴＳ＃１の状態）に戻す。これにより、候補ＲＳが少なくなることによる問題を解決する。 Here, since RS_C has succeeded in decoding the first multiplexed signal in TS # n, and therefore knows the second multiplexed signal transmitted by RS_A in TS # (n + 1), RS_A transmits the first multiplexed signal. Interference caused by two multiplexed signals can be suppressed, and the probability of successfully decoding the first multiplexed signal from the BS is high. On the other hand, RS_B has not succeeded in decoding the first multiplexed signal in TS # n, and therefore the probability of successful decoding of the first multiplexed signal from the BS in TS # (n + 1) is low. Therefore, when the number of candidate RSs decreases, there is a high possibility that there will be no RS that succeeds in decoding the multiplexed signal transmitted by the BS in TS (n + 1). Therefore, in this embodiment, when the number of candidate RSs in TS # n is equal to or less than the threshold κ, transmission of multiple signals by the BS is stopped in TS # (n + 1). Then, the BS resumes transmission of the multiplexed signal from TS # (n + 2). Here, the state of TS # (n + 2) is the same as TS # 1. That is, in the present embodiment, when the number of candidate RSs in TS # n is equal to or less than the threshold κ, the configuration is temporarily returned to the initial state (the state of TS # 1). This solves the problem caused by a decrease in candidate RSs.
続いて、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳからＴＳ＃（ｎ＋１）において多重信号を送信するＲＳをどの様に選択するかと、候補ＲＳの数に基づきどの様にＴＳ＃（ｎ＋１）におけるＢＳの送信を制御するかについて説明する。なお、以下の説明において、図１に示す様に、ＢＳからＲＳ＃ｋ（ｋは１〜５の整数）へのチャネル利得をｈｋとする。また、ＲＳ＃ｋからＵＥ＃１へのチャネル利得をｇｋ１とし、ＲＳ＃ｋからＵＥ＃２へのチャネル利得をｇｋ２とする。なお、ＲＳ＃ｋは、チャネル利得ｈｋを、任意の公知の方法、例えば、ＢＳからのパイロット信号の測定等により知っているものとする。同様に、ＵＥ＃１は、チャネル利得ｇｋ１を知っており、ＵＥ＃２は、チャネル利得ｇｋ２を知っているものとする。さらに、ＵＥ＃１宛の信号を信号Ｓ１とし、ＵＥ＃２宛の信号を信号Ｓ２とする。このとき、多重信号ｘは以下の式で表される。
ｘ＝√ａ１×Ｓ１＋√ａ２×Ｓ２
ａ１＋ａ２＝１
Subsequently, how to select the RS for transmitting the multiplexed signal in TS # (n + 1) from the candidate RS in TS # n and how to control the transmission of BS in TS # (n + 1) based on the number of candidate RSs. Explain what to do. In the following description, as shown in FIG. 1, RS # k from BS (k is an integer of from 1 to 5) to the channel gain to the h k. Further, the channel gain from RS # k to UE # 1 is set to gk1, and the channel gain from RS # k to UE # 2 is set to gk2 . Note that RS # k knows the channel gain h k by any known method, for example, measurement of a pilot signal from the BS. Similarly, it is assumed that UE # 1 knows channel gain gk1 , and UE # 2 knows channel gain gk2 . Furthermore, the signals addressed to UE # 1 and the signal S 1, the signal addressed to UE # 2 and the signal S 2. At this time, the multiplexed signal x is expressed by the following equation.
x = √a 1 × S 1 + √a 2 × S 2
a 1 + a 2 = 1
例えば、非特許文献１に記載されている様に、ＢＳが送信する多重信号から信号Ｓ１をＲＳ＃ｋが取り出すためには、以下の式を満たす必要がある。なお、以下の式においてρは信号対雑音比であり、Ｒ１は、ＵＥ＃１へのターゲットレートであり閾値でもある。 For example, as described in Non-Patent Document 1, in order for RS # k to extract signal S 1 from the multiplexed signal transmitted by the BS, it is necessary to satisfy the following equation. In the following equation, ρ is a signal-to-noise ratio, and R 1 is a target rate to UE # 1 and is also a threshold value.
図３は、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳからＴＳ＃（ｎ＋１）において多重信号を送信するＲＳを選択し、かつ、ＴＳ＃（ｎ＋１）でＢＳが多重信号を送信するか否かを制御するための処理のシーケンス図である。なお、図３の処理は、ＴＳ＃ｎとＴＳ＃（ｎ＋１）との間に行われる。Ｓ１０において、各ＲＳ＃１〜＃５は、それぞれ、ＴＳ＃ｎにおいて多重信号の復号に成功したか否か、より具体的には、多重信号から信号Ｓ１及び信号Ｓ２を取り出すことができたか否かを式（１）及び（２）により判定し、判定結果をＵＥ＃１及びＵＥ＃２に向けてブロードキャストする。これにより、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、ＴＳ＃ｎにおける候補ＲＳを認識する。 FIG. 3 is a diagram for selecting an RS that transmits a multiplexed signal in TS # (n + 1) from candidate RSs in TS # n and controlling whether the BS transmits the multiplexed signal in TS # (n + 1) It is a sequence diagram of a process. Note that the processing in FIG. 3 is performed between TS # n and TS # (n + 1). In S10, the respective RS #. 1 to # 5, respectively, whether successfully decoded multiple signal in TS # n, and more specifically, it is possible to take out the signal S 1 and the signal S 2 from the multiplexed signal Whether or not is determined by equations (1) and (2), and the determination result is broadcast to UE # 1 and UE # 2. Thereby, UE # 1 and UE # 2 recognize candidate RS in TS # n.
Ｓ１１において、ＵＥ＃１は、候補ＲＳの数を示す情報と、候補ＲＳのうち、所定条件を満たすＲＳを示す情報を各ＲＳ＃１〜＃５にブロードキャストする。なお、ＲＳを示す情報とは、例えば、ＲＳの識別子である。ここで、所定条件は、所定の閾値Ｒ１に対して、ＵＥ＃１とのチャネル利得が以下の式を満たすＲＳである。なお、所定の閾値Ｒ１は、例えば、ＵＥ＃１に対するターゲットレートである。 In S11, UE # 1 broadcasts information indicating the number of candidate RSs and information indicating RSs satisfying a predetermined condition among the candidate RSs to each RS # 1 to # 5. The information indicating the RS is, for example, an RS identifier. The predetermined condition is, for a given threshold value R 1, the channel gain between the UE # 1 is a RS satisfying the following expression. The predetermined threshold value R 1 is, for example, the target rate for UE # 1.
Ｓ１２において、ＵＥ＃２は、候補ＲＳの数を示す情報と、候補ＲＳのうち、所定条件を満たすＲＳを示す情報を各ＲＳ＃１〜＃５にブロードキャストする。ここで、所定条件は、所定の閾値Ｒ１に対して、ＵＥ＃２とのチャネル利得が以下の式を満たすＲＳである。 In S12, UE # 2 broadcasts information indicating the number of candidate RSs and information indicating RSs satisfying a predetermined condition among candidate RSs to each RS # 1 to # 5. The predetermined condition is, for a given threshold value R 1, the channel gain between the UE # 2 is a RS satisfying the following expression.
各ＲＳ＃１〜＃５は、式（３）及び式（４）を共に満たすＲＳの集合をＳとし、各ＲＳ＃１〜＃５は、それぞれ、集合Ｓに含まれるＲＳを示す情報をＵＥ＃１及びＵＥ＃２に向けてブロードキャストする。式（３）及び式（４）の条件を共に満たすＲＳが送信する多重信号を受信すると、ＵＥ＃１及びＵＥ＃２は、信号Ｓ２をノイズとして見做すことができ、よって、信号Ｓ１を復元することができる。 Each RS # 1 to # 5 is set to S as a set of RSs that satisfy both the expressions (3) and (4), and each RS # 1 to # 5 has information indicating an RS included in the set S as UE. Broadcast toward # 1 and UE # 2. When RS satisfying both the conditions of equations (3) and (4) receives the multiplexed signal to be transmitted, UE # 1 and UE # 2 can be regarded a signal S 2 as a noise, thus, the signal S 1 can be restored.
Ｓ１４で、ＵＥ＃２は、Ｓに含まれるＲＳのうち、ＵＥ＃２とのチャネル利得が最も大きいＲＳを示す情報を各ＲＳ＃１〜＃５にブロードキャストする。Ｓ１４で示されるＲＳが、ＴＳ＃（ｎ＋１）において多重信号を送信するＲＳとなる。チャネル利得が最も大きいＲＳを選択するのは、ＵＥ＃２におけるエラーの発生を抑えるためである。しかしながら、集合Ｓから他の条件に従いＴＳ＃（ｎ＋１）において多重信号を送信するＲＳを決定しても良い。 In S14, UE # 2 broadcasts information indicating an RS having the largest channel gain with UE # 2 among RSs included in S to each RS # 1- # 5. The RS indicated by S14 is the RS that transmits the multiplexed signal in TS # (n + 1). The reason why the RS having the largest channel gain is selected is to suppress the occurrence of errors in UE # 2. However, the RS that transmits the multiplexed signal in TS # (n + 1) may be determined from the set S according to other conditions.
続いて、ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５は、Ｓ１５で、候補ＲＳの数が閾値κ以下であるか否かを判定する。なお、各ＲＳは、Ｓ１１及びＳ１２で候補ＲＳの数を取得している。ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５は、候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、Ｓ１６でＢＳに次のＴＳでの送信の停止を指示する。なお、ＲＳ＃１〜ＲＳ＃５のそれぞれがＳ１６でＢＳに通知する構成であっても良いが、所定の１つ以上のＲＳがＢＳに通知する構成とすることができる。また、当然ではあるが、候補ＲＳの数が閾値κより大きいと、Ｓ１６の処理は行われない。 Subsequently, RS # 1 to RS # 5 determine whether or not the number of candidate RSs is equal to or less than the threshold κ in S15. Each RS acquires the number of candidate RSs in S11 and S12. If the number of candidate RSs is equal to or less than the threshold κ, RS # 1 to RS # 5 instructs the BS to stop transmission at the next TS in S16. Note that each RS # 1 to RS # 5 may be configured to notify the BS in S16, but may be configured such that one or more predetermined RSs notify the BS. Of course, if the number of candidate RSs is larger than the threshold κ, the process of S16 is not performed.
なお、本実施形態では、ＴＳ＃ｎでの候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）におけるＢＳの多重信号の送信を停止させていたが、Ｓ１３でＵＥ＃１及びＵＥ＃２に通知する集合Ｓに含まれるＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）におけるＢＳの多重信号の送信を停止させる構成とすることもできる。この場合、ＵＥ＃１は、Ｓ１１で所定条件を満たすＲＳを示す情報のみを送信すれば良く、復号に成功したＲＳの数、つまり、候補ＲＳの数を送信する必要はない。同様に、ＵＥ＃２は、Ｓ１２で所定条件を満たすＲＳを示す情報のみを送信すれば良く、復号に成功したＲＳの数、つまり、候補ＲＳの数を送信する必要はない。 In the present embodiment, if the number of candidate RSs in TS # n is equal to or less than the threshold κ, transmission of the multiplexed signal of BS in TS # (n + 1) is stopped, but UE # 1 and UE # in S13 If the number of RSs included in the set S notified to # 2 is equal to or less than the threshold κ, the transmission of the BS multiplexed signal in TS # (n + 1) may be stopped. In this case, UE # 1 only needs to transmit information indicating an RS that satisfies the predetermined condition in S11, and does not need to transmit the number of RSs successfully decoded, that is, the number of candidate RSs. Similarly, UE # 2 only needs to transmit information indicating an RS that satisfies the predetermined condition in S12, and does not need to transmit the number of RSs successfully decoded, that is, the number of candidate RSs.
なお、図２においては、タイムスロットの終わりを設けていないが、例えば、Ｎ個のタイムスロットを１つの周期とすることができる。この場合、ＢＳは、ＴＳ＃１からＴＳ＃（Ｎ−１）番目までのタイムスロットにおいては、基本的には多重信号を送信し、最後、つまり、ＴＳ＃Ｎにおいては多重信号を送信しない。なお、ＴＳ＃１からＴＳ＃（Ｎ−１）番目までのタイムスロットにおいても、上述した様に候補ＲＳの数に応じてＢＳは多重信号の送信を停止する。この場合、式（１）〜式（４）の右辺は、Ｎ／（Ｎ−１）倍にする。 In FIG. 2, although the end of the time slot is not provided, for example, N time slots can be set as one cycle. In this case, the BS basically transmits a multiplexed signal in the time slots from TS # 1 to TS # (N-1), and does not transmit a multiplexed signal at the end, that is, TS # N. Note that, also in the time slots from TS # 1 to TS # (N-1), the BS stops transmission of multiple signals according to the number of candidate RSs as described above. In this case, the right side of the equations (1) to (4) is N / (N-1) times.
なお、２つのＵＥへの多重信号を送信する例で説明したため、式（３）（ＵＥ＃１へのチャネル利得の条件）と、式（４）（ＵＥ＃２へのチャネル利得の条件）の２つの条件を満たすＲＳの集合をＳとしたが、３つ以上のＵＥの場合には、同様に、ＵＥの数に等しい数の条件を満たすＲＳの集合をＳとする。また、３つ以上のＵＥがある場合、集合Ｓに含まれるＲＳから多重信号を送信するＲＳは、最も優先度の高いＵＥ以外のＵＥから任意の方法で決めておく。 In addition, since it demonstrated in the example which transmits the multiplex signal to two UE, Formula (3) (Condition of channel gain to UE # 1) and Formula (4) (Condition of channel gain to UE # 2) The set of RSs that satisfy the two conditions is S, but in the case of three or more UEs, the set of RSs that satisfy the number of conditions that is equal to the number of UEs is also S. When there are three or more UEs, the RS that transmits the multiplexed signal from the RS included in the set S is determined by an arbitrary method from UEs other than the UE with the highest priority.
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、所定のκを予めＲＳに保存し、ＲＳにおいて次のＴＳでのＢＳの送信可否を判定してＢＳに通知していた。本実施形態では、κを動的に変更する構成について説明する。まず、ＴＳ＃（ｎ＋１）で多重信号を送信するＲＳを選択ＲＳと呼び、それ以外のＲＳを非選択ＲＳと呼ぶものとする。上述した様に、非選択ＲＳは、ＴＳ＃（ｎ＋１）でＢＳが送信する多重信号を受信するが、非選択ＲＳにとって選択ＲＳは干渉源となる。したがって、ＢＳと非選択ＲＳとのチャネル利得と、選択ＲＳと非選択ＲＳとのチャネル利得に応じて、ＴＳ＃（ｎ＋１）においてＢＳからの多重信号の復号に成功する非選択ＲＳの数は変化する。よって、閾値κの値を、ＢＳと非選択ＲＳとのチャネル利得と、選択ＲＳと非選択ＲＳとのチャネル利得に応じて決定することで、ＴＳ毎に閾値κを最適化できる。
<Second embodiment>
In the first embodiment, a predetermined κ is stored in advance in the RS, and whether or not the BS can transmit in the next TS is determined in the RS and notified to the BS. In the present embodiment, a configuration for dynamically changing κ will be described. First, an RS that transmits a multiplexed signal with TS # (n + 1) is called a selected RS, and other RSs are called non-selected RSs. As described above, the unselected RS receives the multiplexed signal transmitted by the BS with TS # (n + 1), but the selected RS becomes an interference source for the unselected RS. Therefore, the number of non-selected RSs that succeed in decoding the multiplexed signal from the BS in TS # (n + 1) changes according to the channel gain between the BS and the non-selected RS and the channel gain between the selected RS and the non-selected RS To do. Therefore, the threshold value κ can be optimized for each TS by determining the threshold value κ according to the channel gain between the BS and the non-selected RS and the channel gain between the selected RS and the non-selected RS.
図４は、本実施形態による、ＴＳ＃（ｎ＋１）でＢＳが多重信号を送信するか否かを制御するための処理のシーケンス図である。なお、図４の処理は、図３の処理のＳ１４の後に続けて実行される。つまり、本実施形態の処理は、図３のＳ１５及びＳ１６を、図４に示すＳ２０〜Ｓ２４に置き換えるものである。なお、図３のＳ１４までの処理により、各ＲＳは、自装置がＴＳ＃（ｎ＋１）での選択ＲＳであるか非選択ＲＳであるかを認識している。また、各ＲＳは、候補ＲＳの数も取得している。また、第一実施形態と同様に、各ＲＳは、ＢＳとのチャネル利得を認識している。 FIG. 4 is a sequence diagram of processing for controlling whether or not the BS transmits a multiplexed signal in TS # (n + 1) according to the present embodiment. Note that the process of FIG. 4 is executed after S14 of the process of FIG. That is, the process of this embodiment replaces S15 and S16 in FIG. 3 with S20 to S24 shown in FIG. 3, each RS recognizes whether its own device is a selected RS or a non-selected RS in TS # (n + 1). Each RS also acquires the number of candidate RSs. Further, as in the first embodiment, each RS recognizes the channel gain with the BS.
Ｓ２０において、候補ＲＳはパイロット信号を送信し、非選択ＲＳは、Ｓ２１で、選択ＲＳが送信するパイロット信号に基づき候補ＲＳとのチャネル利得を求める。Ｓ２２で、各非選択ＲＳは、ＢＳとのチャネル利得と、候補ＲＳとのチャネル利得と、候補ＲＳの数をＢＳに通知する。ＢＳは、Ｓ２３で、各非選択ＲＳから通知される、ＢＳとのチャネル利得と、候補ＲＳとのチャネル利得と、に基づき、所定のアルゴリズムにより閾値κを判定する。そして、ＢＳは、Ｓ２４で、候補ＲＳの数が閾値κ以下であると、ＴＳ＃（ｎ＋１）での送信を停止すると決定し、そうではないと、ＴＳ＃（ｎ＋１）において多重信号を送信する。 In S20, the candidate RS transmits a pilot signal, and the unselected RS obtains a channel gain with the candidate RS based on the pilot signal transmitted by the selected RS in S21. In S22, each non-selected RS notifies the BS of the channel gain with the BS, the channel gain with the candidate RS, and the number of candidate RSs. In S23, the BS determines the threshold κ by a predetermined algorithm based on the channel gain with the BS and the channel gain with the candidate RS, which are notified from each non-selected RS. Then, in S24, if the number of candidate RSs is equal to or less than the threshold κ, the BS determines to stop transmission in TS # (n + 1), otherwise transmits a multiplexed signal in TS # (n + 1). .
なお、本発明によるＢＳ、ＲＳ、ＵＥは、コンピュータを上記ＢＳ、ＲＳ、ＵＥとして動作させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。 In addition, BS, RS, UE by this invention is realizable with the program which operates a computer as said BS, RS, UE. These computer programs can be stored in a computer-readable storage medium or distributed via a network.
Claims (4)
前記基地局は、第１タイムスロットにおいて第１多重信号を送信し、
前記複数の中継局のうちの第１中継局を除く第２中継局は、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号を復号し、
前記基地局は、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号の復号の成功した第２中継局の数が閾値より大きいと、前記第１タイムスロットの次の第２タイムスロットにおいて第２多重信号を送信し、前記第１タイムスロットにおいて前記基地局から受信する前記第１多重信号の復号の成功した第２中継局の数が前記閾値以下であると、前記第２タイムスロットにおける前記第２多重信号の送信を停止することを特徴とする無線アクセスシステム。 A plurality of mobile communication devices including a base station, a plurality of relay stations, and a plurality of mobile communication devices, wherein the base station passes through one relay station of the plurality of relay stations according to a non-orthogonal multiple access technique. A wireless access system that transmits multiple signals to each device,
The base station transmits a first multiplexed signal in a first time slot;
A second relay station of the plurality of relay stations excluding the first relay station decodes the first multiplexed signal received from the base station in the first time slot;
If the number of second relay stations successfully decoding the first multiplexed signal received from the base station in the first time slot is greater than a threshold, the base station determines a second time next to the first time slot. When the number of second relay stations that successfully transmit the second multiplexed signal in the slot and successfully receive the first multiplexed signal received from the base station in the first time slot is equal to or less than the threshold, the second time A radio access system, wherein transmission of the second multiplexed signal in a slot is stopped.
前記第２中継局の少なくとも１つは、前記第１多重信号の復号に成功した第２中継局の数と前記閾値とを比較し、前記第１多重信号の復号の成功した第２中継局の数が前記閾値以下であると、前記基地局に前記第２タイムスロットでの前記第２多重信号の送信停止を通知することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線アクセスシステム。 The second relay station notifies the plurality of mobile communication devices of the decoding result of the first multiplexed signal, and determines the number of second relay stations that have successfully decoded the first multiplexed signal from the plurality of mobile communication devices. Acquired,
At least one of the second relay stations compares the threshold value with the number of second relay stations that have successfully decoded the first multiplexed signal, and the second relay station that has successfully decoded the first multiplexed signal. The radio access system according to claim 1 or 2, wherein if the number is equal to or less than the threshold, the base station is notified of the transmission stop of the second multiplexed signal in the second time slot.
前記第２中継局は、前記第１多重信号の復号結果を前記複数の移動通信装置に通知し、前記複数の移動通信装置から前記第１多重信号の復号に成功した第２中継局の数を取得し、
前記第１多重信号の復号に成功した第２中継局のうち、前記第２タイムスロットで前記第１多重信号の復号結果に基づき前記複数の移動通信装置それぞれへの多重信号を生成して送信すると選択された第３中継局は、パイロット信号を送信し、
前記複数の中継局のうちの前記第３中継局以外の第４中継局は、前記第３中継局が送信する前記パイロット信号に基づき前記第３中継局とのチャネル利得を測定し、
前記第４中継局は、前記第１多重信号の復号に成功した第２中継局の数と、前記基地局とのチャネル利得と、前記第３中継局とのチャネル利得を前記基地局に通知し、
前記基地局は、前記第４中継局から受信する前記基地局とのチャネル利得と、前記第３中継局とのチャネル利得とに基づき前記閾値を決定し、前記閾値と前記第１多重信号の復号に成功した第２中継局の数とに基づき、前記第２タイムスロットで、前記第２多重信号の送信を停止するか否かを決定することを特徴とする請求項３に記載の無線アクセスシステム。 Each of the plurality of relay stations measures a channel gain with the base station;
The second relay station notifies the plurality of mobile communication devices of the decoding result of the first multiplexed signal, and determines the number of second relay stations that have successfully decoded the first multiplexed signal from the plurality of mobile communication devices. Acquired,
Of the second relay stations that have succeeded in decoding the first multiplexed signal, a multiplexed signal is generated and transmitted to each of the plurality of mobile communication devices based on the decoding result of the first multiplexed signal in the second time slot. The selected third relay station transmits a pilot signal,
A fourth relay station other than the third relay station of the plurality of relay stations, measuring a channel gain with the third relay station based on the pilot signal transmitted by the third relay station;
The fourth relay station notifies the base station of the number of second relay stations that have successfully decoded the first multiplexed signal, the channel gain with the base station, and the channel gain with the third relay station. ,
The base station determines the threshold based on a channel gain with the base station received from the fourth relay station and a channel gain with the third relay station, and decodes the threshold and the first multiplexed signal. 4. The radio access system according to claim 3, wherein whether to stop transmission of the second multiplexed signal is determined in the second time slot based on the number of second relay stations that have successfully succeeded. .
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