JP4174539B2 - アップリンク性能向上のためのamc(適応変調コーディング)方法、装置及びその方法を記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
(全体的な構成及び動作環境)
本発明は、従来技術が有する、各端末が周期的に基地局側に付加的なチャンネル状態情報をフィードバックするオーバーヘッドという問題点をとり除いて、アップリンク性能改善及び送信速度の増加をもたらすことができる。以下、図2では、本発明の望ましい実施例によるアップリンク性能向上のためのAMC(適応変調コーディング)システムネットワークを説明し、図3では、本発明の望ましい実施例による基地局200及び端末100間の信号の流れを説明する。
図2は、本発明の望ましい実施例によるアップリンク性能向上のためのAMCシステムネットワークを示す図面である。
第4世代移動通信の大衆化と共にデータ通信が活性化してきた。上記移動通信システムで多様なチャンネル条件を補うため送信端の送信変数を修正する技法をリンク適応技法と言うが、その中の一つの方法としてAMC(適応変調コーディング)があり、上記AMCは、制限されたシステム環境で多様なチャンネル条件によって変調とコーディング技法を調整することである。
そして、基地局200(BTS、トランシーバ基地局)は、無線接続システムを通じて移動端末100とのコードレス通信が可能になり、送信経路に繋がれているBSC(基地局200制御機)と信号を送信および受信する。上記基地局200は、基地局200としてサービスすることができない場所や、基地局200置局が不可能な地域を光(ファイバ)ケーブルや、CAI(共通無線インタフェース)などを通じて基地局200のカバーできる領域を拡張後増幅して加入者にサービスするための中継機を含むことができる。
無線環境では通信中移動性と多重経路がほとんど存在せず、ダウンリンクよりはアップリンクを主として少量のパケットデータの送受信を処理する特徴を有する。
従来技術によるAMC方式は、基地局200が複数個の端末100からチャンネル状態情報をフィードバック受けて、上記チャンネル状態情報によって変調方式及びコーディング方式を決めて順方向リンクを決める。しかし、上記方式は、順方向リンクのダウンロード中心の通信環境のみを考慮したことで、逆方向リンクのアップロードには效果的ではないのみならず、周期的に上記チャンネル状態情報を送信することはオーバーヘッドとして作用する。
以下、本発明の望ましい実施例による順方向及び逆方向リンク制御を示す図3を参照して説明する。ここで、基地局200から端末100にデータを送信する時使うチャンネルを順方向リンクまたはダウンロードリンクと称して、端末100から基地局200にデータを送信する時使うチャンネルを逆方向リンクまたはアップリンクと称する。
ここで、アップリンクで送信される情報は、端末100におけるテーブルに基づき生成されたマッピング識別子を有する。本発明は、既存に開発された乃至今後開発されるすべてのデータ送信方式においてアップリンク速度を向上することができ、特に、TDDに基づくRFIDデータ伝達無線ネットワークのような無線環境でシステムから要求されるビット誤率(BER)を維持しながらアップリンクデータ送信速度を向上することができる。
本発明は、上述のRFIDデータ伝達のため無線ネットワークの特徴を利用してシステム資源の效率的な利用のために創出されたもので、通信時多重経路及び移動性がほとんどない端末100で簡単なAMCアルゴリズムを使ってアップリンクの容量及び性能を改善させることができる。
図4は、本発明の望ましい実施例によるアップリンク性能向上のためのAMC方法の動作手続きを示すフローチャートである。
既存の基地局200でAMCを行う方法は、すべての端末100がチャンネル状態をフィードバックデータとして送らなければならないため、アップリンクに対して顕著なオーバーヘッドとなるが、本発明は、追加的なチャンネル情報が必要なく、受信信号の信号対雑音比(SNR)のみを利用してテーブルに基づきAMCを実行することによって、上記オーバーヘッドを除去または減少させることができる。
その後、ステップS425で、端末100から基地局200に呼を試みた場合、ステップS430で、呼が連結されて端末100のデータ送受信が始まる。ステップS435で、端末100は受信信号のSNR値を測定する。
ステップS460で、基地局200は、端末100に保存されているテーブルと同じテーブルを持っているので、先ず、受信された信号に含まれているテーブル値を参照し、次いで、ステップS465で、復号変調方式及びコーディング率を確認した後、受信された情報データを復号する。
本発明ではTDDに基づくシステムを問題としているので、端末100は周期的に受信信号のSNRを把握することができ、RFIDを利用する環境ではデータ通信中に端末100の移動性はほとんどないので、端末100で付加的な情報なしでもテーブルに基づくAMC方式の適用が可能である。
図5を参照すれば、本発明によるマッピングテーブル500はマッピング識別子510、コーディング方式520及び変調方式530を備えている。
上記信号のSNR値が高い場合高い変調方式とコーディング率で大量のデータを送信し、SNR値が低い場合低い変調方式とコーディング率で少量のデータを送ることで、システムから要求されるBERに適合するように、SNR値に従って変調方式とコーディング率を対応させるよう上記マッピングテーブルを形成することができる。
そして、SNRが小さい場合(信号が弱い場合)QPSK変調方式と1/4コーディング方式のような低いデータレートでコーディングをすることができ、SNRが大きい場合(信号が強い場合)64QAMと1/2のような高いデータレートでコーディングをすることができる。
図5には示されていないが、本発明によるマッピングテーブルは、例えば、エラー訂正コーディングの量、フレーム内のサブ周期の長さ、変調シンボルセットからの変調シンボルの数、フレームのサブ周期の長さの数などのパラメーターを更に備える。
本発明による基地局200は、少なくとも一つの他のパラメーターを利用して、基地局200から各加入者局の距離に対する関数を用いてフレーム中に各端末100とデータを送受信することができる。
図6は、本発明の望ましい実施例による端末の構成を示す。
従来技術によるAMC方式は、受信端のチャンネル状態情報を送信端にフィードバックし、上記チャンネル状態情報を利用して変調およびコーディング方式を決め、端末100に上記変調およびコーディング方式に従ってデータを送信するように構成されている。従来方式の場合、端末100から基地局200へ周期的または非周期的に別途のチャンネル状態情報を送信しなければならず、送信手続きによって逆方向リンクのチャンネル損失をもたらす問題がある。
本発明は、チャンネル状態情報を送信するのではなく、あらかじめ保存されているマッピングテーブルを通じて設定された変調コーディング識別情報をデータとともに送信して逆方向リンクチャンネルの効率を向上させることができる。
基地局200と呼が連結した場合、端末100はアンテナ部110を通じて基地局200から受信した信号を端末AMC制御部120に伝達する。本発明による端末AMC制御部120は、上記信号のSNRを測定するためのSNR測定部121、上記SNRに対応してあらかじめ設定されたコーディング方式及び変調方式を決定し、上記決定したコーディング方式及び変調方式を識別するためのマッピング識別子を抽出する識別子抽出部123、SNRに対応してあらかじめ設定されたコーディング方式及び変調方式を保存するためのテーブル保存部125及び識別子追加部127を備えてよい。
このように決定した変調方式及びコーディング方式に従って、AMC部140は送信するデータを変調及びコーディングするべく構成され、逆AMC部130は受信したデータを復調及びデコーディングするように構成される。
逆適応変調コーディング部130は、基地局200から受信したデータを復調するための復調部131、復調されたデータをデインターリービングするためのデインターリーバ部133及びデインターリービングされたデータをデコーディングするためのデコーダー部135を含むことができる。
端末の他の一般的な構成、例えば、送信部、受信部、入力部、出力部、電源部などは、本発明の説明上の便宜のため略する。
本発明による端末100は、ステップS600で、基地局200から信号を受信し、その後、ステップS610で、上記信号に対するSNRを抽出する。
ステップS620で、上記SNRに対応する変調方式及びコーディング方式を、マッピングテーブルを利用して決める。望ましい実施例によれば、通常、信号は雑音と共存するので、SNR(信号対雑音比)は、信号仕事率が雑音仕事率を超過するデシベル数であり、信号の仕事率と雑音の仕事率との間の比である。
ステップS630で、上記変調方式及びコーディング方式に対応する識別情報を保存する。ここで、上記保存情報は、基地局200からデータを受信する場合、復調及びデコーディングに用いることができる。
ステップS640で、端末100は、上記変調及びコーディング方式に従って、望ましい実施例によれば、変調、インターリービング、コーディングを含むAMCを実行することができる。
ステップS650で、本発明による端末100がデータを送信する際、上記保存したテーブル識別情報に載せて送信し、それゆえ、追加のフィードバックチャンネルを構成する必要はない。
下記の表1にマッピング識別子の送信方式が示されている。
先ず、ステップS660で、マッピング識別子の送信方式を判断する。
判断の後、マッピング識別子をデータとともに送信する場合、ステップS670で、端末100のチャンネル状態情報の全てを含まず、マッピング識別子のみを含むチャンネル状態情報を生成する。そして、ステップS675で、上記チャンネル状態情報を基地局200に送信する。
従来技術による基地局200で適応変調方式を実行する方法は、すべての端末100のチャンネル状態をフィードバックデータとして送信しなければならないので、アップリンクに対して顕著なオーバーヘッドとなる一方、本発明では、追加的なチャンネル情報を必要とせず受信信号のSNRのみを利用してテーブルに基づくにAMCを実行するため、テーブルに対応するマッピング識別子のデータに関連するオーバーヘッドのみが作用する。また、追加的なチャンネル情報を必要とせず受信信号のSNRのみを利用してAMCを実行するので、テーブル値だけがオーバーヘッドに関連する。これは、基地局200でAMCを実行するのに比べて、ずっと少量のフィードバックデータである。
特に、マッピング識別子をデータとともに送信する場合、フィードバックチャンネルでのチャンネル状態情報の送信に使われる占有率を減少することができる。
図9は、本発明の望ましい実施例による基地局200の構成を示す。
図9を参照すれば、本発明による基地局200は、アンテナ部210、基地局AMC制御部220、逆AMC部230及びAMC部240を含むことができる。
アンテナ部210で信号を受信し、基地局AMC制御部220は上記信号に含まれたテーブルマッピング識別子を利用して変調方式及びコーディング方式情報を抽出し、上記変調方式及びコーディング方式に従って受信のデータを処理するように上記逆AMC部230及びAMC部240を制御することができる。
上記基地局AMC制御部220は、識別子抽出部221及びテーブル保存部223を含むことができる。テーブル保存部223は、変調方式及びコーディング方式情報に、上記チャンネル情報によるマッピング識別子情報を含むテーブルを保存することができ、識別子抽出部221は、上記信号に含まれたテーブルマッピング識別子を利用して、上記テーブル保存部223を参照して変調方式及びコーディング方式情報を抽出することができる。
逆AMC部230は、受信したデータを復調するための復調部231、復調されたデータをデインターリービングするためのデインターリ−バ部233及びデインターリービングされたデータをデコーディングするためのデコーダー部を含むことができる。
そして、AMC部240は、端末100に送信するデータを変調するための変調部245、上記変調されたデータをインターリービングするためのインターリーバ部243及び上記インターリービングされたデータをエンコーディングするためのエンコーダー部を含むことができる。
基地局200の他の一般的な構成、例えば、送信部、受信部、入力部、出力部、電源部などは発明の説明上の便宜のため略する。
先ず、ステップS700で、基地局200が端末100から信号を受信し、ステップS710で、上記信号に含まれた変調コーディング方式識別情報を抽出し、ステップS730で、上記変調コーディング方式識別情報に対応する変調方式及びコーディング方式を、あらかじめ保存されたマッピングテーブルを利用して抽出する。ここで、上記マッピングテーブルとは、端末100に保存されているマッピングテーブルと同一であって、周期的に上記端末100と同じくアップデート及び管理することができる。
ステップS740で、上記基地局200がデータを送信するか又は受信するかを判断する。データを受信する場合、ステップS750で、基地局200は、上記識別情報に対応する変調及び、コーディング方式に相応する復調及び、デコーディングを実行することができる。そして、データを送信する場合、ステップS760で、上記基地局200は上記変調方式及びコーディング方式に従って変調及びコーディングを実行し、その後、ステップS770で、上記変調及びコーディングされたデータを上記端末100に送信することができる。
上述したような本発明の方法は、プログラムに具現されてコンピューターで読める記録媒体CD−ロム、ラム、ロム、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなどに保存することができる。
また、本発明は、ダウンリンク中心の順方向リンクの容量増大及び性能改善だけではなく、アップリンク性能改善及び送信速度の増加をもたらす效果もある。すなわち、本発明は、従来AMC方式においてオーバーヘッドとなるチャンネル状態情報のフィードバック過程による負荷を、除去または減少させる效果もある。
また、本発明は、RFIDデータの送信のようにアップリンクが頻繁な無線環境で、システムから要求されるビット誤率(BER)を維持しながら、アップリンクのデータ送信速度を改善する效果もある。すなわち、本発明は、通信時多重経路及び移動性がほとんどない端末側にテーブルに基づく簡単なAMCアルゴリズムを利用することにより、チャンネル状況にしたがってデータ送信方法を定めることができるので、システムから要求されるBERを維持しながらアップリンクデータ送信速度を改善できる。
上記では、本発明の望ましい実施例を参照して説明したが、該当の技術分野で通常の知識を持った者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができるのは理解できるだろう。
Claims (16)
- ネットワークによって基地局と接続された端末でのアップリンク性能向上のためのAMC(適応変調コーディング)方法であって、
(a)複数の信号対雑音比(SNR)に対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子についての情報とを備えるマッピングテーブルであって、かつ端末に保存されているマッピングテーブルと同じマッピングテーブルを保存する基地局から信号を受信し、
(b)前記信号に対するSNRを測定し、
(c)前記SNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子とをマッピングテーブルを参照することにより抽出し、
(d)基地局に送信するデータを適応変調方式に応じて変調及びコーディングし、
(e)基地局が、マッピングテーブルを参照することにより、端末から受信するデータを復調及びデコーディングできるように、マッピング識別子を有する変調及びコーディングされたデータを基地局に送信する
ことを特徴とする方法。 - ネットワークはRFID(無線周波数識別)ネットワークであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 第1ステップ(a)に先立ち、基地局からマッピングテーブルを受信し、受信されたマッピングテーブルを保存することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ネットワークによって端末と接続された基地局でのアップリンク性能向上のための適応変調コーディング方法であって、
(a)複数のSNR(信号対雑音比)に対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子についての情報とを備えるマッピングテーブルであって、かつ基地局に保存されているマッピングテーブルと同じマッピングテーブルを保存する端末に信号を送信し、
(b)前記信号に対するSNRを測定し、かつ前記SNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子とをマッピングテーブルを参照することにより抽出する端末から、マッピング識別子を受信し、
(c)マッピング識別子及びマッピングテーブルを利用して適応変調方式を抽出し、
(d)端末から受信するデータを適応変調方式に応じて復調及びデコーディングする
ことを特徴とする方法。 - マッピング識別子は別途に又は前記データとともに受信されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- ネットワークはRFID(無線周波数識別)ネットワークであることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 第1ステップ(a)に先立ち、基地局に保存されているマッピングテーブルを抽出し、端末でマッピングテーブルを保存するように、抽出したマッピングテーブルを端末に送信することを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 端末でのアップリンク性能向上のための適応変調コーディング装置であって、
ネットワークによって端末と接続された基地局から信号を受信するための受信部と、
信号に対するSNRを検出するためのSNR測定部と、
複数のSNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式を備えるマッピングテーブルと、適応変調方式に対応するマッピング識別子との情報を保存するためのテーブル保存部と、
SNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、適応変調方式に対応するマッピング識別子とを前記マッピングテーブルを参照することにより抽出するための識別子抽出部と、
適応変調方式に応じて基地局に送信するデータを変調するための変調部と、コーディングするためのエンコーダー部と、
前記マッピングテーブルと同じマッピングテーブルを保存する基地局が、前記マッピングテーブルを参照することにより、端末から受信するデータを復調及びデコーディングできるように、マッピング識別子を基地局に送信するための送信部と
を備えることを特徴とする装置。 - 変調及びコーディングされたデータにマッピング識別子を添付するための識別子追加部とを更に備えることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- ネットワークはRFID(無線周波数識別)ネットワークであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- テーブル保存部に保存される前記マッピングテーブルの情報は基地局から受信されることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 基地局でのアップリンク性能向上のための適応変調コーディング装置であって、
ネットワークによって基地局と接続された端末に信号を送信するための送信部と、
信号に対するSNRを測定し、かつSNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、適応変調方式に対応するマッピング識別子とをマッピングテーブルを参照することにより抽出する端末から、マッピング識別子を受信するための受信部と、
端末に保存されているマッピングテーブルと同じマッピングテーブルであって、複数のSNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、適応変調方式に対応するマッピング識別子とを備えるマッピングテーブルの情報を保存するためのテーブル保存部と、
マッピング識別子及びマッピングテーブルを利用して適応変調方式を抽出するための識別子抽出部と、
端末から受信するデータを適応変調方式に応じて復調及びデコーディングするための適応変調デコーディング部と
を備えることを特徴とする装置。 - 受信部はマッピング識別子を別途に又はデータとともに受信することを特徴とする請求項12に記載の装置。
- ネットワークはRFID(無線周波数識別)ネットワークであることを特徴とする請求項12に記載の装置。
- ネットワークによって基地局と接続された端末でアップリンク速度を向上するための適応変調コーディング方法を実行するためのプログラムが記録された記録媒体であって、
(a)複数の信号対雑音比(SNR)に対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子についての情報とを備えるマッピングテーブルであって、かつ端末に保存されているマッピングテーブルと同じマッピングテーブルを保存する基地局から信号を受信し、
(b)前記信号に対するSNRを測定し、
(c)前記SNRに対応する変調方式及びコーディング方式を有する適応変調方式と、該適応変調方式に対応するマッピング識別子とをマッピングテーブルを参照することにより抽出し、
(d)適応変調方式に応じて基地局に送信するデータを変調及びコーディングし、
(e)基地局が、マッピングテーブルを参照することにより、端末から受信するデータを復調及びデコーディングできるように、マッピング識別子を有する基地局変調及びコーディングされたデータを送信する
ためのプログラムが記録された記録媒体。 - 第1ステップ(a)に先立ち、基地局からマッピングテーブルを受信し、受信されたマッピングテーブルを保存するためのプログラムが記録されたことを特徴とする請求項15に記載の記録媒体。
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