JP4271108B2 - 適応変調を用いた無線通信システム、無線通信装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に従う無線通信システムは、例えば少なくとも一つの基地局装置と少なくとも一つの端末装置を含む、無線LANあるいは移動通信システム(セルラーシステム)に適用される。ここでは、下りリンク、すなわち基地局装置から端末装置への送信に対して適応変調を適用した例について述べる。
上位レイヤから、下りリンクで送信されるべき送信データ101が入力される。送信データ101に対して、データ処理部102によって誤り検出ビットの付加や符号化単位への切り分けなどの処理が施される。データ処理部102からの出力データに対して、符号化部103により誤り訂正符号化が施され、さらに変調部104により変調が施される。誤り訂正符号化及び変調が施されたデータは、RF/IF段105に入力される。RF/IF段105に入力されたデータは、まずIF(Intermediate Frequency)信号に変換され、さらにRF(Radio Frequency)信号に変換された後、電力増幅が施される。RF/IF段105から出力されるRF信号はアンテナ106に供給され、アンテナ106から図2の端末装置に送信される。
上位レイヤから与えられる、上りリンクで送信されるべき送信データ201に対して、データ処理部202により誤り検出ビットの付加や符号化単位への切り分けなどの処理が施される。データ処理部202からの出力データに対して、符号化部203により誤り訂正符号化が施され、さらに変調部204により変調が施される。誤り訂正符号化及び変調が施されたデータは、RF/IF段205に入力される。RF/IF段205に入力されたデータは、まずIF信号に変換され、さらにRF信号に変換された後、電力増幅が施されてアンテナ206に供給されることにより、アンテナ206からRF信号が図1の基地局装置に送信される。
まず、図2に示した端末装置は、図1に示した基地局装置から送信されてくるRF信号をアンテナ106により受信し(ステップS10)、復調部207の出力信号からSIR測定部211により受信信号のSIRを測定する(ステップS11)。測定されたSIRを比較判定部214により上限閾値及び下限閾値と比較し(ステップS12)、SIRが上限閾値を上回っているか否かを判定する(ステップS13)。
ステップS1で基地局装置からのRF信号を受信した後、誤り検出部109により誤りを検出し(ステップS19)、誤りの有無を判定する(ステップS20)。ここで、誤りがあれば、上限閾値制御部212及び下限閾値制御部213は、現在のMCSの上限閾値及び下限閾値をそれぞれ一定ステップδup1及びδup2だけ増加させる(ステップS21及びS22)。一方、誤りがなければ、上限閾値制御部212及び下限閾値制御部213は、現在のMCSの上限閾値及び下限閾値をそれぞれ一定ステップδdown1及びδdown2だけ減少させる(ステップS23及びS24)。
現在利用できるMCSセットの要素をMCS(n)(n = 1,2,…,N)とする。MCS(n)はnをインデックスとするMCSを表し、例えばMCS(1)=MCS1,MCS(2)=MCS3,MCS(3)=MCS8である。nはインデックス番号(n=1,2,…,N)、Nは利用できるMCSセット内のMCS数である。ここで、現在MCS(k)( k = 1,2,…,N )が選択されている場合、k<NであればMCS(k)より1つ上位のMCSはMCS(k+1)、k > 1 であればMCS(k)より1つ下位のMCSはMCS(k-1)と表される。
現在のMCS2に対応する目標誤り率を0.1と定める。この場合、ブロック誤りが生じなければ、上限閾値及び下限閾値を0.1dB減少させ、ブロック誤りが生じれば上限閾値及び下限閾値を0.9dB増加させる、という制御を行うことなる。ここで、図5に示すように現在のSIRにおける誤り率が0.1よりも高い(すなわちスループットが0.9より低い)場合には、10個のブロックの中に1個より多い誤りが存在するため、上限閾値及び下限閾値の両方共に、時間の経過に従って増加し続ける。やがて現在のSIRを下限閾値が横切ると、MCSは1ランク下位のMCS1に切り替わる結果、この例ではスループットが低下してしまう。
一方、現在のMCS2に対する目標誤り率を比較例1の場合より引き上げて、0.5(目標スループットも0.5)と定める。この場合、ブロック誤りが生じなければ、上限閾値及び下限閾値を0.5dB減少させ、ブロック誤り率が生じれば上限閾値及び下限閾値を0.5dB増加させる、という制御を行うことになる。ここで、図6に示すように現在のSIRにおける誤り率が0.5よりも低い(すなわちスループットが0.5よりも高い)場合には、10個のブロックの中に5個より少ない誤りが存在するため、上限閾値及び下限閾値の両方共に、時間の経過に従って減少し続ける。やがて現在のSIRを上限閾値が横切ると、MCSは1ランク上のMCS3に切り替わる結果、この場合もスループットは低下してしまう。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に従う基地局装置及び端末装置の構成は、第1の実施形態と同様である。第2の実施形態では、図8に示す手順で下りリンクにおけるMCSの制御を行う。第1の実施形態に従う図3の手順においては、ステップS12で使用される上限閾値及び下限閾値を制御する際に、現在のMCSの上限閾値及び下限閾値のみを制御している。これに対して、第2の実施形態では現在のMCSを含む全てのMCSの上限閾値及び下限閾値を制御する。
第1の実施形態で説明した同様に、nをインデックスとするMCS(n) ( n = 1,2,…,N )で定義されるMCSセットにおいて、現在のMCSをMCS(k) (k = 1,2,3,…,N)とし、MCS(k)より上位のMCSをMCS(k+1) (k < N)とし、MCS(k)より下位のMCSをMCS(k-1) (k > 1)とする。例えばMCS(1)=MCS1,MCS(2)=MCS3,MCS(3)=MCS8である。Nは利用できるMCSセット内のMCS数である。
本発明の第3の実施形態によると、図9に示されるように、第1の実施形態で説明した端末装置にタイミング制御部215が追加されている。タイミング制御部215は、比較判定部214におけるSIRと上限閾値及び下限閾値との比較判定に基づくMCS変更要求送出後、一定時間の期間は次のMCS変更要求の送出を禁止する制御を行う。
これまでの説明では、端末装置において比較判定部214によりMCSを現在のMCSより上位または下位のMCSに変更する旨のMCS変更要求が発生され、その変更要求が基地局装置に送信される。これに対して、本発明の第4の実施形態によると、図12に示されるように端末装置内の比較判定部214はMCS決定部216に置き換えられる。
102…データ処理部
103…符号化部
104…変調部
105…RF/IF段
106…アンテナ
107…復調部
108…復号部
109…誤り検出部
110…上りリンクの受信データ
111…MCS決定部
112…MCS制御部
115…MCS情報検出部
201…上りリンクの送信データ
202…データ処理部
203…符号化部
204…変調部
205…RF/IF段
206…アンテナ
207…復調部
208…復号部
209…誤り検出部
210…下りリンクの受信データ
211…SIR測定部
212…上限閾値
213…下限閾値
214…比較判定部
215…タイミング制御部
216…MCS決定部
Claims (16)
- 伝送速度によってランク付けされた、変調方式(Modulation Scheme)と符号化方式(Coding Scheme)の組み合わせよりなるMCS(Modulation and Coding Scheme)セットから一つのMCSを選択して適応変調による通信を行う無線通信システムにおいて、
通信品質が第1の閾値を上回ると、現在選択されているMCSをランクがより上位のMCSに変更し、前記通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値を下回ると、前記現在選択されているMCSをランクがより下位のMCSに変更するMCS変更部と、
前記第1の閾値を予め定められた第1の誤り率に基づいて制御する第1の閾値制御部と、
前記第2の閾値を前記第1の誤り率と異なる第2の誤り率に基づいて制御する第2の閾値制御部とを具備する無線通信システム。 - 前記第1の閾値制御部及び第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCSを変更するために用いられる第1の閾値及び第2の閾値のみをそれぞれ制御する請求項1記載の無線通信システム。
- 前記第1の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが上位の全てのMCSを変更するために用いられる第1の閾値を同時に制御し、前記第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが下位の全てのMCSを変更するために用いられる第2の閾値を同時に制御する請求項1記載の無線通信システム。
- 前記MCS変更部が前記現在選択されているMCSを変更した直後から一定時間の期間、前記MCS変更部によるMCSの変更を禁止するためのタイミング制御を行うタイミング制御部をさらに具備する請求項1記載の無線通信システム。
- 前記第2の誤り率は、前記現在選択されているMCSより1ランク下位のMCSの最大伝送速度を基に定められ、前記第1の誤り率は、前記第2の誤り率より低い値に定められる請求項1記載の無線通信システム。
- 伝送速度によってランク付けされた、変調方式(Modulation Scheme)と符号化方式(Coding Scheme)の組み合わせよりなるMCS(Modulation and Coding Scheme)セットから一つのMCSを選択して適応変調による通信を行う無線通信システムに用いられる無線通信装置において、
通信品質を測定する測定部と、
測定された通信品質と第1の閾値及び第2の閾値との比較判定を行い、前記測定された通信品質が第1の閾値を上回ると、現在選択されているMCSをランクがより上位のMCSに変更し、前記測定された通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値を下回ると、前記現在選択されているMCSをランクがより下位のMCSに変更するためのMCS変更要求を発生する比較判定部と、
前記第1の閾値を予め定められた第1の誤り率に基づいて制御する第1の閾値制御部と、
前記第2の閾値を前記第1の誤り率と異なる第2の誤り率に基づいて制御する第2の閾値制御部と、
前記MCS変更要求を送信する送信部とを具備する無線通信装置。 - 前記第1の閾値制御部及び第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCSを変更するために用いられる第1の閾値及び第2の閾値のみをそれぞれ制御する請求項6記載の無線通信装置。
- 前記第1の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが上位の全てのMCSを変更するために用いられる第1の閾値を同時に制御し、前記第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが下位の全てのMCSを変更するために用いられる第2の閾値を同時に制御する請求項6記載の無線通信装置。
- 前記第2の誤り率は、前記現在選択されているMCSより1ランク下位のMCSの最大伝送速度を基に定められ、前記第1の誤り率は、前記第2の誤り率より低い値に定められる請求項6記載の無線通信装置。
- 請求項6記載の無線通信装置から送信される前記MCS変更要求を受信する受信部と、受信されたMCS変更要求に従って変更先のMCSを決定するMCS決定部と、前記現在選択されているMCSを決定されたMCSに変更するMCS変更部とを具備する無線通信装置。
- 伝送速度によってランク付けされた、変調方式(Modulation Scheme)と符号化方式(Coding Scheme)の組み合わせよりなるMCS(Modulation and Coding Scheme)セットから一つのMCSを選択して適応変調による通信を行う無線通信システムに用いられる無線通信装置において、
通信品質を測定する測定部と、
測定された通信品質が第1の閾値を上回ると、現在選択されているMCSよりランクが上位の変更先MCSを決定し、前記測定された通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値を下回ると、前記現在選択されているMCSより下位の変更先MCSを決定するMCS決定部と、
前記第1の閾値を予め定められた第1の誤り率に基づいて制御する第1の閾値制御部と、
前記第2の閾値を前記第1の誤り率と異なる第2の誤り率に基づいて制御する第2の閾値制御部と、
前記MCS決定部により決定された前記変更先MCSを示す情報を送信する送信部とを具備する無線通信装置。 - 前記第1の閾値制御部及び第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCSを変更するために用いられる第1の閾値及び第2の閾値のみをそれぞれ制御する請求項11記載の無線通信装置。
- 前記第1の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが上位の全てのMCSを変更するために用いられる第1の閾値を同時に制御し、前記第2の閾値制御部は、前記現在選択されているMCS及び前記現在選択されているMCSよりランクが下位の全てのMCSを変更するために用いられる第2の閾値を同時に制御する請求項11記載の無線通信装置。
- 前記第2の誤り率は、前記現在選択されているMCSより1ランク下位のMCSの最大伝送速度を基に定められ、前記第1の誤り率は、前記第2の誤り率より低い値に定められる請求項11記載の無線通信装置。
- 請求項11記載の無線通信装置から送信される前記変更先MCSを示す情報を受信する受信部と、受信された変更先MCSを示す情報に従って前記現在選択されているMCSを決定されたMCSに変更するMCS変更部とを具備する無線通信装置。
- 伝送速度によってランク付けされた、変調方式(Modulation Scheme)と符号化方式(Coding Scheme)の組み合わせよりなるMCS(Modulation and Coding Scheme)セットから一つのMCSを選択して適応変調による通信を行う無線通信システムにおける通信方法であって、
通信品質が第1の閾値を上回ると、現在選択されているMCSをランクがより上位のMCSに変更し、前記通信品質が前記第1の閾値より低い第2の閾値を下回ると、前記現在選択されているMCSをランクがより下位のMCSに変更するステップと、
前記第1の閾値を予め定められた第1の誤り率に基づいて制御するステップと、
前記第2の閾値を前記第1の誤り率と異なる第2の誤り率に基づいて制御するステップとを具備する無線通信システムにおける通信方法。
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