JP5089900B2 - 無線端末装置、無線基地局の制御方法、無線端末装置の制御方法 - Google Patents
無線端末装置、無線基地局の制御方法、無線端末装置の制御方法Info
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Description
前記マルチキャリア信号から複数の前記サブキャリアを取り出す高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段の前段に配置され、ディジタル化された前記マルチキャリア信号のサンプリング数を前記Nポイントから変化させることが可能な間引き手段と、
前記マルチキャリア信号に随伴するサブキャリア割り当て情報に基づいて前記サンプリング数を前記Nポイントから変化させた場合に他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重なるか否かを判別し、前記間引き手段におけるサンプリング数を決定する判定手段と、
を含む無線端末装置を提供する。
前記無線端末装置において、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を前記Nポイントから変更したときに、前記サブキャリアの折り返し信号が重ならないように、前記送信情報の前記サブキャリアに対する割り当てを行う第1割り当て方法、
および前記無線端末装置において、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を前記Nポイントから変更したときに折り返しの関係となる複数の前記サブキャリアに、同一の前記送信情報を割り当てる第2割り当て方法、
の少なくとも一方を、前記無線基地局に実行させる無線基地局の制御方法を提供する。
前記マルチキャリア信号に随伴するサブキャリア割り当て情報を取得する第2ステップと、
前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すとき、前記サブキャリア割り当て情報に基づいて、サンプリング数を前記Nポイントから変化させる第3ステップと、
を含む無線端末装置の制御方法を提供する。
(1)基地局から送られてくるサブキャリア割り当て情報を取得することで、端末においてFFTサイズを変更することが可能かどうか判断することができる。また、どのタイミングでFFTサイズを変更すれば良いのかも分かる。従来にはこのようなシステムはなかった。
(4)信号の折り返しを利用するので、各ユーザが隣接サブキャリアを使用している場合でも、サブキャリアが互い違いに配置されている場合でも利用可能である。
これにより、受信信号が複数回折り返される。NポイントIFFTで送信された信号を、N/4、N/8...のより小さなFFTサイズで受信することができる。
このように、N/4,N/8...になると、折り返し回数が多く、自無線端末装置に割り当てられたサブキャリアに他の信号が重なりやすい。フィルタによる帯域制限と組み合わせることで、よりFFTのサイズを変更させる機会を多くすることが可能となる。
また、本発明では、基地局において、FFTサイズを変更すると折り返しの関係となるサブキャリアに同一のデータを割り当てて、NポイントFFTにより信号生成を行う。
また、複数の無線端末装置に対する送信信号と複数のサブキャリアの割り当て方法に影響されることなく、無線端末装置におけるマルチキャリア信号の受信処理での高速フーリエ変換に伴う演算量、計算時間、消費電力を削減することが可能となる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の一実施の形態である無線端末装置の制御方法を実施する無線端末装置の受信処理系の構成の一例を示す概念図であり、図2は、本実施の形態の無線端末装置を含む無線通信システム(OFDMA伝送システム)の構成の一例を示す概念図である。
図1に例示されるように、本実施の形態の無線端末装置10の受信処理系は、アンテナ11、無線受信部12、A/D変換部13、間引き処理部14、S/P変換器15a、高速フーリエ変換部15、P/S変換器15b、復調処理部16、判定部17(判定手段)を含んでいる。
無線受信部12は、図示しない増幅器、周波数変換器、帯域通過フィルタ、直交復調器、低域通過フィルタなどからなり、無線周波数の下りフレーム30をベースバンド周波数に変換する。
間引き処理部14は、A/D変換部13から出力されるディジタル信号のサンプル点を、必要に応じて、一定の間隔で抜き取る処理を行う。
高速フーリエ変換部15の前後には、S/P変換器15aおよびP/S変換器15bが設けられている。
P/S変換器15bは、高速フーリエ変換部15から出力される複数のサブキャリアを、パラレル・シリアル変換(P/S変換)して、復調処理部16に出力する。
本実施の形態の場合、復調処理部16には、判定部17が設けられている。
本実施の形態の下りフレーム30は、IEEE802.16−2004の標準仕様に含まれている下り信号のフレーム構成に準拠している。
この図3の例では4ユーザが存在しており、複数のサブキャリア33の各々に、それぞれ、#1〜#4の各々の無線端末装置10に向けて送出される送信データである下りバースト#1、下りバースト#2、下りバースト#3、下りバースト#4が割り当てられている。
無線端末装置10は、下りフレーム30を受信すると(ステップ101)、まず、基地局20におけるIFFTと同じNポイント(この場合、2048ポイント)で、ダウンリンクマップ32を復調して、当該無線端末装置10と、他の無線端末装置10におけるサブキャリア割り当て情報を取得する(ステップ102)。
そして、図4のように、ユーザが一人の場合には、折り返しで他のユーザのデータと重なる懸念がないので、たとえば、間引き処理部14においてディジタルデータのサンプリングを半分に間引き(ステップ104)、高速フーリエ変換部15では、1024(=N/2)ポイントで、FFTを実行することで(ステップ105)、複数のサブキャリア33の分離および復調を行う(ステップ106)。
一方、上述のステップ103で複数のユーザが存在すると判明した場合には、判定部17は、間引き処理部14における間引きを実行した場合の折り返し信号において、各ユーザのサブキャリア33の帯域が重なるか否かを判別する(ステップ108)。
すなわち、図7に例示されるように、基地局20からの下りフレーム30(送信信号)に下りバースト#2と下りバースト#3のみが20MHzの周波数領域で存在する場合、無線端末装置10の間引き処理部14、高速フーリエ変換部15において1024(=N/2)ポイントに間引いてのFFTを行った場合の受信信号は、周波数領域で図8に示すように、0〜10MHz帯域内の折り返し信号に下りバースト#2と下りバースト#3として、重なりあわずに、それぞれ現れる。
また、基地局20から送られてくる下りフレーム30に随伴するダウンリンクマップ32に格納されているサブキャリア割り当て情報に基づいて、無線端末装置10の側で独自にFFTのポイント数を変更するため、基地局20の側における仕様変更等を必要とすることなく、無線端末装置10の内部に閉じた形で実現でき、汎用性も高い。
(実施の形態2)
上述の実施の形態1では、間引き処理部14によるポイント数の間引きによって、折り返し信号が重なり合う場合には、間引き処理を抑止して、送信側のIFFTと同一のNポイントで、高速フーリエ変換部15におけるFFTを実行する場合(上述のステップ108、ステップ109)を例示した。
この無線端末装置10では、上述の図1に例示した受信処理系の構成のA/D変換部13(ADC)と間引き処理部14の間にディジタルフィルタ18を挿入した構成となっている。
図15の中にはローパスフィルタ(通過帯域pf2)、バンドパスフィルタ(通過帯域pf1)、ハイパスフィルタ(通過帯域pf3)の3種類のフィルタが示されている。図15中で区別を付けやすいように、バンドパスフィルタを点線で描いている。この例では、ローパスフィルタとバンドパスフィルタは5MHz程度、通過帯域pf1と通過帯域pf2がオーバラップしているため、帯域幅5MHz程度の信号であればどの帯域に割り当てられたとしても対応することができる。より広い帯域の信号には、フィルタの数を増やすことで対応可能である。
この図17のフローチャートでは、各ユーザの帯域が重なると判定された場合に(ステップ108)、ディジタルフィルタ18またはアナログフィルタ19を制御して、受信データであるサブキャリア33群に対して上述のような帯域制限を行うこと(ステップ120)、が上述の図6と異なっている。
(実施の形態3)
次に、無線端末装置10の側における間引き処理部14および高速フーリエ変換部15におけるFFTのポイント数の間引きを想定して、基地局20の側で、折り返し信号の重なりを回避するように、各ユーザへのサブキャリア33の割り当てを行う場合(第1割り当て方法)について例示する。
基地局20は、アンテナ21、無線送信部22、D/A変換部23、逆高速フーリエ変換部24、信号生成部25を含む、送信処理系を備えている。
D/A変換部23は、逆高速フーリエ変換部24で生成された時間信号をアナログ信号に変換する処理を行う。
D/A変換部23は、無線周波数の下りフレーム30を無線端末装置10に向けて放射する。
基地局20の信号生成部25は、まず、送信データを準備した後(ステップ201)、ユーザ(無線端末装置10)の数が一つか否かを判別する(ステップ202)。
(実施の形態4)
次に、実施の形態4として、無線端末装置10の側でFFTサイズを変更すると信号が折り返しで重なることを利用して、基地局20が、同一のデータを折り返し信号で重なり合うサブキャリア33に割り当てることで、受信信号のSN比を改善する例(第2割り当て方法)について説明する。
この図22のフローチャートでは、図19のステップ202およびステップ203の代わりに、ステップ211およびステップ212を実行する点が異なっている。
一方、無線端末装置10がFFTサイズを、基地局20の2048(N)ポイントから1024(N/2)ポイントに変更して受信したときの受信信号を周波数領域で示すと図25のようになる。10MHzの帯域内において下りバースト#2の信号電力(振幅L1)は、折り返しにより重なり合って元の値(図24の振幅L0)よりも大きくなり、SN比が改善され、受信感度が向上することが分かる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことで生成されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
前記マルチキャリア信号から複数の前記サブキャリアを取り出す高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段の前段に配置され、ディジタル化された前記マルチキャリア信号のサンプリング数を前記Nポイントから変化させることが可能な間引き手段と、
前記サンプリング数を前記Nポイントから変化させた場合に他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重なるか否かを、前記マルチキャリア信号に随伴するサブキャリア割り当て情報に基づいて判別し、前記間引き手段におけるサンプリング数を決定する判定手段と、
を含むことを特徴とする無線端末装置。
(付記2)
付記1記載の無線端末装置において、
前記判定手段は、前記サンプリング数を(N/2m)ポイント(mは1以上の自然数)としたときに、他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重ならない場合に、前記間引き手段における前記サンプリング数を前記(N/2m)ポイントに設定することを特徴とする無線端末装置。
(付記3)
付記1記載の無線端末装置において、
前記間引き手段の上流側に、自無線端末装置に割り当てられた前記サブキャリア信号を選択的に通過させるように前記マルチキャリア信号の帯域に制限を加えるフィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする無線端末装置。
(付記4)
付記1記載の無線端末装置において、
前記フィルタ手段は、ディジタルフィルタからなることを特徴とする無線端末装置。
(付記5)
付記1記載の無線端末装置において、
前記フィルタ手段は、アナログフィルタからなることを特徴とする無線端末装置。
(付記6)
複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことでマルチキャリア信号を生成して前記無線端末に送信する無線基地局の制御方法であって、
前記無線端末装置において、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を前記Nポイントから変更したときに、前記サブキャリアの折り返し信号が重ならないように、前記送信情報の前記サブキャリアに対する割り当てを行う第1割り当て方法、
および前記無線端末装置において、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を前記Nポイントから変更したときに折り返しの関係となる複数の前記サブキャリアに、同一の前記送信情報を割り当てる第2割り当て方法、
の少なくとも一方を、前記無線基地局に実行させることを特徴とする無線基地局の制御方法。
(付記7)
複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことで生成されたマルチキャリア信号を受信する第1ステップと、
前記マルチキャリア信号に随伴するサブキャリア割り当て情報を取得する第2ステップと、
前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すとき、前記サブキャリア割り当て情報に基づいて、サンプリング数を前記Nポイントから変化させる第3ステップと、
を含むことを特徴とする無線端末装置の制御方法。
(付記8)
付記7記載の無線端末装置の制御方法において、
前記第3ステップでは、前記サンプリング数を前記Nポイントから(N/2m)ポイント(mは1以上の自然数)に変化させたときの個々の前記サブキャリアの折り返し信号が重ならない場合に、前記サンプリング数を前記(N/2m)ポイントに間引くことを特徴とする無線端末装置の制御方法。
(付記9)
付記7記載の無線端末装置の制御方法において、
前記第3ステップでは、前記サンプリング数を前記Nポイントから(N/2m)ポイント(mは1以上の自然数)に変化させたときの個々の前記サブキャリアの折り返し信号が重なる場合に、前記マルチキャリア信号に対して特定の前記サブキャリアを選択的に通過させる帯域制限を行った後に前記サンプリング数を前記(N/2m)ポイントに間引くことを特徴とする無線端末装置の制御方法。
(付記10)
付記7記載の無線端末装置の制御方法において、
ディジタルフィルタまたはアナログフィルタを用いて前記帯域制限を行うことを特徴とする無線端末装置の制御方法。
11 アンテナ
12 無線受信部
13 A/D変換部
14 間引き処理部
14a 間引き制御信号
15 高速フーリエ変換部
15a S/P変換器
15b P/S変換器
16 復調処理部
17 判定部
18 ディジタルフィルタ
19 アナログフィルタ
19a 帯域制御信号
20 基地局
21 アンテナ
22 無線送信部
23 D/A変換部
24 逆高速フーリエ変換部
25 信号生成部
30 下りフレーム
31 プリアンブル
32 ダウンリンクマップ
33 サブキャリア
Claims (4)
- 複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことで生成されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
前記マルチキャリア信号から複数の前記サブキャリアを取り出す高速フーリエ変換手段と、
前記高速フーリエ変換手段の前段に配置され、ディジタル化された前記マルチキャリア信号のサンプリング数を前記Nポイントから変化させることが可能な間引き手段と、
前記サンプリング数を前記Nポイントから変化させた場合に他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重なるか否かを、送信側から受信したダウンリンクマップ情報から得られる前記マルチキャリア 信号に随伴するサブキャリア割り当て情報に基づいて判別し、前記間引き手段におけるサンプリング数を決定する判定手段と、
を含み、
前記判定手段は、前記サンプリング数を(N/2m)ポイント(mは2以上の自然数)としたときに、他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重ならない場合に、前記間引き手段における前記サンプリング数を前記(N/2m)ポイントに設定し、前記サブキャリア同士が重なる場合には、前記サンプリング数を変更しないことを特徴とする無線端末装置。 - 請求項1記載の無線端末装置において、
前記間引き手段の上流側に、自無線端末装置に割り当てられた前記サブキャリア信号を選択的に通過させるように前記マルチキャリア信号の帯域に制限を加えるフィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする無線端末装置。 - 複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことでマルチキャリア信号を生成して前記無線端末に送信する無線基地局の制御方法であって、
前記無線端末装置において、送信側から受信したダウンリンクマップ情報から得られるサブキャリアの割り当て情報に基づいて、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を(N/2 m )ポイント(mは2以上の自然数)としたときに、他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重ならないと判断した場合に、前記サンプリング数を前記(N/2 m )ポイントに設定し、前記サブキャリア同士が重なると判断した場合には、前記サンプリング数を変更しないように、前記送信情報の前記サブキャリアに対する割り当てを行う第1割り当て方法、
および前記無線端末装置において、前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すときのサンプリング数を前記Nポイントから変更したときに折り返しの関係となる複数の前記サブキャリアに、同一の前記送信情報を割り当てる第2割り当て方法、
のいずれかを選択して、前記無線基地局に実行させ、
ることを特徴とする無線基地局の制御方法。 - 複数の無線端末装置に対する送信情報が割り当てられた複数のサブキャリアに対してNポイント(Nは自然数)の逆高速フーリエ変換を行うことで生成されたマルチキャリア信号を受信する第1ステップと、
送信側から受信したダウンリンクマップ情報から得られる前記マルチキャリア信号に随伴するサブキャリア割り当て情報を取得する第2ステップと、
前記マルチキャリア信号に高速フーリエ変換を行って複数の前記サブキャリアを取り出すとき、前記サブキャリア割り当て情報に基づいて、サンプリング数を前記Nポイントから変化させる第3ステップと、
を含み、
前記第3ステップでは、前記サンプリング数を(N/2m)ポイント(mは2以上の自然数)としたときに、他の無線端末装置と自無線端末装置の前記サブキャリア同士が重ならない場合に、前記サンプリング数を前記(N/2m)ポイントに設定し、前記サブキャリア同士が重なる場合には、前記サンプリング数を変更しないことを特徴とする無線端末装置の制御方法。
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