JP5419306B2 - 通信装置、送信方法および通信システム - Google Patents
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Description
本願は、2008年4月28日に、日本に出願された特願2008−117759号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
下りリンク(基地局装置から移動局への通信)では、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)方式が最も有力な候補となっている。OFDMA方式は、情報データに対して64QAM(64-ary Quadrature Amplitude Modulation:64値直交振幅変調)やBPSK(Binary Phase Shift Keying:2相位相変調)など受信状況に応じて異なる変調方式をかけて通信を行うOFDM信号を用いて、時間軸と周波数軸で構成される無線リソースを複数の移動ユーザ装置で柔軟に割り当てて通信を行うシステムである。
そのため、上りリンク(移動局から基地局装置への通信)では、PAPRの低いシングルキャリア方式を基にした通信方式が望ましい。
前記所定の数に基づいて、前記DFT−s−OFDM信号を送信する送信電力の低減量を決定するステップとを少なくとも含むことを特徴とする送信方法である。
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態における無線通信システムについて説明する。本実施形態における無線通信システムは、1つの第1の通信装置(他の無線通信装置)100と1つの第2の通信装置(無線通信装置)200とを有し、第1の通信装置100から第2の通信装置200への伝送方式がSC−ASA(Single Carrier - Adaptive Spectrum Allocation:シングルキャリア適応スペクトル割当)方式である。第1の通信装置100が送信に使用するサブキャリア数を使用サブキャリア数Nuとし、利用可能な帯域のサブキャリアの数を総サブキャリア数Ndとし、以降ではNd、Nuを用いて説明する。また、マルチキャリア方式としてOFDM方式を仮定するため、SC−ASA方式を本明細書中ではDFT−S−OFDM(Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplex;離散フーリエ変換-拡散-直交周波数分割多重)と称する場合もある。以下に示す実施形態においては、特に断りのない限り、一般的にいわれる移動局(第1の通信装置)から基地局(第2の通信装置)への通信である上りリンクにSC−ASAを用いる場合について説明するが、本発明の対象とする通信は、これに限定されない。
本実施形態では、等化処理として最小平均自乗誤差(MMSE:Minimum Mean Square Error)基準型の等化処理が施されるものとして説明する。
図5に示すように左のグラフG1および右のグラフG2の最大点は、ピーク電力P1となっているので、平均送信電力AVG1は、セグメントサイズ32のときにピーク電力がP1となる平均送信電力の値であり、平均送信電力AVG2は、セグメントサイズ16のときにピーク電力がP1となる平均送信電力の値である。そして、表1においてセグメントサイズ「16」と対応付けられている送信電力の低減量ΔP「0.3」は、図5に示すΔP、すなわち平均送信電力AVG1から平均送信電力AVG2への低減量である。
また、本実施形態では、送信電力のピーク電力を示す指標としてピーク対平均電力比PAPRを用いるとして説明したが、CM(Cubic Metric)などピーク電力を示す他の指標を用いてもよい。
次に、各セグメントサイズの暫定的な割当について式(1)で表される等化後の受信品質Qを計算する。
このように、ピーク電力が第1の通信装置100における増幅器の線形領域を超えないような、セグメントサイズと平均電力を表す情報との組合せを選択候補として選択候補記憶部9が予め記憶しており、送信電力・スペクトル割当決定部8は、これらの選択候補の中から受信品質Qが良好なものを選択するので、セグメントサイズを大きくすることによるピーク対平均電力比PAPR特性の改善効果による送信電力の増大と、セグメントサイズを小さくすることによる伝送特性の改善量のトレードオフを最適化して、優れた伝送効率を得ることができる。
以下、図面を参照して、本発明の第2の実施形態における無線通信システムである移動体通信システムについて説明する。第1の実施形態では第1の通信装置100の数(以下、「ユーザ数」という)が1であったが、本実施形態ではユーザ数が複数、すなわち移動局装置である第1の通信装置100が複数存在し、基地局装置である第2の通信装置200aと通信する移動体通信システムの場合について説明する。なお、本実施形態の移動体通信システムは、セルラシステムである。
以下、図面を参照して、本発明の第3の実施形態における無線通信システムである移動体通信システムについて説明する。第3の実施形態における無線通信システムは、複数の移動局装置である第1の通信装置100と、基地局装置である第2の通信装置200bとを有する移動体通信システムである。本実施形態の無線通信システムは、最も平均送信電力の大きい第1の通信装置100からセグメントサイズを決定する点は、第2の実施形態における無線通信システムと同じだが、送信電力・スペクトル割当決定部8bが、第1の通信装置100の各々についてスペクトル割当を行う際に、スペクトル割当可能な周波数帯域をセグメントサイズ毎にサブチャネル化し、セグメントをこのサブチャネルに配置する点が異なる。
以下、図面を参照して、本発明の第4の実施形態における無線通信システムである移動体通信システムについて説明する。本実施形態における無線通信システムは、複数の移動局装置である第1の通信装置100と、基地局装置である第2の通信装置200cとを有する移動体通信システムである。
次に、送信電力・スペクトル割当決定部8cは、ステップS32において、スペクトル未割当のリストの最上位の第1の通信装置100、すなわちスペクトル未割当の第1の通信装置100の中で平均送信電力が最も大きい第1の通信装置100のセグメントサイズ(および送信電力の低減量)とスペクトル割当を決定する。
送信電力・スペクトル割当決定部8cは、大きくないと判定したときは、ステップS32にて決定されたセグメントサイズおよびスペクトル割当を用いることとし、ステップS36に遷移する。一方、送信電力・スペクトル割当決定部8cは、ステップS33にて大きいと判定したときは、ステップS34に遷移して、スペクトル未割当リスト上で1つ前にあった第1の通信装置100について決定されたセグメントサイズをスペクトル未割当リストの最上位の第1の通信装置100のセグメントサイズに決定する。次に、送信電力・スペクトル割当決定部8cは、ステップS35において、ステップS34にて決定されたセグメントサイズで最良の受信品質Qが得られるような、選択可能なサブチャネルに対するスペクトル割当を行い、ステップS36に遷移する。
以下、図面を参照して、本発明の第5の実施形態における無線通信システムである移動体通信システムについて説明する。本実施形態における無線通信システムは、複数の移動局装置である第1の通信装置100と、基地局装置である第2の通信装置200dとを有する移動体通信システムである。
また、同様に、セグメントサイズが「32」の場合、k’番目の第1の通信装置100の平均送信電力差が「1.7dB」であった場合には、「1.7dB」以下の平均送信電力の低減量ΔPが対応付けられているセグメントサイズの中で、最も小さいセグメントサイズの「4」を選択する。
次に、送信電力・スペクトル割当決定部8dは、ステップS42において、スペクトル未割当のリストの最上位の第1の通信装置100、すなわち平均送信電力が最も大きい第1の通信装置100のセグメントサイズ(および送信電力の低減量)とスペクトル割当を決定する。このステップS42におけるセグメントサイズとスペクトル割当は、第1の実施形態における図6のステップS1〜ステップS7と同様の処理により行われる。
このように本実施形態では、全ての第1の通信装置100において、ピーク電力が増幅器の線形領域の限界電力を越えないセグメントサイズのうち、スペクトル割当の自由度が最も高いセグメントサイズである最も小さなセグメントサイズを選択するので、無線通信システム全体の伝送効率、すなわちセルスループットを向上させることができる。
2・・・無線部
3・・・A/D変換部
4・・・CP除去部
5・・・パイロット分離部
6、6a・・・伝搬路特性・雑音分散推進部
7、7a・・・伝搬路特性デマッピング部
8、8a、8b、8c、8d・・・送信電力・スペクトル割当決定部
9・・・選択候補記憶部
10、10a・・・制御情報生成部
11・・・S/P変換部
12・・・DFT部
13、13a・・・スペクトルデマッピング部
14・・・等化部
15・・・IDFT部
16・・・P/S変換部
17・・・復調部
18・・・デインターリーブ部
19・・・復号部
20・・・送信部
21・・・送信アンテナ
22a・・・ユーザ毎信号処理部
31・・・符号部
32・・・インターリーブ部
33・・・変調部
34・・・S/P変換部
35・・・DFT部
36・・・スペクトルマッピング部
37・・・IDFT部
38・・・P/S変換部
39・・・パイロット多重部
40・・・CP挿入部
41・・・D/A変換部
42・・・無線部
43・・・送信アンテナ
44・・・パイロット信号生成部
45・・・受信アンテナ
46・・・受信部
47・・・制御部
100・・・第1の通信装置
200、200a、200b、200c、200d・・・第2の通信装置
Claims (8)
- DFT−s−OFDM信号を送信する第1の通信装置であって、
周波数信号を所定の数のセグメントにセグメント化し、該セグメント毎にサブキャリアに割り当てるスペクトルマッピング部と、
前記セグメント毎に前記サブキャリアに割り当てられ、生成されたDFT−s−OFDM信号を送信する送信部と、
前記DFT−s−OFDM信号を送信する送信電力の低減量を決定する制御部とを備え、
前記送信電力の低減量は、所定の送信電力に対する低減量であって、前記所定の数が大きい程、大きい値となることを特徴とする第1の通信装置。 - 前記所定の数は、少なくとも1と2とを含むことを特徴とする請求項1に記載の第1の通信装置。
- 前記所定の送信電力に対する低減量は、前記所定の数が1の場合よりも、前記所定の数が2以上の場合の方が大きくなることを特徴とする請求項1又は2に記載の第1の通信装置。
- 前記スペクトルマッピング部は、前記周波数信号を少なくとも2以上のセグメントにセグメント化した場合、少なくとも2つの前記セグメントをそれぞれ分散配置することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の第1の通信装置。
- 前記制御部は、PAPR又はCMに基づいて、前記送信電力の低減量を決定することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の第1の通信装置。
- 前記スペクトルマッピング部は、前記DFT−s−OFDM信号を受信する第2の通信装置から送信される割当情報に基づいて、前記周波数信号をサブキャリアに割り当てることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の第1の通信装置。
- 周波数信号を所定の数のセグメントにセグメント化し、該セグメント毎にサブキャリアに割り当てるステップと、
前記セグメント毎に前記サブキャリアに割り当てられ、生成されたDFT−s−OFDM信号を送信するステップと、
前記DFT−s−OFDM信号を送信する送信電力の低減量を決定するステップとを少なくとも含み、
前記送信電力の低減量は、所定の送信電力に対する低減量であって、前記所定の数が大きい程、大きい値となることを特徴とする送信方法。 - 第1の通信装置と第2の通信装置からなる通信システムであって、
前記第2の通信装置は、周波数信号をサブキャリアに割り当てる割当情報を送信し、
前記第1の通信装置は、前記第2の通信装置から送信された前記割当情報を受信し、前記周波数信号を所定の数のセグメントにセグメント化し、受信した前記割当情報に基づいて、該セグメント毎にサブキャリアに割り当て、DFT−s−OFDM信号を生成し、所定の送信電力に対する低減量であって、前記所定の数が大きい程、大きい値となる前記DFT−s−OFDM信号を送信する送信電力の低減量を決定することを特徴とする通信システム。
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