JP5586043B2 - Power allocation method and power allocation apparatus in MIMO-OFDM system - Google Patents

Power allocation method and power allocation apparatus in MIMO-OFDM system Download PDF

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Description

本発明は,MIMO−OFDMシステムにおける電力割り当て方法,及び電力割り当て装置などに関し,特に,MIMO−OFDMシステムにおいて,複数のチャネルに対して電力を割り当てるための電力割り当て方法及び電力割り当て装置などに関する。   The present invention relates to a power allocation method and power allocation apparatus in a MIMO-OFDM system, and more particularly to a power allocation method and power allocation apparatus for allocating power to a plurality of channels in a MIMO-OFDM system.

MIMO(Multi Input Multi Output)では,無線を介してデータの送受信を行うために,複数のアンテナが用いられる。MIMOでは,単位時間あたりの通信量を多くすることができる。   In MIMO (Multi Input Multi Output), a plurality of antennas are used to transmit and receive data via radio. With MIMO, the amount of communication per unit time can be increased.

また,無線通信方式としては,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing access:直交周波数分割多元接続方式)やTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多重接続方式)が知られている。OFDMAやTDMAは,スペクトラム(周波数帯域)の利用効率を高めるための通信方式である。OFDMAでは,サブチャネルを複数のユーザー端末に共有させることで,スペクトラムの利用効率の向上を図っている。   Further, as a wireless communication system, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing access) and TDMA (Time Division Multiple Access) are known. OFDMA and TDMA are communication methods for increasing the spectrum (frequency band) utilization efficiency. In OFDMA, spectrum utilization efficiency is improved by sharing a subchannel among a plurality of user terminals.

上述したMIMOとOFDMA/TDMAとを組み合わせたMIMO−OFDMA/TDMAシステムが知られている(例えば,特許文献1参照。)。このMIMO−OFDMA/TDMAシステムでは,基地局(BS:base station)が,アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルの双方のチャネルのために,ユーザー端末に対して無線リソースを割り当てる必要がある。ここで,無線リソースとしては,電力やサブキャリアーがある。サブキャリアーとは,サブチャネルを構成する構成要素の1つである。言い換えると,複数のサブキャリアーの集まりがサブチャネルである。   A MIMO-OFDMA / TDMA system in which the above-described MIMO and OFDMA / TDMA are combined is known (for example, see Patent Document 1). In this MIMO-OFDMA / TDMA system, a base station (BS) needs to allocate radio resources to user terminals for both the uplink channel and the downlink channel. Here, the radio resources include power and subcarriers. A subcarrier is one of the components constituting a subchannel. In other words, a collection of a plurality of subcarriers is a subchannel.

そして,MIMO−OFDMA/TDMAシステムにおいて,無線リソースの割り当てが確実に行われない場合,チャネルのスペクトラム効率が低下することとなる。そこで,電力割り当てのために,注水アルゴリズム(waterfilling algorithm)を用いることが行われている。注水アルゴリズムは,総電力一定のもとで,複数のチャネルに対して電力割り当てを行うものである。この注水アルゴリズムを用いることにより,無線通信システムのキャパシティ(通信路容量)を最大化することができる。   In the MIMO-OFDMA / TDMA system, if radio resources are not allocated with certainty, the spectrum efficiency of the channel is lowered. Therefore, a water filling algorithm is used for power allocation. The water injection algorithm assigns power to multiple channels under a constant total power. By using this water injection algorithm, the capacity (communication channel capacity) of the wireless communication system can be maximized.

しかしながら,注水アルゴリズムで用いられる用語「キャパシティ」は,理論的なパラメーターに過ぎず,実用中の無線通信システムにおいてはキャパシティを計測したり,評価したりすることができない。そのため,従来の無線通信システムでは,キャパシティの評価結果に応じて,他のパラメーターを変更したり,ユーザー端末の移動に伴ってパラメーターを変更したりすることができず,実用的ではなかった。具体的には,従来の注水アルゴリズムを用いた場合,必要とする以上の電力が割り当てられる場合があり,その過剰に割り当てられた電力は,無線通信システムのスループットを低下させる原因となる。   However, the term “capacity” used in the water injection algorithm is only a theoretical parameter, and the capacity cannot be measured or evaluated in a practical radio communication system. Therefore, in the conventional wireless communication system, other parameters cannot be changed according to the capacity evaluation result, and the parameters cannot be changed as the user terminal moves, which is not practical. Specifically, when a conventional water injection algorithm is used, more power than necessary may be allocated, and the excessively allocated power causes a reduction in the throughput of the wireless communication system.

特表2008−501284号公報Special table 2008-501284

そこで,本発明は,上述した問題に対して実用的な解決方法を提供することを主な目的とする。   Accordingly, the main object of the present invention is to provide a practical solution to the above-described problem.

具体的には,本発明は,MIMO−OFDMシステムにおいて評価可能なパラメーターであるスループットに着目してなされたものであり,そのスループットを最大化することができる電力割り当て方法及び電力割り当て装置などを提供することを目的とする。また,本発明は,改良又は拡張された注水アルゴリズム(電力割り当てプログラム)を提供することも目的とする。   Specifically, the present invention has been made paying attention to throughput, which is a parameter that can be evaluated in a MIMO-OFDM system, and provides a power allocation method and a power allocation device that can maximize the throughput. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide an improved or expanded water injection algorithm (power allocation program).

本発明の第1の側面は,MIMO−OFDMシステムにおいて,複数のチャネルの各々に電力を割り当てるための方法に関する。この方法では,複数のチャネルをSINR値の順にソートし,ソート後の複数のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う。続いて,複数のチャネルの各々について,割り当てられる電力の第1電力値と,データレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量とを比較し,第1電力値が必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,必要電力量を割り当てる。これにより,チャネルに対して過剰に電力が割り当てられることを回避することができる。一方,第1電力値が必要電力量よりも小さいチャネルに対しては,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てが行われる。このとき割り当てられる電力の第2電力値は,割り当て可能な電力の総電力量が多いため,第1電力値よりも高い。これにより,チャネルに対して割り当てられる電力が不足することや無駄になることを回避することができる。   A first aspect of the present invention relates to a method for allocating power to each of a plurality of channels in a MIMO-OFDM system. In this method, a plurality of channels are sorted in the order of SINR values, and power is allocated to the sorted channels according to a water injection algorithm. Subsequently, for each of the plurality of channels, the first power value of the allocated power is compared with the necessary power amount necessary to maximize the data rate as much as possible. Is larger, the required power is allocated to the channel. As a result, it is possible to avoid excessive power allocation to the channel. On the other hand, power allocation is performed according to the water injection algorithm for channels whose first power value is smaller than the required power amount. The second power value assigned at this time is higher than the first power value because the total amount of power that can be assigned is large. Thereby, it is possible to avoid a shortage or waste of power allocated to the channel.

これらの結果,この側面によれば,MIMO−OFDMシステムのパフォーマンスの最大化を図ることができる。また,この側面によれば,データレートを考慮するので,キャパシティを考慮することがない。その結果,この側面によれば,MIMO−OFDMシステムにおける従来の課題を解決して,MIMO−OFDMシステムを実用的なものとすることができる。   As a result, according to this aspect, the performance of the MIMO-OFDM system can be maximized. Moreover, according to this aspect, since the data rate is taken into consideration, the capacity is not taken into consideration. As a result, according to this aspect, the conventional problems in the MIMO-OFDM system can be solved, and the MIMO-OFDM system can be made practical.

また,本発明の好ましい側面では,第2電力値が必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,第2電力値に代えて必要電力量を割り当てる。一方で,第2電力値が必要電力量よりも小さいチャネルに対しては,注水アルゴリズムと同様の注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てが行われる。これにより,MIMO−OFDMシステムのパフォーマンスの最大化をより確実に図ることができる。   In a preferred aspect of the present invention, when the second power value is larger than the required power amount, the required power amount is assigned to the channel instead of the second power value. On the other hand, for a channel whose second power value is smaller than the required power amount, power allocation is performed according to a water injection algorithm similar to the water injection algorithm. As a result, the performance of the MIMO-OFDM system can be maximized more reliably.

また,本発明の好ましい側面では,必要電力量が,変調方式と符号化率との組み合わせであるMCS(MCS:modulation and coding scheme)に基づいて算出される。ここで,MCSを考慮することにより,データレートが最大化されるように必要電力量を算出することが確実にできる。   In a preferred aspect of the present invention, the required power amount is calculated based on MCS (MCS: modulation and coding scheme), which is a combination of a modulation scheme and a coding rate. Here, by considering MCS, it is possible to reliably calculate the required power amount so that the data rate is maximized.

また,本発明のより好ましい側面では,第1電力値を割り当てる前に,必要電力量が算出される。これにより,第1電力値と必要電力量の比較を速やかに行うことができる。   In a more preferred aspect of the present invention, the required power amount is calculated before assigning the first power value. Thereby, the first electric power value and the required electric energy can be quickly compared.

また,本発明の好ましい側面では,第1電力値を割り当てる前に,必要電力量が,変調方式と符号化率との組み合わせであるMCSに基づいて算出され,第1電力値を割り当てた後であって,第2電力値を割り当てる前までの間に,必要電力量が小さい値に更新される。すなわち,利用可能な(サポート可能な)MCSに応じて必要電力量が定まることとなる。これにより,可能な限り高いデータレートを確保することができる。   Also, in a preferred aspect of the present invention, before assigning the first power value, the required power amount is calculated based on MCS that is a combination of a modulation scheme and a coding rate, and after assigning the first power value. Thus, before the second power value is assigned, the required power amount is updated to a small value. That is, the required power amount is determined according to the available (supportable) MCS. As a result, the highest possible data rate can be ensured.

また,本発明のより好ましい側面では,最適なMCSから最も適していないMCSまでの複数のMCSの群から,最適なMCSから当該最適なMCSに次善のMCSという順序でMCSを用いることで,必要電力量が注水アルゴリズムでの水充填定数よりも低い値となるように算出され,その値に更新される。これにより,必要電力量を,水充填定数に近い値であって,当該水充填定数よりも小さい値に更新することができる。すなわち,利用可能な(サポート可能な)MCSに応じて必要電力量が定まることとなる。これにより,可能な限り高いデータレートを確保することができる。   Further, in a more preferable aspect of the present invention, by using MCS from a group of a plurality of MCSs ranging from an optimal MCS to an unsuitable MCS from the optimal MCS to the optimal MCS in the order of the next best MCS, The required electric energy is calculated to be a value lower than the water filling constant in the water injection algorithm, and is updated to that value. As a result, the required electric energy can be updated to a value close to the water filling constant and smaller than the water filling constant. That is, the required power amount is determined according to the available (supportable) MCS. As a result, the highest possible data rate can be ensured.

また,本発明の第2の側面は,MIMO−OFDMシステムにおいて,複数のチャネルの各々に電力を割り当てるための電力割り当て装置に関する。この電力割り当て装置は,ソートする手段と,第1電力割り当て手段と,比較手段と,第2電力割り当て手段とを含む。   The second aspect of the present invention relates to a power allocation device for allocating power to each of a plurality of channels in a MIMO-OFDM system. The power allocation device includes a sorting unit, a first power allocation unit, a comparison unit, and a second power allocation unit.

ソートする手段は,複数のチャネルをSINR値の順にソートする手段である。第1電力割り当て手段は,ソートされた複数のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う手段である。比較手段は,複数のチャネルの各々について,第1電力割り当て手段が割り当てる電力の第1電力値と,データレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量とを比較する手段である。第2電力割り当て手段は,比較手段による比較の結果,第1電力値が必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,第1電力値に代えて必要電力量を割り当てるとともに,第1電力値が必要電力量よりも小さいチャネルに対して,注水アルゴリズムと同様の注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う手段である。   The means for sorting is means for sorting a plurality of channels in the order of SINR values. The first power allocation unit is a unit that allocates power to a plurality of sorted channels according to a water injection algorithm. The comparison unit is a unit that compares, for each of the plurality of channels, the first power value of the power allocated by the first power allocation unit and the necessary power amount necessary to maximize the data rate. If the first power value is larger than the required power amount as a result of the comparison by the comparing means, the second power allocation unit allocates the required power amount to the channel instead of the first power value, and This is a means for allocating power according to a water injection algorithm similar to the water injection algorithm for a channel whose power value is smaller than the required power amount.

この第2の側面によっても,第1の側面と同等の効果を奏することができる。   Also by this second side surface, the same effect as the first side surface can be obtained.

また,本発明の他の側面は,上述した第1の側面をコンピュータや上記第2の側面に係る電力割り当て装置が実行するためのプログラムや,当該プログラムを格納した記録媒体に関する。これらの側面によっても,第1の側面や第2の側面と同等の効果を奏することができる。   Another aspect of the present invention relates to a program for executing the first aspect described above by a computer or the power allocation apparatus according to the second aspect, and a recording medium storing the program. Also by these side surfaces, the same effects as the first side surface and the second side surface can be obtained.

本発明によれば,MIMO−OFDMシステムにおいてデータレートを考慮して,複数のチャネルに対する電力割り当てが行われる。これにより,MIMO−OFDMシステムのスループットを最大化させることができる。つまり,電力利用効率を高めることができる。   According to the present invention, power is allocated to a plurality of channels in consideration of a data rate in a MIMO-OFDM system. Thereby, the throughput of the MIMO-OFDM system can be maximized. That is, the power use efficiency can be increased.

図1は,本発明の無線通信システムの構成を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless communication system of the present invention. 図2は,無線通信システムの基地局によって実行される電力割り当て処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of power allocation processing executed by the base station of the wireless communication system. 図3は,図2のステップS10〜S12に対応するチャネルと電力値との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the relationship between the channel and the power value corresponding to steps S10 to S12 in FIG. 図4は,図2のステップS20〜S22に対応するチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a channel corresponding to steps S20 to S22 of FIG. 2 and a power value (required power amount). 図5(a)は,図2のステップS30〜S38に対応するチャネルと電力値との関係の一例を示す図であり,図5(b)は,図5(a)において割り当てられていない電力値を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of the relationship between the channel and the power value corresponding to steps S30 to S38 in FIG. 2, and FIG. 5B shows the power not allocated in FIG. 5A. It is a figure which shows a value. 図6は,第2回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った場合におけるチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between a channel and a power value (required power amount) when the second power allocation (water injection algorithm) is performed. 図7は,第3回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った場合におけるチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a relationship between a channel and a power value (required power amount) when the third power allocation (water injection algorithm) is performed. 図8は,第4回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った場合におけるチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a relationship between a channel and a power value (required power amount) when the fourth power allocation (water injection algorithm) is performed. 図9は,第5回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った場合におけるチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relationship between a channel and a power value (necessary power amount) when the fifth power allocation (water injection algorithm) is performed. 図10(a)は,電力割り当てが完了した後のチャネルと電力値(必要電力量)との関係の一例を示す図であり,図10(b)は,図10(a)において割り当てられていない電力値を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing an example of the relationship between the channel and the power value (required power amount) after the power allocation is completed, and FIG. 10B is assigned in FIG. 10A. It is a figure which shows no power value.

以下,図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。しかしながら,以下説明する形態はある例であって,当業者にとって自明な範囲で適宜修正することができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the form described below is an example, and can be appropriately modified within a range obvious to those skilled in the art.

図1は,本発明の無線通信システムの構成を概略的に示す図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless communication system of the present invention.

図1に示す無線通信システム1は,1つの基地局(Base station)10と,複数のユーザー端末20とを含んでいる。無線通信システム1は,本態様では,MIMOとOFDMAとを組み合わせたMIMO−OFDMシステムである。   A wireless communication system 1 shown in FIG. 1 includes one base station 10 and a plurality of user terminals 20. In this aspect, the wireless communication system 1 is a MIMO-OFDM system that combines MIMO and OFDMA.

基地局10は,複数個のアンテナを含み,複数のユーザー端末20(単に「ユーザー」ともいう)の各々に対してチャネルを割り当てるチャネル割り当て装置又は無線リソース割り当て装置として機能する。具体的には,基地局10は,ユーザー端末20に対して無線リソースの割り当て(RRA)を行うことで,ユーザー端末20同士の無線通信を可能にする。無線リソースとしては,電力や,サブチャネル用のサブキャリアーがある。無線リソースの割り当ては,アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルの双方について行われる。本態様では,MIMOのデータ送信に固有モデル通信(EMT:Eigen Model Transmission)を適用し,それにより,対応する固有チャネルの全てに対してユーザー端末が割り当てられる。なお,無線リソース割り当て装置の一例として基地局10を挙げたが,ユーザー端末20に対して電力を割り当てることが可能なデバイス又はコントローラーであればいかなるものであってもよい。   The base station 10 includes a plurality of antennas and functions as a channel allocation device or a radio resource allocation device that allocates a channel to each of a plurality of user terminals 20 (also simply referred to as “users”). Specifically, the base station 10 enables radio communication between the user terminals 20 by assigning radio resources to the user terminals 20 (RRA). Radio resources include power and subchannel subcarriers. Radio resource allocation is performed for both the uplink channel and the downlink channel. In this aspect, eigen model transmission (EMT) is applied to MIMO data transmission, whereby user terminals are assigned to all corresponding eigen channels. In addition, although the base station 10 was mentioned as an example of a radio | wireless resource allocation apparatus, what kind of thing may be used as long as it is a device or a controller which can allocate electric power with respect to the user terminal 20. FIG.

ユーザー端末20は,複数のアンテナを含んでいる。ユーザー端末20は,無線通信可能なデバイスであればいかなるものであってもよく,例えば,携帯型のデバイス(移動端末)であってもよいし,据え置き型のデバイスであってもよい。ユーザー端末20は,基地局20によって割り当てられたチャネルを用いて,他のユーザー端末20との間で無線通信(データの送受信)を行う。   The user terminal 20 includes a plurality of antennas. The user terminal 20 may be any device capable of wireless communication, and may be, for example, a portable device (mobile terminal) or a stationary device. The user terminal 20 performs wireless communication (data transmission / reception) with another user terminal 20 using the channel assigned by the base station 20.

続いて,基地局10による電力割り当てについて説明する。なお,基地局10によるサブキャリアーの割り当てについては,その説明を省略する。   Next, power allocation by the base station 10 will be described. Note that description of subcarrier allocation by the base station 10 is omitted.

図2は,無線通信システム1の基地局10によって実行される電力割り当て処理の処理手順を示すフローチャートである。本態様では,図2の処理によって,無線通信システム1において,1つの基地局10が,複数のチャネルに対して電力を割り当てる。このような電力割り当て処理は,電力割り当てプログラム(アルゴリズム)に従って行われる。本発明では,電力割り当て処理が複数回にわたって実行される。   FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of power allocation processing executed by the base station 10 of the wireless communication system 1. In this aspect, one base station 10 allocates power to a plurality of channels in the wireless communication system 1 by the processing of FIG. Such power allocation processing is performed according to a power allocation program (algorithm). In the present invention, the power allocation process is executed a plurality of times.

まず,ステップS5では,利用可能な複数のチャネルのSINRに関する情報を入手する。   First, in step S5, information on SINR of a plurality of available channels is obtained.

続くステップS10では,複数のチャネルをSINRが降順となるように並び替える。   In subsequent step S10, the plurality of channels are rearranged so that the SINR is in descending order.

そして,ステップS12では,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当て(第1回目の電力割り当て)を行う。注水アルゴリズムは,利用可能な電力の総量(総電力P1)を,電力の少ないチャネルから優先的に割り当てるプログラムである。これにより,チャネルの電力値(水充填定数,第1電力値)は等しくなる。このときの水充填定数をα1とする。なお,水充填定数α1よりも高い電力値のチャネルには,電力割り当てが行われない。   In step S12, power allocation (first power allocation) is performed according to the water injection algorithm. The water injection algorithm is a program that preferentially allocates the total amount of available power (total power P1) from a channel with less power. As a result, the channel power values (water filling constant, first power value) are equal. The water filling constant at this time is α1. Note that power is not allocated to a channel having a power value higher than the water filling constant α1.

続いて,ステップS20では,電力割り当てが行われたチャネルについて,最適なMCSに関する情報を取得する。ここで,最適MCSとは,データレートを可能な限り最大化するMCSである。そして,ステップS22では,取得した最適なMCSに関する情報から,対応するチャネルに必要な電力値(以下,必要電力値ともいう)を決定する。すなわち,MCSに応じて,データレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量を定めることができる。   Subsequently, in step S20, information regarding the optimum MCS is acquired for the channel to which power allocation has been performed. Here, the optimal MCS is an MCS that maximizes the data rate as much as possible. In step S22, a power value required for the corresponding channel (hereinafter also referred to as a required power value) is determined from the acquired information regarding the optimum MCS. That is, according to the MCS, it is possible to determine the necessary power amount necessary to maximize the data rate as much as possible.

続くステップS30では,電力割り当てが行われたチャネルについて,水充填定数α(例えばα1)と必要電力値との差分(水充填定数−必要電力値)を算出し,ステップS32において,その差分値が負の値をとるか(0よりも小さいか)どうかを判断する。すなわち,この差分値が負の値をとる場合には,割り当てられる電力の第1電力値(水充填定数α)が,必要電力量未満であるといえる。反対に,この差分値が0以上である場合には,割り当てられる電力の第1電力値(水充填定数α)が,必要電力量以上であるといえる。このため,本態様では,この差分値が負の値をとる場合(すなわち,割り当てられる電力の第1電力値が必要電力量未満場合)には,対応するチャネルは,電力不足となることが予測されることから,そのチャネルの電力割り当てを完了せずに,後述するステップS36に進む。一方,差分値が0以上である場合(すなわち,割り当てられる電力の第1電力値が必要電力量以上である場合)には,対応するチャネルの電力を調整する制御を行うために,S34に進む。 In the subsequent step S30, the difference between the water filling constant α (for example α1) and the necessary power value (water filling constant−necessary power value) is calculated for the channel to which power is allocated. In step S32, the difference value is calculated. It is determined whether to take a negative value (less than 0). That is, when this difference value takes a negative value, it can be said that the first power value (water filling constant α) of the allocated power is less than the required power amount. On the contrary, when this difference value is 0 or more, it can be said that the first power value (water filling constant α) of the allocated power is not less than the required power amount. For this reason, in this aspect, when this difference value takes a negative value (that is, when the first power value of the allocated power is less than the required power amount), it is predicted that the corresponding channel will be short of power. Therefore, the process proceeds to step S36 described later without completing the power allocation of the channel. On the other hand, when the difference value is 0 or more (that is, when the first power value of the allocated power is greater than or equal to the required power amount), the process proceeds to S34 in order to perform control for adjusting the power of the corresponding channel. .

ステップS32の判断の結果,差分値が0以上の値である場合(ステップS30でNO),ステップS34において,対応するチャネルの電力値を必要電力値となるように電力の再割り当て(調整)を行って(つまり,電力値を低く設定し),そのチャネルについての電力割り当てを完了する。したがって,以降の処理では,電力割り当てが完了したチャネルについては,考慮対象から除外される。その後,ステップS36では,差分値が負の値であるチャネル(ステップS30でYES)について,割り当て可能な残りの総電力P’を算出する。割り当て可能な残りの総電力P’は,割り当て可能な全ての総電力P1から,既に電力割り当てが完了しているチャネルに割り当てた電力量を減算することで得られる。 As a result of the determination in step S32, when the difference value is 0 or more ( NO in step S30), in step S34, power reassignment (adjustment ) is performed so that the power value of the corresponding channel becomes the required power value. (Ie, set the power value low) to complete power allocation for that channel. Therefore, in the subsequent processing, channels for which power allocation has been completed are excluded from consideration. Thereafter, in step S36, the remaining total power P ′ that can be allocated is calculated for a channel having a negative difference value (YES in step S30) . The remaining total power P ′ that can be allocated is obtained by subtracting the amount of power allocated to a channel for which power allocation has already been completed from all the total power P1 that can be allocated.

そして,ステップS38では,電力割り当て対象のチャネルが残りの1つであるかどうかを判断する。例えば,電力割り当て対象のチャネルの数(全チャネル数)から,考慮対象から除外されたチャネルの数(除外チャネル数)を減算した結果が1であるかどうかを判断すればよい。   In step S38, it is determined whether or not the power allocation target channel is the remaining one. For example, it may be determined whether or not the result of subtracting the number of channels excluded from consideration (number of excluded channels) from the number of channels to be allocated power (total number of channels) is 1.

続いて,ステップS40では,注水アルゴリズムにしたがって,再度,電力割り当てを行う。このとき電力割り当ての対象となるチャネルは,ステップS34で電力割り当てが完了していないチャネルである。また,このとき割り当て可能な電力の総量は,ステップS36で算出された総電力P’である。   Subsequently, in step S40, power allocation is performed again according to the water injection algorithm. At this time, the power allocation target channel is a channel for which power allocation has not been completed in step S34. Further, the total amount of power that can be allocated at this time is the total power P 'calculated in step S36.

続いて,ステップS42では,電力割り当てが行われたチャネルについて,次善のMCSに関する情報を取得する。その後,ステップS22に戻り,以降の処理を実行する。すなわち,取得したMCSに関する情報に合わせて,注水アルゴリズムで割り当てた電力値の調整を行う。   Subsequently, in step S42, information on the next best MCS is acquired for the channel to which power allocation has been performed. Thereafter, the process returns to step S22 and the subsequent processing is executed. That is, the power value assigned by the water injection algorithm is adjusted in accordance with the acquired information on MCS.

一方,ステップS38の判断の結果,電力割り当て対象のチャネルが1つである場合には,ステップS80において,そのチャネルに対して,次善のMCS(場合によっては最も適していないMCS)に関する情報から定まる必要電力量に対応する電力を割り当てる。すなわち,MCSを変更することによって,必要電力量が小さい値に更新される。具体的には,必要電力量の更新は,最適なMCSから最も適していないMCSまでの複数のMCSの群から,最適なMCSから当該最適なMCSに次善のMCSという順序でMCSを用いることで,行われる。その結果,必要電力量が注水アルゴリズムでの水充填定数よりも低い値となるように算出され,その値に更新される。これにより,必要電力量を,水充填定数に近い値であって,当該水充填定数よりも小さい値に更新することができる。すなわち,利用可能な(サポート可能な)MCSに応じて必要電力量が定まることとなる。結果として,総電力Pの大部分を,全てのチャネルに対して割り当てることが可能となる。   On the other hand, if the result of determination in step S38 is that there is only one channel to which power is to be allocated, in step S80, information on the next best MCS (in some cases, the least suitable MCS) is obtained for that channel. Allocate power corresponding to the required amount of power. That is, the required electric energy is updated to a small value by changing the MCS. Specifically, the required power amount is updated by using MCS from the optimum MCS to the optimum MCS in the order of the next best MCS from the plurality of MCS groups from the optimum MCS to the least suitable MCS. It is done. As a result, the required electric energy is calculated to be a value lower than the water filling constant in the water injection algorithm, and updated to that value. As a result, the required electric energy can be updated to a value close to the water filling constant and smaller than the water filling constant. That is, the required power amount is determined according to the available (supportable) MCS. As a result, most of the total power P can be allocated to all channels.

なお,ステップS80の処理の結果,割り当てられずに残った電力については,最後に電力割り当てを行ったチャネルに対して割り当ててもよいし,他のチャネルに割り当ててもよいし,どのチャネルにも割り当てないようにしてもよい。また,処理手順の複雑化を回避するために,最後のチャネルに対しても,他のチャネルと同様に,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行った後,割り当てた電力を,MCSから定まる必要電力量に調整してもよい。   As a result of the processing in step S80, the remaining power that is not allocated may be allocated to the channel for which power was allocated last, may be allocated to other channels, or may be allocated to any channel. It may not be assigned. Also, in order to avoid complication of the processing procedure, the necessary power amount determined from the MCS after the power allocation is performed according to the water injection algorithm for the last channel as well as the other channels. You may adjust it.

上述した図2の処理によれば,無線通信システム1(MIMO−OFDMシステム)において,複数のチャネルの各々に電力が割り当てられる。そして,複数のチャネルがSINR値の順にソートされ(ステップS10),ソート後の複数のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって第1回目の電力割り当てが行われる(ステップS12)。続いて,複数のチャネルの各々について,割り当てられる電力の第1電力値(水充填定数α1)と,データレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量とを比較し(ステップS32),第1電力値が必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,必要電力量を割り当てる(ステップS34)。これにより,チャネルに対して過剰に電力が割り当てられることを回避することができる。一方,第1電力値が必要電力量よりも小さいチャネルに対しては,第2回目(又はそれ以降の)の注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てが行われる(ステップS40)。このとき割り当てられる電力の第2電力値は,割り当て可能な電力の総電力量が多いため,第1電力値(水充填定数α1)よりも高い。これにより,チャネルに対して割り当てられる電力が不足することや無駄になることを回避することができる。   According to the processing of FIG. 2 described above, power is allocated to each of a plurality of channels in the wireless communication system 1 (MIMO-OFDM system). Then, the plurality of channels are sorted in the order of SINR values (step S10), and the first power allocation is performed on the sorted channels according to the water injection algorithm (step S12). Subsequently, for each of the plurality of channels, the first power value (water filling constant α1) of the allocated power is compared with the necessary power amount necessary to maximize the data rate (step S32). If the first power value is larger than the required power amount, the required power amount is assigned to the channel (step S34). As a result, it is possible to avoid excessive power allocation to the channel. On the other hand, for a channel whose first power value is smaller than the required power amount, power allocation is performed according to a second (or subsequent) water injection algorithm (step S40). The second power value assigned at this time is higher than the first power value (water filling constant α1) because the total power amount that can be assigned is large. Thereby, it is possible to avoid a shortage or waste of power allocated to the channel.

したがって,上述した図2の処理によれば,無線通信システム1のパフォーマンスの最大化を図ることができる。また,図2の処理によれば,データレート(つまり,MCS)を考慮するので,キャパシティを考慮することがない。その結果,この側面によれば,MIMO−OFDMシステムにおける従来の課題を解決して,無線通信システム1を実用的なものとすることができる。なお,データレートとキャパシティ(通信路容量)の大きな相違点は,前者が計測可能なパラメーターであるのに対して,後者が計測できない理論的なパラメーターである点である。   Therefore, according to the processing of FIG. 2 described above, the performance of the wireless communication system 1 can be maximized. Further, according to the processing of FIG. 2, since the data rate (that is, MCS) is taken into consideration, the capacity is not taken into consideration. As a result, according to this aspect, the conventional problem in the MIMO-OFDM system can be solved and the wireless communication system 1 can be made practical. The major difference between data rate and capacity (channel capacity) is that the former is a measurable parameter, while the latter is a theoretical parameter that cannot be measured.

また,図2の処理によれば,第2電力値が必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,第2電力値に代えて,更新後の必要電力量を割り当てる(ステップS42,S22)。一方で,第2電力値が必要電力量よりも小さいチャネルに対しては,注水アルゴリズムと同様の注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てが行われる。これにより,無線通信システム1のパフォーマンスの最大化をより確実に図ることができる。   Further, according to the process of FIG. 2, when the second power value is larger than the required power amount, the updated required power amount is assigned to the channel instead of the second power value (step S42). , S22). On the other hand, for a channel whose second power value is smaller than the required power amount, power allocation is performed according to a water injection algorithm similar to the water injection algorithm. Thereby, the performance of the wireless communication system 1 can be maximized more reliably.

また,図2の処理によれば,ステップS22において,必要電力量が,変調方式と符号化率との組み合わせであるMCSに基づいて算出される。ここで,MCSを考慮することにより,データレートが最大化されるように必要電力量を算出することが確実にできる。   Further, according to the processing of FIG. 2, in step S22, the required power amount is calculated based on MCS that is a combination of a modulation scheme and a coding rate. Here, by considering MCS, it is possible to reliably calculate the required power amount so that the data rate is maximized.

また,図2の処理によれば,第1電力値を割り当てた後に,必要電力量が算出される(ステップS22)。これにより,第1電力値(水充填定数α1)と必要電力量の比較を速やかに行うことができる。 Further, according to the process of FIG. 2, the necessary power amount is calculated after the first power value is assigned (step S22). Thereby, the first electric power value (water filling constant α1) and the required electric energy can be quickly compared.

また,図2の処理によれば,第1電力値を割り当てた後に,必要電力量が,変調方式と符号化率との組み合わせであるMCSに基づいて算出され,第1電力値を割り当てた後であって,第2電力値を割り当てる前までの間に,必要電力量が小さい値に更新される。すなわち,利用可能な(サポート可能な)MCSに応じて必要電力量が定まることとなる。これにより,可能な限り高いデータレートを確保することができる。 In addition, according to the process of FIG. 2, after assigning the first power value, the required power amount is calculated based on the MCS that is a combination of the modulation scheme and the coding rate, and the first power value is assigned. The required power amount is updated to a small value after the time before the second power value is assigned. That is, the required power amount is determined according to the available (supportable) MCS. As a result, the highest possible data rate can be ensured.

また,図2の処理によれば,必要電力量の更新を,最適なMCSから最も適していないMCSまでの複数のMCSの群から,最適なMCSから当該最適なMCSに次善のMCSという順序でMCSを用いることで行う。このようにすることで,利用可能な(サポート可能な)MCSに応じて必要電力量が定まることとなる。そして,その結果,可能な限り高いデータレートを確保することができる。   Further, according to the processing of FIG. 2, the required power amount is updated from the plurality of MCS groups from the optimal MCS to the least suitable MCS, from the optimal MCS to the optimal MCS in the order of the next best MCS. This is done by using MCS. In this way, the required power amount is determined according to available (supportable) MCS. As a result, the highest possible data rate can be ensured.

また,図2の処理は,先に説明したとおり,基地局10によって実行される。すなわち,基地局10は,複数のチャネルの各々に電力を割り当てるための電力割り当て装置として機能することとなる。なお,無線通信システム1において,電力割り当て装置として機能する装置やデバイスは,基地局10に限られることはなく,ユーザー端末20であってもよい。また,図2の処理に対応するプログラムを実行可能な装置や当該プログラムを格納した記憶媒体を含む装置も同等の効果を奏することができる。   2 is executed by the base station 10 as described above. That is, the base station 10 functions as a power allocation device for allocating power to each of a plurality of channels. In the wireless communication system 1, a device or device that functions as a power allocation device is not limited to the base station 10 and may be a user terminal 20. Further, an apparatus capable of executing a program corresponding to the process of FIG. 2 and an apparatus including a storage medium storing the program can also achieve the same effect.

また,図2の処理は,既存の注水アルゴリズム又はリソース割り当てプログラムを利用したものであるが,この注水アルゴリズムは,複数回にわたって(多段階にわたる水充填定数で)実行される。すなわち,図2の処理は,既存の注水アルゴリズムを拡張又は改良したものであるともいえる。   The process shown in FIG. 2 uses an existing water injection algorithm or resource allocation program, and this water injection algorithm is executed a plurality of times (with water filling constants over multiple stages). That is, it can be said that the process of FIG. 2 is an extension or improvement of the existing water injection algorithm.

なお,上述した態様では,複数のチャネルが水充填定数を下回る場合に,それらチャネルの電力割り当てを完了させることができる。これに代えて,SINR値が小さいチャネルから順に,水充填定数を下回るかどうかを判断して,1つずつ電力割り当てを完了させてもよい。これにより,図2の処理に対応するアルゴリズム(プログラム)を簡略化させることができる。   In the above-described aspect, when a plurality of channels are below the water filling constant, the power allocation of these channels can be completed. Alternatively, power allocation may be completed one by one by determining whether the SINR value is smaller than the water filling constant in order from the smallest channel. Thereby, the algorithm (program) corresponding to the process of FIG. 2 can be simplified.

次に,本発明の実施例を説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

本実施例では,シナリオとして,以下のような場合を考慮した。   In this embodiment, the following cases are considered as scenarios.

まず,複数の無線送信機及び無線受信機で構成されたMIMO−OFDMシステムにおいて,利用可能なデータサブチャネルが6個ある。すなわち,本発明による多段階注水アルゴリズムの対象となるチャネルの数が6である。   First, in a MIMO-OFDM system composed of a plurality of wireless transmitters and wireless receivers, there are six data subchannels that can be used. That is, the number of channels targeted by the multistage water injection algorithm according to the present invention is six.

さらに,上記システムの前提条件として,以下の点(1)〜(3)を考慮した。
(1)各サブチャネルの信号対干渉雑音比(SINR)の信号は,無線送信機及び無線受信機の双方において既知である。
(2)本発明による多段階注水アルゴリズムは,無線送信機で利用される。
(3)無線送信機において下記表1に示すマッピングテーブルが利用可能である。このマッピングテーブルにおいて,MCS1は,最適なMCSであり,データレートを最大化するものであり,MCS2は,最適MCSの次善のMCS(つまり,2番目に適したMCS)である。そして,MCSのインデックスの値が大きくなるほどデータレートが低くなり,インデックスが最大のMCS(つまり,MCSn)は,最も適していないMCSであり,データレートが最も低く,かつ,ロバスト性が最も強い。
Furthermore, the following points (1) to (3) were considered as preconditions for the above system.
(1) The signal-to-interference noise ratio (SINR) signal of each subchannel is known in both the wireless transmitter and the wireless receiver.
(2) The multi-stage water injection algorithm according to the present invention is used in a wireless transmitter.
(3) The mapping table shown in Table 1 below can be used in the wireless transmitter. In this mapping table, MCS1 is the optimum MCS and maximizes the data rate, and MCS2 is the suboptimal MCS of the optimum MCS (that is, the second most suitable MCS). As the value of the MCS index increases, the data rate decreases, and the MCS with the largest index (that is, MCSn) is the least suitable MCS, the data rate is the lowest, and the robustness is the strongest.

Figure 0005586043
Figure 0005586043

そして,上述したようなシステムにおいて図1に示したような処理(シミュレーション)を行った。   Then, the processing (simulation) as shown in FIG. 1 was performed in the system as described above.

ステップS10では,図3に示すように,6つのチャネルをSINRが降順となるようにソートした。この結果,チャネルCH3,CH4,CH1,CH6,CH5,CH2の順番でチャネルがソートされた。続くステップS12では,図3に示すように,ソート後のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって電力を注いだ(つまり,電力割り当てを行った)。図3に示す例では,水充填定数よりも電力値が高いチャネルCH5,CH2には,電力が割り当てられなかった。   In step S10, as shown in FIG. 3, the six channels are sorted so that the SINR is in descending order. As a result, the channels were sorted in the order of channels CH3, CH4, CH1, CH6, CH5, and CH2. In the subsequent step S12, as shown in FIG. 3, power was poured into the sorted channels according to the water injection algorithm (that is, power allocation was performed). In the example shown in FIG. 3, no power is assigned to the channels CH5 and CH2 having a power value higher than the water filling constant.

ステップS20〜S22では,チャネルCH3,CH4,CH1について,最適なMCSに応じて定まる必要電力量を求めた。各チャネルCH3,CH4,CH1の必要電力量は,図4に示す通りであった。なお,図4に示すように,チャネルCH1で,必要電力量が水充填定数α1を超えている場合,後続のチャネルCH6,CH5,Ch2については,必要電力量を求める必要はない(ただし,求めてもよい)。   In steps S20 to S22, the required power amount determined according to the optimum MCS is obtained for the channels CH3, CH4, and CH1. The required power amount of each channel CH3, CH4, and CH1 is as shown in FIG. As shown in FIG. 4, when the required power amount exceeds the water filling constant α1 in the channel CH1, it is not necessary to obtain the required power amount for the subsequent channels CH6, CH5 and Ch2. May be).

ステップS30〜S38では,チャネルCH3,CH4について,必要電力量よりも過剰に割り当てられた電力を取り除いた(言い換えると,過剰な電力の割り当てをやめた)。そして,電力の割り当てが完了したチャネル(図5(a)では,チャネルCH3,CH4)を,電力割り当ての対象から除外した。また,図5(b)には,残りの電力(割り当て可能な総電力P’)が示されている。   In steps S30 to S38, the power allocated to the channels CH3 and CH4 in excess of the required power amount was removed (in other words, the excessive power allocation was stopped). Then, the channels for which power allocation has been completed (channels CH3 and CH4 in FIG. 5A) are excluded from power allocation targets. FIG. 5B shows the remaining power (total power P ′ that can be allocated).

ステップS40〜S42では,電力の割り当てが完了していないチャネルに対して電力を割り当てた(第2回目の電力割り当て処理)。具体的には,残りの電力(総電力P’)から,水充填定数を再計算することで,電力の割り当て量を定めた。   In steps S40 to S42, power is allocated to a channel for which power allocation has not been completed (second power allocation process). Specifically, the amount of power allocation was determined by recalculating the water filling constant from the remaining power (total power P ′).

図6には,チャネルCH1,CH6,CH5,CH2に対して,第2回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行ったときの結果が示されている。第2回目の電力割り当てでは,水充填定数(α2)が第1回目のものよりも高かった。そのため,チャネルCH1については,最適なMCSに応じて定まる必要電力量を満足することができ,チャネルCH6,CH5,CH2については,必要電力量を満足することができなかった。   FIG. 6 shows the results when the second power allocation (water injection algorithm) is performed for channels CH1, CH6, CH5, and CH2. In the second power allocation, the water filling constant (α2) was higher than in the first power allocation. Therefore, the required power amount determined according to the optimum MCS can be satisfied for the channel CH1, and the required power amount cannot be satisfied for the channels CH6, CH5, and CH2.

そこで,図7に示すように,チャネルCH1の電力を,最適なMCSに応じて定まる必要電力量に設定し,過剰な電力を除去するとともに(過剰な電力の割り当てをやめるとともに),チャネルCH1の電力割り当てを完了した(つまり,チャネルCH1を電力割り当て対象から除外した)。一方,チャネルCH6については,最適なMCSに応じて定まる必要電力量が水充填定数α2を超えていたため,次善のMCS(この場合,2番目に最適なMCS)に応じて定まる必要電力量を求めた(必要電力量の更新)。   Therefore, as shown in FIG. 7, the power of the channel CH1 is set to the necessary power amount determined according to the optimum MCS, the excessive power is removed (the allocation of the excessive power is stopped), and the channel CH1 Power allocation has been completed (that is, channel CH1 has been excluded from power allocation targets). On the other hand, for channel CH6, since the required power amount determined according to the optimal MCS exceeds the water filling constant α2, the required power amount determined according to the suboptimal MCS (in this case, the second optimal MCS) is set. Obtained (update of required power).

続いて,図7に示されているように,チャネルCH6,CH5,CH2に対して,第3回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った。このときの水充填定数はα3とした。チャネルCH6の更新後の必要電力値(2番目に最適なMCSに応じて定まる必要電力量)は,図7に示すように,水充填定数α3よりも少なく,具体的には,水充填定数α1〜α3の間にあった。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the third power allocation (water injection algorithm) was performed for the channels CH6, CH5, and CH2. The water filling constant at this time was α3. The required power value after updating channel CH6 (the required power amount determined according to the second optimum MCS) is smaller than the water filling constant α3, specifically, the water filling constant α1 as shown in FIG. It was between ˜α3.

そこで,図8に示すように,チャネルCH6の電力を,2番目に最適なMCSに応じて定まる必要電力量に設定し,過剰な電力を除去するとともに(割り当てをやめるとともに),チャネルCH6の電力割り当てを完了した。   Therefore, as shown in FIG. 8, the power of the channel CH6 is set to the necessary power amount determined according to the second optimum MCS, the excessive power is removed (allocation is stopped), and the power of the channel CH6 is removed. Completed assignment.

続いて,図8に示されているように,チャネルCH5,CH2に対して,第4回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った。このときの水充填定数はα4とした。チャネルCH5に必要な電力値(2番目に最適なMCSに応じて定まる必要電力量)は,図8に示すように,水充填定数α4よりも少なく,具体的には,水充填定数α1〜α4の間にあった。   Subsequently, as shown in FIG. 8, the fourth power allocation (water injection algorithm) was performed for the channels CH5 and CH2. The water filling constant at this time was α4. As shown in FIG. 8, the power value required for the channel CH5 (required power amount determined according to the second optimum MCS) is smaller than the water filling constant α4, specifically, the water filling constants α1 to α4. It was between.

そこで,図9に示すように,チャネルCH5の電力を,2番目に最適なMCSに応じて定まる必要電力量に設定し,過剰な電力を除去するとともに(割り当てをやめるとともに),チャネルCH5の電力割り当てを完了した。一方,チャネルCH2については,次善のMCS(この場合,3番目に最適なMCS)に応じて定まる必要電力量を求めた。   Therefore, as shown in FIG. 9, the power of the channel CH5 is set to the necessary power amount determined according to the second optimum MCS, the excessive power is removed (allocation is stopped), and the power of the channel CH5 is removed. Completed assignment. On the other hand, for channel CH2, the required power amount determined according to the second best MCS (in this case, the third most suitable MCS) was obtained.

続いて,図9に示されているように,チャネルCH2に対して,第5回目の電力割り当て(注水アルゴリズム)を行った。このときの水充填定数はα5とした。チャネルCH2に必要な電力値(2番目に最適なMCSに応じて定まる必要電力量)は,水充填定数はα5を超えており,サポートすることができなかった。最終的に,チャネルCH2について,水充填定数α5をサポート可能な電力値(α5よりも小さい電力値)は,最も適していないMCSに応じて定まる必要電力量であった。   Subsequently, as shown in FIG. 9, the fifth power allocation (water injection algorithm) was performed for the channel CH2. The water filling constant at this time was α5. The power value required for the channel CH2 (the required power amount determined according to the second optimum MCS) has a water filling constant exceeding α5 and could not be supported. Finally, the power value that can support the water filling constant α5 (the power value smaller than α5) for the channel CH2 is the required power amount determined according to the least suitable MCS.

そこで,図10(a)に示すように,チャネルCH2の電力を,最も適していないMCSに応じて定まる必要電力量に設定し,過剰な電力を除去するとともに(割り当てをやめるとともに),チャネルCH5の電力割り当てを完了した。全ての電力割り当てが完了した後に,割り当てられなかった電力は,図10(b)に示す通り,わずかであった。   Therefore, as shown in FIG. 10 (a), the power of the channel CH2 is set to the necessary power amount determined according to the least suitable MCS, the excessive power is removed (allocation is stopped), and the channel CH5 Completed power allocation for. After all power allocation was completed, the power that was not allocated was small as shown in FIG.

本発明は,無線通信(例えば,IEEE 802.15に規定されるWPAN(Wireless Personal Area Network)),特に,MIMO/OFDMAなどの分野で好適に利用されうる。また,本発明は,次世代型のモバイル通信システム(例えば,IEEE 802.16に規定されるWPAN(Wireless Metropolitan Area Network))に好適に利用されうる。   The present invention can be suitably used in the field of wireless communication (for example, WPAN (Wireless Personal Area Network) defined in IEEE 802.15), in particular, MIMO / OFDMA. Further, the present invention can be suitably used for a next-generation mobile communication system (for example, WPAN (Wireless Metropolitan Area Network) defined in IEEE 802.16).

1 無線通信システム
10 基地局(Base station)
20 ユーザー端末
1 wireless communication system 10 base station
20 User terminal

Claims (3)

MIMO−OFDMシステムにおいて,複数のチャネルの各々に電力を割り当てるための電力割り当て方法であって,
前記複数のチャネルをSINR値の順にソートするステップと,
前記ソートされた複数のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う第1電力割り当てステップと,
変調方式と符号化率との組み合わせであるMCSに基づいて,システム上設定できるデータレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量を算出する必要電力量算出ステップと,
前記複数のチャネルの各々について,前記第1電力割り当てステップで割り当てられる電力の第1電力値と,前記必要電力量とを比較する比較ステップと,
前記比較ステップの結果,前記第1電力値が前記必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,前記第1電力値に代えて前記必要電力量を割り当てるとともに,前記第1電力値が前記必要電力量よりも小さいチャネルに対して,前記注水アルゴリズムと同じアルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う第2電力割り当てステップと,
を含み,
これにより,前記MIMO−OFDMシステムのパフォーマンスを最大化する,
電力割り当て方法。
A power allocation method for allocating power to each of a plurality of channels in a MIMO-OFDM system,
Sorting the plurality of channels in order of SINR values;
A first power allocation step of allocating power to the sorted plurality of channels according to a water injection algorithm;
Based on MCS, which is a combination of a modulation scheme and a coding rate, a required power amount calculating step for calculating a required power amount necessary to maximize the data rate that can be set on the system as much as possible;
For each of the plurality of channels, a comparison step of comparing the first power value of the power allocated by said first power allocating step, and said required power amount,
As a result of the comparison step, when the first power value is larger than the required power amount, the required power amount is allocated to the channel instead of the first power value, and the first power value is assigned. A second power allocation step of allocating power according to the same algorithm as the water injection algorithm for a channel whose power is smaller than the required power amount;
Including
This maximizes the performance of the MIMO-OFDM system,
Power allocation method.
前記第2電力割り当てステップで割り当てられる電力の第2電力値が前記必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,前記第2電力値に代えて前記必要電力量を割り当てるとともに,前記第2電力値が前記必要電力量よりも小さいチャネルに対して,前記注水アルゴリズムと同じ注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行うステップ,
をさらに含む,
請求項1に記載の電力割り当て方法。
When the second power value of the power allocated in the second power allocation step is larger than the required power amount, the required power amount is allocated to the channel instead of the second power value, and Allocating power to a channel having a second power value smaller than the required power amount according to the same water injection algorithm as the water injection algorithm;
Further including
The power allocation method according to claim 1.
MIMO−OFDMシステムにおいて,複数のチャネルの各々に電力を割り当てるための電力割り当て装置であって,
前記複数のチャネルをSINR値の順にソートする手段と,
前記ソートされた複数のチャネルに対して,注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う第1電力割り当て手段と,
変調方式と符号化率との組み合わせであるMCSに基づいて,システム上設定できるデータレートを可能な限り最大化するのに必要な必要電力量を算出する必要電力量算出ステップと,
前記複数のチャネルの各々について,前記第1電力割り当て手段が割り当てる電力の第1電力値と,前記必要電力量とを比較する比較手段と,
前記比較手段による比較の結果,前記第1電力値が前記必要電力量よりも大きい場合には,当該チャネルに対して,前記第1電力値に代えて前記必要電力量を割り当てるとともに,前記第1電力値が前記必要電力量よりも小さいチャネルに対して,前記注水アルゴリズムと同じ注水アルゴリズムにしたがって電力割り当てを行う第2電力割り当て手段と,
を含み,
これにより,前記MIMO−OFDMシステムのパフォーマンスを最大化する,
電力割り当て装置。
A power allocation apparatus for allocating power to each of a plurality of channels in a MIMO-OFDM system,
Means for sorting the plurality of channels in the order of SINR values;
First power allocating means for allocating power to the sorted plurality of channels according to a water injection algorithm;
Based on MCS, which is a combination of a modulation scheme and a coding rate, a required power amount calculating step for calculating a required power amount necessary to maximize the data rate that can be set on the system as much as possible;
For each of the plurality of channels, and comparing means for comparing a first power value of the power to be allocated is the first power allocation means and the required power amount,
As a result of the comparison by the comparison means, if the first power value is larger than the required power amount, the required power amount is assigned to the channel instead of the first power value, and the first power value is assigned. Second power allocating means for allocating power to a channel having a power value smaller than the required power amount according to the same water injection algorithm as the water injection algorithm;
Including
This maximizes the performance of the MIMO-OFDM system,
Power allocation device.
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