JP5641880B2 - Base station apparatus and control method for base station apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、基地局装置及び基地局装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a base station apparatus and a control method for the base station apparatus.
近年、LTE(long term evolution)や、IMT−Advancedのような通信技術が開発されている。まず、LTEシステムでのSC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)によるアップリンクでは、基地局装置と通信を行う端末毎に送信電力目標値を制御する制御方法である、フラクショナル送信電力制御(fractional transmission power control: FTPC)が採用されている。フラクショナル送信電力制御では、基地局装置に近い端末の送信電力目標値を高く設定し、スループットを増大させる。一方、セル端に近い端末の送信電力目標値を低く設定し、他セルへの干渉を低減させ、全体のスループットを向上させる。 In recent years, communication technologies such as LTE (long term evolution) and IMT-Advanced have been developed. First, in the uplink by SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access) in the LTE system, a fractional transmission power control (fractional) is a control method for controlling a transmission power target value for each terminal communicating with a base station apparatus. transmission power control (FTPC) is adopted. In the fractional transmission power control, the transmission power target value of a terminal close to the base station apparatus is set high to increase the throughput. On the other hand, the transmission power target value of the terminal near the cell edge is set low, the interference with other cells is reduced, and the overall throughput is improved.
IMT−Advancedでは、MIMO(multi input multi output)のアンテナ技術の採用が検討されている。MIMOを利用することで、セル端の端末のセル平均周波数利用効率を向上させることができる。特に、基地局協調MIMO(CoMP)では、一つの端末が複数の基地局装置との間でMIMO通信を行うため、セル半径の小さい低出力の基地局装置と、セル半径の大きい比較的高出力の基地局装置との両方とMIMO通信を行っている端末から、セル半径の小さい低出力の基地局装置が受信する電力は、セル半径の大きい基地局装置が受信する電力より大きい。 In IMT-Advanced, adoption of antenna technology of MIMO (multi input multi output) is being studied. By using MIMO, the cell average frequency utilization efficiency of the terminal at the cell edge can be improved. In particular, in base station cooperative MIMO (CoMP), since one terminal performs MIMO communication with a plurality of base station apparatuses, a low output base station apparatus with a small cell radius and a relatively high output with a large cell radius. The power received by the low-power base station apparatus having a small cell radius from the terminal performing MIMO communication with both of the base station apparatuses is larger than the power received by the base station apparatus having a large cell radius.
このように、基地局装置が、端末との間で通信を行う場合に、端末から基地局装置に到来する信号の入力レベルが非常に高くなる場合がある。このような場合に、基地局装置に備えられた受信部の高入力レベルの信号に対する線形性性能が低ければ、信号を劣化させ、ひいては通信品質を劣化させてしまう。 Thus, when a base station apparatus communicates with a terminal, the input level of a signal arriving at the base station apparatus from the terminal may be very high. In such a case, if the linearity performance with respect to the high input level signal of the receiving unit provided in the base station apparatus is low, the signal is deteriorated and, consequently, the communication quality is deteriorated.
そこで、従来、受信部の線形性性能を向上させるための技術として、参照信号を利用して、A/Dコンバータの入力レベルを調整する方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、受信部の線形性性能を向上させるための他の技術として、AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)アンプを用いる方法がある(例えば、特許文献2参照)。AGCアンプは、無線移動通信システムの基地局装置などに備えられ、受信信号を所定のダイナミックレンジに収束させる。受信信号はAGCアンプにより増幅され、その出力はAGCアンプ制御部に与えられている。AGCアンプ制御部はAGCアンプの出力振幅が入力信号の振幅によらず一定になるように、AGCアンプの利得を制御する。 Therefore, conventionally, as a technique for improving the linearity performance of the receiving unit, there is a method of adjusting the input level of the A / D converter using a reference signal (see, for example, Patent Document 1). As another technique for improving the linearity performance of the receiving unit, there is a method using an AGC (Automatic Gain Control) amplifier (for example, see Patent Document 2). The AGC amplifier is provided in a base station apparatus or the like of a wireless mobile communication system and converges a received signal to a predetermined dynamic range. The received signal is amplified by the AGC amplifier, and the output is given to the AGC amplifier control unit. The AGC amplifier control unit controls the gain of the AGC amplifier so that the output amplitude of the AGC amplifier is constant regardless of the amplitude of the input signal.
しかしながら、特許文献1においては、レベル検出装置及び利得制御装置が必要となり、部品コストが上がってしまう。また、受信機側で正確に信号を再生するための方法として、受信機の無線回路の線形性を向上させることも考えられるが、そのためには、高価かつ消費電力が大きな部品を使用しなければならず、回路のコストが上がってしまう。
However, in
また、特許文献2のように、AGCアンプを使用した場合、LTEなどのOFDM通信では、遅延スプレッド干渉回避用のGI(Guard Interval)や、CP(Cyclic Prefix)の期間内に、出力振幅が一定となるように収束させる必要がある。例えば、LTEでは、CPは、32.6ナノ秒×144サンプル=4.6μ秒であるので、その期間内に出力振幅を安定化させるためには、AGCアンプの回路規模を非常に大きくしなければならない。さらに、OFDM通信では、同時に通信する端末のダイナミックレンジが広いので、通信中の端末のうちの一つの端末に合わせて基地局装置のAGCアンプの出力を収束させてしまえば、当該基地局装置と通信中の他の端末との間における通信環境が悪化するおそれがある。
Also, as in
さらに、LTEシステムでのSC−FDMAや、IMT−AdvancedでのMIMO(CoMP)に対応する通信を実行する基地局装置での通信品質の劣化は、多値変調方式による場合に顕著である。すなわち、QPSK(quadrature phase shift keying)のような位相変調よりも、特に、16QAM(quadrature amplitude modulation),64QAMなどの振幅変調を含む変調方式を採用した通信を実行する場合に、通信品質の劣化の程度が大きい。そこで、基地局装置の受信部の利得を低く調整することで、当該受信部の線形性性能を向上させることが想定される。これは、図10に示すように、利得が低い場合(利得G2、曲線2)の方が、利得が高い場合(利得G1、曲線2)よりも、受信部の線形動作範囲が広いからである。 Further, the deterioration of communication quality in a base station apparatus that performs communication corresponding to SC-FDMA in LTE system and MIMO (CoMP) in IMT-Advanced is remarkable in the case of the multi-level modulation method. That is, when communication is performed that employs a modulation scheme including amplitude modulation such as 16QAM (quadrature amplitude modulation) and 64QAM, rather than phase modulation such as QPSK (quadrature phase shift keying), communication quality is deteriorated. The degree is large. Therefore, it is assumed that the linearity performance of the receiving unit is improved by adjusting the gain of the receiving unit of the base station apparatus to be low. This is because, as shown in FIG. 10, when the gain is low (gain G2, curve 2), the linear operation range of the receiving unit is wider than when the gain is high (gain G1, curve 2). .
さらに、受信部での入力レベルとEVM(Error Vector Magnitude)との関係は、図11に示すような曲線に従う。すなわち、所定の入力レベル(第1の閾値T1)までは、受信部の雑音指数(NF)に起因して、EVMは低下する(低レベル領域)。第1の閾値T1よりも大きい第2の閾値T2の入力レベルまでは、入力レベルが増加してもEVMは一定であるが(線形領域)、この範囲においても、フィルタのゲインリップル、群遅延偏差、ローカル信号の位相雑音などの影響を受ける。そして、第2の閾値T2以上の入力レベルでは、入力レベルの増加に伴ってEVMが増加するとともに、増幅器やミキサによる非線形歪みの影響を受ける(非線形領域)。一般的に、QPSK、16QAM、64QAMなどの各変調方式について、所要のEVM値が定められている。変調多値数が大きいほど、所要のEVM値は小さいため、変調多値数が大きい信号(多値変調信号)の入力レベルが高くなると、復調できなくなってしまう。 Furthermore, the relationship between the input level and EVM (Error Vector Magnitude) at the receiver follows a curve as shown in FIG. That is, up to a predetermined input level (first threshold value T1), the EVM decreases (low level region) due to the noise figure (NF) of the receiving unit. Up to the input level of the second threshold value T2, which is larger than the first threshold value T1, the EVM is constant even if the input level increases (linear region). Even in this range, the gain ripple of the filter, the group delay deviation Affected by the phase noise of the local signal. When the input level is equal to or higher than the second threshold T2, EVM increases as the input level increases, and is affected by nonlinear distortion caused by an amplifier or a mixer (nonlinear region). Generally, a required EVM value is determined for each modulation method such as QPSK, 16QAM, and 64QAM. The larger the modulation multi-level number, the smaller the required EVM value. Therefore, if the input level of a signal having a large modulation multi-level number (multi-level modulation signal) increases, demodulation becomes impossible.
受信部の利得を低く設定すれば、比較的高レベルで受信される多値変調信号の通信品質を向上させることはできる。しかし、この場合、低レベルで受信される信号の受信性能は劣化してしまう。このような制御では、基地局装置から遠い端末からの低レベル信号と、基地局装置に近い端末からの高レベル信号とについて、同等の通信品質を提供することができない。 If the gain of the receiving unit is set low, the communication quality of the multilevel modulation signal received at a relatively high level can be improved. However, in this case, the reception performance of a signal received at a low level is deteriorated. Such control cannot provide the same communication quality for a low level signal from a terminal far from the base station apparatus and a high level signal from a terminal close to the base station apparatus.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、低コスト且つ簡単な構成で、広いダイナミックレンジを提供し、通信品質を改善することができる基地局装置及び基地局装置の制御方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention made in view of such points is to provide a base station apparatus and a control method for the base station apparatus that can provide a wide dynamic range and improve communication quality with a low-cost and simple configuration. It is to be.
上記目的を達成する基地局装置の発明は、
受信信号を増幅するAGC増幅器を有する受信部を複数備え、複数の端末と同時に無線通信を行う基地局装置であって、
前記複数の受信部における、前記複数の端末からの信号の受信状態に基づいて、少なくとも一つの前記受信部のAGC増幅器の利得を制御する制御部を備え、
前記制御部は、現状の全端末の合計スループットよりも、MIMO通信を実行している端末がMIMO通信を停止して何れかの端末の変調方式を変調多値数が大きい変調クラスに上げたときの全端末の合計スループットが大きいとき、前記変調方式を上げたときの端末と通信する前記受信部のAGC増幅器の利得を下げるように制御するものである。
Invention of group Chikyoku device you achieve the above object,
A base station apparatus comprising a plurality of receiving units each having an AGC amplifier for amplifying a received signal, and performing radio communication simultaneously with a plurality of terminals,
A control unit for controlling a gain of an AGC amplifier of at least one of the reception units based on reception states of signals from the plurality of terminals in the plurality of reception units ;
When the terminal that is performing MIMO communication stops the MIMO communication and raises the modulation scheme of any terminal to a modulation class with a large modulation multi-value number, the control unit is higher than the total throughput of all the current terminals When the total throughput of all the terminals is large, control is performed so that the gain of the AGC amplifier of the receiving unit communicating with the terminal when the modulation scheme is raised is lowered .
さらに、上記目的を達成する基地局装置の制御方法の発明は、
受信信号を増幅するAGC増幅器を有する受信部を複数備え、複数の端末と同時に無線通信を行う基地局装置の制御方法であって、
現状の全端末の合計スループットよりも、MIMO通信を実行している端末がMIMO通信を停止して何れかの端末の変調方式を変調多値数が大きい変調クラスに上げたときの全端末の合計スループットが大きいとき、前記変調方式を上げたときの端末と通信する前記受信部のAGC増幅器の利得を下げるステップを有するものである。
Further, the invention of the control method of the group Chikyoku device you achieve the above object,
A control method for a base station apparatus comprising a plurality of receiving units each having an AGC amplifier for amplifying a received signal, and performing radio communication simultaneously with a plurality of terminals,
The total of all terminals when a terminal executing MIMO communication stops the MIMO communication and raises the modulation scheme of any terminal to a modulation class having a large modulation multi-value number, compared to the current total throughput of all terminals when throughput is large, it is to have a step of decreasing the gain of the AGC amplifier of the receiver unit to communicate with terminals at the time of raising the modulation scheme.
本発明によれば、低コストかつ簡単に広いダイナミックレンジを提供し、通信品質を改善することができる基地局装置及び基地局装置の制御方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a base station apparatus and a control method for the base station apparatus that can easily provide a wide dynamic range and improve communication quality at low cost.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、基地局装置1Aは、例えば、マイクロセル基地局として構成されるものであり、第1受信部1と、第2受信部2と、第1送信部3と、第2送信部4と、制御部5と、を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the base station device 1A is configured as, for example, a microcell base station, and includes a
基地局装置1Aは、第1受信部1、第2受信部2、第1送信部3、第2送信部4及び制御部5から構成されている。第1受信部1は、アンテナ1a、LNA(Low Noise Amplifier)1b、ミキサ1c、局部信号発振器1d、AGC(Automatic Gain Control)増幅器1e、A/Dコンバータ1f、及びOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)復調処理部1gを有する。
1 A of base station apparatuses are comprised from the
第2受信部2は、アンテナ2a、LNA2b、ミキサ2c、局部信号発振器2d、AGC増幅器2e、A/Dコンバータ2f、及びDMA復調処理部2gを有する。第1送信部3は、アンテナ3a及び送信回路部3bから構成される。第2送信部4は、アンテナ4a及び送信回路部4bから構成される。なお、第2受信部2の機能構成要素は、第1受信部1の機能構成要素と同一の機能を有し、第2送信部4の機能構成要素は、第1送信部3の機能構成要素と同一の機能を有するので、説明を省略する。
The
アンテナ1aは、端末Bから受信した受信信号をLNA1bに出力する。LNA1bは、雑音指数の低い増幅器であり、アンテナ1aから入力された受信信号を増幅し、ミキサ1cに出力する。ミキサ1cは、LNA1bから入力された受信信号と、局部信号発振器1dから入力される局部信号とをミキシングすることで、受信信号をIF周波数に周波数変換(ダウンコンバート)し、IF受信信号としてAGC増幅器1eに出力する。 The antenna 1a outputs the reception signal received from the terminal B to the LNA 1b. The LNA 1b is an amplifier having a low noise figure, amplifies the received signal input from the antenna 1a, and outputs the amplified signal to the mixer 1c. The mixer 1c mixes the received signal input from the LNA 1b and the local signal input from the local signal oscillator 1d, thereby frequency-converting (down-converting) the received signal to an IF frequency, and an AGC amplifier as the IF received signal 1e is output.
局部信号発振器1dは、IF周波数変換用の局部信号を生成し、ミキサ1cに出力する。AGC増幅器1eは、制御部5の制御に基づいて利得が制御される可変利得増幅器であり、ミキサ1cから入力されるIF受信信号を増幅してA/Dコンバータ1fに出力する。
The local signal oscillator 1d generates a local signal for IF frequency conversion and outputs it to the mixer 1c. The AGC amplifier 1e is a variable gain amplifier whose gain is controlled based on the control of the
A/Dコンバータ1fは、OFDMA復調処理部1gと共に信号処理部を構成する。具体的には、A/Dコンバータ1fは、AGC増幅器1eから入力されるIF受信信号をデジタル変換し、デジタルIF受信信号としてOFDMA復調処理部1gに出力する。OFDMA復調処理部1gは、A/Dコンバータ1fから入力されたデジタルIF受信信号にフーリエ変換、デジタル復調、パラレル−シリアル変換などのOFDMA方式に基づく信号の復調処理を施し、ベースバンド受信信号として制御部5に出力する。また、OFDMA復調処理部1gは、A/Dコンバータ1fに入力されるIF受信信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信電界強度)を検出し、この検出結果を制御部5に出力する。
The A / D converter 1f constitutes a signal processing unit together with the OFDMA demodulation processing unit 1g. Specifically, the A / D converter 1f digitally converts the IF reception signal input from the AGC amplifier 1e and outputs the digital IF reception signal to the OFDMA demodulation processing unit 1g. The OFDMA demodulation processing unit 1g subjects the digital IF reception signal input from the A / D converter 1f to demodulation processing of a signal based on the OFDMA method such as Fourier transform, digital demodulation, and parallel-serial conversion, and controls it as a baseband received signal Output to
アンテナ3aは、送信回路部3bから入力された送信信号を外部に送信する。送信回路部3bは、制御部5の制御の下、アンテナ1aに送信信号を出力する。制御部5は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)から構成される内部メモリと、上記第1受信部1、第2受信部2、第1送信部3、及び第2送信部4への信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路などから構成されており、上記ROMに記憶された制御プログラムと、第1受信部1及び第2受信部2が受信する信号と、に基づいてマイクロセル基地局A1の全体動作を制御する。なお、ROMに記憶されている制御プログラムにはAGC増幅器制御プログラムが含まれており、制御部5はこのAGC増幅器制御プログラムに基づいてAGC増幅器1e,2eの利得を制御する。
The antenna 3a transmits the transmission signal input from the
図2は、図1に示す基地局装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、図3に示すように、基地局装置1Aは、複数の端末と通信を行っているものとする。図3は、図1の基地局装置の通信状態の一例を示す図である。基地局装置1Aは、端末との間で、通信環境に応じて、MIMO通信やMIMO以外の通信を適宜切り替えて実行する。ここでは、基地局装置1Aは、端末11との間で2×2MIMO通信又はMIMO以外の通信(例えば1×2SIMO(Single Input Multi Output)通信)を実行し、端末12との間でSISO(Single Input Single Output)通信を実行するものとする。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the base station apparatus shown in FIG. Here, as shown in FIG. 3, it is assumed that
制御部5は、受信状態として、ある端末からの信号の受信レベルが高いこと(a)、又は、ある端末の通信品質が悪化したこと(b)を検出する(S01)。具体的には、制御部5は、通信中の端末からの信号の受信レベルが所定の閾値以上であることを検出する。さらに、制御部5は、信号対ノイズ比(SNR)が所定の閾値以下となるか、CRC(Cyclic redundancy check)のエラーが増加したこと等を検出し、検出結果に基づいて通信品質の悪化を検出する。制御部5は、ステップS01において検出した(a)又は(b)に該当する端末からの入力レベルをPin_aとして、図示しない記憶部に記憶する。
As the reception state, the
制御部5は、ステップS1で上述した(a)又は(b)を検出すると、基地局装置1Aと通信を行っている全端末の通信状態を検出する(S02)。具体的には、制御部5は、基地局装置1Aとの間で通信を行っている全端末について、通信状態として、例えば、MIMO通信の有無、変調方式、通信信号レベル等を把握する。
When detecting the above-described (a) or (b) in step S1, the
制御部5は、ステップS02において把握した通信状態に基づいて、基地局装置1Aとの間でMIMO通信を行っている端末があるか否かを判定する(S03)。図3の端末11との間で基地局装置1AがMIMO通信を行っていない場合には、制御部5はステップS03で「No」と判定し、例えば、第2の受信部2のAGC増幅器2eの利得を低減させる(S03のNo,S04)。このとき、制御部5は、例えば、ステップS01で図示しない記憶部に記憶した入力レベルPin_aでの利得が下がるように段階的にAGC増幅器2eの利得を低減させ、段階ごとに通信品質が改善するか否かを判定する(S05)。制御部5はステップS05で「Yes」と判定した場合、その段階のAGC増幅器2eの利得を維持するように利得調整動作を制御する。
The
制御部5は、ステップS05で「No」と判定した場合、その段階のAGC増幅器2eの利得が限界値より大きいか否か判定する(S06)。限界値とは、例えば、予め定められた、AGC増幅器2eの最小の利得である。制御部5は、ステップS06で「Yes」と判断した場合、さらにAGC増幅器2eの利得を低減させる(S06のYes,S04)。制御部5は、ステップS06で「No」と判断した場合、AGC増幅器2eの利得を限界値に設定する。
When determining “No” in step S05, the
一方、図3に示す端末11と基地局装置1AとがMIMO通信を行っている場合、制御部5は、ステップS03で「Yes」と判定し、当該端末の入力レベルの最小値Pin_mを基準として、最小調整利得Gmin_mを決定する(S07)。ここで、最小調整利得Gmin_mとは、AGC増幅器2eの利得を調整する際に、利得の最小値とする値である。MIMO通信中の端末からの入力レベルの最小値Pin_mを基準として、多値変調方式(例えば、QPSK)が受信可能なように、最小調整利得Gmin_mを決定するので、最小の入力レベルPin_mでも多値変調方式によるMIMO通信を維持することができる。
On the other hand, when the terminal 11 and the base station apparatus 1A shown in FIG. 3 are performing MIMO communication, the
そして、制御部5は、例えば、第2の受信部2のAGC増幅器2eの利得を、ステップS07で決定した最小調整利得Gmin_mまで低減させる(S08)。次いで、制御部5は、通信品質が改善するか否かを判定する(S09)。ステップS09で「No」と判定した場合は、スケジューリングを実施する(S10)。具体的には、制御部5は、現状のスループットの値TP(A)と、MIMO通信を停止して、変調クラス(すなわち、変調多値数)を向上させた場合のスループットの値TP(B)とを算出し、TP(B)の値がTP(A)の値を上回るか判定する(S11)。
Then, for example, the
制御部5は、ステップS11で「Yes」と判定した場合、すなわち、MIMO通信を停止して、変調クラス(すなわち、変調多値数)を上げた場合の方が、現状よりもスループットが大きいと判定した場合には、さらに、AGC増幅器2eの利得を低下させると共に、通信品質及びスループットが向上するか否かを判定する(S12)。そして、制御部5は、ステップS12で「No」と判定した場合には、ステップS10でのスケジューリング後の通信状態となるように利得調整動作を制御する(S13)。
If the
一方、制御部5は、ステップS09でYesと判定した場合は、その通信状態を維持し、処理を終了する(S09のYes,S14)。また、制御部5は、ステップS11で「No」と判定した場合、すなわち、MIMO通信を行っている現状のスループットが、MIMO通信を停止させ変調クラス(すなわち、変調多値数)を上げた場合のスループット以上であると判定した場合には、通信状態を維持し、利得調整動作を終了する(S11のNo,S15)。また、ステップS12で「Yes」と判定した場合、すなわち、利得を低下させた場合に通信品質及びスループットが向上した場合にも、低下させた利得での通信状態を維持するように、利得調整動作を制御する(S12のYes,S15)。
On the other hand, when it determines with Yes at step S09, the
次に、上述した各ステップの時点での、第1受信部1及び第2受信部2の入力レベルとEVMとの関係を説明する。図4は、図2のステップS01の時点での基地局装置1Aの第1受信部1及び第2受信部2の入力レベル及びEVMの関係を示した図である。このとき、AGC増幅器1e,2eの利得は同一であり、破線で示した範囲において、QPSKでのMIMO通信が可能である。ステップS01で、制御部5が検出した、上述の(a)又は(b)の条件を満たす端末の入力レベルPin_aでは、EVMの制約により、QPSK通信は可能であるが、16QAM及び64QAM通信は不可能である。
Next, the relationship between the input levels of the
図5は、図2のステップS04での利得低減後の時点での基地局装置1Aの第1受信部1及び第2受信部2の入力レベル及びEVMの関係を示した図である。ここでは、制御部5は、第2受信部2のAGC増幅器2eの利得を低減させることにより、第2受信部2の通信範囲を図中右にシフトさせ、第1受信部1又は第2受信部2のいずれか一方で受信可能な入力レベルの範囲を拡大させている。これにより、入力電圧Pin_aの場合でも、QPSK,16QAM,64QAMまで受信可能となる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the input levels and EVMs of the
図6は、図2のステップS07の時点での基地局装置1Aの第1受信部1及び第2受信部2の入力レベル及びEVMの関係を示した図である。この場合、基地局装置1Aは、端末11との間でMIMO通信を行っている。そして、MIMO通信をしている端末11の入力レベルがPin_mであり、図2のステップS01で制御部5が検出した、上述の(a)又は(b)の条件を満たす端末の入力レベルがPin_aである。図6に示すような、第1受信部1及び第2受信部2の受信信範囲では、入力レベルがPin_aの場合にはQPSK通信しか行うことができない。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the input levels and EVMs of the
図7は、図2のステップS10の時点での基地局装置1Aの第1受信部1及び第2受信部2の入力レベル及びEVMの関係を示した図である。ここでは、制御部5は、第2の受信部2のAGC増幅器2eの利得を低減させることにより、第2受信部2の受信範囲をシフトさせ、第1受信部1又は第2受信部2のいずれかで受信可能な入力レベルの範囲を拡大させている。第2受信部2のAGC増幅器2eの利得を低減させるにあたり、第1受信部1及び第2受信部2の両方で、少なくともQPSKが受信可能なように、AGC増幅器2eの利得を低減させる。すなわち、上述した最小調整利得Gmin_mに基づいてAGC増幅器2eの利得を低減させる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the input levels and EVMs of the
これにより、入力レベルがPin_a及びPin_mのいずれの場合であっても、QPSK及び16QAMの受信が可能となる。基地局装置1Aとの間でMIMO通信を行っており、入力レベルがPin_mである端末11は、QPSKでのMIMO通信を維持することができる。このようにして、入力レベルがPin_mの場合に第2受信部2でQPSKを受信できる範囲を上限として、第2受信部2の通信範囲をシフトすることにより、端末11のMIMO通信を維持することができる。
As a result, QPSK and 16QAM can be received regardless of whether the input level is Pin_a or Pin_m. The terminal 11 that is performing MIMO communication with the base station apparatus 1A and whose input level is Pin_m can maintain the MIMO communication in QPSK. In this way, the MIMO communication of the terminal 11 is maintained by shifting the communication range of the
図8は、図2のステップS12の時点での基地局装置1Aの第1受信部1及び第2受信部2の入力レベル及びEVMの関係を示した図である。ここでは、制御部5は、第2の受信部2のAGC増幅器2eの利得を更に低減させることにより、第2受信部2の受信範囲をシフトさせ、第1受信部1又は第2受信部2のいずれかで受信可能な入力レベルの範囲を拡大させている。これにより、入力レベルがPin_mの場合だけでなく、Pin_aの場合にも、64QAMの受信が可能になる。一方、基地局装置1Aとの間でMIMO通信を行っており、入力レベルがPin_mである端末11は、図8に示す第1受信部1及び第2受信部2の受信範囲では、第2受信部2の受信範囲外となるため、もはや、MIMO通信を維持することは不可能となる。このため、制御部5は、端末11との間の通信を、MIMO通信からSIMO通信に移行させる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the input levels and EVMs of the
図9は、図2のステップS11での処理を説明するための図である。図9(a)は、図2のステップS10にてスケジューリングを行う前の、基地局装置1Aと通信を行う端末(ユーザー)についての、現状のスループットの値TP(A)の一例を示す。図9(b)は、図2のステップS10にてスケジューリングを行った場合の、基地局装置1Aと通信を行う端末(ユーザー端末)についての、スループットの値TP(B)の一例を示す。実際には、基地局装置1Aは数千単位のユーザー端末を収容しうるが、ここでは、例として、4つのユーザー端末UE1〜UE4が基地局装置1Aと通信を実行しているものとして説明する。 FIG. 9 is a diagram for explaining the processing in step S11 of FIG. FIG. 9A shows an example of the current throughput value TP (A) for a terminal (user) communicating with the base station apparatus 1A before scheduling in step S10 of FIG. FIG. 9B shows an example of a throughput value TP (B) for a terminal (user terminal) that communicates with the base station apparatus 1A when scheduling is performed in step S10 of FIG. Actually, the base station apparatus 1A can accommodate thousands of user terminals. Here, as an example, it is assumed that four user terminals UE1 to UE4 are communicating with the base station apparatus 1A. .
図9(a)に示すように、ユーザー端末UE1は基地局装置1Aとの間で2×2のMIMO通信を実行しており、MIMOによる通信効率の向上率を示すMIMO係数は0.6であり、スループットは460800bpsである。同様にしてユーザー端末UE4は、QPSK通信を実行しており、SISO通信を行っている。一方、図9(b)に示すように、MIMO通信を停止して、ユーザー端末UE1をSISO通信とすると、UE1についてのスループットは、図9(a)に示す場合よりも低下するが、ユーザー端末UE4の変調クラス(すなわち、変調多値数)を向上させて、64QAMにした場合、UE4についてのスループットは飛躍的に向上し、トータルスループットの値は図9(a)に示す場合よりも向上する。このような場合には、制御部5は、図2のステップS11にて「Yes」と判定し、図2のステップS12にて、通信品質の改善及びスループットの向上を確認すると、図9(b)に示すような通信状態を維持する。すなわち、ユーザー端末UE1のMIMO通信を停止し、ユーザー端末UE4との通信を64QAM通信とするように制御する。
As shown in FIG. 9A, the user terminal UE1 is performing 2 × 2 MIMO communication with the base station apparatus 1A, and the MIMO coefficient indicating the rate of improvement in communication efficiency by MIMO is 0.6. Yes, the throughput is 460800 bps. Similarly, the user terminal UE4 is performing QPSK communication and performing SISO communication. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the MIMO communication is stopped and the user terminal UE1 is changed to the SISO communication, the throughput for the UE1 is lower than that shown in FIG. When the modulation class (that is, the modulation multi-level number) of UE4 is improved to 64QAM, the throughput for UE4 is dramatically improved, and the total throughput value is improved as compared with the case shown in FIG. 9A. . In such a case, the
このように、本実施形態に係る基地局装置1Aは、受信信号のレベルに応じて、第1受信部1又は第2受信部2の少なくとも1つのAGC増幅器1e又は2eの利得を制御する制御部5を備えるため、低コスト且つ簡単な構成で、広いダイナミックレンジを提供し、通信品質を改善することができる。
Thus, the base station apparatus 1A according to the present embodiment controls the gain of at least one AGC amplifier 1e or 2e of the
具体的には、制御部5は、基地局装置1AがMIMO通信を実行していない場合には、第1受信部1又は第2受信部2の少なくとも1つのAGC増幅器1e又は2eの利得を下げるように制御することにより、高入力レベルの信号についても線形動作範囲に含むようにするので、高入力レベルの信号についての通信品質を改善できると共に、低入力レベルの信号についての通信品質を維持することができる。
Specifically, the
また、制御部5は、基地局装置1AがMIMO通信を実行している場合には第1受信部1又は第2受信部2の少なくとも1つのAGC増幅器1e又は2eの利得を、MIMO通信により受信する最小入力レベルの端末が多値変調通信可能な入力レベルまで利得を下げるように制御するため、MIMO通信中の端末との間におけるMIMO通信を維持することができると共に、通信可能な入力レベルの範囲を拡大することができる。
In addition, when the base station apparatus 1A is performing MIMO communication, the
なお、本発明は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、基地局装置1Aは、2つの受信部を備えるが、基地局装置1Aは、2つ以上の受信部を備え、少なくとも一つの受信部の有するAGC増幅器の利得を制御するように構成されても良い。これにより、ダイナミックレンジを拡大することが可能になる。 In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Many change or deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the base station apparatus 1A includes two receiving units, but the base station apparatus 1A includes two or more receiving units and controls the gain of the AGC amplifier included in at least one receiving unit. It may be configured to. As a result, the dynamic range can be expanded.
1 第1受信部
1a,2a アンテナ
1b,2b LNA(Low Noise Amplifier)
1c,2c ミキサ
1d,2d 局部信号発振器
1e,2e AGC(Automatic Gain Control)増幅器
1f,2f A/Dコンバータ
1g,2g OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)復調処理部
2 第2受信部
3 第1送信部
4 第2送信部
3a,4a アンテナ
3b,4b 送信回路部
5 制御部
1A 基地局装置
DESCRIPTION OF
1c, 2c
Claims (2)
前記複数の受信部における、前記複数の端末からの信号の受信状態に基づいて、少なくとも一つの前記受信部のAGC増幅器の利得を制御する制御部を備え、
前記制御部は、現状の全端末の合計スループットよりも、MIMO通信を実行している端末がMIMO通信を停止して何れかの端末の変調方式を変調多値数が大きい変調クラスに上げたときの全端末の合計スループットが大きいとき、前記変調方式を上げたときの端末と通信する前記受信部のAGC増幅器の利得を下げるように制御する基地局装置。 A base station apparatus comprising a plurality of receiving units each having an AGC amplifier for amplifying a received signal, and performing radio communication simultaneously with a plurality of terminals,
A control unit for controlling a gain of an AGC amplifier of at least one of the reception units based on reception states of signals from the plurality of terminals in the plurality of reception units ;
When the terminal that is performing MIMO communication stops the MIMO communication and raises the modulation scheme of any terminal to a modulation class with a large modulation multi-value number, the control unit is higher than the total throughput of all the current terminals When the total throughput of all the terminals is large, the base station apparatus performs control so as to decrease the gain of the AGC amplifier of the receiving unit that communicates with the terminal when the modulation scheme is increased .
現状の全端末の合計スループットよりも、MIMO通信を実行している端末がMIMO通信を停止して何れかの端末の変調方式を変調多値数が大きい変調クラスに上げたときの全端末の合計スループットが大きいとき、前記変調方式を上げたときの端末と通信する前記受信部のAGC増幅器の利得を下げるステップを有する基地局装置の制御方法。
A control method for a base station apparatus comprising a plurality of receiving units each having an AGC amplifier for amplifying a received signal, and performing radio communication simultaneously with a plurality of terminals,
The total of all terminals when a terminal executing MIMO communication stops the MIMO communication and raises the modulation scheme of any terminal to a modulation class having a large modulation multi-value number, compared to the current total throughput of all terminals when throughput is large, the control method of a base station apparatus that have a step of decreasing the gain of the AGC amplifier of the receiver unit to communicate with terminals at the time of raising the modulation scheme.
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