JP4067873B2 - Wireless transmission device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のサブキャリアを用いて信号を伝送する無線伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高速デジタル移動通信において、周波数選択性フェージングを改善するための伝送方式としてマルチキャリアCDMA伝送方式が知られている。マルチキャリアCDMA伝送方式では、狭帯域のサブキャリアを並列に配置し、送信データを複数個複製して、複数のサブキャリアを用いて送信する。このように、狭帯域なサブキャリアを用意することにより、選択性フェージング環境においても、耐フェージング性の強い伝送方式となることが知られている。
【0003】
図11はマルチキャリアCDMA方式を使用する従来の無線伝送装置を示す構成図であり、図において、1は送信対象のデータ、2はデータ1を複製して、複数の送信データ(以下、並列データという)を出力する複製部、3は複製部2から出力された並列データに拡散符号を乗算する符号乗算部、4は符号乗算部3により拡散符号が乗算された並列データに伝送キャリアを付加してマルチキャリア信号を生成するマルチキャリア変換部、5はマルチキャリア変換部4により生成されたマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号を周波数変換して送信アンテナ6に出力するガードインターバル挿入部、6は送信アンテナである。
【0004】
7は受信アンテナ、8は受信アンテナ7により受信されたマルチキャリア信号の周波数を変換して、そのマルチキャリア信号からガードインターバルを除去するガードインターバル除去部、9はガードインターバル除去部8によりガードインターバルが除去されたマルチキャリア信号から各サブキャリアの情報シンボルを生成するマルチキャリア変換部、10はマルチキャリア変換部9により生成されたサブキャリアの情報シンボルにキャリア間のウエイトを乗算するキャリアウエイト乗算部、11はキャリアウエイト乗算部10の乗算結果を合成してデータ12を再生する合成部、12は合成部11により再生されたデータである。
【0005】
次に動作について説明する。
まず、複製部2は、複数のサブキャリアを用いて、送信対象のデータ1を送信するため、送信対象のデータ1を複製して、同一内容の並列データを出力する。
符号乗算部3は、複製部2から並列データを受けると、その並列データに拡散符号を乗算する。
【0006】
マルチキャリア変換部4は、符号乗算部3が並列データに拡散符号を乗算すると、乗算後の並列データに伝送キャリアを付加してマルチキャリア信号を生成する。
ガードインターバル挿入部5は、マルチキャリア変換部4がマルチキャリア信号を生成すると、そのマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号を周波数変換して送信アンテナ6に出力する。
【0007】
このようにマルチキャリアCDMAでは、個々のデータ1は複数のサブキャリアによって伝送されるが、1つのデータ1を伝送するサブキャリアの組を「セグメント」と呼ぶことにすると、伝送帯域が複数のセグメントによって構成されて、複数のデータ1が同時に伝送される。
図12は周波数帯域で見たサブキャリアとセグメントの関係を示しており、1つのデータ1はセグメント単位で拡散され、複数のデータ1が異なるセグメントで伝送される。
【0008】
ガードインターバル除去部8は、受信アンテナ7がマルチキャリア信号を受信すると、そのマルチキャリア信号の周波数を変換して、そのマルチキャリア信号からガードインターバルを除去する。
マルチキャリア変換部9は、ガードインターバル除去部8がマルチキャリア信号からガードインターバルを除去すると、そのマルチキャリア信号から各サブキャリアの情報シンボルを生成する。
【0009】
キャリアウエイト乗算部10は、マルチキャリア変換部9が各サブキャリアの情報シンボルを生成すると、その情報シンボルにキャリア間のウエイトを乗算する。
合成部11は、キャリアウエイト乗算部10の乗算結果を合成してデータ12を再生する。
【0010】
ここで、従来のマルチキャリアCDMAでは(文献、“下りリンクブロードバンドパケットOFCDMにおけるQ0Sを考慮したチャネル符号化の検討”,RCS2001−181,Nov.2001.を参照)、全てのセグメントを用いてデータを伝送する。しかし、セグメントによっては、フェージング環境が悪く、劣悪な伝搬特性となる場合もあるため、信号品質が悪くなることがあった。
【0011】
これに対して最近では(文献、“高効率データ通信用MC−CDMA方式の一検討”,RCS2000−261,March,2001.を参照)、フェージング状態の良いセグメントのみを用いてデータの伝送を行う方式がある。
図13は本方式の適用例を示しており、(a)に示すように、セグメントによってフェージングの状態変化が異なる。従って、同一送信電力でデータを送信する場合でも、データの受信レベルがセグメントによって変化する。
本方式では、(b)に示すように、フェージング状態の良いセグメントを用いてデータの伝送を行うので、高品質なデータの伝送を行うことができる。
【0012】
なお、送信局がフェージング状態を認識するには、図14に示すように、送信局がパイロット信号を受信局に送信し、受信局がセグメント毎のパイロット信号の受信レベルを測定する。受信局は受信レベルの測定結果から信号対干渉雑音比(SINR:Signal to interference plus noise ratio)を求め、そのSINRを送信局に通知する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線伝送装置は以上のように構成されているので、フェージング状態の良いセグメントを用いて高品質なデータの伝送を実現することができるが、1セグメント当り1つのデータしか伝送することができず、データの伝送効率を高めることができない課題があった。
【0014】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、データ品質の劣化を招くことなく、データの伝送効率を高めることができる無線伝送装置を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線伝送装置は、信号の許容遅延量を考慮して、信号の伝送に使用するサブキャリアを割り当てるようにしたものである。
【0016】
この発明に係る無線伝送装置は、選択手段により選択されたサブキャリアの伝搬状態に応じて符号多重する信号の数を変更するようにしたものである。
【0017】
この発明に係る無線伝送装置は、多重化信号を1パケットとして取り扱うようにしたものである。
【0018】
この発明に係る無線伝送装置は、送信先が異なる信号を符号多重するようにしたものである。
【0022】
この発明に係る無線伝送装置は、複数のサブキャリアの伝搬状態として、信号対干渉雑音比を監視するようにしたものである。
【0023】
この発明に係る無線伝送装置は、サブキャリア毎にパイロット信号の受信レベルを測定して伝搬状態が良好なサブキャリアを判別し、そのサブキャリアの伝搬状態のみを監視手段に通知するようにしたものである。
【0024】
この発明に係る無線伝送装置は、サブキャリア毎にパイロット信号の受信レベルを測定して各サブキャリアの伝搬状態を把握し、各サブキャリアの伝搬状態が属するレンジを監視手段に通知するようにしたものである。
【0025】
この発明に係る無線伝送装置は、サブキャリアを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するようにしたものである。
【0026】
この発明に係る無線伝送装置は、監視手段に伝搬状態を通知したサブキャリアを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するようにしたものである。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による無線伝送装置を示す構成図であり、図において、21は受信局から各セグメント(サブキャリア)の伝搬状態を示す伝搬情報を受信する伝搬情報受信部(監視手段)、22は伝搬情報受信部21により受信された伝搬情報を参照して、信号の伝送に使用する1以上のセグメントを選択するセグメント・符号選定部(割当手段)、23は送信対象のデータ、24はデータ23を複製して、複数の送信データ(以下、並列データという)を出力する複製部、25は複製部24から出力された並列データに拡散符号を乗算する符号乗算部、26は符号乗算部25により拡散符号が乗算された並列データに伝送キャリアを付加してマルチキャリア信号(多重化信号)を生成するマルチキャリア変換部である。なお、複製部24、符号乗算部25及びマルチキャリア変換部26から多重化手段が構成されている。
【0029】
27はマルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号の周波数をセグメント・符号選定部22により選択されたセグメントの周波数に変換して送信アンテナ28に出力するガードインターバル挿入部、28は送信アンテナである。なお、ガードインターバル挿入部27及び送信アンテナ28から送信手段が構成されている。
【0030】
29は受信アンテナ、30は受信アンテナ29により受信されたマルチキャリア信号の周波数を変換して、そのマルチキャリア信号からガードインターバルを除去するガードインターバル除去部、31はガードインターバル除去部30によりガードインターバルが除去されたマルチキャリア信号から各セグメントの情報シンボルを生成するマルチキャリア変換部、32はマルチキャリア変換部31により生成されたセグメントの情報シンボルにキャリア間のウエイトを乗算するキャリアウエイト乗算部、33はキャリアウエイト乗算部32の乗算結果を合成してデータ34を再生する合成部、34は合成部33により再生されたデータである。
【0031】
次に動作について説明する。
送信局が複数のデータ23をユーザ(1)の受信局に送信する場合、まず、送信局の伝搬情報受信部21が、ユーザ(1)の受信局から各セグメントの伝搬状態を示す伝搬情報を受信する。
具体的には、送信局がデータ23を送信する際、伝搬情報受信部21がパイロット信号を受信局に送信する。そして、受信局がセグメント毎のパイロット信号の受信レベルを測定し、その測定結果を伝搬情報として送信局に通知する方法が考えられる。
あるいは、送受信局間の双方向通信で同一の周波数を用いるTDD(TimeDivision Duplex)方式が採用される場合、逆方向通信における伝搬路特性を測定することにより、送信局が伝搬情報を得ることも可能である。
【0032】
送信局のセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21が伝搬情報を受信すると、その伝搬情報を参照して、データ23の伝送に使用する1以上のセグメントを選択する。
即ち、送信局のセグメント・符号選定部22は、複数のセグメントの中から伝搬状態が良好なセグメントを選択するが、図2(a)の例では、セグメント(1)とセグメント(Q−2)の伝搬状態が良好であるため、セグメント(1)とセグメント(Q−2)を選択する。なお、セグメントの具体的な選択方法は後述する。
【0033】
複数の複製部24は、複数のデータ23をユーザ(1)の受信局に送信するため、送信対象のデータ23を複製して並列データを出力する。
符号乗算部25は、複製部24から並列データを受けると、その並列データに拡散符号を乗算する。なお、各並列データには、相互に異なる拡散符号が乗算される。
【0034】
マルチキャリア変換部26は、符号乗算部25が並列データに拡散符号を乗算すると、乗算後の並列データに伝送キャリアを付加してマルチキャリア信号を生成する。
ガードインターバル挿入部27は、マルチキャリア変換部26がマルチキャリア信号を生成すると、そのマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入し、そのマルチキャリア信号の周波数をセグメント・符号選定部22により選択されたセグメントの周波数に変換して送信アンテナ28に出力する。
【0035】
図2(b)の例では、伝搬状態が良好であるセグメント(1)又はセグメント(Q−2)の周波数にマルチキャリア信号の周波数を変換している。また、図2(b)の例では、2個のデータ23のマルチキャリア信号をセグメント(1)の周波数に変換し、4個のデータ23のマルチキャリア信号をセグメント(Q−2)の周波数に変換している。この理由は、より伝搬状態が良好なセグメントに多くのデータ23を割り当てる観点から、セグメント(Q−2)の伝搬状態の方がセグメント(1)の伝搬状態より良いため、セグメント(Q−2)に多くのデータ23を割り当てるようにしている。
なお、伝搬状態が良好でない他のセグメントには、1つのデータ23も割り当てられていないが、必ずしも割当数が零である必要はない。
【0036】
ユーザ(1)の受信局のガードインターバル除去部30は、受信アンテナ29がマルチキャリア信号を受信すると、そのマルチキャリア信号の周波数を変換して、そのマルチキャリア信号からガードインターバルを除去する。
マルチキャリア変換部31は、ガードインターバル除去部30がマルチキャリア信号からガードインターバルを除去すると、そのマルチキャリア信号から各セグメントの情報シンボルを生成する。
【0037】
キャリアウエイト乗算部32は、マルチキャリア変換部31が各セグメントの情報シンボルを生成すると、その情報シンボルにキャリア間のウエイトを乗算する。
合成部33は、キャリアウエイト乗算部32の乗算結果を合成してデータ34を再生する。
これにより、ユーザ(1)の受信局は、送信局から送信された複数のデータ23を取得することができる。
【0038】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のデータ23の伝送に使用するセグメントを選択し、その選択したセグメントを使用して、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を送信するように構成したので、データ品質の劣化を招くことなく、データの伝送効率を高めることができる効果を奏する。
【0039】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、各並列データに異なる拡散符号を乗算して、各並列データを1パケットとして取り扱うものについて示したが、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を1パケットとして取り扱うようにしてもよい。
これにより、上記実施の形態1よりも、パケットのヘッダ数を減らすことができるため、データの伝送効率を更に高めることができる。
【0040】
実施の形態3.
上記実施の形態1では、送信局が複数のデータ23をユーザ(1)の受信局に送信するものについて示したが、送信先が異なるデータ23を符号多重してもよい。
即ち、送信局の伝搬情報受信部21が、図3(a)に示すように、ユーザ(1)〜(K)の受信局から各セグメントの伝搬状態を示す伝搬情報を受信する。
送信局のセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21がユーザ(1)〜(K)の受信局から伝搬情報を受信すると、各ユーザ毎に、当該ユーザの伝搬情報を参照して、データ23の伝送に使用する1以上のセグメントを選択する。
以降、上記実施の形態1と同様であるため説明を省略するが、この実施の形態3によれば、図3(b)に示すように、送信先が異なるデータであっても、伝搬状態が良好であれば、同一のセグメントを使用して伝送される。
【0041】
実施の形態4.
上記実施の形態1では、セグメントの具体的な選択方法を説明していないが、伝搬状態が基準の状態を上回るセグメントの中で、伝搬状態が最良のセグメントから順番にデータ23の伝送に使用するセグメントとして選択するようにしてもよい。
具体的には、図6に示すようなスケジューリングアルゴリズムを実施してセグメントを選択する。
【0042】
送信局は、図4に示すように、先頭にプリアンブル(プリアンブルには送信先のアドレス等が含まれている)が配置され、その後にデータが配置されている1フレームの伝送と同時に、パイロット信号を送信する。
各ユーザの受信局は、セグメント毎のパイロット信号の受信レベルを測定し、その受信レベルの測定結果から信号対干渉雑音比(SINR:Signal to interference plus noise ratio)を推定し、そのSINR推定値を伝搬情報として送信局に通知する。
送信局のセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21が各ユーザの受信局からSINR推定値を受信すると、例えば、図6のスケジューリングアルゴリズムを実施してセグメントを選択する。
【0043】
即ち、セグメント・符号選定部22は、図5に示すように、伝搬情報受信部21により受信されたSINR推定値を参照して、全ユーザ・全セグメントに対応するSINRテーブルを作成する(ステップST1)。なお、SINRテーブルにおける各要素γK,qは、ユーザK・セグメントqのSINR推定値である。
ただし、送信パケットを有しないユーザに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外し、また、パケットの多重数が既に最大多重数Gに達しているセグメントがあれば、そのセグメントに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外する(ステップST2)。
【0044】
セグメント・符号選定部22は、SINRテーブルの要素γK,qが残っている場合、SINRテーブルの中で、最も高いSINR推定値γmaxを検索する(ステップST3,ST4)。
そして、セグメント・符号選定部22は、最も高いSINR推定値γmaxが基準状態を示すSINR閾値γthより大きい場合には、そのSINR推定値γmaxに対応するユーザKの1パケットを、そのSINR推定値γmaxに対応するセグメントqに割り当てるようにする(ステップST5,ST6)。
なお、そのSINR推定値γmaxがSINR閾値γthより小さい場合には、セグメントの選択処理を終了する。
この実施の形態4によれば、SINR推定値が高いセグメントが優先的に選択されるので、伝送品質の高いセグメントを効率的に選択することができる。
【0045】
実施の形態5.
上記実施の形態4では、特に言及していないが、パケットの許容遅延量を考慮して、パケットの伝送に使用するサブキャリアを選択するようにしてもよい。
具体的には次の通りである。
有線系から基地局(送信局)に到達したパケットは、許容遅延量に応じて送信バッファに分類される。図7は基地局のバッファ構成を示しており、基地局では各ユーザ・許容遅延量毎にバッファを用意している。
【0046】
次のフレームで必ず送信する必要のあるユーザKへのパケットは、ユーザKのMTD(Maximum Tolerable Delay)が“1”のFIFOバッファに蓄積され、r番目のフレームまでに送信する必要のあるユーザKへのパケットは、ユーザKのMTD(r)のFIFOバッファに蓄積される。
また、1フレーム分のスケジューリングが完了した段階で、MTD(1)に残ったパケットは全て廃棄され、MTD=2以上のバッファはMTDの値を1つ減らすようにする。このような操作により、許容遅延量が少ない順に各ユーザのパケットが分類される。
次に、送信局である基地局は、セル内のユーザからSINR推定値の報告を受けた後、許容遅延量を考慮したスケジューリングアルゴリズムを実施して(図8を参照)、パケットを送信するセグメントを選択する。
【0047】
即ち、送信局のセグメント・符号選定部22は、まず、MTDの初期値を“r”に設定し(ステップST11)、伝搬情報受信部21により受信されたSINR推定値を参照して、全ユーザ・全セグメントに対応するSINRテーブルを作成する(ステップST12)。
ただし、MTD(r)の送信パケットを有しないユーザに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外し、また、パケットの多重数が既に最大多重数Gに達しているセグメントがあれば、そのセグメントに関するSINR推定値をSINRテーブルから除外する(ステップST13)。
【0048】
セグメント・符号選定部22は、SINRテーブルの要素γK,qが残っている場合、SINRテーブルの中で、最も高いSINR推定値γmaxを検索する(ステップST14,ST15)。
そして、セグメント・符号選定部22は、最も高いSINR推定値γmaxが基準状態を示すSINR閾値γthより大きい場合には、そのSINR推定値γmaxに対応するユーザKの1パケットを、そのSINR推定値γmaxに対応するセグメントqに割り当てるようにする(ステップST16,ST18)。
なお、そのSINR推定値γmaxがSINR閾値γthより小さい場合や、SINRテーブルの要素γK,qが残っていない場合は、MTDの値rをインクリメントして、ステップST12の処理に戻る。
この実施の形態5によれば、伝送品質の高いセグメントを更に効率的に選択することができる。
【0049】
実施の形態6.
上記実施の形態4等では、受信局が各セグメントのSINR推定値を送信局に通知するものについて示したが、そのSINR推定値の通知に要する情報量をなるべく少なくすることが重要な課題となる。
そこで、この実施の形態6では、全てのセグメントのSINR推定値を通知するのではなく、SINR推定値が所定の閾値より高いセグメントを検索し、そのセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するようにする。
【0050】
図9はSINR推定値の通知用フォーマットの一例であり、この通知用フォーマットでは、セグメント番号と当該セグメントに対応するSINR推定値を対にして通知する。
これにより、SINR推定値の通知に要する情報量を削減することができる。
【0051】
実施の形態7.
上記実施の形態6では、SINR推定値が所定の閾値より高いセグメントを検索し、そのセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するものについて示したが、受信局が各セグメントのSINR推定値を求めると、そのSINR推定値が属するレンジ(SINR推定値が属するSINRの範囲)を特定し、そのレンジを送信局に通知するようにしてもよい。
【0052】
各セグメントのSINR推定値を正確に伝達するには、そのSINR推定値の情報ビット数を増やす必要があるが、その場合、SINR推定値の通知に要する情報量が増加する不具合が生じる。
そこで、この実施の形態7では、受信局が各セグメントのSINR推定値を求めると、図10に示すような対応表を参照して、そのSINR推定値が属するレンジを特定し、そのレンジのレンジ情報を送信局に通知する。
例えば、SINR推定値が1dB以下の場合には、「000」のレンジ情報を送信し、SINR推定値が1〜2dBの場合には「001」のレンジ情報を送信する。
これにより、SINR推定値の通知に要する情報量を削減することができる。
【0053】
実施の形態8.
上記実施の形態1〜7では、受信局における自局宛のパケットの取得方法については特に言及していないが、セグメントを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するようにすればよい。
即ち、スケジューリング利用時には時間毎に伝搬環境も変化し、希望信号が割り当てられるセグメントも時間的に変化する。従って、自局当てのパケットが使用されるセグメントや符号を受信局が知る必要がある。
【0054】
この実施の形態8では、受信局がフレーム内の全てのパケットに含まれているアドレスを自局のアドレスと照合し、アドレスが一致する場合、当該パケットを自局宛のパケットであると認識して取得するようにする。
これにより、スケジューリング利用時の利用セグメントが時間的に変化する環境化でも、パケットの受信が可能になる。
【0055】
実施の形態9.
上記実施の形態8では、フレーム内の全てのパケットに含まれているアドレスを自局のアドレスと照合するものについて示したが、上記実施の形態6のように、伝搬状態が良好なセグメントのSINR推定値のみを送信局に通知するような場合には、伝搬状態が良好なセグメント以外のセグメントを使用してパケットを送信されることはないので、SINR推定値を通知したセグメントを使用して送信されたパケットのアドレスのみを照合するようにしてもよい。
これにより、自局宛のパケットの検索に要する時間を短縮することができる。
【0056】
実施の形態10.
上記実施の形態1〜9では、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のデータ23の伝送に使用するセグメントを選択し、その選択したセグメントを使用して、マルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を送信するものについて示したが、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のセグメントに適用する変調方式を決定し、その変調方式でマルチキャリア変換部26により生成されたマルチキャリア信号を変調して送信するようにしてもよい。
【0057】
即ち、決定手段を構成するセグメント・符号選定部22は、伝搬情報受信部21が各セグメントの伝搬情報を受信すると、各セグメントの伝搬情報を参照して、各セグメントの伝搬状態を把握し、例えば、伝搬状態が良好なセグメントでは、QPSK,16QAM,256QAMなどの多値数の大きい変調方式を利用する。
一方、伝搬状態が悪いセグメントでは、BPSK,QPSKなどの多値数の低い変調方式を利用する。
このように、伝搬状態に応じて変調方式を変更することにより、高効率な伝送を行うことが可能となる。なお、同一のセグメントにおいても、多重する信号によって変調方式が異なっていてもよい。
【0058】
なお、この実施の形態10では、複数のセグメントの伝搬状態を監視して、複数のセグメントに適用する変調方式を決定するものについて示したが、上記実施の形態1〜9のようなセグメントの選択処理を同時に実施するようにしてもよい。
【0059】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数のサブキャリアの伝搬状態を監視して、信号の伝送に使用するサブキャリアを割り当て、そのサブキャリアを使用して、信号を送信するように構成したので、データ品質の劣化を招くことなく、データの伝送効率を高めることができる効果がある。
また、この発明によれば、信号の許容遅延量を考慮して、信号の伝送に使用するサブキャリアを割り当てるように構成したので、伝送品質の高いサブキャリアを効率的に割り当てることができる効果がある。
【0060】
この発明によれば、選択手段により選択されたサブキャリアの伝搬状態に応じて符号多重する信号の数を変更するように構成したので、データの品質を高めることができる効果がある。
【0061】
この発明によれば、多重化信号を1パケットとして取り扱うように構成したので、データの伝送効率を更に高めることができる効果がある。
【0062】
この発明によれば、送信先が異なる信号を符号多重するように構成したので、データの伝送効率を高めることができる効果がある。
【0066】
この発明によれば、複数のサブキャリアの伝搬状態として、信号対干渉雑音比を監視するように構成したので、利用サブキャリアを効率的に決定することができる効果がある。
【0067】
この発明によれば、サブキャリア毎にパイロット信号の受信レベルを測定して伝搬状態が良好なサブキャリアを判別し、そのサブキャリアの伝搬状態のみを監視手段に通知するように構成したので、伝搬状態の通知に要する情報量を削減することができる効果がある。
【0068】
この発明によれば、サブキャリア毎にパイロット信号の受信レベルを測定して各サブキャリアの伝搬状態を把握し、各サブキャリアの伝搬状態が属するレンジを監視手段に通知するように構成したので、伝搬状態の通知に要する情報量を削減することができる効果がある。
【0069】
この発明によれば、サブキャリアを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するように構成したので、スケジューリング利用時の利用サブキャリアが時間的に変化する環境化でも、パケットを受信することができる効果がある。
【0070】
この発明によれば、監視手段に伝搬状態を通知したサブキャリアを使用して送信されたパケットに含まれているアドレスを確認して、自局宛のパケットを取得するように構成したので、自局宛のパケットの検索に要する時間を短縮することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による無線伝送装置を示す構成図である。
【図2】 セグメントの選択処理を説明する説明図である。
【図3】 セグメントの選択処理を説明する説明図である。
【図4】 フレーム構成を示す説明図である。
【図5】 SINRテーブルを示す説明図である。
【図6】 スケジューリングアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図7】 基地局のバッファ構成を示す説明図である。
【図8】 スケジューリングアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図9】 SINR推定値の通知用フォーマットを示す説明図である。
【図10】 SINR推定値とレンジ情報の対応関係を示す説明図である。
【図11】 従来の無線伝送装置を示す構成図である。
【図12】 周波数帯域で見たサブキャリアとセグメントの関係を示す説明図である。
【図13】 フェージングの状態変化等を示す説明図である。
【図14】 フェージング状態の認識処理を示す説明図である。
【符号の説明】
21 伝搬情報受信部(監視手段)、22 セグメント・符号選定部(選択手段、決定手段)、23 データ、24 複製部(多重化手段)、25 符号乗算部(多重化手段)、26 マルチキャリア変換部(多重化手段)、27 ガードインターバル挿入部(送信手段)、28 送信アンテナ(送信手段)、29 受信アンテナ、30 ガードインターバル除去部、31 マルチキャリア変換部、32 キャリアウエイト乗算部、33 合成部、34 データ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio transmission apparatus that transmits a signal using a plurality of subcarriers.
[0002]
[Prior art]
In high-speed digital mobile communication, a multi-carrier CDMA transmission system is known as a transmission system for improving frequency selective fading. In the multicarrier CDMA transmission system, narrowband subcarriers are arranged in parallel, a plurality of transmission data are duplicated, and transmission is performed using a plurality of subcarriers. Thus, it is known that a transmission system having strong fading resistance can be obtained even in a selective fading environment by preparing narrow-band subcarriers.
[0003]
FIG. 11 is a block diagram showing a conventional radio transmission apparatus using a multicarrier CDMA system. In FIG. 11, 1 is data to be transmitted, 2 is
[0004]
7 is a receiving antenna, 8 is a guard interval removing unit that converts the frequency of the multicarrier signal received by the receiving
[0005]
Next, the operation will be described.
First, the
When the
[0006]
When the
When the
[0007]
As described above, in multicarrier CDMA, each
FIG. 12 shows the relationship between subcarriers and segments as seen in the frequency band. One
[0008]
When the
When the guard
[0009]
When the multicarrier conversion unit 9 generates information symbols for each subcarrier, the carrier
The
[0010]
Here, in the conventional multicarrier CDMA (refer to the literature, “Examination of channel coding considering Q 0 S in downlink broadband packet OFCDM”, RCS2001-181, Nov. 2001), all segments are used. Transmit data. However, depending on the segment, the fading environment is poor and the propagation characteristics may be poor, so the signal quality may deteriorate.
[0011]
On the other hand, recently (refer to the literature, “Consideration of MC-CDMA system for high-efficiency data communication”, RCS2000-261, March, 2001), data transmission is performed using only segments with good fading. There is a method.
FIG. 13 shows an application example of this method. As shown in (a), the state change of fading differs depending on the segment. Therefore, even when data is transmitted with the same transmission power, the data reception level varies depending on the segment.
In this method, as shown in (b), data is transmitted using a segment having a good fading state, so that high-quality data can be transmitted.
[0012]
In order for the transmitting station to recognize the fading state, as shown in FIG. 14, the transmitting station transmits a pilot signal to the receiving station, and the receiving station measures the reception level of the pilot signal for each segment. The receiving station obtains a signal-to-interference plus noise ratio (SINR) from the measurement result of the reception level, and notifies the transmitting station of the SINR.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional wireless transmission apparatus is configured as described above, high-quality data transmission can be realized by using segments in a fading state, but only one data can be transmitted per segment. Therefore, there is a problem that the data transmission efficiency cannot be increased.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wireless transmission device that can improve data transmission efficiency without causing deterioration of data quality.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The radio transmission apparatus according to the present invention assigns subcarriers used for signal transmission in consideration of the allowable delay amount of the signal .
[0016]
The radio transmission apparatus according to the present invention is such that the number of signals to be code-multiplexed is changed in accordance with the propagation state of the subcarrier selected by the selection means.
[0017]
The radio transmission apparatus according to the present invention handles a multiplexed signal as one packet.
[0018]
The radio transmission apparatus according to the present invention is such that signals having different transmission destinations are code-multiplexed.
[0022]
The radio transmission apparatus according to the present invention monitors a signal-to-interference / noise ratio as a propagation state of a plurality of subcarriers.
[0023]
The radio transmission apparatus according to the present invention measures a reception level of a pilot signal for each subcarrier, determines a subcarrier having a good propagation state, and notifies only a propagation state of the subcarrier to a monitoring unit. It is.
[0024]
The radio transmission apparatus according to the present invention measures the reception level of a pilot signal for each subcarrier, grasps the propagation state of each subcarrier, and notifies the monitoring unit of the range to which the propagation state of each subcarrier belongs. Is.
[0025]
The radio transmission apparatus according to the present invention is configured to check an address included in a packet transmitted using a subcarrier and obtain a packet addressed to the own station.
[0026]
The radio transmission apparatus according to the present invention is configured to check an address included in a packet transmitted using a subcarrier whose propagation state has been notified to a monitoring unit, and obtain a packet addressed to the own station It is.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing a radio transmission apparatus according to
[0029]
27 inserts a guard interval into the multicarrier signal generated by the
[0030]
29 is a receiving antenna, 30 is a guard interval removing unit that converts the frequency of the multicarrier signal received by the receiving
[0031]
Next, the operation will be described.
When the transmitting station transmits a plurality of
Specifically, when the transmitting station transmits
Alternatively, when a TDD (Time Division Duplex) method that uses the same frequency in bidirectional communication between transmitting and receiving stations is adopted, it is possible for the transmitting station to obtain propagation information by measuring propagation path characteristics in reverse communication. It is.
[0032]
When the propagation
That is, the segment /
[0033]
In order to transmit a plurality of
When receiving the parallel data from the duplicating
[0034]
When the
When the
[0035]
In the example of FIG. 2B, the frequency of the multicarrier signal is converted to the frequency of the segment (1) or the segment (Q-2) in which the propagation state is good. In the example of FIG. 2B, the multicarrier signal of the two
In addition, although one
[0036]
When the receiving
When the guard
[0037]
When the
The combining
Thereby, the receiving station of the user (1) can acquire a plurality of
[0038]
As apparent from the above, according to the first embodiment, the propagation state of a plurality of segments is monitored, a segment used for transmission of the plurality of
[0039]
In the first embodiment, each parallel data is multiplied by a different spreading code and each parallel data is handled as one packet. However, the multicarrier signal generated by the
Thereby, since the number of packet headers can be reduced as compared with the first embodiment, the data transmission efficiency can be further increased.
[0040]
In the first embodiment, the transmission station transmits a plurality of
That is, as shown in FIG. 3A, the propagation
When the propagation
Thereafter, the description is omitted because it is the same as in the first embodiment. However, according to the third embodiment, as shown in FIG. If it is good, it is transmitted using the same segment.
[0041]
In the first embodiment, a specific method for selecting a segment is not described, but among the segments whose propagation state exceeds the reference state, the
Specifically, a segment is selected by executing a scheduling algorithm as shown in FIG.
[0042]
As shown in FIG. 4, the transmitting station has a pilot signal at the beginning (the preamble includes a destination address and the like), and then transmits a pilot signal simultaneously with transmission of data in which data is allocated. Send.
The receiving station of each user measures the reception level of the pilot signal for each segment, estimates a signal to interference plus noise ratio (SINR) from the measurement result of the reception level, and calculates the SINR estimated value. Notify the transmitting station as propagation information.
When the propagation
[0043]
That is, as shown in FIG. 5, the segment /
However, the SINR estimate value for a user who does not have a transmission packet is excluded from the SINR table, and if there is a segment in which the number of multiplexed packets has already reached the maximum multiplexing number G, the SINR estimate value for that segment is excluded from the SINR table. Exclude (step ST2).
[0044]
If the elements γ K, q of the SINR table remain , the segment /
When the highest SINR estimated value γ max is larger than the SINR threshold value γ th indicating the reference state, the segment /
If the estimated SINR value γ max is smaller than the SINR threshold value γ th , the segment selection process is terminated.
According to the fourth embodiment, since a segment having a high SINR estimation value is preferentially selected, a segment having a high transmission quality can be efficiently selected.
[0045]
Although not particularly mentioned in the fourth embodiment, a subcarrier used for packet transmission may be selected in consideration of the allowable delay amount of the packet.
Specifically, it is as follows.
Packets that reach the base station (transmitting station) from the wired system are classified into transmission buffers according to the allowable delay amount. FIG. 7 shows the buffer configuration of the base station. The base station prepares a buffer for each user / allowable delay amount.
[0046]
Packets to the user K that must be transmitted in the next frame are accumulated in the FIFO buffer whose MTD (Maximum Tolerable Delay) of the user K is “1”, and the user K that needs to be transmitted by the r-th frame. Are stored in the FIFO buffer of user K's MTD (r).
Further, when the scheduling for one frame is completed, all the packets remaining in the MTD (1) are discarded, and the MTD = 2 or more buffer is configured to decrease the MTD value by one. By such an operation, each user's packet is classified in ascending order of allowable delay amount.
Next, the base station, which is a transmitting station, receives a report of an SINR estimate value from a user in the cell, and then executes a scheduling algorithm that considers an allowable delay amount (see FIG. 8), and transmits a packet Select.
[0047]
That is, the segment /
However, the SINR estimation value regarding the user who does not have the MTD (r) transmission packet is excluded from the SINR table, and if there is a segment whose packet multiplexing number has already reached the maximum multiplexing number G, the SINR estimation regarding the segment is performed. The value is excluded from the SINR table (step ST13).
[0048]
When the elements γ K, q of the SINR table remain , the segment /
When the highest SINR estimated value γ max is larger than the SINR threshold value γ th indicating the reference state, the segment /
When the estimated SINR value γ max is smaller than the SINR threshold value γ th or when the elements γ K and q of the SINR table do not remain, the MTr value r is incremented and the process returns to step ST12.
According to the fifth embodiment, a segment with high transmission quality can be selected more efficiently.
[0049]
In the fourth embodiment and the like, the receiving station notifies the transmitting station of the SINR estimated value of each segment. However, it is an important issue to reduce the amount of information required for the notification of the SINR estimated value as much as possible. .
Therefore, in the sixth embodiment, instead of notifying SINR estimated values of all segments, a segment having an SINR estimated value higher than a predetermined threshold is searched, and only the SINR estimated value of the segment is notified to the transmitting station. Like that.
[0050]
FIG. 9 shows an example of the SINR estimated value notification format. In this notification format, the segment number and the SINR estimated value corresponding to the segment are reported in pairs.
Thereby, the amount of information required for notification of the SINR estimated value can be reduced.
[0051]
In the sixth embodiment, a segment in which the SINR estimated value is higher than a predetermined threshold is searched and only the SINR estimated value of the segment is notified to the transmitting station. However, the receiving station determines the SINR estimated value of each segment. When obtained, the range to which the SINR estimated value belongs (the SINR range to which the SINR estimated value belongs) may be specified, and the range may be notified to the transmitting station.
[0052]
In order to accurately transmit the SINR estimated value of each segment, it is necessary to increase the number of information bits of the SINR estimated value. In this case, however, there is a problem that the amount of information required for notification of the SINR estimated value increases.
Therefore, in the seventh embodiment, when the receiving station obtains the SINR estimated value of each segment, the range to which the SINR estimated value belongs is specified with reference to the correspondence table as shown in FIG. Notify the transmitting station of the information.
For example, when the SINR estimated value is 1 dB or less, “000” range information is transmitted, and when the SINR estimated value is 1 to 2 dB, “001” range information is transmitted.
Thereby, the amount of information required for notification of the SINR estimated value can be reduced.
[0053]
In the first to seventh embodiments, a method for acquiring a packet addressed to the local station at the receiving station is not particularly mentioned, but the address included in the packet transmitted using the segment is confirmed, and What is necessary is just to acquire the packet addressed to a station.
That is, when scheduling is used, the propagation environment changes with time, and the segment to which the desired signal is assigned also changes with time. Therefore, it is necessary for the receiving station to know the segment and code in which the packet for the local station is used.
[0054]
In this eighth embodiment, the receiving station compares the address included in all packets in the frame with the address of its own station, and if the addresses match, recognizes that the packet is a packet addressed to itself. To get.
This makes it possible to receive a packet even in an environment where the use segment at the time of scheduling use changes with time.
[0055]
Embodiment 9 FIG.
In the eighth embodiment, the address included in all the packets in the frame is checked against the address of the own station. However, as in the sixth embodiment, the SINR of the segment having a good propagation state. When only the estimated value is notified to the transmitting station, the packet is not transmitted using a segment other than the segment having a good propagation state. Therefore, the transmission is performed using the segment notified of the SINR estimated value. Only the address of the received packet may be verified.
As a result, the time required for searching for a packet addressed to the own station can be reduced.
[0056]
In the above first to ninth embodiments, the propagation state of a plurality of segments is monitored, a segment to be used for transmission of a plurality of
[0057]
That is, when the propagation
On the other hand, in a segment having a poor propagation state, a modulation scheme having a low multi-value number such as BPSK or QPSK is used.
As described above, it is possible to perform highly efficient transmission by changing the modulation scheme according to the propagation state. Even in the same segment, the modulation method may be different depending on the multiplexed signal.
[0058]
In the tenth embodiment, the propagation state of a plurality of segments is monitored and the modulation scheme applied to the plurality of segments is determined. However, the segment selection as in the first to ninth embodiments is described. The processing may be performed simultaneously.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention monitors the propagation state of a plurality of subcarriers, assign the subcarriers used for transmission of signals, using that subcarrier, and configured to transmit the signal Therefore, there is an effect that the data transmission efficiency can be increased without causing deterioration of data quality.
In addition, according to the present invention, since the subcarriers used for signal transmission are allocated in consideration of the allowable delay amount of the signal, there is an effect that subcarriers with high transmission quality can be allocated efficiently. is there.
[0060]
According to the present invention, since the number of signals to be code-multiplexed is changed according to the propagation state of the subcarrier selected by the selection means, there is an effect that the data quality can be improved.
[0061]
According to the present invention, since the multiplexed signal is handled as one packet, the data transmission efficiency can be further improved.
[0062]
According to the present invention, since the signals having different destinations are code-multiplexed, there is an effect that the data transmission efficiency can be improved.
[0066]
According to the present invention, since the signal-to-interference / noise ratio is monitored as the propagation state of a plurality of subcarriers, there is an effect that the used subcarriers can be determined efficiently.
[0067]
According to the present invention, since the reception level of the pilot signal is measured for each subcarrier, the subcarrier having a good propagation state is determined, and only the propagation state of the subcarrier is notified to the monitoring means. There is an effect that the amount of information required for status notification can be reduced.
[0068]
According to this invention, the reception level of the pilot signal is measured for each subcarrier to grasp the propagation state of each subcarrier, and the range to which the propagation state of each subcarrier belongs is notified to the monitoring means. There is an effect that the amount of information required for notification of the propagation state can be reduced.
[0069]
According to the present invention, the address contained in the packet transmitted using the subcarrier is confirmed, and the packet addressed to the own station is obtained. Even in a changing environment, it is possible to receive a packet.
[0070]
According to the present invention, since the address contained in the packet transmitted using the subcarrier whose propagation state has been notified to the monitoring means is confirmed, the packet addressed to the own station is obtained. There is an effect that the time required for searching for a packet addressed to a station can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a radio transmission apparatus according to
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining segment selection processing;
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining segment selection processing;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a frame configuration.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a SINR table.
FIG. 6 is a flowchart showing a scheduling algorithm.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a buffer configuration of a base station.
FIG. 8 is a flowchart showing a scheduling algorithm.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a format for notifying SINR estimated values;
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between an SINR estimated value and range information.
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a conventional wireless transmission device.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship between subcarriers and segments viewed in a frequency band.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a fading state change and the like.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing fading state recognition processing;
[Explanation of symbols]
21 propagation information receiving unit (monitoring unit), 22 segment / code selecting unit (selecting unit, determining unit), 23 data, 24 duplicating unit (multiplexing unit), 25 code multiplying unit (multiplexing unit), 26 multicarrier conversion Part (multiplexing means), 27 guard interval inserting part (transmitting means), 28 transmitting antenna (transmitting means), 29 receiving antenna, 30 guard interval removing part, 31 multicarrier converting part, 32 carrier weight multiplying part, 33 combining
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