JP2001238269A - 無線通信システムのサブキャリア割当方法 - Google Patents
無線通信システムのサブキャリア割当方法Info
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Abstract
の原因となる、当該無線局にとって受信状態の悪いサブ
キャリアを割り当てないようなサブキャリア割当方法を
提供する。 【解決手段】 基地局が、同時に且つ等レベルの複数の
サブキャリアの参照信号を、無線局へ送信する第1の段
階と、無線局が、参照信号のサブキャリア毎の受信状態
を、基地局へ通知する第2の段階と、基地局が、サブキ
ャリア毎の受信状態に応じて、送信順にパケットの送信
先無線局と通信を行うサブキャリアを決定する第3の段
階とを有する方法である。第2の段階について、受信強
度の第1の閾値Aを設定し、受信状態が、閾値A以上の
受信強度のものと、閾値Aよりも小さい受信強度のもの
とで2値の1ビットで表される。
Description
のサブキャリア(又はサブバンド)割当方法に関する。
構成図である。このシステムは、基地局と、複数のサブ
キャリアを用いて無線パケットを多重化して該基地局と
通信を行う1つ以上の無線局とを有する。図1に示すよ
うに、矢印付き実線は下り信号(基地局から無線局への
信号)を、矢印付き破線は上り信号(無線局から基地局
への信号)を表している。
方式は、周波数分割多重(FDMA)、時分割多重(T
DMA)、符号分割多重(CDMA)又はこれらの組み
合わせ(ハイブリッド)によって実現されている。分割
されたこれらの要素をチャネルとして複数用意し、それ
ぞれを各無線局に割り当てることで、同時接続を行って
いる。即ち、異なる周波数、異なる時間スロット又は異
なる拡散符号で識別される無線チャネルを複数用意し
て、各無線局に割り当てる。
周波数帯域を原則として均等に分割してキャリア(搬送
波)を用意する。例えば、1MHzの帯域の中から25
kHzの間隔で約40本のFDMA/TDMAキャリア
を用意でき、又は20MHzの帯域の中から5MHzの
間隔で4本のCDMAキャリアを用意できる。
ャネルのキャリア周波数は、原則として同一基地局との
通信中には変更しない。即ち、無線局の移動に伴って生
じる伝搬路の周波数特性の瞬時変動とは無関係に、特定
の周波数を継続して使用する。
パケット伝送の従来技術について説明する。
信号を伝送する方式であり、地上ディジタル放送又は高
速無線LANでの使用が予定されている。一般に、サブ
キャリアは、フラットフェージングと見なせる程度の伝
送レート(屋外環境で10ksps程度)に設定され
る。全てのサブキャリアを用いて、1ユーザ宛ての下り
信号を伝送するため、各無線局において受信状態の悪い
サブキャリアによって伝送効率が劣化してしまう欠点が
ある。
については、特性評価などが現在進められている(例え
ば、安部田貞行ら、「下りリンクブロードバンド無線パ
ケット伝送におけるSC/DS-CDMA, MC/DS-CDMA, MC-CDM
A方式の特性比較」、電子情報通信学会 信学技報、RCS
99-130、1999年10月、など)。個々のサブ
キャリアはスペクトル拡散されているためにその占有帯
域が広く、一般に周波数選択性フェージングを受けるの
で、サブキャリアの受信状態のばらつきが少なくなる。
次送信する従来の方法である。各パケットに記された数
字は、パケットを送信する相手の無線局番号である。無
線局3に対するパケットが先頭にあり、無線局4宛のパ
ケットが最後になっている。この方法は、無線パケット
を多重化せずに送信する点に特徴がある。無線局では、
伝送されている無線パケットのヘッダを見て自局宛のパ
ケットか否かを判断する。無線パケット送出先の無線局
では、パケットが正しく受信されればACKを返す。A
CKが返らなかった無線パケットについては再送制御し
ても良い。また、ACK情報から無線回線が良いと判断
される無線局に対しては次回の伝送では多値変調を用い
てより効率的な伝送も可能となる(適応変調技術)。
する場合に、複数の移動局宛にパケットを多重化して伝
送する従来の方法である。各無線パケットは、異なる拡
散符号で多重化するので、受信状態に応じた割り当てを
行うわけではない。また、MC−CDMAでは、パスダ
イバーシチの効果を期待してサブキャリアの占有帯域を
広く設定するため、サブキャリアの受信状態の差は一般
に小さくなる。
いずれも、基地局が、当該無線局にとって受信状態の悪
いサブキャリアであっても割り当てるという問題があ
る。図2の方法では、複数のサブキャリアを割り当てる
とき、受信状態の良いサブキャリアも悪いサブキャリア
も混在して割り当てるので、全体としての伝送効率が劣
化してしまう。また、図3の方法では、サブキャリアの
占有帯域が広く、受信状態の良い部分も悪い部分も混在
しているので、図2と同様に、全体としての伝送効率が
劣化してしまう。
いて、伝送効率の劣化の原因となる、当該無線局にとっ
て受信状態の悪いサブキャリアを割り当てないようなサ
ブキャリア割当方法を提供することを目的とする。
信システムのサブキャリア割当方法は、基地局が、同時
に且つ等レベルの複数のサブキャリアの参照信号を、無
線局へ送信する第1の段階と、無線局が、参照信号のサ
ブキャリア毎の受信状態を、基地局へ通知する第2の段
階と、基地局が、サブキャリア毎の受信状態に応じて、
送信順にパケットの送信先無線局と通信を行うサブキャ
リアを決定する第3の段階とを有するものである。サブ
キャリアは、フラットフェージングと見なせる程度の伝
送レートに設定されることが好ましい。
段階について、受信強度の第1の閾値Aを設定し、サブ
キャリア毎の受信状態を、該第1の閾値A以上の受信強
度のものと、該第1の閾値Aよりも小さい受信強度のも
のとの2値の1ビットで表すことが好ましい。
段階について、第1の閾値Aよりも小さい受信強度の第
2の閾値Bを設定し、基地局が最初に送信すべきパケッ
トの送信先無線局は該第2の閾値Bよりも小さい受信強
度のサブキャリアの識別子を該基地局へ通知することも
好ましい。
段階について、第1の閾値Aよりも大きい受信強度の第
3の閾値Cを設定し、基地局が2番目以降に送信すべき
パケットの送信先無線局は該第3の閾値Cよりも大きい
受信強度のサブキャリアの識別子を該基地局へ通知する
ことも好ましい。
段階について、受信状態を複数の段階の情報量で表し、
以前の前記サブキャリア毎の受信状態との変化分のみを
前記基地局へ通知することも好ましい。受信状態の変化
分が2値の数ビットで表され、受信状態の変化分が一定
レベル以上の場合、サブキャリア毎の受信状態の変化分
を通知せずに、一括して「変化が多い」との情報を基地
局へ通知することも好ましい。これにより、通知すべき
情報量を減らすことができる。
リアは、該サブキャリアを複数含むサブバンドであるこ
とも好ましい。これにより、通知すべき情報量を減らす
ことができる。
の実施形態を詳細に説明する。
受信状態の報告と各無線局に対する送信トラヒックとに
基づいて、サブキャリアの割り当てを行うものである。
以下では、各サブキャリアは、1つの無線局にのみ割り
当てられるものとして説明するけれども、サブキャリア
がスペクトル拡散されていれば、1つのサブキャリアを
複数の無線局に割り当てることも可能である。
選択性を持つ場合には、周波数選択性が無視できる程度
にサブキャリアの占有帯域を狭めるのが好ましい。即
ち、サブキャリアの占有帯域幅は、コヒーレンス帯域幅
程度以下に設定する。
した順序を示す説明図である。このとき、基地局は、送
信すべきパケットの送信先無線局を、先頭のパケットか
らいくつか選び、これら無線局に対して受信状態の報告
を要求する。ここでは、送信すべきパケットの送信先無
線局が3、1、2の順序で発生している。
る参照信号の周波数−送信強度のグラフである。基地局
は、受信状態の報告を求めるサブキャリア上に、間欠又
は連続して参照信号を送信する。この参照信号は、送信
データが変調された信号、又は既知のパターンで構成さ
れたパイロット信号であってもよい。図5では、8つの
サブキャリアの参照信号が同時に且つ等レベルで送信さ
れている。
数選択性によって、強く受信できる周波数帯と、そうで
ない周波数帯とに分かれる。この周波数選択性は、基地
局と無線局との間の伝送路状態によって異なる。
無線局における、参照信号の周波数−受信強度のグラフ
である。無線局3では3番目のサブキャリア周辺が、無
線局2では5番目のサブキャリアが周辺が強く受信され
ている。また、無線局1では1番目及び7番目のサブキ
ャリアが同じ程度のレベルで受信されている。
る、受信状態報告信号とサブキャリアの割り当てとの説
明図である。無線局は、受信状態の閾値Aに対して各サ
ブキャリアの受信強度が上回っているか否かを基地局へ
報告する。尚、閾値Aは、無線伝送が十分に品質良く行
える受信強度に設定する。
は、送信すべき先頭のパケットの送信先無線局から順に
行う。無線局3へ送信する先頭のパケットは、当該無線
局3で受信強度が強いサブキャリア1〜5が割り当てら
れる。次に、無線局2へ送信する2番目のパケットは、
まだ割り当てられていないサブキャリアのうち、当該無
線局2で受信強度が強いサブキャリア6及び7が割り当
てられる。最後に、無線局1へ送信する3番目のパケッ
トは、残りのサブキャリア8の受信強度が当該無線局1
で強いので、これを割り当てる。このように、3つの無
線パケットが、受信状態を考慮して、先頭のパケットか
ら順に多重化される。
る、受信状態報告信号とサブキャリアの割り当てとの説
明図である。先頭のパケット送出先である無線局に対し
てはAより小さい閾値Bを更に設定し、閾値Bを下回る
サブキャリアを基地局へ通知する。ここでの閾値Bは、
受信強度が弱いことを意味する。
線局3については閾値Bを用い、無線局2及び1につい
ては図7と同じ閾値Aを用いている。無線局3について
は、サブキャリア7及び8が閾値Bを下回っていること
が分かる。従って、無線局3へ送信する先頭のパケット
は、当該無線局3で受信強度が弱くないサブキャリア1
〜6が割り当てられる。
知には8ビット必要であったのに対し、第2の実施形態
では6ビット(=サブキャリア番号3ビット×2つ)で
すむので、無線局からの受信状態の報告に必要な伝送量
を減らすことができる。このように第2の実施形態で
は、2つの閾値A及びBによって先頭の無線パケットを
優先して多重化することにより先頭パケット伝送遅延を
短くすることができ、十分な送信が期待できない閾値B
を下回るサブキャリアへの伝送量を減らすことができ
る。
る、受信状態報告信号とサブキャリアの割り当てとの説
明図である。2番目以降のパケットの送出先である無線
局1及び2に対して、閾値Aより大きい閾値Cを設定
し、無線局1及び2では閾値Cを上回るサブキャリア番
号を通知する。第1及び第2の実施形態と同様にして、
受信状態表に基づいて各サブキャリアを割り当てるが、
あまったサブキャリア(図9の例ではサブキャリア8)
については先頭パケットのあて先である無線局3に割り
当てる。
て先頭の無線パケットを優先して多重化することにより
先頭パケット伝送遅延を短くするとともに、閾値Cが大
きいために、これを上回るサブキャリア数の期待値が低
く、無線局からの受信状態通知に必要な伝送量を減らす
効果が期待できる。例えば、無線局2及び3の通知に要
した情報量は、第3の実施形態では12ビットであるの
に対し、第1の実施形態では16ビットである。
は、1つの閾値(A、B又はC)を基準に2値状態(○
又は×)で通知されているが、もちろん2値を超える複
数段階の状態数で通知されてもよい。この場合、通知の
ための情報量が増すけれども、より効率の良いサブキャ
リアの割り当てが可能となる。
するために、報知チャネルにて割り当て情報を通知す
る。報知チャネルはここで説明したサブチャネルのすべ
て又は一部を時分割又は符号分割で使用しても良いし、
全く別のチャネルであっても良い。各無線局では、基地
局からの割当情報を受信し、自局に割り当てられたサブ
キャリアを復調することにより所望の信号を得ることが
できる。
するための、参照信号の2時点の周波数−受信強度のグ
ラフである。図11は、図10の2時点にそれぞれ対応
する受信状態報告信号の説明図である。ここでは、各時
刻における受信状態を3段階で通知している。第4の実
施形態は、受信状態の変化分のみを基地局へ通知する方
法である。
ットを連続して送信する必要が生じる。また、移動中の
無線局における受信状態は時々刻々と変化するため、連
続して無線パケットを伝送する相手無線局からの定期的
な受信状態報告が必要となる。従って、移動量の少ない
移動局においては受信状態の変化も少ないので、前回の
報告情報との変化分のみを通知することによって、通知
のための情報量を削減することができる。
するために必要な情報量は8×log 2(3)=12.7ビッ
トとなる。これに対して受信状態の変化分を、例えば次
のように符号化する。変化がない場合は「00」、+の
変化がある場合は「10」、−の変化がある場合は「1
1」とする。このようにすると、図11の受信状態を1
0ビット(=(サブキャリア番号3ビット+変化分2ビ
ット)×2つ)で伝送できることができ、通知のための
情報量を削減することができる。
時には、個々の受信状態を通知せずに、一括して「変化
なし」と通知することも情報量を削減する上で有効であ
る。
状態の変化量(図11の「前回との差」)の絶対値の総
和を1サブキャリアで平均したものや、又は図10に示
したような受信強度波形間の相関などが考えられる。
ブキャリア毎の受信状態を通知する必要があり、上述の
通知情報の削減方法を用いてもその効果は乏しい。この
場合、受信状態の変化が一定レベル以上のとき、一括し
て「変化が多い」と通知することもできる。このときの
各サブキャリアは、いずれも大きな時間変動を受けてい
るので、時間平均した受信状態はどのサブキャリアでも
同程度になるので、任意のサブキャリアを割り当ててよ
いと考えられる。尚、この方法は、継続した受信状態の
報告だけではなく、1番目の受信状態報告においても適
用することも好ましい。
ア単位で受信状態の報告を行うが、これを複数のサブキ
ャリアが含まれるサブバンド(周波数帯)の単位で行う
ことも好ましい。これにより、受信状態通知のための情
報量が削減される。サブバンドの受信状態とは、そのサ
ブバンドに属する1つ以上のサブキャリアの受信状態か
ら求められる、平均的又は代表的な受信状態である。
受信強度のグラフである。ここでは、サブキャリア数が
24のときに4サブキャリア毎に1つのサブバンドを形
成している。これにより、通知すべき受信状態の情報量
は1/4となる。
程度以下であれば、サブバンド単位で受信状態の報告を
行っても大きな劣化はない。その場合のサブキャリアの
割り当ては、サブバンド単位で一括して行っても良い。
程度以上であれば、隣接する複数のサブバンドの受信状
態から個々のサブキャリア又はコヒーレンス帯域の受信
状態を補完推定し、サブキャリア又はコヒーレンス帯域
の単位で無線割り当てを行ったほうが周波数効率の良い
割り当てができる。
実施形態によれば、受信状態報告信号とサブキャリアの
割り当てとの関係も種々考えることができ、本発明の技
術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、
当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明は
あくまで例であって、何ら制約しようとするものではな
い。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限
定するものにのみ制約される。
無線通信システムのサブキャリア割り当て方法によれ
ば、無線局毎に受信強度の強いサブキャリアを用いてパ
ケットを多重化するので、全てのサブキャリアを均等に
用いてパケット伝送する従来技術に比べて、周波数効率
のよい下り信号伝送が達成される。
ら順次送信する方法である。
伝送する場合に、複数の移動局宛にパケットを多重化し
て伝送する方法である。
す説明図である。
の周波数−送信強度のグラフである。
る、参照信号の周波数−受信強度のグラフである。
告信号とサブキャリアの割り当てとの説明図である。
告信号とサブキャリアの割り当てとの説明図である。
告信号とサブキャリアの割り当てとの説明図である。
参照信号の2時点の周波数−受信強度のグラフである。
報告信号の説明図である。
ラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】 基地局と、複数のサブキャリアを用いて
無線パケットを多重化して該基地局と通信を行う1つ以
上の無線局とを有する無線通信システムのサブキャリア
割当方法において、 前記基地局が、同時に且つ等レベルの複数のサブキャリ
アの参照信号を、前記無線局へ送信する第1の段階と、 前記無線局が、前記参照信号のサブキャリア毎の受信状
態を、前記基地局へ通知する第2の段階と、 前記基地局が、前記サブキャリア毎の受信状態に応じ
て、送信順にパケットの送信先無線局と通信を行うサブ
キャリアを決定する第3の段階とを有することを特徴と
する無線通信システムのサブキャリア割当方法。 - 【請求項2】 前記サブキャリアは、フラットフェージ
ングと見なせる程度の伝送レートに設定されることを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記第2の段階について、受信強度の第
1の閾値Aを設定し、前記サブキャリア毎の受信状態
を、該第1の閾値A以上の受信強度のものと、該第1の
閾値Aよりも小さい受信強度のものとの2値の1ビット
で表すことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記第2の段階について、前記第1の閾
値Aよりも小さい受信強度の第2の閾値Bを設定し、前
記基地局が最初に送信すべきパケットの送信先無線局は
該第2の閾値Bよりも小さい受信強度のサブキャリアの
識別子を該基地局へ通知することを特徴とする請求項3
に記載の方法。 - 【請求項5】 前記第2の段階について、前記第1の閾
値Aよりも大きい受信強度の第3の閾値Cを設定し、前
記基地局が2番目以降に送信すべきパケットの送信先無
線局は該第3の閾値Cよりも大きい受信強度のサブキャ
リアの識別子を該基地局へ通知することを特徴とする請
求項3に記載の方法。 - 【請求項6】 前記第2の段階について、前記受信状態
を複数の段階の情報量で表し、以前の前記サブキャリア
毎の受信状態との変化分のみを前記基地局へ通知するこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項7】 前記受信状態の変化分が、2値の数ビッ
トで表されることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記受信状態の変化分が一定レベル以上
の場合、前記サブキャリア毎の受信状態の変化分を通知
せずに、一括して「変化が多い」との情報を前記基地局
へ通知することを特徴とする請求項6又は7に記載の方
法。 - 【請求項9】 前記サブキャリアは、該サブキャリアを
複数含むサブバンドであることを特徴とする請求項1か
ら8のいずれか1項に記載の方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000049344A JP3826653B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 無線通信システムのサブキャリア割当方法 |
US09/790,499 US6836484B2 (en) | 2000-02-25 | 2001-02-23 | Wireless packet communication method and system for transmitting packets between base station and radio terminal station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000049344A JP3826653B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 無線通信システムのサブキャリア割当方法 |
Publications (2)
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---|---|
JP2001238269A true JP2001238269A (ja) | 2001-08-31 |
JP3826653B2 JP3826653B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=18571300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000049344A Expired - Lifetime JP3826653B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 無線通信システムのサブキャリア割当方法 |
Country Status (2)
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US (1) | US6836484B2 (ja) |
JP (1) | JP3826653B2 (ja) |
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