JP2003018117A - 多元接続装置および多元接続方法 - Google Patents
多元接続装置および多元接続方法Info
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- JP2003018117A JP2003018117A JP2001202887A JP2001202887A JP2003018117A JP 2003018117 A JP2003018117 A JP 2003018117A JP 2001202887 A JP2001202887 A JP 2001202887A JP 2001202887 A JP2001202887 A JP 2001202887A JP 2003018117 A JP2003018117 A JP 2003018117A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調方式としてＯＦＤＭを用いる通信システ
ムにおけるサブキャリアをの割当方法に関し、アプリケ
ーションの通信に要求される条件に応じてサブキャリア
を割り当てることによる効率的な多元接続の実現を目的
とする。 【構成】 アプリケーション認知部と、通信路状態推定
部と、該通信路状態推定部と前記アプリケーション認知
部からの情報等を基に、各ユーザに対して当該通信に要
求される通信品質を満たすサブキャリアを要求される情
報の伝送速度を満たすように使用権を割り当てるサブキ
ャリア割り当て制御部と、各ユーザヘ割り当てたサブキ
ャリアを記憶し、一次復調部へ使用サブキャリア情報を
伝達する使用サブキャリア管理部とを含んで構成する。
ムにおけるサブキャリアをの割当方法に関し、アプリケ
ーションの通信に要求される条件に応じてサブキャリア
を割り当てることによる効率的な多元接続の実現を目的
とする。 【構成】 アプリケーション認知部と、通信路状態推定
部と、該通信路状態推定部と前記アプリケーション認知
部からの情報等を基に、各ユーザに対して当該通信に要
求される通信品質を満たすサブキャリアを要求される情
報の伝送速度を満たすように使用権を割り当てるサブキ
ャリア割り当て制御部と、各ユーザヘ割り当てたサブキ
ャリアを記憶し、一次復調部へ使用サブキャリア情報を
伝達する使用サブキャリア管理部とを含んで構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変調方式としてＯ
ＦＤＭを用いた通信システムにおいて、サブキャリアを
各ユーザに適応的に割り当てることで多元接続を実現す
る装置に関する。
ＦＤＭを用いた通信システムにおいて、サブキャリアを
各ユーザに適応的に割り当てることで多元接続を実現す
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＯＦＤＭを用いたマルチユーザ通
信システムに関しては、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）な
どの他に、一つの通信路を構成している全サブキャリア
の一部分を１ユーザの通信路用に割り振ることによって
多元接続方式を実現するＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭ
Ａ）が考案されている。
信システムに関しては、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）な
どの他に、一つの通信路を構成している全サブキャリア
の一部分を１ユーザの通信路用に割り振ることによって
多元接続方式を実現するＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭ
Ａ）が考案されている。
【０００３】このＯＦＤＭ−ＦＤＭＡについては、文献
［C.YWong et al.,“Multiuser OFDM with Adaptive Su
bcarrier,Bit,and Power.Allocation”,IEEE JOURNAL O
NSELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS,VOL.17,N0.10,OCT
OBER 1999］に詳しい。
［C.YWong et al.,“Multiuser OFDM with Adaptive Su
bcarrier,Bit,and Power.Allocation”,IEEE JOURNAL O
NSELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS,VOL.17,N0.10,OCT
OBER 1999］に詳しい。
【０００４】上記文献では、全てのサブキャリアごとの
ビットが誤る可能性、各ユーザが要求する伝送速度を考
慮にいれて、全体の送信電力が最小になるように、各ユ
ーザにサブキャリアの使用権を割り当てる手法を実現し
ている。
ビットが誤る可能性、各ユーザが要求する伝送速度を考
慮にいれて、全体の送信電力が最小になるように、各ユ
ーザにサブキャリアの使用権を割り当てる手法を実現し
ている。
【０００５】図６、図７にシステムの構成を示す。同図
において、数字符号２１，３３，４１，５３はアンテ
ナ、２２，４２は受信部、２３，３１，４３，５１は周
波数変換部、２４はＯＦＤＭ復調部、２５は一次復調
部、２６は使用サブキャリア管理部、２７は通信路状態
推定部、２９はサブキャリア割り当て制御部、３０は変
調部、３２，５２は送信部、４５は使用サブキャリア制
御部、４６は一次変調部、４７はＯＦＤＭ変調部を表し
ている。
において、数字符号２１，３３，４１，５３はアンテ
ナ、２２，４２は受信部、２３，３１，４３，５１は周
波数変換部、２４はＯＦＤＭ復調部、２５は一次復調
部、２６は使用サブキャリア管理部、２７は通信路状態
推定部、２９はサブキャリア割り当て制御部、３０は変
調部、３２，５２は送信部、４５は使用サブキャリア制
御部、４６は一次変調部、４７はＯＦＤＭ変調部を表し
ている。
【０００６】図７で示されている装置において、サブキ
ャリアの割り当てを行う。サブキャリア割り当て装置で
は、各ユーザの通信路の状態及び各ユーザが要求する伝
送速度をもとにサブキャリアの割り当てを決定する。
ャリアの割り当てを行う。サブキャリア割り当て装置で
は、各ユーザの通信路の状態及び各ユーザが要求する伝
送速度をもとにサブキャリアの割り当てを決定する。
【０００７】このサブキャリア割り当てのアルゴリズム
は下記“数１”を最適にするようにパラメータを調整す
るものである。すなわち、“数１”の送信電力Ｐを最小
とするようにサブキャリアの使用権を調整する方法でサ
ブキャリアを割り当てる手法である。
は下記“数１”を最適にするようにパラメータを調整す
るものである。すなわち、“数１”の送信電力Ｐを最小
とするようにサブキャリアの使用権を調整する方法でサ
ブキャリアを割り当てる手法である。
【０００８】“数１”において、αk,n はｎユーザにお
けるｋ番目のサブキャリアの振幅、ρk,n はサブキャリ
アの使用権の有無を表す。また、ｆk （ｃk,n ）はｃ
k,n ビット送信するために必要な受信電力を表す。ｎは
サブキャリア数、ｋはユーザ数である。
けるｋ番目のサブキャリアの振幅、ρk,n はサブキャリ
アの使用権の有無を表す。また、ｆk （ｃk,n ）はｃ
k,n ビット送信するために必要な受信電力を表す。ｎは
サブキャリア数、ｋはユーザ数である。
【０００９】
【数１】
【００１０】サブキャリアの割り当てを決定した後、図
６に示されている対向の局ヘサブキャリア情報を報知す
る。図６で示されている装置では、報知されたサブキャ
リア情報をもとに割り振られたサブキャリアで伝送デー
タをＯＦＤＭ変調し、通信を開始する。
６に示されている対向の局ヘサブキャリア情報を報知す
る。図６で示されている装置では、報知されたサブキャ
リア情報をもとに割り振られたサブキャリアで伝送デー
タをＯＦＤＭ変調し、通信を開始する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記文献に記載されて
いるＯＦＤＭ−ＦＤＭＡを用いたマルチユーザ通信シス
テムの多元接続方式を考えた場合、多元接続には以下の
ような課題があった。すなわち、上述したサブキャリア
割り当てアルゴリズムにおいて最適になるようにパラメ
ータを調整していく場合、計算が複雑になるために、複
雑なハードウェアの実装が必要になる。
いるＯＦＤＭ−ＦＤＭＡを用いたマルチユーザ通信シス
テムの多元接続方式を考えた場合、多元接続には以下の
ような課題があった。すなわち、上述したサブキャリア
割り当てアルゴリズムにおいて最適になるようにパラメ
ータを調整していく場合、計算が複雑になるために、複
雑なハードウェアの実装が必要になる。
【００１２】例えば、無線通信では、通信路状態は時間
に応じて変化するため、一定時間ごとにサブキャリア割
り当てアルゴリズムを計算して、各ユーザに対するサブ
キャリアの割り当てを変更する必要がある。
に応じて変化するため、一定時間ごとにサブキャリア割
り当てアルゴリズムを計算して、各ユーザに対するサブ
キャリアの割り当てを変更する必要がある。
【００１３】従って、通信に支障をきたさない時間でサ
ブキャリア割り当てアルゴリズムの計算を定期的に行う
必要があり、高速な演算装置が必須である。一方で、前
記文献に記載されている手法では、サブキャリアごとの
ビットが誤る可能性及び各ユーザが要求する伝送速度を
考慮して全体の送信電力が最小となるようにサブキャリ
アを割り当てている。
ブキャリア割り当てアルゴリズムの計算を定期的に行う
必要があり、高速な演算装置が必須である。一方で、前
記文献に記載されている手法では、サブキャリアごとの
ビットが誤る可能性及び各ユーザが要求する伝送速度を
考慮して全体の送信電力が最小となるようにサブキャリ
アを割り当てている。
【００１４】しかし、動画像通信、音声通信といった通
信のアプリケーションの種類を考慮に入れていない。一
般に、各通信のアプリケーションでは伝送速度のみなら
ず、要求されるビット誤り率や許容遅延時間が異なるた
め、伝送速度のみを考慮に入れてサブキャリアを割り当
てるのでは不十分である。
信のアプリケーションの種類を考慮に入れていない。一
般に、各通信のアプリケーションでは伝送速度のみなら
ず、要求されるビット誤り率や許容遅延時間が異なるた
め、伝送速度のみを考慮に入れてサブキャリアを割り当
てるのでは不十分である。
【００１５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るために成されたものであって、複雑度が低く、かつ、
動画像通信や音声通信といった通信のアプリケーション
の種類ごとの要求される条件に応じて、効率的にサブキ
ャリアを割り当てることのできる手段を提供することを
目的としている。
るために成されたものであって、複雑度が低く、かつ、
動画像通信や音声通信といった通信のアプリケーション
の種類ごとの要求される条件に応じて、効率的にサブキ
ャリアを割り当てることのできる手段を提供することを
目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決
される。すなわち、請求項１の発明は、直交周波数分割
多重（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ
通信システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の
数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割
多元接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続装置であっ
て、
課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決
される。すなわち、請求項１の発明は、直交周波数分割
多重（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ
通信システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の
数のサブキャリアを割り当てることによって周波数分割
多元接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続装置であっ
て、
【００１７】データフレームに書き込まれているアプリ
ケーション情報により各ユーザが行う通信のアプリケー
ションを認知するアプリケーション認知部と、一つの通
信路を構成する全ての副搬送波（サブキャリア）それぞ
れの信号対雑音電力比などを観測して、その測定値によ
り伝送ビットが誤る可能性を推測する通信路状態推定部
と、
ケーション情報により各ユーザが行う通信のアプリケー
ションを認知するアプリケーション認知部と、一つの通
信路を構成する全ての副搬送波（サブキャリア）それぞ
れの信号対雑音電力比などを観測して、その測定値によ
り伝送ビットが誤る可能性を推測する通信路状態推定部
と、
【００１８】該通信路状態推定部と前記アプリケーショ
ン認知部からの情報、および他ユーザの通信路情報とア
プリケーション情報を基に、各ユーザに対して当該通信
のアプリケーションに要求される品質を満たすサブキャ
リアを、要求される情報の伝送速度を満たすように使用
権を割り当てるサブキャリア割り当て制御部と、各ユー
ザヘ割り当てたサブキャリアを記憶し、各ユーザの送信
信号を受信して復調するために一次復調部へ使用サブキ
ャリア情報を伝達する使用サブキャリア管理部とを含ん
で成る多元接続装置である。
ン認知部からの情報、および他ユーザの通信路情報とア
プリケーション情報を基に、各ユーザに対して当該通信
のアプリケーションに要求される品質を満たすサブキャ
リアを、要求される情報の伝送速度を満たすように使用
権を割り当てるサブキャリア割り当て制御部と、各ユー
ザヘ割り当てたサブキャリアを記憶し、各ユーザの送信
信号を受信して復調するために一次復調部へ使用サブキ
ャリア情報を伝達する使用サブキャリア管理部とを含ん
で成る多元接続装置である。
【００１９】請求項２の発明は、直交周波数分割多重
（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ通信
システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数の
サブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元
接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続方法であって、通
信のアプリケーションの許容遅延時間について順位付け
を行いその順序に従ってサブキャリア使用権の割り当て
を行う第１の機能と、
（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ通信
システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数の
サブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元
接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続方法であって、通
信のアプリケーションの許容遅延時間について順位付け
を行いその順序に従ってサブキャリア使用権の割り当て
を行う第１の機能と、
【００２０】通信のアプリケーションの要求ビット誤り
率について順位付けを行いその順序に従ってビットが誤
る可能性が小さいサブキャリアの使用権を優先的に割り
当てていく第２の機能と、通信のアプリケーションに要
求される伝送速度に応じてサブキャリアの数を可変的に
割り当てる第３の機能を備え、上記第１の機能、第２の
機能、第３の機能の順に配置し、順番に繰り返し各ユー
ザに対して一つずつサブキャリアを割り当てることによ
りサブキャリア使用権の割り当てを行う多元接続方法で
ある。
率について順位付けを行いその順序に従ってビットが誤
る可能性が小さいサブキャリアの使用権を優先的に割り
当てていく第２の機能と、通信のアプリケーションに要
求される伝送速度に応じてサブキャリアの数を可変的に
割り当てる第３の機能を備え、上記第１の機能、第２の
機能、第３の機能の順に配置し、順番に繰り返し各ユー
ザに対して一つずつサブキャリアを割り当てることによ
りサブキャリア使用権の割り当てを行う多元接続方法で
ある。
【００２１】請求項３の発明は、直交周波数分割多重
（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ通信
システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数の
サブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元
接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続方法であって、
（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ通信
システムにおいて、各ユーザの通信路として任意の数の
サブキャリアを割り当てることによって周波数分割多元
接続（ＦＤＭＡ）を実現する多元接続方法であって、
【００２２】動画像通信、音声通信の接続を要求するユ
ーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、ユ
ーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早
いもの順に優先的に接続を行い、ユーザ数が予め設定し
た数を超えていなければ、動画像通信を行うユーザに対
して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビッ
トが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、
割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、
ーザ数が予め設定した数を超えているか否かを調べ、ユ
ーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が早
いもの順に優先的に接続を行い、ユーザ数が予め設定し
た数を超えていなければ、動画像通信を行うユーザに対
して、使用されていないサブキャリアの中から一番ビッ
トが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与え、
割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行い、
【００２３】割り当てが完了したら動画像通信を開始
し、次に、音声通信を行うユーザに対して、使用されて
いないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が
小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了す
るまでこの処理を繰り返して行い、割り当てが完了した
ら音声通信を開始し、次に、パケット通信を行うユーザ
に対して、使用されていないサブキャリアの中から一番
ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与
え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行
い、
し、次に、音声通信を行うユーザに対して、使用されて
いないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が
小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了す
るまでこの処理を繰り返して行い、割り当てが完了した
ら音声通信を開始し、次に、パケット通信を行うユーザ
に対して、使用されていないサブキャリアの中から一番
ビットが誤る可能性が小さいサブキャリアの使用権を与
え、割り当てが完了するまでこの処理を繰り返して行
い、
【００２４】割り当てが完了したらパケット通信を開始
し、一定時間経過後に、前記動画像通信、音声通信の接
続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか
否かを調べ、ユーザ数が予め設定した数を超えていれ
ば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行う手順に
戻って、前記手順を繰り返す多元接続方法である。
し、一定時間経過後に、前記動画像通信、音声通信の接
続を要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか
否かを調べ、ユーザ数が予め設定した数を超えていれ
ば、接続要求が早いもの順に優先的に接続を行う手順に
戻って、前記手順を繰り返す多元接続方法である。
【００２５】上述のように、請求項１の発明は、各ユー
ザにとって一つの通信路を構成する全てのサブキャリア
それぞれの送信ビットが誤る可能性及び各ユーザが実行
する通信のアプリケーションに要求される伝送速度やビ
ット誤り率、許容遅延時間などを考慮することによっ
て、サブキャリアの使用権を各ユーザに割り当てる装置
である。
ザにとって一つの通信路を構成する全てのサブキャリア
それぞれの送信ビットが誤る可能性及び各ユーザが実行
する通信のアプリケーションに要求される伝送速度やビ
ット誤り率、許容遅延時間などを考慮することによっ
て、サブキャリアの使用権を各ユーザに割り当てる装置
である。
【００２６】各ユーザの端末局または基地局は多元接続
を用いる通信路を構成する全てのサブキャリアそれぞれ
の信号対雑音電力比（Signal to Noise Ratio ：ＳＮ
Ｒ）などを観測してビットが誤る可能性を推測する。
を用いる通信路を構成する全てのサブキャリアそれぞれ
の信号対雑音電力比（Signal to Noise Ratio ：ＳＮ
Ｒ）などを観測してビットが誤る可能性を推測する。
【００２７】さらに基地局は各ユーザが行う通信のアプ
リケーションを認知し、アプリケーションの通信に要求
される伝送速度、ビット誤り率、許容遅延時間などのパ
ラメータを抽出する。例えば動画像通信、音声通信、パ
ケット通信のアプリケーションを考えると、表１のよう
に示される。
リケーションを認知し、アプリケーションの通信に要求
される伝送速度、ビット誤り率、許容遅延時間などのパ
ラメータを抽出する。例えば動画像通信、音声通信、パ
ケット通信のアプリケーションを考えると、表１のよう
に示される。
【００２８】
【表１】
【００２９】基地局はサブキャリアの状態、及びアプリ
ケーションの種類に応じて各端末局にサブキャリアの使
用権を割り当てることによって多元接続を制御する。た
だし、一つのサブキャリアは同時に複数の端末局に割り
当てられることはないようにする。基地局が端末局に使
用サブキャリアの報知をすることによって、基地局・端
末局間の通信が可能となる。
ケーションの種類に応じて各端末局にサブキャリアの使
用権を割り当てることによって多元接続を制御する。た
だし、一つのサブキャリアは同時に複数の端末局に割り
当てられることはないようにする。基地局が端末局に使
用サブキャリアの報知をすることによって、基地局・端
末局間の通信が可能となる。
【００３０】また、請求項２の発明は、例えば、請求項
１に記載の多元接続装置中の、各ユーザヘサブキャリア
の使用権を割り振るサブキャリア割り当て制御部の制御
方法であって、通信のアプリケーシヨンに要求される許
容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定
を行う第１の機能と、通信のアプリケーションに要求さ
れるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割り当
て決定を行う第２の機能と、
１に記載の多元接続装置中の、各ユーザヘサブキャリア
の使用権を割り振るサブキャリア割り当て制御部の制御
方法であって、通信のアプリケーシヨンに要求される許
容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定
を行う第１の機能と、通信のアプリケーションに要求さ
れるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割り当
て決定を行う第２の機能と、
【００３１】通信のアプリケーションに要求される伝送
速度に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定を行う
第３の機能を有し、３つの機能を順に実行してサブキャ
リア使用権の割り当てを決定し、また、これらの機能に
おいて、各ユーザに対して順番に繰り返し、サブキャリ
アの使用権を一つずつ割り当てていくことによって各ユ
ーザへサブキャリアの使用権の割り当てを行う。
速度に応じてサブキャリア使用権の割り当て決定を行う
第３の機能を有し、３つの機能を順に実行してサブキャ
リア使用権の割り当てを決定し、また、これらの機能に
おいて、各ユーザに対して順番に繰り返し、サブキャリ
アの使用権を一つずつ割り当てていくことによって各ユ
ーザへサブキャリアの使用権の割り当てを行う。
【００３２】すなわち、請求項１に記載の多元接続装置
中の、各ユーザヘサブキャリアの使用権を割り振るサブ
キャリア割り当て制御部において通信のアプリケーショ
ンに要求される許容遅延時間、ビット誤り率、伝送速度
に応じてサブキャリアを割り当てるために、以下の３つ
の機能を備える。
中の、各ユーザヘサブキャリアの使用権を割り振るサブ
キャリア割り当て制御部において通信のアプリケーショ
ンに要求される許容遅延時間、ビット誤り率、伝送速度
に応じてサブキャリアを割り当てるために、以下の３つ
の機能を備える。
【００３３】第１の機能は通信のアプリケーションに要
求される許容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割
り当てを行うものである。表１に示した動画像通信や音
声通信では許容遅延時間が小さいため、比較的遅延時間
が許容されるパケット通信よりも優先的に早くサブキャ
リアの割り当てを行う。サブキャリアの割り当てが終了
次第、基地局は端末局ヘ使用サブキャリアの報知をする
ことによって、小さな遅延時間で通信を行うことができ
る。
求される許容遅延時間に応じてサブキャリア使用権の割
り当てを行うものである。表１に示した動画像通信や音
声通信では許容遅延時間が小さいため、比較的遅延時間
が許容されるパケット通信よりも優先的に早くサブキャ
リアの割り当てを行う。サブキャリアの割り当てが終了
次第、基地局は端末局ヘ使用サブキャリアの報知をする
ことによって、小さな遅延時間で通信を行うことができ
る。
【００３４】第２の機能は通信のアプリケーションに要
求されるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割
り当てを行うものである。動画像通信のような低ビット
誤り率を必要とするアプリケーションの通信の場合は優
先的にビットが誤る可能性が低いサブキャリアの割り当
てを行う。本発明では、このように要求ビット誤り率に
応じてサブキャリアの割り当てを行うことができる。
求されるビット誤り率に応じてサブキャリア使用権の割
り当てを行うものである。動画像通信のような低ビット
誤り率を必要とするアプリケーションの通信の場合は優
先的にビットが誤る可能性が低いサブキャリアの割り当
てを行う。本発明では、このように要求ビット誤り率に
応じてサブキャリアの割り当てを行うことができる。
【００３５】第３の機能は通信のアプリケーションに要
求される伝送速度に応じてサブキャリア使用権の割り当
てを行うものである。動画像通信のような大きい伝送速
度を必要とする通信の場合は、多くのサブキャリアの割
り当てを行うことにより、要求される伝送速度に対して
可変的にサブキャリアの割り当てを行うことができる。
これらの機能において、各ユーザヘサブキャリアの割り
当てを平等に行うために、各ユーザに対して順番に繰り
返し一つずつサブキャリアを割り当てる。
求される伝送速度に応じてサブキャリア使用権の割り当
てを行うものである。動画像通信のような大きい伝送速
度を必要とする通信の場合は、多くのサブキャリアの割
り当てを行うことにより、要求される伝送速度に対して
可変的にサブキャリアの割り当てを行うことができる。
これらの機能において、各ユーザヘサブキャリアの割り
当てを平等に行うために、各ユーザに対して順番に繰り
返し一つずつサブキャリアを割り当てる。
【００３６】請求項３の発明は、上記請求項２の発明の
多元接続方法の実施態様として多元接続方法のより具体
的手順を規定したものである。
多元接続方法の実施態様として多元接続方法のより具体
的手順を規定したものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を説明するため
に、アップリンクを考える。図１は本発明の実施の形態
の例を示す図であって、ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ基地局側の
装置の構成を示している。同図において、アンテナ１で
捕捉し、受信部２で受信して周波数変換部３で周波数変
換を行った信号を、ＯＦＤＭ復調部４、一次復調部５に
よって復調してもとの送信信号を取り出す。
に、アップリンクを考える。図１は本発明の実施の形態
の例を示す図であって、ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ基地局側の
装置の構成を示している。同図において、アンテナ１で
捕捉し、受信部２で受信して周波数変換部３で周波数変
換を行った信号を、ＯＦＤＭ復調部４、一次復調部５に
よって復調してもとの送信信号を取り出す。
【００３８】サブキャリアそれぞれのビットが誤る可能
性を推測するために通信路状態推定部７において信号対
雑音電力比などのパラメータを算出してサブキャリア割
り当て制御部９へ伝達する。このとき、サブキャリアそ
れぞれの信号対雑音電力比が高い順にそれぞれのサブキ
ャリアに対して割り当てられる優先順位を高く設定す
る。
性を推測するために通信路状態推定部７において信号対
雑音電力比などのパラメータを算出してサブキャリア割
り当て制御部９へ伝達する。このとき、サブキャリアそ
れぞれの信号対雑音電力比が高い順にそれぞれのサブキ
ャリアに対して割り当てられる優先順位を高く設定す
る。
【００３９】通信路状態の推定は従来のＯＦＤＭシステ
ムで用いられているようなパイロット信号やユニークワ
ード（プリアンブル）による方法を採ることができる。
また、アプリケーションを認知部８において通信のアプ
リケーションを認知して、アプリケーション情報として
サブキャリア割り当て制御部９へ伝達する。
ムで用いられているようなパイロット信号やユニークワ
ード（プリアンブル）による方法を採ることができる。
また、アプリケーションを認知部８において通信のアプ
リケーションを認知して、アプリケーション情報として
サブキャリア割り当て制御部９へ伝達する。
【００４０】例えば、データフレームを図２のように構
成して、プリアンブル部に通信路状態推定用のユニーク
ワード及びアプリケーションの種類の情報を含むように
する。図１のサブキャリア割り当て制御部９では、通信
路状態推定部７、アプリケーション認知部８から送られ
たパラメータをもとに送信に使用するサブキャリアを決
定し、使用サブキャリア情報を使用サブキャリア管理部
６及び変調部１０へ送出する。
成して、プリアンブル部に通信路状態推定用のユニーク
ワード及びアプリケーションの種類の情報を含むように
する。図１のサブキャリア割り当て制御部９では、通信
路状態推定部７、アプリケーション認知部８から送られ
たパラメータをもとに送信に使用するサブキャリアを決
定し、使用サブキャリア情報を使用サブキャリア管理部
６及び変調部１０へ送出する。
【００４１】使用サブキャリア管理部６では、各ユーザ
用の使用サブキャリア情報を記憶し、各ユーザからの送
信信号を復調するために一次復調部５へ使用サブキャリ
ア情報を伝達する。変調部１０では、送られてきた使用
サブキャリアの情報を変調し、これを周波数変換部１
１、送信部１２、アンテナ１３を経て対向の端末局へ送
信する。
用の使用サブキャリア情報を記憶し、各ユーザからの送
信信号を復調するために一次復調部５へ使用サブキャリ
ア情報を伝達する。変調部１０では、送られてきた使用
サブキャリアの情報を変調し、これを周波数変換部１
１、送信部１２、アンテナ１３を経て対向の端末局へ送
信する。
【００４２】次に、本発明によるＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ端
末局側装置の構成例を図６に示す。この端末局は、従来
のものと同じ構成である。アンテナ４１で受信された使
用サブキャリア情報は、周波数変換部４３、復調部４４
を経て使用サブキャリア制御部４５へ伝達される。以上
の手順を処理した後、端末局−基地局で通信を開始す
る。
末局側装置の構成例を図６に示す。この端末局は、従来
のものと同じ構成である。アンテナ４１で受信された使
用サブキャリア情報は、周波数変換部４３、復調部４４
を経て使用サブキャリア制御部４５へ伝達される。以上
の手順を処理した後、端末局−基地局で通信を開始す
る。
【００４３】端末局の一次変調部４６では、送信するデ
ータを、割り当てられたサブキャリアを用いて変調し、
ＯＦＤＭ変調部４７、周波数変換部５１、送信部５２、
アンテナ５３を用いて基地局に送信する。
ータを、割り当てられたサブキャリアを用いて変調し、
ＯＦＤＭ変調部４７、周波数変換部５１、送信部５２、
アンテナ５３を用いて基地局に送信する。
【００４４】図１の基地局の復調部では、対応するサブ
キャリアを用いてＯＦＤＭ復調して送信されたデータを
取り出す。基地局あるいは端末局では、使用サブキャリ
アの情報を送信するアンテナや、周波数変換部、変調部
は対向通信用のものと兼用してもよい。また、使用サブ
キャリア情報は有線通信にて伝送してもよい。
キャリアを用いてＯＦＤＭ復調して送信されたデータを
取り出す。基地局あるいは端末局では、使用サブキャリ
アの情報を送信するアンテナや、周波数変換部、変調部
は対向通信用のものと兼用してもよい。また、使用サブ
キャリア情報は有線通信にて伝送してもよい。
【００４５】ここで、本発明のキーである、サブキャリ
ア割り当て制御部の動作−のフローチャートを図３、図
４に示す。例として、表１で示したアプリケーションを
考える。最初に基地局との動画像通信、音声通信接続要
求があった場合、必要な伝送速度を確保できるほどのサ
ブキャリア数があるかを判定する必要がある。
ア割り当て制御部の動作−のフローチャートを図３、図
４に示す。例として、表１で示したアプリケーションを
考える。最初に基地局との動画像通信、音声通信接続要
求があった場合、必要な伝送速度を確保できるほどのサ
ブキャリア数があるかを判定する必要がある。
【００４６】そのため、あらかじめ動画像通信や音声通
信が可能であるユーザ数の上限を設定しておき、上限を
超えるユーザ数が存在する場合は、接続継続を要求する
ユーザに接続を優先する処理を行う。すなわち、ユーザ
数が上限を越えた場合は、既に通信を行っているユーザ
に対してサブキャリアを優先的に割り当て新規に接続を
要求してきたユーザに対しては要求を拒否する。
信が可能であるユーザ数の上限を設定しておき、上限を
超えるユーザ数が存在する場合は、接続継続を要求する
ユーザに接続を優先する処理を行う。すなわち、ユーザ
数が上限を越えた場合は、既に通信を行っているユーザ
に対してサブキャリアを優先的に割り当て新規に接続を
要求してきたユーザに対しては要求を拒否する。
【００４７】次に、小さな許容遅延時間と低い誤り率を
要する動画像通信を行うユーザの通信路用にサブキャリ
アを割り当てる処理を行う。動画像通信では低い誤り率
が要求されるため、ユーザにとってビットが誤る確率が
小さなサブキャリア順に使用権を割り当てていく。
要する動画像通信を行うユーザの通信路用にサブキャリ
アを割り当てる処理を行う。動画像通信では低い誤り率
が要求されるため、ユーザにとってビットが誤る確率が
小さなサブキャリア順に使用権を割り当てていく。
【００４８】動画像通信を行うユーザが複数存在する場
合は、各ユーザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る
可能性が小さい順にサブキャリアの使用権を一つずつ割
り当てていく。伝送速度を満たすサブキャリア数の割り
当てが終了次第、ユーザは動画像通信を開始する
（Ａ）。
合は、各ユーザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る
可能性が小さい順にサブキャリアの使用権を一つずつ割
り当てていく。伝送速度を満たすサブキャリア数の割り
当てが終了次第、ユーザは動画像通信を開始する
（Ａ）。
【００４９】これは、動画像通信は、音声通信やパケッ
ト通信に比べて少ない遅延時間を要求するため、図３の
Ａで示すように音声やパケット通信用の割り当てよりも
早く動画像用のサブキャリア使用権の割り当てを行って
いるのである。
ト通信に比べて少ない遅延時間を要求するため、図３の
Ａで示すように音声やパケット通信用の割り当てよりも
早く動画像用のサブキャリア使用権の割り当てを行って
いるのである。
【００５０】要求されるビット誤り率や伝送速度はアプ
リケーションごとに決まっている。例えば、ＭＰＥＧ２
動画像通信では６Ｍｂｉｔ／ｓであり、これを基に要求
される伝送速度を満たすまで使用権を割り当てる。
リケーションごとに決まっている。例えば、ＭＰＥＧ２
動画像通信では６Ｍｂｉｔ／ｓであり、これを基に要求
される伝送速度を満たすまで使用権を割り当てる。
【００５１】また、伝送速度に応じて割り当てる機能
は、伝送速度を満たすサブキャリア数が割り当てられる
まで繰り返す。このように処理を行うことによって、動
画像通信を行う各ユーザは平等にビット誤り率が小さい
通信路を構築することができ、なおかつ、処理遅延を小
さくすることができる。
は、伝送速度を満たすサブキャリア数が割り当てられる
まで繰り返す。このように処理を行うことによって、動
画像通信を行う各ユーザは平等にビット誤り率が小さい
通信路を構築することができ、なおかつ、処理遅延を小
さくすることができる。
【００５２】次に、音声通信を行うユーザの通信路用に
サブキャリアを割り当てる処理を行う。動画像通信ユー
ザ用に割り当てる処理と同様に、各ユーザに対して順番
に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さい順にサブキャ
リアの使用権を割り当てていく。所要伝送速度を満たす
サブキャリア数の割り当てが終了次第、ユーザは音声通
信を開始する（Ｂ）。
サブキャリアを割り当てる処理を行う。動画像通信ユー
ザ用に割り当てる処理と同様に、各ユーザに対して順番
に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さい順にサブキャ
リアの使用権を割り当てていく。所要伝送速度を満たす
サブキャリア数の割り当てが終了次第、ユーザは音声通
信を開始する（Ｂ）。
【００５３】最後に、サブキャリアをパケット通信を行
うユーザ用に割り当てる。上記の処理と同様に、各ユー
ザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さ
い順にサブキャリアの使用権を割り当てていく。パケッ
ト通信ではある程度の遅延時間が許容されているため、
ビットが誤る可能性がある程度大きいサブキャリアは割
り当てなくともよい（Ｃ）。
うユーザ用に割り当てる。上記の処理と同様に、各ユー
ザに対して順番に繰り返し、ビットが誤る可能性が小さ
い順にサブキャリアの使用権を割り当てていく。パケッ
ト通信ではある程度の遅延時間が許容されているため、
ビットが誤る可能性がある程度大きいサブキャリアは割
り当てなくともよい（Ｃ）。
【００５４】すなわち、パケット通信のＡＲＱが効率良
く機能するためには、例えば、パケット誤り率０．１以
下が要求される。要求されるビット誤り率はパケットの
大きさによって異なる。ＡＲＱが効率良く機能するパケ
ット誤り率０．１以下を満たすサブキャリアが存在しな
ければ割り当てなくても良い。
く機能するためには、例えば、パケット誤り率０．１以
下が要求される。要求されるビット誤り率はパケットの
大きさによって異なる。ＡＲＱが効率良く機能するパケ
ット誤り率０．１以下を満たすサブキャリアが存在しな
ければ割り当てなくても良い。
【００５５】一般に無線通信路は時間とともに変動する
ため、一定時間ごとにサブキャリアの割り当てを変更す
る必要がある。このため、基地局は一定時間ごとに全体
の通信路の状態を把握し、再びサブキャリアの使用権を
各ユーザヘ割り振る（Ｄ）。この様子を図５に示す。簡
単化のため、サブキャリアの数を６とする。
ため、一定時間ごとにサブキャリアの割り当てを変更す
る必要がある。このため、基地局は一定時間ごとに全体
の通信路の状態を把握し、再びサブキャリアの使用権を
各ユーザヘ割り振る（Ｄ）。この様子を図５に示す。簡
単化のため、サブキャリアの数を６とする。
【００５６】時間０において推定した通信路状態に応じ
てユーザ１は２番と４番のサブキャリア、ユーザ２は１
番と５番のサブキャリア、ユーザ３は３番と６番のサブ
キャリアが割り当てられている。ｔ時間経過後、時間ｔ
において推定した通信路状態に応じて各ユーザに対して
サブキャリアが割り当てられる。上記の例ではアップリ
ンクを考えたが、ダウンリンクでも適用できる。
てユーザ１は２番と４番のサブキャリア、ユーザ２は１
番と５番のサブキャリア、ユーザ３は３番と６番のサブ
キャリアが割り当てられている。ｔ時間経過後、時間ｔ
において推定した通信路状態に応じて各ユーザに対して
サブキャリアが割り当てられる。上記の例ではアップリ
ンクを考えたが、ダウンリンクでも適用できる。
【００５７】また、通信路の状態の観測にユニークワー
ドを用いたが、パイロットシンボルなどを用いても良
い。さらに、各ユーザヘサブキャリア単位で割り振って
いるが、周波数上で連続した複数のサブキャリアを含む
ようにクラスタ化し、クラスタ単位でユーザに割り振っ
ても良い。また、適応変調や送信電力制御、誤り訂正符
号の符号化率可変技術などと組み合わせても良い。
ドを用いたが、パイロットシンボルなどを用いても良
い。さらに、各ユーザヘサブキャリア単位で割り振って
いるが、周波数上で連続した複数のサブキャリアを含む
ようにクラスタ化し、クラスタ単位でユーザに割り振っ
ても良い。また、適応変調や送信電力制御、誤り訂正符
号の符号化率可変技術などと組み合わせても良い。
【００５８】
【発明の効果】本発明を用いることにより、ＯＦＤＭ−
ＦＤＭＡ多元接続に際して複雑なサブキャリア割り当て
アルゴリズムを用いることは必要なくなる。また、本発
明を用いることにより、アプリケーションの通信に要求
される許容遅延時間やビット誤り率、伝送速度などに応
じてサブキャリアを割り当てることによって、アプリケ
ーションの種類に応じた多元接続を実現することが可能
となる。
ＦＤＭＡ多元接続に際して複雑なサブキャリア割り当て
アルゴリズムを用いることは必要なくなる。また、本発
明を用いることにより、アプリケーションの通信に要求
される許容遅延時間やビット誤り率、伝送速度などに応
じてサブキャリアを割り当てることによって、アプリケ
ーションの種類に応じた多元接続を実現することが可能
となる。
【図１】本発明の実施の形態の例を示す図である。
【図２】本発明で用いるフレーム構成の例を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明のサブキャリア割り当ての動作の例を示
す流れ図（その１）である。
す流れ図（その１）である。
【図４】本発明のサブキャリア割り当ての動作の例を示
す流れ図（その２）である。
す流れ図（その２）である。
【図５】本発明におけるユーザが所有するサブキャリア
の時間推移を示す図である。
の時間推移を示す図である。
【図６】従来のＯＦＤＭ−ＦＤＭＡの端末局の構成の例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来のＯＦＤＭ−ＦＤＭＡの基地局の構成の例
を示す図である。
を示す図である。
１，１３，２１，３３，４１，５３ アンテナ
２，２２，４２ 受信部
３，１１，２３，３１，４３，５１ 周波数変換部
４，２４ ＯＦＤＭ復調部
５，２５ 一次復調部
６，２６ 使用サブキャリア管理部
７，２７ 通信路状態推定部
８ アプリケーション認知部
９，２９ サブキャリア割り当て制御部
１０，３０ 変調部
１２，３２ 送信部
４４ 復調部
４５ 使用サブキャリア制御部
４６ 一次変調部
４７ ＯＦＤＭ変調部
フロントページの続き
(72)発明者 中津川 征士
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD13 DD21 DD32
Claims (3)
- 【請求項１】 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を変調
方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、
各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り
当てることによって周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）を
実現する多元接続装置であって、 データフレームに書き込まれているアプリケーション情
報により各ユーザが行う通信のアプリケーションを認知
するアプリケーション認知部と、 一つの通信路を構成する全ての副搬送波（サブキャリ
ア）それぞれの信号対雑音電力比などを観測して、その
測定値により伝送ビットが誤る可能性を推測する通信路
状態推定部と、 該通信路状態推定部と前記アプリケーション認知部から
の情報、および他ユーザの通信路情報とアプリケーショ
ン情報を基に、各ユーザに対して当該通信のアプリケー
ションに要求される誤り率などの通信品質を満たすサブ
キャリアを、要求される情報の伝送速度を満たすように
使用権を割り当てるサブキャリア割り当て制御部と、 各ユーザヘ割り当てたサブキャリアを記憶し、各ユーザ
の送信信号を受信して復調するために一次復調部へ使用
サブキャリア情報を伝達する使用サブキャリア管理部と
を含んで成ることを特徴とする多元接続装置。 - 【請求項２】 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を変調
方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、
各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り
当てることによって周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）を
実現する多元接続方法であって、 通信のアプリケーションの許容遅延時間について順位付
けを行いその順序に従ってサブキャリア使用権の割り当
てを行う第１の機能と、 通信のアプリケーションの要求ビット誤り率について順
位付けを行いその順序に従ってビットが誤る可能性が低
いサブキャリアの使用権を優先的に割り当てていく第２
の機能と、 通信のアプリケーションに要求される伝送速度に応じて
サブキャリアの数を可変的に割り当てる第３の機能を備
え、 上記第１の機能、第２の機能、第３の機能の順に配置
し、順番に繰り返し各ユーザに対して一つずつサブキャ
リアを割り当てることによりサブキャリア使用権の割り
当てを行うことを特徴とする多元接続方法。 - 【請求項３】 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を変調
方式として用いるマルチユーザ通信システムにおいて、
各ユーザの通信路として任意の数のサブキャリアを割り
当てることによって周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）を
実現する多元接続方法であって、 動画像通信、音声通信の接続を要求するユーザ数が予め
設定した数を超えているか否かを調べ、 ユーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が
早いもの順に優先的に接続を行い、 ユーザ数が予め設定した数を超えていなければ、動画像
通信を行うユーザに対して、使用されていないサブキャ
リアの中から一番ビットが誤る可能性が小さいサブキャ
リアの使用権を与え、割り当てが完了するまでこの処理
を繰り返して行い、 割り当てが完了したら動画像通信を開始し、 次に、音声通信を行うユーザに対して、使用されていな
いサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が小さ
いサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了するま
でこの処理を繰り返して行い、 割り当てが完了したら音声通信を開始し、 次に、パケット通信を行うユーザに対して、使用されて
いないサブキャリアの中から一番ビットが誤る可能性が
小さいサブキャリアの使用権を与え、割り当てが完了す
るまでこの処理を繰り返して行い、 割り当てが完了したらパケット通信を開始し、 一定時間経過後に、前記動画像通信、音声通信の接続を
要求するユーザ数が予め設定した数を超えているか否か
を調べ、 ユーザ数が予め設定した数を超えていれば、接続要求が
早いもの順に優先的に接続を行う手順に戻って、前記手
順を繰り返すことを特徴とする多元接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202887A JP2003018117A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 多元接続装置および多元接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202887A JP2003018117A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 多元接続装置および多元接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003018117A true JP2003018117A (ja) | 2003-01-17 |
Family
ID=19039609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001202887A Pending JP2003018117A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | 多元接続装置および多元接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003018117A (ja) |
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- 2001-07-04 JP JP2001202887A patent/JP2003018117A/ja active Pending
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