JP2008187488A

JP2008187488A - 基地局装置及び通信方法

Info

Publication number: JP2008187488A
Application number: JP2007019715A
Authority: JP
Inventors: Shinya Ran; 真也蘭
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ方式におけるＡＧＣ処理を可能にする。
【解決手段】通信端末のＲＳＳＩを算出し（１）、ＲＳＳＩに応じて通信端末をグループ分けし（２）、グループ毎にサブチャネルを各通信端末に割り当てる（３）。
【選択図】図２

Description

本発明はＯＦＤＭＡ（直交周波数多重接続）／ＴＤＭＡ（時分割多重接続）方式で通信を行う場合のサブチャネルの割り当て技術に関する。

ＯＦＤＭＡとは、互いに直交関係にある複数のサブキャリアを全通信端末で共有し、任意のサブキャリアの集まりを１つのグループとして位置付け、各通信端末に１つ又は複数のグループを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術である。本発明の背景となる通信システムでは、上記ＯＦＤＭＡ技術に、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）及び時分割複信（ＴＤＤ）技術をさらに組み合わせている。つまり各グループをＴＤＤとして時間軸方向に上り回線と下り回線とに分け、これら上り回線及び下り回線をそれぞれ４つのＴＤＭＡスロットとして分割している（分割された１つの単位をサブチャネルと呼ぶ）。

図５は上記通信システムにおけるサブチャネルの構成（ＭＡＰ）を示しており、縦軸は周波数、横軸は時間を示している。図示のように、この例では周波数軸方向１４個と時間軸方向４個とを掛け合わせた５６個のサブチャネルが上り回線用及び下り回線用にそれぞれ割り当てられる。無線通信を行う基地局装置及び通信端末には、上り回線及び下り回線のそれぞれに属する全てのサブチャネルから任意の１つ又は複数のサブチャネルが割り当てられる（非特許文献１参照）。
庄納崇著「ワイヤレス・ブロードバンド時代を創るＷｉＭＡＸ」株式会社インプレス、２００５年１２月１日、ｐ８１、図４−図８

基地局装置は通信端末からの受信信号をデジタル信号に変換して必要な信号処理を行っているが、デジタル信号に変換する前にＡＧＣ処理を行い、信号レベルをＡＤ変換器のダイナミックレンジに収めている。上記通信システムでは、図５に示すように、各スロット内の１つ又は複数のサブチャネルに通信端末を割り当て、１つのスロットに複数の通信端末を収容している。ＡＧＣ処理はスロット単位で行っているため、スロットが収容する複数の通信端末の信号レベルの差が大きいと、全ての信号レベルをＡＤ変換器のダイナミックレンジに収めることができない場合がある。

接続処理を例に説明すると、図６に示すように、基地局装置１００が端末Ａと端末Ｂとそれぞれ通信を行っている場合において（図６（１））、２つの端末を収容するスロットが、さらに別の端末Ｃを収容し、端末Ｃから接続要求があった場合を想定し（図６（２））、基地局装置が受信する端末からの信号レベルを、端末Ａ＜端末Ｂ＜端末Ｃと仮定する（図７参照）。

図７（１）に示すように、端末Ｃの信号レベルがＡＤ変換器のダイナミックレンジより大きいためＡＧＣ処理により端末Ｃの利得を小さくしてＡＤ変換器のダイナミックレンジに収める必要がある。図７（２）はＡＧＣ処理により、各端末の信号レベルを図７（１）に比べ小さくしたものである。しかし、上述のようにＡＧＣ処理はスロット単位で行っているため、ＡＧＣ処理により端末Ｃの利得を小さくすると、同じスロットに収容された他の端末Ａ、Ｂの利得も小さくなる。この結果、端末Ａの信号がノイズに埋もれ、接続を維持することができず端末Ａの接続が遮断されてしまう。一方、ＡＧＣ処理を行わないと、端末Ｃの信号のレベルがＡＤ変換器のダイナミックレンジを超え、信号波形が歪んでしまい接続のための信号処理を実現することができない。

本発明は、周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と通信を行う基地局装置において、複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信手段と、前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得手段と、前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分け手段と、グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当て手段とを備える。また、本発明は、周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と基地局装置が通信を行う通信方法において、複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信ステップと、前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得ステップと、前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分けステップと、グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当てステップとを含む。

タイムスロットを通信端末に割り当てる際に、受信信号強度に応じて通信端末をグループ化しておき、グループ単位でタイムスロットに割り当てることで、スロットが収容する通信端末間の信号レベルの差を小さくすることができる。従って、スロット単位でＡＧＣ処理を行った場合に、スロットが収容する全ての通信端末からの信号のレベルをＡＤ変換器のダイナミックレンジに収めることが可能となる。

本発明において、前記グループ分け手段は、グループ分けした前記通信端末に対し、前記通信端末ごとに必要な帯域に応じた前記サブチャネルを新たに割り当てることが好ましい。また、前記グループ分け手段は、複数の前記通信端末ごとの前記受信信号強度のレベル差が最小になるように順位付けを行うことが好ましい。

図１は本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図である。基地局装置１００はプリアンプ部１０１を含む送信ＲＦ部と、選局部１０３及びＡＧＣ部１０５を含む受信ＲＦ部と、送信ＲＦ部及び受信ＲＦ部とアンテナとの接続を切り替える切替部１０７と、受信電力強度（ＲＳＳＩ）を算出するＲＳＳＩ算出部１０９、ＲＳＳＩに応じて通信端末をグループ化するグループ化部１１１、グループ単位で配置するサブチャネルを判定するチャネル配置判定部１１３及び判定結果に基づいてサブチャネルを割り当てたサブチャネルの配列（ＭＡＰ）を作成するＭＡＰ制御部１１５を含む制御部と、ＯＦＤＭＡ処理部１１７と、変復調部１１９とを備える。

基地局装置１００について、図２に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。基地局装置１００は端末１〜８の８つの端末と通信をしていると仮定する。これら端末は本発明に基づく処理が行われる前は、各スロットにランダムに割り当てられているとする。たとえば、端末１と端末４が第１スロットに、端末２と端末８が第２スロットに割り当てられているような状態である。
各端末から受信した信号は、基地局装置１００のアンテナからアンテナ切替部１０７を経由して選局部１０５に入力される。選局部１０５では各端末ごとに使用チャネルを選ぶのではなく、本発明が適用される通信システム全体に割り当てられている周波数帯域のうち図５に示されるようにチャネル１〜チャネル１４が選ばれる。そして、チャネル１〜１４に存在する各端末の信号がＡＧＣ部１０３に入力される。ＡＧＣ部１０３ではＡＧＣ処理を行う前の選局部１０５から入力された信号の一部をＲＳＳＩ算出部１０９に出力する。ＲＳＳＩ算出部１０９では、図２（１）にあるように端末ごとに基地局装置１００が受信したＲＳＳＩを算出する。
次いで、グループ化部１１１が測定したＲＳＳＩに基づき、図２（２）に示すように通信端末をＲＳＳＩの大きいものから小さいものへ並び替える。具体的には、端末ごとにＲＳＳＩレベルを（図示しない）メモリに記憶し、端末同士で大小判定を行い並び替える。そして、チャネル配置判定部１１３が各端末の必要な周波数帯域（チャネル帯域）を考慮し、ＲＳＳＩの差が比較的小さい端末同士の組み合わせを決定しグループ分けを行う。本実施形態では４つのスロットに８つの通信端末を割り当てるため４グループに分類する。グループ１に端末１と端末５、グループ２に端末２と端末６、グループ３に端末３と端末７、グループ４に端末４と端末８が割り当てられている。
そして、ＭＡＰ制御部１１５は各グループの端末をグループごとに同一スロット内になるように（図２（３））、且つなるべく使用チャネルが隣接しないように各端末ごとに使用スロットと使用チャネルを割り当てて、各端末と基地局装置１００が通信を行うためのＭＡＰ情報（図３）を算出する。なお、ここで述べるチャネルとはＯＦＤＭＡ通信方式におけるサブチャネルである。

このように割り当てた各通信端末の受信信号レベルをスロットごとに表した図が図４である。図４に示すように各端末をグループ分けし、グループごとに各スロットに割り当てたので各スロットに割り当てられた通信端末の受信信号レベルの差は、本発明の実施前に各スロットにランダムに割り当てられていた（たとえば端末１と端末４が第１スロットに、端末２と端末８が第２スロットに割り当てられていた）状態に比べ小さくなっている。
そして、基地局装置１００は次の送信タイミングで各端末に対し、上記算出された新たなＭＡＰ情報に基づき通信を行う。さらに各端末は次に端末（端末１〜８のうちいずれか）から基地局装置１００に送信されるタイミングにおいて上記ＭＡＰ情報にて送信を行う。そして、上記ＭＡＰ情報に基づいて送信された各端末からの信号はＡＧＣ部１０３にて、各スロットごとにＡＧＣ処理が行われ、ＡＤ変換器の入力ダイナミックレンジに合わせてレベル調整（またはＡＤ変換器への入力オフセット調整）されてＯＦＤＭＡ処理部１１７に入力される。ＯＦＤＭＡ処理部１１７は端末ごとに信号を取り出し、ＦＦＴ処理を行い変復調部１１９で復調をして受信データが出力される。

上記実施形態によれば、サブチャネルを通信端末に割り当てる際に、ＲＳＳＩに応じて通信端末をグループ化しておき、グループ単位でサブチャネルに割り当てることで、スロットが収容する通信端末間の信号レベルの差を小さくすることができる。従って、スロット単位でＡＧＣ処理を行った場合に、スロットが収容する全ての通信端末からの信号のレベルをＡＤ変換器のダイナミックレンジに収めることが可能となる。

本発明の実施形態に係る基地局装置の構成を示す図制御部の処理の流れを説明するための図ＭＡＰを示す図通信端末の信号レベルを示す図ＭＡＰを示す図基地局装置と通信端末の通信形態を示す図信号レベルとＡＤ変換器のダイナミックレンジとの関係を示す図

符号の説明

１００基地局装置
１０１ＰＡ部
１０３ＡＧＣ部
１０５選局部
１０７切替部
１０９ＲＳＳＩ算出部
１１１グループ化部
１１３チャネル配置判定部
１１５ＭＡＰ制御部
１１７ＯＦＤＭＡ処理部
１１９変復調部

Claims

周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と通信を行う基地局装置において、
複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信手段と、
前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得手段と、
前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分け手段と、
グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当て手段と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
前記グループ分け手段は、グループ分けした前記通信端末に対し、
前記通信端末ごとに必要な帯域に応じた前記サブチャネルを新たに割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記グループ分け手段は、複数の前記通信端末ごとの前記受信信号強度のレベル差が最小になるように順位付けを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
周波数軸方向に分割された互いに直交関係にある複数のサブキャリアの任意のグループを時間軸方向にスロットとして分割したサブチャネルを通信チャネルとして割り当て、通信端末と基地局装置が通信を行う通信方法において、
複数の通信端末に割り当てられた前記サブチャネルを受信する受信ステップと、
前記サブチャネルに含まれる受信信号の受信信号強度を取得する受信強度取得ステップと、
前記受信信号強度に応じて前記通信端末をグループ分けするグループ分けステップと、
グループ分けされた前記グループ毎に前記タイムスロットを割り当てるタイムスロット割り当てステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。