JP4607007B2 - Multicarrier signal transmission system, radio base station apparatus, radio terminal apparatus, and multicarrier signal transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、マルチキャリア信号伝送システム、無線基地局装置、無線端末装置及びマルチキャリア信号伝送方法に関する。 The present invention relates to a multicarrier signal transmission system, a radio base station apparatus, a radio terminal apparatus, and a multicarrier signal transmission method.
近年、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)方式がマルチキャリア(多重搬送波)無線伝送方式の有力な一つとして注目されている。そのOFDM方式において、各サブキャリア、或いは、複数のサブキャリアをグルーピング(サブチャネル化)したサブキャリア群を、個々のユーザ(無線端末)に割り当てることにより多元接続を実現する直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:OFDMA)方式が提案されている。このOFDMA方式は、主としてIEEE802.16a及びIEEE802.16eというブロードバンドワイヤレスアクセス(BWA)の米国標準を決める作業部会で検討が行われている。 In recent years, the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system has attracted attention as one of the leading multi-carrier radio transmission systems. In the OFDM scheme, orthogonal frequency division multiple access (which realizes multiple access by assigning each subcarrier or subcarrier group obtained by grouping (subchannelizing) a plurality of subcarriers to individual users (wireless terminals) ( An Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) scheme has been proposed. This OFDMA system is being studied mainly by a working group that determines US standards for broadband wireless access (BWA), IEEE802.16a and IEEE802.16e.
OFDMA方式は、互いに直交関係にあるN個のサブキャリアを用いて情報伝送を行うOFDM方式において、サブキャリア単位でのアクセス制御を行う方式であり、その送受信機の構成は基本的にOFDM方式のものと同じである。従って、OFDM方式と同様に、サブキャリア当たりの変調速度はシングルキャリア方式に比較して1/Nに低速化できる。また、時間幅TSを基本周期とする正弦波信号c1(t)の周波数は、
f1=Δf=1/TS、
と表される。このとき、
fn=Δf×n(但し、nは任意の整数)、
なる関係式で表される全ての正弦波信号cn(t)は互いに直交関係にあり、すなわち無相関の関係となる。このことから、中心周波数がfnとなる複数のサブキャリアにそれぞれ独立した情報を載せて同時に伝送すれば、互いに干渉し合うことなく、歪みの無い情報伝送を行うことができる。
The OFDMA scheme is a scheme in which access control is performed in units of subcarriers in an OFDM scheme in which information transmission is performed using N subcarriers that are orthogonal to each other. Is the same. Therefore, like the OFDM scheme, the modulation rate per subcarrier can be reduced to 1 / N compared to the single carrier scheme. In addition, the frequency of the sine wave signal c 1 (t) having the time width T S as a basic period is
f 1 = Δf = 1 / T S ,
It is expressed. At this time,
f n = Δf × n (where n is an arbitrary integer),
All the sine wave signals c n (t) represented by the relational expression are orthogonal to each other, that is, uncorrelated. Therefore, if transmitted simultaneously put the independent information to multiple subcarriers center frequency is f n, without interfering with each other, can be performed without information transmission distortion.
また、OFDMA方式では、グループ化された連続サブチャネル単位でユーザへの割当が行われる。例えば4サブキャリア×3OFDMシンボルから構成されるブロック(OFDMA方式ではデータ領域と呼ばれる)単位で、ユーザに割り当てられる。そのデータ領域は、上りリンク(ユーザ発のリンク)では個々のユーザに割り当てられ、下りリンク(ユーザ着のリンク)では全ユーザ宛のそれぞれのデータ領域が同時にまとめて送信される(これは通常のOFDM方式と同じ構成)。また、OFDMA方式では、その基本概念であるサブキャリア単位のユーザ割り当てにおいて、各ユーザに割り当てるサブキャリアをシンボル周期単位でホッピングさせる周波数ホッピング直交周波数分割多重(FH−OFDM)方式が提案されている。FH−OFDM方式では、各ユーザはシンボルタイミング毎に使用するサブキャリアをそれぞれ独立に変更しながら通信を行う。ここで、同一セル内では、個々のユーザに対して独立したサブキャリアのホッピングパターンを割り当てるとともに、隣接する基地局間では互いに異なるホッピングパターンを割り当てることにより、同一周波数における同一チャネル間干渉の影響を軽減している。サブキャリアの割り当てパターンは受信側に事前に通知されることにより、受信局は自局宛のサブキャリアのみを受信処理して、ベースバンドの受信データ系列を得ることができる。 In the OFDMA scheme, allocation to users is performed in units of grouped continuous subchannels. For example, it is allocated to users in units of blocks (called data areas in the OFDMA scheme) composed of 4 subcarriers × 3 OFDM symbols. The data area is assigned to each user in the uplink (user-initiated link), and in the downlink (user-initiated link), each data area addressed to all users is transmitted simultaneously (this is a normal transmission). Same configuration as OFDM system). In addition, in the OFDMA scheme, a frequency hopping orthogonal frequency division multiplexing (FH-OFDM) scheme has been proposed in which subcarriers allocated to each user are hopped in symbol periods in the subcarrier-based user allocation that is the basic concept. In the FH-OFDM scheme, each user performs communication while independently changing the subcarrier used for each symbol timing. Here, in the same cell, hopping patterns of independent subcarriers are assigned to individual users, and different hopping patterns are assigned between adjacent base stations, thereby reducing the influence of inter-channel interference at the same frequency. It is mitigating. By receiving the subcarrier allocation pattern in advance on the receiving side, the receiving station can receive only the subcarriers addressed to itself and obtain a baseband received data sequence.
ここで、OFDMA方式(FH−OFDM方式を含む)の非常に大きな特徴として、無線基地局と各ユーザ(無線端末)との間の伝搬路状態に応じて、適切なサブキャリアをユーザごとに独立に割り当てることにより、OFDM方式に比して無線システム全体としての受信性能を向上させることができる点がある。つまり、マルチパスフェージング環境においては、無線基地局と各ユーザ間で個々のサブキャリアの通信品質が異なるので、各ユーザに対して伝搬路状態の良いサブキャリアを優先して割り当て、更に最適な変調多値数、符号化率を用いるように制御することによって、より効率的な通信を行うことが可能になる(例えば、特許文献1参照)。さらには、ユーザの要求伝送レートやビットが誤る可能性等に応じてサブキャリアの使用権を与えることにより、通信効率を高めている。また、音声通信やパケット通信といった、特徴の異なる通信サービスが混在する場合には、固定的な伝送レートの必要なユーザから優先的にサブキャリアの割り当てを完了し、且つ、固定的な伝送レートを要するユーザ数を制限することにより、各ユーザに提供する通信品質を高めることができる。
しかし、上述した従来のOFDMA方式(FH−OFDM方式を含む)では、ユーザ毎に通信品質のより良いサブキャリアを割り当てることにより、無線システムとしてトータルの通信容量を向上することができるが、そのための構成が複雑である。具体的には、サブキャリア単位での割当制御を行うために、無線基地局と各ユーザ間のそれぞれの伝送路特性を観測し、その観測情報を無線基地局及びユーザ間で共有する手段と、その伝送路特性から受信品質の良いサブキャリア群を選定する手段と、データ伝送のために選択した単一又は複数のサブキャリアの識別情報を通信相手に通知する手段とが必要である。例えば、N本のサブキャリアにキャリア周波数の低い順に1番〜N番までの番号をつけ、あるユーザにとって伝送路状態の良いk1番、k2番、・・・、km番というサブキャリア番号をデータ伝送のために選択した場合、そのサブキャリア番号に関する情報、並びに、各サブキャリアで用いる変調方式と符号化率の情報を受信側へ事前に通知する必要がある。また、上りリンクと下りリンクでそれぞれ使用周波数が異なるFDD(Frequency Division Duplex)方式の場合には、受信側の伝搬路状態を送信側へ事前に通知する手段も必要となる。 However, in the conventional OFDMA system (including the FH-OFDM system) described above, the total communication capacity can be improved as a wireless system by allocating subcarriers with better communication quality for each user. The configuration is complicated. Specifically, in order to perform allocation control in units of subcarriers, each transmission path characteristic between the radio base station and each user is observed, and the observation information is shared between the radio base station and the user, A means for selecting a subcarrier group with good reception quality from the transmission path characteristics and a means for notifying the communication partner of identification information of single or plural subcarriers selected for data transmission are required. For example, N subcarriers are numbered from 1 to N in ascending order of carrier frequency, and subcarrier numbers k1, k2,. When selecting for transmission, it is necessary to notify the receiving side in advance of information on the subcarrier number, and information on the modulation scheme and coding rate used in each subcarrier. Further, in the case of an FDD (Frequency Division Duplex) system in which the frequency used is different between the uplink and the downlink, a means for informing the transmission side of the propagation path state on the reception side in advance is also required.
さらに、移動通信環境下では伝搬路状態が時々刻々と変動するために、その時々で最良のサブキャリアや各サブキャリアで用いる変調方式及び符号化率が異なってくるので、送信側と受信側でサブキャリアに関する情報を共有するために交換する制御情報量は膨大なものになる。そのため、通信容量に占める制御情報量の割合が増大し、この結果として無線システム容量が低下するという問題が生じる。この制御情報量の増加の問題を回避するために、複数のサブキャリアをグルーピングしてサブチャネル化し、平均的な伝搬路状態を基にして特性の良いサブチャネルを割り当てる手法が考えられる。しかしながら、サブチャネル当たりに含まれるサブキャリア数が増加すると、伝搬路状態が平均化されてしまい、この結果として、ランダムにサブキャリアを割り当てる場合と大差がなくなる。また、周波数軸上で符号拡散を行うマルチキャリア符号分割多重(MC−CDM)方式の適用により、制御情報量を削減する方法も考えられるが、MC−CDM方式では符号多重を行うと通信品質が劣化するという根本的な問題があり、OFDMA方式との併用は難しい。 In addition, since the propagation path state changes every moment in the mobile communication environment, the best subcarrier and the modulation scheme and coding rate used by each subcarrier differ from time to time. The amount of control information exchanged to share information about subcarriers is enormous. For this reason, the ratio of the amount of control information to the communication capacity increases, resulting in a problem that the radio system capacity decreases. In order to avoid the problem of an increase in the amount of control information, a method is conceivable in which a plurality of subcarriers are grouped into subchannels, and subchannels with good characteristics are assigned based on an average propagation path state. However, if the number of subcarriers included per subchannel increases, the propagation path state is averaged, and as a result, there is no significant difference from the case of randomly assigning subcarriers. In addition, a method of reducing the amount of control information by applying a multi-carrier code division multiplexing (MC-CDM) method that performs code spreading on the frequency axis is conceivable. However, in the MC-CDM method, communication quality is improved when code multiplexing is performed. There is a fundamental problem of deterioration, and it is difficult to use together with the OFDMA method.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、OFDMA方式において、送信側と受信側で交換する制御情報量を削減するとともに、伝送品質の向上を図ることのできるマルチキャリア信号伝送システム、無線基地局装置、無線端末装置及びマルチキャリア信号伝送方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof is to reduce the amount of control information exchanged between the transmission side and the reception side and improve the transmission quality in the OFDMA system. To provide a multicarrier signal transmission system, a radio base station apparatus, a radio terminal apparatus, and a multicarrier signal transmission method.
上記の課題を解決するために、本発明に係るマルチキャリア信号伝送システムは、直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式の無線基地局装置及び無線端末装置を有するマルチキャリア信号伝送システムにおいて、複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行うサブチャネル割当制御手段と、ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する特徴抽出手段と、ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する拡散多重変換行列決定手段と、を備え、前記無線基地局装置は、ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う信号多重手段と、前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する送信手段と、を有し、前記無線端末装置は、前記ユーザ割当の結果のサブチャネルの信号を受信する受信手段と、該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う信号分割手段と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a multicarrier signal transmission system according to the present invention includes a plurality of subcarriers in a multicarrier signal transmission system having an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) type radio base station apparatus and radio terminal apparatus. Subchannel allocation control means for assigning subcarrier users in units of subchannels composed of carriers, feature extraction means for generating feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel for each user, and for each user And, based on the feature extraction information, spreading multiplex transform matrix determining means for determining an optimum spreading multiplex transform matrix according to the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the user, the radio base station apparatus, Signal multiplexing means for spreading and multiplexing signals using the spread multiplex transform matrix for each user, and the spreading and multiplexing Transmitting means for arranging and transmitting the processed signal in the subchannel as a result of the user assignment, and the wireless terminal device receiving means for receiving the signal of the subchannel as a result of the user assignment; Signal division means for performing signal division processing on the received signal using the same spread multiplex transformation matrix as that at the time of transmission.
本発明に係るマルチキャリア信号伝送システムにおいては、前記拡散多重変換行列は、調整パラメータを引数とする三角関数から成る直交行列であり、前記拡散多重変換行列決定手段は、前記特徴抽出情報に基づいて前記調整パラメータの設定値を決定することを特徴とする。 In the multicarrier signal transmission system according to the present invention, the spread multiplex transform matrix is an orthogonal matrix composed of a trigonometric function having an adjustment parameter as an argument, and the spread multiplex transform matrix determination means is based on the feature extraction information. A setting value of the adjustment parameter is determined.
本発明に係るマルチキャリア信号伝送システムにおいては、前記サブチャネル割当制御手段は、前記特徴抽出情報に基づいて、ユーザ毎のサブチャネルの優先順位を決定することを特徴とする。 In the multicarrier signal transmission system according to the present invention, the subchannel allocation control means determines a priority order of subchannels for each user based on the feature extraction information.
本発明に係る無線基地局装置は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式の無線基地局装置において、複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行うサブチャネル割当制御手段と、ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する特徴抽出手段と、ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する拡散多重変換行列決定手段と、ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う信号多重手段と、前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。 A radio base station apparatus according to the present invention comprises: an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) radio base station apparatus; subchannel allocation control means for allocating subcarriers in units of subchannels composed of a plurality of subcarriers; , For each user, feature extraction means for generating feature extraction information representing the characteristics of the propagation path characteristics for each subchannel, and for each user, based on the feature extraction information, the channel characteristics of the subchannel assigned to the user Spreading multiplex transformation matrix determining means for determining the optimum spreading multiplex transformation matrix according to the signal, signal multiplexing means for spreading and multiplexing the signal using the diffusion multiplex transformation matrix for each user, and the processing of the spreading and multiplexing Transmission means for transmitting a subsequent signal in a subchannel as a result of the user assignment.
本発明に係る無線端末装置は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式の無線端末装置において、ユーザ割当結果のサブチャネルの信号を受信する受信手段と、該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う信号分割手段と、を備え、前記拡散多重変換行列は、自無線端末装置に係るサブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報に基づき、自無線端末装置に割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列として決定されていることを特徴とする。
A radio terminal apparatus according to the present invention, in an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system radio terminal apparatus, receives a subchannel signal of a user allocation result, and transmits the received signal with respect to the received signal. And a signal division means for performing signal division processing using the same spread multiplex transformation matrix, and the spread multiplex transformation matrix is feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel related to the own radio terminal apparatus. Based on this, it is determined as an optimum spread multiplex transform matrix according to the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the own radio terminal apparatus .
本発明に係るマルチキャリア信号伝送方法は、直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式のマルチキャリア信号伝送方法であって、複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行う第1の過程と、ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する第2の過程と、ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する第3の過程と、ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う第4の過程と、前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する第5の過程と、前記ユーザ割当の結果のサブチャネルの信号を受信する第6の過程と、該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う第7の過程と、を含むことを特徴とする。 A multicarrier signal transmission method according to the present invention is an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) multicarrier signal transmission method, which is a first method for assigning subcarriers in units of subchannels composed of a plurality of subcarriers. And a second step of generating feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel for each user, and for each user, the subchannel assigned to the user based on the feature extraction information. A third process for determining an optimum spread multiplex transform matrix according to propagation path characteristics, a fourth process for spreading and multiplexing signals using the spread multiplex transform matrix for each user, and the spread and multiplex A fifth step of transmitting the signal after the conversion processing in the subchannel as a result of the user assignment, and a sixth step of receiving a signal of the subchannel as a result of the user assignment. And processes, with respect to the received signal and a seventh step of performing a signal division processing using the same spreading multiplex conversion matrix and during its transmission, characterized in that it comprises a.
本発明によれば、サブチャネル単位でサブキャリアのユーザ割当を行うことにより、送信側と受信側で交換する制御情報量を削減することができる。さらに、各ユーザの特徴抽出情報に基づいたユーザ毎の最適な拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行うことにより、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に最適の「伝搬路から受ける影響の調整」が可能となり、伝送品質の向上を図ることができる。 According to the present invention, the amount of control information exchanged between the transmission side and the reception side can be reduced by performing user assignment of subcarriers in units of subchannels. Furthermore, by performing spreading and multiplexing of the signal using the optimum spreading multiplex transform matrix for each user based on the feature extraction information of each user, the “propagation” that is optimum for the channel characteristics of the subchannel assigned to the user is performed. Adjustment of the influence received from the road ”becomes possible, and transmission quality can be improved.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
初めに、OFDMA方式のマルチキャリア信号伝送システムにおけるサブチャネルを定義する。サブチャネルとは、複数のサブキャリアをグルーピングしたサブキャリア群のことを指す。より具体的には、全サブキャリア(n個とする)をJ個のサブキャリアからなるL個のグループに組み分けし、一グループを一サブチャネルに対応付ける。ここで、Jは、2以上の整数であり、基本的には2のべき乗の値とするが、これに限定されるものではない。また、一サブチャネルを構成するJ個のサブキャリアは、隣接関係にある必要はなく、全サブキャリアの中からランダムに、若しくは、一定の法則に従って選択すればよい。 First, subchannels in the OFDMA multicarrier signal transmission system are defined. A subchannel refers to a subcarrier group obtained by grouping a plurality of subcarriers. More specifically, all the subcarriers (n) are grouped into L groups of J subcarriers, and one group is associated with one subchannel. Here, J is an integer equal to or greater than 2, and is basically a power of 2. However, the present invention is not limited to this. Further, the J subcarriers constituting one subchannel do not have to be adjacent to each other, and may be selected from all the subcarriers randomly or according to a certain rule.
以下、OFDMA方式の無線基地局装置及び無線端末装置を有するマルチキャリア信号伝送システムの具体的な例として、移動通信システムを挙げて説明する。 Hereinafter, a mobile communication system will be described as a specific example of a multicarrier signal transmission system having an OFDMA wireless base station apparatus and a wireless terminal apparatus.
図1は、本発明の一実施形態に係るOFDMA方式の移動通信システムの無線基地局装置の構成を示すブロック図である。図2は、同実施形態に係るOFDMA方式の移動通信システムの移動局装置(無線端末装置)の構成を示すブロック図である。ここでは、TDD(Time Division Duplex)方式の場合について説明する。また、各サブチャネルにはサブチャネル番号が、また、各サブキャリアにはサブキャリア番号が、それぞれ予め付与されている。また、予め定義されたサブチャネルとサブキャリアとの対応関係を示すグルーピング情報は、無線基地局装置と移動局装置とで予め共有されている。そのグルーピング情報は、サブチャネル番号と複数のサブキャリア番号の組み合わせから成り、どのサブチャネルがどのサブキャリアから構成されるのかを示す。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio base station apparatus of an OFDMA mobile communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a mobile station apparatus (wireless terminal apparatus) in the OFDMA mobile communication system according to the embodiment. Here, a case of a TDD (Time Division Duplex) method will be described. In addition, a subchannel number is assigned to each subchannel, and a subcarrier number is assigned to each subcarrier in advance. In addition, grouping information indicating the correspondence relationship between the predefined subchannels and subcarriers is shared in advance between the radio base station apparatus and the mobile station apparatus. The grouping information includes a combination of a subchannel number and a plurality of subcarrier numbers, and indicates which subchannel includes which subcarrier.
初めに、図1を参照して、無線基地局装置について説明する。
図1の無線基地局装置において、送信系では、各ユーザ(移動局装置)1〜L宛に送信される下りデータ系列1−1〜Lは、サブチャネル割当制御回路2に入力される。該データ系列は情報データシンボルからなる。また、サブチャネル割当制御回路2には、特徴抽出回路17から特徴抽出情報102が入力される。特徴抽出情報102は、ユーザ別に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す情報である。
First, a radio base station apparatus will be described with reference to FIG.
In the radio base station apparatus of FIG. 1, in the transmission system, downlink data sequences 1-1 to L transmitted to users (mobile station apparatuses) 1 to L are input to the subchannel
サブチャネル割当制御回路2は、特徴抽出情報102に基づき、ユーザ毎にサブチャネルの優先順位付けを行う。サブチャネル割当制御回路2は、そのユーザ毎のサブチャネル優先順位情報と、ユーザ1〜Lのユーザ間の優先順位情報とを用いて、各ユーザに割り当てるサブチャネルを決定する。サブチャネル割当制御回路2は、ユーザ毎に、その決定したサブチャネルと情報データシンボルとを関連付けする。具体的には、各ユーザの情報データシンボルとサブチャネル番号との組を構成する。各ユーザの情報データシンボルとサブチャネル番号との組は、シンボル変調・多重化回路3に入力される。また、シンボル変調・多重化回路3には、特徴抽出回路17から特徴抽出情報102が入力される。
The subchannel
シンボル変調・多重化回路3は、ユーザ毎に、特徴抽出情報102に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する。この拡散多重変換行列については後述する。シンボル変調・多重化回路3は、ユーザ毎に、その決定した拡散多重変換行列を用いて情報データシンボルの拡散及び多重化の処理を行う。具体的には、拡散多重変換行列から得た拡散符号を情報データシンボルのコピーに対して乗算する。ここで、情報データシンボルは、拡散符号長に応じた数だけコピーされている。このシンボル変調・多重化回路3の処理によって、ユーザ毎の拡散多重信号が得られる。その拡散多重信号は組となっているサブチャネル番号とともに、逆高速フーリエ変換(IFFT)回路4に入力される。
The symbol modulation /
IFFT回路4は、各拡散多重信号に対して逆高速フーリエ変換を施した後に、サブチャネル番号に従って対応付けられているサブキャリアの周波数信号と乗算する。その乗算後の各信号は、加算器5で加算された後に、ガードインターバル付加回路6でマルチパスの影響を回避するためのガードインターバルが付加される。ガードインターバル付加後の信号は、スイッチ7を介して乗算器8に入力され、高周波発振器9から出力されるキャリア信号と乗算されてベースバンド信号からマルチキャリア無線周波数信号(マルチキャリア信号)に変換された後に、アンテナ10から送信される。
The IFFT circuit 4 performs inverse fast Fourier transform on each spread multiplexed signal and then multiplies the frequency signal of the associated subcarrier according to the subchannel number. Each signal after the multiplication is added by the
図1の無線基地局装置において、受信系では、アンテナ10により受信されたマルチキャリア信号は、高周波発振器9から出力されるキャリア信号と乗算器8で乗算されてベースバンド信号に周波数変換された後に、スイッチ7を介してガードインターバル除去回路11に入力され、ガードインターバルが除去される。なお、周波数変換時に必要となる低域通過フィルタやタイミング再生回路等については省略し図示していない。
In the radio base station apparatus of FIG. 1, in the receiving system, the multicarrier signal received by the
高速フーリエ変換(FFT)回路12は、ガードインターバル除去後の信号に対して高速フーリエ変換を施し、サブキャリア毎のベースバンド信号を得る。データ判定回路13は、サブキャリア毎のベースバンド信号に対して、拡散多重信号の復調処理及びデータ判定を行い、サブキャリア毎の情報データシンボルを得る。ここで、データ判定回路13は、チャネル推定回路16から入力される伝送路歪に基づき、受信信号の等化処理を行う。サブキャリア毎の情報データシンボルは、データ・デマッピング回路14に入力される。また、データ・デマッピング回路14には、サブチャネル割当制御回路2からサブチャネル割当情報103が入力される。サブチャネル割当情報103は、ユーザ毎のサブチャネル番号を含む。
A fast Fourier transform (FFT)
データ・デマッピング回路14は、サブチャネル割当情報103に基づき、ユーザ毎のサブチャネルとサブキャリアとの対応関係を把握し、データ判定回路13出力後のサブキャリア毎の情報データシンボルから、各ユーザの情報データシンボルを判別する。データ・デマッピング回路14は、その判別結果から、各ユーザ1〜Lの上りデータ系列15−1〜Lを出力する。
Based on the
チャネル推定回路16には、FFT回路12からサブキャリア毎のベースバンド信号が入力される。チャネル推定回路16は、サブキャリア毎のベースバンド信号から、サブキャリア別に、受信信号強度、干渉信号強度、雑音レベル及び伝搬路で発生する伝送路歪を測定する。また、チャネル推定回路16は、ユーザ毎に、伝搬路推定を行う。その伝搬路推定には、受信信号の毎シンボル周期又は先頭のプリアンブル部分、或いは定期的に挿入される既知のパイロットシンボル又はデータシンボル等を用いる。チャネル推定回路16は、上記サブキャリア毎の測定結果及びユーザ毎の伝送路推定結果を含む伝送特性情報101を出力する。その伝送特性情報101は特徴抽出回路17に入力される。
The channel estimation circuit 16 receives the baseband signal for each subcarrier from the
特徴抽出回路17は、伝送特性情報101に基づき、各ユーザのサブチャネル毎の伝送路特性の特徴抽出を行う。これにより、ユーザ別に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報102が得られる。
The
次に、図2を参照して、移動局装置について説明する。
図2の移動局装置において、送信系では、無線基地局装置への上りリンクで送信される上りデータ系列は、サブチャネル選択制御回路21に入力される。また、サブチャネル選択制御回路21には、サブチャネル選択制御情報検出回路35が下りリンクの受信データから検出したマッピング制御情報201が入力される。マッピング制御情報201は、ユーザ毎のサブチャネル番号を含む。
Next, the mobile station apparatus will be described with reference to FIG.
In the mobile station apparatus of FIG. 2, in the transmission system, the uplink data sequence transmitted on the uplink to the radio base station apparatus is input to the subchannel
サブチャネル選択制御回路21は、マッピング制御情報201で示される自己の使用すべきサブチャネルと上りデータ系列とを関連付けする。具体的には、上りデータ系列の情報データシンボルとサブチャネル番号との組を構成する。情報データシンボルとサブチャネル番号の組は、シンボル変調・多重化回路22に入力される。また、シンボル変調・多重化回路22には、サブチャネル選択制御情報検出回路35が下りリンクの受信データから検出した拡散多重変換行列情報202が入力される。拡散多重変換行列情報202は、ユーザ毎の拡散多重変換行列を特定する情報である。
The subchannel
シンボル変調・多重化回路22は、拡散多重変換行列情報202に基づき、自己の使用すべき拡散多重変換行列を決定する。シンボル変調・多重化回路3は、その決定した拡散多重変換行列から得た拡散符号を情報データシンボルのコピーに対して乗算する。ここで、情報データシンボルは、拡散符号長に応じた数だけコピーされている。このシンボル変調・多重化回路22の処理によって拡散多重信号が得られる。その拡散多重信号は組となっているサブチャネル番号とともに、IFFT回路23に入力される。
The symbol modulation /
IFFT回路23は、各拡散多重信号に対して逆高速フーリエ変換を施した後に、サブチャネル番号に従って該当するサブキャリアの周波数信号と乗算する。その乗算後の各信号は、加算器24で加算された後に、ガードインターバル付加回路25でマルチパスの影響を回避するためのガードインターバルが付加される。ガードインターバル付加後の信号は、スイッチ26を介して乗算器27に入力され、高周波発振器28から出力されるキャリア信号と乗算されてベースバンド信号からマルチキャリア信号に変換された後に、アンテナ29から送信される。
The
図2の移動局装置において、受信系では、アンテナ29により受信されたマルチキャリア信号は、高周波発振器28から出力されるキャリア信号と乗算器27で乗算されてベースバンド信号に周波数変換された後に、スイッチ26を介してガードインターバル除去回路30に入力され、ガードインターバルが除去される。なお、周波数変換時に必要となる低域通過フィルタやタイミング再生回路等については省略し図示していない。
In the mobile station apparatus of FIG. 2, in the receiving system, the multicarrier signal received by the
FFT回路31は、ガードインターバル除去後の信号に対して高速フーリエ変換を施し、サブキャリア毎のベースバンド信号を得る。サブキャリア毎のベースバンド信号は、サブチャネル選択/判定回路32に入力される。また、サブチャネル選択/判定回路32には、サブチャネル選択制御情報検出回路35からマッピング制御情報201が入力される。
The
サブチャネル選択/判定回路32は、マッピング制御情報201で示される自己の使用すべきサブチャネルを構成するサブキャリアのベースバンド信号に対して、拡散多重信号の復調処理及びデータ判定を行い、サブキャリア毎の情報データシンボルを得る。ここで、サブチャネル選択/判定回路32は、チャネル推定回路36から入力される伝送路歪に基づき、受信信号の等化処理を行う。サブキャリア毎の情報データシンボルは、パラレル/シリアル変換回路33によりシリアルデータ系列として出力される。スイッチ34は、受信フレームのタイミングに応じて接続先を切り替え、パラレル/シリアル変換回路33出力後のシリアルデータ系列を、サブチャネル選択制御情報検出回路35に入力するか、若しくは、下りデータ系列として出力する。
The subchannel selection /
チャネル推定回路36には、FFT回路31からサブキャリア毎のベースバンド信号が入力される。また、チャネル推定回路36には、サブチャネル選択制御情報検出回路35からマッピング制御情報201が入力される。チャネル推定回路36は、マッピング制御情報201で示される自己の使用すべきサブチャネルを構成するサブキャリアのベースバンド信号に対して、サブキャリア別に、受信信号強度、干渉信号強度、雑音レベル及び伝搬路で発生する伝送路歪を測定する。
The
次に、本実施形態に係る特徴的な構成について詳細に説明する。
図3は、図1に示すサブチャネル割当制御回路2の構成を示すブロック図である。図4は、図1に示す特徴抽出回路17の構成を示すブロック図である。
Next, a characteristic configuration according to the present embodiment will be described in detail.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of subchannel
初めに、図3を参照して、サブチャネル割当制御回路2について説明する。
図3において、サブチャネル割当制御回路2には、特徴抽出回路17が生成した各ユーザ1〜Lの特徴抽出情報102−1〜Lが入力される。サブチャネル割当制御回路2は、ユーザ毎の判定基準41−1〜L及びサブチャネル優先順位決定回路42−1〜Lと、サブチャネル選定/割当制御回路43と、データ・マッピング回路44とを有する。
First, the subchannel
In FIG. 3, the feature extraction information 102-1 to L of each
判定基準41−1はユーザ1〜L毎に予め準備される。サブチャネル優先順位決定回路42−1〜Lは、処理対象のユーザ1〜Lに対して、その判定基準41−1〜Lに基づき、サブチャネルを選択する。さらに、その選択したサブチャネルに対して、当該ユーザ1〜Lの特徴抽出情報102−1〜Lに基づき、優先順位を付ける。これにより、ユーザ毎に、サブチャネルの優先順位が決定される。
The determination criterion 41-1 is prepared in advance for each of the
なお、サブチャネルの優先順位の付け方としては、例えば、平均電力の高い順、平均干渉電力の小さい順、平均CIR(Carrier to Interference Ratio)又は平均CNR(Carrier to Noise Ratio)又は平均CNIR(Carrier to Noise and Interference Ratio)の大きい順、サブチャネルを構成する各サブキャリアの受信信号強度の分散値の小さい順、同各サブキャリアが受ける干渉電力の分散値の小さい順、同各サブキャリアが受ける雑音電力の分散値の小さい順、同各サブキャリアのCIR又はCNR又はCNIRの分散値の小さい順などが挙げられる。 In addition, as a method of assigning priorities of subchannels, for example, the order of increasing average power, the order of decreasing average interference power, average CIR (Carrier to Interference Ratio), average CNR (Carrier to Noise Ratio), or average CNIR (Carrier to Noise and Interference Ratio) in descending order, received signal strength dispersion value of each subcarrier constituting a subchannel in ascending order, interference power received by each subcarrier in order of decreasing dispersion value, noise received by each subcarrier The order in which the power dispersion value is small and the order in which the CIR or CNR or CNIR dispersion value of each subcarrier is small are listed.
各ユーザのサブチャネルの優先順位の情報は、サブチャネル選定/割当制御回路43に入力される。また、サブチャネル選定/割当制御回路43には、ユーザの優先順位情報301が入力される。優先順位情報301は、ユーザ1〜L間の優先順位を示し、予め準備される。
Information on the priority order of subchannels of each user is input to the subchannel selection /
サブチャネル選定/割当制御回路43は、各ユーザのサブチャネルの優先順位の情報と、優先順位情報301とに基づき、ユーザ1〜Lに対するサブチャネルの割当を行う。ここで、サブチャネル選定/割当制御回路43は、優先順位情報301に基づき、ユーザ間の割当順序を制御する。また、各ユーザに対して、サブチャネルの優先順位に沿うように、サブチャネルの割当を制御する。その制御結果として、サブチャネル選定/割当制御回路43は、どのユーザにどのサブチャネルを割り当てたのかを示すサブチャネル割当情報103を出力する。また、そのサブチャネル割当情報103は、マッピング制御情報302として、下りリンクの制御チャネルを介して各移動局装置に送信される。
The subchannel selection /
データ・マッピング回路44は、サブチャネル割当情報103に基づき、各ユーザ1〜Lの情報データシンボルとサブチャネルとを関連付ける。具体的には、各ユーザの情報データシンボルとサブチャネル番号との組を構成する。
Based on the
次に、図4を参照して、特徴抽出回路17について説明する。
図4において、FFT回路12(FFT部12a、サブキャリア・デインタリーブ部12b)からは、サブキャリアf1〜fnの信号に対してサブキャリア・デインタリーブされた各サブキャリアf1〜fnのベースバンド信号s1〜snがチャネル推定回路16に入力される。チャネル推定回路16は、そのベースバンド信号s1〜snから、サブキャリアf1〜fn別に、振幅歪みhk(t)、位相回転量φk(t)、受信信号強度rk(t)、干渉信号強度ik(t)及び雑音レベルnk(t)を測定する(但し、kは1〜nである)。その測定結果は、各サブキャリアf1〜fnの伝送特性情報101−1〜nに含められて特徴抽出回路17に入力される。
Next, the
In FIG. 4, FFT circuit 12 (
特徴抽出回路17は、ユーザ1〜L毎の特徴抽出部50−1〜Lを有する。特徴抽出部50−1〜Lは、処理対象のユーザ1〜Lについて、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報102−1〜Lを生成する。具体的には、特徴抽出部50−1〜Lは、伝送特性情報101−1〜nに含まれる各測定データに対して平均値算出処理や分散値算出処理等を行い、伝送路特性の特徴の候補を算出する。伝送路特性の特徴の候補としては、例えば、サブチャネルを構成する全サブキャリアの平均受信信号強度、同全サブキャリアが受ける平均干渉電力、同全サブキャリアの平均雑音電力、これらの平均電力比、サブチャネルを構成する各サブキャリアの受信信号強度の分散値、同各サブキャリアが受ける干渉電力の分散値、同各サブキャリアが受ける雑音電力の分散値、同各サブキャリアのCIR又はCNR又はCNIRの分散値などが挙げられる。
The
特徴抽出部50−1〜Lは、その算出した伝送路特性の特徴の候補の中から、特徴抽出情報102−1〜Lに含める候補を選定する。その選定基準は、ユーザ毎に予め準備される。特徴抽出部50−1〜Lは、その選定結果の候補を有する特徴抽出情報102−1〜Lを出力する。特徴抽出情報102−1〜Lは、ユーザ1〜Lについてのサブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す。
The feature extraction units 50-1 to 50 -L select candidates to be included in the feature extraction information 102-1 to 102 -L from the calculated candidate channel characteristics. The selection criteria are prepared in advance for each user. The feature extraction units 50-1 to 50-L output the feature extraction information 102-1 to L having the selection result candidates. The feature extraction information 102-1 to L represents the characteristics of the propagation path characteristics for each subchannel for the
次に、本実施形態で用いる拡散多重変換行列について説明する。
本実施形態では(1)式で示される拡散多重変換行列を用いる。(1)式は、拡散率が2Nかつ多重数が2Nの場合に対応する拡散多重変換行列である。
Next, the diffusion multiple conversion matrix used in this embodiment will be described.
In the present embodiment, a diffusion multiple transformation matrix expressed by equation (1) is used. Equation (1) is a diffusion multiplexing transform matrix corresponding to a case where the spreading factor is 2N and the number of multiplexing is 2N .
上記(1)式の具体的な例として、(2)式には拡散率が2かつ多重数が2の場合に対応する拡散多重変換行列T2、(3)式には拡散率が4かつ多重数が4の場合に対応する拡散多重変換行列T4がそれぞれ示されている。なお、これらの拡散多重変換行列は、三角関数の特徴に基づいた各種の数式上の変形を行うことができる。
Specific examples of the above (1), (2) spreading multiplex conversion matrix T 2 where spreading
上記(1)式の拡散多重変換行列は直交行列であり、その行ベクトル同士は直交ベクトルである。同様に列ベクトル同士は直交ベクトルである。これにより、その拡散多重変換行列内の行ベクトル或いは列ベクトルから、拡散符号が直交符号として得られる。また、その拡散多重変換行列は、回転行列であり、調整パラメータpNはその回転角である。そして、その拡散多重変換行列から得られる拡散符号は、調整パラメータpNによって、同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)への拡散の度合いを制御することが可能なものである。 The diffusion multiplex transformation matrix of the above equation (1) is an orthogonal matrix, and the row vectors are orthogonal vectors. Similarly, column vectors are orthogonal vectors. Thereby, a spread code is obtained as an orthogonal code from the row vector or column vector in the spread multiple transform matrix. Further, the diffusion multiple transformation matrix is a rotation matrix, and the adjustment parameter PN is the rotation angle. Then, the spread code obtained from the Division Multiple transformation matrix, the adjustment parameter p N, those capable of controlling the degree of diffusion of the in-phase component (I component) and quadrature component (Q component).
例えば、拡散率が2の場合(N=1)、上記(2)式から、「p1=0(ラジアン)」ならば信号の拡散は行われず、「p1=π/4(ラジアン)」ならば均等の比率で信号の拡散が行われる。そして、「0<p1<π/4(ラジアン)」ならば、調整パラメータp1に応じた比率で信号の拡散が行われる。 For example, when the spreading factor is 2 (N = 1), from the above equation (2), if “p 1 = 0 (radian)”, signal diffusion is not performed, and “p 1 = π / 4 (radian)”. Then, signal diffusion is performed at an equal ratio. If “0 <p 1 <π / 4 (radian)”, signal diffusion is performed at a ratio corresponding to the adjustment parameter p 1 .
この拡散の度合いを調整することによって、ダイバーシチ効果と符号間干渉とを調整することができる。つまり、信号の拡散が行われない場合には、符号間干渉は発生しないが、ダイバーシチ効果も得られない。一方、信号の拡散が行われる場合には、拡散の度合いに応じたダイバシチ効果が得られるが、それとともに符号間干渉が発生する。 The diversity effect and the intersymbol interference can be adjusted by adjusting the degree of diffusion. That is, when the signal is not spread, no intersymbol interference occurs, but no diversity effect is obtained. On the other hand, when signal spreading is performed, a diversity effect corresponding to the degree of spreading is obtained, but intersymbol interference occurs with it.
本実施形態では、上記(1)式で表される調整パラメータpNを引数とする三角関数から成る拡散多重変換行列内の行ベクトル或いは列ベクトルから、調整パラメータpNの設定値を用いて拡散符号(回転直交符号)を生成し、その拡散符号を用いて信号の拡散及び多重化を行う変調方式により信号伝送を行う。そして、その調整パラメータpNの設定値によって拡散の度合いを制御する。これにより、ダイバーシチ効果と符号間干渉とを調整することができる。 In the present embodiment, diffusion is performed using the set value of the adjustment parameter p N from the row vector or column vector in the diffusion multiple transformation matrix formed of the trigonometric function having the adjustment parameter p N represented by the above equation (1) as an argument. A code (rotation orthogonal code) is generated, and signal transmission is performed by a modulation method that performs spreading and multiplexing of the signal using the spreading code. Then, the degree of diffusion is controlled by the set value of the adjustment parameter PN . Thereby, the diversity effect and the intersymbol interference can be adjusted.
各ユーザのサブチャネルにおいては、サブチャネルを構成するサブキャリアが個々に受ける干渉電力やCIR等の分散値に応じて、最適な調整パラメータpNが存在する。このことから、本実施形態では、各ユーザの特徴抽出情報102に基づき、ユーザ毎の最適な調整パラメータpNの設定値を求め、その設定値からユーザ毎の拡散多重変換行列を求める。これにより、その拡散多重変換行列は、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列となる。その拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行うことにより、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に最適のダイバーシチ効果と符号間干渉との調整が可能となる。この結果として伝送品質の向上に寄与することができる。
In each user's subchannel, there is an optimum adjustment parameter p N according to the dispersion value such as interference power and CIR received individually by the subcarriers constituting the subchannel. From this, in this embodiment, based on the
なお、本実施形態に係る特徴抽出情報は、上記した拡散多重変換行列の決定の他、各種伝送パラメータの最適化や選定等に利用することができる。 Note that the feature extraction information according to the present embodiment can be used for optimization and selection of various transmission parameters in addition to the above-described determination of the spread multiplex transform matrix.
上述した実施形態によれば、サブチャネル単位でサブキャリアのユーザ割当を行うことにより、送信側と受信側で交換する制御情報量を削減することができる。さらに、各ユーザの特徴抽出情報に基づいたユーザ毎の最適な調整パラメータの設定値から、ユーザ毎の最適な拡散多重変換行列を求め、その拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行うことにより、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に最適の「伝搬路から受ける影響の調整」が可能となり、伝送品質の向上を図ることができる。本実施形態では、具体的にはダイバーシチ効果と符号間干渉との調整が可能である。 According to the above-described embodiment, the amount of control information exchanged between the transmission side and the reception side can be reduced by performing user assignment of subcarriers in units of subchannels. Further, an optimum spread multiplex transform matrix for each user is obtained from the setting value of the optimum adjustment parameter for each user based on the feature extraction information of each user, and signal spreading and multiplexing are performed using the spread multiplex transform matrix. By doing so, it becomes possible to “adjust the influence from the propagation path” optimal for the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the user, and to improve the transmission quality. In the present embodiment, specifically, it is possible to adjust the diversity effect and the intersymbol interference.
また、本実施形態によれば、以下に示すような効果が得られる。 Further, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)ユーザ毎に、無線基地局とユーザ間の伝送路特性から受信品質の良いサブチャネル順に優先順位付けを行い、その優先順位付けされたサブチャネルの中から各ユーザが使用するサブチャネルを順次決定するので、従来方式で問題となっていた受信品質の悪いサブキャリアで発生する受信誤りや、符号化率の低い誤り訂正符号の適用により生じる伝送効率の低下を解消することが期待できる。 (1) For each user, prioritization is performed in order of subchannels with good reception quality based on transmission path characteristics between the radio base station and the user, and subchannels used by each user are selected from the prioritized subchannels. Since it is determined sequentially, it can be expected that a reception error occurring in a subcarrier having poor reception quality, which has been a problem in the conventional method, and a decrease in transmission efficiency caused by application of an error correction code having a low coding rate can be expected.
(2)マルチキャリア符号分割多重(MC−CDM)方式において、調整パラメータを引数とする三角関数から成る拡散多重変換行列内の行ベクトル或いは列ベクトルから、調整パラメータの設定値を用いて拡散符号を生成し、その拡散符号を用いた信号の拡散及び多重化を行う変調方式を用いて信号伝送を行うとともに、各ユーザの特徴抽出情報に基づき、ユーザ毎の最適な調整パラメータの設定値を選定することにより、無線伝送品質を改善することが可能となる。 (2) In the multi-carrier code division multiplexing (MC-CDM) method, a spreading code is set using a setting value of an adjustment parameter from a row vector or a column vector in a spread multiplex transformation matrix composed of a trigonometric function having an adjustment parameter as an argument. Generate and transmit the signal using a modulation scheme that performs spreading and multiplexing of the signal using the spreading code, and selects the optimum adjustment parameter setting value for each user based on the feature extraction information of each user Thus, it is possible to improve the radio transmission quality.
(3)受信特性の良いサブチャネルを用いて情報伝送を行うので、通信品質を改善できるだけではなく、伝送効率の高い多値変調方式を高い符号化率で実施することができ、周波数利用効率の高い無線システムを実現可能にすることが期待できる。 (3) Since information transmission is performed using subchannels with good reception characteristics, not only communication quality can be improved, but also a multi-level modulation scheme with high transmission efficiency can be implemented at a high coding rate, and frequency utilization efficiency can be improved. It can be expected that a high wireless system can be realized.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した各ユーザのサブチャネル優先順位および調整パラメータの決定は、例えば、毎シンボルごと、定期的なシンボル周期ごと、不定期なシンボル周期ごと、事前に決定されたスロット長ごと、事前に決定されたフレーム周期ごとなど、任意の時間単位で行うことが可能である。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, the determination of the subchannel priority order and the adjustment parameter for each user described above is performed in advance, for example, every symbol, every regular symbol period, every irregular symbol period, every slot length decided beforehand. It can be performed in arbitrary time units, such as every frame period.
また、サブチャネルの優先順位を考慮せず、事前に決められたホッピングパターンに従って、各ユーザに割り当てるサブチャネルをシンボル周期単位、あるいは任意のシンボル長単位で変化させることも可能である。この場合、サブチャネルホッピングパターンをユーザ毎に独立としたり、若しくは相関の低いものにしたりすることにより、隣接セル間干渉を軽減して隣接セル間における同一チャネル干渉に耐性を持たせるとともに、時間・周波数ダイバーシチ効果が得られる特性の優れた無線方式を提供することが可能になる。 Also, it is possible to change the subchannel assigned to each user in symbol period units or arbitrary symbol length units in accordance with a hopping pattern determined in advance without considering the priority order of the subchannels. In this case, by making the subchannel hopping pattern independent for each user or having a low correlation, the interference between adjacent cells is reduced and the resistance to the same channel interference between adjacent cells is increased. It is possible to provide a radio system with excellent characteristics that can provide a frequency diversity effect.
また、上述した実施形態では、無線基地局装置が拡散多重変換行列の最適な調整パラメータの設定値を決定し、その拡散多重変換行列情報を移動局装置に伝達しているが、移動局装置が拡散多重変換行列の最適な調整パラメータの設定値を決定し、その拡散多重変換行列情報を無線基地局装置に伝達するように構成してもよい。 In the above-described embodiment, the radio base station apparatus determines the setting value of the optimum adjustment parameter for the spread multiplex transform matrix and transmits the spread multiplex transform matrix information to the mobile station apparatus. A setting value of an optimum adjustment parameter of the spread multiplex transform matrix may be determined, and the spread multiplex transform matrix information may be transmitted to the radio base station apparatus.
また、特徴抽出情報の生成及びその特徴抽出情報を使用したサブチャネルの優先順位付けは、無線基地局又は移動局装置のいずれで行ってもよい。或いは、特徴抽出情報を相手局に伝達し、相手局側でその特徴抽出情報に基づきサブチャネルの優先順位を決定するように構成してもよい。 Further, generation of feature extraction information and prioritization of subchannels using the feature extraction information may be performed by either the radio base station or the mobile station device. Alternatively, the feature extraction information may be transmitted to the partner station, and the priority order of the subchannels may be determined based on the feature extraction information on the partner station side.
また、上述した実施形態では、TDD方式の場合について説明したが、FDD方式の場合にも適用可能である。FDD方式の場合には、上りリンクと下りリンクとで使用周波数が異なるので、上りリンクと下りリンクとで各々独立にチャネル推定を行う必要がある。すなわち、上りリンクについては、各ユーザから伝送される上りリンク信号の通信品質(受信信号強度等)を観測し、その観測結果に基づいて各ユーザのサブチャネルの優先順位を無線基地局装置が決定し、その優先順位情報を各ユーザに通知する。一方、下りリンクについては、各ユーザが無線基地局装置から伝送される下りリンク信号の通信品質(受信信号強度等)を観測し、サブチャネルに関する特徴抽出情報、あるいは、ユーザ側で決定したサブチャネルの優先順位の情報を無線基地局装置にフィードバックし、そのフィードバック情報に基づいて無線基地局装置が各ユーザに割り当てるサブチャネルを決定し、各ユーザに通知する。なお、これらの制御手順については、拡散多重変換行列の最適な調整パラメータの設定値の決定及びその拡散多重変換行列情報の伝達に関しても同様である。 In the above-described embodiment, the case of the TDD system has been described, but the present invention can also be applied to the case of the FDD system. In the case of the FDD scheme, since the use frequency differs between the uplink and the downlink, it is necessary to perform channel estimation independently for the uplink and the downlink. That is, for the uplink, the radio base station apparatus determines the subchannel priority of each user based on the observation result by observing the communication quality (received signal strength, etc.) of the uplink signal transmitted from each user. Then, the priority information is notified to each user. On the other hand, for the downlink, each user observes the communication quality (received signal strength, etc.) of the downlink signal transmitted from the radio base station apparatus, and the feature extraction information on the subchannel or the subchannel determined on the user side The priority information is fed back to the radio base station apparatus, and based on the feedback information, a subchannel to be allocated to each user by the radio base station apparatus is determined and notified to each user. Note that these control procedures are the same for the determination of the optimum adjustment parameter setting value of the spread multiplex transform matrix and the transmission of the spread multiplex transform matrix information.
なお、本発明は、ディジタルセルラーシステム、ディジタル移動通信システム、高速無線アクセスシステム、加入者系無線アクセスシステム、固定マイクロ波伝送システム、無線ローカルエリアネットワーク(無線LAN)システム、パーソナルエリアネットワークシステム、ディジタル衛星通信システム、移動衛星システム、センサーネットワークシステム等、各種のディジタル無線システムに適用することができる。 The present invention includes a digital cellular system, a digital mobile communication system, a high-speed wireless access system, a subscriber wireless access system, a fixed microwave transmission system, a wireless local area network (wireless LAN) system, a personal area network system, and a digital satellite. The present invention can be applied to various digital radio systems such as a communication system, a mobile satellite system, and a sensor network system.
2…サブチャネル割当制御回路、3,22…シンボル変調・多重化回路、4,23…逆高速フーリエ変換(IFFT)回路、5,24…加算器、12,31…高速フーリエ変換(FFT)回路、13…データ判定回路、14…データ・デマッピング回路、16,36…チャネル推定回路、17…特徴抽出回路、21…サブチャネル選択制御回路、32…サブチャネル選択/判定回路、33…パラレル/シリアル変換回路、35…サブチャネル選択制御情報検出回路、41−1〜L…判定基準、42−1〜L…サブチャネル優先順位決定回路、43…サブチャネル選定/割当制御回路、44…データ・マッピング回路、50−1〜L…特徴抽出部
2 ... subchannel allocation control circuit, 3, 22 ... symbol modulation / multiplexing circuit, 4, 23 ... inverse fast Fourier transform (IFFT) circuit, 5, 24 ... adder, 12, 31 ... fast Fourier transform (FFT) circuit , 13 ... Data determination circuit, 14 ... Data demapping circuit, 16, 36 ... Channel estimation circuit, 17 ... Feature extraction circuit, 21 ... Subchannel selection control circuit, 32 ... Subchannel selection / determination circuit, 33 ... Parallel / Serial conversion circuit, 35... Subchannel selection control information detection circuit, 41-1 to L... Judgment criteria, 42-1 to L... Subchannel priority determination circuit, 43. Mapping circuit, 50-1 to L ... feature extraction unit
Claims (6)
複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行うサブチャネル割当制御手段と、
ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する特徴抽出手段と、
ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する拡散多重変換行列決定手段と、を備え、
前記無線基地局装置は、
ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う信号多重手段と、
前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する送信手段と、を有し、
前記無線端末装置は、
前記ユーザ割当の結果のサブチャネルの信号を受信する受信手段と、
該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う信号分割手段と、を有する、
ことを特徴とするマルチキャリア信号伝送システム。 In a multicarrier signal transmission system having an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) wireless base station apparatus and a wireless terminal apparatus,
Subchannel allocation control means for performing user allocation of subcarriers in units of subchannels composed of a plurality of subcarriers;
Feature extraction means for generating feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel for each user;
For each user, comprising, based on the feature extraction information, a spread multiplex transform matrix determining means for determining an optimum spread multiplex transform matrix according to the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the user,
The wireless base station device
Signal multiplexing means for spreading and multiplexing signals using the spread multiplex transform matrix for each user;
Transmission means for arranging and transmitting the signal after the spreading and multiplexing processing in a subchannel as a result of the user assignment,
The wireless terminal device
Receiving means for receiving a signal of a subchannel as a result of the user assignment;
Signal division means for performing signal division processing on the received signal using the same spread multiplex transformation matrix as that at the time of transmission;
A multi-carrier signal transmission system.
前記拡散多重変換行列決定手段は、前記特徴抽出情報に基づいて前記調整パラメータの設定値を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャリア信号伝送システム。 The diffusion multiple transformation matrix is an orthogonal matrix composed of a trigonometric function with an adjustment parameter as an argument,
The spread multiple transform matrix determining means determines a setting value of the adjustment parameter based on the feature extraction information;
The multicarrier signal transmission system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチキャリア信号伝送システム。 The subchannel allocation control means determines a priority order of subchannels for each user based on the feature extraction information.
The multicarrier signal transmission system according to claim 1.
複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行うサブチャネル割当制御手段と、
ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する特徴抽出手段と、
ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する拡散多重変換行列決定手段と、
ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う信号多重手段と、
前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。 In a radio base station apparatus of orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system,
Subchannel allocation control means for performing user allocation of subcarriers in units of subchannels composed of a plurality of subcarriers;
Feature extraction means for generating feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel for each user;
For each user, based on the feature extraction information, a spread multiplex transform matrix determining means for determining an optimum spread multiplex transform matrix according to the channel characteristics of the subchannel assigned to the user;
Signal multiplexing means for spreading and multiplexing signals using the spread multiplex transform matrix for each user;
Transmitting means for arranging and transmitting the signal after the spreading and multiplexing processing in a subchannel as a result of the user assignment;
A radio base station apparatus comprising:
ユーザ割当結果のサブチャネルの信号を受信する受信手段と、
該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う信号分割手段と、を備え、
前記拡散多重変換行列は、自無線端末装置に係るサブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報に基づき、自無線端末装置に割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列として決定されていることを特徴とする無線端末装置。 In an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) wireless terminal device,
Receiving means for receiving a signal of a subchannel of a user allocation result;
Signal division means for performing signal division processing on the received signal using the same spread multiplex transformation matrix as that at the time of transmission ,
The spread multiplex transformation matrix is based on feature extraction information indicating characteristics of propagation path characteristics for each subchannel related to the own radio terminal apparatus, and is optimally spread according to the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the own radio terminal apparatus. A radio terminal apparatus characterized by being determined as a multiple transform matrix .
複数のサブキャリアから成るサブチャネルの単位でサブキャリアのユーザ割当を行う第1の過程と、
ユーザ毎に、サブチャネル毎の伝搬路特性の特徴を表す特徴抽出情報を生成する第2の過程と、
ユーザ毎に、前記特徴抽出情報に基づき、ユーザに割り当てられたサブチャネルの伝搬路特性に応じた最適な拡散多重変換行列を決定する第3の過程と、
ユーザ毎に前記拡散多重変換行列を用いて信号の拡散及び多重化を行う第4の過程と、
前記拡散及び多重化の処理後の信号を前記ユーザ割当の結果のサブチャネルに配置して送信する第5の過程と、
前記ユーザ割当の結果のサブチャネルの信号を受信する第6の過程と、
該受信した信号に対して、その送信時と同じ拡散多重変換行列を用いた信号分割処理を行う第7の過程と、
を含むことを特徴とするマルチキャリア信号伝送方法。 An orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) multicarrier signal transmission method comprising:
A first step of performing user allocation of subcarriers in units of subchannels composed of a plurality of subcarriers;
A second process of generating feature extraction information representing characteristics of propagation path characteristics for each subchannel for each user;
A third step of determining, for each user, an optimum spread multiplex transform matrix according to the propagation path characteristics of the subchannel assigned to the user, based on the feature extraction information;
A fourth step of spreading and multiplexing signals using the spread multiplex transform matrix for each user;
A fifth step of transmitting the signal after the spreading and multiplexing processing in a subchannel as a result of the user assignment; and
A sixth step of receiving a signal of a subchannel as a result of the user assignment;
A seventh step of performing signal division processing on the received signal using the same spread multiplex transformation matrix as that at the time of transmission;
A multi-carrier signal transmission method comprising:
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