JP5285962B2 - 無線通信システム、基地局及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る無線通信システムAのシステム構成図である。
この無線通信システムAは、図1に示すように携帯端末A1及び基地局A2から構成される。
操作部2、電源キー、テンキー、各種ファンクションキー等の各種操作キーから構成されており、これらの操作キーに対するユーザの操作指示を制御部4に出力する。
表示部3は、例えば液晶モニタまたは有機ELモニタ等であり、制御部4から入力される信号に基づいて画像や文字からなる各種画面を表示する。
無線信号受信部11aは、携帯端末A1からアンテナを介して入力された多重化信号(OFDM信号)をRF周波数帯の信号からIF周波数帯の信号に変換し、IF周波数帯のOFDM信号をローノイズ増幅器等により増幅し、この増幅したOFDM信号をA/Dコンバータによりアナログ信号からデジタル信号に変換し、このOFDM信号をGI除去復調処理部11bとGI含有復調処理部11cとへ出力する。
GI除去部11b‐1は、無線信号受信部11aから入力されたOFDM信号からガードインターバルを除去し、第1高速フーリエ変換部11b‐2に出力する。
第1P/S変換部11b‐4は、各第1サブキャリア復調部11b‐3から入力される複数のデータ信号を1つのデータ信号に合成し、このデータ信号を制御部13へ出力する。
制御部13は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)から構成される内部メモリ並びに上記受信部11及び送信部12と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ROMに記憶された制御プログラム及び受信部11が受信する信号に基づいて基地局A2の全体動作を制御する。
まず、携帯端末A1が、上り方向をOFDMA方式によって通信している場合に、携帯端末A1の制御部4が、OFDM信号を基地局A2へ通信部1に送信させる。(ステップS1)
そして、基地局A2において、携帯端末A1からのOFDM信号がアンテナを介して無線信号受信部11aにOFDM信号が入力されると、無線信号受信部11aは、OFDM信号へ周波数変換処理及びアナログ/デジタル変換処理等を施し、このOFDM信号をGI除去復調処理部11bとGI含有復調処理部11cとへ出力する。
第1高速フーリエ変換部は11b‐2は、GI除去部11b‐1から入力された第1OFDM信号をフーリエ変換処理によって各サブキャリア毎の変調信号に変換し、各変調信号を各第1サブキャリア復調部11b‐3に出力する。また、第1高速フーリエ変換部11b‐2は、フーリエ変換処理によって第1OFDM信号から各サブキャリアの電力及び雑音の電力を検出し、この各サブキャリアの電力及び雑音の電力を制御部13へ出力する。
第2P/S変換部11c‐3は、各第2サブキャリア復調部11c‐2から入力される複数のデータ信号を1つのデータ信号に合成し、このデータ信号を制御部13へ出力する。
マルチパスが発生すると、基地局A2では直接波及び反射波を同時に受信するになり、基地局A2が実際に受信する信号は、この直接波と反射波の合成波になる。この際、信号における前のシンボルと後ろのシンボルが重なる部分が雑音になる。その為、ガードインターバルを設けて前後のシンボルの間をあけることによって、前後のシンボルの重なり部分を無視して、雑音の発生を抑えている。また、カードインターバルは、後続のシンボルに基づいて生成される。
そして、基地局A2の制御部は、受信部11が携帯端末A1から受信した応答信号に基づいて、上り方向の通信をOFDMA方式またはFDMA方式に切り替える。
(1)上記実施形態では、第1OFDM信号と第2OFDM信号とのSNRを比較して、マルチパスの影響を判断したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、信号に含まれる各ガードインターバルにフーリエ変換処理を施すことによってその基本波と雑音の電力を検出し、この基本波と雑音の電力から算出したSNRに基づいてマルチパスの影響を判断するようにしてもよい。上記において説明したように、ガードインターバルは、後続のシンボルに基づいて生成されたものであり、マルチパスの影響が少ない場合には、ガードインターバルには、その後続のシンボルの信号がそのまま含まれる。しかし、マルチパスの影響が大きくなると、後続のシンボルの信号以外の雑音が多く含まれる。その為、最新のガードインターバルと過去のカードインターバルのSNRを比較することによって、現在のマルチパスの影響を判断することが出来る。また、第1OFDM信号のシンボルのサブキャリア及び雑音の電力を検出し、この基本波と雑音の電力を所定のしきい値と比較することによって、マルチパスの影響を判断するようにしてもよい。なお、マルチパスの影響を判断する際、信号の基本波と雑音の時間的な平均値を算出し、その平均値に基づいて判断するようにしてもよい。
例えば、基地局A2によってマルチパスの影響を判断するのではなく、携帯端末A1自身が、マルチパスの影響を判断し、その結果に基づいてOFDMA方式によるマルチキャリア通信とFDMA方式によるシングルキャリア通信を切り替えるようにしてもよい。
例えば、EVN(Error Vector Magnitude)、CIR(Carrier to Interference power Ratio)、CNR(Carrier to Noise Ratio)及びSINR(Signal to Interference and Noise Ratio)等のSNR以外の他の通信品質情報を用いてマルチパスの影響を判断するようにしてもよい。
Claims (8)
- 信号を送受信する第1の通信装置と第2の通信装置とを有する無線通信システムであって、
フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、
前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、
前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、
前記切替指示に基づいて第2の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第1の通信切替手段とを具備する前記第1の通信装置と、
前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第1の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第1の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第2の通信切替手段を具備する前記第2の通信装置と、
を有し、
前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第1の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第2の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
前記マルチパス判定手段は、前記第1の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第2の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信システム。 - 前記通信切替指示送信手段は、前記マルチパス判定手段の判定結果が、所定の基準より大きい場合にはマルチキャリア通信への切替を指示し、所定の基準より小さい場合には、シングルキャリア通信への切替を指示することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記マルチパス判定手段は、前記信号電力検出手段が検出した前記基本波電力及び前記雑音電力の時間的な平均値を算出して、前記平均値に基づいてマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。
- 前記第2の通信装置は、前記信号電力検出手段と、前記マルチパス判定手段とを具備し、
前記第2の通信切替手段では、前記第2の通信装置が具備するマルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチパスの影響が大きい場合には、マルチキャリア通信へ切り替え、マルチパスの影響が小さい場合には、シングルキャリア通信に切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の無線通信システム。 - 前記第1の通信装置が基地局であり、前記第2の通信装置が携帯端末であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の無線通信システム。
- 携帯端末と信号を送受信する基地局であって、
フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、
前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、
前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、
携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替手段と、
を有し、
前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第1の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第2の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
前記マルチパス判定手段は、前記第1の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第2の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする基地局。 - 信号を送受信する第1の通信装置と第2の通信装置とを有する無線通信システムの無線通信方法であって、
前記第1の通信装置が、
フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、
前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、
前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、
前記切替指示に基づいて第2の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第1の通信切替ステップと、
を有し、
前記第2の通信装置が、
前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第1の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第1の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第2の通信切替ステップ
を有し、
前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第1の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第2の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
前記マルチパス判定ステップは、前記第1の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第2の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信方法。 - 携帯端末と信号を送受信する基地局の無線通信方法であって、
フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、
前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、
前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、
携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替ステップと、
を有し、
前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第1の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第2の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
前記マルチパス判定ステップは、前記第1の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第2の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信方法。
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