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JP2010199942A - Ofdma receiver and ofdma reception method - Google Patents

Ofdma receiver and ofdma reception method Download PDF

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JP2010199942A
JP2010199942A JP2009041848A JP2009041848A JP2010199942A JP 2010199942 A JP2010199942 A JP 2010199942A JP 2009041848 A JP2009041848 A JP 2009041848A JP 2009041848 A JP2009041848 A JP 2009041848A JP 2010199942 A JP2010199942 A JP 2010199942A
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JP
Japan
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reception level
reception
gain
rssi
range
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009041848A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Toda
和之 遠田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JP2010199942A publication Critical patent/JP2010199942A/en
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  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably control a reception level of a reception signal by OFDMA without depending on transmission power control. <P>SOLUTION: A base station 12 communicates with a mobile station based on an OFDMA system. The base station includes a reception gain decision section 42 for deciding a gain to the reception signal, an AGC amplifier 24 for controlling a reception level of the reception signal according to the gain decided by the reception gain decision section 42, an RSSI detection section 32 for detecting an RSSI indicating the reception level controlled by the AGC amplifier 24 for each sub-channel, and an RSSI determination section 40 for acquiring a demodulable range indicating a range of the reception level required for demodulating the reception signal for each sub-channel and for determining whether each RSSI detected by the RSSI detection section 32 exists within a demodulable range. The reception gain decision section 42 decides the gain based on the maximum RSSI of the RSSIs detected by the RSSI detection section 32 and the demodulable range of the sub-channel from which the maximum RSSI has been detected. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、OFDMA受信装置およびOFDMA受信方法に関し、特に、OFDMAによる受信信号の受信レベルを制御する技術に関する。   The present invention relates to an OFDMA receiver and an OFDMA reception method, and more particularly to a technique for controlling the reception level of a received signal by OFDMA.

無線受信装置では、受信レベルがその受信回路構成で決まるダイナミックレンジ(以下「受信ダイナミックレンジ」という。)内にある受信信号だけが正しく復調される。このため、無線受信装置の中には、受信レベルが受信ダイナミックレンジ内に維持されるよう、チャネルごとに受信レベルを制御しているものがある。   In the radio receiving apparatus, only a received signal whose reception level is within a dynamic range (hereinafter referred to as “reception dynamic range”) determined by the receiving circuit configuration is correctly demodulated. For this reason, some radio reception apparatuses control the reception level for each channel so that the reception level is maintained within the reception dynamic range.

この点、所定の周波数帯域内で複数のサブチャネルを用いて通信を行うOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)では、1サブチャネルを構成するサブキャリア(副搬送波)の数や周波数が可変であるため、サブチャネルごとにアナログフィルタを適用することが難しい。このため、AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)では、サブチャネルごとに受信レベルを制御することができず、受信帯域全域で一律に変更することになり、それまで通信可能であったサブチャネルがAGCによって通信不可能となってしまう場合がある。   In this regard, in OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) in which communication is performed using a plurality of subchannels within a predetermined frequency band, the number of subcarriers (subcarriers) constituting one subchannel, Since the frequency is variable, it is difficult to apply an analog filter for each subchannel. For this reason, in AGC (Automatic Gain Control), the reception level cannot be controlled for each sub-channel, and it is uniformly changed over the entire reception band. May become impossible to communicate by AGC.

たとえば、図7は、3台の移動局(PS#A〜C)それぞれから送信される無線信号の基地局における受信レベルを示す図である。同図(A)に示すように、移動局PS#Cの受信レベルは基地局の受信ダイナミックレンジを超えており、逆に、移動局PS#Aの受信レベルは受信ダイナミックレンジ内にある。ここで、移動局PS#Cの受信レベルが受信ダイナミックレンジ内に収まるよう受信信号に対してAGCを適用すると、同図(B)に示すように、受信帯域全域の受信レベルが一律に低下し、それまで受信ダイナミックレンジ内にあった移動局PS#Aの受信レベルが受信ダイナミックレンジを下回ってしまう場合がある。   For example, FIG. 7 is a diagram illustrating reception levels at the base station of radio signals transmitted from three mobile stations (PS # A to C). As shown in FIG. 9A, the reception level of mobile station PS # C exceeds the reception dynamic range of the base station, and conversely, the reception level of mobile station PS # A is within the reception dynamic range. Here, when AGC is applied to the received signal so that the reception level of the mobile station PS # C is within the reception dynamic range, the reception level in the entire reception band is uniformly lowered as shown in FIG. The reception level of the mobile station PS # A that has been within the reception dynamic range until then may fall below the reception dynamic range.

こうした問題を回避するため、従来、サブチャネルまたはサブキャリアごとに送信信号の送信レベルを制御する送信電力制御により、各サブチャネルの受信レベルを制御していた(たとえば、特許文献1参照)。   In order to avoid such problems, conventionally, the reception level of each subchannel has been controlled by transmission power control for controlling the transmission level of the transmission signal for each subchannel or subcarrier (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−332723号公報JP 2000-332723 A

しかしながら、上記従来の送信電力制御では、送信信号の送信レベルを上げることが規制されている上、逆に送信レベルを下げると送信の際に十分なCNR(Carrier to Noise
Ratio:搬送波対雑音電力比)を確保することができないという問題があった。
However, in the conventional transmission power control described above, raising the transmission level of the transmission signal is restricted, and conversely, if the transmission level is lowered, sufficient CNR (Carrier to Noise) is transmitted.
(Ratio: carrier-to-noise power ratio) cannot be ensured.

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、送信電力制御によらず、OFDMAによる受信信号の受信レベルを好適に制御することができるOFDMA受信装置およびOFDMA受信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides an OFDMA receiving apparatus and an OFDMA receiving method capable of suitably controlling the reception level of a received signal by OFDMA regardless of transmission power control. With the goal.

上記課題を解決するために、本発明に係るOFDMA受信装置は、直交周波数分割多元接続方式に基づく複数のサブチャネルを用いて、複数の通信装置それぞれから送信される信号を受信するOFDMA受信装置であって、前記受信された信号に対する利得を決定する受信利得決定手段と、前記受信利得決定手段により決定された利得に応じて、前記受信された信号の受信レベルを制御する受信レベル制御手段と、前記受信レベル制御手段により制御された受信レベルのうち、全サブチャネルの受信レベルである第一の受信レベルを検出する第一受信レベル検出手段と、前記第一受信レベル検出手段により検出された第一の受信レベルが前記OFDMA受信装置の受信レベルの範囲である第一復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第一受信レベル判定手段と、を含み、前記受信利得決定手段は、前記第一受信レベル検出手段により検出された第一受信レベルが、前記復調可能レンジより低い場合には、前記利得を上げる、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, an OFDMA receiver according to the present invention is an OFDMA receiver that receives signals transmitted from a plurality of communication devices using a plurality of subchannels based on an orthogonal frequency division multiple access scheme. Reception gain determining means for determining a gain for the received signal; reception level control means for controlling the reception level of the received signal in accordance with the gain determined by the reception gain determining means; Of the reception levels controlled by the reception level control means, a first reception level detection means for detecting a first reception level that is a reception level of all subchannels, and a first reception level detected by the first reception level detection means. The first reception level for determining whether or not one reception level is within a first demodulatable range that is the range of the reception level of the OFDMA receiver. Level determination means, wherein the reception gain determination means increases the gain when the first reception level detected by the first reception level detection means is lower than the demodulatable range. And

本発明によれば、OFDMAで通信されている全サブチャネルに渡る受信レベルが検出され、当該受信レベルとOFDMA受信装置の復調可能レンジとを比較することで、その受信レベルが復調可能レンジ内(望ましくは復調可能レンジの上限値付近)となるよう受信信号に対する利得が制御される。   According to the present invention, the reception level over all subchannels communicated by OFDMA is detected, and the reception level is compared with the demodulatorable range of the OFDMA receiver, so that the reception level is within the demodulatorable range ( The gain with respect to the received signal is preferably controlled to be close to the upper limit value of the demodulatable range.

また、本発明の一態様では、前記受信レベル制御手段により制御された受信レベルのうち、各サブチャネル毎の受信レベルである第二の受信レベルを検出する第二受信レベル検出手段と、前記第二受信レベル検出手段により検出された第二の受信レベルが前記OFDMA受信装置の各サブチャネル毎の変調方式に応じた受信レベルの範囲である第二復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第二受信レベル判定手段と、を含み、前記第二の受信レベルが前記第二復調可能レンジ内よりも低い場合には当該サブチャネルの変調方式を所要受信レベルがより低い変調方式に変更する、ことを特徴とする。   Moreover, in one aspect of the present invention, second reception level detection means for detecting a second reception level that is a reception level for each subchannel among the reception levels controlled by the reception level control means; It is determined whether or not the second reception level detected by the second reception level detection means is within a second demodulatable range that is a reception level range corresponding to the modulation method for each subchannel of the OFDMA receiver. A second reception level determination means, and when the second reception level is lower than the second demodulatable range, the modulation scheme of the subchannel is changed to a modulation scheme having a lower required reception level. It is characterized by that.

このことにより、利得制御後の受信レベルと復調可能レンジとに基づいて、受信信号の復調可否がサブチャネルごとに判定されるようになる。こうして本発明では、送信電力制御によらず、OFDMAによる受信信号の受信レベルを好適に制御することができる。   As a result, whether or not the received signal can be demodulated is determined for each sub-channel based on the reception level after gain control and the demodulatable range. Thus, in the present invention, the reception level of the received signal by OFDMA can be suitably controlled regardless of the transmission power control.

さらに、前記第二の受信レベルが、いずれの前記第二復調可能レンジ内よりも低い場合には当該サブチャネルにおける通信を行う移動局に対し、ハンドオーバを指示することとしてもよい。   Further, when the second reception level is lower than any of the second demodulatable ranges, a handover may be instructed to a mobile station that performs communication on the subchannel.

また、前記第一の受信レベルは、各サブキャリア毎の受信レベルと使用サブキャリア数により算出されるとしてもよい。   The first reception level may be calculated from the reception level for each subcarrier and the number of used subcarriers.

また、本発明に係るOFDMA受信方法は、直交周波数分割多元接続方式に基づく複数のサブチャネルを用いて、複数の通信装置それぞれから送信される信号を受信するOFDMA受信方法であって、前記受信された信号に対する利得を決定する受信利得決定ステップと、前記受信利得決定ステップにより決定された利得に応じて、前記受信された信号の受信レベルを制御する受信レベル制御ステップと、前記受信レベル制御ステップにより制御された受信レベルのうち、全サブチャネルの受信レベルである第一の受信レベルを検出する第一受信レベル検出ステップと、前記第一受信レベル検出ステップにより検出された第一の受信レベルが前記OFDMA受信装置の受信レベルの範囲である第一復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第一受信レベル判定ステップと、を含み、前記受信利得決定ステップは、前記第一受信レベル検出ステップにより検出された第一受信レベルが、前記復調可能レンジより高い場合には、前記利得を下げる、ことを特徴とする。   An OFDMA reception method according to the present invention is an OFDMA reception method for receiving signals transmitted from a plurality of communication apparatuses using a plurality of subchannels based on an orthogonal frequency division multiple access scheme, wherein the reception is performed. A reception gain determination step for determining a gain for the received signal, a reception level control step for controlling a reception level of the received signal according to the gain determined in the reception gain determination step, and a reception level control step. Of the controlled reception levels, a first reception level detection step for detecting a first reception level that is a reception level of all subchannels, and a first reception level detected by the first reception level detection step are A first determination is made as to whether or not the signal is within a first demodulatable range that is a reception level range of the OFDMA receiver. A reception level determination step, wherein the reception gain determination step lowers the gain when the first reception level detected by the first reception level detection step is higher than the demodulatable range. Features.

本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基地局の受信機能に係るブロック図である。It is a block diagram which concerns on the reception function of the base station which concerns on embodiment of this invention. RSSI閾値テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an RSSI threshold value table. 変調方式別の所要CNRを示す図である。It is a figure which shows the required CNR according to a modulation system. 64QAMおよびπ/4シフトQPSKに係る復調可能レンジを示す図である。It is a figure which shows the demodulation possible range which concerns on 64QAM and (pi) / 4 shift QPSK. 基地局の受信処理の一部を示すフロー図である。It is a flowchart which shows a part of reception process of a base station. 3台の移動局(PS#A〜C)それぞれから送信される無線信号の基地局における受信レベルを示す図である。It is a figure which shows the reception level in the base station of the radio signal transmitted from each of three mobile stations (PS # A-C).

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム10の全体構成図である。同図に示すように、移動通信システム10は、基地局12と複数の移動局14(ここでは3つとする。)を含んで構成されている。移動局14は、たとえば可搬型の携帯電話機、携帯情報端末、またはデータ通信用カードである。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mobile communication system 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the mobile communication system 10 includes a base station 12 and a plurality of mobile stations 14 (here, three). The mobile station 14 is, for example, a portable mobile phone, a portable information terminal, or a data communication card.

基地局12は、TDD(Time Division Duplex:時分割複信)方式により移動局14それぞれと無線信号の送受信を行い、またOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)方式およびTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)方式により多重通信を行う。   The base station 12 transmits / receives a radio signal to / from each mobile station 14 by a TDD (Time Division Duplex) method, and also uses an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) method and a TDMA (Time Division Time). Division Multiple Access (Time Division Multiple Access) is used to perform multiplex communication.

以下では、無線信号の受信に関し、基地局12が備える構成および機能についてより詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration and functions of the base station 12 regarding the reception of radio signals will be described in more detail.

図2は、基地局12の受信機能に係るブロック図である。同図に示すように、基地局12は、アンテナ20、受信部22、AGCアンプ24、ADC(A/Dコンバータ)26、DAC(D/Aコンバータ)28、復調部30、制御部34を含んで構成されている。   FIG. 2 is a block diagram relating to the reception function of the base station 12. As shown in the figure, the base station 12 includes an antenna 20, a receiver 22, an AGC amplifier 24, an ADC (A / D converter) 26, a DAC (D / A converter) 28, a demodulator 30, and a controller 34. It consists of

アンテナ20は、移動局14から送信される無線信号を受信し、受信した無線信号を受信部22に出力する。受信部22は、アンテナ20で受信される無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、さらにシンボル同期、ガードインターバル(Guard Interval)の除去などを行ったベースバンド信号をAGCアンプ24に出力する。   The antenna 20 receives a radio signal transmitted from the mobile station 14 and outputs the received radio signal to the receiving unit 22. The receiving unit 22 down-converts the radio signal received by the antenna 20 into a baseband signal, and further outputs the baseband signal subjected to symbol synchronization, guard interval (Guard Interval) removal, and the like to the AGC amplifier 24.

AGCアンプ24は、DAC28から入力される利得制御電圧に応じて、受信部22から入力されるベースバンド信号の受信レベルを制御(増幅または減衰)する可変利得アンプである。DAC28から入力される利得制御電圧は、後述する受信利得決定部42により決定される利得に応じた電圧である。   The AGC amplifier 24 is a variable gain amplifier that controls (amplifies or attenuates) the reception level of the baseband signal input from the receiving unit 22 in accordance with the gain control voltage input from the DAC 28. The gain control voltage input from the DAC 28 is a voltage corresponding to the gain determined by the reception gain determination unit 42 described later.

ADC26は、AGCアンプ24により利得制御されたベースバンド信号をディジタル信号に変換し、変換されたディジタル信号を復調部30に出力する。ただし、正常にディジタル変換されるベースバンド信号は、受信レベルがADC26のダイナミックレンジ(ノイズフロアから許容入力レベルまでの範囲)内にある信号に限られる。このダイナミックレンジは、ADC26の有効ビット数(ENOB:Effective Number Of Bits)により決まるSNR(Signal to Noise Ratio:信号対雑音電力比)であり、たとえば有効ビッ
ト数が12bitのADCでは72dBとなる。
The ADC 26 converts the baseband signal whose gain is controlled by the AGC amplifier 24 into a digital signal, and outputs the converted digital signal to the demodulation unit 30. However, the baseband signal that is normally digitally converted is limited to a signal whose reception level is within the dynamic range of ADC 26 (range from the noise floor to the allowable input level). This dynamic range is an SNR (Signal to Noise Ratio) determined by the effective number of bits (ENOB) of the ADC 26, and is, for example, 72 dB in an ADC having an effective bit number of 12 bits.

復調部30は、ADC26から入力されるディジタル信号を、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)により各サブキャリアの位相と振幅を表す複素シンボルのサブキャリア成分に変換する。そして、各サブキャリアの変調方式に応じて、これら複素シンボルを対応するバイナリデータに変換し、変換されたバイナリデータを制御部34に出力する。   The demodulator 30 converts the digital signal input from the ADC 26 into a subcarrier component of a complex symbol representing the phase and amplitude of each subcarrier by fast Fourier transform (FFT). Then, according to the modulation scheme of each subcarrier, these complex symbols are converted into corresponding binary data, and the converted binary data is output to the control unit 34.

また、復調部30は、AGCアンプ24による利得制御後の受信レベルを検出するRSSI検出部32を含んでいる。RSSI検出部32は、上記FFTにより得られた複素シンボルのサブキャリア成分ごとにRSSI(Receive Signal Strength Indication:受信信号強度)を検出し、各サブチャネルにおけるサブキャリアの使用数と前記複素シンボルのサブキャリア成分ごとのRSSIとから、各サブチャネルにおけるRSSIと受信帯域全体のつまり全サブチャネルに渡るRSSIを算出する。   The demodulator 30 also includes an RSSI detector 32 that detects the reception level after gain control by the AGC amplifier 24. The RSSI detection unit 32 detects RSSI (Receive Signal Strength Indication) for each subcarrier component of the complex symbol obtained by the FFT, and uses the number of subcarriers in each subchannel and the subs of the complex symbol. From the RSSI for each carrier component, the RSSI in each subchannel and the RSSI of the entire reception band, that is, the entire subchannel, are calculated.

制御部34は、CPUやメモリなどから構成されるものであり、基地局12の各部を制御する。また、RSSI閾値テーブル36、変調方式管理部38、RSSI判定部40、受信利得決定部42、チャネル制御部44を含み、AGCアンプ24の制御、変調方式の変更などを行う。これらの機能は、メモリに記憶される各種制御プログラムをCPUが実行することにより実現される。   The control unit 34 includes a CPU, a memory, and the like, and controls each unit of the base station 12. In addition, it includes an RSSI threshold table 36, a modulation method management unit 38, an RSSI determination unit 40, a reception gain determination unit 42, and a channel control unit 44, and controls the AGC amplifier 24, changes the modulation method, and the like. These functions are realized by the CPU executing various control programs stored in the memory.

RSSI閾値テーブル36は、変調方式ごとに、所要CNRおよびその変調方式により変調された信号の復調に要するRSSIの下限値(RSSI閾値)を記憶している。図3は、RSSI閾値テーブル36の一例を示す図である。同図における所要CNRは、変調方式および所望BER(Bit Error Rate:ビット誤り率)に応じて決定される。また、RSSI閾値は、ADC26のダイナミックレンジと変調方式に応じた所要CNRとに基づいて決定される。以下、RSSI閾値の決定方法について具体的に説明する。   The RSSI threshold table 36 stores a required CNR and a lower limit value (RSSI threshold) of RSSI required for demodulation of a signal modulated by the modulation scheme for each modulation scheme. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the RSSI threshold value table 36. The required CNR in the figure is determined according to the modulation scheme and the desired BER (Bit Error Rate). The RSSI threshold is determined based on the dynamic range of the ADC 26 and the required CNR corresponding to the modulation method. Hereinafter, a method for determining the RSSI threshold will be specifically described.

図4は、変調方式別の所要CNRを示す図である。同図に示すように、所定のBERを維持するために必要とされるCNRは、シンボルレートの高い変調方式ほど高くなる。また、いずれの変調方式でも、BERを低く抑えようとすればするほど高いCNRが必要となる。たとえば、64QAMにおいてBER=0.001%とするために要するCNRは25.6dBである。これは、64QAMで変調された信号のBERを0.001%以下とするためには、ノイズフロアから25.6dB以上のRSSIが必要であることを意味している。一方、π/4シフトQPSKにおいてBER=0.001%とするために要す
るCNRは12.9dBである。
FIG. 4 is a diagram showing the required CNR for each modulation method. As shown in the figure, the CNR required to maintain a predetermined BER increases as the modulation scheme has a higher symbol rate. In any modulation scheme, the higher the BER, the higher the CNR required. For example, the CNR required for BER = 0.001% in 64QAM is 25.6 dB. This means that RSSI of 25.6 dB or more is required from the noise floor in order to set the BER of the signal modulated by 64QAM to 0.001% or less. On the other hand, the CNR required for setting BER = 0.001% in π / 4 shift QPSK is 12.9 dB.

また、上記のとおり、受信信号を正しく復調するためには、RSSIが少なくともADC26のダイナミックレンジ内になければならない。図2に示すブロック図において、アンテナ20から復調部30までの受信ゲインが40dBであって、ADC26のダイナミックレンジが72dB(有効ビット数12bit)であるとすれば、ADC26により信号が正しくディジタル変換されるRSSIの範囲(ADC使用可能レンジ)は、アンテナ20入力換算値で(アンテナ20での入力レベルを0dBmとして)−112〜−40dBmとなる。   As described above, RSSI must be at least within the dynamic range of the ADC 26 in order to correctly demodulate the received signal. In the block diagram shown in FIG. 2, if the reception gain from the antenna 20 to the demodulator 30 is 40 dB and the dynamic range of the ADC 26 is 72 dB (the number of effective bits is 12 bits), the signal is correctly converted into a digital signal by the ADC 26. The RSSI range (ADC usable range) is −112 to −40 dBm in terms of the input converted value of the antenna 20 (assuming the input level at the antenna 20 is 0 dBm).

以上より、受信信号の復調に要するRSSIの範囲を示す復調可能レンジは、復調可能レンジは、ノイズフロアより所要CNRだけ高いレベルから、ADC26の許容入力レベルまでとなる。すなわち、RSSI閾値テーブル36に記憶される各RSSI閾値は、ノイズフロアレベルに各変調方式に応じた所要CNRを加えた値である。   As described above, the demodulatable range indicating the RSSI range required for demodulating the received signal ranges from a level higher than the noise floor by a required CNR to an allowable input level of the ADC 26. That is, each RSSI threshold value stored in the RSSI threshold value table 36 is a value obtained by adding a required CNR corresponding to each modulation method to the noise floor level.

図5は、アンテナ20から復調部30までの受信ゲインが40dB、ADC26のダイナミックレンジが72dBであって、所望BERを0.001%とした場合における、64QAM(A)およびπ/4シフトQPSK(B)に係る復調可能レンジを示す図である。同図(A)に示すように、64QAMに係る復調可能レンジは、ADC26のダイナミックレンジ72dBから所要CNR25.6dBを引いた46.4dB(アンテナ20入力換算値で−86.4〜−40dBm)であり、RSSI閾値は−86.4dBmとなる。また、同図(B)に示すように、π/4シフトQPSKに係る復調可能レンジは、59.1dB(−99.1〜−40dBm)、RSSI閾値は−99.1dBmとなる。図3に示す他の変調方式についても、同様の方法でRSSI閾値が決定される。   FIG. 5 shows 64 QAM (A) and π / 4 shift QPSK (when the receiving gain from the antenna 20 to the demodulator 30 is 40 dB, the dynamic range of the ADC 26 is 72 dB, and the desired BER is 0.001%. It is a figure which shows the demodulation possible range which concerns on B). As shown in FIG. 6A, the demodulatable range according to 64QAM is 46.4 dB (−86.4 to −40 dBm in terms of antenna 20 input conversion value) obtained by subtracting the required CNR of 25.6 dB from the dynamic range 72 dB of the ADC 26. Yes, the RSSI threshold is -86.4 dBm. Also, as shown in FIG. 5B, the demodulatable range related to π / 4 shift QPSK is 59.1 dB (−99.1 to −40 dBm), and the RSSI threshold is −99.1 dBm. For the other modulation schemes shown in FIG. 3, the RSSI threshold is determined in the same manner.

変調方式管理部38は、各サブチャネルに適用されている変調方式を管理するものであ
り、RSSI判定部40からの要求に応じて、それら各サブチャネルの変調方式をRSSI判定部40に通知する。本移動通信システム10では、π/4シフトQPSK、16Q
AM、64QAM、256QAMなどの変調方式が用いられる。
The modulation scheme management unit 38 manages the modulation scheme applied to each sub-channel, and notifies the RSSI determination unit 40 of the modulation scheme of each sub-channel in response to a request from the RSSI determination unit 40. . In the mobile communication system 10, π / 4 shift QPSK, 16Q
A modulation scheme such as AM, 64QAM, or 256QAM is used.

RSSI判定部40は、RSSI検出部32により検出された全帯域のRSSIを受信利得決定部42に通知する。   The RSSI determination unit 40 notifies the reception gain determination unit 42 of the RSSI of the entire band detected by the RSSI detection unit 32.

また、RSSI判定部40は、各サブチャネルの変調方式を変調方式管理部38から取得するとともに、それら各変調方式に応じたRSSI閾値をRSSI閾値テーブル36から取得する。そして、サブチャネルごとに、RSSI検出部32により検出されたRSSIが復調可能レンジ内(RSSI閾値以上、ADC26の許容入力レベル以下)にあるか否かを判定する。ここで、RSSIがRSSI閾値を上回るサブチャネルについては、そのRSSIが復調可能レンジ内となるような、より所要CNRの高い(シンボルレートの高い)好適な変調方式が存在するか否かをRSSI閾値テーブル36に基づいて判定する。さらに、RSSIがRSSI閾値を下回るサブチャネルについては、そのRSSIが復調可能レンジ内となるような、より所要CNRの低い(シンボルレートの低い)好適な変調方式が存在するか否かをRSSI閾値テーブル36に基づいて判定する。ここで、好適な変調方式が存在すれば当該変調方式およびそのサブチャネルを、存在しなければそのサブチャネルだけを、判定結果としてチャネル制御部44に通知する。   The RSSI determination unit 40 acquires the modulation scheme of each subchannel from the modulation scheme management unit 38 and acquires the RSSI threshold corresponding to each modulation scheme from the RSSI threshold table 36. Then, for each sub-channel, it is determined whether or not the RSSI detected by the RSSI detection unit 32 is within a demodulatable range (more than the RSSI threshold and less than the allowable input level of the ADC 26). Here, for a sub-channel whose RSSI exceeds the RSSI threshold, it is determined whether there is a suitable modulation scheme with a higher required CNR (high symbol rate) such that the RSSI is within the demodulatorable range. The determination is made based on the table 36. Further, for a subchannel whose RSSI is lower than the RSSI threshold, whether there is a suitable modulation scheme with a lower required CNR (a low symbol rate) such that the RSSI is within the demodulation range, the RSSI threshold table. 36 based on the determination. Here, if there is a suitable modulation scheme, the modulation scheme and its subchannel are notified to the channel control unit 44 as a determination result.

受信利得決定部42は、RSSI判定部40から通知されるRSSIとADC26の許容入力レベル(復調可能レンジの上限値)とに基づいて、受信部22から入力されるベースバンド信号のRSSIを調整するための利得を決定する。このとき、RSSIがADC26の許容入力レベルと等しくなるよう、利得を決定することが望ましい。こうすれば、各サブチャネルのRSSIがそれぞれの復調可能レンジ内で増幅されるため、よりスループットの高い通信を実現できるようになる。こうして決定された利得は、DAC28で利得制御電圧に変換された後、AGCアンプ24に入力される。   The reception gain determination unit 42 adjusts the RSSI of the baseband signal input from the reception unit 22 based on the RSSI notified from the RSSI determination unit 40 and the allowable input level of the ADC 26 (the upper limit value of the demodulatable range). Determine the gain for. At this time, it is desirable to determine the gain so that RSSI becomes equal to the allowable input level of the ADC 26. By so doing, the RSSI of each sub-channel is amplified within each demodulatable range, so communication with higher throughput can be realized. The gain thus determined is converted into a gain control voltage by the DAC 28 and then input to the AGC amplifier 24.

チャネル制御部44は、RSSI判定部40から通知される判定結果に基づき、そのサブチャネルが割り当てられた移動局14に対し、通知されたサブチャネルの変調方式を変更するか、ハンドオーバを指示する。すなわち、RSSI判定部40から変調方式およびサブチャネルが通知された場合(よりシンボルレートの高い好適な変調方式か、シンボルレートの低い好適な変調方式が存在する場合)には、該サブチャネルの変調方式を通知された変調方式に変更し、サブチャネルだけが通知された場合には、そのサブチャネルが割り当てられた移動局14に対してハンドオーバを指示する。   Based on the determination result notified from the RSSI determination unit 40, the channel control unit 44 changes the notified subchannel modulation scheme or instructs handover to the mobile station 14 to which the subchannel is assigned. That is, when the modulation scheme and the subchannel are notified from the RSSI determination unit 40 (when a suitable modulation scheme with a higher symbol rate or a suitable modulation scheme with a low symbol rate exists), modulation of the subchannel is performed. When the method is changed to the notified modulation method and only the subchannel is notified, the mobile station 14 to which the subchannel is assigned is instructed to perform handover.

次に、基地局12の受信処理を図6に基づいて説明する。図6は、基地局12の受信処理の一部を示すフロー図である。   Next, the reception process of the base station 12 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a part of the reception process of the base station 12.

同図に示すように、無線信号が受信されると、RSSI検出部32は、FFTにより得られた複素シンボルのサブキャリア成分ごとにRSSIを検出する(S100)。そして、各サブキャリアのRSSIとサブキャリア数とから全帯域のRSSIを算出する(S102)。次に、受信利得決定部42は、ADC26の許容入力レベルを取得し(S104)、S102で検出された全帯域のRSSIとADC26の許容入力レベルを比較する(S106)。許容入力レベルより低い場合には、さらに許容入力レベルに全帯域のRSSIが入るよう利得を決定する。AGCアンプ24は、決定された利得に基づき受信部22から入力されるベースバンド信号の受信レベルを制御する(S108)。   As shown in the figure, when a radio signal is received, the RSSI detection unit 32 detects RSSI for each subcarrier component of the complex symbol obtained by FFT (S100). Then, the RSSI of the entire band is calculated from the RSSI of each subcarrier and the number of subcarriers (S102). Next, the reception gain determination unit 42 acquires the allowable input level of the ADC 26 (S104), and compares the RSSI of the entire band detected in S102 with the allowable input level of the ADC 26 (S106). When the input level is lower than the allowable input level, the gain is determined so that the RSSI of the entire band falls within the allowable input level. The AGC amplifier 24 controls the reception level of the baseband signal input from the receiving unit 22 based on the determined gain (S108).

ここでRSSI検出部32は、各サブキャリアのRSSIとサブキャリア数とから各サブチャネルのRSSIを検出する(S110)。RSSI判定部40は、各サブチャネルの変調方式を変調方式管理部38から取得するとともに、それら各サブチャネルの変調方式に応じたRSSI閾値をRSSI閾値テーブル36から取得する。そして、サブチャネルごとに、S110で検出されたRSSIが,復調可能レンジに対しより上位の変調方式の所要SNRを満足するか判定する(S112)。   Here, the RSSI detector 32 detects the RSSI of each subchannel from the RSSI of each subcarrier and the number of subcarriers (S110). The RSSI determination unit 40 acquires the modulation scheme of each subchannel from the modulation scheme management unit 38 and acquires the RSSI threshold corresponding to the modulation scheme of each subchannel from the RSSI threshold table 36. Then, for each subchannel, it is determined whether the RSSI detected in S110 satisfies the required SNR of a higher modulation scheme with respect to the demodulatable range (S112).

ここで、RSSIが復調可能レンジに対しより上位の変調方式の所要CNR(SNR)を満足しない場合にはそのまま復調処理を行う(S128)。一方、より上位の所要CNR(SNR)を満足する場合には、そのサブチャネルが割り当てられた移動局14に対し、通知されたサブチャネルの変調方式を上位の変調方式に変更するよう通知する(S114)。   Here, if the RSSI does not satisfy the required CNR (SNR) of the higher modulation scheme with respect to the demodulatable range, the demodulation process is performed as it is (S128). On the other hand, when the higher required CNR (SNR) is satisfied, the mobile station 14 to which the subchannel is assigned is notified to change the modulation scheme of the notified subchannel to a higher modulation scheme ( S114).

S106において、S102で検出された全帯域のRSSIがADC26の許容入力レベルより高い場合には、受信利得決定部42は、さらに許容入力レベルに全帯域のRSSIが入るよう利得を決定する(利得を下げる)。AGCアンプ24は、決定された利得に基づき受信部22から入力されるベースバンド信号の受信レベルを制御する(S116)。   In S106, when the RSSI of the entire band detected in S102 is higher than the allowable input level of the ADC 26, the reception gain determining unit 42 further determines the gain so that the RSSI of the entire band falls within the allowable input level (the gain Lower). The AGC amplifier 24 controls the reception level of the baseband signal input from the receiving unit 22 based on the determined gain (S116).

ここでRSSI検出部32は、各サブキャリアのRSSIとサブキャリア数とから各サブチャネル毎のRSSIを検出する(S118)。RSSI判定部40は、各サブチャネルの変調方式を変調方式管理部38から取得するとともに、それら各サブチャネルの変調方式に応じたRSSI閾値をRSSI閾値テーブル36から取得する。そして、サブチャネルごとに、S118で検出されたRSSIが、復調可能レンジの所要CNR(SNR)を満足するか判定する(S120)。満足する場合には、そのまま復調処理を行う(S128)。   Here, the RSSI detection unit 32 detects the RSSI for each subchannel from the RSSI of each subcarrier and the number of subcarriers (S118). The RSSI determination unit 40 acquires the modulation scheme of each subchannel from the modulation scheme management unit 38 and acquires the RSSI threshold corresponding to the modulation scheme of each subchannel from the RSSI threshold table 36. Then, for each subchannel, it is determined whether the RSSI detected in S118 satisfies the required CNR (SNR) of the demodulatable range (S120). If satisfied, the demodulation process is performed as it is (S128).

一方、S120において、復調可能レンジの所要CNR(SNR)を満足していない場合に、RSSI判定部40は、より下位の変調方式の所要CNR(SNR)の下限値を満足するかどうかさらに判定する(S122)。ここで、より下位の変調方式の所要CNR(SNR)を満足していれば下位の変調方式を割当て(S124)、いずれの変調方式の所要CNR(SNR)の下限値も満足しない場合には、そのサブチャネルが割り当てられた移動局14に対し、ハンドオーバを指示する(S126)。   On the other hand, if the required CNR (SNR) of the demodulatable range is not satisfied in S120, the RSSI determination unit 40 further determines whether or not the lower limit value of the required CNR (SNR) of the lower modulation scheme is satisfied. (S122). Here, if the required CNR (SNR) of the lower modulation scheme is satisfied, the lower modulation scheme is assigned (S124), and if the lower limit of the required CNR (SNR) of any modulation scheme is not satisfied, A handover is instructed to the mobile station 14 to which the subchannel is assigned (S126).

以上説明した移動通信システム10によれば、基地局12において、受信された信号の受信レベルをAGCアンプ24により制御するとともに、ADC26のダイナミックレンジと各サブチャネルの変調方式とに基づいて取得される復調可能レンジに応じて、サブチャネルごとに信号の復調可否を判定する。こうして、移動局14の送信電力制御によることなく、OFDMAによる受信信号の受信
レベルを好適に制御することができる。
According to the mobile communication system 10 described above, at the base station 12, the reception level of the received signal is controlled by the AGC amplifier 24 and acquired based on the dynamic range of the ADC 26 and the modulation scheme of each subchannel. Whether or not the signal can be demodulated is determined for each sub-channel according to the demodulation possible range. In this way, it is possible to suitably control the reception level of the received signal by OFDMA without using the transmission power control of the mobile station 14.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible.

たとえば、上記実施形態では、OFDMA方式およびTDMA/TDD方式を採用した移動通信システムに本発明を適用したが、本発明はOFDMA方式を採用する通信システム全般に適用可能である。   For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a mobile communication system adopting the OFDMA scheme and the TDMA / TDD scheme, but the present invention is applicable to all communication systems employing the OFDMA scheme.

また、上記実施形態では、ADC26のダイナミックレンジおよび変調方式に応じた所要CNRのみに基づいて復調可能レンジを決定したが、受信回路を構成する他の要素にさらに基づいて復調可能レンジを決定してもよい。なお、上記実施形態では、復調可能レンジの上限値が全サブチャネルで同じ(ADC26の許容入力レベル)であったが、復調可能レンジの上限値がサブチャネルによって異なるOFDMA受信装置にも、本発明は適用可能である。   In the above embodiment, the demodulatorable range is determined based only on the required CNR corresponding to the dynamic range of the ADC 26 and the modulation method. However, the demodulatorable range is determined based on other elements constituting the receiving circuit. Also good. In the above-described embodiment, the upper limit value of the demodulatable range is the same for all subchannels (allowable input level of the ADC 26). Is applicable.

10 移動通信システム、12 基地局、14 移動局、20 アンテナ、22 受信部、24 AGCアンプ、26 ADC(A/Dコンバータ)、28 DAC(D/Aコンバータ)、30 復調部、32 RSSI検出部、34 制御部、36 RSSI閾値テーブル、38 変調方式管理部、40 RSSI判定部、42 受信利得決定部、44
チャネル制御部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mobile communication system, 12 Base station, 14 Mobile station, 20 Antenna, 22 Receiver, 24 AGC amplifier, 26 ADC (A / D converter), 28 DAC (D / A converter), 30 Demodulator, 32 RSSI detector , 34 control unit, 36 RSSI threshold value table, 38 modulation scheme management unit, 40 RSSI determination unit, 42 reception gain determination unit, 44
Channel control unit.

Claims (5)

直交周波数分割多元接続方式に基づく複数のサブチャネルを用いて、複数の通信装置それぞれから送信される信号を受信するOFDMA受信装置であって、
前記受信された信号に対する利得を決定する受信利得決定手段と、
前記受信利得決定手段により決定された利得に応じて、前記受信された信号の受信レベルを制御する受信レベル制御手段と、
前記受信レベル制御手段により制御された受信レベルのうち、全サブチャネルの受信レベルである第一の受信レベルを検出する第一受信レベル検出手段と、
前記第一受信レベル検出手段により検出された第一の受信レベルが前記OFDMA受信装置の受信レベルの範囲である第一復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第一受信レベル判定手段と、
を含み、
前記受信利得決定手段は、前記第一受信レベル検出手段により検出された第一受信レベルが、前記復調可能レンジより高い場合には、前記利得を上げる、
ことを特徴とするOFDMA受信装置。
An OFDMA receiver that receives signals transmitted from a plurality of communication devices using a plurality of subchannels based on an orthogonal frequency division multiple access scheme,
Receiving gain determining means for determining a gain for the received signal;
Reception level control means for controlling the reception level of the received signal in accordance with the gain determined by the reception gain determination means;
Of the reception levels controlled by the reception level control means, first reception level detection means for detecting a first reception level that is a reception level of all subchannels;
First reception level determination means for determining whether or not the first reception level detected by the first reception level detection means is within a first demodulatable range that is a range of reception levels of the OFDMA receiver;
Including
The reception gain determination means increases the gain when the first reception level detected by the first reception level detection means is higher than the demodulatable range.
An OFDMA receiver characterized by that.
請求項1に記載のOFDMA受信装置において、
前記受信レベル制御手段により制御された受信レベルのうち、各サブチャネル毎の受信レベルである第二の受信レベルを検出する第二受信レベル検出手段と、
前記第二受信レベル検出手段により検出された第二の受信レベルが前記OFDMA受信装置の各サブチャネル毎の変調方式に応じた受信レベルの範囲である第二復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第二受信レベル判定手段と、
を含み、
前記第二の受信レベルが前記第二復調可能レンジ内よりも低い場合には当該サブチャネルの変調方式を所要受信レベルがより低い変調方式に変更するよう送信装置に対し指示する、
ことを特徴とするOFDMA受信装置。
The OFDMA receiver according to claim 1, wherein
Of the reception levels controlled by the reception level control means, second reception level detection means for detecting a second reception level that is a reception level for each subchannel;
Whether or not the second reception level detected by the second reception level detection means is within a second demodulatable range that is a reception level range corresponding to a modulation method for each subchannel of the OFDMA receiver. Second receiving level determining means for determining;
Including
When the second reception level is lower than the second demodulatable range, the transmission apparatus is instructed to change the modulation scheme of the subchannel to a modulation scheme having a lower required reception level.
An OFDMA receiver characterized by that.
請求項2に記載のOFDMA受信装置において、
前記第二の受信レベルが、いずれの前記第二復調可能レンジ内よりも低い場合には当該サブチャネルにおける通信を行う移動局に対し、ハンドオーバを指示する、
ことを特徴とするOFDMA受信装置。
The OFDMA receiver according to claim 2, wherein
When the second reception level is lower than any of the second demodulatable ranges, the mobile station that performs communication in the subchannel is instructed to perform handover.
An OFDMA receiver characterized by that.
請求項1または3に記載のOFDMA受信装置において、
前記第一の受信レベルは、各サブキャリア毎の受信レベルと使用サブキャリア数により算出される、
ことを特徴とするOFDMA受信装置。
The OFDMA receiver according to claim 1 or 3,
The first reception level is calculated from the reception level for each subcarrier and the number of used subcarriers.
An OFDMA receiver characterized by that.
直交周波数分割多元接続方式に基づく複数のサブチャネルを用いて、複数の通信装置それぞれから送信される信号を受信するOFDMA受信方法であって、
前記受信された信号に対する利得を決定する受信利得決定ステップと、
前記受信利得決定ステップにより決定された利得に応じて、前記受信された信号の受信レベルを制御する受信レベル制御ステップと、
前記受信レベル制御ステップにより制御された受信レベルのうち、全サブチャネルの受信レベルである第一の受信レベルを検出する第一受信レベル検出ステップと、
前記第一受信レベル検出ステップにより検出された第一の受信レベルが前記OFDMA受信装置の受信レベルの範囲である第一復調可能レンジ内にあるか否かを判定する第一受信レベル判定ステップと、
を含み、
前記受信利得決定ステップは、前記第一受信レベル検出ステップにより検出された第一受信レベルが、前記復調可能レンジより低い場合には、前記利得を上げる、
ことを特徴とするOFDMA受信方法。
An OFDMA receiving method for receiving signals transmitted from a plurality of communication devices using a plurality of subchannels based on an orthogonal frequency division multiple access scheme,
A receiving gain determining step for determining a gain for the received signal;
A reception level control step for controlling a reception level of the received signal according to the gain determined by the reception gain determination step;
A first reception level detection step of detecting a first reception level that is a reception level of all subchannels among the reception levels controlled by the reception level control step;
A first reception level determination step for determining whether or not the first reception level detected by the first reception level detection step is within a first demodulatable range that is a range of the reception level of the OFDMA receiver;
Including
The reception gain determination step increases the gain when the first reception level detected by the first reception level detection step is lower than the demodulatable range;
An OFDMA receiving method.
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