JP4658727B2 - Adaptive modulation control apparatus, radio communication apparatus, and adaptive modulation control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝搬路の品質に応じて複数の変調パラメータからいずれかを選択する変調方式の制御に関する。 The present invention relates to modulation scheme control for selecting one of a plurality of modulation parameters in accordance with the quality of a propagation path.
従来から知られている適応変調通信では、複数の変調方式、誤り訂正の符号化率またはこれらの組み合わせからなる変調パラメータ(MCS:Modulation and Coding Scheme)を適応的に選択する際の基準とするために、伝搬路の状態の推定を行なう。 In conventionally known adaptive modulation communication, a modulation parameter (MCS: Modulation and Coding Scheme) composed of a plurality of modulation schemes, error correction coding rates, or a combination thereof is used as a reference for adaptive selection. Next, the state of the propagation path is estimated.
一般的に、伝搬路の状態は、無線フレームに挿入された既知信号であるプリアンブルを用いて、その受信状態から信号対雑音電力比(SNR:Signal to Noise Ratio)などといった値として推定を行なう。さらに、マルチキャリア伝送方式におけるサブキャリア適応変調通信では、サブキャリア毎の伝搬路状態を推定し、サブキャリア毎に変調パラメータを選択する。 In general, the state of the propagation path is estimated as a value such as a signal-to-noise ratio (SNR) from the reception state using a preamble which is a known signal inserted into a radio frame. Further, in subcarrier adaptive modulation communication in a multicarrier transmission scheme, a propagation path state for each subcarrier is estimated, and a modulation parameter is selected for each subcarrier.
しかしながら、送信単位内での伝搬路変動を考慮しない適応変調システムにおいて、図19に示すように、変調方式を選択した時刻での伝搬路状態が送信単位内で変動した場合、送信単位の途中で受信レベルが低下し、送信時に選択した変調方式では所要品質を満たさないという状況が生じる。 However, in an adaptive modulation system that does not consider propagation path fluctuation within the transmission unit, as shown in FIG. 19, when the propagation path state at the time when the modulation method is selected varies within the transmission unit, A situation occurs in which the reception level is lowered and the modulation scheme selected at the time of transmission does not satisfy the required quality.
適応変調を適用するシステムにおいて、フェージング変動による受信品質の劣化を軽減するために、最大ドップラー周波数fdを推定するブロックを設けて、ドップラー周波数が大きいと推定された場合に送信レートの低い変調方式を選択するようにするという方法が提案されている(非特許文献1)。また、ドップラー周波数が小さい場合に外挿による伝搬路推定を行って適応変調を適用し、ドップラー周波数が大きい場合には最小のビットレートを選択するという方法が提案されている(特許文献1)。 In a system to which adaptive modulation is applied, a block for estimating the maximum Doppler frequency fd is provided in order to reduce deterioration of reception quality due to fading fluctuation, and a modulation scheme having a low transmission rate is used when the Doppler frequency is estimated to be large. A method of making a selection has been proposed (Non-Patent Document 1). Further, a method has been proposed in which adaptive modulation is applied by performing propagation path estimation by extrapolation when the Doppler frequency is low, and the minimum bit rate is selected when the Doppler frequency is high (Patent Document 1).
以下では、適応変調システムの従来例として特許文献1について説明する。従来例においてTDD(Time Division Duplex)システムを採用した場合の受信機のブロック構成およびfd推定部2009のブロック構成それぞれを図20および図21に示す。受信機はfd推定部2009を有する。受信信号は帯域通過フィルタ(BPF:Band Pass Filter)2001で帯域制限された後、自動利得制御部(AGC:Automatic Gain Controller)2002および自動周波数制御部(AFC:Automatic Frequency Controller)2003においてそれぞれ受信レベルと周波数を調整され、直交復調ブロック2004で局部発振器2005からの入力に基づいて直交復調される。直交復調された信号は、低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)2006を通した後、フェージング歪推定・補償ブロック2007とfd推定部2009に送られる。フェージング歪推定・補償ブロック2007でフェージングを補償された信号は、判定ブロック2008において出力データ2011が取り出される。一方、fd推定部2009では直交復調された信号から、図21に示す構成を用いてfdを推定する。fd推定値データ2010は送信時の適応変調に利用される。
Below,
また、図21に示すように、fd推定部2009は、パイロットシンボルのデータ抽出部2112において、パイロットシンボルのデータを抽出し、正規化移動距離算出部2113が、このパイロットシンボルのデータ抽出部2112の出力信号に対して正規化移動距離を算出する。また、スライディング平均出力部2114において、正規化移動距離算出部2113の出力信号に基づいて、スライディング平均の出力がなされ、fd推定部出力部2115において、fd推定部2009としての出力がなされる。
Further, as shown in FIG. 21, fd estimating
次に、fd推定値データを考慮した適応変調について説明する。図22に変調方式選択に用いるテーブルを示す。図22(a)、(b)、(c)における縦軸は、キャリア電力対雑音電力密度比(C/N0)であり、横軸は、シンボル周期Tsで規格化した遅延分散σ(σ/Ts)であり、これらのテーブルに基づいてC/N0と遅延分散から変調方式を決定する。fd推定値データ2010が小さいレベルである場合にはテーブル(a)を参照し、QPSK、16QAM、64QAMのいずれかから変調方式を選択するような適応変調を適用して送信レートを向上させる。fd推定値データ2010が中くらいのレベルである場合にはテーブル(b)を参照し、QPSK、16QAMのいずれかから変調方式を選択するような適応変調を適用する。fd推定値データ2010が大きいレベルである場合には、テーブル(c)のようにC/N0と遅延分散に依らず最小レートであるQPSKを用いて誤り率を軽減する。 Next, adaptive modulation considering fd estimated value data will be described. FIG. 22 shows a table used for modulation method selection. 22 (a), (b), and (c), the vertical axis represents the carrier power-to-noise power density ratio (C / N 0 ), and the horizontal axis represents the delay dispersion σ (σ that is normalized by the symbol period Ts. / Ts), and the modulation scheme is determined from C / N 0 and delay dispersion based on these tables. When the fd estimated value data 2010 is at a low level, the transmission rate is improved by referring to the table (a) and applying adaptive modulation in which a modulation scheme is selected from any one of QPSK, 16QAM, and 64QAM. When the fd estimated value data 2010 is at a medium level, the table (b) is referred to, and adaptive modulation for selecting a modulation method from either QPSK or 16QAM is applied. When the fd estimated value data 2010 is at a large level, the error rate is reduced using QPSK which is the minimum rate regardless of C / N 0 and delay dispersion as shown in the table (c).
以上のように、fd推定値データ2010に応じて適応変調における変調方式選択のためのテーブルを変えることにより、フェージング変動が大きい場合に伝送品質の劣化を軽減することができる。 As described above, by changing the modulation method selection table in adaptive modulation according to the fd estimated value data 2010, it is possible to reduce deterioration in transmission quality when fading fluctuation is large.
また、特許文献1において、変調方式選択の精度を向上させるために、公知の技術である送信時の伝搬路情報を過去複数回分の受信時の伝搬路情報を外挿するという手法が用いられている。外挿による伝搬路推定の一例として、1次の外挿による伝搬路の推定方法を図23に示す。図23に示すように、k番目の送信時における伝搬路推定値2304は、k-1番目の送信単位における伝搬路値2301とk-2番目の送信単位における伝搬路値2302を結ぶ直線2303から求めることができる。なお、この例では過去の2点の伝搬路値を直線で結ぶという方法を取っているが、過去の複数の点における伝搬路値を多項式近似することによりk番目の送信単位内における伝搬路を推定できることが知られている。
しかしながら、前記の従来例では送信時の伝搬路推定値とドップラー周波数を基にして、送信単位内すべてのシンボルにおける変調方式を決定するため、伝搬路変動がある場合に送信単位のすべてのシンボルで予め低い伝送レートの変調方式を選択してしまう。そのため、受信レベルが高い送信単位前部のシンボルにおいても低い伝送レートの変調方式を採用するため、伝送効率が低下するという問題があった。すなわち、図24に示すように、実際の伝搬路のSNR2401に対して、送信開始時のSNR推定値2402は、MCS1の所要SNR2403を満たしているが、フレーム2405の終端では伝搬路変動によりMCS1の所要SNR2403を満たさなくなるので、それより伝送レートの低いMCS2を選択しなければならない。フレーム2405の前半では受信レベルが高いにもかかわらず全体として低い伝送レートの変調方式を採用するため、伝送効率が低下してしまう。
However, in the above-described conventional example, the modulation scheme for all symbols in the transmission unit is determined based on the propagation path estimation value and the Doppler frequency at the time of transmission. A modulation scheme with a low transmission rate is selected in advance. For this reason, there is a problem in that the transmission efficiency is lowered because the low transmission rate modulation method is adopted even in the symbol at the front of the transmission unit having a high reception level. That is, as shown in FIG. 24, the SNR estimated value 2402 at the start of transmission satisfies the required SNR 2403 of MCS1 with respect to the actual SNR 2401 of the propagation path. Since the required SNR 2403 is not satisfied, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替える適応変調制御装置、適応変調制御方法、並びに、適応変調制御及び方法を適用した無線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an adaptive modulation control apparatus, an adaptive modulation control method, and a wireless communication apparatus to which the adaptive modulation control and method are applied, which switches a modulation parameter in the middle of one transmission unit. The purpose is to provide.
(1)本発明に係る適応変調制御装置の一態様は、変調方式または符号化率の少なくとも一方から定められる複数の変調パラメータからいずれか一つの変調パラメータを選択する適応変調制御装置であって、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるための切替制御信号を出力する切替制御部と、
一つの変調パラメータを選択し、さらに前記切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択部と、を備えることを特徴とする。
(1) One aspect of an adaptive modulation control apparatus according to the present invention is an adaptive modulation control apparatus that selects any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate, A switching control unit for determining to switch the modulation parameter in the middle of one transmission unit and outputting a switching control signal for switching the modulation parameter;
And a selection unit that selects one modulation parameter and selects a modulation parameter again based on the switching control signal.
このように、この適応変調制御装置によれば、データシンボル列へ使用する変調パラメータをフレームの途中で切り替えることができる。これにより、伝搬路状況の変動に応じた変調パラメータを選択することができる。また、フレーム全体において、所要品質を満たすような変調パラメータを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能となり、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。
(2)また、本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路変動情報または送信先通信機の移動速度を示す移動速度情報の少なくとも一方を切替判定情報として入力し、前記切替判定情報に基づいて、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定することを特徴とする。
Thus, according to this adaptive modulation control apparatus, the modulation parameter used for the data symbol sequence can be switched in the middle of the frame. Thereby, the modulation parameter according to the fluctuation | variation of a propagation path condition can be selected. Also, it is possible to modulate and encode the data symbol sequence using modulation parameters that satisfy the required quality throughout the entire frame, and suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations within the frame. can do.
(2) Further, in the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit receives at least one of propagation path fluctuation information indicating a propagation path fluctuation estimation result or movement speed information indicating a movement speed of a destination communication device. It is input as switching determination information, and based on the switching determination information, it is determined to switch a modulation parameter in the middle of one transmission unit.
このように、伝搬路変動状況または移動速度情報とのいずれかに基づいて変調パラメータの切替を判定することができる。これにより、伝搬路の変動を反映して変調パラメータの切替を判断することができる。
(3)さらに、本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、伝搬路情報を入力し、前記伝搬路情報に応じて変調パラメータを選択することを特徴とする。
In this way, switching of the modulation parameter can be determined based on either the propagation path fluctuation state or the moving speed information. As a result, it is possible to determine switching of the modulation parameter reflecting the fluctuation of the propagation path.
(3) Further, in the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit inputs propagation path information, and selects a modulation parameter according to the propagation path information.
このように、伝搬路情報に基づいて、変調パラメータを選択することができる。
(4)本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、変調パラメータ情報を入力し、前記変調パラメータ情報に応じて変調パラメータを選択することを特徴とする。
In this way, the modulation parameter can be selected based on the propagation path information.
(4) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit receives modulation parameter information and selects a modulation parameter according to the modulation parameter information.
このように、変調パラメータ情報に基づいて、変調パラメータを選択することができる。これにより、選択する変調パラメータを変調パラメータ情報を選択部へ通知することにより、変調パラメータを指示することができる。 In this way, the modulation parameter can be selected based on the modulation parameter information. Thus, the modulation parameter can be instructed by notifying the selection unit of the modulation parameter information about the modulation parameter to be selected.
(5)本発明に係る適応変調制御装置において、前記適応変調制御装置は、マルチキャリア通信方式で無線通信を行なう無線通信装置に用いられ、前記選択部は、一つあるいは複数のサブキャリア単位で変調パラメータを選択することを特徴とする。 (5) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the adaptive modulation control apparatus is used in a radio communication apparatus that performs radio communication using a multicarrier communication scheme, and the selection unit is in units of one or a plurality of subcarriers. A modulation parameter is selected.
このように、複数のサブキャリア毎に変調パラメータを選択することができる。これにより、変調パラメータの切り替えにかかわる処理量を抑制することができる。 In this way, the modulation parameter can be selected for each of a plurality of subcarriers. Thereby, it is possible to suppress a processing amount related to switching of the modulation parameter.
(6)本発明に係る適応変調制御装置において、前記適応変調制御装置は、マルチキャリア通信方式で無線通信を行なう無線通信装置に用いられ、前記切替制御部は、一つあるいは複数のサブキャリア単位で、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定することを特徴とする。 (6) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the adaptive modulation control apparatus is used in a radio communication apparatus that performs radio communication using a multicarrier communication scheme, and the switching control unit includes one or a plurality of subcarrier units. Thus, it is determined that the modulation parameter is switched in the middle of one transmission unit.
このように、複数のサブキャリア毎に変調パラメータの切り替えを判定することができる。これにより、変調パラメータの切り替えにかかわる処理量を抑制することができる。 In this way, switching of the modulation parameter can be determined for each of a plurality of subcarriers. Thereby, it is possible to suppress a processing amount related to switching of the modulation parameter.
(7)また、本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、再度選択する変調パラメータとして、前記一つの変調パラメータに比べ、低い伝送レートと同じ伝送レートとのいずれかの変調パラメータを選択することを特徴とする。 (7) Moreover, in the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit selects a modulation parameter having a transmission rate that is the same as or lower than the one modulation parameter as a modulation parameter to be selected again. It is characterized by selecting.
このように、伝搬路の品質が低下する場合に、伝送レートを下げる変調パラメータへ切り替えることができる。これにより、伝搬路状況が低下に伴うデータ伝送品質の劣化を抑えることが可能となる。 Thus, when the quality of the propagation path is lowered, it is possible to switch to a modulation parameter that lowers the transmission rate. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the data transmission quality accompanying the decrease in the propagation path condition.
(8)さらに、本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御信号を入力し、前記切替制御信号に示される切替情報を含むシンボルを生成する生成部を、更に備えることを特徴とする。 (8) The adaptive modulation control apparatus according to the present invention further includes a generation unit that receives the switching control signal and generates a symbol including switching information indicated by the switching control signal.
このように、切替制御信号が示す切替情報を含む制御情報を生成することができる。これにより、通信先へ、切替情報を通知することが可能となり、送信先において、切替情報に基づいた変調・復号が可能となる。 In this way, control information including switching information indicated by the switching control signal can be generated. As a result, the communication destination can be notified of the switching information, and the transmission destination can perform modulation / decoding based on the switching information.
(9)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替情報は、変調パラメータを切り替えるか否かの指示の情報を含むことを特徴とすることを特徴とする。 (9) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching information includes information on an instruction as to whether or not to switch modulation parameters.
このように、変調パラメータを切り替えるか否かを制御情報によって通信先へ通知することができる。これにより、通信先では、予め取り決めた切替制御を実施することができる。 In this way, it is possible to notify the communication destination by the control information whether or not to switch the modulation parameter. As a result, the communication destination can perform switching control determined in advance.
(10)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替情報は、変調パラメータを切り替える一つ以上の位置の情報を含むことを特徴とする。 (10) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching information includes information of one or more positions for switching modulation parameters.
このように、変調パラメータを切り替えるデータシンボル列の位置を通信先へ通知することができる。これにより、通信先では、指定された位置で変調パラメータを着替えることができる。 In this way, the communication destination can be notified of the position of the data symbol sequence for switching the modulation parameter. As a result, the communication destination can change the modulation parameter at the designated position.
(11)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替情報は、切り替える変調パラメータを一つ以上指定する情報を含むことを特徴とする。 (11) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching information includes information specifying one or more modulation parameters to be switched.
このように、切り替える一つ以上の変調パラメータを通信先へ通知することができる。これにより、通信先では、通知された一以上の変調パラメータを切り替えて用いることが可能となる。 In this way, one or more modulation parameters to be switched can be notified to the communication destination. As a result, the communication destination can switch and use one or more notified modulation parameters.
(12)本発明に係る適応変調制御装置において、前記生成部は、前記切り替える変調パラメータの情報を、一送信単位内の変調パラメータ切り替え開始位置への挿入を指示することを特徴とする。 (12) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the generation unit instructs insertion of the modulation parameter information to be switched into a modulation parameter switching start position within one transmission unit.
このように、変調パラメータを切り替える直前に、切り替える変調パラメータを通知することができる。 Thus, the modulation parameter to be switched can be notified immediately before switching the modulation parameter.
(13)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、変調パラメータを切り替える位置を保持し、前記一送信単位が前記位置に到達することを検出し、前記位置を通知する切替制御信号を出力し、前記選択部は、前記切替制御信号に基づいて、予め定めた選択手順で再度変調パラメータを選択することを特徴とする。 (13) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit holds a position for switching a modulation parameter, detects that the one transmission unit reaches the position, and notifies the position. A signal is output, and the selection unit selects a modulation parameter again according to a predetermined selection procedure based on the switching control signal.
このように、変調パラメータを所定の位置で切り替えることができる。また、切り替える変調パラメータは、予め定められた手法で選択部により特定することが可能となる。 In this way, the modulation parameter can be switched at a predetermined position. Also, the modulation parameter to be switched can be specified by the selection unit using a predetermined method.
(14)本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、前記切替制御信号に基づいて、予め定めた選択手順で再度変調パラメータを選択することを特徴とする。 (14) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit selects a modulation parameter again according to a predetermined selection procedure based on the switching control signal.
このように、切替信号を選択部に通知することにより、変調パラメータを切り替えることができる。また、選択部は予め定める選択基準により変調パラメータを切り替えることができるため、制御情報として通知する情報量を抑制することができる。 In this way, the modulation parameter can be switched by notifying the selection unit of the switching signal. In addition, since the selection unit can switch the modulation parameter according to a predetermined selection criterion, the amount of information notified as control information can be suppressed.
(15)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、変調パラメータを切り替える位置を保持し、前記一送信単位が前記位置に到達することを検出し、前記位置を通知する切替制御信号を出力することを特徴とする。 (15) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit holds a position for switching a modulation parameter, detects that the one transmission unit reaches the position, and notifies the position. A signal is output.
このように、変調パラメータを切り替えることを通信先に通知することによって、予め定めた位置で変調パラメータを切り替えることができる。 In this way, by notifying the communication destination that the modulation parameter is switched, the modulation parameter can be switched at a predetermined position.
(16)本発明に係る適応変調制御装置において、前記生成部は、前記切り替える変調パラメータを一つ以上指定する情報を、切り替える直前の変調パラメータとの差分情報とすることを特徴とする。 (16) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the generation unit uses the information specifying one or more modulation parameters to be switched as difference information from the modulation parameter immediately before switching.
このように、変調パラメータを複数通知することに比べ、少ない情報量で複数の変調パラメータを通信先へ通知することができる。 As described above, a plurality of modulation parameters can be notified to a communication destination with a small amount of information, compared to a case where a plurality of modulation parameters are notified.
(17)本発明に係る適応変調制御装置において、前記生成部は、前記差分情報を、切り替える直前の変調パラメータと比べ、変調パラメータの相対的なレベルの度合いを指定することを特徴とする。 (17) The adaptive modulation control apparatus according to the present invention is characterized in that the generation unit specifies a relative level degree of a modulation parameter compared to the modulation parameter immediately before switching.
このように、切り替える変調パラメータを相対的なレベルを指定することにより特定することができ、制御情報として通知する情報量を抑制することができる。 Thus, the modulation parameter to be switched can be specified by specifying a relative level, and the amount of information notified as control information can be suppressed.
(18)本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、前記再度選択する変調パラメータとして、予め定める変調パラメータを選択することを特徴とする。 (18) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit selects a predetermined modulation parameter as the modulation parameter to be selected again.
このように、システムで予め定める変調パラメータへ切り替えることができる。 In this way, it is possible to switch to a modulation parameter predetermined by the system.
(19)本発明に係る適応変調制御装置において、前記選択部は、予め定める変調パラメータとして、最低レートの変調パラメータを選択することを特徴とする。 (19) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the selection unit selects a modulation parameter having a lowest rate as a predetermined modulation parameter.
このように、伝搬路状況が低下する場合に、予め定める最低レートの変調パラメータへ切り替えることができる。また、切り替える変調パラメータを通知することなく最低レートの変調パラメータへ切り替えることが可能となる。 In this way, when the propagation path condition is lowered, it is possible to switch to a modulation parameter having a predetermined minimum rate. Further, it is possible to switch to the modulation parameter of the lowest rate without notifying the modulation parameter to be switched.
(20)本発明に係る適応変調制御装置において、前記生成部は、変調パラメータを切り替える一つ以上の位置の情報を、それぞれの変調パラメータで伝送するデータ長とすることを特徴とする。 (20) The adaptive modulation control apparatus according to the present invention is characterized in that the generation unit sets information on one or more positions for switching modulation parameters to a data length to be transmitted with each modulation parameter.
このように、データシンボル列の位置情報を、データ長を用いて特定することができる。 Thus, the position information of the data symbol sequence can be specified using the data length.
(21)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、前記切替判定情報としてドップラー周波数を指標とすることを特徴とする。 (21) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit uses a Doppler frequency as an index as the switching determination information.
このように、ドップラー周波数を用いて変調パラメータを切り替えることを制御することができる。これにより、通信先の移動速度を用いて変調パラメータの切り替えを制御することができる。 In this way, it is possible to control switching of the modulation parameter using the Doppler frequency. Thereby, the switching of the modulation parameter can be controlled using the moving speed of the communication destination.
(22)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、前記ドップラー周波数が、予め設定した閾値より大きい場合に、変調パラメータを切り替えることを特徴とする。 (22) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit switches a modulation parameter when the Doppler frequency is larger than a preset threshold value.
このように、ドップラー周波数が閾値より大きい場合を伝搬路変動が大きいと解釈して変調パラメータを切り替えることを制御することができる。 As described above, when the Doppler frequency is larger than the threshold value, it is possible to control that the modulation parameter is switched by interpreting that the propagation path fluctuation is large.
(23)本発明に係る適応変調制御装置において、前記切替制御部は、さらに、適応変調周期を入力し、前記ドップラー周波数と前記適応変調周期との積が、予め設定した閾値より大きい場合に、変調パラメータを切り替えることを特徴とする。 (23) In the adaptive modulation control apparatus according to the present invention, the switching control unit further inputs an adaptive modulation period, and when the product of the Doppler frequency and the adaptive modulation period is greater than a preset threshold value, The modulation parameter is switched.
このように、ドップラー周波数と適応変調周期との積を用いて伝搬路変動の大小を判定することができる。 In this way, the magnitude of the propagation path fluctuation can be determined using the product of the Doppler frequency and the adaptive modulation period.
(24)また、本発明に係る適応変調制御装置の別の一態様は、変調方式または符号化率の少なくとも一方から定められる複数の変調パラメータからいずれか一つの変調パラメータを選択する適応変調制御装置であって、変調パラメータを切り替える一送信単位の途中の位置を保持し、前記一送信単位が前記位置に到達することを検出し、前記位置を通知する切替制御信号を出力する切替制御部と、伝搬路情報を入力し、前記伝搬路情報に応じて、一つの変調パラメータを選択し、前記切替制御部から入力した切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択部と、を備えることを特徴とする。 (24) Another aspect of the adaptive modulation control apparatus according to the present invention is an adaptive modulation control apparatus that selects any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate. A switching control unit that holds a position in the middle of one transmission unit for switching the modulation parameter, detects that the one transmission unit reaches the position, and outputs a switching control signal notifying the position; A selection unit that inputs propagation path information, selects one modulation parameter according to the propagation path information, and selects a modulation parameter again based on the switching control signal input from the switching control unit; It is characterized by.
このように、この適応変調制御装置によれば、データシンボル列へ使用する変調パラメータをフレームの途中で切り替えることができる。これにより、伝搬路状況の品質低下に応じて変調パラメータを切り替えることができる。また、フレーム全体において、所要品質を満たすような変調パラメータを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能となり、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。 Thus, according to this adaptive modulation control apparatus, the modulation parameter used for the data symbol sequence can be switched in the middle of the frame. As a result, the modulation parameter can be switched in accordance with the quality degradation of the propagation path condition. Also, it is possible to modulate and encode the data symbol sequence using modulation parameters that satisfy the required quality throughout the entire frame, and suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations within the frame. can do.
(25)また、本発明に係る無線通信装置の一態様は、送信側装置から、伝搬路状態の推定結果を示す伝搬路情報と、伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路変動情報と、変調パラメータを示す変調パラメータ情報との少なくともいずれか一つを受信する受信部と、請求項1から請求項18のいずれかに記載の適応変調制御装置と、前記適応変調制御装置から出力される変調パラメータを用いて変調したデータを送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
(25) In addition, according to one aspect of the wireless communication device of the invention, from the transmission-side device, propagation path information indicating a propagation path state estimation result, propagation path fluctuation information indicating a propagation path fluctuation estimation result, and modulation A receiving unit that receives at least one of modulation parameter information indicating a parameter, the adaptive modulation control device according to any one of
このように、この無線通信装置によれば、データシンボル列へ使用する変調パラメータをフレームの途中で切り替えることができる。これにより、伝搬路状況の変動に応じた変調パラメータを切り替えることができる。また、フレーム全体において、所要品質を満たすような変調パラメータを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能となり、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。 Thus, according to this wireless communication apparatus, the modulation parameter used for the data symbol sequence can be switched in the middle of the frame. Thereby, the modulation parameter according to the fluctuation | variation of a propagation path condition can be switched. Also, it is possible to modulate and encode the data symbol sequence using modulation parameters that satisfy the required quality throughout the entire frame, and suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations within the frame. can do.
(26)また、本発明に係る第二無線通信装置の一態様は、請求項25記載の無線通信装置と通信を行う第二無線通信装置であって、伝搬路状態の推定結果を示す伝搬路情報と、伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路変動情報と、変調パラメータを示す変調パラメータ情報との少なくともいずれか一つを送信する送信部と、前記無線通信装置に備えられた適応変調制御装置から出力される変調パラメータを用いて変調された信号を受信する受信部と、を備えることを特徴とする。 (26) Moreover, one aspect of the second wireless communication apparatus according to the present invention is a second wireless communication apparatus that communicates with the wireless communication apparatus according to claim 25, wherein the propagation path indicates the estimation result of the propagation path state. A transmission section that transmits at least one of information, propagation path fluctuation information indicating an estimation result of propagation path fluctuation, and modulation parameter information indicating a modulation parameter; and an adaptive modulation control apparatus provided in the wireless communication apparatus And a reception unit that receives a signal modulated using the modulation parameter output from.
このように、この第二無線通信装置によれば、変調パラメータを切り替え可能な通信先の無線通信装置へ必要な情報を送信することができる。これにより、通信先の無線通信装置から受信するデータの品質を向上させることができる。 Thus, according to the second wireless communication device, necessary information can be transmitted to a wireless communication device that is a communication destination capable of switching the modulation parameter. Thereby, the quality of the data received from the wireless communication device of the communication destination can be improved.
(27)また、本発明に係る無線通信装置の別の一態様は、伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、伝搬路変動を推定する伝搬路変動推定部と、請求項1から請求項23のいずれかに記載の適応変調制御装置と、前記適応変調制御装置から出力される変調パラメータを受信側装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。 (27) According to another aspect of the wireless communication apparatus of the present invention, a propagation path estimation unit that estimates a propagation path state, a propagation path fluctuation estimation part that estimates propagation path fluctuation, and claims 1 to The adaptive modulation control apparatus according to any one of 23, and a transmission unit that transmits a modulation parameter output from the adaptive modulation control apparatus to a reception-side apparatus.
このように、この無線通信装置によれば、この無線通信装置によれば、データシンボル列へ使用する変調パラメータをフレームの途中で切り替えることができる。これにより、伝搬路状況の変動に応じた変調パラメータを切り替えることができる。また、自装置内で伝搬路変動を推定して切り替える変調パラメータを選択することができる。フレーム全体において、所要品質を満たすような変調パラメータを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能となり、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。 Thus, according to this wireless communication apparatus, according to this wireless communication apparatus, the modulation parameter used for the data symbol sequence can be switched in the middle of the frame. Thereby, the modulation parameter according to the fluctuation | variation of a propagation path condition can be switched. In addition, it is possible to select a modulation parameter to be switched by estimating propagation path fluctuation in the own apparatus. It is possible to modulate and encode a data symbol sequence using a modulation parameter that satisfies the required quality for the entire frame, and to suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations in the frame. Can do.
(28)本発明に係る無線通信方法の一態様は、変調方式または符号化率の少なくとも一方から定められる複数の変調パラメータからいずれか一つの変調パラメータを選択する適応変調制御方法であって、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるための切替制御信号を出力する切替ステップと、一つの変調パラメータを選択し、さらに前記切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択ステップと、を備えることを特徴とする。 (28) One aspect of the wireless communication method according to the present invention is an adaptive modulation control method for selecting any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate. It is determined that the modulation parameter is switched in the middle of the transmission unit, a switching step for outputting a switching control signal for switching the modulation parameter, one modulation parameter is selected, and the modulation parameter is again determined based on the switching control signal. And a selection step of selecting.
このように、この適応変調制御方法によれば、データシンボル列へ使用する変調パラメータをフレームの途中で切り替えることができる。これにより、伝搬路状況の変動に応じた変調パラメータを切り替えることができる。また、フレーム全体において、所要品質を満たすような変調パラメータを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能となり、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。 Thus, according to this adaptive modulation control method, the modulation parameter used for the data symbol sequence can be switched in the middle of the frame. Thereby, the modulation parameter according to the fluctuation | variation of a propagation path condition can be switched. Also, it is possible to modulate and encode the data symbol sequence using modulation parameters that satisfy the required quality throughout the entire frame, and suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations within the frame. can do.
(29)本発明に係る無線通信方法の一態様において、前記切替ステップは、伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路変動情報または送信先通信機の移動速度を示す移動速度情報の少なくとも一方を切替判定情報として入力し、前記切替判定情報に基づいて、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定することを特徴とする。 (29) In one aspect of the wireless communication method according to the present invention, the switching step switches at least one of propagation path fluctuation information indicating a propagation path fluctuation estimation result or movement speed information indicating a movement speed of a destination communication device. It is input as determination information, and based on the switching determination information, it is determined that the modulation parameter is switched in the middle of one transmission unit.
このように、伝搬路変動状況または移動速度情報とのいずれかに基づいて変調パラメータの切替を判定することができる。これにより、伝搬路の変動を反映して変調パラメータの切替を判断することができる。 In this way, switching of the modulation parameter can be determined based on either the propagation path fluctuation state or the moving speed information. As a result, it is possible to determine switching of the modulation parameter reflecting the fluctuation of the propagation path.
(30)本発明に係る無線通信方法の一態様において、前記選択ステップは、伝搬路情報を入力して前記伝搬路情報に応じて変調パラメータを選択することを特徴とする。 (30) In one aspect of the wireless communication method according to the present invention, the selecting step is characterized by inputting propagation path information and selecting a modulation parameter according to the propagation path information.
このように、伝搬路情報に基づいて、変調パラメータを選択することができる。 In this way, the modulation parameter can be selected based on the propagation path information.
(31)本発明に係る無線通信方法の一態様において、前記適応変調制御方法は、マルチキャリア通信方式で無線通信を行なう無線通信装置に用いられ、前記選択ステップは、一つあるいは複数のサブキャリア単位で変調パラメータを選択することを特徴とする。 (31) In one aspect of the wireless communication method according to the present invention, the adaptive modulation control method is used in a wireless communication apparatus that performs wireless communication by a multicarrier communication method, and the selecting step includes one or a plurality of subcarriers. The modulation parameter is selected in units.
このように、複数のサブキャリア毎に変調パラメータを選択することができる。これにより、変調パラメータの切り替えにかかわる処理量を抑制することができる。 In this way, the modulation parameter can be selected for each of a plurality of subcarriers. Thereby, it is possible to suppress a processing amount related to switching of the modulation parameter.
(32)本発明に係る無線通信方法の一態様において、前記適応変調制御方法は、マルチキャリア通信方式で無線通信を行なう無線通信装置に用いられ、前記切替ステップは、一つあるいは複数のサブキャリア単位で、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定するステップであることを特徴とする。 (32) In one aspect of the wireless communication method according to the present invention, the adaptive modulation control method is used in a wireless communication apparatus that performs wireless communication by a multicarrier communication method, and the switching step includes one or a plurality of subcarriers. It is a step of determining whether to switch the modulation parameter in the middle of one transmission unit.
このように、複数のサブキャリア毎に変調パラメータの切り替えを判定することができる。これにより、変調パラメータの切り替えにかかわる処理量を抑制することができる。 In this way, switching of the modulation parameter can be determined for each of a plurality of subcarriers. Thereby, it is possible to suppress a processing amount related to switching of the modulation parameter.
本発明によれば、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることが可能となる。これにより、伝搬路品質に応じた変調パラメータを選択することができる。 According to the present invention, it is possible to switch modulation parameters in the middle of one transmission unit. Thereby, the modulation parameter according to the propagation path quality can be selected.
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。また、各実施形態では、ダウンリンク送信において、送信データの途中で変調パラメータ(MCS:Modulation and Channel Coding Scheme)を切り替える態様を説明する。変調パラメータ(以下、「MCS」とも記す)は、変調方式または符号化率の少なくとも一方を含む組み合わせであり、変調方式、符号化率、並びに、これらの組み合わせのいずれかによって定義される。例えば、MCS1は、変調方式がQPSKで符号化が1/3である、といった組み合わせを示す。また、MCSは、変調方式のみ、あるいは、符号化率のみによって定められることもある。従って、変調パラメータは、変調方式と符号化率との少なくとも一方を定めることになる。また、無線通信においては、複数のMCSから一つのMCSが選択されて利用される。本明細書では、それぞれ異なるMCSを、MCS1、MCS2、・・・・・、MCSn(nは整数)のように表す。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, a mode in which a modulation parameter (MCS: Modulation and Channel Coding Scheme) is switched in the middle of transmission data in downlink transmission will be described. The modulation parameter (hereinafter also referred to as “MCS”) is a combination including at least one of a modulation scheme and a coding rate, and is defined by either the modulation scheme, the coding rate, or a combination thereof. For example, MCS1 indicates a combination in which the modulation method is QPSK and the encoding is 1/3. Further, MCS may be determined only by the modulation scheme or only by the coding rate. Therefore, the modulation parameter determines at least one of the modulation scheme and the coding rate. In wireless communication, one MCS is selected from a plurality of MCS and used. In the present specification, different MCSs are represented as MCS1, MCS2,..., MCSn (n is an integer).
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、予め決められた位置でMCSのレベルを変更するか否かを指示する場合について説明する。第1の実施形態の直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムの構成例を図1に示す。また、基地局100内のMCS制御部103の構成例を図2に示し、移動局内のMCS制御部124の構成例を図3に示す。ただし、図1には基地局100と移動局120がそれぞれ1つずつ示されているが、移動局は複数存在しており、その内の1つの移動局120を示したものである。また、下りフレーム構成例と上りフレーム構成例をそれぞれ図4と図5に示す。図4並びに図5に示すフレームは一送信単位を表す。なお、本実施形態では上り下りが独立のリンクを持つ場合について記してあるが、わずかな変更で上り下りを共有するTDD(Time Division Duplex)などにも適用可能である。
(First embodiment)
In the first embodiment, a case will be described in which whether or not to change the MCS level at a predetermined position is instructed. FIG. 1 shows a configuration example of an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system according to the first embodiment. Also, a configuration example of the
図1において、基地局100のデータ送信部は、符号化部101、変調部102、MCS制御部103、IFFT(逆高速フーリエ変換)部104、プリアンブル多重部105、無線送信部106、プリアンブル生成部111から構成されるサブキャリア毎適応変調OFDM送信部を有する。基地局のデータ受信部は無線受信部107、プリアンブル分離部108、復調部109、復号化部110から構成される。また、データは、アンテナ112を介して送受信される。
In FIG. 1, the data transmission unit of the
一方、移動局120のデータ受信部は、無線受信部121、プリアンブル分離部122、伝搬路推定部123、復調および復号化方式を制御するMCS制御部124、FFT(高速フーリエ変換)部125、復調部126、復号化部127から構成されるサブキャリア毎適応変調OFDM受信部に加えて、伝搬路情報から伝搬路変動を推定し、推定した伝搬路推定情報を出力する伝搬路変動推定部129を有する。移動局のデータ送信部は、プリアンブル生成部128、プリアンブル多重部130、変調部131、符号化部132、無線送信部133から構成される。また、データは、アンテナ134を介して送受信される。
On the other hand, the data reception unit of the
また、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)は、逆高速フーリエ変換である。移動局においてOFDMシンボル列からサブキャリア毎のQAM変調シンボル列を生成する。FFT(Fast Fourier Transform)は、高速フーリエ変換である。基地局においてサブキャリア毎のQAM変調シンボル列からOFDMシンボル列を生成する。 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) is an inverse fast Fourier transform. A mobile station generates a QAM modulation symbol sequence for each subcarrier from the OFDM symbol sequence. FFT (Fast Fourier Transform) is a fast Fourier transform. An OFDM symbol sequence is generated from a QAM modulation symbol sequence for each subcarrier in the base station.
ここで、フレーム構成について図4、図5を用いて説明する。下りフレーム401および上りフレーム501の構成は、制御情報部分であるプリアンブル部と、送受信するデータ部分であるデータ部とに大別できる。図4に示す下りフレーム401のプリアンブル部は、伝搬路推定用シンボル(CE:Channel Estimation word)、MCS切替情報用シンボル(COI:MCS Change Over Information)およびMCS情報用シンボル(MLI:MCS Level Information)から構成される。なお、図4に示す下りフレーム401は、データ部の中央でMCSを1回切り替え、すべてのプリアンブル部をデータ部の前方に時間多重する場合の構成例を示したものであるが、この構成に限られるわけではない。例えば、データとは異なるサブキャリアを用いて、これらの制御情報を移動局に通知してもよいし、符号多重してもよい。 Here, the frame configuration will be described with reference to FIGS. The configurations of the downlink frame 401 and the uplink frame 501 can be broadly classified into a preamble part that is a control information part and a data part that is a data part to be transmitted and received. The preamble part of the downlink frame 401 shown in FIG. 4 includes a channel estimation symbol (CE), an MCS switching information symbol (COI: MCS Change Over Information), and an MCS information symbol (MLI: MCS Level Information). Consists of The downlink frame 401 shown in FIG. 4 shows a configuration example in the case where MCS is switched once in the center of the data portion and all preamble portions are time-multiplexed in front of the data portion. It is not limited. For example, the control information may be notified to the mobile station using a subcarrier different from the data, or code multiplexed.
また、図5に示す上りフレーム501のプリアンブル部は、伝搬路推定用シンボル(CE)、伝搬路情報通知用シンボル(CQI:Channel Quality Indicator)および伝搬路変動情報通知用シンボル(CFI:Channel Fluctuation Information)から構成される。以下、本明細書では、CE、COI、MLI、CQI、CFIの略語を用いて説明する。 5 includes a channel estimation symbol (CE), a channel information notification symbol (CQI: Channel Quality Indicator), and a channel variation information notification symbol (CFI: Channel Fluctuation Information). ). Hereinafter, in the present specification, explanation will be made using abbreviations of CE, COI, MLI, CQI, and CFI.
CEは、下りフレーム401および上りフレーム501に多重されるプリアンブルシンボルである。また、CEは、既知のシンボルであり、基地局100並びに移動局120で伝搬路推定に用いられる。下りフレーム401では、伝搬路補償、サブキャリア毎の伝搬路情報推定および伝搬路変動推定に使用され、上りフレーム501では、伝搬路補償に使用される。例えば、CEは、既知の擬似乱数列である。
CE is a preamble symbol multiplexed in the downlink frame 401 and the uplink frame 501. CE is a known symbol and is used for channel estimation in the
COIは、下りフレーム401に多重されるプリアンブルシンボルである。COIは、移動局120のMCS切替制御部303に送られ、受信した下りフレーム401の復調および復号化の際にMCSを切り替えるタイミングの制御に用いられる。例えば、COIは、「10番目のデータシンボルからMCSを切り替える」という情報を含む。あるいは、MCS切り替えを行なうか否かの制御に用いる。
The COI is a preamble symbol that is multiplexed in the downstream frame 401. The COI is sent to the MCS
MLIは、下りフレーム401に多重されるプリアンブルシンボルである。移動局120のMCS制御部124に送られ、復調および復号化の際のMCSの選択に用いられる。例えば、MLIは、「MCS1(QPSK、符号化率=1/3)」という情報を含む。あるいは、MCSのレベルの相対値(例えば、1、0、−1等の数値)を示し、MCSのレベルの変更を指示する情報を含む場合もある。
The MLI is a preamble symbol multiplexed in the downlink frame 401. The data is sent to the
CQIは、上りフレーム501に多重されるプリアンブルシンボルである。下りフレームのサブキャリア毎の伝搬路情報を移動局120から基地局100に通知するためのシンボルである。基地局100のMCS制御部103に送られ、符号化および変調の際のMCSの選択に使用される。例えば、CQIは、「i番目のサブキャリアのSNRは5dBである」という情報を含む。
The CQI is a preamble symbol multiplexed in the uplink frame 501. This is a symbol for notifying the
CFIは、上りフレーム501に多重されるプリアンブルシンボルである。下りフレーム内の伝搬路変動情報を基地局100に通知するためのシンボルである。基地局100のMCS切替制御部203に送られ、送信する下りフレームの符号化および変調の際にMCSを切り替えるタイミングの制御に用いられる。例えば、CFIは、「フレーム内の伝搬路の変動は1dBである」あるいは「フレーム内の伝搬路変動は激しい」などの情報を含む。
The CFI is a preamble symbol multiplexed in the uplink frame 501. This is a symbol for notifying the
以下では、図1にしたがって基地局100での送受信の過程を説明する。基地局100のデータ送信部では、各移動局120に対する送信データを符号化部101および変調部102において符号化および変調する。このとき、符号化率および変調方式は、移動局120から通知された伝搬路情報およびシステムで予め定めたフレーム内でのMCS切替位置に基づいてMCS制御部103において適応的に制御される。MCS制御部103で実施されるMCS切替制御の詳細については後述する。変調されたデータシンボル列は、IFFT部104におけるIFFT処理によりOFDMシンボル列にまとめた後、プリアンブル多重部105においてCE、COIおよびMLIを多重し無線送信部106を経て送信される。
Hereinafter, a process of transmission / reception in the
無線受信部107で受信した移動局からの信号は、プリアンブル分離部108でプリアンブルシンボル列とデータシンボル列に分離される。図5に上りフレーム構成例501を示す。CEは伝搬路補償に用いられ、CQIおよびCFIはMCS制御部103に送られる。データシンボル列からは復調部109における復調と復号化部110における復号化を経て、受信データが取り出される。
A signal from the mobile station received by the
ここで、基地局100のMCS制御部103の詳細を説明する。図2は、基地局100内のMCS制御部103の構成例を示す図である。MCS制御部103は、CFI判定部201、CQI判定部202、MCS切替制御部203、MCS選択部204、および、MCSテーブル205を備える。
Here, details of the
CFI判定部201は、CFIから伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路変動情報を判定(抽出・特定)する。CQI判定部202は、CQIから伝搬路状況の推定結果を示す伝搬路情報を判定(抽出・特定)する。MCS切替制御部203は、CFI判定部201で判定された伝搬路変動情報を基にMCS切替の制御を行なう。MCS切替制御部203は、伝搬路変動情報の変動の大小に基づいて、MCSの切り替えの有無を判断し、判断結果をMCS切替制御信号として通知する。MCS選択部204は、MCS切替制御部203から通知されたMCS切替制御信号に従ってCQI判定部202で判定された伝搬路情報とMCSテーブル205を比較することによりMCSを選択する。MCSテーブル205は、変調方式と符号化率との組み合わせを複数の段階に分けて、所要品質に対応させて保持する。
The
MCS切替制御信号(切替制御信号)は、MCS切替の有無を判断した判断結果を通知する信号であり、変調パラメータを切り替えるために用いられる。判断結果(切替情報)としては、一例としてMCS切替の有無、MCS切替の位置、切り替えるMCSの指定、MCS切替の回数などの情報が含まれる。また、MCS切替信号は、パルス信号によって判断結果を通知する場合、継続して出力される信号を用い、ON/OFF(0,1)の値の変化によって判断結果を通知する場合などを含む。また、MCS切替制御信号は、情報(データ)をMCS選択部204へ通知する場合を含む。
The MCS switching control signal (switching control signal) is a signal for notifying the determination result of determining whether or not MCS switching is performed, and is used for switching the modulation parameter. As an example, the determination result (switching information) includes information such as the presence / absence of MCS switching, the position of MCS switching, the designation of MCS to be switched, and the number of times of MCS switching. The MCS switching signal includes a case where the determination result is notified by a pulse signal, a case where a continuously output signal is used, and the determination result is notified by a change in the value of ON / OFF (0, 1). The MCS switching control signal includes a case where information (data) is notified to the
また、MCS選択部204は、最初にMCSを選択した後、入力されるMCS切替制御信号に基づいて、MCSを再度選択する。再度選択するMCSは、最初に選択したMCSと異なる場合も同じ場合もあり得る。例えば、品質レベルが最低となるMCSへ切り替えることが指定されている場合、最初から伝搬路の品質が悪いサブキャリアでは、MCSが同じなることがあり得る。
Further, the
MCS切替制御部203は、伝搬路変動情報が所定の閾値より大きい場合に、MCSの切り替えの実施を決定し、MCSを切り替えることを指示するMCS切替制御信号をMCS選択部204へ通知する。また、MCS切替制御信号をプリアンブル生成部111へ出力する。
When the propagation path fluctuation information is larger than a predetermined threshold, the MCS
MCS選択部204は、テーブル205を用いて、所要品質に基づいてMCSを選択し、選択したMCSを特定するMCS制御信号を符号化部101と変調部102に通知する。MCSは、テーブル205を用いて必要な伝搬路品質に基づきレベルが設定されている。高いレベルであるほど通信速度が大きいが必要な伝搬路品質も高く、低いレベルでは通信速度が低くなるが必要な伝搬路品質も低くなるように設定されている。伝搬路変動情報により変動が少ないと判断されればMCSの値を予め定めたMCS切替位置でMCSを切り替えず、変動が大きいと判断されればMCSを切り替えることにする。
The
MCS制御部103から符号化部101と変調部102に通知されたMCSの情報は、MCSを切り替える場合は前記選択したMCSから予め定めた切り替え方針に基づいて切り替えられたMCSへ、予め定めたMCS切替位置において変更される。予め定めたMCS切替位置は、MCS切替制御部203へ保持されているものとする。予め定めた切替方針は、例えばMCSレベルを1つあるいは複数レベル下げる、あるいはMCSレベルを予め設定したレベル(例えば最低レートなど)に変更するというものである。
The information of the MCS notified from the
一般的に、伝搬路変動が激しい環境では、フレーム単位で適応変調する場合に所要品質を満たすことができない可能性が高い。一方、本実施形態におけるシステムにおいては、伝搬路の変動が速い場合、フレーム内でMCSレベルを下げることにより、フレーム後半での品質の劣化を防ぐことができる。プリアンブル生成部111では、CEが生成される。また、MCS制御部103から通知されたMCS情報からMLIおよびCQIを生成する。このMLIにはデータ前半部のMCSの値が含まれ、COIにはデータ後半部のMCSを前半部と変更するかしないかの情報が含まれる。
In general, in an environment in which propagation path fluctuation is severe, there is a high possibility that required quality cannot be satisfied when adaptive modulation is performed in units of frames. On the other hand, in the system according to the present embodiment, when the propagation path changes rapidly, the quality degradation in the second half of the frame can be prevented by lowering the MCS level in the frame. The preamble generation unit 111 generates a CE. In addition, MLI and CQI are generated from the MCS information notified from the
なお、図6に示すようなフレーム構成を用いて、このMCSを前半部と後半部で切り替えるかどうかの情報COIを省略することもできる。その場合はMCS切替位置で必ずMCSが切り替えられることとする事で、伝搬路が変動しても対応することが可能となる。この場合、上りでCFIを通知する必要はない。 Note that information COI indicating whether or not to switch the MCS between the first half and the second half can be omitted by using a frame configuration as shown in FIG. In that case, the MCS is always switched at the MCS switching position, so that it is possible to cope with the fluctuation of the propagation path. In this case, there is no need to notify the CFI upstream.
この場合、MCS制御部103では、一例として次のように動作する。MCS切替制御部203は、変調パラメータを切り替える一送信単位の途中の切替位置を保持しておき、一送信単位が切替位置に到達することを検出し、切替位置を通知する切替制御信号を出力する。また、MCS選択部204は、伝搬路情報を入力し、伝搬路情報に応じて、一つの変調パラメータを選択し、前記切替制御部から入力した切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する。
In this case, the
次に、移動局120における送受信の過程について説明する。無線受信部121で受信した基地局からの信号は、まずプリアンブル分離部122においてプリアンブルシンボル列とデータシンボル列に分離される。プリアンブルシンボル列のうち、CEは伝搬路推定部123に送られ、COIおよびMLIは復調・復号化のためのMCS制御部124に送られる。データシンボル列は、FFT部125におけるFFT処理により各サブキャリアに割り当てられたシンボル列に変換した後、復調部126および復号化部127において復調および復号され受信データが得られる。このとき、MCS制御部124は、各データシンボルのMCSを復調部126と復号化部127に通知する。
Next, the process of transmission / reception in the
次に、移動局120のMCS制御部124の詳細を説明する。図3は、移動局120内のMCS制御部124の構成例を示す図である。MCS制御部124は、COI判定部301、MLI判定部302、MCS切替制御部303、および、MCS選択部304を備える。
Next, details of the
COI判定部301は、プリアンブル分離部122からCOIを入力し、COIからMCS切替情報を判定(抽出・特定)する。MLI判定部302は、プリアンブル分離部122からMLIを入力し、MLIからMCS情報を判定(抽出・特定)する。MCS切替制御部303は、COI判定部301で判定されたMCS切替情報を基にMCS切替の制御を行なう。MCS選択部304は、MCS切替制御部303から通知されたMCS切替制御信号に従ってMLI判定部302から通知されたMCS情報を基にMCSを選択する。
The
MCS切替制御部303ではCOIに後半でMCSを切り替える指示がされていた場合は、予め定めたMCS切替位置(すなわち、MCSを切り替えるタイミング)でMCSを切り替えることを指示するMCS切替制御信号をMCS選択部304に通知する。MCS選択部304では予め定めた切り替え方針に従ったMCSが出力される。各データシンボルは、MCS制御部124から通知されたMCS制御信号に基づいて復調および復号される。
If the MCS
具体的には、図4の下りフレーム401を用いる場合、予め次のような方針が決まっているものとする。例えば、COIは、MCSの切替の有無を示し、MLI1は、切り替える前のMCSを示す。COIでMCSを切り替えるMCS切替位置は、予めシステムで決まっており、MCS切替制御部303が保持していることを前提とする。COIで切替有りとなっている場合、MCS切替制御部303は、MCS切替位置でMCS切替信号をMCS選択部304へ出力する。MCS選択部304は、MLI1で示されたMCS1からMCS2へ切り替えて出力する。MCS2は、例えば、MCS1より伝送レートを予め決められたレベル下げる(あるいは上げる)MCSや、最低レベルのMCSの様に予め特定されたMCSとなる。
Specifically, when the downstream frame 401 of FIG. 4 is used, it is assumed that the following policy is determined in advance. For example, COI indicates whether or not MCS is switched, and MLI1 indicates MCS before switching. It is assumed that the MCS switching position for switching the MCS by COI is determined in advance by the system and is held by the MCS
伝搬路推定部123は、CEを基にサブキャリアごとの伝搬路情報(例えば、信号対雑音電力比)を推定する。推定したサブキャリアごとの伝搬路情報はプリアンブル生成部128および伝搬路変動推定部129に通知される。信号対雑音電力比(SRN:Signal−to−Noise Ratio)は、信号の電力と雑音の電力の比である。
The propagation
伝搬路変動推定部129は、伝搬路推定部123から通知されたサブキャリアごとの伝搬路情報から、現在のフレーム内の伝搬路の時間変動を推定し、伝搬路変動の推定結果を示す伝搬路の時間変動情報(伝搬路変動情報)をプリアンブル生成部128に送る。伝搬路変動情報としては、例えば、フレーム最前部のシンボルにおけるSNRとフレーム最後部のシンボルにおけるSNRの差分がある。
The propagation path
プリアンブル生成部128は、基地局100での伝搬路推定に用いるCEを生成する。また、プリアンブル生成部128は、伝搬路推定部123から送られたサブキャリアごとの伝搬路情報からCQIを生成し、伝搬路変動推定部129から送られた伝搬路変動情報からCFIを生成する。次いで、プリアンブル生成部128は、CEとともにCQI、CFIをプリアンブル多重部130に送る。プリアンブル多重部130では、符号化部132および変調部131において符号化および変調された送信データシンボル列にCEとCQIおよびCFIが多重され、無線送信部133を経て送信される。
The
次に、移動局120における伝搬路の変動と受信下りフレームのデータシンボル列部分の関係の一例を図7に示す。図7中、データシンボル列705(図中は、データシンボル列をデータと記している。以下同様)は、MCSを切り替えない場合(従来方式)を示し、データシンボル列706は、フレーム内でMCSを切り替える場合(本実施形態)を示している。図7の実際の伝搬路のSNR1001に示すように、伝搬路の状態(SNRは、伝搬路の状態の一例として示している)はフレーム内においても刻々と変動する。従来方式では、1フレームにおけるデータシンボル列705のMCSは1種類のみを使用し、フレームの途中でMCSを切り替えることはできなかった。このため、従来方式のフレームでは、基地局での下りフレーム送信開始時に移動局における受信SNR推定値702を基に選択したMCS1のみでデータシンボル列705全体を伝送する。従って、図7に示したようなフレーム内での大きな伝搬路変動が実際の伝搬路のSNR701に示すように生じ、フレーム途中からMCS1では所要品質を満たすことができない状態となってしまった場合、誤り率増加等の通信品質の劣化を引き起こしていた。
Next, FIG. 7 shows an example of the relationship between propagation path fluctuations in the
本実施形態では、伝搬路の状況に応じてフレーム途中におけるMCSの切り替えが可能となる。このため、図7に示したような伝搬路変動707が生じた場合でもフレーム全体において所要品質を満たすようなMCSでの伝送が可能となる。すなわち、データシンボル列706の前半部は、MCS1を使用し、データシンボル列706の後半部は、MCS2を使用する。従って、フレーム内の伝搬路変動による品質の劣化を抑えることができる。
In the present embodiment, MCS switching in the middle of a frame can be performed according to the state of the propagation path. For this reason, even when the propagation path fluctuation 707 as shown in FIG. 7 occurs, transmission in the MCS that satisfies the required quality in the entire frame becomes possible. That is, the first half of the
また、伝搬路が大きく劣化する可能性があると推定された場合に、基地局100は、フレームの途中からシンボルを送信しないようにすると送信電力を抑えることができる。あるいは、データシンボル列706の後半部にデータシンボル列706の前半部と同じ情報を送信することにより、ビット誤り率を改善することができる。
In addition, when it is estimated that the propagation path may be greatly deteriorated, the
このように、本実施形態によれば、データシンボル列へ使用するMCSをフレームの途中で切り替えることが可能になる。これにより、伝搬路状況の変動に応じたMCSを選択することが可能になり、フレーム全体において、所要品質を満たすようなMCSを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能になる。従って、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制することができる。特に、伝搬路状況が低下に伴うデータ伝送品質の劣化を抑えることが可能となる。また、MCSを切り替える位置や切り替えるMCSを選択する手順を予め定めておくことにより、制御情報によって通知する情報量を削減(抑制)することができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to switch the MCS used for the data symbol sequence in the middle of the frame. This makes it possible to select an MCS according to fluctuations in propagation path conditions, and it is possible to modulate and encode a data symbol sequence using the MCS that satisfies the required quality in the entire frame and transmit it. become. Therefore, it is possible to suppress deterioration of data transmission quality due to propagation path fluctuation in the frame. In particular, it is possible to suppress deterioration in data transmission quality due to a decrease in propagation path conditions. Moreover, the information amount notified by control information can be reduced (suppressed) by determining in advance the procedure for selecting the MCS switching position and the switching MCS.
なお、本実施形態では、移動局120に伝搬路変動推定部129を設置する構成例を用いて説明したがこれに限られるわけではない。伝搬路変動推定は、上りフレームで通知されるCQIに基づいて行う伝搬路変動推定部129を基地局100に設け、上りフレームにはCFIを含まず、移動局120の伝搬路変動推定部129は不要とする構成としても良い。
In the present embodiment, the configuration example in which the propagation path
また、図2にMCSの構成例は、一例であり、CFI判定部201とMCS切替制御部203とから構成される切替制御部と、CQI判定部202とMCS選択部204とから構成される選択部という構成であってもよい。また、本実施形態では、伝搬路変動情報を用いて切替制御を実施したが、送信先通信機の移動速度を示す移動速度情報を用いてMCSの切替を制御してもよい。伝搬路変動情報または移動速度情報を用いる場合、前記切替制御部は、伝搬路変動情報と移動速度情報との少なくともいずれか一方を切替判定情報として入力し、切替判定情報に基づいて、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるタイミングで切替制御信号を出力する。また、前記選択部は、伝搬路情報を入力して伝搬路情報に応じて一の変調パラメータを選択して出力し、切替制御部から切替制御信号を入力したタイミングで、一の変調パラメータと異なる変調パラメータを選択して出力する。
In addition, the configuration example of the MCS in FIG. 2 is an example, and a selection control unit configured by the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、切り替え後のMCSを指定する場合について説明する。本実施形態のシステム全体のブロック構成は図1と同様であるが、移動局内のMCS制御部124の内部構成が第1の実施形態と異なる。第2の実施形態に係るOFDMシステムにおける移動局内のMCS制御部124の内部構成を図8に示す。また、図9に下りフレーム構成例を示す。本実施形態におけるシステムは、伝搬路変動が激しい環境では1フレーム内で1回または複数回MCSレベルを下げることにより、品質の劣化を防ぐ態様である。また、伝搬路変動が改善の方向にあり、フレーム途中から、より高いMCSレベルでも所要品質を満たすことができるようになることが推定される場合、1フレーム内で1回または複数回MCSレベルを上げることにより、伝送速度を向上させる態様である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a case where the MCS after switching is designated will be described. The block configuration of the entire system of this embodiment is the same as that of FIG. 1, but the internal configuration of the
以下では、図8に示す移動局120内のMCS制御部124のブロック図および図9に示す上りフレーム901の構成例をもとに本実施形態について説明する。基地局100では、移動局120から通知されたCQIとCFIに基づいて、伝搬路変動推定値に応じて1つまたは複数個のMCSでデータを符号化および変調する。また、選択した1つまたは複数個のMCS情報を含む1つまたは複数個のMLIを図9に示すように多重する。図9に示す下りフレーム901は、MLI1にMCS1を格納し、MLI2にMCS2を格納する。MLI2は、MCS2そのものを特定する情報でなく、MLI1に格納したMCS1との関係(例えばレベルの差)によって、MCS2を特定する情報を格納してもよい。
Hereinafter, the present embodiment will be described based on the block diagram of the
移動局120では、CQI判定部801およびMLI判定部802でCOIおよびMLIがそれぞれ判定される。MCS切替制御部803では、COI判定部801で判定されたMCS切替情報を基にMCS切替の制御を行なう。MCS選択部804ではMLI判定部から通知された後続のMCS情報をMCS記憶部805に記憶し、MCS切替制御部803から通知されたMCS切替制御信号に従ってMCS記憶部805からMCS情報を取り出して、MCS制御情報を復調部126と復号化部127に通知する。
In
例えば、COIが切替の有無を示す場合、MCS切替制御部803は、予め決められた切替位置でMCS切替制御信号をMCS選択部804へ出力する。また、COIが切替位置を示す場合、MCS切替制御部803は、COIで示される切替位置でMCS切替制御信号をMCS選択部804へ出力する。MCS選択部804は、まず、MLI2によって特定されるMCS2をMCS記憶部805へ記憶する。MCS選択部804は、MCS1を出力し、次いで、MCS切替制御信号が入力されたときに、MCS記憶部805へ記憶したMCS2を出力する。
For example, when the COI indicates whether or not switching is performed, the MCS
本実施形態では、伝搬路変動の推定とそれに基づいたフレーム途中におけるMCSの切り替えが可能となる。このため、図7に示したような伝搬路変動が生じた場合でもフレーム全体において所要品質を満たすようなMCSでの伝送が可能となり、フレーム内の伝搬路変動による品質の劣化を抑えることができる。また、伝搬路が大きく劣化する可能性があると推定された場合に、フレームの途中からシンボルを送信しないようにすると送信電力を抑えることができる。あるいは、フレームの後半部にフレーム前半部と同じ情報を送信することにより、ビット誤り率を改善することができる。 In this embodiment, it is possible to estimate propagation path fluctuations and switch MCS in the middle of a frame based on the estimation. For this reason, even when a propagation path variation as shown in FIG. 7 occurs, it is possible to perform transmission using MCS that satisfies the required quality in the entire frame, and it is possible to suppress deterioration in quality due to propagation path variation in the frame. . Further, when it is estimated that there is a possibility that the propagation path is greatly deteriorated, transmission power can be suppressed by not transmitting symbols from the middle of the frame. Alternatively, the bit error rate can be improved by transmitting the same information as the first half of the frame to the second half of the frame.
また、移動局における伝搬路の変動と受信下りフレームのデータシンボル列部分の関係の他の例を図10に示す。図10では、実際の伝搬路のSNR1001に示すように伝搬路状況は向上している。図10においては、データシンボル列1005にMCS1を使用する従来の方式でもフレーム全体において所要の品質(MCS1の所要SNR1003)を満たせるため品質の劣化はない。しかし本実施形態ではさらに、複数個のMLIを通知することにより、図10に示したような伝搬路変動1007が生じた場合にフレーム途中で高いMCSレベルへ切り替えることが可能となり、伝送速度を向上させることができる。データシンボル列1006は、前半部分にMCS1を使用し、後半部分にMCS2を使用しており、いずれでも所要品質を満たす上、後半部分では、MCS1より伝送レートの高いMCS2を使用することにより、高速化も実現していることになる。
FIG. 10 shows another example of the relationship between the propagation path fluctuation in the mobile station and the data symbol sequence portion of the received downlink frame. In FIG. 10, the propagation path condition is improved as indicated by the SNR 1001 of the actual propagation path. In FIG. 10, even in the conventional method using MCS1 for the
この場合、送信単位における伝搬路推定値(伝搬路情報)および伝搬路変動推定値(伝搬路変動情報)は、図11に示すように過去の複数の伝搬路情報を外挿することにより求めてもよい。 In this case, the propagation path estimation value (propagation path information) and the propagation path fluctuation estimation value (propagation path fluctuation information) in the transmission unit are obtained by extrapolating a plurality of past propagation path information as shown in FIG. Also good.
このように、本実施形態によれば、データシンボル列へ使用するMCSをフレームの途中で所望のMCSへ切り替えることが可能になる。これにより、伝搬路状況の変動に応じたMCSを柔軟に選択することが可能になり、フレーム全体において、所要品質を満たすようなMCSを使用してデータシンボル列を変調・符号化して伝送することが可能になる。従って、フレーム内の伝搬路変動に伴うデータ伝送の品質の劣化を抑制するとともに、伝搬路状況に対応して伝送効率を向上させることもできる。 Thus, according to this embodiment, it is possible to switch the MCS used for the data symbol sequence to a desired MCS in the middle of the frame. This makes it possible to flexibly select an MCS according to fluctuations in propagation path conditions, and to modulate and encode a data symbol sequence using the MCS that satisfies the required quality in the entire frame. Is possible. Therefore, it is possible to suppress deterioration in data transmission quality due to propagation path fluctuations in the frame and improve transmission efficiency corresponding to the propagation path situation.
なお、図9では、二つのMLIを制御情報に含める場合を説明したが、二つのMLIに限られることはない。三つ以上のMLIを制御情報として含めることは可能である。この場合、MCS選択部804は、MCS記憶部805に複数のMCSを記憶することになる。また、COIは、切り替える位置を指定する場合、切り替えるデータシンボル列の長さを指定することにより、COIで指定するデータシンボル列の長さ毎にMCSを切り替えるようにしてもよい。例えば、長さm(mは正の整数)毎にMCSを切り替えるようにできる。
Although FIG. 9 illustrates the case where two MLIs are included in the control information, the present invention is not limited to two MLIs. It is possible to include three or more MLI as control information. In this case, the
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、MCS切り替え位置にMLIを挿入する場合について説明する。第2の実施形態では下りフレーム内に複数含まれるMLIがフレーム先頭に配置されていたため、受信時に後続のMCSが変更されるデータ部を正常に復調するためにMCS制御部124は全てのMLIを一度に記憶する必要がある。また、復調した全てのMCS情報を記憶しておく必要がある。このため、第2の実施形態では、図8に示すようにMCS記憶部805を設けた。
(Third embodiment)
In the third embodiment, a case where an MLI is inserted at the MCS switching position will be described. In the second embodiment, since MLI included in a plurality of downlink frames is arranged at the head of the frame, the
しかし、一度に使用するMLIは一つずつであるため、このMLIやMCS情報を蓄積するメモリの利用効率は高いとは言えない。このため、フレーム構成を図12のように変更する。図12は、本実施形態の下りフレーム1201の構成の一例と示す図である。MLIはプリアンブル部と、その後の一定長のデータ部毎に配置されるものとする。受信時は最初のMLI1を使用してデータ部(MCS1)を復調し、その後に配置されているMLI2を受信し、その内容に従ってデータ部(MCS2)を復調するという作業を繰り返す。これによりMLIを記憶するためのメモリは1つで済むようになり、利用効率が向上する。 However, since one MLI is used at a time, the use efficiency of the memory for storing the MLI and MCS information cannot be said to be high. Therefore, the frame configuration is changed as shown in FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of the downstream frame 1201 of the present embodiment. It is assumed that the MLI is arranged for each preamble portion and a data portion having a certain length thereafter. At the time of reception, the first MLI1 is used to demodulate the data part (MCS1), the subsequent MLI2 is received, and the data part (MCS2) is demodulated according to the contents. As a result, only one memory is required to store the MLI, and usage efficiency is improved.
このように、本実施形態では、フレーム内でMCSを切り替えるデータシンボル列の位置へMLIを配置することにより、メモリの利用効率を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the memory utilization efficiency can be improved by arranging the MLI at the position of the data symbol sequence for switching the MCS in the frame.
(第4の実施形態)
第4実施形態では、伝搬路変動情報シンボルCFIの詳細を示す。第1の実施形態においては、全帯域での伝搬路の時間あたりの変動量が必要となる。マルチキャリア通信の場合、パイロットキャリアと呼ばれる送受信間で既知のデータがシンボル毎に挿入されるケースが殆どである。従って、このパイロットキャリアの受信電力を観測すれば、時間あたりの電力の変動量を見積もる事が可能となる。また、パイロットキャリアが使用されないケースも考えられる。この場合は、各シンボルにおいて一定振幅のキャリアをパイロットキャリアと同様に扱う事により、時間あたりの電力の変動量を見積もる事が可能となる。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment shows details of the propagation path fluctuation information symbol CFI. In the first embodiment, a fluctuation amount per time of the propagation path in all bands is required. In the case of multicarrier communication, in most cases, known data is inserted for each symbol between transmission and reception called a pilot carrier. Therefore, by observing the received power of the pilot carrier, it is possible to estimate the amount of power fluctuation per hour. A case where a pilot carrier is not used is also conceivable. In this case, it is possible to estimate the amount of power fluctuation per time by handling a carrier with a constant amplitude in each symbol in the same manner as a pilot carrier.
図13は、本機能を明確に示した移動機1300の受信ブロック図である。図13において1301がキャリア選択部、1302が電力変動観測部である。図1と同じ符号を付した構成要素は、図1と同様の機能を有するため説明を省略する。キャリア選択部1301はシステムにパイロットキャリアが使用されている場合は、パイロットキャリアを選択し、そうでない場合は振幅一定のキャリアを選択する機能を持つブロックである。電力変動観測部1302は、キャリア選択部1301が選択したキャリアを入力し、キャリアの受信電力を測定する。
FIG. 13 is a reception block diagram of the mobile device 1300 clearly illustrating this function. In FIG. 13, 1301 is a carrier selection unit, and 1302 is a power fluctuation observation unit. Components having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions as those in FIG. The
電力変動観測部1302において、観測された受信電力の時間変動は、プリアンブル生成部128へ渡され、プリアンブル生成部128は、CFIとして制御情報へ組み込む、このようにして制御情報に組み込まれたCFIとして基地局100に通知される。
In the power
また、第1の実施形態のMCSの選択方法がMCSレベルを下げるという規則の場合は、伝搬路変動が激しいか否かをCFIで通知すれば十分である。この場合は、移動機の移動速度を検出するブロックを設けて、移動速度が速い場合はMCSを変化させるように要求すればよい。また、移動速度に応じてMCSの変化の回数を決めることも可能となる。基地局は、伝搬路変動情報の替わりに、移動局の移動速度を、伝搬路変動を推定する判定情報として用いてもよい。 In addition, in the case where the MCS selection method of the first embodiment is a rule that lowers the MCS level, it is sufficient to notify the CFI whether or not the propagation path fluctuation is severe. In this case, a block for detecting the moving speed of the mobile device may be provided, and if the moving speed is fast, it may be requested to change the MCS. It is also possible to determine the number of MCS changes according to the moving speed. The base station may use the moving speed of the mobile station instead of the propagation path fluctuation information as determination information for estimating the propagation path fluctuation.
第2の実施形態ではCFIとしてサブキャリア毎の伝搬路の時間あたりの変動量が必要となる。このためにはパイロットキャリアを全周波数にわたり配置する必要がある。従ってパイロットの位置をシンボル単位で変更し(いわゆるスキャッタードパイロット方式にする)、パ
イロットキャリアが出現するシンボル単位で各サブキャリアでの伝搬路変動を推定する。
In the second embodiment, the amount of fluctuation per time of the propagation path for each subcarrier is required as CFI. For this purpose, it is necessary to arrange pilot carriers over all frequencies. Therefore, the pilot position is changed in symbol units (a so-called scattered pilot scheme), and propagation path fluctuations in each subcarrier are estimated in symbol units in which pilot carriers appear.
このように、本実施形態によれば、パイロットキャリア若しくはパイロットキャリアに相当するキャリアによって測定可能となる受信電力を用いて伝搬路変動を推定することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to estimate the propagation path variation using the received power that can be measured by the pilot carrier or the carrier corresponding to the pilot carrier.
(第5の実施形態)
本実施形態では、第1の実施形態のMCSの選択方法がMCSレベルを下げるという規則の場合において、移動局から基地局にCFIを通知することなく、基地局において上り受信信号から移動局の移動速度を推定し、MCSの切替制御を行う場合の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
In this embodiment, in the case where the MCS selection method of the first embodiment is a rule that lowers the MCS level, the base station does not notify the base station of the CFI, and the base station moves the mobile station from the uplink received signal. An embodiment in which the speed is estimated and MCS switching control is performed will be described.
図14は、本実施形態のOFDMシステムの構成例を示す図である。また、図15は、本実施形態に係る基地局1400内のMCS制御部1402の構成例を示す図である。図14に示す基地局1400は、上りフレームのCEあるいはデータシンボル列またはその両方から移動局1410の移動速度を示す移動速度情報(例えばドップラー周波数)を推定するドップラー周波数推定部1401を設けて、移動速度が速い場合はMCSを変化させるような制御を行う。また、MCS制御部1402は、図15に示す構成を採る。また、移動局1410は、伝搬路変動推定部129を備えていない。また、プリアンブル生成部1411は、伝搬路変動情報CFIを用いることなく制御情報を生成する。図16に、本実施形態の下りフレーム構成例を示す。プリアンブル生成部1411は、CEとCQIとを制御情報として生成する。なお、図14中、図1と同じ符号を付した構成要素は、図1と同様の機能を有するため説明を省略する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the OFDM system according to the present embodiment. FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the
図15に示すMCS切替制御部1501は、ドップラー周波数を入力し、ドップラー周波数に基づいて、MCSの切り替えを制御する。MCS切替制御部1501は、CFIの替わりにドップラー周波数を用いる点を除いて、その他の機能は図2に示したMCS切替制御部1501と同様である。また、図2に示したCFI判定部201、MCS切替制御部203を除いた構成要素は同様であるため説明を省略する。
An MCS
ドップラー周波数推定部1401を設けることにより、MCS切替制御部1501は、移動局1410の移動速度に応じてMCSの変化の回数を決めることも可能となる。
By providing the Doppler
この実施形態においては、図14および図15に示すように移動局1410に伝搬路変動推定ブロック(図1では、伝搬路変動推定部129)を設けなくてもよいため、移動局1410における処理を軽減することができる。また、図16に示すように、上りフレーム1601においてCFIを通知する必要がないため、上りフレーム効率を向上させることができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the mobile station 1410 does not have to be provided with a propagation path fluctuation estimation block (the propagation path
このように、本実施形態では、基地局が移動局の移動速度情報を用いて伝搬路の変動を推定することができる。これにより、移動局側の伝搬路変動の推定をする負荷を削減するとともに、移動局の移動速度に応じて、MCSの切り替え回数を基地局側で制御することができる。 Thus, in the present embodiment, the base station can estimate the fluctuation of the propagation path using the moving speed information of the mobile station. As a result, it is possible to reduce the load for estimating the propagation path fluctuation on the mobile station side and to control the number of MCS switchings on the base station side according to the moving speed of the mobile station.
なお、本実施形態では、MCS制御部1402を図15の構成例を用いて説明したが、MCS制御部1402は、図2と同様の構成例を備え、切り替えを制御する基準となる判定情報がCFIと移動速度情報とのいずれであってもMCS切替を制御する機能を有するようにしてもよい。この場合、CFI判定部201は、CFIと移動速度情報とのいずれが判定情報として入力されたかを判定し、MCS切替制御部203へ通知する。MCS切替制御部203は、通知された判定情報の種別に基づいて、CFIに基づく切替制御か、移動速度情報に基づく切替制御かを選択して、MCSを切り替える制御を実施する。
In the present embodiment, the
さらに、MCS制御部1402は、CFIと移動速度情報と少なくとも一方、あるいは、両方を用いてMCS切替を制御することも可能である。MCS切替制御部203は、CFIと移動速度情報との両方に基づいて、MCSを切り替えるかを判断することも可能である。例えば、CFIの閾値と移動速度との閾値とを設定し、CFIと移動速度との少なくとも一方が閾値を超えた場合にMCSを切り替えるという制御が可能である。
Further, the
また、移動速度情報の一例として用いるドップラー周波数を所定の閾値と比較することにより、伝搬路変動の大小を判定することができる。また、ドップラー周波数と適応変調周期との積を所定の閾値と比較して、伝搬路変動の大小を判定することも可能である。適応変調周期は、変調パラメータを選択する周期である。 Further, by comparing the Doppler frequency used as an example of the moving speed information with a predetermined threshold value, it is possible to determine the magnitude of the propagation path fluctuation. It is also possible to compare the product of the Doppler frequency and the adaptive modulation period with a predetermined threshold value to determine the magnitude of propagation path fluctuation. The adaptive modulation period is a period for selecting a modulation parameter.
(第6の実施形態)
本実施形態では、MLIにおけるMCSの指定方法の他の態様、例えば、2個目以降のMCSを差分で指定する場合を示す。
(Sixth embodiment)
In this embodiment, another aspect of the MCS designation method in the MLI, for example, a case where the second and subsequent MCSs are designated by a difference is shown.
図9あるいは図12に示したように第2の実施形態および第3の実施形態においては、MCSの切替回数に応じて下りフレームに含まれるMLIの個数が増加するため、切替回数が多くなりすぎるとフレーム効率が低下してしまう。例えば、100本のサブキャリアにデータを乗せ、サブキャリア毎に8種類のMCSから選択するようなシステムの場合、1つのMLIで最低300ビット必要である。 As shown in FIG. 9 or FIG. 12, in the second embodiment and the third embodiment, the number of MLI included in the downstream frame increases according to the number of times of switching of MCS, so the number of times of switching becomes too large. And frame efficiency is reduced. For example, in a system in which data is placed on 100 subcarriers and eight types of MCS are selected for each subcarrier, one MLI requires at least 300 bits.
本実施形態では、2つ目以降のMLIでは、直前のデータシンボル列におけるMCSに対する差分情報のみを通知するように変更する。この変更により、MLIの個数の増加に伴う下りフレーム効率の低下を抑えることができる。例えば差分情報を「1レベル上げる」「レベルを変えない」「1レベル下げる」の3種類としたとき、前記サブキャリア毎に8種類のMCSから選択するようなシステムにおいて、1つのMLIに必要なビット数を200ビットに縮小することができる。 In the present embodiment, the second and subsequent MLI are changed so as to notify only the difference information for the MCS in the immediately preceding data symbol sequence. By this change, it is possible to suppress a decrease in downlink frame efficiency due to an increase in the number of MLI. For example, when there are three types of difference information, “increase 1 level”, “do not change level”, and “decrease 1 level”, a system that selects from 8 types of MCS for each subcarrier is necessary for one MLI. The number of bits can be reduced to 200 bits.
また、複数のMCSを特定したい場合、MLI2にMCS1との相対的なレベルの違いを指定することも可能であり、MCSを切り替えるたびに、MLI2で指定するレベルを変化させるようにしてもよい。例えば、MLI2に(−1)と指定してある場合、MCSを切り替えるごとに、MCS1より一つずつレベルを下げたMCSを使用し、MCSが最低レベルになった段階で最低レベルのMCSを使用するようにしてもよい。また、MLI2に0(零)を指定することにより、MCS1を変化させないという指定をすることも可能となる。 When a plurality of MCSs are desired to be specified, it is possible to designate a relative level difference from MCS1 in MLI2, and the level designated in MLI2 may be changed every time the MCS is switched. For example, if (-1) is specified for MLI2, every time the MCS is switched, the MCS that is one level lower than the MCS1 is used, and the lowest level MCS is used when the MCS reaches the lowest level. You may make it do. It is also possible to specify that MCS1 is not changed by specifying 0 (zero) in MLI2.
このように、本実施形態によれば、MLIに使用するビット数を削減することができる。これにより、フレームに含まれるMLIの情報量を抑制することが可能になる。 Thus, according to the present embodiment, the number of bits used for MLI can be reduced. Thereby, it becomes possible to suppress the amount of information of MLI included in the frame.
(第7の実施形態)
第7の実施形態では、端末から基地局にMCSを要求する態様を示す。基地局では、図2に示したMCS制御部103に替えて、図17に示すMCS制御部1700を用いる。図17は、本実施形態における基地局内のMCS制御部1700の内部構成を示す。また、移動局では、図1に示した伝搬路変動推定部129並びにプリアンブル生成部128の機能が第1の実施形態とは異なる。本実施形態のOFDMシステムの構成は、図1と同様の構成例を用いる。以下に説明する。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, a mode in which an MCS is requested from a terminal to a base station is shown. In the base station, an MCS control unit 1700 shown in FIG. 17 is used instead of the
移動局では、伝搬路推定および伝搬路変動推定を行い、MCSおよびMCSを切り替えるかどうか、変更後のMCS、MCSを切り替える位置のうち少なくとも一つを決定し、図18に示すようにMLIおよびCOI、変更後のMLIのうち少なくとも一つを基地局に通知する。移動局の伝搬路変動推定部において、伝搬路状況を推定した伝搬路情報並びに伝搬路変動を推定した伝搬路変動情報を用いて、始めに使用するMCSおよびMCSを切り替えるかどうか、変更後のMCS、MCSを切り替える位置のうち少なくとも一つを決定する。プリアンブル生成部は、伝搬路変動推定部が決定した情報を用いて、COIとMLIとを含む制御情報を作成する。図18の例では、MLIを一つ示しているが、変更後のMCSを決定し、MLI2として基地局に通知する場合は、上りフレーム1801へMLI2を追加する。 In the mobile station, propagation path estimation and propagation path fluctuation estimation are performed, whether to switch between MCS and MCS, and at least one of the positions to switch MCS and MCS after the change is determined. As shown in FIG. 18, MLI and COI The base station is notified of at least one of the changed MLI. Whether or not to switch the MCS and MCS to be used first by using the propagation path information for estimating the propagation path condition and the propagation path fluctuation information for estimating the propagation path fluctuation in the propagation path fluctuation estimation unit of the mobile station. , At least one of the positions to switch the MCS is determined. The preamble generation unit uses the information determined by the propagation path fluctuation estimation unit to create control information including COI and MLI. In the example of FIG. 18, one MLI is shown. However, when the MCS after the change is determined and notified to the base station as MLI2, MLI2 is added to the uplink frame 1801.
基地局では、移動局から要求されたMCSでデータを符号化および変調し、移動局に送信する。MCS制御部1700の具体的な動作は、プリアンブル分離部108からCOIをCOI判定部1701へ入力し、MLIをMLI判定部へ入力する。COI判定部1701は、COIを判定(抽出・特定)し、MCS切替制御部1703へ出力し、MCS切替制御部1703は、判定したCOIに基づいて、MCS切替制御を行なうため、MCSを切り替えるタイミングでMCS切替制御信号をMCS選択部1704へ出力する。MLI判定部1702は、MLIを判定(抽出・特定)し、MCS選択部1704へ出力する。MCS選択部1704は、判定されたMLIに基づいて、MCSを選択し、MCS切替制御信号が入力されたタイミングで、切り替えるMCSを選択し、出力する。
The base station encodes and modulates data with the MCS requested from the mobile station and transmits it to the mobile station. The specific operation of the MCS control unit 1700 is to input the COI from the
基地局から移動局へ通知する下り制御情報としてMLIあるいはCOIを多重してもよいし、端末で記憶しておいた制御情報を基にして復調および復号化する場合は、制御情報を多重しなくてもよい。下り制御情報を多重する場合は、MLIあるいはCOIの信頼性が向上する。また、基地局において移動局からの要求と異なるMCSあるいはMCS切替位置などを選択することができる。この場合は、下り制御情報として、CE、COI、MLIが含まれる。下り制御情報を多重しない場合は、下り通信効率が向上する。この場合は、下り制御情報として、CEが含まれ、COI、MLIは含まれないことになる。 MLI or COI may be multiplexed as downlink control information notified from the base station to the mobile station. When demodulating and decoding based on the control information stored in the terminal, the control information is not multiplexed. May be. When downlink control information is multiplexed, the reliability of MLI or COI is improved. In addition, the MCS or the MCS switching position that is different from the request from the mobile station can be selected in the base station. In this case, CE, COI, and MLI are included as downlink control information. When downlink control information is not multiplexed, downlink communication efficiency is improved. In this case, CE is included as downlink control information, and COI and MLI are not included.
移動局がMCSおよびMCSを切り替えるかどうか、変更後のMCS、MCSを切り替える位置のうち少なくとも一つを決定した場合、決定していない要素については、基地局において決定する、あるいは、予めシステム内で取り決められている値を用いることになる。 Whether or not the mobile station switches between MCS and MCS, and if at least one of the changed MCS and MCS switching positions is determined, undecided elements are determined in the base station or in advance in the system The agreed value will be used.
このように、本実施形態によれば、移動局からMCSの切替または切り替えるMCSを通知することができる。これにより、移動局が所望のMCSを基地局へ要求することができる。 Thus, according to this embodiment, it is possible to notify MCS switching or switching MCS from the mobile station. Thereby, the mobile station can request a desired MCS from the base station.
なお、本実施形態では、図17に示すMCS制御部1700を図2に示すMCS制御部103に替えて用いる場合を説明した。しかしながら、MCS制御部は、CFIまたはCOI、並びに、CQIまたはMLIの入力を受け付けるようにしてもよい。例えば、MCS切替制御の機能(切替制御部)として、CFIまたはCOIを入力して判定する切替判定部と、判定結果を入力してMCS切替を制御するMCS切替制御部とを有し、MCS選択の機能(選択部)として、CQIまたはMLIを入力して判定する選択判定部と、判定結果を入力してMCSを選択するMCS選択部とを有する構成を備えるMCS制御部であってもよい。
In the present embodiment, the case where the MCS control unit 1700 shown in FIG. 17 is used in place of the
なお、上記各実施形態において、マルチキャリア通信方式を用いる無線通信システムで適応制御変調装置を用いる場合、MCS選択部は、複数のサブキャリア毎(複数のサブキャリアのブロック毎、あるいは、グループ化したサブキャリア毎)に変調パラメータを選択することもできる。これにより、複数のサブキャリア毎に伝搬路情報、伝搬路変動情報、あるいは、移動速度情報を用いてMCSの切替を判断することが可能になる。このため、基地局と移動局とで送受信する制御情報量、あるいは、変調パラメータを切り替える処理にかかわる処理量を抑制することが可能になる。 In each of the above embodiments, when an adaptive control modulation apparatus is used in a wireless communication system that uses a multicarrier communication scheme, the MCS selection unit performs a plurality of subcarriers (for each block of a plurality of subcarriers or grouped). It is also possible to select a modulation parameter for each subcarrier). This makes it possible to determine MCS switching using propagation path information, propagation path fluctuation information, or movement speed information for each of a plurality of subcarriers. For this reason, it becomes possible to suppress the amount of control information transmitted / received between the base station and the mobile station or the amount of processing related to the process of switching the modulation parameter.
100 基地局
101 符号化部
102 変調部
103、1402 MCS制御部
104 IFFT(逆高速フーリエ変換)部
105 プリアンブル多重部
106 無線送信部
107 無線受信部
108 プリアンブル分離部
109 復調部
110 復号化部
111 プリアンブル生成部
120 移動局
121 無線受信部
122 プリアンブル分離部
123 伝搬路推定部
124 MCS制御部
125 FFT(高速フーリエ変換)部
126 復調部
127 復号化部
128、1411 プリアンブル生成部
129 伝搬路変動推定部
130 プリアンブル多重部
131 変調部
132 符号化部
133 無線送信部
201 CFI判定部
202 CQI判定部
203、1501 MCS切替制御部
204 MCS選択部
205 MCSテーブル
301、801 COI判定部
302、802MLI判定部
303、803 MCS切替制御部
304、804 MCS選択部
805 MCS記憶部
1301 キャリア選択部
1302 電力変動観測部
1401 ドップラー周波数推定部
DESCRIPTION OF
Claims (24)
一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるための切替制御信号を出力する切替制御部と、
一つの変調パラメータを選択し、さらに前記切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択部と、
前記切替制御信号を入力し、前記切替制御信号に示される切替情報を含むシンボルを生成する生成部と、を備え、
前記切替情報は、変調パラメータを切り替える一つ以上の位置の情報を含むことを特徴とする適応変調制御装置。 An adaptive modulation control apparatus that selects any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate,
A switching control unit for determining to switch the modulation parameter in the middle of one transmission unit and outputting a switching control signal for switching the modulation parameter;
A selection unit that selects one modulation parameter, and further selects a modulation parameter again based on the switching control signal;
A generation unit that inputs the switching control signal and generates a symbol that includes switching information indicated by the switching control signal;
The adaptive modulation control apparatus, wherein the switching information includes information of one or more positions for switching modulation parameters.
一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるための切替制御信号を出力する切替制御部と、
一つの変調パラメータを選択し、さらに前記切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択部と、
前記切替制御信号を入力し、前記切替制御信号に示される切替情報を含むシンボルを生成する生成部と、を備え、
前記切替情報は、切り替える変調パラメータを一つ以上指定する情報を含み、
前記生成部は、前記切り替える変調パラメータの情報の、一送信単位内の変調パラメータ切り替え開始位置への挿入を指示することを特徴とする適応変調制御装置。 An adaptive modulation control apparatus that selects any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate,
A switching control unit for determining to switch the modulation parameter in the middle of one transmission unit and outputting a switching control signal for switching the modulation parameter;
A selection unit that selects one modulation parameter, and further selects a modulation parameter again based on the switching control signal;
A generation unit that inputs the switching control signal and generates a symbol that includes switching information indicated by the switching control signal ;
The switching information includes information specifying one or more modulation parameters to be switched,
The generation unit of information of the switched modulation parameters, adaptive modulation control unit, characterized by direct insertion into the modulation parameter switching start position in one transmission unit.
一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定し、変調パラメータを切り替えるための切替制御信号を出力する切替制御部と、
一つの変調パラメータを選択し、さらに前記切替制御信号に基づいて、再度変調パラメータを選択する選択部と、を備え、
前記切替制御部は、前記切替判定情報としてドップラー周波数を指標し、
前記切替制御部は、適応変調周期を入力し、前記ドップラー周波数と前記適応変調周期との積が、予め設定した閾値より大きい場合に、変調パラメータを切り替えることを特徴とする適応変調制御装置。 An adaptive modulation control apparatus that selects any one modulation parameter from a plurality of modulation parameters determined from at least one of a modulation scheme and a coding rate,
A switching control unit for determining to switch the modulation parameter in the middle of one transmission unit and outputting a switching control signal for switching the modulation parameter;
Selecting one modulation parameter, and further selecting a modulation parameter again based on the switching control signal, and
The switching control unit indicates a Doppler frequency as the switching determination information,
The switching control unit receives an adaptive modulation period, and switches a modulation parameter when a product of the Doppler frequency and the adaptive modulation period is larger than a preset threshold value.
前記切替制御部は、一つあるいは複数のサブキャリア単位で、一送信単位の途中で変調パラメータを切り替えることを判定することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の適応変調制御装置。 The adaptive modulation according to any one of claims 1 to 8, wherein the switching control unit determines to switch a modulation parameter in the middle of one transmission unit in units of one or a plurality of subcarriers. Control device.
前記選択部は、前記切替制御信号に基づいて、予め定めた選択手順で再度変調パラメータを選択することを特徴とする請求項12記載の適応変調制御装置。13. The adaptive modulation control apparatus according to claim 12, wherein the selection unit selects a modulation parameter again according to a predetermined selection procedure based on the switching control signal.
請求項1から請求項22のいずれかに記載の適応変調制御装置と、An adaptive modulation control device according to any one of claims 1 to 22,
前記適応変調制御装置から出力される変調パラメータを用いて変調したデータを送信する送信部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device comprising: a transmission unit that transmits data modulated using a modulation parameter output from the adaptive modulation control device.
伝搬路変動を推定する伝搬路変動推定部と、A channel fluctuation estimation unit for estimating the channel fluctuation;
請求項1から請求項22のいずれかに記載の適応変調制御装置と、An adaptive modulation control device according to any one of claims 1 to 22,
前記適応変調制御装置から出力される変調パラメータを受信側装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device comprising: a transmission unit that transmits a modulation parameter output from the adaptive modulation control device to a reception-side device.
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