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JP4635075B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication method - Google Patents

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JP4635075B2 JP2008165582A JP2008165582A JP4635075B2 JP 4635075 B2 JP4635075 B2 JP 4635075B2 JP 2008165582 A JP2008165582 A JP 2008165582A JP 2008165582 A JP2008165582 A JP 2008165582A JP 4635075 B2 JP4635075 B2 JP 4635075B2
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Description

本発明は、同一の無線リソースを用いて同時に複数の無線通信を行う場合に、無線リソースの割り当て、並びに、各無線リソースに対する送信電力を制御することができる無線通信装置、方法に関する。   The present invention relates to a radio communication apparatus and method capable of controlling radio resource allocation and transmission power for each radio resource when performing a plurality of radio communications simultaneously using the same radio resource.

近年、無線通信に対する高速化の要求が強まる中、周波数利用効率を向上させることにより高速化を実現する提案が数多くなされている。とりわけ、MIMO(Multiple Input Multiple Output)と称される、同一の無線リソースを用いて同時に複数の無線通信を実現する技術に注目が集まっている。   In recent years, as the demand for higher speeds for wireless communication has increased, many proposals have been made for realizing higher speeds by improving frequency utilization efficiency. In particular, attention is being focused on a technique called MIMO (Multiple Input Multiple Output) that simultaneously realizes a plurality of wireless communications using the same wireless resource.

MIMO技術の中には、空間分割多元アクセス:SDMA(Spatial Division Multiple Access)と称される複数の無線端末装置が同一の無線リソースである周波数帯域を用いて同時に通信する技術がある。SDMAを実現する一つの方法として、無線通信装置が、それぞれの無線端末装置に送信する送信信号に、互いに直交する複素数系列を乗算し指向性を持ったビームとして送信する技術があげられる。これによって、信号を受信する際の、無線端末装置信号が他の信号から受ける干渉を低減すると共に空間ダイバーシチ効果を享受することができる。   Among the MIMO technologies, there is a technology in which a plurality of wireless terminal devices called Spatial Division Multiple Access (SDMA) communicate simultaneously using a frequency band that is the same wireless resource. As one method for realizing SDMA, there is a technique in which a wireless communication apparatus multiplies a transmission signal transmitted to each wireless terminal apparatus by a complex number sequence orthogonal to each other and transmits it as a beam having directivity. As a result, it is possible to reduce the interference that the wireless terminal device signal receives from other signals when receiving the signal and to enjoy the spatial diversity effect.

通信効率を最大化するためには、無線通信装置はそれぞれの無線端末装置に対する無線通信路(チャネル)の特徴を完全に把握する必要がある。しかしながら、実際にはチャネル状況は常に変化しているため、同時に多くの無線通信路の特性を把握しながら送信制御を行ったとしても、システム性能をかえって低下させてしまう。そのため、上記のような実施形態は実用的ではないと考えられている。   In order to maximize the communication efficiency, it is necessary for the wireless communication device to completely grasp the characteristics of the wireless communication channel (channel) for each wireless terminal device. However, in practice, since the channel status is constantly changing, even if transmission control is performed while grasping the characteristics of many wireless communication paths at the same time, the system performance is degraded. Therefore, the above embodiment is considered not practical.

そこで、それぞれの無線端末装置に対する無線通信路の特徴を完全に把握することなく、少ない情報量で、マルチユーザダイバーシチを利用して優れた特性を得られる方式として、ランダムビームフォーミングと称される技術が提案されている(例えば特許文献1)。無線通信装置は、任意の複素数系列が乗算された無線通信路推定用の信号を複数の無線端末装置に対して送信する。各無線端末装置における最良の複素数系列と、当該複素数系列が乗算された信号の信号電力対干渉電力比、信号の等価無線通信路利得を無線通信装置へ通知する。無線通信装置は通知された情報に基づき、無線通信エリア内に存在し無線通信装置と通信可能な無線端末装置と、各複素数系列との組を求める(以下、この処理をユーザ選択処理と記す)。   Therefore, a technique called random beam forming is a method that can obtain excellent characteristics by using multiuser diversity with a small amount of information without completely grasping the characteristics of the wireless communication channel for each wireless terminal device. Has been proposed (for example, Patent Document 1). The wireless communication device transmits a wireless channel estimation signal multiplied by an arbitrary complex number sequence to a plurality of wireless terminal devices. The wireless communication device is notified of the best complex number sequence in each wireless terminal device, the signal power to interference power ratio of the signal multiplied by the complex number sequence, and the equivalent wireless channel gain of the signal. Based on the notified information, the wireless communication device obtains a set of a wireless terminal device that exists in the wireless communication area and can communicate with the wireless communication device, and each complex number sequence (hereinafter, this process is referred to as a user selection process). .

また、一般的なランダムビームフォーミング技術では、各複素数系列に対して送信電力が等配分されている。しかし、送信電力を等配分した場合、チャネル状況や送信ビーム間の干渉等の影響により、十分に通信性能の向上を図ることができなかった。   In a general random beamforming technique, transmission power is equally distributed to each complex number sequence. However, when the transmission power is equally distributed, the communication performance cannot be sufficiently improved due to the influence of the channel condition and interference between the transmission beams.

適切な送信電力の割り当てを行うために、ユーザ選択処理を行い、決定された組に対する、各複素数系列に適用する送信電力を制御することにより、システムスループットの性能を増加させる技術が提案されている(例えば非特許文献1)。
特開2006−333482 公報 “Random Beamforming for Spatial Multiplexing in Downlink Multiuser MIMO Systems”, Diego P. and Umberto S., 2005 IEEE 16th International Symposium on PIMRC.
In order to perform appropriate transmission power allocation, a technique for increasing the system throughput performance by performing user selection processing and controlling the transmission power applied to each complex number sequence for the determined set has been proposed. (For example, Non-Patent Document 1).
JP 2006-333482 A “Random Beamforming for Spatial Multiplexing in Downlink Multiuser MIMO Systems”, Diego P. and Umberto S., 2005 IEEE 16th International Symposium on PIMRC.

上記した技術では各複素数系列を乗算して送信される信号と受信する無線端末装置との組を既に選択した後に、各複素数系列に適用する送信電力を制御している。よって、送信電力を制御することによる効果が限定的であり大幅な通信性能の向上を実現することが困難であった。また、ユーザ選択と同時に送信電力比の決定を実施すると通信性能の向上は可能だが、この場合は計算量が著しく増加してしまう。   In the above-described technique, a transmission power applied to each complex number sequence is controlled after a set of a signal transmitted by multiplying each complex number sequence and a receiving wireless terminal device has already been selected. Therefore, the effect of controlling the transmission power is limited, and it has been difficult to realize a significant improvement in communication performance. Further, if the transmission power ratio is determined at the same time as the user selection, the communication performance can be improved. However, in this case, the calculation amount is remarkably increased.

ユーザ選択と同時に、無線端末装置が受ける(その他の複素系列に対応する信号から受ける)干渉量の大きさに応じて送信電力比に対するシステムスループットの評価を行いながら、送信電力の制御を実施する。本発明は、前述の処理によって計算量を大幅に増加させることなく、システムスループットの向上が可能な無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。   Simultaneously with the user selection, the transmission power is controlled while evaluating the system throughput with respect to the transmission power ratio in accordance with the amount of interference received by the wireless terminal device (received from signals corresponding to other complex sequences). An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a wireless communication system that can improve system throughput without greatly increasing the amount of calculation by the above-described processing.

上記課題を解決するために本発明は、複数の無線端末との間で、同一周波数チャネル上で複数の信号系列にそれぞれ異なる複数の複素数系列を乗算することで、同時に通信が可能な無線通信装置において、前記複素数系列を乗算して得た測定信号を、各無線端末に送信する送信手段と、前記各無線端末が、前記測定信号を用いて求めた前記複素数系列それぞれの通信路特性に関する通知を受信する受信手段と、前記各無線端末に対して前記複素数系列をそれぞれ選択することで決定される、前記無線端末と前記複素数系列との組み合わせのうち、1の組み合わせを選択する選択手段と、前記無線端末が前記組み合わせとして選択されていない前記複素数系列から受ける干渉電力を、前記通信路特性に関する通知を用いて算出する干渉電力算出手段と、前記干渉電力が所定の閾値よりも小さいかどうかを判定する判定手段と、前記干渉電力が前記閾値よりも小さいと判定した場合には、前記無線端末それぞれに割り当てる送信電力比を変更して前記無線端末と通信した場合の伝送速度をそれぞれ算出する伝送速度算出手段と、複数の前記組み合わせ及び電力比について求められた前記伝送速度に基づき、前記各無線端末と通信を行う前記組み合わせ及び前記送信電力比を決定する決定手段と、を有し、前記決定手段で決定された前記組み合わせ及び前記送信電力比を用いて前記無線端末と通信することを特徴とする無線通信装置。を提供する。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a wireless communication apparatus capable of simultaneously communicating with a plurality of wireless terminals by multiplying a plurality of signal sequences by a plurality of different complex number sequences on the same frequency channel. And transmitting means for transmitting a measurement signal obtained by multiplying the complex number sequence to each wireless terminal, and a notification regarding the channel characteristics of each of the complex number sequences obtained by each wireless terminal using the measurement signal. Receiving means for receiving, selecting means for selecting one combination among combinations of the wireless terminal and the complex number sequence determined by selecting the complex number sequence for each wireless terminal; and Interference power calculation for calculating interference power received from the complex number sequence that is not selected as the combination by the wireless terminal using a notification regarding the channel characteristics And determining means for determining whether or not the interference power is smaller than a predetermined threshold, and when determining that the interference power is smaller than the threshold, change a transmission power ratio allocated to each of the wireless terminals. A transmission rate calculating means for calculating a transmission rate when communicating with the wireless terminal, a plurality of the combinations for communicating with the wireless terminals based on the transmission rates obtained for a plurality of the combinations and power ratios, and A wireless communication apparatus comprising: a determining unit configured to determine a transmission power ratio; and communicating with the wireless terminal using the combination determined by the determining unit and the transmission power ratio. I will provide a.

また、複数の無線端末との間で、同一周波数チャネル上で複数の信号系列にそれぞれ異なる複数の複素数系列を乗算することで、同時に通信が可能な無線通信装置において、前記複素数系列を乗算して得た測定信号を、各無線端末に送信する送信ステップと、前記各無線端末が、前記測定信号を用いて求めた前記複素数系列それぞれの通信路特性に関する通知を受信する受信ステップと、前記各無線端末に対して前記複素数系列をそれぞれ選択することで決定される、前記無線端末と前記複素数系列との組み合わせのうち、1の組み合わせを選択する選択ステップと、前記無線端末が前記組み合わせとして選択されていない前記複素数系列から受ける干渉電力を、前記通信路特性に関する通知を用いて算出する干渉電力算出ステップと、前記干渉電力が所定の閾値よりも小さいかどうかを判定する判定ステップと、前記干渉電力が前記閾値よりも小さいと判定した場合には、前記無線端末それぞれに割り当てる送信電力比を変更して前記無線端末と通信した場合の伝送速度をそれぞれ算出する伝送速度算出ステップと、複数の前記組み合わせ及び電力比について算出された前記伝送速度に基づき、前記各無線端末と通信を行う前記組み合わせ及び前記送信電力比を決定する決定ステップと、を有し、前記決定ステップで決定された前記組み合わせ及び前記送信電力比を用いて前記無線端末と通信することを特徴とする無線通信方法を提供する。   In addition, by multiplying a plurality of signal sequences by a plurality of different complex number sequences on the same frequency channel with a plurality of wireless terminals, a wireless communication apparatus capable of simultaneous communication can multiply the complex number sequences. A transmission step of transmitting the obtained measurement signal to each wireless terminal; a reception step in which each of the wireless terminals receives a notification regarding the channel characteristics of each of the complex number sequences obtained using the measurement signal; and A selection step of selecting one combination from the combination of the wireless terminal and the complex number sequence determined by selecting the complex number sequence for the terminal, and the wireless terminal is selected as the combination An interference power calculation step of calculating interference power received from the complex number sequence using a notification regarding the channel characteristics; and A determination step for determining whether or not the interference power is smaller than a predetermined threshold; and if it is determined that the interference power is smaller than the threshold, the transmission power ratio assigned to each of the wireless terminals is changed to change the wireless terminal A transmission rate calculation step for calculating a transmission rate when communicating with each other, and a combination and a transmission power ratio for communicating with each wireless terminal based on the transmission rates calculated for a plurality of the combinations and power ratios. A wireless communication method characterized by comprising: a determining step for determining, and communicating with the wireless terminal using the combination and the transmission power ratio determined in the determining step.

本発明によれば、計算量を大幅に増加させることなく、システムスループットの向上を図ることができる。   According to the present invention, the system throughput can be improved without greatly increasing the amount of calculation.

本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。以下、同じ構成に同じ符号を付し、重複する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components, and duplicate descriptions are omitted.

(第1の実施形態)
第1の実施形態の無線通信システムについて説明する。
(First embodiment)
A wireless communication system according to the first embodiment will be described.

図1は、本実施形態の無線通信システムの概要を示す図である。図示しないネットワークと接続されている無線通信装置である基地局(以下、BSと記載)100と、無線通信エリア内に存在し複数のユーザがそれぞれ携帯して移動可能な無線端末(以下、MSと記載)200との間で無線による通信が行われる。この際、BS100と複数のMS200との間の無線通信は、同一の無線リソース(周波数帯域)を用いて、同時に行うことが可能である。また、無線リソースの管理は全てBS100が行っている。 FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a wireless communication system according to the present embodiment. A base station (hereinafter referred to as BS) 100, which is a wireless communication device connected to a network (not shown), and a wireless terminal (hereinafter referred to as MS) that are present in the wireless communication area and can be carried by a plurality of users. (Description) Wireless communication with 200 is performed. At this time, wireless communication between the BS 100 and the plurality of MSs 200 can be simultaneously performed using the same wireless resource (frequency band). The radio resource management is all performed by the BS 100.

図1(a)の破線で囲った領域は、BS100が通信を行う領域を示す。 A region surrounded by a broken line in FIG. 1A indicates a region where the BS 100 performs communication.

図1(b)のビーム1は、複素数系列を乗算しないビームを示す。 Beam 1 in FIG. 1 (b) indicates a beam that is not multiplied by a complex number sequence.

図1(c)のビーム2、ビーム3は共に複素数系列を乗算した指向性を持ったビームである。それぞれのビームは同一の周波数帯域を用いており、それぞれ異なる複素数系列が乗算されている。 Both the beam 2 and the beam 3 in FIG. 1C are beams having directivity obtained by multiplying a complex number series. Each beam uses the same frequency band and is multiplied by a different complex number sequence.

なお、図1では3台のMS200が無線通信エリア内に存在する例を示しているが、MS200の数は任意の数であってよい。また、形成する指向性のあるビームの数はBS100が有するアンテナの数に依存する。   Although FIG. 1 shows an example in which three MSs 200 exist in the wireless communication area, the number of MSs 200 may be an arbitrary number. The number of directional beams to be formed depends on the number of antennas that the BS 100 has.

図2は、本実施形態の無線通信システムに属するMS200の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the MS 200 belonging to the wireless communication system of the present embodiment.

MS200は、制御部210、送信信号生成部220、制御信号生成部221、選択部222、送信処理部223、送信アンテナ224、受信アンテナ225、受信処理部226、分離部227、受信データ復調部228、制御データ復調部229、無線通信路測定部230を備える。   The MS 200 includes a control unit 210, a transmission signal generation unit 220, a control signal generation unit 221, a selection unit 222, a transmission processing unit 223, a transmission antenna 224, a reception antenna 225, a reception processing unit 226, a separation unit 227, and a reception data demodulation unit 228. A control data demodulating unit 229 and a wireless communication path measuring unit 230.

なお、図2中では送信アンテナ224は1本、受信アンテナ225は1本として記載されているが、任意の本数でよい。   In FIG. 2, one transmission antenna 224 and one reception antenna 225 are described, but any number may be used.

受信アンテナ225は、BS100が送信した無線信号を受信する。受信した無線信号を受信処理部226に出力する。   The receiving antenna 225 receives the radio signal transmitted by the BS 100. The received radio signal is output to the reception processing unit 226.

受信処理部226は、入力された無線信号に対して、電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調、A/D変換の所定の受信処理により受信信号を生成する。生成した受信信号は分離部227に出力される。 The reception processing unit 226 generates a reception signal by predetermined reception processing of power amplification, band limitation, down-conversion, orthogonal demodulation, and A / D conversion for the input radio signal. The generated reception signal is output to separation section 227.

分離部227は、入力された受信信号を受信データ信号、受信制御信号並びに無線通信路測定用信号に分離する。受信データ信号は受信データ復調部228に対して出力される。受信制御信号は制御データ復調部229に対して出力される。また、無線通信路測定用信号は無線通信路測定部230に対して出力される。   The separation unit 227 separates the input reception signal into a reception data signal, a reception control signal, and a wireless channel measurement signal. The reception data signal is output to reception data demodulation section 228. The reception control signal is output to the control data demodulator 229. The wireless channel measurement signal is output to the wireless channel measurement unit 230.

受信データ復調部228は、入力された受信データ信号に対して、所定の変調処理に対応する所定の復調方法により復調する。また、所定の誤り訂正方法及び符号化率に対応する復号方法により受信データとして復号する。復号された受信データを制御部210に対して出力する。   The reception data demodulator 228 demodulates the input reception data signal by a predetermined demodulation method corresponding to a predetermined modulation process. Also, the received data is decoded by a predetermined error correction method and a decoding method corresponding to the coding rate. The decoded received data is output to control unit 210.

制御データ復調部229は、入力された受信制御信号に対して、所定の変調処理に対応する所定の復調方法により復調する。また、所定の誤り訂正方法及び符号化率に対応する復号方法により制御データとして復号する。復号された制御データを制御部210に対して出力する。   The control data demodulation unit 229 demodulates the input reception control signal by a predetermined demodulation method corresponding to a predetermined modulation process. Moreover, it decodes as control data by the decoding method corresponding to a predetermined error correction method and coding rate. The decoded control data is output to the control unit 210.

無線通信路測定部230は、入力された無線通信路測定用信号を用いて、無線通信路の状態を、複素数系列に依存しない条件並びに各複素数系列に対応する条件にて測定し、制御部に対して出力する。また、各複素数系列に対応する等価ゲイン(複素数系列が乗算されたことによる利得)を測定し、結果を制御部210に対して出力する。無線通信路の状態を示す指標として、信号電力対雑音電力比(SNR)や信号電力対干渉及び雑音電力比(SINR)等が挙げられる。   The wireless channel measurement unit 230 uses the input wireless channel measurement signal to measure the state of the wireless channel under conditions that do not depend on the complex number series and conditions corresponding to each complex number series, and Output. In addition, an equivalent gain corresponding to each complex number sequence (gain resulting from multiplication of the complex number sequence) is measured, and the result is output to the control unit 210. As an index indicating the state of the wireless communication path, signal power-to-noise power ratio (SNR), signal power-to-interference and noise power ratio (SINR), and the like can be given.

また、送信信号生成部220は、制御部210より入力された送信データに対して、所定の方式及び符号化率により誤り訂正符号化を行う。また、所定の変調方式により変調して送信信号を生成し、選択部222に入力する。   Further, the transmission signal generation unit 220 performs error correction coding on the transmission data input from the control unit 210 using a predetermined method and coding rate. In addition, a transmission signal is generated by modulation using a predetermined modulation method, and is input to the selection unit 222.

制御信号生成部221は、入力された制御データに対して、所定の方式及び符号化率により誤り訂正符号化を行う。制御データの例として、無線通信路の状態の測定結果などが挙げられる。またさらに、制御データを所定の変調方式により変調して制御信号を生成し、選択部222に入力する。   The control signal generation unit 221 performs error correction coding on the input control data using a predetermined method and coding rate. As an example of the control data, the measurement result of the state of the wireless communication path can be cited. Further, the control data is modulated by a predetermined modulation method to generate a control signal and input to the selection unit 222.

選択部222は、入力された送信信号、制御信号のそれぞれを、制御部210の制御に基づき選択して送信処理部223に入力する。送信処理部223は、入力された信号に対して、D/A変換、直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の所定の送信処理により無線信号を生成する。生成された無線信号は、送信アンテナ224よりBS100に対して送信される。   The selection unit 222 selects each of the input transmission signal and control signal based on the control of the control unit 210 and inputs the selected transmission signal and control signal to the transmission processing unit 223. The transmission processing unit 223 generates a radio signal for the input signal by predetermined transmission processing such as D / A conversion, orthogonal modulation, up-conversion, band limitation, and power amplification. The generated radio signal is transmitted from the transmission antenna 224 to the BS 100.

図3は、本実施形態の無線通信システムに属するBS100の構成を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the BS 100 belonging to the wireless communication system of the present embodiment.

本実施形態の無線通信システムに属するBS100は、制御部120、送信信号生成部121、無線通信路測定用信号生成部122、制御信号生成部123、既知信号生成部124、第1選択部125、複素数系列乗算部126、第2選択部127、送信処理部128、送信アンテナ129、受信アンテナ130、受信処理部131、分離部132、受信データ復調部133、制御データ復調部134を備える。   The BS 100 belonging to the wireless communication system of the present embodiment includes a control unit 120, a transmission signal generation unit 121, a wireless channel measurement signal generation unit 122, a control signal generation unit 123, a known signal generation unit 124, a first selection unit 125, A complex series multiplication unit 126, a second selection unit 127, a transmission processing unit 128, a transmission antenna 129, a reception antenna 130, a reception processing unit 131, a separation unit 132, a reception data demodulation unit 133, and a control data demodulation unit 134 are provided.

図3では、送信アンテナ129は3本、受信アンテナ130は1本設けられている例を示しているが、任意の数でよい。   Although FIG. 3 shows an example in which three transmission antennas 129 and one reception antenna 130 are provided, any number may be used.

なお、送信信号生成部121並びに送信処理部128は、BS100の送信アンテナ129の数に対応し複数備えられているものとする。   Note that a plurality of transmission signal generation units 121 and transmission processing units 128 are provided corresponding to the number of transmission antennas 129 of the BS 100.

制御部120は、送信信号生成部121、無線通信路測定用信号生成部122、既知信号生成部124、第1選択部125、複素数系列乗算部126、第2選択部127の動作を制御する。具体的な処理は図6乃至図10のフローチャートを用いて後述する。   The control unit 120 controls operations of the transmission signal generation unit 121, the wireless channel measurement signal generation unit 122, the known signal generation unit 124, the first selection unit 125, the complex number series multiplication unit 126, and the second selection unit 127. Specific processing will be described later with reference to the flowcharts of FIGS.

送信信号生成部121は、制御部120より入力された送信データに対して、所定の方式及び符号化率により誤り訂正符号化を行う。さらに、所定の変調方式により変調して送信信号を生成し、第1選択部125に入力する。   The transmission signal generation unit 121 performs error correction coding on the transmission data input from the control unit 120 using a predetermined method and coding rate. Further, a transmission signal is generated by modulation according to a predetermined modulation method and input to the first selection unit 125.

無線通信路測定用信号生成部122は、無線通信路測定用として予め定められたパターンに対応する信号を生成し、第1選択部125及び第2選択部127に入力する。既知信号生成部124も同様に、通信相手(本実施形態ではMS200に相当)が無線通信路の特性を推定するために、予め定められたパターンに対応する信号を生成し、第1選択部125及び第2選択部127に入力する。   The wireless channel measurement signal generator 122 generates a signal corresponding to a predetermined pattern for wireless channel measurement and inputs the signal to the first selection unit 125 and the second selection unit 127. Similarly, the known signal generation unit 124 generates a signal corresponding to a predetermined pattern so that the communication partner (corresponding to the MS 200 in the present embodiment) estimates the characteristics of the wireless communication path, and the first selection unit 125. And input to the second selection unit 127.

制御信号生成部123は、制御部120より入力された制御データ(送信データを送信する通信相手MS200の識別子等)に対して、所定の方式及び符号化率により誤り訂正符号化を行う。さらに、所定の変調方式により制御信号を生成し、第2選択部127に入力する。   The control signal generation unit 123 performs error correction coding on the control data (an identifier of the communication partner MS 200 that transmits the transmission data) input from the control unit 120 using a predetermined method and coding rate. Further, a control signal is generated by a predetermined modulation method and input to the second selection unit 127.

第1選択部125は、入力された送信信号、無線通信路測定用信号、既知信号のそれぞれを、制御部120の制御に基づき選択して複素数系列乗算部126に出力する。   The first selection unit 125 selects each of the input transmission signal, radio channel measurement signal, and known signal based on the control of the control unit 120, and outputs the selected signal to the complex number series multiplication unit 126.

複素数系列乗算部126は、制御部120の制御に基づき生成された、それぞれが直交する異なる複素数系列を、入力された信号のそれぞれに対して乗算する。なお、生成された複素数系列の系列長は送信アンテナ数に対応し、系列数は入力された信号の数に対応する。   The complex number series multiplying unit 126 multiplies each of the input signals by different complex number series generated based on the control of the control unit 120 and orthogonal to each other. The sequence length of the generated complex number sequence corresponds to the number of transmitting antennas, and the number of sequences corresponds to the number of input signals.

第2選択部127は、入力された複素数系列が乗算された信号、無線通信路測定用信号、既知信号及び制御信号のそれぞれを、制御部120の制御に基づき選択して送信処理部128に入力する。   The second selection unit 127 selects a signal multiplied by the input complex number sequence, a radio channel measurement signal, a known signal, and a control signal based on the control of the control unit 120 and inputs them to the transmission processing unit 128. To do.

送信処理部128は、入力された信号に対して、D/A変換、直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の所定の送信処理により無線信号を生成する。生成された無線信号は送信アンテナ129より送信される。   The transmission processing unit 128 generates a radio signal for the input signal by predetermined transmission processing such as D / A conversion, quadrature modulation, up-conversion, band limitation, and power amplification. The generated radio signal is transmitted from the transmission antenna 129.

受信アンテナ130により受信された無線信号は受信処理部131に入力される。   A radio signal received by the receiving antenna 130 is input to the reception processing unit 131.

受信処理部131は、入力された無線信号に対して、電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調、A/D変換等の所定の受信処理により受信信号を生成する。生成された受信信号は分離部132に入力される。   The reception processing unit 131 generates a reception signal by predetermined reception processing such as power amplification, band limitation, down-conversion, orthogonal demodulation, A / D conversion, and the like for the input radio signal. The generated reception signal is input to the separation unit 132.

分離部132は、入力された受信信号を受信データ信号並びに受信制御信号に分離する。受信データ信号は受信データ復調部133に入力される。また、受信制御信号は制御データ復調部134に入力される。   The separation unit 132 separates the input reception signal into a reception data signal and a reception control signal. The received data signal is input to the received data demodulator 133. The reception control signal is input to the control data demodulator 134.

受信データ復調部133は、入力された受信データ信号に対して、所定の変調処理に対応する所定の復調方法により復調する。また、所定の誤り訂正方法及び符号化率に対応する復号方法により受信データとして復号し、制御部120に対して出力する。   The reception data demodulator 133 demodulates the input reception data signal by a predetermined demodulation method corresponding to a predetermined modulation process. Further, it is decoded as received data by a decoding method corresponding to a predetermined error correction method and coding rate, and is output to the control unit 120.

制御データ復調部134は、入力された受信制御信号に対して、所定の変調処理に対応する所定の復調方法により復調する。さらに、所定の誤り訂正方法及び符号化率に対応する復号方法により制御データとして復号し、制御データを制御部120に対して出力するする。   The control data demodulator 134 demodulates the input reception control signal by a predetermined demodulation method corresponding to a predetermined modulation process. Further, it is decoded as control data by a decoding method corresponding to a predetermined error correction method and coding rate, and the control data is output to the control unit 120.

図4は、本実施形態の無線通信システムにおけるMS100とBS200の通信する信号を示すシーケンス図である。破線矢印は複素数系列を乗算する信号を示し、実線の矢印は複素数系列を乗算しない信号を示す。   FIG. 4 is a sequence diagram illustrating signals communicated between the MS 100 and the BS 200 in the wireless communication system according to the present embodiment. A broken line arrow indicates a signal that is multiplied by a complex number series, and a solid line arrow indicates a signal that is not multiplied by a complex number series.

本実施形態の無線通信システムでは、BS100が無線通信路測定用信号を送信する。この際、BS100は、送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数のそれぞれが直交する異なる複素数系列が乗算された無線通信路測定用信号、並びに複素数系列が乗算されていない無線通信路測定用信号を送信する。   In the wireless communication system of this embodiment, the BS 100 transmits a wireless communication path measurement signal. At this time, the BS 100 performs radio communication path measurement signals multiplied by different complex number sequences each orthogonal to a predetermined number of transmission antennas or a predetermined number equal to or less than the number of transmission antennas, and wireless communication not multiplied by complex number sequences. Transmit the signal for road measurement.

まず、BS100は無線通信路測定用の信号をMS200に対して送信する(ST10)。無線通信路測定用信号を受信したそれぞれのMS200は、無線通信路の状態を測定し(ST11)、測定結果をBS100へ通知する(ST12)。測定される無線通信路の状態とは、複素数系列が乗算されていない無線通信路測定用信号から測定されたSNRと、複素数系列が乗算された無線通信路測定用信号から測定された各複素数系列に対応する等価ゲイン(複素数系列が乗算されたことによる利得)を示す。   First, BS 100 transmits a radio channel measurement signal to MS 200 (ST10). Receiving the wireless channel measurement signal, each MS 200 measures the state of the wireless channel (ST11) and notifies the BS 100 of the measurement result (ST12). The state of the wireless channel to be measured is the SNR measured from the wireless channel measurement signal not multiplied by the complex number sequence and each complex number sequence measured from the wireless channel measurement signal multiplied by the complex number sequence. Represents an equivalent gain (gain obtained by multiplying a complex number sequence).

次に、BS100はMS200から通知された無線通信路の状態の測定結果に基づき、MS200に対する無線通信に適用する複素数系列並びに複素数系列を用いて無線通信を行うMS200を選択するユーザ選択処理を行う(ST13)。その選択結果を、制御データを介してそれぞれのMS200に対して通知する(ST14a)。また、選択されたMS200に対して、選択された複素数系列を用いて送信データを送信する(ST14b)。次に、ユーザ選択処理、制御データ送信並びに送信データ送信を予め定められた所定の回数を繰り返す(ST15)。その後、再び無線通信路測定用信号を送信する処理(ST16)に移行する。なお、ST16で送信する無線通信路測定用信号は、ST10で用いた複素数系列とは異なる複素数系列が乗算されていることが好ましい。   Next, the BS 100 performs a user selection process for selecting the MS 200 that performs radio communication using the complex number sequence and the complex number sequence applied to the radio communication for the MS 200 based on the measurement result of the state of the radio communication path notified from the MS 200 ( ST13). The selection result is notified to each MS 200 via the control data (ST14a). In addition, transmission data is transmitted to selected MS 200 using the selected complex number sequence (ST14b). Next, the user selection process, control data transmission, and transmission data transmission are repeated a predetermined number of times (ST15). Thereafter, the process again proceeds to processing (ST16) for transmitting a wireless channel measurement signal. Note that the radio channel measurement signal transmitted in ST16 is preferably multiplied by a complex number sequence different from the complex number sequence used in ST10.

図5は、本実施形態の無線通信システムに係るBS100の制御部120の構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 120 of the BS 100 according to the wireless communication system of the present embodiment.

本実施形態の無線通信装置の制御部120は、上位レイヤI/F111、送受信データバッファ112、ユーザ選択部113、送信パラメータ記憶部114、送信パラメータ設定部115、複素数系列設定部116、通信路状態測定結果記憶部117を備える。   The control unit 120 of the wireless communication apparatus of the present embodiment includes an upper layer I / F 111, a transmission / reception data buffer 112, a user selection unit 113, a transmission parameter storage unit 114, a transmission parameter setting unit 115, a complex number series setting unit 116, a communication path state A measurement result storage unit 117 is provided.

上位レイヤI/F111は、上位レイヤからそれぞれのMS200に送信すべきデータ、また、MS200から受信したデータの入出力を行う。   The upper layer I / F 111 inputs / outputs data to be transmitted from the upper layer to each MS 200 and data received from the MS 200.

送受信データバッファ112は、上位レイヤから入力された送受信用のデータを記憶する。   The transmission / reception data buffer 112 stores transmission / reception data input from an upper layer.

ユーザ選択部113は、通信路状態測定結果記憶部117、送信パラメータ記憶部114などを参照してユーザ選択処理を行う。具体的な処理の内容は後述する。   The user selection unit 113 performs user selection processing with reference to the communication path state measurement result storage unit 117, the transmission parameter storage unit 114, and the like. Specific processing contents will be described later.

送信パラメータ記憶部114は、SINRと変調方式と符号化率とが対応されて記憶されている。   The transmission parameter storage unit 114 stores SINR, modulation scheme, and coding rate in association with each other.

送信パラメータ設定部115は、ユーザ選択処理の結果を用いて、選択結果をMS200に通知するための第1の制御データを生成する。また、送信パラメータ記憶部114を参照し、選択されたMS200との無線通信に適用する送信パラメータ(本実施形態では変調方式並びに符号化率とする)を決定する。また、結果を通知するための第2の制御データを生成する。   The transmission parameter setting unit 115 generates first control data for notifying the MS 200 of the selection result using the result of the user selection process. Further, with reference to the transmission parameter storage unit 114, transmission parameters (in this embodiment, modulation scheme and coding rate) to be applied to the wireless communication with the selected MS 200 are determined. Further, second control data for notifying the result is generated.

複素数系列設定部116は、送信アンテナ数または送信アンテナ数以下の予め定められた所定数の相互に直交する複素数系列を決定するとともに、決定した複素数系列が乗算された無線通信路測定用信号を含む無線通信路測定用信号を送信するよう制御する。   Complex number sequence setting section 116 determines a predetermined number of mutually orthogonal complex number sequences equal to or less than the number of transmission antennas or the number of transmission antennas, and includes a radio channel measurement signal multiplied by the determined complex number sequence. Control to transmit a wireless channel measurement signal.

通信路状態測定結果記憶部117は、ユーザ(各MS200)とSNRとゲインとを対応した状態で記憶している。それぞれのMS200から通知された無線通信路の状態の測定結果を受け、当該測定結果を記憶する。通信路状態測定結果記憶部117の構成例は図5に記載したように、ユーザと、複素数系列が乗算されていない通信路測定用信号から求めたSNRと、各複素数系列による等価ゲイン(ゲイン1〜ゲインN)とが対応した状態で記憶されている。MはBS100と無線通信を行うMS200の数を、NはBS100が保有する送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数である。   The communication channel state measurement result storage unit 117 stores the user (each MS 200), the SNR, and the gain in a corresponding state. The wireless communication path state measurement result notified from each MS 200 is received, and the measurement result is stored. As shown in FIG. 5, the configuration example of the channel state measurement result storage unit 117 includes the user, the SNR obtained from the channel measurement signal not multiplied by the complex number sequence, and the equivalent gain (gain 1) of each complex number sequence. To gain N) are stored in a corresponding state. M is the number of MSs 200 that perform radio communication with the BS 100, and N is the number of transmission antennas held by the BS 100 or a predetermined number equal to or less than the number of transmission antennas.

図6は本実施形態の無線通信装置の制御部120の処理を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing processing of the control unit 120 of the wireless communication apparatus according to the present embodiment.

本実施形態の無線通信装置の制御部120は、まず、複素数系列設定部116が、送信アンテナ数または送信アンテナ数以下の予め定められた所定数の相互に直交する複素数系列を決定する(ST301)。決定した複素数系列が乗算された無線通信路測定用信号を含む無線通信路測定用信号を送信するよう制御する(ST302)。なお、それぞれの複素数系列に対して等電力となるような送信電力で無線通信路測定用信号は送信される。 In the control unit 120 of the wireless communication apparatus according to the present embodiment, first, the complex number sequence setting unit 116 determines a predetermined number of complex number sequences orthogonal to each other that are equal to or less than the number of transmission antennas or the number of transmission antennas (ST301). . Control is performed to transmit a wireless channel measurement signal including the wireless channel measurement signal multiplied by the determined complex number sequence (ST302). The wireless channel measurement signal is transmitted with transmission power that is equal to each complex number sequence.

それぞれのMS200から通知された無線通信路の状態の測定結果を受け、測定結果を通信路状態測定結果記憶部117に記憶する(ST303)。なお、通信路状態測定結果記憶部117の構成は図5に記載の通りであり、MはBSと無線通信を行うMS200の数を、Nは送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数である。続いて、ユーザ選択部113が、通信路状態測定結果記憶部117、送信パラメータ記憶部114などを参照してユーザ選択処理を行う(ST304)。詳細は後述するが、ここでは、使用する複素数系列並びに複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末の選択などが行われる。   The wireless communication path state measurement result notified from each MS 200 is received, and the measurement result is stored in communication path state measurement result storage section 117 (ST303). The configuration of the channel state measurement result storage unit 117 is as shown in FIG. 5, where M is the number of MSs 200 that perform radio communication with the BS, and N is a predetermined number of transmission antennas or less than the number of transmission antennas. It is a predetermined number. Subsequently, the user selection unit 113 performs user selection processing with reference to the communication path state measurement result storage unit 117, the transmission parameter storage unit 114, and the like (ST304). Although details will be described later, in this case, selection of a complex number sequence to be used and a partner radio terminal that performs radio communication using the complex number sequence is performed.

次に、送信パラメータ設定部115は、ユーザ選択処理の結果を用いて、選択結果をMS200に通知するための第1の制御データを生成する(ST305)。また、送信パラメータ記憶部114を参照し、選択されたMS200との無線通信に適用する送信パラメータ(本実施形態では変調方式並びに符号化率とする)を決定する。また、決定した結果をBS100に通知するための第2の制御データを生成する(ST306)。   Next, transmission parameter setting section 115 uses the result of the user selection process to generate first control data for notifying MS 200 of the selection result (ST305). Further, with reference to the transmission parameter storage unit 114, transmission parameters (in this embodiment, modulation scheme and coding rate) to be applied to the wireless communication with the selected MS 200 are determined. Also, second control data for notifying BS 100 of the determined result is generated (ST306).

送信パラメータ設定部115は、第1の制御データを制御信号生成部123に入力する。これにより、第1の制御データは、複素数系列を乗算せずに送信されることとなる。さらに、上位レイヤI/F111を介して上位レイヤより入力され、送受信データバッファ112に記憶されている各MS200にそれぞれ対応する送信データとともに、前記第2の制御データを送信データとしてまとめて送信信号生成部121に入力する。上記の処理によって、第2の制御データは複素数系列を乗算して送信される。以後、制御部120は、様々な要因により制御を終了するかを判断する(ST309)。制御処理を終了すると判定された場合には(ST309,Yes)その制御を終了する。制御を継続する場合には(ST309,No)、所定の周期が経過したか否かを判断し(ST310)、所定の周期が経過している場合には(ST310,Yes)、新たな複素数系列を決定する処理に移行する(ST301)。経過していない場合には(ST310,No)、再度ユーザ選択処理へ移行する(ST304)。   The transmission parameter setting unit 115 inputs the first control data to the control signal generation unit 123. As a result, the first control data is transmitted without being multiplied by the complex number sequence. Furthermore, together with the transmission data corresponding to each MS 200 input from the upper layer via the upper layer I / F 111 and stored in the transmission / reception data buffer 112, the second control data is collected as transmission data to generate a transmission signal. Input to the unit 121. Through the above processing, the second control data is transmitted after being multiplied by the complex number sequence. Thereafter, control unit 120 determines whether to end control due to various factors (ST309). If it is determined that the control process is to be terminated (ST309, Yes), the control is terminated. When control is continued (ST309, No), it is determined whether or not a predetermined period has passed (ST310). When the predetermined period has passed (ST310, Yes), a new complex number sequence is determined. (ST301). If it has not elapsed (ST310, No), the process proceeds to the user selection process again (ST304).

図7は、図6に示す制御部120が行う処理のうち、ユーザ選択処理(ST304)を詳細に示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing in detail the user selection process (ST304) among the processes performed by the control unit 120 shown in FIG.

まず、パラメータTPUT_max、P、Qの初期化を行う(ST401)。TPUT_maxは、選択処理の過程において、最大のスループット(伝送速度)を記憶するパラメータである。Pは選択処理の過程における複素数系列の数を、Qは無線通信に使用する複素数系列の数をそれぞれ記憶するパラメータである。   First, parameters TPUT_max, P, and Q are initialized (ST401). TPUT_max is a parameter for storing the maximum throughput (transmission rate) in the selection process. P is a parameter for storing the number of complex number sequences in the selection process, and Q is a parameter for storing the number of complex number sequences used for wireless communication.

次に、基準複素数系列選択処理を行う(ST402)。詳細は後述するが、ここでは、以後の処理における基準となる複素数系列及び当該複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)が選択される。   Next, reference complex number series selection processing is performed (ST402). Although details will be described later, here, a complex number sequence serving as a reference in subsequent processing and an MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using the complex number sequence are selected.

次に、パラメータPの値が送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数(Ntx)に到達しているかを判定する(ST403)。到達している場合には(ST403,Yes)、本処理の終了条件を満たしているかを判定する(ST405)。   Next, it is determined whether the value of the parameter P has reached a predetermined number (Ntx) equal to or less than the number of transmission antennas or the number of transmission antennas (ST403). If it has been reached (ST403, Yes), it is determined whether the end condition of this process is satisfied (ST405).

到達していない場合には(ST403,No)、新たな複素数系列の追加処理を行う(ST404)。詳細は後述するが、ここでは、基準となる複素数系列及び無線通信を行う相手先のMS200(ユーザ)の組み合わせに対し、さらに、異なる複素数系列及び当該複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせが選択可能であるかを判定する処理が行われる。次に、本処理の終了条件を満たしているかを判断する(ST405)。   If not reached (ST403, No), a new complex number sequence is added (ST404). Although details will be described later, here, for the combination of the complex number sequence serving as a reference and the counterpart MS 200 (user) that performs radio communication, a different complex number sequence and a partner radio that performs radio communication using the complex number sequence are used. Processing for determining whether a combination of MS 200 (user) as a terminal can be selected is performed. Next, it is determined whether the end condition of this process is satisfied (ST405).

ST405では、予め定められた終了条件、例えば、所定回数の処理を実施したか否か、所定値以上のスループット(伝送速度)が得られているか否かなどの条件と比較し、条件を満足している場合には本処理を終了し、満足していない場合には、再び、基準複素数系列選択処理(ST402)へと移行する。   In ST405, the condition is satisfied by comparing with a predetermined end condition, for example, whether or not a predetermined number of processes have been performed and whether or not a throughput (transmission rate) equal to or greater than a predetermined value is obtained. If YES, the process ends. If not satisfied, the process returns to the reference complex number series selection process (ST402).

図8は、図7に示す制御部120が行う処理のうち、基準複素数系列選択処理(ST402)を詳細に示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing in detail the reference complex number sequence selection process (ST402) among the processes performed by the control unit 120 shown in FIG.

図8によると、基準複素数系列選択処理では、予め定められた所定の基準、例えば任意の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせや、最大の等価ゲインを有する複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせを選定する(ST501)。パラメータPを1とし(ST502)、上記選定した組み合わせに関し、通信品質(本実施形態では信号電力対干渉及び雑音電力比:SINR)を等価ゲインから算出する(ST503)。   According to FIG. 8, in the reference complex number sequence selection process, a combination of MS200 (user), which is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using a predetermined reference, for example, an arbitrary complex number sequence and complex number sequence, A combination of MS 200 (user), which is a radio terminal of the other party that performs radio communication using a complex number sequence and a complex number sequence having an equivalent gain of (ST501). The parameter P is set to 1 (ST502), and the communication quality (signal power to interference and noise power ratio: SINR in this embodiment) is calculated from the equivalent gain for the selected combination (ST503).

なお、上記した信号電力対干渉及び雑音電力比(SINR)は数1から求めることが出来る。ここで、kはMS100の番号を、mは複素数系列の番号を、Mは複素数系列の数を示す値である。

Figure 0004635075
The signal power to interference and noise power ratio (SINR) described above can be obtained from Equation 1. Here, k is the number of the MS 100, m is the number of the complex number sequence, and M is a value indicating the number of the complex number sequence.
Figure 0004635075

通信品質を基に、送信パラメータ記憶部114を参照して、上記選定した組み合わせにおけるスループット(伝送速度)を算出し、これをTPUT_newとして記憶する(ST504)。続いて、TPUT_maxにTPUT_newの値を記憶し(ST505)、パラメータQを1とし(ST506)、選定した複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせを記憶し(ST507)、終了する。   Based on the communication quality, the transmission parameter storage unit 114 is referred to calculate the throughput (transmission rate) in the selected combination, and this is stored as TPUT_new (ST504). Subsequently, the value of TPUT_new is stored in TPUT_max (ST505), the parameter Q is set to 1 (ST506), and the selected complex number sequence and the combination of MS200 (user) that is a counterpart radio terminal that performs radio communication using the complex number sequence Is stored (ST507), and the process ends.

図9は、図7に示す制御部120が行う処理のうち、追加複素数系列選択処理(ST404)を詳細に示すフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing in detail an additional complex number sequence selection process (ST404) among the processes performed by the control unit 120 shown in FIG.

追加複素数系列選択処理では、予め定められた所定の基準に基づいて、基準複素数系列処理にて記憶されている複素数系列を除いた中から、P個の複素数系列及び当該複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200の組み合わせ候補を選定する(ST601)。   In the additional complex number sequence selection processing, wireless communication is performed using P complex number sequences and the complex number sequences from the complex number sequences stored in the reference complex number sequence processing based on a predetermined criterion. The combination candidate of the MS 200 that is the other party's wireless terminal performing the selection is selected (ST601).

基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する追加複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、すなわち、基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200の追加複素数系列に対する等価ゲインに相当する量、を予め定められた所定の閾値(TH(INT)1)と比較し、干渉量が閾値より小さいか否かを判定する。同様に、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する基準複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、すなわち、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200の基準複素数系列に対する等価ゲインに相当する量を、予め定められた所定の閾値(TH(INT)2)と比較し、干渉量が閾値より小さいか否かを判定する(ST602)。   Corresponds to the amount of interference from radio communication performed using an additional complex sequence for MS 200 that performs radio communication using a reference complex sequence, that is, an equivalent gain for the additional complex sequence of MS 200 that performs radio communication using a reference complex sequence. The amount is compared with a predetermined threshold value (TH (INT) 1), and it is determined whether or not the interference amount is smaller than the threshold value. Similarly, the amount of interference from wireless communication performed using the reference complex number sequence for MS 200 that performs wireless communication using the additional complex number sequence, that is, the equivalent gain for the reference complex number sequence of MS 200 that performs wireless communication using the additional complex number sequence Is compared with a predetermined threshold value (TH (INT) 2) determined in advance to determine whether or not the interference amount is smaller than the threshold value (ST602).

いずれか一方の干渉量がそれぞれの所定の閾値よりも小さい場合(ST602,Yes)には、送信電力制御処理を行う(ST603)。   If either one of the interference amounts is smaller than each predetermined threshold (ST602, Yes), a transmission power control process is performed (ST603).

双方の干渉量がそれぞれの所定の閾値以上である場合(ST602,No)には、上記選定した組み合わせ及び基準複素系列選択処理にて選定された組み合わせのそれぞれに関し、通信品質(本実施形態では信号電力対干渉及び雑音電力比:SINR)を算出する(ST604)。   When both interference amounts are equal to or greater than the respective predetermined threshold values (ST602, No), the communication quality (in this embodiment, the signal is related to each of the combination selected in the above and the combination selected in the reference complex sequence selection process). Power-to-interference and noise power ratio (SINR) is calculated (ST604).

なお、上記した信号電力対干渉及び雑音電力比(SINR)は数2から求めることが出来る。ここで、kはMS100の番号を、mは複素数系列の番号を、Mは複素数系列の数を示す値である。

Figure 0004635075
The signal power to interference and noise power ratio (SINR) described above can be obtained from Equation 2. Here, k is the number of the MS 100, m is the number of the complex number sequence, and M is a value indicating the number of the complex number sequence.
Figure 0004635075

次に、それぞれの通信品質を基に、送信パラメータ記憶部114を参照して、組み合わせにおけるスループット(伝送速度)を算出し、これをTPUT_newとして記憶する(ST605)。   Next, based on each communication quality, the transmission parameter storage unit 114 is referred to calculate the throughput (transmission rate) in the combination, and this is stored as TPUT_new (ST605).

次に、TPUT_newとTPUT_maxを比較し(ST606)、TPUT_newがTPUT_maxより大きい場合(ST606,Yes)には、TPUT_maxにTPUT_newの値を記憶し(ST607)、パラメータQをP+1とし(ST608)、基準複素数系列選択処理にて記憶されている複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200の組み合わせとともに、選定したP個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200の組み合わせを記憶する(ST609)。   Next, TPUT_new and TPUT_max are compared (ST606). If TPUT_new is greater than TPUT_max (ST606, Yes), the value of TPUT_new is stored in TPUT_max (ST607), the parameter Q is set to P + 1 (ST608), and the reference complex number The complex number sequence stored in the sequence selection process and the combination of the partner radio terminal MS 200 that performs radio communication using the complex number sequence and the other party performing radio communication using the selected P complex number sequences and complex number sequences The combination of MS 200 that is the destination wireless terminal is stored (ST609).

続いて、全ての組み合わせを選定し上記したようなTPUT_newとTPUT_maxとの比較などの処理を実施したか否かを判断する(ST610)。未選定の組み合わせが残されている場合には(ST610,No)、P個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する処理へ移行する。全ての組み合わせを選定した場合には(ST610,Yes)、パラメータPをP+1とし(ST611)、パラメータPの値が送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数(Ntx)に到達しているかを判定する(ST612)。   Subsequently, all combinations are selected, and it is determined whether or not processing such as comparison between TPUT_new and TPUT_max as described above has been performed (ST610). When an unselected combination remains (ST610, No), a process of selecting a combination candidate of MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P complex number sequences and complex number sequences Migrate to When all combinations are selected (ST610, Yes), the parameter P is set to P + 1 (ST611), and the value of the parameter P reaches the predetermined number (Ntx) that is equal to or less than the number of transmission antennas or the number of transmission antennas. Is determined (ST612).

到達している場合には(ST612,Yes)、本処理を終了する。到達していない場合には(ST612,No)、P個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する処理へ移行する。なお、この場合はパラメータPの値は1増加していることから、Pの値に対応する新たな組み合わせを選定していく。   If it has arrived (ST612, Yes), this process ends. If not reached (ST612, No), the process proceeds to a process of selecting a combination candidate of MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P complex number sequences and complex number sequences. In this case, since the value of the parameter P is increased by 1, a new combination corresponding to the value of P is selected.

なお、追加複素数系列が複数存在する場合、すなわち、P>1である場合には、基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対するいずれか1つの追加複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量が所定の閾値よりも小さくなるか否か、または、全ての追加複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量が所定の閾値よりも小さくなるか否か、いずれかの方法で比較を行うことが可能であり、同様に、いずれか1つの追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する基準複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量が所定の閾値よりも小さくなるか否か、または、全ての追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する基準複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量が所定の閾値よりも小さくなるか否か、いずれかの方法で比較を行うことが可能である。   In addition, when there are a plurality of additional complex number sequences, that is, when P> 1, from the wireless communication performed using any one additional complex number sequence for the MS 200 that performs wireless communication using the reference complex number sequence. Use either method to compare whether the amount of interference is smaller than a predetermined threshold or whether the amount of interference from wireless communication performed using all additional complex sequences is smaller than a predetermined threshold. Similarly, is the amount of interference from wireless communication performed using the reference complex number sequence for the MS 200 performing wireless communication using any one additional complex number sequence smaller than a predetermined threshold? Or the amount of interference from wireless communication performed using the reference complex number sequence for the MS 200 performing wireless communication using all the additional complex number sequences is greater than a predetermined threshold Whether smaller, it is possible to compare either way.

図10は、図9に示す制御部120が行う送信電力制御処理(ST603)を詳細に示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing in detail a transmission power control process (ST603) performed by control section 120 shown in FIG.

送信電力制御処理では、まず、基準複素数系列に対するP個の追加複素数系列それぞれの送信電力比を選択する(ST701)。この時、予め選択範囲(例えば−10dB〜+10dB)を定めておくことが好ましい。続いて、ST701で選択した送信電力比の場合の基準及び選定したP個の追加複素数系列それぞれの通信品質(本実施形態では信号電力対干渉及び雑音電力比:SINR)を、等価ゲインから算出する(ST702)。算出された通信品質を基に、送信パラメータ記憶部114を参照して、スループット(伝送速度)を算出し、これをTPUT_newとして記憶する(ST703)。続いて、TPUT_newとTPUT_maxを比較する(ST704)。   In the transmission power control process, first, the transmission power ratio of each of the P additional complex number sequences with respect to the reference complex number sequence is selected (ST701). At this time, it is preferable to determine a selection range (for example, −10 dB to +10 dB) in advance. Subsequently, the communication quality (signal power-to-interference and noise power ratio: SINR in this embodiment) of the reference in the case of the transmission power ratio selected in ST701 and the selected P additional complex number sequences is calculated from the equivalent gain. (ST702). Based on the calculated communication quality, the transmission parameter storage unit 114 is referred to calculate a throughput (transmission rate), and this is stored as TPUT_new (ST703). Subsequently, TPUT_new is compared with TPUT_max (ST704).

TPUT_newがTPUT_maxより大きい場合には(ST704,Yes)、TPUT_maxにTPUT_newの値を記憶する(ST705)。パラメータQをP+1とし(ST706)、基準複素数系列選択処理にて記憶されている複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせと、選定したP個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせを記憶する(ST707)。また、基準複素数系列に対するP個の追加複素数系列それぞれの送信電力比を記憶する(ST708)。   When TPUT_new is greater than TPUT_max (ST704, Yes), the value of TPUT_new is stored in TPUT_max (ST705). The parameter Q is set to P + 1 (ST706), and the combination of the MS200 (user) that is a radio terminal using the complex number sequence and the complex number sequence stored in the reference complex number sequence selection process, and the selected P number And a combination of MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using the complex number sequence and complex number sequence (ST707). Further, the transmission power ratio of each of the P additional complex number sequences with respect to the reference complex number sequence is stored (ST708).

続いて、予め定められた範囲の送信電力比選択範囲の、全ての送信電力比について上記の比較処理等を実施したか否かを判断する(ST709)。未実施の送信電力比が残されていない場合(ST709,Yes)には処理を終了するが、未実施の送信電力比が残されている場合には(ST709,No)、再び、基準複素数系列に対するP個の追加複素数系列それぞれの送信電力比を選択する処理(ST701)へ移行する。   Subsequently, it is determined whether or not the above comparison processing or the like has been performed for all transmission power ratios in a transmission power ratio selection range in a predetermined range (ST709). If the unexecuted transmission power ratio is not left (ST709, Yes), the process is terminated. If the unimplemented transmission power ratio is left (ST709, No), the reference complex sequence again. The process proceeds to processing (ST701) for selecting the transmission power ratio of each of the P additional complex number sequences.

なお、この場合、先に選択した送信電力比とは異なる送信電力比を選択することとなるが、この際、予め選択ステップ(例えば1dB)を定めておくことが好ましい。したがって、上記の例によると、1つの追加複素数系列について考える場合には、−10dB〜+10dBの範囲を1dBステップに選択していくことから、合計11回の選択を行うこととなる。   In this case, a transmission power ratio that is different from the previously selected transmission power ratio is selected. At this time, it is preferable to determine a selection step (for example, 1 dB) in advance. Therefore, according to the above example, when one additional complex number sequence is considered, since the range of −10 dB to +10 dB is selected in 1 dB steps, a total of 11 selections are performed.

なお、本実施形態の無線通信装置の制御部120が行う送信電力制御処理では、任意の送信電力制御方法を適用することが可能であることを付記しておく。   It should be noted that any transmission power control method can be applied in the transmission power control process performed by the control unit 120 of the wireless communication apparatus of the present embodiment.

上述の処理では、それぞれの複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する他の複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量が所定の閾値よりも小さいとの条件を満足する場合にのみ送信電力制御を行うよう制御している。   In the above-described processing, transmission is performed only when the condition that the amount of interference from wireless communication performed using another complex number sequence with respect to MS 200 performing wireless communication using each complex number sequence is smaller than a predetermined threshold is satisfied. Control is performed to perform power control.

一般に、SINR(通信品質)が大きくなる程に、スループット(伝送速度)は向上する関係があるが、その関係は単純な比例関係ではない。SINRの値が小さい場合には、SINRの増加分に対するスループットの向上率が大きく、逆にSINRの値が大きい場合には、SINRの増加分に対するスループットの向上率が小さくなる傾向がある。したがって、SINRが大きい複素数系列に対応する信号の送信電力を減じ、その他の複素数系列に対応する信号の送信電力を増加させることで、トータルのスループットの向上が期待できる。 In general, as the SINR (communication quality) increases, the throughput (transmission speed) increases, but the relationship is not a simple proportional relationship. When the SINR value is small, the throughput improvement rate with respect to the increase in SINR is large. Conversely, when the SINR value is large, the throughput improvement rate with respect to the SINR increase tends to be small. Therefore, the total throughput can be improved by reducing the transmission power of signals corresponding to complex number sequences having a large SINR and increasing the transmission power of signals corresponding to other complex number sequences.

よって、本実施形態ではユーザ選択処理中に、図9のST602において干渉量が所定の閾値よりも小さい複素数系列に対応する信号がある場合には、送信電力制御処理を同時に実施する。したがって、ユーザ選択処理の計算量を大幅に増加させることなく、ユーザ選択処理と送信電力制御処理を同時に実施することによるシステムスループット等のシステム性能を効率的に増加させることができる。   Therefore, in this embodiment, when there is a signal corresponding to a complex number sequence whose interference amount is smaller than a predetermined threshold in ST602 of FIG. 9 during the user selection process, the transmission power control process is simultaneously performed. Therefore, system performance such as system throughput can be efficiently increased by performing the user selection process and the transmission power control process at the same time without significantly increasing the calculation amount of the user selection process.

なお、上記の実施形態ではスループット(伝送速度)が最大となるような複素数系列とユーザとの組み合わせと、送信電力比とを用いてMS200と通信を行う構成となっていたが、スループット(伝送速度)が最大をとる場合に限って通信を行う形態に限られない。例えば、あらかじめ1つのMS200との間で満たすべき伝送速度の最大値を定めておき、その最大値を超えるものがない複素数系列とユーザとの組み合わせと、送信電力比との中から適宜選択し通信するようにしても良い。また、できるだけ多くのMS200と通信することが好ましい場合には、通信を行うMS200の数が多くなるような組み合わせを優先して選択する等、種々の変更を行っても構わない。   In the above embodiment, the communication is performed with the MS 200 using the combination of the complex number sequence and the user that maximizes the throughput (transmission rate) and the transmission power ratio. ) Is not limited to a mode in which communication is performed only when the maximum is taken. For example, a maximum value of a transmission rate that should be satisfied with one MS 200 is determined in advance, and communication is performed by appropriately selecting from a combination of a complex number sequence and a user that does not exceed the maximum value and a transmission power ratio. You may make it do. In addition, when it is preferable to communicate with as many MSs 200 as possible, various changes may be made, such as preferentially selecting a combination that increases the number of MSs 200 that perform communication.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について以下詳細に説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described in detail below.

図11は、本実施形態の無線通信装置の制御部120がユーザ選択をする処理を示すフローチャートである。図9に記載した動作例とは、干渉量と所定の閾値とを比較する処理が異なっている。   FIG. 11 is a flowchart illustrating processing in which the control unit 120 of the wireless communication apparatus according to the present embodiment performs user selection. The operation example described in FIG. 9 is different in the process of comparing the interference amount with a predetermined threshold value.

P個の追加複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する(ST801)。次に、基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する追加複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、すなわち、基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200の追加複素数系列に対するゲインに相当する量、を予め定められた所定の閾値(TH(INT)1)と比較する(ST802)。干渉量が閾値より小さい場合には(ST802,Yes)、第1の送信電力制御を実施する(ST803)。第1の送信電力制御とは、図10に示す送信電力制御処理と同様の処理を行うが、基準複素数系列に対するP個の追加複素数系列それぞれの送信電力比が、基準複素数系列に対する送信電力が相対的に小さくなる範囲の送信電力比のみをステップ701で選択するように制御することを意味している。   A combination candidate of MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P additional complex number sequences and complex number sequences is selected (ST801). Next, the amount of interference from the wireless communication performed using the additional complex number sequence for the MS 200 that performs wireless communication using the reference complex number sequence, that is, the gain for the additional complex number sequence of the MS 200 that performs the wireless communication using the reference complex number sequence. The corresponding amount is compared with a predetermined threshold value (TH (INT) 1) (ST802). When the amount of interference is smaller than the threshold (ST802, Yes), the first transmission power control is performed (ST803). The first transmission power control is the same as the transmission power control process shown in FIG. 10, except that the transmission power ratio of each of the P additional complex sequences to the reference complex sequence is relative to the reference complex sequence. This means that control is performed so that only the transmission power ratio in a range that becomes smaller is selected in step 701.

また、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する基準複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、と予め定められた所定の閾値(TH(INT)2)と比較とを比較する(ST804)。干渉量が閾値より小さい場合には(ST804,Yes)、第2の送信電力制御を実施する(ST805)。第2の送信電力制御とは、基準複素数系列に対するP個の追加複素数系列それぞれの送信電力比を、基準複素数系列に対する送信電力が相対的に大きくなる範囲でのみ制御することを意味している。   Also, the amount of interference from wireless communication performed using the reference complex number sequence for MS 200 that performs wireless communication using the additional complex number sequence is compared with a predetermined threshold (TH (INT) 2) and the comparison. (ST804). When the amount of interference is smaller than the threshold (ST804, Yes), second transmission power control is performed (ST805). The second transmission power control means that the transmission power ratio of each of the P additional complex sequences with respect to the reference complex number sequence is controlled only within a range in which the transmission power with respect to the reference complex number sequence becomes relatively large.

上記選定した組み合わせ及び基準複素系列選択処理にて選定された組み合わせのそれぞれに関し、通信品質を算出する(ST806)。次に、通信品質を基に、送信パラメータ記憶部114を参照して、組み合わせにおけるスループット(伝送速度)を算出し、これをTPUT_newとして記憶する(ST807)。   Communication quality is calculated for each of the selected combination and the combination selected in the reference complex sequence selection process (ST806). Next, based on the communication quality, the transmission parameter storage unit 114 is referred to calculate the throughput (transmission rate) in the combination, and this is stored as TPUT_new (ST807).

次に、TPUT_newとTPUT_maxを比較し(ST808)、TPUT_newがTPUT_maxより大きい場合(ST808,Yes)には、TPUT_maxにTPUT_newの値を記憶し(ST809)、パラメータQをP+1とし(ST810)、基準複素数系列選択処理にて記憶されている複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200の組み合わせとともに、選定したP個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200の組み合わせを記憶する(ST811)。   Next, TPUT_new is compared with TPUT_max (ST808). If TPUT_new is greater than TPUT_max (ST808, Yes), the value of TPUT_new is stored in TPUT_max (ST809), the parameter Q is set to P + 1 (ST810), and the reference complex number The complex number sequence stored in the sequence selection process and the combination of the partner radio terminal MS 200 that performs radio communication using the complex number sequence and the other party performing radio communication using the selected P complex number sequences and complex number sequences The combination of MS 200 that is the destination wireless terminal is stored (ST811).

続いて、全ての組み合わせを選定し上記したようなTPUT_newとTPUT_maxとの比較などの処理を実施したか否かを判断する(ST812)。未選定の組み合わせが残されている場合には(ST812,No)、P個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する処理へ移行する。全ての組み合わせを選定した場合には(ST812,Yes)、パラメータPをP+1とし(ST813)、パラメータPの値が送信アンテナ数ないしは送信アンテナ数以下の予め定められた所定数(Ntx)に到達しているかを判定する(ST814)。   Subsequently, all combinations are selected, and it is determined whether or not processing such as comparison between TPUT_new and TPUT_max as described above has been performed (ST812). When an unselected combination remains (ST812, No), a process of selecting a combination candidate of MS 200 (user) that is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P complex number sequences and complex number sequences Migrate to When all combinations are selected (ST812, Yes), the parameter P is set to P + 1 (ST813), and the value of the parameter P reaches the predetermined number (Ntx) that is equal to or less than the number of transmission antennas or the number of transmission antennas. (ST814).

到達している場合には(ST814,Yes)、本処理を終了する。到達していない場合には(ST814,No)、P個の複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する処理へ移行する。なお、この場合はパラメータPの値は1増加していることから、Pの値に対応する新たな組み合わせを選定していく。   If it has been reached (ST814, Yes), this process is terminated. If not reached (ST814, No), the process proceeds to processing for selecting a combination candidate of MS 200 (user), which is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P complex numbers and complex numbers. In this case, since the value of the parameter P is increased by 1, a new combination corresponding to the value of P is selected.

なお、 閾値であるTH(INT1)及びTH(INT2)は、あらかじめ定められた所定の定数である。TH(INT1)及びTH(INT2)の値の大小によって、送信電力制御を行う計算量を制御することが可能である。   The threshold values TH (INT1) and TH (INT2) are predetermined constants. The amount of calculation for performing transmission power control can be controlled by the magnitude of the values of TH (INT1) and TH (INT2).

また、図11に示した動作例には、ST802及びST804で2つの干渉量と所定の閾値とを比較する処理が含まれているが、いずれか一方のみを比較し、第1の送信電力制御ないしは第2の送信電力制御のいずれか一方のみを実施するよう動作させてもよい。   In addition, the operation example shown in FIG. 11 includes a process of comparing two interference amounts with a predetermined threshold in ST802 and ST804, but only one of them is compared to perform the first transmission power control. Or you may make it operate | move so that only either one of 2nd transmission power control may be implemented.

前述した様に、干渉量に応じてスループットが増大しやすい範囲内でのみ送信電力比を選択することによって、より一層計算量を減らし、効率的にユーザ選択処理と送信電力制御処理とを同時に行うことができる。   As described above, by selecting the transmission power ratio only within a range where the throughput is likely to increase according to the amount of interference, the calculation amount is further reduced, and the user selection process and the transmission power control process are efficiently performed simultaneously. be able to.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の無線通信システムでは図9に記載した動作例とは、干渉量と比較する所定の閾値をより具体化している点が異なる。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described in detail. The radio communication system according to the present embodiment is different from the operation example described in FIG. 9 in that a predetermined threshold value to be compared with the interference amount is made more specific.

図12は、本実施形態のBS100の制御部120がユーザを選択する処理を示すフローチャート。   FIG. 12 is a flowchart illustrating processing in which the control unit 120 of the BS 100 according to the present embodiment selects a user.

P個の追加複素数系列及び複素数系列を用いて無線通信を行う相手先無線端末であるMS200(ユーザ)の組み合わせ候補を選定する(ST901)。   A combination candidate of MS 200 (user), which is a counterpart wireless terminal that performs wireless communication using P additional complex number sequences and complex number sequences, is selected (ST901).

基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する追加複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、(基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200の追加複素数系列に対する等価ゲインに相当する量)を、基準複素数系列を用いて無線通信を行うMS200から通知されたSNRと、予め定められた所定のオフセット(α1)により決定される値、より具体的には、1/SNR×α1と比較し、干渉量が上記値より小さいか否かを判定する(ST902)。同様に、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200に対する基準複素数系列を用いて行われる無線通信からの干渉量、すなわち、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200の基準複素数系列に対する等価ゲインに相当する量を、追加複素数系列を用いて無線通信を行うMS200から通知されたSNRと、予め定められた所定のオフセット(α2)により決定される値、より具体的には、1/SNR×α2と比較し、干渉量が上記値より小さいか否かを確認するよう動作する。   Amount of interference from wireless communication performed using an additional complex number sequence for MS 200 performing wireless communication using a reference complex number sequence (an amount corresponding to an equivalent gain for an additional complex number sequence of MS 200 performing wireless communication using a reference complex number sequence ) Is compared with the SNR notified from the MS 200 that performs wireless communication using the reference complex number sequence and a value determined by a predetermined offset (α1), more specifically, 1 / SNR × α1. Then, it is determined whether or not the amount of interference is smaller than the above value (ST902). Similarly, the amount of interference from radio communication performed using the reference complex number sequence for MS 200 performing radio communication using the additional complex number sequence, that is, the equivalent gain for the reference complex number sequence of MS 200 performing radio communication using the additional complex number sequence Is a value determined by the SNR notified from the MS 200 that performs wireless communication using the additional complex number sequence and a predetermined offset (α2), more specifically, 1 / SNR × Compared with α2, it operates to confirm whether or not the amount of interference is smaller than the above value.

なお、上記動作例は、図11を用いて説明したように、それぞれの干渉量と上記の値とを比較する処理を分けて行うよう変形することが可能である。   Note that, as described with reference to FIG. 11, the operation example can be modified so that the process of comparing each interference amount and the above value is performed separately.

図13は、干渉量と比較する所定の閾値(TH(INT)1及びTH(INT)2)の例を示す図である。図12に記載された上記所定の閾値、1/SNR×α1及び1/SNR×α2におけるαの値について説明する。図13(a)、(b)及び(c)いずれも、SNRとαの関係を示している。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of predetermined threshold values (TH (INT) 1 and TH (INT) 2) to be compared with the interference amount. A value of α in the predetermined threshold, 1 / SNR × α1 and 1 / SNR × α2 described in FIG. 12 will be described. FIGS. 13A, 13B and 13C all show the relationship between SNR and α.

図13(a)は、いずれのSNRの値においても、αの値は任意の固定値(図13の例では1)として定義されている。この場合、SNRが低い条件において、送信電力制御を比較的高い確率で実施し、SNRが高い条件において、送信電力制御を比較的低い確率で実施することとなる。   In FIG. 13A, the value of α is defined as an arbitrary fixed value (1 in the example of FIG. 13) in any SNR value. In this case, transmission power control is performed with a relatively high probability under a condition with a low SNR, and transmission power control is performed with a relatively low probability under a condition with a high SNR.

図13(b)は、いずれのSNRの値においても、αの値はSNRに任意の固定値を乗算した値(図13の例では1/100)として定義されている。この場合、SNRの値によらず、送信電力制御を行う確率は一定となる。   In FIG. 13B, in any SNR value, the value of α is defined as a value (1/100 in the example of FIG. 13) obtained by multiplying the SNR by an arbitrary fixed value. In this case, the probability of performing transmission power control is constant regardless of the SNR value.

図13(c)は、それぞれのSNRの値において、αの値はそれぞれ異なる任意の固定値として定義されている。この場合、SNRの値に応じて、送信電力制御を行う確率並びにスループットの向上量を勘案し、αの値を設定することが好ましい。   In FIG. 13C, in each SNR value, the value of α is defined as an arbitrary fixed value different from each other. In this case, it is preferable to set the value of α in consideration of the probability of performing transmission power control and the throughput improvement amount according to the SNR value.

なお、図13ではαの値をα1及びα2として分けて記載していないが、α1及びα2はそれぞれ独立に定義することも可能である。   In FIG. 13, the value of α is not separately described as α1 and α2, but α1 and α2 can also be defined independently.

本実施形態の無線通信システムによれば、送信電力制御を行う確率と、これによって増加するスループットの関係がSNRに依存する性質を利用し、送信電力制御を行う確率を低く抑えながらもスループットを向上させることができるように、より一層効果的な送信電力制御処理を行うことが可能なる。   According to the radio communication system of the present embodiment, the probability that transmission power control is performed and the relationship between the increased throughput and the increase in throughput are dependent on SNR, and the throughput is improved while the probability of performing transmission power control is kept low. Thus, it is possible to perform a more effective transmission power control process.

なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化してもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment as it is, You may modify | change and implement a component in the implementation stage in the range which does not deviate from the summary.

本実施形態の無線通信システムの概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the radio | wireless communications system of this embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムの無線端末(MS)の構成を示す図。The figure which shows the structure of the radio | wireless terminal (MS) of the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムの基地局(BS)の構成を示す図。The figure which shows the structure of the base station (BS) of the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムにおける無線端末と基地局の通信を示すシーケンス図。The sequence diagram which shows communication of the radio | wireless terminal and base station in the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムに係る基地局の制御部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the control part of the base station which concerns on the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムの処理を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating processing of the wireless communication system according to the first embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムのユーザ選択処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the user selection process of the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムが基準複素数系列を選択する処理を示すフローチャート。5 is a flowchart showing processing for selecting a reference complex number sequence by the wireless communication system according to the first embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムが追加複素数系列を選択する処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating processing for selecting an additional complex number sequence by the wireless communication system according to the first embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムが送信電力を制御する処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which the radio | wireless communications system of 1st Embodiment controls transmission power. 第2の実施形態の無線通信システムの追加複素数系列を選択する処理を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating processing for selecting an additional complex number sequence in the wireless communication system according to the second embodiment. 第3の実施形態の無線通信システムの追加複素数系列を選択する処理を示すフローチャート。9 is a flowchart showing processing for selecting an additional complex number sequence in the wireless communication system according to the third embodiment. 第3の実施形態の無線通信システムのユーザ選択処理において用いられるαの例を示す図。The figure which shows the example of (alpha) used in the user selection process of the radio | wireless communications system of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・BS(基地局)
110・・・制御部
111・・・上位レイヤI/F
112・・・送受信データバッファ
113・・・ユーザ選択部
114・・・送信パラメータ記憶部
1140・・・LUT
115・・・送信パラメータ設定部
116・・・複素数系列設定部
117・・・通信路状態測定結果記憶部
120・・・制御部
121・・・送信信号生成部
122・・・無線通信路測定用信号生成部
123・・・制御信号生成部
124・・・既知信号生成部
125・・・第1の選択部
126・・・複素数系列乗算部
127・・・第2の選択部
128・・・送信処理部
129・・・送信アンテナ
130・・・受信アンテナ
131・・・受信処理部
132・・・分離部
133・・・受信データ復調部
134・・・制御データ復調部
200・・・MS(無線端末)
210・・・制御部
220・・・送信信号生成部
221・・・制御信号生成部
222・・・選択部
223・・・送信処理部
224・・・送信アンテナ
225・・・受信アンテナ
226・・・受信処理部
227・・・分離部
228・・・受信データ復調部
229・・・制御データ復調部
230・・・無線通信路測定部
100 ... BS (base station)
110: Control unit 111: Upper layer I / F
112 ... Transmission / reception data buffer 113 ... User selection unit 114 ... Transmission parameter storage unit 1140 ... LUT
115 ... Transmission parameter setting unit 116 ... Complex number sequence setting unit 117 ... Channel state measurement result storage unit 120 ... Control unit 121 ... Transmission signal generation unit 122 ... For wireless channel measurement Signal generation unit 123 ... control signal generation unit 124 ... known signal generation unit 125 ... first selection unit 126 ... complex number series multiplication unit 127 ... second selection unit 128 ... transmission Processing unit 129 ... Transmission antenna 130 ... Reception antenna 131 ... Reception processing unit 132 ... Separation unit 133 ... Reception data demodulation unit 134 ... Control data demodulation unit 200 ... MS (wireless) Terminal)
210 ... Control unit 220 ... Transmission signal generation unit 221 ... Control signal generation unit 222 ... Selection unit 223 ... Transmission processing unit 224 ... Transmission antenna 225 ... Reception antenna 226 ... Reception processing unit 227 ... separation unit 228 ... reception data demodulation unit 229 ... control data demodulation unit 230 ... wireless channel measurement unit

Claims (7)

複数の無線端末との間で、同一周波数チャネル上で複数の信号系列にそれぞれ異なる複数の複素数系列を乗算することで、同時に通信が可能な無線通信装置において、
前記複素数系列を乗算して得た測定信号を、各無線端末に送信する送信手段と、
前記各無線端末が、前記測定信号を用いて求めた前記複素数系列それぞれの通信路特性に関する通知を受信する受信手段と、
前記各無線端末に対して前記複素数系列をそれぞれ選択することで決定される、前記無線端末と前記複素数系列との組み合わせのうち、1の組み合わせを選択する選択手段と、
前記無線端末が前記組み合わせとして選択されていない前記複素数系列から受ける干渉電力を、前記通信路特性に関する通知を用いて算出する干渉電力算出手段と、
前記干渉電力が所定の閾値よりも小さいかどうかを判定する判定手段と、
前記干渉電力が前記閾値よりも小さいと判定した場合には、前記無線端末それぞれに割り当てる送信電力比を変更して前記無線端末と通信した場合の伝送速度をそれぞれ算出する伝送速度算出手段と、
複数の前記組み合わせ及び電力比について求められた前記伝送速度に基づき、前記各無線端末と通信を行う前記組み合わせ及び前記送信電力比を決定する決定手段と、
を有し、
前記決定手段で決定された前記組み合わせ及び前記送信電力比を用いて前記無線端末と通信することを特徴とする無線通信装置。
In a wireless communication device capable of simultaneous communication by multiplying a plurality of signal sequences on a same frequency channel with a plurality of different complex number sequences between a plurality of wireless terminals,
Transmitting means for transmitting a measurement signal obtained by multiplying the complex number sequence to each wireless terminal;
Receiving means for each wireless terminal to receive a notification regarding the channel characteristics of each of the complex number sequences obtained using the measurement signal;
Selection means for selecting one combination from among the combinations of the wireless terminal and the complex number sequence determined by selecting the complex number sequence for each wireless terminal;
Interference power calculating means for calculating interference power received from the complex number sequence that is not selected as the combination by the wireless terminal using a notification regarding the channel characteristics;
Determining means for determining whether the interference power is smaller than a predetermined threshold;
If it is determined that the interference power is smaller than the threshold, transmission rate calculation means for calculating a transmission rate when communicating with the wireless terminal by changing a transmission power ratio assigned to each of the wireless terminals;
Determining means for determining the combination and the transmission power ratio for communicating with each wireless terminal based on the transmission rates obtained for a plurality of the combinations and power ratios;
Have
A wireless communication apparatus that communicates with the wireless terminal using the combination and the transmission power ratio determined by the determining means.
前記伝送速度算出手段は、前記干渉電力が前記閾値より小さいと判定された前記複素数系列に対して割り当てる送信電力の割合が小さくなる前記送信電力比に変更した場合の、前記伝送速度を求めることを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
The transmission rate calculation means obtains the transmission rate when the ratio is changed to the transmission power ratio in which the ratio of transmission power allocated to the complex number sequence for which the interference power is determined to be smaller than the threshold is reduced. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein:
前記判定手段は、前記通信路特性に関する通知を用いて受信電力と雑音電力との比を算出し、前記比の逆数によって定める前記閾値に応じて判定することを特徴とする請求項1または2記載の無線通信装置。
3. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit calculates a ratio between received power and noise power using a notification related to the channel characteristic, and makes a determination according to the threshold value determined by an inverse number of the ratio. Wireless communication device.
前記判定手段は、前記逆数に所定の固定値を乗算した値を前記閾値として用いることを特徴とする請求項3記載の無線通信装置。
4. The wireless communication apparatus according to claim 3, wherein the determination unit uses a value obtained by multiplying the inverse by a predetermined fixed value as the threshold value.
前記判定手段は、前記逆数に、前記比が大きくなるに従ってその値が大きくなる所定の値を乗算した値を前記閾値として用いることを特徴とする請求項3記載の無線通信装置。
4. The wireless communication apparatus according to claim 3, wherein the determination unit uses a value obtained by multiplying the reciprocal by a predetermined value that increases as the ratio increases.
前記伝送速度算出手段は、前記干渉電力が前記閾値よりも大きいと判定された前記組み合わせに対しては、前記各無線端末に等電力を割り当てた場合の前記伝送速度を算出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の無線通信装置。
The transmission rate calculation means calculates the transmission rate when equal power is allocated to each wireless terminal for the combination in which the interference power is determined to be larger than the threshold. The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 5.
複数の無線端末との間で、同一周波数チャネル上で複数の信号系列にそれぞれ異なる複数の複素数系列を乗算することで、同時に通信が可能な無線通信装置において、
前記複素数系列を乗算して得た測定信号を、各無線端末に送信する送信ステップと、
前記各無線端末が、前記測定信号を用いて求めた前記複素数系列それぞれの通信路特性に関する通知を受信する受信ステップと、
前記各無線端末に対して前記複素数系列をそれぞれ選択することで決定される、前記無線端末と前記複素数系列との組み合わせのうち、1の組み合わせを選択する選択ステップと、
前記無線端末が前記組み合わせとして選択されていない前記複素数系列から受ける干渉電力を、前記通信路特性に関する通知を用いて算出する干渉電力算出ステップと、
前記干渉電力が所定の閾値よりも小さいかどうかを判定する判定ステップと、
前記干渉電力が前記閾値よりも小さいと判定した場合には、前記無線端末それぞれに割り当てる送信電力比を変更して前記無線端末と通信した場合の伝送速度をそれぞれ算出する伝送速度算出ステップと、
複数の前記組み合わせ及び電力比について算出された前記伝送速度に基づき、前記各無線端末と通信を行う前記組み合わせ及び前記送信電力比を決定する決定ステップと、
を有し、
前記決定ステップで決定された前記組み合わせ及び前記送信電力比を用いて前記無線端末と通信することを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication device capable of simultaneous communication by multiplying a plurality of signal sequences on a same frequency channel with a plurality of different complex number sequences between a plurality of wireless terminals,
Transmitting a measurement signal obtained by multiplying the complex number sequence to each wireless terminal;
Each of the wireless terminals receives a notification regarding the channel characteristics of each of the complex number sequences obtained using the measurement signal;
A selection step of selecting one combination from the combination of the wireless terminal and the complex number sequence, which is determined by selecting the complex number sequence for each wireless terminal;
An interference power calculation step of calculating interference power received from the complex number sequence that is not selected as the combination by the wireless terminal using a notification regarding the channel characteristics;
A determination step of determining whether the interference power is smaller than a predetermined threshold;
If it is determined that the interference power is smaller than the threshold, a transmission rate calculation step for calculating a transmission rate when communicating with the wireless terminal by changing a transmission power ratio assigned to each of the wireless terminals;
Based on the transmission rates calculated for a plurality of the combinations and power ratios, a determination step for determining the combinations and the transmission power ratios for communicating with the wireless terminals;
Have
A wireless communication method comprising communicating with the wireless terminal using the combination and the transmission power ratio determined in the determining step.
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