JP2012120180A - Communication control method, base station and wireless communication terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、端末の消費電力上限を考慮した周波数帯域数を端末に割り当て、通信システム全体としてのスループットを向上させる通信制御方法、基地局および無線通信端末に関する。 The present invention relates to a communication control method, a base station, and a radio communication terminal that allocate a frequency band number considering the power consumption upper limit of the terminal to the terminal and improve the throughput of the entire communication system.
近年、スループットの向上を目的として開発・研究が進んでいる無線通信システムとして、直交周波数分割多元接続(OFDMA)方式がある。直交周波数分割多元接続(OFDMA)無線通信システムでは、端末からのCN値(Carrier to noise Ratio)や受信電力から伝播路推定情報を計算し、受信マルチキャリア信号の使用周波数帯域全域の中で伝送路状態が良好な周波数領域を特定する。無線端末は、伝播路状態が良好なサブチャネルを選択することにより、伝播路状態の良好な周波数領域を特定し、このサブチャネル情報を基地局に通知する。これにより、使用周波数帯域の中で伝播路状態の良好な領域のみが無線端末から基地局側に通知されるため、通信品質が向上し、通信システムのスループットを向上させることができ、また、無線端末の消費電力を抑えることができる(特許文献1を参照されたい。)。 In recent years, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system is a wireless communication system that has been developed and researched for the purpose of improving throughput. In an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) wireless communication system, propagation path estimation information is calculated from a CN value (Carrier to noise Ratio) or received power from a terminal, and a transmission path is used within the entire frequency band of the received multicarrier signal. Specify a frequency region in good condition. The radio terminal identifies a frequency region with a good propagation path state by selecting a subchannel with a good propagation path state, and notifies the base station of this subchannel information. As a result, only a region having a good propagation path state in the used frequency band is notified from the wireless terminal to the base station side, so that communication quality can be improved and throughput of the communication system can be improved. The power consumption of the terminal can be suppressed (see Patent Document 1).
また、無線通信システムにおける受信局が、伝送誤り発生に備えて複数の周波数帯域を予約する従来技術がある。例えば、受信局が、伝送誤り発生状況の測定結果に基づく伝送誤り発生状況を、通信相手の無線伝送装置に報告することで、必要な無線伝送帯域を予約する技法(特許文献2を参照されたい。)が提案されている。 Further, there is a conventional technique in which a receiving station in a wireless communication system reserves a plurality of frequency bands in preparation for transmission error occurrence. For example, a technique in which a receiving station reserves a necessary wireless transmission band by reporting a transmission error occurrence state based on a measurement result of the transmission error occurrence state to a wireless transmission device of a communication partner (see Patent Document 2) .) Has been proposed.
特許文献1の技術では、基地局が、端末から与えられたCN値(Carrier to noise Ratio)や受信電力に基づいて伝播路推定情報を計算することで、受信マルチキャリア信号の使用周波数帯域全体における良好な周波数領域を特定し、この特定した良好な周波数帯域を端末に通知する構成であるため、端末からの帯域要求が、良好な周波数領域に集中してしまうという問題がある。また、特許文献2の技法では、端末が複数の帯域を予約して、当該無線リソースを占有してしまった場合は、他の端末はそのリソースを使用することができず、通信システム全体としてのスループットを向上させることができないという問題がある。
In the technique of
また、基地局は、端末から与えられたCN値から伝播路状態を推定し、良好な周波数領域を特定しているが、その帯域において端末が実現不可能な送信電力を送出することになった場合、端末は期待通りのパフォーマンスを実現することができなくなる。即ち、送信電力の限界のために、1つの端末に確保した周波数帯域の一部しか使用されず、未使用の帯域が存在するにもかかわらず、その占有された未使用の帯域を他の端末が利用できないため、他の端末は帯域制限されてしまう。従って、システム全体のパフォーマンスが低下してしまうという問題がある。 In addition, the base station estimates the propagation path state from the CN value given from the terminal and identifies a good frequency region, but the terminal transmits transmission power that cannot be realized in that band. In this case, the terminal cannot achieve the expected performance. That is, only a part of the frequency band reserved for one terminal is used due to the limit of transmission power, and the occupied unused band is used as another terminal even though there is an unused band. However, the bandwidth of other terminals is limited. Therefore, there is a problem that the performance of the entire system is degraded.
本発明の目的は、端末の消費電流上限および消費電力上限を考慮した周波数帯域数を端末に割り当て、通信システム全体としてのスループットを向上させる技法(方法、装置)を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique (method, apparatus) that improves the throughput of the entire communication system by allocating the number of frequency bands in consideration of the upper limit of current consumption and the upper limit of power consumption of the terminal to the terminal.
上述した諸課題を解決すべく、第1の発明による通信制御方法は、無線通信端末との間でOFDMA方式の無線通信を行う基地局が、前記無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報に基づき、前記無線通信端末に割り当てるべき無線リソースを決定する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the communication control method according to the first aspect of the present invention provides a base station that performs OFDMA wireless communication with a wireless communication terminal, and sets an upper limit of a value based on current consumption of the wireless communication terminal. A radio resource to be allocated to the radio communication terminal is determined based on the indicated information.
また、第2の本発明による基地局は、無線通信端末との間でOFDMA方式の無線通信を行う基地局であって、前記無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報に基づき、前記無線通信端末に割り当てるべき無線リソースを決定する制御部を備える、ことを特徴とする。 A base station according to the second aspect of the present invention is a base station that performs OFDMA wireless communication with a wireless communication terminal, and is based on information indicating an upper limit of a value based on current consumption of the wireless communication terminal, A control unit that determines radio resources to be allocated to the radio communication terminal is provided.
また、第3の本発明による通信制御方法は、無線通信端末が、当該無線通信端末に対してOFDMA方式の無線リソースを割り当てる基地局のために、当該無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報を、前記基地局へ送信する、ことを特徴とする。 In addition, the communication control method according to the third aspect of the present invention provides an upper limit of a value based on a current consumption of a radio communication terminal for a base station to which the radio communication terminal allocates an OFDMA radio resource to the radio communication terminal. Is transmitted to the base station.
また、第4の本発明による無線通信端末は、無線通信端末であって、当該無線通信端末に対してOFDMA方式の無線リソースを割り当てる基地局のために、当該無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報を、前記基地局へ送信する送信部を備える、ことを特徴とする。 A wireless communication terminal according to a fourth aspect of the present invention is a wireless communication terminal, and is a value based on a current consumption of the wireless communication terminal for a base station that allocates an OFDMA wireless resource to the wireless communication terminal. A transmission unit that transmits information indicating the upper limit to the base station.
上述したように本発明の解決手段を通信制御方法、基地局および無線通信端末として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する装置(システムなど)、方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。 As described above, the solution of the present invention has been described as a communication control method, a base station, and a wireless communication terminal, but the present invention records devices (systems, etc.), methods, programs, and programs substantially corresponding to these. It can be realized as a storage medium, and it should be understood that these are also included in the scope of the present invention.
本発明によれば、端末の消費電流および消費電力上限を考慮したバンド(周波数帯域数)割り当てを行うことによって、通信システム全体のスループットを向上させることできる。 According to the present invention, it is possible to improve the throughput of the entire communication system by performing band (number of frequency bands) allocation in consideration of the current consumption of the terminal and the power consumption upper limit.
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。図1に、本発明の一実施態様によるOFDMA通信方式を使用する無線通信端末のブロック図を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a wireless communication terminal using an OFDMA communication system according to an embodiment of the present invention.
図に示すように、無線通信端末100は、アンテナANT、RF部110、A/D変換部120、モデム部130、電源部140、制御部150、記憶部160、操作部(インターフェース部)170、受信状態測定部180を具える。
As shown in the figure, the
制御部150はバンド数決定部151を具える。RF部110は、受信時にはアンテナANTから受信した無線信号を処理し、送信時にはA/D変換部120によりデジタル/アナログ変換された信号を処理してANTから送信する。即ち、RF部110、A/D変換部120、モデム部130により基地局との電波の送受信やエンコード、デコードを行う。OFDMA方式はマルチキャリア通信のため、モデム部130にてFFT(First Fourier Transform)、IFFT(Inverse FFT)などの処理を行う。
The
制御部150は、受信したデータ等に基づき情報を操作したり、表示したり、その情報を記憶部160に格納したりするように制御する。端末によってはノートPCなどの別の機器とのインターフェースを行う機能を持ち、得られた情報を送受信することもできる。また、制御部150は、自端末の最大消費電流を記憶部160に格納するように制御する機能、および、電源部140から自端末の電池残量を算出する機能を有する。受信状態測定部180は、RF部110、A/変換部120、モデム部130において受信信号からCN値を測定・算出して、記憶部160に格納させる。バンド数決定部151は、測定・算出されたCN値に基づき、通信相手である基地局に要求すべき周波数帯の数(バンド数=サブキャリアの数)を決定する。
The
図2は、本発明の一実施態様によるOFDMA通信方式を使用する基地局(装置)のブロック図である。図に示すように、基地局200は、電源部210、制御部220、記憶部230、ネットワーク部240、モデム部250、A/D変換部260、RF部270およびアダプティブアレイアンテナAAAを具える。
FIG. 2 is a block diagram of a base station (apparatus) that uses the OFDMA communication scheme according to an embodiment of the present invention. As illustrated, the
制御部220は、バンド数決定部221、バンド数設定部222、バンド位置設定部223および情報取得部(端末情報取得部)224を含む。また、アダプティブアレイアンテナAAAは、6つのアンテナANT1−6から構成される。この6本のアンテナに対する信号の処理を行うためにアンテナの本数分の、RF部270はRF回路RF1−6を含み、A/D変換部260はA/D変換器A/D1−6を含む。このように、基地局200は、アダプティブアレイアンテナ技術を用いたビームフォーミングやMIMO(Multi Input Multi Output)技術を実現するために複数のアンテナで構成されている。また、受信したデータは制御部220により制御される。基地局200は、図示しないその他の基地局やサーバとネットワークにて接続されるため、ネットワーク部240を保持している。
The
情報取得部224は、通信相手の無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報を取得する。この消費電流に基づく値の上限を示す情報とは、無線通信端末における最大消費電流(容量)であったり、無線通信端末の電源に基づく最大消費電力(値)が含まれる。また、情報取得部224は、無線通信端末から要求された周波数帯の数を取得する。例えば、情報取得部224は、無線通信端末から、消費電流に基づく値の上限を示す情報として消費電流IDを受信し、記憶部230に格納された消費電流IDに最大消費電流を関連付けたテーブル(図9)を参照して、当該無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を取得することができる。また、無線通信端末から消費電流IDを取得する場合だけでなく、情報取得部224は、別の基地局や上位の装置(基地局制御装置)から、例えばハンドオーバー時に、無線通信端末の種類を特定する情報など取得し、これらの情報に基づき、端末種類と関連付けた図9のテーブルを参照して、最大消費電流および消費電力上限を取得することも可能である。
The
バンド数決定部221は、情報取得部224により取得した消費電流に基づく値の上限を示す情報に基づき、無線通信端末に割り当てるべき周波数帯の数を決定(算出)する。バンド数設定部222は、無線通信端末から要求された周波数帯数が、バンド数決定部221で決定された周波数帯数以下の場合は、前記第1の周波数帯の数を、前記無線通信端末に割り当てるべき周波数帯の数に設定する。バンド位置設定部223は、無線通信端末から取得した当該無線通信端末の受信状態を示す情報、および、バンド数設定部222で決定した「割り当てるべき周波数帯の数」に基づき、割り当てるべき周波数帯の各々の位置を設定する。
The band
図3は、本発明で使用されるOFDMAのバンド割り当て方式であるBandAMC方式の説明図である。BandAMC(band Adaptive Modulation and Coding)方式とは物理サブキャリアの周波数軸上に配置されたサブキャリアが、論理サブキャリアの周波数軸上に同じ位置で配置されるものである。例えば、BandAMC方式では、連続して配置された物理サブキャリアC1,C2、C3,C4,C5は、論理サブキャリア配置においては、連続してC1,C2、C3,C4,C5の順序で配置される。BandAMC方式のほかにPUSC(Partial Usage of Sub-channels)方式と呼ばれる割り当て方式がある。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the BandAMC scheme, which is an OFDMA band allocation scheme used in the present invention. The BandAMC (band Adaptive Modulation and Coding) scheme is a method in which subcarriers arranged on the frequency axis of physical subcarriers are arranged at the same position on the frequency axis of logical subcarriers. For example, in the BandAMC system, physical subcarriers C1, C2, C3, C4, and C5 that are continuously arranged are arranged in the order of C1, C2, C3, C4, and C5 in the logical subcarrier arrangement. The In addition to the BandAMC method, there is an allocation method called a PUSC (Partial Usage of Sub-channels) method.
図4は、OFDMAのバンド割り当て方式であるPUSC方式の説明図である。図に示すように、物理サブキャリアの周波数軸上に配置されたサブキャリアが、論理サブキャリアの周波数軸上においては全くのランダムな配置に変更されるものである。例えば、PUSC方式では、連続して配置された物理サブキャリアC1,C2、C3,C4,C5は、論理サブキャリア配置においては、通常は連続せずに、C2,C1、C5,C4のようにランダムな順序で配置される。BandAMC方式においては、物理サブキャリアと論理サブキャリアが同じ位置にあるため、ビームフォーミングを行う場合に利用され、端末の速度が大きくない場合にはビームフォーミング効果を大きく得ることができる。PUSC方式は物理サブキャリアと論理サブキャリアが全く別の配置になるため、移動時にはFadingの影響を受けにくいことがわかっている。 FIG. 4 is an explanatory diagram of a PUSC scheme that is an OFDMA band allocation scheme. As shown in the figure, the subcarriers arranged on the frequency axis of the physical subcarrier are changed to a completely random arrangement on the frequency axis of the logical subcarrier. For example, in the PUSC system, physical subcarriers C1, C2, C3, C4, and C5 that are continuously arranged are not normally continuous in the logical subcarrier arrangement, such as C2, C1, C5, and C4. Arranged in random order. In the BandAMC scheme, since the physical subcarrier and the logical subcarrier are at the same position, it is used when beamforming is performed, and a large beamforming effect can be obtained when the terminal speed is not high. In the PUSC system, physical subcarriers and logical subcarriers are arranged completely different from each other, and it is known that they are not easily affected by Fading when moving.
図5は、本発明の一実施態様による無線通信端末で実行される処理のフローチャートである。図に示すように、ステップS1にて、端末はDL-MAP(Downlink-MAP)を受信する。DL-MAPを受信した端末は、送信元である基地局に自端末のCINRや送信電力を通知する。そのため、使用周波数における各バンド(サブキャリア)のCINRを測定する(ステップS2)。このような受信状態を示す情報であり、伝播路情報の指標となるCINRから、演算手段(CPU,MPUなどのプロセッサ)を用いて要求バンド数を決定する(ステップS3)。 FIG. 5 is a flowchart of processing executed by the wireless communication terminal according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in step S1, the terminal receives a DL-MAP (Downlink-MAP). The terminal that has received the DL-MAP notifies the source base station of its own CINR and transmission power. Therefore, CINR of each band (subcarrier) at the used frequency is measured (step S2). Based on the CINR, which is information indicating such a reception state and serves as an index of propagation path information, the number of requested bands is determined using arithmetic means (a processor such as a CPU or MPU) (step S3).
端末はあらかじめ自分がどういう端末、例えば携帯電話型であるとかPCMCIAカード型であるといったことを知ることができる。携帯電話であれば使用する電源はリチイムイオン電池であり、その消費電流はどの携帯電話においてもある程度一定である。図9に例としてあげた消費電流テーブルを参照すれば、自端末が該当する携帯電話の消費電流ID=1を読み取ることできる。図9のテーブルは基地局側でも保持されており、端末から送信された消費電流IDによって、バンド数を決めるために用いられる。 The terminal can know in advance what kind of terminal it is, such as a mobile phone type or a PCMCIA card type. In the case of a mobile phone, the power source used is a lithium ion battery, and the current consumption is constant to some extent in any mobile phone. With reference to the consumption current table shown as an example in FIG. 9, the own terminal can read the consumption current ID = 1 of the corresponding mobile phone. The table in FIG. 9 is also held on the base station side, and is used to determine the number of bands based on the current consumption ID transmitted from the terminal.
ステップS4にて、図9のテーブルの自分の端末の消費電流IDを読み出した端末は、ステップS5にて端末の送信電力を測定する。その後、ステップS6にて、端末はCINR、送信電力、要求バンド数、消費電流IDを基地局へ送信する。 In step S4, the terminal that has read the current consumption ID of its own terminal in the table of FIG. 9 measures the transmission power of the terminal in step S5. Thereafter, in step S6, the terminal transmits CINR, transmission power, number of requested bands, and current consumption ID to the base station.
図10は、基地局に送信するメッセージフォーマットを示す図である。図10(a)は、従来のメッセージフォーマットであり、図10(b)が本発明に対応するために一部を変更したメッセージフォーマットである。図10(a)に示すように、MAC情報を格納するMACヘッダ(帯域幅要求ヘッダ)、データが格納されたペイロード、エラーチェックをするためのCRCから構成されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating a message format to be transmitted to the base station. FIG. 10 (a) shows a conventional message format, and FIG. 10 (b) shows a message format that has been partially changed to correspond to the present invention. As shown in FIG. 10 (a), it is composed of a MAC header (bandwidth request header) for storing MAC information, a payload for storing data, and a CRC for error checking.
従来のMACヘッダは、フィールド位置ff1に帯域増加要求(BWIR)を含むが、本発明では、図10(b)のように、帯域増加要求(BWIR)に代えて電流閾値(CTH: Current Threshold)、つまり消費電流IDを送信することとする。以上が端末の動作である。 The conventional MAC header includes a bandwidth increase request (BWIR) at the field position ff1, but in the present invention, a current threshold (CTH) is used instead of the bandwidth increase request (BWIR) as shown in FIG. That is, the current consumption ID is transmitted. The above is the operation of the terminal.
図6は、本発明の一実施態様による基地局で実行される処理のフローチャートである。図に示すように、ステップS11にて、端末より通知されたCINR、要求バンド数、消費電流IDを受信する。次にステップS12にて、受信した内容から、動作可能バンド数を算出するが、これの詳細は図7を参照して後述する。その後、ステップS13にて、端末CINRおよび動作可能バンド数から、動作可能バンド位置を算出するが、これの詳細は図8を参照して後述する。次に、ステップS14にて、動作可能バンド数、及び、バンド位置により、その端末の使用バンド(バンド数、バンド位置)を決定する。最後にステップS15にて、使用バンドの内容(バンド数、バンド位置など)を端末に報知して処理を終える。 FIG. 6 is a flowchart of processing executed in a base station according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in step S11, the CINR, the number of requested bands, and the current consumption ID notified from the terminal are received. Next, in step S12, the number of operable bands is calculated from the received content, and details thereof will be described later with reference to FIG. Thereafter, in step S13, the operable band position is calculated from the terminal CINR and the number of operable bands. Details of this will be described later with reference to FIG. Next, in step S14, the used band (number of bands, band position) of the terminal is determined based on the number of operable bands and the band position. Finally, in step S15, the content of the band used (number of bands, band position, etc.) is notified to the terminal, and the process is terminated.
<バンド数決定処理>
図7は、動作可能バンド数を決定する処理のフローチャートである。図に示すように、ステップS21にて、BandAMC方式の最大バンド(サブキャリア)数は24バンドであるため、それを設定する。ステップS22にて、バンド数決定ループLP1を開始する。ステップS23では、基地局があらかじめ保持しているテーブル(図9)から、消費電流IDに一致するTmp_Band数を読み出す。その後、ステップS24にて、Tmp_Band数が端末から送信された要求バンド数以下であるか否かを判定し、以下である場合は、ステップS25に進み、要求バンド数をTmp動作可能バンド数に設定する。Tmp_Band数が端末から送信された要求バンド数以下でない場合、即ち、Tmp_Band数が要求バンド数より大きければ、ステップS27に進み、Tmp_Band数をTmp動作可能バンド数に設定する。こうすることにより、要求バンド数がその端末で実現できる最大のバンド数を超えないように制限できる。
<Band number determination processing>
FIG. 7 is a flowchart of processing for determining the number of operable bands. As shown in the figure, since the maximum number of bands (subcarriers) in the BandAMC scheme is 24 in step S21, it is set. In step S22, the band number determination loop LP1 is started. In step S23, the number of Tmp_Bands matching the current consumption ID is read from a table (FIG. 9) held in advance by the base station. After that, in step S24, it is determined whether or not the Tmp_Band number is equal to or less than the requested band number transmitted from the terminal. If it is equal to or less, the process proceeds to step S25, and the requested band number is set to the Tmp operable band number. To do. If the Tmp_Band number is not less than or equal to the requested band number transmitted from the terminal, that is, if the Tmp_Band number is larger than the requested band number, the process proceeds to step S27, and the Tmp_Band number is set to the Tmp operable band number. By so doing, it is possible to limit the number of requested bands so as not to exceed the maximum number of bands that can be realized by the terminal.
ステップS26は、各端末全ての端末に対して処理が行われたかというループ終了条件を満たすまでループLP1を繰り返し、終了条件を満たす場合(即ち、全ての端末の処理が終わった場合)、ループ処理を抜けて、後続のステップに進む。 Step S26 repeats the loop LP1 until the loop end condition indicating that the process has been performed on all the terminals is satisfied, and if the end condition is satisfied (that is, if all the terminals have been processed), the loop process is performed. Exit through to the following steps.
各端末の使用バンド数がBandAMC方式の最大バンド数である「24」を超えてしまわないように制限する必要がある。そのために、ステップ28にて、各端末のTmp動作可能バンド数の合計値「Sum(Tmp動作可能バンド数)」がTotal Band Num以上であるか否かを判定する。「Sum(Tmp動作可能バンド数)」がTotal Band Num以上であれば、Tmp動作可能バンド数が大きいものから優先して、動作可能バンド数を決定する。
It is necessary to limit the number of bands used by each terminal so as not to exceed “24” which is the maximum band number of the BandAMC method. Therefore, in
次にステップS30にて、全ての端末が基地局に送信できるよう、図9のテーブル内にある保障バンド数を満たすように調整する。例えば、最大の動作可能バンド数を持つものから抜き取ることにしてもいいし、最大の動作可能バンド数を持つものは優先して、2番目、3番目のものからバンド数を割り当てることも考えられる。各端末のTmp動作可能バンド数がTotal Band Numよりも少なければ、BandAMC方式の最大バンド数を超えることはないため、動作可能バンド数決定処理を終了する。 Next, in step S30, adjustment is performed so as to satisfy the number of guaranteed bands in the table of FIG. 9 so that all terminals can transmit to the base station. For example, it may be possible to extract from the one having the maximum operable band number, or to give priority to the one having the maximum operable band number and assign the band number from the second or third one. . If the number of Tmp operable bands of each terminal is less than the Total Band Num, the maximum number of bands of the BandAMC method will not be exceeded, and the operable band number determination process is terminated.
<バンド位置決定処理>
図8は、本発明の一実施態様による動作可能バンド位置を決定する処理のフローチャートである。図に示すように、ステップS31では、各端末のバンド位置決定ループLP2を開始する。ステップS32にて、各端末において、所定の順位、ここでは上位5番目までのCINRとそのバンドを決定する。その後、ステップS33にて、最大CINRとなる最大バンド位置をセンターにして動作可能バンド数から帯域を決定する。
<Band position determination process>
FIG. 8 is a flowchart of a process for determining an operable band position according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in step S31, the band position determination loop LP2 of each terminal is started. In step S32, each terminal determines a predetermined rank, here, up to the fifth highest CINR and its band. Thereafter, in step S33, the band is determined from the number of operable bands with the maximum band position that is the maximum CINR as the center.
ここで、動作可能バンド数が偶数の場合には暫定的に周波数の大きい方をセンター位置とする。決定した帯域が端末同士でぶつかってしまう場合が生じ得る。そこで、ステップS34にて、決定した帯域が端末間で重なる(衝突する)か否かを判定する。端末間で決定した帯域(バンド)が重なると判定した場合は、ステップS35にて、伝播路状況がいいものを優先するために、最大CINRが大きいほうを優先してバンド割当処理を行う。また、各端末の合計帯域が、最大数である24バンドを超えてはいけないという制約を守るために、ステップS36にて、求めた帯域(バンド)が24バンドを超えてしまうか否かを判定する。超えている場合は、ステップS37に進み、24バンドを超えないように、求めた帯域群のセンター位置をずらして調整する。ステップS38は、各端末全ての端末に対して処理が行われたかというループ終了条件を満たすまでループLP2を繰り返し、終了条件を満たす場合(即ち、全ての端末の処理が終わった場合)、ループ処理を抜けて、処理を終える。 Here, if the number of operable bands is an even number, the center position is temporarily set to the higher frequency. There may occur a case where the determined bandwidths collide with each other. Therefore, in step S34, it is determined whether or not the determined bandwidth overlaps (collises) between terminals. When it is determined that the bands (bands) determined between the terminals overlap, in step S35, in order to give priority to the one with a good propagation path condition, the band allocation process is performed with priority on the one having the largest maximum CINR. Further, in order to comply with the restriction that the total bandwidth of each terminal should not exceed the maximum number of 24 bands, it is determined whether or not the obtained bandwidth (band) exceeds 24 bands in step S36. To do. If it exceeds, the process proceeds to step S37, and the center position of the obtained band group is shifted and adjusted so as not to exceed 24 bands. Step S38 repeats the loop LP2 until the loop end condition that the process has been performed for all the terminals is satisfied, and if the end condition is satisfied (that is, the process of all terminals is completed), the loop process Exit the process.
本発明による無線通信方法によって周波数割当を行った場合の具体的な例を図12、図13に示す。図12は、端末(SS)が基地局(BS)に送信するデータと、基地局(BS)が本発明の処理によって設定する適用帯域とバンド位置を示す図である。図13は、決定した適用帯域とバンド位置を示す図である。図12では、例として3人のユーザがいるとして、そのユーザの使用している端末の消費電流、及び、伝播路状況(CINR)、要求帯域幅を基地局側に通知し、その情報から基地局が端末毎のバンド数とその位置を決定する。 Specific examples when frequency allocation is performed by the wireless communication method according to the present invention are shown in FIGS. FIG. 12 is a diagram showing data transmitted from the terminal (SS) to the base station (BS), an applicable band and a band position set by the base station (BS) according to the processing of the present invention. FIG. 13 is a diagram showing the determined applied band and band position. In FIG. 12, assuming that there are three users as an example, the base station side is notified of the current consumption, propagation path status (CINR), and required bandwidth of the terminals used by the users, The station determines the number of bands and their location for each terminal.
ここでCINRと書いているが、実際には24バンド分のCINRがあり、今回は最大のCINRを抽出したものと仮定する。ユーザAはCINRが非常に良いため、帯域要求も12バンドと高い帯域幅を要求しているが、USB端末であるため消費電流が300mAと低く、送信電力を多バンド数分送信することができない。 Although CINR is written here, it is assumed that there are actually CINRs for 24 bands and that the maximum CINR is extracted this time. User A has a very good CINR, so the bandwidth request also requires a high bandwidth of 12 bands, but since it is a USB terminal, the current consumption is as low as 300 mA and transmission power cannot be transmitted for the number of bands. .
そこで、本発明の割当技法によって適用帯域は3バンドとなる。同様に、ユーザBの場合は、CINRが15dBと程々に良く、端末もモデム型でAC電源から安定的に電力が供給されるため十分な帯域を確保することができる。 Therefore, the applicable band is 3 bands by the allocation technique of the present invention. Similarly, in the case of user B, CINR is as good as 15 dB, and since the terminal is also a modem type and power is stably supplied from an AC power source, a sufficient band can be secured.
ユーザBにおいては帯域要求も10バンドと図9のテーブルにあるモデム型端末の帯域幅よりも小さいため、当該要求がそのまま使用される。ユーザCの場合は、CINRがそれほど高くなく、要求帯域も若干低く設定されている。携帯電話端末型であるため、消費電流も700mAと8バンドの送信を行うには十分であるため、適用帯域においてもそのまま使用される。 For user B, the bandwidth request is also 10 bands, which is smaller than the bandwidth of the modem type terminal in the table of FIG. 9, so the request is used as it is. In the case of user C, CINR is not so high, and the required bandwidth is set slightly low. Since it is a mobile phone terminal type, the current consumption is 700 mA, which is sufficient for transmitting 8 bands, so it can be used as it is in the applicable band.
バンド位置については図13のように配置される。CINRのいいほうを優先し、帯域外に出ないよう最適な位置を設定する。 The band positions are arranged as shown in FIG. The best position of CINR is prioritized and the optimal position is set so as not to go out of band.
ここで、ユーザBとユーザAの間に何も送信しない帯域ができている。これについては全体のスループットを上げるためにも図のフローチャートの最後に、Total適用帯域が24bandより下回る場合には救済措置として、動作可能バンド数を超えないように、ユーザBのバンド数を増やすことを行っても良い。この場合は2band増やすことができる。 Here, there is a band where nothing is transmitted between the user B and the user A. In order to increase the overall throughput, at the end of the flowchart in the figure, if the total applicable bandwidth is lower than 24 bands, as a remedy, increase the number of bands for user B so that the number of operable bands is not exceeded. May be performed. In this case, 2 bands can be increased.
例としては非常に簡単なものをあげているが、ユーザが同じ端末を使い、同じ要求帯域を要求した場合にも、CINRで判定できるようになっているため、優先順位をつけることができる。また、大きな要求帯域をもった端末が多く存在したとしても、動作可能バンド数がTotal Band Numである「24」を超えないように設定されているし、SDMA(Spatial Division Multiple Access)が実装されるのであれば、使用できるバンド数は空間多重数が2であれば、48バンド、空間多重数が3であれば72バンドとなる。従って、SDMAではバンド数は多くなるため、汎用性が高くなる。 Although an extremely simple example is given as an example, even when a user uses the same terminal and requests the same required bandwidth, it is possible to make a determination by CINR, so that priority can be given. Even if there are many terminals having a large required bandwidth, the number of operable bands is set so as not to exceed “24” which is the Total Band Num, and SDMA (Spatial Division Multiple Access) is implemented. If the spatial multiplexing number is 2, 48 bands can be used, and if the spatial multiplexing number is 3, the number of usable bands is 72 bands. Therefore, since the number of bands increases in SDMA, versatility increases.
以上が本発明の実施例であるが、本発明において1人のユーザが24バンド使用することができる場合に、GPS(Global Positioning System)情報等により、その端末が移動していない、もしくは10km未満の低速移動中であれば、BandAMC方式を用い、その端末が10km以上の中〜高速移動中であれば、速度依存性に強いPUSC方式を用いるというように、端末の移動状況に応じた割当処理をすることにより、システムスループットをさらに向上させることも可能になる。 The above is an embodiment of the present invention. When one user can use 24 bands in the present invention, the terminal is not moving or less than 10 km due to GPS (Global Positioning System) information or the like. If the terminal is moving at low speed, the BandAMC method is used, and if the terminal is moving at a medium to high speed of 10 km or more, the PUSC method that is strong in speed dependency is used. By doing so, the system throughput can be further improved.
本発明の効果・利点を再度説明する。本発明によれば、端末側の送信できる電力情報を基地局が入手することにより、伝播路推定による伝播路状態の良好な領域と、その端末が最大送信電力において送信できる電力の帯域と、基地局と端末間での電力制御による送信電力要求とを基地局にて照らし合わせ、最大のパフォーマンスを実現できる要求を端末に出すことで、端末の消費電流および消費電力を下げ、システム上のスループットを最大限に向上させることができる。また、全帯域を利用できる場合には、決められた帯域から部分的に必要となるサブキャリアを無作為に抽出するPUSC(Partially Used Subchannelization)方式を実現することにより、周波数ダイバーシティ効果による中速〜高速移動にかけての速度依存によるパフォーマンスの劣化をなくすことができる。 The effects and advantages of the present invention will be described again. According to the present invention, when the base station obtains power information that can be transmitted on the terminal side, a region with a good propagation path state based on propagation path estimation, a band of power that the terminal can transmit at the maximum transmission power, The base station compares the transmission power request by the power control between the station and the terminal and issues a request that can achieve the maximum performance to the terminal, thereby reducing the current consumption and power consumption of the terminal and reducing the throughput on the system. It can be improved to the maximum. In addition, when the entire band can be used, a PUSC (Partially Used Subchannelization) method that randomly extracts partially necessary subcarriers from the determined band is realized, thereby achieving a medium speed from the frequency diversity effect. It is possible to eliminate performance degradation due to speed dependence during high-speed movement.
図11は、本発明の技法によるバンド割り当てを説明する図である。図11(a)は、比較のために通常のBandAMC方式によるバンド割当を示したものである。通常のBandAMC方式では、使用帯域内において各端末の使用するバンドB1,B3,B5,B6、B8をばらばらに配置してしまうため、全周波数帯域B1〜B8をもって送信しなければならない。即ち、見掛け上の帯域が大きくなるため、それに伴い消費電流が大きくなってしまう。このように、同じ送信電力で帯域が広がることによって、端末の消費電流は大きくなり、端末の動作時間や、端末が装着されたPC等の動作時間が減る可能性があり、また、ものによっては端末、もしくは装着されたPCのリセットが発生するケースも考えられる。その場合に、送信電力を下げることで対応可能ではあるが、送信電力低下による、通信品質の劣化が出てくる可能性があるため、送信電力はそのままで通信を行いたい。 FIG. 11 is a diagram illustrating band allocation according to the technique of the present invention. FIG. 11 (a) shows band allocation by a normal BandAMC method for comparison. In the normal BandAMC method, the bands B1, B3, B5, B6, and B8 used by each terminal are arranged in a different manner in the band used, and therefore transmission must be performed with all frequency bands B1 to B8. That is, since the apparent band becomes large, the current consumption increases accordingly. In this way, when the bandwidth is expanded with the same transmission power, the current consumption of the terminal increases, and there is a possibility that the operation time of the terminal and the operation time of the PC etc. on which the terminal is installed may be reduced. There may be a case where the terminal or the attached PC is reset. In that case, it is possible to cope with the problem by lowering the transmission power, but communication quality may be deteriorated due to a decrease in the transmission power.
そこで、本発明の技法を使えば、図11(b)に示すように、端末が5バンドを使用する場合に、ばらばらの位置のバンドで送信するのではなく、バンドB3〜B7のように、隙間無く、連続してバンドをそろえることで、見掛け上の帯域を狭く(小さく)することができ、従って、端末の消費電流も低く抑えることができるようになる。 Therefore, if the technique of the present invention is used, as shown in FIG. 11 (b), when the terminal uses 5 bands, instead of transmitting in a band of disjoint positions, as shown in bands B3 to B7, By arranging the bands continuously without a gap, the apparent band can be made narrower (smaller), and thus the current consumption of the terminal can be kept low.
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each unit, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. It is.
100:無線通信端末、110:RF部、120:A/D変換部、130:モデム部、140:電源部、150:制御部、151:バンド数決定部、160:記憶部、170:操作部、180:受信状態測定部、ANT:アンテナ、200:基地局、210:電源部、220:制御部、221:バンド数決定部、222:バンド数設定部、223:バンド位置設定部、224:情報取得部、230:記憶部、240:ネットワーク部、250:モデム部、260:A/D変換部、270:RF部、RF1−6:RF回路、A/D1−6:A/D変換器、AAA:アダプティブアレイアンテナ、ANT1−6:アンテナ、ff1:フィールド位置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Wireless communication terminal, 110: RF part, 120: A / D conversion part, 130: Modem part, 140: Power supply part, 150: Control part, 151: Band number determination part, 160: Storage part, 170: Operation part 180: reception state measurement unit, ANT: antenna, 200: base station, 210: power supply unit, 220: control unit, 221: band number determination unit, 222: band number setting unit, 223: band position setting unit, 224: Information acquisition unit, 230: storage unit, 240: network unit, 250: modem unit, 260: A / D conversion unit, 270: RF unit, RF1-6: RF circuit, A / D1-6: A / D converter AAA: adaptive array antenna, ANT1-6: antenna, ff1: field position.
Claims (4)
前記無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報に基づき、前記無線通信端末に割り当てるべき無線リソースを決定する制御部を備える、ことを特徴とする基地局。 A base station that performs OFDMA wireless communication with a wireless communication terminal;
A base station comprising: a control unit that determines a radio resource to be allocated to the radio communication terminal based on information indicating an upper limit of a value based on current consumption of the radio communication terminal.
当該無線通信端末に対してOFDMA方式の無線リソースを割り当てる基地局のために、
当該無線通信端末の消費電流に基づく値の上限を示す情報を、前記基地局へ送信する送信部を備える、ことを特徴とする無線通信端末。 A wireless communication terminal,
For a base station that allocates OFDMA radio resources to the radio communication terminal,
A wireless communication terminal comprising: a transmission unit that transmits information indicating an upper limit of a value based on current consumption of the wireless communication terminal to the base station.
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