JP4869407B2 - MIMO communication system - Google Patents
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Description
本発明は、パイロット信号用の無線リソースを効率よく利用するMIMO通信システムに関する。 The present invention relates to a MIMO communication system that efficiently uses radio resources for pilot signals.
近年、移動体通信における電波資源不足は、深刻なものとなっており、一方で、ワイヤレスブロードバンド高速大容量化の要求は、日増しに大きくなっている。こういった状況から、高周波数帯・広帯域の周波数の利用、かつ、1周波数での繰り返し利用が求められている。 In recent years, the shortage of radio wave resources in mobile communications has become serious, while the demand for high-speed and high-capacity wireless broadband has been increasing day by day. Under these circumstances, use of high frequency band / wideband frequency and repeated use at one frequency are required.
しかしながら、高周波数帯・広帯域の周波数の利用により、セル半径は、非常に小さいものとなり、かつ、1周波数の繰り返し利用を考慮するため、セル・セクタ間干渉を回避した通信方式が切に求められる。この場合、パイロット信号のマッピングにおいても、セル・セクタ間の干渉回避を考慮する必要がある。 However, the use of high-frequency and broadband frequencies makes the cell radius very small, and in order to consider the repeated use of one frequency, a communication method that avoids cell-sector interference is urgently required. . In this case, it is necessary to consider interference avoidance between cells and sectors in pilot signal mapping.
さらに、移動体通信においても、伝送容量を飛躍的に向上させる手法として、MIMO(Multi Input Multi Output)通信方式が徐々に導入されてきている。従って、パイロット信号のマッピングにおいても、送信アンテナ間の干渉回避を考慮する必要がある。 Further, in mobile communication, a MIMO (Multi Input Multi Output) communication method has been gradually introduced as a method for dramatically improving the transmission capacity. Accordingly, it is necessary to consider interference avoidance between transmission antennas also in mapping of pilot signals.
移動体通信システムにおいては、上記のような要求条件に対し、伝送路推定値の劣化を抑え、かつ、パイロット信号マッピングによるオーバーヘッドを極力抑える効率的なパイロットマッピング方法の設計が非常に重要である。 In the mobile communication system, it is very important to design an efficient pilot mapping method that suppresses the degradation of the transmission path estimation value and minimizes the overhead due to the pilot signal mapping in response to the above requirements.
このような背景の中、複数の基地局がダウンリンクにおいてパイロット信号を伝送する無線マルチキャリア通信システムに関する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1においては、周波数の直交性、時間の直交性(例えば、直交符号を用いることによる)、または、コヒーレントなデータ復調、ソフトハンドオフ、およびハードハンドオフを行うために、周波数と時間の直交性の両方を利用することにより、相互に直交性を持たせたパイロット信号を使用することが記載されている。
In such a background, there is a conventional technique related to a wireless multicarrier communication system in which a plurality of base stations transmit pilot signals in the downlink (see, for example, Patent Document 1). In
また、IEEE802.16e-2005仕様(例えば、非特許文献1参照)では、MIMO通信を行う場合に、使用するパイロット信号をアンテナ毎にサブキャリア(周波数方向)・シンボル(時間方向)で分けることで、パイロット信号間に直交性を持たせ、移動体通信環境におけるMIMO通信を実現している。 In the IEEE 802.16e-2005 specification (see, for example, Non-Patent Document 1), when performing MIMO communication, the pilot signal to be used is divided into subcarriers (frequency direction) and symbols (time direction) for each antenna. In addition, orthogonality is provided between pilot signals to realize MIMO communication in a mobile communication environment.
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
パイロット信号送信において、セル・セクタ間干渉、およびMIMO通信での送信アンテナ間干渉を同時に回避するための従来の方式としては、周波数方向に直交を取る方法、または、時間方向に時分割で直交を取る方法が考えられる。しかしながら、これらの方法では、多くの無線リソース、すなわち、無線マルチキャリア通信システムにおいては、多くのサブキャリアがパイロット信号用に消費されてしまい、大きなオーバーヘッドになるという問題があった。However, the prior art has the following problems.
In the pilot signal transmission, a conventional method for simultaneously avoiding cell-sector interference and interference between transmission antennas in MIMO communication is a method of taking orthogonality in the frequency direction or time-divisional orthogonality in the time direction. Possible ways to take. However, these methods have a problem that in many radio resources, that is, in a radio multicarrier communication system, many subcarriers are consumed for pilot signals, resulting in a large overhead.
また、直交符号により時間方向に直交を取る場合には、端末の移動に対応できない、あるいは、IEEE802.16e仕様に示されるような時間方向への自由なマッピングが制約されてしまうなどといった問題があった。 In addition, when orthogonality is taken in the time direction using orthogonal codes, there is a problem that it is not possible to cope with movement of the terminal, or that free mapping in the time direction as shown in the IEEE 802.16e specification is restricted. It was.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パイロット信号送信において、セル・セクタ間干渉、およびMIMO通信での送信アンテナ間干渉を同時に回避しつつ、パイロット信号用の無線リソースを効率よく利用するMIMO通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and efficiently avoids radio interference for pilot signals while simultaneously avoiding cell-sector interference and interference between transmission antennas in MIMO communication in pilot signal transmission. It aims at obtaining the MIMO communication system to utilize.
本発明に係るMIMO通信システムは、複数の送信側通信装置と、複数の送信側通信装置の送信対象領域が重なる場所に位置する1以上の受信側通信装置との間で通信を行う通信システムにおいて、複数の送信側通信装置は、1以上の受信側通信装置から報告されるパイロット信号を利用した無線通信路品質情報に基づいて、使用可能なパイロット信号が動的に割り付けられて通信方式を変更し、2以上のパイロット信号が割り付けられた場合にはMIMO通信を行い、1以上の受信側通信装置は、パイロット信号を利用した無線通信路品質情報に基づいて受信処理を変更し、複数の送信側通信側装置からの合成信号をMIMO受信処理により分離して他セル・セクタからの干渉信号を廃棄するものである。 The MIMO communication system according to the present invention is a communication system that performs communication between a plurality of transmission-side communication devices and one or more reception-side communication devices located in a place where transmission target areas of the plurality of transmission-side communication devices overlap. A plurality of transmitting side communication devices change communication methods by dynamically assigning usable pilot signals based on radio channel quality information using pilot signals reported from one or more receiving side communication devices. Then, when two or more pilot signals are assigned, MIMO communication is performed, and one or more receiving-side communication apparatuses change reception processing based on radio channel quality information using the pilot signals, and perform a plurality of transmissions. The combined signal from the side communication side device is separated by the MIMO reception process, and the interference signal from the other cell / sector is discarded.
本発明によれば、送信側通信装置と受信側通信装置との間の無線通信路品質情報に基づいてパイロット信号を動的に割り当てて最適な通信方式を選択することにより、パイロット信号送信において、セル・セクタ間干渉、およびMIMO通信での送信アンテナ間干渉を同時に回避しつつ、パイロット信号用の無線リソースを効率よく利用するMIMO通信システムを得ることができる。 According to the present invention, in the pilot signal transmission by dynamically allocating the pilot signal based on the wireless channel quality information between the transmission side communication device and the reception side communication device and selecting the optimum communication method, It is possible to obtain a MIMO communication system that efficiently uses radio resources for pilot signals while simultaneously avoiding interference between cells and sectors and interference between transmission antennas in MIMO communication.
以下、本発明のMIMO通信システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a MIMO communication system of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
本実施の形態1においては、複数の送信側通信装置を連携させ、パイロット信号を有効利用し、セル・セクタ間干渉を回避しつつ、ダウンリンクMIMO通信方式を実現するマルチキャリア通信システムの構成について説明する。なお、以下の説明では、ダウンリンク通信に関連する部分のみを抜き出して詳述する。
In the first embodiment, a configuration of a multicarrier communication system that realizes a downlink MIMO communication system while linking a plurality of transmission side communication apparatuses, effectively using pilot signals, and avoiding cell-sector interference. explain. In the following description, only portions related to downlink communication are extracted and detailed.
図1は、本発明の実施の形態1におけるMIMO通信システムの構成図である。本実施の形態1におけるMIMO通信システムは、上位装置11、複数の送信側通信装置31、32、および受信側通信装置51を備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a MIMO communication system according to
図1において、送信側の上位装置11は、複数の送信側通信装置31、32の上位に配置される装置であり、例えば、移動体通信における基地局制御装置を示すものである。図1では、説明を簡略化するために、複数の送信側通信装置として、第1の送信側通信装置31および第2の送信側通信装置32の2台の内部構成のみを図示している。
In FIG. 1, a higher-
以下の説明では、複数の送信側通信装置が2台で構成される場合について説明する。ただし、実際には、多数の送信側通信装置が接続されており、多数の場合にも同様に考えることができる。また、複数の送信側通信装置31、32は、それぞれ通信路41、42を介して受信側通信装置51と通信を行う。
In the following description, a case will be described in which a plurality of transmission side communication apparatuses are configured with two units. However, in reality, a large number of transmission side communication devices are connected, and the same can be considered for a large number of cases. The plurality of transmission
また、図1の例では、説明を簡略化するために、受信側通信装置51についても、1台しか記載されていないが、実際には多数の受信側通信装置が無線で接続されている。以下の説明では、1台の受信側通信装置51の処理例を記載するが、1台に限る必要はなく、多数の場合にも同様に考えることができる。
In addition, in the example of FIG. 1, only one
上位装置11と、複数の送信側通信装置31、32とは、有線で接続されていても、無線で接続されていても構わない。なお、上位装置11の機能の一部が複数の送信側通信装置31、32の中に配置される構成、または、複数の送信側通信装置31、32と一体となっている構成であっても構わない。
The
ここで、複数の送信側通信装置31、32は、例えば、移動体通信における基地局を示すもの、または、基地局内でセクタ送信を行うための一式のユニットを示すものである。例えば、このような複数の送信側通信装置31、32は、2・2のMIMO通信を行う装置であってもよい。すなわち、複数の送信側通信装置31、32は、それぞれ離れた位置に配置されているか、または上記セクタ送信のように送信ビーム方向が異なるよう設置されることで、送信対象となる領域が異なるものとする。
Here, the plurality of transmission
第1の送信側通信装置31は、データ蓄積部311、符号化・フレームマッピング部312、変調部313、復調・復号部314、ACK/NACK処理部315、品質情報処理部316、および送信スケジュール部317で構成されている。同様に、第2の送信側通信装置32は、データ蓄積部321、符号化・フレームマッピング部322、変調部323、復調・復号部324、ACK/NACK処理部325、品質情報処理部326、および送信スケジュール部327で構成されている。
The first transmission
なお、ACK/NACK処理部315、325は、複数の送信側通信装置31、32と受信側通信装置51との間でARQ(Hybrid ARQを含む)を動作させたときに必要となる機能であり、ARQを動作させない場合には、無くてもよい。
The ACK /
また、受信側通信装置51は、MIMO受信が可能な装置であり、例えば、移動体通信における移動体端末を示すものである。そして、この受信側通信装置51は、復調・復号部511、ユーザ情報受信処理部512、品質情報処理部513、および符号化・フレームマッピング・変調部514で構成されている。
The receiving-
次に、本実施の形態1における複数の送信側通信装置31、32を連携させ、パイロット信号の有効利用を図るダウンリンクMIMO通信方式について、処理の流れを説明する。
Next, a flow of processing will be described for a downlink MIMO communication scheme in which a plurality of transmission
上位装置11からは、ユーザデータ211、221と、送信側通信装置31、32を制御する制御信号212、222が、例えば、IPパケットの形で送信される。上位装置11は、制御信号212、222により、送信側通信装置31、32に対して、ある一定期間使用可能なパイロット信号のインデックス番号を通知する。
The
ここで、異なるインデックスのパイロット信号間では、互いに周波数直交、時間直交、またはその組み合わせの関係にあることとする。上位装置11が、複数の送信側通信装置31、32に対して使用可能なパイロット信号を選択する方法、また、パイロット信号を割り当てた後のMIMO通信方法については、後述する。
Here, it is assumed that pilot signals having different indexes have a frequency orthogonality, a time orthogonality, or a combination thereof. A method in which the higher-
ユーザデータ211、221を受信したそれぞれの送信側通信装置31、32は、データ蓄積部311、321において、送信データをキューイングする。次に、符号化・フレームマッピング部312、322は、後述する送信スケジュール部317、327の指示に従ってデータ蓄積部311、321でキューイングされたユーザデータに対して、無線フレームへのマッピングを実施する。
The transmission
この際、符号化・フレームマッピング部312、322は、必要に応じて誤り訂正符号化を施し、送信ダイバーシチ処理、STC(Space Time Coding)処理、SM(Spatial Multiplexing)MIMO処理等を行った上で、無線フレームへのマッピングを実施する。
At this time, the encoding /
さらに、符号化・フレームマッピング部312、322は、ユーザデータのマッピング処理と同時に、送信スケジュール部317、327の指示に従い、パイロット信号の無線フレームへのマッピングも実施する。そして、変調部313、323は、マッピングデータに対し、BPSK、QPSK、多値QAM等のデジタル変調処理、IFFTによる時間軸への変換を実施した上で、通信路41、42を介してユーザデータ信号411、421を受信側通信装置51に送信する。
Furthermore, the encoding /
受信側通信装置51内の復調・復号部511は、通信路41、42を介して受け取った変調信号(ユーザデータ信号411、421)に対して、FFTによる周波数軸への変換、後述するMIMO受信処理、さらに、誤り訂正復号を行い、その結果をユーザ情報受信処理部512に受け渡す。
The demodulation /
ユーザ情報受信処理部512は、例えば、アプリケーションレイヤにユーザデータ61を受け渡すとともに、送信側通信装置31、32と受信側通信装置51との間でARQを動作させている場合には、ACK/NACK情報を符号化・フレームマッピング・変調部514に受け渡す。符号化・フレームマッピング・変調部514は、ユーザ情報受信処理部512から受け渡されたACK/NACK情報を、無線通信路41、42を介して送信側通信装置31、32に送信する。
For example, when the user information
また、受信側通信装置51内の復調・復号部511は、復調したプリアンブル信号、パイロット信号を品質情報処理部513に受け渡す。品質情報処理部513は、復調されたプリアンブル信号、パイロット信号を利用して、通信路の品質情報としてRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)、CINR(Carrier−to−Interference plus Noise Ratio)等を計算し、符号化・フレームマッピング・変調部514に受け渡す。
In addition, the demodulation /
符号化・フレームマッピング・変調部514は、品質情報処理部513から受け渡された品質情報413、423を、無線通信路41、42を介して送信側通信装置31、32に送信する。
The encoding / frame mapping / modulation unit 514 transmits the
送信側通信装置31、32は、ACK/NACK情報412、422を受信した場合には、復調・復号部314、324、ACK/NACK処理部315、325を介して送信スケジュール部317、327にACK/NACK情報を入力する。送信スケジュール部317、327は、データ蓄積部311、321に対して、NACK情報受信時には、再送データの送信指示を行い、ACK情報受信時には、バッファクリア指示を行う。
When receiving the ACK /
また、送信側通信装置31、32は、品質情報413、423を受信した場合には、復調・復号部314、324、品質情報処理部316、326を介して送信スケジュール部317、327に通信路の品質情報を入力する。送信スケジュール部317、327は、各通信路41、42の品質情報213、223を上位装置11に通知するとともに、受信側通信装置51に対する通信方式、MCS(Modulation and Coding Scheme:変調符号化方式)レベルを決定する。
Further, when receiving the
次に、本実施の形態1における上位装置11が、送信側通信装置31、32に対して使用可能なパイロット信号を選択する方法、およびパイロット信号を割り当てた後の受信側通信装置51のMIMO受信方法の例を、図2〜図7を用いて説明する。
Next, the
図2は、本発明の実施の形態1におけるパイロット信号配置の例示図であり、より具体的には、IEEE802.16e DL PUSC 4・4 MIMOパイロット信号配置を示している。一例として、この図2に示すような信号配置を本実施の形態1に適用した場合について説明する。
FIG. 2 is an exemplary diagram of pilot signal arrangement in
図3は、本発明の実施の形態1における複数の送信側通信装置のセル構成例であり、より具体的には、送信側通信装置を1つの無線基地局として、オムニ送信したときのセル構成例である。ここで、それぞれの送信側通信装置31〜37は、複数のアンテナを持つとする。説明を簡略化するために、以下では、各送信側通信装置31〜37において2アンテナを持つとする。
FIG. 3 is a cell configuration example of a plurality of transmission side communication apparatuses according to
また、各送信側通信装置31〜37に対しては、前もってパイロット信号を1つ固定的に割り当てておき(Pilot#0〜#2のうちのいずれか1つを固定的に割り当てておき)、Pilot#3については、先の図1の構成における上位装置11から制御信号により追加で動的に割り当てられるものとして説明する。ただし、本実施の形態1は、パイロット信号を各送信側通信装置31〜37に対して固定的に割り当てることに限定するものではない。
In addition, one pilot signal is fixedly assigned in advance to each of the transmission
上位装置11は、あるエリア内、例えば、図3では、送信側通信装置31〜37でカバーされるエリア内のアクティブな状態である各受信側通信装置51から報告される、各送信側通信装置31〜37に対する品質情報(RSSI、CINR等)を取得する。ここで、各受信側通信装置51は、各パイロット信号の品質情報を求め、それを自セルの送信側通信装置31〜37を介して上位装置11に報告する。
The higher-
この報告に基づいて、上位装置11は、自セルの品質情報値(例えば、RSSI値)が所定の閾値以上である受信側通信装置51が多数分布している送信側通信装置31〜37に対して、追加のパイロット信号Pilot#3を割り当てる。なお、上位装置11は、各受信側通信装置51の品質情報によらず、送信側通信装置31〜37で順番に追加のパイロット信号Pilot#3を割り当ててもよい。
Based on this report, the
上位装置11は、例えば、送信側通信装置31に対してパイロット信号Pilot#3を割り当てた場合には、隣接する送信側通信装置32〜37におけるパイロット信号の干渉を避けるために、Pilot#3をその他の送信側通信装置32〜37には割り当てないこととする。
For example, when the
すなわち、2つのパイロット信号が割り当てられた送信側通信装置31では、2・2のSM MIMO通信が可能となり、送信側通信装置32〜37では、1つのパイロットのみを用いて、2アンテナでダイバーシチ送信、またはビームフォーミング送信を実施することとなる。
That is, the transmission
この場合、品質情報値をRSSI値としたときの、送信側通信装置31エリア内の受信側通信装置51のMIMO受信方法は、以下のようになる。図4、図5は、本発明の実施の形態1におけるMIMO受信処理の説明図であり、これらの図に基づいて、2つのケース(ケース1、2)について説明する。
In this case, the MIMO reception method of the reception
(ケース1)図4に示すように、自セルのRSSI値(すなわち、送信側通信装置31に割り当てられた2つのパイロット信号Pilot#0、#3のRSSI値)が他セルのRSSI値(すなわち、その他の2つのパイロット信号Pilot#1、#2のRSSI値)に対して非常に大きい値である場合(すなわち、他セルに対する通信品質と比較して、自セルに対する通信品質が、あらかじめ決められた許容差以上である場合)には、送信側通信装置31エリア内の受信側通信装置51は、送信側通信装置31からの制御信号通り、自セルのパイロット信号を用いて2・2 SM MIMO受信処理を行う。
(Case 1) As shown in FIG. 4, the RSSI value of the own cell (that is, the RSSI values of the two pilot
なお、十分なRSSI値でない受信側通信装置に対しては、送信側通信装置31側でそれを認識し、当該受信側通信装置に対する送信をダイバーシチ送信、またはビームフォーミング送信に切り替えてもよい。この場合には、受信側通信装置51は、受信ダイバーシチ処理を行う。
Note that a receiving communication apparatus that does not have a sufficient RSSI value may be recognized on the transmitting
(ケース2)図5に示すように、自セルのRSSI値が他セルのRSSI値の1つ(Pilot#1のRSSI値)とあまり差がない場合(すなわち、他セルに対する通信品質が所定許容値以上あり、自セルに対する通信品質との差が、図5に示すように所定値以下の場合)には、送信側通信装置31エリア内の受信側通信装置51は、3つのパイロット信号を用いて3・3 SM MIMO受信処理を実施した上で、他セルからの情報は、廃棄する。
(Case 2) As shown in FIG. 5, when the RSSI value of the own cell is not so different from one of the RSSI values of other cells (RSSI value of Pilot # 1) (that is, the communication quality for other cells is predetermined permissible) When the difference is higher than the value and the difference from the communication quality for the own cell is not more than a predetermined value as shown in FIG. 5), the receiving
なお、受信側通信装置のアンテナ数が2の場合、または、十分なRSSI値でない受信側通信装置に対する場合には、送信側通信装置31側でそれを認識し、当該受信側通信装置に対する送信をダイバーシチ送信、またはビームフォーミング送信に切り替えてもよい。この場合、2・2 SM MIMO受信処理を実施した上で、他セルからの情報は、廃棄する。
In addition, when the number of antennas of the receiving communication device is 2, or when the receiving communication device is not a sufficient RSSI value, the transmitting
一方、送信側通信装置32〜37エリア内の受信側通信装置51のMIMO受信方法は、以下の2つのケース(ケース3、4)がある。図6、図7は、本発明の実施の形態1におけるMIMO受信処理の別の説明図であり、これらの図に基づいて、2つのケース(ケース3、4)について説明する。なお、このケース3、4では、自セルのパイロット信号をPilot#1としている。
On the other hand, there are the following two cases (
(ケース3)図6に示すように、自セルのRSSI値が他セルのRSSI値に対して非常に大きい値である場合(すなわち、他セルに対する通信品質と比較して、自セルに対する通信品質があらかじめ決められた許容差以上であり、両者の差が大きい場合)には、送信側通信装置32〜37エリア内の受信側通信装置51は、受信ダイバーシチ処理を行う。
(ケース4)図7に示すように、自セルのRSSI値が他セルのRSSI値の1つとあまり差がない場合(すなわち、他セルのPilot#0に対する通信品質と自セルのPilot#1に対する通信品質との差が小さく、両方のRSSI値がともに所定許容値以上である場合)には、送信側通信装置32〜37エリア内の受信側通信装置51は、図7の例では、2つのパイロット信号を用いて2・2 SM MIMO受信処理を実施した上で、他セルからの情報は、廃棄する。(Case 3) As shown in FIG. 6, when the RSSI value of the own cell is very large with respect to the RSSI value of the other cell (that is, compared with the communication quality for the other cell, the communication quality for the own cell) Is greater than a predetermined tolerance and the difference between the two is large), the receiving
(Case 4) As shown in FIG. 7, when the RSSI value of the own cell is not so different from one of the RSSI values of the other cell (that is, the communication quality for
なお、図2では、IEEE802.16e DL PUSC 4・4 MIMOパイロット信号配置を用いた例を記載したが、すでに説明した通り、直交符号を用いた時間直交により、直交するパイロット信号を分けてもよい。図8は、本発明の実施の形態1におけるパイロット信号配置の別の例示図であり、より具体的には、IEEE802.16e DL PUSC 4・4 MIMOパイロット信号配置をベースとした、または、それを変形したクラスタ構造例を示している。
In FIG. 2, an example using the IEEE 802.16e DL PUSC 4 · 4 MIMO pilot signal arrangement has been described. However, as already described, orthogonal pilot signals may be divided by time orthogonal using orthogonal codes. . FIG. 8 is another exemplary diagram of pilot signal arrangement in
本実施の形態1においては、受信側通信装置51の位置によっては、他セル・セクタからの信号が干渉成分とならないため、直交符号を用いることで、パイロット信号の利用がさらに効率的となる。
In the first embodiment, depending on the position of the receiving-
以上のように、実施の形態1によれば、複数の送信側通信装置の上位に配置された上位装置において、送信側通信装置と受信側通信装置との間の無線通信路品質情報に基づいてパイロット信号を動的に割り当てて、通信方式およびMCSレベルを決定する。これにより、1周波数を繰り返し利用するシステムにおいて、他セル・セクタからの干渉を大幅に低減しつつ、パイロット信号によるオーバーヘッドを極力押さえた上で、SM MIMOのストリーム数をセル・セクタ間で動的に切り替えることが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, in a higher-level device arranged at a higher level of a plurality of transmission-side communication devices, based on the wireless channel quality information between the transmission-side communication device and the reception-side communication device. A pilot signal is dynamically allocated to determine a communication method and an MCS level. As a result, in a system that repeatedly uses one frequency, the number of SM MIMO streams can be dynamically changed between cells and sectors while significantly reducing interference from other cells and sectors while minimizing the overhead caused by pilot signals. It becomes possible to switch to.
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2における通信システムの構成図である。本実施の形態2における通信システムは、上位装置11、複数の送信側通信装置31、32、および受信側通信装置51を備えており、基本構成は、先の実施の形態1における図1と同様である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a communication system according to
ただし、先の実施の形態1における図1と比較すると、本実施の形態2における図9の構成においては、上位装置11から送信側通信装置31、32へ送信される制御信号212、222、および送信側通信装置31、32から上位装置11へ送信される品質情報213、223を必要とせず、送信側通信装置31、32内の送信スケジュール部317、327において、自律的に使用するパイロット信号を決定する点が異なる。
However, in comparison with FIG. 1 in the first embodiment, in the configuration of FIG. 9 in the second embodiment, control signals 212, 222 transmitted from the
次に、本実施の形態2において、送信側通信装置31、32に対して使用可能なパイロット信号を、送信側通信装置31、32内の送信スケジュール部317、327が自律的に選択する方法の例を、先の実施の形態1の説明と同様に、図2〜図5を用いて説明する。
Next, in the second embodiment, the
図2、図3に関する説明は、先の実施の形態1における説明とほぼ同様である。ただし、本実施の形態2において、Pilot#3は、送信側通信装置31〜37により自律的に自セルに割り当てられる点が異なる。
The description regarding FIG. 2 and FIG. 3 is substantially the same as the description in the first embodiment. However, in this
送信側通信装置31〜37のそれぞれは、図4に示すように、自セルの品質情報値(例えば、RSSI値)が所定の閾値以上である受信側通信装置51が多数分布していることを認識した場合、または、自セルの品質情報値(例えば、RSSI値)が所定の閾値以上であり、かつ他セルの品質情報値と比較して十分に大きい受信側通信装置が多数分布していることを認識した場合には、パイロット信号Pilot#3を自ら割り当てる。
As shown in FIG. 4, each of the transmission
一方、送信側通信装置31〜37のそれぞれは、図5に示すように、例えば、自セルの品質情報値が他セルの品質情報値と比較してあまり差がない場合、または、自セルの品質情報値が所定の閾値以下の場合には、パイロット信号Pilot#3を自ら割り当てることはしない。なお、受信側通信装置51のMIMO受信方法の例は、先の実施の形態1と同様である。
On the other hand, as shown in FIG. 5, each of the transmission
以上のように、実施の形態2によれば、複数の送信側通信装置のそれぞれにおいて、送信側通信装置と受信側通信装置との間の無線通信路品質情報に基づいて自律的にパイロット信号を動的に割り当てて、通信方式およびMCSレベルを決定する。これにより、1周波数を繰り返し利用するシステムにおいて、確率的に他セル・セクタからの干渉を低減しつつ、送信側通信装置の上位装置による集中制御を必要とせず、パイロット信号によるオーバーヘッドを極力押さえた上で、SM MIMOのストリーム数をセル・セクタ間で動的に切り替えることが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, in each of the plurality of transmission side communication devices, the pilot signal is autonomously transmitted based on the wireless channel quality information between the transmission side communication device and the reception side communication device. Dynamically assigned to determine communication method and MCS level. As a result, in a system that repeatedly uses one frequency, interference from other cells / sectors is reduced probabilistically, and central control by the host device of the transmission side communication device is not required, and overhead due to pilot signals is suppressed as much as possible. As described above, the number of SM MIMO streams can be dynamically switched between cells and sectors.
実施の形態3.
本実施の形態3では、先の実施の形態2において、送信側通信装置31、32が自律的に追加で割り当てるパイロット信号を送信する、時間方向で区切られるゾーンの位置を、送信側通信装置31、32間で異なる位置に分ける場合について説明する。例えば、前詰めか、後ろ詰めのいずれかに分ける方法が挙げられる。
In the present third embodiment, in the previous second embodiment, the transmitting
図10は、本発明の実施の形態3におけるパイロット信号送信時のゾーン分けに関する説明図であり、IEEE802.16e DLフレームに適用した場合を例示したものである。この図10では、送信側通信装置31が送信するパイロット数追加送信ゾーンは、時間方向で後ろ詰めに配置され、送信側通信装置32が送信するパイロット数追加送信ゾーンは、時間方向で前詰めに配置されている。
FIG. 10 is an explanatory diagram relating to zoning at the time of pilot signal transmission according to
以上のように、実施の形態3によれば、追加で動的に割り当てられるパイロット信号の時間方向で区切られるゾーン位置の配置を、複数の送信側通信装置で干渉しないようにあらかじめ定めておくことにより、先の実施の形態2に示した効果に加え、他セル・セクタからのパイロット信号の干渉の確率をさらに低減することが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, the arrangement of zone positions divided in the time direction of pilot signals that are additionally dynamically allocated is determined in advance so as not to interfere with a plurality of transmission side communication apparatuses. Thus, in addition to the effects shown in the second embodiment, it is possible to further reduce the probability of interference of pilot signals from other cell sectors.
Claims (6)
前記複数の送信側通信装置は、前記1以上の受信側通信装置から報告されるパイロット信号を利用した無線通信路品質情報に基づいて、使用可能なパイロット信号が動的に割り付けられることにより通信方式を変更し、2以上のパイロット信号が割り付けられた送信側通信装置はMIMO通信を行い、
前記1以上の受信側通信装置は、パイロット信号を利用した前記無線通信路品質情報に基づいて通信方式を変更し、前記複数の送信側通信側装置からの合成信号をMIMO受信処理により分離し、他セル・セクタからの干渉信号を廃棄する
ことを特徴とするMIMO通信システム。In a MIMO communication system in which communication is performed between a plurality of transmission-side communication devices and one or more reception-side communication devices located in a place where transmission target areas of the plurality of transmission-side communication devices overlap.
The plurality of transmission side communication devices can communicate with each other by dynamically assigning usable pilot signals based on radio channel quality information using pilot signals reported from the one or more reception side communication devices. And the transmitting side communication device to which two or more pilot signals are assigned performs MIMO communication,
The one or more reception side communication devices change a communication method based on the wireless channel quality information using a pilot signal, and separate a combined signal from the plurality of transmission side communication side devices by MIMO reception processing; A MIMO communication system characterized by discarding interference signals from other cell sectors.
前記複数の送信側通信装置から報告される前記無線通信路品質情報に基づいて、各送信側通信装置で使用可能なパイロット信号を集中管理し、各送信側通信装置が使用するパイロット信号を動的に割り当てる上位装置をさらに備えたことを特徴とするMIMO通信システム。The MIMO communication system according to claim 1, wherein
Based on the wireless channel quality information reported from the plurality of transmission side communication devices, the pilot signals that can be used in each transmission side communication device are centrally managed, and the pilot signals used by each transmission side communication device are dynamically managed. A MIMO communication system, further comprising a higher-level device to be allocated.
前記上位装置は、パイロット信号を動的に割り当てる際に、前記複数の送信側通信装置から報告される前記無線通信路品質情報に基づいて、前記複数の送信側通信装置のうちで、所定閾値以上の通信品質を有する受信側通信装置を多数収容する送信側通信装置に対して、パイロット信号の割り当て数を増やし、MIMO通信を行わせることを特徴とするMIMO通信システム。The MIMO communication system according to claim 2,
When the higher-level apparatus dynamically allocates a pilot signal, based on the radio channel quality information reported from the plurality of transmission-side communication apparatuses, the higher-order apparatus has a predetermined threshold value or more among the plurality of transmission-side communication apparatuses. A MIMO communication system, characterized in that MIMO communication is performed by increasing the number of pilot signals allocated to a transmission-side communication apparatus that accommodates a large number of reception-side communication apparatuses having the above communication quality.
前記複数の送信側通信装置のそれぞれは、前記1以上の受信側通信装置から報告される全てのパイロット信号に対応した無線通信路品質情報を用いて、自身で使用可能なパイロット信号の動的な割り当てを自律的に決定することを特徴とするMIMO通信システム。The MIMO communication system according to claim 1, wherein
Each of the plurality of transmission side communication apparatuses uses the wireless channel quality information corresponding to all pilot signals reported from the one or more reception side communication apparatuses, A MIMO communication system, wherein assignment is determined autonomously.
前記複数の送信側通信装置のそれぞれは、パイロット信号を動的に割り当てる際に、前記1以上の受信側通信装置から報告される全てのパイロット信号に対応した前記無線通信路品質情報に基づいて、自セルに対する通信品質が所定閾値以上であり、かつ、他セルに対する通信品質と比較して、自セルに対する通信品質が所定許容差以上大きい受信側通信装置を多数収容する場合には、自律的にパイロット信号の割り当て数を増やし、MIMO通信を行うことを特徴とするMIMO通信システム。The MIMO communication system according to claim 4,
Each of the plurality of transmission side communication devices, when dynamically assigning pilot signals, based on the radio channel quality information corresponding to all pilot signals reported from the one or more reception side communication devices, When accommodating a large number of receiving side communication devices whose communication quality for the own cell is equal to or higher than a predetermined threshold and whose communication quality for the own cell is greater than a predetermined tolerance compared to the communication quality for other cells, autonomously A MIMO communication system characterized by increasing the number of allocated pilot signals and performing MIMO communication.
前記複数の送信側通信装置のそれぞれは、自律的にパイロット信号の割り当て数を増やす場合には、他の送信側通信装置と時間方向のゾーン位置が重複しないように、各送信側通信装置に対してあらかじめ割り付けられたパイロット数追加送信ゾーンを使用することを特徴とするMIMO通信システム。The MIMO communication system according to claim 4 or 5,
When each of the plurality of transmission side communication devices autonomously increases the number of allocated pilot signals, each of the transmission side communication devices is set so that the zone positions in the time direction do not overlap with other transmission side communication devices. And a pilot number additional transmission zone allocated in advance.
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