提案方式

5.3.1 Modulation and Coding Scheme (MCS)

AMCにおいては、変調方式と符号化率の組としてMCSを設定し、これを切り替えるこ とで適応変調・符号化を行う。MCSを最も簡易に選ぶ方法は、伝送速度が均一になるよう に選ぶといものである。今回は簡単化のため、伝送速度を基に表5.1に示される5つのMCS を用いることとした。

表5.1: MCS Set

MCS(#) Modulation Coding Normalized Scheme Rate Physical Rate

MCS(1) QPSK R = 1/2 1.0

MCS(2) 16QAM R = 1/2 2.0

MCS(3) 16QAM R = 3/4 3.0

MCS(4) 64QAM R = 2/3 4.0

MCS(5) 64QAM R = 5/6 5.0

5.3.2 MCS切り替えおよびコードチャネル数制御方式

VCにおいては、5.6式におけるλkの大きさに依存して各コードチャネルのSN Rが決定 される。固有値分解の際に、λ_kを大きい順にソートすることにより、kで示される番号が大 きくなるほどλ_kの大きさは小さくなる。そして、小さいλ_kに対応するコードチャネルは、

時として誤り率を大きく劣化させる可能性がある。そこで、小さいλ_kに相当するコードチャ ネルを用いず、その電力を他のコードチャネルに割り当てることで、伝送速度は低下するが 性能の向上が可能となる。このような制御は、V 行列において対応する列ベクトルを用いな いことで実現できる。つまり、5.4式におけるCをV の部分行列とする。このような制御を 適応的に行うことを、適応コードチャネル数制御(ACCE)と呼ぶ。

AMCにおいては、MCSをどのように切り替えるかが重要となる。その際には、SNRが 切り替え基準として用いられる。提案方式では、AMCを拡張し、ACCEと併せた制御を

行う。これを図5.2に示す。Nactは現在利用しているコードチャネル数、Nminは最低限利 用されるコードチャネル数、Nmaxは利用できる最大のコードチャネル数である。M CS(n) (n= 1,2, . . . , N_mcs)は、n番目のMCSであり、N_mcsはMCSの総数である。なお今回は表 5.1に示されるように、N_mcs=5である。

M CS(n)が選択されている場合にN_act(n)がN_min(n)より小さくなった場合には、M CS(n− 1)に切り替える。一方、N_act(n)がN_max(n)より大きくなった場合には、M CS(n+ 1)に切 り替える。ここで、N_act(n)は、受信側で測定したSNR値であるSN R_mesと、M CS(n)に 対応するSNR閾値であるSN R_th(n)を比較することで決定される。このSNR閾値を超え たコードチャネルのみがNact(n)としてカウントされる。この様子を図5.3に示す。ここで、

ACCEが行われた場合でも、送信電力は一定になるように制御される。つまり、Nact(n)直 前の送信よりも小さな値になった場合には、使われないコードチャネルの電力が他のコード チャネルに割り振られることになる。

SNR is measured by every code channel Decide the number of available code channels

Nact⁽ⁿ⁾

Nact^{(n) < N}min⁽ⁿ⁾

MCS(n) is the lowest MCS?

Nact^{(n) > N}max⁽ⁿ⁾

MCS(n) is the highest MCS?

Yes

Yes

Yes

Yes

No No

No

MCS is not changed

Nact^{(n) = N}andmin⁽ⁿ⁾

Change to MCS(n-1) Nact^{(n-1) = N}andmax^(n-1) Received Signal of

MCS(n)

MCS is not changed

Nact^{(n) = N}andmax⁽ⁿ⁾

Change to MCS(n+1) Nact^{(n+1) = N}andmin⁽ⁿ⁺¹⁾

MCS is not changed

No Nact⁽ⁿ⁾

is the number of code channels satisfying

SNRm(k) > SNRth^(n).

SNRm^(k):

Measured SNR of code channel

^k

SNRth^(n):

SNR threshold for MCS(n)

図5.2: 提案のAMCおよびACCE

4章で示したように、SNR閾値は、伝搬路状況とMCSに依存する。そのため、閾値は適 応的に制御する必要がある。そこで4章と同様に、SNR閾値をCRC結果に応じて以下のよ うに制御する。

SNR

Index of Code Channel SNR Threshold of MCS(n)

Not used SNRth(n) is controlled

according to the CRC result

N_min(n)

N_max(n) N_act(n)

Total K code channels

= SNRth(n)

図 5.3: ACCEの詳細

• CRC OK : SN Rth(n)をδdown減少させる

• CRC Error : SN R_th(n)をδ_up増加させる

このように制御する理由については、4章における4.3節を参照されたい。本章では、δ_down = 0.01[dB]、およびδ_up= 0.99[dB]を用いることとした。

5.3.3 N_maxおよびN_min

前節で示したN_max(n)を、以下のように定義する。

N_max(n) = {

K ifn=N_mcs,

K−1 otherwise. (5.9)

5.9式が意味するところは、仮にn̸=Nmcs、かつNact(n)> K−1であった場合に、M CS(n+

1)に切り替えることを意味する。ここで、Nact(n)の最大値はK である。このことは、現在 選択されているMCSの特性が十分に良い場合には、N_act(n)はKに到達することになり、

その時点で上位のMCSに切り替えることを意味している。

一方、N_minを以下のように定義する。

Nmin(n) =





1 ifn= 1,

⌈Nmax(n−1)·P(n−1) P(n)

⌉

otherwise. (5.10)

ここで、P(n)は正規化されたM CS(n)の伝送速度を表している。これは表5.1に示されてい る。また、⌈x⌉^は、xを超える最小の整数を表している。5.10式の意味するところは、M CS(n) の最小の伝送速度(N_min(n)に相当)が、M CS(n−1)の最大の伝送速度(N_max(n−1)に相 当)を下回った場合には、その時点で下位のMCSに切り替えることを意味している。

time

N

int

samples

Preamble Symbols Data Symbols

K samples G samples

図 5.4: パケットフォーマット

time

pilot

Channel Estimation

Feedback of

h(k)

• CRC Check

• SNR Threshold control

• MCS Selection

• Code Channel Elimination SNR

Mea-surement time

• MCS Feedback

• Number of Code Channels

Nint

STA-A

STA-B

Updated MCS and Nact

Vector Coding starts based on the updated channel

SVD

SVD

図 5.5: 提案方式のシーケンス

ドキュメント内 無線通信システムにおける 適応制御に関する検討 (ページ 92-95)