JP2005159577A - 無線通信システム、移動通信端末装置、基地局装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端末側の回路規模および消費電力を増大させることなく、端末と基地局との間の無線伝送路の状態や信号電力の劣化の度合いに応じた最適な通信状態を維持することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】基地局と端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、端末は、基地局から送信されたデータ信号を複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により基地局へ送信し、基地局は、受信したマルチキャリア信号から抽出されたデータ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動通信システムに関し、特に複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア無線信号を用いて通信を行うマルチキャリア無線通信システムに関する。

従来の移動通信システムにおいては、基地局が無線通信エリア(セル)内に既知信号を送信し、当該セルに属する移動通信端末が、受信した既知信号より適応制御パラメータを測定して、測定結果を基地局へフィードバックするものが知られている。これにより、基地局はフィードバックされた適応制御パラメータを参照して、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持すべく様々な適応制御を行っている(例えば、非特許文献１参照)。

また、複数のサブキャリアを用いて無線通信を行うマルチキャリア移動通信システムでは、適応制御パラメータとしてサブキャリア単位の品質情報、例えば電界強度(RSSI)や信号対干渉電力比(SIR)を測定して、測定結果を基地局へフィードバックしているものもある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001-268050公報（第２２頁第４図、第３２頁第２１図） 3GPP Technical Specification TR25.848v4.0.0(2001-03)chap.6 TS25.214v3.12.0(2003-03)chap.5、chap.7

このように従来の移動通信システムにおいては、移動通信端末において様々な適応制御パラメータを測定する必要があった。特にマルチキャリア移動通信システムのように適応制御パラメータをサブキャリア単位にて測定する場合には、移動通信端末の回路規模の増大、及び消費電力の増大を招いてしまう問題があった。また、移動通信端末の小型低消費電力化を念頭に置いて、必要最小限の回路構成及び信号処理量にて適応制御パラメータを測定する場合には、その信頼性に影響を及ぼすこととなり、結果として、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持することが困難となり、無線通信性能を劣化させてしまう問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、移動通信端末の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応制御を可能とする移動通信システムを提供することを目的とする。

（１）基地局と端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、前記端末は、前記基地局から送信されたデータ信号を前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記基地局へ送信し、前記基地局は、前記端末から返送された前記データ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、前記端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する。

基地局と端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、前記端末は、前記基地局から送信されたデータ信号を前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記基地局へ送信し、前記基地局は前記マルチキャリア信号を送受信するための複数のアンテナを有し、当該複数のアンテナで受信した前記マルチキャリア信号から抽出された前記データ信号の振幅あるいは位相を基に、前記複数のアンテナのそれぞれに対する送信ウェイトを決定する。

（２）基地局との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う移動通信端末装置は、受信した前記無線信号の前記複数のサブキャリア信号から、当該移動通信端末装置と前記基地局との間で既知のデータ信号を抽出し、当該移動通信端末装置と前記基地局との間の伝送路の状態と信号電力の劣化度合いを前記基地局で測定するための信号として、抽出された前記データ信号を前記基地局へ送信する。

基地局との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う移動通信端末装置は、受信した前記マルチキャリア信号の前記複数のサブキャリア信号から、当該移動通信端末と前記基地局との間で既知のデータ信号を抽出し、当該移動通信端末装置と前記基地局との間の伝送路の状態と信号電力の劣化度合いを当該基地局で測定するための信号として、前記受信手段で今回受信した前記マルチキャリア信号から抽出された前記データ信号と、前記受信手段で前回受信した前記マルチキャリア信号から抽出された前記データ信号との差分を送信する。

（３）端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う基地局装置は、当該基地局装置より送信され前記端末から返信された、前記端末と当該基地局装置との間で既知のデータ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、前記端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する。

また、端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う基地局装置は、前記マルチキャリア信号を送受信する複数のアンテナを有し、当該複数のアンテナで受信した前記マルチキャリア信号から、当該基地局装置より送信され前記端末から返信された、前記端末と当該基地局装置との間で既知のデータ信号を抽出し、抽出された前記データ信号の振幅あるいは位相を基に、前記複数のアンテナのそれぞれに対する送信ウェイトを決定する。

本発明によれば、端末側の回路規模および消費電力を増大させることなく、端末と基地局との間の無線伝送路の状態や信号電力の劣化の度合いに応じた最適な通信状態を維持することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の移動通信システムの基本的な構成例を概略的に示したもので、大きく分けて、移動通信端末１００、基地局１２０と無線通信路１４０とから構成されている。なお、無線通信路１４０はその無線伝搬特性が周辺環境の変化等に伴い時変する特徴を有している。

移動通信端末１００は、アンテナ１０１、無線処理部１０２、受信処理部１０３、復号処理部１０４、受信バッファ１０５、基地信号抽出部１０６、閉ループ制御部１０７、送信バッファ１０８、符号化処理部１０９、送信処理部１１０、コントローラ１１１とから構成されている。

アンテナ１０１は所定周波数の無線信号を受信し無線処理部１０２へ出力する。無線処理部１０２は、入力された無線信号に対して帯域制限を行い、さらにダウンコンバートや直交復調及びＡ／Ｄ変換等の所定の無線処理を行いベースバンドディジタル信号を受信処理部１０３へ出力する。

受信処理部１０３は入力されたベースバンドディジタル信号に対する同期処理や復調処理等の所定の受信処理を行い、復調結果を既知信号抽出部１０６と復号処理部１０４へそれぞれ出力する。復号処理部１０４は入力された復調結果に対する所定の復号処理、例えばターボ復号やビタビ復号を行い復号結果を受信バッファ１０５に出力する。受信バッファ１０５は入力された復号結果を所定のタイミングにてコントローラ１１１へ出力する。

既知信号抽出部１０６は、受信処理部１０３から出力された信号から、基地局１２０より送信されてきた既知信号を抽出する。ここで既知信号とは、当該移動通信システムで固有に決められているデータ信号（例えばパイロット信号）であり、基地局（システム）と端末の間でその信号パターンや基地局からの送信タイミングが既知の信号である。閉ループ制御部１０７は抽出された既知信号を符号化処理部１０９または送信処理部１１０へ出力するよう制御する。この時、閉ループ制御部１０７は抽出された既知信号に対して、後述するリダクション処理等を行うことが可能である。また、上記出力先は任意に選択できることとする。

送信バッファ１０８は、コントローラ１１１より入力された送信データを所定のタイミングにて符号化処理部１０９へ出力する。符号化処理部１０９は入力された送信データ及び抽出された既知信号に対して所定の符号化処理、例えばターボ符号化や畳み込み符号化を行い、その結果を送信処理部１１０へ出力する。

送信処理部１１０は入力された符号化データ及び抽出された既知信号に対して変調処理等の所定の送信処理を行い、その結果を無線処理部１０２へ出力する。無線処理部１０２は入力された送信信号に対してＤ／Ａ変換を行い、さらに直交変調やアップコンバート及び帯域制限等の所定の無線処理を行い、その結果をアンテナ１０１へ出力する。アンテナ１０１は所定周波数にて入力された無線信号を送信する。

基地局１２０は、アンテナ１２１、無線処理部１２２、受信処理部１２３、復号処理部１２４、受信バッファ１２５、閉ループ情報抽出部１２６、測定部１２７、適応制御処理部１２８、送信バッファ１２９、符号化処理部１３０、送信処理部１３２，基地信号挿入部１３１、コントローラ１３３から構成されている。

アンテナ１２１は所定周波数の無線信号を受信し、無線処理部１２２へ出力する。無線処理部１２２は入力された無線信号に対して帯域制限を行い、さらにダウンコンバートや直交復調及びＡ／Ｄ変換等の所定の無線処理を行い、ベースバンドディジタル信号を受信処理部１２３へ出力する。

受信処理部１２３は入力されたベースバンドディジタル信号に対する同期処理や復調処理等の所定の受信処理を行い、復調結果を復号処理部１２４へ出力する。復号処理部１２４は入力された復調結果に対する所定の復号処理、例えばターボ復号やビタビ復号を行い復号結果を受信バッファ１２５に出力する。受信バッファ１２５は入力された復号結果を所定のタイミングにてコントローラ１３３へ出力する。

一方、受信処理部１２３で上記ベースバンドディジタル信号に対する復調結果は、閉ループ情報抽出部１２６へも出力される。

閉ループ情報抽出部１２６は、受信処理部１２３より出力された信号から、移動通信端末１００から返送された既知信号を抽出して、それを測定部１２７へ出力する。測定部１２７は入力された既知信号を基に、基地局１２０と移動通信端末１００との間の通信路特性や、信号電力の劣化の度合い（品質特性）を測定して、結果を適応制御処理部１２８へ出力する。

適応制御処理部１２８は入力された品質特性や通信路特性を利用して、適応変調や送信電力制御に代表される所定の適応制御を実施するため送信処理部１３２や無線処理部１２２を制御する。

送信バッファ１２９はコントローラ１３３より入力された送信データを所定のタイミングにて符号化処理部１３０へ出力する。符号化処理部１３０は入力された送信データに対して所定の符号化処理、例えばターボ符号化や畳み込み符号化を行い結果を送信処理部１３２へ出力する。また、既知信号挿入部１３１は所定フォーマットの既知信号を送信処理部１３２へ出力する。既知信号は、基地局１２０から移動通信端末１００へ送信される所定のフォーマットのフレーム中の例えばプリアンブル中に挿入される。

送信処理部１３２は入力された符号化データ及び既知信号から、所定のフォーマットのフレームを作成する。既知信号は、当該フレームの例えばプリアンブル中の所定位置に挿入される。送信処理部１３２は、作成されたフレームに対し、適応制御処理部１２８より制御される所定の適応制御に従い、変調処理等の所定の送信処理を行い、結果を無線処理部１２２へ出力する。無線処理部１２２は入力された送信信号に対してＤ／Ａ変換を行い、さらに直交変調やアップコンバート及び帯域制限等の所定の無線処理を行い結果をアンテナ１２１へ出力する。アンテナ１２１は所定周波数にて入力された無線信号を送信する。

このような構成により、基地局１２０が所定のフレーム中に上記既知信号を挿入して移動通信端末１００へ送信し、移動通信端末１００が当該フレーム中の既知信号を受信する。移動通信端末１００は、受信した既知信号を基地局１２０へ送信するフレーム中に挿入して、当該フレームを基地局１２０へ送信する。基地局１２０は、移動通信端末１００から送信されたフレームを受信して当該フレーム中の移動通信端末１００から返送された既知信号から、移動通信端末１００と基地局１２０との間の通信路特性（例えば、振幅特性、位相特性など）や移動通信端末１００での受信品質特性（信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、干渉、雑音電力比（ＳＩＮＲ）等）を測定することで、閉ループ適応制御を行う。これは、従来移動通信端末側にて測定していた適応制御パラメータ（通信路特性や受信品質特定など）を基地局１２０にて測定することとなり、結果として移動通信端末１００での適応制御パラメータの測定に必要な回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する様々な閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

なお、図１に示した無線通信システムが、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重orthogonal frequency division multiplexing）、ＯＦＣＤＭ(orthogonal frequency and code division multiplexing)などの複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号（広帯域無線信号）を用いるマルチキャリア移動通信システムの場合、複数のサブキャリアあるいはそのうちのいくつかのサブキャリアが、移動通信端末１００と基地局１２０との間の通信に用いられる。

この場合、基地局１２０が所定のフレーム中に上記既知信号を挿入して、それを複数のサブキャリア信号にのせ、移動通信端末１００へ送信する。移動通信端末１００が複数のサブキャリア信号からなる広帯域無線信号を受信すると、各サブキャリア信号で送信されてきたフレーム中の既知信号を抽出する。移動通信端末１００は、抽出した既知信号を基地局１２０へ送信するフレーム中に挿入して、それを複数のサブキャリア信号にのせ、基地局１２０へ送信する。基地局１２０は、移動通信端末１００から送信されたサブキャリア信号から移動通信端末１００から返送された既知信号を抽出し、当該既知信号から、移動通信端末１００と基地局１２０との間の通信路特性（例えば、振幅特性、位相特性など）や移動通信端末１００での受信品質特性（信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、干渉、雑音電力比（ＳＩＮＲ）等）を測定することで、基地局１２０と移動通信端末１００との間の閉ループ適応制御を行う。これは、従来移動通信端末側にて測定していた適応制御パラメータ（通信路特性や受信品質特定など）を基地局１２０にて測定することとなり、結果として移動通信端末１００での複数のサブキャリアのそれぞれについて適応制御パラメータの測定に必要な回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する様々な閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（１）次に、基地局１２０における閉ループ適応制御について具体的に説明する。

（第１の例）
閉ループ適応制御の第１の例として、移動通信端末１００より返送された既知信号から受信品質特性を測定して、この測定結果を基に、基地局１２０と移動通信端末１００との間の通信に用いる変調方式や符号化率等を決定する場合を説明する。この場合の基地局１２０の構成例を図２に示す。なお、図２において、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図２では、図１の測定部１２７、適応制御処理部１２８が、それぞれ品質測定部２０１、ＡＭＣ（Adaptive Modulation Coding）決定部２０２となっている。

閉ループ情報抽出部１２６は、受信処理部１２３で得た、ベースバンドディジタル信号に対する復調結果から、移動通信端末１００から送信された既知信号を抽出して、それを品質測定部２０１へ出力する。

品質測定部２０１は入力された既知信号から、移動通信端末１００での受信品質特性として、信号劣化の度合いを表す信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、信号対干渉、雑音電力比（ＳＩＮＲ）等を測定し、測定結果をＡＭＣ決定部２０２へ出力する。ＡＭＣ決定部２０２は入力された品質特性の測定値を基に、変調方式や符号化率等を決定して、その結果を符号化処理部１３０、送信処理部１３２へ出力する。符号化処理部１３０は、ＡＭＣ決定部２０２で決定された符号化率に従い送信データを符号化し、送信処理部１３２は、ＡＭＣ決定部２０２で決定された変調方式に従い符号化データを変調する。

なお、ＳＩＲとＳＩＮＲはほぼ同義で、信号電力対干渉電力比を表すため、ここではＳＩＲを例にとり説明する。

品質測定部２０１におけるＳＩＲの算出方法について説明する。移動通信端末１００から返送された既知信号をＲｎ（ｔ）とし、時間軸を基本に算出する場合には、次式（１）からＳＩＲを算出することができる。

なお、上記（１）式において、ｎ＝１、２、…、Ｎであり、ＮはＳＩＲ測定に適用する返送された既知信号のシンボルの総数を表し、ｎは、Ｎ個のシンボルのうちのいずれか１つに対応する。ＦＤＭ、ＯＦＤＭ、ＯＦＣＤＭなどの複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア移動通信システムの場合、サブキャリアの数だけ上記（１）式を用いてＳＩＲを算出する。上記（１）式は、マルチキャリア移動通信システムや、それ以外の移動通信システムにおいても適用可能である。あるいは、周波数軸を基本に、次式（２）からもＳＩＲを算出することもできる。

なお、上記（２）式において、ｎ＝１、２、…、Ｎであり、ＮはＳＩＲ測定に適用する返送された既知信号のサブキャリアの総数を表し、ｎは、Ｎ個のサブキャリアのうちのいずれか１つに対応する。上記（２）式は、マルチキャリア移動通信システムにおいてのみ適用可能である。

ＡＭＣ決定部２０２では、上記のようにして品質測定部２０１で移動通信端末１００から返送された既知信号から測定されたＳＩＲを基に、符号化処理２１０で送信データを符号化する際に用いる符号化率と、送信処理部１３２での変調方式を決定する。

符号化率Ｒは、ｋ個の情報シンボルをｊ個の符号シンボルにマッピングした場合には、Ｒ＝ｋ／ｊである。

具体的には、ＡＭＣ決定部２０２では、図３に示すような管理テーブルを記憶する。管理テーブルには、ＳＩＲ（ＳＩＮＲ）と変調方式、符号化率の関係が記録されている。

ＡＭＣ決定部２０１は、管理テーブルを参照して、測定したＳＩＲ（ＳＩＮＲ）の値から、当該ＳＩＲに対応する変調方式や符号化率を決定する。図３は、管理テーブルの一例であり、この管理テーブルでは、例えば、ＳＩＲが「０ｄＢ」と測定された場合には、変調方式をＱＰＳＫ（quadrature PSK）、符号化率を「５／６」とする。ＳＩＲが「０ｄＢ」であるときを基準に、これより受信品質特性が劣化したとき（すなわち、ＳＩＲ値が低下したとき）には、変調方式はそのままで（単位時間に伝送する情報量は変化させずに）、その状態で誤り訂正が容易に行える程度の冗長を含む符号化率とする。すなわち、図３の管理テーブルでは、ＳＩＲが「−３ｄＢ」のときには、元の情報量の符号化した後の情報量に対する割合（符号化率）を「１／３」に下げている。一方、ＳＩＲが「０ｄＢ」であるときを基準に、これより受信品質特性が良好になったとき（すなわち、ＳＩＲ値が向上したとき）には、１６ＱＡＭのような高能率な変調方式を用いて、単位時間に伝送する情報量を多くする。このとき、図３の管理テーブルでは、ＳＩＲ値が高くなるほど符号化率が高くなるようになっている。

図２に示した構成により、基地局１２０が所定の既知信号を送信し、移動通信端末１００は当該既知信号を受信すると、それを基地局１２０へ返送する。基地局１２０が当該返送された既知信号を基にして、移動通信端末１００の受信品質特性（例えば、ＳＩＲやＳＩＮＲ）を測定することで閉ループ適応変調及び符号化制御を行うことが可能となる。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応変調及び符号化制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。また、ＯＦＤＭなどの複数のサブキャリアにより構成されるマルチキャリア移動通信システムに適用される場合、特にサブキャリア毎に適応変調及び符号化制御を行う場合には、移動通信端末１００において、サブキャリア毎にＳＩＲやＳＩＮＲを測定や閉ループ適応変調及び符号化制御を行う必要がないため、移動通信端末１００の処理負荷の低減と小型軽量化が図れる。

（第２の例）
閉ループ適応制御の第２の例として、移動通信端末１００より返送された既知信号から品質特性（ＳＩＲやＳＩＮＲなど）を測定して、この測定結果を基に、基地局１２０と移動通信端末１００との間の通信に用いる送信電力を制御する場合を説明する。この場合の基地局１２０の構成例を図４に示す。なお、図４において、図１および図２と同一部分には同一符号を伏し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図４では、図１の測定部１２７、適応制御処理部１２８が、それぞれ品質測定部２０１、送信電力制御部２０３となっている。

閉ループ情報抽出部１２６は、受信処理部１２３で得た、ベースバンドディジタル信号に対する復調結果から、移動通信端末１００から送信された既知信号を抽出して、それを品質測定部２０１へ出力する。

品質測定部２０１は入力された既知信号の信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、信号対干渉、雑音電力比（ＳＩＮＲ）等の品質特性を測定し、測定結果を送信電力制御部２０３へ出力する。送信電力制御部２０３は入力された品質特性の測定値を基に、送信信号に対するゲインパラメータを決定して、それを送信処理部１３２及び無線処理部１２２へ出力する。送信処理部１３２及び無線処理部１２２は入力されたゲインパラメータに従い送信電力を制御する。

品質測定部２０１は、上記第１の例の場合と同様にして、移動通信端末１００から返送されてきた既知信号から移動通信端末１００での受信品質特性としてＳＩＲを算出する。

送信電力制御部２０３は、ユーザ毎に基準ＳＩＲを予め決定し管理している。この基準ＳＩＲは当該ユーザに提供するサービス内容等により決定されるものである。具体的には、音声通信等の高い信頼性を必要とするサービスには相対的に大きな基準ＳＩＲを、Ｗｅｂデータダウンロード等の高い信頼性を必要としないサービスには相対的に小さな基準ＳＩＲを決定する。また、高速通信の場合には相対的に大きな基準ＳＩＲを、低速通信の場合には相対的に小さな基準ＳＩＲを決定することもある。また、基準ＳＩＲは、そのときの通信状態に応じて動的に変更するようにしてもよい。

送信電力制御部２０３は、測定したＳＩＲ（ＳＩＮＲ）と基準ＳＩＲを比較し、測定したＳＩＲ＜基準ＳＩＲ、すなわち、測定したＳＩＲが基準ＳＩＲより小さいときには、移動通信端末１００への送信データを送信する際の送信電力を現状よりも所定値（例えば、１ｄＢ）増加させるようゲインパラメータを決定する。逆に、測定したＳＩＲ＞＝基準ＳＩＲ、すなわち、測定したＳＩＲが基準ＳＩＲ以上のときには、移動通信端末１００への送信データを送信する際の送信電力を現状よりも所定値（例えば、１ｄＢ）減少させるようゲインパラメータを決定する。

図４に示した構成により、基地局１２０が所定の既知信号を送信し、移動通信端末１００が当該既知信号を受信すると、それを基地局１２０へ返送する。基地局１２０が当該返送された既知信号を基にして、移動通信端末１００の受信品質特性（例えば、ＳＩＲやＳＩＮＲ）を測定することで閉ループ送信電力制御を行うことが可能となる。これにより、移動通信端末の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ制御制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。また、ＯＦＤＭなどの複数のサブキャリアにより構成されるマルチキャリア移動通信システムに適用される場合、特にサブキャリア毎に送信電力制御を行う場合には、移動通信端末１００において、サブキャリア毎にＳＩＲやＳＩＮＲの測定や送信電力制御を行う必要がないため、移動通信端末１００の処理負荷の低減と小型軽量化が図れる。

（第３の例）
閉ループ適応制御の第３の例として、例えば、基地局１２０が、例えばアダプティブアレイアンテナのような複数のアンテナを用いて移動通信端末１００と送受信を行う場合に、基地局１２０が移動通信端末１００より（例えば、複数のサブキャリア信号（マルチキャリア信号）を用いて）返送された既知信号から通信路特性を測定して、この測定結果を基に、指向性を制御するための各アンテナに対する送信ウェイトを決定する場合を説明する。この場合の基地局１２０の構成例を図５に示す。なお、図５において、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図２では、図１の無線処理部１２２、測定部１２７、適応制御処理部１２８が、それぞれ無線処理部２０４，通信路特性算出部２０５、ウエイト算出部２０６となっている。また、基地局１２０は、少なくとも２つ（図５では、例えばｎ個）のアンテナ４０１−１〜４０１−ｎを有し、無線処理部２０４には、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎのそれぞれで受信された無線信号が入力するとともに、送信処理部１３２から出力された送信信号をアンテナ４０１−１〜４０１−ｎのそれぞれを用いて送信する。このとき、無線処理部２０４は、ウエイト算出部２０６で算出された送信ウエイトに従って、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎの指向性を制御する。

閉ループ情報抽出部１２６は、受信処理部１２３で得た、ベースバンドディジタル信号に対する復調結果から、移動通信端末１００から送信された既知信号を抽出して、それを通信路特性算出部２０５へ出力する。

通信路特性算出部２０５は、入力された既知信号から、移動通信端末１００と基地局１２０との間の通信路特性（例えば、当該既知信号の振幅に表れる振幅特性や、当該既知信号の位相に表れる位相特性など）を求めて、それをウェイト算出部２０６へ出力する。

ウェイト算出部２０６は、入力された通信路特性を利用して、各アンテナ４０１−１〜４０１−ｎに対する送信ウェイトを決定して、それを無線処理部４０２へ出力する。無線処理部４０２は入力された送信ウェイトに従い、各アンテナ４０１−１〜４０１−ｎより送信する送信信号に対して送信ウェイトを乗算して、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎの指向性やアンテナ４０１−１〜４０１−ｎと移動通信端末のアンテナ１０１間の通信路特性を制御する。

すなわち、ウェイト算出部２０６は、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎのそれぞれについて、通信路特性Ｈｎ（ｔ）を取得する。ここでｎは、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎのそれぞれに対応する添字である。例えばアンテナ毎に直交する既知信号を送信することなどにより、アンテナ毎に通信路特性を得ることができる。送信ウェイトは、アンテナ４０１−１〜４０１−ｎ毎に取得した通信路特性（例えば、当該既知信号の時刻ｔに対応する振幅あるいは位相）の複素共役である。具体的には、アンテナ４０１−１に対する送信ウェイトは、アンテナ４０１−１で受信した既知信号の時刻ｔに対応する振幅あるいは位相である通信路特性Ｈ１（ｔ）の複素共役Ｈ１^＊（ｔ）、送信アンテナ４０１−２に対する送信ウェイトは、アンテナ４０１−２で受信した既知信号の時刻ｔに対応する振幅あるいは位相である通信路特性Ｈ２（ｔ）の複素共役Ｈ２^＊（ｔ）となる。なお、このウェイト算出方法は最も基本的なものである。

図５に示した構成により、基地局１２０が（例えば複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号（広帯域無線信号）で）所定の既知信号を送信し、移動通信端末１００は広帯域無線信号を受信して、各サブキャリア信号から既知信号を抽出し、それを基地局１２０へ返送する。基地局１２０が当該返送された既知信号を基にして、移動通信端末１００の通信路特性（例えば、基地局１２０で受信した既知信号の振幅あるいは位相）を測定することで、閉ループアンテナウェイト制御を行うことが可能となる。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループアンテナウェイト制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（第４の例）
閉ループ適応制御の第４の例として、マルチキャリア方式とＣＤＭＡ（符号分割多元接続）の特徴を組み合わせて拡散率を変化させることのできるような無線通信システム（例えば、ＶＳＦ−ＯＦＣＤＭ）における閉ループ適応制御であって、基地局１２０が移動通信端末１００より返送された既知信号から通信路特性（例えば、既知信号の時刻ｔの振幅や位相）Ｈ（ｔ）を測定して、この測定結果を基に、信号の拡散率ＳＦ（spreading factor）を決定する場合を説明する。この場合の基地局１２０の構成例を図６に示す。なお、図６において、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図６では、図１の測定部１２７、適応制御処理部１２８が、それぞれ通信路特性算出部２０５、拡散率決定部２０９となっている。また、逆拡散処理部２０７と拡散処理部２１０とが新たに追加されている。

無線処理部１２２から逆拡散処理部２０７に、ベースバンドディジタル信号が出力される。逆拡散処理部２０７は、入力されたベースバンドディジタル信号に対して、同期処理や拡散符号レプリカを乗算する逆拡散処理を行い、結果を受信処理部１２３へ出力する。受信処理部１２３は、図１の場合と同様にして、復調処理等の所定の受信処理を行い、復調結果を復号処理部１２４へ出力するとともに、閉ループ情報抽出部１２６へ出力する。

閉ループ情報抽出部１２６は、受信処理部１２３より出力された信号から、移動通信端末１００より返送された既知信号を抽出して、それを通信路特性算出部２０５へ出力する。

通信路特性算出部２０５は、上記第３の例の場合と同様にして、移動通信端末１００から返送されてきた既知信号から通信路特性として、当該既知信号の時刻ｔの振幅や位相の測定する。

拡散率決定部２０９は、通信路特性算出部２０５で算出された通信路特性を基に、拡散率すなわち拡散利得を決定して、それを拡散処理部２１０へ出力する。拡散処理部２１０は、入力された拡散利得に対応する拡散符号により、符号化データや既知信号に対して拡散処理を行い、結果を送信処理部１３２へ出力する。

拡散率決定部２０９は、通信路特性Ｈ（ｔ）から振幅特性の時間経過に伴う変化を観測する。これにより変化の周期を超えない範囲の拡散率を選択する。また、マルチキャリア移動通信システムである場合、拡散率決定部２０９は、通信路特性Ｈ（ｔ）として通信路特性算出部２０５から出力された各サブキャリアの振幅特性（各サブキャリアから抽出された既知信号の時間経過に伴う振幅）を観測する。これにより、周波数軸上で大きな振幅特性の変化が観測されない範囲の拡散率を選択する。

図６に示した構成により、基地局１２０が所定の既知信号を送信し、移動通信端末１００が当該既知信号を受信すると、それを既知局１２０へ返送する。基地局１２０が当該返送された既知信号を基にして、移動通信端末１００の通信路特性（例えば、基地局１２０で受信した既知信号の振幅あるいは位相）を測定することで、閉ループ拡散利得制御を行うことが可能となる。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ拡散利得制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（２）次に、移動通信端末の既知信号抽出部及び閉ループ制御部について説明する。ここでは、図７に示す周波数スペクトラムを有し、互いに直交する複数の搬送波を用いて通信を行うマルチキャリア移動通信システムと称される移動通信システムにおいて、図８に示すようなフォーマットのフレームが基地局１２０と移動通信端末１００との間で送受信される場合について説明する。図７に示すように、本実施形態にかかるマルチキャリア移動通信システムは、例えば、ＯＦＤＭマルチキャリア移動通信システムであり、全部でＮ個のサブキャリア信号（搬送波）を用い、サブキャリア同士の周波数を一部重ねている。例えば、図８に示す既知信号は図７に示すようなＮ個のサブキャリアにより伝送されるものとする。基地局が送信する既知信号は、システムに依存して決定され、例えば全て「1」の２値ディジタル信号であり、これを受信する移動通信端末では、受信信号の信頼性を確保する観点からN値のディジタル信号として取り扱う。例えばＮを「８」として考えると、受信した既知信号は、例えば、１６進表記で「１Ｅ０８１８０Ｄ…ＥＤＤ７」というシンボルデータであり、これを２オクテット単位に分割し、各２オクテットを１つのサブキャリアでそれぞれ送信するものとする。１つのサブキャリアに配分された２オクテットの既知信号のデータのうちの一方の１オクテットのデータは、当該サブキャリアの同相成分（同相チャネル）で伝送され、他方の１オクテットのデータは、当該サブキャリアの直交成分（直交チャネル）で伝送されるものとする。また、図８に示すフレーム構成によれば、既知信号は、時間間隔Ｔｐ毎に、すなわち、周期的に基地局１２０から送信されている。

（２−１）図９は、移動通信端末１００の既知信号抽出部１０６及び閉ループ制御部１０７の第１の動作を説明するための図である。

既知信号抽出部１０６は、Ｎ個のサブキャリア信号のそれぞれから、同相成分及び直交成分に分離された既知信号を抽出し、図９に示すように、既知信号抽出部１０６の所定の記憶領域に格納する。その結果、当該記憶領域には、基地局１２０からＮ個のサブキャリアを通じて送信された（２×Ｎ）×８ビットの既知信号のデータが一時的に記憶される。

なお、図９では既知信号は８ビット単位のディジタル信号で表されているが、これに限定されるものではなく、任意のビット数単位でもよい。

続いて、閉ループ制御部１０７は、所定のタイミングに基づいて、当該記憶領域に格納されている既知信号のデータを、格納されている順序に従い（先頭の８ビットのデータから順に）符号化処理部１０９または送信処理部１１０へ出力する。

送信処理部１１０は、（符号化処理部１０９から出力された）基地局１２０へ送信すべき符号化データと、基地信号抽出部１０６から出力された既知信号に対して、変調処理等の所定の送信処理を行い、その結果を無線処理部１０２へ出力し、無線処理部１０２からは、Ｎ個のサブキャリアにより既知信号が基地局１２０へ返送される。

このようにして、移動通信端末１００は、上述の動作をすることにより、基地局１２０から送信された既知信号を基地局１２０に対して返送することが可能となる。これは、従来移動通信端末１００において実施していた適応制御パラメータの測定を、基地局１２０にて実施することを可能にする効果を有する。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（２−２）次に、移動通信端末１００の既知信号抽出部１０６及び閉ループ制御部１０７の他の動作について説明する。図１０は、移動通信端末１００の既知信号抽出部１０６及び閉ループ制御部１０７の第２の動作を説明するための図である。

既知信号抽出部１０６は、上記第１の動作と同様に、受信処理部１０３から出力されたＮ個のサブキャリアのそれぞれに対応する信号のそれぞれから、同相成分及び直交成分に分離された既知信号を抽出し、図９に示すように、既知信号抽出部１０６の所定の記憶領域に格納する。その結果、当該記憶領域には、基地局１２０からＮ個のサブキャリア（サブキャリア１〜Ｎ）を通じて送信された（２×Ｎ）×８ビットの既知信号のデータが一時的に記憶される。

第２の動作では、当該記憶領域に記憶されている既知信号の全データを基地局１２０へ返送するのではなく、そのうちの一部のデータのみを返送する。閉ループ制御部１０７において、基地局１２０へ返送する既知信号のデータを選択することにより、返送する既知信号のデータ量を削減する処理をここではリダクション処理と呼ぶ。通常隣接する複数のサブキャリアの上記品質特性や通信路特性には相関関係が存在する。この相関関係を利用することにより、既知信号のデータのうちの一部のデータのみを返送する場合でも、信頼性を損なうことなく閉ループ適応制御を実施することが可能である。

図１０では、閉ループ制御部１０７は、所定のタイミングに基づいて、サブキャリア１〜Ｎのうち、奇数番号１、３、５、…Ｎのサブキャリアから抽出された既知信号のデータのみを、記憶領域に記憶した順に読み出して、符号化処理部１０９または送信処理部１１０へ出力している。この場合、返信する既知信号のデータ量は１／２となる。

なお、上述のリダクション処理で、既知信号を返送しないサブキャリア、あるいは既知信号のデータのうち返送しないようにする（削減する）データは所定のタイミング、すなわち既知信号周期Ｔｐ毎に可変とすることも可能である。

さらに、移動通信端末１００の受信環境に応じて、既知信号のデータ量をどれだけ削減するか（例えば、全部でＮ個のサブキャリアのうち、サブキャリア中の既知信号のデータを返送しないようにするサブキャリアの数）を、その都度決定することも可能である。これについては図１１を用いて説明する。

移動通信端末１００が受信する信号には、基地局１２０から送信されたものを直接受信するもの（直接波）もあれば、近くの建物や遠くの建物で反射して到達するもの（遅延波）もある。このような、基地局１２０より送信された無線信号が複数の経路（マルチパス）により移動通信端末１００に到来することにより発生するマルチパスの分散の度合いにより移動通信端末１００での受信環境を表すことができる。すなわち、通常、マルチパスの分散（すなわち、遅延波の受信（到来）タイミングの分散）が大きい場合には隣接するサブキャリアの相関関係が小さくなり、分散が小さい場合には隣接するサブキャリアの相関関係が大きくなる。

図１１は、遅延波の到来タイミング、すなわち、マルチパスの到来タイミング（Ｐａｔｈ Ｔｉｍｉｎｇ）の分布を示している。これは通常、移動通信端末１００の受信処理部１０３にて実施される同期処理時に取得することが可能である。ここでσはマルチパスの分散の大きさを表しており、Ｄｔｈは任意に設定される閾値を表している。

閉ループ制御部１０７は、図１１（ａ）に示すように、σ＞Ｄｔｈの関係が成立している場合には隣接するサブキャリアの相関関係が小さいと判断してリダクションを行わず、図１１（ｂ）に示すように、σ＜＝Ｄｔｈの関係が成立している場合には隣接するサブキャリアの相関関係が大きいと判断してリダクションを行うように制御する。なお、任意に設定される閾値Ｄｔｈを複数設定して、閾値の数に従い返送しないデータ量（以下、全部でＮ個のサブキャリアのうち、既知信号のデータを返送しないサブキャリアの数という意味で、リダクション数と呼ぶ）を決定することも可能である。

ここで、σの具体的な算出方法と、閾値Ｄｔｈの値について説明する。

図１１（ａ）（ｂ）において、移動通信端末１００の受信信号の各遅延波の受信タイミングをＴｎ、受信電力をＰｎとする。また、Ｎを到来する遅延波の数（マルチパス数）とする。図１１（ａ）（ｂ）の例ではＮ＝５となる。この場合σは、次式（３）から求めることができる。

閾値Ｄｔｈは、例えば、サブキャリア数以下の任意の整数であり、システムに依存して決定されるものである。

システムのサブキャリア周波数間隔をΔfとすると、Ｄｔｈは、1／(Δf×σ)と比較することになる。Ｄｔｈを３種類定義した場合の比較方法は、
・１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ１の場合、リダクションなし
・Ｄｔｈ１＜＝１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ２の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ１
・Ｄｔｈ２＜＝１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ３の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ２
・Ｄｔｈ３＜＝１／（Δｆ×σ）の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ３
とする。あるいは、
・１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ１の場合、リダクションなし
・Ｄｔｈ１＜＝１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ２の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ１／２
・Ｄｔｈ２＜＝１／（Δｆ×σ）＜Ｄｔｈ３の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ２／２
・Ｄｔｈ３＜＝１／（Δｆ×σ）の場合、リダクション数＝Ｄｔｈ３／２
としてリダクション数を決定してもよい。前者を第１の比較方法、後者を第２の比較方法と呼ぶ。なお、１／（Δｆ×σ）は品質特性や通信路特性に相関を有するサブキャリア数の基準となる値である。

Δｆ＝１００ｋＨｚ、Ｄｔｈ１＝５、Ｄｔｈ２＝１０、Ｄｔｈ３＝２０とし、σ＝１μｓである場合を仮定すると、１／（Δｆ×σ）＝１０となる。よって、第１の比較方法によればリダクション数は「１０」、第２の比較方法によればリダクション数は「５」と決定される。また、Ｄｔｈはシステムにおけるサブキャリア数にもよるが、数十程度あれば十分である。

図１０及び図１１を参照して説明した上記第２の動作は、周波数軸を基準としてリダクションを行っているが、同様のリダクションを時間軸方向にも容易に適用することが可能である。これは、図８に示したフレームフォーマットとは異なるフレームフォーマット、例えば、図１２に示すように、既知信号が基地局から連続して送信される移動通信システムにおいて好適であり、基地局から送信された無線信号が移動通信端末で受信される際に、移動通信端末が移動することや周辺物が移動することに起因して周期的な電力変動を伴う場合に上記第２の動作を適用することができる。

ここでは、移動通信端末１００、基地局１２０が、このような移動通信システム内の移動通信端末、基地局である場合について説明する。図１３は、移動通信端末１００が受信する無線信号の電力変動を示している。図１３に示したような受信電力の変動は、受信処理部１０３において同期処理時に受信信号の電力変化を観測することで取得することが可能である。ここでｔは電力変動周期を表しており、Ｆｔｈは任意に設定される閾値を表している。

閉ループ制御部１０７は、図１３（ａ）に示すように、ｔ＜Ｆｔｈの関係が成立している場合には時間変動周期が小さいと判断して時間領域におけるリダクションを行わない。すなわち、閉ループ制御部１０７は、受信した既知信号は全て返送する。図１３（ｂ）に示すように、ｔ＞＝Ｆｔｈの関係が成立している場合には時間変動周期が大きいと判断して時間的に連続した既知信号の一部に対して時間領域のリダクションを行うように制御する。すなわち、閉ループ制御部１７は、受信した既知信号を返送しない時間を設定する。なお、任意に設定される閾値Ｆｔｈを複数設定して、閾値の数に従いリダクションする時間間隔を決定することも可能である。

閾値Ｆｔｈについて説明する。Ｆｔｈは任意の整数であり、システムに依存して決定されるものである。システムのシンボル周期（既知信号を送信する時間間隔）をＴｓｙｍ、移動通信端末１００で測定される受信電力の変動周期をＴｆとすると、ＦｔｈはＴｆ／Ｔｓｙｍと比較することになる。Ｆｔｈを３種類定義した場合の具体的な比較方法は、
・Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ１の場合、リダクションなし
・Ｆｔｈ１＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ２の場合、リダクション数＝Ｆｔｈ１
・Ｆｔｈ２＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ３の場合、リダクション数＝Ｆｔｈ２
・Ｆｔｈ３＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍの場合、リダクション数＝Ｆｔｈ３
とする。あるいは、
・Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ１の場合、リダクションなし
・Ｆｔｈ１＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ２の場合、リダクション数＝Ｆｔｈ１／２
・Ｆｔｈ２＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＜Ｆｔｈ３の場合、リダクション数＝Ｆｔｈ２／２
・Ｆｔｈ３＜＝Ｔｆ／Ｔｓｙｍの場合、リダクション数＝Ｆｔｈ３／２
としてリダクション数を決定してもよい。前者を第３の比較方法、後者を第４の比較方法と呼ぶ。なお、Ｔｆ／Ｔｓｙｍは、品質特性や通信路特性に相関を有する時間軸方向シンボル数の基準となる値である。

Ｔｓｙｍ＝１０μｓ、Ｆｔｈ１＝５、Ｆｔｈ２＝１０、Ｆｔｈ３＝２０とし、Ｔｆ＝５ｍｓである場合を仮定すると、Ｔｆ／Ｔｓｙｍ＝５００となる。よって、第３の比較方法によれば、リダクション数は「２０」、第４の比較方法によれば、リダクション数は「１０」と決定される。このように、Ｔｆ／Ｔｓｙｍは非常に大きな値となることが予想される。しかし、急激な通信路特性の変化を考慮すると、Ｆｔｈは数十程度とするべきである。

移動通信端末１００が上述の第２の動作を行うことにより、基地局１２０より送信された既知信号を基地局１２０に対して返送することが可能となる。これは、従来移動通信端末において実施していた適応制御パラメータの測定を、基地局１２０にて実施することを可能にする効果を有する。さらに、移動通信端末１００が返送する既知信号のデータ量を減少させた場合においても、閉ループ適応制御の信頼性を維持する効果を有する。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、且つ移動通信端末１００が送信するデータ量、信号数を抑えながら、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（２−３）次に、移動通信端末１００の既知信号抽出部１０６及び閉ループ制御部１０７の第３の動作について説明する。

既知信号抽出部１０６は、上記第１〜第２の動作と同様、受信処理部１０３において同相成分及び直交成分に分離された既知信号を抽出し、図１４に示すように、既知信号抽出部１０６の所定の記憶領域に格納する。その結果、当該記憶領域には、基地局１２０からＮ個のサブキャリア（サブキャリア１〜Ｎ）を通じて送信された（２×Ｎ）×８ビットの既知信号のデータが一時的に記憶される。

第３の動作では、閉ループ制御部１０７は、所定のタイミングに基づいて、当該記憶領域に格納されている既知信号のデータを格納されている順序に従い、サブキャリア毎に抽出された既知信号のデータ間の差分を抽出する。具体的には、サブキャリア１の同相成分及び直交成分はそのままとし、以後サブキャリア１の同相成分とサブキャリア２の同相成分との差分を、続いてサブキャリア１の直交成分とサブキャリア２の直交成分との差分、サブキャリア２の同相成分とサブキャリア３の同相成分との差分と続けていき、Ｋビット（Ｋは任意の整数で、かつＫ＜Ｎ）のディジタル信号として符号化処理部１０９または送信処理部１１０へ出力する。

これは、通常隣接するサブキャリアではその品質特性や通信路特性の差異が小さいことを応用したものである。つまり、差分を返送することにより返送するビット数を減少させた場合にも、信頼性を大きく損なうことなく閉ループ適応制御を実施することが可能であることを意味している。

移動通信端末が１００が上述の第３の動作を行うことにより、基地局１２０から送信された既知信号を基地局１２０に対して返送することが可能となる。これは、従来移動通信端末において実施していた適応制御パラメータの測定を、基地局にて実施することを可能にする効果を有する。さらに、移動通信端末１００が返送する既知信号のデータ量を減少させた場合においても、閉ループ適応制御の信頼性を維持する効果を有する。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、且つ移動通信端末１００が送信する信号数を抑えながら、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

（２−４）次に、移動通信端末１００の既知信号抽出部１０６及び閉ループ制御部１０７の第４の動作について説明する。

既知信号抽出部１０６は、上記第１〜第３の動作と同様、受信処理部１０３において同相成分及び直交成分に分離された既知信号を抽出し、図１５に示すように、既知信号抽出部１０６の所定の記憶領域に格納する。その結果、当該記憶領域には、基地局１２０からＮ個のサブキャリア（サブキャリア１〜Ｎ）を通じて送信された（２×Ｎ）×８ビットの既知信号のデータが一時的に記憶される。

このように、既知信号抽出部１０６は、今回受信した無線信号から抽出された既知信号のデータを記憶するが、第４の動作では、前回受信した無線信号から抽出された既知信号のデータも当該記憶領域内に保持する。そして、この第４の動作では、閉ループ制御部１０７は、所定のタイミングに基づいて、当該記憶領域に格納されている既知信号のデータ（シンボル）を格納されている順序に従い、サブキャリア毎に、前回抽出した既知信号のシンボルとの差分を求めて、Ｋビット（Ｋは任意の整数で、かつＫ＜Ｎ）のディジタル信号として、符号化処理部１０９または送信処理部１１０へ出力する。

これは、通常既知信号のシンボルの送信周期Ｔｐにおいては、その品質特性や通信路特性の変動が小さいことを応用したものである。つまり、前回受信した既知信号のシンボルと今回受信した既知信号のシンボルの差分を返送することにより返送するビット数を減少させた場合にも、信頼性を損なうことなく閉ループ適応制御を実施することが可能である。

移動通信端末１００が上述の第４の動作を行うことにより、基地局１２０より送信された既知信号を基地局１２０に対して返送することが可能となる。これは、従来移動通信端末において実施していた適応制御パラメータの測定を、基地局にて実施することを可能にする効果を有する。さらに、移動通信端末１００が送信する信号数を減少させた場合においても、閉ループ適応制御の信頼性を維持する効果を有する。これにより、移動通信端末１００の回路規模及び消費電力を増大させることなく、且つ移動通信端末１００が送信する信号数を抑えながら、無線通信路の状態に応じて最適な通信状態を維持する閉ループ適応制御を行う移動通信システムを提供することが可能となる。

以上の説明は、特にことわりのない限り、ＯＦＤＭ、ＯＦＣＤＭなどのマルチキャリア通信システムに適用可能である。

また、以上の説明では、基地局１２０が、そのビット列を既に知っている信号（既知信号）を基地局１２０が送信して、それを移動通信端末１００が受信して返送する場合を説明するが、この場合に限らず、基地局１２０と移動通信端末１００との間で、予めどの様なビット列の信号を送信するかを予め取り決めておいて（あるいはシステム構築時に予め定めておき）、その両者の間で定めたビット列（少なくとも基地局１２０が既に知っているビット列）を移動通信端末１００が送信するようにしてもよい。この場合においても、上記基地局１２０での動作は全て適用可能である。

なお、本発明は上記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できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態にかかる移動通信システムの基本的な構成例を示した図。 基地局における閉ループ適応制御の第１の例にかかる基地局の構成例を示した図。 既知信号から測定したＳＩＲを基に、変調方式と符号化率を決定するための管理テーブルの一例を示した図。 基地局における閉ループ適応制御の第２の例にかかる基地局の構成例を示した図。 基地局における閉ループ適応制御の第３の例にかかる基地局の構成例を示した図。 基地局における閉ループ適応制御の第４の例にかかる基地局の構成例を示した図。 ＯＦＤＭマルチキャリア移動通信システムにおける各サブキャリアの周波数スペクトラムを示した図。 基地局から送信される既知信号の送信タイミングの一例を示した図。 移動通信端末の第１の動作を説明するための図。 移動通信端末の第２の動作を説明するための図。 移動通信端末での遅延波の受信タイミングについて説明するための図。 基地局から送信される既知信号の送信タイミングの他の例を示した図。 移動通信端末の第２の動作を説明するための図で、移動通信端末が受信する無線信号の電力変動の周期に基づき返送する既知信号の削減方法を説明するための図。 移動通信端末の第３の動作を説明するための図。 移動通信端末の第４の動作を説明するための図。

符号の説明

１００…移動通信端末、１０１…アンテナ、１０２…無線処理部、１０３…受信処理部、１０４…復号処理部、１０５…受信バッファ、１０６…既知信号抽出部、１０７…閉ループ制御部、１０８…送信バッファ、１０９…符号化処理部、１１０…送信処理部、１１１…コントローラ、１２０…基地局装置、１２１…アンテナ、１２２…無線処理部、１２３…受信処理部、１２４…復号処理部、１２５…受信バッファ、１２６…、閉ループ情報抽出部、１２７…測定部、１２８…適応制御処理部、１２９…送信バッファ、１３０…符号化処理部、１３１…基地信号挿入部、１３２…送信処理部、１３３…コントローラ。

Claims (12)

1. 基地局と端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う無線通信システムであって、
   前記端末は、前記基地局から送信されたデータ信号を前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記基地局へ送信する第１の送信手段を具備し、
   前記基地局は、前記端末から返送された前記データ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、前記端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する手段を具備したことを特徴とする無線通信システム。
2. 基地局と端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う無線通信システムであって、
   前記端末は、前記基地局から送信されたデータ信号を前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記基地局へ送信する第１の送信手段を具備し、
   前記基地局は、
   前記マルチキャリア信号を送受信するための複数のアンテナと、
   前記端末から返信された前記データ信号の振幅あるいは位相を基に、前記複数のアンテナのそれぞれに対する送信ウェイトを決定する手段とを具備したことを特徴とする無線通信システム。
3. 前記データ信号は、前記無線通信システム固有に決められた、前記端末と前記基地局との間で既知のパイロット信号であることを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
4. 前記基地局は、前記データ信号を前記複数のサブキャリア信号により前記端末へ送信する第２の送信手段をさらに具備し、
   前記端末は、
   受信した前記マルチキャリア信号の前記複数のサブキャリア信号のそれぞれから前記データ信号を抽出する抽出手段と、
   を具備し、前記第１の送信手段は前記抽出手段で抽出された前記データ信号を前記基地局へ送信することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
5. 基地局との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う移動通信端末装置であって、
   受信した前記マルチキャリア信号の前記複数のサブキャリア信号から、当該移動通信端末装置と前記基地局との間で既知のデータ信号を抽出する手段と、
   当該移動通信端末装置と前記基地局との間の伝送路の状態と信号電力の劣化度合いを前記基地局で測定するための信号として、抽出された前記データ信号を前記基地局へ送信する送信手段と、
   を具備したことを特徴とする移動通信端末装置。
6. 前記送信手段は、前記基地局から送信される前記マルチキャリア信号の遅延波の受信タイミングを基に、前記基地局へ送信する前記データ信号のデータ量を削減することを特徴とする請求項５記載の移動通信端末装置。
7. 基地局との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う移動通信端末装置であって、
   受信した前記マルチキャリア信号の前記複数のサブキャリア信号から、当該移動通信端末装置と前記基地局との間で既知のデータ信号を抽出する手段と、
   当該移動通信端末装置と前記基地局との間の伝送路の状態と信号電力の劣化度合いを当該基地局で測定するための信号として、前記受信手段で今回受信した前記マルチキャリア信号から抽出された前記データ信号と、前記受信手段で前回受信した前記マルチキャリア信号から抽出された前記データ信号との差分を送信する送信手段と、
   を具備したことを特徴とする移動通信端末装置。
8. 端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う基地局装置であって、
   当該基地局装置より送信され前記端末から返信された、前記端末と当該基地局装置との間で既知のデータ信号を受信する手段と、
   受信された前記データ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、前記端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する手段と、
   を具備したことを特徴とする基地局装置。
9. 端末との間で複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いて通信を行う基地局装置であって、
   前記マルチキャリア信号を送受信する複数のアンテナと、
   前記基地局装置より送信され前記端末から返信された、前記端末と当該基地局装置との間で既知のデータ信号を、受信されたマルチキャリア信号から抽出する抽出手段と、 抽出された前記データ信号の振幅あるいは位相を基に、前記複数のアンテナのそれぞれに対する送信ウェイトを決定する手段と、
   を具備したことを特徴とする基地局装置。
10. 複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いた基地局と端末との間の無線通信方法であって、前記基地局から送信されたデータ信号を、前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記端末から前記基地局へ送信する第１のステップと、
    前記基地局が前記端末から返送された前記データ信号の信号電力の劣化の度合いを基に、前記端末との間の通信に用いる変調方式の種類と符号化率と送信電力を調節するためのパラメータの値のうちの少なくとも１つを決定する第２のステップと、
    を有することを特徴とする無線通信方法。
11. 複数のサブキャリア信号からなるマルチキャリア信号を用いた端末と複数のアンテナをもつ基地局との間の無線通信方法であって、
    前記基地局から送信されたデータ信号を、前記複数のサブキャリア信号の全部又はそのうちの一部のサブキャリア信号により前記端末から前記基地局へ送信する第１のステップと、
    前記基地局が前記端末から返送された前記データ信号の振幅あるいは位相を基に、前記複数のアンテナのそれぞれに対する送信ウェイトを決定する第２のステップと、
    を有することを特徴とする無線通信方法。
12. 前記データ信号は、前記端末と前記基地局との間で既知の信号であることを特徴とする請求項１０または１１記載の無線通信方法。

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