JP4533814B2

JP4533814B2 - 通信方法および通信装置

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Publication number: JP4533814B2
Application number: JP2005197672A
Authority: JP
Inventors: 秀和坪井; 毅小野寺; 智造野上
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Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2010-09-01
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Also published as: JP2007019729A

Description

本発明は、通信方法及び通信装置に関し、特に、複数の変調パラメータの中から適切な変調パラメータを選択して送受信を行う通信技術に関する。

無線通信においては、伝搬路の状況により通信特性が大きく変わるのが一般的である。そこで、送信パラメータに基づいて、変調方式を適応的に変更するシステムが存在する。例えば、伝送するデータのパラメータに従って、変調方式を変更する技術が開示されている（特許文献１参照）。図１１は、一般的な変調方式を変更する無線通信装置Ｘの概略構成例を示す図である。図１１に示すように、送信を行う相手無線装置より事前に通知された信号に基づいて伝搬路推定回路１０１が伝搬路状況を推定し、推定した伝搬路状況に適した変調方式を変調方式・符号化率選択回路１０２において選択し、選択したパラメータにより適応変調符号化回路１０３により送信データに対して変調符号化を行い、高速逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ回路１０４、デジタル／アナログ変換を行うＤ/Ａ変換回路１０５を経て信号を送信する。

特に、サブキャリア毎の適応変調を行うシステムでは、伝搬路の状況により送信可能なデータ長が著しく短くなることがある。また、サブキャリア毎にユーザを割り当てるシステムにおいても、１ユーザに対して割り当てられるデータ長が短くなることがある。

特開２０００-２３２６８７号公報

近年、高性能な符号化方式としてターボ符号に基づく符号化方式が注目されている。ターボ符号においては、インタリーバに入力するデータ長によって品質が変化するが、データ長を十分長くとることにより対応しており、データ長を短くすることを考慮した検討は十分になされていなかった。上記のように、送信パラメータに応じて変調方式を変更するという発想は以前から存在しているが、同じ変調パラメータ（変調・符号化方式）を選択した場合においても、データ長によって品質が変化することは考慮されていなかった。そのため、従来の通信装置では、品質を満たすために必要なデータ長にするために冗長なデータを付加するなどの処理を行ない、スループットの低下を招くという問題があった。

本発明は、データ長が変化しても信号品質が劣化しない効率的な送信方法および通信装置を提供することを目的とする。

本発明に係る通信装置は、送信データ長を基に変調パラメータを補正する変調パラメータ選択閾値補正部と、伝搬路推定回路による伝搬路の推定情報と、変調パラメータ選択閾値補正回路にて算出した閾値を用いて、変調パラメータを選択する変調パラメータ選択部と、を備えることを特徴とする。

このように送信データ長を基に変調パラメータ選択の閾値を補正することにより、データ長が短くなることによる信号品質の劣化に対して、より低い変調方式を選択するように閾値を調整することで劣化を抑えて通信することが可能となる。

また、本発明に係る無線通信装置は、伝搬路状況の推定情報と各MCSの閾値から送信可能データ長を算出する送信可能データ長算出部と、算出したデータ長から所望の品質を得るために必要な変調パラメータ選択の閾値を算出する所望品質閾値算出部と、元の閾値で算出したデータ長と、所望品質閾値算出部で算出したデータ長を比較して、判定を行う第１の判定部と、該第１の判定部により送信可能とみなした閾値へ変調パラメータ閾値を補正する変調パラメータ選択閾値補正回路と、伝搬路推定回路による伝搬路の推定情報と、変調パラメータ選択閾値補正回路で補正された閾値を用いて、変調パラメータを選択する変調パラメータ選択部とを備えることを特徴としている。

このように送信可能なデータ長を基に所望品質を得るための閾値へ補正し、更に閾値を変更したことによる送信可能なデータ長の変化を基に閾値を再帰的に求めていくことにより、最適な信号品質で通信を行うことができる。

また、本発明に係る無線通信装置は、ユーザ毎に最適なサブキャリアを割り当てるスケジューリング部と、割り当てられたサブキャリアと変調方式から送信可能データ長を算出するデータ長算出部と、ユーザ毎に算出されたデータ長を基に、所望の品質を得るために必要なデータ長となるように、短い送信可能データ長のユーザの割り当てを増やす再割り当て部と、を備えることを特徴としている。

このようにデータ長が短くなることによる信号品質の劣化が起こらないように、各ユーザへの割り当てを行うことにより全体としての誤り率を低減し、スループットの増大を図ることができる。

またここではデータ長が長くなるように配分を行なっているが、データ長が短く、所望の信号品質を満たさない場合は、他のユーザに割り当てを与える、あるいは他の符号化方式を用いることにより、全体としての誤り率を低減し、スループットの増大を図ることも可能である。

本発明によれば、送信データ長により信号品質が変化するような通信システムにおいて、通信品質の劣化を抑えて送信を行うことができるという利点がある。

本明細書において、変調パラメータとは、符号化方式、符号化率、変調多値数（変調方式）の少なくともいずれかを含むパラメータを指す。また、信号品質とは、例えば、復調時におけるビット誤り率特性を示す。また、送信データ長は、送りたいデータの種別（音声、テキスト、動画像など）によって異なる。送りたいデータに関しては上層から指示がくるため、そのデータ長を利用する。同一の符号化・変調方式を用いた場合でも、送信データの長さによって信号品質が変化する通信システムにおいて適用することができる。尚、信号品質とは、復調時におけるビット誤り率特性である。データ長は符号器の直前のデータ長を用いる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。また以下の説明においては、伝搬路状態に応じて各サブキャリアに適切な変調パラメータを与える適応変調方式(サブキャリア適応変調方式)を用いた通信システムを対象としている説明するが、特許の実施の記載によってサブキャリア適応変調システムに限定されるものではない。

以下、本発明の第１の実施の形態による通信装置について図面を参照しつつ説明を行う。図１に示すように、本実施の形態による通信装置（送信装置）は、受信信号に基づいて伝搬路の推定を行う伝搬路推定回路１と、推定された伝搬路情報と送信データ長とを入力としこれらに基づいて変調パラメータを選択する変調パラメータ選択回路２と、変調パラメータ選択回路２の直後に設けられる適応変調符号化回路３と、その出力を入力とするＩＦＦＴ回路４と、Ｄ／Ａ回路５と、を含んでいる。

伝搬路推定回路１は、図示しない受信装置からの情報を基に伝搬路（信号電力対雑音電力比：SNR、信号電力対干渉雑音電力比：SINR、キャリア電力対雑音電力比：CNR、キャリア電力対干渉雑音電力比：CINR、希望信号電力対非希望信号電力比：DURなど）の推定を行う。但し、伝搬路の推定は、受信器側において行ってもよいし、予め決めておいた値により推定しても良い。変調パラメータ選択回路２は、送信するデータ長と伝搬路推定結果とに基づいて変調パラメータを選択する。

適応変調符号化回路３は、変調パラメータ選択回路２で選択された変調パラメータにより符号化・変調を行う。変調パラメータ選択回路２は適応変調符号化回路３の直前に配置される。

IFFT回路４は、適応変調符号化回路３で変調された各サブキャリア周波数軸上の信号を時間軸上の信号へ変換する。D/A変換回路５は、IFFT回路４によって変換された時間軸上の信号をアナログの信号へ変換する。

ここで、変調パラメータ選択回路について図２を参照しつつ具体的な説明を行う。図２に示すように、変調パラメータ選択回路２は、符号化方式選択回路２ａと変調方式・符号化率選択回路２ｂと、を有している。符号化方式選択回路２ａでは、例えば、ターボ符号、ビタビ復号を前提とした畳み込み符号の２つから符号化方式を選択する。

ターボ符号は符号器へ入力するデータ長が短くなると信号品質が劣化する性質があるため、ターボ符号の符号化利得が畳み込み符号の符号化利得を下回るデータ長を境として、データ長が長くなればターボ符号を選択し、そうでなければ畳み込み符号を選択する。

選択した符号化方式において、変調方式・符号化率選択回路２ｂでは、従来と同様に伝搬路推定結果を基に、各サブキャリアの符号化率・変調多値数などを求めて適応変調符号化回路３に出力する。

以上に説明したように、本実施の形態による通信装置によれば、データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化する場合においても、適切に変調パラメータを選択することができる。従って、誤り率特性の悪化やスループットの低下など、通信性能の劣化を抑えることができる。

例えば、符号化方式としてターボ符号を用いた場合にはインタリーバに入力されるデータ長によって所望の誤り率特性を得るための変調・符号化方式が変化する場合にも適切に変調パラメータを選択することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態による通信装置について図３を参照しつつ説明を行う。本実施の形態による通信装置は、上記第１の実施の形態による通信装置と、構成自体は同様であるが、変調パラメータ選択回路２は、変調パラメータ選択閾値補正回路と変調方式・符号化率選択回路とを有している。変調パラメータ選択２閾値補正回路２ｃは、送信するデータ長を基に変調パラメータを選択するための閾値を算出する。変調方式・符号化率選択回路２ｂは、伝搬路推定結果と変調パラメータ選択閾値補正回路による補正を行なった閾値とから、各サブキャリアの符号化率・変調多値数などを求めて適応変調符号化回路３に出力する。本実施の形態による変調パラメータ選択閾値補正回路２ｃは、データ長によって導出される補正値による補正を行なった閾値を、変調方式・符号化率選択回路２ｂに出力するが、補正値導出の方法は、例えば以下のようにする。

第１例：データ長と、そのデータ長に対する所望品質を満たすための補正値と、を複数テーブルに保持しておき、実際のデータ長と最も近いテーブル上のデータ長に対する補正値を用いる。

第２例：データ長と、そのデータ長に対する所望品質を満たすための補正値と、を複数テーブルに保持しておき、実際のデータ長を超えない最大のテーブル上のデータ長に対する補正値を用いる。

第３例：データ長と、そのデータ長に対する所望品質を満たすための補正値と、を複数テーブルに保持しておき、テーブル上の各データ長の間に位置するデータ長に対する所望品質を満たすための補正値は、テーブル上の前後のデータ長に対する前記補正値から線形近似で補完することにより、実際のデータ長に対する補正値を用いる。

第４例：データ長ｘと、そのデータ長に対する所望品質を満たすための補正値ｙとの関係を表した式ｙ＝ｆ（ｘ）を保持しておき、実際のデータ長をこの式に代入して求めた補正値を用いる。

次に、変調パラメータ選択閾値補正回路について具体的な説明を行う。
ここではターボ符号を用いた通信システムを想定して説明する。
従来の通信システムでは、システムで想定される平均的なデータ長における所望品質を満たす平均E_S/N₀値を閾値として、他の判断基準に基づいて補正し、変調多値数・符号化率を切り替えていた。図４は、横軸に符号器に入力するデータ長を、縦軸に所望のビット誤り率を満たす平均E_S/N₀（1シンボル当たりの平均受信エネルギー対雑音電力密度比）値をとった場合の、変調方式１６ＱＡＭ、符号化率３/４における特性例を示す図である。図４に示すように、横軸の符号化器入力データ長が長くなるほど、あるビット誤り率を満たすE_S/N₀値は小さくなることがわかる。

そこで、本実施の形態による通信技術においては、データ長によって所望の品質を満たす平均E_S/N₀値が変化する特性に基づいて、変調パラメータ選択閾値補正回路２ｃにおいてデータ長に応じて、所望の信号品質を満たす平均CNR値へ閾値を補正することを特徴とする。補正係数は、例えば図４に示す値をテーブルとしてメモリに記憶しておくことにより、補正係数を適用することができる。変調方式・符号化率選択回路２ｂにおいて、伝搬路推定値と上記切り替えの閾値とを用いて変調方式・符号化率を選択し、適応変調符号化回路３へ出力する。

以上に説明したように、本実施の形態による通信装置によれば、データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化する場合（例えば符号化方式として、上記ターボ符号を用いた場合には、インタリーバに入力されるデータ長によって所望の誤り率特性を得るための変調・符号化方式を選択するための閾値が変化する場合）においても、適切に閾値を補正することにより、誤り率特性の悪化やスループットの低下などの通信性能の劣化を抑えることができるという利点がある。

尚、変調パラメータ選択回路２において、第１の実施の形態のようにデータ長によって符号化方式を選択する機能を設けるとともに、第２の実施の形態のようにデータ長によって変調パラメータを選択するための閾値を算出し、変調方式・符号化率選択回路において伝搬路推定結果と変調パラメータ選択閾値補正回路による補正を行なった閾値とから、各サブキャリアの符号化率・変調多値数などを求める機能とを組み合わせることにより、データ長により符号化方式と符号化率と、変調多値数の全ての組み合わせを適正にすることも可能である。

次に、本発明の第３の実施の形態による通信装置について、図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態による通信回路は、基本的には、本発明の第１の実施の形態による通信回路と同様の装置構成を有している。図５は、本実施の形態による変調パラメータ選択回路の構成例を示す図である。図５に示すように、本実施の形態による変調パラメータ選択回路２は、以下の構成を有する。

送信可能データ長算出回路１１は、伝搬路推定値と変調パラメータ選択閾値とに基づいて、送信可能なデータ長を算出する。所望品質閾値算出回路１９は、送信可能データ長に対して所望の信号品質を得るための変調パラメータ選択閾値を求める。第１の判定回路１５は、後述するフローチャートで示す処理を行い、所望の信号品質が得られるように閾値と送信可能データ長との算出を繰り返し、所望の品質が得られる閾値を算出する。

変調方式・符号化率選択回路１７は、伝搬路推定結果と補正を行なった閾値とから、各サブキャリアの符号化率・変調多値数などを求めて適応変調符号化回路３へ出力する。

図６は、第１の判定回路１５における判定処理の流れを示すフローチャート図である。図６に示すように、処理を開始すると（ステップＳ１）、最初の判定か否かを判断する（ステップＳ２）。最初の判定の場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ３に進み、Ｌ_Ａに送信可能なデータ長を代入する。次いで、ステップＳ４において、所望品質閾値算出回路１９において送信可能なデータ長を算出する。

ステップＳ２において、最初の判定でない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ５においてＬ_Ｂに送信可能データ長を代入し、ステップＳ６においてＬ_ＡとＬ_Ｂの長さを比較する。ステップＳ７において、Ｌ_ＢがＬ_Ａ以上である場合には（Ｙｅｓ）、繰り返し処理を終了する（ステップＳ１１）。Ｌ_ＢがＬ_Ａ未満である場合には（Ｎｏ）、繰り返し終了条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ８）、満たす場合にはステップＳ１１に、満たさない場合にはＬ_ＡにＬ_Ｂの値を代入して（ステップＳ９）、次いで所望品質閾値算出回路１９において送信可能なデータ長の再算出を行う（ステップＳ１０）。

判定回路において繰り返し終了時（ステップＳ１１）に所望の品質が得られないと判断された場合は、例えば以下のいずれかの処理を行う。
１）元の閾値のまま送る。
２）符号化方式を変更する。
３）省電力化のため送信を行なわない。
４）後述するように電力の増幅を行なって品質を上げる。
５）後述するように他のユーザへ割り当てる。
のいずれかの処理を行うことが考えられる。

尚、判定回路１５内の繰り返し終了条件は、例えば以下の条件が挙げられる。
１）所定の回数を超えた。
２）送信可能データ長が予め設定された値（例えば送信データ長）を下回る。
３）Ｌ_ＡとＬ_Ｂとの差が、予め設定された値を下回る。
４）（Ｌ_Ａ−Ｌ_Ｂ）÷Ｌ_Ｂの値の絶対値が予め設定された値を下回る。

以上に説明したように、本実施の形態による通信装置によれば、データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化し、各自に割り当てられる送信時間が固定である場合においても、所望の信号品質が得られるように、割当時間に送信可能である変調パラメータを導出することにより、誤り率特性の悪化やスループットの低下などの通信性能の劣化を抑えることができる。

次に本発明の第４の実施の形態による通信装置について図面を参照しつつ説明を行う。図７は、本実施の形態による通信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態による通信装置Ｂは、伝搬路推定回路２１と、送信電力補正回路２２と、変調方式・符号化率選択回路２３と、適応変調符号化回路２４と、ＩＦＦＴ回路２５と、信号増幅器２６と、Ｄ／Ａ変換回路２７と、を有している。

伝搬路推定回路２１は、受信器からの情報を基に伝搬路（SINR,CNR,DURなど）の推定を行う。尚、伝搬路の推定処理は、受信器側において行なってもよいし、予め決めておいた値を用いても良い。送信電力補正回路２２は、送信するデータ長を基に送信信号品質を判断して所望の信号品質となるように送信電力を補正する。

適応変調符号化回路２４は、変調方式・符号化率選択回路で選択された符号化率・変調多値数により符号化・変調を行う。IFFT回路２５は、適応変調符号化回路で変調された各サブキャリア周波数軸上の信号を時間軸上の信号へ変換する。信号増幅器２６は、送信電力補正回路での電力補正値を基に信号を増幅する。D/A変換回路２７は、信号増幅器で増幅された時間軸上の信号をアナログの信号へ変換する。

ここで、信号増幅器２６は、時間軸上のデジタル信号に対して増幅を行っているが、本実施の形態においては、周波数軸上のデジタル信号に対して増幅を行ってもよいし、アナログ信号に対して行ってもよい。

本実施の形態による通信装置によれば、データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化する場合においても、変調パラメータを変更することなく、所望の信号品質が得られるように、送信電力補正回路により電力を制御することにより、誤り率特性の悪化やスループットの低下などの通信性能の劣化を抑えることができる。

次に、本発明の第５の実施の形態による通信装置について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態は、さらにチャネル割り当てパラメータを制御する場合の一例である。尚、本実施の形態では、直交周波数分割多重方式における一つあるいは複数のサブキャリアから構成される通信経路をチャネルと呼ぶことにするが、周波数分割多重方式における周波数帯域、時間分割多重方式におけるシンボル、符号分割多重方式における符号、繰り返し周波数分割多重方式における位相など、あるいはそれらの組み合わせにより分割される通信経路についても同様に適用することが可能である。

図８は、本実施の形態による通信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態による通信装置Ｃは、伝搬路推定回路３１と、変調パラメータ選択回路３３と、適応変調符号化回路４３と、ＩＦＦＴ回路４５と、Ｄ／Ａ変換回路４７と、を有している。

１）伝搬路推定回路３１は、受信器からの情報を基に伝搬路（SINR,CNR,DURなど）の推定を行う。（受信器側において推定を行なってもよいし、決め打ちでもよい。）
２）チャネル割り当て回路３５は、例えばRT／NRT（リアルタイム／非リアルタイム）データなどのQoS（Quality of Service）情報および／または伝搬路推定値を基にチャネルの割り当てを行い、チャネルの割り当て方法を変調方式・符号化率選択回路３７に送る。
３）変調方式・符号化率選択回路３７は、割り当てられたチャネルにおけるデータのQoSおよびそのデータを要求するユーザの伝搬路推定値を基に、変調方式・符号化率を選択し、割り当て方法および変調パラメータを第２の判定回路４１に送る。
４）第２の判定回路４１は、各データの送信可能データ長を算出し、QoSにより所望品質を満たすように設定された送信可能データ長の閾値を前記算出した送信可能データ長が超えていないユーザのデータ情報（以下、「データID」と称する）をチャネル割り当て回路に通知する。送信可能データ長が閾値を超えていないデータが無い場合は、チャネルの割り当て方法および変調パラメータを適応変調符号化回路に送る。
５）チャネル割り当て回路３５は、第２の判定回路４１から通知されたデータIDに対応するデータに割り当てたチャネルを、他のデータ（例えば同じユーザのQoSが異なるデータ、あるいは他のユーザのデータ）に再割り当てする。

６）変調方式・符号化率選択回路３７は、再割り当てされたチャネルにおけるデータのQoSおよびそのデータを要求するユーザの伝搬路推定値を基に変調方式・符号化率を選択する。
７）閾値を超えていないデータが無くなるまで４）から６）までの手順を繰り返す。
８）適応変調符号化回路は、第２の判定回路４１から送られたチャネルの割り当て方および変調パラメータにより符号化・変調を行う。
９）IFFT回路は、適応変調符号化回路で変調された各サブキャリア周波数軸上の信号を時間軸上の信号へ変換する。
１０）D/A変換回路は、IFFT回路によって変換された時間軸上の信号をアナログの信号へ変換する。

ここで、送信可能データ長の閾値に関しては、以下のものが挙げられる。
１）予め設定しておく一つの閾値
２）MCSごとに予め設定しておく閾値テーブル
３）MCSごとに予め設定しておく閾値テーブルを移動局からの受信品質（パケット誤り率：PERあるいは肯定応答：ACK/否定応答：NACKなど）を基に補正したもの

また、再割り当てに関しては、送信可能データ長が最も短いデータ、あるいは閾値から送信可能データ長を引いた値が最も大きいデータに割り当てられたチャネルから順に再割り当てを行う。その際、以下の方法が挙げられる。

１）伝搬路状況が最も良好なユーザのデータに再割り当てを行う。これにより、所望品質を満たした上で、最大のシステムスループットが得られる。
２）送信可能データ長が閾値に達していないデータに優先的に再割り当てを行う。これにより、送信可能データ長が閾値に達していない他のデータのデータ長を長くすることができるため、長くした結果閾値を満たせば所望の品質が得られる。また、上記4)、5)、6)のループ回数を減少させることができるため、演算量を軽減することができる。
３）他のRTデータに優先的に再割り当てを行う。これにより、他のRTデータに割り当てると、割り当てたRTデータの冗長性を大きくできるため所望の品質に対して余裕を持った伝送レートで送信できる。その結果、伝搬路変動などの影響で品質が劣化した場合にも所望の品質を満たす可能性が向上する。

以上に説明したように、本発明の第５の実施の形態による通信装置によれば、送信可能データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化する場合において、所望の品質を満たすことが困難な送信データ長が短いデータにチャネルを割り当てる代わりに、他のデータにチャネルを割り当てることにより、所望の品質を保持した上でシステム全体のスループットを向上させることができるという利点がある。

次に、本発明の第６の実施の形態による通信装置について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態による通信装置は、本発明の第５の実施の形態と同様の通信装置である。図８は、本実施の形態による通信装置の一構成例を示す図である。

（１）伝搬路推定回路３１は、受信器からの情報を基に伝搬路（SINR,CNR,DURなど）の推定を行う（受信器側において推定を行なってもよいし、決められた値でも良い。）。
（２）チャネル割り当て回路３５は、QoS（Quality of Service）（例えばRT／NRTデータなど）および／または伝搬路推定値を基にチャネルの割り当てを行い、チャネルの割り当て方を変調パラメータ選択回路３７に送る。
（３）変調方式・符号化率選択回路３７は、割り当てられたチャネルにおけるデータのQoSおよびそのデータを要求するユーザの伝搬路推定値を基に変調方式・符号化率を選択し、割り当て方および変調パラメータを第２の判定回路に送る。

図９に示すように、第２の判定回路４１は、以下の回路を含んでいる。
（４）送信可能データ長算出回路４１ａは、各ユーザの送信可能送信データ長を算出し、QoSにより所望品質を満たすように設定された送信可能データ長の閾値を前記算出した送信データ長が超えていないデータIDをチャネル割り当て回路に通知する。超えていないデータが無い場合は、チャネルの割り当て方および変調パラメータを適応変調符号化回路４３に送る。図１０は、第２の判定回路における判定処理の流れを示すフローチャート図である。図１０に示すように、判定処理を開始し（ステップＳ２１）、ステップＳ２２においてチャネルの割り当てを行う。ステップＳ２３において、変調パラメータの選択を行う。ステップＳ２４において、送信可能データ長を算出する。ステップＳ２５において、「送信可能データ長＜閾値」となるデータが存在するか否かを判断する。存在する場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２６において、送信可能データ長が最小であるデータのデータＩＤを取得し、ステップＳ２２に戻る。存在しない場合には（Ｎｏ）、処理を終了する（ステップＳ２７）。このようにして、送信可能データ長比較回路４１ｂは、送信可能データ長算出回路４１ａの算出する送信可能データ長と閾値４１ｃとを比較して、閾値の方が大きいデータが存在すれば、チャネルの割り当て等の処理を行う。

（５）チャネル割り当て回路３５は、送信可能データ長算出回路４１ａから通知されたデータIDに対応するデータ以外に割り当てたチャネルを、通知されたデータIDに対応するデータ（例えば同じユーザのQoSが異なるデータあるいは他のユーザのデータ）に再割り当てする。
（６）変調方式・符号化率選択回路３７は、再割り当てされたチャネルにおけるデータのQoSおよびそのデータを要求するユーザの伝搬路推定値を基に変調方式・符号化率を選択する。
（７）閾値を超えていないデータが無くなるまで上記（４）から（６）までの手順を繰り返す。
（８）適応変調符号化回路４３は、判定回路から送られたチャネルの割り当て方および変調パラメータにより符号化・変調を行う。
（９）IFFT回路４５は、適応変調符号化回路４３で変調された各サブキャリア周波数軸上の信号を時間軸上の信号へ変換する。
（１０）D/A変換回路４７は、IFFT回路４５によって変換された時間軸上の信号をアナログの信号へ変換する。

次に、再割り当てに関して説明する。再割り当てするデータを要求するユーザが最も良好な伝搬路状況であるチャネルを再割り当てする。これにより、再割り当てするデータの所望品質に対して、より高い伝送レートで送信できるため、スループットの劣化を抑えることができる。伝搬路状況が最も劣悪なデータに割り当てていたチャネルを再割り当てする。これにより、伝送レートが小さいチャネルに割り当てるため、スループットの劣化を抑えることができる。

送信可能データ長が閾値に達していないデータに割り当てられていたチャネルを優先的に再割り当てする。これにより、送信データ長が閾値に達していないデータの数を減らすことができるため、（４）〜（６）までのループ回数を軽減することができる。そのため、演算量を軽減できる。

NRTデータが割り当てられていたチャネルを再割り当てする。これにより、遅延に対して要求が低いNRTデータに割り当てられていたチャネルに再割り当てすることにより、RTデータの遅延を抑制することができる。あるいは、所望品質に対して要求が低いNRTデータの冗長性を低下させることにより空きチャネルを作り、そこに割り当てすることも可能である。

以上に説明したように、本発明の第６の実施の形態に係る通信装置によれば、送信可能データ長によって所望の品質を得るための変調パラメータが変化する場合において、所望の品質を満たすことが困難な送信データ長が短いユーザにチャネルを再割り当てすることによりデータ長を長くすることができるため、所望の品質を保持することができる。

本発明は、通信装置に利用可能である。

本発明の第１の実施の形態による通信装置（送信装置）の一構成例を示す機能ブロック図である。本実施の形態による変調パラメータ選択回路の一構成例を示す図である。本発明の第２の実施の形態による通信装置の構成例を示す図である。横軸に符号器に入力するデータ長を、縦軸に所望のビット誤り率を満たす平均E_S/N₀値をとった場合の、変調多値数・符号化率の組み合わせ毎の特性例を示す図である。本発明の第３の実施の形態による通信装置における変調パラメータ選択回路の構成例を示す図である。判定回路における判定処理の流れを示すフローチャート図である。本発明の第４の実施の形態による通信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。本発明の第５の実施の形態による通信装置の一構成例を示す機能ブロック図である。本発明の第６の実施の形態による通信装置であって、伝搬路推定回路の構成例を示す図である。判定回路における判定処理の流れを示すフローチャート図である。一般的な変調方式を変更する無線通信装置Ｘの概略構成例を示す図である。

符号の説明

１…伝搬路推定回路、２…変調パラメータ選択回路、３…適応変調符号化回路、４…ＩＦＦＴ回路、５…Ｄ／Ａ回路。

Claims

送信単位時間が固定長である通信システムに用いられる送信方法であって、
送信データ長と伝搬路状況とに基づいて変調パラメータを選択するステップと、
変調パラメータ選択の閾値の算出を行う変調パラメータ選択閾値補正ステップと、
選択された変調パラメータに基づいて送信データの符号化及び変調を行うステップと、
符号化及び変調が行われた信号を送信するステップと、
を有し、
前記変調パラメータ選択閾値補正ステップは、
伝搬路状況と変調パラメータの閾値に基づいて変調パラメータを選択して、送信可能なデータ長を算出するステップと、
前記送信可能なデータ長が所望の品質が得られるデータ長かどうかを判定するステップと、
前記送信可能なデータ長に基づいて、所望の品質を得るための変調パラメータ選択の閾値を算出するステップと、
を有し、既定の繰り返し条件が満たされるまで変調パラメータ選択の閾値の算出を行うことを特徴とする送信方法。
サブキャリア毎または複数のサブキャリアからなるブロック毎に、それぞれの変調パラメータを選択して伝送を行う通信方法であって、
送信データ長と伝搬路状況とに基づいて変調パラメータを選択するステップと、
変調パラメータ選択の閾値の算出を行う変調パラメータ選択閾値補正ステップと、
選択された変調パラメータに基づいて送信データの符号化及び変調を行うステップと、
符号化及び変調が行われた信号を送信するステップと、
を有し、
前記変調パラメータ選択閾値補正ステップは、
伝搬路状況と変調パラメータの閾値に基づいて変調パラメータを選択して、送信可能なデータ長を算出するステップと、
前記送信可能なデータ長が所望の品質が得られるデータ長かどうかを判定するステップと、
前記送信可能なデータ長に基づいて、所望の品質を得るための変調パラメータ選択の閾値を算出するステップと、
を有し、既定の繰り返し条件が満たされるまで変調パラメータ選択の閾値の算出を行うことを特徴とする送信方法。
前記変調パラメータは、符号化方式と符号化率と変調方式とを含む群のうちから選択されることを特徴とする請求項１又は２に記載の送信方法。
前記変調パラメータを選択するステップは、
前記送信データ長に基づいて前記変調パラメータを選択する際の閾値を補正するステップと、
前記伝搬路状況と前記補正した閾値とに基づいて前記変調パラメータを選択するステップであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の送信方法。
前記変調パラメータを選択するステップは、
符号化の終端単位のデータの長さが短くなるに従って、誤り率特性の良い変調パラメータを選択するように変調パラメータの調整を行うステップを有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の送信方法。
送信単位時間が固定長である通信システムに用いられる送信装置であって、
送信データ長と伝搬路状況とに基づいて変調パラメータを選択する変調パラメータ選択部と、
変調パラメータ選択の閾値の算出を行う変調パラメータ選択閾値補正部と、
選択された変調パラメータに基づいて送信データの符号化及び変調を行う適応変調符号化回路と、
符号化及び変調が行われた信号を送信する送信部と、
を備え、
前記変調パラメータ選択閾値補正部は、
伝搬路状況と変調パラメータの閾値に基づいて変調パラメータを選択して、送信可能なデータ長を算出する送信可能データ長算出部と、
前記送信可能なデータ長が所望の品質が得られるデータ長かどうかを判定する第１の判定部と、
前記送信可能なデータ長に基づいて、所望の品質を得るための変調パラメータ選択の閾値を算出する所望品質閾値算出部と、
を備え、既定の繰り返し条件が満たされるまで変調パラメータ選択の閾値の算出を行うことを特徴とする送信装置。
サブキャリア毎または複数のサブキャリアからなるブロック毎に、それぞれの変調パラメータを選択して伝送を行う送信装置であって、
送信データ長と伝搬路状況とに基づいて変調パラメータを選択する変調パラメータ選択部と、
変調パラメータ選択の閾値の算出を行う変調パラメータ選択閾値補正部と、
選択された変調パラメータに基づいて送信データの符号化及び変調を行う適応変調符号化回路と、
符号化及び変調が行われた信号を送信する送信部と、
を備え、
前記変調パラメータ選択閾値補正部は、
伝搬路状況と変調パラメータの閾値に基づいて変調パラメータを選択して、送信可能なデータ長を算出する送信可能データ長算出部と、
前記送信可能なデータ長が所望の品質が得られるデータ長かどうかを判定する第１の判定部と、
前記送信可能なデータ長に基づいて、所望の品質を得るための変調パラメータ選択の閾値を算出する所望品質閾値算出部と、
を備え、既定の繰り返し条件が満たされるまで変調パラメータ選択の閾値の算出を行うことを特徴とする送信装置。
前記変調パラメータ選択部は、
前記伝搬路状況と前記閾値とに基づいて選択された前記変調パラメータを前記適応変調符号化回路に出力する変調方式・符号化率選択部を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の送信装置。
前記変調パラメータ選択部は、
符号化の終端単位のデータの長さが短くなるに従って、誤り率特性の良い変調パラメータを選択するように変調パラメータの調整を行うことを特徴とする請求項６から８までのいずれか１項に記載の送信装置。
前記データの長さは、符号化前のデータの長さと、時間データに変換した後のデータ長の少なくともいずれか一方により定義されることを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
前記変調パラメータ選択部が、送信可能データの算出と算出したデータ長の信号品質を満たすための所望品質閾値算出を再帰的に行い、変調パラメータを導出するための最適な閾値を求めることを特徴とする請求項６又は７に記載の送信装置。
前記繰り返し終了条件は、
既定の繰り返し回数を超える、
送信可能データ長が予め設定された値を下回る、
または、
再算出前後の変調パラメータ選択の閾値から算出される送信可能データ長の差分が予め設定された値を下回る、
の何れかであることを特徴とする請求項６又は７に記載の送信装置。
前記変調パラメータ選択閾値補正部において、所望の品質が得られる変調パラメータ選択の閾値が算出されない場合には、データを送信しないことを特徴とする請求項６又は７に記載の送信装置。
所望の送信信号品質となるように送信電力を補正するステップを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の送信方法。
前記送信電力を補正するステップは、
符号化の終端単位のデータの長さが短くなるに従って送信電力を上げる調整を行うステップを有することを特徴とする請求項１４に記載の送信方法。
送信するデータ長を基に送信信号品質を判断し所望の信号品質となるように送信電力を補正する送信電力補正回路を有することを特徴とする請求項６から１３のいずれか１項に記載の送信装置。
前記送信電力補正回路は、
符号化の終端単位のデータの長さが短くなるに従って送信電力を上げる調整を行うことを特徴とする請求項１６に記載の送信装置。