JP5029696B2 - 移動通信システム - Google Patents

Description

この発明は、無線信号の受信品質に基づいて無線基地局が移動局へデータを送信する際の送信パラメータを変更可能な移動通信システムに関する。

従来、データ受信側の端末から送られた適応変調用の情報を基に、データ送信側の端末が各キャリアの変調方式を選択してデータを送信するマルチキャリア適応変調通信システムに用いられる端末において、受信信号のプリアンブルから伝搬路情報を推定するものが公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、受信側で、複数のサブキャリアの受信電力値に応じて、いくつかのサブキャリアからなるブロックにまとめ、それぞれのブロックにおける制御情報を送信側へ通知し、送信側で、その制御情報に基づいてブロックのサブキャリアの送信電力を制御するようにした直交周波数分割多重システムが公知である（例えば、特許文献２参照。）。この直交周波数分割多重システムでは、受信側は、送信側へ、伝搬路における周波数選択性フェージングの特性が余り変化しない周期で制御情報を送る。

特開２００５−２５２８２７号公報（［特許請求の範囲］の［請求項８］） 特開２００３−１５２６７１号公報（［特許請求の範囲］の［請求項１］、段落［００２６］）

しかしながら、前記特許文献１に開示された技術では、受信信号のプリアンブルから推定された伝搬路情報に基づいてデータ送信時の変調方式が選択されるため、プリアンブル信号の送信時と、プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信されるデータ（以下、個別データとする）の送信時とで、フェージング環境が異なる場合に、個別データのスループットが悪くなることがあるという問題点がある。また、前記特許文献２に開示された技術では、伝搬路における周波数選択性フェージングの特性が余り変化しない周期で制御情報が送信されるため、周波数選択性フェージングの特性が変化している場合には、送信電力の制御を十分に行うことができず、個別データのスループットが悪くなることがあるという問題点がある。

個別データのスループットの向上を図ることができる移動通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、移動局は、受信品質生成部により、プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信される個別データについて測定した受信品質に基づいて、無線基地局へ送信する受信品質を生成し、この生成した受信品質を、次のプリアンブル信号が送信される前に無線基地局へ送信することを要件とする。その際、受信品質生成部は、前記個別データについて測定した受信品質と、プリアンブル信号について測定した受信品質の双方を用いて、無線基地局へ送信する受信品質を生成してもよい。個別データの受信品質については、プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信されるパイロット信号に基づいて、測定してもよい。個別データは、該移動局宛に送信されたデータであってもよいし、無線基地局と通信する全ての移動局宛に送信されたデータであってもよい。個別データが自局宛のデータのみである場合には、他の移動局宛に送信されたデータに対する受信品質を補間してもよい。

また、無線基地局は、受信品質測定部により、移動局から受信した信号の受信品質を測定し、この測定した受信品質に基づいて、制御部により、受信品質の通知後、移動局に次に送信するフレームのデータに適用する送信パラメータを制御することを要件とする。その際、受信品質測定部は、移動局から受信したパイロット信号に基づいて、移動局から受信したデータの受信品質を測定してもよい。また、受信品質測定部は、移動局から受信した信号の測定により得た受信品質に基づいて、欠落した信号に対する受信品質を補間してもよい。その場合、制御部は、測定により得た受信品質と補間により得た受信品質の双方に基づいて、送信パラメータを制御してもよい。

この移動局および無線基地局によれば、プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信される個別データについて受信品質が測定され、その受信品質に基づいて次のフレームの送信パラメータが制御される。

個別データやパイロット信号は、プリアンブル信号よりも次のフレームの個別データに時間的に近いので、次のフレームの個別データの伝搬環境をより正確に予測できる。従って、個別データのスループットが向上するという効果が得られる。

図１は、実施例１にかかる移動局の構成を示す図である。 図２は、ＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表の一例を示す図である。 図３は、実施例１にかかる無線基地局の構成を示す図である。 図４は、移動局ＭＳ１からのＣＱＩ報告値の一例を示す図である。 図５は、移動局ＭＳ２からのＣＱＩ報告値の一例を示す図である。 図６は、移動局ＭＳ３からのＣＱＩ報告値の一例を示す図である。 図７は、ＣＱＩ−送信パラメータ対応表の一例を示す図である。 図８は、実施例１におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。 図９は、実施例１にかかる移動局のＣＱＩ通知処理を示す図である。 図１０は、実施例１にかかる無線基地局の送信パラメータ決定処理を示す図である。 図１１は、実施例１の変形例１におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。 図１２は、実施例１の変形例２における信号とマッピングの一例を示す図である。 図１３は、実施例２にかかる移動局の構成を示す図である。 図１４は、実施例２にかかる無線基地局の構成を示す図である。 図１５は、実施例３にかかる移動局の構成を示す図である。 図１６は、実施例３にかかる無線基地局の構成を示す図である。 図１７は、実施例３におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。 図１８は、実施例３にかかる無線基地局の送信パラメータ決定処理を示す図である。 図１９は、実施例４にかかる無線基地局の構成を示す図である。

符号の説明

１，９１，１１１ 移動局
３１，１０１，１２１，１３１ 無線基地局
７２ プリアンブル信号
１２，１２２ ＣＩＮＲ測定部
１３ ＣＱＩ決定部
１０３ ＣＱＩ変換部

以下に、この発明にかかる移動通信システムに含まれる移動局および無線基地局の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を行う移動通信システムを例にして説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。以下の説明においては、同様の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

（移動局の構成）
図１は、実施例１にかかる移動局の構成を示す図である。図１に示すように、移動局１は、第１のアンテナ２、第１のスイッチ３、第１の受信部４、第１のシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部５、第１のＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部６、第１のパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部７、第１のパイロット抽出部８、第１のチャンネル評価部９、第１の復調部１０、同期部１１、ＣＩＮＲ測定部１２、ＣＱＩ決定部１３、第１のバースト作成部１４、第１の符号部１５、第１のパイロット生成部１６、第１のシンボルマッパ部１７、第２のシリアル／パラレル変換部１８、第１のＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１９、第２のパラレル／シリアル変換部２０および第１の送信部２１を備えている。

移動局１は、第１のスイッチ３の切り替えにより、第１のアンテナ２を介して無線信号を受信する。第１の受信部４は、その受信した高周波の無線信号をベースバンド信号に復調する。第１のシリアル／パラレル変換部５は、第１の受信部４の出力信号を、第１のＦＦＴ部６でフーリエ変換処理を行うのに適したパラレル信号に変換する。第１のＦＦＴ部６は、第１のシリアル／パラレル変換部５の出力信号をフーリエ変換してデータを取り出す。第１のパラレル／シリアル変換部７は、第１のＦＦＴ部６の出力信号を、これ以降の処理を行うのに適したシリアル信号に変換する。なお、第１のシリアル／パラレル変換部５および第１のパラレル／シリアル変換部７が設けられていなくてもよい。

第１のパイロット抽出部８は、第１のパラレル／シリアル変換部７の出力信号からパイロット信号を抽出する。第１のチャンネル評価部９は、第１のパイロット抽出部８の出力信号に基づいて伝搬環境を推測する。第１の復調部１０は、第１のチャンネル評価部９で推測された伝搬環境を利用して、第１のパラレル／シリアル変換部７から出力されたデータを補正して復調し、元の個別データとプリアンブル信号を得る。同期部１１は、第１の復調部１０で復調されたプリアンブル信号に基づいて、無線フレームの先頭を認識し、無線フレームの同期を取る。

ＣＩＮＲ測定部１２は、第１の復調部１０から与えられるプリアンブル信号のサブキャリアごとのＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、受信キャリア信号対干渉雑音比）を測定する。また、ＣＩＮＲ測定部１２は、第１の復調部１０から与えられるパイロット信号に基づいて、第１の復調部１０から与えられる個別データのサブキャリアごとのＣＩＮＲを測定する。その際、ＣＩＮＲ測定部１２は、自局宛の個別データについてだけではなく、自局宛以外の個別データについてもサブキャリアごとのＣＩＮＲを測定することができる。すなわち、ＣＩＮＲ測定部１２は、下りサブフレーム内の全サブキャリアについてＣＩＮＲを測定することもできる。

ＣＱＩ決定部１３は、ＣＩＮＲ測定部１２で測定されたＣＩＮＲに基づいて、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、チャネル品質）値を決定する。その際、ＣＱＩ決定部１３は、例えば、ＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表を備えており、このＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表を参照してＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換するようにしてもよい（図２参照）。ＣＩＮＲ測定部１２およびＣＱＩ決定部１３は、受信品質生成部としての機能を有する。

第１のバースト作成部１４は、ＣＱＩ決定部１３で決定されたＣＱＩ値と、無線基地局へ送信すべき上りデータを、上りバーストにマッピングする。例えば、ＯＦＤＭＡ通信の場合、ＣＱＩ通知用のチャンネル（ＣＱＩＣＨ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）があるので、例えば、ＣＱＩ値はＣＱＩＣＨとしてマッピングされる。ここで、移動局側から無線基地局側への送信を上りとし、その逆を下りとする。第１の符号部１５は、第１のバースト作成部１４の出力信号を符号化する。

第１のパイロット生成部１６は、上りのパイロット信号を生成する。第１のシンボルマッパ部１７は、第１の符号部１５で符号化されたビット信号、および第１のパイロット生成部１６で生成されたパイロット信号を、適用する変調方式に従って、複素平面上のシンボルにマッピングする。第２のシリアル／パラレル変換部１８は、第１のシンボルマッパ部１７の出力信号を、第１のＩＦＦＴ部１９で逆フーリエ変換処理を行うのに適したパラレル信号に変換する。

第１のＩＦＦＴ部１９は、第２のシリアル／パラレル変換部１８の出力信号を逆フーリエ変換してＯＦＤＭ信号もしくはＯＦＤＭＡ信号にする。第２のパラレル／シリアル変換部２０は、第１のＩＦＦＴ部１９の出力信号をシリアル信号に変換する。なお、第２のシリアル／パラレル変換部１８および第２のパラレル／シリアル変換部２０が設けられていなくてもよい。第１の送信部２１は、第２のパラレル／シリアル変換部２０の出力信号を高周波の無線信号に変調する。移動局１は、第１のスイッチ３の切り替えにより、第１の送信部２１から出力された無線信号を第１のアンテナ２から送信する。

また、移動局１は、第１の復号部２２、第１のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部２３、上位レイヤ処理部２４およびヒューマンインターフェース部２５を備えている。第１の復号部２２は、第１の復調部１０で復調されたデータを復号する。第１のＭＡＣ処理部２３は、第１の復号部２２で復号されたデータをＭＡＣ−ＰＤＵ（ＭＡＣ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）、ＭＡＣ−ＳＤＵ（ＭＡＣ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）およびＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットなどに変換する。前記第１のバースト作成部１４は、この第１のＭＡＣ処理部２３に設けられている。上位レイヤ処理部２４は、ＭＡＣレイヤよりも上位のレイヤのデータを処理する。ヒューマンインターフェース部２５は、上位レイヤ処理部２４の情報に従って画像や音声等のデータを処理する。

（ＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表の一例）
図２は、ＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表の一例を示す図である。図２に示すＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表２６によれば、例えば、ＣＩＮＲが−１０ｄＢ以上−８ｄＢ未満であれば、ＣＱＩ値は１である。また、例えば、ＣＩＮＲが４８ｄＢ以上５０ｄＢ以下であれば、ＣＱＩ値は３０である。なお、ＣＩＮＲの全体の範囲、区分数、各区分の範囲、各区分に対応するＣＱＩ値は、図２の例に限らない。

（無線基地局の構成）
図３は、実施例１にかかる無線基地局の構成を示す図である。図３に示すように、無線基地局３１は、第２のアンテナ３２、第２のスイッチ３３、第２の受信部３４、第３のシリアル／パラレル変換部３５、第２のＦＦＴ部３６、第３のパラレル／シリアル変換部３７、第２のパイロット抽出部３８、第２のチャンネル評価部３９、第２の復調部４０、第２の復号部５２、ＣＱＩ抽出部５４、パラメータ決定部５５、第２のバースト作成部４４、第２の符号部４５、第２のパイロット生成部４６、プリアンブル生成部５６、第２のシンボルマッパ部４７、第４のシリアル／パラレル変換部４８、第２のＩＦＦＴ部４９、第４のパラレル／シリアル変換部５０、第２の送信部５１および第２のＭＡＣ処理部５３を備えている。

第２のスイッチ３３、第２の受信部３４、第３のシリアル／パラレル変換部３５、第２のＦＦＴ部３６、第３のパラレル／シリアル変換部３７、第２のパイロット抽出部３８、第２のチャンネル評価部３９、第２の復調部４０、第２の復号部５２および第２のＭＡＣ処理部５３は、基本的に、それぞれ、上述した移動局１の第１のスイッチ３、第１の受信部４、第１のシリアル／パラレル変換部５、第１のＦＦＴ部６、第１のパラレル／シリアル変換部７、第１のパイロット抽出部８、第１のチャンネル評価部９、第１の復調部１０、第１の復号部２２および第１のＭＡＣ処理部２３と同様である。ただし、第２の復調部４０からは、プリアンブル信号が出力されない。また、第２のＭＡＣ処理部５３は、ネットワークインターフェース６１を介して、インターネット等のネットワークに接続される。

ＣＱＩ抽出部５４は、第２の復号部５２の出力信号からＣＱＩ値を抽出する。パラメータ決定部５５は、ＣＱＩ抽出部５４で抽出されたＣＱＩ値に基づいて、特に限定しないが、例えば最小二乗法による直線近似によって、各移動局の次のフレームのＣＱＩ値を予測する。そして、パラメータ決定部５５は、移動局ごとに、ＣＱＩの予測値に基づいて、使用するサブキャリアを決定し（図４〜図６参照）、また、下りのデータを送信する際の変調方式や符号化方式や符号化レートなどのパラメータを決定する。その際、パラメータ決定部５５は、例えば、ＣＱＩ−送信パラメータ対応表を備えており、このＣＱＩ−送信パラメータ対応表を参照してＣＱＩの予測値に対応するパラメータを選択するようにしてもよい（図７参照）。パラメータ決定部５５によるサブキャリアの割り当てとパラメータの決定の方法については、後述する。

第２のバースト作成部４４は、パラメータ決定部５５で決定されたパラメータ、伝搬環境および移動局へ送信すべき下りデータの優先度などを考慮して、下りデータを下りバーストにマッピングする。この第２のバースト作成部４４および前記ＣＱＩ抽出部５４は、第２のＭＡＣ処理部５３に設けられている。第２の符号部４５は、第２のバースト作成部４４の出力信号を符号化する。第２のパイロット生成部４６は、下りのパイロット信号を生成する。プリアンブル生成部５６は、プリアンブル信号を生成する。第２のシンボルマッパ部４７は、第２の符号部４５で符号化されたビット信号、第２のパイロット生成部４６で生成されたパイロット信号、およびプリアンブル生成部５６で生成されたプリアンブル信号を、適用する変調方式に従って、複素平面上のシンボルにマッピングする。

第４のシリアル／パラレル変換部４８、第２のＩＦＦＴ部４９、第４のパラレル／シリアル変換部５０および第２の送信部５１は、基本的に、それぞれ、上述した移動局１の第２のシリアル／パラレル変換部１８、第１のＩＦＦＴ部１９、第２のパラレル／シリアル変換部２０および第１の送信部２１と同様である。

（サブキャリアの割り当て方法）
図４〜図６は、同一時刻でのＭＳ１、ＭＳ２およびＭＳ３とする各移動局からのＣＱＩ報告値の一例を示す図である。例えば、移動局ＭＳ１からの１シンボル目から最終シンボル目までのＣＱＩ報告値が図４に示す値であったとする。パラメータ決定部５５は、これらの報告値に基づいて、移動局ＭＳ１の次のフレームの例えば最初のシンボルについて、ＣＱＩ値を予測する。その結果、サブキャリア番号１〜４のＣＱＩ予測値が３０前後であり、相対的に良いという結果が得られたとする。

同様に、図５に示すように、移動局ＭＳ２については、サブキャリア番号５０１〜５０４のＣＱＩ予測値が良く、また、図６に示すように、移動局ＭＳ３については、サブキャリア番号１０２１〜１０２４のＣＱＩ予測値が良いという結果が得られたとする。このような結果の場合、パラメータ決定部５５は、次のフレームでは、サブキャリア番号１〜４を移動局ＭＳ１にアサインし、サブキャリア番号５０１〜５０４を移動局ＭＳ２にアサインし、サブキャリア番号１０２１〜１０２４を移動局ＭＳ３にアサインする。

（ＣＱＩ−送信パラメータ対応表の一例およびパラメータの決定方法）
図７は、ＣＱＩ−送信パラメータ対応表の一例を示す図である。このＣＱＩ−送信パラメータ対応表５７は、例えば、ＣＱＩで設定した送信方式とそれに対する受信ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ、誤り率）をシミュレーションや実測により確認し、その結果に基づいて作成される。図７に示すＣＱＩ−送信パラメータ対応表５７によれば、例えば、ＣＱＩ値が０〜５であれば、変調方式がＱＰＳＫであり、符号レートが０．５である。また、例えば、ＣＱＩ値が２６〜３０であれば、変調方式が６４ＱＡＭであり、符号レートが０．７５である。

従って、例えば、ＭＳ１、ＭＳ２およびＭＳ３の各移動局の次のフレームのＣＱＩ予測値が、図４〜図６に示す値である場合、ＭＳ１、ＭＳ２およびＭＳ３の各移動局のパラメータは、６４ＱＡＭの符号レート０．７５となる。なお、ＣＱＩ値の全体の範囲、区分数、各区分の範囲、各区分に対応するパラメータは、図７の例に限らない。また、図７に示す例では、符号化方式および送信電力を固定としているが、それらは固定でなくてもよい。

（マッピングの一例）
図８は、実施例１におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。図８に示すように、下りサブフレーム７１において、その先頭にプリアンブル信号７２がマッピングされ、それよりも時間的に遅れて、無線基地局から各移動局へ送信される個別データである下りバースト７３がマッピングされる。図８において、下りバースト＃１内の「Ｄ」および「Ｐ」は、それぞれ、個別データ信号およびパイロット信号を表す（図１１および図１７においても同じ）。

上りサブフレーム７４には、各移動局から無線基地局へ送信される個別データである上りバースト７５がマッピングされる。下りサブフレーム７１および上りサブフレーム７４において、バースト＃１、バースト＃２、・・・は、それぞれ異なる移動局により利用される。各移動局から無線基地局へ通知されるＣＱＩ値は、各上りバーストの例えばＣＱＩＣＨ７６にマッピングされる。無線基地局は、各移動局から通知されるＣＱＩ値に基づいて、次のフレームの各下りバーストの送信パラメータを決定する。

図８には、バースト＃１を利用する移動局が、プリアンブル信号と下りバースト＃１内のいずれかのサブキャリアのいずれかのシンボルについてのＣＱＩ値を無線基地局へ通知する様子が示されているが、プリアンブル信号についてＣＱＩ値を通知しないこととすることもできる。好ましくは、各移動局は、プリアンブル信号と下りバーストについてのＣＱＩ値を通知することで、全サブキャリアについてのＣＱＩ値を無線基地局へ通知する。また、図８には、無線基地局が、バースト＃１を利用する移動局から通知されたＣＱＩ値に基づいて次のフレームの下りバースト＃１の送信パラメータを決定する様子が示されているが、実際には、無線基地局は、他の移動局についての他の下りバーストも決定する。

図８において、矢印７７は、プリアンブル信号について測定したＣＩＮＲが、無線基地局へ通知されるＣＱＩ値に反映されていることを表す。同様に、矢印７８は、個別データについて測定したＣＩＮＲが、無線基地局へ通知されるＣＱＩ値に反映されていることを表す。また、矢印７９は、無線基地局へ通知されたＣＱＩ値が、次のフレームの送信パラメータに反映されていることを表す。これら矢印７７，７８，７９については、図１１においても同様である。

（移動局のＣＱＩ通知処理）
図９は、実施例１にかかる移動局のＣＱＩ通知処理を示す図である。まず、移動局１は、プリアンブル信号のＣＩＮＲを測定し、そのＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換して、プリアンブル信号についてのＣＱＩ値を決定する（ステップＳ１）。次いで、パイロット信号を用いて個別データのＣＩＮＲを測定し、そのＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換して、個別データについてのＣＱＩ値を決定する（ステップＳ２）。次いで、全サブキャリアについて、ＣＱＩ値の決定が完了したか否かを判断する（ステップＳ３）。もちろん、ＣＱＩ値の決定が可能な範囲で行えばよく、必ずしも全てのサブキャリアについてＣＱＩ値を決定しなくともよい（以下同様）。

完了していれば（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、全下りシンボルについて、ＣＱＩ値の決定が完了したか否かを判断する（ステップＳ４）。全サブキャリアについて、ＣＱＩ値が決定していない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、または、全下りシンボルについて、ＣＱＩ値が決定していない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）には、ステップＳ２に戻る。全下りシンボルについて、ＣＱＩ値が決定したら（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、そのＣＱＩ値を上りサブフレームにマッピングして無線基地局へ送信する（ステップＳ５）。この一連の処理をフレームごとに繰り返す。尚、サブキャリア毎、かつ、シンボル毎にＣＱＩ値を送信することでもきるし、パイロットシンボル、データシンボル（その移動局宛のデータシンボル、他の移動局宛のデータシンボル）について得たＣＱＩ値を平均化、重み付け合成して得られたＣＱＩを送信することもできる。その際、プリアンブルのＣＱＩを含めてもよく、パイロットシンボルのＣＱＩだけ、自局宛のデータシンボルだけ、他局宛のデータシンボルだけ、自局及び他局宛のデータシンボルだけのＣＱＩだけ送信することもできる。尚、ＣＱＩに変換する前に、ＣＩＮＲとして平均化、重み付け合成処理を行って、その結果をＣＱＩに変換してもよい。

（無線基地局の送信パラメータ決定処理）
図１０は、実施例１にかかる無線基地局の送信パラメータ決定処理を示す図である。まず、無線基地局３１は、移動局からＣＱＩ値を受信する（ステップＳ１１）。次いで、受信したＣＱＩ値に基づいて、次のフレームの下りサブフレームのＣＱＩ値を予測する（ステップＳ１２）。次いで、そのＣＱＩの予測値に基づいて、次のフレームの下りサブフレームの送信パラメータを決定する（ステップＳ１３）。この一連の処理をフレームごとに繰り返す。無線基地局は、同じサブキャリアについて複数のＣＱＩを受信する場合は、最新のＣＱＩを選択し、送信パラメータの決定に用いることもできるし、同じサブキャリアについて平均化、重み付け合成されたＣＱＩを用いて送信パラメータを決定してもよい。いずれにしても、プリアンブルより後の送信されるデータシンボルの品質を送信パラメータの決定に用いるのである。

（実施例１の変形例１）
図１１は、実施例１の変形例１におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。図１１に示すように、この変形例１は、サブキャリアを複数本まとめたサブチャンネルごとにＣＩＮＲからＣＱＩ値を求め、そのＣＱＩ値を移動局から無線基地局へ通知するようにしたものである。ここで、等間隔にサブキャリアを間引いてサブチャンネルとしてもよいし、複数の隣り合うサブキャリアをまとめてサブチャンネルとしてもよい。その他については、上述した実施例１と同様である。

（実施例１の変形例２）
図１２は、実施例１の変形例２における下りの個別データの信号と上りのマッピングの一例を示す図である。図１２には、移動局が２台である場合が示されている。図１２に示すように、この変形例２は、各移動局が、全サブキャリアではなく、無線基地局から自局宛に送信されてきたデータ（自局宛データ）のサブキャリアのＣＱＩ値のみを求め、他のサブキャリアについてはＣＱＩ値を補間して求め、それらのＣＱＩ値を無線基地局へ通知するようにしたものである。

無線基地局ＢＳは、パイロット信号のサブキャリア８１と移動局ＭＳ１宛の個別データのサブキャリア８２と移動局ＭＳ２宛の個別データのサブキャリア８３が混在した電波を送信する。移動局ＭＳ１および移動局ＭＳ２は、この混在した電波を受信する。なお、図１２においては、パイロット信号のサブキャリア８１、移動局ＭＳ１宛の個別データのサブキャリア８２および移動局ＭＳ２宛の個別データのサブキャリア８３は、それぞれ、ハッチング無の波形、右下がりのハッチングの波形および左下がりのハッチングの波形で示されている。

移動局ＭＳ１は、パイロット信号のサブキャリア８１を利用して移動局ＭＳ１宛の個別データのサブキャリア８２のＣＩＮＲを測定し、サブキャリアごとに、ＣＱＩ値に変換する。また、移動局ＭＳ１は、移動局ＭＳ２宛の個別データのサブキャリア８３に対するＣＱＩ値を補間して求める。そして、移動局ＭＳ１は、自局宛の個別データのサブキャリア８２から求めたＣＱＩ値と、補間により求めたＣＱＩ値を、上りバースト＃１のＣＱＩＣＨ８４に含めて無線基地局ＢＳへ送信する。

移動局ＭＳ２は、パイロット信号のサブキャリア８１を利用して移動局ＭＳ２宛の個別データのサブキャリア８３のＣＩＮＲを測定し、サブキャリアごとに、ＣＱＩ値に変換する。また、移動局ＭＳ２は、移動局ＭＳ１宛の個別データのサブキャリア８２に対するＣＱＩ値を補間して求める。そして、移動局ＭＳ２は、自局宛の個別データのサブキャリア８３から求めたＣＱＩ値と、補間により求めたＣＱＩ値を、上りバースト＃２のＣＱＩＣＨ８５に含めて無線基地局ＢＳへ送信する。その他については、上述した実施例１と同様である。

（実施例１の変形例３）
この変形例３は、上述した変形例１と変形例２を組み合わせたものである。すなわち、各移動局が、全サブチャンネルではなく、無線基地局から自局宛に送信にされてきたデータ（自局宛データ）のサブチャンネルのＣＱＩ値のみを求め、他のサブチャンネルについてはＣＱＩ値を補間して求め、それらのＣＱＩ値を無線基地局へ通知するようにしたものである。その他については、上述した実施例１と同様である。

実施例１によれば、下りサブフレームの個別データやパイロット信号は、プリアンブル信号よりも時間的に次のフレームに近いので、この下りサブフレームの個別データの受信品質を考慮することにより、次のフレームの個別データの伝搬環境をより正確に予測できる。従って、次のフレームの送信パラメータをより正確に決定することができるので、個別データのスループットが、向上するという効果が得られる。

図１３および図１４は、それぞれ、実施例２にかかる移動局および無線基地局の構成を示す図である。これらの図に示すように、実施例２は、サブキャリアごとに、移動局９１から無線基地局１０１にＣＩＮＲを通知し、無線基地局１０１においてＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換するようにしたものである。従って、移動局９１には、ＣＱＩ決定部を設けなくともよい。また、無線基地局１０１には、ＣＩＮＲ抽出部１０２とＣＱＩ変換部１０３が設けられている。尚、ＣＩＮＲは、少なくとも、プリアンブルを受信してから次のプリアンブルを受信するまでの間に送信されるパイロットシンボル、データシンボル（その移動局宛のもの、他の移動局宛のもの）のいずれかについて測定する。そして、その測定結果を反映させたＣＩＮＲを次のプリアンブルの受信の前の上り送信期間において送信する。ここで反映の手法は種々採用でき、測定結果をそのまま送信することもできるし、同じサブキャリについてはＣＩＮＲを平均化してから送信することもできるし、時間的に後のＣＩＮＲにより大きな重み付けを与えた上で重み付け合成して得られたＣＩＮＲを送信することもできる。その際、プリアンブルのＣＩＮＲを含めて平均化、重み付け合成を行うこともできる。平均化、重み付け合成は、無線基地局側で行うこともできる。その場合、ＣＱＩに変換してから重み付け合成することもできるし、変換前に重み付け合成し、その後ＣＱＩに変換することもできる。

ＣＩＮＲ抽出部１０２は、第２の復調部４０の出力信号からＣＩＮＲを抽出する。ＣＱＩ変換部１０３は、ＣＩＮＲ抽出部１０２で抽出されたＣＩＮＲを、例えば図２に示すＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表に基づいて、ＣＱＩ値に変換する。従って、ＣＱＩ変換部１０３は、図２に示すＣＩＮＲ−ＣＱＩ対応表を備えている。パラメータ決定部５５は、ＣＱＩ変換部１０３で変換されたＣＱＩ値に基づいて、各移動局の次のフレームのＣＱＩ値を予測し、各移動局の次のフレームの下りバーストに適用する送信パラメータを決定する。

なお、実施例１と同様に、移動局は、サブチャンネルごとにＣＩＮＲを測定するようにしてもよいし、自局宛データのＣＩＮＲを測定し、他局宛のデータのＣＩＮＲを補間して求めるようにしてもよい。その他については、上述した実施例１と同様である。実施例２によれば、無線基地局がＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換する処理を行うので、移動局が行う処理を軽減することができる。

（移動局および無線基地局の構成）
図１５および図１６は、それぞれ、実施例３にかかる移動局および無線基地局の構成を示す図である。これらの図に示すように、実施例３は、時分割複信（ＴＤＤ）方式の可逆性を利用し、無線基地局１２１において、サブキャリアごとに、移動局１１１から送信されてきた信号のＣＩＮＲを求め、そのＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換するようにしたものである。従って、移動局１１１には、ＣＩＮＲ測定部とＣＱＩ決定部を設けなくともよい。また、無線基地局１２１には、ＣＩＮＲ測定部１２２とＣＱＩ変換部１０３が設けられている。尚、可逆性とは、ＴＤＤ方式の場合、上り、下りで用いるサブキャリアの周波数が同じとできるため、上り信号の無線基地局における受信特性と下り信号の移動局における受信特性とが同様であると推定できることをいう。

ＣＩＮＲ測定部１２２は、第２の復調部４０から与えられるパイロット信号に基づいて、第２の復調部４０から与えられる個別データのサブキャリアごとのＣＩＮＲを測定する。ＣＱＩ変換部１０３は、ＣＩＮＲ測定部１２２で測定されたＣＩＮＲを、実施例２と同様に、ＣＱＩ値に変換する。パラメータ決定部５５は、ＣＱＩ変換部１０３で変換されたＣＱＩ値に基づいて、各移動局の次のフレームのＣＱＩ値を予測し、各移動局の次のフレームの下りバーストに適用する送信パラメータを決定する。ＣＩＮＲ測定部１２２およびＣＱＩ変換部１０３は、受信品質測定部としての機能を有し、パラメータ決定部５５は、送信パラメータを制御する制御部としての機能を有する。

（マッピングの一例）
図１７は、実施例３におけるフレームのマッピングの一例を示す図である。図１７において、矢印は、上りバーストのパイロット信号（Ｐで表す）および個別データ信号（Ｄで表す）から求められたＣＱＩ値が、次のフレームの送信パラメータに反映されていることを表す。実施例３では、全ての上りサブキャリアが１台以上の移動局１１１により使用される場合と、一部の上りサブキャリアが使用されない場合がある。無線基地局１２１のＣＩＮＲ測定部１２２は、使用されていない上りサブキャリアのＣＩＮＲを、隣接する上りサブキャリアのＣＩＮＲから補間して求めるようにしてもよい。図をみてもわかるように、上りサブフレーム７４の受信品質は、下りサブフレーム７１の受信品質と比較して、より次の下りサブフレームに近い時間帯の受信品質でありより適正な移動局における受信品質を推定し、適応変調制御を行うことができる。

（無線基地局の送信パラメータ決定処理）
図１８は、実施例３にかかる無線基地局の送信パラメータ決定処理を示す図である。まず、無線基地局１２１は、上りサブフレームのパイロット信号を用いて上りサブフレームの個別データのＣＩＮＲを測定し、そのＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換する（ステップＳ２１）。次いで、全サブキャリア（上りＭＡＰでその移動局の上り方向の送信に割り当てたサブキャリアの全て）について、ＣＱＩ値への変換が完了したか否かを判断する（ステップＳ２２）。完了していれば（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、全上りシンボルについて、ＣＱＩ値への変換が完了したか否かを判断する（ステップＳ２３）。もちろん、ＣＱＩ値への変換が可能なものについて変換を行えばよく、必ずしも全サブキャリアについてＣＱＩ値への変換の完了しなくともよい。

全サブキャリアについて、ＣＱＩ値への変換が完了していない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、または、全上りシンボルについて、ＣＱＩ値への変換が完了していない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）には、ステップＳ２１に戻る。全上りシンボルについて、ＣＱＩ値への変換が完了したら（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、そのＣＱＩ値に基づいて、次のフレームの下りサブフレームのＣＱＩ値を予測する（ステップＳ２４）。次いで、そのＣＱＩの予測値に基づいて、次のフレームの下りサブフレームの送信パラメータを決定する（ステップＳ２５）。この一連の処理をフレームごとに繰り返す。

なお、実施例１と同様に、無線基地局は、サブチャンネルごとにＣＩＮＲを測定するようにしてもよい。その他については、上述した実施例１と同様である。実施例３によれば、上りサブフレームの個別データやパイロット信号は、プリアンブル信号や下りサブフレームの信号よりも時間的に次のフレームに近いので、個別データのスループットがさらに向上するという効果が得られる。また、無線基地局がＣＩＮＲの測定とＣＱＩ値への変換処理を行うので、移動局が行う処理をさらに軽減することができる。

図１９は、実施例４にかかる無線基地局の構成を示す図である。実施例４にかかる移動局の構成は、図１に示す構成と同じである。これらの図に示すように、実施例４は、前記実施例１と前記実施例３を組み合わせたものである。従って、無線基地局１３１には、実施例１と同様にＣＱＩ抽出部５４が設けられているとともに、実施例３と同様にＣＩＮＲ測定部１２２とＣＱＩ変換部１０３が設けられている。パラメータ決定部５５は、ＣＱＩ抽出部５４から与えられるＣＱＩ値と、ＣＱＩ変換部１０３から与えられるＣＱＩ値の両方に基づいて、各移動局の次のフレームのＣＱＩ値を予測し、各移動局の次のフレームの下りバーストに適用する送信パラメータを決定する。尚、双方用いる際に、平均化、重み付け合成を行ってもよいことは先と同様である。ＣＱＩ変換部１０３からのＣＱＩをＣＱＩ抽出部５４からのＣＱＩに対してより大きい重みを与えてから重み付け合成することが望ましい。より最新のＣＱＩ値をより反映させることができるからである。

なお、実施例１と同様に、移動局は、サブチャンネルごとにＣＩＮＲを測定するようにしてもよいし、自局宛データのＣＩＮＲを測定し、他局宛のデータのＣＩＮＲを補間して求めるようにしてもよい。また、無線基地局は、サブチャンネルごとにＣＩＮＲを測定するようにしてもよい。さらに、実施例２のように、移動局が無線基地局にＣＩＮＲを通知し、無線基地局がＣＩＮＲをＣＱＩ値に変換するようにしてもよい。その他については、上述した実施例１と同様である。実施例４によれば、上りと下りの両方のバーストの受信品質を考慮するので、より一層、正確に次のフレームの個別データの伝搬環境を予測して、次のフレームの送信パラメータを正確に決定することができる。

以上において本発明は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で通信を行う移動通信システムにも適用可能である。

Claims (8)

1. プリアンブル信号に対して時間的に遅れてデータを送信する無線基地局に対して、該無線基地局から送信された信号の受信品質を該送信の後であって次のプリアンブル信号の送信前に移動局が送信することで、該移動局に対して前記次のプリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信されるデータの送信パラメータを変更可能な移動通信システムにおいて、
   前記移動局は、
   前記受信品質を、前記プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信される前記データについて測定した受信品質に基づいて生成する受信品質生成部、を備え、
   前記無線基地局は、
   前記プリアンブル信号の送信に対して時間的に遅れてデータを送信し、その後、前記移動局からの信号を受信する一連のサイクルを繰り返して行うものであり、
   前記移動局からの信号を受信する受信期間において該移動局から受信した信号の受信品質を測定する受信品質測定部と、
   該受信期間の後、次に前記移動局に送信するフレームのデータに適用する送信パラメータを、該受信品質測定部で測定された受信品質に基づいて制御する制御部と、を備えた
   ことを特徴とする移動通信システム。
2. 前記移動局の前記受信品質生成部は、前記受信品質の生成を行う際に、前記プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信される前記データについて測定した受信品質および前記プリアンブル信号について測定した受信品質の双方を用いることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
3. 前記移動局の前記受信品質生成部は、前記受信品質の生成を行う際に、前記プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信されるパイロット信号に基づいて、前記プリアンブル信号に対して時間的に遅れて送信される前記データについて測定した受信品質を用いることを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
4. 前記データは、前記移動局宛に送信されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
5. 前記移動局の前記受信品質生成部は、他の移動局宛に送信されたデータに対する受信品質を、自局宛に送信されたデータに対する受信品質に基づいて補間することを特徴とする請求項４に記載の移動通信システム。
6. 前記データは、前記無線基地局と通信する全ての移動局宛に送信されたデータであることを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
7. 前記無線基地局の前記受信品質測定部は、前記移動局から受信したパイロット信号に基づいて、前記移動局から受信したデータの受信品質を測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の移動通信システム。
8. 前記無線基地局の前記受信品質測定部は、欠落した信号に対する受信品質を、前記移動局から受信した信号の測定により得た受信品質に基づいて補間し、前記送信パラメータを、前記測定により得た受信品質および前記補間により得た受信品質の双方に基づいて制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の移動通信システム。

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