JP5285962B2 - 無線通信システム、基地局及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、基地局及び無線通信方法に関する。

従来、携帯電話機の携帯端末等を有する無線通信システムでは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式またはＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）等を多元接続方式として、１つのキャリアによって携帯端末と基地局との間の通信を行うシングルキャリア通信が採用されていた。しかし、近年、次世代のブロードバンド無線通信システムとしてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続方式）等のマルチキャリア通信が注目を集めている。

そして、このシングルキャリア通信とマルチキャリア通信を動的に切り替えることが出来るものとして、下記特許文献１には、送信装置、受信装置、移動通信システム及び送信制御方法が開示されている。この下記特許文献１における送信装置は、シングルキャリア通信またはマルチキャリア通信のいずれかの無線アクセス方式に切り替える切替手段と、切り替えられた無線アクセス方式に応じて高速フーリエ変換または直並列変換のいずれかを施した拡散後のチップ系列に対して無線リソースを割り当てることによって周波数領域の信号を生成する周波数領域信号生成手段と、周波数領域の信号に対して高速逆フーリエ変換を施すことによって送信信号を生成する送信信号生成手段とを具備する。また、受信装置は、自身と送信装置との距離または送信装置における送信電力に応じて送信装置が使用する無線アクセス方式を決定する無線アクセス方式決定手段を具備する。
特開２００７−１５１０５９号公報

ところで、上記従来技術は、受信装置と送信装置との距離または送信装置における送信電力に応じてシングルキャリア通信またはマルチマルチキャリア通信のいずれかへ切り替えられている。しかしながら、シングルキャリア通信には、消費電力を抑えることが出来るという利点はあるが、マルチキャリア通信と比較してマルチパスの影響を受け易く、通信品質の劣化を招き易いという問題がある。その為、上記従来技術のように、マルチパスを考慮せずにシングルキャリア通信またはマルチキャリア通信方式へ切り替えてしまうと通信品質の劣化を招く恐れがある。

本発明は、上述した事情を鑑みたものであり、無線通信におけるマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信のいずれかに動的に切り替えることによって、マルチパスによる通信品質の劣化を抑えることが出来るものを提供することを目的とする。

本発明は、信号を送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを有する無線通信システムであって、フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、前記切替指示に基づいて第２の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第１の通信切替手段とを具備する前記第１の通信装置と、前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第２の通信切替手段を具備する前記第２の通信装置と、を有し、前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、前記マルチパス判定手段は、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする。

前記通信切替指示送信手段は、前記マルチパス判定手段の判定結果が、所定の基準より大きい場合にはマルチキャリア通信への切替を指示し、所定の基準より小さい場合には、シングルキャリア通信への切替を指示することを特徴とする。

前記マルチパス判定手段は、前記信号電力検出手段が検出した前記基本波電力及び前記雑音電力の時間的な平均値を算出して、前記平均値に基づいてマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする。

前記第２の通信装置は、前記信号電力検出手段と、前記マルチパス判定手段とを具備し、前記第２の通信切替手段では、前記第２の通信装置が具備するマルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチパスの影響が大きい場合には、マルチキャリア通信へ切り替え、マルチパスの影響が小さい場合には、シングルキャリア通信に切り替えることを特徴とする。

前記第１の通信装置が基地局であり、前記第２の通信装置が携帯端末であることを特徴とする。

本発明は、携帯端末と信号を送受信する基地局であって、フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替手段と、を有し、前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、前記マルチパス判定手段は、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする。

本発明は、信号を送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを有する無線通信システムの無線通信方法であって、前記第１の通信装置が、フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、前記切替指示に基づいて第２の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第１の通信切替ステップと、を有し、前記第２の通信装置が、前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第２の通信切替ステップを有し、前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、前記マルチパス判定ステップは、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする。

本発明は、携帯端末と信号を送受信する基地局の無線通信方法であって、フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替ステップと、を有し、前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、前記マルチパス判定ステップは、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする。

本発明によれば、無線通信システムが、フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいて、マルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、前記切替指示に基づいて第２の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第１の通信切替手段とを具備する前記第１の通信装置と、前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第２の通信切替手段を具備する前記第２の通信装置とを有することによって、第２の通信装置が、マルチパスの影響が大きい場合にマルチパスに対する耐性の強いマルチキャリア通信に切り替え、またマルチパスの影響が小さい場合にマルチパスに対する耐性は弱いが消費電力を抑えることが出来るシングルキャリア通信に切り替える為、マルチパスによる通信品質の劣化を抑えることが出来る。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、携帯端末及び携帯端末と通信する基地局を有する無線通信システムに関する。
図１は、本実施形態に係る無線通信システムＡのシステム構成図である。
この無線通信システムＡは、図１に示すように携帯端末Ａ１及び基地局Ａ２から構成される。

携帯端末Ａ１と基地局Ａ２とは、下り方向を直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式によるマルチキャリア通信によって、また上り方向をＯＦＤＭＡ方式によるマルチキャリア通信と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）方式によるシングルキャリア通信とを動的に切り替えることによって相互に通信する通信装置である。基地局Ａ２は、その他の基地局（図示略）と所定間隔をあけて離散的に配置されており、各々に割り当てられたセルにおいて携帯端末Ａ１と通信を行う。

周知のようにＯＦＤＭＡ方式とは、携帯端末Ａ１及び他の携帯端末（図示略）が直交関係にある全てのサブキャリアを共有し、複数のサブキャリアの集まりを１つのグループとして位置づけ、各携帯端末に割り当てることによって多元接続を実現する技術である。また、ＦＤＭＡ方式とは、周波数帯域全体を複数の帯域に分割して、各帯域をキャリアとして携帯端末Ａ１及び他の携帯端末に割り当てることによって多元接続を実現する技術である。そして、無線通信システムＡでは、ＦＤＭＡ方式において携帯端末Ａ１に１つのキャリアを割り当てる。

次に、携帯端末Ａ１及び基地局Ａ２の機能構成を、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る無線通信システムＡの携帯端末Ａ１の機能構成を示す機能ブロック図であり、図３は、本実施形態に係る無線通信システムＡの基地局Ａ２の機能構成を示す機能ブロック図である。携帯端末Ａ１は、図２に示すように、通信部１、操作部２、表示部３及び制御部４から構成されている。

通信部１、制御部４による制御の下、基地局Ａ２と音声信号、データ信号及び制御信号等の各種信号の送受信を行う。
操作部２、電源キー、テンキー、各種ファンクションキー等の各種操作キーから構成されており、これらの操作キーに対するユーザの操作指示を制御部４に出力する。
表示部３は、例えば液晶モニタまたは有機ＥＬモニタ等であり、制御部４から入力される信号に基づいて画像や文字からなる各種画面を表示する。

制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される内部メモリ並びに上記通信部１、操作部２及び表示部３と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム、通信部１が受信する信号及び操作部２が受け付ける操作指示に基づいて携帯端末Ａ１の全体動作を制御する。

なお、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムは、ＯＦＤＭＡ方式／ＦＤＭＡ方式切替プログラムを備えており、制御部４はこのＯＦＤＭＡ方式／ＦＤＭＡ方式切替プログラムに基づいて上り方向の通信におけるＯＦＤＭＡ方式とＦＤＭＡ方式とを切り替えるＯＦＤＭ方式／ＦＤＭＡ方式切替処理を実行する。なお、制御部４が実行するＯＦＤＭＡ方式／ＦＤＭＡ方式切替処理の詳細については、以下に携帯端末Ａ１の動作として説明する。

そして、基地局Ａ２は、図３に示すように、受信部１１、送信部１２及び制御部１３から構成されている。受信部１１は、無線信号受信部１１ａ、ＧＩ（Guard interval）除去復調処理部１１ｂ及びＧＩ含有復調処理部１１ｃから構成されている。
無線信号受信部１１ａは、携帯端末Ａ１からアンテナを介して入力された多重化信号（ＯＦＤＭ信号）をＲＦ周波数帯の信号からＩＦ周波数帯の信号に変換し、ＩＦ周波数帯のＯＦＤＭ信号をローノイズ増幅器等により増幅し、この増幅したＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄコンバータによりアナログ信号からデジタル信号に変換し、このＯＦＤＭ信号をＧＩ除去復調処理部１１ｂとＧＩ含有復調処理部１１ｃとへ出力する。

そして、上記ＧＩ除去復調処理部１１ｂは、ＧＩ除去部１１ｂ‐１、第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２、第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３及び第１Ｐ／Ｓ（Parallel Serial）変換部１１ｂ‐４から構成されている。
ＧＩ除去部１１ｂ‐１は、無線信号受信部１１ａから入力されたＯＦＤＭ信号からガードインターバルを除去し、第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２に出力する。

第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２は、ガードインターバル除去部２ｂから入力されたＯＦＤＭ信号をフーリエ変換処理によって各サブキャリア毎の変調信号に変換し、この各変調信号を各サブ第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３に出力する。また、第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２では、フーリエ変換処理によって各サブキャリアの電力及び雑音の電力を検出し、この各サブキャリアの電力及び雑音の電力を制御部１３に入力する。

第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３は、サブキャリアと同数設けられており、変調信号を位相補正／周波数補正／電力補正すると共にサブキャリアに基づいてデジタル復調することによりデータ信号に変換し、このデータ信号を第１Ｐ／Ｓ変換部１１ｂ‐４に出力する。
第１Ｐ／Ｓ変換部１１ｂ‐４は、各第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３から入力される複数のデータ信号を1つのデータ信号に合成し、このデータ信号を制御部１３へ出力する。

さらに、ＧＩ含有復調処理部１１ｃは、第２高速フーリエ変換部１１ｃ‐１、第２サブキャリア復調部１１ｃ‐２及び第２Ｐ／Ｓ変換部１１ｃ‐３から構成されている。なお、第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２と第２高速フーリエ変換部１１ｃ‐１、第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３と第２サブキャリア復調部１１ｃ‐２、第１Ｐ／Ｓ変換部１１ｂ‐４と第２Ｐ／Ｓ変換部１１ｃ‐３とは、それぞれ同じ機能を有するものである。

送信部１２は、制御部１３の制御の下、データ信号に対してシリアル／パラレル変換処理、サブキャリア変調処理及び逆高速フーリエ変換処理等を実行することによって生成したＯＦＤＭ信号を携帯端末Ａ１へ送信する。
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される内部メモリ並びに上記受信部１１及び送信部１２と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム及び受信部１１が受信する信号に基づいて基地局Ａ２の全体動作を制御する。

なお、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムは、マルチパス判定プログラムを備えており、制御部１３はこのマルチパス判定プログラム及び携帯端末Ａ１から受信した信号に基づいてマルチパス判定処理を実行する。なお、制御部１３が実行するマルチパス判定処理の詳細については、以下に基地局Ａ２の動作として説明する。

次に、上記構成の無線通信システムＡにおける携帯端末Ａ１及び基地局Ａ２の動作について、図４のシーケンス図を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る無線通信システムＡの携帯端末Ａ１及び基地局Ａ２の動作を示すシーケンス図である。
まず、携帯端末Ａ１が、上り方向をＯＦＤＭＡ方式によって通信している場合に、携帯端末Ａ１の制御部４が、ＯＦＤＭ信号を基地局Ａ２へ通信部１に送信させる。（ステップＳ１）
そして、基地局Ａ２において、携帯端末Ａ１からのＯＦＤＭ信号がアンテナを介して無線信号受信部１１ａにＯＦＤＭ信号が入力されると、無線信号受信部１１ａは、ＯＦＤＭ信号へ周波数変換処理及びアナログ／デジタル変換処理等を施し、このＯＦＤＭ信号をＧＩ除去復調処理部１１ｂとＧＩ含有復調処理部１１ｃとへ出力する。

ＧＩ除去復調処理部１１ｂでは、ＧＩ除去部１１ｂ‐１が、無線信号受信部１１ａから入力されたＯＦＤＭ信号からガードインターバルを除去し、このガードインターバルを除去したＯＦＤＭ信号（第１ＯＦＤＭ信号）を第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２に出力する。
第１高速フーリエ変換部は１１ｂ‐２は、ＧＩ除去部１１ｂ‐１から入力された第１ＯＦＤＭ信号をフーリエ変換処理によって各サブキャリア毎の変調信号に変換し、各変調信号を各第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３に出力する。また、第１高速フーリエ変換部１１ｂ‐２は、フーリエ変換処理によって第１ＯＦＤＭ信号から各サブキャリアの電力及び雑音の電力を検出し、この各サブキャリアの電力及び雑音の電力を制御部１３へ出力する。

第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３は、変調信号を位相補正／周波数補正／電力補正すると共にサブキャリアに基づいてデジタル復調することにより受信データのデータ信号に変換し、このデータ信号を第１Ｐ／Ｓ変換部１１ｂ‐４に出力する。第１Ｐ／Ｓ変換部１１ｂ‐４は、各第１サブキャリア復調部１１ｂ‐３から入力される複数のデータ信号を1つのデータ信号に合成し、このデータ信号を制御部１３へ出力する。

また、ＧＩ含有復調処理部１１ｃでは、第２高速フーリエ変換部は１１ｃ‐１は、無線信号受信部１１ａから入力されたＯＦＤＭ信号（第２ＯＦＤＭ信号）をフーリエ変換処理によって各サブキャリア毎の変調信号に変換し、各変調信号を各第２サブキャリア復調部１１ｃ‐２に出力する。また、第２高速フーリエ変換部１１ｃ‐１は、フーリエ変換処理によって第２ＯＦＤＭ信号から各サブキャリアの電力及び雑音の電力を検出し、この各サブキャリアの電力及び雑音の電力を制御部１３へ出力する。

第２サブキャリア復調部１１ｃ‐２は、変調信号を位相補正／周波数補正／電力補正すると共にサブキャリアに基づいてデジタル復調することにより受信データのデータ信号に変換し、このデータ信号を第２Ｐ／Ｓ変換部１１ｃ‐３に出力する。
第２Ｐ／Ｓ変換部１１ｃ‐３は、各第２サブキャリア復調部１１ｃ‐２から入力される複数のデータ信号を1つのデータ信号に合成し、このデータ信号を制御部１３へ出力する。

制御部１３は、第1高速フーリ変換部１１ｂ‐２から入力される第１ＯＨＤＭ信号の各サブキャリアの電力及び雑音に基づいて第１ＯＨＤＭ信号のＳＮＲ（Signal to Noise ratio）を算出し、また第２高速フーリ変換部１１ｃ‐１から入力される第２ＯＨＤＭ信号の各サブキャリアの電力及び雑音に基づいて第２ＯＨＤＭ信号のＳＮＲ（Signal to Noise ratio）を算出する。そして、制御部１３は、第１ＯＦＤＭ信号のＳＮＲと第２ＯＦＤＭ信号のＳＮＲを比較して、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号のＳＮＲに所定のしきい値以上の差が存在するか否か判定する（ステップＳ２）。

制御部１３は、ステップＳ２において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわち第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号のＳＮＲに所定のしきい値以上の差が存在しない場合には、ＦＤＭＡ方式切替指示を携帯端末Ａ１へ送信部１２に送信させ（ステップＳ３）、ステップＳ２において『ＹＥＳ』と判定した場合には、すなわち第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号のＳＮＲに所定のしきい値以上の差が存在する場合には、ＯＦＤＭＡ方式切替指示を携帯端末Ａ１へ送信部１２に送信させる（ステップＳ４）。また、制御部１３は、ＧＩ除去復調処理部１１ｂから入力されるデータ信号に基づいて各種処理を実行する。

ここで、上記第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号とのＳＮＲの差と、マルチパスとの関係性について説明する。
マルチパスが発生すると、基地局Ａ２では直接波及び反射波を同時に受信するになり、基地局Ａ２が実際に受信する信号は、この直接波と反射波の合成波になる。この際、信号における前のシンボルと後ろのシンボルが重なる部分が雑音になる。その為、ガードインターバルを設けて前後のシンボルの間をあけることによって、前後のシンボルの重なり部分を無視して、雑音の発生を抑えている。また、カードインターバルは、後続のシンボルに基づいて生成される。

そして、直接波及び反射波の合成波からガードインターバルを除去することによって、雑音を除去したシンボルによって構成された第１ＯＦＤＭ信号が生成される。また、ガードインターバルを除去しない場合には、前後のシンボルの重なり、すなわち雑音を含む第２ＯＦＤＭ信号が生成される。そして、マルチパスによって反射波が増えると、第２ＯＦＤＭ信号に含まれる雑音の割合が高くなり、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号とのＳＮＲに大きな差が生じる。

携帯端末Ａ１の制御部４は、基地局Ａ２からＦＤＭＡ方式切替指示またはＯＦＤＭＡ方式切替指示を通信部１が受信したか否か判定し（ステップＳ５）、ステップＳ５においてＦＤＭＡ方式切替指示を受信したと判定した場合には、上り方向の通信の通信方式をＯＦＤＭＡ方式からＦＤＭＡ方式へ切り替え（ステップＳ６）、ステップＳ５においてＯＦＤＭＡ方式切替指示を受信したと判定した場合には、継続して上り方向の通信をＯＦＤＭＡ方式によって実行する（ステップＳ７）。また、制御部４は、既にＦＤＭＡ方式によって上り方向の通信を実行していた場合には、ＦＤＭＡ方式切替指示を受信すると、継続して上り方向の通信をＦＤＭＡ方式によって実行し、ＯＦＤＭＡ方式切替指示を受信すると、上り方向の通信の通信方式をＦＤＭＡ方式からＯＦＤＭＡ方式へ切り替える。
そして、基地局Ａ２の制御部は、受信部１１が携帯端末Ａ１から受信した応答信号に基づいて、上り方向の通信をＯＦＤＭＡ方式またはＦＤＭＡ方式に切り替える。

以上説明したように、基地局Ａ２が、携帯端末Ａ１から信号を受信すると、ガードインタバルを除去した信号とガードインターバルを除去しない信号を生成し、この両方の信号にフーリエ変換処理を施すことによって基本波と雑音の電力を検出し、制御部１３がその両方の信号の基本波及び雑音の電力に基づいて両方の信号のＳＮＲを算出し、２つのＳＮＲに所定のしきい値以上の差が存在する場合には、すなわちマルチパスの影響が大きい場合には、携帯端末Ａ１へＯＦＤＭＡ方式切替指示を送信し、２つのＳＮＲに所定のしきい値以上の差が存在しない場合には、すなわちマルチパスの影響が小さい場合には、携帯端末Ａ１へＦＤＭＡ方式切替指示を送信することによって、携帯端末Ａ１は、マルチパスの影響が大きい場合に、ＯＦＤＭＡ方式のマルチキャリア通信を実行し、またマルチパスの影響が小さい場合には、ＦＤＭＡ方式のシングルキャリア通信を実行する為、携帯端末Ａ１はマルチパスの影響による通信品質の劣化を抑えることが出来る。また、携帯端末Ａ１は、マルチパスによる影響が小さい場合には、ＦＤＭＡ方式のシングルキャリア通信を実行することによって、消費電力の大きいＯＦＤＭＡ方式によって常時通信しない為、消費電力を抑えることが出来る。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号とのＳＮＲを比較して、マルチパスの影響を判断したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、信号に含まれる各ガードインターバルにフーリエ変換処理を施すことによってその基本波と雑音の電力を検出し、この基本波と雑音の電力から算出したＳＮＲに基づいてマルチパスの影響を判断するようにしてもよい。上記において説明したように、ガードインターバルは、後続のシンボルに基づいて生成されたものであり、マルチパスの影響が少ない場合には、ガードインターバルには、その後続のシンボルの信号がそのまま含まれる。しかし、マルチパスの影響が大きくなると、後続のシンボルの信号以外の雑音が多く含まれる。その為、最新のガードインターバルと過去のカードインターバルのＳＮＲを比較することによって、現在のマルチパスの影響を判断することが出来る。また、第１ＯＦＤＭ信号のシンボルのサブキャリア及び雑音の電力を検出し、この基本波と雑音の電力を所定のしきい値と比較することによって、マルチパスの影響を判断するようにしてもよい。なお、マルチパスの影響を判断する際、信号の基本波と雑音の時間的な平均値を算出し、その平均値に基づいて判断するようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、基地局Ａ２がマルチパスの影響を判断して、携帯端末Ａ１は、基地局Ａ２から受信したＯＦＤＭＡ方式切替指示または、ＦＤＭＡ方式切替指示に基づいてＯＦＤＭＡ方式によるマルチキャリア通信とＦＤＭＡ方式によるシングルキャリア通信を切り替えたが、本発明はこれに限定されない。
例えば、基地局Ａ２によってマルチパスの影響を判断するのではなく、携帯端末Ａ１自身が、マルチパスの影響を判断し、その結果に基づいてＯＦＤＭＡ方式によるマルチキャリア通信とＦＤＭＡ方式によるシングルキャリア通信を切り替えるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、制御部１３が、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号の各キャリアの電力及び雑音の電力に基づいてＳＮＲを算出し、第１ＯＦＤＭ信号と第２ＯＦＤＭ信号とのＳＮＲを比較することによって、マルチパスの影響を判断したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ＥＶＮ（Error Vector Magnitude）、ＣＩＲ（Carrier to Interference power Ratio）、ＣＮＲ(Carrier to Noise Ratio)及びＳＩＮＲ(Signal to Interference and Noise Ratio)等のＳＮＲ以外の他の通信品質情報を用いてマルチパスの影響を判断するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムＡのシステム構成図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムＡの携帯端末Ａ１の機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムＡの基地局Ａ２の機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信システムＡの携帯端末Ａ１及び基地局Ａ２の動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

Ａ…無線通信システム、Ａ１…携帯端末、Ａ２…基地局、１…通信部、２…操作部、３…表示部、４…制御部、１１…受信部、１１ａ…無線信号受信部、１１ｂ…ＧＩ除去復調処理部、１１ｂ‐１…ＧＩ除去部、１１ｂ‐２…第１高速フーリエ変換部、１１ｂ‐３…第１サブキャリア復調部、１１ｂ‐４…第１Ｐ／Ｓ変換部、１１ｃ…ＧＩ含有復調処理部、１１ｃ‐１…第２高速フーリエ変換部、１１ｃ‐２…第２サブキャリア復調部、１１ｃ‐３…第２Ｐ／Ｓ変換部、１２…送信部、１３…制御部

Claims (8)

1. 信号を送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを有する無線通信システムであって、
   フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、
   前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、
   前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、
   前記切替指示に基づいて第２の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第１の通信切替手段とを具備する前記第１の通信装置と、
   前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第２の通信切替手段を具備する前記第２の通信装置と、
   を有し、
   前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
   前記マルチパス判定手段は、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信システム。
2. 前記通信切替指示送信手段は、前記マルチパス判定手段の判定結果が、所定の基準より大きい場合にはマルチキャリア通信への切替を指示し、所定の基準より小さい場合には、シングルキャリア通信への切替を指示することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
3. 前記マルチパス判定手段は、前記信号電力検出手段が検出した前記基本波電力及び前記雑音電力の時間的な平均値を算出して、前記平均値に基づいてマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記第２の通信装置は、前記信号電力検出手段と、前記マルチパス判定手段とを具備し、
   前記第２の通信切替手段では、前記第２の通信装置が具備するマルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチパスの影響が大きい場合には、マルチキャリア通信へ切り替え、マルチパスの影響が小さい場合には、シングルキャリア通信に切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記第１の通信装置が基地局であり、前記第２の通信装置が携帯端末であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
6. 携帯端末と信号を送受信する基地局であって、
   フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出手段と、
   前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定手段と、
   前記マルチパス判定手段の判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信手段と、
   携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替手段と、
   を有し、
   前記信号電力検出手段は、受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
   前記マルチパス判定手段は、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする基地局。
7. 信号を送受信する第１の通信装置と第２の通信装置とを有する無線通信システムの無線通信方法であって、
   前記第１の通信装置が、
   フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、
   前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、
   前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、
   前記切替指示に基づいて第２の通信装置との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える第１の通信切替ステップと、
   を有し、
   前記第２の通信装置が、
   前記マルチキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をマルチキャリア通信へ切り替え、前記シングルキャリア通信切替指示を受信すると、第１の通信装置との通信をシングルキャリア通信へ切り替える第２の通信切替ステップ
   を有し、
   前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
   前記マルチパス判定ステップは、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信方法。
8. 携帯端末と信号を送受信する基地局の無線通信方法であって、
   フーリエ変換処理によって受信信号の基本波電力及び雑音電力を検出する信号電力検出ステップと、
   前記基本波電力及び前記雑音電力に基づいてマルチパスの影響の大小を判定するマルチパス判定ステップと、
   前記マルチパス判定ステップの判定結果に基づいてマルチキャリア通信への切り替え指示であるマルチキャリア通信切替指示、またはシングルキャリア通信への切り替え指示であるシングルキャリア通信切替指示を送信する通信切替指示送信ステップと、
   携帯端末との通信をマルチキャリア通信またはシングルキャリア通信に切り替える通信切替ステップと、
   を有し、
   前記信号電力検出ステップは、前記受信信号からガードインターバルを除去した第１の信号の基本波電力及び雑音電力を検出する共に前記受信信号からガードインターバルを除去しない第２の信号の基本波電力及び雑音電力を検出し、
   前記マルチパス判定ステップは、前記第１の信号の基本波電力及び雑音電力と、前記第２の信号の基本波電力及び雑音電力とを比較することによってマルチパスの影響の大小を判定することを特徴とする無線通信方法。

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