(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭＡを使用して、ＯＦＤＭＡシンボル番号の軸とサブチャネル番号の軸で構成される２次元のフレーム構造における通信リソースに通信相手毎の通信データを割り当てて、当該通信相手との間でリアルタイムの音声データを無線により通信する無線通信装置で、効果的にスケジューリングを行う。【解決手段】通信品質検出手段２１が通信相手毎の通信品質に関する情報を検出し、伝送誤り耐性検出手段２２が通信相手毎の音声符号化方式の伝送誤り耐性に関する情報を検出し、スケジューリング手段２３が検出された通信品質に関する情報と検出された伝送誤り耐性に関する情報に基づいて通信データの割り当ての優先度を制御する。【選択図】  図１
2010074717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭＡを使用して、ＯＦＤＭＡシンボル番号の軸とサブチャネル番号の軸で構成される２次元のフレーム構造における通信リソースに通信相手毎の通信データを割り当てて、当該通信相手との間でリアルタイムの音声データを無線により通信する無線通信装置において、
前記通信相手毎の通信品質に関する情報を検出する通信品質検出手段と、
前記通信相手毎の音声符号化方式の伝送誤り耐性に関する情報を検出する伝送誤り耐性検出手段と、
前記通信品質検出手段により検出された通信品質に関する情報と前記伝送誤り耐性検出手段により検出された伝送誤り耐性に関する情報に基づいて、前記通信データの割り当ての優先度を制御するスケジューリング手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、基地局装置（ＢＳ）用の無線通信装置に関し、特に、多元接続方式として直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を使用し、各ユーザの入力音声データをデータバーストへ割り当てるスケジューリング機能を有する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、日本・欧州の地上波デジタルＴＶ放送、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）、高速無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格のＩＥＥＥ８０２．１１ａ、更にはＷｉＭＡＸなど、ブロードバンドやユビキタス・ネットワークを実現するほとんどの通信アプリケーションに採用されている。
【０００３】
ＯＦＤＭは、中心周波数が異なる複数のサブキャリア（副搬送波）を利用することで、高い周波数効率を実現しており、送信するデータを細かく分割し、複数のサブキャリアに乗せて並列に伝送する多重通信方式である。データを分割することで、１つのサブキャリア当たりのシンボル伝送速度をシリアル転送する場合よりも遅くすることができ、位相補正などに使用されるパイッロット信号を挿入することもできる。このため、全体としてフェージング（無線通信において信号の強度等が時間的・空間的に大きく変化する現象）の影響を小さくすることができる。
【０００４】
また、ＯＦＤＭでは、隣り合うサブキャリアの帯域が重なり合うほど近接させても干渉することがないように、互いに「直交」させて送信が行われる。加えて、ＯＦＤＭは、データを時間的に一部重複させて送る「ガードインターバル」を用いており、乱反射などによって受信地点に時間的にズレを持った信号（ゴースト）が到来しても、マルチパス障害が出ないシステムを実現することができる。この特長が、マルチパスが発生しやすい地上波デジタルＴＶ放送にＯＦＤＭが採用された大きな理由の一つである。
【０００５】
直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）は、ＯＦＤＭと同じように搬送波を複数のサブキャリアに分割するが、分割されたサブキャリアをグループ化する点がＯＦＤＭとは異なる。グループ内のサブキャリアをサブチャネルと呼び、単一のユーザがこれらのサブチャネルを占有する場合もあれば、複数のユーザでサブチャネルを共有する場合もある。
【０００６】
ＯＦＤＭＡを採用したシステムとしてＷｉＭＡＸを取り上げて説明する。なお、ＷｉＭＡＸの無線アクセス方式は以下の標準規格として規定されている。
「ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１６ｅ−２００５  ａｎｄ  ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１６−２００４／Ｃｏｒ１−２００５：
ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ
Ｐａｒｔ  １６：  Ａｉｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  Ｆｉｘｅｄ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ
Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ  ２：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｌａｙｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｆｉｘｅｄ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ
Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｌｉｃｅｎｓｅｄ  Ｂａｎｄｓ
Ａｎｄ  Ｃｏｒｒｉｇｅｎｄｕｍ  １，  ２８  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００６」
【０００７】
図５には、ＯＦＤＭＡを使用したＷｉＭＡＸ基地局（ＢＳ）用の無線通信装置の物理層の構成の一例を示してある。
なお、図５では、同期処理、チャネル推定処理、等化処理、電力制御処理等の処理（本発明に直接関係しない機能の処理）については省略している。
また、本例では、通信データは音声信号であることを前提に説明する。
また、基地局装置からユーザ（例えば、移動局装置などの通信端末装置）への通信を下り通信と言い、ユーザから基地局装置への通信を上り通信と言う。
【０００８】
また、図５に示される無線通信装置の構成や動作は、概略的には、後述する実施例で参照される図１に示されるものと比べて、伝送誤り耐性抽出部２２及びスケジューリング部２３に関する点以外は同様であるため、説明の便宜上から、同様な処理部については同一の符号を付して説明するが、ここでは、本発明を不要に限定する意図は無い。
【０００９】
まず、送信系の処理について説明する。
ユーザへの送信データである送信音声データａ１と割り当て情報ｑ１について、切替器１によりいずれか一方が選択されて、ＢＳ用無線通信装置の物理層処理部に入力される。ここで、割り当て情報ｑ１は、３つの情報（詳細については後述する。）を含み、具体的には、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ：Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｈｅａｄｅｒ）、下り回線の割り当て情報（ＤＬ−ＭＡＰ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ＭＡＰ）、上り回線の割り当て情報（ＵＬ−ＭＡＰ：Ｕｐｌｉｎｋ  ＭＡＰ）を含む。
【００１０】
また、ユーザへの送信音声データａ１には、通信している複数のユーザ分のデータが含まれている。ここで、ユーザへの送信音声データａ１、割り当て情報ｑ１は、共にＭＡＣ層から出力されるプロトコルデータ単位（ＰＤＵ：Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）であり、ＰＤＵはＭＡＣヘッダ、ペイロ−ド、誤り検出符号（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）から構成されている。
【００１１】
本例では、ランダム化処理部３１、誤り訂正符号化部３２、ビットインターリーブ部３３、変調マッピング部３４により、送信シンボル列生成部２が構成されている。
ここで、送信シンボル列生成部２における変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率等の仕様は、スケジューリング部１０１からの出力である割り当て情報ｑ１に含まれる物理層のプロファイルにより規定される。
【００１２】
切替器１からの出力ｂ１は、ランダム化処理部３１に入力される。
ランダム化処理部３１は、入力されたデータをランダム化して、誤り訂正符号化部３２へ出力する。
ここで、ランダム化の目的は、２点あり、具体的には、（１）変調されないキャリアを減らして、効率良く伝送できるようにすること、（２）クロックリカバリに必要なビットが十分に送出されるようにすること、である。
【００１３】
誤り訂正符号化部３２は、入力されたランダム化されたデータｃ１を誤り訂正符号化して、ビットインターリーブ部３３へ出力する。ここで、誤り訂正としては、例えば、ランダム誤り訂正符号化である畳み込み符号化を用いている。
ビットインターリーブ部３３は、入力された誤り訂正符号化が施されたデータｄ１に対して、バースト誤りをランダム誤りへ変換するためにビットインターリーブを実行して、変調マッピング部３４へ出力する。
変調マッピング部３４は、入力されたビットインターリーブされたデータｅ１をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の変調方式を用いて信号点にマッピングして、これにより得られる送信シンボル列ｆ１をＯＦＤＭＡ多重化部３へ出力する。
【００１４】
ここで、送信音声データａ１には、通信している複数のユーザ分のデータが含まれているが、個々の送信シンボル列ｆ１は、個々のユーザ（加入者）端末（ＳＳ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）に対する送信データ列に相当する。
【００１５】
ＯＦＤＭＡ多重化部３は、入力された送信シンボル列ｆ１を細かく分割して、複数のサブキャリアに乗せて並列に伝送するための処理を行い、処理結果である送信信号ｇ１を送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部４へ出力する。
ここで、ＯＦＤＭＡでは、分割されたサブキャリアをグループ化し、グループ内のサブキャリアをサブチャネルと呼ぶ。ＯＦＤＭＡのフレーム構造は、横軸がＯＦＤＭＡのシンボル番号であり、縦軸がサブチャネル番号であるものから構成される２次元の構造を有している。フレーム構造の詳細については後述する。
ＯＦＤＭＡフレーム上の各データバースト（ＯＦＤＭＡシンボル番号及びサブチャネル番号を用いた領域として定義されるもの）へのユーザ音声データ、すなわち送信シンボル列ｆ１の割り当ては、スケジューリング部１０１から出力される割り当て情報ｑ１に基づいて、周波数軸及び時間軸上で適応的に行われる。
【００１６】
送信ＲＦ部４は、入力されたＯＦＤＭＡ多重化された送信信号ｇ１を処理して、処理後の送信信号ｈ１を出力する。送信ＲＦ部４は、送信フィルタ、送信信号を送信キャリア周波数へアップコンバートする直交変調処理部、電力増幅器（パワーアンプ）、送信アンテナから構成されており、これらの処理を行う。
送信ＲＦ部４から出力された送信信号ｈ１は、ＳＳへ送出される。
【００１７】
次に受信系の処理について説明する。
ＳＳから送出されて、伝送路でフェージングや干渉等の影響を受けた受信信号ｉ１が受信ＲＦ部１１に入力される。
受信ＲＦ部１１は、入力された受信信号ｉ１を処理して、処理後の受信信号ｊ１をＯＦＤＭＡ分割部１２へ出力する。受信ＲＦ部１１は、受信アンテナ、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、受信信号をベースバンド周波数へダウンコンバートする直交復調処理部、受信フィルタから構成されており、これらの処理を行う。
【００１８】
ＯＦＤＭＡ分割部１２は、スケジューリング処理部１０１から出力される割り当て情報ｑ１に基づいて、受信ＲＦ部１１から入力された受信信号ｊ１をユーザ毎の受信シンボル列ｋ１に分割して、復調デマッピング部４１へ出力する。
以降の処理は、ユーザ毎の受信シンボル列に対してそれぞれ実行される。
【００１９】
本例では、復調デマッピング部４１、ビットインターリーブ部４２、誤り訂正復号部４３、ランダム化復元処理部４４により、受信シンボル列復調部１３が構成されている。
受信シンボル列復調部１３における復調方式、誤り訂正復号方式、符号化率等の仕様は、スケジューリング部２３から出力される割り当て情報ｑ１に含まれる物理層のプロファイルにより規定される。
【００２０】
復調デマッピング部４１は、入力されたユーザ毎の受信信号である受信シンボル列ｋ１をデマッピングにより受信ビット列ｌ１へ変換して、ビットデインターリーブ部４２へ出力する。
ビットデインターリーブ部４２は、入力された受信ビット列ｌ１をビットデインターリーブして、これにより得られるバースト誤りがランダム誤りに変換されたビット列ｍ１を誤り訂正復号部４３へ出力する。
誤り訂正復号部４３は、入力されたビット列ｍ１に対して誤り訂正復号を施して、その処理結果のビット列ｎ１をランダム復元処理部４４へ出力する。ここで、誤り訂正復号としては、例えば、ビタビ復号が用いられている。
ランダム復元処理部４４は、入力されたビット列ｎ１に対して、送信側のランダム化とは逆の処理を行って、これにより得られる受信音声データｏ１を出力する。
【００２１】
また、この受信音声データｏ１は、ユーザ回線品質抽出部２１に入力される。
ユーザ回線品質抽出部２１は、入力された受信音声データｏ１からユーザ回線品質情報ｐ１を抽出して、スケジューリング部１０１へ出力する。ここで、ユーザ回線品質情報ｐ１は、各ＳＳからＢＳへ報告される回線品質情報であり、例えば、各ＳＳで測定された信号対干渉雑音比（ＣＩＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ａｎｄ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）に基づく値である。
【００２２】
スケジューリング部１０１は、ユーザ音声データをデータバーストへ割り当てる処理を行う機能を有している。この割り当ての方法としては、一例として、ユーザ回線品質情報ｐ１が示すＣＩＮＲから計算される所定の評価関数Ｆｉ（ｔ）が大きいユーザから優先的に割り当てるように制御する。ここで、ｉはユーザを示すインデックスであり、ｔは時刻を示す。
【００２３】
ＳＳｉに対する時刻ｔであるときにおける評価関数Ｆｉ（ｔ）の一例を示す。ここで、Ｔｃは、平滑化の時定数を示し、設定値の一例としては１００［ｍｓｅｃ］となる。
評価関数Ｆｉ（ｔ）＝瞬時ＣＩＮＲｉ（ｔ）／平滑化ＣＩＮＲｉ（ｔ）
平滑化ＣＩＮＲｉ（ｔ）＝（１−１／Ｔｃ）×平滑化ＣＩＮＲｉ（ｔ−１）＋（１／Ｔｃ）×瞬時ＣＩＮＲｉ（ｔ−１）
【００２４】
また、スケジューリング部１０１は、各データバーストのプロファイル（変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率等）をユーザ回線品質情報ｐ１に基づいて規定する。
【００２５】
スケジューリング結果である割り当て情報ｑ１に含まれる３つの情報について説明する。
（１）フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）は、後に続く下りバーストのプロファイルを規定している。具体的には、ＤＬ−ＭＡＰのプロファイル（ＤＬ−ＭＡＰで使用する誤り訂正符号の種類、ＤＬ−ＭＡＰメッセージの長さ等）を示す。
（２）下り回線の割り当て情報（ＤＬ−ＭＡＰ）は、下りサブフレームにおけるデータバーストのマッピング情報（フレーム番号、フレーム長、各データバーストの開始ＯＦＤＭＡシンボル番号、開始サブチャネル論理番号、各データバーストを伝送するのに必要なＯＦＤＭシンボル数等）を示し、また、下りサブフレームにおける各データバーストの物理層のプロファイル（変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率等）を規定する。
（３）上り回線の割り当て情報（ＵＬ−ＭＡＰ）は、上りサブフレームにおけるデータバーストのマッピング情報（各データバーストの開始ＯＦＤＭＡシンボル番号、開始サブチャネル論理番号、各データバーストを伝送するのに必要なＯＦＤＭシンボル数等）を示し、また、上りサブフレームにおける各データバーストの物理層のプロファイル（変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率等）を規定する。
なお、ＦＣＨやＤＬ−ＭＡＰやＵＬ−ＭＡＰは全てのＳＳにブロードキャストされる。
【００２６】
次に、図６を参照して、ＯＦＤＭＡのフレーム構造について説明する。
図６には、時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）方式のＯＦＤＭＡのフレーム構造の一例を示してある。
インデックスｎで示されたフレームは、下りサブフレームと上りサブフレームから成る。横軸はＯＦＤＭＡシンボル番号を示し、縦軸はサブチャネル論理番号を示す。
【００２７】
ここで、サブチャネル論理番号について説明する。
ＯＦＤＭＡでは、分割されたサブキャリアをグループ化した後（グループ内のサブキャリアをサブチャネルと呼ぶ）、各サブチャネルに対して、データ伝送用キャリア、位相調整などに使用されるパイロットキャリア、ガードバンドなどに利用されるヌルキャリアを割り当てる。この場合に、グループ毎に、データ伝送用キャリアに割り当てられたサブチャネルのみに対して番号を付与したものをサブチャネル論理番号と言っている。
ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）は、送信／受信切替えのギャップであり、ＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）は、受信／送信切替えのギャップである。
【００２８】
本例のフレーム構造への各バーストの割り当てについて説明する。
フレームの最初に、ＯＦＤＭＡシンボル番号０、サブチャネル論理番号０から、フレーム同期や搬送波再生やクロック再生等に使用されるプリアンブルが配置され、次に、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰの順に配置される。
下りサブフレームの残りの部分は、個々のＳＳ（ユーザ）に対するデータバーストで構成される。各データバーストには、ＤＬ−ＭＡＰで規定された割り当て領域、及びバーストプロファイルに従う変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率が割り当てられる。
【００２９】
図６の例では、下り回線のデータバーストについて、下りデータバースト＃１〜＃７と記している。
各データバーストの配置の仕方としては、まだ割り当てられていない、最小のＯＦＤＭＡシンボル番号、最小のサブチャネル論理番号から割り当てを開始し、ＯＦＤＭＡシンボル番号の増加方向に２シンボル単位で割り当てを行って、データ領域の最後のシンボルに達したら、次のサブチャネル論理番号の最小のＯＦＤＭＡシンボル番号へ折り返して割り当てを行う。
なお、図６の例では、簡単のため、各データバーストはデータ領域の最後のシンボルで終了するように描いている。また、各下りデータバーストへは複数のＳＳ（ユーザ）について割り当てることも可能であるが、以下の説明では、説明を簡単にするために、１つのデータバーストに１つのＳＳ（ユーザ）を割り当てることを前提とする。
【００３０】
下りサブフレームの後、ＴＴＧ（送信／受信切替えのギャップ）を空けて、上りサブフレームが開始する。
上りサブフレームは、レンジング領域（図６の例では、ＩＲ）、帯域要求情報領域（図６の例では、ＢＲ）、回線品質情報領域（図６の例では、ＣＱＩ）、自動再送要求情報領域（図６の例では、ＡＣＫ）、及び個々のＳＳ（ユーザ）に対するデータバースト（図６の例では、上りデータバースト＃１〜＃７）から構成される。
【００３１】
レンジング領域（ＩＲ）を使用してＳＳからＢＳへ伝送される信号は、ＢＳとＳＳとの通信タイミングや送信出力の調整を行うために用いられる。
帯域要求情報領域（ＢＲ）は、ＳＳからＢＳへ通信帯域を要求するための制御信号の伝送に用いられる領域である。
回線品質情報領域（ＣＱＩ）は、前記したユーザ回線品質情報ｐ１の伝送に使用される領域である。
自動再送要求情報領域（ＡＣＫ）は、自動再送要求（ＡＲＱ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）機能のための領域であるが、リアルタイム通信が要求される音声通信では使用しない。
【００３２】
個々のＳＳ（ユーザ）に対する各データバーストには、ＵＬ−ＭＡＰで規定された割り当て領域、及びバーストプロファイルに従う変調方式、誤り訂正符号化方式、符号化率が割り当てられる。
図６の例では、上り回線のデータバーストについて、上りデータバースト＃１〜＃７と記している。
各データバーストの割り当ての仕方としては、まだ割り当てられていない、最小のＯＦＤＭＡシンボル番号、最小のサブチャネル論理番号から割り当てを開始し、ＯＦＤＭＡシンボル番号の増加方向に３シンボル単位で割り当てを行い、データ領域の最後のシンボルに達したら、次のサブチャネル論理番号の最小のＯＦＤＭＡシンボル番号へ折り返して割り当てを行う。
なお、図６の例では、簡単のため、各データバーストはデータ領域の最後のシンボルで終了するように描いている。
【００３３】
ＢＳ用の無線通信装置への入力である送信音声データａ１に適用される音声符号化方式としては、例えば、あるユーザについては波形符号化方式であるＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１（ＰＣＭ）やＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２６（ＡＤＰＣＭ）が用いられ、別のユーザについてはハイブリッド符号化方式であるＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２９（ＣＳ−ＡＣＥＬＰ）が用いられるというように、複数の異なった方式が用いられる場合もある。
フレーム長の設定の一例としては、フレーム長１０ｍｓｅｃ毎に音声符号化情報をＢＳ用無線通信装置により送受信する。また、ＯＦＤＭＡフレーム長もこれに対応させて１０ｍｓｅｃとし、図６の例において、各ユーザの音声データを下り回線では下りデータバースト＃１〜＃７の内のいずれかに割り当て、上り回線では上りデータバースト＃１〜＃７の内のいずれかに割り当てるものとする。
【００３４】
【特許文献１】特開２００８−０６７１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
ここで、音声通信では、リアルタイム性が要求されるため、データ通信のように自動再送要求（ＡＲＱ）の機能を使用することができない。このため、回線品質が劣悪になるとフレーム消失が発生する。フレーム消失が発生した場合、ハイブリッド符号化方式ではＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２９（ＣＳ−ＡＣＥＬＰ）に規定されているようなフレーム消失補償処理（過去に受信した情報を基にして、現在のフレームを復元する処理）の機能を復号器の中に組み込むことにより再生音声品質の劣化を緩和することができる。
【００３６】
しかしながら、波形符号化方式であるＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１（ＰＣＭ）やＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７２６（ＡＤＰＣＭ）では、上記のようなフレーム消失補償処理を行うことができないため（すなわち、伝送誤り耐性が低いため）、再生音声品質の劣化は避けられない。従って、回線品質が劣悪な状態にあるユーザが伝送誤り耐性が低い波形符号化方式を使用した場合には、通話品質を維持することができなくなり、この状況で通信し続けることは無線リソースの浪費に繋がる、といった問題が生じ得る。
【００３７】
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）方式を使用するに際して、各ユーザの音声データをデータバーストへ割り当てるスケジューリングを効果的に行うことができる無線通信装置（例えば、基地局装置（ＢＳ）用の無線通信装置）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
上記目的を達成するため、本発明では、ＯＦＤＭＡを使用して、ＯＦＤＭＡシンボル番号の軸とサブチャネル番号の軸で構成される２次元のフレーム構造における通信リソースに通信相手毎の通信データ（ここでは、音声データ）を割り当てて、当該通信相手との間でリアルタイムの音声データを無線により通信する無線通信装置において、次のような構成とした。
すなわち、通信品質検出手段が、前記通信相手毎の通信品質に関する情報を検出する。伝送誤り耐性検出手段が、前記通信相手毎の音声符号化方式の伝送誤り耐性に関する情報を検出する。スケジューリング手段が、前記通信品質検出手段により検出された通信品質に関する情報と前記伝送誤り耐性検出手段により検出された伝送誤り耐性に関する情報に基づいて、前記通信データの割り当ての優先度を制御する。
【００３９】
従って、複数の通信相手について、各通信相手毎の通信品質及び音声符号化方式の伝送誤り耐性に基づいて、各通信相手に対するスケジューリングの優先度を制御することにより、例えば、基地局装置（ＢＳ）用の無線通信装置において、ＯＦＤＭＡ方式を使用するに際して、各ユーザ（各通信相手）の音声データをデータバーストへ割り当てるスケジューリングを効果的に行うことができる。
【００４０】
ここで、通信相手としては、種々なものが用いられてもよく、一例として、無線通信装置として基地局装置を用いて、通信相手として複数の移動局装置などを用いることができる。
また、通信データ（ここでは、リアルタイムの音声データ）としては、例えば、無線通信装置から通信相手への通信データや、通信相手から無線通信装置へのデータの一方又は両方が用いられる。
また、通信リソースとしては、例えば、各通信相手の通信データに割り当てるための複数のデータバーストが設けられる。
【００４１】
また、通信品質に関する情報としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、品質の良さ（或いは、悪さ）を示す２段階以上の品質度（例えば、「高」、「低」など）が用いられてもよく、或いは、連続的な数値（例えば、大きいほど品質が良い）が用いられてもよい。
また、通信品質に関する情報としては、例えば、通信装置Ａから通信装置Ｂへ信号を送信して、通信装置Ｂが受信した当該信号の品質を検出して通信装置Ａに通知することで、通信装置Ａが通信装置Ｂへの方向の通信の品質を把握することができる。また、この逆の方向の通信についても同様であるが、例えば、通信装置Ｂから通信装置Ａへの方向の通信の品質も通信装置Ａから通信装置Ｂへの方向の通信の品質と同程度であるような状況では、同一の品質或いは近似する品質を用いることができる。
【００４２】
また、音声符号化方式の伝送誤り耐性に関する情報としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、耐性の良さ（或いは、悪さ）を示す２段階以上の耐性度（例えば、「高」、「低」など）が用いられてもよく、或いは、連続的な数値（例えば、大きいほど耐性が良い）が用いられてもよい。
また、音声符号化方式の伝送誤り耐性に関する情報としては、例えば、音声符号化方式の識別情報が通信データに付されて、その伝送誤り耐性が検出可能にされる。
【００４３】
また、通信品質と伝送誤り耐性に基づいて通信データの割り当ての優先度を決定する場合における通信品質と伝送誤り耐性の組み合わせの仕方としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、通信品質と伝送誤り耐性に関してそれぞれ２段階以上のレベル（例えば、「高」、「低」など）が用いられる場合にはその組み合わせに応じて予め定められた組み合わせ結果（例えば、優先度が高い方から順に「高」、「中」、「低」など）を用いることができ、或いは、通信品質と伝送誤り耐性に関してそれぞれ連続的な数値が用いられる場合にはその数値の加算値（例えば、大きいほど優先度が高い）などを用いることができる。
【００４４】
また、優先度としては、例えば、装置の番号に基づく優先度や、グループ毎の優先度や、予め設定された優先度など、他のものも考慮されてもよく、一例として、通信品質と伝送誤り耐性に基づく優先度が同一であった場合には、更に他の優先度を用いて、優先度を判断することができる。
【００４５】
また、スケジューリングとしては、例えば、通信装置Ａから通信装置Ｂへの方向の通信については、この方向の通信の品質や、この方向で通信されるデータの音声符号化方式の伝送誤り耐性に基づく優先度で、この方向で通信されるデータの割り当てが行われる。また、逆の方向の通信についても同様である。
【発明の効果】
【００４６】
以上説明したように、本発明に係る無線通信装置によると、ＯＦＤＭＡ方式を使用するに際して、各ユーザの音声データをデータバーストへ割り当てるスケジューリングを効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００４８】
本発明の第１実施例を説明する。
図１には、ＯＦＤＭＡを使用したＷｉＭＡＸ基地局（ＢＳ）用の無線通信装置の物理層の構成の一例を示してある。
本例の無線通信装置の物理層には、切替器１と、送信シンボル列生成部２と、ＯＦＤＭＡ多重化部３と、送信ＲＦ部４と、受信ＲＦ部１１と、ＯＦＤＭＡ分割部１２と、受信シンボル列復調部１３と、ユーザ回線品質抽出部２１と、伝送誤り耐性抽出部２２と、スケジューリング部２３を備えている。
【００４９】
送信シンボル列生成部２には、ランダム化処理部３１と、誤り訂正符号化部３２と、ビットインターリーブ部３３と、変調マッピング部３４を備えている。
受信シンボル列復調部１３には、復調デマッピング部４１と、ビットデインターリーブ部４２と、誤り訂正復号部４３と、ランダム化復元処理部４４を備えている。
【００５０】
なお、図１では、同期処理、チャネル推定処理、等化処理、電力制御処理等の処理（本発明に直接関係しない機能の処理）については省略している。
また、本例では、通信データは音声信号であることを前提に説明する。
また、本例の無線通信装置の構成や動作は、概略的には、図５に示されるものと比べて、更に伝送誤り耐性抽出部２２を備えていて、その点でスケジューリング部２３の動作（処理内容）が異なるといった点以外は同様であり、本例では、説明の便宜上から、同様な処理部については同一の符号を付してあり、同様な部分については詳しい説明を省略する。
【００５１】
本例では、ランダム化復元処理部４４から出力された受信音声データｏ１が、ユーザ回線品質抽出部２１と伝送誤り耐性抽出部２２に入力される。
伝送誤り耐性抽出部２２は、ＤＬ（下り回線）では送信音声データａ１から、ＵＬ（上り回線）では受信音声データｏ１から、伝送誤り耐性情報ｒ１を抽出して、スケジューリング部２３へ出力する。
【００５２】
ここで、本例では、送信音声データａ１や受信音声データｏ１といった音声データには、音声符号化方式の識別符号が付加されており、当該識別符号が示す音声符号化方式に対応した伝送誤り耐性情報ｓ１を伝送誤り耐性抽出部２２が抽出して出力する。
図２には、伝送誤り耐性情報の出力例を示してある。
伝送誤り耐性情報ｒ１としては、例えば、音声データに含まれる音声符号化方式の識別符号が、Ｇ．７２６（ＡＤＰＣＭ）やＧ．７１１（ＰＣＭ）を示す場合には伝送誤り耐性は「低」（伝送誤り率１ｅ−３程度まで通話可能）であり、Ｇ．７２９（ＣＳ−ＡＣＥＬＰ）を示す場合には伝送誤り耐性は「高」（伝送誤り率１ｅ−２程度まで通話可能）であり、これらの情報を出力する。
このように、音声符号化方式とそれに適用されている誤り訂正方式（なお、誤り訂正方式を用いない音声符号化方式もある）により伝送誤り耐性が異なり、例えば、図２に示されるような情報が伝送誤り耐性抽出部２２のメモリに記憶されている。
【００５３】
スケジューリング部２３は、ユーザ回線品質抽出部２１から出力されたユーザ回線品質情報ｐ１と、伝送誤り耐性抽出部２２から出力された伝送誤り耐性情報ｒ１に基づいて、各ユーザの音声データをデータバーストへ割り当てる際におけるユーザの優先度を決定する。
【００５４】
ここで、この動作について説明する。
図３には、各ユーザに対するデータバーストの割り当ての一例を示してある。
具体的には、各ユーザ＃１〜＃１２と、各ユーザの回線品質（本例では、「低」又は「高」）と、各ユーザの伝送誤り耐性（本例では、「低」又は「高」）と、データバーストへの割り当ての優先度（本例では、「低」、「中」又は「高」）と、データバーストの割り当ての結果（本例では、データバーストの番号＃１〜＃７）の対応を示してある。
なお、「高」、「低」の順でユーザ回線品質や伝送誤り耐性が良好であることを示し、また、「高」、「中」、「低」の順でデータバーストへの割り当て優先度が高いことを示す。
【００５５】
本例では、通信中である又は接続を要求しているユーザの総数が１２であるとしてあり、図６に示されるようにデータバーストの数が７である場合を例としてある。
また、ユーザ回線品質については例えば閾値を設けるなどして「高」又は「低」を判定し、ユーザ回線品質と伝送誤り耐性とが、共に「低」である場合にはデータバーストへの割り当て優先度を「低」とし、共に「高」である場合にはデータバーストへの割り当て優先度を「高」とし、一方が「高」で他方が「低」である場合にはデータバーストへの割り当て優先度を「中」とする。
【００５６】
本例では、１２ユーザから７ユーザを選択してデータバーストに割り当てる必要があるが、図３に示されるように、ユーザ回線品質と伝送誤り耐性が共に「低」であるユーザについては、通話品質を維持できないため、データバースト割り当て優先度を「低」とし、データバーストすなわち回線リソースを割り当てないようにする。これにより、無線リソースの浪費を低減することが可能となる。
また、本例では、同一の優先度のユーザが複数存在する場合には、ユーザの番号（＃１〜＃１２）が小さい方を優先させているが、他の任意の態様が用いられてもよい。
【００５７】
図４には、図３に示されるデータバーストの割り当てを行った場合におけるデータバーストへのユーザの割り当ての一例を示してある。
図４には、ＯＦＤＭＡフレーム内における割り当て状態が示されている。
なお、図４の例では、データバースト＃１〜＃７の後にある（）内に、割り当てられたユーザ番号＃１、２、４、５、７、１０、１１を示してある。
【００５８】
ここで、本例では、複信方式としてＴＤＤ方式を用いおり、上り／下り回線が同一の周波数で実現されるため、各ＳＳからＢＳへ報告されるユーザ回線品質情報ｐ１により下り回線の品質を知ることができ、この場合、その結果がそのまま上り回線に適用可能であることを前提としている。
【００５９】
以上のように、本例の無線通信装置では、多元接続方式として直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を使用し、１つの軸がＯＦＤＭＡシンボル番号で構成されもう一方の軸がサブチャネル番号で構成される２次元のフレーム構造を用いて、データバーストへのサブチャネル割り当てを時間領域で適応的に行い、各ユーザの音声データをデータバーストに割り当てて音声通信を行うに際して、次のような処理を行う。
すなわち、ユーザ回線品質抽出部２１が各ユーザの回線品質（本例では、上りと下りとで共通としている）を抽出し、伝送誤り耐性抽出部２２が各ユーザの送信音声データａ１（下り通信）又は受信音声データｏ１（上り通信）の音声符号化方式の種類を検出して伝送誤り耐性情報を検出し、そして、スケジューリング部２３が、各ユーザの音声信号をデータバーストへ割り当てる際に、ユーザ回線品質抽出部２１からのユーザ回線品質情報ｐ１と伝送誤り耐性抽出部２２からの伝送誤り耐性情報ｒ１に基づいて、ユーザ回線品質が品質「低」且つ伝送誤り耐性情報が耐性「低」を示すユーザへのデータバースト割り当ての優先度を低く制御する。
【００６０】
本例は、リアルタイム通信である音声通信ではリアルタイム性が要求されるためデータ通信のように自動再送要求（ＡＲＱ）の機能を使用することができないことから、回線品質が劣悪なサブチャネルに割り当てられているデータバーストを使用しているユーザの音声符号化方式が伝送誤り耐性が低い方式（例えば、ＡＤＰＣＭ等）であった場合には通話品質を維持できなくなる、といったことを考慮している。
【００６１】
従って、本例の無線通信装置では、回線品質と音声符号化方式の伝送誤り耐性に基づいて各ユーザのデータバーストの割り当て優先度を制御することにより、例えば、通話品質を確保できないユーザに対しては、データバーストすなわち回線リソースを割り当てないように制御することができ、これにより、無線リソースの浪費を低減することができる。
【００６２】
なお、本例の無線通信装置では、ユーザ回線品質抽出部２１の機能により通信品質検出手段が構成されており、伝送誤り耐性抽出部２２の機能により伝送誤り耐性検出手段が構成されており、スケジューリング部２３の機能によりスケジューリング手段が構成されている。
【実施例２】
【００６３】
本発明の第２実施例を説明する。
上記した第１実施例では、伝送誤り耐性情報が耐性「低」を示すユーザが、ユーザ回線品質が品質「高」の状態で通信中に、ユーザ回線品質が品質「高」から「低」に変化した場合におけるスケジューリングの動作については言及していない。すなわち、伝送誤り耐性が低い波形符号化方式を使用したユーザが、回線品質が良好な状態から劣悪な状態に遷移した時には、通話品質は維持できなくなり、この状況で通信し続けることは無線リソースの浪費に繋がる、という問題があった。
【００６４】
本実施例では、このような問題を解決するためのスケジューリング動作を示す。なお、上記した第１実施例の場合と同様な構成や動作については詳しい説明を省略する。
本例のスケジューリング部２３では、伝送誤り耐性情報ｒ１が耐性「低」を示すユーザが、ユーザ回線品質が品質「高」の状態で通信中に、ユーザ回線品質が品質「高」から「低」に変化した際に、ユーザ回線品質「低」の状態が所定の回数連続した場合には、当該ユーザに対するデータバーストの割り当てを中止して、回線リソースを他のユーザに開放するように制御するスケジューリング動作を行う。
【００６５】
例えば、図３に示される状態において、伝送誤り耐性情報ｒ１が耐性「低」を示すユーザ＃１が、ユーザ回線品質情報ｐ１が「高」の状態で通信中に、ユーザ回線品質情報ｐ１が「高」から「低」に変化した際には、スケジューリング部２３は、ユーザ＃１の回線品質「低」の状態が所定の回数（例えば、５回）連続して検出された場合には、ユーザ＃１に対するデータバーストの割り当てを中止して、回線リソース（データバースト＃４）を他のユーザに開放するように制御する。他のユーザとして、例えば、ユーザ＃３のユーザ回線品質情報ｐ１が「低」から「高」に遷移していたとすると、開放された回線リソース（データバースト＃４）をユーザ＃３に割り当てる。図３及び図４に示される状態に対して、上記の再割り当てが実行された後の状態をそれぞれ図７及び図８に示してある。
【００６６】
本例のスケジューリング動作の効果について説明する。
すなわち、音声通信では、リアルタイム性が要求されるため、データ通信のように自動再送要求（ＡＲＱ）の機能を使用することができない。このため、伝送誤り耐性が低い方式（例えば、ＡＤＰＣＭ等）を使用しているユーザの回線品質が良好な状態から劣悪な状態に遷移した場合には、通話品質を維持できなくなり、そのまま通信を続行すれば無線リソースの浪費に繋がってしまう。これに対して、本例では、通信中のユーザの回線品質が劣悪な状態に遷移して、通話品質を確保できない状態に遷移した場合には、回線リソースの割り当てを中止して、他のユーザに開放するように制御することにより、無線リソースの浪費を低減することを可能とした。
【００６７】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施例に係る基地局装置（ＢＳ）用の無線通信装置の構成例を示す図である。
【図２】伝送誤り耐性情報の一例を示す図である。
【図３】各ユーザに対するデータバースト割り当ての一例を示す図である。
【図４】データバーストへのユーザ割り当ての一例を示す図である。
【図５】基地局装置（ＢＳ）用の無線通信装置の構成例を示す図である。
【図６】ＯＦＤＭＡのフレーム構造の一例を示す図である。
【図７】各ユーザに対するデータバースト割り当て（再割り当て後）の一例を示す図である。
【図８】再割り当て後におけるデータバーストへのユーザ割り当ての一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・切替器、  ２・・送信シンボル列生成部、  ３・・ＯＦＤＭＡ多重化部、  ４・・送信ＲＦ部、  １１・・受信ＲＦ部、  １２・・ＯＦＤＭＡ分割部、  １３・・受信シンボル列復調部、  ２１・・ユーザ回線品質抽出部、  ２２・・伝送誤り耐性抽出部、  ２３、１０１・・スケジューリング部、  ３１・・ランダム化処理部、  ３２・・誤り訂正符号化部、  ３３・・ビットインターリーブ部、  ３４・・変調マッピング部、  ４１・・復調デマッピング部、  ４２・・ビットデインターリーブ部、  ４３・・誤り訂正復号部、  ４４・・ランダム化復元処理部、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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