(57)【要約】【課題】干渉信号受信時に、送信に供するサブキャリアの選択とＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベルの最適選択を行い、スループットを最大化することが可能なＯＦＤＭ通信装置を提供する。【解決手段】受信信号からサブキャリアの受信品質情報を得る受信品質検出機能と、サブキャリアの受信品質情報から一部のサブキャリアを選択し送信する送信サブキャリア選択手段と、ＭＣＳ毎に通信に所定のＳＮＲを満足する最大の送信サブキャリア数を決定するＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段と、ＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段が決定した各ＭＣＳのサブキャリア数から各ＭＣＳの送信データ量を得るスループット演算手段と、スループット演算手段が出力する各ＭＣＳの送信データ量を比較し最大となるＭＣＳを決定する最適ＭＣＳ決定手段と、を備える。【選択図】  図１
2014068217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数帯で送受信を行い、回線の品質に応じて変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ(以下、ＭＣＳとする)の選択切替を行うと共に、干渉信号下では干渉の存在する帯域を用いたデータ送信を行わないＯＦＤＭ通信装置であって、
受信信号からサブキャリアの受信品質情報を得る受信品質検出機能と、
前記サブキャリアの受信品質情報から一部のサブキャリアを選択し送信する送信サブキャリア選択手段と、
ＭＣＳ毎に通信に所定のＳＮＲを満足する最大の送信サブキャリア数を決定するＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段と、
前記ＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段が決定した各ＭＣＳのサブキャリア数から各ＭＣＳの送信データ量を得るスループット演算手段と、
前記スループット演算手段が出力する各ＭＣＳの送信データ量を比較し最大となるＭＣＳを決定する最適ＭＣＳ決定手段と、
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division
Multiplexing：直交周波数分割多重）通信装置に関し、特に、同一周波数帯で送受信を行い、回線の品質に応じて変調多値数と誤り訂正符号化率の選択切替を行うと共に、干渉信号下では干渉の存在する帯域を用いたデータ送信を行わないＯＦＤＭ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ変調方式による通信装置は、与えられた周波数帯域を狭い複数の周波数帯域（サブキャリア）に分割し、分割したサブキャリアに伝送データを割り当てて通信を行うものである。また、ＯＦＤＭは、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆フーリエ変換）処理により狭帯域の直交するサブキャリア単位で変調を行うことにより、高い周波数利用効率を実現する無線変調方式である。
このようなＯＦＤＭ通信装置において、一部の帯域に干渉信号が重畳する場合の対策方法について説明する。
【０００３】
図６は、ＯＦＤＭ通信装置における干渉信号対策について説明するための概念図である。図６（ａ）は、任意の周波数帯域に高い干渉信号を受けた状態を示し、図６（ｂ）は、対策方法（１）の説明図、図６（ｃ）は、対策方法（２）の説明図、また、図６（ｄ）は、対策方法（３）の説明図である。
図６（ａ）は、横軸に周波数、縦軸に受信信号の電力を示したものである。図６（ａ）に示すように、中央部は、高い干渉信号を受けているためＳＮＲ（Signal-to-Noise
Ratio：信号対雑音比）が劣悪となり、干渉波帯域のサブキャリアは高い復調誤りとなる一方、その他のサブキャリアではＳＮＲが良好となる。従って、高い受信電力で受信しても、通信の信頼性は干渉による劣化と誤り訂正能力の優劣の差で決定される。
【０００４】
そこで、上記問題に対する３つの対策方法について説明する。
（１）「サブキャリア数最適化」
・図６（ｂ）に示すように、干渉波の帯域にかかるサブキャリアを無送信（ヌル送信）とし、その他のサブキャリアを使用して、変調多値数と誤り訂正符号化率（以下、ＦＥＣと略す）の組合せ（以下、ＭＣＳとする）を６４ＱＡＭ、ＦＥＣ＝３／４とし、高いＭＣＳレベルでデータ送信を行う。
（２）「変調方式最適化」
・図６（ｃ）に示すように、全サブキャリアを用いてデータ送信するが、干渉によるＳＮＲ劣化を見越して、回線の品質に応じて、ＭＣＳを１６ＱＡＭ、ＦＥＣ＝１／２とし、低いＭＣＳレベルでデータ送信を行う。
（３）「（１）と（２）の組合せ」
・図６（ｄ）に示すように、一部干渉を受けるサブキャリアを送信に使用し、（２）よりも高いＭＣＳレベル（６４ＱＡＭ、ＦＥＣ＝１／２）を選択してデータ送信する。
【０００５】
特許文献１には、各チャネルの受信品質に基づいて、効率的に高い伝送レートを実現するため、各チャネルの所要品質を満たし、かつ最大の伝送レートを実現する符号化率及び多値数(ＭＣＳに相当)を選択するＯＦＤＭ双方向通信の技術が開示されている。
また、特許文献２には、サブキャリアの受信状況に基づき一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況に応じた多値数、符号化率により変調して送信すること、また送信電力の制御も行うことで隣接セルへの干渉も抑制しつつ、最大の伝送レートで安定した通信を確保する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０８８７２３号公報
【特許文献２】特開２００３−３０４２１４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、変調方式と誤り訂正の２種の組合せで全体最適化を行っており、また、特許文献２では、ＯＦＤＭのサブキャリア選択後に変調方式を決定しているため、上記対策方法（３）のように、対策方法（１）及び（２）を包含し、最適なＭＣＳレベル及び送信サブキャリアを選択することにより最大のスループットを得ることができるものではなかった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、干渉信号受信時に、送信に供するサブキャリアの選択とＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベルの最適選択を行い、スループットを最大化することが可能なＯＦＤＭ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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るＯＦＤＭ通信装置は、同一周波数帯で送受信を行い、回線の品質に応じて変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ(以下、ＭＣＳとする)の選択切替を行うと共に、干渉信号下では干渉の存在する帯域を用いたデータ送信を行わないＯＦＤＭ通信装置であって、受信信号からサブキャリアの受信品質情報を得る受信品質検出機能と、前記サブキャリアの受信品質情報から一部のサブキャリアを選択し送信する送信サブキャリア選択手段と、ＭＣＳ毎に通信に所定のＳＮＲを満足する最大の送信サブキャリア数を決定するＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段と、前記ＭＣＳ別送信サブキャリア決定手段が決定した各ＭＣＳのサブキャリア数から各ＭＣＳの送信データ量を得るスループット演算手段と、前記スループット演算手段が出力する各ＭＣＳの送信データ量を比較し最大となるＭＣＳを決定する最適ＭＣＳ決定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明に係るＯＦＤＭ通信装置は、前回送信結果の受信確達結果の統計的処理により該各ＭＣＳの通信に所望のＳＮＲ値を更新するＭＣＳ毎所要ＳＮＲ値更新手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、干渉信号受信時に、送信に供するサブキャリアの選択とＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベルの最適選択を行い、スループットを最大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８での処理を示すフローチャートである。
【図３】ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８が備えるサブキャリアグループテーブル８ａの一例を示す図である。
【図４】ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８が備えるＭＣＳレベルの主要緒元を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ＯＦＤＭ通信装置における干渉信号対策について説明するための概念図である。（ａ）は、任意の周波数帯域に高い干渉信号を受けた状態を示す。（ｂ）は、対策方法（１）の説明図である。（ｃ）は、対策方法（２）の説明図である。（ｄ）は、対策方法（３）の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１に係るＯＦＤＭ通信装置について、図１を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るＯＦＤＭ通信装置１の構成を示すブロック図である。
本発明のＯＦＤＭ通信装置１は、図１に示すように、誤り訂正符号化部（ＦＥＣ）２と、一次変調部３と、サブキャリア選択制御部４と、ＯＦＤＭ変調部５と、復調部６と、受信サブキャリアＳＮＲ測定部７と、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８とで構成される。また、受信ＢＢ(Base Band)信号は相手局から受信し検波された信号であり、復調部６に入力される。
以下に、各ブロックの機能について説明する。
【００１４】
復調部６は、周波数等化等により復調された復調データを出力すると共に、サブキャリア毎の判定値と等化信号との誤差値(復調誤差電力)を受信サブキャリアＳＮＲ測定部７に出力する。
受信サブキャリアＳＮＲ測定部７は、全サブキャリア毎の復調誤差電力を時間平均化し、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８に出力する。
ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８は、全サブキャリアの復調誤差電力を元に、ＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベル、及び送信するサブキャリア選択を行い、誤り訂正符号化部２、一次変調部３、及びサブキャリア選択制御部４は、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８からの指示に基づいて各設定を行い、ＯＦＤＭ変調部５に出力する。
ＯＦＤＭ変調部５は、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier
Transform：逆フーリエ変換)処理及びＣＰ(cyclic
Prefix)挿入を行い、送信ＢＢ(Base Band)信号を出力する。
【００１５】
次に、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８での処理について、図２を参照して詳細に説明する。なお、図２の説明に入る前に、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８が備える、サブキャリアグループテーブル８ａとＭＣＳレベルと主要緒元例８ｂについて説明する。
図３は、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８が備えるサブキャリアグループテーブル８ａの一例を示す図であり、サブキャリアの選択として、８サブキャリア（以下、ＳＣと略す）／サブキャリアグループ（以下、ＳＣＧと略す）を１単位として行うものとする(本実施例では、６０ＳＣＧとする)。
また、各ＳＣＧで復調誤差電力Ｎ(ＳＣＧ  ｎｏ)を、当該相手局からの受信ごとに平均化して更新する。
図４は、送信サブキャリア選択部８が備えるＭＣＳレベルの主要緒元を示す図である。図４では、一例として、５種のＭＣＳレベルをＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭの一次変調と、誤り訂正符号化率１／３，１／２、３／４の組合せで設定する。その際の１ＳＣ(サブキャリア)当たりの送信情報量をスループットの計算に用いる。さらに、ＭＣＳレベルを決定する上で、所定のＳＮＲをＳＮＲe（ＭＣＳレベル ｎｏ）とし、参考値例をｄＢで示す。
以下に、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８での処理について説明する。
【００１６】
図２は、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部８での処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１００において、ＳＣＧ毎の復調誤差電力を降順にソートすることにより送信から外すＳＣＧ候補順に配列SCG_sortを作成する。
ステップＳ１０５からステップＳ１５５において、ＭＣＳレベル１〜５まで順に送信ＳＣＧ数を決定する。
ステップＳ１２０からステップＳ１５５において、ＭＣＳレベルで送信可能なＳＣＧ数、ＳＣＧ_ｓｅｌを推定ＳＮＲと所要ＳＮＲeから決定する。
ステップＳ１６０からステップＳ１７０において、ＭＣＳレベル１〜５でスループットを計算し、最大となるＭＣＳレベルと送信ＳＣＧを決定する。
【００１７】
以上説明したように、本発明のＯＦＤＭ通信装置１では、干渉信号受信時に、送信に供するサブキャリアの選択とＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベルの最適選択を行い、スループットを最大化することができる。
【００１８】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２に係るＯＦＤＭ通信装置について、図５を参照して詳細に説明する。
図５は、本発明の実施形態２に係るＯＦＤＭ通信装置２の構成を示すブロック図である。
本発明のＯＦＤＭ通信装置１１は、図５に示すように、誤り訂正符号化部（ＦＥＣ)１２と、一次変調部１３と、サブキャリア選択制御部１４と、ＯＦＤＭ変調部１５と、復調部１６と、受信サブキャリアＳＮＲ測定部１７と、ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部１８と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部１９とで構成される。また、受信ＢＢ(Base Band)信号は相手局から受信し検波された信号であり、復調部６に入力される。
ＯＦＤＭ通信装置１１において、１２〜１８の構成については、実施形態１のＯＦＤＭ通信装置１と同様の構成であるため、説明は省略する。なお、ＯＦＤＭ通信装置１１では、ＭＣＳ毎の所定ＳＮＲ（ＳＮＲe）を随時更新する構成であり、相手局から受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号をＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部１９により判定を行い、送信ＭＣＳレベルのＳＮＲeを更新するようになっている。
具体的には、ＡＣＫ受信時にはＳＮＲeを微少量下げて、スループットを上げる方向にＭＣＳ及び送信ＳＣＧ数を選択しやすくし、逆にＮＡＣＫ受信時にはＳＮＲeを微少量上げることで、回線状況に適応した制御が可能となる。
【００１９】
以上説明したように、本発明のＯＦＤＭ通信装置１１では、干渉信号受信時に、送信に供するサブキャリアの選択とＭＣＳ（変調多値数と誤り訂正符号化率の組合せ）レベルの最適選択を行い、スループットを最大化することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１：ＯＦＤＭ通信装置、２：誤り訂正符号化部、３：一次変調部、４：サブキャリア選択制御部、５：ＯＦＤＭ変調部、６：復調部、７：受信サブキャリアＳＮＲ測定部、８：ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部、１１：ＯＦＤＭ通信装置、１２：誤り訂正符号化部、１３：一次変調部、１４：サブキャリア選択制御部、１５：ＯＦＤＭ変調部、１６：復調部、１７：受信サブキャリアＳＮＲ測定部、１８：ＭＣＳ及び送信サブキャリア選択部、１９：ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判定部。
【図１】
2014068217.tif 000003
【図３】
2014068217.tif 000004
【図４】
2014068217.tif 000005
【図５】
2014068217.tif 000006
【図６】
2014068217.tif 000007
【図２】
2014068217.tif 000008