(57)【要約】  無線通信基地局と無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、前記無線通信移動局は前記無線通信移動局の実装損失値を前記無線通信基地局に送信する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信基地局と無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、
前記無線通信移動局は前記無線通信移動局の実装損失値を前記無線通信基地局に送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。  
【請求項２】
さらに、前記無線通信基地局は受信した前記実装損失値に基づいて変調符号化レベルを決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。  
【請求項３】
前記変調符号化レベルの決定ステップは、前記無線通信基地局と前記無線通信移動局との間の通信品質と前記実装損失値に基づいて決定することを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項４】
さらに、前記無線通信移動局は前記無線通信基地局から前記無線通信移動局への下り回線の通信品質を測定し、測定した前記通信品質を前記無線通信基地局に送信し、
前記変調符号化レベルの決定ステップは、前記無線通信移動局からの前記通信品質と前記実装損失値に基づいて決定する、ことを特徴とする請求項３記載の無線通信方法。
【請求項５】
さらに、前記無線通信基地局は前記無線通信移動局から前記無線通信基地局への上り回線の通信品質を測定し、
前記変調符号化レベルの決定ステップは、測定した前記通信品質を前記実装損失値とに基づいて決定する、ことを特徴とする請求項３記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記無線通信基地局は変調符号化レベル対応テーブルを備え、
前記変調符号化レベルの決定ステップは、前記通信品質と前記実装損失値とに対応する前記変調符号化レベルを前記変調符号化レベル対応テーブルから取得することで前記変調符号化レベルを決定する、ことを特徴とする請求項３記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記通信品質は希望信号対干渉及び雑音電力比である、ことを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項８】
前記実装損失値は前記移動局装置の個体差、又は動作温度、若しくは経年劣化による補正値が加えられた値である、ことを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項９】
前記無線通信移動局は前記無線通信基地局との通信開始時に前記実装損失値を送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１０】
さらに、前記無線通信移動局は前記実装損失値が格納された実装損失値格納部から前記実装損失値を読み出し、
前記送信ステップは読み出した前記実装損失値を送信する、ことを特徴とする請求項１記載の無線通信方法。
【請求項１１】
前記変調符号化レベルは前記無線通信基地局及び前記無線通信移動局で信号を変調するときの変調方式と、前記信号を符号化するときの符号化率とを含むことを特徴とする請求項２記載の無線通信方法。
【請求項１２】
無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信基地局において、
前記無線通信移動局から前記無線通信移動局の実装損失値を受信する受信部、
を備えることを特徴とする無線通信基地局。
【請求項１３】
無線通信基地局との間で無線通信を行う無線通信移動局において、
前記無線通信移動局の実装損失値を前記無線通信基地局に送信する送信部、
を備えることを特徴とする無線通信移動局。
【請求項１４】
無線通信基地局と無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記無線通信移動局は前記無線通信移動局の実装損失値を送信する送信部を備え、
前記無線通信基地局は前記無線通信移動局からの前記実装損失値を受信する受信部を備えることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法、無線通信基地局、無線通信移動局、及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信システムの下り回線では、伝送効率を高めるため、変調方式と符号化率とを無線通信状態に応じて適応的に用いる適応変調方式が用いられていた。【０００３】
図９（Ａ）はこのような適応変調方式の従来例を示す図である（例えば、以下の非特許文献１）。移動局ＭＳは、下り信号を用いてＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio：希望信号電力対干渉電力と雑音電力の比）を測定し基地局ＢＳに送信する。基地局ＢＳは、ＳＩＮＲに基づいて下り方向の変調符号化レベルを決定する。例えば、基地局ＢＳは、ＳＩＮＲに基づいて下り通信品質が良いと判断した場合、高い伝送効率を実現する変調符号化レベル（高い変調多値数と高い符号化率）を用いる。また、通信品質が良くない場合、基地局ＢＳは低い転送効率を実現する変調符号化レベル（低い変調多値数と低い符号化率）を用いる。同図（Ａ）に示す方式はＰｈｙｓｉｃａｌ  ＣＩＮＲ（Carrier
to Interface plus Noise Ratio）と呼ばれる。【０００４】
また、図９（Ｂ）も適応変調方式の従来例を示す図である（例えば、以下の非特許文献２）。基地局ＢＳは移動局ＭＳにＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）情報の送信を要求する（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ＭＣＳ）。移動局ＭＳは、測定したＳＩＮＲに基づいて変調符号化レベルを決定し、これらの情報を基地局ＢＳに送信する（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  ＭＣＳ）。基地局ＢＳはこの情報に基づいて下り方向の符号化方式、変調方式を決定する。同図（Ｂ）に示す方式はＥｆｆｅｃｔｉｖｅ  ＣＩＮＲと呼ばれる。  
【非特許文献１】IEEE 802.11 a/b/g/n
【非特許文献２】IEEE 802.16e-2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ＣＩＮＲによる適応変調において、移動局ＭＳは伝播路推定等の種々の値を理想値としてＳＩＮＲを測定している。しかし、実際には移動局ＭＳがＳＩＮＲを測定するに際し、種々の誤差（伝播路推定誤差や、計算時等における量子化誤差や丸め誤差など、以下「実装損失値」（Implementation loss：インプリロスとも呼ばれる）と称す）が生じる。そのため、基地局ＢＳが選択した変調符号化レベルは必ずしも移動局ＭＳにとって最適なものとはいえない。このよう場合、伝送効率が悪化する。【０００６】
また、Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ＣＩＮＲによる適応変調（図５（Ｂ））において基地局ＢＳは定期的に移動局ＭＳに対してＭＣＳ情報の要求を送信する。したがって、伝送量がそれだけ大きくなり、オーバヘッドの問題もさらに生じる。また、この方式は移動局ＭＳが主導で変調符号化レベルを決定する。しかし、基地局ＢＳが主導で決定する方が都合のよい場合が多い。【０００７】
一方、基地局ＢＳが移動局ＭＳの実装損失値を保持し、実装損失値とＳＩＮＲとにより変調符号化レベルを決定することも考えられる。しかし、移動局ＭＳは複数ありその全ての実装損失値を基地局ＢＳが保持するのは現実的ではない。また、基地局ＢＳが固定値として実装損失値を保持することも考えられる。しかし、各移動局ＭＳは個体差があり、この個体差に応じて実装損失値も異なる。実際の実装損失値と、固定値の実装損失値とが乖離していると、最適な変調符号化レベルを選択できず伝送効率が劣化する。【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものでその目的は、伝送効率の劣化を防止した無線通信方法、無線通信基地局、無線通信移動局、及び無線通信システムを提供することにある。【０００９】
また、本発明の他の目的はオーバヘッドの問題がない無線通信方法等を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、無線通信基地局と無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信システムにおける無線通信方法において、前記無線通信移動局は前記無線通信移動局の実装損失値を前記無線通信基地局に送信する。【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信基地局において、前記無線通信移動局から前記無線通信移動局の実装損失値を受信する受信部を備える。【００１２】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、無線通信基地局との間で無線通信を行う無線通信移動局において、前記無線通信移動局の実装損失値を前記無線通信基地局に送信する送信部を備える。【００１３】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の他の実施態様によれば、無線通信基地局と無線通信移動局との間で無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記無線通信移動局は前記無線通信移動局の実装損失値を送信する送信部を備え、前記無線通信基地局は前記無線通信移動局からの前記実装損失値を受信する受信部を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、伝送効率の劣化を防止した無線通信方法、無線通信基地局、無線通信移動局、及び無線通信システムを提供できる。また、オーバヘッドの問題の少ない無線通信方法等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は変調符号化レベル選択判断部の構成例を示す図である。
【図３】図３は変調符号化レベル対応表（テーブル）の例を示す図である。
【図４】図４は無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
【図５】図５は無線通信システムの他の動作例を示すシーケンス図である。
【図６】図６は無線通信システムの他の構成例を示す図である。
【図７】図７は無線通信システムの他の構成例を示す図である。
【図８】図８は無線通信システムの他の動作例を示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び同図（Ｂ）は従来の適応変調方式の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１：無線通信システム                  １０：無線通信基地局（基地局）
１２：受信部                          １３：抽出部
１４：変調符号化レベル選択判断部      １４１：変調符号化レベル取得部
１４２：変調符号化レベル対応表（テーブル）
１５：送信部                          ２０：無線通信移動局（移動局）
２２：受信部                          ２３：下り品質推定部
２４：実装損失値格納部                ２５：送信部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について以下説明する。【００１８】
図１は無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は無線通信基地局（以下、「基地局」）１０と、無線通信移動局（以下、「移動局」）２０とを備える。【００１９】
基地局１０は無線信号を移動局２０に送信し（下り方向）、移動局２０は無線信号を基地局１０に送信する（上り方向）。【００２０】
基地局１０は、アンテナ１１と、受信部１２と、抽出部１３と、変調符号化レベル選択判断部１４、及び送信部１５とを備える。【００２１】
受信部１２はアンテナ１１で受信した移動局２０からの無線信号が入力され、抽出部１３に出力する。【００２２】
抽出部１３は無線信号に含まれる下り品質情報や実装損失値を抽出し、変調符号化レベル選択判断部１４に出力する。【００２３】
変調符号化レベル選択判断部１４は、下り品質情報と実装損失値に基づいて、変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）と符号化率（例えば、１／２、２／３など）とを決定し、これら決定した情報（変調符号化レベル）を出力する。変調符号化レベルは、例えば、変調方式に対応する変調多値数と符号化率とで示される。【００２４】
図２は変調符号化レベル選択判断部１４の構成例を示す図である。変調符号化レベル選択判断部１４は変調符号化レベル取得部１４１と変調符号化レベル対応表（テーブル）１４２とを備える。【００２５】
変調符号化レベル取得部１４１は、変調符号化レベル対応テーブル１４２にアクセスし、下り品質情報と実装損失値とに対応する変調方式と符号化率とを取得する。【００２６】
変調符号化レベル対応テーブル１４２は、変調方式と符号化率、及び下り品質情報と実装損失値との加算値とが記憶されたテーブルである。図３は変調符号化レベル対応テーブル１４２の例を示す図である。【００２７】
例えば、変調符号化レベル取得部１４１は、ＳＩＮＲが「４ｄＢ」、実装損失値が「１ｄＢ」のとき、これらを加算した値「５ｄＢ」に対応する変調方式「ＱＰＳＫ」と符号化率「１／２」とを対応テーブル１４２から取得する。また、加算値が「１２ｄＢ」のとき、変調符号化レベル取得部１４１は、加算値以下の値「１０ｄＢ」に対応する変調方式「ＱＰＳＫ」と符号化率「２／３」を取得する。【００２８】
図１に戻り、送信部１５は取得した（決定した）変調符号化レベル情報を、アンテナ１１を介して移動局２０に送信する。また、送信部１５は下り通信品質を測定するための既知信号（パイロット信号）を、アンテナ１１を介して移動局２０に送信する。【００２９】
移動局２０は、アンテナ２１と、受信部２２と、下り品質推定部２３と、実装損失値格納部２４、及び送信部２５を備える。【００３０】
受信部２２はアンテナ２１を介して基地局１０から送信された無線信号を受信する。受信する無線信号は、下り通信品質を測定するための既知信号や変調符号化レベル情報を含む。受信部２２は既知信号を下り品質推定部２３に出力する。【００３１】
下り品質推定部２３は、既知信号に基づいて下り回線の通信品質を推定し、推定した通信品質を下り品質情報として送信部２５に出力する。例えば、下り品質推定部２３は、既知信号からＳＩＮＲを測定し、測定したＳＩＮＲを下り通信品質と推定する。【００３２】
実装損失値格納部２４は実装損失値を格納する。例えば、実装損失値はシミュレーション等により求められ、工場出荷時などに格納部２４に格納される。実装損失値は移動局２０を製造する製造メーカごと、あるいは製造工場ごと、あるいは工場内の製造ラインごとに異なる値を取り、個体差がある。実装損失値はこれらに応じて求められる。【００３３】
送信部２５は、実装損失値格納部２４から読み出した実装損失値をアンテナ２１を介して基地局１０に送信する。また、送信部２５は、下り品質推定部２３からの下り通信品質情報を基地局１０に送信する。【００３４】
次に、無線通信システム１における動作について説明する。図４は動作例のシーケンス図を示す。【００３５】
まず、移動局２０の送信部２５は、実装損失値を実装損失値格納部２４から読み出し（Ｓ１０）、通信開始時に送信する（Ｓ１１）。【００３６】
次いで、移動局２０は基地局１０からの既知信号を受信し（Ｓ１２）、移動局２０の下り品質推定部２３は下り通信品質を推定する（Ｓ１３）。例えば、下り品質推定部２３は測定したＳＩＮＲを下り通信品質として推定する。【００３７】
次いで、移動局２０の送信部２５は、下り品質情報を基地局１０に送信する（Ｓ１４）。【００３８】
次いで、基地局１０の変調符号化レベル選択判断部１４は、実装損失値（Ｓ１１）と下り品質情報（Ｓ１４）とに基づいて、変調符号化レベル対応テーブル１４２から変調符号化レベルを取得する（Ｓ１５）。【００３９】
次いで、基地局１０の送信部１５は取得した変調符号化レベルを移動局２０に送信する（Ｓ１６）。【００４０】
以後、基地局１０と移動局２０は取得した変調符号化レベルで変調及び符号化した無線信号を下り方向で送受信する。【００４１】
実装損失値は、上述したように、ＳＩＮＲを計算する際の伝播路推定誤差値や丸め誤差値、量子化誤差を含み、移動局２０において回路を実装したときの損失値である。この実装損失値は、製造元や製造時期等に応じて異なる値を取り、したがって移動局２０の固体差により異なる値を取る。変調符号化レベル取得部１４１が取得した変調符号化レベルは、下りの通信品質（ＳＩＮＲ）のみならず、実装損失値を考慮している。したがって、本無線通信システム１は、移動局２０の固体差に応じた最適な変調方式等により変調や符号化を行うことができる。言い換えると、通信品質情報は移動局２０の外的な要因による情報で、実装損失値は移動局２０の内的な要因による情報である。基地局１０は外的要因のみならず内的要因により変調符号化レベルを決定する。よって、本無線通信システム１は、下り通信品質情報のみから変調符号化レベルを決定する場合と比較して、伝送効率を上げることができる。【００４２】
また、基地局１０は移動局２０に対して変調符号化レベルを要求することがないため、オーバヘッドの問題も生じない。【００４３】
さらに、移動局２０は通信開始時に先に実装損失値を送信し、基地局１０は伝播路の状況に応じて下り品質情報を取得できるため、伝播路の時々刻々と変化する状況に応じた最適な変調符号化レベルにより変調等を行うことができる。【００４４】
さらに、本実施例では、実装損失値は移動局２０から基地局１０に送信されるものの、変調符号化レベルは基地局１０が主導で決定する。【００４５】
次に他の実施例について説明する。上述した例では、移動局２０は実装損失値を通信開始時に送信した。例えば、移動局２０は実装損失値を下り通信品質情報とともに基地局１０に送信してもよい。図５はその動作例を示すシーケンス図である。【００４６】
基地局１０は既知信号を移動局２０に送信する（Ｓ２０）。移動局２０は受信した既知信号に基づいて下り通信品質を推定し（Ｓ２１）、実装損失値格納部２４から実装損失値を取得する（Ｓ２２）。そして、移動局２０はこれらの情報を基地局１０に送信する（Ｓ２３）。【００４７】
基地局１０は、下り通信品質情報と実装損失値に基づいて、変調符号化レベル対応テーブル１４２から対応する変調符号化レベルを取得（選択）する（Ｓ２４）。そして、基地局１０は変調符号化レベルを移動局２０に送信する。以後、選択された変調符号化レベルにより変調等が行われる。【００４８】
また、移動局２０は、実装損失値について、実装損失値に補正値を加えた値を実装損失値格納部２４に格納してもよい。実装損失値は上述したように個体差がある。さらに、移動局２０は、動作温度や経年劣化により実装損失値も変化する。このような状況を考慮して、予め補正値を加えた値を実装補正値として格納してもよい。例えば、シミュレーション等により実装損失値が「Ａ」ｄＢと測定された場合、２年後の経年劣化を考慮した補正値「α」ｄＢを加えた値「Ａ＋α」を実装損失値として格納部２４に格納される。そして、移動局２０は補正値が付加された実装損失値を基地局１０に送信する（図６参照）。以降は上述した例と同様である。【００４９】
さらに、上述した例は、実装損失値は予め実装損失値格納部２４に予め格納されているものとして説明した。例えば、移動局２０に実装損失値測定部を備え、実装損失値測定部において適宜実装損失値を測定し、その値を格納部２４に格納してもよい。【００５０】
さらに、上述した例はいずれも基地局１０から移動局２０への下り方向における適応変調を示す例である。移動局２０から基地局１０への上り方向についても実施できる。図７は上り方向における無線通信システム１の構成例を示す図、図８は動作例を示すシーケンス図を示す。【００５１】
図７に示すように、基地局１０はさらに上り品質推定部１６を備える。基地局１０の受信部１２は移動局２０からの品質測定用信号を受信し、上り品質推定部１６は受信部１２からの品質測定用信号に基づいて上り方向の品質を推定する。例えば、品質推定部１６は品質測定用信号に基づきＳＩＮＲを測定することで上り方向の通信品質を推定する。【００５２】
図８に示すように、移動局２０の送信部２５は実装損失値を実装損失値格納部２４から取得し（Ｓ３０）、通信開始時に基地局１０に送信する（Ｓ３１）。次いで、移動局２０の送信部２５は上り品質測定用信号を基地局１０に送信する（Ｓ３２）。【００５３】
次いで、基地局１０の上り品質推定部１６は上り通信品質を推定する（Ｓ３３）。上り品質推定部１６は実装損失値の送信信号により品質を測定してもよい。この場合、Ｓ３２の処理はなくなる。【００５４】
次いで、変調符号化レベル選択判断部１４は、上り品質推定部１６からの上り品質情報と、受信部１２からの実装損失値とに基づいて、変調符号化レベル対応テーブル１４２から対応する変調符号化レベルを取得（選択）する（Ｓ３４）。上り方向においても対応テーブル１４２は上述した例と同じでよい。以降は上述した例と同様である。【００５５】
さらに、上述したいずれの例はいずれも品質情報としてＳＩＮＲを例にして説明した。ＳＩＮＲ以外にも、ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio：希望信号対干渉波信号電力比）やＳＮＲ（Signal to
Noise Ratio：希望信号対雑音比）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference plus Noise Ratio:搬送波対干渉及び雑音比）やＣＩＲ（Carrier
to Interference power Ratio：搬送波対干渉電力比）等でもよい。【００５６】
さらに、上述したいずれの例においても、基地局１０を無線通信アクセスポイント、移動局２０を無線通信端末としてもよい。
【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】
2009113122.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2009113122.tif 000012
2009113122.tif 000013