(57)【要約】  制御部３０は、通信対象となる他の無線装置にデータ伝送用のチャネルと、前記他の無線装置との間の伝送路特性を取得するための伝送路推定用のチャネルとを順次割り当てる。無線部２０からＩＦ部２６は、順次割り当てたデータ伝送用のチャネルのそれぞれにおいて、他の無線装置との通信を実行する。取得部３４は、通信を実行している他の無線装置の移動速度を取得する。決定部３６は、取得した移動速度をもとに、伝送路推定用のチャネルの割当頻度を変更する。
2009119051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象となる他の無線装置にデータ伝送用のチャネルと、前記他の無線装置との間の伝送路特性を取得するための伝送路推定用のチャネルとを順次割り当てる割当部と、
前記割当部において順次割り当てたデータ伝送用のチャネルのそれぞれにおいて、前記他の無線装置との通信を実行する通信部と、
前記通信部において通信を実行している他の無線装置との間の相対的な移動速度を取得する取得部とを備え、
前記通信部は、前記取得部において取得した移動速度をもとに、伝送路推定用のチャネルの割当頻度を変更することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記通信部は、移動速度の増加に応じて、当該移動速度がしきい値よりも低ければ頻度が増加し、当該移動速度がしきい値以上になったときに頻度が減少するような関係を規定しており、当該関係と前記取得部において取得した移動速度とをもとに頻度を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記通信部は、前記取得部において取得した移動速度に応じて、伝送路推定用のチャネルの割当の代わりに、前記他の無線装置から本無線装置へ送信されるバースト信号であって、かつ伝送路特性の推定結果が含まれたバースト信号の使用頻度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
【請求項４】
通信対象となる他の無線装置にデータ伝送用のチャネルと、前記他の無線装置との間の伝送路特性を取得するための伝送路推定用のチャネルとを順次割り当てるステップと、
順次割り当てたデータ伝送用のチャネルのそれぞれにおいて、前記他の無線装置との通信を実行するステップと、
通信を実行している他の無線装置との間の相対的な移動速度を取得するステップと、
取得した移動速度をもとに、伝送路推定用のチャネルの割当頻度を変更するステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特に伝送路特性を推定するための既知信号を送信する通信方法およびそれを利用した無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局と無線移動局によって構成される移動通信システムでは、無線基地局が、無線移動局に対して、リソースとして、チャネルを割り当てる。また、割り当てられたチャネルを使用しながら、無線基地局と無線移動局との間において、通信がなされる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２７０９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、無線通信において、限りある周波数資源の有効利用が望まれている。特に、通信速度の高速化に伴い、その要請はさらに高まっている。この要請に応えるための技術のひとつが、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式であり、これは、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）と組合せ可能である。ＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。【０００４】
このようなＯＦＤＭＡでは、複数のサブキャリアによってサブチャネルが形成されており、複数のサブチャネルによってマルチキャリア信号が形成されている。また、ＴＤＭＡと組み合わされることによって、マルチキャリア信号は、時間軸上において複数のタイムスロットに分割される。その結果、基地局装置は、少なくともひとつのタイムスロットにおけるサブチャネルを端末装置に割り当てることによって、端末装置とのデータ通信を実行する。一方、このようにサブチャネルやタイムスロットを規定しなくても、基地局装置は、ひとつ以上のサブキャリアとフレーム内の所定の期間との組合せ（以下、「バースト」という）を端末装置に割り当ててもよい。【０００５】
さらなる通信速度の高速化や、カバレッジの拡大のために、ＢＦ（Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）やＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）が有効である。ＭＩＭＯでは、送信装置と受信装置とがそれぞれ複数のアンテナを備え、並列に送信されるべきバースト信号を設定する（以下、バースト信号において並列に送信されるべきデータ等のそれぞれを「系列」という）。すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までの系列が設定されることによって、データレートが向上される。このようなＢＦやＭＩＭＯでは、一般的に送信の際の指向性制御がなされる。【０００６】
指向性制御の精度を向上させるために、伝送路特性の推定が望まれる。しかしながら、伝送路特性を推定させるための既知信号（以下、「サウンディング信号」という）の送信によって、伝送効率の低下が生じることもある。さらに、受信側において伝送路特性を推定する場合、推定結果がフィードバックされるが、このフィードバックも伝送効率の低下につながる。一方、伝送路特性は変動しているので、サウンディング信号の送信頻度が少ないと、伝送路特性に追従した指向性制御がなされなくなる。その結果、通信品質の悪化が生じることもある。【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送路効率の低下を抑制させながら、通信品質の悪化も抑制する通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、通信対象となる他の無線装置にデータ伝送用のチャネルと、他の無線装置との間の伝送路特性を取得するための伝送路推定用のチャネルとを順次割り当てる割当部と、割当部において順次割り当てたデータ伝送用のチャネルのそれぞれにおいて、他の無線装置との通信を実行する通信部と、通信部において通信を実行している他の無線装置の移動速度を取得する取得部とを備える。通信部は、取得部において取得した移動速度をもとに、伝送路推定用のチャネルの割当頻度を変更する。【０００９】
本発明の別の態様は、通信方法である。この方法は、通信対象となる他の無線装置にデータ伝送用のチャネルと、他の無線装置との間の伝送路特性を取得するための伝送路推定用のチャネルとを順次割り当てるステップと、順次割り当てたデータ伝送用のチャネルのそれぞれにおいて、他の無線装置との通信を実行するステップと、通信を実行している他の無線装置の移動速度を取得するステップと、取得した移動速度をもとに、伝送路推定用のチャネルの割当頻度を変更するステップと、を備える。【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、伝送路効率の低下を抑制させながら、通信品質の悪化も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。
【図３】図１の基地局装置の構成を示す図である。
【図４】図３の記憶部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。
【図５】図３のベースバンド処理部の構成を示す図である。
【図６】図５の受信用処理部の構成を示す図である。
【図７】図５の送信用処理部の構成を示す図である。
【図８】図１の端末装置の構成を示す図である。
【図９】図１の通信システムにおける通信手順を示すシーケンス図である。
【図１０】図３の基地局装置における通信手順を示すフローチャートである。
【図１１】図３の基地局装置における頻度の設定手順を示すフローチャートである。
【図１２（ａ）】本発明の変形例に係る通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。
【図１２（ｂ）】本発明の変形例に係る通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。
【図１２（ｃ）】本発明の変形例に係る通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。
【図１３】本発明の変形例に係る通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）−（ｃ）は、本発明の別の変形例に係る通信システムにおけるパケットの送信タイミングを示す図である。
【図１５】図１５（ａ）−（ｃ）は、本発明のさらに別の変形例に係る通信システムにおけるパケットの送信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１０  基地局装置、  １２  アンテナ、  １４  アンテナ、  １６  端末装置、  ２０  無線部、  ２２  ベースバンド処理部、  ２４  変復調部、  ２６  ＩＦ部、  ３０  制御部、  ３２  記憶部、  ３４  取得部、  ３６  決定部、  ５０  受信用処理部、  ５２  送信用処理部、  ６６  分散部、  ６８  ＩＦＦＴ部、  ７４  ＦＦＴ部、  ７６  ウエイトベクトル導出部、  ８０  合成部、  １００  通信システム。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。ここでは、通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１６規格を前提にする。そのため、基地局装置は、端末装置に対してバーストを割り当てて、当該端末装置との通信を実行する。ここで、バーストの割当は、上下回線において非対称であることが多い。一方、通信システムでは、ＭＩＭＯが実現される。つまり、バーストは、複数の系列にて形成されている。以上の状況から、サウンディング信号または端末装置での推定結果がフィードバックされる。サウンディング信号の送信または推定結果のフィードバックによる伝送路効率の悪化を抑制させながら、通信品質の悪化も抑制するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。【００１５】
基地局装置は、端末装置の移動速度を取得する。また、基地局装置は、移動速度に対して、低速、中速、高速を規定しており、これらのいずれかに、取得した移動速度を分類する。なお、基地局装置は、低速、中速、高速のそれぞれに対して、サウンディング信号の送信頻度あるいは推定結果のフィードバック頻度を予め規定する。例えば、低速の送信頻度よりも中速の送信頻度が高くなるように規定されており、高速の送信頻度は「０」と規定される。基地局装置は、分類に応じて送信頻度を特定する。最終的に、基地局装置と端末装置との間において、特定された送信頻度にて、サウンディング信号または推定結果が送信される。【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置１６を含む。また、基地局装置１０は、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄ、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。【００１７】
通信システム１００の構成として、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。データは、基地局装置１０から端末装置１６へ送信されているものとする。基地局装置１０は、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。端末装置１６は、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、端末装置１６は、アダプティブアレイ信号処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。【００１８】
第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。ここで、基地局装置１０は、ビームフォーミングを実行しているものとする。そのため、基地局装置１０において伝送路特性を推定するために、端末装置１６から基地局装置１０へサウンディング信号が送信される。あるいは、端末装置１６において推定した伝送路特性を基地局装置１０にフィードバックするために、基地局装置１０から端末装置１６へ伝送路推定用の信号が送信され、端末装置１６から基地局装置１０へ推定結果が送信される。【００１９】
つまり、以下の説明において、基地局装置１０がサウンディング信号あるいは推定結果の送信タイミングを決定し、決定にしたがって、端末装置１６がサウンディング信号を送信したり、推定結果をフィードバックしたりする。【００２０】
図２は、通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図２の縦軸は周波数に相当し、横軸は時間に相当する。また、前述のごとく、ＯＦＤＭＡが使用されているので、縦軸の周波数はサブキャリアに対応する。ひとつのフレームは、下りサブフレーム、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）、上りサブフレーム、ＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｇａｐ）によって形成される。下りサブフレームは、プリアンブル、つまり既知信号によって開始される。プリアンブルに続いて、ＦＣＨが配置される。ＦＣＨには、プロファイル情報として、ＤＬＦＰ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｆｒａｍｅ  Ｐｒｅｆｉｘ）、ＤＬ−ＭＡＰのＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）レベル、ＤＬ−ＭＡＰの長さが含まれる。【００２１】
ＤＬ−ＭＡＰには、当該下りサブフレームに含まれた各下りバーストの位置情報および変調方式などのマップ情報が含まれている。ここで、下りバーストの位置情報は、サブキャリアおよび時間の組合せによって示される。また、ＵＬ−ＭＡＰには、当該上りサブフレームに含まれた各上りバーストの位置情報および変調方式などのマップ情報が含まれている。これらに続いて、下りサブフレームには、複数の下りバーストが含まれている。複数の下りバーストの配置は、ＤＬ−ＭＡＰにしたがっている。このような構成のもと、第１下りバーストから第６下りバースト、第１上りバーストから第３上りバーストが端末装置１６に割り当てられる。また、サウンディング領域の説明は後述し、レンジング・サブチャネルの説明は省略する。【００２２】
図３は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第４アンテナ１２ｄ、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、制御部３０、記憶部３２を含む。また、制御部３０は、取得部３４、決定部３６を含む。また信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、周波数領域信号２０２と総称される第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂ、第４周波数領域信号２０２ｄを含む。【００２３】
無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００としてベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部２０には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。【００２４】
無線部２０は、送信動作として、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号も時間領域信号２００として示す。無線部２０は、無線周波数の信号をアンテナ１２に出力する。すなわち、無線部２０は、無線周波数のバースト信号をアンテナ１２から送信する。また、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。時間領域信号２００は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。【００２５】
ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号２０２として出力する。ひとつの周波数領域信号２０２が、送信された複数の系列のそれぞれに相当する。なお、アダプティブアレイ信号処理は、系列を単位として実行される。周波数領域信号２０２の数は、系列数に応じて定まる。ここで、ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理においてウエイトベクトルを導出するが、ウエイトベクトルの導出のために、サウンディング領域に配置されたサウンディング信号を使用してもよい。【００２６】
また、ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換し、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応づけながら時間領域信号２００として出力する。送信処理において使用すべきアンテナ１２の数は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号２０２は、複数のサブキャリアの成分を含んでいるが、ここでは、図を明瞭にするために、周波数領域の信号をひとつの信号線として示す。【００２７】
変復調部２４は、受信動作として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調とデインタリーブを実行する。なお、復調は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復調した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信動作として、インタリーブと変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２としてベースバンド処理部２２に出力する。送信処理の際に、変調方式は、制御部３０によって指定されるものとする。【００２８】
ＩＦ部２６は、受信動作として、複数の変復調部２４からの信号を合成し、バーストごとにひとつのデータストリームを形成する。さらに、ＩＦ部２６は、合成したデータストリームを復号する。ＩＦ部２６は、復号したデータストリームを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信動作として、バーストごとにデータストリームを入力し、符号化した後に、これを分離する。さらに、ＩＦ部２６は、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。送信処理の際に、符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、符号化の一例は、たたみ込み符号化であり、復号の一例は、ビタビ復号であるとする。【００２９】
制御部３０は、基地局装置１０のタイミング等を制御する。また、制御部３０は、図示しない端末装置１６にバーストを順次割り当てる。割り当てた結果は、図２のように示される。なお、バーストの割当に先立って、制御部３０は、無線部２０からＩＦ部２６を介して、レンジング、認証、鍵交換、登録の処理を実行するが、これらには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。【００３０】
取得部３４は、無線部２０からＩＦ部２６を介して、通信している端末装置１６の移動速度を取得する。ここで、移動速度の取得は、さまざまな方法で実現されるが、（１）基地局装置１０自体が推定する場合と、（２）端末装置１６によって推定された結果とを受けつける場合のふたつに分けられる。（１）として、例えば、ベースバンド処理部２２が、当該端末装置１６からのバースト信号をもとに周波数応答を導出した後、取得部３４は、複数のバースト信号にまたがる周波数応答の時間変動をもとに、移動速度を導出する。時間変動は、相関処理によって推定される。また、取得部３４は、ベースバンド処理部２２からウエイトベクトルを取得し、複数のバースト信号にまたがるウエイトベクトルの時間変動をもとに、移動速度を導出してもよい。【００３１】
また、（２）を実現するために、端末装置１６から基地局装置１０へ向かうバースト信号の中に、移動速度を通知するための情報が含まれる。端末装置１６においても、取得部３４と同様の処理がなされて移動速度が導出される。また、端末装置１６は、受信電力の時間変化や、誤りの発生状況をもとに移動速度を導出してもよい。例えば、誤りの発生が多くなると、移動速度が高速であると推定される。【００３２】
記憶部３２は、移動速度の増加に応じて、当該移動速度がしきい値よりも低ければ頻度が増加し、当該移動速度がしきい値以上になったときに頻度が減少するような関係を規定する。ここで、頻度とは、所定の期間内にサウンディング信号を送信すべき回数として規定される。これは、サウンディング信号を送信すべき周期の最大値に相当する。図４は、記憶部３２に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。テーブルは、しきい値欄２１０、頻度欄２１２を含む。しきい値欄２１０に示されているように、ふたつのしきい値「Ａ」、「Ｂ」が予め規定されており、Ａ＜Ｂの関係が定められている。なお、前述のしきい値は、しきい値「Ｂ」に相当する。【００３３】
しきい値欄２１０に示された規定によって、移動速度は、３つの段階に分類される。ここでは、３つの段階を、上段から順に、「低速」、「中速」、「高速」とよぶ。頻度欄２１２には、３つの段階にそれぞれ対応した頻度の値が格納されている。つまり、低速の場合に対して頻度「Ｘ」が規定され、中速の場合に対して頻度「Ｙ」が規定されている。ここで、Ｙ＞Ｘの関係があるので、低速から中速になることによって、頻度が増加する。また、高速の場合に対して頻度「０」が規定されている。つまり、高速になると、サウンディング信号が送信されなくなり、これは中速や低速の場合よりも頻度が低いことに相当する。【００３４】
移動速度が低速であれば、伝送路特性の変動も小さいので、一度導出したウエイトベクトルは複数のフレームにわたって使用してもよい。そのため、サウンディング信号の送信頻度を低くすることによって、伝送効率の低下が抑制される。一方、移動速度が中速になると、低速の場合と比べて伝送路特性の変動が大きくなるので、一度導出したウエイトベクトルを使用できる期間が短くなる。そのため、中速の場合は、低速の場合と比べて、サウンディング信号の送信頻度が高くされる。これによって、伝送路特性の変動への追従を可能にし、通信品質の悪化が抑制される。一方、移動速度が高速になると、中速の場合と比べて伝送路特性の変動が大きくなり、フレーム内においても伝送路特性が大きく変動する。そのため、高速の場合、ＭＩＭＯやＢＦを中止することによって、伝送品質の悪化が抑制される。また、ＭＩＭＯやＢＦが中止されるので、サウンディング信号の送信が不要になり、伝送効率の低下が抑制される。図３に戻る。【００３５】
決定部３６は、記憶部３２に記憶したテーブルを参照しながら、取得部３４において取得した移動速度をもとにサウンディング信号の送信頻度を決定する。つまり、決定部３６は、取得部３４において取得した移動速度をもとに、サウンディング領域の割当頻度を変更する。制御部３０は、決定部３６での決定にしたがって、サウンディング信号を送信させる。なお、サウンディング信号の代わりに、端末装置１６において推定した伝送路特性（以下、「推定結果」という）を端末装置１６から受信し、ベースバンド処理部２２が推定結果をもとにウエイトベクトルを導出してもよい。その際、決定部３６は、取得部３４において取得した移動速度をもとに、推定結果のフィードバック頻度を決定する。【００３６】
ベースバンド処理部２２は、無線部２０を介して、図示しない端末装置１６からのサウンディング信号を受信する。前述のごとく、ベースバンド処理部２２は、サウンディング信号をもとに、ウエイトベクトルを導出する。ウエイトベクトルの導出には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。【００３７】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。【００３８】
図５は、ベースバンド処理部２２の構成を示す。ベースバンド処理部２２は、受信用処理部５０、送信用処理部５２を含む。受信用処理部５０は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、受信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、時間領域信号２００に対してアダプティブアレイ信号処理を実行しており、そのために時間領域信号２００のウエイトベクトルの導出を実行する。また、受信用処理部５０は、アレイ合成した結果を周波数領域信号２０２として出力する。なお、受信用処理部５０は、伝送路推定用信号に対応した周波数領域信号２０２をもとに、前述の伝送路特性を推定する。ここで、伝送路特性は、サブキャリア単位の伝送路特性である。【００３９】
送信用処理部５２は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、送信動作に対応する部分を実行する。送信用処理部５２は、伝送路特性をもとに、送信用のウエイトベクトルを導出し、ウエイトベクトルによってビームフォーミングを実行する。また、受信用処理部５０は、周波数領域信号２０２を変換することによって、時間領域信号２００を生成する。送信用処理部５２は、最終的に時間領域信号２００を出力する。【００４０】
図６は、受信用処理部５０の構成を示す。受信用処理部５０は、ＦＦＴ部７４、ウエイトベクトル導出部７６、合成部８０と総称される第１合成部８０ａ、第２合成部８０ｂ、第３合成部８０ｃ、第４合成部８０ｄを含む。【００４１】
ＦＦＴ部７４は、時間領域信号２００に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域信号２００を周波数領域の値に変換する。ここで、ひとつの時間領域信号２００に対する周波数領域の値は、ひとつの信号線にて出力されるものとする。【００４２】
ウエイトベクトル導出部７６は、周波数領域の値から、サブキャリア単位にウエイトベクトルを導出する。なお、ウエイトベクトルは、複数の系列のそれぞれに対応するように導出され、ひとつの系列に対するウエイトベクトルは、アンテナ１２の数に対応した要素をサブキャリア単位に有する。また、複数の系列のそれぞれに対応したウエイトベクトルの導出には、適応アルゴリズムが使用されてもよく、あるいは伝送路特性が使用されてもよいが、これらの処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。最終的に、サブキャリアの数、アンテナ１２の数、系列の数を乗算した数だけのウエイトが導出される。なお、ウエイトベクトル導出部７６は、ウエイトベクトルを導出すると共に、サブキャリア単位の伝送路特性を導出する。サブキャリア単位の伝送路特性は、端末装置１６のアンテナ１２とひとつの系列との間に対して導出される。【００４３】
合成部８０は、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値と、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルとによって、合成を実行する。例えば、ひとつの乗算対象として、ウエイトベクトル導出部７６からのウエイトベクトルのうち、ひとつのサブキャリアに対応したウエイトであって、かつ第１の系列に対応したウエイトが選択される。選択されたウエイトは、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。【００４４】
また、別の乗算対象として、ＦＦＴ部７４にて変換された周波数領域の値のうち、ひとつのサブキャリアに対応した値が選択される。選択された値は、アンテナ１２のそれぞれに対応した値を有する。なお、選択されたウエイトと選択された値は、同一のサブキャリアに対応する。アンテナ１２のそれぞれに対応づけられながら、選択されたウエイトと選択された値が、それぞれ乗算され、乗算結果が加算されることによって、第１の系列のうちのひとつのサブキャリアに対応した値が導出される。第１合成部８０ａでは、以上の処理が他のサブキャリアに対しても実行され、第１の系列に対応したデータが導出される。また、第２合成部８０ｂから第４合成部８０ｄでは、同様の処理によって、第２の系列から第４の系列に対応したデータがそれぞれ導出される。導出された第１の系列から第４の系列は、第１周波数領域信号２０２ａから第４周波数領域信号２０２ｄとしてそれぞれ出力される。【００４５】
図７は、送信用処理部５２の構成を示す。送信用処理部５２は、分散部６６、ＩＦＦＴ部６８を含む。分散部６６は、周波数領域信号２０２とアンテナ１２とを対応づける。分散部６６は、公知の技術によって、伝送路特性からウエイトベクトルを導出する。また、分散部６６は、ウエイトベクトルと周波数領域信号２０２とを乗算することによって、周波数領域信号２０２とアンテナ１２とを対応づける。ＩＦＦＴ部６８は、分散部６６からの信号に対してＩＦＦＴを実行し、時間領域信号２００として出力する。【００４６】
図８は、端末装置１６の構成を示す。端末装置１６は、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第４アンテナ１４ｄ、無線部１２０と総称される第１無線部１２０ａ、第２無線部１２０ｂ、第４無線部１２０ｄ、ベースバンド処理部１２２、変復調部１２４、ＩＦ部１２６、制御部１３０を含む。また信号として、時間領域信号３００と総称される第１時間領域信号３００ａ、第２時間領域信号３００ｂ、第４時間領域信号３００ｄ、周波数領域信号３０２と総称される第１周波数領域信号３０２ａ、第２周波数領域信号３０２ｂ、第４周波数領域信号３０２ｄを含む。【００４７】
アンテナ１４、無線部１２０、ベースバンド処理部１２２、変復調部１２４、ＩＦ部１２６は、図３のアンテナ１２、無線部２０、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６に対応する。ここで、端末装置１６は、図２のようなフレームのうち、基地局装置１０によって割り当てられたバーストおよびＦＣＨ等に対して、前述の処理を実行する。また、端末装置１６は、基地局装置１０からの指示にしたがって、サウンディング領域において、サウンディング信号を送信する。一方、推定結果をフィードバックする場合、ベースバンド処理部１２２は、バースト信号を受信すると、受信したバースト信号から伝送路特性を推定する。前述のごとく、伝送路特性の推定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。アンテナ１２は、推定結果を制御部１３０へ出力する。制御部１３０は、受けつけた推定結果をバースト信号に含め、ＩＦ部１２６、変復調部１２４、ベースバンド処理部１２２、無線部１２０を介して、割り当てられたバーストにてバースト信号を基地局装置１０へ送信する。【００４８】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図９は、通信システムにおける通信手順を示すシーケンス図である。端末装置１６は、基地局装置１０へサウンディング信号を送信する（Ｓ１０）。基地局装置１０は、サウンディング信号をもとに伝送路特性を推定する（Ｓ１２）。基地局装置１０は、伝送路特性をもとにウエイトベクトルを生成し、ウエイトベクトルによってビームフォーミングを実行したバースト信号を端末装置１６へ送信する（Ｓ１４）。【００４９】
図１０は、基地局装置における通信手順を示すフローチャートである。ＩＦ部２６、変復調部２４、ベースバンド処理部２２、無線部２０は、サウンディング信号を受信する（Ｓ３０）。取得部３４は、移動速度を取得する（Ｓ３４）。ベースバンド処理部２２は、サウンディング信号よりウエイトベクトルを導出し（Ｓ３６）、ビームフォーミングを実行する。決定部３６は、移動速度をもとに、サウンディング信号の送信頻度を決定する（Ｓ３８）。通信を継続する場合（Ｓ４０のＹ）、ステップ３０に戻る。一方、通信を継続しない場合（Ｓ４０のＮ）、処理は終了される。【００５０】
図１１は、基地局装置における頻度の設定手順を示すフローチャートである。ここでの処理は、図１０のステップ３８に相当する。移動速度がしきい値「Ａ」より低ければ（Ｓ６０のＹ）、決定部３６は頻度を「Ｘ」に設定する（Ｓ６４）。一方、移動速度がしきい値「Ａ」より低くなく（Ｓ６０のＮ）、しきい値「Ｂ」より低ければ（Ｓ６２のＹ）、決定部３６は頻度を「Ｙ」に設定する（Ｓ６６）。移動速度がしきい値「Ｂ」より低くなければ（Ｓ６２のＮ）、決定部３６は頻度を「０」に設定する（Ｓ６８）。【００５１】
以下、本発明の変形例を説明する。実施例では、通信システム１００としてＩＥＥＥ８０２．１６規格を前提としていた。一方、変形例では、固定のサブキャリアによってサブチャネルブロックが形成されている。また、サブチャネルブロックの割当は、上下回線に対して対象である。なお、変形例に係る通信システム１００の構成は、図１の通信システム１００と同様のタイプであり、変形例に係る基地局装置１０の構成は、図３の基地局装置１０と同様のタイプであり、変形例に係る端末装置１６の構成は、図８の端末装置１６と同様のタイプである。また、変形例におけるサブチャネルブロックは、実施例におけるバーストに相当するので、これまでの説明は有効である。ここでは、変形例におけるフレーム構成や実施例の相違点を主に説明する。【００５２】
図１２（ａ）−（ｃ）は、本発明の変形例に係る通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、８つのタイムスロットの時間多重によって形成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの上りタイムスロットと４つの下りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」から「第４上りタイムスロット」として示し、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図１２（ａ）に限定されず、例えば、４つのタイムスロットや１６個のタイムスロットによって構成されてもよいが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図１２（ａ）として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りのタイムスロットと下りのタイムスロットの構成は、同一であるとする。そのため、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。さらに、図１２（ａ）に示されたフレームが複数連続することによって、スーパーフレームが形成される。ここでは、一例として、「２０」個のフレームによって、スーパーフレームが形成されているものとする。【００５３】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第１サブチャネル」から「第１６サブチャネル」までの「１６」個のサブチャネルブロックの周波数多重によって形成される。なお、図１２（ｂ）においてサブチャネルブロックは、「サブチャネル」と示されている。各タイムスロットが図１２（ｂ）のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、サブチャネルブロックが特定される。また、図１２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルブロックに対応したフレーム構成が図１２（ａ）であるとしてもよい。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるサブチャネルブロックの数は、「１６」個でなくてもよい。ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルブロックの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルブロックの割当とは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくともひとつの制御信号が割り当てられるものとする。例えば、スーパーフレームに含まれた複数の下りタイムスロットのうち、ひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルブロックに制御信号が割り当てられる。ここで、制御信号が割り当てられるサブチャネルブロックは、第１サブチャネルブロックのごとく予め規定されているものとする。【００５４】
図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルブロックの構成を示す。図１２（ａ）や図１２（ｂ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルブロックは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にＯＦＤＭ信号によって構成されている。図中の「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「ＰＳ」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＤＳ」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。【００５５】
図１３は、本発明の変形例に係る通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図１３では、横軸に周波数軸が示されており、図１２（ｂ）に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第１サブチャネルから第１６サブチャネルの１６個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。【００５６】
実施例では、下り回線においてビームフォーミングを実行する際、端末装置１６が基地局装置１０へサウンディング信号を送信し、基地局装置１０は、伝送路特性を推定した後、これをもとにウエイトベクトルを導出する。変形例でも、下り回線においてビームフォーミングを実行する際、端末装置１６が基地局装置１０へサウンディング信号を送信し、基地局装置１０は、伝送路特性を推定する。また、基地局装置１０は、伝送路特性をもとにウエイトベクトルを導出する。そのため、基地局装置１０は、決定した頻度に応じて、端末装置１６へサウンディング信号の送信要求を送信してもよい。【００５７】
以下、本発明の別の変形例を説明する。これまでの説明において、基地局装置１０は、端末装置１６がサウンディング信号を送信すべきタイミングを制御している。例えば、実施例の基地局装置１０は、サウンディング領域の割当頻度を制御する。一方、別の変形例に係る通信システム１００は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムのごとく、基地局装置１０によって、端末装置１６がサウンディング信号を送信すべきタイミングを制御されない場合を説明の対象にする。無線ＬＡＮシステムにおいて、基地局装置１０は、端末装置１６に対してサウンディング信号の送信要求（以下、「要求信号」という）を送信する。一方、要求信号を受信した端末装置１６は、基地局装置１０へサウンディング信号を送信する。なお、別の変形例に係る通信システム１００の構成は、図１の通信システム１００と同様のタイプであり、別の変形例に係る基地局装置１０の構成は、図３の基地局装置１０と同様のタイプであり、別の変形例に係る端末装置１６の構成は、図８の端末装置１６と同様のタイプである。ここでは、相違点を主に説明する。【００５８】
決定部３６は、これまでと同様に、取得部３４において取得した移動速度と、記憶部３２に記憶したしきい値とをもとに、サウンディング信号の送信頻度を決定する。具体的に説明すると、決定部３６は、移動速度に応じた要求信号の送信頻度を決定する。例えば、移動速度が低速から中速になるにつれて、決定部３６は、要求信号の送信頻度を増加する。一方、移動速度が高速になると、決定部３６は、要求信号の送信を中止する。ベースバンド処理部２２は、決定部３６において決定された送信頻度に応じて、無線部２０から要求信号を送信する。端末装置１６は、要求信号を受信すると、サウンディング信号を送信する。ここで、サウンディング信号は、サウンディングパケットと呼ばれてもよく、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）の系列数が、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）やデータの系列数よりも多くなるように構成される。【００５９】
図１４（ａ）−（ｃ）は、本発明の別の変形例に係る通信システム１００におけるパケットの送信タイミングを示す。これらにおいて、横軸が時間軸に相当する。図１４（ａ）は、高速の場合に相当し、図示のごとく、下り回線において、パケット信号４００が連続して送信されている。パケット信号４００によって、例えば、ストリーミングデータが伝送される。一方、高速の場合に、要求信号やサウンディング信号は送信されない。図１４（ｂ）は、中速の場合に相当し、下り回線において、パケット信号４００とともに要求信号４０２も送信されている。また、要求信号４０２に対する応答として、上り回線において、サウンディング信号４０４が送信されている。図１４（ｃ）は、高速の場合に相当し、図１４（ｂ）と同様に、下り回線において、パケット信号４００と要求信号４０２とが送信され、上り回線において、サウンディング信号４０４が送信されている。図１４（ｂ）と図１４（ｃ）とを比較すると、図１４（ｂ）の方が図１４（ｃ）よりも、要求信号４０２およびサウンディング信号４０４の送信間隔が短い。つまり、図１４（ｂ）の方において、要求信号４０２およびサウンディング信号４０４の送信頻度が高くなっており、図１４（ｃ）の方において、パケット信号４００の送信頻度が高くなっている。【００６０】
以下、本発明のさらに別の変形例を説明する。さらに別の変形例では、別の変形例と同様に、通信システム１００として無線ＬＡＮシステムが説明の対象になる。決定部３６は、要求信号の送信頻度を決定するとともに、移動速度に応じてパケット信号の長さを決定する。ここで、決定部３６は、移動速度が低くなるほど、パケット信号を長くすることを決定する。その結果、中速では低速よりも、パケット信号の長さを短くするとともに、要求信号の送信頻度を高くすることが決定される。また、高速では中速よりも、パケット信号の長さを短くすることが決定されるとともに、要求信号を送信しないことも決定される。図１５（ａ）−（ｃ）は、本発明のさらに別の変形例に係る通信システム１００におけるパケットの送信タイミングを示す。図１５（ａ）−（ｃ）は、図１４（ａ）−（ｃ）に対応しているが、パケット信号の長さが移動速度に応じて可変になっている。【００６１】
本発明の実施例によれば、端末装置の移動速度をもとにサウンディング信号の送信頻度を決定するので、伝送路特性の変動の程度に応じた送信頻度を設定できる。また、伝送路特性の変動の程度に応じた送信頻度が設定されるので、速度が遅ければ送信頻度を低くすることによって、伝送効率の悪化を抑制できる。また、伝送路特性の変動の程度に応じた送信頻度が設定されるので、速度が速ければ送信頻度を高くすることによって、通信品質の悪化を抑制できる。また、伝送路効率の悪化を抑制させながら、通信品質の悪化も抑制できる。また、高速になると、サウンディング信号の送信頻度を０に設定するので、伝送効率の悪化を抑制できる。また、ビームフォーミングやＭＩＭＯがなされなくなるので、通信品質の悪化を抑制できる。また、移動速度に応じて要求信号の送信頻度を制御するので、無線ＬＡＮシステムにも本発明を適用できる。また、移動速度に応じてパケット信号の長さを制御するので、伝送速度の向上と誤り率の改善を両立できる。【００６２】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【００６３】
本発明の実施例および変形例において、記憶部３２において記憶されたテーブルは、高速、中速、低速の３段階を規定する。しかしながらこれに限らず例えば、移動速度に対して４つ以上の段階が規定されていてもよい。また、各段階において、送信頻度が一定の値ではなく、速度の向上とともに送信頻度が増加するような関係になっていてもよい。その場合であっても、移動速度が高速になると、ＭＩＭＯやビームフォーミングがなされないような送信頻度が設定される。本変形例によれば、送信頻度を詳細に設定できる。【００６４】
本発明の変形例において、基地局装置１０が、移動速度を取得するとともに送信頻度を決定する。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置１６がこれらの処理を実行してもよい。その際、記憶部３２、取得部３４、決定部３６は、端末装置１６の制御部１３０に含まれる。つまり、取得部３４は、基地局装置１０との間の相対的な移動速度を取得し、決定部３６は、移動速度に応じた送信頻度を決定する。また、ベースバンド処理部１２２は、決定部３６において決定した送信頻度に応じてサウンディング信号を送信する。ここで、サウンディング信号にＭＲＱ（ＭＣＳ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）が格納されてもよい。本変形例によれば、さまざまな無線装置に本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、伝送路効率の低下を抑制させながら、通信品質の悪化も抑制できる。
【図１】
2009119051.tif 000003
【図２】
2009119051.tif 000004
【図３】
2009119051.tif 000005
【図４】
2009119051.tif 000006
【図５】
2009119051.tif 000007
【図６】
2009119051.tif 000008
【図７】
2009119051.tif 000009
【図８】
2009119051.tif 000010
【図９】
2009119051.tif 000011
【図１０】
2009119051.tif 000012
【図１１】
2009119051.tif 000013
【図１２（ａ）】
2009119051.tif 000014
【図１２（ｂ）】
2009119051.tif 000015
【図１２（ｃ）】
2009119051.tif 000016
【図１３】
2009119051.tif 000017
【図１４】
2009119051.tif 000018
【図１５】
2009119051.tif 000019
【国際調査報告】
2009119051.tif 000020
2009119051.tif 000021