(57)【要約】通信装置が置かれた環境に適応した変調方式及び送信電力を信号の送信元に対して適用させるという課題を解決するために、通信装置は、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力する受信手段と、信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力する受信レベル測定手段と、受信データに基づいて、変調方式制御情報を出力する受信変調方式抽出手段と、受信レベルに基づいて、変調方式指定情報及び変調方式に対応付けられた送信電力指定情報を出力する指定情報出力手段と、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を送信装置へ送信する送信手段を備える。
2011034193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、前記受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力する受信手段と、
前記信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力する受信レベル測定手段と、
前記受信データに基づいて、前記変調方式制御情報を出力する受信変調方式抽出手段と、
前記受信レベルに基づいて、前記変調方式指定情報及び前記変調方式に対応付けられた前記送信電力指定情報を出力する指定情報出力手段と、
前記変調方式指定情報及び前記送信電力指定情報を前記送信装置へ送信する
送信手段を備える通信装置。
【請求項２】
前記指定情報出力手段は、
前記変調方式に対応付けて、変調方式切替閾値及び目標受信レベルが設定された目標受信レベル設定手段を備え、
前記受信レベルと前記変調方式切替閾値との比較結果に基づいて、前記変調方式指定情報を出力し、
前記受信レベルと前記目標受信レベルとの比較結果に基づいて、前記送信電力指定情報を出力する
請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記指定情報出力手段は、
前記受信レベルが前記目標受信レベル以上であるとき、前記送信電力を低下させることを要求する前記送信電力指定情報を出力し、
前記受信レベルが前記目標受信レベル未満であるとき、前記送信電力を上昇させることを要求する前記送信電力指定情報を出力する
請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記指定情報出力手段は、
前記受信レベルが前記変調方式切替閾値以上であるとき、第１の前記変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力し、
前記受信レベルが前記変調方式切替閾値未満であるとき、第２の前記変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力する
請求項２又は３記載の通信装置。
【請求項５】
前記変調方式指定情報は、最上位から最下位までの順位が設定された複数の変調方式の中から選択された変調方式を指定する
請求項１乃至４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも高く設定される請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも低く設定される請求項５記載の通信装置。
【請求項８】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、
前記受信レベルが下降しているとき、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも低く設定され、
前記受信レベルが上昇しているとき、前記変調方式切替閾値よりも高く設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項９】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値に等しく設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項１０】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである第１の変調方式切替閾値よりも低く設定され、
前記変調方式として前記第３の変調方式よりも前記順位が低い第５の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第５の変調方式から、前記第５の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第６の変調方式に切り替えるときの受信レベルである第２の変調方式切替閾値よりも高く設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項１１】
前記順位は、前記複数の変調方式のそれぞれの伝送レートの、高低に基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１２】
前記順位順序は、前記複数の変調方式のそれぞれが所定の受信状態を確保するために必要な受信レベルに基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１３】
前記順位順序は、前記複数の変調方式のそれぞれが所定の受信状態を確保するために必要な搬送波対雑音電力比に基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の第１の通信装置と、
第２の変調方式指定情報に基づく第２の変調方式の設定及び第２の送信電力指定情報に基づく第２の送信電力の制御が前記第１の通信装置によって施された第２の信号を受信し、前記受信した第２の信号を第２の変調方式制御情報に基づいて復調し、第２の受信データを出力する第２の受信手段と、前記第２の信号の信号レベルを測定し、第２の受信レベルを出力する第２の受信レベル測定手段と、前記第２の受信データに基づいて、前記第２の変調方式制御情報を出力する第２の受信変調方式抽出手段と、前記第２の受信レベルに基づいて、前記第２の変調方式指定情報及び前記第２の変調方式に対応付けられた前記第２の送信電力指定情報を出力する第２の指定情報出力手段と、前記第２の変調方式指定情報及び前記第２の送信電力指定情報を前記第１の通信装置へ送信する第２の送信手段を備える第２の通信装置を備える通信システム。
【請求項１５】
適応変調及び送信電力制御が施された信号を受信し、
前記信号の信号レベルを測定し、
前記信号レベルに基づいて、前記適応変調に用いられる変調方式指定情報を抽出し、
前記信号レベルに基づいて、前記送信電力制御に用いられる送信電力指定情報を抽出し、
前記変調方式指定情報及び前記送信電力指定情報を前記信号の送信元に送信する通信制御方法。
【請求項１６】
前記適応変調の方式に対応付けて、変調方式切替閾値及び目標受信レベルを設定し、
前記信号レベルと前記変調方式切替閾値との比較結果に基づいて、前記変調方式指定情報を抽出し、
前記信号レベルと前記目標受信レベルとの比較結果に基づいて、前記送信電力指定情報を抽出する
請求項１５記載の通信制御方法。
【請求項１７】
前記信号レベルが前記目標受信レベル以上であるとき、前記送信元に送信電力を低下させることを要求する送信電力指定情報を出力し、
前記信号レベルが前記目標受信レベル未満であるとき、前記送信元に送信電力を上昇させることを要求する前記送信電力指定情報を出力する
請求項１６記載の通信制御方法。
【請求項１８】
前記信号レベルが前記変調方式切替閾値以上であるとき、第１の変調方式への切り替えを要求する変調方式指定情報を出力し、
前記信号レベルが前記変調方式切替閾値未満であるとき、第２の変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力する
請求項１６又は１７に記載の通信制御方法。
【請求項１９】
前記変調方式指定情報は、最上位から最下位までの順位が設定された複数の変調方式の中から選択された変調方式を指定する
請求項１５乃至１８のいずれかに記載の通信制御方法。
【請求項２０】
前記受信した信号から変調方式制御情報を抽出し、
前記変調方式制御情報に基づいて、前記受信した信号を復調する請求項１５乃至１９のいずれかに記載された通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に外部の送信装置に対して適応変調及び送信電力制御を要求する通信装置、通信制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル・マイクロ波通信システムは、光ファイバ等の有線回線に比べて、安価かつ短期間で敷設が可能であるというメリットを有する。このため、近年、ディジタル・マイクロ波通信システムは、モバイル・ネットワークにおけるバックホール回線として一般的に用いられている。そして、バックホール回線は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｉｍｅ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やモバイルＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）に代表されるモバイル・ブロードバンド通信の発展により、更なる大容量化が求められている。
一般的に、ディジタル・マイクロ波通信システムでは、ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ）によって標準化されたＧ．８２６等に規定されている基準に従って回線設計を行う。そのため、ディジタル・マイクロ波通信システムは、年間を通してほとんどの場合は、回線品質に十分な余裕を持った状態で運用されている。近年では、さらに回線の利用効率及び可用性を向上させるために、伝播路の状態に応じて適応的に変調方式を変化させる適応変調方式が用いられるようになりつつある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されている適応変調方式では、受信側において、受信信号レベルや復調信号の誤り率情報などを用いて適切な変調方式を選択し、選択結果を対向局側に送信する。対向局側では、その選択結果に従って送信変調方式を切り替える。例えば、伝播路状態が良好な場合には、より伝送レートが高い、例えば多値の変調方式を適用する。従って、適応変調方式は、変調方式が固定されたシステムと比較して、通信容量を増大させることができる。逆に、伝播路状態が劣悪な場合には、適応変調方式は、その環境に対応可能な、例えば変調多値数が小さい変調方式を適用する。そのため、回線断を防ぐことができるので、回線稼働率を高めることができる。
適応変調方式を用いた無線通信システムでは、複数の異なる変調方式において、それぞれ適切な受信レベルを保つ必要があるため、送信電力の制御は非常に重要である。例えば、特許文献２、３には、適応変調方式を用いた無線通信システムにおける送信電力制御方法が記載されている。
特許文献２に記載された送信電力制御方法は、受信側において推定した受信信号の搬送波対雑音電力比（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ。以降、「ＣＮＲ」という。）と受信信号に多重化されている送信電力情報から伝送路の減衰量を求める。そして、受信側は、求めた減衰量に応じて、そのときの変調方式における所要のＣＮＲを満足するように、対向側の装置へ送信する信号の送信電力を制御する。
特許文献３に記載された送信電力制御方法は、現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、対向側の装置へ送信する信号の、変調方式及び送信電力を決定する。
受信信号の伝播路状態に基づいて変調方式及び送信電力を制御する方式は、特許文献４にも記載されている。
対向局の変調方式及び送信電力を制御する適応変調方式もある（例えば、特許文献５参照。）特許文献５に記載された適応変調方式は、現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、対向側装置に対して、変調方式及び送信電力の変更を要求する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４１８７６号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−７２６６６号公報（第５−６頁、図１）
【特許文献３】特開２００７−２２１３５７号公報（第８−１０頁、図３）
【特許文献４】特開２００５−２３６７０９号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献５】国際公開第ＷＯ２００７／１３８７９６号パンフレット（第９−１３頁、図２−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の公知技術にはそれぞれ課題がある。特許文献１に記載された適応変調方式では、対向局の送信電力は制御されない。そのため、適用されている変調方式にとって必要な受信レベルが確保されない可能性があるという課題がある。
特許文献２に記載された送信電力制御方法では、自局で受信した信号のＣＮＲ（以降、「受信ＣＮＲ」という。）及び対向局から受信した送信電力情報に基づいて、自局の送信レベルが決定される。対向局は、対向局での受信ＣＮＲ及び受信した送信電力情報に基づいて送信電力を制御する。そのため、特許文献２の送信電力制御方法は、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムのように、上り回線と下り回線の減衰量が同等であるとみなすことができるシステムへの適用が前提とされる。なぜなら、自局から対向局への信号の減衰量が小さいときは、たとえ対向局から自局への信号の減衰量が大きくても、対向局は送信電力を増加させない。従って、自局が対向局からの信号を受信する際に、その信号に適用されている変調方式にとって必要な受信レベルが確保されない可能性があるためである。以上のように、特許文献２の送信電力制御方法には、上り回線と下り回線の減衰量が同等であることを前提とすることができないシステム、例えばＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システム等には適用することができないという課題がある。
特許文献３に記載された送信電力制御方法でも、特許文献２に記載された送信電力制御方法と同様の課題がある。すなわち、自局での受信レベル測定値に基づいて自局の送信電力を制御し、対向局は対向局側での受信レベル測定値に基づいて送信電力を制御する。そのため、特許文献３の送信電力制御方法には、上り回線と下り回線の減衰量が同等であることを前提とすることができないシステムには適用することができないという課題がある。
特許文献４に記載された送信電力制御方法でも、自局は受信信号に基づいて自局の変調方式及び送信電力を制御する。しかし、対向局における制御については言及されていない。そのため、自局の変調方式及び送信電力は制御されるが、対向局からの信号の変調方式及び送信電力が適切に制御される保証がない。従って、特許文献４の送信電力制御方法には、自局が対向局からの信号を受信する際に、その信号に適用されている変調方式にとって必要な受信レベルが確保されない可能性があるという課題がある。なお、特許文献４に記載された送信電力制御方法を、自局と同様に、対向局においても適用するためには、特許文献２及び３と同様に、上り回線と下り回線の減衰量が同等であることを前提とする必要がある。
特許文献５に記載された送信電力制御方法では、対向局が信号を送信する際に適用する変調方式及び送信電力が制御される。そのため、自局が対向局からの信号を受信する際の受信レベルに関する、上述の課題は解決される。しかし、特許文献５には、各時点での受信レベルを制御するときの、受信レベルの目標値（以降、「目標受信レベル」という。）とその時点で適用されている変調方式との関係についての記載がない。目標受信レベルは、対向局に対して送信電力の変更を要求するときの判断基準となる。そのため、以下に理由を説明するように、目標受信レベルは、その時点の変調方式と連動させて設定することが必要である。しかし、特許文献５、及び特許文献１乃至４には、このことについての記載がない。
目標受信レベルをその時点の変調方式と連動させて設定しなければ、大きな問題が発生する理由を説明する。送信電力制御は、送信電力を必要最低限に抑えることを目的としている。従って、特許文献２乃至５のように、適応変調と送信電力制御を単純に組み合わせると、所定の性能を確保するために必要な受信レベルが最も低い変調方式（以降、「最下位変調方式」という。）に合わせて目標受信レベルが設定される。このように目標受信レベルを設定すると、送信電力を最低限度まで低下させても目標受信レベルを上回る程度にまで電波の伝播環境（以下、「電波環境」という。）が良好にならない限り、最下位変調方式以外の変調方式には切り替わらない。最下位変調方式は、最も通信レートが低い方式であることが多いので、電波環境が極めて良好であるとき以外は、通信レートが常に最低レベルに保たれてしまう。
仮に、受信レベル目標値が最下位変調方式以外の変調方式に合わせて設定されたとしても、それより上位の変調方式への切り替えが起こりにくいため、適応変調を行うメリットが減少する。ここでの「上位の変調方式」とは、現在の変調方式が適用できる受信レベルよりも高い受信レベルを必要とする変調方式を意味する。
次に、適応変調方式の具体例を示し、上記の問題が発生する理由を詳細に説明する。図２５、２６、２７、２８、２９、３０は、送信電力制御を伴う適応変調方式の具体例を示す。このように、信号の受信レベルに応じて、信号の送信元である送信装置（以降、「対向局」という。）で適用される変調方式が適応的に制御される。同時に、自局は、対向局に対して、送信電力の変更も要求する。
図２５、図２７、図２９は、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応の例を示すグラフである。図２５、図２７、図２９は、目標受信レベルが設定される位置がそれぞれ異なる。図２６は、図２５に対応する適応変調方式の動作の例を示すグラフである。図２８は、図２７に対応する適応変調方式の動作の例を示すグラフである。図３０は、図２９に対応する適応変調方式の動作の例を示すグラフである。
図２５、図２７、図２９に示すように、適応変調方式では、受信レベルの範囲に対応して、適用する変調方式が規定されている。そして、同じ変調方式が適用されているときでも、受信レベルによってＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ。ビット誤り率）は異なる。逆に、同じ受信レベルであっても、他の変調方式では、より低いＢＥＲを確保できる可能性がある。そこで、受信レベルが低下しＢＥＲがある値以上になると、その受信レベルであってもより低いＢＥＲが確保できる変調方式に切り替える、というのが、適応変調方式の基本的な考え方である。図２５、図２７、図２９に示した適応変調では、ＢＥＲの値が１０−６以上になると、より低い受信レベルに対応可能な変調方式に切り替えるような制御を行う。変調方式は、適用されるときの受信レベルが低い順に、変調方式Ｉ、変調方式ＩＩ、変調方式ＩＩＩの３種類である。
目標受信レベルは、ＢＥＲの値が１０−１０になるような受信レベルである。従って、ＢＥＲの値が１０−１０より高いときは、自局は対向局に対して送信電力の増加を要求する。ＢＥＲの値が１０−１０より低いときは、自局は対向局に対して送信電力の減少を要求する。ただし、対向局の送信電力が最大値あるいは最小値に達しているときは、それ以上の送信電力の増加あるいは減少は行われない。そのような場合には、受信レベルを目標受信レベルに一致させることができない。
以降、変調方式の切り替えを行う、境界となる受信レベルを、「変調方式切替閾値」という。そして、変調方式Ｉと変調方式ＩＩとを切り替えるときの変調方式切替閾値を、「変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）」と表記する。同様に、変調方式ＩＩと変調方式ＩＩＩとを切り替えるときの変調方式切替閾値を、「変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）」と表記する。
図２５の適応変調方式では、目標受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも小さい値に設定されている。図２７の適応変調方式では、目標受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）と変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）の中間に設定されている。図２９の適応変調方式では、目標受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも大きい値に設定されている。
始めに、図２６を参照して、図２５に示す適応変調を行うときの動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベルで一定になっている。このとき、受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも低いので、対向局の変調方式には変調方式Ｉが適用されている。
このとき、電波環境の悪化等によって受信レベルが低下し、目標受信レベルを下回ると（時刻ｔ００１）、自局は対向局に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを下回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の増加の要求を継続する。
送信電力の増加の要求を継続すると、対向局の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ００２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルはさらに低下していく。
ここで、電波環境の改善等によって受信レベルが上昇し、目標受信レベル値に達すると（ｔ００３）、自局は対向局に対して送信電力の減少を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを上回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の減少の要求を継続する。
対向局の送信電力が最小値に達した後も受信レベルの上昇が継続すると（ｔ００４）、受信レベルは変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を超える（ｔ００５）。このとき、自局は対向局に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。その後も受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を上回ると（ｔ００６）、自局は対向局に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。
以上のように、図２５の適応変調方式では、対向局の送信電力が最小送信電力に達してもなお受信レベルが目標受信レベルを上回るほど、電波環境が良好なとき以外は、変調方式ＩＩ及び変調方式ＩＩＩが適用される可能性はない。つまり、変調方式ＩＩ及び変調方式ＩＩＩが適用される可能性は極めて低い。
次に、図２８を参照して、図２７に示す適応変調を行うときの動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベルで一定になっている。このとき、受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも大きく、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも小さいので、対向局の変調方式には変調方式ＩＩが適用されている。
この状態で受信レベルが低下したときの動作は、基本的には図２６に示した適応変調方式と同じである。すなわち、受信レベルが目標受信レベルを下回ると（時刻ｔ０１１）、自局は対向局に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを下回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の増加の要求を継続する。
自局が対向局に対して送信電力の増加の要求を継続すると、対向局の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ０１２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルはさらに低下していく。
そして、受信レベルが低下し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を下回ると（ｔ０１３）、自局は対向局に対して変調方式をＩに変更するように要求する。
受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を上回ると（ｔ０１４）、自局は対向局に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに受信レベルが上昇し、目標受信レベルに達すると（ｔ０１５）、自局は対向局に対して送信電力の減少を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを上回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の減少の要求を継続する。
対向局の送信電力が最小値に達した後も受信レベルの上昇が継続すると、受信レベルは目標受信レベルを超え（ｔ０１６）、やがて、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）に達する（ｔ０１７）。このとき、自局は対向局に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。
以上のように、図２７の適応変調方式では、対向局の送信電力が最小送信電力に達してもなお受信レベルが目標受信レベルを上回るほど、電波環境が良好なときのみ、変調方式ＩＩＩが適用される可能性がある。つまり、変調方式ＩＩＩが適用される可能性は極めて低い。このように、受信レベルが高いときに適用することを想定した変調方式が適用できない可能性があるという面で、図２７の適応変調方式は、図２５の適応変調方式と同じ課題を持つ。
目標受信レベルをさらに高い値に設定することも考えられる。以下に、図３０を参照して、図２９に示す適応変調を行うときの動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベルで一定になっている。このとき、受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも高いので、対向局の変調方式には変調方式ＩＩＩが適用されている。
この状態で受信レベルが低下したときの動作は、基本的には図２６、図２８に示した適応変調方式と同じである。すなわち、受信レベルが目標受信レベルを下回ると（時刻ｔ０２１）、自局は対向局に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを下回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の増加の要求を継続する。
送信電力の増加の要求を継続すると、対向局の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ０２２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルはさらに低下していき、遂には受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を下回る（ｔ０２３）。このとき、自局は対向局に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、受信レベルが低下し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を下回ると（ｔ０２４）、自局は対向局に対して変調方式をＩに変更するように要求する。
受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を上回ると（ｔ０２５）、自局は対向局に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を上回ると（ｔ０２６）、自局は対向局に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。
受信レベルの上昇が継続し、目標受信レベルに達すると（ｔ０２７）、自局は対向局に対して送信電力の減少を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを上回っている間は、自局は対向局に対する送信電力の減少の要求を継続する。対向局の送信電力が最小送信電力に達した後も受信レベルの上昇が継続すると（ｔ０２８）、受信レベルは目標受信レベルを超える。
以上のように、図３０の適応変調では、上位の変調方式への切り替えを行うことができる。しかし、変調方式Ｉ又はＩＩが適用されている場合であっても、常に、送信電力を変調方式ＩＩＩにも適合可能なレベルに引き上げるような制御が行われるという問題が発生する。
以上の２種類の問題、すなわち、上位の変調方式が適用されない可能性及び過剰なレベルへの送信電力制御という問題が発生する根本的な原因は、目標受信レベル、すなわち送信電力制御のための電力レベル閾値が、適用されている変調方式に関わらず、あるレベルに固定されていることにある。
ところが、特許文献１乃至４には、目標受信レベルに関する記載がない。特許文献５には、目標受信レベルに関する記載はあるが、目標受信レベルを変調方式に連動して設定することの必要性、意義に関して、記載、示唆共にない。
（発明の目的）
本発明は上記のような技術的課題に鑑みて行われたもので、信号の送信元に対して、通信装置が置かれた環境に適応した変調方式及び送信電力を適用させることができる通信装置、通信制御方法、及び通信制御プログラム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】
【０００５】
本発明の通信装置は、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力する受信手段と、信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力する受信レベル測定手段と、受信データに基づいて、変調方式制御情報を出力する受信変調方式抽出手段と、受信レベルに基づいて、変調方式指定情報及び変調方式に対応付けられた送信電力指定情報を出力する指定情報出力手段と、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を送信装置へ送信する送信手段を備える。
本発明の通信制御方法は、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力し、信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力し、受信データに基づいて、変調方式制御情報を出力し、受信レベルに基づいて、変調方式指定情報を出力し、受信レベルに基づいて、変調方式に対応付けられた送信電力指定情報を出力し、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を送信装置へ送信する。
さらに、本発明の通信制御方法は、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号の信号レベルが測定された結果、得られた受信レベルに基づいて、送信装置へ送信する変調方式指定情報又は変調方式に対応付けられた送信電力指定情報の少なくともいずれか一方を出力する。
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、通信装置に備えられたコンピュータを、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力する手段と、信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力する手段と、受信データに基づいて、変調方式制御情報を出力する手段と、受信レベルに基づいて、変調方式指定情報を出力する手段と、受信レベルに基づいて、変調方式に対応付けられた送信電力指定情報を出力する手段と、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を送信装置へ送信する手段として機能させる。
あるいは、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、通信装置に備えられたコンピュータを、変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号の信号レベルが測定された結果、得られた受信レベルに基づいて、送信装置へ送信する変調方式指定情報又は変調方式に対応付けられた送信電力指定情報の少なくともいずれか一方を出力する手段として機能させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の通信装置、通信方法及び通信制御プログラムは、信号の送信元に対して、受信レベルに基づいて変調方式を指定し、さらに、指定した変調方式に応じた送信電力を適用させる。従って、信号の送信元に対して、通信装置が置かれた環境に適応した変調方式及び送信電力を適用させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態の通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応表である。
【図３】本発明の第１の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態の適応変調方式の動作を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態の通信装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態の適応変調方式の動作を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応表である。
【図９】本発明の第３の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施形態の適応変調方式の動作を示すグラフである。
【図１１】本発明の第４の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施形態の適応変調方式の動作を示すグラフである。
【図１３】本発明の第５の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図１４】本発明の第５の実施形態の適応変調方式の動作を示すグラフである。
【図１５】本発明の第６の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態の無線通信装置の受信電力制御部の構成の例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態の無線通信装置の受信変調方式判定部の構成の例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態の無線通信装置が送受信する無線フレームの構成の例を示すフォーマット図である。
【図１９】本発明の第６の実施形態の適応変調方式において、基準変調方式選択法を採用するときの、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図２０】本発明の第６の実施形態の適応変調方式において、基準変調方式選択法を採用するときの動作を示すグラフである。
【図２１】本発明の第６の実施形態の適応変調方式において、最上位変調方式選択法を採用するときの、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。
【図２２】本発明の第６の実施形態の適応変調方式において、最上位変調方式選択法を採用するときの動作を示すグラフである。
【図２３】本発明の第６の実施形態の無線通信装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第６の実施形態の無線通信装置の受信電力制御部の処理をソフトウェアを用いて行うときのフローチャートの例である。
【図２５】適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応の例を示すグラフである。
【図２６】図２５の適応変調方式の動作の例を示すグラフである。
【図２７】適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応の、他の例を示すグラフである。
【図２８】図２７の適応変調方式の動作の例を示すグラフである。
【図２９】適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応の、さらに他の例を示すグラフである。
【図３０】図２９の適応変調方式の動作の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を実施するための第１の実施形態の通信装置の構成を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応表である。図３は、第１の実施形態の適応変調制御における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。図４は、第１の実施形態において適応変調制御を行うときの、受信レベルの時間的推移と適用される変調方式及び送信装置の送信電力の変化を示すグラフである。
図１を参照して、第１の実施形態の通信装置の構成について説明する。第１の実施形態の通信装置１０は、受信部１１、受信レベル測定部１２、受信変調方式抽出部１３、指定情報出力部１４、送信部１５を備える。
受信部１１は、信号２０を受信し、受信した信号２０を復調し、受信データ２１を出力する。信号２０は、外部の送信装置（図示なし）によって送信された信号である。信号２０は、後述の変調方式指定情報及び送信電力指定情報に基づいて所定の制御を受けた後、送信された信号である。すなわち、信号２０は、変調方式指定情報に基づいて設定された変調方式で変調され、送信電力指定情報に基づいて設定された送信電力で送信された信号である。
受信レベル測定部１２は、信号２０の信号レベルを測定する。信号レベルとは、受信された信号２０の振幅、電力等、信号の強度を示す値である。受信レベルの測定は種々の方法によって行うことができる。受信レベルの測定方法については、本発明の本質部分ではないので詳細な説明は省略する。
受信変調方式抽出部１３は、送信装置が受信データ２１に含めて送信してきた変調方式制御情報に基づいて、信号２０に適用される変調方式を示す変調方式制御情報２２を抽出する。このとき抽出される変調方式は、次に信号２０に適用される変調方式である。現在受信中の信号２０に適用されている変調方式は、一つ前に受信した信号２０に含まれる変調方式制御情報２２に基づいて判断される。つまり、送信装置は、次に送信する信号２０に適用する変調方式を変調方式制御情報２２として、送信中の信号２０に含めて送信する。このように、信号２０は、フレーム、パケット等と呼ばれるような、有限の長さを持った一連の信号である。従って、信号２０が複数回送信されたとき、送信された複数の信号２０を識別することができる。なお、信号２０を受信する前の初期状態での変調方式は、予め所定の方式に固定しておけばよい。
指定情報出力部１４は、受信レベル測定部１２によって測定された受信レベルに基づいて、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を出力する。変調方式指定情報とは、送信装置が信号２０を送信するときに適用する変調方式を指定する情報である。送信電力指定情報は、送信装置が信号２０を送信するときに適用する送信電力を決定するために用いる情報である。例えば、送信電力指定情報は、送信電力の増加若しくは減少の要求、又は送信電力の増加幅若しくは減少幅、又は送信電力を直接指定する値等である。
なお、指定情報出力部１４を、変調方式指定情報を出力するブロックと送信電力指定情報を出力するブロックに分けて、別個に指定情報を生成するための処理を行ってもよい。あるいは、指定情報出力部１４の機能全体を、後述の送信部１５に取り込んでもよい。
送信電力指定情報の情報量、例えばビット数は、情報の内容によって異なる。上記の例では、送信電力指定情報が送信電力の増加若しくは減少の要求を示す情報であるときが最も情報量としては少なく、１ビットで表現することが可能である。
送信部１５は、変調方式指定情報及び送信電力指定情報を送信装置へ送信する。
次に、第１の実施形態の通信装置の動作について図面を参照して説明する。図２、図３に示すように、本実施形態では、目標受信レベルは、変調方式に対応付けて設定される。そこで、以降、変調方式Ｉにおける目標受信レベルは「目標受信レベル（Ｉ）」と、変調方式ＩＩにおける目標受信レベルは「目標受信レベル（ＩＩ）」と、変調方式ＩＩＩにおける目標受信レベルは「目標受信レベル（ＩＩＩ）」と表記する。また、図２の対応表では、「変調方式切替閾値」が、単に「切替閾値」と略記されている。
図２、図３のように、変調方式は、受信レベルの範囲ごとに規定される。具体的には、受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも低いときは、変調方式Ｉを適用するように、送信装置に対して要求する。このときの目標受信レベル（Ｉ）は、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも大きい。受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）以上で変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも低いときは、変調方式ＩＩを適用するように、送信装置に対して要求する。このときの目標受信レベル（ＩＩ）は、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも大きい。そして、受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）以上であるときは、変調方式ＩＩＩを適用するように、送信装置に対して要求する。このときの目標受信レベル（ＩＩＩ）は、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）、目標受信レベル（ＩＩ）よりも大きい。ただし、目標受信レベルＩＩＩは、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）より大きければよく、必ずしも目標受信レベルＩＩより大きい必要はない。
なお、通信装置が、ある変調方式を適用するように送信装置に対して要求するときは、前述の変調方式指定情報を送信装置に対して送信することによって行う。
始めに、第１の実施形態の通信装置の動作について図面を参照して説明する。目標受信レベルは、その時点で適用されている変調方式に応じて変化する。以下に、図４を参照して、動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、送信装置の変調方式には最上位の変調方式である変調方式ＩＩＩが適用されている。送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩＩ）で一定になっている。
このとき、電波環境の悪化等によって受信レベルが低下し、目標受信レベルを下回ると（時刻ｔ１１）、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベルを下回っている間は、通信装置１０は送信装置に対する送信電力の増加の要求を継続する。
なお、通信装置が、送信電力の増減を送信装置に対して要求するときは、前述の送信電力指定情報を送信装置に対して送信することによって行う。
送信電力の増加の要求を継続すると、送信装置の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ１２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルは低下していき、遂には受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を下回る（ｔ１３）。このとき、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。このとき、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩ）を下回っているが、送信装置の送信電力は既に最大値に達しており、送信電力を増加することができないので、受信レベルはさらに低下する。
そして、受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）に達すると（ｔ１４）、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（Ｉ）に変更する。このとき、受信レベルは目標受信レベル（Ｉ）を下回っているが、送信装置の送信電力は既に最大値に達しており、送信電力を増加することができないので、受信レベルはさらに低下する。
ここで、電波環境の回復等によって受信レベルが上昇し、受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）に達すると（ｔ１５）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。
なおも受信レベルが上昇し、受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）に達すると（ｔ１６）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩＩ）に変更する。
受信レベルの上昇が継続し、目標受信レベル（ＩＩＩ）に達すると（ｔ１７）、送信電力制御が行われる。すなわち、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求する。送信装置の送信電力が最小値になっても、なおも受信レベルが上昇すると、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩＩ）を超える（ｔ１８）。
このように、本実施形態では、目標受信レベルが、上位の変調方式へ切り替えるための変調方式切替閾値よりも高く設定される。そのため、常により上位の変調方式へ切り替えることができるように、送信装置に対して送信電力の増加を要求する。ここでの「上位の変調方式」とは、変調方式Ｉについては変調方式ＩＩ、変調方式ＩＩについては変調方式ＩＩＩを指す。以降の実施形態の説明においても、「上位の変調方式」を上記の意味で用いる。
なお、指定情報出力部１４には、変調方式及び送信電力に対応付けて目標受信レベルが設定された目標受信レベル設定部１６を備えてもよい。図５に、目標受信レベル設定部を備えた通信装置１０の構成を示すブロック部を示す。例えば、目標受信レベル設定部１６は、図２に示したような、受信レベルの範囲と、それに対応させた変調方式、及び目標受信レベルを指定したテーブルを保持すればよい。この場合、指定情報出力部１４は、その時点の受信レベルに基づいて変調方式を指定し、目標受信レベルに対する受信レベルの過不足から送信電力指定情報を生成すればよい。
なお、上記の説明では、通信装置１０は、送信装置の送信電力の大きさに関わらず、送信電力指定情報を送信することによって、送信電力の増減を要求することとした。そのため、送信装置の送信電力が最大値に達しているときにさらに送信電力の増加を要求したり、最小値に達しているときにさらに減少を要求したりすることがある。そこで、送信装置の送信電力の大きさに関する情報を、送信装置から取得する、あるいは通信装置１０内で管理することによって、送信電力の増減が可能なときのみ、要求するようにしてもよい。
ところで、電波環境は自然条件等、種々の環境の影響を受けるため、一般的に不安定である。そのため、送信装置の送信電力が一定であっても、受信レベルは時間的に変動する。理想環境では、以上のように、目標受信レベルを閾値として、受信レベルが閾値以上のときは方式Ａ、閾値未満のときは方式Ｂというように切り替えればよい。しかし、受信レベルが閾値付近で不規則に変動した場合は、変調方式が短期間に頻繁に変更される可能性がある。
そこで、実用面を考慮して、変調方式及び送信電力の制御にヒステリシス制御を導入してもよい。具体的には、変調方式Ｉから変調方式ＩＩへ変更するときの変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を、変調方式ＩＩから変調方式Ｉへ変更するときの変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも大きくする。同様に、変調方式ＩＩから変調方式ＩＩＩへ変更するときの変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を、変調方式ＩＩＩから変調方式ＩＩへ変更するときの変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも大きくする。このように変調方式切替閾値を設定することによって、変調方式の切り替え直後に受信レベルが一時的に変動したようなときに、変調方式が一時的に元の方式に復帰したりすることがないので、動作を安定させることができる。ヒステリシス制御については当業者には周知の技術であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。
また、上記の説明では、変調方式はＩ、ＩＩ、ＩＩＩの３種類の中から選択されるものとした。変調方式の選択肢の数は複数であればよく、個数は特に限定されない。
また、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの具体的な変調方式は特に限定されない。ただし、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩはそのときの受信レベルが低い順に選択されることを考慮して、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの順序を決定することが望ましい。例えば、通信装置として求められる通信速度、スループット、ＢＥＲ等の通信性能を満たすために必要な、受信レベル、搬送波対雑音電力比等が低い順に、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを決定する方法がある。具体的には、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩは、それぞれが所定の通信性能を確保するために必要な受信レベルに基づいて設定されてもよい。変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩは、それぞれが所定の通信性能を確保するために必要な搬送波対雑音電力比に基づいて設定されてもよい。変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩは、それぞれの伝送レートが低い順に設定されてもよい。あるいは、変調方式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩは同じ方式（例えば、直交振幅変調等）で、変調多値数が小さい順（例えば、４値、８値、１６値等）に設定されてもよい。
さらに、信号２０は、変調方式及び送信電力が制御可能な信号であればよい。従って、信号２０を伝達する媒体は、無線であっても、有線であってもよい。
（第１の実施形態の効果）
以上のように、第１の実施形態の通信装置では、目標受信レベルが、その時点で適用されている変調方式に対応付けられる。第１の実施形態の通信装置では、さらに、目標受信レベルが、変調方式を上位の変調方式に変更するときの変調方式切替閾値よりも高く設定される。そのため、変調方式が上位の変調方式に切り替わったときに、目標受信レベルは、さらに上位の変調方式に変更すべきレベルにまで引き上げられる。つまり、その時点の受信レベルが目標受信レベルに到達することがない。従って、受信レベルが上昇しているときは、常に、より上位の変調方式に引き上げるように制御され、上位の変調方式に早く復帰することができるという効果がある。例えば、上位の変調方式が下位の変調方式よりも伝送レートが高い場合には、より高速の変調方式に早く復帰するように変調方式が制御される。
このように、本実施形態の適応変調方式では、目標受信レベルが上位の変調方式が適用可能なレベルに設定されるため、常に、最も通信レートが高い変調方式を選択するように制御される。この意味で、本実施形態の適応変調方式は、「最上位変調方式選択法」と呼ぶことができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ある変調方式に対応する目標受信レベルが、その変調方式の上位の変調方式へ切り替えるときの変調方式切替閾値よりも高く設定された。これとは逆に、ある変調方式に対応する目標受信レベルは、その変調方式の上位の変調方式へ切り替えるときの変調方式切替閾値よりも低く設定されてもよい。第２の実施形態の通信装置では、目標受信レベルを変調方式切替閾値よりも低く設定し、変調方式又は送信電力の一方又は両方の変更の要求の要否を判断する。
図６は、第２の実施形態の適応変調制御における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。図７は、第２の実施形態において適応変調制御を行うときの、受信レベルの時間的推移と適用される変調方式及び送信装置の送信電力の変化を示すグラフである。
第２の実施形態の通信装置の構成は、図１に示した第１の実施形態の通信装置１０と同じなので、構成に関する説明は省略する。ただし、指定情報出力部の動作が第１の実施形態の通信装置１０のものと異なる。以下に、第２の実施形態の通信装置の指定情報出力部によって制御される第２の実施形態の通信装置の動作について、詳細に説明する。
図６のように、第２の実施形態では、目標受信レベル（Ｉ）は変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも低く設定され、目標受信レベル（ＩＩ）は変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも低く設定される。
始めに、第２の実施形態の通信装置の動作について図面を参照して説明する。以下に、図７を参照して、動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、外部の送信装置の変調方式には変調方式ＩＩＩが適用されている。送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩＩ）で一定になっている。
このとき、電波環境の悪化等によって受信レベルが低下し、目標受信レベル（ＩＩＩ）を下回ると（時刻ｔ２１）、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベル（ＩＩＩ）を下回っている間は、通信装置１０は送信装置に対する送信電力の増加の要求を継続する。
通信装置１０が送信電力の増加の要求を継続すると、送信装置の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ２２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルは低下していき、遂には受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を下回る（ｔ２３）。このとき、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。このとき、受信レベルが目標受信レベル（ＩＩ）を上回っているため、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求する。
そして、受信レベルが目標受信レベル（ＩＩ）まで低下すると（ｔ２４）、目標受信レベル目標（ＩＩ）に対して送信電力制御が行われる。そのため、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。
送信装置の送信電力が最大値に到達した後も受信レベルが低下し、目標受信レベル（ＩＩ）を下回り（ｔ２５）、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）に達すると（ｔ２６）、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（Ｉ）に変更する。このとき、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）を上回っているため、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求する。
そして、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）まで低下すると（ｔ２７）、目標受信レベル（Ｉ）に対する送信電力制御が行われる。そのため、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。送信装置の送信電力が最大値に到達した後も電波環境等が悪化すると、受信レベルは目標受信レベル（Ｉ）を下回る（ｔ２８）。
ここで、電波環境の回復等によって受信レベルが上昇し、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）に到達すると（ｔ２９）、目標受信レベル（Ｉ）に対する送信電力制御が行われる。すなわち、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求することによって、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）になるように制御する。そして、送信電力が最小値になった後も、受信レベルが上昇し、目標受信レベル（Ｉ）を上回り（ｔ３０）、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）に達すると（ｔ３１）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。
なおも受信レベルが上昇すると、目標受信レベル（ＩＩ）を上回るが（ｔ３２）、送信電力は既に最小値に達しているため、送信電力制御は行われない。そのため、受信レベルは上昇を続け、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）に達する（ｔ３３）。このとき、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩＩ）に変更する。
受信レベルの上昇が継続し、目標受信レベル（ＩＩＩ）に達しても（ｔ３４）、送信電力は最小値になっているため、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩＩ）を超える。
（第２の実施形態の効果）
以上のように、第２の実施形態の通信装置では、目標受信レベルが、その時点で適用されている変調方式に対応付けられ、さらに、変調方式を下位の変調方式に変更するときの変調方式切替閾値を、下位の変調方式における目標受信レベルよりも高く設定する。そのため、変調方式が下位の変調方式に切り替わったときに、受信レベルが、下位の変調方式における目標受信レベル以上にならないように送信装置の送信電力を低下させることができる。従って、送信装置の送信電力の省電力化が可能であるという効果がある。
このように、第２の実施形態の適応変調方式では、目標受信レベルが現在の変調方式が適用可能なレベルに設定されるため、常に、送信電力が適切なレベルになるように制御される。この意味で、本実施形態の適応変調方式は、「省電力法」と呼ぶことができる。
（第３の実施形態）
第１の実施形態は受信レベルの上昇時に、第２の実施形態は受信レベルの下降時に特徴がある。そのため、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせることによって、さらに高い効果を得ることができる。第３の実施形態として、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた実施形態を以下に示す。
図８は、第３の実施形態の適応変調方式における、受信レベルと、変調方式及び目標受信レベルとの対応表である。図９は、第３の実施形態の適応変調制御における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。図１０は、第３の実施形態において適応変調制御を行うときの、受信レベルの時間的推移と適用される変調方式及び送信装置の送信電力の変化を示すグラフである。
第３の実施形態の通信装置の構成も、図１に示した第１の実施形態の通信装置１０と同じなので、構成に関する説明は省略する。ただし、指定情報出力部の動作が第１の実施形態の通信装置１０のものと異なる。以下に、第３の実施形態の通信装置の指定情報出力部によって制御される第３の実施形態の通信装置の動作について、詳細に説明する。
図８、９のように、第３の実施形態でも、目標受信レベルは、変調方式に対応付けて設定される。さらに、第３の実施形態では、目標受信レベルが、受信レベルが下降しているときと上昇しているときとでは異なる値に設定される。
すなわち、変調方式Ｉにおける、受信レベル下降時と上昇時の目標受信レベルは、それぞれ目標受信レベル（Ｉ−）、目標受信レベル（Ｉ＋）に設定される。変調方式ＩＩにおける、受信レベル下降時と上昇時の目標受信レベルは、それぞれ目標受信レベル（ＩＩ−）、に設定される。そして、これらの値の大小関係は、
目標受信レベル（Ｉ−）＜変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）＜目標受信レベル（Ｉ＋）、
目標受信レベル（ＩＩ−）＜変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）＜目標受信レベル（ＩＩ＋）
である。なお、目標受信レベル（ＩＩＩ）は、受信レベルの下降時、上昇時ともに同じ値である。
次に、第３の実施形態の通信装置の動作について図面を参照して説明する。目標受信レベルは、その時点で適用されている変調方式と、受信レベルの増減に応じて変化する。図１０から容易に理解できるように、第３の実施形態の通信装置は、受信レベルが下降するときは、図７に示した第２の実施形態と全く同じ挙動を示す。そして、受信レベルが上昇するときは、図４に示した第１の実施形態と全く同じ挙動を示す。すなわち、受信レベルが低下しているときは省電力法を用いた適応変調制御が、受信レベルが増加しているときは最上位変調方式選択法を用いた適応変調制御が行われる。それぞれの方法での適応変調制御については各々第２の実施形態、第１の実施形態で説明したため、ここでは説明は省略する。
（第３の実施形態の効果）
以上のように、第３の実施形態の通信装置は、受信レベルが下降するときには、変調方式を下位の変調方式に変更したとき、目標受信レベルも低下させる。そのため、第３の実施形態の通信装置は、変調方式が下位の変調方式に切り替わったときに、受信レベルが、下位の変調方式における目標受信レベル以上にならないように送信装置の送信電力を低下させる。そのため、送信装置の送信電力の省電力化が可能であるという効果がある。
そして、第３の実施形態の通信装置では、受信レベルが上昇するときには、変調方式を上位の変調方式に変更したとき、目標受信レベルも上昇させる。そのため、その時点の受信レベルが目標受信レベルに到達することがない。従って、常に、より上位の変調方式に引き上げるように制御され、上位の変調方式に早く復帰することができるという効果がある。
このように、第３の実施形態の通信装置では、受信レベルが下降するときも、上昇するときも、効果を得ることができる。
なお、受信レベルが低下しているときの適応変調制御を省電力法に限定するのではなく、所定の条件を満たすときには目標受信レベルを保持するようにしてもよい。例えば、送信電力を増加することによって下位の変調方式への切り替えを防ぐことができるときには目標受信レベルを保持するようにしてもよい。この場合には、受信レベルの低下が避けられないときには下位の変調方式へ切り替え、さらに目標受信レベルを低下させることによって省電力化を図ることができる。そして、受信レベルの低下を防ぐことができるときには、下位の変調方式への切り替えの回避、あるいは下位の変調方式への切り替え後の現在の変調方式への復帰の促進が可能である。
このように、目的に応じて設定された条件の下で目標受信レベルを種々の位置に設定することによって、様々な制御を行うことができる。
（第４の実施形態）
第１の実施形態の通信装置では、目標受信レベルは変調方式切替閾値よりも高く設定された。第２の実施形態の通信装置では、目標受信レベルは変調方式切替閾値よりも低く設定された。第４の実施形態の通信装置では、目標受信レベルは変調方式切替閾値と同じ値に設定される。
図１１は、第４の実施形態の適応変調制御における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。図１２は、第４の実施形態において適応変調制御を行うときの、受信レベルの時間的推移と適用される変調方式及び送信装置の送信電力の変化を示すグラフである。
第４の実施形態の通信装置の構成も、図１に示した第１の実施形態の通信装置１０と同じなので、構成に関する説明は省略する。ただし、指定情報出力部の動作が第１の実施形態の通信装置１０のものと異なる。以下に、第４の実施形態の通信装置の指定情報出力部によって制御される第４の実施形態の通信装置の動作について、詳細に説明する。
図１１に示すように、第４の実施形態の適応変調方式では、目標受信レベルは変調方式切替閾値に等しい値に設定されている。目標受信レベルは、その時点で適用されている変調方式に応じて変化する。以下に、図１２を参照して、動作の例を具体的に説明する。
初期状態では、外部の送信装置の変調方式には変調方式ＩＩＩが適用されている。送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩＩ）で一定になっている。
このとき、電波環境の悪化等によって受信レベルが低下し、目標受信レベル（ＩＩＩ）を下回ると（時刻ｔ４１）、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベル（ＩＩＩ）を下回っている間は、通信装置１０は送信装置に対する送信電力の増加の要求を継続する。
通信装置１０が送信装置に対する送信電力の増加の要求を継続すると、送信装置の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ４２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルは低下していき、遂には受信レベルが変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を下回る（ｔ４３）。このとき、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。
送信装置の送信電力は既に最大値に到達しているため、送信電力の増加によって受信レベルの低下を補償することはできない。そのため、受信レベルが低下し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を下回ると（ｔ４４）、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（Ｉ）に変更する。
ここで、電波環境の回復等によって受信レベルが上昇し、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）に到達すると（ｔ４５）、目標受信レベル（Ｉ）に対する送信電力制御が行われる。すなわち、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求することによって、受信レベルが目標受信レベル（Ｉ）になるように制御する。そして、送信電力が最小値になった後も、受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を上回ると（ｔ４６）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。
なおも受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を上回ると（ｔ４７）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩＩ）に変更する。
受信レベルの上昇が継続し、目標受信レベル（ＩＩＩ）に達しても（ｔ４８）、送信電力は最小値になっているため、受信レベルは目標受信レベル値を超える。
（第４の実施形態の効果）
以上のように、第４の実施形態の通信装置では、各変調方式に対応させて目標受信レベルが設定される。そして、変調方式を上位の変調方式に変更するときの受信レベルの閾値と目標受信レベルは等しい。そのため、通信装置は、上位の変調方式に切り替わる前に、現在の変調方式に必要な受信レベル以上にならないように送信電力を制御する。従って、送信装置の送信電力の省電力化が可能であるという効果がある。
本実施形態では、上位の変調方式に切り替える前に必要以上の送信電力への増加を要求することがない。そのため、通信装置が送信装置に対して送信電力の増加幅あるいは送信電力の値を直接指定するような送信電力制御を行う場合に特に有効である。
本実施形態の適応変調方式でも、常に受信レベルが上昇するように制御される。
（第５の実施形態）
第１乃至第４の実施形態の通信装置では、その時点で適用されている変調方式に対応する目標受信レベルと変調方式切替閾値との大小関係は常に同じである。すなわち、目標受信レベルと変調方式切替閾値は、常にいずれか一方が大きいか、あるいは両者が等しいかのいずれかである。第５の実施形態の通信装置では、目標受信レベルと変調方式切替閾値の大小関係は、その時点で適用されている変調方式によって変更される。
図１３は、第５の実施形態の適応変調制御における、受信レベルと目標受信レベルとの対応を示すグラフである。図１４は、第５の実施形態において適応変調制御を行うときの、受信レベルの時間的推移と適用される変調方式及び送信装置の送信電力の変化を示すグラフである。
第５の実施形態の通信装置の構成も、図１に示した第１の実施形態の通信装置１０と同じなので、構成に関する説明は省略される。ただし、指定情報出力部の動作が第１の実施形態の通信装置１０のものと異なる。以下に、第５の実施形態の通信装置の指定情報出力部によって制御される第５の実施形態の通信装置の動作について、詳細に説明する。
図１３に示されるように、第５の実施形態の適応変調方式では、変調方式によって、目標受信レベルと変調方式切替閾値との大小関係が変化する。すなわち、目標受信レベル（Ｉ）は変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも大きい。しかし、目標受信レベル（ＩＩ）は変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）よりも小さい。このように目標受信レベルが設定されたときの動作を、図１４を参照して、具体的に説明する。
初期状態では、外部の送信装置の変調方式には変調方式ＩＩが適用されている。送信電力は所定値に制御されているため、受信レベルは目標受信レベル（ＩＩ）で一定になっている。
このとき、電波環境の悪化等によって受信レベルが低下し、目標受信レベル（ＩＩ）を下回ると（時刻ｔ５１）、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の増加を要求する。以降、受信レベルが目標受信レベル（ＩＩ）を下回っている間は、通信装置１０は送信装置に対する送信電力の増加の要求を継続する。
通信装置１０が送信装置に対して送信電力の増加の要求を継続すると、送信装置の送信電力はいずれ最大値に達する（ｔ５２）。その後も電波環境が悪化すると、受信レベルは低下していき、遂には受信レベルが変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を下回る（ｔ５３）。このとき、通信装置１０は送信装置に対して変調方式をＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（Ｉ）に変更する。目標受信レベル（Ｉ）は変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）よりも高く設定されている。そのため、通信装置１０は、変調方式を変調方式ＩＩに切り替えることができるように、常に送信電力の増加を要求する。
ここで、受信レベルが上昇し、変調方式切替閾値（Ｉ−ＩＩ）を上回ると（ｔ５４）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は目標受信レベルを、目標受信レベル（ＩＩ）に変更する。
なおも受信レベルが上昇し、目標受信レベル（ＩＩ）を上回ると（時刻ｔ５５）、目標受信レベル目標（ＩＩ）に対する送信電力制御が行われる。すなわち、通信装置１０は送信装置に対して送信電力の減少を要求する。このように、本実施形態では、変調方式を変調方式ＩＩで保持するように、送信電力制御が行われる。
送信装置の送信電力が最小値に達した後も受信レベルが上昇し（ｔ５６）、変調方式切替閾値（ＩＩ−ＩＩＩ）を上回ると（ｔ５７）、通信装置は送信装置に対して変調方式をＩＩＩに変更するように要求する。さらに、通信装置１０は、目標受信レベルを目標受信レベル（ＩＩＩ）に変更する。
受信レベルの上昇が継続し、目標受信レベル（ＩＩＩ）に達しても（ｔ５８）、送信電力は最小値になっているため、受信レベルは目標受信レベル値を超える。
（第５の実施形態の効果）
以上のように、第５の実施形態の通信装置では、目標受信レベルと変調方式切替閾値の大小関係が、その時点で適用されている変調方式によって変更される。そのため、ある変調方式を基準の変調方式（基準変調方式）として設定することができる。そして、基準変調方式より下位の変調方式が適用されているときは、基準変調方式への切り替えを促進する。基準変調方式が適用されているときは、基準変調方式を維持するように制御される。電波環境が非常に良好なときには、基準変調方式より上位の変調方式が適用される。以上の意味で、本実施形態の適応変調方式は、「基準変調方式選択法」と呼ぶことができる。
（第６の実施形態）
次に、具体的な装置を想定した実施形態を示す。第６の実施形態は、２台の無線通信装置を備える通信システムの例である。
図１５に、第６の実施形態の通信システムの構成を示す。第６の実施形態の無線通信システムは、無線通信装置１００及び無線通信装置２００を備える。無線通信装置１００と無線通信装置２００とは同一の構成を備えるため、無線通信装置１００の構成について以下に説明する。
無線通信装置１００は、送信ベースバンド処理部１０１、変調器１０２、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０３、受信電力制御部１０４、受信変調方式判定部１０５、受信ベースバンド処理部１０６、復調部１０７、アンテナ１０８を備える。
送信ベースバンド処理部１０１は、入力データ１０９、及び、変調方式制御情報１１２、送信電力指定情報１１３、変調方式指定情報１１４等、各種の制御情報を、図１８に示す無線フレームに多重化し、送信無線フレーム・データ１１０として変調器１０２に出力する。
変調器１０２は、送信ベースバンド処理部１０１から入力された送信無線フレーム・データ１１０を、１フレーム前の送信無線フレーム・データのオーバーヘッド部に格納されている変調方式指定情報に従って変調する。そして、変調された信号を、送信ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ。中間周波数）信号１１１としてＲＦ部１０３に出力する。
ＲＦ部１０３は、入力された送信ＩＦ信号１１１を、規定の無線周波数に変換する周波数変換を行う。さらに、ＲＦ部１０３は、受信ベースバンド処理部１０６から入力される送信電力制御情報１１６に従って送信電力制御を行う。そして、ＲＦ部１０３は、周波数変換及び送信電力制御が行われた無線信号を、アンテナ１０８を通して無線通信装置２００へ送信する。
送信電力制御情報１１６は、通信装置１００の無線通信装置２００における受信レベルが、目標受信レベル以上又は未満のいずれであるかを表す情報である。送信電力制御情報１１６が‘１’の場合、無線通信装置２００において、受信レベルが現在の変調方式における目標受信レベル未満であることを意味する。このとき、ＲＦ部１０３は送信電力を増加させる。逆に、送信電力制御情報１１６が‘０’の場合、ＲＦ部１０３は送信電力を減少させる。このように送信電力を制御した無線信号をアンテナ１０８に出力する。このように、送信電力を制御することにより、無線通信装置２００における受信レベルが目標受信レベルに等しくなるように制御される。
また、ＲＦ部１０３は、受信した無線信号に対する、自動利得制御機能及び周波数変換機能を備える。ＲＦ部１０３は、無線通信装置２００から送信された無線信号を、アンテナ１０８を通して受信する。そして、ＲＦ部１０３は、受信した無線信号に対して、レベル制御及び周波数変換を行い、受信ＩＦ信号１１８として復調器１０７へ出力する。
ＲＦ部１０３の自動利得制御機能についてさらに詳しく説明する。ＲＦ部１０３は、受信ＩＦ信号１１８のレベルを規定値に保つと同時に、自動利得制御を行ったときの制御情報を利用して受信信号のレベルを推定する。そして、ＲＦ部１０３は、推定した受信信号のレベルを受信レベル情報１１７として、受信電力制御部１０４及び受信変調方式判定部１０５に出力する。
復調器１０７は、受信ＩＦ信号１１８に対し、受信ベースバンド処理部１０６から入力される受信変調方式制御情報１１５に従って復調処理を行う。そして、復調器１０７は、復調処理を行った受信ＩＦ信号１１８を、受信無線フレーム・データ１１９として受信ベースバンド処理部１０６に出力する。
アンテナ１０８は、上記のように、ＲＦ部１０３からの無線信号を無線通信装置２００へ送信し、無線通信装置２００からの無線信号を受信しＲＦ部１０３に出力する。
図１６は受信電力制御部１０４の実施形態の例を示すブロック図である。目標受信レベル・テーブル１０４１は、受信ベースバンド処理部１０６から入力される受信変調方式制御情報１１５に基づき、対応する目標受信レベルを比較器１０４０に出力する。比較器１０４０は、ＲＦ部１０３から入力される受信レベル情報１１７と目標受信レベルを比較し、比較結果を送信電力指定情報１１３として送信ベースバンド処理部１０１に出力する。
図１７は受信変調方式判定部１０５の実施形態の例を示すブロック図である。平均回路１０５０は、ＲＦ部１０３から入力される、一定期間内の複数の受信レベル情報１１７を平均し、その平均値である平均受信レベルを判定回路１０５１に出力する。変調方式切替閾値テーブル１０５２は、各変調方式における上限閾値及び下限閾値を判定回路１０５１に出力する。判定回路１０５１は、受信ベースバンド処理部１０６から入力される受信変調方式制御情報１１５に基づき、平均回路１０５０から入力される平均受信レベルと各変調方式の上限閾値及び下限閾値との比較を行う。そして、判定回路１０５１は、最適な変調方式を判定し、結果を保護回路１０５３に出力する。保護回路１０５３は、判定回路１０５１から入力される変調方式判定結果が、予め設定された回数だけ連続して同じ結果になったことを確認し、最終的な確認結果とする。そして、確認結果を変調方式指定情報１１４として、送信ベースバンド処理部１０１に出力する。
保護回路１０５３についてさらに説明する。保護回路１０５３は、予め設定された回数だけ連続して同じ判定結果が得られた場合に、その判定結果を現在の伝播路状態に適した、次の変調方式と判断する。そして、保護回路１０５３は、判断結果の変調方式を変調方式指定情報１１４として送信ベースバンド処理部１０１に出力する。このように、入力された受信レベル情報に対して平均化処理を行い、平均結果を用いて変調方式判定を行い、さらにその判定結果に対して所定の保護期間を設ける。保護期間を設けることによって、突発的な伝播路状態の変化に反応して、変調方式の切り替えが繰り返されることを防ぐことができる。
受信ベースバンド処理部１０６は、入力された受信無線フレーム・データ１１９から無線通信装置２００の受信変調方式判定部２０５において生成され、受信無線フレーム・データ１１９に多重化されている無線通信装置２００の変調方式指定情報を抽出し、無線通信装置１００の変調方式制御情報１１２として、送信ベースバンド処理部１０１へ出力する。また、受信ベースバンド処理部１０６は、無線通信装置２００の受信電力制御部２０４において生成され、受信無線フレーム・データ１１９に多重化されている無線通信装置２００の送信電力指定情報を抽出し、無線通信装置１００の送信電力制御情報１１６として、ＲＦ部１０３へ出力する。さらに、受信ベースバンド処理部１０６は、受信無線フレーム・データ１１９から変調方式制御情報を抽出し、受信変調方式制御情報１１５として、受信電力制御部１０４、受信変調方式判定部１０５、及び復調器１０７に出力する。そして、受信ベースバンド処理部１０６は、受信無線フレーム・データ１１９に多重化されているペイロード・データを出力データ１２０として出力する。
上記の、無線通信装置１００の構成及び各構成要素の機能は、無線通信装置２００にも共通である。図１５では、無線通信装置１００の各構成要素及び無線通信装置１００の内部で使用されている信号に付された符号の最上位桁は「１」に統一されている。無線通信装置２００については、無線通信装置１００の各構成要素及び使用されている信号に付された符号の最上位桁が「２」に変更され、その他の桁は全て同じ数字を用いている。例えば、無線通信装置１００のアンテナ１０８に対応する、無線通信装置２００のアンテナはアンテナ２０８と示されている。
次に、図１５を用いて、本実施形態の動作について説明する。以下の説明では、便宜上、無線通信装置１００を「自局」、無線通信装置２００を「対向局」と呼ぶ。図１５に示すように、自局と対向局は同一の構成を備える。また、自局と対向局は、同一の動作を行うことによって、互いに送受信を行っている。そのため、以下では、自局の動作についてのみ説明する。
始めに、本実施形態の適応変調方式において、基準変調方式選択法を採用するときの動作について説明する。
受信電力制御部１０４の動作について、図１６を用いて説明する。目標受信レベル・テーブル１０４１には、予め各変調方式に対応する目標受信レベルが格納されている。目標受信レベル・テーブル１０４１は、入力された受信変調方式制御情報１１５に従って、対応する目標受信レベルを比較器１０４０に出力する。図１９に示すように、基準となる変調方式よりも変調多値数が小さい変調方式では、目標受信レベルは、変調方式切り替えのための上限閾値よりも高いレベルに設定される。一方、基準変調方式以上の変調方式では、目標受信レベルは、上限閾値と下限閾値の中間のレベルに設定される。比較器１０４０は、入力された受信レベル情報１１７と目標受信レベルを比較する。そして、受信レベル情報１１７が、目標受信レベル以上であれば‘０’を、目標受信レベル未満であれば‘１’を、送信電力指定情報１１３として送信ベースバンド処理部１０１に出力する。
次に、受信変調方式判定部１０５の動作について図１７を用いて説明する。平均回路１０５０は、一定期間内に入力された複数の受信レベル情報１１７を平均化し、その結果を判定回路１０５１に出力する。判定回路１０５１は、変調方式切替閾値テーブル１０５２から供給される各変調方式の上限閾値／下限閾値及び受信変調方式制御情報１１５から変調方式指定情報を判定し、保護回路１０５３に出力する。
ここで、変調方式判定処理において、受信変調方式制御情報が必要となる理由について説明する。図１９に示すように、ある受信レベルの範囲に対して、適用される可能性のある変調方式が複数存在する。これは、変調方式の切り替えにおいて、変調多値数が大きくなる方向に切り替える場合の閾値（上限閾値）と変調多値数が小さくなる方向に切り替える場合の閾値（下限閾値）を別個に設定し、変調方式判定にヒステリシス特性を持たせているためである。これにより、受信レベルが閾値付近で上下しても、それに追従して変調方式が頻繁に切り替えることを防ぐことができる。
ヒステリシス特性を持たせるためには、複数の変調方式が適用されうる受信レベルの範囲では、その時点の変調方式によって判定結果を変える必要がある。例えば、受信レベルが−７４ｄＢｍの場合、現在の変調方式がＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）又は１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であれば、そのままＱＰＳＫ若しくは１６ＱＡＭを判定結果として出力する。しかし、現在の変調方式が６４ＱＡＭである場合、６４ＱＡＭの下限閾値未満であるため、１６ＱＡＭを判定結果として出力する。
図１８に示す無線フレームフォーマットを用いて、自局の送信ベースバンド処理部１０１から、対向局の受信ベースバンド処理部２０６に至るまでの変調方式切り替えの仕組みについて説明する。送信無線フレーム・データ１１０は、図１８に示す無線フレームが時間的に連続したものである。変調方式切り替えをヒットレス、すなわち、瞬断することなく行うために、変調方式切り替えは無線フレーム単位で行う。そこで、ある無線フレームの変調方式は、その１フレーム前のオーバーヘッド部に含まれる変調方式制御情報によって示すようにする。これは、対向局の復調器２０７において、変調方式切り替えのタイミングを前もって知っておく必要があるためである。対向局では、ある受信無線フレームに適用されている変調方式がいずれの方式であるかは、復調器２０７において受信ＩＦ信号２１８を復調して初めて知ることができる。しかしながら、受信ＩＦ信号２１８を復調して正しい受信無線フレーム・データを得るためには、その変調方式を予め知っておく必要がある。そのためには、変調方式制御情報は、それ自身を含む無線フレームの変調方式ではなく、次の無線フレームの変調方式を表すようにすればよい。
以上の各部の機能及び動作に基づいて行われる、システム全体としての変調方式判定及び送信電力制御の動作について、図１９及び図２０を用いて説明する。変調方式判定及び送信電力制御は、自局から対向局方向、対向局から自局方向のそれぞれにおいて、同一の動作により独立に行われる。以下では、対向局から自局方向の、変調方式及び送信電力制御を例として説明する。
図１９は、各変調方式における変調方式切り替えのための上限／下限閾値、及び目標受信レベルを表したものである。また、図２０は、自局の受信レベル及び目標受信レベル、伝播路の減衰量、対向局の送信電力の時間変化と、それに応じて自局側で判定される変調方式を表したものである。
図２０において、対向局の送信電力制御範囲は０〜２０ｄＢｍであるとする。初期状態である時刻ｔ５０では、対向局の送信電力が１０ｄＢｍ、伝播路の減衰量が７９ｄＢ、自局の受信レベルが−６９ｄＢｍとなっている。また、初期状態の変調方式は６４ＱＡＭであるものとする。図１９から、この受信レベルは６４ＱＡＭの動作範囲内であることが分かる。従って、変調方式指定情報としては６４ＱＡＭが出力される。
その後、時刻ｔ５１からｔ５２の間、徐々に伝播路減衰量が増加（すなわち、伝播路状態が劣化）していく。それに応じて対向局の送信電力も高くなっていくため、自局の受信レベルとしては、６４ＱＡＭの目標受信レベルの値である−６９ｄＢｍで一定に保持されている。なお、ｔ５１からｔ５２の間の対向局の送信電力及び自局の受信レベルは、実際には、図４のｔ１１からｔ１２の間に示されているような変化を示す。すなわち、送信電力は階段状の変化波形を示し、受信レベルは鋸波状の変化波形を示す。送信電力制御が有効に働いている期間の、対向局の送信電力及び自局の受信レベルの変化波形については、以降も同様である。
しかし、時刻ｔ５２以降、伝播路減衰量は継続して増加しているが、対向局の送信電力が時刻ｔ５２において最大値である２０ｄＢｍに達している。そのため、対向局の送信電力をこれ以上に高めることはできない。従って、時刻ｔ５２からｔ５５の間では、自局の受信レベルを目標受信レベルの値に保持することができないため、受信レベルが低下する。
時刻ｔ５３では、受信レベルが６４ＱＡＭの下限閾値である−７２ｄＢｍを下回るため、変調方式指定情報として１６ＱＡＭが出力される。時刻ｔ５４では、受信レベルが１６ＱＡＭの下限閾値である−７６ｄＢｍを下回るため、変調方式指定情報としてＱＰＳＫが出力される。
時刻ｔ５６以降では、徐々に伝搬路減衰量が減少（すなわち、伝搬路状態が改善）していく。時刻ｔ５７では、自局の受信レベルがＱＰＳＫの上限閾値である−７０ｄＢｍを超えているため、変調方式指定情報として１６ＱＡＭが出力される。また、時刻ｔ５７では、受信レベルが目標受信レベルを上回るため、受信レベルが目標受信レベルと等しくなるまで対向局の送信電力は下げる方向に制御される。
時刻ｔ５８では、受信レベルが１６ＱＡＭの上限閾値である−６６ｄＢｍを超えているため、変調方式指定情報として６４ＱＡＭが出力される。
次に、本実施形態の適応変調方式において、最上位変調方式選択法を採用するときの動作について説明する。
図２１は、本実施形態の適応変調方式において、最上位変調方式選択法を採用するときの、各変調方式における変調方式切り替えのための上限／下限閾値、及び目標受信レベルを表したものである。また、図２２は、自局の受信レベル及び目標受信レベル、伝播路の減衰量、対向局の送信電力の時間変化と、それに応じて自局側で判定される変調方式を表したものである。
最上位変調方式選択法を用いた適応変調方式の動作は、図２０に示した基準変調方式選択法を用いた適応変調方式とほぼ同じである。ただし、受信レベルが目標受信レベルを超えているときは、送信電力が最低値０ｄＢｍになるまで送信電力を低下させる（ｔ６０）。そして、受信レベルが目標受信レベルまで低下すると（ｔ６１）、受信レベルが目標受信レベルに一致するように、再び送信電力制御を開始する。
図２３に、第６の実施形態の無線通信装置の変形例の構成を示す。図２３では、図１５の第６の実施形態に対して、符号器３０２、復号器３０８が追加されている。送信無線フレーム・データ３１２は、符号器３０２で符号化され、符号化送信無線フレーム・データ３１３として変調器３０３へ出力される。符号化受信無線フレーム・データ３２２は、復号器３０２で復号され、受信無線フレーム・データ３２３として受信ベースバンド処理部３０７へ出力される。
また、受信変調方式判定部３０６に対して、復調器３０９から受信ＣＮＲ情報３２６、復号器３０８からエラー・パルス３２５が出力される。このように、受信変調方式の判定においては、受信レベル情報だけではなく、復調器において生成された受信ＣＮＲ情報や、誤り訂正処理による誤り率情報などを用いても良い。
なお、第６の実施形態における受信電力制御部１０４の処理は、無線通信装置１００に内蔵されたコンピュータとソフトウェアを用いて行ってもよい。図２４に、受信電力制御部１０４の処理を、ソフトウェアを用いて行うときの、フローチャートの例を示す。
図２４のフローチャートについて説明する。受信電力制御部１０４は、始めに現在の受信変調方式における目標受信レベルを選択する（ステップＳ１）。次に、受信電力制御部１０４は、現在の受信レベルと目標受信レベルを比較する（ステップＳ２）。
そして、現在の受信レベルが目標受信レベル以上であるとき（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、送信電力指定情報として’０’を出力する（ステップＳ４）。現在の受信レベルが目標受信レベル未満であるとき（ステップＳ３：Ｎｏ）、送信電力指定情報として’１’を出力する（ステップＳ５）。そして、以降、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
同様に、受信変調方式判定部１０４の処理もソフトウェアで実現しても良い。受信変調方式判定部１０４の処理をソフトウェアで実現するときは、図２４のステップＳ１からＳ３では目標受信レベルの代わりに変調方式切替閾値を使用する。そして、ステップＳ４、Ｓ５では、変調方式指定情報として、切り替え後の変調方式を指定する情報を出力すればよい。
（第６の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは以下に記載するような効果を奏する。
本実施形態の無線通信システムにおいて、基準変調方式を適用した場合、基準変調方式よりも変調多値数が小さい変調方式では、目標受信レベルが変調方式切り替えの上限閾値よりも高いレベルに設定される。そのため、伝播路状態の劣化により、基準変調方式以下の変調方式に切り替わった場合に、対向局からの送信電力を高める制御が働く。従って、伝播路状態の回復を待つことなく、基準変調方式に復帰することができ、伝送容量が低下する時間を最小限に抑えることができるという効果を奏する。
本実施形態の無線通信システムにおいて、最上位変調方式を適用した場合、最上位変調方式が適用されていないときは、目標受信レベルが変調方式切り替えの上限閾値よりも高いレベルに設定されるので、常に対向局からの送信電力を高める制御が働く。従って、常に、変調多値数がより大きい変調方式へ移行するように制御され、伝送容量を増大させることができるという効果を奏する。
また、本実施形態の無線通信システムでは、受信レベルが予め変調方式ごとに定められた目標受信レベル以上であるか否かを示す情報を受信側から送信側に伝達し、送信側ではそれに基づいて送信電力の制御を行う。そのため、送信電力指定情報を送信信号に含める必要がなく、ペイロードの容量を最大限確保できるという効果を奏する。
さらに、本実施形態の無線通信システムにおいて、基準変調方式を適用した場合、基準変調方式以上の変調方式では、目標受信レベルが変調方式切り替えの上限閾値と下限閾値の中間に設定される。従って、必要な通信品質を確保しつつ、送信電力を最小限に抑えることでき、システム全体の消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。
なお、以上の実施形態は、目的、必要とする効果、用途を考慮し、各々他の実施形態と組み合わせることができる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年９月１６日に出願された日本出願特願２００９−２１４０８６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
【符号の説明】
【００１０】
［符号の説明］
１０  通信装置
２０  送信信号
３０  受信信号
１００、２００、３００  無線通信装置
１０８、２０８、３１０  アンテナ
１１０、２１０、３１２  送信無線フレーム・データ
１１１、２１１、３１４  送信ＩＦ信号
１１２、２１２、３１５  変調方式制御情報
１１３、２１３、３１６  送信電力指定情報
１１４、２１４、３１７  変調方式指定情報
１１５、２１５、３１８  受信変調方式制御情報
１１６、２１６、３１９  送信電力制御情報
１１７、２１７、３２０  受信レベル情報
１１８、２１８、３２１  受信ＩＦ信号
１１９、２１９、３２２  受信無線フレーム・データ
３１３  符号化送信無線フレーム・データ
３２３  符号化受信無線フレーム・データ
３２５  エラー・パルス
３２６  受信ＣＮＲ情報
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調方式指定情報に基づく変調方式の設定及び送信電力指定情報に基づく送信電力の制御が外部の送信装置によって施された信号を受信し、前記受信した信号を変調方式制御情報に基づいて復調し、受信データを出力する受信手段と、
前記信号の信号レベルを測定し、受信レベルを出力する受信レベル測定手段と、
前記受信データに基づいて、前記変調方式制御情報を出力する受信変調方式抽出手段と、
前記変調方式に対応付けて、変調方式切替閾値及び目標受信レベルが設定された目標受信レベル設定手段を備え、前記受信レベルと前記変調方式切替閾値との比較結果に基づいて、前記変調方式指定情報を出力し、前記受信レベルと前記目標受信レベルとの比較結果に基づいて、前記送信電力指定情報を出力する指定情報出力手段と、
前記変調方式指定情報及び前記送信電力指定情報を前記送信装置へ送信する
送信手段を備える通信装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記指定情報出力手段は、
前記受信レベルが前記目標受信レベル以上であるとき、前記送信電力を低下させることを要求する前記送信電力指定情報を出力し、
前記受信レベルが前記目標受信レベル未満であるとき、前記送信電力を上昇させることを要求する前記送信電力指定情報を出力する
請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記指定情報出力手段は、
前記受信レベルが前記変調方式切替閾値以上であるとき、第１の前記変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力し、
前記受信レベルが前記変調方式切替閾値未満であるとき、第２の前記変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力する
請求項１又は３記載の通信装置。
【請求項５】
前記変調方式指定情報は、最上位から最下位までの順位が設定された複数の変調方式の中から選択された変調方式を指定する
請求項１、３及び４のいずれかに記載の通信装置。
【請求項６】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも高く設定される請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも低く設定される請求項５記載の通信装置。
【請求項８】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、
前記受信レベルが下降しているとき、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値よりも低く設定され、
前記受信レベルが上昇しているとき、前記変調方式切替閾値よりも高く設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項９】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである変調方式切替閾値に等しく設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項１０】
前記変調方式として第３の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第３の変調方式から、前記第３の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第４の変調方式に切り替えるときの受信レベルである第１の変調方式切替閾値よりも低く設定され、
前記変調方式として前記第３の変調方式よりも前記順位が低い第５の変調方式が適用されているときの前記目標受信レベルは、前記第５の変調方式から、前記第５の変調方式よりも前記順位が１つだけ高い第６の変調方式に切り替えるときの受信レベルである第２の変調方式切替閾値よりも高く設定される
請求項５記載の通信装置。
【請求項１１】
前記順位は、前記複数の変調方式のそれぞれの伝送レートの、高低に基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１２】
前記順位順序は、前記複数の変調方式のそれぞれが所定の受信状態を確保するために必要な受信レベルに基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１３】
前記順位順序は、前記複数の変調方式のそれぞれが所定の受信状態を確保するために必要な搬送波対雑音電力比に基づいて設定される
請求項５乃至１０のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１４】
請求項１、３乃至１３のいずれかに記載の第１の通信装置と、
第２の変調方式指定情報に基づく第２の変調方式の設定及び第２の送信電力指定情報に基づく第２の送信電力の制御が前記第１の通信装置によって施された第２の信号を受信し、前記受信した第２の信号を第２の変調方式制御情報に基づいて復調し、第２の受信データを出力する第２の受信手段と、前記第２の信号の信号レベルを測定し、第２の受信レベルを出力する第２の受信レベル測定手段と、前記第２の受信データに基づいて、前記第２の変調方式制御情報を出力する第２の受信変調方式抽出手段と、前記第２の受信レベルに基づいて、前記第２の変調方式指定情報及び前記第２の変調方式に対応付けられた前記第２の送信電力指定情報を出力する第２の指定情報出力手段と、前記第２の変調方式指定情報及び前記第２の送信電力指定情報を前記第１の通信装置へ送信する第２の送信手段を備える第２の通信装置を備える通信システム。
【請求項１５】
適応変調及び送信電力制御が施された信号を受信し、
前記適応変調の方式に対応付けて、変調方式切替閾値及び目標受信レベルを設定し、
前記信号の信号レベルを測定し、
前記信号レベルと前記変調方式切替閾値との比較結果に基づいて、前記適応変調に用いられる変調方式指定情報を抽出し、
前記信号レベルと前記目標受信レベルとの比較結果に基づいて、前記送信電力制御に用いられる送信電力指定情報を抽出し、
前記変調方式指定情報及び前記送信電力指定情報を前記信号の送信元に送信する通信制御方法。
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
前記信号レベルが前記目標受信レベル以上であるとき、前記送信元に送信電力を低下させることを要求する送信電力指定情報を出力し、
前記信号レベルが前記目標受信レベル未満であるとき、前記送信元に送信電力を上昇させることを要求する前記送信電力指定情報を出力する
請求項１５記載の通信制御方法。
【請求項１８】
前記信号レベルが前記変調方式切替閾値以上であるとき、第１の変調方式への切り替えを要求する変調方式指定情報を出力し、
前記信号レベルが前記変調方式切替閾値未満であるとき、第２の変調方式への切り替えを要求する前記変調方式指定情報を出力する
請求項１５又は１７に記載の通信制御方法。
【請求項１９】
前記変調方式指定情報は、最上位から最下位までの順位が設定された複数の変調方式の中から選択された変調方式を指定する
請求項１５、１７及び１８のいずれかに記載の通信制御方法。
【請求項２０】
前記受信した信号から変調方式制御情報を抽出し、
前記変調方式制御情報に基づいて、前記受信した信号を復調する請求項１５、１７乃至１９のいずれかに記載された通信制御方法。
【国際調査報告】
2011034193.tif 000033
2011034193.tif 000034