(57)【要約】  送信装置からサブキャリアを通じて転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置及び方法を提供すること。各ユーザーに転送すべきデータを直交分割多重変調方式のシンボルにより転送するために符号化及び変調して出力する送信機物理チャンネル送信機と、各ユーザーに転送すべきパケットデータを上記各ユーザーに対応する送信機物理チャンネルに出力し、上記パケットデータの転送スロットの数、転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めて出力する制御部と、上記制御部から各ユーザーへの転送すべきパケットデータの転送スロットの数、転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを受信し、各ユーザーに転送すべきパケットデータごとに周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、これを基に変調次数を決めて該当物理チャンネルに出力する変調次数及び符号率決定器と、を備える装置。
2007519360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置において、
転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決める制御部と、
各ユーザーに転送すべき各パケットデータを直交周波数分割変調シンボルの数、決められたサブチャンネルの数及び決められた符号化パケットの数に基づいて周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決める変調次数決定器と、を備えることを特徴とする前記変調次数決定装置。
【請求項２】
前記変調次数決定器は、
前記変調次数と周波数帯域効率度（ＭＰＲ）に基づいて符号率を決めることを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【請求項３】
前記変調次数決定器は、
変調次数と周波数帯域効率度（ＭＰＲ）に基づいて穿孔／繰り返しを決めることを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【請求項４】
前記変調次数決定器は、
符号率と、変調次数及びサブチャンネルの数を格納するテーブルを含み、前記テーブルに基づいて転送すべき直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めることを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【請求項５】
前記周波数帯域効率度（ＭＰＲ）の計算は、下記式１により行われることを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【数１】
2007519360.tif 000014
式中、ＮＳＣＨはサブチャンネルの数を意味し、ＮＯＳは１スロットにつき割り当てられたＯＦＤＭシンボルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、ＮＭＳは１スロット及び１サブチャンネルにより構成されたチャンネル資源に割り当てられた変調シンボルの数を意味する。
【請求項６】
特定のユーザーに送るべきパケットデータが２以上のスロット中に転送され、各スロットに対して異なるサブチャンネルの数を有する場合には、下記式２により周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算することを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【数２】
2007519360.tif 000015
式中、ＮＳＣＨ，ｋはｋ番目のスロットに割り当てられたサブチャンネルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、ＮＭＳは１スロット及び１サブチャンネルにより構成されたチャンネル資源に割り当てられた変調シンボルの数を意味する。
【請求項７】
特定のユーザーに送るべきパケットデータが１スロット中に全てのサブキャリアを占有してデータを転送しない場合、下記式３により周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算することを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【数３】
2007519360.tif 000016
式中、ＮＯＳ，ｋ，ｊはｋ番目のスロット及びｊ番目のサブチャンネルに割り当てられた全体のＯＦＤＭシンボルの数を意味する。そして、ＮＳＣＨ，ｋはｋ番目のスロットにおけるサブチャンネルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、Ｎｓｌｏｔはスロットの数を意味する。
【請求項８】
前記変調次数の決定は、計算された周波数帯域効率度（ＭＰＲ）により予め決められた値に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載の前記装置。
【請求項９】
復号率の計算は、下記式４により行われることを特徴とする請求項１２に記載の前記装置。
【数４】
2007519360.tif 000017
【請求項１０】
多数のサブチャンネルに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置において、
転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるための制御部と、
周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて各ユーザーに転送すべき各パケットデータの決められたサブチャンネルの数と決められた符号化パケットの大きさ及び変調次数を計算するための変調次数決定器と、を備え、
前記変調次数決定器は、前記ＭＰＲ値が０を越えて１．５未満の場合、ＱＰＳＫ（変調次数２）を用いることを特徴とする前記装置。
【請求項１１】
多数のサブチャンネルに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置において、
転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるための制御部と、
周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて各ユーザーに転送すべき各パケットデータの決められたサブチャンネルの数と決められた符号化パケットの大きさ及び変調次数を計算するための変調次数決定器と、を備え、
前記周波数帯域効率度は、下記式５により計算されることを特徴とする前記装置。
【数５】
2007519360.tif 000018
【請求項１２】
多数のサブキャリアを介して転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法において、
転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、
前記転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算するステップと、
前記計算された周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含むことを特徴とする前記方法。
【請求項１３】
前記周波数帯域効率度（ＭＰＲ）の計算は、下記式６により行われることを特徴とする請求項１２に記載の前記方法。
【数６】
2007519360.tif 000019
式中、ＮＳＣＨはサブチャンネルの数を意味し、ＮＯＳは１スロットにつき割り当てられたＯＦＤＭシンボルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、ＮＭＳは１スロット及び１サブチャンネルにより構成されたチャンネル資源に割り当てられた変調シンボルの数を意味する。
【請求項１４】
特定のユーザーに送るべきパケットデータが２以上のスロット中に転送され、各スロットに対して異なるサブチャンネルの数を有する場合には、下記式７により周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算することを特徴とする請求項１２に記載の前記方法。
【数７】
2007519360.tif 000020
式中、ＮＳＣＨ、ｋはｋ番目のスロットに割り当てられたサブチャンネルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、ＮＭＳは１スロット及び１サブチャンネルにより構成されたチャンネル資源に割り当てられた変調シンボルの数を意味する。
【請求項１５】
特定のユーザーに送るべきパケットデータが１スロット中に全てのサブキャリアを占有してデータを転送しない場合、下記式８により周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算することを特徴とする請求項１２に記載の前記方法。
【数８】
2007519360.tif 000021
式中、ＮＯＳ，ｋ，ｊはｋ番目のスロット及びｊ番目のサブチャンネルに割り当てられた全体のＯＦＤＭシンボルの数を意味する。そして、ＮＳＣＨ，ｋはｋ番目のスロットにおけるサブチャンネルの数を意味し、ＮＥＰは符号化パケットの数を意味し、Ｎｓｌｏｔはスロットの数を意味する。
【請求項１６】
前記変調次数は、
前記計算された周波数帯域効率度により、予め決められた値に基づいて決められることを特徴とする請求項１２に記載の前記方法。
【請求項１７】
前記符号化パケットの符号率は、下記式９により計算されることを特徴とする請求項１２に記載の前記方法。
【数９】
2007519360.tif 000022
式中、ＭＯは変調次数を意味する。
【請求項１８】
多数のサブキャリアに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法において、
転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、
転送すべき直交周波数変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度を計算するステップと、
前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含み、
前記周波数帯域効率度は、下記式１０により計算されることを特徴とする前記方法。
【数１０】
2007519360.tif 000023
【請求項１９】
多数のサブキャリアに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法において、
転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、
転送すべき直交周波数変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度を計算するステップと、
前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含み、
前記周波数帯域効率度が０を越えて１．５未満である場合、ＱＰＳＫ変調（変調次数２）を用いることを特徴とする前記方法。
【請求項２０】
受信機において、
制御メッセージからサブチャンネルの数情報とサブチャンネルインデックス及び変調次数情報を取り出す制御メッセージ処理部と、
前記サブチャンネルの数とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報に基づいてトラフィックデータを復調及び復号する変調器と、を備え、
前記変調次数は、送信機において下記式１１により計算されることを特徴とする前記装置。
【数１１】
2007519360.tif 000024
【請求項２１】
受信方法において、
制御メッセージからサブチャンネルの数情報とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報を取り出すステップと、
前記サブチャンネルの数とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報に基づいてトラフィックデータを復調及び復号するステップと、を含み、
前記変調次数は、送信機において下記式１２により計算されることを特徴とする前記装置。
【数１２】
2007519360.tif 000025
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線データ通信システムにおける変調及び符号化装置、並びに方法に係り、特に、高速な無線データ通信システムにおける変調及び符号化装置、並びに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、無線データ通信システムとしては、移動通信技術を基にする移動通信システムと、無線ＬＡＮまたはＷＡＮ（Wide Area Network）またはＭＡＮ（Metropolitan Area Network）などが挙げられる。上記移動通信システムは、大きく同期式の移動通信システムであるＣＤＭＡシステムに対する標準化を進める３ＧＰＰ２の標準化グループと、非同期式の移動通信システムであるＵＭＴＳシステムに対する標準化を進める３ＧＰＰの標準化グループとに分けられて、それぞれ高速なデータ転送のためのシステムに関する開発が行われている。
【０００３】
以下、上記の通信方式において試みられている適応変調及び符号化（Adaptive Modulation & coding：以下、「ＡＭＣ」と称する）について説明する。
先ず、ＩＥＥＥ８０２．１６ａシステムについて述べる。上記ＩＥＥＥ８０２．１６ａシステムは、直交周波数多重接続方式（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）を用いるシステムである。
【０００４】
図１は、ＯＦＤＭを用いるＩＥＥＥ８０２．１６ａシステムにおける、高速データを転送するための物理チャンネルの構造図である。同図を参照すると、各ユーザーＵＳＥＲ１、ＵＳＥＲ２、…、ＵＳＥＲｍに転送される物理チャンネルは、いずれも同じ構造となっている。このため、図１中には、同じ構成要素に対して同じ参照番号を付し、末端に付いているａ、ｂ、…、ｍを異にして各ユーザーとユーザーによる物理チャンネルを区切るための区切子として用いている。上記各ユーザーＵＳＥＲ１、ＵＳＥＲ２、…、ＵＳＥＲｍの物理チャンネルに用いられる変数は同じであっても、異なっていても良い変数値を有する。例えば、入力されるパケットの大きさ、符号率、変調次数、転送区間などが異なることもある。それでは、上記各物理チャンネルの代表例として、ある第１のユーザーＵＳＥＲ１に対する物理チャンネルについて述べる。
【０００５】
物理チャンネルから第１のユーザーＵＳＥＲ１へと送るべきデータＵＳＥＲ１ Ｄａｔａは、ＣＲＣ（Cyclic redundancy check）付加器１０１ａに入力されると、チャンネル転送中にノイズにより生じる誤りを検出するためのＣＲＣが与えられて出力される。ＣＲＣ付き第１のユーザーデータＵＳＥＲ１ Ｄａｔａはテールビット付加器１０３に入力され、テールビットが与えられて出力される。上記ＣＲＣは、通常、チャンネル転送中にノイズにより生じる誤りを訂正するための誤り訂正符号としての順方向誤り訂正方式（forward error correction：以下、「ＦＥＣ」と称する）に用いられる。無線通信システムに用いられるＦＥＣとしては、一般に、畳み込み符号（convolutional codes）或いはターボ符号（turbo codes）が挙げられる。また、これらの符号は、格子上において「０」の状態で終了するための終了ビットとしてのテールビットを用いる。このため、テールビットが与えられたデータは、ＦＥＣ符号化器１０５ａにおいてＦＥＣ符号化されて出力される。この部分については、この分野に関する書籍に詳しく記述されているため、この明細書においてはその具体的な説明を省く。
【０００６】
次いで、一般に、ＦＥＣ符号器１０５ａの出力シンボルの数とそれぞれのユーザーに割り当てられた変調シンボルの数を一致させるために、シンボル繰り返し及び穿孔器１０７ａにおいてシンボル繰り返し及び穿孔が行われる。その後、繰り返し及び穿孔の行われたシンボルは、チャンネルで生じるバースト誤りをランダム誤りに切り替えるためのチャンネルインタリーバー（ＩＮＴ）１０９ａに入力されてチャンネルインタリーブが行われる。上記チャンネルインタリーブの行われたシンボルは、変調器１１１ａにおいて変調されて出力される。上記変調されたシンボルは、転送区間対応器１２０において各ユーザー別に割り当てられた転送区間に対応してサブキャリアまたはサブチャンネルの写像を行い、スロット数（Number of Slots：以下、「ＮＯＳ」と称する）またはＯＦＤＭシンボル数（Number of ＯＦＤＭ Symbols：ＮＯＯＳ）による写像を行って出力する。この転送区間対応器１２０は、全てのユーザーのデータを同時に処理する装置である。上記転送区間対応器１２０から出力されたシンボルは、高速フーリエ逆変換器（ＩＦＦＴ）１３０に入力されて高速フーリエ逆変換が行われ、最終的に、各ユーザーのデータは１つのキャリア信号に切り替えられてＲＦ転送部（図１に未図示）に送られる。
【０００７】
ここで、ＮＯＳ或いはＮＯＯＳとは、各ユーザーに割り当てられた転送区間を意味し、ユーザーデータの大きさに応じて可変的に用いられる。このため、ＮＯＳ或いはＮＯＯＳが大きくなるほど、１パケットに与えられた転送時間が長くなる。また、サブチャンネルとは、直交周波数変調方式（ＯＦＤＭ）に用いられるサブキャリアよりなるある集まりを意味する。１サブチャンネルをなすサブキャリアは、周波数区間中に常に順番に配列される必要はなく、通常、特定のパターンにより複数のサブキャリアが１サブチャンネルをなす。例えば、与えられた周波数帯域幅を２０４８個の直交周波数に分割したとき、サブキャリアが１番から２０４８番まで存在すると、１サブチャンネルは１、８、１６、３２、６４のように４本のサブキャリアにより構成可能である。そして、このように１サブチャンネルをなす具体的なサブキャリアの構成及び数は、それぞれの規格によって異なってくる。
【０００８】
以下、多重ユーザーへのチャンネル資源の割り当ての仕組みを図２及び図３に基づいて説明する。
図２は、多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てるための構造図であり、図３は、多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てた場合を例示するものである。
これらの図２及び図３から明らかなように、サブキャリアとは、ＯＦＤＭに用いられる直交周波数キャリアを意味し、Ｎ点ＩＦＦＴのＮ以下の値を有する。すなわち、Ｎ＝２０４８の場合、サブキャリアの本数は２０４８以下である。そして、これらの図２及び図３におけるＳＬＯＴとは、転送区間を意味し、１スロットは１以上のＯＦＤＭシンボルからなる。これらの図２及び図３には、１スロットが３つのＯＦＤＭシンボルにより構成されている例が示してある。また、これらの図２及び図３の下部に書いてある「ペイロードバースト長」とは、リンクチャンネルのフレーム中における、ユーザーデータを転送するために用いられるバーストの総長を意味する。このため、全体のユーザーに割り当て可能な全体のチャンネル資源は、サブキャリア或いはサブチャンネルの最大数とペイロードバースト長により決められる。
【０００９】
以下、図３に基づいて、実際にユーザーＡ、Ｂ、Ｃにチャンネル資源を割り当てた例について説明する。ユーザーＡは、最初のスロットＳＬＯＴ（０）３００の全てのサブキャリアを用いる。また、ユーザーＡは、２番目のスロットＳＬＯＴ（１）３１０のサブキャリアの一部を用いる。すなわち、上記ユーザーＡは、最初のスロットＳＬＯＴ（０）３００の全てのサブキャリア（またはサブチャンネル）を用い、２番目のスロットＳＬＯＴ（１）３１０の一部のサブキャリア（またはサブチャンネル）を用いる。そして、ユーザーＢとユーザーＣは、２番目のスロットＳＬＯＴ（１）３１０において相異なるサブキャリア（またはチャンネル）を用いる。
【００１０】
図４は、ユーザーにデータを送信するための物理チャンネルの構造図である。図４の構造を図１と比較したとき、ＣＲＣとテールビットを付加していないことを除いては、全ての構成要素は同様である。これは、ＣＲＣの機能をＭＡＣ（Medium Access Control：以下、「ＭＡＣ」と称する）階層におけるものに代えうるためである。このため、図４中、４０５、４０７、４０９、４１１、４２０、４３０はそれぞれ図１の１０５、１０７、１０９、１１１、１２０、１３０に対応している。この図１と図４の両方の構造を説明すると、複数の変調器と複数の誤り訂正符号の符号率を有する場合、各ユーザーに最適な性能を保証する符号率と変調次数に関する決定方式を求めている。
【００１１】
具体的には、図１に示すように、無線通信システムにおけるパケット転送サービスのための物理チャンネルにおいては、必ず変調器が用いられる。併せて、無線通信システムにおける無線通信チャンネルに生じるノイズによるデータ誤りを克服するために、誤り訂正符号を用いる。通常、高速無線データサービスの規格、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ａは、端末の移動性を保証していない。これに対し、移動通信方式となるＣＤＭＡ２０００１ｘＥＶ−ＤＶなどは、端末の移動性を保証する規格である。両方の違いは、移動性を保証するシステムの場合、無線通信チャンネルに生じるノイズによるデータ誤りだけではなく、フェージングによるデータ誤りを克服するための種々の方式が考慮される必要があるということである。例えば、フェージングチャンネル環境の下で生じる受信信号に対するノイズ電力比（Signal to noise ratio：以下、「ＳＮＲ」と称する）の動的な変化に送信機が積極的に対応するために、同じ１転送パケットに対して随時転送するパケットの変調方式と誤り訂正符号の符号率を可変するＡＭＣ方式が広範に考慮されている。
【００１２】
例えば、相異なる大きさを持つ複数のパケットが用いられる場合、通常、それぞれのパケットサイズによる符号率と変調方式を異ならせて用いる。このように、符号率と変調方式を異ならせるのは、送信機が毎瞬間転送するパケットに多様性を持たせることにより、チャンネルの転送効率を高めるためである。すなわち、送信機は、チャンネルの状態と上位階層から送られるデータバッファ状態、使用可能なサブチャンネル或いは直交周波数変調方式のサブキャリアの本数、転送区間などによって複数のパケットサイズのうち適切なパケットサイズを決める。この転送パケットを符号化パケット（Encoder Packet：以下、「ＥＰ」と称する）であると定義したとき、ＥＰサイズの選択に当たって重要な変数の一つは、変調方式の選択である。すなわち、同じＥＰサイズを有するとしても、転送時間と使用可能なサブキャリア或いはサブチャンネルの数によって、最適な変調方式と誤り訂正符号の符号率が異なるように決められる場合がある。ここで、転送時間を意味するＮＯＳ或いはＮＯＯＳは、一定の時間を有する転送単位として用いられる。このため、ＮＯＳ或いはＮＯＯＳが大きくなるほど、１パケットに与えられた転送時間が長くなる。
【００１３】
また、ＯＦＤＭＡを用いる場合、それぞれのユーザー或いは端末に割り当てられるサブキャリア及びサブチャンネルの数は、チャンネルの状態及びデータの量によって可変的である。このため、ＯＦＤＭＡを用いるシステムにおいて、通常ユーザーが使用可能なチャンネル資源は、サブチャンネル（またはサブキャリア）の数とＮＯＳ（またはＮＯＯＳ）数の積として与えられる。例えば、ＣＤＭＡ２０００１ｘＥＶ−ＤＶにおいては、このような変調方式及び符号率を決める方式として、ＭＰＲ（modulation order product code rate）を用いている。以下、ＭＰＲを用いる方法について述べる。
【００１４】
通常、誤り訂正符号を用いるデジタルシステムにおいては、誤り訂正符号の符号率を下げ続けると、これによる符号利得の増加量は緩やかに上がることが知られている。ここで、符号利得とは、誤り訂正符号を用いない通信システムに比べて、誤り訂正符号を用いる通信システムが相対的に有するＳＮＲ利得のことである。このため、符号率の減少によるビット誤り率は次第に特定の値に飽和されるような傾向にある。これに対し、符号率を上げ続けると、これによる符号利得の増加量は急減し、ビット誤り率の増加量もまた急増するような特徴を有する。これは、シャノンのチャンネル容量理論による結果のためであり、既にこの分野においては公知されている。
【００１５】
一方、デジタル変調方式においては、変調次数の増減による同じ信号対ノイズ比におけるビット誤り率の変化はその範囲が限られており、高次の変調次数を有するデジタル変調方式であるほど、同じビット誤り率を成し遂げるために要されるＳＮＲが大きいことが知られている。このため、もし、あるシステムが変調シンボル転送率を固定して用いると想定した場合、誤り訂正符号の符号率とデジタル変調方式の変調次数を決めうる数多くの組み合わせが存在する。ところが、前述した誤り訂正符号の特徴とデジタル変調方式の特徴からしてみたとき、符号率が相対的に低い場合には、高次変調方式を用いて符号率をさらに下げるよりは、変調次数が低い変調方式、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を用いた方が効率的である。逆に、符号率が相対的に高い場合には、高次変調方式を用いて符号率を下げることにより、ビット誤り率の増加を効率よく防ぐことが好ましい。
【００１６】
しかしながら、同じ周波数帯域効率度における符号率は、変調次数が決められた上で計算される値であるため、変調次数が決められていない状態で、符号率の大きさを論じることは不正確である。例えば、本願出願の発明者により既に出願されている発明においては、変調次数と符号率の両方を反映する１種の周波数帯域効率度の考え方に基づくＭＰＲという新規な関数が定義されている。直交周波数変調方式或いは直交周波数分割多重接続方式を用いるシステムにおいては、各データレートに見合うような変調方式と誤り訂正符号の符号率との関係を具体的に分析することができない。のみならず、直交周波数分割多重接続方式を用いる場合、それぞれのユーザー或いは端末に割り当てられるチャンネル資源を効率よく運営するには、サブキャリア及びサブチャンネル、さらにはスロットの数のみならず、ＯＦＤＭシンボルの数もチャンネルの状態及びデータの量によって可変的に決める必要がある。これらの点が考慮されなければ、最適な変調方式及び符号率の決定方式であるとは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明の目的は、高速無線データシステムにおいて種々の変調方式と符号率を決める必要がある場合、データ転送の効率を極大化させられる送信機及び送信方法を提供するところにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、種々の変調方式と種々の符号率が用いられる高速無線データシステムにおいて、データの転送効率を高められる変調方法及び符号率を決めるための装置及び方法を提供するところにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、送信機が種々のパケットサイズを用いて、チャンネルの状態と、データバッファの状態と、サブキャリアの本数と、ＯＦＤＭシンボルの数及び転送区間などにより複数の変調方式と誤り訂正符号方式のうちどちらか一方を選択して転送する場合、最適な変調次数と誤り訂正符号の符号率を決めるための装置及び方法を提供するところにある。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、時間的に可変して転送方式を決める通信システムにおける、効率よいＡＭＣの選択装置及び方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明による装置は、転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置であって、転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決める制御部と、各ユーザーに転送すべき各パケットデータを直交周波数分割変調シンボルの数、決められたサブチャンネルの数及び決められた符号化パケットの数に基づいて周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決める変調次数決定器と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明による装置は、多数のサブチャンネルに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置であって、転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるための制御部と、周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて各ユーザーに転送すべき各パケットデータの決められたサブチャンネルの数と決められた符号化パケットの大きさ及び変調次数を計算するための変調次数決定器と、を備え、前記変調次数決定器は、前記ＭＰＲ値が０を越えて１．５未満の場合、ＱＰＳＫ（変調次数２）を用いることを特徴とする。
【００２３】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明による装置は、多数のサブチャンネルに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための装置であって、転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるための制御部と、周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算し、前記周波数帯域効率度に基づいて各ユーザーに転送すべき各パケットデータの決められたサブチャンネルの数と決められた符号化パケットの大きさ及び変調次数を計算するための変調次数決定器と、を備え、前記周波数帯域効率度は、下記式１により計算されることを特徴とする。
【００２４】
【数１】
2007519360.tif 000003
【００２５】
上記の目的を達成するために、本発明による方法は、多数のサブキャリアを介して転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法であって、転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数、サブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、前記転送すべき直交周波数分割変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度（ＭＰＲ）を計算するステップと、前記計算された周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、上記の目的を達成するために、本発明による方法は、多数のサブキャリアに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法であって、転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、転送すべき直交周波数変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度を計算するステップと、前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含み、前記周波数帯域効率度は、下記式２により計算されることを特徴とする。
【００２７】
【数２】
2007519360.tif 000004
【００２８】
さらに、上記の目的を達成するために、本発明による方法は、多数のサブキャリアに転送すべきパケットデータの変調次数を決めるための方法であって、転送すべき直交周波数シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさを決めるステップと、転送すべき直交周波数変調シンボルの数とサブチャンネルの数及び符号化パケットの大きさに基づいて、転送すべきパケットデータの周波数帯域効率度を計算するステップと、前記周波数帯域効率度に基づいて変調次数を決めるステップと、を含み、前記周波数帯域効率度が０を越えて１．５未満である場合、ＱＰＳＫ変調（変調次数２）を用いることを特徴とする。
【００２９】
上記の目的を達成するために、本発明による受信機は、制御メッセージからサブチャンネルの数情報とサブチャンネルインデックス及び変調次数情報を取り出す制御メッセージ処理部と、前記サブチャンネルの数とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報に基づいてトラフィックデータを復調及び復号する変調器と、を備え、
前記変調次数は、送信機において下記式３により計算されることを特徴とする。
【００３０】
【数３】
2007519360.tif 000005
【００３１】
上記の目的を達成するために、本発明による受信方法は、制御メッセージからサブチャンネルの数情報とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報を取り出すステップと、前記サブチャンネルの数とサブチャンネルインデックス情報及び変調次数情報に基づいてトラフィックデータを復調及び復号するステップと、を含み、前記変調次数は、送信機において下記式４により計算されることを特徴とする。
【００３２】
【数４】
2007519360.tif 000006
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、高速無線データシステムにおいて、送信機が各種のパケットの大きさを用いて、チャンネルの状態と上位階層から送られるデータバッファの状態、使用可能なサブチャンネル或いはサブキャリアの本数、ＯＦＤＭシンボルの数、転送区間などによって、複数の変調方式と誤り訂正符号方式のうちどちらか一方を選択して転送する場合、最適な変調次数と誤り訂正符号の符号率を決める方式を提供することにより、データの転送効率及びシステム効率を高められるというメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づき、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。本発明を説明するに当たって、関連する公知の機能あるいは構成についての詳細な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にすると認められる場合、その詳細な説明を省く。
【００３５】
本発明を説明するに当たって、データレートとサブチャンネルについて説明する。各データレートテーブルには、サブチャンネルの数により１２０個余りの相異なる変調方式と誤り訂正符号の符号率が組み合わせ可能に構成されている。このため、本発明においては、直交周波数変調方式（ＯＦＤＭ）或いは直交周波数分割多重接続方式（ＯＦＤＭＡ）を用いるシステムにおいて、各データレートに見合う変調方式と誤り訂正符号の符号率との関係を分析可能な方法を提供する。そして、本発明により提供される分析方法により変調次数及び誤り訂正符号の符号率を決める基準とその具体的な方法を提示する。
【００３６】
図５は、ＯＦＤＭＡ方式を用いる高速無線データシステムにおいて、本発明による方式により多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てる仕組みを例示するものである。以下、図５に基づき、多重ユーザーに本発明による方式によりチャンネル資源が割り当てられている状態について述べる。
【００３７】
従来の技術の欄において既に述べられているように、あるユーザーに割り当てられるチャンネル資源の大きさは、サブチャンネル或いはサブキャリアの本数とスロットの数により決められる。このため、図５におけるユーザーＡ、ユーザーＢは、前述したように、サブチャンネル或いはサブキャリアの本数とスロットの数に見合うようにチャンネル資源が割り当てられている。具体的には、ユーザーＡには第１のスロットＳＬＯＴ（０）５００の全てのチャンネルが割り当てられており、第２のスロットＳＬＯＴ（１）５１０の全体において特定のサブキャリアを占有してデータ転送を行う。そして、ユーザーＢもまた、第２のスロットＳＬＯＴ（１）５１０の全体において特定のサブキャリアを占有してデータ転送を行う。ところが、本発明においては、図５のユーザーＣのように、特定のユーザーはスロット単位でデータを転送しない場合を想定している。すなわち、本発明においては、図５のユーザーＣに転送されるデータ５１３のように、ＯＦＤＭシンボルを基準として誤り訂正符号を転送する場合がありうる。これは、実際に冗長増加を用いる複合自動再転送方式（Hybrid Automatic Repeat Request：以下、「ＨＡＲＱ」と称する）などが用いられる場合、或いは、スロット単位ではなく、シンボル単位で転送が行われるシステムなどの場合である。また、チャンネル資源の効率よい使用のために、誤り訂正符号のブロックサイズを一層細かくして用いる必要があるときに、この方法が利用可能である。このため、このような種々の構造のチャンネル資源の割り当て、すなわち、詳しくは、誤り訂正符号のためのブロックサイズを与えるシステムにおいて、与えられたブロックサイズについての変調方式の決定が問題となる。
【００３８】
以下では、この場合について詳しく述べる。また、このとき、このためにブロックサイズなどに合わせて変調方式及び符号率を決める方法についても詳しく述べる。上位階層、例えば、ＭＡＣ階層から転送したいパケットの大きさによって、ＥＰサイズが決められるとする。そして、チャンネル資源の割り当て方法によりあるユーザーにサブチャンネル（或いはサブキャリア）の数とスロット（或いはＯＦＤＭシンボル）の数が決められるとする。このような状況では、送信機は、最適な変調方式を決めなければならない。通常、あるユーザーに割り当てられる変調シンボルの数は、下記の３種の因子をもって求めることができる。
【００３９】
＜因子＞
１．ＮＳＣ：１サブチャンネル及び１ＯＦＤＭシンボル当たりの割り当てサブキャリアの本数
２．ＮＯＳ：１スロット当たりの割り当てＯＦＤＭシンボルの数
３．ＮＭＳ：１スロット及び１サブチャンネルよりなるチャンネル資源に割り当てられた変調シンボルの数（ＮＭＳ＝ＮＳＣＨ×ＮＯＳ）
【００４０】
これらの３因子を図６に基づいて説明する。図６は、ＯＦＤＭＡ方式を用いるシステムにおいて、本発明により１スロットに対する変調シンボルの数を求めるための因子を示すものである。
【００４１】
図６に示すように、１スロットは、３つのＯＦＤＭシンボルが転送される場合を想定している。このように１スロットに３つのＯＦＤＭシンボルが転送される場合、Ｎ＿ＳＣ６０１は１サブチャンネルに割り当てられたサブキャリアの本数となりうる。図６には、１サブチャンネルに割り当てられたサブキャリアの本数を１６として示してある。また、このサブチャンネルに割り当てられるサブキャリアの数は、転送されるＯＦＤＭシンボルの数によって異なるように構成可能である。また、Ｎ＿ＯＳ６０２は、上記因子において述べたように、１スロットに割り当てられるＯＦＤＭシンボルの数である。このため、上記Ｎ＿ＯＳは３となる。すると、このような構成により、１サブチャンネルよりなるチャンネル資源に割り当てられる変調シンボルの数は、上記因子における構成となりうる。これを図６の仮定下で述べると、「１６Ｘ３」となるため、１サブチャンネルよりなるチャンネル資源に割り当てられる変調シンボルの数は４８となって転送される。上記「因子」から明らかなように、変調シンボルではなく、サブキャリアの本数で表わされる場合には、Ｎ＿ＭＳは４８本のサブキャリアを指示することになる。
このため、上記のＯＦＤＭＡに前述したＭＰＲを用いる場合、下記式５によりＭＰＲ値を計算することができる。
【００４２】
【数５】
2007519360.tif 000007
【００４３】
式中、ＮＳＣＨはサブチャンネルの数を意味する。ところが、前式５は、図５のユーザーＢのように、誤り訂正符号のためのブロックは、全てのスロットが常に同数のサブチャンネルを有すると想定した場合である。このため、図５のユーザーＡのように、それぞれのスロットに対して異なるサブチャンネルの数を有する場合には、下記式６によりＭＰＲを修正してから用いる必要がある。
【００４４】
【数６】
2007519360.tif 000008
【００４５】
式中、ＮＳＣＨ，ｋはｋ番目のスロットに割り当てられたサブチャンネルの数を意味する。以下、これを図７に基づいて詳述する。図７は、ＯＦＤＭＡ方式を用いる無線通信システムにおいて、特定のユーザーに２スロット中に転送されることを例示するものである。図７の例から明らかなように、ユーザーＡは、最初のスロットＳＬＯＴ（０）に１２本のサブチャンネルを介してＯＦＤＭシンボルを転送し、２番目のスロットＳＬＯＴ１に８本のサブチャンネルを介してＯＦＤＭシンボルを転送する。このため、最初のスロットＳＬＯＴ（０）におけるサブチャンネルの数ＮＳＣＨ，０は１２であり、２番目のスロットＳＬＯＴ（１）におけるサブチャンネルの数ＮＳＣＨ，１は８である。また、全体のサブチャンネルに割り当てられた変調シンボルの数ＮＭＳは４８である場合となる。このため、ＭＰＲは、前式６により、ＮＥＰ／（４８ｘ１２＋４８ｘ８）として与えられる。
【００４６】
次に、もし、送信機がＨＡＲＱなどのために一層細分化された誤り訂正符号ブロックを用いると、送信機は、ＯＦＤＭシンボルを基準に転送単位を決めることができる。すなわち、図５のユーザーＣに転送されるデータ５１３に該当する場合が、この場合である。この場合、ＭＰＲは下記式７により決められる。
【００４７】
【数７】
2007519360.tif 000009
【００４８】
式中、ＮＯＳ，ｋ，ｊはｋ番目のスロット及びｊ番目のサブチャンネルに割り当てられた全体のＯＦＤＭシンボルの数を意味する。そして、ＮＳＣＨ，ｋはｋ番目のスロットにおけるサブチャンネルの数を意味する。
【００４９】
図８は、高速データシステムにおいて、多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てるとき、一人のユーザーが相異なる誤り訂正符号を用いる場合を示すものである。図８には、ユーザーＡに相異なる誤り訂正符号を用いてデータを転送する場合が示してある。すなわち、ユーザーＡは、最初のスロットＳＬＯＴ（０）に第１のデータＵＳＥＲＡ−１ ８０１と、最初のスロットＳＬＯＴ（０）に第２のデータＵＳＥＲＡ−２ ８０２と、２番目のスロットＳＬＯＴ（１）に第３のデータＵＳＥＲＡ−３ ８０３を転送するとする。また、上記各サービスが相異なるサービス品質（quality of services：以下、「ＱｏＳ」と称する）を有する場合、それぞれのサービスごとに相異なるＭＰＲが与えられる。この場合にも、前式６または前式７により与えられるＭＰＲにより、変調次数と誤り訂正符号の符号率が決められる。
【００５０】
次に、送信機がＭＰＲからそれぞれのユーザーに対して誤り訂正符号の符号率Ｒと変調器の変調次数（modulation order：ＭＯ）を決める方式について述べる。先ず、送信機は、１枚の転送フレーム（５ｍｓｅｃ）に対し、上記したように、順方向リンク（Down Link：ＤＬ）多重接続ユーザーの数によるチャンネル資源の割り当てを決める。制御器は、それぞれの多重接続ユーザーに割り当てられたサブチャンネル（或いは、サブキャリア）の数とスロット（或いは、ＯＦＤＭシンボル）の数、そしてそれぞれのユーザーに割り当てられたＥＰサイズによって、それぞれの多重接続ユーザーに対するＭＰＲを求める。次に、ＭＰＲによって、それぞれの多重接続ユーザーは、下記のように与えられた変調次数決定臨界値に基づいて、先ず変調次数を決める。ここで、臨界値は、前もって実験により与えられる値であって、用いる誤り訂正符号によって異なる場合がある。ここでは、誤り訂正符号としてターボ符号を用いるシステムを想定している。これは、ほとんどの高速データシステムに、符号利得の大きなターボ符号が用いられているからである。このため、これによる臨界値を用いている。しかし、もし、他の誤り訂正符号を用いる場合には、この値が相異なる場合があることを明示する。また、この値は、予め実験により決められ、今後は可変しない値であることを明示する。下記式８ないし下記式１０中、ＭＰＲ＿ＴＨ１はＱＰＳＫと１６ＱＡＭを決める臨界値を意味し、ＭＰＲ＿ＴＨ２は１６ＱＡＭと６４ＱＡＭを決める臨界値を意味する。ここでは、ＭＰＲ＿ＴＨ１としては１．５、ＭＰＲ＿ＴＨ２としては３．２、そしてＭＰＲ＿ＴＨ３としては５．４をそれぞれ仮定している。このような過程により変調次数が決められると、ＭＰＲから、誤り訂正符号の符号率Ｒは、下記式１１によりＭＰＲと変調次数（ＭＯ）との割合として決められる。このため、それぞれの多重接続ユーザーは、それぞれ自分の変調次数と誤り訂正符号符号率を上記の方式により求め、これを誤り訂正符号器と変調器に送る。また、もし、システムが符号率を整合するために、シンボル穿孔及びシンボル繰り返しを用いる場合、この穿孔及び繰り返しの数を符号率から計算してシンボル繰り返し及び穿孔器に送る。このような符号率の整合方法には種々のものがあり、この明細書においては、その詳細な説明を省く。
【００５１】
【数８】
2007519360.tif 000010
【数９】
2007519360.tif 000011
【数１０】
2007519360.tif 000012
【数１１】
2007519360.tif 000013
【００５２】
図９は、本発明によるＭＰＲを用いてそれぞれの多重接続ユーザーの符号率と変調次数を適用するための送信機のブロック構成図である。以下、図９に基づいて、本発明によるＭＰＲを適用するための装置のブロック構成及び動作について詳細に説明する。
【００５３】
制御部（ＨＯＳＴまたはＣＰＵまたはＤＳＰ）９００は、各ユーザーＵＳＥＲ１、ＵＳＥＲ２、…、ＵＳＥＲｍに送るべきユーザーデータを出力する。制御部は、モデム内に組み込まれても良く、モデムの外部のＤＳＰ内に組み込まれても良い。同時に、上記制御部９００は、本発明によりＮＯＳ、ＮＯＯＳ、サブチャンネルの数、ＥＰサイズなどの情報を変調次数及び符号率決定器９４０に出力する。先ず、物理チャンネルの構造について説明すると、上記物理チャンネルの構造は、従来の技術である図１におけるものと同様になっている。このため、図９の参照符号９０１、９０３、９０５、９０７、９０９、９１１、９２０、９３０は、従来の技術である前記図１の参照符号１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１、１２０、１３０にそれぞれ対応する。しかし、図９には、従来の技術の欄において述べられた図１のものと異なる部分が存在している。以下、その異なる部分について述べる。符号化器９０５は、後述する変調次数及び符号率決定器９４０において決められた値の符号率をもってユーザーデータを符号化して出力する。また、シンボル穿孔及び繰り返し器９０７もまた、後述する変調次数及び符号率決定器９４０において決められた値に基づいて穿孔及び繰り返し値が決められる。さらに、変調器９１１もまた、後述する変調次数及び符号率決定器９４０において決められた値に基づいて変調次数が決められる。このため、各ユーザーの物理チャンネルにおいて決められる符号率と、シンボル穿孔及び繰り返しと変調次数が決められるのである。
【００５４】
ところが、従来の技術においては、このような符号率の決定、シンボルの穿孔及び繰り返し、変調次数の決定のためのいかなる根拠も設けられていないため、前述したＭＰＲにより決めるのである。また、図９には、便宜上、サブチャンネルのみが示してあるが、システムによっては、サブキャリアの本数を入力変数として用いることも可能である。さらに、上記変調次数及び符号率決定器９４０は、シンボル穿孔及び繰り返しのためのパラメータも送る。例えば、誤り訂正符号器が最低の符号率１／３を用いており、且つ、ＭＰＲにより決められた符号率が１／６である場合、変調次数及び符号率決定器９４０はシンボル穿孔及び繰り返し器９０７にパラメータ値を出力し、例えば、２倍のシンボル繰り返しを要する値を送ることができる。もし、２倍のシンボル繰り返しパラメータを送り、符号率が１／３である場合、最終的な符号率は１／６となる。このようにＭＰＲによる符号率及び変調次数の決定は、図９のように実現可能である。ところが、図９とは異なる方法を用いることもできる。図９とは異なる方法により図９により計算可能な全ての値をテーブルに格納して用いることも可能である。テーブルとして具現するとき、モデムの外部に具現可能であることも言うまでもない。この場合、変調次数及び符号率決定器９４０は、テーブルに置き換えられる。このため、上記テーブルには、予めそれぞれのＥＰサイズとＭＰＲによるあらゆる組み合わせに対して変調次数及び符号率を予め求め、これをテーブルにより構成する。そして、制御部９００は、ＥＰサイズ、ＮＯＳ（または、ＮＯＯＳ）、サブチャンネルの本数（または、サブキャリアの数）を入力変数として、これによるあらゆる組み合わせに対して変調次数及び符号率が格納されているテーブルから変調次数、符号率、シンボル繰り返し及び穿孔パラメータなどを送る。また、上記変調次数及び符号率決定器９４０または制御部９００は、サブチャンネルまたはサブキャリアのマッピングとＮＯＳまたはＮＯＯＳのマッピングを行えるように制御する。すなわち、図５でのように、ユーザーに送られるチャンネルにマッピングされるように制御値を送ることにより、特定のユーザーに送られるパケットデータが物理チャンネルにおいてスロット単位またはシンボル単位でマッピング可能に制御する。このため、サブキャリアまたはサブチャンネル写象器９２０は、本発明による方法により、各シンボル単位で、または特定のスロット内の所望の数のシンボルのみがマッピングされるようにできる。すなわち、図５に参照符号５１２を付して示すように、特定のスロットにおける特定のサブチャンネルをいずれも一人のユーザーに割り当てることもでき、参照符号５１３を付して示すように、特定のスロットにおける特定のサブチャンネルのうち幾つかのシンボルにのみ一人のユーザーを割り当てることもできる。
【００５５】
図１０は、ＭＰＲ用いる直交周波数多重接続方式システムの受信機の構造図である。以下、図１０に基づき、ＭＰＲ方式による直交周波数多重接続方式のシステムの受信機の構成及びその動作について詳しく説明する。
図１０における受信機は、端末機器であっても良い。ところが、端末機器ではなく、基地局においても、各端末からフレームを受信する受信機が同じ構造を有する。但し、各端末からのフレームを受信するための基地局の受信機の構造は、図１０のものを多数にして構成しなければならない。このため、以下では、図１０の構成を端末機器として説明を進める。先ず、それぞれの端末機器、すなわち、受信機は、基地局から送信された信号が自分に受信された信号であるかどうかを検査しなければならない。そして、自分に受信されたフレームのみを復調及び復号してユーザーデータを復元する。このため、端末機器は、各ユーザーに割り当てられたチャンネル資源、すなわち、エンコーダーパケット（ＥＰ）のサイズによるスロットの数（ＮＯＳ）またはＯＦＤＭシンボルの数（ＮＯＯＳ）と、サブチャンネルの数またはサブキャリアの本数と、サブチャンネルインデックスと、変調次数及び符号率、すなわち、ＭＰＲなどの情報を正確に転送する必要がある。
【００５６】
このような制御メッセージは基地局から転送されるものであり、先ず、図１１に基づき、ユーザーデータと共に上記の制御メッセージが送られる基地局の構成について述べる。
図１１は、本発明の好適な実施の形態によるシステムにおいて、ユーザーデータと制御メッセージを転送するための装置のブロック構成図である。以下、図１１に基づき、本発明の実施の形態によるシステムにおいてユーザーデータと制御メッセージが転送される装置のブロック構成及びその動作について詳細に説明する。
【００５７】
各ユーザーデータＵＳＥＲ１ＤＡＴＡ、ＵＳＥＲ２ＤＡＴＡ、…、ＵＳＥＲｍＤＡＴＡは、トラフィック多重化器１１０１に入力されて多重化される。また、これらは、各ユーザーデータの上記の制御メッセージを処理する制御メッセージ処理部１１０２に入力される。上記制御メッセージ処理部１１０２から出力される信号は、各転送フレームごとに各ユーザーのデータが多重化されたフレーム内の位置情報と、スロットの数（ＮＯＳ）またはＯＦＤＭシンボルの数（ＮＯＯＳ）と、サブチャンネルの数またはサブキャリアの本数と、サブチャンネルインデックスと、変調次数及び符号率、すなわち、ＭＰＲなどの情報である。この制御メッセージとしては、各フレームごとに転送する必要がない情報と、各フレームごとに転送すべき制御メッセージがある。ほとんどの情報は各フレームごとに転送されてもよく、必要に応じて転送されても良い。ところが、ユーザーデータの復調及び復号に要されるＭＰＲなどの情報は、各フレームごとに転送される必要がある。また、上記制御メッセージと他の制御信号が送られる。上記制御信号は、周知のパイロット信号であっても良い。ところが、制御信号としてパイロット信号や他の信号を用いることができる。本発明においては、これについての詳細な説明を省く。
【００５８】
このようにして多重化されたユーザートラフィックと、制御メッセージと、制御メッセージ及び制御信号は、多重化器１１０３に入力される。上記多重化器１１０３は、入力されたトラフィック及び制御情報と制御メッセージを多重化して出力する。このようにして出力されるフレームは、図１１の下部に示すように構成可能である。すなわち、制御メッセージ１１３０と直交周波数分割多重接続トラフィックデータ１１３１に区分される。このように、１フレームには先頭に制御メッセージが存在し、これに後続して多重化されたユーザーデータが存在する。このため、それぞれのユーザー、すなわち、端末機器は、制御メッセージを検出して自分のデータの転送有無とデータ情報を得、これを基にデータの復調及び復号を行うことができる。
【００５９】
このように１フレームに多重化された信号は、無線部１１０４に入力される。上記無線部１１０４は、上記システムが用いられる領域の周波数信号に上向き変換して出力する。そして、無線部１１０４において上向き変換された信号は、終端の電力増幅部（Power Amplifier：ＰＡ）１１０５において電力増幅されてアンテナＡＮＴを介して無線信号として送られる。
【００６０】
図１０に戻り、受信機の構成について述べる。上記受信機のＮ点高速フーリエ変換器１００１は、受信された高周波信号から高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により送られた各フレームから、多数のサブキャリア成分を検出する。この動作のためには、自動周波数制御器（ＡＦＣ：Automatic Frequency Controller）、自動利得制御器（ＡＧＣ：Automatic Gain Controller）などの付随的な機能が必要となる。ところが、本発明においては、このような自動周波数制御器の処理過程と自動利得制御過程は基本的に行われるとして、これについての敷衍説明を省く。
【００６１】
高速フーリエ変換の行われた信号は、逆写像器１００３に入力される。上記逆写像器１００３は、フレームがサブチャンネルの単位でも、またはサブキャリアの単位でも受信可能であるため、これらのうちシステムに用いられる方法による処理を行う。また、フレームが送られる期間は、スロットの数（ＮＯＳ）または直交周波数シンボルの数（ＮＯＯＳ）となるため、これに対する逆写像も併せて行う。
【００６２】
このようにして逆写像された信号のうち、制御メッセージは、制御メッセージ検出部１００５に入力され、トラフィック信号は、トラフィック処理のためのトラフィック処理部に入力される。上記トラフィック処理部は、参照符号１００７から参照符号１１０７までの構成となる。以下では、これをまとめてトラフィック処理部と称する。
【００６３】
以下、先ず、制御メッセージ検出部１００５について述べる。図１１に示すように、１フレームに受信されるデータには、制御メッセージとトラフィックデータが存在している。図１０の下部にも図１１と同じフレームが示してあり、ここには同じ参照符号を付する。すなわち、上記制御メッセージ検出部１００５に入力される情報は、制御メッセージ１１３０の部分となる。上記制御メッセージ検出部１００５は、前述したように、各端末機器に受信されるデータの多重化済みフレーム内の位置情報、スロットの数（ＮＯＳ）またはＯＦＤＭシンボルの数（ＮＯＯＳ）と、サブチャンネルの数またはサブキャリアの本数と、サブチャンネルインデックスと、変調次数及び符号率、すなわち、ＭＰＲなどの情報を制御メッセージを介して検出する。上記制御メッセージ検出部１００５において検出された情報は、計算部１０１９に入力される。上記計算部１０１９は、変調次数と符号率とＭＰＲ値及び穿孔及び繰り返しパラメータを検出して出力する。
【００６４】
上記逆写像器１００３から出力されたトラフィックデータは、復調器１００７に入力される。そして、上記計算部１０１９から入力される変調次数により受信されたトラフィックデータの復調を行う。このようにして復調されたデータは、デインタリーバー１００９に入力される。上記デインタリーバー１００９は、トラフィック転送時にインタリーブされたシンボルをデインタリーブして出力する。上記デインタリーブされた情報は、シンボル結合器１０１１に入力される。また、上記シンボル結合器１０１１は、レートデマッチングのために、繰り返し及び穿孔パラメータを受信して逆穿孔及び除去動作を行う。上記シンボル結合器１０１１においてレートデマッチングの行われたトラフィックシンボルは、復号器１０１３に入力される。上記復号器１０１３は、計算部１０１９から受信される符号率により復号を行う。上記復号器１０１３から出力された復号シンボルは、テールビット付加器１０１５に入力される。上記テールビット処理器１０１５は、復号されたシンボルにテールビットを行った後、ＣＲＣ検査器１０１７に入力される。上記ＣＲＣ検査器１０１７は、復号された情報の誤りを検査した後、誤りが生じていない場合にユーザーデータを出力する。
【００６５】
一方、図１０に示すように、常に全てのパラメータ、すなわち、ＮＯＳ、ＮＯＯＳ、ＮＳＣＨ、ＮＥＰ（ＥＰサイズ）が必要となるわけではない。ほとんどのＮＥＰとＮＯＯＳ、ＮＳＣＨなどによりＭＰＲを求める場合もある。このため、図１０においては、できる限りあらゆる場合を包括的に示すものとする。
【００６６】
図１２は、基地局とそれぞれの端末機器との間で行われる動作を説明するための概念図である。以下、図１２に基づき、基地局と各端末機器との間で行われる動作について述べる。
図１２に示すように、基地局は、それぞれのユーザーに割り当てられたチャンネル資源、すなわち、ＥＰサイズによるＮＯＳ（またはＮＯＯＳ ）、サブチャンネルの本数（または、サブキャリアの数）、サブチャンネルインデックス、変調次数及び符号率などの情報を送る。この基地局１２１０は、図１１の構成と同様である。このため、制御情報は、それぞれのユーザーデータと共に多重化して転送する。図１２においては、転送されるフレーム１２２０は、図１０と図１１のフレームと同様である。図１２には、制御メッセージが「ＣＴＲＬ」と示してある。例えば、図９に示すそれぞれのユーザーデータに割り当てられたＭＰＲ情報は、基地局により図１２の「ＣＴＲＬ」に転送される。併せて、それぞれのユーザーデータ、すなわち、図９に示すそれぞれのユーザーデータを転送し、これを「トラフィック」と示している。次に、それぞれの端末機器は、前述したように、「ＣＴＲＬ」の部分を優先的に検出して自分のデータが転送されたかどうかを判断し、自分のデータがある場合、上記の動作により自分のデータを復元する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ＯＦＤＭを用いるＩＥＥＥ８０２．１６ａシステムにおける、高速データを転送するための物理チャンネルの構造図である。
【図２】多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てるための構造図である。
【図３】本発明による提案方式により多重ユーザーのチャンネル資源を割り当てた場合を例示する図である。
【図４】ユーザーにデータを送信するための物理チャンネルの構造図である。
【図５】本発明によるＯＦＤＭＡ方式を用いて多重ユーザーにチャンネル資源を割り当てる仕組みを例示する図である。
【図６】ＯＦＤＭＡ方式を用いるシステムにおいて、本発明により１スロットに変調シンボルの数を求めるための因子を示す図である。
【図７】ＯＦＤＭＡ方式を用いる無線通信システムにおいて、特定のユーザーに２スロット中に転送される様子を例示する図である。
【図８】多重ユーザーがチャンネル資源を割り当てるとき、一人のユーザーが相異なる誤り訂正符号を用いる場合を示す図である。
【図９】本発明によるＭＰＲを用いてそれぞれの多重接続ユーザーの符号率と変調次数を適用するための送信機のブロック構成図である。
【図１０】ＭＰＲ用いる直交周波数多重接続方式のシステムの受信機の構造図である。
【図１１】本発明の好適な実施の形態によるシステムにおいて、ユーザーデータと制御メッセージを転送するための装置のブロック構成図である。
【図１２】本発明による基地局とそれぞれの端末機器との間で行われる動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００６８】
５００  第１のスロット
５１０  第２のスロット
５１１  ユーザーＡ
５１２  ユーザーＢ
５１３  ユーザーＣ
【図１】
2007519360.tif 000026
【図２】
2007519360.tif 000027
【図３】
2007519360.tif 000028
【図４】
2007519360.tif 000029
【図５】
2007519360.tif 000030
【図６】
2007519360.tif 000031
【図７】
2007519360.tif 000032
【図８】
2007519360.tif 000033
【図９】
2007519360.tif 000034
【図１０】
2007519360.tif 000035
【図１１】
2007519360.tif 000036
【図１２】
2007519360.tif 000037
【国際調査報告】
2007519360.tif 000038
2007519360.tif 000039