(57)【要約】【課題】個々のデータに求められる通信品質に応じた変調方式を選択することができ、通信性能の更なる向上を図ることが可能な無線通信システム、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる無線通信システムの構成は、適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置（無線端末１１０および基地局１２０）を含む無線通信システム１００において、送信側通信装置は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、設定した複数の変調方式の要求を受信側通信装置に送信し、受信側通信装置は、送信側通信装置から要求された複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置を含む無線通信システムにおいて、
前記送信側通信装置は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、該設定した複数の変調方式の要求を受信側通信装置に送信し、
前記受信側通信装置は、前記送信側通信装置から要求された複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記データ種別とは、音声通信またはデータ通信であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
適応変調方式を用いて無線通信を行う通信装置において、
通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、該設定した複数の変調方式の要求を通信先の通信装置に送信することを特徴とする通信装置。
【請求項４】
適応変調方式を用いて無線通信を行う通信装置において、
通信先の通信装置において設定された通信品質が異なる複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする通信装置。
【請求項５】
適応変調方式を用いて送信側通信装置と受信側通信装置が行う無線通信方法において、
前記送信側通信装置は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、該設定した複数の変調方式の要求を受信側通信装置に送信し、
前記受信側通信装置は、前記送信側通信装置から要求された複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置を含む無線通信システム、かかる無線通信システムを構成する通信装置、およびその無線通信装置における無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基地局と端末における無線通信では、通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変えることで通信速度を向上させる適応変調方式が採用されている。適応変調方式では、ビットレートの低いものから順に、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature PSK）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等が用いられている。
【０００３】
適応変調方式では、受信信号の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）やビットエラーレート、すなわち電波強度や信号品質に基づいて通信環境を推測する。そして、より良い通信環境の下ではより高い通信レートを有する変調方式を選択し、通信環境の悪い状況下では低い通信レートを有する変調方式を選択する。これにより、基地局と端末間において安定した無線通信を行うことが可能となる。
【０００４】
また例えば特許文献１では、受信部からの回線品質情報に基づいて、当該回線品質で一定の通信品質を満足し最高の伝送速度となる変調方式を第一変調方式として決定し、送信データのトラフィック量を送信可能な最低の伝送速度となる変調方式を第二変調方式として決定し、第一変調方式と第二変調方式の内、伝送速度が低い方を送信変調方式として選択とする変調方式制御方法が開示されている。特許文献１によれば、伝搬路状況に加えて送信データのトラフィック量を考慮して変調方式を決定することにより、通信品質を保持しつつ、消費電力を低減することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６５９３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の無線通信システムでは電波強度や信号品質によって変調方式が決定されているが、無線通信において、送受信されているすべてのデータにおいて通信レートが最優先されるわけではない。すなわち、高い通信レートが求められるデータや、通信レートよりも低いエラー率が求められるデータ等、データによって優先させるべき通信品質は異なる。しかしながら、従来の無線通信システムではこのような要望に対応することができず、更なる改善が求められていた。
【０００７】
さらに、ＱｏＳ制御として送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することが考えられる。しかし送信するデータの種別を識別できるのは送信側のみであり、自由に変調方式を選択するとなると、受信側の通信装置が復調できなくなるおそれがある。また、低いエラー率だけを求めて最低の通信レートを優先的に選択すると、通信速度が極端に下がり効率が悪い。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、個々のデータに求められる通信品質に応じた変調方式を選択することができ、通信性能の更なる向上を図ることが可能な無線通信システム、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信システムの代表的な構成は、適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置を含む無線通信システムにおいて、送信側通信装置は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、設定した複数の変調方式の要求を受信側通信装置に送信し、受信側通信装置は、送信側通信装置から要求された複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする。
【００１０】
上記データ種別とは、音声通信またはデータ通信であるとよい。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる通信装置の代表的な構成は、適応変調方式を用いて無線通信を行う通信装置において、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、設定した複数の変調方式の要求を通信先の通信装置に送信することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる通信装置の他の構成は、適応変調方式を用いて無線通信を行う通信装置において、通信先の通信装置において設定された通信品質が異なる複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、適応変調方式を用いて送信側通信装置と受信側通信装置が行う無線通信方法において、送信側通信装置は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、設定した複数の変調方式の要求を受信側通信装置に送信し、受信側通信装置は、送信側通信装置から要求された複数の変調方式から、送信するデータ種別に応じて変調方式を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、個々のデータに求められる通信品質に応じた変調方式を選択することができ、通信性能の更なる向上を図ることが可能な無線通信システム、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を例示する図である。
【図２】図１に示す無線端末および基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図３】本実施形態にかかる無線通信方法を説明するシーケンス図である。
【図４】記憶部に記憶されている変調切替閾値テーブルを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１００の概略構成を例示する図である。図２は、図１に示す無線端末１１０および基地局１２０の構成を例示する機能ブロック図であり、図２（ａ）は無線端末１１０の機能ブロック図であり、図２（ｂ）は基地局１２０の機能ブロック図である。なお、本実施形態では、図１に示す無線通信システム１００について詳述しながら、かかる無線通信システム１００を構成する通信装置（送信側通信装置および受信側通信装置）である無線端末１１０および基地局１２０、ならびにそれらにおける無線通信方法についても併せて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態にかかる無線通信システム１００は、適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置である無線端末１１０および基地局１２０を含んで構成される。なお、本実施形態では、無線端末１１０から基地局１２０にデータを送信する際は、無線端末１１０が送信側通信装置であり、基地局１２０が受信側通信装置である。反対に、基地局１２０から無線端末１１０にデータを送信する際は、基地局１２０が送信側通信装置であり、無線端末１１０が受信側通信装置となる。また本実施形態では、通信装置として無線端末１１０および基地局１２０を例示して説明するが、これに限定するものではなく。無線端末１１０や基地局１２０以外の通信装置において適用変調方式を用いて無線通信を行う場合にも本発明を適用することが可能である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、無線端末１１０は、端末制御部１１２、端末無線通信部１１４および記憶部１１６を含んで構成される。端末制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）により当該無線端末１１０全体を管理および制御する。端末無線通信部１１４は、端末通信アンテナ１１４ａを介して、適応変調方式による基地局１２０との無線通信（無線信号の送受信）を行う。記憶部１１６は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、端末制御部１１２で処理されるプログラム等、および後述する変調切替値テーブルを記憶する。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、基地局１２０は、基地局制御部１２２および基地局無線通信部１２４および記憶部１２６を含んで構成される。基地局制御部１２２は、無線端末１１０の端末制御部１１２と同様に当該基地局１２０全体を管理および制御する。基地局無線通信部１２４は、基地局通信アンテナ１２４ａを介して、適応変調方式による無線端末１１０との無線通信（無線信号の送受信）を行う。記憶部１２６も、無線端末１１０の記憶部１１６と同様に、端末制御部１１２で処理されるプログラム等、および後述する変調切替値テーブルを記憶する。
【００２１】
また本実施形態では、後に詳述するように、端末制御部１１２および基地局制御部１２２は、それぞれ変調方式設定選択部１１２ａ・１２２ａとして機能する。変調方式設定選択部１１２ａ・１２２ａは、自局（無線端末１１０または基地局１２０）が送信側通信装置である場合は、通信品質が異なる複数の変調方式を設定し、設定した複数の変調方式を通信先の通信装置（受信側通信装置）に送信する。一方、変調方式設定選択部１１２ａ・１２２ａは、自局（無線端末１１０または基地局１２０）が受信側通信装置である場合は、通信先の通信装置（送信側通信装置）において設定された複数の変調方式から、データ種別に応じた通信品質を満たす変調方式を選択する。通信品質が異なる複数の変調方式としては、品質優先の変調方式（相対的に低値の変調）と、速度優先の変調方式（相対的に高値の変調）がそれぞれ設定される。
【００２２】
データ種別は、音声通信およびデータ通信を例示することができる。音声通話等の音声通信では、リアルタイム性が重要視されるため、通信速度よりもエラーに対する品質（低エラー率）が求められる。一方、ブラウジングやメール送受信といったデータ通信では、データ量が大きいため、エラーに対する品質よりも通信速度が求められる。すなわち、音声通信ではエラー率が低い品質優先の変調方式が選択され、データ通信では速度優先の変調方式が選択される。
【００２３】
図３は、本実施形態にかかる無線通信方法を説明するシーケンス図である。図３に示すように、本実施形態にかかる無線通信方法では、無線端末１１０と基地局１２０は、通信開始時にネゴシエーションを行い（ステップＳ２０２）、複数の目標とする通信品質を設定する。上述したように、音声通信では低いエラー率が求められるため、ＦＥＲの目標値を例えば１．０％に設定する。一方、データ通信では、エラー率よりも通信速度が優先されるため、ＦＥＲの目標値を５．０％に設定する。
【００２４】
図４は、記憶部１１６・１２６に記憶されている変調切替閾値テーブルを例示する図である。図４の変調切替閾値テーブルにおいて、縦軸は、受信信号から算出した信号品質を表す値（切替値）であり、値が小さいほど品質が良いことを示す。また、横軸は、目標とする通信品質であり、値が小さいほどエラー発生が少なく、品質が良いことを示す。図４では、目標とする通信品質の値が低いほど、および、切替値が小さい（状態が良い）ほど、高値の変調方式となっている。すなわち、電波状態がよければ高値の変調にすることができるが、通信品質を高くしようとすると低値の変調にする必要がある。
【００２５】
ステップＳ２０２のネゴシエーションでは、無線端末１１０および基地局１２０は、まず無線通信において目標とする通信品質を決定する。図４に示すように、本実施形態では通信品質のパラメータとしてフレームエラーレート（以下、ＦＥＲと称する）を例示していて、データ種別である音声通信およびデータ通信においてそれぞれに応じた通信品質を満たすＦＥＲを決定する。
【００２６】
そして、無線端末１１０および基地局１２０は、一方が他方から受信した無線信号（受信信号）から切替値を算出し、変調切替閾値テーブルを参照して、算出した切替値と、目標とする通信品質（ＦＥＲ）によって変調方式を設定する。ここで目標とする通信品質が複数であるから、設定される変調方式も複数となる。
【００２７】
なお、切替値の算出にあたり、例えば、受信信号における復調精度や、過去の受信信号の復調精度に今回受信した信号の復調精度を加味して値を算出する等の算出方法を例示することができる。以下、速度優先の（データ通信時に要求する）変調方式をＭＲ１、品質優先の（音声通信時に要求する）変調方式をＭＲ２と称する。また送信側通信装置が受信側通信装置へデータを送信する際の変調方式をＭＩと称する。これらＭＩ、ＭＲ１、ＭＲ２は、送信パケットのペイロード（データ領域）の先頭部分に含められるシンボルである。
【００２８】
ステップＳ２０２におけるネゴシエーション後に基地局１２０からデータ（無線信号）を送信する際、送信側通信装置である基地局１２０では、基地局制御部１２２は変調方式設定選択部１２２ａとして機能する。そして、変調方式設定選択部１２２ａは、ステップＳ２０２においてネゴシエーションを行った際に受信した無線信号から切替値を算出し、記憶部１２６に記憶されている変調切替閾値テーブルを参照して変調方式を設定する。
【００２９】
例えば切替値が２４であった場合、変調方式設定選択部１２２ａは、複数の変調方式として、ＭＲ１およびＭＲ２をともに１６ＱＡＭに設定する。そして、変調方式設定選択部１２２ａは、この設定した複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２を、受信側通信装置である無線端末１１０に要求する変調方式として無線信号に付加する。そして、基地局１２０の基地局制御部１２２は、自局が無線端末１１０に送信するデータの種別を判断し、このデータを送信する際の変調方式（ＭＩ）を決定する。本実施形態では、データ種別として音声通信を例示する。そして、基地局１２０は、切替値２４のときの音声通信の変調方式である１６ＱＡＭ（ＭＩ）で無線端末１１０に音声データを送信する（ステップＳ２０４）。
【００３０】
なお、本実施形態では、ステップＳ２０２におけるネゴシエーション後のデータ送信を基地局１２０から開始するものとしたが、これに限定するものではなく、無線端末１１０から開始することとしてもよい。また上記の例で送信側通信装置（基地局１２０）は、ネゴシエーション後の最初のデータ送信において切替値を判断してＭＩ、ＭＲ１、ＭＲ２を決定したが、これに限定するものではない。すなわち、ネゴシエーション後に開始する最初のデータ送信では、切替値を判断せずに、予め定められた所定の変調方式をＭＩ、ＭＲ１、ＭＲ２としてもよい（例えば、すべて１６ＱＡＭとする）。
【００３１】
受信側通信装置である無線端末１１０は、ステップＳ２０４において送信されたデータ（無線信号）を受信したら、ＭＩを参照してこのデータを復調するとともに、受信した無線信号に付加されている複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２を参照する。
【００３２】
そして、端末制御部１１２は変調方式設定選択部１１２ａとして機能し、複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２から、次に自局が基地局１２０に対して送信する際に使用する変調方式（ＭＩ）を選択する。ここで変調方式設定選択部１１２ａは、送信するデータ種別に応じた通信品質を満たす変調方式を選択する。基地局１２０に送信するデータ種別が音声通信であったら、変調方式設定選択部１１２ａは、複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２のうち、１６ＱＡＭ（ＭＲ２）を次回の送信変調方式（ＭＩ）として選択する。なお、データ種別がデータ通信であったら、ＭＲ１を選択する。
【００３３】
基地局１２０からデータを受信した際に受信側通信装置であった無線端末１１０は、次に基地局１２０に対してデータを送信する際には送信側通信装置となる。そこで変調方式設定選択部１１２ａは、基地局１２０に対し、次に基地局１２０が無線端末１１０に対してデータを送信する際に使用する変調方式を要求する。変調方式設定選択部１１２ａは、ステップＳ２０４のデータ受信時の無線信号から切替値を算出する。例えば切替値が２２であったら、変調方式設定選択部１１２ａは、記憶部１１６に記憶されている変調切替値テーブルを参照し、ＭＲ１を３２ＱＡＭ、ＭＲ２を１６ＱＡＭに設定する。そして変調方式設定選択部１１２ａは、その設定した複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２を無線信号に付加し、基地局１２０に対して送信する（ステップＳ２０６）。
【００３４】
ステップＳ２０６において無線端末１１０から送信された無線信号を受信したら、受信側通信装置である基地局１２０では、ＭＩを参照してこのデータを復調する。また変調方式設定選択部１２２ａは、その無線信号に付加されている複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２を参照し、自局が次に無線端末１１０に対して送信する変調方式（ＭＩ）を選択する。このとき、次に無線端末１１０に対して送信するデータ種別が音声通信であった場合、変調方式設定選択部１２２ａは、ＭＲ２（１６ＱＡＭ）を選択する。
【００３５】
続いて、変調方式設定選択部１２２ａは、ステップＳ２０６のデータ受信時に受信した無線信号から切替値を算出する。このとき、切替値が例えば１６であったら、変調方式設定選択部１２２ａは、変調切替値テーブルを参照し、無線端末１１０に要求する変調方式としてＭＲ１およびＭＲ２を３２ＱＡＭに設定する。そして変調方式設定選択部１２２ａは、この複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２を無線信号に付加し、１６ＱＡＭで無線端末１１０に対して送信する（ステップＳ２０８）。
【００３６】
無線端末１１０では、ステップＳ２０８において基地局１２０から送信された無線信号を受信したら、ＭＩ（１６ＱＡＭ）を参照してこのデータを復調する。変調方式設定選択部１１２ａは、ステップＳ２０４において無線信号を受信したときと同様に、付加されている複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２のうち、次に基地局１２０に対して送信する変調方式（ＭＩ）を選択する。基地局１２０に送信するデータ種別がデータ通信であったら、変調方式設定選択部１１２ａは、複数の変調方式ＭＲ１、ＭＲ２のうち、ＭＲ１（３２ＱＡＭ）を次回の送信変調方式（ＭＩ）として選択する。
【００３７】
そして、変調方式設定選択部１１２ａは、その無線信号から切替値を算出する。例えばこのとき切替値が１９であったら、変調方式設定選択部１１２ａは、基地局１２０に送信する無線信号に付加する変調方式として、ＭＲ１を３２ＱＡＭ、ＭＲ２を１６ＱＡＭに設定し、無線信号に付加する。以降、無線端末１１０と基地局１２０では上述した動作を繰り返す。
【００３８】
上記説明したように、本実施形態にかかる無線通信システム１００、それに含まれる通信装置である無線端末１１０および基地局１２０、ならびに無線通信方法によれば、無線端末１１０と基地局１２０との無線通信において、従来変調方式の決定に用いられていた電波強度や信号品質に加えて更に、データ種別を踏まえた変調方式を選択することができる。これにより、データ種別に応じて求められる通信品質を好適に確保することができるため、通信性能の更なる向上を図ることが可能となる。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、適応変調方式を用いて無線通信を行う送信側通信装置および受信側通信装置を含む無線通信システム、かかる無線通信システムを構成する通信装置、およびその無線通信装置における無線通信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１００…無線通信システム、１１０…無線端末、１１２…端末制御部、１１２ａ…変調方式設定選択部、１１４…端末無線通信部、１１４ａ…端末通信アンテナ、１１６…記憶部、１２０…基地局、１２２…基地局制御部、１２２ａ…変調方式設定選択部、１２４…基地局無線通信部、１２４ａ…基地局通信アンテナ、１２６…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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