(57)【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無線通信装置において、
第１の変調方式または第２の変調方式によって無線信号の送信を行う無線通信部と、
前記無線信号を送信する際の送信出力値を検出する送信出力検出部と、
前記無線通信部の送信出力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記適応変調方式が第１の変調方式の場合には、前記検出した送信出力値および予め定められた送信出力規定値に基づいた送信指示値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御し、
前記適応変調方式が第２の変調方式の場合には、現在の内部温度または前記無線信号を送信する際の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて補正された送信指示値で前記無線通信部の送信出力を制御する無線通信装置。
【請求項２】
前記現在の内部温度と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の内部温度との差分と前記補正値とを関連付けた制御情報を備え、
前記適応変調方式が第２の変調方式の場合、前記制御部は、前記制御情報を参照して現在の内部温度に基づいて得られる補正値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記制御情報は、前記適応変調方式が第１の変調方式の場合、現在の内部温度と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の内部温度との差分と、現在の送信指示値と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の送信指示値との差分である補正値と、を関連付けて生成される請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記現在の送信周波数と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の送信周波数との差分と前記補正値とを関連付けた制御情報を備え、
前記適応変調方式が第２の変調方式の場合、前記制御部は、前記制御情報を参照して現在の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御する請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御情報は、前記適応変調方式が第１の変調方式の場合、現在の送信周波数と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の送信周波数との差分と、現在の送信指示値と前記第１の変調方式で無線通信を行っていた際の送信指示値との差分である補正値と、を関連付けて生成される請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記第１の変調方式は振幅変調を行わない変調方式で、前記第２の変調方式は振幅変調を行う変調方式である請求項１から請求項５までの何れかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記無線通信部が前記第２の変調方式で無線通信を行っている間、瞬間的に前記第１の変調方式になった場合であっても、現在の内部温度または前記無線信号を送信する際の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて補正された送信指示値で前記無線通信部の送信出力を制御する請求項１から請求項６までの何れかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
振幅変調を行わない第１の変調方式または振幅変調を行う第２の変調方式を含む適応変調方式を用いて無線信号の送信を行う無線通信部を有する無線通信装置の無線通信方法において、
前記適応変調方式が第１の変調方式の場合には、前記無線信号を送信する際に検出された送信出力値および予め定められた送信出力規定値に基づいた送信指示値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御するステップと、
前記適応変調方式が第２の変調方式の場合には、現在の内部温度または前記無線信号を送信する際の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて補正された送信指示値で前記無線通信部の送信出力を制御するステップと、
を備えた無線通信方法。
【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無線通信装置、および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。適応変調方式に用いられる変調方式としては、振幅変調を行わないＰＳＫ変調（Phase Shift Keying）、振幅変調を行うＱＡＭ変調（Quadrature Amplitude Modulation）を例示することができる。より詳細には、ＰＳＫ変調としてはＢＰＳＫ（Binary PSK）、ＱＰＳＫ（Quadrature PSK）を例示できる。ＱＡＭ変調としては１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭを例示できる。
【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１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２変調方式として決定し、第１変調方式と第２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号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の無線通信装置および無線通信方法では、電波を送信しようとするとき、無線通信部が実際に出力している送信出力値を検出し、予め定められている規定値と比較して出力指示値（無線通信部のアンプに与えるレベルの値）を補正している。これは無線通信部の出力が機器の個体差や環境などによって変動するためであり、上記の制御によって所望の強さの電波を出力することを可能としている。
【０００７】
しかしながら、振幅変調を行う（振幅成分に情報が含まれる）ＱＡＭ変調では、送信出力検出器から出力される送信出力値にばらつきが生じるため、送信出力の規定値との差分が大きくなる傾向がある。すると、送信出力の規定値との差分が頻繁に検出されるため、従来のような制御方法であると、差分を送信出力値に反映すると送信出力の制御が不安定になってしまう。
【０００８】
上述したような事態を避けるためには、振幅変調の影響を受けないほどに時定数を大きくすることが考えられる。しかしこの方法では、送信出力の変動に対する追従が鈍くなり、正確な制御をしにくくなってしまう。もしくは、さらに高速にサンプリングして出力値の波形を取得し、波形の包絡線を演算することが考えられる。しかしこの方法では、高速処理で高精度な検出器を使用する必要があり、また演算のための高速なプロセッサが必要になるため、部品コストが上昇してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、適応変調方式を用いて無線通信を行う際に、送信出力を安定的に制御することが可能な無線通信装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線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無線通信装置において、第１の変調方式または第２の変調方式によって無線信号の送信を行う無線通信部と、前記無線信号を送信する際の送信出力値を検出する送信出力検出部と、前記無線通信部の送信出力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記適応変調方式が第１の変調方式の場合には、前記検出した送信出力値および予め定められた送信出力規定値に基づいた送信指示値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御し、前記適応変調方式が第２の変調方式の場合には、現在の内部温度または前記無線信号を送信する際の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて補正された送信指示値で前記無線通信部の送信出力を制御することを特徴とする。
【００１１】
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、振幅変調を行わない第１の変調方式または振幅変調を行う第２の変調方式を含む適応変調方式を用いて無線信号の送信を行う無線通信部を有する無線通信装置の無線通信方法において、前記適応変調方式が第１の変調方式の場合には、前記無線信号を送信する際に検出された送信出力値および予め定められた送信出力規定値に基づいた送信指示値を用いて前記無線通信部の送信出力を制御するステップと、前記適応変調方式が第２の変調方式の場合には、現在の内部温度または前記無線信号を送信する際の送信周波数に基づいて得られる補正値を用いて補正された送信指示値で前記無線通信部の送信出力を制御するステップと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、適応変調方式を用いて無線通信を行う際に、送信出力を安定的に制御することが可能な無線通信装置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】
【００１３】
【図１】本実施形態にかかる無線通信装置である基地局の構成を例示する機能ブロック図である。
【図２】本実施形態の無線通信装置である基地局が無線通信を行う際の動作を説明するフローチャートである。
【図３】制御情報テーブルを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかる無線通信装置である基地局１００の構成を例示する機能ブロック図である。以下の説明では、図１に示す基地局１００の動作について詳述しながら、本実施形態の無線通信方法についても併せて説明する。なお、本実施形態では無線通信装置として基地局１００を例示するが、これに限定するものではなく、他の無線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。
【００１６】
図１に示す基地局１００は、振幅変調を行わない第１の変調方式（例えばＰＳＫ）、または振幅変調を行う第２の変調方式（例えばＱＡＭ）を含む適応変調方式を用いて無線端末１０２との無線通信を行う。基地局１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路（不図示）からなる制御部１１０によって管理および制御される。また本実施形態では、後述するように、制御部１１０は、無線通信部１２０の送信出力を制御する送信出力制御部１１２としても機能する。無線通信部１２０は、通信アンテナ１２０ａを介して、第１の変調方式または第２の変調方式によって無線端末１０２との無線通信（無線信号の送受信）を行う。無線通信部１２０は、制御部１１０から与えられた出力指示値（アンプに与えるレベルの値）に応じた強さ（電力）で電波を送信する。
【００１７】
送信出力検出部１２２は、無線通信部１２０が無線信号を送信する際の送信出力値を検出する。温度検出部１２４は、無線通信装置（基地局１００）の内部温度を検出する。周波数検出部１２６は、無線通信部１２０が無線信号を送信する際の送信周波数を検出する。記憶部１３０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、制御部１１０で処理されるプログラム等を記憶する。
【００１８】
また本実施形態では、記憶部１３０は、送信出力規定値１３２および制御情報テーブル１３４を記憶する。送信出力規定値１３２は、無線通信部１２０が無線信号を送信する際の送信出力値の規定値であり、法令や仕様に基づいて機器（基地局１００）に応じた値が予め定められている。制御情報テーブル１３４は、温度検出部１２４が検出した基地局１００の内部温度、周波数検出部１２６が検出した無線通信部１２０の送信周波数、および出力指示値を補正するための補正値を関連付けた制御情報のテーブルである。なお、制御情報テーブル１３４については後に詳述する。
【００１９】
図２は、本実施形態の無線通信装置である基地局１００が無線通信を行う際の動作を説明するフローチャートである。無線端末１０２（図１参照）との無線通信を行う際、すなわち無線信号を送信する際、基地局１００の制御部１１０は、まず送信出力検出部１２２によってその際の送信出力値を検出する（ステップＳ２０２）。
【００２０】
次に制御部１１０は、温度検出部１２４によって基地局１００の内部温度を検出し（ステップＳ２０４）、無線信号を送信する際の送信周波数を送信周波数検出部１２６によって検出する（ステップＳ２０６）。なお、本実施形態では、送信出力値、内部温度、送信周波数の順に検出する場合を例示したが、これに限定するものではなく、これらの検出順は適宜変更することが可能である。
【００２１】
続いて制御部１１０は、無線通信を行う際の変調方式が、第１の変調方式であるか第２の変調方式であるかを判断する（ステップＳ２０８）。上記説明したように、本実施形態では、振幅変調を行わない第１の変調方式としてＰＳＫを例示し、振幅変調を行う第２の変調方式としてＱＡＭを例示している。
【００２２】
無線通信を行う際の変調方式が第１の変調方式（ＰＳＫ）であったら（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、すなわち無線通信部１２０が第１の変調方式で無線通信を行う場合には、制御部１１０は送信出力制御部１１２として機能し、送信出力検出部１２２が検出した送信出力値と、送信出力値の規定値である送信出力規定値１３２との差分を算出する。そして、送信出力制御部１１２は、その差分を調整することによって無線通信部１２０の送信出力を制御する（ステップＳ２１２）。すなわち、送信出力値が送信出力規定値になるように出力指示値を調整する。
【００２３】
制御部１１０は、第２の変調方式（ＱＡＭ）で用いる制御情報を生成し記憶する（ステップＳ２１４）。この制御情報の詳細は後述する。
【００２４】
そして、無線通信を行う際の変調方式が第２の変調方式（ＱＡＭ）であったら（ステップＳ２１０のＮＯ）、第１の変調方式で無線通信していた時の直近の出力指示値を基礎として、温度補正または周波数補正、もしくは両方に対応させた補正値を用いる。なお、本実施形態では、以降で説明するが、両方に対応させた補正値を例にとって説明している。無線通信部１２０が第２の変調方式で無線通信を行う場合には、制御部１１０は送信出力制御部１１２として機能する。
【００２５】
送信出力制御部１１２は、現在の内部温度と第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の内部温度との差分（内部温度の差分）を算出する（ステップＳ２２２）。
【００２６】
送信出力制御部１１２は、現在の送信周波数と第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の送信周波数との差分（送信周波数の差分）を算出する（ステップＳ２２４）。
【００２７】
そして、内部温度の差分および送信周波数の差分を算出したら、送信出力制御部１１２は、制御情報テーブル１３４の制御情報を参照し、第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の出力指示値を補正し、補正した出力指示値で無線通信部１２０の送信出力を制御する（ステップＳ２２６）。
【００２８】
図３は、制御情報テーブル１３４を説明する図であり、図３（ａ）は制御情報テーブル１３４を例示する図であり、図３（ｂ）は制御情報テーブル１３４を参照した送信出力の制御を例示する図である。
【００２９】
図３（ａ）に示す制御情報テーブル１３４では、内部温度の差分としてＴ１〜Ｔ５を含み、送信周波数の差分としてｆ１〜ｆ５を含み、それらのパラメータに関連付けられた補正値を例示している。例えば、内部温度の差分がＴ２であり、送信周波数の差分がｆ３であった場合の補正値は１０５である。ステップＳ２２６では、送信出力制御部１１２は、制御情報テーブル１３４の制御情報を参照し、第１の変調方式で無線通信を行っていた際の直近の出力指示値に補正値で補正（加算）し、補正した出力指示値で無線通信部１２０の送信出力を制御する。
【００３０】
図３（ｂ）では、具体的な送信出力の制御を例示していて、理解を容易にするために内部温度の差分のみを反映させて送信出力を制御する場合を例示している。
【００３１】
図３（ｂ）に示す例では、無線通信開始時（時刻ｔ０）、無線通信部１２０はＰＳＫ（第１の変調方式）で無線通信を行っている。このとき、送信出力制御部１１２は、送信出力検出部１２２が検出した送信出力値と送信出力規定値との差分をフィードバック調整することによって送信出力を制御している。
【００３２】
そして、時刻ｔ１において変調方式がＱＡＭ（第２の変調方式）に変わったら、送信出力制御部１１２は、時刻ｔ１以降のタイミング（図３（ｂ）では時刻ｔ２を例示）において、内部温度を検出し、この内部温度とＰＳＫ（第１の変調方式）で無線通信を行っていた際の直近の内部温度との差分ＴＡを算出する。差分ＴＡを算出したら、送信出力制御部１１２は、制御情報テーブル１３４を参照し、その差分ＴＡに相当する補正値を読み出し、読み出した補正値を、第１の変調方式で無線通信していた時の直近の出力指示値（時刻ｔ１の出力指示値）に補正（加算）することにより、送信出力を制御する。
【００３３】
その後、時刻ｔ３において変調方式がＰＳＫに戻ったら、送信出力制御部１１２は第１の変調方式に対応した制御方法によって送信出力を制御する。そして、時刻ｔ４において変調方式が再度ＱＡＭに変わったら、送信出力制御部１１２は第２の変調方式に対応した制御方法によって送信出力を制御する。
【００３４】
図３（ｂ）に示す例では、送信出力制御部１１２は、時刻ｔ４以降のタイミング（時刻ｔ５を例示）においても、内部温度を検出し、内部温度の差分ＴＢを算出する。そして、送信出力制御部１１２は制御情報テーブル１３４を参照し、その差分ＴＢに相当する補正値を読み出し、読み出した補正値を、第１の変調方式で無線通信していたときの直近の出力指示値（時刻ｔ４の送信出力値）に補正（加算）する。
【００３５】
ステップＳ２１４では、制御部１１０は、第２の変調方式（ＱＡＭ）で用いる制御情報を生成し記憶するが、本ステップはオプションであって、制御情報は予め決められていてもよい。以降、予め決められてはいない制御情報が生成される動作について説明する。
【００３６】
制御部１１０は、ステップＳ２１２で、変調方式が第１の変調方式（ＰＳＫ）の際に、無線通信部１２０の送信出力を制御した後、現在の内部温度と第１の変調方式で無線通信を行っていた際の内部温度との差分（内部温度の差分）、現在の送信周波数と第１の変調方式で無線通信を行っていた際の送信周波数との差分（送信周波数の差分）、および、現在の送信指示値と第１の変調方式で無線通信を行っていた際の送信指示値との差分（補正値）を関連付けた制御情報を生成し、記憶部１３０の制御情報テーブル１３４（図３（ａ）参照）に記憶する。
【００３７】
すなわち本実施形態の基地局１００およびその無線通信方法では、制御情報は、第１の変調方式で無線通信が行われている間に生成される。これにより、基地局１００（無線通信装置）のカタログ値ではなく、動的に、換言すれば個々の基地局１００の状態に応じた制御情報を生成することができるため、機器ごとに個体差があっても正確な制御を行うことが可能となる。また制御情報が定期的に再生成されるため、部品の経年劣化によって出力の特性が変化した場合にも、正しい出力制御を行うことができる。
【００３８】
上記説明したように、本実施形態の無線通信装置および無線通信方法によれば、振幅変調を行う（振幅成分に情報が含まれる）ＱＡＭ変調の場合には、送信出力規定値によるフィードバック制御ではなく、ＰＳＫ変調を行っていた場合の出力指示値を補正して用いる。これにより、従来のフィードバック制御に比して、ＱＡＭ変調の際の送信出力を安定的に制御することができる。その結果、エリアフリンジなど、送信出力が通信対象（本実施形態では無線端末１０２）に影響を与えるエリアにおいて、通信の安定化を図り、周波数利用効率の向上を図ることが可能となる。
【００３９】
特に、本実施形態では、従来基地局１００に設けられている既存の送信出力検出部１２２を使用することができ、高速処理で高精度な検出器を使用する必要はないため、機材コストを抑制しつつ、上述した効果を得ることが可能である。
【００４０】
制御情報テーブル１３４においては、各温度と内部温度の差分と補正値との対応にしてもよい。この場合、ステップＳ２２６で、送信出力制御部１１２は、現在の内部温度と内部温度の差分から制御情報を参照し、得られた補正値を用いて無線通信部１２０を制御する。制御情報テーブル１３４においては、各送信周波数と送信周波数の差分と補正値との対応にしてもよい。この場合、ステップＳ２２６で、送信出力制御部１１２は、現在の送信周波数と送信周波数の差分から制御情報を参照し、得られた補正値を用いて無線通信部１２０を制御する。
【００４１】
また図３（ｂ）を用いて説明した実施形態では、第１の変調方式と第２の変調方式とが切り替わるごとに送信出力の制御方法を変更する構成を例示したが、これにおいても限定するものではない。例えば、送信出力制御部１１２は、第２の変調方式によって無線通信を行っている最中に瞬間的に第１の変調方式に切り替わった場合であっても、第２の変調方式で無線通信を行う場合の送信出力の制御を継続してもよい。これにより、送信出力の制御を頻繁に変更することなく、安定的な制御を行うことが可能となる。例えば、無線通信部１２０が第２の変調方式で無線通信を行っている間のパケットの一部の区間が、第１の変調方式に瞬間的に切り替わって第２の変調方式に戻った場合などである。
【００４２】
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】
【００４３】
本発明は、適応変調方式を用いて無線通信を行う無線通信装置、および振幅変調を行わない第１の変調方式または振幅変調を行う第２の変調方式を含む適応変調方式を用いて無線通信装置が無線通信を行う際の無線通信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００…基地局、１０２…無線端末、１１０…制御部、１１２…送信出力制御部、１２０…無線通信部、１２０ａ…通信アンテナ、１２２…送信出力検出部、１２４…温度検出部、１２６…周波数検出部、１３０…記憶部、１３２…送信出力規定値、１３４…制御情報テーブル
【図１】
0006462450.tif 000002
【図２】
0006462450.tif 000003
【図３】
0006462450.tif 000004