(57)【要約】【課題】ハードウェアを有効利用して、適応変調方式を採用しながら、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加できる無線通信装置の通信制御方法および無線通信装置を提供する。【解決手段】空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置２の通信制御方法であって、ユーザ端末３に対する送受信データを処理する演算処理部２８の演算処理量を把握する演算処理量把握ステップと、把握した演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する変調クラス制限ステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置の通信制御方法であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握ステップと、
前記把握した演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する変調クラス制限ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の通信制御方法。
【請求項２】
前記変調クラス制限ステップは、さらに音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えているときに、前記通信中のユーザ端末に対する変調クラスを制限することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の通信制御方法。
【請求項３】
前記新たなユーザ端末からの通信要求が、音声通信要求であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置の通信制御方法。
【請求項４】
前記変調クラス制限ステップは、通信中の各ユーザ端末に対する変調クラスを、設定値以下となるように制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置の通信制御方法。
【請求項５】
前記変調クラス制限ステップは、通信中の全ユーザ端末に対する変調クラスの合計値が所定値以下となるように、ユーザ端末の変調クラスを制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置の通信制御方法。
【請求項６】
空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部と、
該演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握部と、
該演算処理量把握部で把握した演算処理量に基づいて、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御する変調クラス制御部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）方式および適応変調方式を採用する無線通信装置の通信制御方法、およびこれを実施する無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＤＭＡ(Spatial Division Multiple Access)方式は、例えば、ｉＢｕｒｓｔ(登録商標)やＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等において採用されており、周知である。この種の無線通信基地局では、複数のアンテナを用い、その複数のアンテナによる指向性をユーザ側のユーザ端末に応じて適宜制御することにより空間分割して、同一周波数、同一時間帯で複数のユーザ端末との通信を可能にしている。
【０００３】
一方、従来の移動体通信システムとして、通信速度を向上させるために、例えば、ＦＥＲ(Frame Error Rate)やＳＩＮＲ (信号対雑音比)等で表される通信品質に応じて、変調クラス（Mod Class）を適宜変更する適応変調方式（リンクアダプテーション）を採用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、無線通信で送受信するデータ量は、変調クラスが高くなればなるほど、すなわち変調多値数が多くなればなるほど、多くなる。したがって、無線通信装置に内蔵されるＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のハードウェアでの演算処理量も、変調クラスが高くなればなるほど、多くなる。
【０００６】
このため、ＳＤＭＡ方式の無線通信基地局に、上記の適応変調方式を単に採用すると、高い変調クラスを選択した状態では、送受信するデータ量が多くなって、１ユーザ端末のデータ処理にかかる時間が長くなり、ハードウェアの処理能力の制約から、多元接続数（多重数）を多くできなくなる、という問題がある。
【０００７】
この問題を解決する方法としては、例えば、より高速処理が可能なハードウェアを用いることが考えられるが、このようにすると基地局のコストアップを招くことになる。
【０００８】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ハードウェアを有効利用して、適応変調方式を採用しながら、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加できる無線通信装置の通信制御方法および無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置の通信制御方法であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握ステップと、
前記把握した演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する変調クラス制限ステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、さらに音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えているときに、前記通信中のユーザ端末に対する変調クラスを制限することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記新たなユーザ端末からの通信要求が、音声通信要求であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、通信中の各ユーザ端末に対する変調クラスを、設定値以下となるように制限することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置の通信制御方法において、
前記変調クラス制限ステップは、通信中の全ユーザ端末に対する変調クラスの合計値が所定値以下となるように、ユーザ端末の変調クラスを制限することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、上記目的を達成する請求項６に係る発明は、空間分割多元接続方式および適応変調方式を採用する無線通信装置であって、
ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部と、
該演算処理部の演算処理量を把握する演算処理量把握部と、
該演算処理量把握部で把握した演算処理量に基づいて、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御する変調クラス制御部と、
を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ユーザ端末に対する送受信データを処理する演算処理部の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限するようにしたので、新たなユーザ端末を空間多重することが可能となる。したがって、ハードウェアを有効利用して、適応変調方式を採用しながら、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置である基地局を使用する移動体通信システムの一例を示すものである。この移動体通信システム１は、基地局２と、複数のユーザ端末３と、基地局２に接続されたネットワーク４とを含んで構成されている。
【００１８】
基地局２は、適応変調方式により各ユーザ端末３との無線通信の変調クラスを制御するとともに、ＳＤＭＡ方式により複数のユーザ端末３と多元接続して、同一周波数、同一時間帯で同時に通信が可能となっている。
【００１９】
ユーザ端末３は、通信システムで使用される公知の携帯電話端末やＰＨＳ端末等の端末装置で、基地局２との通信においては、基地局２から指定された変調クラスで、音声信号やパケット等を送信するようになっている。
【００２０】
通信ネットワーク４は、移動体通信システム１の交換機ネットワークであってもよいし、移動体通信システム１がＩＰ電話による通信システムである場合などには、ＴＣＰ／ＩＰ網であってもよい。
【００２１】
図２は、本実施の形態に係る基地局２の要部の構成を示す機能ブロック図である。基地局２は、複数のアンテナ２０を有する送受信部２１、復調部２２、通信品質取得部２３、変調クラス決定部２４、変調クラス制御部２５、変調部２６、および制御部２７を有している。制御部２７は、ＤＳＰ等のハードウェアを有して構成されており、演算処理部２８および演算処理量把握部２９を含んでいる。なお、図２では、通信品質取得部２３、変調クラス決定部２４および変調クラス制御部２５を、便宜上、制御部２７から分離して示しているが、制御部２７内に構成することもできる。
【００２２】
以下、図３に示すフローチャートを参照しながら、本実施の形態に係る基地局２の動作について説明する。
【００２３】
ユーザ端末３からの送信信号は、複数のアンテナ２０を介して送受信部２１で受信し（ステップＳ１）、その受信信号を復調部２２で復調して（ステップＳ２）、通信品質取得部２３に供給するとともに、制御部２７に供給する。
【００２４】
通信品質取得部２３では、復調部２２からの復調信号に基づいて、ユーザ端末毎にＦＥＲやＳＩＮＲを検出して通信品質を取得し（ステップＳ３）、その取得した通信品質結果を変調クラス決定部２４に供給して、通信品質に応じた最適な変調クラスを決定し（ステップＳ４）、その結果を変調クラス制御部２５に供給する。
【００２５】
一方、制御部２７では、演算処理部２８において、復調部２２からの復調信号をユーザ端末３毎にデコード処理するとともに、演算処理量把握部２９において、演算処理部２８での演算処理量を把握する（ステップＳ５）。また、制御部２７では、復調部２２からの復調信号に基づいて、新たなユーザ端末３からの通信要求（接続要求）が有るか否かを検出する（ステップＳ６）。
【００２６】
その結果、新たなユーザ端末３からの通信要求がない場合には、その旨を変調クラス制御部２５に通知する。これに対し、新たなユーザ端末３からの通信要求がある場合には、次に、ステップＳ５で把握した演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えるか否かを判定して（ステップＳ７）、その結果を変調クラス制御部２５に通知する。
【００２７】
変調クラス制御部２５では、制御部２７からの通知に基づいて、ステップＳ６で新たなユーザ端末３からの通信要求がない場合や、新たな通信要求がある場合でも、ステップＳ７で演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えていない場合には、ステップＳ４において、変調クラス決定部２４で決定された通信中のユーザ端末３毎の変調クラスを変調部２６に供給する。これにより、変調部２６では、制御部２７からのユーザ端末３毎の送信信号を、変調クラス制御部２５からの変調クラスに基づいて変調して（ステップＳ８）、その変調された送信信号を、変調クラスの識別信号（指定信号）とともに、送受信部２１を経て複数のアンテナ２０から、対応するユーザ端末３に向けて送信する（ステップＳ９）。これにより、対応するユーザ端末３との間で、基地局２から指定した変調クラスで、音声信号やパケット等の通信を実行する。
【００２８】
これに対し、ステップＳ７で演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えている場合には、変調クラス制御部２５において、変調クラス決定部２４で決定されたユーザ端末３毎の変調クラスが設定値以下か否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、変調クラスの設定値は、多重数と変調クラスとの組み合せにおいて、周波数利用効率が最良となるように設定する。
【００２９】
その結果、変調クラス決定部２４で決定された変調クラスが、設定値を超えると判定された場合には、変調クラス制御部２５において変調クラスを設定値以下に制御して（ステップＳ１１）、その変更された変調クラスを変調部２６に供給し、設定値以下の場合には、変調クラス決定部２４で決定された変調クラスを変更することなく変調部２６に供給して、ステップＳ８に移行する。
【００３０】
このように、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスを設定値以下となるように制限すれば、新たなユーザ端末３を空間多重することができるので、ハードウェアを有効利用して、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加することができる。
【００３１】
しかも、変調クラスの上限を抑えるので、復調もし易くなる。すなわち、変調クラスには、例えば、表１に示すように、ＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)、ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調方式による変調クラスがあり、信号の伝送レート（スループット）は、変調クラスによって異なり、１シンボルの多値化の度合い（ビット／シンボル）が大きいほど、すなわち変調クラスが高いほど、高速となる。しかし、変調クラスが高いほど、シンボル間距離は近くなるため、信号の分離が困難になる。したがって、変調クラスの上限を抑えれば、より高い変調クラスを用いる場合よりも、シンボル間距離を遠くできるので、復調もし易くなる。図４に、一例として、ＱＰＳＫのコンスタレーションを示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態においては、図２に示した基地局２の構成において、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中の全ユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスの合計値が、所定値以下となるように、ユーザ端末３の変調クラスを制限する。
【００３４】
図５は、本実施の形態に係る基地局２の動作を示すフローチャートである。図５において、図３に示した処理と同じ処理を行うステップには、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態では、ステップＳ７において、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えている場合には、変調クラス制御部２５において、変調クラス決定部２４で適応変調方式により決定された通信中の全ユーザ端末３における変調クラスの合計値が所定値以下か否かを判定する（ステップＳ２０）。ここで、変調クラスの合計値は、第１実施の形態と同様に多重数と変調クラスとの組み合せにおいて、周波数利用効率が最良となるように設定する。
【００３６】
その結果、変調クラスの合計値が所定値を超えると判定された場合には、その合計値が所定値以下となるように、変調クラス制御部２５においてユーザ端末３の変調クラスを制御して（ステップＳ２１）、合計値が所定値以下となったユーザ端末３毎の変調クラスを変調部２６に供給し、合計値が所定値以下の場合には、ステップＳ４で決定された変調クラスを変更することなく変調部２６に供給して、ステップＳ８に移行する。
【００３７】
ここで、ステップＳ２１では、例えば、通信中の全ユーザ端末３の変調クラスを一律に低下させたり、変調クラスの高い方から順番に変調クラスを低下させたり、あるいは、第１実施の形態と同様に設定値を設けて、各ユーザ端末３の変調クラスを設定値以下にしたりして、変調クラスの合計値を所定値以下に制御することができる。なお、ステップＳ２１において、変調クラスの合計値を所定値以下に制御できない場合には、新たな接続要求を拒否する。
【００３８】
このように、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えた状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスの合計値を所定値以下となるように制限すれば、新たなユーザ端末３を空間多重することができるので、ハードウェアを有効利用して、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加することができるなど、第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（第３実施の形態）
本発明の第３実施の形態においては、図２に示した基地局２の構成において、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超え、かつ、通信中のユーザ端末３のうち、音声通信（ＶｏＩＰ）中のユーザ端末数が所定数を超えている状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限する。
【００４０】
図６は、本実施の形態に係る基地局２の動作を示すフローチャートである。図６において、図３に示した処理と同じ処理を行うステップには、同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態では、制御部２７において、演算処理部２８での演算処理量を把握する（ステップＳ５）とともに、通信中のユーザ端末３のうち、音声通信中のユーザ端末数を把握して（ステップＳ２５）、その結果を変調クラス制御部２５に通知する。その後、ステップＳ６で新たな通信要求があった場合には、変調クラス制御部２５において、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超えているか否かを判定し（ステップＳ７）、超えている場合には、さらに、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えているか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００４２】
その結果、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えていると判定された場合には、通信中のユーザ端末３に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制限するように制御して（ステップＳ２７）、ステップＳ８に移行し、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えていなければ、そのままステップＳ８に移行する。
【００４３】
ここで、ステップＳ２７では、通信中の全ユーザ端末３に対して、第１実施の形態と同様に、各ユーザ端末３の変調クラスが設定値以下となるように制御したり、第２実施の形態と同様に、全ユーザ端末３の変調クラスの合計値が所定値以下となるように制御したりすることもできるし、通信中のユーザ端末３のうち、音声通信中の全ユーザ端末３に対してのみ、第１実施の形態や第２実施の形態と同様にして、変調クラスを制御することもできる。
【００４４】
このように、演算処理部２８の演算処理量が所定値を超え、かつ、通信中のユーザ端末３のうち、音声通信中のユーザ端末数が所定数を超えている状態で、新たなユーザ端末３からの通信要求を受けた際に、通信中のユーザ端末３の変調クラスを制御すれば、音声通信においては高いスループットを要しないので、通信中のユーザ端末３に対する影響を抑えながら、ハードウェアを有効利用して、ＳＤＭＡ方式による多重数を効率よく増加することができるなど、第１実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、変調クラスの制御対象を、音声通信中のユーザ端末３に限定すれば、変調クラス制限による通信速度低下等の影響を最小限に抑えることができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第３実施の形態においては、制御部２７において、新たな通信要求の種別を検出して変調クラス制御部２５に通知するようにし、変調クラス制御部２５では、図６に示したステップＳ６において、新たな通信要求の種別が音声通信であるか否かを判定して、音声通信要求の場合に、ステップＳ７に移行するように構成することもできる。このようにすれば、音声通信の多重数（収容数）をより増加することができる。また、第１実施の形態のように、各ユーザ端末３の変調クラスを設定値以下となるように制御する場合には、設定値を通信種別に応じて、例えば、音声通信ではデータ通信よりも低い変調クラスとするように設定することもできる。なお、上記実施の形態において、演算処理量把握部２９では、演算処理部２８における演算量を把握し、変調クラス制御部２５では、把握した演算量に基づいて通信中のユーザ端末に対して適応変調方式により決定された変調クラスを制御しているが、この場合の演算処理部２８における「演算量」には、「演算数」も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置である基地局を使用する移動体通信システムの一例を示す図である。
【図２】図１に示す基地局の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】第１実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【図４】ＱＰＳＫのコンスタレーションを示す図である。
【図５】本発明の第２実施の形態に係る基地局２の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施の形態に係る基地局２の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  移動体通信システム
２  基地局
３  ユーザ端末
４  ネットワーク
２０  アンテナ
２１  送受信部
２２  復調部
２３  通信品質取得部
２４  変調クラス決定部
２５  変調クラス制御部
２６  変調部
２７  制御部
２８  演算処理部
２９  演算処理量把握部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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