(57)【要約】【課題】制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げること。【解決手段】回線分析器１０８は、受信信号の品質を分析して回線品質情報をサブキャリア毎に推定し、得られた回線品質情報を圧縮器１０９に出力する。圧縮器１０９は、回線品質情報の情報量を圧縮して無線送信部１１０に出力する。無線送信部１１０は、圧縮された回線品質情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１０２に出力する。無線受信部１５３は、回線品質情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調して解凍器１５４に出力する。解凍器１５４は、回線品質情報を解凍して周波数選択器１５７に出力する。周波数選択器１５７は、回線品質情報から受信品質が所定の値より良いサブキャリアに送信信号をマッピングしてＩＦＦＴ１５８に出力する。【選択図】　　　図１
2004128661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアで伝送された無線信号を受信する受信手段と、サブキャリア毎に通信相手に送信する制御情報を圧縮する圧縮手段と、圧縮された制御情報を無線信号として送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無線信号からサブキャリア毎に回線品質を推定する分析手段を具備し、前記圧縮手段は、前記回線品質の情報を圧縮し、前記送信手段は、圧縮された回線品質の情報を無線信号として送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターンの中から推定した回線品質に最も近いパターンを判定して選択する整合判定手段と、を具備し、前記送信手段は、前記整合判定手段において選択されたパターンを識別する情報を送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記圧縮手段は、受信した無線信号の回線品質を複数の周波数領域に分割する分割手段と、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、分割した周波数領域毎に前記パターンの中から受信した無線信号の回線品質に最も近いパターンを判定して選択する整合判定手段と、を具備し、前記送信手段は、前記整合判定手段において選択されたパターンを識別する情報を送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記分割手段は、通信相手毎に異なる数で周波数領域を分割することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記分割手段は、回線品質が悪い通信相手に対して分割する周波数領域を多くすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記分割手段は、マルチパスの影響が大きい通信相手に対して回線品質情報を分割する周波数領域の数を多くすることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記整合判定手段は、前記パターン格納手段に格納された複数のパターンの合成したパターンで推定した回線品質に最も近いパターンを判定して選択し、前記送信手段は、整合判定手段において選択された複数のパターンの識別信号と合成方法の情報を送信することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項９】
通信相手において圧縮された制御情報を受信する受信手段と、前記圧縮された制御情報を展開する解凍手段と、前記展開された制御情報に基づいてサブキャリアに送信信号をマッピングする周波数選択手段と、サブキャリアにマッピングされた送信信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
前記受信手段は、通信相手において圧縮された回線品質を制御情報として受信し、前記解凍手段は、前記圧縮された回線品質情報を展開し、前記周波数選択手段は、前記展開された回線品質の情報に基づいて回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングすることを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターン格納手段から通信相手から送信された識別情報に対応する組み合わせパターンを読み出す読み出し手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、読み出された組み合わせパターンで所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングすることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、複数の周波数領域毎に前記パターン格納手段から通信相手から送信された識別情報に対応する組み合わせパターンを読み出す読み出し手段と、読み出された組み合わせパターンを合成する合成手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、合成された組み合わせパターンから得られる回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングすることを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターン格納手段から通信相手から送信された複数の識別情報に対応する組み合わせパターンをそれぞれ読み出す読み出し手段と、読み出した複数の組み合わせパターンを合成する合成手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、合成された組み合わせパターンから得られる回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングすることを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関し、特にマルチキャリア通信に用いて好適な無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パケット伝送においては、パケットの成否をあらわすＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報の帰還が必須である。また、それ以外にも伝送効率の向上（適正な変調方式や誤り訂正符号の符号化率の選択、適切な回線資源の割り当てなど）に寄与する様々な情報（受信回線品質など）を帰還する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そして、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア通信において、これらの方式を適用することが考えられる。図８は、従来の無線通信装置の構成を示すブロック図である。無線通信装置１０において、アンテナ１１は、通信相手から送信された信号を受信信号として共用器１２に出力する。またアンテナ１１は、共用器１２から出力された回線品質情報を含む信号を無線信号として送信する。共用器１２は、アンテナ１１から出力された受信信号を無線受信部１３に出力する。また、共用器１２は、無線送信部１９から出力された回線品質情報を含む信号をアンテナ１１に出力する。
【０００４】
無線受信部１３は、受信信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換してＳ／Ｐ変換器１４に出力する。Ｓ／Ｐ変換器１４は、受信信号をサブキャリア毎に分離してＦＦＴ１５に出力する。
【０００５】
ＦＦＴ１５は、受信信号を直交変換で時間領域の信号から周波数領域のデータに変換してＰ／Ｓ変換器１６に出力する。Ｐ／Ｓ変換器１６は、各周波数領域の受信信号をパラレルデータからシリアルデータに変換して、復調器１７と回線分析器１８に出力する。復調器１７は、受信信号を復調して、受信データを得る。
【０００６】
回線分析器１８は、受信信号の品質を分析して回線品質情報をサブキャリア毎に推定し、得られた回線品質情報を無線送信部１９に出力する。無線送信部１９は、圧縮された回線品質情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１２に出力する。
【０００７】
無線通信装置２０において、アンテナ２１は、無線通信装置１０から送信された送信信号、すなわち圧縮された回線品質情報を含む無線信号を受信して共用器２２に出力する。またアンテナ２１は、共用器２２から出力された送信信号を無線信号として送信する。共用器２２は、アンテナ２１から出力された回線品質情報を含む信号を無線受信部２３に出力する。また、共用器２２は、無線送信部２９から出力された無線信号をアンテナ２１に出力する。
【０００８】
無線受信部２３は、回線品質情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調して周波数選択器２６に出力する。
【０００９】
変調器２４は、送信するデータを変調し、データを変調した送信信号をＳ／Ｐ変換器２５に出力する。Ｓ／Ｐ変換器２５は、送信信号をシリアルデータからパラレルデータに変換して周波数選択器２６に出力する。周波数選択器２６は、回線品質情報から受信品質が所定の値より良いサブキャリアに送信信号をマッピングしてＩＦＦＴ２７に出力する。ＩＦＦＴ２７は、送信信号を直交変換で周波数領域のデータを時間領域の信号に変換してＰ／Ｓ変換器２８に出力する。Ｐ／Ｓ変換器２８は、各サブキャリアの送信信号を合成して無線送信部２９に出力する。無線送信部２９は、送信信号をベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器２２に出力する。
【００１０】
従来の装置では、受信側（右側の装置）で回線分析を行い、どのサブキャリアが良好かを判断する。例えばＯＦＤＭ信号では、マルチパス環境下では、サブキャリア毎に受信品質が異なる。そうすると、受信側ではパイロットなどを用いて、サブキャリアごとの品質推定によって、受信品質推定結果が得られる。
【００１１】
図９は、受信品質の推定結果の一例を示す図である。これをそのまま帰還すると、「サブキャリア数×品質を表すダイナミックレンジ分のビット数」だけの情報伝送が必要となる。これを、しきい値で区切って良い／悪いの２値にしても、帰還情報は膨大である。
【００１２】
図１０は、受信品質の推定結果の一例を示す図である。図１０では、図９の受信品質結果を判定基準で判定している。例えばＯＦＤＭのサブキャリアが１０２４あった場合には、それぞれのサブキャリアに対して、良好（１）か劣悪（０）かを表すビットを設けて帰還すると、１０２４ビットの帰還情報が必要となる。もしＯＦＤＭシンボルが１０ｕｓの時間長であるとすると、１０２４ビットを１０ｕｓ毎に帰還した場合には、１０２．４Ｍｂｐｓもの帰還情報になってしまう。
【００１３】
かわりにどのサブキャリアが劣悪かだけを帰還するにしても、キャリア番号を表すのに１０ビット必要なので、劣悪なサブキャリアを７０本選ぶと結局７００ビット必要になって、やはり７０Ｍｂｐｓもの伝送レートが必要になる。しかも複数のユーザが同じ情報量の帰還値を帰還すれば、数百Ｍｂｐｓ〜１Ｇｂｐｓもの回線容量が必要になってしまう。
【００１４】
これは実際に送るデータのレートをも越えてしまいかねない。従って、このような制御は、もし実現できればデータ伝送効率を飛躍的に高められるにもかかわらず、現状では実現不可能である。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１０−７９７２４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の装置においては、マルチキャリア通信において回線品質情報等の制御情報を通信相手に伝送する場合、サブキャリア毎の制御情報を通信相手に送信することに必要な容量が増大し、データ伝送の容量が確保できないという問題がある。
【００１７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げることができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信装置は、複数のサブキャリアで伝送された無線信号を受信する受信手段と、サブキャリア毎に通信相手に送信する制御情報を圧縮する圧縮手段と、圧縮された制御情報を無線信号として送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信することにより、制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げることができる。
【００２０】
本発明の無線通信装置は、前記無線信号からサブキャリア毎に回線品質を推定する分析手段を具備し、前記圧縮手段は、前記回線品質の情報を圧縮し、前記送信手段は、圧縮された回線品質の情報を無線信号として送信する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、マルチキャリア通信において、各サブキャリアの回線品質情報を圧縮して送信することにより、少ない帯域で回線品質情報を通信相手に送信することができ、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００２２】
本発明の無線通信装置は、前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターンの中から推定した回線品質に最も近いパターンを判定して選択する整合判定手段と、を具備し、前記送信手段は、前記整合判定手段において選択されたパターンを識別する情報を送信する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、サブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信することより、少ない帯域で回線品質情報を通信相手に送信することができ、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００２４】
本発明の無線通信装置は、前記圧縮手段は、受信した無線信号の回線品質を複数の周波数領域に分割する分割手段と、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、分割した周波数領域毎に前記パターンの中から受信した無線信号の回線品質に最も近いパターンを判定して選択する整合判定手段と、を具備し、前記送信手段は、前記整合判定手段において選択されたパターンを識別する情報を送信する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、複数の周波数領域別にサブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質から推定した回線品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信することより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができる。
【００２６】
本発明の無線通信装置は、前記分割手段は、通信相手毎に異なる数で周波数領域を分割する構成を採る。本発明の無線通信装置は、前記分割手段は、回線品質が悪い通信相手に対して分割する周波数領域を多くする構成を採る。本発明の無線通信装置は、前記分割手段は、マルチパスの影響が大きい通信相手に対して回線品質情報を分割する周波数領域の数を多くする構成を採る。
【００２７】
これらの構成によれば、回線品質が悪い通信相手に周波数領域を多く分割することにより、回線品質の悪いサブキャリアの情報を詳細に伝送することができ、通信相手が回線品質の良いサブキャリアのみでデータを伝送して、データの伝送効率を上げることができる。
【００２８】
本発明の無線通信装置は、前記整合判定手段は、前記パターン格納手段に格納された複数のパターンの合成したパターンで推定した回線品質に最も近いパターンを判定して選択し、前記送信手段は、整合判定手段において選択された複数のパターンの識別信号と合成方法の情報を送信する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、複数のパターンを加えて合成波形を作成することにより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができる。
【００３０】
本発明の無線通信装置は、通信相手において圧縮された制御情報を受信する受信手段と、前記圧縮された制御情報を展開する解凍手段と、前記展開された制御情報に基づいてサブキャリアに送信信号をマッピングする周波数選択手段と、サブキャリアにマッピングされた送信信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信することにより、制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げることができる。
【００３２】
本発明の無線通信装置は、前記受信手段は、通信相手において圧縮された回線品質を制御情報として受信し、前記解凍手段は、前記圧縮された回線品質情報を展開し、前記周波数選択手段は、前記展開された回線品質の情報に基づいて回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングする構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、マルチキャリア通信において通信相手が圧縮して送信した回線品質情報を解凍し、この回線品質情報から回線状態の良いサブキャリアを用いてデータを送信することにより、少ない帯域で伝送された回線品質情報を用いて回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、回線品質情報を伝送する帯域を低減し、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００３４】
本発明の無線通信装置は、前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターン格納手段から通信相手から送信された識別情報に対応する組み合わせパターンを読み出す読み出し手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、読み出された組み合わせパターンで所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングする構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、通信相手から送信された識別情報を受信し、この識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンを再現し、この回線品質情報の組み合わせパターンに基づいて判定した回線状態の良いサブキャリアでデータを送信することにより、少ない帯域で伝送された回線品質情報を用いて回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、回線品質情報を伝送する帯域を低減し、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００３６】
本発明の無線通信装置は、前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、複数の周波数領域毎に前記パターン格納手段から通信相手から送信された識別情報に対応する組み合わせパターンを読み出す読み出し手段と、読み出された組み合わせパターンを合成する合成手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、合成された組み合わせパターンから得られる回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングする構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、複数の周波数領域別に識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンつなぎ合わせて再現することにより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができ、回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００３８】
本発明の無線通信装置は、前記圧縮手段は、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて格納するパターン格納手段と、前記パターン格納手段から通信相手から送信された複数の識別情報に対応する組み合わせパターンをそれぞれ読み出す読み出し手段と、読み出した複数の組み合わせパターンを合成する合成手段と、を具備し、前記周波数選択手段は、合成された組み合わせパターンから得られる回線品質が所定の値より大きいサブキャリアに送信信号をマッピングする構成を採る。
【００３９】
この構成によれば、複数のパターンを加えて合成波形を作成することにより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送して再現することができる。
【００４０】
本発明の無線通信方法は、受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信するようにした。
【００４１】
この方法によれば、受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信することにより、制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明者は、マルチキャリア通信において、各サブキャリアの回線品質情報を帰還値として通信相手に送信した場合、その帰還値の情報も、ユーザ数や帰還情報の数によっては、かなりのレートになって、リバース回線の容量を圧迫する点に着目した。本発明者は、特に、多数のマルチキャリアを使用した場合に、キャリア毎に異なる帰還情報があると、帰還情報だけでも膨大な情報量になって、リバース回線の負荷は大変大きくサブキャリアの数だけ回線品質情報が増加し、通信帯域を圧迫することに着目し、本発明をするに至った。
【００４３】
すなわち、本発明の骨子は、マルチキャリア通信において、送信側で推定した回線品質情報を圧縮して通信相手に送信し、受信側で圧縮した回線品質情報を展開し、展開した回線品質情報に基づいてデータを送信するサブキャリアを決定することにより、データの送信元に回線品質情報を伝送するリバース回線の容量を低減してデータ伝送の容量を向上して伝送効率を向上することである。
【００４４】
例えばＡＣＫ／ＮＡＣＫやデータなどは、その内容が１ビットでも異なると役に立たない（それどころかシステム運用に致命的なダメージを与えることもある）が、回線品質を送ってそれによって最適な変調方式を選択するような場合には、回線品質情報などの帰還値が正しく伝わればそれに越したことは無く効果も大きいが、ある程度の精度で伝わっただけでも効果があり、かつおおよその情報が伝わっただけでも伝えないより良い結果が得られる。
【００４５】
以下、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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１において、無線通信装置１００は、アンテナ１０１と、共用器１０２と、無線受信部１０３と、Ｓ／Ｐ変換器１０４と、ＦＦＴ１０５と、Ｐ／Ｓ変換器１０６と、復調器１０７と、回線分析器１０８と、圧縮器１０９と、無線送信部１１０とから主に構成される。
【００４６】
アンテナ１０１は、通信相手から送信された信号を受信信号として共用器１０２に出力する。またアンテナ１０１は、共用器１０２から出力された回線品質情報を含む信号を無線信号として送信する。共用器１０２は、アンテナ１０１から出力された受信信号を無線受信部１０３に出力する。また、共用器１０２は、無線送信部１１０から出力された回線品質情報を含む信号をアンテナ１０１に出力する。
【００４７】
無線受信部１０３は、受信信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換してＳ／Ｐ変換器１０４に出力する。Ｓ／Ｐ変換器１０４は、受信信号をサブキャリア毎に分離してＦＦＴ１０５に出力する。
【００４８】
ＦＦＴ１０５は、受信信号を直交変換で時間領域の信号から周波数領域のデータに変換してＰ／Ｓ変換器１０６に出力する。Ｐ／Ｓ変換器１０６は、各周波数領域の受信信号をパラレルデータからシリアルデータに変換して、復調器１０７と回線分析器１０８に出力する。復調器１０７は、受信信号を復調して、受信データを得る。
【００４９】
回線分析器１０８は、受信信号の品質を分析して回線品質情報をサブキャリア毎に推定し、得られた回線品質情報を圧縮器１０９に出力する。圧縮器１０９は、回線品質情報の情報量を圧縮して無線送信部１１０に出力する。無線送信部１１０は、圧縮された回線品質情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１０２に出力する。
【００５０】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、マルチキャリア通信において、各サブキャリアの回線品質情報を圧縮して送信することにより、少ない帯域で回線品質情報を通信相手に送信することができ、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００５１】
次に、送信側の動作について説明する。図１において、無線通信装置１５０は、アンテナ１５１と、共用器１５２と、無線受信部１５３と、解凍器１５４と、変調器１５５と、Ｓ／Ｐ変換器１５６と、周波数選択器１５７と、ＩＦＦＴ１５８と、Ｐ／Ｓ変換器１５９と、無線送信部１６０とから主に構成される。
【００５２】
アンテナ１５１は、無線通信装置１００から送信された送信信号、すなわち圧縮された回線品質情報を含む無線信号を受信して共用器１５２に出力する。またアンテナ１５１は、共用器１５２から出力された送信信号を無線信号として送信する。共用器１５２は、アンテナ１５１から出力された回線品質情報を含む信号を無線受信部１５３に出力する。また、共用器１５２は、無線送信部１６０から出力された無線信号をアンテナ１５１に出力する。
【００５３】
無線受信部１５３は、回線品質情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調して解凍器１５４に出力する。解凍器１５４は、回線品質情報を解凍して周波数選択器１５７に出力する。
【００５４】
変調器１５５は、送信するデータを変調し、データを変調した送信信号をＳ／Ｐ変換器１５６に出力する。Ｓ／Ｐ変換器１５６は、送信信号をシリアルデータからパラレルデータに変換して周波数選択器１５７に出力する。周波数選択器１５７は、回線品質情報から受信品質が所定の値より良いサブキャリアに送信信号をマッピングしてＩＦＦＴ１５８に出力する。ＩＦＦＴ１５８は、送信信号を直交変換で周波数領域のデータを時間領域の信号に変換してＰ／Ｓ変換器１５９に出力する。Ｐ／Ｓ変換器１５９は、各サブキャリアの送信信号を合成して無線送信部１６０に出力する。無線送信部１６０は、送信信号をベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１５２に出力する。
【００５５】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、マルチキャリア通信において通信相手が圧縮して送信した回線品質情報を解凍し、この回線品質情報から回線状態の良いサブキャリアを用いてデータを送信することにより、少ない帯域で伝送された回線品質情報を用いて回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、回線品質情報を伝送する帯域を低減し、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図２の無線通信装置２００は、圧縮器２０１と、無線送信部２０２とを具備し、サブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信する点が図１の無線通信装置と異なる。
【００５７】
例えば、圧縮器２０１は、ベクトル量子化を用いて回線品質情報に最も近いベクトルを決定し、このベクトルのパターンを識別する情報を無線送信部２０２に出力する。このベクトル量子化は、音声符号化などで、残留雑音をテーブルに格納されたパターンのうち最も近いもので代表させて符号化する方法である。
【００５８】
具体的には、圧縮器２０１は、パターン格納メモリ２１１と、整合判定器２１２とから主に構成される。
【００５９】
パターン格納メモリ２１１は、サブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて複数格納する。整合判定器２１２は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報と、パターン格納メモリ２１１に格納されたパターンを比較する。そして、整合判定器２１２は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報に最も近似しているパターンの識別情報を無線送信部２０２に出力する。
【００６０】
無線送信部２０２は、識別情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１０２に出力する。
【００６１】
次に、上記パターン格納メモリ２１１が格納するパターンと整合判定器２１２の詳細な動作について説明する。
【００６２】
図３は、本実施の形態の無線通信装置のパターン格納メモリが格納する波形パターンの一例を示す図である。図３において、横軸は周波数を示し、縦軸は受信品質を示す。図３では、Ａ〜Ｈの８個の波形パターンが示されている。
【００６３】
パターン格納メモリ２１１は、図３のＡ〜Ｈに示す波形パターンを格納する。そして、整合判定器２１２は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報と、パターン格納メモリ２１１に格納されたパターンを比較する。例えば、整合判定器２１２は、図３のＡ〜Ｈに示す波形パターンと回線品質の波形と整合判定部分で比較する。比較には、相関をとる方法や、両波形の誤差の自乗和をとる方法などがある。
【００６４】
図４は、本実施の形態の無線通信装置の回線分析器における波形パターン比較の一例を示す図である。図４において、横軸は周波数を示し、縦軸は受信品質を示す。また、実線は、パターン格納メモリ２１１が格納する波形パターンを示し、破線は、実際に受信した信号から得られる回線品質推定値を示す。
【００６５】
図４では、Ａ〜Ｈの８個の波形パターンと回線品質の波形との比較が示されている。図４では、明らかにＡやＧのパターンのほうがその他のパターンより回線品質推定値に近いことがわかる。特に、最も劣悪なサブキャリアの情報が正しく伝わる点で、Ａ又はＧを選択するのが最適と思われる。この例では、パターンは８しかないので、８種類のうちの１種類を示す識別情報を通信相手に送ればよい。２値のディジタル情報であれば、この識別情報は、わずか３ビットで帰還値を送ることができる。
【００６６】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、サブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信することより、少ない帯域で回線品質情報を通信相手に送信することができ、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００６７】
なお、サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号から推定した回線品質に最も近いパターンを判定する方法としては、日本のＰＤＣに取り入れられているＶＳＥＬＰ方式、ＣＥＬＰ（符号励振線形予測）方式に基づく低ビットレートの音声符号化方式などを利用することが考えられる。ＣＥＬＰは、ベクトル和励振線形予測ともいう。
【００６８】
ＶＳＥＬＰ方式は、励振符号のビット数分の基底ベクトルを持ち、対応するビットの０／１に応じてベクトルの和または差による合成ベクトルを励振ベクトルとする。
【００６９】
サブキャリア毎の回線品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号から推定した回線品質に最も近いパターンを判定する方法としてＶＳＥＬＰ方式を用いた場合、基底ベクトルごとの演算を基に加減算ですべての励振ベクトルを探索できるため、演算量やメモリ量を節約でき、伝送誤りにも強い。
【００７０】
また、複数のパターンを加えて合成波形を作成することで精度を上げることも可能である（例えばパターンＡ＋パターンＥの波形など）。加える再に重みをつけても良い（パターンＡ＋１／２の大きさのパターンＥなど）。いずれにしても精度を上げると情報量は増加するので、ベクトル符号化による圧縮では、必要な精度と情報量のバランスをとって方式を決定する必要がある。
【００７１】
次に、送信側の動作について説明する。図２の無線通信装置２５０は、無線受信部２５１と、解凍器２５２と、周波数選択器２５３とを具備し、通信相手から送信された識別情報を受信し、この識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンを再現し、この回線品質情報の組み合わせパターンに基づいて判定した回線状態の良いサブキャリアでデータを送信する点が図１の無線通信装置と異なる。
【００７２】
無線受信部２５１は、組み合わせパターンの識別情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調して解凍器２５２に出力する。解凍器２５２は、内部にパターン格納メモリ２６１と、読み出し器２６２とを具備する。パターン格納メモリ２６１は、サブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて複数格納する。読み出し器２６２は、識別情報に対応する組み合わせパターンを周波数選択器２５３に出力する。
【００７３】
周波数選択器２５３は、組み合わせパターンから回線品質が所定の値より良いサブキャリアに送信信号をマッピングしてＩＦＦＴ１５８に出力する。
【００７４】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、通信相手から送信された識別情報を受信し、この識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンを再現し、この回線品質情報の組み合わせパターンに基づいて判定した回線状態の良いサブキャリアでデータを送信することにより、少ない帯域で伝送された回線品質情報を用いて回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、回線品質情報を伝送する帯域を低減し、帯域が広がる分をデータの伝送に利用することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００７５】
（実施の形態３）
実施の形態２では、全サブキャリアにわたって比較したが、実施の形態３では、もう少し精度をあげるために、区間分割を行う。
【００７６】
図５は、本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図５の無線通信装置５００は、圧縮器５０１と、無線送信部５０２とを具備し、複数の周波数領域別にサブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質から推定した回線品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信する点が図１の無線通信装置と異なる。
【００７７】
圧縮器５０１は、Ｓ／Ｐ変換器５１１と、パターン格納メモリ５１２と、整合判定器５１３−１〜５１３−ｎと、Ｐ／Ｓ変換器５１４とを具備する。
【００７８】
Ｓ／Ｐ変換器５１１は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報を周波数領域別に分割して整合判定器５１３−１〜５１３−ｎに出力する。
【００７９】
パターン格納メモリ５１２は、サブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて複数格納する。整合判定器５１３−１〜５１３−ｎは、回線分析器１０８から出力された回線品質情報と、パターン格納メモリ５１２に格納されたパターンを比較する。そして、整合判定器５１３−１〜５１３−ｎは、Ｓ／Ｐ変換器５１１において周波数領域別に分割された回線品質情報にそれぞれ最も近似しているパターンの識別情報を無線送信部５０２に出力する。
【００８０】
無線送信部５０２は、識別情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１０２に出力する。
【００８１】
次に、上記パターン格納メモリ５１２と、整合判定器５１３−１〜５１３−ｎの詳細な動作について説明する。
【００８２】
ＯＦＤＭの例では、サブキャリアを何区間かに分けて、区間ごとに比較する。図６は、本実施の形態の無線通信装置の回線分析器における波形パターン比較の一例を示す図である。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸は受信品質を示す。また、実線は、パターン格納メモリ５１２が格納する波形パターンを示し、破線は、実際に受信した信号から得られる回線品質推定値を示す。
【００８３】
図６ではａ、ｂの２区間に分割した例である。区間ａではパターンＡが、区間ｂではパターンＥがそれぞれ回線品質推定値（図中では点線）に近いので、これを選択する。区間を分けたことで、実施の形態２よりも更に精度の良い情報が抽出できたことがわかる。この例では、２区間でそれぞれ８パターンと比較しているので、６ビットの情報に圧縮できている。
【００８４】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、複数の周波数領域別にサブキャリア毎の受信品質の組み合わせパターンから実際に受信した信号の受信品質から推定した回線品質に最も近いパターンを判定し、この最も近いパターンの識別情報を回線品質情報の代わりに送信することより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができる。
【００８５】
次に、送信側の動作について説明する。図５は、本実施の形態の無線通信装置の一例を示す図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図５の無線通信装置５５０は、無線受信部５５１と、解凍器５５２と、周波数選択器５５３とを具備し、複数の周波数領域別に識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンつなぎ合わせて再現する点が図１の無線通信装置と異なる。
【００８６】
無線受信部５５１は、組み合わせパターンの識別情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調して解凍器５５２に出力する。解凍器５５２は、内部にＳ／Ｐ変換器５６１と、パターン格納メモリ５６２と、読み出し器５６３−１〜５６３−ｎと、Ｐ／Ｓ変換器５６４とを具備する。
【００８７】
Ｓ／Ｐ変換器５６１は、識別情報を周波数領域別に分割し、分割した識別情報をそれぞれ読み出し器５６３−１〜５６３−ｎに出力する。パターン格納メモリ５６２は、サブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンと識別情報とを対応づけて複数格納する。読み出し器５６３−１〜５６３−ｎは、分割した識別情報に対応する組み合わせパターンをＰ／Ｓ変換器５６４に出力する。Ｐ／Ｓ変換器５６４は、組み合わせパターンを周波数軸で合成して周波数選択器５５３に出力する。
【００８８】
周波数選択器５５３は、組み合わせパターンから回線品質が所定の値より良いサブキャリアに送信信号をマッピングしてＩＦＦＴ１５８に出力する。
【００８９】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、複数の周波数領域別に識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンつなぎ合わせて再現することにより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができ、回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【００９０】
なお、区間はいくつに分割しても良いが、分割数が多いほど伝送するビット数が増加する。例えば、ユーザによって分割数を変えても良い。この場合、Ｓ／Ｐ変換器５１１は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報をユーザにより分割数を変えて周波数領域別に分割して整合判定器５１３−１〜５１３−ｎに出力する。
【００９１】
（実施の形態４）
基地局から遠くのユーザは信号が届きにくくなるために、精度の良い帰還情報を返して精度の良い変調方式選択やサブキャリア選択を行うことにより、基地局からの距離（あるいは平均受信レベルの大小）によって分割数を変えるなども有効である（遠くのユーザほど分割数を増やす）。
【００９２】
実施の形態４では、送信側の無線通信装置（基地局）がユーザ別に回線状況に対応して分割数を変える例を説明する。図７は、本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。但し、図１及び図５と同一の構成となるものについては、図１及び図５と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９３】
図７の無線通信装置７００は、分割数決定部７０１と、Ｓ／Ｐ変換器７０２と、無線送信部７０３とを具備し、回線品質が悪い通信相手に周波数領域を多く分割する点が図１及び図５の無線通信装置と異なる。
【００９４】
分割数決定部７０１は、回線分析器１０８から出力された回線品質に基づいて回線品質が悪い通信相手には回線品質が良い通信相手より多くの数の周波数領域に分割する指示をＳ／Ｐ変換器７０２と無線送信部７０３に出力する。
【００９５】
Ｓ／Ｐ変換器７０２は、回線分析器１０８から出力された回線品質情報を分割数決定部７０１が指示する分割数で周波数領域別に分割して整合判定器５１３−１〜５１３−ｎに出力する。
【００９６】
無線送信部７０３は、識別情報と分割数の情報を変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換して共用器１０２に出力する。
【００９７】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、回線品質が悪い通信相手に周波数領域を多く分割することにより、回線品質の悪いサブキャリアの情報を詳細に伝送することができ、通信相手が回線品質の良いサブキャリアのみでデータを伝送して、データの伝送効率を上げることができる。
【００９８】
なお、回線状況によっても、例えばマルチパスがあまり厳しくない場合には分割数を下げることもできる。この場合、分割数決定部７０１は、マルチパスの有無、遅延長からマルチパスによる影響が大小を判断し、マルチパスの影響が大きい場合、分割数を大きくする。
【００９９】
次に、送信側の動作について説明する。図７は、本実施の形態の無線通信装置の一例を示す図である。但し、図１及び図５と同一の構成となるものについては、図１及び図５と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図７の無線通信装置７５０は、無線受信部７５１と、Ｓ／Ｐ変換器７５２とを具備し、通信相手から送信された分割数の情報に従って複数の周波数領域別に識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンつなぎ合わせて再現する点が図１及び図５の無線通信装置と異なる。
【０１００】
無線受信部７５１は、組み合わせパターンの識別情報と分割数の情報を含む信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、復調してＳ／Ｐ変換器７５２に出力する。
【０１０１】
Ｓ／Ｐ変換器７５２は、分割数の情報に従って、識別情報を周波数領域別に分割し、分割した識別情報をそれぞれ読み出し器５６３−１〜５６３−ｎに出力する。
【０１０２】
このように、本実施の形態の無線通信装置によれば、通信相手から送信された分割数の情報に従って複数の周波数領域別に識別情報に対応するサブキャリア毎の回線品質情報の組み合わせパターンつなぎ合わせて再現することにより、実際の回線品質に近い情報を少ない回線容量で伝送することができ、回線状態の良いサブキャリアでデータを伝送することができ、データの伝送効率を上げることができる。
【０１０３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、無線通信装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この無線通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０１０４】
例えば、上記無線通信方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｕｎｉｔ）によって動作させるようにしても良い。
【０１０５】
また、上記無線通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
【０１０６】
また、ＦＦＴ及びＩＦＦＴは直交変換であればいずれでもよく、フーリエ変換、離散コサイン変換等いずれも適用できる。
【０１０７】
また、上記説明では、サブキャリア毎の回線品質情報を伝送する例について説明しているが、サブキャリア毎に伝送する制御情報であれば、いずれでも適用できる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線通信装置及び無線通信方法によれば、受信側において、制御情報を圧縮して通信相手に送信し、送信側において圧縮された制御情報を展開し、展開した制御情報に基づいて複数のサブキャリアを用いてデータを送信することにより、制御情報を通信相手に送信するマルチキャリア通信においてデータの伝送効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図３】本実施の形態の無線通信装置のパターン格納メモリが格納する波形パターンの一例を示す図
【図４】本実施の形態の無線通信装置の回線分析器における波形パターン比較の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態の無線通信装置の回線分析器における波形パターン比較の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成を示すブロック図
【図８】従来の無線通信装置の構成を示すブロック図
【図９】受信品質の推定結果の一例を示す図
【図１０】受信品質の推定結果の一例を示す図
【符号の説明】
１０１、１５１　アンテナ
１０２、１５２　共用器
１０３、１５３、２５１、５５１、７５１　無線受信部
１０４、１５６、５１１、５６１、７０２、７５２　Ｓ／Ｐ変換器
１０５　ＦＦＴ
１０６、１５９、５１４、５６４　Ｐ／Ｓ変換器
１０７　復調器
１０８　回線分析器
１０９、２０１、５０１　圧縮器
１１０、１６０、２０２、５０２、７０３　無線送信部
１５４、２５２、５５２　解凍器
１５５　変調器
１５７、２５３、５５３　周波数選択器
１５８　ＩＦＦＴ
２１１、２６１、５１２、５６２　パターン格納メモリ
２１２、５１３−１〜５１３−ｎ　整合判定器
２６２、５６３−１〜５６３−ｎ　読み出し器
７０１　分割数決定部
【図１】
2004128661.tif 000003
【図２】
2004128661.tif 000004
【図３】
2004128661.tif 000005
【図４】
2004128661.tif 000006
【図５】
2004128661.tif 000007
【図６】
2004128661.tif 000008
【図７】
2004128661.tif 000009
【図８】
2004128661.tif 000010
【図９】
2004128661.tif 000011
【図１０】
2004128661.tif 000012