(57)【要約】【課題】マルチキャリア通信システム全体のスループットを向上させること。【解決手段】サブキャリア／変調方式割当処理部１０８は、回線品質情報取出部１０７からフィードバックされたユーザ１〜Ｋの回線品質情報に基づいて、ユーザ１〜Ｋの全サブキャリア１〜Ｎに対する受信ＳＮＲテーブルを作成し、受信ＳＮＲ閾値以下の要素を「０」とし、受信ＳＮＲテーブルのユーザ１〜Ｋの全サブキャリア１〜Ｎに対する受信ＳＮＲ値に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）を計算し、利用可能なユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  を探索し、利用可能なユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  を受信ＳＮＲ値が最大のユーザｋ＊  に割り当てる。【選択図】      図１
2004266338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数を用いて無線通信を行うマルチキャリア送信装置であって、
各ユーザの受信装置から回線品質情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された各ユーザの回線品質情報に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数を計算する計算手段と、
前記計算手段による計算結果から利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が良いユーザに割り当てる割当手段と、
を有することを特徴とするマルチキャリア送信装置。
【請求項２】
前記割当手段は、前記回線品質情報に基づいて前記各ユーザの要求品質を設定し、前記選択手段により選択されたサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が前記要求品質を満たすユーザに割り当てることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項３】
前記割当手段は、前記サブキャリアを割り当てたユーザを、他のユーザに対するサブキャリアの割り当てが終了するまで、サブキャリアの割り当て対象から除外することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項４】
請求項１記載のマルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置であって、
サブキャリア毎の回線品質に関する回線品質情報を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された回線品質情報を送信する送信手段と、
を有することを特徴とするマルチキャリア受信装置。
【請求項５】
複数の周波数を用いて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、
各ユーザの受信装置から回線品質情報を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信した各ユーザの回線品質情報に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数を計算する計算ステップと、
前記計算ステップの計算結果から利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択したサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が良いユーザに割り当てる割当ステップと、
を有することを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。
【請求項６】
請求項５記載のマルチキャリア無線通信方法を使用するマルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、
サブキャリア毎の回線品質に関する回線品質情報を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定した回線品質情報を送信する送信ステップと、
を有することを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マルチキャリア変調方式の一つであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用した適応マルチユーザＯＦＤＭシステムは、各移動端末の伝搬環境に応じてシステム全体の効率的なスケジューリングを行うシステムである。
【０００３】
具体的には、各移動端末からフィードバックされた移動端末の信号受信時のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ  ）に基づいて、各ユーザに適切な多数のサブキャリアを割り当てて、各サブキャリアにＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅｓ  ）を選択するというシステムである。また、従来の適応マルチユーザＯＦＤＭシステムに適用可能なサブキャリア割当方式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
このサブキャリア割当方式について、図６〜図９を参照して説明する。なお、図６〜図８において、細線枠の表部分がユーザｋ（ｋ＝１〜４）の各サブキャリアｎ（ｎ＝１〜４）に対する受信ＳＮＲ（ｄＢ）を示し、太線枠の列部分が利用可能サブキャリア数（Ｓ（ｋ），ｋ＝１〜４）、行部分が利用可能ユーザ数（Ｕ（ｎ），ｎ＝１〜４）を示す。
【０００５】
まず、図６は、受信ＳＮＲ値（ＳＮＲ（ｄＢ））と、ユーザの利用可能サブキャリア数（Ｓ（ｋ））と、利用可能ユーザ数（Ｕ（ｎ））との関係を示しており、４つのサブキャリア（ｎ＝１〜４）が４人のユーザ（ｋ＝１〜４）において各々受信される際の受信ＳＮＲ値を例示している。
【０００６】
また、図中の利用可能サブキャリア数Ｓ（ｋ）は、各ユーザ１〜４が利用可能なサブキャリア数を示し、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）は、各サブキャリア１〜４が利用可能なユーザ数を示している。この図において、各サブキャリア１〜４において所要品質（誤り率、例えば、ＢＥＲ＝１０−２）を満足する受信ＳＮＲ値を１．５ｄＢ以上とし、所要品質以下の受信ＳＮＲ値のユーザには「０」を設定し、送信不可とする。
【０００７】
まず、図６において、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が一番少ないサブキャリア３（Ｕ（３）＝２）に注目すると、ユーザ２（ｋ＝２）の利用可能サブキャリア数（Ｓ（２）＝３）が、ユーザ４（ｋ＝４）の利用可能サブキャリア数（Ｓ（４）＝４）より小さいので、サブキャリア３をユーザ２に割り当てる。
【０００８】
次いで、図６においてサブキャリア３をユーザ２に割り当てたので、サブキャリア３の各ユーザに対する受信ＳＮＲ値を「０」にし、新たに利用可能なサブキャリア数Ｓ（ｋ）及びユーザ数Ｕ（ｎ）を算出した状態を図７に示す。
【０００９】
図７において、更にサブキャリアの割り当てを続けると、ユーザ２の利用可能サブキャリア数はＳ（２）＝２と最も小さいため、次の割り当て対象をサブキャリアの割り当てをユーザ２の２組（ｋ＝２，ｎ＝２）と（ｋ＝２，ｎ＝４）に決定する。
【００１０】
この場合、２候補のサブキャリアの利用可能ユーザ数はＵ（２）＝Ｕ（４）＝４と等しいので、適当に１組（ｋ＝２，ｎ＝２）に決定し、サブキャリア２をユーザ２に割り当てる。
【００１１】
更に、図７においてサブキャリア２をユーザ２に割り当てたので、サブキャリア２の各ユーザに対する受信ＳＮＲ値を「０」にし、新たに利用可能なサブキャリア数Ｓ（ｋ）及びユーザ数Ｕ（ｎ）を算出した状態を図８に示す。
【００１２】
図８において、ユーザ２の利用可能サブキャリア数はＳ（２）＝１と最も小さいため、更にサブキャリア４をユーザ２に割り当てる。
【００１３】
更に、図８においてサブキャリア４もユーザ２に割り当てたので、サブキャリア４の各ユーザに対する受信ＳＮＲ値を「０」にし、新たに利用可能なサブキャリア数Ｓ（ｋ）及びユーザ数Ｕ（ｎ）を算出するが、残ったサブキャリア１は、ユーザ１、３、４が利用可能サブキャリア数Ｓ（１）＝Ｓ（３）＝Ｓ（４）＝１なので、適当にユーザ１に割り当てる。
【００１４】
以上のユーザ１〜４に対するサブキャリア１〜４の割り当て結果をまとめると、図９に示すようになる（○：使用，×：未使用）。すなわち、このサブキャリア割当方式では、最初は利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最も小さいサブキャリアから利用可能サブキャリア数Ｓ（ｋ）が少ないユーザが割り当てられるが、以後は利用可能サブキャリア数Ｓ（ｋ）が少ないユーザから優先的にサブキャリアが割り当てられている。
【００１５】
更に、ＯＦＤＭシステムに関して適応サブキャリア割当方式を提案しているものがある（例えば、非特許文献２）。この適応サブキャリア割当方式では、図１０に示すフローチャートのように、まず、ステップＳ１０１では、全ユーザの中で、利用可能なサブキャリア数が最小のユーザｋを見つけ出し、次に、ステップＳ１０２では、ユーザｋの利用可能なサブキャリアの中から利用可能なユーザ数が最小のサブキャリアｎを選定し、その結果としてステップＳ１０３では、ユーザｋにサブキャリアｎを割り当てている。
【００１６】
【非特許文献１】
宇良  宗博、原  嘉孝、神尾  享秀：「高効率データ通信用ＭＣ−ＣＤＭＡ方式の一検討」，信学技報  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ  ＯＦ  ＩＥＩＣＥ．ＳＳＴ２０００−１２７，Ａ・Ｐ２０００−２６１  ＲＣＳ２０００−２６１，ＭＷ２０００−２５２（２００１−０３），ｐｐ．１０５−１１０
【非特許文献２】
ドウ  元潤、永長  和孝、森  香津夫、小林  英雄：「適応サブチャネル割当方式を用いたＯＦＤＭシステムに関する検討」，信学技報  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ  ＯＦ  ＩＥＩＣＥ．ＤＳＰ２００２−１７４，ＳＡＴ２００２−１２４，ＲＣＳ２００２−２４３（２００３−０１），ｐｐ．８３−８８
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のサブキャリア割当方式においては、利用可能サブキャリア数が少ないユーザから優先的にサブキャリアが割り当てられていたため、各サブキャリアは、伝送路状態が最もよい（受信ＳＮＲ値が最も大きい）ユーザに割り当てられない場合があり、ＯＦＤＭシステム全体のスループットを低下させるという問題があった。
【００１８】
すなわち、従来のサブキャリア割り当て方法では、図６においてサブキャリア３をユーザ２に割り当てているが、サブキャリア３に対するユーザ２の受信ＳＮＲ値は「４．９ｄＢ」であり、ユーザ４の受信ＳＮＲ値「１０．９ｄＢ」より小さいため、サブキャリア３をユーザ４に割り当てることが最適と考えられる。
【００１９】
また、特定のユーザに集中してサブキャリアが割り当てられてしまうため、他のユーザにサブキャリアが割れ当てられなくなる場合があり、他のユーザの送信ができなくなってしまうという問題があった。
【００２０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができるマルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置及びマルチキャリア無線通信方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のマルチキャリア送信装置は、複数の周波数を用いて無線通信を行うマルチキャリア送信装置であって、各ユーザの受信装置から回線品質情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された各ユーザの回線品質情報に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数を計算する計算手段と、前記計算手段による計算結果から利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が良いユーザに割り当てる割当手段と、を有する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを回線品質が良いユーザに優先的に割り当てるため、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【００２３】
本発明のマルチキャリア送信装置は、前記割当手段は、前記回線品質情報に基づいて前記各ユーザの要求品質を設定し、前記選択手段により選択されたサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が前記要求品質を満たすユーザに当該サブキャリアを割り当てる構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、ユーザの要求品質を満たすようにサブキャリアを割り当てるため、公平にすべてのユーザにサブキャリアを割り当てることができる。
【００２５】
本発明のマルチキャリア送信装置は、前記割当手段は、前記サブキャリアを割り当てたユーザを、他のユーザに対するサブキャリアの割り当てが終了するまで、サブキャリアの割り当て対象から除外する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、サブキャリアを割り当て済みのユーザをサブキャリアの割り当て対象から除外するため、すべてのユーザにサブキャリアを割り当てることができる。
【００２７】
本発明のマルチキャリア受信装置は、請求項１記載のマルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置であって、サブキャリア毎の回線品質に関する回線品質情報を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された回線品質情報を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、送信側でサブキャリア毎の回線品質情報を基に各サブキャリアを割り当てるユーザを決定することができ、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【００２９】
本発明のマルチキャリア無線通信方法は、複数の周波数を用いて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、各ユーザの受信装置から回線品質情報を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した各ユーザの回線品質情報に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数を計算する計算ステップと、前記計算ステップの計算結果から利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択したサブキャリアを、当該サブキャリアの割り当て対象である前記利用可能ユーザ数に含まれるユーザのうち前記回線品質が良いユーザに割り当てる割当ステップと、を有するようにした。
【００３０】
この方法によれば、利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを回線品質が良いユーザに優先的に割り当てるため、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【００３１】
本発明のマルチキャリア無線通信方法は、請求項５記載のマルチキャリア無線通信方法を使用するマルチキャリア送信装置と無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、サブキャリア毎の回線品質に関する回線品質情報を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定した回線品質情報を送信する送信ステップと、を有するようにした。
【００３２】
この方法によれば、送信側でサブキャリア毎の回線品質情報を基に各サブキャリアを割り当てるユーザを決定することができ、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを回線品質が良いユーザに優先的に割り当てることにより、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることである。
【００３４】
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。
【００３５】
図１は、本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア送信装置及びマルチキャリア受信装置の各構成を示すブロック図である。
【００３６】
図１に示すマルチキャリア送信装置（以下単に「送信装置」という）１００は、変調部１０１−１〜１０１−Ｎ、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１０２、ガードインターバル（ＧＩ）挿入部１０３、送信ＲＦ部１０４、送受信共用アンテナ１０５、受信ＲＦ部１０６、回線品質情報取出部１０７、サブキャリア／変調方式割当処理部１０８及び割当結果記憶部１０９とから主に構成される。
【００３７】
また、図１に示すマルチキャリア受信装置（以下単に「受信装置」という）２００は、送受信共用アンテナ２０１、受信ＲＦ部２０２、ガードインターバル（ＧＩ）除去部２０３、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部２０４、回線品質推定部２０５、等化器２０６、復調部２０７−１〜２０７−Ｎ、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ）部２０８、サブキャリア及び変調方式割当情報取出部２０９及び送信ＲＦ部２１０とから主に構成される。この受信装置２００は、マルチキャリア無線通信システムにおけるＫユーザの中でｋ０番目のユーザの移動局である。
【００３８】
変調部１０１−１〜１０１−Ｎは、各々異なる符号変調機能を有し、例えば、符号化率１／２の６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ），１６ＱＡＭ，ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ），ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）といった変調方式を採用する。変調部１０１−１〜１０１−Ｎは、割当結果記憶部１０９に記憶されたユーザ１〜ｋに対するサブキャリア割当結果と、サブキャリア／変調方式割当処理部１０８から入力される変調方式割り当て情報ｒＰ  ，ｎ＝１，２，・・・，Ｎに基づいて、各ユーザ１〜Ｋの送信情報の変調方式を決定し、各ユーザ１〜Ｋの送信情報を変調して変調信号ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮをＩＦＦＴ部１０２に出力する。
【００３９】
ＩＦＦＴ部１０２は、変調部１０１−１〜１０１−Ｎから入力される各変調信号ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮのサブキャリア成分を逆高速フーリエ変換して時間領域に変換して時間波形信号をＧＩ挿入部１０３に出力する。
【００４０】
ＧＩ挿入部１０３は、ＩＦＦＴ部１０２から入力された時間波形信号に、遅延に対する特性を改善するガードインターバルを挿入して送信ＲＦ部１０４に出力する。
【００４１】
送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０４は、ＧＩ挿入部１０３から入力された時間波形信号をＲＦ帯にアップコンバージョンして送受信共用アンテナ１０５からＯＦＤＭ信号を送信する。
【００４２】
受信ＲＦ部１０６は、各ユーザ１〜Ｋの受信装置から送信される信号を送受信共用アンテナ１０５から受信し、その受信信号を回線品質情報取出部１０７に出力する。
【００４３】
回線品質情報取出部１０７は、受信ＲＦ部１０６から入力される受信信号から各ユーザ１〜Ｋの受信装置から送信された回線品質情報を取り出してサブキャリア／変調方式割当処理部１０８に出力する。
【００４４】
サブキャリア／変調方式割当処理部１０８は、回線品質情報取出部１０７から入力される各ユーザ１〜Ｋの回線品質情報（受信ＳＮＲ）と、各ユーザ１〜Ｋの送信情報に設定されたＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）（例えば、各ユーザの要求データ伝送率と誤り率）に基づいて、各ユーザ１〜Ｋにサブキャリアと変調方式を割り当て、サブキャリア割り当て結果としてマトリクスデータ［αｋ，ｎ］Ｋ×Ｎを割当結果記憶部１０９に記憶するとともに、変調方式割り当て情報を変調部１０１−１〜１０１−Ｎに出力する。
【００４５】
割当結果記憶部１０９は、サブキャリア／変調方式割当処理部１０８から入力されるユーザ１〜Ｋに対するサブキャリア割り当て結果が設定されたマトリクスデータ［αｋ，ｎ］Ｋ×Ｎを記憶する。
【００４６】
受信ＲＦ部２０２は、送受信共用アンテナ２０１からＯＦＤＭ信号を受信してＧＩ除去部２０３とサブキャリア及び変調方式割当情報取出部２０９に出力する。
【００４７】
ＧＩ除去部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力されたＯＦＤＭ信号からガードインターバルを除去してＦＦＴ部２０４に出力する。
【００４８】
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去部２０３から入力されたガードインターバル除去後のＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して時間領域から周波数領域に変換する。このＦＦＴにより複数のサブキャリアにより伝送されたシンボル信号ｘ´１，ｘ´２，・・・，ｘ´Ｎが取り出されて、等化器２０６と回線品質推定部２０５に出力される。
【００４９】
回線品質推定部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力された各シンボル信号ｘ´１，ｘ´２，・・・，ｘ´Ｎの受信ＳＮＲを算出して回線品質を推定し、その各回線品質情報を等化器２０６と送信ＲＦ部２１０に出力する。
【００５０】
等化器２０６は、回線品質推定部２０５から入力されたｋ０番目ユーザの各回線品質情報（伝送路情報ｈｋ０，ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎ））に基づいて、ＦＦＴ部２０４から入力された各シンボル信号に含まれる振幅・位相のひずみ成分を補正して復調部２０７−１〜２０７−Ｎに出力する。
【００５１】
復調部２０７−１〜２０７−Ｎは、変調部１０１−１〜１０１−Ｎに対応した復調機能を各々有し、サブキャリア及び変調方式割当情報取出部２０９から入力されたユーザｋ０のサブキャリア及び変調方式割当情報に基づいて、等化器２０６から入力されるユーザｋ０の当該サブキャリアのシンボル信号の復調方式を決定し、等化器２０６から入力される補正後のユーザｋ０のシンボル信号を復調して各信号の検波を行い、並列データをＰ／Ｓ部２０８に出力する。
【００５２】
Ｐ／Ｓ部２０８は、復調部２０７−１〜２０７−Ｎから入力されたユーザｋ０の並列データを直列データに変換した後、ユーザｋ０の所望の受信データとして出力する。
【００５３】
サブキャリア及び変調方式割当情報取出部２０９は、受信ＲＦ部２０２から入力されたＯＦＤＭ信号からユーザｋ０のサブキャリア及び変調方式割当情報を取り出して復調部２０７−１〜２０７−Ｎに出力する。
【００５４】
送信ＲＦ部２１０は、回線品質推定部２０５から入力されたユーザｋ０の回線品質情報を送受信共用アンテナ２０１から送信する。
【００５５】
次に、上記構成を有する送信装置１００内のサブキャリア／変調方式割当処理部１０８の動作について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
なお、サブキャリア／変調方式割当処理部１０８では、従来でも説明した利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）だけでなく、受信ＳＮＲ（ｇｋ，ｎ  ）をパラメータに加えて、サブキャリアの割り当てを行う。具体的には、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）の少ないサブキャリアｎ＊  を受信ＳＮＲ（ｇｋ，ｎ  ）の高いユーザｋ＊  に割り当てる。
【００５７】
この場合、サブキャリアｎ＊  及びユーザｋ＊  は、以下の（式１）、（式２）で表すものであり、図２のフローチャートにおいて適宜用いる。（式１）は、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアをサブキャリアｎ＊  の引数とすることを示し、（式２）は、受信ＳＮＲ値が最大のユーザをユーザｋ＊  の引数とすることを示している。なお、以下の処理では、ユーザ数Ｋが４（ｋ＝１〜４）、サブキャリア数Ｎが４（ｎ＝１〜４）の場合を説明する。
【００５８】
【数１】
2004266338.tif 000003
【数２】
2004266338.tif 000004
まず、ステップＳ１では、回線品質推定部２０５からユーザｋ０の全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲを推定する。ｋ０は４ユーザ中の一つのユーザである。
【００５９】
次いで、ステップＳ２では、回線品質情報取出部１０７からフィードバックされたユーザｋ０の回線品質情報（全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲ）、及び他の３ユーザの回線品質情報（全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲ）に基づいて、ユーザ１〜４の全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲテーブルを作成する。
【００６０】
次いで、ステップＳ３では、各ユーザの要求品質（誤り率、例えば、ＢＥＲ＝１０−２）により、受信ＳＮＲの閾値を決定し、受信ＳＮＲテーブル内で受信ＳＮＲ閾値以下（例えば、各ユーザの閾値が１．５ｄＢの場合、受信ＳＮＲ値が１．５ｄＢ以下）の要素に「０」を設定する。ここで、作成した受信ＳＮＲテーブルが図６に示す細線枠内であるものとする。
【００６１】
次いで、ステップＳ４では、ステップＳ２で作成した受信ＳＮＲテーブルのユーザ１〜４の全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲ値に基づいて、各サブキャリアの利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）を計算する。この計算結果が、図６の太線枠の行部分であるとする。
【００６２】
次いで、ステップＳ５では、すべてのサブキャリア１〜４に対してユーザ１〜４の割り当てが決定したかを判別する。ここでは、まだサブキャリア１〜４に対してユーザ１〜４が割り当てられていないので、ステップＳ６に進む。
【００６３】
次いで、ステップＳ６では、ステップＳ４で計算した利用可能なユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  を探索する。
【００６４】
次いで、ステップＳ７では、ステップＳ６で探索した利用可能なユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  の中で受信ＳＮＲ値が最大のユーザｋ＊  を探索する。
【００６５】
なお、ステップＳ６では、利用可能なユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  が二つ以上ある場合、ステップＳ７では、その二つ以上のサブキャリアｎ＊  の中から受信ＳＮＲ値が最大のユーザｋ＊  を選択する。
【００６６】
次いで、ステップＳ８では、サブキャリアｎ＊  にユーザｋ＊  を割り当てる。そして、ステップＳ９では、ステップＳ８で割り当てが決定したサブキャリアｎ＊  を受信ＳＮＲテーブルの割り当て対象から除外するため、サブキャリア３の全ユーザ１〜４に対するＳＮＲ値を「０」に設定する。この結果を図７に示す。
【００６７】
次いで、ステップＳ１０では、今回のサブキャリアの割り当て結果が、ユーザｎ＊  の要求データ伝送率を満たしているかを判別する。すなわち、図１においてユーザ１〜ｋの送信情報に設定された要求データ伝送率Ｂｋ  を満たしているかが判別される。
【００６８】
今回のサブキャリアｎ＊  の割り当て結果が、ユーザｋ＊  の要求データ伝送率を満たしていない場合は、ステップＳ４に戻って、各サブキャリア１〜４の利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）を計算する処理から繰り返す。また、今回のサブキャリアｎ＊  の割り当て結果が、ユーザｋ＊  の要求データ伝送率を満たしている場合は、ステップＳ１１に進む。
【００６９】
そして、ステップＳ１１では、ユーザｋ＊  を受信ＳＮＲテーブル内のサブキャリア割り当て対象から除外する。すなわち、ユーザｋ＊  は要求データ伝送率を満たすサブキャリアの割り当てが終了したので、他のユーザｋ＊  に対するサブキャリアの割り当てが終了するまで、一時的にサブキャリアの割り当て対象から除外する。
【００７０】
次いで、ステップＳ１２では、全ユーザ１〜４の要求データ伝送率を満たすサブキャリアの割り当てが終了したかを判別する。終了していない場合は、ステップＳ４に戻って、各サブキャリアの利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）を計算する処理から繰り返す。また、終了している場合は、ステップＳ１３に進む。
【００７１】
ステップＳ１３では、ここまで既に割り当てられたサブキャリアを、受信ＳＮＲテーブルから除外し、全ユーザに対する残りのサブキャリアの割り当てを再開する。
【００７２】
ここまでの処理によって、全ユーザ１〜４の要求データ伝送率を満たすサブキャリアの割り当てが終了したことになる。
【００７３】
そして、ステップＳ３に戻り、全ユーザ１〜４に対して、受信ＳＮＲに基づく残りのサブキャリアの割り当て処理を繰り返し実行する。
【００７４】
この後のサブキャリア割り当て処理では、既に全ユーザのユーザ要求品質を満たすサブキャリアの割り当てが終了しているので、ステップＳ１０及びステップＳ１２の要求データ伝送率の判別処理は実行されず、受信ＳＮＲ値が高いユーザに優先的にサブキャリアが割り当てられる。
【００７５】
次に、上記サブキャリア割り当て処理に基づいて、具体的にユーザ１〜４にサブキャリア１〜４を割り当てる例を図３〜図６を参照して説明する。
【００７６】
まず、サブキャリア／変調方式割当処理部１０８において、各ユーザ１〜４の受信装置の回線品質推定部（ユーザｋ０の場合、２０５）から伝送される回線品質情報（各ユーザ１〜４の全サブキャリア１〜４の受信ＳＮＲ）に基づいて、ユーザ１〜４の全サブキャリア１〜４に対する受信ＳＮＲテーブルを作成し、各ユーザの要求品質（誤り率）により受信ＳＮＲの閾値が決定され、受信ＳＮＲ閾値以下（例えば、各ユーザの閾値が同じ１．５ｄＢの場合、受信ＳＮＲ値が１．５ｄＢ以下）の要素に「０」が設定された初期の受信ＳＮＲテーブルが図６のものであるとする。
【００７７】
図６の受信ＳＮＲテーブルにおいて、サブキャリア３は、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最小“Ｕ（３）＝２”なので、（式１）の条件により、サブキャリア３の割り当てが優先される。この場合、サブキャリア３が割り当て可能なユーザ２，４の受信ＳＮＲ値を比較すると、ユーザ４の受信ＳＮＲ“１０．９ｄＢ”が、ユーザ２の受信ＳＮＲ“４．９ｄＢ”より高いため、サブキャリア３はユーザ４に割り当てられる（（式２）参照）。
【００７８】
そして、サブキャリア３の割り当てが済んだので、サブキャリア３の各ユーザの受信ＳＮＲ値を「０」にする。さらに、ユーザ４の要求品質を満たすかどうかを判別する。簡単に説明するため、各ユーザ１〜４が同等の要求品質（例えば、６４Ｋｂｐｓ）を設定するものとする。
【００７９】
いま、ＯＦＤＭフレーム長が０．５ｍｓで、１ＯＦＤＭフレームが３２ＯＦＤＭシンボルのデータを含むとすると、ＱＰＳＫ変調方式、Ｒ＝１／２のターボ符号の場合、１ユーザが１サブキャリアを割り当てると、データ伝送率６４Ｋｂｐｓを達成できる。
【００８０】
したがって、ユーザ４が要求された要求品質を満たしているため、他のユーザ１〜３が要求品質を満たすまで、サブキャリアの割り当て対象からユーザ４を除外する。その結果として、サブキャリア３の各ユーザ１〜４の受信ＳＮＲ値を「０」に設定する。この後、新たに利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）の算出を行って、更新した受信ＳＮＲテーブルを図３に示す。
【００８１】
図３の受信ＳＮＲテーブルにおいて、サブキャリア１は、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最小“Ｕ（１）＝２”なので、（式１）の条件により、サブキャリア１の割り当てが優先される。この場合、サブキャリア１が割り当て可能なユーザ１，３の受信ＳＮＲ値を比較すると、ユーザ１の受信ＳＮＲ“５．５ｄＢ”が、ユーザ３の受信ＳＮＲ“４．７ｄＢ”より高いため、サブキャリア１はユーザ１に割り当てられる（（式２）参照）。
【００８２】
この場合、同様にユーザ１の要求品質を満たしているため、他のユーザ２，３が要求品質を満たすまで、サブキャリアの割り当て対象からユーザ１を除外する。その結果として、サブキャリア１の各ユーザ１〜４の受信ＳＮＲ値を「０」に設定する。この後、新たに利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）の算出を行って、更新した受信ＳＮＲテーブルを図４に示す。
【００８３】
図４の受信ＳＮＲテーブルにおいて、サブキャリア２，４は、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最小“Ｕ（２）＝２，Ｕ（４）＝２”と同一であるが、サブキャリア２のユーザ２の受信ＳＮＲ値（１２．９ｄＢ）が最も高いため、サブキャリア２はユーザ２に割り当てられる（（式２）参照）。
【００８４】
この後、サブキャリア２の各ユーザ１〜４の受信ＳＮＲ値を「０」に設定すると、残りのサブキャリア３がユーザ３に割り当てられる。以上のユーザ１〜４とサブキャリア１〜４の割り当て結果を図５に示す（○：使用，×：未使用）。
【００８５】
なお、以上のサブキャリア割り当て処理では、ユーザ１〜４の要求品質を同等のものと設定した場合を説明したが、各ユーザ１〜４が異なる要求品質を設定した場合も同様に適用可能である。また、各ユーザのＳＮＲ閾値を同等のものと設定した場合を説明したが、異なるＳＮＲ閾値（誤り率）を設定した場合も同様に適用可能である。
【００８６】
また、サブキャリア／変調方式割当部１０８では、利用可能ユーザ数Ｕ（ｎ）が最小のサブキャリアｎ＊  の中で受信ＳＮＲ値が、ユーザの要求品質（誤り率）により決定された受信ＳＮＲ閾値以上のユーザｋ＊  に優先的にサブキャリアが割り当てられる。
【００８７】
ここまでの説明では、伝搬路符号化された固定変調（例えばＱＰＳＫ）について述べていたが、本発明は符号化多値変調（ＭＣＳ）、例えば符号化率１／２のＴｕｒｂｏ符号を使用して、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫにも同様に適用可能である。
【００８８】
この場合、ユーザの要求品質（誤り率）を満足することができる最も高いビットレートの符号化変調方式（ＭＣＳ）をサブキャリアとともに割り当てることが可能である。
【００８９】
例えば、６４ＱＡＭを割り当てる受信ＳＮＲ閾値を１０．５ｄＢに設定した場合、図２のサブキャリア割当処理を実行することにより、６４ＱＡＭで送信可能なサブキャリアを各ユーザに割り当てる。このとき割り当てられた複数のサブキャリア は、受信ＳＮＲテーブルから除外され、以後のサブキャリア割当処理において割り当て対象から除外される。
【００９０】
以後、同様に、１６ＱＡＭを割り当てる受信ＳＮＲ閾値を６．０ｄＢ、ＱＰＳＫを割り当てる受信ＳＮＲ閾値を１．５ｄＢ、ＢＰＳＫを割り当てる受信ＳＮＲ閾値を−２．０ｄＢと設定してサブキャリア割当処理を繰り返し実行することにより、それぞれユーザの要求品質（誤り率）を満足するようにサブキャリアと変調方式を割り当てることができる。
【００９１】
このように、本実施の形態の送信装置１００によれば、利用可能ユーザ数が少ないサブキャリアを回線品質が良いユーザに優先的に割り当てるため、ＯＦＤＭシステム全体のスループットを向上させることができる。
【００９２】
また、ユーザの要求データ伝送率を満たすようにサブキャリアを割り当てるとともに、サブキャリアを割り当て済みのユーザは、サブキャリアの割り当て対象から除外するため、公平にすべてのユーザにサブキャリアを割り当てることができる。
【００９３】
さらに、符号化多値変調方式に対応する受信ＳＮＲ閾値を設定することにより、ユーザの要求品質（誤り率）を満足することができる最も高いビットレートの変調方式をサブキャリアとともに割り当てることができ、ＯＦＤＭシステム全体のスループットを向上させることができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチキャリア無線通信システム全体のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る送信装置と受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態に係る送信装置内のサブキャリア／変調方式割当処理部の動作を説明するためのフローチャート
【図３】本実施の形態に係る受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当状況を示す図
【図４】本実施の形態に係る受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当状況を示す図
【図５】本実施の形態に係る受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当結果を示す図
【図６】従来の受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当状況を示す図
【図７】従来の受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当状況を示す図
【図８】従来の受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当状況を示す図
【図９】従来の受信ＳＮＲテーブルのサブキャリア割当結果を示す図
【図１０】従来のサブキャリア割当動作を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１００  送信装置
１０１−１〜１０１−Ｎ  符号変調部
１０２  ＩＦＦＴ部
１０３  ＧＩ挿入部
１０４、２１０  送信ＲＦ部
１０５、２０１  送受信共用アンテナ
１０６、２０２  受信ＲＦ部
１０７  回線品質情報取出部
１０８  サブキャリア／変調方式割当部
１０９  割当結果記憶部
２００  受信装置
２０３  ＧＩ除去部
２０４  ＦＦＴ部
２０５  回線品質推定部
２０６  等化器
２０７−１〜２０７−Ｎ  復調部
２０８  Ｐ／Ｓ部
２０９  サブキャリア及び変調方式割当情報取出部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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