(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）によるデータ伝送において、使用中の符号化方式および変調方式を伝送路の状態変動に応じて適応的に選択変更する場合の適応変調方法であって、
使用中の符号化方式および変調方式を伝送路の状態変動に応じて適応的に選択変更するか否かを判断するための基準通信品質を取得する基準通信品質取得ステップと、
前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしていない場合、サブキャリア毎の変調方式を選択してサブキャリア毎の変調方式の組み合わせ（変調方式パターン）を決定する処理において、変調方式を選択可能かどうか判断する際の比較対象として使用しているＳＩＲ（Signal  to  Interference  Ratio）しきい値を規定の調整量だけ増加させ、一方、前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしている場合には、当該ＳＩＲしきい値を規定の調整量だけ減少させるＳＩＲしきい値調整ステップと、
前記ＳＩＲしきい値調整ステップにおいて、ＳＩＲしきい値を規定の調整量だけ増加または減少させた後のＳＩＲしきい値およびサブキャリア毎のＳＩＲに基づいて変調方式パターンを決定する変調パターン決定ステップと、
受信信号のサブキャリア毎のＳＩＲに基づいて伝送速度を算出する伝送速度算出ステップと、
それまでに実行した符号化方式の調整処理実行回数（符号化方式調整回数）が規定回数に達していない場合、かつ前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしていない場合、使用中の符号化方式よりも誤り訂正能力の高い符号化方式を使用するように符号化方式の調整処理を行い、一方、前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしている場合には、使用中の符号化方式よりも誤り訂正能力の低い符号化方式を使用するように符号化方式を変更の調整処理を行う符号化方式調整ステップと、
を含み、
まず、通信品質が良好であると判断するための通信品質判定しきい値と通信品質が過剰に良好であると判断するための過剰品質判定しきい値との間の範囲に通信品質が収まるまで、前記ＳＩＲしきい値調整ステップおよび変調パターン決定ステップを繰り返し実行してＳＩＲしきい値の調整を行い、次に、当該ＳＩＲしきい値調整を終了後、前記伝送速度算出ステップを実行して伝送速度を算出し、さらに、当該伝送速度算出ステップを実行後、前記符号化方式調整ステップを実行して符号化方式の調整を行い、またさらに、当該符号化方式調整ステップを実行後、前記符号化方式調整回数が規定回数に達するまで、前記基準通信品質取得ステップ、当該ＳＩＲしきい値の調整処理、当該伝送速度算出ステップおよび当該符号化方式調整ステップを繰り返し実行し、当該符号化方式調整回数が規定回数に達した場合には、当該伝送速度算出ステップにおいて算出した伝送速度が最大となった場合の符号化方式および変調方式パターンを、データ伝送時に使用する正式な符号化方式および変調方式パターンとして選択決定することを特徴とする適応変調方法。
【請求項２】
前記基準通信品質取得ステップおよび前記ＳＩＲしきい値調整ステップのみを実行し、当該ＳＩＲしきい値調整ステップにおいて決定した変調方式パターンを、データ伝送時に使用する正式な変調方式パターンとして選択決定することを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項３】
前記ＳＩＲしきい値調整ステップでは、変調多値数の多い変調方式を選択可能かどうか判断する際に使用するＳＩＲしきい値ほど、よりＳＩＲしきい値が大きな値になるような調整量で調整することを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項４】
前記ＳＩＲしきい値調整ステップでは、変調多値数の多い変調方式を選択可能かどうか判断する際に使用するＳＩＲしきい値ほど、よりＳＩＲしきい値が大きな値になるような調整量で調整することを特徴とする請求項２に記載の適応変調方法。
【請求項５】
前記ＳＩＲしきい値調整ステップでは、当該ステップの処理を開始後、ＳＩＲしきい値を調整した調整量（ＳＩＲしきい値の増加量または減少量）の累積値が規定の範囲内に収まっている場合にのみＳＩＲしきい値を調整することを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項６】
前記ＳＩＲしきい値調整ステップでは、当該ステップの処理を開始後、ＳＩＲしきい値を調整した調整量（ＳＩＲしきい値の増加量または減少量）の累積値が規定の範囲内に収まっている場合にのみＳＩＲしきい値を調整することを特徴とする請求項２に記載の適応変調方法。
【請求項７】
前記基準通信品質取得ステップを実行後、前記ＳＩＲしきい値調整ステップを実行せずに、直ちに前記伝送速度算出ステップ実行し、以後、前記符号化方式調整回数が規定回数に達するまで、当該基準通信品質取得ステップ、当該伝送速度算出ステップおよび前記符号化方式調整ステップを繰り返し実行し、当該符号化方式調整回数が規定回数に達した場合には、当該伝送速度算出ステップにおいて算出した伝送速度が最大となった場合の符号化方式を、データ伝送時に使用する正式な符号化方式として選択決定することを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項８】
近隣の複数のサブキャリアにより構成されたサブキャリア群を、前記サブキャリアに見立てて処理を行うことにより、サブキャリア群毎に変調方式を個別に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項９】
ＦＤＭ（Frequency  Division  Multiplexing）、ＣＤＭ（Code  Division  Multiplexing）、ＴＤＭ（Time  Division  Multiplexing）またはＳＤＭ（Space  Division  Multiplexing）を使用した通信システムにおいて、伝送路の状態に応じて、周波数、拡散符号、タイムスロットまたは空間により分割された伝送チャネル毎に異なる変調方式を割り当ててデータ伝送を行う場合の適応変調方法であって、
前記サブキャリアまたは前記サブキャリア群に代えて、前記伝送チャネルに対して伝送チャネル毎の変調方式および符号化方式の選択決定処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の適応変調方法。
【請求項１０】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）によるデータ伝送時の符号化方式および変調方式を伝送路の状態に応じて適応的に選択決定する通信装置であって、
サブキャリア毎の変調方式の組み合わせ（変調方式パターン）と、送信データを符号化する際に使用する符号化方式との組み合わせ（伝送条件）を選択する伝送条件選択手段と、
前記伝送条件選択手段が選択した伝送条件を使用したデータ伝送時の伝送品質（通信品質および伝送速度、または伝送速度）を算出する伝送品質算出手段と、
前記伝送条件選択手段および前記伝送品質算出手段に対して、それ以前に選択した伝送条件を再度選択しない、という条件の下で伝送条件を再選択しながら、前記伝送品質を繰り返し算出するように、制御を行う繰り返し処理制御手段と、
前記伝送品質算出手段が、前記伝送条件選択手段が選択対象とする全ての伝送条件についての伝送品質を算出した場合、算出した伝送品質の中で、所望の通信品質を満足しつつ伝送速度が最大の伝送品質が得られた際の伝送条件を、データ伝送時に使用する正式な伝送条件として選択決定する伝送条件決定手段と、
を備え、
前記伝送条件選択手段は、
使用中の符号化方式および変調方式を伝送路の状態変動に応じて適応的に選択変更するか否かを判断するための基準通信品質を取得する基準通信品質取得手段と、
前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしていない場合、サブキャリア毎の変調方式を選択して前記変調方式パターンを決定する処理において、変調方式を選択可能かどうか判断する際の比較対象として使用しているＳＩＲ（Signal  to  Interference  Ratio）しきい値を規定の調整量だけ増加させて調整し、一方、当該取得した基準通信品質が所望の通信品質を満たしている場合には、当該ＳＩＲしきい値を規定の調整量だけ減少させて調整するＳＩＲしきい値調整手段と、
前記ＳＩＲしきい値調整手段により調整されたＳＩＲしきい値およびサブキャリア毎のＳＩＲに基づいて変調方式パターンを決定する変調方式パターン決定手段と、
それまでに実行した符号化方式の調整処理実行回数（符号化方式調整回数）が規定回数に達していない場合、かつ前記基準通信品質が所望の通信品質を満たしていない場合、使用中の符号化方式よりも誤り訂正能力の高い符号化方式を使用するように符号化方式の調整を行い、一方、当該基準通信品質が所望の通信品質を満たしている場合には、使用中の符号化方式よりも誤り訂正能力の低い符号化方式を使用するように符号化方式を調整する符号化方式調整手段と、
を備え、
前記変調方式パターン決定手段により決定された変調方式パターンを使用した通信の品質が良好であると判断するための通信品質判定しきい値と、通信品質が過剰に良好であると判断するための過剰品質判定しきい値との間の範囲に通信品質が収まるまで、前記ＳＩＲしきい値調整手段および前記変調方式パターン決定手段が繰り返して処理を実行することを特徴とし、
さらに、
前記伝送品質算出手段は、前記伝送条件選択手段に含まれるＳＩＲしきい値調整手段および前記変調方式パターン決定手段が行う繰り返し処理が終了後、受信信号のサブキャリア毎のＳＩＲに基づいて、当該変調方式パターン決定手段が決定した変調方式パターンを使用したデータ伝送時の伝送速度を算出し、
前記繰り返し処理制御手段は、前記符号化方式調整手段が符号化方式を調整後、前記符号化方式調整回数が規定回数に達するまで、前記ＳＩＲしきい値調整手段および変調方式パターン決定手段による繰り返し処理と、当該符号化方式調整手段による符号化方式調整処理とを繰り返し実行するように制御を行い、
前記伝送条件決定手段は、前記符号化方式調整回数が規定回数に達した場合には、前記伝送品質算出手段の算出した伝送速度が最大となった場合の伝送条件を、データ伝送時に使用する正式な伝送条件として選択決定することを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
前記伝送条件選択手段が、前記基準通信品質を取得処理および前記ＳＩＲしきい値繰り返し調整処理のみを実行し、
前記伝送条件決定手段は、前記前記伝送条件選択手段におけるＳＩＲしきい値繰り返し調整処理が終了した時点の変調方式パターンを、データ伝送時に使用する正式な変調方式パターンとして選択決定することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記伝送条件選択手段が、前記ＳＩＲしきい値調整処理において、変調多値数の多い変調方式を選択可能かどうか判断する際に使用するＳＩＲしきい値ほど、よりＳＩＲしきい値が大きな値になるような調整量で調整することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記伝送条件選択手段が、前記ＳＩＲしきい値調整処理において、変調多値数の多い変調方式を選択可能かどうか判断する際に使用するＳＩＲしきい値ほど、よりＳＩＲしきい値が大きな値になるような調整量で調整することを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記伝送条件選択手段が、前記ＳＩＲしきい値調整処理を開始後、ＳＩＲしきい値を調整した調整量（ＳＩＲしきい値の増加量または減少量）の累積値が規定の範囲内に収まっている場合にのみＳＩＲしきい値を調整することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【請求項１５】
前記伝送条件選択手段が、前記ＳＩＲしきい値調整処理を開始後、ＳＩＲしきい値を調整した調整量（ＳＩＲしきい値の増加量または減少量）の累積値が規定の範囲内に収まっている場合にのみＳＩＲしきい値を調整することを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【請求項１６】
前記伝送条件選択手段は、前記基準通信品質取得処理を実行後、前記ＳＩＲしきい値調整処理を実行せずに、直ちに前記伝送速度算出処理実行し、以後、前記符号化方式調整回数が規定回数に達するまで、当該基準通信品質取得処理、当該伝送速度算出処理および前記符号化方式調整処理を繰り返し実行し、当該符号化方式調整回数が規定回数に達した場合には、伝送品質算出手段の算出した伝送速度が最大となった場合の伝送条件を、データ伝送時に使用する正式な伝送条件として選択決定することを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）によるデータ伝送時の符号化方式および変調方式を適応的に選択決定するための適応変調方法に関するものであり、特に、サブキャリア毎の通信品質に基づいて、符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を選択決定する場合の適応変調方法および当該適応変調方法を実現する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
適応変調方式は、符号化方式（符号化率や誤り訂正符号の種類）と変調方式の組み合わせを、伝送路の状態に応じて選択使用する方式である。すなわち、伝送路の状態が、大きな雑音などにより劣悪な状態である場合には、なるべく誤り訂正能力の高い符号化方式と、誤り難い変調方式とを組み合わせて使用する。逆に、伝送路の状態が良好な場合には、付加する冗長ビット（誤り訂正ビット）数の少ない符号化方式と、多くのビットを一度に伝送できる多値数の多い変調方式とを組み合わせて使用する。このような適応変調方式の採用により、伝送路の状態に応じて、所望の通信品質（ビット誤り率や、パケット誤り率）を満足しつつ、なるべく高速なデータ伝送を実現することができる。たとえば、下記特許文献１では、ＯＦＤＭを使用して通信を行う際の適応変調方式として、符号化方式や、変調方式などを、伝送路の状態に応じて選択使用する方式が開示されている。【０００３】
ここで、ＯＦＤＭによるデータ伝送では、複数のサブキャリアを使用して、複数のデータを並列に伝送する。また、各サブキャリアには、それぞれ異なる変調方式を使用できるが、特許文献１に開示された従来技術や、ＯＦＤＭを使用した無線ＬＡＮなどでは、全てのサブキャリアで同一の変調方式を使用している。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６１７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、マルチパス等の影響によって、伝送路の周波数特性はフラットではない。そして、減衰の大きな周波数は信号が通り難く（伝送誤りが発生し易く）、多値数の小さい変調方式しか使用できない。逆に、減衰の小さい周波数は信号が通り易く、多値数の大きい変調方式を使用できる。【０００６】
上述したように、ＯＦＤＭによるデータ伝送は、複数のサブキャリアにそれぞれデータを乗せて並列伝送するものである。そして、伝送路の周波数特性がフラットでない場合にも、信号の通り易さに応じた変調方式をサブキャリア毎に設定できることが知られている。【０００７】
しかしながら、従来は、全てのサブキャリアに同じ変調方式を設定してデータ伝送を行っていた。そのため、信号が最も通り難いサブキャリアを考慮して全サブキャリアの変調方式が選択され、効率的なデータ伝送を実現できていなかった。また、最適な品質（高伝送レートの通信）を得るための、符号化方式とサブキャリア毎の変調方式との設定方法（組み合わせの選択方法）が示されていなかった。【０００８】
さらに、ＯＦＤＭを用いる通信に限らず、複数の周波数でデータを伝送する周波数分割（ＦＤＭ：Frequency  Division  Multiplexing）ベースの通信システム，複数の時間でデータを伝送する時分割（ＴＤＭ：Time  Division  Multiplexing）ベースの通信システム，複数の符号でデータを伝送する符号分割（ＣＤＭ：Code  Division  Multiplexing）通信システム，複数の空間でデータを伝送する空間分割（ＳＤＭ：Space  Division  Multiplexing）ベースの通信システムにおいても、ＯＦＤＭにおけるサブキャリアを、それぞれ、周波数、時間、符号、空間と見なせば、同様の問題があった。すなわち、ＯＦＤＭにおけるサブキャリア毎の信号の通り易さは、ＦＤＭベースの通信における各周波数での信号の通り易さと同じであり、ＴＤＭベースの通信における各時間スロットでの信号の通り易さと同じであり、ＣＤＭベースの通信における各符号で拡散された信号の通り易さと同じであり、ＳＤＭベースの通信における各空間での信号の通り易さと同じである。よって、ＯＦＤＭと同様に、最適な品質を得るための、符号化方式と、周波数、時間、符号、空間に設定する変調方式との設定方法が示されていなかった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＯＦＤＭを用いる通信において、所望の通信品質を満足しつつ、高速なデータ伝送を実現できる適応変調方法およびこれを実現する通信装置を得ることを目的とする。【００１０】
またさらに、ＦＤＭ、ＴＤＭ、ＣＤＭ、ＳＤＭを用いる通信において、所望の通信品質を満足しつつ、高速なデータ伝送を実現することのできる適応変調方法およびこれを実現する通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる適応変調方法は、直交周波数分割多重によるデータ伝送時の符号化方式および変調方式を伝送路の状態に応じて適応的に選択決定する場合の適応変調方法であって、たとえば、サブキャリア毎の変調方式を、予め規定されている変調方式の中から選択し、サブキャリア毎の変調方式の組み合わせ（変調方式パターン）を決定する変調方式パターン決定ステップと、送信データを符号化する際に使用する符号化方式を、予め規定されている符号化方式の中から選択する符号化方式選択ステップと、受信信号のサブキャリア毎のＳＩＲに基づいて、前記決定した変調方式パターンおよび前記選択した符号化方式を使用したデータ伝送時の伝送速度および通信品質（伝送品質）を算出する伝送品質算出ステップと、を含み、さらに、前記変調方式パターン決定ステップ、前記符号化方式選択ステップおよび前記伝送品質算出ステップを繰り返し実行することにより、変調方式パターンと、符号化方式との全ての組み合わせについて前記伝送品質算出ステップを実行し、伝送品質算出結果の中で所望の通信品質を満たしつつ伝送速度が最大となる伝送品質が得られた際の変調方式パターンおよび符号化方式を、データ伝送時に使用する正式な変調方式パターンおよび符号化方式として選択決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる適応変調方法は、信号の受信品質に基づいて、最適な符号化方式と、サブキャリア毎の最適な変調方式との組み合わせを選択してデータ伝送を行うこととしたので、所望の通信品質を満足しつつ、上記従来技術を使用した場合よりも高速度でデータ伝送を行うことが可能となり、特に、周波数特性がフラットでない伝送路におけるデータ伝送時の伝送速度を高速化できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明にかかる適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を選択決定する動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、サブキャリア毎に変調方式を選択する動作を説明するための図である。
【図４】図４は、符号化方式の選択動作を説明するための図である。
【図５】図５は、サブキャリア毎の変調方式および符号化方式を選択決定する動作を説明するための図である。
【図６】図６は、実施の形態２の通信装置が行う適応変調指示情報の生成動作を示すフローチャートである。
【図７−１】図７−１は、ＳＩＲしきい値設定動作を説明するための図である。
【図７−２】図７−２は、ＳＩＲしきい値設定動作を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明にかかる適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の実施の形態３の構成例を示す図である。
【図９】図９は、一旦決定したサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式とを調整する動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、ＳＩＲしきい値調整動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、符号化方式調整動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態４の適応変調方法において、適応変調指示情報を更新する動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態５の適応変調方法において、サブキャリア毎の変調方式を変更する動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態５の適応変調方法において、サブキャリア毎の変調方式を変更する動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態７の適応変調方法において、適応変調指示情報を更新する動作を示すフローチャートである。
【図１６−１】図１６−１は、実施の形態８の適応変調方法を説明するための図である。
【図１６−２】図１６−２は、実施の形態８の適応変調方法を説明するための図である。
【図１７−１】図１７−１は、実施の形態９の適応変調方法を説明するための図である。
【図１７−２】図１７−２は、実施の形態９の適応変調方法を説明するための図である。
【図１７−３】図１７−３は、実施の形態９の適応変調方法を説明するための図である。
【図１７−４】図１７−４は、実施の形態９の適応変調方法を説明するための図である。
【図１７−５】図１７−５は、実施の形態９の適応変調方法を説明するための図である。
【図１８】図１８は、実施の形態９の適応変調方法を実施の形態１に適用した場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１４】
１、２、２ａ  通信装置
１１  符号化部
１２  変調部
２１  復調部
２２  復号部
２３、２３ａ  判定部
３１  比較部
３２  しきい値設定部
３３  選択部
３４  符号化方式保持部
３５  制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる適応変調方法および通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。この通信システムは、通信装置１および通信装置２により構成される。また、通信装置１は、符号化部１１およびＯＦＤＭ変調部１２を備え、通信装置２は、ＯＦＤＭ復調部２１、復号部２２および判定部２３を備える。なお、判定部２３は、送信条件選択手段、伝送品質算出手段、繰り返し処理制御手段および伝送条件決定手段として動作を行う。【００１７】
また、図１では、通信装置１が通信装置２に対してデータを送信する様子を示している。そのため、通信装置１と２とは、それぞれ信号の送信処理部（符号化部１１および変調部１２に相当）、受信処理部（ＯＦＤＭ復調部２１および復号部２２に相当）のみを備える構成となっているが、実際には、双方ともに送信処理部と受信処理部とを備えており、通信装置２は、必要に応じて通信装置１へ信号を送信している。【００１８】
通信装置１において、符号化部１１は、通信相手先から予め通知されていた適応変調指示情報を構成する“符号化方式情報”が示す符号化方式で送信データを符号化する。ＯＦＤＭ変調部１２は、通信相手先から予め通知されていた適応変調指示情報を構成する“サブキャリア毎の変調方式を示す情報”が示す変調方式で、符号化部１１から受け取った符号化された送信データを変調して送信信号を生成する。生成された送信信号は、アンテナから伝送路を介して通信相手先である通信装置２へ送信される。【００１９】
通信装置２においては、ＯＦＤＭ復調部２１が通信装置１からの受信信号を復調する。復号部２２は、ＯＦＤＭ復調部２１が受信信号を復調して得られた復調データに対して誤り訂正処理を実行し、その処理結果を受信データとして出力する。判定部２３は、ＯＦＤＭ復調部２１にて復調された受信信号（復調データ）に基づいて、データの送信元装置（通信装置１）が使用する符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を決定し、当該決定結果を示す適応変調指示情報を生成する。具体的には、判定部２３は、受信信号に基づいて推定した伝送路状態に応じて、伝送速度を最大化できるような符号化方式と、サブキャリア毎の変調方式とを選択する。これは、上述したように、伝送路の周波数特性がフラットでないため、周波数（サブキャリア）毎に最適な変調方式を選択し、これを最適な符号化方式と組み合わせて通信を行うための処理である。なお、生成された適応変調指示情報は、伝送路を介して通信装置１へ通知（送信）される。【００２０】
判定部２３が上記適応変調指示情報を生成する動作（符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を選択決定する動作）を図２に基づいて説明する。図２は、適応変調指示情報の生成動作を示すフローチャートである。判定部２３は、ＯＦＤＭ復調部２１が測定したサブキャリア毎のＳＩＲ（Signal  to  Interference  Ratio）を受け取る（ステップＳ１１）。【００２１】
次に、判定部２３は、サブキャリア毎の変調方式を選択する（ステップＳ１２）。たとえば、サブキャリア数が３，選択可能な変調方式がＢＰＳＫおよびＱＰＳＫの場合であれば、各サブキャリアの変調方式の組み合わせとして、図３に示した８パターンの中のいずれか一つを選択することとなる。なお、各サブキャリアの変調方式の組み合わせ（組み合わせパターン）を選択する際の条件は特に規定しない。したがって、たとえば、図３に示した組み合わせパターン番号の若番号順に選択してもよいし、選択可能な組み合わせパターンをランダムに選択してもよい。【００２２】
次に、判定部２３は、符号化方式を選択する（ステップＳ１３）。符号化方式は、たとえば、図４に示したような誤り訂正能力の異なる２種類の符号化方式の中から選択する。図４は、リードソロモン（ＲＳ）符号を使用する場合の例を示している。第１の符号化方式であるＲＳ（２５５，２３９）は、２３９バイトの情報に対して１６バイトの冗長バイトを付加した符号を生成する符号化方式を示す。また、第２の符号化方式であるＲＳ（１２０，１０４）は、１０４バイトの情報に対して１６バイトの冗長バイトを付加した符号を生成する符号化方式を示す。なお、符号化率は、ＲＳ（２５５，２３９）を使用した場合が約０．９４（＝２３９／２５５）であり、ＲＳ（１２０，１０４）を使用した場合が約０．８７（＝１０４／１２０）である。また、同じ変調方式を使用した場合の伝送速度は、ＲＳ（２５５，２３９）を使用した場合の方が高くなる。また、誤り訂正能力は、ＲＳ（１２０，１０４）を使用した場合の方が高くなる。【００２３】
なお、符号化方式を選択する際の条件は特に規定しない。したがって、たとえば、図４に示した符号化方式の若番号順に選択してもよいし、ランダムに選択してもよい。【００２４】
また、判定部２３は、上記ステップＳ１２における選択結果と上記ステップＳ１３における選択結果を合わせて保持しておき（選択結果の組み合わせを保持しておき）、次回以降のステップＳ１２およびＳ１３の実行時には、それぞれの選択結果の組み合わせが、今回の選択結果の組み合わせと同じにならないように処理を行う。【００２５】
次に、判定部２３は、上記ステップＳ１２およびＳ１３における選択結果を使用して通信を行う場合の、伝送速度および通信品質を計算する（ステップＳ１４）。たとえば、サブキャリア毎の変調方式の組み合わせとして図３に示した例のＮｏ．１を選択し、符号化方式として図４に示した例のＮｏ．１を選択した場合、伝送速度は、全サブキャリアの変調方式がＢＰＳＫ，符号化率が０．９４なので、１シンボル当たり２．８２（＝３＊０．９４）ビットとなる。また、サブキャリア毎の変調方式の組み合わせとして図３に示した例のＮｏ．２を選択し、符号化方式として図４に示した例のＮｏ．２を選択した場合、伝送速度は、サブキャリア＃１の変調方式がＱＰＳＫで他はＢＰＳＫ，符号化率が０．８７なので、１シンボル当たり３．４８（＝４＊０．８７）ビットとなる。なお、ｂｐｓ（bits  per  second）などの単位で表される実際の伝送速度は、この値を１シンボルの時間長で除算する必要があるが、ここでは、伝送速度の大小比較ができればよいので、除算処理は必須ではない。【００２６】
通信品質の計算は、上記ステップＳ１１で取得したサブキャリア毎のＳＩＲを用いて計算する。通信品質は、誤り訂正後のビット誤り率（ｃｏｄｅｄ−ＢＥＲ：coded  Bit  Error  Rate）、または、パケット誤り率（ＰＥＲ：Packet  Error  Rate）であるので、サブキャリア毎のＳＩＲに基づいて計算ができる。具体的には、あるサブキャリアの誤り訂正前のＢＥＲ（uncoded-BER）は、そのサブキャリアの変調方式およびＳＩＲに基づいて計算できるため、判定部２３は、全てのサブキャリアについてこのuncoded-BERを求めることにより、復号部２２への入力信号のＢＥＲを計算する。また、誤り訂正は、使用する符号化方式によって訂正能力が決まっており、誤り訂正前のuncoded-BERに対する誤り訂正後のcoded-BER（＝通信品質）が計算できる。なお、この例では通信品質としてcoded-BERを使用する場合を示したが、これに代えて、ＰＥＲを使用してもよい。また、ここでは通信品質を計算により求める方法を示したが、計算するのではなく、予め、シミュレーションによりＳＩＲ対ＢＥＲ特性を求め、その結果を示した表を作成しておき、この表を参照するようにしてもよい。【００２７】
次に、判定部２３は、サブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との全ての組み合わせについての伝送速度計算および通信品質計算が終了したかどうかを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、未だ選択されていない（伝送速度計算および通信品質計算を計算していない）サブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせがある場合（ステップＳ１５、Ｎｏ）、ステップＳ１２へ戻り、未だ選択されていないサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせについて、同様の処理（ステップＳ１２〜Ｓ１４）を行う。全ての組み合わせについての伝送速度計算および通信品質計算が終了した場合（ステップＳ１５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ進む。【００２８】
最後に、判定部２３は、ステップＳ１４の処理結果として保持している伝送速度および通信品質の組み合わせを比較する。そして、保持している処理結果の中から、所望の通信品質（たとえば、通信システムが要求する通信品質）を満足しつつ、伝送速度が最大である組み合わせを選択する。最後に、当該選択結果に対応する（当該選択結果が得られた）、サブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせを、適応変調指示情報（データ伝送時に使用する組み合わせ）とする（ステップＳ１６）。【００２９】
図５は、図３に示した変調方式のいずれかおよび図４に示した符号化方式のいずれかを組み合わせて行うデータ伝送時において、サブキャリア番号＃１、＃２、＃３の各サブキャリアのＳＩＲがそれぞれ８ｄＢ、９ｄＢ、１０ｄＢの場合の上記ステップＳ１４での計算結果の一例を示したものである。図５に示したような計算結果が得られた場合において、たとえば、所望の通信品質がcoded-BER＝１Ｅ−６（１,０００,０００ビット当たり１ビットの誤りまで許容）であれば、この所望通信品質を満足する組み合わせは、Ｎｏ．１，５，９，１１，１３，１５の６通り存在する。そして、この中で最も大きい伝送速度が得られる組み合わせは、Ｎｏ．１５である。そのため、図５に示した計算結果が得られ、かつ所望通信品質がcoded-BER＝１Ｅ−６の場合、判定部２３は、ステップＳ１６において、Ｎｏ．１５の組み合わせを選択決定する。なお、通信品質を満足する組み合わせの中で、伝送速度が等しい複数の候補が存在する場合には、その中から通信品質が最も良好な組み合わせを選択決定する。【００３０】
このように、本実施の形態においては、信号の受信品質に基づいて、最適な符号化方式と、サブキャリア毎の最適な変調方式との組み合わせを選択し、選択した組み合わせを使用してデータ伝送を行うこととした。これにより、所望の通信品質を満足しつつ、最も大きな伝送速度でデータ伝送を行うことが可能となり、特に、周波数特性がフラットでない伝送路におけるデータ伝送時の伝送速度を、従来よりも高速化できる。【００３１】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１で説明した処理を簡易化することにより、計算量を減らして回路規模を低減する適応変調方法について説明する。なお、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態１と同様であり、判定部２３が行う適応変調指示情報の生成動作のみが異なる。そのため、本実施の形態においては、判定部２３が行う適応変調指示情報生成動作を中心に説明する。【００３２】
図６は、実施の形態２の通信装置２（判定部２３）が行う適応変調指示情報の生成動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と同様の処理については、同様のステップ番号を付して、その説明を省略する。【００３３】
判定部２３は、ステップＳＳ１１、ステップＳ１３の順番で処理を実行後、ステップＳ１３で選択した符号化方式に対応するＳＩＲしきい値を設定する（ステップＳ２１）。また、このＳＩＲしきい値は、その通信において満足すべき通信品質（所望の通信品質）に基づいて、選択可能な符号化方式毎に予め決定されており、判定部２３は、その中から上記選択した符号化方式に対応するものを選択して設定する。【００３４】
ＳＩＲしきい値設定動作の具体例を図７−１および７−２に基づいて説明する。図７−１および７−２は、誤り訂正実行前の受信信号品質（この例では、誤り訂正実行前のＢＥＲであるuncoded−BER）とＳＩＲとの対応関係の一例を示す図である。更に詳しくは、図７−１は、符号化方式毎の、通信品質（誤り訂正後のＢＥＲであるcoded-BER）とuncoded-BERとの対応関係の一例を示す図である。この対応関係は、符号化方式毎の符号化率に基づいて算出できる。また、図７−２は、変調方式毎の、uncoded-BERとＳＩＲとの関係例を示す図である。【００３５】
たとえば、所望の通信品質がcoded-BER＝１Ｅ−６の場合、これを満足するために、図７−１によれば、符号化方式＃１使用時ならばuncoded-BER≦１Ｅ−４が成立する必要があり、符号化方式＃２使用時ならばuncoded-BER≦１Ｅ−３が成立する必要がある。この図７−１に示した例は、符号化方式＃２の誤り訂正能力が符号化方式＃１の誤り訂正能力よりも高い場合についてのものである。また、図７−２によれば、所望の通信品質がcoded-BER＝１Ｅ−６かつ符号化方式＃１使用時ならばuncoded-BER≦１Ｅ−４が成立する必要があり、ＳＩＲがγ11以上でなければならない。同様に、変調方式＃２使用時ならば、ＳＩＲがγ12以上でなければならない。この図７−２に示した例は、変調方式＃２の方が大きなＳＩＲを必要としており、伝送ビット数が多い変調方式の場合についてのものである。【００３６】
ここで、あるサブキャリアのＳＩＲがγ11とγ12との間にあり、所望の通信品質がcoded-BER＝１Ｅ−６の場合について考えると、そのサブキャリアで、変調方式＃１は使用可能であるが、変調方式＃２は使用できない。これに対して、ＳＩＲがγ12より大きければ、そのサブキャリアで変調方式＃２が使用可能である。すなわち、γ12、γ12は、符号化方式＃１に対するＳＩＲしきい値である。同様に、γ21、γ22は、符号化方式＃２に対するＳＩＲしきい値である。【００３７】
以上より、ステップＳ１３において符号化方式＃１を選択した場合、判定部２３は、変調方式＃１を選択するためのＳＩＲしきい値γ12および変調方式＃２を選択するためのＳＩＲしきい値γ12を設定する。また、ステップＳ１３において符号化方式＃２を選択した場合、判定部２３は、変調方式＃１を選択するためのＳＩＲしきい値γ21および変調方式＃２を選択するためのＳＩＲしきい値γ22を設定する。【００３８】
次に、判定部２３は、ステップＳ２１で設定したＳＩＲしきい値と、ステップＳ１１で取得したサブキャリア毎のＳＩＲとを比較し、サブキャリア毎の変調方式を決定する（ステップＳ２２）。具体的には、判定部２３は、図７−１および７−２に基づいて、たとえば、変調方式の決定対象のサブキャリアのＳＩＲがγ11とγ12との間であれば、このサブキャリアの変調方式を変調方式＃１に決定する。なお、判定部２３は、このような処理（変調方式の決定）を全サブキャリアについて行う。【００３９】
次に、判定部２３は、伝送速度を計算する（ステップＳ２３）。なお、伝送速度の計算処理は、上述した実施の形態１のステップＳ１４において行う伝送速度の計算処理と同様であり、上記ステップＳ１３において選択した符号化方式の符号化率およびステップＳ２２において決定した変調方式（サブキャリア毎の変調方式）を使用した場合の伝送速度を計算する。判定部２３は、計算した伝送速度を保持しておく。【００４０】
次に、判定部２３は、選択可能な全ての符号化方式に対する上記一連の処理（ステップＳ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）を実行したかどうかを判定する（ステップＳ２４）。未だ選択されていない（上記一連の処理を実行していない）符号化方式がある場合（ステップＳ２４、Ｎｏ）、ステップＳ１３へ戻り、残りの符号化方式について、同様の処理（ステップＳ１３，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）を行う。全ての符号化方式について上記一連の処理が終了した場合（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ進む。【００４１】
最後に、判定部２３は、上記ステップＳ２３において最大の伝送速度が得られたサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせ、をデータ伝送時に使用する組み合わせとして選択決定する（ステップＳ１６）。【００４２】
このように、本実施の形態においては、信号の受信品質および受信品質のしきい値（たとえばＳＩＲのしきい値）に基づいて、最適な符号化方式と、サブキャリア毎の最適な変調方式との組み合わせを選択し、選択した組み合わせを使用してデータ伝送を行うこととした。これにより、全ての組み合わせ（符号化方式と、サブキャリア毎の最適な変調方式との組み合わせ）を調査しないため、組み合わせの選択精度が実施の形態１よりも劣るが、計算量を少なく抑えて回路規模を低減しつつ、データ伝送時の伝送速度を、従来よりも高速化することができる。【００４３】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３の適応変調方法および通信装置について説明する。図８は、本発明にかかる適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の実施の形態３の構成例を示す図である。実施の形態３の通信システムは、通信装置１および通信装置２ａにより構成される。なお、通信装置１は、上述した実施の形態１の通信装置１と同様である。【００４４】
通信装置２ａは、通信装置２が備える判定部２３に代えて判定部２３ａを備えた構成となる。判定部２３ａは、送信条件選択手段、伝送品質算出手段、繰り返し処理制御手段および伝送条件決定手段としての動作を行う。また、判定部２３ａは、比較部３１と、しきい値設定部３２と、選択部３３と、符号化方式保持部３４と、制御部３５と、を備える。なお、判定部２３ａ以外の部分については実施の形態１と同じ構成であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。【００４５】
本実施の形態においては、一旦決定した（使用中の）サブキャリア毎の変調方式と符号化方式とを調整する動作について説明する。本実施の形態では、伝送路状態の変動などにより通信品質が変化した場合であっても、適応的に変調方式と符号化方式を調整（再選択）できるようにして、伝送速度の高速化を実現している。なお、本実施の形態は、上述した実施の形態２と比較して、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の生成動作（適応変調指示情報の更新動作）のみが異なる。ここでは、判定部２３ａの動作を中心に説明する。【００４６】
伝送路状態は時間の経過とともに変動するので、一旦決定したサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式とが、時間の経過とともに所望の通信品質を満足しなくなるケースが発生し得る。一方、時間の経過とともに所望の通信品質より過剰によい通信品質となるケースも発生し得る。そのため、前者の場合には、伝送速度を減少させて所望の通信品質を満足させる必要がある。また、後者の場合には、効率的にデータを伝送するために、所望の通信品質を満足する範囲内で伝送速度を増加させる必要がある。これを実現するために、本実施の形態の通信装置２ａが備える判定部２３ａは、図９に示した手順で、一旦決定したサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式とを調整する。図９は、判定部２３ａが、一旦決定したサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式とを調整する動作（適応変調指示情報を更新する動作）を示すフローチャートである。なお、実施の形態２と同様の処理については、同様のステップ番号を付して、その説明を省略する。【００４７】
なお、比較部３１が変調方式パターン決定手段を構成し、また、しきい値設定部３２および制御部３５がＳＩＲしきい値調整手段を構成する。また、制御部３５が基準通信品質取得手段を構成し、選択部３３、符号化方式保持部３４および制御部３５が符号化方式調整手段を構成する。【００４８】
まず、判定部２３ａは、通信開始時に、実施の形態１または２において示したいずれかの適応変調指示情報の生成動作を実行して適応変調指示情報を生成する（サブキャリア毎の変調方式と、符号化方式とを決定する）。その後、判定部２３ａの制御部３５は、復号部２２が測定した通信品質を示す通信品質情報を取得する（ステップＳ３１）。なお、復号部２２が測定した通信品質は、一般的に行われているような、ＣＲＣの誤りを検出してＰＥＲを求める方法などにより測定されたものである。また、ここで取得した通信品質は、基準通信品質として次回ステップＳ３１が実行されるまで保持しておく。【００４９】
次に、判定部２３ａは、上記通信開始時の適応変調指示情報生成動作において設定したＳＩＲしきい値（図６のステップＳ２１参照）を調整する（ステップＳ３２）。なお、既にＳＩＲしきい値の調整を実行した後においてはこの限りではなく、前回調整して得られている最新のＳＩＲしきい値を調整（再調整）する。【００５０】
ここで、ステップＳ３２の動作を図１０に基づいて詳細に説明する。図１０は、ＳＩＲしきい値調整動作の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３２において、判定部２３ａの制御部３５は、上記ステップＳ３１において取得した通信品質情報が示す通信品質（基準通信品質）が良好（所望の通信品質を満足している）かどうかを判定する（ステップＳ４１）。なお、通信品質は、通信品質が良好か否かを判断するための通信品質判定しきい値に基づいて判断する。具体的には、制御部３５は、通信品質が通信判定しきい値以上の場合は通信品質が良好、そうでない場合には通信品質が良好でないと判断する。通信品質が良好でない場合（ステップＳ４１、Ｎｏ）、制御部３５は、しきい値設定部３２に対してＳＩＲしきい値を調整するように指示を出し、しきい値設定部３２は、使用中の（設定されている）ＳＩＲしきい値を規定の値だけ増加させた後のＳＩＲしきい値（更新ＳＩＲしきい値）を再設定する（ステップＳ４２）。なお、しきい値設定部３２は、複数存在している変調方式毎のＳＩＲしきい値すべてについて調整を行う。比較部３１は、更新ＳＩＲしきい値とＯＦＤＭ復調部２１から受け取ったサブキャリア毎のＳＩＲとに基づいて、上記実施の形態２のステップＳ２２（図６参照）と同様の処理を実行し、サブキャリア毎の変調方式を決定する（ステップＳ４３）。なお、決定したサブキャリア毎の変調方式は、通信装置１へ通知される。【００５１】
その後、制御部３５は、上記決定したサブキャリア毎の変調方式を反映した状態での通信品質情報を復号部２２から取得し、通信品質が良好であるかどうかを確認する（ステップＳ４４）。【００５２】
通信品質が良好な場合（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）、ステップＳ３３へ遷移する。これに対して、通信品質が良好でない場合（ステップＳ４４、Ｎｏ）、ステップＳ４２へ遷移してＳＩＲしきい値を調整し（規定値だけ増加させ）、上記ステップＳ４３を実行する。以下、ステップＳ４４において通信品質が良好である（ステップＳ４４、Ｙｅｓ）と判断するまで同様の処理（ステップＳ４２〜Ｓ４４）を繰り返し実行する。【００５３】
以上のステップＳ４２〜Ｓ４４の処理は、ＳＩＲしきい値を増加させると、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭという多値数の大きい変調方式（雑音に弱い変調方式）が選択され難くなり、逆に、ＢＰＳＫやＱＰＳＫなど、多値数の小さい変調方式（雑音に強い変調方式）が選択され易くなる、という特性に基づいて行うものである。すなわち、ＳＩＲしきい値を調整することで、雑音耐性を強くして通信品質をよくすることができる。なお、ステップＳ４２におけるＳＩＲしきい値の増加量は、小さくするほど細かい調整が可能で、大きくするほど、調整処理の実行回数が少なくなるが、本発明を適用するシステムの都合に応じて設定すればよい。【００５４】
一方、上記ステップＳ４１において、通信品質が良好であると判断した場合（ステップＳ４１、Ｙｅｓ）、制御部３５は、しきい値設定部３２に対してＳＩＲしきい値を調整するように指示を出し、しきい値設定部３２は、使用中のＳＩＲしきい値を規定の値だけ減少させた後のＳＩＲしきい値（更新ＳＩＲしきい値）を再設定する（ステップＳ４５）。なお、しきい値設定部３２は、複数存在している変調方式毎のＳＩＲしきい値すべてについて調整を行う。ただし、制御部３５は、通信品質が良好であっても、それが上記通信品質判定しきい値に対して一定のマージンを加えた過剰品質判定しきい値未満である場合には、しきい値設定部３２に対してＳＩＲしきい値の調整指示を出さない。すなわち、ＳＩＲしきい値の調整を行わずにステップＳ３２の処理を終了する。【００５５】
比較部３１は、しきい値設定部３２により再設定（調整）されたＳＩＲしきい値とＯＦＤＭ復調部２１から受け取ったサブキャリア毎のＳＩＲとに基づいて、上記実施の形態２のステップＳ２２と同様の処理を実行してサブキャリア毎の変調方式を決定する（ステップＳ４６）。なお、決定したサブキャリア毎の変調方式は、通信装置１へ通知される。【００５６】
その後、制御部３５は、上記決定したサブキャリア毎の変調方式を反映した状態での通信品質情報を復号部２２から取得し、取得した通信品質に基づいてＳＩＲしきい値をさらに減少させることができるかどうか（さらに伝送速度を増加させることができる程度に通信品質が過剰に良好かどうか）を確認する（ステップＳ４７）。すなわち、このステップＳ４７では、通信品質が上記品質判定しきい値以上かつ上記過剰品質判定しきい値未満の範囲にあるかどうかを判断する。【００５７】
ＳＩＲしきい値をさらに減少させることができない場合（ステップＳ４７、Ｎｏ）、ステップＳ３３へ遷移する。これに対して、ＳＩＲしきい値をさらに減少させることができる場合（ステップＳ４７、Ｙｅｓ）、ステップＳ４５へ遷移してＳＩＲしきい値を調整し（規定値だけ減少させ）、上記ステップＳ４６を実行する。以下、ステップＳ４７において、ＳＩＲしきい値をさらに減少させることができない（ステップＳ４７、Ｎｏ）と判断するまで同様の処理（ステップＳ４５〜Ｓ４７）を繰り返し実行する。【００５８】
以上のステップＳ４５〜Ｓ４７の処理は、ＳＩＲしきい値を減少させると、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなど、多値数が大きく一度に多くのビットを伝送できる変調方式を選択し易くなる、という特性に基づいて行うものである。すなわち、ＳＩＲしきい値を調整することで、伝送速度を増加させることができる。【００５９】
図９の説明に戻り、ステップＳ２３の処理に続いて、制御部３５は、符号化方式の選択回数が規定回数に達したかどうかを確認する（ステップＳ３３）。符号化方式の選択回数が規定回数に達している場合（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ遷移する。これに対して、符号化方式の選択回数が規定回数に達していない場合（ステップＳ３３、Ｎｏ）、判定部２３ａは、使用中の符号化方式を調整する（ステップＳ３４）。【００６０】
ここで、ステップＳ３４の動作を図１１に基づいて詳細に説明する。図１１は、符号化方式調整動作を示すフローチャートである。ステップＳ３４において、判定部２３ａの制御部３５は、上記ステップＳ３１において取得した通信品質情報が示す基準通信品質が良好（所望の通信品質を満足している）か否かを確認する（ステップＳ５１）。【００６１】
通信品質が良好でない場合（ステップＳ５１、Ｎｏ）、制御部３５は、選択部３３に対して符号化方式を調整するように指示を出し、選択部３３は、使用している符号化方式を、符号化方式保持部３４に保持されている符号化方式の中から、より高い誤り訂正能力の符号化方式を選択し、以降この符号化方式を使用するように変更する（ステップＳ５２）。これにより、符号化データに含まれる冗長ビット数を増加させて、雑音耐性を強くする。【００６２】
一方、上記ステップＳ５１において、通信品質が良好であると判断した場合（ステップＳ５１、Ｙｅｓ）、制御部３５は、選択部３３に対して符号化方式を調整するように指示を出し、選択部３３は、使用している符号化方式を、符号化方式保持部３４に保持されている符号化方式の中から、より低い誤り訂正能力の符号化方式を選択し、以降この符号化方式を使用するように変更する（ステップＳ５３）。これにより、符号化データに含まれる冗長ビット数を減少させて、伝送速度を増加させる。ただし、制御部３５は、通信品質が良好であっても、それが上記通信品質判定しきい値に対して一定のマージンを加えた過剰品質判定しきい値未満である場合には、選択部３３に対して符号化方式の調整指示を出さない。すなわち、符号化方式の調整を行わずにステップＳ３４の処理を終了する。【００６３】
そして、ステップＳ３４を実行後、ステップＳ３１へ遷移し、上記一連の処理（ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ２３，Ｓ３３）を再度実行する。以後、ステップＳ３３において、符号化方式の選択回数が規定回数に達している（ステップＳ３３、Ｙｅｓ）と判断するまで同様の処理（ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ２３，Ｓ３３，Ｓ３４）を継続する。ここで、符号化方式の変更を規定回数に制限しているのは、処理の実行回数を低減して、符号化方式とサブキャリア毎の変調方式との組み合わせを再設定できるまでの時間を短縮するためである。ただし、時間や回路規模に余裕があれば、全ての符号化方式を選択できるようにしてもよい。その場合には、より適切な符号化方式とサブキャリア毎の変調方式の選択が可能となる。【００６４】
最後に、制御部３５は、上記ステップＳ２３において算出して保持しておいた中で最大の伝送速度が得られたサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせ、を選択決定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において選択決定した組み合わせが、使用中のサブキャリア毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせと異なる場合、選択決定した組み合わせは、通信装置１へ通知される。【００６５】
このように、本実施の形態においては、伝送路の時間変動を監視し、使用中の符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式が伝送路状態に対して最適なものではなくなった場合には、使用する符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を適宜変更することとした。これにより、たとえば、通信品質を満足できなくなってしまった場合、通信品質が過剰によくなってしまった場合、などにおいても、その変化に追随して、所望の通信品質を満足しつつ、常に高速な伝送速度を実現することができる。【００６６】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態は、実施の形態３で示した処理を簡易化することにより、計算量を減らして回路規模を低減したものである。なお、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態３と同様であり、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作のみが異なる。【００６７】
図１２は、実施の形態４の判定部２３ａが、適応変調指示情報を更新する動作を示すフローチャートである。本実施の形態の適応変調指示情報更新動作は、実施の形態３の適応変調指示情報更新動作（図９参照）と比較して符号化方式を調整しない点が異なる。具体的には、実施の形態３で示したステップＳ２３、ステップＳ３３およびＳ３４の処理を削除し、実行しないようにしている。また、これに伴いステップＳ１６に代えてステップＳ６１を実行している。なお、ステップＳ６１の処理は、サブキャリア毎の変調方式を決定する処理であるが、上述したように、ステップＳ３２において、調整後のＳＩＲしきい値を使用したサブキャリア毎の変調方式を決定済みであるため、それをそのまま調整後のサブキャリア毎の変調方式として採用する。その他の処理は、実施の形態３の適応変調指示情報更新動作（図９参照）の中の同一のステップ番号が付与されたものと同様である。【００６８】
通信品質が悪くなったり、良くなり過ぎたりする理由は、上述のような伝送路の時間変動や、ＳＩＲ測定の精度不足、通信装置内のＯＦＤＭ復調を行う受信機（受信処理部）の精度など、種々の原因が関係する。よって、サブキャリア毎の変調方式を常に精度よく選択するのは一般的には難しい。そのため、本実施の形態においては、符号化方式の調整を行わないことして処理の簡易化を図るとともに、処理時間を短縮してサブキャリア毎の変調方式を頻繁に調整するようにしている。【００６９】
このように、本実施の形態においては、一旦決定した符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式のうち、サブキャリア毎の変調方式のみに焦点を当て、高頻度に変調方式を調整することとした。これにより、伝送路の時間変動に対するサブキャリア毎の変調方式調整動作の追従性が向上し、より高精度にサブキャリア毎の変調方式を選択できる。【００７０】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態においては、実施の形態３で説明した処理を一部変更した適応変調方法について説明する。なお、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態３と同様であり、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作のみが異なる。そのため、本実施の形態においては、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作を中心に説明する。【００７１】
図１３は、実施の形態５の判定部２３ａが、サブキャリア毎の変調方式を変更する動作を示すフローチャートであり、実施の形態３において説明した図９のステップＳ３２に代えて実行する動作（ステップＳ３２ｂとする）を示している。なお、適応変調指示情報の更新動作におけるその他の処理（図９のステップＳ３２以外の処理）は、実施の形態３と同様である。【００７２】
図１３に示した動作は、上記図１０に示した動作（実施の形態３におけるＳＩＲしきい値調整動作）に対して、ステップＳ４２とＳ４３との間にステップＳ７１を追加し、ステップＳ４５とＳ４６との間にステップＳ７２を追加したものである。なお、他の部分は図１０に示した動作と同様である。【００７３】
ステップＳ７１およびステップＳ７２においては、同じ処理を実行する。具体的には、ステップＳ４２およびＳ４５において、同じ調整量で一律に調整された、変調方式毎に複数存在するそれぞれのＳＩＲしきい値を、さらに、変調方式毎に異なるオフセット値を付加して再調整する。このオフセット値を付加する理由について以下に述べる。【００７４】
ＢＰＳＫやＱＰＳＫのように、多値数の小さい変調方式は、一般的に雑音や、装置の不完全性による信号揺らぎ（位相変動）など、外乱に対して強く、劣化が小さい傾向がある。これに対して、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭのように、多値数の大きい変調方式は、一般に、外乱に対して弱い。すなわち、同じ程度の信号揺らぎがあった場合には、ＢＰＳＫやＱＰＳＫに比べて、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭでは、所要ＳＩＲが大きく増加する。たとえば、実施の形態２の説明で使用した図７−２において、γ11が１ｄＢ大きく必要となる状態では、γ12は、２ｄＢ必要となる、などである（数値については、あくまでも一例である）。そのため、本実施の形態においては、変調方式毎に異なるオフセットを付加するようにして、変調多値数によって通信品質の劣化量が異なるという現象を回避することとした。すなわち、多値数の大きな変調方式ほど大きなオフセット値を付加するようにすることで、外乱による影響を回避することとした。【００７５】
このように、本実施の形態においては、サブキャリア毎の変調方式調整動作において使用するＳＩＲしきい値に対して、それぞれに対応する変調方式に応じたオフセットを与えることとした。これにより、変調方式毎に異なる調整量でＳＩＲしきい値を調整することができ、装置の不完全性による信号揺らぎのような外乱がある場合においても、精度の高いサブキャリア毎の変調方式選択が可能となる。【００７６】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態においては、実施の形態３で説明した処理を一部変更した適応変調方法について説明する。なお、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態３と同様であり、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作のみが異なる。そのため、本実施の形態においては、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作を中心に説明する。【００７７】
図１４は、実施の形態６の判定部２３ａが、サブキャリア毎の変調方式を変更する動作を示すフローチャートであり、実施の形態３において説明した図９のステップＳ３２に代えて実行する動作（ステップＳ３２ｃとする）を示している。なお、適応変調指示情報の更新動作におけるその他の処理（図９のステップＳ３２以外の処理）は、実施の形態３と同様である。【００７８】
図１４に示した処理は、上記図１０に示した動作（実施の形態３におけるＳＩＲしきい値調整動作）に対して、ステップＳ４１とＳ４２との間にステップＳ８１を追加し、ステップＳ４１とＳ４５との間にステップＳ８２を追加したものである。なお、他の部分は図１０に示した動作と同様である。【００７９】
ステップＳ８１およびステップＳ８２における処理は、同じものであり、しきい値の調整量（増減量）を制限するための処理である。具体的には、ＳＩＲしきい値を増加／減少させる処理（ステップＳ４２／Ｓ４５）を実行するにあたり、それまでステップＳ３２ｃにおいて増加／減少させたＳＩＲしきい値の累積調整量に対して今回の調整量を加算した場合に、累積調整量が規定の範囲内に収まるかどうかを確認する（ステップＳ８１／Ｓ８２）。累積調整量に対して今回の調整量を加算した結果が規定範囲内であれば（ステップＳ８１、Ｙｅｓ／Ｓ８２、Ｙｅｓ）、ＳＩＲしきい値を増加／減少させる（ステップＳ４３／Ｓ４５）。これに対して、累積調整量に対して今回の調整量を加算した結果が規定範囲内でなければ（ステップＳ８１、Ｎｏ／Ｓ８２、Ｎｏ）、ステップＳ３２ｃの処理を終了する。【００８０】
上述したような累積調整量を参照しながらＳＩＲしきい値の調整を行う理由について説明する。たとえば、ＳＩＲしきい値を増加すればするほど、多値数の小さい変調方式が選択され易くなるが、極端に増加した場合、伝送速度が極端に低下してしまい、伝送効率が悪くなる。また、ＳＩＲしきい値を減少すればするほど、多値数の大きい変調方式が選択され易くなるが、伝送路の時間変化に対して弱くなり、通信が不安定になる。このように、一定範囲を超えて調整をした場合には、ＳＩＲしきい値を調整した効果が殆ど見られず、計算量が多くなるなど、かえって別の問題が生じる恐れがあるため、本実施の形態においては、調整量が一定の範囲内に収まるようにしている。【００８１】
このように本実施の形態においては、サブキャリア毎の変調方式調整動作において使用するＳＩＲしきい値の調整を一定の範囲内においてのみ行うこととした。これにより、伝送路状態の変動に対してサブキャリア毎の変調方式を過度に調整することが無くなり、安定して通信を実現できる。【００８２】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態は、実施の形態３で示した処理を簡易化することにより、計算量を減らして回路規模を低減したものである。なお、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態３と同様であり、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作のみが異なる。そのため、本実施の形態においては、判定部２３ａが行う適応変調指示情報の更新動作を中心に説明する。【００８３】
図１５は、実施の形態７の判定部２３ａが、適応変調指示情報を更新する動作を示すフローチャートである。本実施の形態の適応変調指示情報更新動作は、実施の形態３の適応変調指示情報更新動作（図９参照）と比較して、サブキャリア毎の変調方式を調整しない点が異なる。具体的には、実施の形態３で示したステップＳ３２の処理を削除し、実行しないようにしている。また、これに伴いステップＳ１６に代えてステップＳ９１を実行している。なお、ステップＳ９１の処理は、符号化方式を決定する処理であり、ステップＳ２３において最大の伝送速度が得られた符号化方式を、調整後の符号化方式として選択決定するものである。その他の処理は、実施の形態３の適応変調指示情報更新動作（図９参照）の中の同一のステップ番号が付与されたものと同様である。【００８４】
サブキャリア数が多い場合や、変調方式の候補が多い場合には、サブキャリア毎の変調方式を決定するために要する時間が長くなる。そのため、本実施に形態においては、そのような場合にサブキャリア毎の変調方式の調整を行わないこととして処理の簡略化を図るとともに、処理時間を短縮して符号化方式を頻繁に調整するようにしている。【００８５】
このように、本実施の形態においては、一旦決定した符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式のうち、符号化方式のみに焦点を当て、伝送路の時間変動に対してより高頻度に符号化方式を変更することとした。これにより、伝送路の時間変動に対する符号化方式調整動作の追従性が向上し、より高精度にサブキャリア毎の符号化方式を選択できる。【００８６】
実施の形態８．
つづいて、実施の形態８の適応変調方法および通信装置について説明する。本実施の形態は、上述した実施の形態において、サブキャリア毎に変調方式を選択（決定）していた処理を、近隣の複数のサブキャリア毎にまとめて行うこととしたものである。そのため、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムおよび通信システムを構成する通信装置の構成は、上述した実施の形態１または３のいずれかと同様である。【００８７】
図１６−１および図１６−２は、実施の形態８の適応変調方法を説明するための図である。図１６−１は、伝送路の周波数特性（振幅特性）の一例であり、縦軸に示した振幅特性の値の大きさに比例して信号が通り易くなることを示している。図１６−２は、図１６−１に示した振幅特性の伝送路を通って受信されたＯＦＤＭ信号の受信レベルの一例である。受信レベルは、伝送路の振幅特性の大きさに比例し、受信レベルが大きいサブキャリアほど信号が通り易く、一度に多くのビットを送信できる多値数の大きい変調方式を使用できる。一方、受信レベルが小さいサブキャリアでは、多値数の小さい変調方式しか使用できず、一度に少ないビットしか送信できない。【００８８】
ここで、伝送路の周波数特性は、反射波（マルチパス波）などの影響によって決まり、マルチパス波の遅延時間（最初に到来する信号と、反射により遅延して到来する信号との時間差）がさほど大きくなければ、周波数特性のうねり（山、谷の数）は比較的少ない。そして、この場合には、図１６−２に示した例のように、近隣のサブキャリアではその信号の通り易さ（受信レベル）は、ほとんど同じになる。そのため、仮に、上述した実施の形態のようにサブキャリア毎に変調方式を選択するような処理を実行しても、結果的に近隣のサブキャリアでは同一の変調方式を使用することになる可能性が高く、無駄に計算量が多くなってしまう。【００８９】
このような理由により、本実施の形態においては、変調方式をサブキャリア毎に設定するのではなく、複数のサブキャリアをまとめて、その複数のサブキャリアのまとまり（サブキャリア群）に対して、同一の変調方式を設定する。たとえば、サブキャリア数が１００波ある場合に、２波ずつをまとめてサブキャリア群とすると、変調方式を設定する対象の数（上述した実施の形態におけるサブキャリア数に相当）が１／２となり、サブキャリア毎に変調方式を設定する場合の手間（上述した実施の形態におけるサブキャリア毎に変調方式を設定する処理）を１／２とすることができる。【００９０】
なお、上述した変調方式を近隣のサブキャリア（サブキャリア群）毎に設定する動作は、実施の形態１〜６に対して適用可能である。【００９１】
このように、本実施の形態においては、上述した実施の形態１〜６においてサブキャリア毎に個別に実行していた変調方式の設定処理を、近隣の複数のサブキャリアからなるサブキャリア群毎に実行することとした。これにより、変調方式の設定に要する処理時間や回路規模を低減できる。【００９２】
実施の形態９．
つづいて、実施の形態９の適応変調方法および通信装置について説明する。上述した実施の形態１〜８では、ＯＦＤＭを使用した通信システムにおける適応変調方法について説明したが、本実施の形態においては、上述した適応変調方法を、ＯＦＤＭ以外の方式を使用した通信システムに適用する場合について説明する。そのため、本実施の形態の適応変調方法を実現する通信システムの構成は、上述した実施の形態１または３のいずれかと同様であり、使用する多重化方式のみが異なる。【００９３】
図１７−１〜１７−５は、実施の形態９適応変調方法を説明するための図である。図１７−１〜１７−３は、それぞれ、ＯＦＤＭ信号のスペクトルの一例、ＦＤＭ信号のスペクトルの一例、ＣＤＭ信号のスペクトルの一例を示したものである。また、図１７−４は、ＴＤＭ信号の時間波形の一例を模擬的に示したものであり、図１７−５は、ＳＤＭを行う通信システムの構成例を示したものである。上述したように、実施の形態１〜８は、図１７−１に示したようなＯＦＤＭ信号をベースとした発明であり、この方式の場合は、複数のサブキャリアを使ってデータを並列伝送する。【００９４】
これに対して、図１７−２に示したようなＦＤＭ信号を使用した通信システムの場合、複数の周波数（周波数帯の異なるキャリア）を使用してデータを並列伝送し、かつ、キャリア毎に変調方式を設定するのであれば、ＦＤＭ信号における周波数は、ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアと同様に扱える。すなわち、ＦＤＭ信号を使用した通信システムに対して実施の形態１〜８に示した適応変調方法を適用可能である。【００９５】
同様に、図１７−３に示したようなＣＤＭ信号を使用した通信システムの場合、複数の符号（異なる符号により拡散されたキャリア）を使用してデータを並列伝送し、かつ、符号毎に変調方式を設定するのであれば、ＣＤＭ信号における符号は、ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアと同様に扱える。すなわち、ＣＤＭ信号を使用した通信システムに対して実施の形態１〜８に示した適応変調方法を適用可能である。【００９６】
同様に、図１７−４に示したようなＴＤＭ信号を使用した通信システムの場合、複数のタイムスロットを使用してデータを並列伝送し、かつ、タイムスロット毎に変調方式を設定するのであれば、ＴＤＭ信号におけるタイムスロットは、ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアと同様に扱える。すなわち、ＣＤＭ信号を使用した通信システムに対して実施の形態１〜８に示した適応変調方法を適用可能である。【００９７】
さらに、図１７−５に示したようなＳＤＭを行う通信システムの場合、複数の空間を使用して（複数の送信アンテナおよび受信アンテナを使用して）データを並列伝送し、かつ、空間（送信アンテナからの送信信号）毎に変調方式を設定するのであれば、ＳＤＭを行う通信システムにおける上記空間は、ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリアと同様に扱える。すなわち、ＳＤＭを行う通信システムに対して実施の形態１〜８に示した適応変調方法を適用可能である。【００９８】
たとえば、実施の形態１における図２に示した動作手順を、図１８に示したような手順に変更することにより、本発明を上記いずれの通信システムに対しても適用できるようになる。具体的には、図２に示した動作手順において、サブキャリアを対象としている処理を、各通信システム（ＦＤＭ、ＣＤＭ、ＴＤＭ、ＳＤＭのいずれかをベースとする通信システム）において使用する伝送チャネル（周波数，符号，タイムスロット，空間のいずれかを使用して多重化されたチャネル）を対象とするように変更する。【００９９】
このような変更を行うことで、受信側の通信装置は、以下に示した処理を実行して伝送チャネル毎の変調方式および符号化方式を選択決定することが可能となる。受信側の通信装置は、まず、伝送チャネル毎のＳＩＲを測定し（ステップＳ１１１）、次に伝送チャネル毎の変調方式を選択し（ステップＳ１１２）、次に符号化方式を選択し（ステップＳ１１３）、次に伝送速度および通信品質を計算し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１２で選択した伝送方式毎の変調方式と、ステップＳ１１３で選択した符号化方式との全ての組み合わせについて上記ステップＳ１１４を実行したかどうかを確認後（ステップＳ１１５）、全ての組み合わせについてステップＳ１１４を実行したのであれば（ステップＳ１１５、Ｙｅｓ）、上記ステップＳ１１２およびＳ１１３の選択結果の組み合わせの中から所望の通信品質を満足しつつ、伝送速度が最大となる組み合わせに対応する伝送チャネル毎の変調方式と、符号化方式との組み合わせ、を選択決定する（ステップＳ１１６）。なお、ステップＳ１１５において、全ての組み合わせについてステップＳ１１４を実行していないと判断した場合は（ステップＳ１１５、Ｎｏ）、全ての組み合わせに対して上記処理を実行するまで、ステップＳ１１２〜Ｓ１１５の処理を繰り返し実行する。【０１００】
なお、実施の形態２〜８で示した動作手順を、ＯＦＤＭ信号を使用した通信システム以外の通信システムへ適用するには、各実施の形態の動作手順に対して、上述した、図２の動作手順に対する変更と同様の変更を行えばよい。【０１０１】
このように、本実施の形態においては、上述した実施の形態１〜７で示した適応変調方法をＯＦＤＭ以外で多重伝送を行う通信システムに対しても適用可能であることを示した。すなわち、ＯＦＤＭ以外で多重伝送を行う各通信システムの伝送チャネル（周波数，符号，タイムスロット，空間）を、ＯＦＤＭを使用した通信システムにおけるサブキャリアと同様に扱い、実施の形態１〜８で示した動作を行うことにより、それぞれの通信システムにおいて、上述した各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明にかかる適応変調方法は、たとえば、ＯＦＤＭを使用した通信システムに有用であり、特に、サブキャリア毎の通信品質に基づいて、符号化方式およびサブキャリア毎の変調方式を適応的に選択決定して通信を行う通信装置の適応変調方法に適している。
【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７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１７−３】
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【図１７−４】
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【図１７−５】
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【図１８】
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