(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬路状況の変化の速さを推定する伝搬路状況推定手段と、
伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定する通信品質推定手段と、
前記通信品質推定手段が推定した通信品質を通信相手に送信する送信手段と、
前記通信相手により前記通信品質に基づいて決められた変調方式で変調されたデータを受信する受信手段と、
前記データを復調する復調手段と、
を具備する通信装置。
【請求項２】
伝搬路状況の変化の速さを推定する伝搬路状況推定手段と、
伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定する通信品質推定手段と、
前記伝搬路状況の変化の速さの情報に基づいて前記通信相手との通信に用いる変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定する閾値設定手段と、
前記閾値設定手段により設定された条件で前記通信品質から変調方式を選択する変調方式選択手段と、
前記選択した変調方式を示す情報を通信相手に送信する送信手段と、
を具備する通信装置。
【請求項３】
前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さに基づいて前記複数の推定方法のいずれかで推定した通信品質を選択する請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より速い場合に選択する推定方法が、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より遅い場合に選択する推定方法より長い区間長を推定する方法である請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より速い場合にフレームエラーレートを推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より遅い場合に受信電力対雑音比を推定する請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記閾値設定手段は、前記伝搬路状況の変化の速さが速い場合の閾値を、前記伝搬路状況の変化の速さが遅い場合の閾値よりも、変調方式が切り替わり難くなるように設定する請求項２に記載の通信装置。
【請求項７】
前記伝搬状況推定手段は、受信信号を所定のデータサイズに分割し、分割したデータ単位で受信品質の変動を検出することにより、伝搬路状況の変化の速さを推定する請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項８】
受信側は、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定し、推定した通信品質の情報及び伝搬路状況の変化の速さの情報を送信側に送信し、
前記送信側は、前記受信側から送信された通信品質の情報及び伝搬路状況の変化の速さの情報を受信し、前記伝搬路状況の変化の速さの情報に基づいて、前記受信側に送信する信号の変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定し、設定された条件と前記受信側で受信された信号の通信品質とに基づいて変調方式を選択し、選択された変調方式でデータを変調し、変調されたデータを無線信号で送信し、
前記受信側は、前記送信側により決められた変調方式で変調されたデータを受信し、前記データを復調する通信方法。
【請求項９】
受信側は、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さに基づいて送信側が受信側に送信する信号の変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定し、設定された条件で受信信号の通信品質から変調方式を選択し、選択した変調方式を示す情報を送信側に送信し、
前記送信側は、前記受信側で選択された変調方式を示す情報を受信し、選択された変調方式でデータを変調し、変調されたデータを無線信号で送信し、
前記受信側は、選択した変調方式で送信側により変調されたデータを受信し、前記データを復調する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及び通信方法に関し、特に、適応変調に用いて好適な通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディア通信を実現するために、音声だけでなく、データ、画像といった大容量の情報を高信頼かつ高速に伝送できる情報伝送方式が必要となっている。特に、移動無線伝送路のようにマルチパスフェージングやシャドウイング等が発生しうる環境下で伝送を行う場合には、その対策が重要な課題となる。
【０００３】
このような課題を解決するための一つの技術として、伝搬路の通信品質に応じて変調方式を適応的に変化させて送受信を行う適応変調技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている適応変調技術は、ＴＤＭＡ−ＦＤＤ（Time Division Multiple Access-Frequency Division Duplex）方式を対象としたものであり、基地局から移動局に信号を送信する下り回線と、移動局から基地局に信号を送信する上り回線とを、異なる周波数チャネルをそれぞれ時分割多重したチャネルで構成し、基地局及び移動局は自局の受信信号から自局向けの送信周波数における伝搬路の通信品質を推定して、その推定結果に応じて互いに相手局の変調方式を決定している。具体的には、ＢＥＲを所定の値以下に保ちつつ、情報伝送速度を最も高いものとすることができる変調方式を選択している。
【０００４】
また、通信品質の推定結果に応じて変調方式を選択する方法の一例として、送信側では誤り訂正符号を付加した送信信号を送信し、受信側では誤り訂正符号に基づいた誤り訂正処理で検出したビットエラー率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）に基づいて変調方式を選択する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３２４０２６２号公報
【特許文献２】特開平９−２００２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、相異なる変調方式に切り替える判断が正しく行えず、最適な変調方式を選択できないことがある。例えば、ある通信環境では、変調方式の切り替えの判断が適切であっても、別の通信環境では切り替えの判断が適切ではないことがある。
【０００６】
例えば、送信信号がフレーム単位で構成されており、このフレーム単位で通信を行う通信システムにおいて、伝搬路の通信品質を示すパラメータとして受信電力対雑音比（ＣＮＲ：Carrier to Noise Ratio）を選択し、変調方式を切り替える基準として、ＣＮＲの過去Ｎフレーム分の平均値を用いる場合、フェージングピッチと伝送効率を最大にする平均化フレーム数Ｎの関係は単調増加の特性となる。ここで、フェージングピッチとは、受信波の包絡線が著しく落ち込んでいる箇所の間隔のことであり、その単位にはＨｚを用いることとする。従って、一つの伝搬路の状況を想定してフレーム数Ｎを固定的に設定していた従来の適応変調方式では、伝搬路の状況が変化した場合に伝送効率が低下することになる。
【０００７】
また、例えば、変調方式の切り替え基準とする通信品質としてＣＮＲを用いる場合、フェージングピッチが高くなるほどＣＮＲの正確な推定が困難になり、時間同期誤差がある場合には特に困難になる。その結果、変調方式の切り替えも適切に行えなくなり、伝送効率が低下するといった課題がある。
【０００８】
また、例えば、変調方式の切り替え基準とする通信品質として受信信号のフレーム誤り率（ＦＥＲ : Frame Error Rate）を用いる場合、フェージングピッチが高くなるほど、伝送効率を最大にする変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値は小さくなる傾向にある。従って、一つの伝搬路の状況を想定して変調方式の切り替えしきい値を固定的に設定していた従来の適応変調方式では、伝搬路の状況が変化した場合に伝送効率が低下するといった課題がある。
【０００９】
このように、伝搬路の通信品質に応じて適応的に変調方式を変える従来の技術においては、伝搬路の状況が変化した場合に変調方式を切り替える判断基準が変動することについて考慮されておらず、最適な変調方式を選択することができず、伝送効率が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、伝搬路状況が変化した場合でも最適な変調方式を選択し、伝送効率を向上させる通信装置及び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】
【００１１】
本発明の通信装置は、伝搬路状況の変化の速さを推定する伝搬路状況推定手段と、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定する通信品質推定手段と、前記通信品質推定手段が推定した通信品質を通信相手に送信する送信手段と、前記通信相手により前記通信品質に基づいて決められた変調方式で変調されたデータを受信する受信手段と、前記データを復調する復調手段と、を具備する構成を採る。
【００１２】
本発明の通信装置は、伝搬路状況の変化の速さを推定する伝搬路状況推定手段と、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定する通信品質推定手段と、前記伝搬路状況の変化の速さの情報に基づいて前記通信相手との通信に用いる変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定する閾値設定手段と、前記閾値設定手段により設定された条件で前記通信品質から変調方式を選択する変調方式選択手段と、前記選択した変調方式を示す情報を通信相手に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
これらの構成によれば、受信信号の伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて通信品質の推定方法を変えることにより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の通信装置は、前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さに基づいて前記複数の推定方法のいずれかで推定した通信品質を選択する構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、受信側において、伝搬路状況の変化に基づいて通信品質の推定方式を選択し、選択した推定方式で推定した通信品質を送信側に通知し、送信側において、この通信品質に基づいて複数の変調方式のいずれかを選択し、選択した変調方式で信号を送信することにより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【００１７】
本発明の通信装置は、前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より速い場合に選択する推定方法が、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より遅い場合に選択する推定方法より長い区間長を推定する方法である構成を採る。
【００１８】
本発明の通信装置は、前記通信品質推定手段は、複数の推定方法で通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より速い場合にフレームエラーレートを推定し、伝搬路状況の変化の速さが所定の閾値より遅い場合に受信電力対雑音比を推定する構成を採る。
【００１９】
これらの構成によれば、受信信号の伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて変調方式を切り替える判定条件を変化させ、通信品質に基づいて変調方式を選択し、選択した変調方式でデータを送信することにより、伝送効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の通信装置は、前記閾値設定手段は、前記伝搬路状況の変化の速さが速い場合の閾値を前記伝搬路状況の変化の速さが遅い場合の閾値よりも変調方式が切り替わり難くなるように設定する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、受信信号の伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて受信品質推定方法を変えることにより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【００２３】
本発明の通信装置は、前記伝搬状況推定手段は、受信信号を所定のデータサイズに分割し、分割したデータ単位で受信品質の変動を検出することにより、伝搬路状況の変化の速さを推定する構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、１フレーム内で伝搬路が変化するような通信環境下においても、伝搬路状況の変化の速さを的確に推定することができるため、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【００２５】
本発明の通信方法は、受信側は、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定し、推定した通信品質の情報及び伝搬路状況の変化の速さの情報を送信側に送信し、前記送信側は、前記受信側から送信された通信品質の情報及び伝搬路状況の変化の速さの情報を受信し、前記伝搬路状況の変化の速さの情報に基づいて、前記受信側に送信する信号の変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定し、設定された条件と前記受信側で受信された信号の通信品質とに基づいて変調方式を選択し、選択された変調方式でデータを変調し、変調されたデータを無線信号で送信し、前記受信側は、前記送信側により決められた変調方式で変調されたデータを受信し、前記データを復調するようにした。
【００２６】
本発明の通信方法は、受信側は、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化が速い場合に通信品質を平均化する区間長を、伝搬路状況の変化が遅い場合に通信品質を平均化する区間長より長くして、通信品質の情報を平均化して通信品質を推定し、伝搬路状況の変化の速さに基づいて送信側が受信側に送信する信号の変調方式を複数の変調方式から選択する条件を設定し、設定された条件で受信信号の通信品質から変調方式を選択し、選択した変調方式を示す情報を送信側に送信し、前記送信側は、前記受信側で選択された変調方式を示す情報を受信し、選択された変調方式でデータを変調し、変調されたデータを無線信号で送信し、前記受信側は、選択した変調方式で送信側により変調されたデータを受信し、前記データを復調するようにした。
【００２７】
これらの方法によれば、受信信号の伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて受信品質の測定方式を変えることにより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の通信装置及び通信方法によれば、通信品質に応じて適応的に変調方式を切り替える適応変調を用いた通信において、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに基づいて通信品質の推定方法を決定し、決定した推定方法で推定した通信品質に基づいて通信に用いる変調方式を決定し、また、伝搬路状況の変化の速さに基づいて変調方式を選択するしきい値を設定することにより、伝搬路状況が変化した場合でも最適な変調方式を選択し、伝送効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、通信システムは第一の通信装置１００と第二の通信装置２００との間でディジタル変調により無線通信を行う。なお、本実施の形態では、第一の通信装置１００から第二の通信装置２００への通信路をダウンリンクと呼び、第二の通信装置２００から第一の通信装置１００への通信路をアップリンクと呼ぶことにする。
【００３１】
まず、第一の通信装置１００の構成について図２を用いて説明する。図２において、受信処理部１０２は、第二の通信装置２００から送信された無線信号を受信し、無線信号を無線周波数からベースバンド周波数に変換、直交復調、同期処理を行い、ダウンリンクの通信品質の情報を取り出して適応変調制御部１１０に出力する。通信品質の情報は、例えば、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、ＦＥＲ（Frame Error Rate）、ＰＥＲ（Packet Error Rate）、受信信号強度等である。
【００３２】
適応変調制御部１１０は、受信処理部１０２から出力された通信品質の情報に基づいて、ダウンリンクで用いる変調方式を決定し、適応変調部１０３に変調方式を指示する。しきい値設定部１１１は、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定し、変調方式選択部１１２に出力する。変調方式選択部１１２は、例えば、ＣＮＲ値と判定しきい値の大きさを比較することにより、ダウンリンクで用いる変調方式を選択する。
【００３３】
適応変調部１０３は、適応変調制御部１１０によって選択された変調方式、伝送速度、データ長等、第二の通信装置２００における復調に必要な情報を含むヘッダ部を所定の変調方式を用いて変調し、送信処理部１０１へ出力する。ここで、所定の変調方式は予め固定的に定められており、例えばＢＰＳＫ又はＱＰＳＫである。また、適応変調制御部１１０で選択された変調方式でユーザデータを含むペイロード部を変調し、送信処理部１０１に出力する。
【００３４】
送信処理部１０１は、適応変調部１０３によって変調された送信データに対して、周波数変換、電力増幅等の送信処理を行い、第二の通信装置２００に送信する。
【００３５】
次に、第二の通信装置２００の構成について図３を用いて説明する。なお、ダウンリンクでは所定のフレーム単位でデータが伝送されるものとする。図３において、受信処理部２０１は、第一の通信装置１００から送信された信号を受信し、受信した信号に対して増幅処理、無線周波数からベースバンド周波数への周波数変換、同期処理、直交復調等を行う。そして、受信信号のヘッダ部を所定の変調方式（例えばＢＰＳＫ又はＱＰＳＫ）を用いて復調し、ペイロード部に用いられている変調方式を示す情報を抽出し、抽出した情報によって示されている変調方式を用いてペイロード部を復調する。また、これらの受信処理の過程で得られた信号のうち何れかの信号を伝搬路状況推定部２１０と通信品質推定部２２０に出力する。ここでは、直交復調後のＩＱベクトル信号を出力するものとする。ただし、ＩＱベクトル信号は、第一の通信装置１００で構成したフレーム単位で出力されているものとする。
【００３６】
伝搬路状況推定部２１０は、受信処理部２０１から出力された信号に基づいて、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さを示す情報を通信品質推定部２２０に出力する。例えば、伝搬路状況の変化の速さを表す指標としては、フェージングピッチ、移動体の移動速度、遅延プロファイル、受信信号電力の変動周期等がある。
【００３７】
フレーム分割部２２１は、受信処理部２０１から出力されたＩＱベクトル信号に対して所定の間隔で１つ又は複数のブロックに分割する。ここでは、図４（ａ）に示すように、一つの受信フレームを８個のブロックに分割するものとする。また、図４（ｂ）は、受信信号レベルの変動を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は受信信号レベルを示す。分割されたブロック毎の信号は擬似誤り検出部２２２に出力される。
【００３８】
擬似誤り検出部２２２は、フレーム分割部２２１から出力されたブロック毎のＩＱベクトル信号に対して所定の変調方式におけるビット誤り数を擬似的に算出し、ブロック毎に算出した擬似ビット誤り数ＰＢＥをフェージングピッチ推定部２２３に出力する。
【００３９】
擬似ビット誤り検出方法としては、「安倍克明、他２名、“適応変調における通信品質推定方式の一検討”、2002年、電子情報通信学会、総合大会、B-5-99」等がある。この擬似ビット誤り検出法は、本来、適応変調技術を用いた通信において使用中の変調方式よりも変調多値数の多い変調方式におけるビット誤りを擬似的に検出することで、より変調多値数の多い変調方式への的確な切り替え判断を提供する手法である。
【００４０】
ところで、一般に、同じ伝搬環境下では、多値数の多い変調方式ほどビット誤りが多く発生する。このため、擬似ビット誤り検出法を用いれば、実際に使用中の変調方式におけるビット誤りよりも受信フレーム中のビット誤りの検出頻度が上がる。このことは、受信フレーム中の伝搬路状況の変化をより精度良く推定できることを意味する。本実施の形態では、ブロック毎の信号に対して２５６ＱＡＭで通信した場合の擬似ビット誤り数を算出する。
【００４１】
フェージングピッチ推定部２２３は、擬似誤り検出部２２２から出力されたブロック毎に算出された擬似ビット誤り数ＰＢＥに基づいて、現在通信している伝搬路のフェージングピッチを推定する。
【００４２】
ここで、フェージングピッチとは、受信波の包絡線が著しく落ち込んでいる個所の間隔のことである。図４（ｂ）に示すように、擬似ビット誤り数ＰＢＥが少ないブロックでは受信信号レベルが高く、逆に、擬似ビット誤り数ＰＢＥが多いブロックでは受信信号レベルが低いと見なせるため、擬似ビット誤り数ＰＢＥが多いブロックの間隔からフェージングピッチを推定する。
【００４３】
具体的には、擬似ビット誤り数ＰＢＥが所定のしきい値ths_eを超えたブロックの間隔を求める。例えばths_e=30とすると、図４の場合、受信信号レベルが落ち込む間隔はブロック２とブロック６の間隔、すなわち４ブロック長となる。ここで１ブロック長をＴｂ秒とすると、フェージングピッチは１／４Ｔｂ[Ｈｚ]となる。この値をフェージングピッチとして通信品質推定部２２０の平均化フレーム数設定部２３１に出力する。なお、フェージングピッチがランダムな場合には、擬似ビット誤り数ＰＢＥがしきい値ths_eを超えたブロック間隔の平均値をフェージングピッチとして算出してもよい。
【００４４】
このように、伝搬路状況推定部２１０は、受信信号からフェージングピッチを推定することにより、伝搬路状況の変化の速さを推定することができる。
【００４５】
通信品質推定部２２０は、受信処理部２０１から出力された信号について所定の時間間隔で受信品質を測定する。通信品質推定部２２０は、伝搬路状況推定部２１０から出力された伝搬路状況の変化の情報に基づいて、受信品質の情報を平均化するフレーム数を決定し、決定したフレーム数分の受信品質の情報について平均をとる。そして、通信品質推定部２２０は、平均化した受信品質の情報を送信処理部２０２に出力する。
【００４６】
平均化フレーム数設定部２３１は、フェージングピッチ推定部２２３から出力されたフェージングピッチに基づいて、平均化フレーム数Ｎを設定し、この平均化フレーム数Ｎを平均化処理部２３３に出力する。
【００４７】
すなわち、平均化フレーム数設定部２３１は、受信品質を平均化するフレーム数Ｎとフェージングピッチとの関係を用いる。図５に示すように、平均化するフレーム数Ｎとフェージングピッチとの関係は、フェージングピッチが高い場合は、フェージングピッチが低い場合に比べて、受信品質を平均化するフレーム数Ｎを大きくしたほうが、伝送効率が良くなる傾向にある。
【００４８】
具体的には、フェージングピッチが高くなるほど平均化フレーム数Ｎを大きくすることにより伝送効率が上がり、逆に、フェージングピッチが低くなるほど平均化フレーム数Ｎを小さくすることにより伝送効率が上がる。例えば、この特性を予め平均化フレーム数設定部２３１内にテーブルとして用意しておき、平均化フレーム数設定部２３１は、フェージングピッチの値に応じてテーブルを参照して平均化フレーム数Ｎを設定する。
【００４９】
ＣＮＲ推定部２３２は、受信フレーム信号からダウンリンクにおける受信信号のＣＮＲ値を推定し、推定ＣＮＲ値を平均化処理部２３３に出力する。ＣＮＲ値の推定方法としては、例えば、受信信号の直交復調後に得られるＩ／ＱベクトルのＩＱ平面上における分散状況から推定する方法がある。
【００５０】
平均化処理部２３３は、平均化フレーム数設定部２３１から出力された平均化フレーム数Ｎに従い、推定されたＣＮＲ値のＮフレーム分について平均ＣＮＲ値を算出することにより、ＣＮＲの推定誤差の影響を軽減する。そして、平均化処理部２３３は、平均ＣＮＲ値を送信処理部２０２に出力する。平均ＣＮＲ値は式（１）により算出すればよい。
【００５１】
【数１】
0004628150.tif 000002
ここで、ｓ７はＣＮＲ値を示し、ｓ８は平均ＣＮＲ値を示す。また、Ｎは平均化フレーム数を示す。
【００５２】
送信処理部２０２は、平均ＣＮＲ値を含むデータを変調、ベースバンド周波数から無線周波数に変換、電力増幅して無線信号として送信することにより、第一の通信装置１００にダウンリンクの通信品質を通知する。
【００５３】
このように、第二の通信装置２００は、伝搬路状況の変化の速さを示すフェージングピッチを推定し、推定したフェージングピッチに基づいて受信品質を平均化する区間長（フレーム数）を決定する。
【００５４】
以下、第二の通信装置２００によって測定された通信品質（平均ＣＮＲ値）に基づいて、第一の通信装置１００がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの３種類の変調方式を切り替える場合について具体的に説明する。
【００５５】
第一の通信装置１００において、受信処理部１０２は、第二の通信装置２００から送信された信号を受信し、この受信信号に直交復調処理、同期処理等の所定の受信処理を行い、ダウンリンクの通信品質を示す平均ＣＮＲ値を取り出し、適応変調制御部１１０に出力する。
【００５６】
しきい値設定部１１１は、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値ths_1、ths_2を設定し、変調方式選択部１１２に出力する。ここでths_1はＱＳＰＫと１６ＱＡＭとの切り替え判断に用いる判定しきい値であり、ths_2は１６ＱＡＭと６４ＱＡＭとの切り替え判断に用いる判定しきい値である。
【００５７】
具体的には、本実施の形態では変調方式を切り替える基準とする通信品質として平均ＣＮＲ値ｓ１１を用いることとしているので、ＣＮＲとＢＥＲとの関係から、しきい値を決定する。図６は、各変調方式におけるＣＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。例えば、図６に示すように、通信システムのＢＥＲが１０−３を超えないように変調方式を切り替えることを想定する場合には、ths_1＝16.5dB、ths_2＝22.5dBのように設定する。
【００５８】
変調方式選択部１１２は、平均ＣＮＲ値ｓ１１と判定しきい値ths_1及びths_2との大きさを比較することにより、ダウンリンクで用いる変調方式を選択する。具体的には、変調方式選択部１１２は、平均ＣＮＲ値ｓ１１が以下に示す式（２）を満たす場合はＱＰＳＫを選択し、式（３）を満たす場合には１６ＱＡＭを選択し、式（４）を満たす場合には６４ＱＡＭを選択する。そして、変調方式選択部１１２は、選択した変調方式を示す変調方式情報を適応変調部１０３に出力し、適応変調部１０３に変調方式を指示する。
【００５９】
【数２】
0004628150.tif 000003
【００６０】
【数３】
0004628150.tif 000004
【００６１】
【数４】
0004628150.tif 000005
【００６２】
適応変調部１０３は、変調方式情報によって指定された変調方式で送信データを変調し、適応変調信号を送信処理部１０１に出力する。
【００６３】
このように実施の形態１によれば、ダウンリンクの受信信号から伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて受信品質の平均化区間長を設定することにより、受信品質の測定結果の信頼度を高めることができるので、受信品質に応じて切り替える変調方式を精度良く決定することができる。従って、伝送効率を向上させることができる。
【００６４】
なお、通信に用いるフレームの単位は特に限定されるものではなく、例えば、時分割多重方式によりタイムスロット単位で通信が行われる場合、タイムスロット単位としてもよいし、複数のタイムスロットにより構成される単位としてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、疑似誤り検出部２２２がブロック毎の信号に対して擬似ビット誤り数を算出する構成としたが、これに限定されるものではなく、ブロック毎に擬似ビット誤り率を算出する構成としてもよい。また、フェージングピッチを疑似ビット誤り数に基づいて求める構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、実際のビット誤り率やＣＮＲ等を算出したうえで、これらの値の分布に基づいてフェージングピッチを求める構成としてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、擬似誤り検出部２２２がブロック毎の信号を用いて２５６ＱＡＭで通信した際の擬似ビット誤り数を算出する構成としたが、これに限定されるものではなく、受信信号に対して用いられていた変調方式よりも変調多値数の大きい変調方式における擬似ビット誤り数を用いればよく、例えば、受信信号の変調方式がＱＰＳＫであった場合には、１６ＱＡＭで通信した場合の擬似ビット誤り数を算出してもよい。
【００６７】
また、本実施の形態では、伝搬路状況の変化の速さを表すパラメータをフェージングピッチとしたが、これに限るものではなく、例えば、移動体の移動速度、遅延プロファイル、受信信号電力の変動周期等としてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態では、フレーム分割部２２１が分割したブロック単位をフェージングピッチの算出に用いる構成としたが、これに限るものではなく、例えば、ブロック単位でなくフレーム単位でフェージングピッチを算出する構成としてもよい。この場合、擬似誤り検出部２２２における擬似ビット誤り数の算出もフレーム単位で行われる。
【００６９】
また、本実施の形態では、通信品質推定部２２０が通信品質としてＣＮＲを推定する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＢＥＲ、ＦＥＲ、ＰＥＲ、受信信号強度等を推定してもよいし、伝搬路状況推定部２１０がブロック毎に算出した擬似ビット誤り数を所定の平均化フレーム数Ｎにわたって平均化した値を用いる構成としてもよいし、複数の通信品質を推定する構成としてもよい。
【００７０】
また、本実施の形態では、変調方式の切り替え判断は第一の通信装置で行う構成としたが、これに限るものではなく、第一の通信装置の適応変調制御部１１０を第二の通信装置内に配置する構成にしてもよい。この場合の第二の通信装置２００ａの構成を図７に示す。
【００７１】
図７に示すように、平均化処理部２３３ａから出力される平均ＣＮＲ値ｓ８を適応変調制御部１１０ａの変調方式選択部１１２ａに入力する構成にすればよい。
【００７２】
このような構成において、変調方式選択部１１２ａは、平均化処理部２３３ａから入力された平均ＣＮＲ値としきい値設定部１１１ａから入力されたしきい値の大きさを比較し、変調方式を選択する。そして、選択した変調方式を示す変調方式情報を送信処理部２０２ａに出力し、送信処理部２０２ａは変調方式情報を第一の通信装置１００ａへ送信する。
【００７３】
第一の通信装置１００ａでは、図８に示すように、受信処理部１０２が受信信号から変調方式情報を抽出し、抽出した変調方式情報に基づいて適応変調部１０３が送信データに対して変調処理を行う。このようにすれば、アップリンクにおいて、送信できる情報量が少なく、ＣＮＲ値のような多量の情報を送信できない場合にも適応変調が可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態では、アップリンクで用いる変調方式は特に限定されるものではなく、より確実にデータを伝送できる変調方式であればよく、例えば、ＢＰＳＫやＱＰＳＫを用いる構成にすればよい。
【００７５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、ダウンリンクの伝搬路の状況を推定し、その推定結果に応じて変調方式を切り替える基準とする通信品質を示すパラメータを選択し、選択した通信品質パラメータによる推定結果に基づいて変調方式を切り替える場合について説明する。なお、本実施の形態では、第一の通信装置７００から第二の通信装置８００への通信路をダウンリンクと呼び、第二の通信装置８００から第一の通信装置７００への通信路をアップリンクと呼ぶことにする。
【００７６】
図９は、本発明の実施の形態２に係る第二の通信装置８００の構成を示すブロック図である。なお、ダウンリンクでは所定のフレーム単位でデータが伝送されるものとする。図９において、受信処理部８０１は、第一の通信装置７００から送信された無線信号を受信し、受信した信号に対して所定の増幅、周波数変換、変調方式判定、直交復調、検波、誤り訂正、誤り検出等の処理を行う。そして、直交復調後のＩＱベクトル信号をフレーム分割部２２１とＣＮＲ推定部２３２へ出力し、受信フレーム毎の誤り検出結果をＦＥＲ推定部８２２へ出力する。
【００７７】
直交復調部８１１は、第一の通信装置７００から送信された無線信号を直交復調することにより、ＩＱベクトル信号を取得し、ＩＱベクトル信号を同期検波部８１２、フレーム分割部２２１、ＣＮＲ推定部２３２に出力する。
【００７８】
同期検波部８１２は、直交復調部８１１はから出力されたＩＱベクトル信号に対して同期検波処理を行い、ビットデータを誤り検出部８１３に出力する。
【００７９】
誤り検出部８１３は、同期検波部８１２から出力されたビットデータに対して第一の通信装置７００で付加された誤り訂正符合及び誤り検出符号を用いて誤り訂正及び誤り検出処理を行い、受信フレーム毎の誤り検出結果をＦＥＲ推定部８２２に出力する。
【００８０】
通信品質推定部８０２は、受信処理部８０１の直交復調部８１１から出力されたＩＱベクトル信号と誤り検出部８１３から出力された誤り検出結果とから複数の推定方法で通信品質を推定する。すなわち、変調方式を切り替える基準とする通信品質を示すパラメータをフェージングピッチに応じて選択する。通信品質推定部８０２は、選択したパラメータでダウンリンクの通信品質を推定し、選択したパラメータを示す情報と選択したパラメータによる推定結果を送信処理部２０２に出力する。
【００８１】
通信品質を示すパラメータとしては、ＢＥＲ、ＦＥＲ、ＣＮＲ、ＰＥＲ、受信信号強度等があるが、本実施の形態では、ＣＮＲとＦＥＲとを推定し、フェージングピッチに基づいて、ＣＮＲとＦＥＲの何れかを選択する。
【００８２】
通信品質選択部８２１は、伝搬路状況推定部２１０のフェージングピッチ推定部２２３から出力されたフェージングピッチに基づいて、変調方式を切り替える基準とする通信品質を示すパラメータを選択し、選択したパラメータを示す情報を切り替え部８２３と送信処理部２０２に出力する。
【００８３】
本実施の形態では、通信品質を示すパラメータとしてＣＮＲとＦＥＲを用いることとしており、一般に、ＣＮＲはＦＥＲに比べ通信品質を厳密に表すことができるが、伝搬路のフェージングピッチが高くなるほど、フレーム長に対して受信信号の包絡線の変動、及び位相の変動が速くなり、受信信号の振幅、位相の補償が困難になるため、ＣＮＲ推定精度が劣化してしまう可能性がある。一方、ＦＥＲはＣＮＲに比べ通信品質としての信頼性は低いが、受信フレーム内のビット誤りの有無により推定することができる。
【００８４】
すなわち、ＦＥＲは、フレーム内に誤りがいくつ生じていようが１フレーム誤りとしてカウントするため、フェージングピッチ、同期誤差の影響を受けにくいという特徴がある。具体的には、フェージングピッチが所定のしきい値ths_fよりも低い場合には、図１１（ａ）に示すように、通信品質パラメータとしてＣＮＲを選択し、逆に、フェージングピッチがths_fよりも高い場合には、図１１（ｂ）に示すようにＦＥＲを選択する。
【００８５】
ＣＮＲ推定部２３２は、受信処理部８０１の直交復調部８１１から出力されたＩＱベクトル信号に基づいて、ダウンリンクにおける受信信号のＣＮＲを推定し、推定ＣＮＲ値を切り替え部８２３に出力する。
【００８６】
ＦＥＲ推定部８２２は、受信処理部８０１の誤り検出部８１３から出力されたフレーム毎の誤り検出結果に基づいてＦＥＲを推定し、ＦＥＲ推定値を切り替え部８２３に出力する。ＦＥＲの推定方法としては、例えば、フレーム内に誤りが生じていた場合には、フレーム誤り数f_errをカウントするとともに、受信フレーム総数f_allをカウントし、式（５）によりＦＥＲ推定値ｓ２６を推定する。
【００８７】
【数５】
0004628150.tif 000006
【００８８】
切り替え部８２３は、通信品質選択部８２１から出力されたパラメータ情報を入力とし、パラメータ情報によって示された通信品質を示すパラメータを選択し、選択したパラメータによる推定結果（選択推定結果）を平均化処理部８２５に出力する。
【００８９】
平均化処理部８２５は、切り替え部８２３から出力された選択推定結果に対し、所定の数Ｎに基づいて過去Ｎフレーム分の選択推定値を用いて平均化処理を行い、選択推定値の平均値である平均推定値ｓ１３を送信処理部２０２に出力する。平均推定値ｓ１３は具体的には式（６）により算出される。
【００９０】
【数６】
0004628150.tif 000007
【００９１】
送信処理部２０２は、通信品質選択部８２１から出力されたパラメータ情報と平均化処理部８２５から出力された平均推定値に対して所定の送信処理を施し、送信信号を出力することにより、ダウンリンクの通信品質として用いたパラメータと平均推定値とを第一の通信装置７００に通知する。所定の送信処理とは、例えば、周波数変換処理、増幅処理等のことである。
【００９２】
以下、第二の通信装置８００から送信されたパラメータ情報等に基づいて、第一の通信装置７００がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの３種類の変調方式を切り替える場合について具体的に説明する。
【００９３】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る第一の通信装置７００の構成を示すブロック図である。図１０において、受信処理部７０１は、第二の通信装置８００から送信された信号を受信し、受信した信号に対して周波数変換、直交復調処理、同期処理等を行う。そして、受信した信号からダウンリンクの通信品質推定に用いたパラメータ情報とパラメータの平均推定値とを取り出し、パラメータ情報をしきい値設定部７２１に出力し、平均推定値を変調方式選択部７２２に出力する。ここでは、パラメータ情報はＦＥＲを示すものとする。
【００９４】
適応変調制御部７０２は、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値をパラメータ情報に応じて設定し、平均推定値を判定しきい値と比較することにより、第一の通信装置７００がダウンリンクで用いる変調方式を選択し、選択した変調方式を示す変調方式情報を適応変調部１０３に出力する。
【００９５】
しきい値設定部７２１は、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値ths_3、ths_4をパラメータ情報に応じて設定し、変調方式選択部７２２に出力する。ここで、ths_3は、現在使用している変調方式よりも変調多値数の小さい変調方式への切り替え判断に用いる判定しきい値であり、ths_4は、現在使用している変調方式よりも変調多値数の大きい変調方式への切り替え判断に用いる判定しきい値である。例えば、ths_3=0.5、ths_4=0.1のように設定する。
【００９６】
変調方式選択部７２２は、平均推定値と判定しきい値ths_3、ths_4の大きさを比較することにより、ダウンリンクで用いる変調方式を選択する。具体的には、変調方式選択部７２２は、平均推定値ｓ１９が式（７）を満たす場合は、現在使用している変調方式よりも変調多値数の小さい変調方式を選択する。例えば、現在の変調方式が１６ＱＡＭである場合には、ＱＰＳＫを選択し、現在の変調方式が６４ＱＡＭである場合には、１６ＱＡＭを選択する。ただし、現在使用している変調方式が、選択可能な変調方式の中で最も変調多値数の小さい方式（本実施の形態ではＱＰＳＫ）である場合には、それ以上変調多値数の小さい方式を選択することが不可能であるため、現在の変調方式を継続して選択する。式（８）を満たす場合には、そのとき使用している変調方式を継続して選択する。また、式（９）を満たす場合には、現在使用している変調方式よりも変調多値数の大きい変調方式を選択する。例えば、現在の変調方式が１６ＱＡＭである場合には、６４ＱＡＭを選択し、現在の変調方式がＱＰＳＫである場合には、１６ＱＡＭを選択する。ただし、現在使用している変調方式が、選択可能な変調方式の中で最も変調多値数の大きい方式（本実施の形態では６４ＱＡＭ）である場合には、それ以上変調多値数の大きい方式を選択することが不可能であるため、現在の変調方式を継続して選択する。
【００９７】
【数７】
0004628150.tif 000008
【００９８】
【数８】
0004628150.tif 000009
【００９９】
【数９】
0004628150.tif 000010
【０１００】
このように実施の形態２によれば、第二の通信装置において、伝搬路状況の変化に基づいて通信品質の推定方法を選択し、選択した推定方法で推定した通信品質を第一の通信装置に通知し、第一の通信装置において、この通信品質に基づいて変調方式を選択することにより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、疑似誤り検出部２２２がブロック毎に擬似ビット誤り数を算出する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ブロック毎に擬似ビット誤り率を算出する構成としてもよく、実際のビット誤り率やＣＮＲ等を算出する構成としてもよい。また、伝搬路の状況を示すパラメータとして推定されたフェージングピッチを用いることとしたが、これに限るものではなく、例えば、遅延スプレッドとしてもよい。
【０１０２】
また、本実施の形態では、受信処理部８０１は同期検波を行う構成にしたが、これに限るものではなく、受信信号を復調できればよく、例えば、同期検波の代わりに遅延検波を行う構成にしてもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、図９において、しきい値設定部７２１がＦＥＲに対するしきい値を設定する構成となっているが、通信品質選択部８２１において通信品質パラメータとしてＣＮＲを選択した場合には、しきい値設定部７２１はＣＮＲに対応するしきい値を設定する構成にすればよく、変調方式選択部７２２における変調方式の切り替え判断法もＣＮＲに読み替えればよく、その他のパラメータを選択した場合も同様である。
【０１０４】
また、本実施の形態では、変調方式の切り替え判断を第一の通信装置７００で行う構成としたが、これに限るものではなく、第一の通信装置７００の適応変調制御部７０２を第二の通信装置８００内に配置する構成にしてもよい。この場合の第二の通信装置８００ａの構成を図１２に示す。
【０１０５】
図１２に示すように平均化処理部８２５ａから出力される平均推定値を適応変調制御部７０２ａの変調方式選択部７２２ａに入力し、通信品質選択部８２１ａから出力されるパラメータ情報をしきい値設定部７２１ａに入力する構成にすればよい。
【０１０６】
このような構成において、しきい値設定部７２１ａは、パラメータ情報に応じて変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定し、変調方式選択部７２２ａに出力する。変調方式選択部７２２ａは、平均化処理部８２５ａから入力された平均推定値としきい値設定部７２１ａから入力されたしきい値の大きさを比較し、変調方式を選択する。そして、選択した変調方式を示す変調方式情報を送信処理部２０２ａに出力し、送信処理部２０２ａは変調方式情報を第一の通信装置７００ａへ送信する。
【０１０７】
第一の通信装置７００ａの構成は図８に示す構成と同じであり、動作は実施の形態１に記載の動作と同じである。このようにすれば、アップリンクにおいて、送信できる情報量が少なく、通信品質推定値そのもののように多量の情報を送信できない場合にも適応変調が可能となる。
【０１０８】
なお、本実施の形態は実施の形態１と組み合わせて実施することもできる。更に、本実施の形態はプログラムによって実現可能である。
【０１０９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、ダウンリンクの伝搬路の状況を推定し、その推定結果に応じてしきい値設定部１０２１において変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定する場合について説明する。なお、本実施の形態では、第一の通信装置１０００から第二の通信装置１１００への通信路をダウンリンクと呼び、第二の通信装置１１００から第一の通信装置１０００への通信路をアップリンクと呼ぶことにする。
【０１１０】
図１３は、本発明の実施の形態３に係る第二の通信装置１１００の構成を示すブロック図である。なお、ダウンリンクでは所定のフレーム単位でデータが伝送されるものとする。図１３において、通信品質推定部１１０１は、受信処理部８０１の誤り検出部８１３から出力された誤り検出結果からダウンリンクにおける通信品質を推定し、通信品質の推定結果を送信処理部１１０２に出力する。通信品質を示すパラメータとしては、ＢＥＲ、ＦＥＲ、ＣＮＲ等があるが、本実施の形態ではＦＥＲを用いることとする。
【０１１１】
ＦＥＲ推定部１１１１は、受信処理部８０１の誤り検出部８１３から出力された誤り検出結果に基づいてＦＥＲを推定し、ＦＥＲ推定値を平均化処理部１１１２に出力する。
【０１１２】
平均化処理部１１１２は、ＦＥＲ推定部１１１１から出力されたＦＥＲ推定値を平均化し、平均化したＦＥＲ推定値（平均推定値ｓ１９）を送信処理部１１０２に出力する。
【０１１３】
送信処理部１１０２は、フェージングピッチ推定部２２３から出力されたフェージングピッチと、通信品質推定部１１０１の平均化処理部１１１２から出力された平均推定値ｓ１９に対して所定の送信処理を行い、送信信号を出力して、第一の通信装置１０００にダウンリンクの伝搬路状況と通信品質とを通知する。所定の送信処理とは、例えば、周波数変換処理、増幅処理等のことである。
【０１１４】
以下、第二の通信装置１１００から送信されたパラメータ情報等に基づいて、第一の通信装置１０００がＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの３種類の変調方式を切り替える場合について具体的に説明する。
【０１１５】
図１４は、本発明の実施の形態３に係る第一の通信装置１０００の構成を示すブロック図である。図１４において、受信処理部１００１は、第二の通信装置１１００から送信された信号を受信し、受信した信号に対して周波数変換、直交復調処理、同期処理等を行う。そして、受信した信号からダウンリンクの通信品質の平均推定値ｓ１９と伝搬路状況を示すフェージングピッチとを取り出し、平均推定値ｓ１９を変調方式選択部１０２２に出力し、フェージングピッチをしきい値設定部１０２１に出力する。
【０１１６】
適応変調制御部１００２は、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値をフェージングピッチに応じて設定し、平均推定値ｓ１９を判定しきい値と比較することにより、第一の通信装置１０００がダウンリンクで用いる変調方式を選択し、選択した変調方式を示す変調方式情報を適応変調部１０３に出力する。
【０１１７】
しきい値設定部１０２１は、受信処理部１００１から出力されたフェージングピッチに基づいて、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値ths_1_a、ths_1_b、ths_2_b、ths_2_aを設定し、判定しきい値を変調方式選択部１０２２に出力する。
【０１１８】
図１５に示すように、ths_1_aはＱＰＳＫから１６ＱＡＭへの切り替え判断に用いる判定しきい値であり、ths_1_bは１６ＱＡＭから６４ＱＡＭへの切り替え判断に用いる判定しきい値である。また、ths_2_aは１６ＱＡＭからＱＰＳＫへの切り替え判断に用いる判定しきい値であり、ths_2_bは６４ＱＡＭから１６ＱＡＭへの切り替え判断に用いる判定しきい値である。
【０１１９】
具体的には、変調方式の切り替え判断に用いる指標としてＦＥＲを用いた場合、図１６に示すように、フェージングピッチが高くなるほど伝送効率を最大にする変調方式の判定しきい値は小さくなり、逆に、フェージングピッチが低くなるほど判定しきい値は大きくなる傾向にある。従って、しきい値設定部１０２１は、フェージングピッチが高い場合の判定しきい値を、フェージングピッチが低い場合の判定しきい値より小さくする。このことは、伝搬路状況の変化が速いほど、高速な変調方式へ切り替えにくくすることに相当する。しきい値設定部１０２１は、例えば、この特性を予めテーブルとして用意しておき、フェージングピッチの値に応じてこのテーブルを参照し、しきい値を設定する。
【０１２０】
変調方式選択部１０２２は、受信処理部１００１から出力された平均推定値ｓ１９としきい値設定部１０２１から出力された判定しきい値ths_1_a、ths_1_b、ths_2_b、ths_2_aとを入力とし、平均推定値ｓ１９と判定しきい値ths_1_a、ths_1_b、ths_2_b、ths_2_aの大きさを比較することにより、第一の通信装置１０００がダウンリンクで用いる変調方式を選択する。具体的には、変調方式選択部１０２２は、平均推定値ｓ１９が式（１０）又は式（１１）を満たす場合にはＱＰＳＫを選択し、式（１２）又は式（１３）を満たす場合には１６ＱＡＭを選択し、式（１４）又は式（１５）を満たす場合には６４ＱＡＭを選択し、選択した変調方式を示す変調方式情報を適応変調部１０３に出力する。
【０１２１】
【数１０】
0004628150.tif 000011
【０１２２】
【数１１】
0004628150.tif 000012
【０１２３】
【数１２】
0004628150.tif 000013
【０１２４】
【数１３】
0004628150.tif 000014
【０１２５】
【数１４】
0004628150.tif 000015
【０１２６】
【数１５】
0004628150.tif 000016
これらのしきい値ths_1_a、ths_1_b、ths_2_b、ths_2_aは、しきい値設定部１０２１において、フェージングピッチに応じて設定される。
【０１２７】
このように実施の形態３によれば、伝搬路状況の変化の速さを推定し、伝搬路状況の変化の速さに応じて変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定し、判定しきい値とダウンリンクの通信品質推定値との比較結果に基づいて、変調方式を選択することより、伝搬路状況により適した変調方式を選択することができるので、伝送効率を向上させることができる。
【０１２８】
なお、通信に用いるフレームの単位は特に限定されるものではなく、例えば、時分割多重方式によりタイムスロット単位で通信が行われる場合、タイムスロット単位としてもよいし、複数のタイムスロットにより構成されるフレームによる単位としてもよい。
【０１２９】
なお、本実施の形態では、伝搬路状況推定部２１０がブロック毎の信号に対して擬似ビット誤り数を算出する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、ブロック毎に擬似ビット誤り率を算出する構成としてもよいし、実際のビット誤り率やＣＮＲ等を算出する構成としてもよい。また、伝搬路の状況を表す指標をフェージングピッチとしたが、これに限るものではなく、例えば、遅延スプレッドとしてもよい。
【０１３０】
また、本実施の形態では、変調方式の切り替え判断は第一の通信装置１０００で行う構成としたが、これに限るものではなく、第一の通信装置の適応変調制御部１００２を第二の通信装置内に配置する構成にしてもよい。この場合の第二の通信装置１１００ａの構成を図１７に示す。
【０１３１】
図１７に示すように、平均化処理部１１１２ａから出力される平均推定値を適応変調制御部１００２ａの変調方式選択部１０２２ａに入力し、フェージングピッチ推定部２２３ａから出力されるフェージングピッチをしきい値設定部１０２１ａに入力する構成にすればよい。
【０１３２】
このような構成において、しきい値設定部１０２１ａは、フェージングピッチに応じて変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定し、変調方式選択部１０２２ａに出力する。変調方式選択部１０２２ａは、平均化処理部１１１２ａから入力された平均推定値としきい値設定部１０２１ａから入力されたしきい値の大きさを比較し、変調方式を選択する。そして、選択した変調方式を示す変調方式情報を送信処理部１１０２ａに出力し、送信処理部１１０２ａは前記変調方式情報を第一の通信装置１０００ａへ送信する。
【０１３３】
第一の無線装置１０００ａの構成は図８に示す構成と同じであり、動作は実施の形態１に記載の動作と同じである。このようにすれば、アップリンクにおいて、送信できる情報量が少なく、通信品質推定値そのもののように多量の情報を送信できない場合にも適応変調が可能となる。
【０１３４】
なお、本実施の形態は実施の形態１又は実施の形態２と組み合わせて実施することもできる。更に、本実施の形態はプログラムによって実現可能である。
【０１３５】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態１〜３では、シングルキャリアの変調信号で通信を行った場合に、伝搬路状況の変化の速さを推定し、その推定結果に基づいて変調方式の切り替え制御方式を選択する場合について述べたが、本発明はこれに限るものではない。
【０１３６】
例えば、シングルキャリア変調信号の代わりに一次変調としてＱＰＳＫや多値ＱＡＭにより適応変調が施された後、二次変調として、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が施されるようなマルチキャリア信号を用いて通信を行う場合にも適用可能である。
【０１３７】
マルチキャリア信号に対する切り替え制御方法として、例えば、伝搬路状況推定部においてサブキャリア毎に伝搬路の状況を推定することにより、伝搬路に周波数選択性フェージングが生じているかどうかの推測が可能となる。
【０１３８】
具体的には、マルチキャリア信号の帯域内にフェージングによる周波数成分毎の受信電力の落ち込みが頻繁に発生しているような状況では、等価的に遅延スプレッドの大きいマルチパスが存在する環境であると推測することができ、推定した伝搬路の状況に応じて制御方法を変えることができる。
【０１３９】
制御方法の変更例としては、例えば、実施の形態１のように伝搬路の状況に応じて通信品質の推定に用いるフレーム数を設定するようにしてもよい。
【０１４０】
具体的には、周波数成分毎の受信電力の落ち込みが多い状況下では、通信品質の推定に用いるフレーム数を増加させるように制御し、逆に、周波数成分毎の受信電力の落ち込みが少ない場合にはフレーム数を減少させるように制御してもよい。もしくはサブキャリア毎に適応変調の制御を独立に行っているシステムの場合には、受信電力の落ち込みのあるサブキャリアとそうでないサブキャリアとで別々の制御を行い、特に上記でのフレーム数を変えるように制御してもよい。
【０１４１】
また、実施の形態２のように変調方式を切り替える基準とする通信品質を示すパラメータを選択するようにしてもよい。
【０１４２】
また、実施の形態３のように伝搬路状況の推定結果に基づいて、変調方式の切り替え判断に用いる判定しきい値を設定してもよい。具体的には、周波数成分毎の受信電力の落ち込みが多い場合には、より変調多値数の少ない変調方式が選択されるように判定しきい値を設定し、逆に、周波数成分毎の受信電力の落ち込みが少ない場合には、より変調多値数が大きい変調方式を選択するように判定しきい値を設定する。
【０１４３】
以上のようにすれば、マルチキャリア信号を用いて通信を行う場合にも、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１４４】
また、実施の形態１〜３において説明した発明は、二次変調としてスペクトル拡散により符号分割多重が施された信号に対しても適用可能である。このとき、逆拡散後の信号が所定のフレーム単位で構成されていれば、上述の実施の形態１〜３で述べたＩＱベクトル信号ｓ４を逆拡散後の信号と読み替えることにより、実施の形態１〜３と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１４５】
更に、本発明は二次変調に周波数ホッピング処理が施された信号に対しても適用可能である。
【０１４６】
また、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、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、この通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０１４７】
例えば、上記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よい。
【０１４８】
また、上記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よい。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、伝搬路の通信品質に応じて適応的に変調方式を変える通信システムの通信装置及び通信方法に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る第一の通信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【図４】受信フレームと受信信号レベルの変動を示す図
【図５】フェージングピッチと平均化するフレーム数の関係を示す図
【図６】各変調方式におけるＣＮＲとＢＥＲとの関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態１に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１に係る第一の通信装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る第一の通信装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態２における変調方式切り替え判断に用いるパラメータを示す遷移図
【図１２】本発明の実施の形態２に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態３に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３に係る第一の通信装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態３における変調方式切り替え判断に用いるパラメータを示す遷移図
【図１６】フェージングピッチとフレームエラーレートとの関係を示す図
【図１７】本発明の実施の形態３に係る第二の通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【０１５１】
１０１、２０２、２０２ａ、１１０２、１１０２ａ  送信処理部
１０２、２０１、７０１、８０１、１００１  受信処理部
１０３  適応変調部
１１０、１１０ａ、７０２、７０２ａ、１００２、１００２ａ  適応変調制御部
１１１、１１１ａ、７２１、７２１ａ、１０２１、１０２１ａ  しきい値設定部
１１２、１１２ａ、７２２、７２２ａ、１０２２、１０２２ａ  変調方式選択部
２１０  伝搬路状況推定部
２２０、８０２、１１０１  通信品質推定部
２２１  フレーム分割部
２２２  擬似誤り検出部
２２３、２２３ａ  フェージングピッチ推定部
２３１  平均化フレーム数設定部
２３２  ＣＮＲ推定部
２３３、２３３ａ、８２５、８２５ａ、１１１２、１１１２ａ  平均化処理部
８１１  直交復調部
８１２  同期検波部
８１３  誤り検出部
８２１、８２１ａ  通信品質選択部
８２２、１１１１  ＦＥＲ推定部
８２３  切り替え部
【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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【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】
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【図１７】
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