(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、受信局が、送信局が送信する信号（送信信号）に含まれるヌルキャリアの数を制御する通信制御方法であって、
前記受信局が、前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定する受信品質測定ステップと、
前記受信局が、測定結果として得られる受信品質に基づいて、次回の送信信号に含まれるヌルキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定ステップと、
前記受信局が、既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換するために使用する既知レプリカ信号を生成する既知レプリカ信号生成ステップと、
を含み、
前記ヌルキャリア数決定ステップでは、送信サブキャリア群に含まれるヌルキャリアの数に代えて送信サブキャリア群に含まれる既知信号サブキャリアの数を決定することを特徴とする通信制御方法。
【請求項２】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、送信局が、受信局に対して送信する信号（送信信号）に含めるヌルキャリアの数を制御する通信制御方法であって、
前記受信局が、前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定し、測定により得られた受信品質を前記送信局に対して通知する受信品質測定通知ステップと、
前記送信局が、受け取った受信品質に基づいて、次回の送信信号に含めるヌルキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定ステップと、
前記受信局が、既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換するために使用する既知レプリカ信号を生成する既知レプリカ信号生成ステップと、
を含み、
前記ヌルキャリア数決定ステップでは、送信サブキャリア群に含まれるヌルキャリアの数に代えて送信サブキャリア群に含まれる既知信号サブキャリアの数を決定することを特徴とする通信制御方法。
【請求項３】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、送信局が、受信局に対して送信する信号（送信信号）に含めるヌルキャリアの数を制御する通信制御方法であって、
前記受信局が、前記送信信号の受信品質を前記送信局が推定するための品質推定用信号を生成する品質推定用信号生成ステップと、
前記送信局が、前記品質推定用信号に基づいて、前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を推定する受信品質推定ステップと、
前記送信局が、推定結果として得られる受信品質（推定受信品質）に基づいて、次回の送信信号に含まれるヌルキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定ステップと、
前記受信局が、既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換するために使用する既知レプリカ信号を生成する既知レプリカ信号生成ステップと、
を含み、
前記ヌルキャリア数決定ステップでは、送信サブキャリア群に含まれるヌルキャリアの数に代えて送信サブキャリア群に含まれる既知信号サブキャリアの数を決定することを特徴とする通信制御方法。
【請求項４】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、送信局装置が送信する信号（送信信号）に含まれるヌルキャリアの数を制御する受信局装置であって、
前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定する受信品質測定手段と、
既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換するために使用する既知レプリカ信号を生成する既知レプリカ信号生成手段と、
前記受信品質に基づいて、次回の送信信号に含まれる既知信号サブキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定手段と、
を備えることを特徴とする受信局装置。
【請求項５】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、受信局装置に対して送信する信号（送信信号）に含めるヌルキャリアの数を制御する送信局装置であって、
前記受信局装置が測定した前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を受信し、当該受信品質に基づいて、次回の送信信号に含める既知信号サブキャリアであり、前記受信局装置に既知信号サブキャリアのレプリカ生成および生成したレプリカを減算する処理を実行させてヌルキャリアに変換させる既知信号サブキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定手段、
を備えることを特徴とする送信局装置。
【請求項６】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、受信局装置に対して送信する信号（送信信号）に含めるヌルキャリアの数を制御する送信局装置であって、
前記受信局装置が生成した前記送信信号の受信品質を推定するための品質推定用信号に基づいて、自装置が送信した信号の前記受信局装置における受信品質を推定する受信品質推定手段と、
前記受信品質推定手段の推定結果として得られる受信品質（推定受信品質）に基づいて、次回の送信信号に含める既知信号サブキャリアであり、前記受信局装置に既知信号サブキャリアのレプリカ生成および生成したレプリカを減算する処理を実行させてヌルキャリアに変換させる既知信号サブキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定手段と、
を備えることを特徴とする送信局装置。
【請求項７】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムであって、
送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定し、測定により得られた受信品質に基づいて、次回の送信信号に含まれる既知信号サブキャリアであり、既知信号サブキャリアのレプリカ生成および生成したレプリカを減算する処理を実行してヌルキャリアに変換する既知信号サブキャリアの数を決定する受信局装置と、
前記受信局装置が決定した既知信号サブキャリア数に基づいて、既知信号サブキャリアが挿入された送信信号を作成する送信局装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムであって、
送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定し、当該測定結果を送信する受信局装置と、
前記受信局装置が測定したサブキャリア群の受信品質を受信し、当該受信品質に基づいて、次回の送信信号に含める既知信号サブキャリアであり、前記受信局装置に既知信号サブキャリアのレプリカ生成および生成したレプリカを減算する処理を実行させてヌルキャリアに変換させる既知信号サブキャリアの数を決定する送信局装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムであって、
送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を推定するための品質推定用信号を生成し、当該品質推定用信号を送信する受信局装置と、
前記受信局装置が生成した品質推定用信号を受信し、当該品質推定用信号に基づいて、自装置が送信した信号の前記受信局装置における受信品質を推定し、さらに、推定結果として得られる受信品質に基づいて、次回の送信信号に含める既知信号サブキャリアであり、前記受信局装置に既知信号サブキャリアのレプリカ生成および生成したレプリカを減算する処理を実行させてヌルキャリアに変換させる既知信号サブキャリアの数を決定する送信局装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア変調方式に対応した通信制御方法に関するものであり、特に、サブキャリア間の干渉を抑圧する通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信方式として、たとえば、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式，ＤＭＴ（Discrete  Multitone）方式に代表されるマルチキャリア変調方式があり、これらは、無線ＬＡＮ，ＡＤＳＬ等に利用されている。これらの無線通信方式は、複数の周波数に直交したキャリアを配置し伝送する方式であり、特徴としては、たとえば、送受信機間の伝搬路等により生じる遅延波の影響を除去する機能として、ガードインターバル（Guard  Interval）、または、サイクリックプレフィックス（Cyclic  Prefix）を有する。受信機では、ガードインターバルを除いたＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを行うことによって、ガードインターバル内の遅延波の影響を除去し、正しくデータを復調する。【０００３】
一方、ＯＦＤＭ方式において、周波数オフセット，タイミングオフセット，非線形歪等により、ＯＦＤＭのサブキャリアが完全に直交しない場合、特性が劣化する。【０００４】
また、ＯＦＤＭ方式は、ガードインターバルを超える遅延波が到来する状態においては、符号間干渉，キャリア間干渉が発生することにより、特性が大幅に劣化する。この問題は、送信機において、想定される遅延時間より長いガードインターバルを付加することによって解決できるが、この場合、ガードインターバルのオーバヘッドが増加し、伝送効率が低下する。【０００５】
また、ＯＦＤＭにより複数ユーザ信号（データ）を直交させることにより多重化を行っているＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiple  Access）の上り回線において、各ユーザ信号間の周波数同期，タイミング同期が不十分である場合、キャリア間干渉が発生する。【０００６】
ここで、上述した問題を解決する１つの手段として、たとえば、ヌルキャリア（電力送信されないサブキャリア）を利用してキャリア間干渉を抑圧する手法がある（下記特許文献１参照）。【０００７】
下記特許文献１によれば、送信局は、他送信局から送信されたサブキャリアとの間で干渉が生じる既知のサブキャリア部分にヌルキャリアを挿入してデータ送信を行うことにより干渉の発生を回避する。【０００８】
【特許文献１】特開平９−１８４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の手法は、他送信局との干渉回避は可能であるが、自局による周波数オフセット，タイミングオフセット，非線形歪，ガードインターバルを超える遅延波によるキャリア間干渉に適応することは不可能である。また、従来の手法は、干渉が生じるサブキャリア位置が既知である必要があり、セルラー系，無線ＬＡＮ系のシステムへの適用は困難である。また、従来の手法は、ＯＦＤＭＡにおけるユーザ間干渉には対応できない。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変動する干渉が発生する条件（たとえば、周波数オフセット，タイミングオフセット，非線形歪，ガードインターバルを超える遅延波によるキャリア間干渉，ＯＦＤＭＡにおけるユーザ間干渉，などにより干渉が発生する条件）において、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でのデータ伝送を実現する通信制御方法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、本発明は、マルチキャリア変調方式を採用し、ヌルキャリアを利用してキャリア間干渉を抑圧する通信システムにおいて、受信局が、送信局が送信する信号（送信信号）に含まれるヌルキャリアの数を制御する通信制御方法であって、たとえば、前記受信局が、前記送信信号を構成するサブキャリア群の受信品質を測定する受信品質測定ステップと、前記受信局が、測定結果として得られる受信品質に基づいて、次回の送信信号に含まれるヌルキャリアの数を決定するヌルキャリア数決定ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、受信局が、送信局が送信した信号の受信品質に基づいて、送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとしたので、非線形歪みによる影響を受ける場合、ガードインターバルを超える遅延波を受信する場合、など、十分サブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉の発生を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明にかかる通信制御方法を実現する通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。
【図２−１】図２−１は、実施の形態１のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２−２】図２−２は、実施の形態１のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２−３】図２−３は、実施の形態１のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２−４】図２−４は、実施の形態１のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図３−１】図３−１は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図３−２】図３−２は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図３−３】図３−３は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図３−４】図３−４は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図４−１】図４−１は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図４−２】図４−２は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図４−３】図４−３は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図４−４】図４−４は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４の通信システムの構成例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−２】図８−２は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−３】図８−３は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−４】図８−４は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−５】図８−５は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−６】図８−６は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−７】図８−７は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図８−８】図８−８は、２ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図９−１】図９−１は、２ユーザが同時にデータ送信する場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、２ユーザが同時にデータ送信する場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図９−３】図９−３は、２ユーザが同時にデータ送信する場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図９−４】図９−４は、２ユーザが同時にデータ送信する場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１０−１】図１０−１は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−２】図１０−２は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−３】図１０−３は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−４】図１０−４は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−５】図１０−５は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−６】図１０−６は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−７】図１０−７は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−８】図１０−８は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−９】図１０−９は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−１０】図１０−１０は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−１１】図１０−１１は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１０−１２】図１０−１２は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１１−１】図１１−１は、特定ユーザのデータが帯域の広がったサブキャリアにより送信された場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１１−２】図１１−２は、各ユーザが送信フォーマット＃３を使用してデータを送信する場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１２−１】図１２−１は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１２−２】図１２−２は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１２−３】図１２−３は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１３−１】図１３−１は、複数ユーザのデータを基地局が受信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１３−２】図１３−２は、複数ユーザのデータを基地局が受信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５の通信システムの構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態６の通信システムの構成例を示す図である。
【図１６−１】図１６−１は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１６−２】図１６−２は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１６−３】図１６−３は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図１７−１】図１７−１は、複数ユーザのデータを基地局が送信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１７−２】図１７−２は、複数ユーザのデータを基地局が送信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態７の通信システムの構成例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態８の通信システムの構成例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態９の通信システムの構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１０の通信システムの構成例を示す図である。
【図２２−１】図２２−１は、実施の形態１０のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２２−２】図２２−２は、実施の形態１０のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２２−３】図２２−３は、実施の形態１０のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【図２２−４】図２２−４は、実施の形態１０のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１、１−１、１−Ｎ  変調部
２、２−１、２−Ｎ  送信フォーマット制御部
３、３−１、３−Ｎ  復調部
４、４−１、４−Ｎ  受信品質測定部
５、５−１、５−Ｎ  送信元制御指示部
６、６−１、６−Ｎ  品質推定用信号生成部
７、７−１、７−Ｎ  送信元品質推定部
８、８−１、８−Ｎ  多元接続制御部
９  事前推定品質出力部
１０  既知信号レプリカ生成部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる通信制御方法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、本発明にかかる通信制御方法を実現する通信システムの実施の形態１の構成例を示す図であり、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの構成例を示している。そして、この通信システムは、変調部１および送信フォーマット制御部２を備えた送信局装置（以下、送信局と呼ぶ）と、復調部３、受信品質測定部４および送信元制御指示部５を備えた受信局装置（以下、受信局と呼ぶ）と、により構成される。なお、図示していないが、送信局および受信局は、信号の送受信処理を行うために送信処理および受信処理を行うためのモジュールを備え、ユーザ信号（データ），後述する送信元制御指示信号，受信品質信号などの送受信を行う。これは、後述する実施の形態の送信局および受信局においても同様である。【００１７】
送信局における変調部１は、送信フォーマット制御部２から出力された送信フォーマット信号が示す送信フォーマットに従って、サブキャリアを配置した送信信号を作成する。送信フォーマット制御部２は、受信局から受け取った送信元制御指示信号に従い送信フォーマットを選択し、選択した送信フォーマットを示す送信フォーマット信号を出力する。【００１８】
受信局における復調部３は、アンテナを介して送信局から受信した信号を復調する。受信品質測定部４は、受信信号（サブキャリア）の受信品質を測定する。請求項１５のヌルキャリア数決定手段として動作する送信元制御指示部５は、受信品質測定部４が測定した受信品質に基づいて、当該受信局に対する次回のデータ送信時に当該送信局が使用する送信フォーマットを決定し、決定した送信フォーマットの情報を含んだ送信元制御指示信号を生成する。なお、生成された送信元制御指示信号は、送信局に対して送信され、送信局は、上述したように送信元制御指示信号に従った動作を行う。【００１９】
なお、受信品質測定部４が測定する受信品質として、受信電力，信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ：Signal  to  Noise  Ratio），信号電力対干渉電力比（ＣＩＲ：Carrier  to  Interference  Ratio），誤り率，ＣＱＩ（Channel  Quality  Indicator）等が考えられる。そして、受信局は、これらの受信品質からキャリア間干渉の大きさを知ることができる。ここでは、一例としてＣＩＲを用いて説明する。なお、後述する他の実施の形態の受信品質測定部も同様に、受信品質としてＣＩＲを測定することとするが、これに限らず受信電力、ＳＮＲ等を使用してもよい。【００２０】
つづいて、送信フォーマット制御部２の動作例を図２−１〜図２−４に基づいて説明する。図２−１〜図２−４は、実施の形態１のシステムが使用する送信フォーマット例を示す図であり、図２−１から順番に送信フォーマット＃１、＃２、＃３および＃４の４種類の送信フォーマットを示している。また、各フォーマットにおいて、破線部は、電力送信されないサブキャリアであるヌルキャリアを示しており、送信フォーマット＃１は、ヌルキャリアを配置しない構成である。送信フォーマット＃２は、隣接１サブキャリアにヌルキャリアを配置した構成である。送信フォーマット＃３は、隣接２サブキャリアにヌルキャリアを配置した構成である。送信フォーマット＃４は、隣接３サブキャリアにヌルキャリアを配置した構成である。そして、送信フォーマット制御部２は、受信局の送信元制御指示部から通知された送信元制御指示信号により指示された送信フォーマットを上記４種類の送信フォーマットから選択する。【００２１】
つづいて、本実施の形態の通信システムが、データ伝送時の干渉発生を抑圧する動作例を図３−１〜図３−４に基づいて説明する。図３−１〜図３−４は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、同一条件下のデータ送信に対して各送信フォーマットを適用した場合に発生するキャリア間干渉の様子を示している。図３−１〜図３−４に示したような条件は、たとえば、非線形歪によりサブキャリアの帯域が広がり、隣接するサブキャリアに干渉を与える場合に相当する。【００２２】
まず、受信品質測定部４は、キャリア間干渉の大きさを示す情報として受信信号のＣＩＲを測定する。つぎに、送信元制御指示部５は、キャリア間干渉を抑圧するために送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御する。具体的には、受信品質測定部４が測定したＣＩＲの大きさに基づいて、当該受信信号の送信元送信局が次回のデータ送信時に使用する送信フォーマットを決定する。たとえば、送信元制御指示部５は、測定されたＣＩＲの大きさと予め規定されている複数のしきい値とを比較し、比較結果に基づいて送信フォーマットを選択する。そして、送信元制御指示部５は、選択した送信フォーマット使用して送信を行うように指示するために、選択した送信フォーマットの情報を含んだ送信元制御指示信号を生成する。図３−１〜図３−４に示した例においては、送信フォーマット＃３以上を用いた場合、キャリア間干渉が発生しないため、送信元制御指示部５は、送信フォーマット＃３の使用を指示する送信元制御指示信号を生成する。【００２３】
送信局の送信フォーマット制御部２は、受信した送信元制御指示信号に従い送信フォーマットを選択（ここでは送信フォーマット＃３を選択）し、選択した送信フォーマット＃３を示す送信フォーマット信号を出力する。そして、変調部１は、送信フォーマット制御部２から出力された送信フォーマット信号が示す送信フォーマット＃３に従ってサブキャリアを配置した送信信号を作成し、作成した信号（データ）を送信する。このような動作を行うことにより、たとえば、非線形歪によりサブキャリアの帯域が広がった場合であっても、キャリア間干渉の発生を抑圧して良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００２４】
つづいて、上述したサブキャリアの帯域が広がった場合の例とは異なり、本実施の形態の通信システムが、ＧＩ（Guard  Interval）を超える遅延波の影響により発生した符号間干渉によるキャリア間干渉の発生を抑圧してデータを送信する動作例を図４−１〜図４−４に基づいて説明する。図４−１〜図４−４は、実施の形態１のシステムにおいて発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、遅延波の影響が存在する条件下のデータ送信に対して各送信フォーマットを適用した場合に発生するキャリア間干渉の様子を示している。図４−１〜図４−４に示した状態においては、ＧＩを超える遅延波の影響によりサブキャリアの帯域が広がっているため、通常の送信フォーマット（送信フォーマット＃１に相当）を使用した場合などにおいて、キャリア間干渉が発生している。【００２５】
図４−１〜図４−４に示したような状態において、上記図３−１〜図３−４に基づいて説明した動作と同様の動作を行うことにより、送信元制御指示部５は、受信品質測定部４が測定したＣＩＲの大きさに基づいて送信フォーマット＃４を選択し、送信局に対して選択した送信フォーマット＃４の使用を指示する。そして、送信局は、送信元制御指示部５からの指示に従い送信フォーマット＃４を使用してデータを送信する。このような動作を行うことにより、ＧＩを超える遅延波の影響によりサブキャリアの帯域が広がった場合であっても、キャリア間干渉の発生を抑圧して良好な通信品質でデータを送信することができる。なお、送信フォーマット＃４を使用した場合、実際にデータ伝送を行うサブキャリアの出力は、他のデータ伝送を行うサブキャリアの中心周波数においてゼロとなるためキャリア間干渉が発生しない。【００２６】
また、本実施の形態の通信システムにヌルキャリアを利用してＧＩを超える遅延波を抑圧する技術であるＧＢ-ＦＥＱ（Frequency  Domain  Equalizer  with  Guard  Band）を適用した場合の動作例について説明する。ここで、ＧＢ−ＦＥＱを適用した等化処理を行う受信局の復調部は、たとえば、“「ガードインターバルを超えるマルチパスに対する周波数等化の一検討」（2005年電子情報通信学会総合大会B-5-21）”に示される等化器を用いることにより実現できる。具体的には、送信局がＧＩの代わりに情報伝送を行わないヌルキャリアであるＧＢ（Guard  Band）をデータサブキャリア間に挿入して送信した信号を、受信局の等化器がＧＢ−ＦＥＱを用いて周波数等化を行うことにより、ＧＩを超える遅延波による干渉を抑圧する。【００２７】
そのため、復調部３としてＧＢ−ＦＥＱを用いた等化器を用いる場合、送信元制御指示部５は、キャリア間干渉が完全に抑圧される（完全に無くなる）送信フォーマットを選択するのではなく、ＧＢ−ＦＥＱにより抑圧可能なキャリア間干渉が残留する送信フォーマットを選択することが可能である。たとえば、図３−１〜図３−４に示した例において、送信元制御指示部５が送信フォーマット＃２を選択した場合を考える。送信フォーマット＃２を使用した場合、サブキャリアに重なったキャリア間干渉が残留している。しかしながら、送信フォーマット＃２は、６本のヌルキャリアを配置した構成となっており、これら６本のヌルキャリアをＧＢ−ＦＥＱのＧＢとして利用可能である。したがって、変調部１が送信フォーマット＃２を使用して変調したデータを、復調部３は、ＧＢ−ＦＥＱを用いた等化処理を行うことによりキャリア間干渉を抑圧して良好な通信品質でデータを受信することができ、データ伝送を効率的に行うことができる。【００２８】
このように、本実施の形態においては、データの受信局が、送信局が送信した信号の受信品質に基づいてキャリア間干渉を抑圧可能な送信フォーマットを選択し、当該選択した送信フォーマットを使用してデータを送信するように送信局に対して指示を行うことにより、送信局が送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとした。これにより、非線形歪みの影響を受ける場合、ガードインターバルを超える遅延波を受信する場合、など、十分サブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉の発生を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる【００２９】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００３０】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。図５は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態１と同様に、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの構成例を示している。この通信システムの送信局は、変調部１および送信フォーマット制御部２を備え、さらに、上述した実施の形態１の通信システムの受信局が備えていた送信元制御指示部５を備える。一方、受信局は、復調部３および受信品質測定部４のみを備える。なお、送信元制御指示部５が請求項１８のヌルキャリア数決定手段として動作する。【００３１】
本実施の形態の通信システムにおいては、受信品質測定部４が測定した信号の受信品質測定結果を受信局が送信局に対して送信する。そして、送信局の送信元制御指示部５は、受信局から受け取った受信品質測定結果に基づいて、当該受信局に対する次回のデータ送信時に当該送信局が使用する送信フォーマットを決定し、決定した送信フォーマットの情報を含んだ通知するための制御信号として送信元制御指示信号を送信フォーマット制御部２に対して出力する。なお、他の部分の動作は上述した実施の形態１と同様である。【００３２】
このように、本実施の形態においては、データの受信局が、送信局が送信した信号の受信品質測定結果を送信局に対して送信し、当該受信品質測定結果に基づいて送信局がキャリア間干渉を抑圧可能な送信フォーマットを選択し、さらに当該選択した送信フォーマットを使用してデータを送信することにより、送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとした。これにより、非線形歪みの影響を受ける場合、ガードインターバルを超える遅延波を受信する場合、など、十分サブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉の発生を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００３３】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００３４】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態１と同様に、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの構成例を示している。また、この通信システムの送信局は、変調部１、送信フォーマット制御部２および上述した実施の形態１の通信システムの受信局が備えていた送信元制御指示部５を備え、さらに、請求項２０の受信品質推定手段として動作する送信先品質推定部７を備える。一方、受信局は、復調部３および品質推定用信号生成部６を備える。なお、送信元制御指示部５が請求項２０のヌルキャリア数決定手段として動作する。【００３５】
本実施の形態の通信システムにおいては、送信局が受信局における信号の受信品質を推定し、推定結果に基づいて当該受信局に対する次回のデータ送信時に当該送信局が使用する送信フォーマットを決定する。具体的には、受信局の品質推定用信号生成部６は、送信局が受信局における信号の受信品質を推定するために使用する品質推定用信号を生成し、受信局は、当該品質推定用信号を送信局に対して送信する。【００３６】
ここで、品質推定用信号について説明する。本実施の形態をＴＤＤ（Time  Division  Duplex）方式に適用する場合、受信局（品質推定用信号生成部６）は、たとえば、送信局が送信する信号と同一の帯域を持つ信号を品質推定用信号として生成し、生成した信号を送信する。また、本実施の形態をＦＤＤ（Frequency  Division  Duplex）方式に適用する場合、受信局は、たとえば、受信局が送信局から受信した信号を品質推定用信号として折り返して送信する。なお、後述する実施の形態において使用する品質推定用信号も同様である。【００３７】
つぎに、送信局の送信先品質推定部７は、受信した品質推定用信号を使用して受信局における信号の受信品質を推定する。送信元制御指示部５は、送信先品質推定部７の品質推定結果を受信局の信号受信品質測定結果とみなして上述した実施の形態１と同様の動作を行うことにより当該送信局が次回のデータ送信時に使用する送信フォーマットを決定する。なお、他の部分の動作は上述した実施の形態１と同様である。【００３８】
このように、本実施の形態においては、送信局は、受信局が送信した品質推定用信号を使用して受信局における信号受信品質を推定し、推定した信号受信品質に基づいてキャリア間干渉を抑圧可能な送信フォーマットを選択する。そして、送信局は、当該選択した送信フォーマットを使用してデータを送信することにより、送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとした。これにより、非線形歪みの影響を受ける場合、ガードインターバルを超える遅延波を受信する場合、など、十分サブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉の発生を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００３９】
また、受信局から送信局に対して伝達する送信元制御指示信号および受信品質信号が不要となるため、受信局から送信局へ伝達する情報を削減でき、特にＴＤＤ方式に本実施の形態を適用した場合おいては、受信局から送信局へ伝達する情報を大幅に削減できる。【００４０】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００４１】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４について説明する。図７は、実施の形態４の通信システムの構成例を示す図であり、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの上り回線システム、すなわち、複数の移動局（送信局）がデータを送信し、１つの基地局（受信局）がデータを受信するＯＦＤＭＡシステムの上り回線システムの構成例を示している。【００４２】
この通信システムの各移動局は、変調部（変調部１−１，…，１−Ｎに相当）および送信フォーマット制御部（送信フォーマット制御部２−１，…，２−Ｎに相当）を備える。基地局は、復調部３、請求項１６の受信品質測定手段として動作する受信品質測定部４、送信元制御指示部５−１〜５−Ｎおよび請求項１６のヌルキャリア数決定手段として動作する多元接続制御部８を備える。以下、上述した実施の形態１と異なる部分について説明する。【００４３】
基地局の受信品質測定部４は、各移動局から受信した信号の受信品質を測定する。つぎに、多元接続制御部８は、受信品質測定部４が測定した各信号の受信品質に基づいて、多元接続数（データ送信を許可する移動局）およびサブキャリア配置（データ送信を許可する各移動局に割り当てるサブキャリア）を決定する。最後に、送信元制御指示部５−１〜５−Ｎは、それぞれが制御する移動局が次回のデータ送信時に使用する送信フォーマットを決定し、その情報を含んだ送信元制御指示信号を生成する。なお、送信元制御指示信号は、送信フォーマット情報に加え、上記多元接続制御部８が決定した多元接続数およびサブキャリア位置に関する情報（送信元制御指示信号の宛先移動局の送信を許可するかどうかの情報、送信を許可する場合に当該移動局に対して割り当てるサブキャリアの情報）を含む。そして、基地局は、生成された送信元制御指示信号を各移動局に対して送信する。【００４４】
基地局から送信元制御指示信号を受信した各移動局の送信フォーマット制御部は、データ送信を許可された場合、送信元制御指示信号に含まれる情報に基づいてサブキャリアおよび送信フォーマットを選択する。なお、図８−１〜図８−８は、２ユーザ（２つの移動局）に対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図であり、図８−１〜図８−４がユーザ＃１に対して割り当てる送信フォーマット、図８−５〜図８−８がユーザ＃２に対して割り当てる送信フォーマット、を示している。このシステムは、２ユーザ（ユーザ＃１および＃２）に対してそれぞれ６本のサブキャリアを割り当てる。そして、各ユーザ（各移動局の送信フォーマット制御部）は、送信元制御指示信号に含まれる情報に基づいて、送信フォーマット＃１〜＃４の中から送信フォーマットを選択する。ここで、送信フォーマット＃１〜＃４は、それぞれ、サブキャリアの両端にヌルキャリアを０，１，２，３本と割り当てたものである。【００４５】
つづいて、図８−１〜図８−８に示したような送信フォーマットを使用するＯＦＤＭＡシステムの動作例を図９−１〜図９−４に基づいて説明する。図９−１〜図９−４は、２ユーザが同時にデータ送信する場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、同一条件下のデータ送信に対して各送信フォーマットを適用した場合に発生するキャリア間干渉の様子を示している。図９−１〜図９−４の例においては、ユーザ＃１の周波数同期が不十分なためサブキャリア群が右にずれており、ユーザ＃１とユーザ＃２のサブキャリア群の境界で直交が崩れている。そのため、ユーザ＃１および＃２が共に通常の送信フォーマット（送信フォーマット＃１に相当）を使用してデータ送信を行う場合、キャリア間干渉が発生する（図９−１参照）。このキャリア間干渉は、データを受信した基地局において、ユーザ毎に周波数同期を補正して復調処理を行っても、残留する。【００４６】
このようなキャリア間干渉の発生を抑圧するために、まず受信品質測定部４は、たとえば、キャリア間干渉の大きさを示す情報としてＣＩＲを測定する。つぎに、送信元制御指示部５−１〜５−Ｎは、測定されたＣＩＲの大きさに基づいて移動局が使用する送信フォーマットを決定し、決定した送信フォーマットを使用して送信を行うように移動局に対して指示を行う。【００４７】
図９−１〜図９−４に示した例においては、送信フォーマット＃２以上を使用した場合、キャリア間干渉が発生しないため（図９−２参照）、基地局は、ユーザ＃１および＃２に相当する移動局に対して送信フォーマット＃２を使用するように指示を行う。そして、ユーザ＃１および＃２は、送信フォーマット＃２を使用してデータを送信する。このような動作を行うことにより、たとえば、同時にデータ送信を行う複数ユーザ間の周波数同期が不十分な場合であっても、基地局は、キャリア間干渉を抑圧して良好な通信品質でデータを受信することができる。【００４８】
つづいて、図８−１〜図８−８に示した例とは異なるＯＦＤＭＡシステムにおいて複数ユーザがデータを送信する場合の動作例について説明する。図１０−１〜図１０−１２は、３ユーザ（３つの移動局）に対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。このシステムは、３ユーザ（ユーザ＃１〜＃３）に対してそれぞれ４本の送信用サブキャリアを割り当てる。そして、各ユーザ（各移動局の送信フォーマット制御部）は、送信元制御指示信号に含まれる情報に基づいて、送信フォーマット＃１〜＃４の中から送信フォーマットを選択する。ここで、送信フォーマット＃１〜＃４は、それぞれ、ヌルキャリアなし，ユーザ＃１，＃２，＃３のサブキャリアの両端をヌルキャリアとしたものである。【００４９】
図１０−１〜図１０−１２に示したような送信フォーマットを使用するＯＦＤＭＡシステムの動作例を図１１−１および１１−２に基づいて説明する。図１１−１は、特定ユーザのデータが帯域の広がったサブキャリアにより送信された場合に発生するキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、基地局において、各ユーザから送信されたデータが合成される前の様子と合成された後の様子との関係を示している。このようなサブキャリアの帯域の広がりは、たとえば、非線形歪により発生する。なお、図１１−１は、２ユーザ（ユーザ＃１および＃３）のサブキャリアが広がりキャリア間干渉が発生している状態を示している。【００５０】
このようなキャリア間干渉を抑圧するために、まず受信品質測定部４は、たとえば、キャリア間干渉の大きさを示す情報としてＣＩＲを測定する。つぎに、送信元制御指示部５−１〜５−Ｎは、測定されたＣＩＲが小さいサブキャリアをヌルキャリアとして送信する送信フォーマット＃３（図１０−３，図１０−７，図１０−１１参照）を各ユーザが使用する送信フォーマットに決定する。なお、図１１−２は、各ユーザが送信フォーマット＃３を使用してデータを送信する場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図である。図１１−２は、図１１−１に示したようなキャリア間干渉が発生する条件下において、送信フォーマット＃３を使用することにより、キャリア間干渉を抑圧して良好な通信品質で基地局がデータを受信できることを示している。【００５１】
つづいて、多元接続制御部８の動作を図１２−１〜図１２−３と図１３−１および図１３−２とに基づいて説明する。図１２−１〜図１２−３は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。このシステムは、３ユーザ（ユーザ＃１〜＃３）に対してそれぞれ４本の送信用サブキャリアを割り当てる。なお、ここでは、簡略化のために、送信フォーマットを１種類として説明を行う。【００５２】
図１３−１および図１３−２は、複数ユーザのデータを基地局が受信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、周波数同期が不十分なユーザのサブキャリアを含む複数のサブキャリアが、基地局において合成される前の様子と合成された後の様子との関係を示している。なお、図１３−１は、３ユーザのデータを基地局が受信した場合のキャリア間干渉の様子を示し、図１３−２は、後述する動作を実行して選択した２ユーザのデータを基地局が受信した場合のキャリア間干渉の様子を示している。【００５３】
図１３−１および図１３−２に示した状態において、ユーザ＃１のサブキャリア群が右にずれており、ユーザ＃３のサブキャリア群が左にずれている。このような状態で、基地局が３ユーザのデータを同時に受信すると、干渉が発生し、受信特性が劣化する（図１３−１参照）。そのため、多元接続制御部８は、受信品質測定部４が測定したＣＩＲの大きさに基づいて、キャリア間干渉が発生しないようにユーザ割り当てを行う。具体的には、ユーザ＃１および＃３に対してのみサブキャリアを割り当てることによりキャリア間干渉を抑圧する（図１３−２参照）。さらに、多元接続制御部８は、ＣＩＲの大きさに基づいて各ユーザに対してサブキャリアを割り当てることにより、マルチユーザダイバーシチ効果を得ることができ、基地局は、良好な通信品質でデータを受信することができる。【００５４】
このように、本実施の形態においては、各ユーザからの信号の受信品質に基づいて基地局が集中制御を行うことにより、多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマット（送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数）を決定することとした。これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができ、さらに、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる。【００５５】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００５６】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５について説明する。図１４は、実施の形態５の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態４と同様に、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの上り回線システムの構成例を示している。【００５７】
この通信システムは、上述した実施の形態４の通信システムとは異なり、各移動局が送信元制御指示部（送信元制御指示部５−１，…，５−Ｎに相当）および多元接続制御部（多元接続制御部８−１，…，８−Ｎに相当）を備え、さらに、各移動局は、送信元品質推定部（送信元品質推定部７−１，…，７−Ｎに相当）を備える。一方、基地局は、復調部３および品質推定用信号生成部６を備える。なお、多元接続制御部および送信元制御指示部が請求項２１のヌルキャリア数決定手段として動作する。以下、上述した実施の形態４と異なる部分について説明する。【００５８】
また、本実施の形態では、上述した実施の形態３のシステムと同様に、移動局（実施の形態３の送信局に相当）が基地局（実施の形態３の受信局に相当）における信号の受信品質を推定し、推定結果に基づいて、移動局が多元接続数および送信フォーマットを決定する。【００５９】
具体的には、基地局の品質推定用信号生成部６は、各移動局が基地局における信号の受信品質を推定するために使用する品質推定用信号を生成し、基地局は、当該品質推定用信号を各移動局に対して送信する。そして、各移動局の送信先品質推定部は、受信した品質推定用信号を使用して基地局における信号の受信品質を推定する。なお、品質推定用信号として、たとえば、ＴＤＤ方式を使用したシステムの場合、品質推定用信号生成部６は、すべての送信局が送信する信号と同一の帯域を持つ信号を品質推定用信号として送信する。また、ＦＤＤ方式を使用したシステムの場合、品質推定用信号生成部６は、移動局から受信した信号を品質推定用信号として折り返して送信する。【００６０】
つぎに、各異動局の多元接続制御部は、送信先品質推定部の品質推定結果を基地局の信号受信品質測定結果（送信先品質）とみなし、当該品質推定結果に基づいて多元接続数およびサブキャリア配置を決定する。一例として、コンテンションベースでの接続を想定すると、送信先品質が高い場合（基地局における受信品質が良好であると推定した場合）、多元接続制御部は、基地局に対するデータの送信確率（たとえば、単位時間あたりのデータ送信実行回数）を高くする。この結果、基地局に対してデータ送信を行う移動局の数（多元接続数に相当）が送信先品質に基づいて適宜変更され、移動局が固定の送信確率を使用してデータ送信を行う場合と比較して多元接続数を高くできる。また、多元接続制御部は、送信先品質が高くなるように、自局が使用するサブキャリアを決定する。これにより、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる。【００６１】
なお、本実施の形態のシステムがデータ伝送時の干渉発生を抑圧する動作は、上述した実施の形態４と同様である。【００６２】
このように、本実施の形態においては、移動局は、基地局が送信した品質推定用信号を使用して基地局における信号受信品質を推定し、推定した信号受信品質に基づいて、多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定することとした。これにより、これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができ、さらに、コンテンションベースでの接続においては、各移動局が多元接続数を自立分散制御することにより、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる。【００６３】
また、基地局から移動局に対して伝達する送信元制御指示信号および受信品質信号が不要となるため、基地局から移動局へ伝達する情報を削減でき、特にＴＤＤ方式に本実施の形態を適用した場合おいては、基地局から移動局へ伝達する情報を大幅に削減できる。【００６４】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００６５】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６について説明する。図１５は、実施の形態６の通信システムの構成例を示す図であり、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの下り回線システム、すなわち、１つの基地局（送信局）がデータを送信し、複数の移動局（受信局）がデータを受信するＯＦＤＭＡシステムの下り回線システムの構成例を示している。【００６６】
この通信システムの基地局は、変調部１および送信フォーマット制御部２を備える。移動局は、復調部（復調部３−１，…，３−Ｎに相当）、受信品質測定部（受信品質測定部４−１，…，４−Ｎに相当）、送信元制御指示部（送信元制御指示部５−１，…，５−Ｎに相当）および多元接続制御部（多元接続制御部８−１，…，８−Ｎに相当）を備える。なお、多元接続制御部および送信元制御指示部が請求項１７のヌルキャリア数決定手段として動作する。【００６７】
また、本実施の形態のシステムは、上述した実施の形態１システムの送信局（移動局）に多元接続制御部を追加し、複数の送信局が受信局に同時接続できるようにしたものである。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。【００６８】
本実施の形態にシステムにおいて、各移動局の多元接続制御部は、受信品質測定部が測定した基地局からの受信信号の受信品質に基づいて、多元接続数およびサブキャリア配置を決定する。動作の一例として、多元接続制御部は、あるしきい値以上の受信品質を有するサブキャリアにのみ自局宛のデータを配置する。なお、しきい値は、多元接続の負荷に応じて調整する。そして、送信元制御指示部は、基地局が自局に対してデータを送信する際に使用する送信フォーマットを決定し、決定した送信フォーマットの情報および多元接続制御部が決定したサブキャリア配置の情報を含んだ送信元制御指示信号を生成する。そして、各移動局から送信元制御指示信号を受信した基地局は、送信元制御指示信号により指示された送信フォーマットおよびサブキャリアを使用してデータを送信する。なお、複数の移動局が同一のサブキャリアを指示した場合、送信フォーマット制御部は、使用するサブキャリアの調整を行う。【００６９】
つづいて、本実施の形態のＯＦＤＭＡシステムがデータ伝送時の干渉発生を抑圧する動作例を図１６−１〜図１６−３と図１７−１および図１７−２とに基づいて説明する。【００７０】
図１６−１〜図１６−３は、３ユーザに対してサブキャリアを割り当てるＯＦＤＭＡシステムが使用する送信フォーマット例を示す図である。このシステムは、３ユーザ（ユーザ＃１〜＃３）に対してそれぞれ４本の送信用サブキャリアを割り当てる。なお、ここでは、簡略化のために、送信フォーマットを１種類として説明を行う。【００７１】
図１７−１および図１７−２は、複数ユーザのデータを基地局が送信した場合のキャリア間干渉の様子の一例を示す図であり、非線形歪などにより帯域が広がったサブキャリアを多重した場合のキャリア間干渉の様子を示している。【００７２】
このようなキャリア間干渉が発生した状態において、基地局がＯＦＤＭＡにより３ユーザを多重したデータ送信を行うと、すべてのサブキャリア間において符号間干渉が生じ、特性は大きく劣化する（図１７−１参照）。【００７３】
一方、ユーザ＃２向けの信号を多重せずに、２ユーザ（ユーザ＃１および＃３）を多重してデータ送信を行った場合、ユーザ＃２向けのサブキャリアは何も送信されず、ヌルキャリアとして扱うことができる（図１７−２参照）。【００７４】
そのため、このような２ユーザを多重した状態で、上記実施の形態１において説明したＧＢ−ＦＥＱを適用することによりキャリア間干渉を抑圧する。具体的には、ユーザ＃１およびユーザ＃３の復調部が、本実施の形態におけるユーザ＃２向けのサブキャリアをヌルキャリア、すなわちバードバンド（ＧＢ）としてＧＢ−ＦＥＱにより等化することにより、２ユーザを多重化した場合に残留するキャリア間干渉を抑圧可能である。そのため、最終的に干渉が発生しない良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００７５】
このように、本実施の形態においては、基地局から受信した信号の受信品質に基づいて、各移動局が、多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定し、当該決定した内容に従いデータを送信するように基地局に対して指示を行うことにより、基地局が送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとした。これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができ、さらに、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる。【００７６】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００７７】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７について説明する。図１８は、実施の形態７の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態６と同様に、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの下り回線システムの構成例を示している。【００７８】
この通信システムの基地局は、変調部１、送信フォーマット制御部２、送信元制御指示部５および多元接続制御部８を備える。移動局は、復調部（復調部３−１，…，３−Ｎに相当）および受信品質測定部（受信品質測定部４−１，…，４−Ｎに相当）を備える。なお、送信元制御指示部５および多元接続制御部８が請求項１９のヌルキャリア数決定手段として動作する。以下、上述した実施の形態６と異なる部分について説明する。【００７９】
本実施の形態の通信システムは、移動局が基地局から受信した信号の受信品質情報を基地局に対して通知する。そして、当該品質情報に基づいて、基地局の多元接続制御部８が多元接続数およびサブキャリア配置を決定し、送信元制御指示部５が送信フォーマットを決定する。【００８０】
なお、本実施の形態のシステムがデータ伝送時のキャリア間干渉の発生を抑圧する動作は、上述した実施の形態６と同様である。また、本実施の形態においては、多元接続制御、サブキャリア割り当て（サブキャリア配置および送信フォーマットの決定）を行うにあたり、基地局がすべての移動局における受信品質を事前情報として用いることが可能である。そのため、基地局が多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを集中制御することができ、実施の形態６と比較して、より高効率なシステムを形成可能である。【００８１】
このように、本実施の形態においては、移動局から通知された信号の受信品質に基づいて、基地局が多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定し、当該決定した内容に従いデータを送信することとした。これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができ、さらに、マルチユーザダイバーシチ効果が得られる。【００８２】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００８３】
実施の形態８．
つづいて、実施の形態８について説明する。図１９は、実施の形態８の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態６と同様に、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの下り回線システムの構成例を示している。【００８４】
この通信システムの基地局は、変調部１、送信フォーマット制御部２、送信元制御指示部５、多元接続制御部８および請求項２２の受信品質推定手段として動作する送信先品質推定部７−１〜７−Ｎを備える。移動局は、復調部（復調部３−１，…，３−Ｎに相当）および品質推定用信号生成部（品質推定用信号生成部６−１，…，６−Ｎに相当）を備える。なお、送信元制御指示部５および多元接続制御部８が請求項２２のヌルキャリア数決定手段として動作する。【００８５】
また、本実施の形態の通信システムは、上述した実施の形態７と同様に、送信局である基地局が多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定する。以下、上述した実施の形態７と異なる部分について説明する。【００８６】
本実施の形態の基地局は、各移動局から送信された品質推定用信号を使用して各移動局における信号の受信品質を推定し、当該推定結果に基づいて多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定する。【００８７】
具体的には、各移動局の品質推定用信号生成部は、基地局が移動局における信号の受信品質を推定するために使用する品質推定用信号を生成する。基地局の各送信先品質推定部は、各移動局の品質推定用信号生成部が生成した品質推定用信号を使用して、当該品質推定用信号の送信元の移動局における信号の受信品質を推定する。なお、品質推定用信号として、たとえば、ＴＤＤ方式を使用したシステムの場合、移動局は、基地局が送信する信号と同一の帯域を持つ信号を品質推定用信号として送信する。また、ＦＤＤ方式を使用したシステムの場合、移動局は、基地局から受信した信号を品質推定用信号として折り返して送信する。【００８８】
そして、基地局の多元接続制御部８および送信元制御指示部５は、各送信先品質推定部における品質推定結果を各移動局の信号受信品質測定結果とみなして上述した実施の形態７と同様の動作を行うことにより、多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定する。【００８９】
このように、本実施の形態においては、基地局は、移動局が送信した品質推定用信号を使用して移動局における信号の受信品質を推定し、推定した信号受信品質に基づいて、多元接続数、サブキャリア配置および送信フォーマットを決定することとした。これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００９０】
また、移動局から基地局に対して伝達する送信元制御指示信号および受信品質信号が不要となるため、移動局から基地局へ伝達する情報を削減でき、特にＴＤＤ方式に本実施の形態を適用した場合おいては、移動局から基地局へ伝達する情報を大幅に削減できる。【００９１】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００９２】
実勢の形態９．
つづいて、実施の形態９について説明する。図２０は、実施の形態９の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態１〜３と同様に、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの構成例を示している。また、この通信システムの送信局は、変調部１、送信フォーマット制御部２、送信元制御指示部５および事前推定品質出力部９を備える。一方、受信局は、復調部３のみを備える。【００９３】
本実施の形態の通信システムにおいては、上述した実施の形態３と同様に、送信局が自身の推定した受信局における信号受信品質に基づいて使用する送信フォーマットを決定するが、送信フォーマットを決定するにあたり、受信局から送信される情報を必要としない点が異なる。以下、実施の形態３と異なる部分について説明する。【００９４】
事前推定品質出力部９は、事前に推定した受信局における信号受信品質を記憶しており、送信局がデータ送信を行う際に、記憶している信号受信品質を出力する。なお、事前推定品質出力部９は、たとえば、セル設計時，セル設置時，定期的に実施されるキャリブレーション，スーパフレーム等の複数フレームに対して送信される信号等により事前に通知された送信先受信品質情報（信号受信品質）を記憶しておく。これにより、本実施の形態の通信システムは、送信局と受信局との間の受信品質の共有化を実現する。そして、送信元制御指示部５は、事前推定品質出力部９からの出力信号を受信局の信号受信品質測定結果とみなし、上述した実施の形態３と同様の動作を行う。【００９５】
なお、本実施の形態においては、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムに対して事前推定品質出力部を適用した構成例としたが、これに限らず、上述した実施の形態４〜８で説明した１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムに対して事前推定品質出力部を適用することも可能である。具体的には、事前推定品質出力部に記憶されている送信先受信品質情報（信号受信品質）を受信局における信号の受信品質とみなし、この情報を使用して上述した実施の形態１〜８と同様の動作を行うことが可能である。【００９６】
このように、本実施の形態においては、送信局は、事前に推定し、記憶しておいた受信局における信号受信品質に基づいて使用する送信フォーマットを決定することにより送信信号を構成するサブキャリア群に挿入するヌルキャリアの数を制御することとした。これにより、十分に各ユーザおよびサブキャリアが直交しない条件においても、キャリア間干渉を抑圧し、良好な通信品質でデータ伝送を行うことができる。【００９７】
また、送信局が送信フォーマットを決定するにあたり、受信局が送信局に対して情報を送信する必要がないため、移動局から基地局へ伝達する情報を削減できる。【００９８】
また、チャネル推定信号の送信キャリア間の干渉も抑圧されるため、高精度なチャネル推定結果を得ることができる。【００９９】
実施の形態１０．
つづいて、実施の形態１０について説明する。図２１は、実施の形態１０の通信システムの構成例を示す図であり、上述した実施の形態１〜３と同様に、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの構成例を示している。また、この通信システムの送信局は、変調部１および送信フォーマット制御部２を備える。一方、受信局は、復調部３、受信品質測定部４、送信元制御指示部５および既知信号レプリカ生成部１０を備える。【０１００】
本実施の形態の通信システムにおいては、上述した実施の形態１と同様に、受信局が、送信局から送信された信号の受信品質に基づいて送信局が使用する送信フォーマットを決定するが、ヌルキャリアに代えて既知信号を送信フォーマットに配置する点が異なる。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。【０１０１】
既知信号レプリカ生成部１０は、受信品質信号（送信局から送信された信号の受信品質）に基づいて受信信号における既知信号成分（以下、既知レプリカ信号と呼ぶ）を生成する。たとえば、受信品質信号としてＣＩＲを使用する場合、既知信号系列とＣＩＲの畳み込みを実施することにより既知レプリカ信号を生成する。受信局は、この既知レプリカ信号を受信信号から減算することにより、受信信号に含まれる既知信号の影響を除去できる。すなわち、既知信号レプリカ生成部１０を追加したことにより、受信局において、既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換することが可能となる。なお、既知信号としては、パイロット信号，プリアンブル信号など受信局側で伝送データが既知である信号全般を指す。【０１０２】
つぎに、本実施の形態の通信システムが、データ伝送時のキャリア間干渉の発生を抑圧する動作例を図２１および図２２−１〜図２２−４に基づいて説明する。図２２−１〜図２２−４は、実施の形態１０で使用する送信フォーマット例を示す図であり、上述した実施の形態１で使用した送信フォーマット（図２−１〜図２−４参照）のヌルキャリアを既知信号キャリアに置き換えたものである。【０１０３】
上述した実施の形態１と同様の動作を行うことにより、受信局は、送信局が使用する送信フォーマットを決定し、送信局は、受信局に対して当該送信フォーマットを使用してデータを送信する。なお、このとき使用する送信フォーマットは、ヌルキャリアに代えて既知信号キャリアを配置したものを使用する。受信局は、既知信号レプリカ生成部１０が生成した既知レプリカ信号を受信信号から減算することにより受信信号に含まれる既知信号キャリアをヌルキャリアに変換後、復調処理を行う。【０１０４】
なお、本実施の形態においては、１対１の双方向通信を行うＯＦＤＭシステムの受信局に対して既知信号レプリカ生成部を適用した構成例としたが、これに限らず、１対多の双方向通信を行うＯＦＤＭＡシステムの受信局に対して既知信号レプリカ生成部を適用することも可能である。すなわち、既知信号レプリカ生成部を適用することにより上述した実施の形態１〜９のシステムにおいて、ヌルキャリアの代わりに既知キャリアを使用した送信フォーマットを使用することが可能となる。【０１０５】
このように、本実施の形態においては、データの受信局が送信局から受信した信号の受信品質に基づいて既知信号成分を生成し、当該既知成分信号を受信信号から減算することにより受信信号に含まれる既知信号サブキャリアをヌルキャリアに変換後、復調処理を行うこととした。これにより、ヌルキャリアに代えて既知信号サブキャリアを使用して上述した実施の形態１〜９を実現することが可能となり、既知信号サブキャリアを使用した場合にも上述した実施の形態１〜９と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
以上のように、本発明にかかる通信制御方法は、マルチキャリア変調方式に対応した通信システムに有用であり、特に、サブキャリア間の干渉を抑圧してデータ伝送を行う通信システムに適している。
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図８−４】
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【図８−５】
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【図８−６】
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【図８−７】
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【図８−８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図９−３】
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【図９−４】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１０−７】
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【図１０−８】
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【図１０−９】
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【図１０−１０】
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【図１０−１１】
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【図１０−１２】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１２−３】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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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１６−３】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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【図２２−３】
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【図２２−４】
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