(57)【要約】【課題】  他の端末装置の影響を考慮して通信速度を決定する。【解決手段】  モデム部１６は、変調処理として、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭの変調方式によって、送信すべき情報信号を変調する。また、復調処理として、受信信号を復調して、送信された情報信号を再生する。ＥＶＭ計算部２０２は、モデム部１６で復調されるべき信号あるいは復調された信号のＥＶＭを計算する。信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行って、複数の端末装置２６を空間分割多重接続する。制御部２０は、適応変調処理を実行して、モデム部１６で使用される変調方式を決定する。信号処理部１４による空間の分割によって多重接続した端末装置２６の数にもとづいて、適応変調のためのしきい値を設定し、しきい値と計算したＥＶＭにもとづいて、端末装置２６と通信する際の通信速度を決定する。【選択図】  図１
2005341405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する通信部と、
前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出する導出部と
前記導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定する決定部とを備え、
前記決定部は、空間の分割によって多重接続した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記空間の分割によって多重接続した端末装置の数が増加すれば、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記空間の分割によって多重接続した端末装置の数として、前記通信部が空間の分割による多重接続を実行しているか否かの情報を使用し、かつ空間の分割による多重接続を実行していれば、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する通信部と、
前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出する導出部と
前記導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定する決定部とを備え、
前記通信部は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算する受信ウエイトベクトル計算部と、
前記計算した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算する相関値計算部とを備え、
前記決定部は、前記計算した相関値にもとづいて、しきい値を設定することを特徴とする無線装置。
【請求項５】
前記決定部は、前記計算した相関値が大きくなれば、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定することを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する場合に、前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定し、さらに空間の分割によって多重接続した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定することを特徴とする通信方法。
【請求項７】
空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する場合に、前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定し、さらに空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算し、前記計算した受信ウエイトベクトル間の相関値にもとづいて、しきい値を設定することを特徴とする通信方法。
【請求項８】
無線ネットワークを介して、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、
前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと
前記導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備え、
前記決定するステップは、前記通信するステップでの空間の分割によって多重接続した端末装置の数をメモリに記憶し、当該記憶した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
無線ネットワークを介して、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、
前記少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと
前記導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、前記少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備え、
前記通信するステップは、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算してメモリに記憶するステップと、
前記記憶した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算するステップとを備え、
前記決定するステップは、前記計算した相関値をメモリに記憶し、当該記憶した相関値にもとづいて、しきい値を設定することをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信技術に関し、特に端末装置に対する通信速度が可変である場合に、当該通信速度を設定する通信方法およびそれを利用した無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムなどの無線通信システムは、一般的に、端末装置と基地局装置で構成されており、端末装置と基地局装置との間の通信が所定の変調方式を使用して実行されている。近年の移動通信システムでは、音声通信に加えてデータ通信も多く使用されるようになっている。データ通信は、従来の音声通信に比べて高速、大容量のデータ伝送を要求する。このような要求のために、データ通信では音声通信の場合よりも多値数の多い変調方式の使用が好ましい。一方、多値数の多い変調方式は、多値数の少ない変調方式よりも受信エラーが生じやすいという特性を有する。
【０００３】
したがって、このような課題を解決するために、適応変調方式が使用されている。適応変調方式では、伝送路の特性、すなわち通信品質に応じて、多値数の少ない変調方式と多値数の多い変調方式とを適応的に切り替えて通信することによって、通信品質を維持しつつ通信速度をより向上させている。具体的には、所定のパラメータを使用して伝送路の特性を評価し、所定の品質を満たしている場合に、変調方式の多値数を増加して通信速度を向上させる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−５６４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワイヤレス通信において、周波数資源の有効利用を図るべく、周波数分割多重接続（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＦＤＭＡ）、時間分割多重接続（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）、符号分割多重接続（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）を含む多重接続技術が、実施されている。近年の携帯電話機の普及等によって、一般に、周波数利用効率の更なる向上が望ましく、その解決策のひとつとして、空間分割多重接続（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）やパス分割多重接続（Ｐａｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＰＤＭＡ）といわれる新たな多重接続技術が検討されている。
【０００５】
ＳＤＭＡを実行する基地局装置は、例えば、同一周波数におけるひとつのタイムスロットを空間的に複数に分割して、分割した空間のそれぞれに対応した無線チャネルに端末装置を割り当てる。その結果、当該基地局装置は無線チャネルを割り当てた端末装置との間でデータを伝送する。基地局装置は、同一周波数におけるひとつのタイムスロットにおいて、ＳＤＭＡによって多重化した複数の端末装置からの信号を受信する。このような複数の端末装置からの信号を分離するために、基地局装置に設けられたアダプティブアレイアンテナなどの相互干渉除去装置が使用される。アダプティブアレイアンテナは、複数のアンテナで受信した信号を、伝搬環境に応じたウエイトベクトルでそれぞれ重み付けして合成し、所望の端末装置に関する信号を抽出する。
【０００６】
このようなＳＤＭＡに前述の適応変調を組み合わせれば、通信品質の低下を抑えつつ、通信速度を高められる。本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。アダプティブアレイアンテナによる空間の分割が不十分になると、複数の端末装置間で干渉を生じ、その干渉のために、基地局装置に高い通信速度で接続されている端末装置の通信品質が特に低下する。一方、基地局装置に低い通信速度で接続されている端末装置の通信品質の低下は小さい。また、ＳＤＭＡで多重化している場合、基地局装置は、複数の端末装置との間で信号を同時に送受信しているので、いずれかの端末装置の移動等によって信号の特性が変動しやすい環境にあるといえる。すなわち、ＳＤＭＡで多重化している端末装置の数が増加すれば、アダプティブアレイアンテナによる空間の分割が十分であっても、将来的に空間の分割が不十分になる可能性が高くなる。
【０００７】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的はＳＤＭＡで多重化している端末装置に対して、通信品質の低下を抑えつつ、通信速度を高める通信方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、無線装置である。この装置は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する通信部と、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出する導出部と導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定する決定部とを備える。この装置によれば、決定部は、空間の分割によって多重接続した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定できる。
【０００９】
「通信速度」とは、単位時間における通信速度を含み、その値は変調方式、誤り訂正の符号化率等によって決定される。
「伝送路の特性を導出する」は、無線装置が伝送路の特性を計算あるいは測定することによって導出してもよいし、通信対象の端末装置が伝送路の特性を計算あるいは測定して、その結果を受け付けることによって導出してもよい。
【００１０】
以上の装置により、空間の分割によって多重接続した端末装置の数に応じて、適応変調する際のしきい値を決定するので、変調方式を決定する際に他の端末装置の影響を考慮できる。
【００１１】
決定部は、空間の分割によって多重接続した端末装置の数が増加すれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００１２】
「少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値」とは、導出した伝送路の特性としきい値との比較によって、通信速度の低い値が選択されやすくなるようなしきい値である。
【００１３】
決定部は、空間の分割によって多重接続した端末装置の数として、通信部が空間の分割による多重接続を実行しているか否かの情報を使用し、かつ空間の分割による多重接続を実行していれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００１４】
「空間の分割による多重接続を実行しているか否かの情報」は、多重接続を実行しているか否かがわかればよく、接続している端末装置の台数が１台の場合に多重接続を実行していないと解してもよい。
【００１５】
本発明の別の態様も、無線装置である。この装置は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する通信部と、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出する導出部と導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定する決定部とを備える。この装置によれば、通信部は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算する受信ウエイトベクトル計算部と、計算した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算する相関値計算部とを備え、決定部は、計算した相関値にもとづいて、しきい値を設定してもよい。決定部は、計算した相関値が大きくなれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００１６】
以上の装置により、少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトル間の相関値に応じて、適応変調する際のしきい値を決定するので、変調方式を決定する際に他の端末装置からの干渉の影響を考慮できる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、通信方法である。この方法は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する場合に、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定し、さらに空間の分割によって多重接続した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定する。
【００１８】
本発明のさらに別の態様も、通信方法である。この方法は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備える。この方法によれば、決定するステップは、空間の分割によって多重接続した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定してもよい。
【００１９】
決定するステップは、空間の分割によって多重接続した端末装置の数が増加すれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。決定するステップは、空間の分割によって多重接続した端末装置の数として、通信部が空間の分割による多重接続を実行しているか否かの情報を使用し、かつ空間の分割による多重接続を実行していれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００２０】
本発明のさらに別の態様も、通信方法である。この方法は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信する場合に、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定し、さらに空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算し、計算した受信ウエイトベクトル間の相関値にもとづいて、しきい値を設定する。
【００２１】
本発明のさらに別の態様も、通信方法である。この方法は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備える。この方法によれば、通信するステップは、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算するステップと、計算した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算するステップとを備え、決定するステップは、計算した相関値にもとづいて、しきい値を設定してもよい。決定するステップは、計算した相関値が大きくなれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００２２】
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、無線ネットワークを介して、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備える。このプログラムによれば、通信速度を決定するステップは、通信するステップでの空間の分割によって多重接続した端末装置の数をメモリに記憶し、当該記憶した端末装置の数にもとづいて、しきい値を設定してもよい。
【００２３】
決定するステップは、空間の分割によって多重接続した端末装置の数が増加すれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。決定するステップは、空間の分割によって多重接続した端末装置の数として、通信部が空間の分割による多重接続を実行しているか否かの情報を使用し、かつ空間の分割による多重接続を実行していれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の態様も、プログラムである。このプログラムは、無線ネットワークを介して、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置と所定の通信速度で通信するステップと、少なくともひとつの端末装置との間の伝送路の特性を導出するステップと導出した伝送路の特性としきい値にもとづいて、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度を決定するステップとを備える。このプログラムによれば、通信するステップは、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算してメモリに記憶するステップと、記憶した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算するステップとを備え、通信速度を決定するステップは、計算した相関値をメモリに記憶し、当該記憶した相関値にもとづいて、しきい値を設定してもよい。決定するステップは、計算した相関値が大きくなれば、少なくともひとつの端末装置と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定してもよい。
【００２５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＳＤＭＡで多重化している端末装置に対して、通信品質の低下を抑えつつ、通信速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施例１)
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、簡易型携帯電話システムのようなＴＤＭＡ通信にもとづく通信システムであって、さらに複数の端末装置を空間分割多重によって接続する通信、すなわちＳＤＭＡ通信も実行可能な通信システムにおける基地局装置に関する。また、基地局装置は、端末装置との通信に使用する変調方式を適応変調方式によって決定する。すなわち、基地局装置と端末装置との間の通信で使用可能な変調方式が複数種類規定されており、そのうちのひとつが通信のために選択される。複数種類の変調方式は、例えば、π／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）（以下、単に「ＱＰＳＫ」という）や１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を含む。ここでは、伝送路の品質としてＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を計算し、計算したＥＶＭがしきい値以下であれば、受信した信号のひずみが小さいと推定し、より通信速度の高い変調方式、前述の１６ＱＡＭを選択する。一方、計算したＥＶＭがしきい値より大きければ、受信した信号のひずみが大きいと推定し、より通信速度の低い変調方式、前述のＱＰＳＫを選択する。
【００２８】
ＥＶＭは、一般的に受信した信号に含まれた干渉成分や雑音成分を反映した値であるので、ＥＶＭにもとづいて変調方式を決定すれば、通信している伝送路の特性に適合した変調方式を決定できる。しかしながら、基地局装置がＳＤＭＡによって複数の端末装置を多重化していれば、ＥＶＭの変動が大きくなりやすいといえる。これは、複数の端末装置のそれぞれが移動する可能性を有しており、それぞれの移動によってＥＶＭが変動するためである。その結果、現在は１６ＱＡＭを選択していても、ＥＶＭの変動によってＱＰＳＫに変更される可能性が高いといえ、この可能性はＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が大きくなればより高くなる。一般的に、変調方式の変動が少ないほど、通信システムの安定性が高くなる。そのため、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が大きい場合に合わせて、適応変調のためのしきい値が通信速度の低い変調方式が選択されやすくなるように設定されれば、端末装置の数が少ない場合でも通信速度の高い変調方式が選択されにくくなり、通信速度が高くならない。一方、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が小さい場合に合わせて、適応変調のためのしきい値が通信速度の高い変調方式が選択されやすくなるように設定されれば、端末装置の数が多く、かつ通信速度の高い変調方式が使用されている場合での誤りが増加する。
【００２９】
そのため、本実施例に係る基地局装置は、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数のそれぞれに対応した複数種類のしきい値を予め記憶しており、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数に応じて記憶した複数種類のしきい値の中からひとつを選択する。ここでは、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が小さければ、ＥＶＭの変動の可能性が低いといえるので、通信速度の高い変調方式が選択されやすくなるようなしきい値、すなわち大きな値のしきい値を設定する。一方、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が大きければ、ＥＶＭの変動の可能性が高いといえるので、通信速度の低い変調方式が選択されやすくなるようなしきい値、すなわち小さな値のしきい値を設定する。このようなしきい値を設定することによって、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が小さければ、通信速度を高くでき、ＳＤＭＡによって多重化された端末装置の数が大きければ、通信品質の低下を抑えられる。
【００３０】
図１は、実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置２６、ネットワーク２４を含む。基地局装置１０は、アンテナ２２と総称される第１アンテナ２２ａ、第２アンテナ２２ｂ、第ｎアンテナ２２ｎ、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８、ＥＶＭ計算部２０２、制御部２０を含み、ネットワーク２４と接続している。また、無線部１２は、第１無線部１２ａ、第２無線部１２ｂ、第Ｎ無線部１２ｎを含み、信号処理部１４は、第１信号処理部１４ａ、第２信号処理部１４ｂ、第Ｍ信号処理部１４ｍを含む。また、信号として、無線部制御信号３１８、モデム部制御信号３２０、ベースバンド部制御信号３２２、ＥＶＭ値信号３３０を含む。図１の通信システムでは、ひとつの端末装置２６が基地局装置１０と接続しているが、実際にはひとつのタイムスロットあたりＭ個の端末装置２６が接続可能である。
【００３１】
ベースバンド部１８は、ネットワーク２４とのインターフェースであり、通信システムで伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここでは説明を省略する。
モデム部１６は、変調処理として、π／４シフトＱＰＳＫ（以下、単に「ＱＰＳＫ」という）、１６ＱＡＭの変調方式によって、送信すべき情報信号を変調する。また、復調処理として、受信信号を復調して、送信された情報信号を再生する。なお、変調処理および復調処理で使用されるＱＰＳＫあるいは１６ＱＡＭの選択は、後述する制御部２０によって実行されるので、モデム部１６は制御部２０からの指示によって動作する。
【００３２】
ＥＶＭ計算部２０２は、モデム部１６で復調されるべき信号あるいは復調された信号のＥＶＭを計算する。ＥＶＭは、端末装置２６との間の伝送路の特性に相当する。ここでは、ひとつのタイムスロットで空間分割多重接続されたＭ個の端末装置２６に対して、ＥＶＭをそれぞれ計算する。また、ＥＶＭ計算部２０２は、ＥＶＭ値信号３３０を出力する。
【００３３】
信号処理部１４は、アダプティブアレイアンテナによる送受信処理に必要な信号処理を行って、複数の端末装置２６を空間分割多重接続する。ここで、Ｍ個の信号処理部１４は、ひとつのタイムスロットで空間分割多重接続できる端末装置２６の数に対応する。そのため、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８は、空間の分割によって多重接続した少なくともひとつの端末装置２６と所定の通信速度で通信する。
【００３４】
無線部１２は、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換処理、増幅処理、ＡＤまたはＤＡ変換処理等を行う。
アンテナ２２は、無線周波数の信号を送受信処理する。アンテナの指向性は任意でよく、アンテナ２２のアンテナ数はＮとされる。
【００３５】
制御部２０は、無線部１２、信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８のタイミングやチャネル配置を制御する。また、適応変調処理を実行して、モデム部１６で使用される変調方式を決定する。詳細は後述するが、信号処理部１４による空間の分割によって多重接続した端末装置２６の数にもとづいて、適応変調のためのしきい値を設定し、しきい値とＥＶＭ計算部２０２で計算したＥＶＭにもとづいて、端末装置２６と通信する際の通信速度を決定する。
【００３６】
図２は、実施例１に係るバーストフォーマットを示す。これは簡易型携帯電話システムのバーストフォーマットである。バーストの先頭から４シンボルの間に、タイミング同期に使用するためのプリアンブルが、それに続く８シンボルの間に、ユニークワードが配置されている。プリアンブルとユニークワードは、基地局装置１０や端末装置２６にとって既知であるため、後述するトレーニング信号としても使用できる。本実施例では、説明の簡略化のために図２に示した簡易型携帯電話システムのバーストフォーマットを対象にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
図３は、実施例１に係るチャネル配置を示す。ここでは、ＳＤＭＡによる空間分割の多重度を４としており、この多重度「４」が図１のＭ個の信号処理部１４に対応する。さらに図３は、ＴＤＭＡによる時間分割の多重度、すなわちタイムスロット数を３としており、その中にチャネル（１，１）からチャネル（３，４）の合計１２チャネルを配置している。ひとつのチャネルにはひとつの端末装置２６が割当てられている。また、図３は、上り回線あるいは下り回線のいずれかを示している。さらに、周波数軸方向などに多重化されていてもよい。
【００３８】
図４は、第１無線部１２ａの構成を示す。第１無線部１２ａは、スイッチ部３６、受信部３８、送信部４０を含む。さらに、受信部３８は、周波数変換部４２、直交検波部４４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）４６、ＡＤ変換部４８を含み、送信部４０は、増幅部５０、周波数変換部５２、直交変調部５４、ＤＡ変換部５６を含む。また、信号として、デジタル受信信号３００と総称される第１デジタル受信信号３００ａ、デジタル送信信号３０２と総称される第１デジタル送信信号３０２ａを含む。
【００３９】
スイッチ部３６は、無線部制御信号３１８の指示にもとづいて、受信部３８と送信部４０に対する信号の入出力を切りかえる。
受信部３８の周波数変換部４２と送信部４０の周波数変換部５２は、無線周波数の信号とひとつまたは複数の中間周波数の信号間の周波数変換を行う。
【００４０】
ＡＧＣ４６は、中間周波数のアナログ信号の振幅をＡＤ変換部４８のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。
ＡＤ変換部４８は、中間周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＤＡ変換部５６は、中間周波数のデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００４１】
直交検波部４４は、中間周波数の信号から直交検波によって、ベースバンドのデジタル信号を生成する。なお、一般的にベースバンドの信号は同相成分と直交成分のふたつの成分を含んでいるので、ふたつの信号線によって示されるべきであるが、ここでは図の明瞭性からベースバンド信号をひとつの信号線によって示す。以下も同様である。一方、直交変調部５４は、ベースバンドのデジタル信号から直交変調によって、中間周波数の信号を生成する。ここで、直交検波部４４から出力されるデジタル信号をデジタル受信信号３００、直交変調部５４に入力されるデジタル信号をデジタル送信信号３０２とする。
増幅部５０は、送信すべき無線周波数の信号を増幅する。
【００４２】
図５は、第１信号処理部１４ａの構成を示す。第１信号処理部１４ａは、参照信号生成部７２、受信ウエイトベクトル計算部７０、合成部６８、受信応答ベクトル計算部２００、送信ウエイトベクトル計算部７６、分離部７４を含む。さらに、合成部６８は、乗算部７８と総称される第１乗算部７８ａ、第２乗算部７８ｂ、第Ｎ乗算部７８ｎ、加算部８０を含み、分離部７４は、乗算部８２と総称される第１乗算部８２ａ、第２乗算部８２ｂ、第Ｎ乗算部８２ｎを含む。
【００４３】
また、信号として、合成信号３０４、分離前信号３０６、受信ウエイトベクトル３０８と総称される第１受信ウエイトベクトル３０８ａ、第２受信ウエイトベクトル３０８ｂ、第Ｎ受信ウエイトベクトル３０８ｎ、送信ウエイトベクトル３１０と総称される第１送信ウエイトベクトル３１０ａ、第２送信ウエイトベクトル３１０ｂ、第Ｎ送信ウエイトベクトル３１０ｎ、参照信号３１２、入力制御信号３１４と総称される第１入力制御信号３１４ａ、出力制御信号３１６と総称される第１出力制御信号３１６ａ、受信応答ベクトル４０２を含む。
【００４４】
参照信号生成部７２は、図２に示したプリアンブル信号を記憶しており、トレーニング期間中は、記憶したプリアンブル信号を参照信号３１２として出力し、トレーニング終了後は、合成信号３０４を判定して判定した信号を参照信号３１２として出力する。なお、トレーニング終了の判定は、第１入力制御信号３１４ａによって通知されるものとする。
【００４５】
受信ウエイトベクトル計算部７０は、デジタル受信信号３００の重み付けに必要な受信ウエイトベクトル３０８を、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムによって計算する。なお、適応アルゴリズムの演算は、デジタル受信信号３００、合成信号３０４、参照信号３１２にもとづいてなされる。例えば、ＬＭＳアルゴリズムは次のように示される。
【数１】
2005341405.tif 000003
ここで、Ｗは受信ウエイトベクトル３０８、μは忘却係数、ｕは、デジタル受信信号３００、ｅは符号間干渉を示した誤差、すなわち合成信号３０４と参照信号３１２との間の誤差を示す。
乗算部７８は、デジタル受信信号３００を受信ウエイトベクトル３０８で重み付けする。加算部８０は、乗算部７８からの出力を加算して、合成信号３０４を出力する。
【００４６】
受信応答ベクトル計算部２００は、送信信号に対する受信信号の受信応答特性として受信応答ベクトル４０２を計算する。そのために、受信応答ベクトル計算部２００は、デジタル受信信号３００と参照信号３１２の間における第１の相関行列を計算する。なお、参照信号３１２は第１信号処理部１４ａ内からだけではなく、図示しない信号線によって、他の端末装置２６に対応する第２信号処理部１４ｂ、第Ｍ信号処理部１４ｍなどからも入力されるものとする。説明の便宜のため端末装置２６の数を２とし、第１の端末装置２６に対応する参照信号はＳ１（ｔ）、第２の端末装置２６に対応する参照信号はＳ２（ｔ）と示す。さらに、基地局装置１０のアンテナ２２の数を２とすれば、第１デジタル受信信号３００ａに相当するｘ１（ｔ）、第２デジタル受信信号３００ｂに相当するｘ２（ｔ）は、次の式で示される。
【００４７】
【数２】
2005341405.tif 000004
ここで、ｈｉｊは、第ｉ番目の端末装置２６から第ｊアンテナ２２ｊまでの応答特性であり、また雑音は無視する。第１の相関行列Ｒ１は、Ｅをアンサンブル平均として、次の式で示される。
【００４８】
【数３】
2005341405.tif 000005
受信応答ベクトル計算部２００は、参照信号間の第２の相関行列Ｒ２を計算し、これは次の式で示される。
【００４９】
【数４】
2005341405.tif 000006
受信応答ベクトル計算部２００は、第２の相関行列Ｒ２の逆行列を計算する。
【００５０】
最終的に受信応答ベクトル計算部２００は、第２の相関行列Ｒ２の逆行列と第１の相関行列Ｒ１を乗算し、次の式のように受信応答ベクトル４０２を計算する。また、計算した受信応答ベクトル４０２は、第１出力制御信号３１６ａによって出力される。なお、受信ウエイトベクトル計算部７０で計算された受信ウエイトベクトル３０８が第１出力制御信号３１６ａとして出力されてもよい。
【００５１】
【数５】
2005341405.tif 000007
【００５２】
送信ウエイトベクトル計算部７６は、分離前信号３０６の重み付けに必要な送信ウエイトベクトル３１０を、受信応答特性である受信ウエイトベクトル３０８や受信応答ベクトル４０２から推定する。送信ウエイトベクトル３１０の推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイトベクトル３０８や受信応答ベクトル４０２をそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理の時間差で生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮して、従来の技術によって、受信ウエイトベクトル３０８あるいは受信応答ベクトル４０２を補正してもよい。なお、送信ウエイトベクトル３１０の推定には、受信ウエイトベクトル３０８と受信応答ベクトル４０２のどちらかのみを使用してもよいが、通常は受信ウエイトベクトル３０８を使用し、受信ウエイトベクトル３０８に含まれる誤差が大きいと判断された場合に、受信応答ベクトル４０２を使用する。
乗算部８２は、分離前信号３０６を送信ウエイトベクトル３１０で重み付けし、デジタル送信信号３０２を出力する。
【００５３】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５４】
図６は、ＥＶＭ計算部２０２で計算されるＥＶＭの概要を示し、ここではＩＱ座標平面でのπ／４シフトＱＰＳＫシンボル点を示す。図中の黒丸印が本来のπ／４シフトＱＰＳＫシンボル点を示し、Ｘ印が受信した信号の受信シンボル点を示す。なお、信号処理部１４においてアダプティブアレイ信号処理が実行されているので、図６はひとつの端末装置２６に対するＩＱ座標平面でのπ／４シフトＱＰＳＫシンボル点を示す。図示のごとく、伝送路での雑音や干渉波によって、受信した信号の受信シンボル点が本来のπ／４シフトＱＰＳＫシンボル点からずれている。図において矢印で示したずれが、ＥＶＭである。なお、ＥＶＭは、例えば、Ｗａｙｎｅ  Ｍｕｓｉｃ，Ｂｒｏａｄｃｏｍ  Ｃｏｒｐ．による”Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｎｏｉｓｅ  Ｍｅａｓｕｒｅ  Ａｃｃｕｒａｃｙ”（ＩＥＥＥ  Ｐ８０２．１５  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，２００１年３月８日）に開示されている。
【００５５】
ＥＶＭ計算部２０２は、ＥＶＭを次のように計算する。図６での本来のπ／４シフトＱＰＳＫシンボル点の座標を（ｄｉ，ｄｑ）とし、受信シンボル点を（ｙｉ，ｙｑ）とすれば、ＥＶＭは次のように示される。
（数６）
ＥＶＭ  ＝  （ｙｉ−ｄｉ）２＋（ｙｑ−ｄｑ）２
なお、ＥＶＭの計算に関する詳細は、前述の文献に記載されているので、ここでの説明を省略する。
【００５６】
図７は、通信システム１００におけるＥＶＭとＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）との関係を示す。図は、計算機シミュレーションで得られた結果にもとづいたものである。図中において、黒丸印は変調方式がＱＰＳＫの場合を示し、白丸印は変調方式が１６ＱＡＭの場合を示す。図示のごとく、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭにおいて、同一の通信品質、例えばＢＥＲ＝１×１０−３を満たすＥＶＭは、１６ＱＡＭの方が小さい値となる。すなわち、ＥＶＭが小さければ、１６ＱＡＭのように通信速度の高い変調方式でも所定の通信品質を満足できるが、ＥＶＭが大きくなれば、通信速度の高い変調方式で所定の通信品質を満足できず、ＱＰＳＫのように通信速度の低い変調方式を使用すべきである。
【００５７】
そのため、適応変調を実行するために予め計算機シミュレーション等によって図７のようなＥＶＭとＢＥＲの関係を取得し、通信速度の高い変調方式が基準となる通信品質を満たす場合のＥＶＭの値をしきい値として設定する。受信した信号のＥＶＭがしきい値以下であれば通信速度の高い変調方式を選択し、受信した信号のＥＶＭがしきい値より大きければ通信速度の低い変調方式を選択する。このような選択は、次に説明する制御部２０で実行される。
【００５８】
図８は、制御部２０の構成を示す。制御部２０は、入力部２１４、決定部２１６、しきい値管理部２１８、チャネル管理部２２０を含み、決定部２１６は、多重数検出部２１２を含む。
【００５９】
入力部２１４は、ひとつの端末装置２６を単位にしてＥＶＭ値信号３３０を入力する。
チャネル管理部２２０は、基地局装置１０が複数の端末装置２６に割り当てているチャネルを管理する。すなわち、図３のごとく、チャネル(１，１)からチャネル（３，４）に端末装置２６を割り当てているかについての情報、およびそれらのチャネルに割り当てた端末装置２６の識別番号を記憶する。さらに、それらのチャネルに割り当てた端末装置２６との間で使用されている変調方式も記憶する。端末装置２６との通信において上下回線で同一の変調方式を使用している場合に、チャネル管理部２２０は当該変調方式を記憶するが、上下回線で異なった変調方式を使用している場合に、チャネル管理部２２０は上下回線の変調方式をそれぞれ記憶する。また、チャネル管理部２２０に記憶された情報は、端末装置２６の新たな接続、切断、および変調方式の変更に応じて、決定部２１６からの指示によって随時書き換えられる。
【００６０】
しきい値管理部２１８は、適応変調に使用するためのしきい値を記憶する。図９は、しきい値管理部２１８に記憶されたしきい値を示す。「ＳＤＭＡ端末数」は、同一のタイムスロットで接続している端末装置２６の数を示す。これは、例えば、図３のタイムスロット１に対して、チャネル（１，１）から（１，４）の４つのチャネルのうちで端末装置２６に割り当てられているチャネルの数に相当する。「ＱＰＳＫ→１６ＱＡＭ」は、ＱＰＳＫから１６ＱＡＭへ変調方式が変更される場合、すなわち通信速度の高い変調方式に変更される場合のしきい値を示す。このうち、「Ａ１」は、「ＳＤＭＡ端末数」が「１」の場合のしきい値であるが、図７で説明したように、予め取得されたＥＶＭとＢＥＲの関係から決定される。
【００６１】
「Ａ２」から「Ａ４」は、「ＳＤＭＡ端末数」が「２」から「４」に増加した場合のしきい値である。これらの値は、「ＳＤＭＡ端末数」が増加するにしたがって小さくなるように設定されている。すなわち、「ＳＤＭＡ端末数」が増加すると、ＥＶＭがより小さくならなければしきい値以下の条件を満たさず、その結果、１６ＱＡＭへの変調方式の変更が決定されにくくなる。これは、ＳＤＭＡ端末数が増加すれば、端末装置２６と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定しているともいえる。なお、ＳＤＭＡ端末数の増加によってしきい値を低下させることは、ＥＶＭが変動しやすくなることに対するマージンであるともいえる。「ＳＤＭＡ端末数」が「２」から「４」にそれぞれ対応したしきい値は、図７とは別の計算機シミュレーションによって設定されてもよいし、図７の計算機シミュレーションの結果から所定の値だけ小さくする操作によって設定されてもよい。
【００６２】
「１６ＱＡＭ→ＱＰＳＫ」は、１６ＱＡＭからＱＰＳＫへ変調方式が変更される場合、すなわち通信速度の低い変調方式に変更される場合のしきい値を示す。「ＳＤＭＡ端末数」が「１」の場合に、１６ＱＡＭからＱＰＳＫへ変調方式が変更される場合のしきい値「Ｂ１」は、それと反対にＱＰＳＫから１６ＱＡＭへ変調方式が変更される場合のしきい値「Ａ１」と独立して設定されている。これは、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭが交互に選択されるような場合、すなわち短期間で変調方式が変更され続ける場合を防止するためである。つまり、ヒステリシスを持たせるためである。具体的には、「Ｂ１」は「Ａ１」よりも大きな値に設定される。変調方式がＱＰＳＫで通信している場合、図１のＥＶＭ計算部２０２で計算したＥＶＭが「Ａ１」よりも小さくなれば、変調方式を１６ＱＡＭへ変更する。その後、ＥＶＭがある程度大きくなっても、「Ｂ１」が「Ａ１」よりも大きな値に設定されているので、直ちに変調方式がＱＰＳＫに変更されない。最初の変調方式が１６ＱＡＭである場合も同様である。
【００６３】
「Ｂ２」から「Ｂ４」は、「ＳＤＭＡ端末数」が「２」から「４」に増加した場合のしきい値である。「Ｂ２」から「Ｂ４」は、「Ｂ１」の場合と同様に、「Ａ２」から「Ａ４」にそれぞれ対応し設定される。
【００６４】
また、しきい値は次のように設定されてもよい。図９の「ＳＤＭＡ端末数」の代わりに、「ＳＤＭＡを実行しているか」、すなわち「ＳＤＭＡ端末数」が「１」である場合と、それ以外の場合にしきい値を分類し、かつＳＤＭＡを実行していれば、ＳＤＭＡを実行していない場合よりしきい値を小さい値に設定する。すなわち、ＳＤＭＡを実行していれば、端末装置２６と通信する際の通信速度が低い値になるようなしきい値を設定する。この変形例は、装置構成が容易になる利点を有する。
【００６５】
図８に戻る。多重数検出部２１２は、制御部２０から同一のタイムスロットで接続している端末装置２６の数、すなわち前述のＳＤＭＡ端末数を検出する。
決定部２１６は、しきい値管理部２１８に記憶したしきい値のうち、多重数検出部２１２で検出したＳＤＭＡ端末数に対応したしきい値を選択する。また、チャネル管理部２２０から現在の変調方式を取得し、選択したしきい値のうち、１６ＱＡＭからＱＰＳＫへ変調方式が変更される場合のしきい値あるいはＱＰＳＫから１６ＱＡＭへ変調方式が変更される場合のしきい値を選択する。さらに、入力部２１４を介して取得したＥＶＭと選択したしきい値を比較して、該当する端末装置２６に対する変調方式を決定する。決定した変調方式は、図１のモデム部制御信号３２０としてモデム部１６に伝送される。また、決定した変調方式を端末装置２６への下り信号に含めて端末装置２６に対して送信する。
【００６６】
図１０は、基地局装置１０による変調方式を決定する手順を示すフローチャートである。多重数検出部２１２は、ＳＤＭＡ端末数を取得する（Ｓ１０）。決定部２１６は、チャネル管理部２２０から現在の変調方式を取得する（Ｓ１２）。決定部２１６は、取得したＳＤＭＡ端末数と変調方式にもとづいて、しきい値管理部２１８から適応変調の制御に使用すべきしきい値を取得する（Ｓ１４）。決定部２１６は、入力部２１４を介して、ＥＶＭを取得する（Ｓ１６）。決定部２１６は、ＥＶＭとしきい値を比較する（Ｓ１８）。ＥＶＭがしきい値以下であれば（Ｓ２０のＹ）、決定部２１６は多値数の多い変調方式を選択する（Ｓ２２）。一方、ＥＶＭがしきい値以下でなければ（Ｓ２０のＮ）、決定部２１６は多値数の少ない変調方式を選択する（Ｓ２４）。ここで、現在の変調方式と選択された変調方式が同一であれば、実質的に変調方式は変更されない。
【００６７】
これまでは、図１の制御部２０が、図１のＥＶＭ計算部２０２で計算されたＥＶＭ、すなわち上り回線に対応するＥＶＭにもとづいて変調方式を決定した。これは、上下回線の変調方式が同一である場合、および上下回線の変調方式が異なり、かつ上り回線の変調方式を決定する場合に有効である。ここで、上下回線の変調方式が異なり、かつ下り回線の変調方式を決定する場合にＥＶＭを計算する形態を説明する。なお、本実施例の通信システム１００は簡易型携帯電話システムを対象としているので、上下回線の変調方式が異なる場合であっても変調方式の決定は制御部２０でなされる。そのため、下り回線のＥＶＭを計算する端末装置２６を説明する。
【００６８】
図１１は、端末装置２６の構成を示す。端末装置２６は、ベースバンド部２８、モデム部３０、無線部３２、ＥＶＭ計算部２４０、制御部２４２を含む。
ベースバンド部２８は、端末装置２６と接続したＰＣや、端末装置２６内部のアプリケーションとのインターフェースであり、通信システムで伝送の対象となる情報信号の送受信処理を行う。また、誤り訂正や自動再送処理がなされてもよいが、ここでは説明を省略する。
【００６９】
モデム部３０は、変調処理として、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭの変調方式によって、送信すべき情報信号を変調する。また、復調処理として、受信信号を復調して、送信された情報信号を再生する。なお、変調処理および復調処理で使用されるＱＰＳＫあるいは１６ＱＡＭの選択は、図１の基地局装置１０からの指示によって実行される。すなわち、変調方式の決定は基地局装置１０で行い、モデム部３０は当該決定に従って動作する。
【００７０】
アンテナ３４は、無線周波数の信号を送受信処理する。アンテナの指向性は任意でよい。
ＥＶＭ計算部２４０は、モデム部３０で復調されるべき信号あるいは復調された信号のＥＶＭを計算する。ＥＶＭは、基地局装置１０との間の伝送路の特性、より厳密には、下り回線の伝送路の特性に相当する。計算したＥＶＭは、端末装置２６から基地局装置１０への上り回線の信号に含めて送信される。すなわち、端末装置２６は、ＥＶＭを計算するが、計算したＥＶＭにもとづく変調方式の選択は、前述したように基地局装置１０でなされる。
【００７１】
制御部２４２は、ベースバンド部２８、モデム部３０、無線部３２、ＥＶＭ計算部２４０のタイミングを制御する。また、基地局装置１０によって送信された下り信号から、変調方式に関する情報を抽出し、抽出した変調方式をモデム部３０に対して指示する。
【００７２】
図１２は、基地局装置１０と端末装置２６の間の変調方式を変更する手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０と端末装置２６は、ＱＰＳＫで通信を実行している（Ｓ３０）。端末装置２６は、測定したＥＶＭを基地局装置１０に通知する（Ｓ３２）。基地局装置１０は、受信したＥＶＭにもとづいて、変調方式を決定する処理を実行する（Ｓ３４）。ここで、変調方式を決定する処理は、ＥＶＭを計算する代わりに受信したＥＶＭを使用する点で異なるが、それ以外は前述の通りである。基地局装置１０は、決定した変調方式を端末装置２６に通知するが、決定した変調方式が１６ＱＡＭの場合は、変調方式を変更する通知に相当する（Ｓ３６）。基地局装置１０と端末装置２６は、１６ＱＡＭで通信を実行する（Ｓ３８）。
【００７３】
本発明の実施例によれば、ＳＤＭＡで多重接続している端末装置の数に応じて適応変調を実行する際のしきい値を決定するので、端末装置の数の影響を考慮して適応変調を実行できる。また、ＳＤＭＡで多重接続している端末装置の数が多ければ、ＥＶＭが変動する可能性が高いといえるので、通信品質の低下を防ぎつつ通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。また、ＳＤＭＡで多重接続している端末装置の数が少なければ、ＥＶＭが変動する可能性が低いといえるので、通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。また、ＳＤＭＡで多重接続している端末装置の数が多ければ、現在のＥＶＭが小さくても将来的に大きくなる可能性が高いといえるので、通信品質の低下を防ぎつつ通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。また、ＳＤＭＡで多重接続している端末装置の数が少なければ、現在のＥＶＭが小さく、かつ将来的に大きくなる可能性も低いといえるので、通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。また、ＳＤＭＡによって多重接続しているか否かに応じて適応変調を実行する際のしきい値を切り替えるだけなので、ＳＤＭＡによる多重接続の影響を考慮した適応変調を実行でき、かつ処理も容易になる。
【００７４】
（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に簡易型携帯電話システムのようなＴＤＭＡ通信にもとづく通信システムであって、さらに複数の端末装置を空間分割多重によって接続する通信、すなわちＳＤＭＡ通信も実行可能な通信システムにおける基地局装置に関する。また、基地局装置は、端末装置との通信に使用する変調方式を適応変調方式によって決定する。実施例２に係る基地局装置は、実施例１と同様に計算したＥＶＭをしきい値と比較し、比較した結果にもとづいて端末装置との通信に使用すべき変調方式を決定する。しかしながら、しきい値を決定する手段が実施例１と異なる。実施例１では、ＳＤＭＡによって多重接続している端末装置の数に応じてしきい値を設定した。実施例２では、しきい値を設定するために、アダプティブアレイ信号処理において計算される受信ウエイトベクトルを使用する。
【００７５】
基地局装置が複数の端末装置を接続している場合、それぞれの端末装置に対する受信ウエイトベクトルを計算する。さらに計算した受信ウエイトベクトルの相関値を計算する。例えば、第１端末装置から第３端末装置の３台の端末装置を接続しており、その中の第１端末装置の変調方式を決定する場合、第１端末装置とそれ以外の端末装置との相関値、すなわち第１端末装置と第２端末装置の相関値、第１端末装置と第３端末装置の相関値を計算する。基地局装置は、ふたつの相関値のうち、値が大きい方の相関値を選択する。また、基地局装置は、予め計算されうる相関値の値を複数の領域に分割し、分割した複数の領域にそれぞれ対応した複数のしきい値を記憶している。選択した相関値を分割した複数の領域と比較して、選択した相関値が含まれる領域に対応したしきい値を選択し、選択したしきい値とＥＶＭにもとづいて変調方式を決定する。
【００７６】
大きい値の相関値に対応した領域は、他の端末装置に対する信号の干渉が大きい場合に相当し、小さい値の相関値に対応した領域は、他の端末装置に対する信号の干渉が小さい場合に相当する。前者に対するしきい値が、通信速度の低い変調方式が選択されやすくなるように設定され、後者に対するしきい値が、通信速度の高い変調方式が選択されやすくなるように設定される。前者の場合に計算したＥＶＭが小さい値になっても、干渉が大きい環境であるために、ＥＶＭが大きくなる可能性が高い。そのため、予め前述したようなしきい値を設定し、通信速度の低い変調方式が選択されやすくなるようにする。一方、後者の場合に計算したＥＶＭが大きい値になっても、干渉が小さい環境であるために、ＥＶＭが小さくなる可能性が高い。そのため、予め前述したようなしきい値を設定し、通信速度の高い変調方式が選択されやすくなるようにする。
【００７７】
図１３は、実施例２に係る基地局装置１０の構成を示す。図１３の基地局装置１０は、図１の基地局装置１０と比較して、相関値計算部２０４を含み、信号として相関値信号３３２を含む。また、図１の基地局装置１０と同一の部分に関しては、説明を省略する。
【００７８】
信号処理部１４、モデム部１６、ベースバンド部１８は、ＳＤＭＡによって接続した少なくともひとつの図示しない端末装置２６と所定の通信速度で通信する。ここで、信号処理部１４は、図５に示した構成を有しており、受信ウエイトベクトル計算部７０がＳＤＭＡによって接続した少なくともひとつの端末装置２６に対する受信ウエイトベクトルをそれぞれ計算し、計算した受信ウエイトベクトルを出力制御信号３１６として出力する。また、受信応答ベクトル計算部２００で計算した受信応答ベクトルを受信ウエイトベクトルの代わりに出力制御信号３１６として出力してもよい。
【００７９】
相関値計算部２０４は、出力制御信号３１６を入力し、計算した受信ウエイトベクトル間の相関値を計算する。ここで、ＳＤＭＡによって接続した端末装置２６の台数を３台とし、それらを第１端末装置２６ａから第３端末装置２６ｃと示す。さらに、説明の簡潔性のために第１端末装置２６ａのみを適応変調の対象として説明すれば、相関値計算部２０４は、第１端末装置２６ａに対する受信ウエイトベクトルと第２端末装置２６ｂに対する受信ウエイトベクトルとの相関値、および第１端末装置２６ａに対する受信ウエイトベクトルと第３端末装置２６ｃに対する受信ウエイトベクトルとの相関値をそれぞれ計算し、計算した値が大きい方の相関値を選択する。また、選択した相関値は、相関値信号３３２として出力する。なお、ここでは大きい方の相関値を選択したが、相関値計算部２０４の処理はこれに限られず、ふたつの相関値に平均等の統計処理を施してひとつの新たな相関値を生成してもよい。
【００８０】
制御部２０は、相関値計算部２０４で計算した相関値にもとづいて、適応変調のためのしきい値を設定し、ＥＶＭ計算部２０２で計算したＥＶＭとしきい値にもとづいて、端末装置２６と通信する際の通信速度を決定する。詳細は後述する。
【００８１】
図１４は、制御部２０の構成を示す。制御部２０は、図８の制御部２０と比較して、第１入力部２２２、第２入力部２２４を含む。
第１入力部２２２は、相関値信号３３２を入力する。第２入力部２２４は、図８の入力部２１４と同様に、ひとつの端末装置２６を単位にしてＥＶＭ値信号３３０を入力する。
【００８２】
しきい値管理部２１８は、適応変調に使用するためのしきい値を記憶する。図１５は、しきい値管理部２１８に記憶されたしきい値を示す。図１５は、図９の「ＳＤＭＡ端末数」が「相関値」に変更されている。ここでは、図示のごとく相関値を４つの領域に分類しており、４つの領域の境界を規定する値は、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜Ｘ４のように定義されている。図中の「Ｃ≦Ｘ１」に対応する相関値ＣがＸ１以下の領域は、相関値が最小の領域である。さらに、「Ｘ１＜Ｃ≦Ｘ２」、「Ｘ２＜Ｃ≦Ｘ３」、「Ｘ３＜Ｃ」の順に相関値が大きい値の領域に対応する。
【００８３】
「Ｃ≦Ｘ１」の領域であれば、計算したＥＶＭにかかわらず干渉の影響が小さいと推定でき、「Ｘ３＜Ｃ」の領域であれば、計算したＥＶＭにかかわらず干渉の影響が大きいと推定できる。その結果、図の「ＱＰＳＫ→１６ＱＡＭ」と「１６ＱＡＭ→ＱＰＳＫ」に記載されたしきい値「Ａ１」から「Ａ４」および「Ｂ１」から「Ｂ４」は、図９におけるしきい値「Ａ１」から「Ａ４」および「Ｂ１」から「Ｂ４」と同様に、計算した相関値が大きくなれば、端末装置２６と通信する際の通信速度が低い値になるように決定される。そのため、ここでは、しきい値「Ａ１」から「Ａ４」および「Ｂ１」から「Ｂ４」についての説明は省略する。
【００８４】
図１６は、基地局装置１０による変調方式を決定する手順を示すフローチャートである。多重数検出部２１２は、相関値を取得する（Ｓ５０）。決定部２１６は、チャネル管理部２２０から現在の変調方式を取得する（Ｓ５２）。決定部２１６は、取得した相関値と変調方式にもとづいて、しきい値管理部２１８から適応変調の制御に使用すべきしきい値を取得する（Ｓ５４）。決定部２１６は、第２入力部２２４を介して、ＥＶＭを取得する（Ｓ５６）。決定部２１６は、ＥＶＭとしきい値を比較する（Ｓ５８）。ＥＶＭがしきい値以下であれば（Ｓ６０のＹ）、決定部２１６は多値数の多い変調方式を選択する（Ｓ６２）。一方、ＥＶＭがしきい値以下でなければ（Ｓ６０のＮ）、決定部２１６は多値数の少ない変調方式を選択する（Ｓ６４）。ここで、現在の変調方式と選択された変調方式が同一であれば、実質的に変調方式は変更されない。
【００８５】
本発明の実施例によれば、相関値に応じて適応変調を実行する際のしきい値を決定するので、他の端末装置による干渉の影響を考慮して適応変調を実行できる。また、相関値が大きければ、現在のＥＶＭが小さくても将来的に大きくなる可能性が高いといえるので、通信品質の低下を防ぎつつ通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。また、相関値が小さければ、現在のＥＶＭが小さく、かつ将来的に大きくなる可能性も低いといえるので、通信速度が高速になるような変調方式を決定できる。
【００８６】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８７】
本発明の実施例１と２において、通信システム１００は、簡易型携帯電話システムを対象とした。しかしこれに限らず例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などであってもよい。本変形例によれば、様々な通信システムに対して本発明を適用可能になる。つまり、複数の端末装置２６を空間分割多重接続し、かつ適応変調を実行する通信システムであればよい。
【００８８】
本発明の実施例１と２において、端末装置２６に対する通信速度は変調方式によって決定されるとして、決定部２１６は変調方式を決定している。しかしこれに限らず例えば、誤り訂正における符号化率を複数種類設け、決定部２１６は、変調方式と同様にひとつの符号化率を選択することによって通信速度を決定してもよい。本変形例によれば、通信速度をより細かく設定可能である。つまり、通信速度の決定に影響を与える要素であればよい。
【００８９】
本発明の実施例１と２において、ＥＶＭ計算部２０２は、伝送路の特性としてＥＶＭを計算している。しかしこれに限らず例えば、伝送路の特性が、受信レベル、誤り率、干渉波レベルのようなパラメータによって規定されてもよい。なお、これらのパラメータの測定は、従来の方法によってなされればよく、ここでは説明を省略する。また、基地局装置１０や端末装置２６は、以上のパラメータを導出する手段を備えるものとする。さらに、ふたつ以上のパラメータを組み合わせて、適応変調を実行してもよい。本変形例によれば、通信システム１００での通信品質に影響を及ぼすパラメータを使用して、適応変調を実行できる。つまり、通信品質と関連したパラメータであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図３】実施例１に係るチャネル配置を示す図である。
【図４】図１の第１無線部の構成を示す図である。
【図５】図１の第１信号処理部の構成を示す図である。
【図６】図１のＥＶＭ計算部で計算されるＥＶＭの概要を示す図である。
【図７】図１の通信システムにおけるＥＶＭとＢＥＲとの関係を示す図である。
【図８】図１の制御部の構成を示す図である。
【図９】図８のしきい値管理部に記憶されたしきい値を示す図である。
【図１０】図１の基地局装置による変調方式を決定する手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１の端末装置の構成を示す図である。
【図１２】図１の基地局装置と図１１の端末装置の間の変調方式を変更する手順を示すシーケンス図である。
【図１３】実施例２に係る基地局装置の構成を示す図である。
【図１４】図１３の制御部の構成を示す図である。
【図１５】図１４のしきい値管理部に記憶されたしきい値を示す図である。
【図１６】図１３の基地局装置による変調方式を決定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０  基地局装置、  １２  無線部、  １４  信号処理部、  １６  モデム部、  １８  ベースバンド部、  ２０  制御部、  ２２  アンテナ、  ２４  ネットワーク、  ２６  端末装置、  ２８  ベースバンド部、  ３０  モデム部、  ３２  無線部、  ３４  アンテナ、  ３６  スイッチ部、  ３８  受信部、  ４０  送信部、  ４２  周波数変換部、  ４４  直交検波部、  ４６  ＡＧＣ、  ４８  ＡＤ変換部、  ５０  増幅部、  ５２  周波数変換部、  ５４  直交変調部、  ５６  ＤＡ変換部、  ６８  合成部、  ７０  受信ウエイトベクトル計算部、  ７２  参照信号生成部、  ７４  分離部、  ７６  送信ウエイトベクトル計算部、  ７８  乗算部、  ８０  加算部、  ８２  乗算部、  １００  通信システム、  ２００  受信応答ベクトル計算部、  ２０２  ＥＶＭ計算部、  ２０４  相関値計算部、  ２１２  多重数検出部、  ２１４  入力部、  ２１６  決定部、  ２１８  しきい値管理部、  ２２０  チャネル管理部、  ２２２  第１入力部、  ２２４  第２入力部、  ２４０  ＥＶＭ計算部、  ２４２  制御部、  ３００  デジタル受信信号、  ３０２  デジタル送信信号、  ３０４  合成信号、  ３０６  分離前信号、  ３０８  受信ウエイトベクトル、  ３１０  送信ウエイトベクトル、  ３１２  参照信号、  ３１４  入力制御信号、  ３１６  出力制御信号、  ３１８  無線部制御信号、  ３２０  モデム部制御信号、  ３２２  ベースバンド部制御信号、  ３３０  ＥＶＭ値、  ３３２  相関値、  ４０２  受信応答ベクトル。
【図１】
2005341405.tif 000008
【図２】
2005341405.tif 000009
【図３】
2005341405.tif 000010
【図４】
2005341405.tif 000011
【図５】
2005341405.tif 000012
【図６】
2005341405.tif 000013
【図７】
2005341405.tif 000014
【図８】
2005341405.tif 000015
【図９】
2005341405.tif 000016
【図１０】
2005341405.tif 000017
【図１１】
2005341405.tif 000018
【図１２】
2005341405.tif 000019
【図１３】
2005341405.tif 000020
【図１４】
2005341405.tif 000021
【図１５】
2005341405.tif 000022
【図１６】
2005341405.tif 000023