(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の回線状態レベルから、前記複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを算出する基準レベル算出手段と、
前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値に対して符号化を施して、符号化差分値を得る符号化手段と、
前記基準回線状態レベルと前記符号化差分値とを示すフレームを生成する生成手段と、
前記差分値に対して施される前記符号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する符号化制御手段と、
を有する送信制御フレーム生成装置。
【請求項２】
前記符号化手段は、
前記第１回線状態レベルと前記一のサブキャリアに隣接するサブキャリアに対応する前記第２回線状態レベルとの差分値に対して符号化を施す、
請求項１記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項３】
前記符号化制御手段は、
前記符号化のビット数を可変に設定する、
請求項２記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項４】
前記符号化制御手段は、
前記相対的大きさの増大に伴って前記ビット数を減少させ、前記相対的大きさの減少に伴って前記ビット数を増加させる、
請求項３記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項５】
前記符号化制御手段は、
伝送路応答の遅延分散の増大に伴って前記ビット数を増加させ、前記遅延分散の減少に伴って前記ビット数を減少させる、
請求項４記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項６】
前記符号化手段は、
前記差分値に対して量子化を施し、
前記符号化制御手段は、
前記量子化のステップ幅を可変に設定する、
請求項２記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項７】
前記符号化制御手段は、
前記相対的大きさの増大に伴って前記ステップ幅を縮小させ、前記相対的大きさの減少に伴って前記ステップ幅を拡大させる、
請求項６記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項８】
前記符号化制御手段は、
伝送路応答の遅延分散の増大に伴って前記ステップ幅を拡大させ、前記遅延分散の減少に伴って前記ステップ幅を縮小させる、
請求項７記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項９】
前記基準レベル算出手段は、
前記複数の回線状態レベルの平均値を、前記基準回線状態レベルとして算出する、
請求項２記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項１０】
前記基準レベル算出手段は、
前記複数の回線状態レベルの平均値の関数を用いて、前記基準回線状態レベルを算出する、
請求項２記載の送信制御フレーム生成装置。
【請求項１１】
複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを示すフレームであって、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値をさらに示すフレームを取得する取得手段と、
前記差分値に対して復号化を施して、復号化差分値を得る復号化手段と、
前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方を、前記復号化差分値を用いて算出する個別レベル算出手段と、
前記差分値に対して施される前記復号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する復号化制御手段と、
を有する送信制御フレーム処理装置。
【請求項１２】
前記取得手段は、
前記第１回線状態レベルと前記一のサブキャリアに隣接するサブキャリアに対応する前記第２回線状態レベルとの差分値を示すフレームを取得する、
請求項１１記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１３】
前記復号化制御手段は、
前記復号化を施される前記差分値のビット数を可変に設定する、
請求項１２記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１４】
前記復号化制御手段は、
前記相対的大きさの増大に伴って前記ビット数を減少させ、前記相対的大きさの減少に伴って前記ビット数を増加させる、
請求項１３記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１５】
前記復号化制御手段は、
伝送路応答の遅延分散の増大に伴って前記ビット数を増加させ、前記遅延分散の減少に伴って前記ビット数を増加させる、
請求項１４記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１６】
前記復号化手段は、
前記復号化差分値に対してステップ幅の変換を行い、
前記復号化制御手段は、
前記変換を施される前記復号化差分値のステップ幅を可変に設定する、
請求項１２記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１７】
前記復号化制御手段は、
前記相対的大きさの増大に伴って前記ステップ幅を縮小させ、前記相対的大きさの減少に伴って前記ステップ幅を拡大させる、
請求項１６記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１８】
前記復号化制御手段は、
伝送路応答の遅延分散の増大に伴って前記ステップ幅を拡大させ、前記遅延分散の減少に伴って前記ステップ幅を縮小させる、
請求項１７記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項１９】
前記取得手段は、
前記複数の回線状態レベルの平均値を、前記基準回線状態レベルとして取得する、
請求項１２記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項２０】
前記取得手段は、
前記複数の回線状態レベルの平均値の関数を用いて算出された前記基準回線状態レベルを取得する、
請求項１２記載の送信制御フレーム処理装置。
【請求項２１】
複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の回線状態レベルから、前記複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを算出する基準レベル算出ステップと、
前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値に対して符号化を施して、符号化差分値を得る符号化ステップと、
前記基準回線状態レベルと前記符号化差分値とを示すフレームを生成する生成ステップと、
前記差分値に対して施される前記符号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する符号化制御ステップと、
を有することを特徴とする送信制御フレーム生成方法。
【請求項２２】
複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを示すフレームであって、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値をさらに示すフレームを取得する取得ステップと、
前記差分値に対して復号化を施して、復号化差分値を得る復号化ステップと、
前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方を、前記復号化差分値を用いて算出する個別レベル算出ステップと、
前記差分値に対して施される前記復号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する復号化制御ステップと、
を有することを特徴とする送信制御フレーム処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア伝送方式の移動通信システムで用いられる送信制御フレーム生成装置、送信制御フレーム処理装置、送信制御フレーム生成方法および送信制御フレーム処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第４世代などの次世代移動通信システムでは、高速移動時においても１００Ｍｂｐｓを超えるデータレートが要求される。その要求を満たすために１００ＭＨｚ程度の帯域幅を使った様々な無線通信が検討されている。その中でも特に、周波数選択性フェージング環境への適応性や周波数利用効率の観点から、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に代表されるマルチキャリア伝送方式が次世代移動通信システムの伝送方式として有力視されている。
【０００３】
マルチキャリア伝送方式の移動通信システムで高スループットを実現するために検討されている技術の一つに、下記の適応送信制御が挙げられる。適応送信制御では、サブキャリア毎またはサブキャリアグループ毎の回線状態を推定し、その推定結果を示す回線状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）に基づいて、例えば誤り訂正能力、変調多値数、電力、位相、送信アンテナなどの変調パラメータをサブキャリア毎またはサブキャリアグループ毎に適応的に制御する。サブキャリアグループは、マルチキャリア伝送に用いられる帯域全体の中の一区域であり、一つ以上のサブキャリアを含む。
【０００４】
なお、サブキャリアグループ毎に変調パラメータ制御を行うための構成および動作は、サブキャリア毎に変調パラメータ制御を行うための構成および動作と基本的に同じである。よって、説明簡略化のために以下の説明では、サブキャリア毎の変調パラメータ制御についてのみ言及する。サブキャリアグループ毎の変調パラメータ制御は、「サブキャリア」を「サブキャリアグループ」と適宜読み替えることにより実施することができる。
【０００５】
適応送信制御には、クローズドループ型のものがある。つまり、制御対象のサブキャリアで送信された情報を受信する装置では、そのサブキャリアのＣＳＩ値をフィードバックする。一方、制御対象のサブキャリアで情報を送信する装置では、フィードバック情報を受信し、その情報に基づいて、そのサブキャリアについての変調パラメータを適応的に制御する。
【０００６】
クローズドループ型の適応送信制御に関して、サブキャリア数の増加に伴うフィードバック情報のオーバーヘッドの増大に対処するための様々な手法が提案されている。
【０００７】
例えば、非特許文献１に記載された従来の適応送信制御では、各サブキャリアについて、ある時刻にフィードバックしたＣＳＩ値とその直後のＣＳＩ値との差を符号化することにより、圧縮されたフィードバック情報を生成する。
【０００８】
また、従来の適応送信制御の他の例では、周波数軸方向において相互に隣接する２つのサブキャリアについてのＣＳＩ値の差を符号化することにより、圧縮されたフィードバック情報を生成する。
【０００９】
上記のように、連続するサンプル間の相関が高いことを利用してサンプル間の差を符号化する技術は一般に差分符号化（Differential Coding）と呼ばれる。差分符号化は、音声符号化などの分野で古くから確立されている。差分符号化の方式としては、例えばＤＰＣＭ（Differential Pulse Code Modulation）、ＤＭ（Delta Modulation）、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）、ＡＤＭ（Adaptive Delta Modulation）などが挙げられる（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照）。
【非特許文献１】"Adaptive Multicarrier System with Reduced Feedback Information in Wideband Radio Channels", Hynsoo Cheon, Byungjoon Park, Daesik Hong, Vehicular Technology Conference, 1999. VTC 1999-Fall. IEEE VTS 50th, Volume: 5, pp. 2880-2884, 19-22 September 1999
【非特許文献２】「ディジタル情報圧縮＜ＩＮＣ・ＶＡＮ時代の基礎技術＞」、田中和男、１９８４年８月３０日
【非特許文献３】「情報源符号化  歪のあるデータ圧縮」、情報理論とその応用学会編、情報理論とその応用シリーズ１−II、２０００年９月８日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述の既存の差分符号化によるデータ圧縮技術は、本来、音声や画像を対象情報源として考案された技術である。よって、サブキャリア毎のＣＳＩ値からフィードバック情報を生成するのに対して単に既存の差分符号化を導入するだけでは、フィードバック情報のデータ量の削減に一定の限界がある。
【００１１】
また、マルチキャリア伝送のスループットを十分に実用的なレベルに維持するためには、フィードバック情報の品質を一定レベル以上に維持することが要求される。
【００１２】
本発明の目的は、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる送信制御フレーム生成装置、送信制御フレーム処理装置、送信制御フレーム生成方法および送信制御フレーム処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の送信制御フレーム生成装置は、複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の回線状態レベルから、前記複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを算出する基準レベル算出手段と、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値に対して符号化を施して、符号化差分値を得る符号化手段と、前記基準回線状態レベルと前記符号化差分値とを示すフレームを生成する生成手段と、前記差分値に対して施される前記符号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する符号化制御手段と、を有する構成を採る。
【００１４】
本発明の送信制御フレーム処理装置は、複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを示すフレームであって、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値をさらに示すフレームを取得する取得手段と、前記差分値に対して復号化を施して、復号化差分値を得る復号化手段と、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方を、前記復号化差分値を用いて算出する個別レベル算出手段と、前記差分値に対して施される前記復号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する復号化制御手段と、を有する構成を採る。
【００１５】
本発明の送信制御フレーム生成方法は、複数のサブキャリアにそれぞれ対応する複数の回線状態レベルから、前記複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを算出する基準レベル算出ステップと、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値に対して符号化を施して、符号化差分値を得る符号化ステップと、前記基準回線状態レベルと前記符号化差分値とを示すフレームを生成する生成ステップと、前記差分値に対して施される前記符号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する符号化制御ステップと、を有するようにした。
【００１６】
本発明の送信制御フレーム処理方法は、複数のサブキャリア間の基準回線状態レベルを示すフレームであって、前記複数のサブキャリアのうち一のサブキャリアと他のサブキャリアとにそれぞれ対応する第１回線状態レベルと第２回線状態レベルとの差分値をさらに示すフレームを取得する取得ステップと、前記差分値に対して復号化を施して、復号化差分値を得る復号化ステップと、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方を、前記復号化差分値を用いて算出する個別レベル算出ステップと、前記差分値に対して施される前記復号化を、前記第１回線状態レベルおよび前記第２回線状態レベルのいずれか一方の前記基準回線状態レベルに対する相対的大きさに基づいて制御する復号化制御ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る送信制御フレーム処理装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係る送信制御フレーム生成装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、送信制御フレーム処理装置を備えた無線通信装置は、制御対象のサブキャリアで情報（情報データ列）を送信する装置であるため、以下の説明では「送信装置」と言う。一方、送信制御フレーム生成装置を備えた無線通信装置は、制御対象のサブキャリアで送信された情報（情報データ列）を受信する装置であるため、以下の説明では「受信装置」と言う。図１の送信装置１００および図２の受信装置１５０は、移動通信システムにおいて使用される基地局装置や通信端末装置などに搭載される。なお、基地局装置はNode B、通信端末装置はUE、サブキャリアはトーン（Tone）と表されることがある。
【００２０】
送信装置１００は、送信部１０１、受信部１０２およびアンテナ１０３を有する。送信部１０１は、ＣＳＩフレーム処理部１１０、変調パラメータ決定部１１１、符号化部１１２、変調部１１３、電力制御部１１４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１１５、ＧＩ（Guard Interval）挿入部１１６および送信無線処理部１１７を有する。受信部１０２は、受信無線処理部１２０、ＧＩ除去部１２１、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１２２、復調部１２３および復号化部１２４を有する。
【００２１】
ＣＳＩフレーム処理装置としてのＣＳＩフレーム処理部１１０は、復号化部１２４の復号処理で得られたＣＳＩフレームから、サブキャリア毎の回線状態情報（以下、ＣＳＩと呼ぶ）を得る。ＣＳＩフレーム処理部１１０の構成およびその動作については後で詳述する。なお、ＣＳＩはＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と表されることがある。
【００２２】
変調パラメータ決定部１１１は、ＣＳＩフレーム処理部１１０から入力されるサブキャリア毎のＣＳＩに基づいて、サブキャリア毎の変調パラメータ（誤り訂正符号、符号化率、変調方式および送信電力）を決定する。すなわち、各サブキャリアでの送信を、決定された誤り訂正符号、符号化率、変調方式および送信電力で制御する。
【００２３】
符号化部１１２は、入力される時系列の送信データを、変調パラメータ決定部１１１から指示された誤り訂正符号化方式および符号化率でサブキャリア毎に符号化する。変調部１１３は、符号化された送信データを、変調パラメータ決定部１１１から指示された変調方式（例えばＭ−ＰＳＫやＭ−ＱＡＭなど）によってサブキャリア毎に変調する。電力制御部１１４は、サブキャリア毎の送信電力を、変調パラメータ決定部１１１から指示された送信電力値に設定する。ＩＦＦＴ部１１５は、サブキャリア毎に変調された信号を複数の直交するサブキャリアで多重するＩＦＦＴ処理を行い、マルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを生成する。ＧＩ挿入部１１６は、遅延波によるシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter Symbol Interference）を低減するために、ＯＦＤＭシンボル間にＧＩを挿入する。
【００２４】
送信無線処理部１１７は、ＯＦＤＭシンボルにアップコンバートなどの所定の無線処理を施して、無線処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナ１０３から受信装置１５０へ送信する。すなわち、各サブキャリアに重畳された送信データ列を無線送信する。
【００２５】
受信無線処理部１２０は、アンテナ１０３で受信されるＯＦＤＭシンボルに対してダウンコンバートなどの所定の無線処理を施す。受信されるＯＦＤＭシンボルには、フレーム化されたＣＳＩ（ＣＳＩフレーム）が含まれている。すなわち、受信無線処理部１２０は、ＣＳＩフレームを受信する。
【００２６】
ＧＩ除去部１２１は、ＯＦＤＭシンボル間に挿入されているＧＩを除去する。ＦＦＴ部１２２は、ＧＩ除去後のＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行い、サブキャリア毎の信号を得る。復調部１２３は、ＦＦＴ後の信号を復調し、復号化部１２４は、変調後の信号を復号する。これにより受信データが得られる。受信データには、データフレームおよびＣＳＩフレームが含まれている。
【００２７】
図２の受信装置１５０は、アンテナ１５１、受信部１５２および送信部１５３を有する。受信部１５２は、受信無線処理部１６０、ＧＩ除去部１６１、ＦＦＴ部１６２、復調部１６３、復号化部１６４、伝送路応答推定部１６５およびＣＳＩフレーム生成部１６６を有する。送信部１５３は、符号化部１７０、変調部１７１、電力制御部１７２、ＩＦＦＴ部１７３、ＧＩ挿入部１７４および送信無線処理部１７５を有する。
【００２８】
受信無線処理部１６０は、アンテナ１５１で受信されるＯＦＤＭシンボルに対してダウンコンバートなどの所定の無線処理を施す。すなわち、受信無線処理部１６０は、各サブキャリアに重畳されたデータ列を受信する。
【００２９】
ＧＩ除去部１６１は、ＯＦＤＭシンボル間に挿入されているＧＩを除去する。ＦＦＴ部１６２は、ＧＩ除去後のＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ処理を行い、サブキャリア毎の信号を得る。復調部１６３には、ＦＦＴ後の信号のうち、パイロット信号等を除いた情報信号が入力される。復調部１６３は、送信装置１００での変調に使用された変調方式に対応する復調方式で情報信号を復調する。復号化部１６４は、送信装置１００での符号化に使用された符号化方式に対応する復号化方式で変調後の信号に対して誤り訂正などの復号処理を行って受信データを得る。
【００３０】
伝送路応答推定部１６５には、ＦＦＴ後の信号のうち、パイロット信号などの伝送路応答の推定に必要な信号が入力される。伝送路応答推定部１６５は、サブキャリア毎の伝送路応答を推定し、伝送路応答推定値（伝搬路推定値）を得る。
【００３１】
送信制御フレーム生成装置としてのＣＳＩフレーム生成部１６６は、伝搬路推定値に基づいてサブキャリア毎のＣＳＩを求め、それらのＣＳＩを送信装置１００へフィードバックするためのＣＳＩフレームを生成する。ＣＳＩフレーム生成部１６６の構成やその動作については後で詳述する。
【００３２】
符号化部１７０は、入力される時系列の送信データおよびＣＳＩフレームを、所定の符号化方式および符号化率でサブキャリア毎に符号化する。変調部１７１は、符号化された送信データおよびＣＳＩフレームを、所定の変調方式によってサブキャリア毎に変調する。電力制御部１７２は、サブキャリア毎の送信電力を制御する。ＩＦＦＴ部１７３は、サブキャリア毎に変調された信号を複数の直交するサブキャリアで多重するＩＦＦＴ処理を行い、マルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを生成する。ＧＩ挿入部１７４は、遅延波によるＩＳＩを低減するために、ＯＦＤＭシンボル間にＧＩを挿入する。送信手段としての送信無線処理部１７５は、ＯＦＤＭシンボルにアップコンバートなどの所定の無線処理を施して、無線処理後のＯＦＤＭシンボルをアンテナ１５１から送信装置１００へ送信する。すなわち、送信無線処理部１７５は、生成されたＣＳＩフレームを無線送信する。
【００３３】
次いで、ＣＳＩフレーム生成部１６６の内部構成およびその動作について説明する。ＣＳＩフレーム生成部１６６は、図３に示すように、品質レベル算出部１８０、回線状態メモリ部１８１、平均品質レベル算出部１８２、ビット数制御部１８３、ＤＰＣＭ部１８４およびフィードバックフレーム生成部１８５を有する。ＤＰＣＭ部１８４は、減算部１９０、量子化部１９１、ビット変換部１９２、加算部１９３、遅延部１９４および符号化部１９５を有する。
【００３４】
品質レベル算出部１８０は、回線状態を示す値として、伝送路応答推定部１６５より入力されるサブキャリア毎の伝搬路推定値からサブキャリア毎のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）値を算出する。
【００３５】
なお、以下の説明において言及するＳＮＲ値は、真値の使用について言及した場合を除いて、対数値である。また、ここでは品質レベル（回線状態レベル）を表す指標としてＳＮＲを用いた場合を例にとって説明しているが、ＳＮＲの代わりにＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）、受信電力、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、受信振幅などを回線状態レベルとして用いても良い。また、セルラシステムのように雑音電力だけでなく干渉電力もＣＳＩとして重要となる通信システムでは、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、ＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio）などを回線状態レベルとして用いても良い。あるいは、前述の指標で示された数値から算出されるローディングビット数、送信電力または送信複素重み係数などの制御値を回線状態レベルとして用いても良い。あるいは、ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）方式が採用されている場合は、特異値分解、固有値分解またはＱＲ分解によって得られる行列もしくは特異値または固有値などの値を、回線状態レベルとして用いても良い。また、ＳＮＲやＳＩＲより算出される、ＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）パラメータ（変調方式、符号化率、送信電力など）をＣＳＩ情報として用いても良い。
【００３６】
回線状態メモリ部１８１は、品質レベル算出部１８０により算出されたサブキャリア毎のＳＮＲ値を保持する。また、各サブキャリアに識別情報として付与された番号（順序）に従ってサブキャリア毎のＳＮＲ値を減算部１９０に順次出力する。
【００３７】
算出手段としての平均品質レベル算出部１８２は、回線状態メモリ部１８１に保持されたサブキャリア毎のＳＮＲ値を用いて、全サブキャリアに渡る平均ＳＮＲ値を算出する。平均ＳＮＲ値は、ある時刻での全サブキャリアのＳＮＲ値を平均したものでも良いし、ある期間内での全サブキャリアのＳＮＲ値を平均したものでも良い。
【００３８】
なお、本実施の形態では、算出された平均ＳＮＲ値を全サブキャリアの基準品質レベルとして用いているが、平均ＳＮＲ値の変わりに、全サブキャリアのＳＮＲ値の中央値、最小値または最大値などを用いても良い。
【００３９】
符号化制御手段としてのビット数制御部１８３は、サブキャリア毎のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに基づいて、符号化部１９５での符号化に用いるビット数を可変設定することにより、ＤＰＣＭ部１８４の符号化処理を制御する。換言すれば、符号化部１９５で生成される差分ＳＮＲ値に可変のビット数を割り当てる。割り当てられたビット数は、符号化部１９５に通知される。
【００４０】
符号化手段としてのＤＰＣＭ部１８４において、減算部１９０は、回線状態メモリ部１８１から入力されたＳＮＲ値から、遅延部１９４から入力されたＳＮＲ値を減算して、差分ＳＮＲ値を算出する。ただし、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値についてはそのまま量子化部１９１に出力する。
【００４１】
量子化部１９１は、差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）を、予め設定されているステップ幅で量子化する。
【００４２】
ビット変換部１９２は、量子化部１９１によって量子化された差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する。この変換により、差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を、量子化部１９１の量子化に用いるステップ幅から、加算部１９３の加算に用いるステップ幅に合わせる。
【００４３】
加算部１９３は、量子化部１９１によって量子化された差分ＳＮＲ値と遅延部１９４から入力されたＳＮＲ値とを加算する。加算結果は遅延部１９４に出力される。ただし、サブキャリアｆ１の量子化後のＳＮＲ値についてはそのまま遅延部１９４に出力する。
【００４４】
遅延部１９４は、内部の状態値を、加算部１９３の出力で更新する。そして、更新された状態値を１サブキャリア分だけ遅延して、加算部１９３、減算部１９０およびビット数制御部１８３に出力する。
【００４５】
符号化部１９５は、量子化部１９１によって量子化された差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）に対して、ビット数制御部１８３から通知されたビット数で符号化する。
【００４６】
生成手段としてのフィードバックフレーム生成部１８５は、平均品質レベル算出部１８２によって算出された平均ＳＮＲ値と符号化部１９５によって符号化されたサブキャリア毎の差分ＳＮＲ値とを用いてＣＳＩフレームを生成する。
【００４７】
続いて、ＣＳＩフレーム生成部１６６における動作の一例について説明する。
【００４８】
図４には、ＣＳＩフレーム生成部１６６の動作例を説明するためのフロー図が示されている。また、図５Ａおよび図５Ｂには、送受信局間でやりとりするＯＦＤＭフレームの構成、伝送路応答推定タイミングおよび周波数応答推定値の一例が示されている。送信装置１００と受信装置１５０との間で利用されるＯＦＤＭフレームにおいては、例えば図５Ａのように、伝送路の周波数応答を推定するための伝送路応答推定用キャリア（例えば、既知のパイロット信号）が、データなど他の目的に利用されるデータキャリアの間に所定間隔で挿入される。伝送路応答推定部１６５では、伝送路応答推定用キャリアを用いて、サブキャリア毎の伝送路で受けた振幅変動および位相変動を、時刻ｔｋ（ｋは整数）のタイミングで推定し、これらの推定結果を品質レベル算出部１８０に出力する。なお、ブラインド推定をするようなシステムでは、伝送路推定用キャリアとしてデータ用キャリアが使用されることがある。
【００４９】
まず、ＣＳＩフレーム生成部１６６のＣＳＩフレーム生成処理開始に際して、遅延部１９４の状態値が「０」に初期化されるとともに、カウンタｍの値が「１」に初期化される（ＳＴ１０１０）。
【００５０】
そして、品質レベル算出部１８０で、受け取った周波数応答推定値から図５Ｂのようにサブキャリア毎にＳＮＲ値γｍ,ｋを算出する（ＳＴ１０２０）。ここで、ＳＮＲ値γｍ,ｋはｍ番目のサブキャリア（ｍ＝１,２,３,…,Ｍ−１,Ｍ）の時間ｔｋでのＳＮＲ値を対数変換した値を表す。また、Ｍは全サブキャリア数を表す。
【００５１】
品質レベル算出部１８０で算出されたＳＮＲ値γｍ,ｋは、回線状態メモリ部１８１に記憶される。回線状態メモリ部１８１に記憶されるＳＮＲ値γｍ,ｋは、品質レベル算出部１８０で新たに算出されるたびに更新される。
【００５２】
なお、伝送路応答推定値の更新およびＳＮＲ値γｍ,ｋの算出の頻度は、ＣＳＩフレームのフィードバック周期と同じかそれよりも小さく設定される。また、更新周期は、フィードバック周期と独立に設定されても良い。ただし、ＣＳＩフレーム生成途中での回線状態メモリ部１８１への更新処理は発生しないように制御される。
【００５３】
サブキャリア毎に算出されたＳＮＲ値γｍ,ｋは、平均品質レベル算出部１８２にて、全サブキャリアに渡る平均ＳＮＲ値を算出するために利用される（ＳＴ１０３０）。平均ＳＮＲ値は、次の式（１）により求められる。また、時間ｔｋで推定したｍ番目のサブキャリアのＳＮＲ値の真値は、次の式（２）で表され、全サブキャリアについての真値のＳＮＲ値の平均値は、次の式（３）で表される。
【数１】
0004598003.tif 000002
【数２】
0004598003.tif 000003
【数３】
0004598003.tif 000004
【００５４】
なお、この例示においては、平均ＳＮＲ値の算出に、対数値から真値に戻されたＳＮＲ値が用いられているが、品質レベル算出部１８０でＳＮＲ値を算出する過程で得られるＳＮＲ値の真値が用いられても良い。
【００５５】
そして、減算部１９０で減算が行われる。この減算では、ｍ番目のサブキャリアｆｍのＳＮＲ値Ｓｍから、遅延部１９４の出力であるｍ−１番目のサブキャリアｆｍ−１の量子化後のＳＮＲ値Ｓｍ−１’が減算され、差分ＳＮＲ値Ｘｍが得られる（ＳＴ１０４０）。ここで、量子化後のＳＮＲ値Ｓｍ−１’が用いられているのは、量子化部１９１で発生し得る量子化誤差ｅｍの累積を回避するためである。なお、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値はそのまま量子化部１９１に出力される。
【００５６】
そして、量子化部１９１で、フィードバック情報に必要な解像度、つまり所要ステップ幅で差分ＳＮＲ値Ｘｍ（またはＳＮＲ値）を量子化して、量子化後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）を出力する（ＳＴ１０５０）。量子化部１９１で用いる量子化のステップ幅ＳＳｂは、本実施の形態においては固定値である。また、図６Ｂに示された量子化後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）のステップ幅ＳＳｂは、図６Ａに示された減算部１９０で用いられるステップ幅ＳＳａよりも広い。したがって、量子化後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）には、量子化誤差ｅｍが含まれる（つまり、Ｘｍ’＝Ｘｍ＋ｅｍ）ことがある。
【００５７】
ビット変換部１９２では、量子化後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する（ＳＴ１０６０）。変換後のステップ幅は、図６Ｃに示すように、ＳＳａである。つまり、この変換により、差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）は、減算部１９０、加算部１９３および遅延部１９４で用いられるステップ幅およびビット数で再び表現される。
【００５８】
変換後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’は、加算部１９３で、遅延部１９４の出力であるｍ−１番目のサブキャリアｆｍ−１の量子化後のＳＮＲ値Ｓｍ−１’に加算される（ＳＴ１０７０）。加算結果は、ｍ番目のサブキャリアｆｍの量子化後のＳＮＲ値Ｓｍ’として遅延部１９４に出力される。なお、サブキャリアｆ１の量子化後のＳＮＲ値はそのまま加算部１９３から遅延部１９４に出力される。そして、遅延部１９４の状態値がＳＮＲ値Ｓｍ’に更新される（ＳＴ１０８０）。
【００５９】
また、ビット数制御部１８３では、遅延部１９４から入力されたサブキャリアｆｍ−１の量子化後のＳＮＲ値Ｓｍ−１’と平均ＳＮＲ値から求められる基準値（閾値）とを比較する。この比較結果に基づいて、差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）の符号化に用いられるビット数を決定して、符号化部１９５に通知する。以下、ビット数制御部１８３でのビット数制御処理について具体的に説明する。
【００６０】
図７は、ある時刻における、各サブキャリアのＳＮＲ値を示す図である。また、図８は、各サブキャリアのＳＮＲ値と周波数特性の波形を示す図である。ここでは、平均ＳＮＲ値は３７［ｄＢ］である（ただし、小数点以下切り捨て）。なお、この例示においては１０個のサブキャリアｆ１〜ｆ１０が用いられているが、サブキャリア数およびＳＮＲ値の取り得る範囲は限定されない。
【００６１】
サブキャリアｆ２〜ｆ１０に対応付けられた差分ＳＮＲ値は、図９に示されている。また、図９には、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値およびサブキャリアｆ２〜ｆ１０の差分ＳＮＲ値の所要ビット数も示されている。さらに、図９には、サブキャリアｆ１〜ｆ１０の所要ビット数に対応する符号化範囲も示されている。
【００６２】
具体的には、例えばサブキャリアｆ２のＳＮＲ値は、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値よりも２［ｄＢ］だけ大きいため、サブキャリアｆ２の差分ＳＮＲ値は２［ｄＢ］である。そして、飽和することなく差分ＳＮＲ値「２」を符号化するには３ビットが必要である。ただし、ステップ幅を１ｄＢ／ｂｉｔかつ２の補数と仮定する。３ビットでは、＋３［ｄＢ］〜−４［ｄＢ］までの差分ＳＮＲ値を符号化することができる。
【００６３】
ところで、ビット数制御部１８３では、平均ＳＮＲ値をそのまま基準値として使用する、あるいは、基準値としての閾値を、平均ＳＮＲ値から求める。閾値は、平均ＳＮＲ値を引数とする関数によって算出される。例えば、２つの閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２が用いられる場合、所定の２つのオフセット値（定数）をそれぞれ平均ＳＮＲ値に加算することにより、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２を算出する。より具体的には、平均ＳＮＲ値が３７［ｄＢ］で、２つのオフセット値が「＋３」「−３」の場合、閾値Ｔｈ１は４０［ｄＢ］となり、閾値Ｔｈ２は３４［ｄＢ］となる。前述のような基準値を用いることにより、差分ＳＮＲ値の符号化を、より適切に制御することができる。
【００６４】
また、ビット数制御部１８３では、ビット数制御を行うに際して、カウンタｍが「１」であるか否かを判定する（ＳＴ１０９０）。
【００６５】
カウンタｍが「１」の場合（ＳＴ１０９０：ＹＥＳ）、固定のビット数、より具体的には、予め送受信間で既知のビット数が、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に割り当てられる（ＳＴ１１００）。
【００６６】
一方、カウンタｍが「１」でない場合（ＳＴ１０９０：ＮＯ）、可変のビット数が、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に割り当てられる（ＳＴ１１１０）。
【００６７】
より具体的には、遅延部１９４から入力されるＳＮＲ値Ｓｍ−１’と閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２との比較を行う。そして、その比較結果に従ってビット数を決定する。例えば、比較結果とビット数との対応関係を示すテーブル（図１０）に従ってビット数が決定される。このテーブルにおいては、Ｔｈ１＜Ｓｍ−１’の場合、ビット数は「３」であり、Ｔｈ２＜Ｓｍ−１’≦Ｔｈ１の場合、ビット数は「４」であり、Ｓｍ−１’≦Ｔｈ２の場合、ビット数は「５」である。
【００６８】
ここで、比較結果（ＳＮＲ値Ｓｍ−１’と基準値との比較結果）とビット数との対応関係について説明する。とりわけレイリーフェージングチャネルでは、ＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさ（ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値）と隣接サブキャリア間のＳＮＲ値の差（差分ＳＮＲ値）との間には、図１１に示すような性質がある。すなわち、ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の増大に伴って差分ＳＮＲ値は減少し、ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の減少に伴って差分ＳＮＲ値は増大する。したがって、ビット数制御部１８３では、符号化される差分ＳＮＲ値に割り当てるビット数をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値に対応付けて、差分ＳＮＲ値に割り当てるビット数をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の増大に伴って減少させ、差分ＳＮＲ値に割り当てるビット数をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の減少に伴って増加させる。
【００６９】
なお、図１０のテーブルを用いる代わりに、関数を用いてビット数を算出しても良い。例えば、ＳＮＲ値が対数値の場合は、ＳＮＲ値から閾値Ｔｈ１（または閾値Ｔｈ２）を減算した結果からビット数を導出できるような関数を用いる。また、ＳＮＲ値が真値の場合、ＳＮＲ値を閾値Ｔｈ１（または閾値Ｔｈ２）で除算した結果からビット数を導出できるような関数を用いる。
【００７０】
以上の処理によって各サブキャリアの差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）に割り当てられるビット数は、図１２に示されている。すなわち、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に割り当てられるビット数は固定値（本実施の形態では「６」）となり、サブキャリアｆ２〜ｆ１０の各々の差分ＳＮＲ値に割り当てられるビット数は可変値となる。これらの割り当てビット数は符号化部１９５に通知される。
【００７１】
サブキャリアｆ１のＳＮＲ値またはサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値Ｘ２’〜ＸＭ’のいずれかにビット数が割り当てられた後、符号化部１９５で、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に割り当てられたビット数を用いて、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’が符号化される（ＳＴ１１２０）。あるいは、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に割り当てられたビット数を用いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が符号化される。
【００７２】
そして、カウンタｍがサブキャリア数Ｍ以上であるか否かが判定される（ＳＴ１１３０）。カウンタｍがＭ未満の場合（ＳＴ１１３０：ＮＯ）、ステップＳＴ１１４０でカウンタｍをｍ＋１に更新してから、ステップＳＴ１０４０に戻る。カウンタｍがＭ以上の場合ｈ（ＳＴ１１３０：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１１５０に進む。
【００７３】
ステップＳＴ１１５０では、フィードバックフレーム生成部１８５で、符号化部１９５の出力（つまり、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値およびサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値Ｘ２’〜ＸＭ’）および平均品質レベル算出部１８２の出力（平均ＳＮＲ値）を用いて、ＣＳＩフレームが生成される。ＣＳＩフレーム生成後、時刻ｔｋにおけるＣＳＩフレーム生成部１６６の動作は終了となる。
【００７４】
図１３には、生成されるＣＳＩフレームのフォーマットの一例が示されている。図１３では、ＣＳＩフレームの先頭部に平均ＳＮＲ値が配置され、平均ＳＮＲ値に続いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が配置され、これに続いて、サブキャリア番号の小さい順にサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値が配置される。
【００７５】
なお、図１３に示すフレームフォーマットを使用する代わりに、図１４に示すフレームフォーマットを使用しても良い。図１４では、平均ＳＮＲ値に続いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値と平均ＳＮＲ値との差が配置される。これに続いて、サブキャリア番号の小さい順にサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値が配置される。このフレームフォーマットが採用される場合、ＣＳＩフレーム生成部１６６では、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値から平均ＳＮＲ値を減算する処理が行われる一方、ＣＳＩフレーム処理部１１０では、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値と平均ＳＮＲ値との差に平均ＳＮＲ値を加算する処理が行われる。
【００７６】
平均ＳＮＲ値から導出される閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２がビット数制御において用いられる場合は、例えば図１５に示すフォーマットのＣＳＩフレームが生成される。図１５では、ＣＳＩフレームの先頭部に閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２が順次配置される。閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２に続いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が配置され、これに続いて、サブキャリア番号の小さい順にサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値が配置される。
【００７７】
なお、図１５に示すフレームフォーマットを使用する代わりに、図１６に示すフレームフォーマットを使用しても良い。図１６では、ＣＳＩフレームの先頭部に閾値Ｔｈ１が配置され、これに続いて、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との差が配置される。これに続いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が配置され、これに続いて、サブキャリア番号の小さい順にサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値が配置される。この場合、ＣＳＩフレーム生成部１６６では、閾値Ｔｈ２から閾値Ｔｈ１を減算する処理が行われる一方、ＣＳＩフレーム処理部１１０では、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２との差に閾値Ｔｈ１を加算する処理が行われる。
【００７８】
なお、フレームフォーマットは上記のものだけに限定されない。例えば、平均ＳＮＲ値がＣＳＩフレームの末尾に付加されるフレームフォーマットを採用しても良い。または、サブキャリア番号の大きい順に差分ＳＮＲ値あるいはＳＮＲ値が配置されるフレームフォーマットを採用しても良い。送受信間で共通に規定された配置順序を有するものであれば、任意のフレームフォーマットを採用することができる。
【００７９】
前述の動作例において割り当てられたビット数で符号化されたＳＮＲ値または差分ＳＮＲ値を用いて、図１０のフレームフォーマットを有するＣＳＩフレームを生成した場合、図１７に示すように、平均ＳＮＲ値は６ビットで示され、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値は６ビットで示され、サブキャリアｆ２の差分ＳＮＲ値は４ビットで示され、サブキャリアｆ３の差分ＳＮＲ値は３ビットで示され、サブキャリアｆ４の差分ＳＮＲ値は３ビットで示され、サブキャリアｆ５の差分ＳＮＲ値は４ビットで示され、サブキャリアｆ６の差分ＳＮＲ値は５ビットで示され、サブキャリアｆ７の差分ＳＮＲ値は５ビットで示され、サブキャリアｆ８の差分ＳＮＲ値は５ビットで示され、サブキャリアｆ９の差分ＳＮＲ値は５ビットで示され、サブキャリアｆ１０の差分ＳＮＲ値は４ビットで示される。
【００８０】
次いで、ＣＳＩフレーム処理部１１０の内部構成およびその動作について説明する。ＣＳＩフレーム処理部１１０は、図１８に示すように、フィードバックフレーム処理部１３０、ビット数制御部１３１、復号化部１３２、ビット変換部１３３、加算部１３４、遅延部１３５および回線状態メモリ部１３６を有する。
【００８１】
取得手段としてのフィードバックフレーム処理部１３０は、受信装置１５０から送られるＣＳＩフレームを取得する。また、ＣＳＩフレームから基準値（本実施の形態では、平均ＳＮＲ値）を抽出してビット数制御部１３１へ出力する。ただし、平均ＳＮＲ値が抽出されるのは、例えば図１３のＣＳＩフレームが用いられる場合である。例えば図１５のＣＳＩフレームが用いられる場合は、閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２が抽出される。ＣＳＩフレームのその他の部分は復号化部１３２へ出力される。
【００８２】
復号化制御手段としてのビット数制御部１３１は、フィードバックフレーム処理部１３０および遅延部１３５からの入力を受け、サブキャリア毎のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに基づいて、復号化部１３２での復号化に用いるビット数を制御する。換言すれば、復号化部１３２で復号される差分ＳＮＲ値に可変のビット数を割り当てる。割り当てられたビット数は、復号化部１３２に通知される。
【００８３】
復号化部１３２は、ビット数制御部１３１から通知されたビット数に従って、フィードバックフレーム処理部１３０から入力されたＣＳＩフレーム（平均ＳＮＲ値以外の部分）をサブキャリア毎の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）に分割することによって、サブキャリア毎の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）を復号する。
【００８４】
ビット変換部１３３は、復号された差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する。この変換により、差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を、量子化部１９１の量子化に用いられたステップ幅から、加算部１３４の加算に用いるステップ幅に合わせる。
【００８５】
加算部１３４は、ビット変換部１３３の出力と遅延部１３５の出力とを加算する。この加算によって得られたサブキャリア毎のＳＮＲ値は、遅延部１３５および回線状態メモリ部１３６に出力される。ただし、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値はそのまま遅延部１３５および回線状態メモリ部１３６に出力される。
【００８６】
遅延部１３５は、内部の状態値を、加算部１３４の出力で更新する。そして、更新された状態値を１サブキャリア分だけ遅延して、加算部１３４およびビット数制御部１３１に出力する。
【００８７】
回線状態メモリ部１３６は、加算部１３４から入力されたサブキャリア毎のＳＮＲ値を保持する。保持されたＳＮＲ値は、サブキャリア毎のＣＳＩとして変調パラメータ決定部１１１に出力される。
【００８８】
続いて、ＣＳＩフレーム処理部１１０における動作の一例について説明する。図１９には、ＣＳＩフレーム処理部１１０の動作例を説明するためのフロー図が示されている。
【００８９】
まず、遅延部１３５の状態値が「０」に初期化されるとともに、カウンタｍが「１」に初期化される（ＳＴ１５１０）。
【００９０】
そして、フィードバックフレーム処理部１３０で、ＣＳＩフレームから平均ＳＮＲ値を抽出する（ＳＴ１５２０）。そして、カウンタｍが「１」であるか否かが判定される（ＳＴ１５３０）。
【００９１】
カウンタｍが「１」の場合（ＳＴ１５３０：ＹＥＳ）、固定のビット数、より具体的には、予め送受信間で既知のビット数が、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に割り当てられる（ＳＴ１５４０）。
【００９２】
一方、カウンタｍが「１」でない場合（ＳＴ１５３０：ＮＯ）、可変のビット数が、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に割り当てられる（ＳＴ１５５０）。可変ビット数割り当ての具体的な動作は、ＣＳＩフレーム生成部１６６のビット数制御部１８３と同一である。
【００９３】
そして、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値またはサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値Ｘ２’〜ＸＭ’のいずれかにビット数が割り当てられた後、復号化部１３２で、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に割り当てられたビット数を用いて、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’が復号される（ＳＴ１５６０）。あるいは、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に割り当てられたビット数を用いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が復号される。
【００９４】
そして、ビット変換部１３３で、復号後の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する（ＳＴ１５７０）。変換後のステップ幅は、加算部１３４で用いられるステップ幅に合わせられる。変換前のステップ幅は図６Ｂに示されたＳＳｂであり、変換後のステップ幅は図６Ｃに示されたＳＳａである。ここで、ビット変換部１３３で量子化誤差が発生しなければ、必ずしも変換後のステップ幅は図６Ｃで示されたＳＳａである必要はない。
【００９５】
変換後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’は、加算部１３４で、遅延部１３５の出力であるｍ−１番目のサブキャリアｆｍ−１のＳＮＲ値Ｓｍ−１’に加算される（ＳＴ１５８０）。加算結果は、ｍ番目のサブキャリアｆｍのＳＮＲ値Ｓｍ’として遅延部１３５および回線状態メモリ部１３６に出力される。なお、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値はそのまま加算部１３４から遅延部１３５および回線状態メモリ部１３６に出力される。そして、遅延部１３５の状態値がＳＮＲ値Ｓｍ’に更新される（ＳＴ１５９０）。また、回線状態メモリ部１３６では、ＳＮＲ値Ｓｍ’が保持される（ＳＴ１６００）。
【００９６】
そして、カウンタｍがサブキャリア数Ｍ以上であるか否かが判定される（ＳＴ１６１０）。カウンタｍがＭ未満の場合（ＳＴ１６１０：ＮＯ）、ステップＳＴ１６２０でカウンタｍをｍ＋１に更新してから、ステップＳＴ１５３０に戻る。カウンタｍがＭ以上の場合ｈ（ＳＴ１６１０：ＹＥＳ）、時刻ｔｋにおけるＣＳＩフレーム処理部１１０の動作が終了となる。
【００９７】
このように、本実施の形態によれば、受信装置１５０においては、あるサブキャリアのＳＮＲ値（第１のＳＮＲ値）とそのサブキャリアに隣接するサブキャリアのＳＮＲ値（第２のＳＮＲ値）との差分値（差分ＳＮＲ値）に割り当てるビット数を、第２のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに対応付けることにより、差分ＳＮＲ値が取り得る範囲（ダイナミックレンジ）に応じた最小限のビット数を割り当てることができるだけでなく、複数の異なる差分ＳＮＲ値に複数の異なるビット数を割り当てても、その割り当てについての情報をサイド情報として付加することなくＣＳＩフレームを生成することができるため、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【００９８】
また、本実施の形態によれば、送信装置１００においては、第１のＳＮＲ値と第２のＳＮＲ値との差分値に割り当てるビット数を、第２のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに対応付けることにより、ダイナミックレンジに応じた最小限のビット数を割り当てることができるだけでなく、複数の異なる差分ＳＮＲ値に複数の異なるビット数を割り当てても、その割り当てについての情報をサイド情報として参照することなくＣＳＩフレームを復元することができるため、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【００９９】
（実施の形態２）
図２０は、本発明の実施の形態２に係る受信装置に設けられたＣＳＩフレーム生成部１６６の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１で説明した受信装置１５０と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一のまたは同様の構成要素には同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態１との相違点について記載する。
【０１００】
図２０のＣＳＩフレーム生成部１６６は、実施の形態１で説明したビット数制御部１８３の代わりにステップ幅制御部２０１を有する。
【０１０１】
符号化制御手段としてのステップ幅制御部２０１は、サブキャリア毎のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに基づいて、量子化部１９１での量子化に用いるステップ幅を可変設定することにより、ＤＰＣＭ部１８４の符号化処理を制御する。ここで、ステップ幅は、１ビットあたりの振幅の大きさであり、すなわち、１ビットで示されるＳＮＲ値の大きさである。換言すれば、量子化後の差分ＳＮＲ値に対して可変のステップ幅を設定する。つまり、図６Ｂに示された量子化のステップ幅ＳＳｂが可変に設定される。設定されたステップ幅は、量子化部１９１およびビット変換部１９２に通知される。
【０１０２】
したがって、本実施の形態の量子化部１９１は、実施の形態１で説明した量子化処理を、ステップ幅制御部２０１から通知されたステップ幅を用いて行う。また、本実施の形態のビット変換部１９２は、実施の形態１で説明したステップ幅変換を、ステップ幅制御部２０１から通知されたステップ幅を用いて行う。また、本実施の形態の符号化部１９５は、実施の形態１で説明した符号化処理を、予め設定された固定のビット数を用いて行う。
【０１０３】
続いて、ＣＳＩフレーム生成部１６６における動作の一例について説明する。図２１には、ＣＳＩフレーム生成部１６６の動作例を説明するためのフロー図が示されている。なお、送受信局間でやりとりするＯＦＤＭフレームの構成、伝送路応答推定タイミングおよび周波数応答推定値については、図５Ａおよび図５Ｂに示されたものが用いられるものとする。また、図２１において、実施の形態１で図４を用いて説明したものと同一の処理については、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０４】
ステップＳＴ１０４０に続いて、ステップＳＴ２０１０では、ステップ幅制御部２０１で、カウンタｍが「１」であるか否かが判定される。
【０１０５】
カウンタｍが「１」の場合（ＳＴ２０１０：ＹＥＳ）、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値について予め設定されている固定のステップ幅、より具体的には、予め送受信間で既知のステップ幅が出力される（ＳＴ２０２０）。
【０１０６】
一方、カウンタｍが「１」でない場合（ＳＴ２０１０：ＮＯ）、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して、可変のステップ幅が設定される（ＳＴ２０３０）。
【０１０７】
より具体的には、遅延部１９４から入力されるＳＮＲ値Ｓｍ−１’と基準値（閾値）との比較を行う。実施の形態１で説明した閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２が用いられる場合は、ＳＮＲ値Ｓｍ−１’と閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２との比較を行う。そして、その比較結果に従ってステップ幅を決定する。例えば、比較結果とステップ幅との対応関係を示すテーブル（図２２）に従ってステップ幅を決定する。このテーブルにおいては、Ｔｈ１＜Ｓｍ−１’の場合、ステップ幅は「０．５ｄＢ／ｂｉｔ」であり、Ｔｈ２＜Ｓｍ−１’≦Ｔｈ１の場合、ステップ幅は「１．０ｄＢ／ｂｉｔ」であり、Ｓｍ−１’≦Ｔｈ２の場合、ステップ幅は「２．０ｄＢ／ｂｉｔ」である。
【０１０８】
ここで、比較結果（ＳＮＲ値Ｓｍ−１’と基準値との比較結果）とステップ幅との対応関係について説明する。とりわけレイリーフェージングチャネルでは、ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の増大に伴って差分ＳＮＲ値は減少し、ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の減少に伴って差分ＳＮＲ値は増大する、という性質がある（図１１）。したがって、ステップ幅制御部２０１では、量子化に用いられるステップ幅をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値に対応付けて、量子化のステップ幅をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の増大に伴って縮小させ、量子化のステップ幅をＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値の減少に伴って拡大させる。
【０１０９】
なお、図２２のテーブルを用いる代わりに、関数を用いてステップ幅を算出しても良い。例えば、ＳＮＲ値が対数値の場合は、ＳＮＲ値から閾値Ｔｈ１（または閾値Ｔｈ２）を減算した結果からステップ幅を導出できるような関数を用いる。また、ＳＮＲ値が真値の場合、ＳＮＲ値を閾値Ｔｈ１（または閾値Ｔｈ２）で除算した結果からステップ幅を導出できるような関数を用いる。
【０１１０】
図７および図８に示されたＳＮＲ値および周波数特性を前提とした場合、各サブキャリアの差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）の量子化に対して設定されるステップ幅は、図２３に示されたとおりとなる。すなわち、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値の量子化に用いられるステップ幅は固定値（本実施の形態では「１ｄＢ／ｂｉｔ」）となり、サブキャリアｆ２〜ｆ１０の各々の差分ＳＮＲ値の量子化に用いられるステップ幅は可変値となる。これらのステップ幅は量子化部１９１およびビット変換部１９２に通知される。
【０１１１】
サブキャリアｆ１のＳＮＲ値またはサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値Ｘ２’〜ＸＭ’のいずれかについてステップ幅が設定された後、量子化部１９１で、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’について設定されたステップ幅を用いて、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’が量子化される（ＳＴ２０４０）。あるいは、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値について設定されたステップ幅を用いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が量子化される。具体的には、図２３に示すように、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値は、１ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ２の差分ＳＮＲ値は、１ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ３の差分ＳＮＲ値は、０．５ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ４の差分ＳＮＲ値は、０．５ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ５の差分ＳＮＲ値は、１ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ６の差分ＳＮＲ値は、２ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ７の差分ＳＮＲ値は、２ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ８の差分ＳＮＲ値は、２ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ９の差分ＳＮＲ値は、２ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化され、サブキャリアｆ１０の差分ＳＮＲ値は、１ｄＢ／ｂｉｔのステップ幅で量子化される。
【０１１２】
そして、ビット変換部１９２では、ステップ幅制御部２０１から通知されたステップ幅に基づいて、量子化後の差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する（ＳＴ２０５０）。変換後のステップ幅は、図６Ｃに示すように、ＳＳａである。つまり、この変換により、差分ＳＮＲ値Ｘｍ’（またはＳＮＲ値）は、減算部１９０、加算部１９３および遅延部１９４で用いられるステップ幅およびビット数で再び表現される。ステップＳＴ２０５０の後、実施の形態１で説明したステップＳＴ１０７０、ＳＴ１０８０に続いて、ステップＳＴ２０６０の処理が実行される。
【０１１３】
ステップＳＴ２０６０では、符号化部１９５で、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して予め設定されているビット数を用いて、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’が符号化される。あるいは、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に対して予め設定されているビット数を用いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が符号化される。本実施の形態では、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値は、６ビットで符号化され、サブキャリアｆ２〜ｆＭの各々の差分ＳＮＲ値は、４ビットで符号化される。
【０１１４】
本実施の形態のＣＳＩフレーム生成部１６６では、差分ＳＮＲ値が相対的に小さい領域（サブキャリア）に対しては、ステップ幅を小さく設定することにより量子化誤差を低減させ、一方、差分ＳＮＲ値が相対的に大きい領域（サブキャリア）に対しては、ステップ幅を大きく設定することによりダイナミックレンジを大きくして飽和による誤差を低減させる。したがって、同数の符号化ビットの使用を前提として、常に固定の量子化ステップ幅を用いる従来のＤＰＣＭと本実施の形態のＤＰＣＭとを比較すると、本実施の形態のＤＰＣＭの方が、符号化による波形歪が小さくなる。換言すれば、従来のＤＰＣＭで本実施の形態のＤＰＣＭと同程度の歪レベルを実現するためには、本実施の形態のＤＰＣＭの符号化で用いるビット数よりも多くのビット数が必要となる。すなわち、本実施の形態のＤＰＣＭは、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【０１１５】
次いで、本実施の形態に係る送信装置に設けられたＣＳＩフレーム処理部１１０について、図２４を用いて説明する。なお、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１で説明した送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一のまたは同様の構成要素には同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態１との相違点について記載する。
【０１１６】
図２４に示すＣＳＩフレーム処理部１１０は、実施の形態１で説明したビット数制御部１３１の代わりにステップ幅制御部２０２を有する。
【０１１７】
復号化制御手段としてのステップ幅制御部２０２は、フィードバックフレーム処理部１３０および遅延部１３５からの入力を受け、サブキャリア毎のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに基づいて、ビット変換部１３３でのステップ幅変換に用いるステップ幅を可変設定することにより、差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）の復号化処理を制御する。換言すれば、ステップ幅変換を施される差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を可変設定する。設定されたステップ幅は、ビット変換部１３３に通知される。
【０１１８】
ビット変換部１３３は、ステップ幅制御部２０２から通知されたステップ幅に従って、復号された差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を変換する。この変換により、差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を、量子化部１９１の量子化に用いられたステップ幅から、加算部１３４の加算に用いられるステップ幅に合わせる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、復号化部１３２は、予め設定されたビット数に従って、フィードバックフレーム処理部１３０から入力されたＣＳＩフレーム（平均ＳＮＲ値以外の部分）をサブキャリア毎の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）に分割することによって、サブキャリア毎の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）を復号する。
【０１２０】
次いで、ＣＳＩフレーム処理部１１０における動作について説明する。図２５は、ＣＳＩフレーム処理部１１０の動作例を説明するためのフロー図である。なお、図２５において、実施の形態１で図１９を用いて説明したものと同一の処理については、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２１】
カウンタｍが「１」の場合（ＳＴ１５３０：ＹＥＳ）、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値について予め設定されている固定のステップ幅、より具体的には、予め送受信間で既知のステップ幅が出力される（ＳＴ２５１０）。
【０１２２】
一方、カウンタｍが「１」でない場合（ＳＴ１５３０：ＮＯ）、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して、可変のステップ幅が設定される（ＳＴ２５２０）。可変ステップ幅設定の具体的な動作は、ＣＳＩフレーム生成部１６６のステップ幅制御部２０１と同一である。
【０１２３】
そして、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値またはサブキャリアｆ２〜ｆＭの差分ＳＮＲ値Ｘ２’〜Ｘｍ’のいずれかに対してステップ幅が設定された後、復号化部１３２で、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して予め設定された固定のビット数を用いて、サブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’が復号される（ＳＴ２５３０）。あるいは、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値に対して予め設定された固定のビット数を用いて、サブキャリアｆ１のＳＮＲ値が復号される。
【０１２４】
そして、ビット変換部１３３で、復号後の差分ＳＮＲ値（またはＳＮＲ値）のステップ幅を、ステップ幅制御部２０２から通知されたステップ幅に基づいて変換する（ＳＴ２５４０）。変換後のステップ幅は、加算部１３４で用いられるステップ幅に合わせられる。変換前のステップ幅は図６Ｂに示されたＳＳｂである、つまり、量子化部１９１の量子化に用いられたステップ幅と同一である。一方、変換後のステップ幅は図６Ｃに示されたＳＳａである。ステップＳＴ２５４０に続いて、実施の形態１で説明したステップＳＴ１５８０に進む。ここで、ビット変換部１３３で量子化誤差が発生しなければ、必ずしも変換後のステップ幅は図６Ｃで示されたＳＳａである必要はない。
【０１２５】
このように、本実施の形態によれば、受信装置においては、第１のＳＮＲ値と第２のＳＮＲ値との差分値、つまり差分ＳＮＲ値の量子化のステップ幅を、第２のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに対応付けることにより、ダイナミックレンジに応じた最小限のステップ幅を設定することができるだけでなく、複数の異なる差分ＳＮＲ値に複数の異なるステップ幅を設定しても、その設定についての情報をサイド情報として付加することなくＣＳＩフレームを生成することができるため、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【０１２６】
また、本実施の形態によれば、送信装置においては、第１のＳＮＲ値と第２のＳＮＲ値との差分値、つまり差分ＳＮＲ値の量子化のステップ幅を、第２のＳＮＲ値の平均ＳＮＲ値に対する相対的大きさに対応付けることにより、ダイナミックレンジに応じた最小限のステップ幅を設定することができるだけでなく、複数の異なる差分ＳＮＲ値に複数の異なるステップ幅を設定しても、その設定についての情報をサイド情報として参照することなくＣＳＩフレームを復元することができるため、フィードバック情報の品質を維持しつつ、フィードバック情報のデータ量を削減することができる。
【０１２７】
なお、本実施の形態で説明したステップ幅制御部２０１を実施の形態１で説明したＣＳＩフレーム生成部１６６に設けるとともに、本実施の形態で説明したステップ幅制御部２０２を実施の形態１で説明したＣＳＩフレーム処理部１１０に設けた場合、符号化のビット数および量子化のステップ幅のいずれか一方または双方を可変設定することができる。
【０１２８】
（実施の形態３）
図２６は、本発明の実施の形態３に係る受信装置に設けられたＣＳＩフレーム生成部１６６の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１で説明した受信装置１５０と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態１で説明したものと同一のまたは同様の構成要素については同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態１との相違点について説明する。
【０１２９】
図２６のＣＳＩフレーム生成部１６６は、遅延分散測定部３０１をさらに有する。
【０１３０】
遅延分散推定部３０１は、伝送路応答推定部１６５で得られた伝送路応答推定値を用いて、伝送路の遅延分散を推定する。この推定の結果として、遅延分散推定値を得る。遅延分散推定値は、ビット数制御部１８３およびフィードバックフレーム生成部１８５に出力される。
【０１３１】
したがって、本実施の形態のビット数制御部１８３は、実施の形態１で説明したビット数設定を、遅延分散推定値にも基づいて行う。また、本実施の形態のフィードバックフレーム生成部１８５は、実施の形態１で説明したＣＳＩフレーム生成を、遅延分散推定値も用いて行う。
【０１３２】
次いで、ＣＳＩフレーム生成部１６６における動作について説明する。
【０１３３】
遅延分散推定部３０１では、伝送路応答推定部１６５で算出された伝送路の周波数応答値である伝送路応答推定値を用いて、伝送路の遅延分散推定値の算出を行う。
【０１３４】
伝送路応答の遅延分散を推定する方法は特定のものに限定されないが、以下にその例を挙げる。
【０１３５】
例えば、図２７に示すように、伝送路の周波数応答のＳＮＲ特性（振幅特性でも良い）に対して、ある閾値を設定する。そして、その閾値を上から下に交差する回数（以下「レベル交差回数」と言う）から、単位周波数あたりの変動の激しさを検出する。レベル交差回数が多い場合、伝送路応答の周波数相関つまり隣接サブキャリア間相関が低い。逆にレベル交差回数が少ない場合は、隣接サブキャリア間相関が高い。したがって、図２８に示すように、遅延分散が大きければ周波数相関が低く（つまり差分ＳＮＲ値が大きい）且つ遅延分散が小さければ周波数相関が大きい（つまり差分ＳＮＲ値が小さい）関係にあるため、レベル交差回数から遅延分散の大きさを推定することができる。
【０１３６】
また、他の例では、図２９Ａおよび図２９Ｂに示すように、伝送路の周波数応答（図２９Ａ）をフーリエ変換によって時間領域（図２９Ｂ）に変換することにより、伝送路のインパルス応答を得ることができる。得られたインパルス応答から遅延分散を算出しても良い。或いは、このインパルス応答を時間平均して得られる遅延プロファイルから遅延分散を算出しても良い。伝搬環境が著しく変化しない範囲であれば時間平均した遅延プロファイルを用いた方が、より精度良く遅延分散を推定することができる。
【０１３７】
図２９Ａおよび図２９Ｂに示した例では、周波数応答を推定する方法を用いて遅延プロファイルを求めたが、遅延プロファイルの生成方法はこれに限定されない。例えば、パイロット信号などの受信結果を利用し時間領域で直接的にインパルス応答を求めても良い。
【０１３８】
遅延分散推定部３０１では、例えば図３０に示すようなテーブルを参照し、検出されたレベル交差回数ＮＬに対応する遅延分散推定値を取得する。そして、取得した遅延分散推定値をビット数制御部１８３に出力する。
【０１３９】
ビット数制御部１８３では、遅延分散推定値の増大に伴ってビット数を増加させ、遅延分散推定値の減少に伴ってビット数を減少させる。
【０１４０】
具体的には、ビット数制御部１８３では、遅延分散推定部３０１より入力される遅延分散推定値の大きさに応じて、テーブルの設定値を切り替える。より具体的には、図３１に示すように、入力された遅延分散推定値に対応するテーブルを選択する。
【０１４１】
なお、遅延分散推定からテーブル選択までの制御方法は、上記のものだけに限定されない。例えば、ビット数制御部１８３では、遅延分散推定部３０１から出力されたレベル交差回数ＮＬに対して、基準値（閾値）の算出に用いるオフセット値Ｃｏｆｆｓｅｔを、例えば図３２に示すテーブルから選択する。そして、選択されたオフセット値Ｃｏｆｆｓｅｔを例えば次の式（４）〜（７）に代入することにより閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４を算出する。この場合、可変ビット数設定には、例えば図３３に示すテーブルが用いられる。
Ｔｈ１＝平均ＳＮＲ値＋  ５＋Ｃｏｆｆｓｅｔ  …（４）
Ｔｈ２＝平均ＳＮＲ値      ＋Ｃｏｆｆｓｅｔ  …（５）
Ｔｈ３＝平均ＳＮＲ値−  ５＋Ｃｏｆｆｓｅｔ  …（６）
Ｔｈ４＝平均ＳＮＲ値−１０＋Ｃｏｆｆｓｅｔ  …（７）
【０１４２】
また、さらに別の制御方法を用いても良い。例えば、ｍ番目のサブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して設定されるビット数を、平均ＳＮＲ値、ＳＮＲ値Ｓｍ−１’および遅延分散推定値を引数とする関数を用いて算出しても良い。
【０１４３】
フィードバックフレーム生成部１８５では、例えば図３４、図３５、図３６、図３７に示すようなフォーマットのＣＳＩフレームが生成される。図３４のＣＳＩフレームは、図１３のＣＳＩフレームと同様のフォーマットを有するが、その最先頭部には遅延分散推定値が配置されている。図３５のＣＳＩフレームは、図１４のＣＳＩフレームと同様のフォーマットを有するが、その最先頭部には遅延分散推定値が配置されている。図３６のＣＳＩフレームは、図１５のＣＳＩフレームと同様のフォーマットを有するが、その最先頭部には遅延分散推定値が配置されている。図３７のＣＳＩフレームは、図１６のＣＳＩフレームと同様のフォーマットを有するが、その最先頭部には遅延分散推定値が配置されている。なお、遅延分散推定値は必ずしもＣＳＩフレームの最先頭部に配置されなくても良い。送受信間で共通に規定された配置順序を有するものであれば、任意のフレームフォーマットを採用することができる。
【０１４４】
次いで、本実施の形態に係る送信装置に設けられたＣＳＩフレーム処理部１１０について、図３８を用いて説明する。なお、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１で説明した送信装置１００と同様の基本的構成を有する。よって、実施の形態で説明したものと同一のまたは同様の構成要素には同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態１との相違点について記載する。
【０１４５】
図３８に示すＣＳＩフレーム処理部１１０において、フィードバックフレーム処理部１３０は、入力されたＣＳＩフレームから、平均ＳＮＲ値だけでなく遅延分散推定値も抽出して、ビット数制御部１３１に出力する。その他の部分は、実施の形態１と同様に復号化部１３２に出力される。
【０１４６】
したがって、本実施の形態のビット数制御部１３１は、実施の形態１で説明したビット数設定を、遅延分散推定値にも基づいて行う。可変ビット数の設定についての具体的な動作は、ＣＳＩフレーム生成部１６６のビット数制御部１８３と同一である。
【０１４７】
このように、本実施の形態によれば、遅延分散が経時変動する伝搬環境下でも、割り当てられるビット数が不足した場合に生じる飽和による誤差を最低限度に抑えることができる。
【０１４８】
（実施の形態４）
図３９は、本発明の実施の形態４に係る受信装置に設けられたＣＳＩフレーム生成部１６６の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態の受信装置は、実施の形態１で説明した受信装置と同様の基本的構成を有する。また、本実施の形態のＣＳＩフレーム生成部１６６は、実施の形態２で説明したＣＳＩフレーム生成部１６６と同様の基本的構成を有する。よって、前述の実施の形態で説明したものと同一のまたは同様の構成要素には同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態２との相違点について記載する。
【０１４９】
図３９のＣＳＩフレーム生成部１６６は、実施の形態３で説明したものと同一の遅延分散推定部３０１をさらに有する。
【０１５０】
したがって、本実施の形態のステップ幅制御部２０１は、実施の形態２で説明したステップ幅設定を、遅延分散推定部３０１から入力される遅延分散推定値にも基づいて行う。つまり、ステップ幅制御部２０１では、遅延分散推定値の増大に伴ってステップ幅を拡大させ、遅延分散推定値の減少に伴ってステップ幅を縮小させる。
【０１５１】
具体的には、ステップ幅制御部２０１では、遅延分散推定部３０１より入力される遅延分散推定値の大きさに応じて、テーブルの設定値を切り替える。より具体的には、図４０に示すように、入力された遅延分散推定値に対応するテーブルを選択する。
【０１５２】
なお、遅延分散推定からテーブル選択までの制御方法は、上記のものだけに限定されない。例えば、ステップ幅制御部２０１では、遅延分散推定部３０１から出力されたレベル交差回数ＮＬに対して、基準値（閾値）の算出に用いるオフセット値Ｃｏｆｆｓｅｔを、例えば図４１に示すテーブルから選択する。そして、選択されたオフセット値Ｃｏｆｆｓｅｔを例えば前述の式（４）〜（７）に代入することにより閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４を算出する。この場合、可変ステップ幅設定には、例えば図４２に示すテーブルが用いられる。
【０１５３】
また、さらに別の制御方法を用いても良い。例えば、ｍ番目のサブキャリアｆｍの差分ＳＮＲ値Ｘｍ’に対して設定されるステップ幅を、平均ＳＮＲ値、ＳＮＲ値Ｓｍ−１’および遅延分散推定値を引数とする関数を用いて算出しても良い。
【０１５４】
また、本実施の形態のフィードバックフレーム生成部１８５は、実施の形態１で説明したＣＳＩフレーム生成を、実施の形態３で説明したように、遅延分散推定値も用いて行う。
【０１５５】
次いで、本実施の形態に係る送信装置に設けられたＣＳＩフレーム処理部１１０について、図４３を用いて説明する。なお、本実施の形態の送信装置は、実施の形態１で説明した送信装置１００と同様の基本的構成を有する。また、本実施の形態のＣＳＩフレーム処理部１１０は、実施の形態２で説明したＣＳＩフレーム処理部１１０と同様の基本的構成を有する。よって、前述の実施の形態で説明したものと同一のまたは同様の構成要素には同一の参照符号を付す。以下の説明では、主に実施の形態２との相違点について記載する。
【０１５６】
図４３に示すＣＳＩフレーム処理部１１０において、フィードバックフレーム処理部１３０は、入力されたＣＳＩフレームから、平均ＳＮＲ値だけでなく遅延分散推定値も抽出して、ステップ幅制御部２０２に出力する。その他の部分は、実施の形態１と同様に復号化部１３２に出力される。
【０１５７】
したがって、本実施の形態のステップ幅制御部２０２は、実施の形態２で説明したステップ幅設定を、遅延分散推定値にも基づいて行う。可変ステップ幅の設定について具体的な動作は、ＣＳＩフレーム生成部１６６のステップ幅制御部２０１と同一である。
【０１５８】
このように、本実施の形態によれば、遅延分散が経時変動する伝搬環境下でも、過小のステップ幅が設定される場合に生じる傾斜付加歪などの飽和による誤差や、過大のステップ幅が設定される場合に生じる粒子性雑音などの量子化雑音による誤差を低減することができる。
【０１５９】
なお、本実施の形態で説明したステップ幅制御部２０１を実施の形態３で説明したＣＳＩフレーム生成部１６６に設けるとともに、本実施の形態で説明したステップ幅制御部２０２を実施の形態３で説明したＣＳＩフレーム処理部１１０に設けた場合、符号化のビット数および量子化のステップ幅のいずれか一方または双方を可変設定することができる。
【０１６０】
また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【０１６１】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。
【０１６２】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１６３】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【０１６４】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１６５】
本明細書は、２００４年１１月３０日出願の特願２００４−３４６５１２に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明の送信制御フレーム生成装置、送信制御フレーム処理装置、送信制御フレーム生成方法および送信制御フレーム処理方法は、マルチキャリア伝送方式の移動通信システムにおける基地局装置および通信端末装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る受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ＣＳＩフレーム生成部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレーム生成部における動作例を説明するためのフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭフレームの構成、伝送路応答推定タイミングおよび周波数応答推定値の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係るステップ幅を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態１に係る各サブキャリアのＳＮＲ値の一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態１に係る各サブキャリアのＳＮＲ値と周波数特性の波形の一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態１に係る各サブキャリアの差分ＳＮＲ値またはＳＮＲ値とその所要ビット数とを示す図
【図１０】本発明の実施の形態１に係るＳＮＲ値と閾値との比較結果に対応するビット数を示す図
【図１１】ＳＮＲ値対平均ＳＮＲ値と差分ＳＮＲ値との統計的な関係を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１に係る各サブキャリアの差分ＳＮＲ値またはＳＮＲ値に対して割り当てられるビット数を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレームの第１の例を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレームの第２の例を示す図
【図１５】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレームの第３の例を示す図
【図１６】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレームの第４の例を示す図
【図１７】図１２に示されたビット数で符号化されたＳＮＲ値または差分ＳＮＲ値を用いて生成され且つ図１０のフレームフォーマットを有するＣＳＩフレームを示す図
【図１８】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレーム処理部の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の実施の形態１に係るＣＳＩフレーム処理部の動作例を説明するためのフロー図
【図２０】本発明の実施の形態２に係るＣＳＩフレーム生成部の構成を示すブロック図
【図２１】本発明の実施の形態２に係るＣＳＩフレーム生成部における動作例を説明するためのフロー図
【図２２】本発明の実施の形態２に係るＳＮＲ値と閾値との比較結果に対応するステップ幅を示す図
【図２３】本発明の実施の形態２に係る各サブキャリアの差分ＳＮＲ値またはＳＮＲ値に対して割り当てられるビット数および設定されるステップ幅を示す図
【図２４】本発明の実施の形態２に係るＣＳＩフレーム処理部の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の実施の形態２に係るＣＳＩフレーム処理部における動作例を説明するためのフロー図
【図２６】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレーム生成部の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の実施の形態３に係る遅延分散推定方法の一例を説明するための図
【図２８】遅延分散と差分ＳＮＲ値との統計的な関係を示す図
【図２９】本発明の実施の形態３に係る遅延分散推定方法の他の例を説明するための図
【図３０】本発明の実施の形態３に係る遅延分散推定値を取得するためのテーブルを示す図
【図３１】本発明の実施の形態３に係るテーブル設定切り替えを説明するための図
【図３２】本発明の実施の形態３に係る遅延分散推定値に対応するオフセット値を示す図
【図３３】本発明の実施の形態３に係るＳＮＲ値と閾値との比較結果に対応するビット数を示す図
【図３４】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレームの第１の例を示す図
【図３５】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレームの第２の例を示す図
【図３６】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレームの第３の例を示す図
【図３７】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレームの第４の例を示す図
【図３８】本発明の実施の形態３に係るＣＳＩフレーム処理部の構成を示すブロック図
【図３９】本発明の実施の形態４に係るＣＳＩフレーム生成部の構成を示すブロック図
【図４０】本発明の実施の形態４に係るテーブル設定切り替えを説明するための図
【図４１】本発明の実施の形態４に係る遅延分散推定値に対応するオフセット値を示す図
【図４２】本発明の実施の形態４に係るＳＮＲ値と閾値との比較結果に対応するステップ幅を示す図
【図４３】本発明の実施の形態４に係るＣＳＩフレーム処理部の構成を示すブロック図
【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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【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】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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