(57)【要約】【課題】複数の周波数帯を同時に利用するような離散ＯＦＤＭ技術において、スループットを低下させることなく、通信品質を維持することが可能な無線通信装置を提供する【解決手段】移動局装置２０００において、無線品質通知部３２００は、基地局の制御する送信時間間隔ごとに、基地局装置１０００における適応変調制御のために無線品質に関する品質情報を基地局装置１０００に通知する。無線品質監視部３２１０は現在までの所定の時間における無線品質の変動と比べた場合に、無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以上になるときは、送信時間間隔を減少させるように、基地局装置１０００に対して要求通知を送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により通信する、基地局と移動局とを含む無線通信システムであって、
前記基地局は、
無線品質に応じて、前記周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御部と、
前記移動局からの要求通知に応じて、前記無線品質に関する品質情報を前記移動局が送信してくるタイミングを更新するための制御メッセージを、前記移動局に通知する無線品質情報管理部とを備え、
前記移動局は、
前記基地局からの前記制御メッセージにより制御される所定時間間隔で、前記品質情報を定期的に前記基地局に通知する、無線品質情報通知生成部と、
前記移動局における無線品質を計測し、前記無線品質の変化を検知することに応じて、前記要求通知を前記基地局に送信する、もしくは無線品質情報を前記基地局に通知する無線品質監視部とを備える、無線通信システム。
【請求項２】
前記無線品質監視部は、現在までの第１の所定の時間における前記無線品質の変動と比べた場合に、前記無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、前記送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、前記送信時間間隔を減少させるように、前記基地局に対して前記要求通知を送信する、請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線品質の変動が所定レベル以上を維持するとは、前記無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、前記第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数以上を一定時間以上継続することである、請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線品質の変動が所定レベル以内を維持するとは、前記無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、前記第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数を一定時間以上、下回ることである、請求項２または３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記分散は、前記受信信号対干渉雑音電力比の指数移動平均に対応する分散である、請求項３または４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記無線品質監視部は、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、前記基地局に対して、前記品質情報を前記基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための前記要求通知を生成する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記無線品質情報通知生成部は、前記受信信号対干渉雑音電力比の値が複数のランクに分類されたテーブルに基づいて、現時点での受信信号対干渉雑音電力比がいずれのランクに該当するかを示す指標を選択して、前記品質情報として前記基地局に通知し、
前記所定条件に対応するような無線品質の低下とは、現時点の受信信号対干渉雑音電力比が、現在選択されている前記指標に対応するランクの範囲からはずれる状態が所定期間維持されることである、請求項６記載の無線通信システム。
【請求項８】
互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により、基地局と通信する移動局装置であって、前記基地局は、無線品質に応じて、前記周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御を実行し、
受信した高周波信号に対して周波数変換をするための受信部と、
前記受信部からの信号に対して、前記複数の周波数域に配置される複数のサブキャリアについて、前記サブキャリアごとに逆フーリエ変換を実行し、復調および復号処理を実行するための復調復号処理部と、
前記基地局の制御する送信時間間隔ごとに、前記基地局における前記適応変調制御のために、前記無線品質に関する品質情報を前記基地局に通知するための無線品質情報通知生成部と、
前記移動局装置における無線品質を計測し、前記無線品質の変化を検知することに応じて、要求通知を前記基地局に送信する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する無線品質監視部とを備え、
前記要求通知は、前記品質情報を前記移動局装置が前記基地局に送信するタイミングを更新するための制御メッセージを、前記移動局装置に通知することを要求する、移動局装置。
【請求項９】
前記無線品質監視部は、現在までの第１の所定の時間における前記無線品質の変動と比べた場合に、前記無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、前記送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、前記送信時間間隔を減少させるように、前記基地局に対して前記要求通知を送信する、請求項８記載の移動局装置。
【請求項１０】
前記無線品質の変動が所定レベル以上を維持するとは、前記無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、前記第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数以上を一定時間以上継続することである、請求項９記載の移動局装置。
【請求項１１】
前記無線品質の変動が所定レベル以内を維持するとは、前記無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、前記第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数を一定時間以上、下回ることである、請求項９または１０記載の移動局装置。
【請求項１２】
前記分散は、前記受信信号対干渉雑音電力比の指数移動平均に対応する分散である、請求項１０または１１記載の移動局装置。
【請求項１３】
前記無線品質監視部は、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、前記基地局に対して、前記品質情報を前記基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための前記要求通知を生成する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の移動局装置。
【請求項１４】
前記無線品質情報通知生成部は、前記受信信号対干渉雑音電力比の値が複数のランクに分類されたテーブルに基づいて、現時点での受信信号対干渉雑音電力比がいずれのランクに該当するかを示す指標を選択して、前記品質情報として前記基地局に通知し、
前記所定条件に対応するような無線品質の低下とは、現時点の受信信号対干渉雑音電力比が、現在選択されている前記指標に対応するランクの範囲からはずれる状態が所定期間維持されることである、請求項１３記載の移動局装置。
【請求項１５】
互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により、基地局と通信するための無線通信方法であって、前記基地局は、無線品質に応じて、前記周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御を実行し、
受信した高周波信号に対して周波数変換をするステップと、
周波数変換された前記信号に対して、前記複数の周波数域に配置される複数のサブキャリアについて、前記サブキャリアごとに逆フーリエ変換を実行し、復調および復号処理を実行するステップと、
前記基地局の制御する送信時間間隔ごとに、前記基地局における前記適応変調制御のために、前記無線品質に関する品質情報を前記基地局に通知するステップと、
前記移動局装置における無線品質を計測し、前記無線品質の変化を検知することに応じて、前記基地局に要求通知を送信する、もしくは無線品質情報を前記基地局に通知するステップとを備え、
前記要求通知は、前記品質情報を前記移動局装置が前記基地局に送信するタイミングを更新するための制御メッセージを、前記移動局装置に通知することを要求する、無線通信方法。
【請求項１６】
前記要求通知を送信するステップは、現在までの第１の所定の時間における前記無線品質の変動と比べた場合に、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、前記送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、前記送信時間間隔を減少させるように、前記基地局に対して前記要求通知を送信するステップを含む、請求項１５記載の無線通信方法。
【請求項１７】
前記要求通知を送信するステップは、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、前記基地局に対して、前記品質情報を前記基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための前記要求通知を生成する、もしくは無線品質情報を前記基地局に通知するステップを含む、請求項１６記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重により通信するための無線通信システム、移動局装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信方式、たとえば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化が行なわれた無線通信システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）リリース８（Rel-8）は、最大２０ＭＨｚの帯域を利用して通信を行うことが可能である。
【０００３】
また、ＬＴＥの発展版であるＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）では、ＬＴＥとの後方互換性を確保しつつ、更なる高速伝送を実現するため、ＬＴＥでサポートされる帯域幅を基本単位としたコンポーネントキャリア(ＣＣ：Component Carrier）を複数束ねて同時に用いるキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Career Aggregation）技術（非特許文献１）が採用され、最大で５ＣＣ（１００ＭＨｚ幅）を用いて１００ＭＨｚ幅の広帯域伝送が実現可能である。
【０００４】
このようなＬＴＥやＬＴＥ−Ａのみならず、地上波デジタル放送などでも使用されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）通信方式を用いる通信システムでは、畳込み符号化やターボ符号化等の誤り訂正符号化を行い、周波数ダイバーシチ利得により信頼性を確保している。
【０００５】
ところで、近年、移動体通信におけるデータトラヒック量は増加傾向にあり、その傾向は今後も継続すると見込まれている。例えば、２０１９年の移動体データトラヒック量が２０１４年と比較して１０倍になるとの予想もある。
【０００６】
このような移動体通信でのデータトラヒックを収容するためには、周波数資源を効率的に利用し、データ通信容量の確保を図る必要がある。そのひとつの方法として、周波数１Ｈｚあたりに送信可能なデータ量を増大させる方法がある。しかし、この方法には物理的な限界があり、データ通信容量を確実に確保するためには、新たな周波数資源の開拓が必要となる。
【０００７】
新たな周波数資源としては、距離による減衰が小さく、移動体通信に適した低い周波数帯、具体的には１ＧＨｚ以下の周波数帯を利用できれば好都合である。
【０００８】
しかし、１ＧＨｚ以下の周波数帯は、移動体通信やテレビ等の他の無線を利用するシステム向けに割当が行われており、新たに広い周波数帯域を移動体通信向けに確保することは困難である。
【０００９】
ところが、１ＧＨｚ以下の周波数帯にも、次のような「空き周波数帯域」が存在している：
（ａ）既存で割当されている周波数帯の間に存在する隙間の周波数帯域 
（ｂ）周波数帯はある無線システムに割当られているが、ある時間や場所によっては利用されていない周波数帯域。
【００１０】
もちろん、このような空き周波数帯域は、周波数割当状況、時間、場所によって変化するものであるが、何らかの形では存在していることになる。このような幅広い周波数に散在する空き周波数帯域を、他の無線システムによる周波数の利用状況を勘案しつつ、動的に束ねて移動体通信向けに利用することが実現できれば、新たに周波数資源を確保するのと同等の意味を有している。
【００１１】
そこで、前述したような、幅広い周波数帯に散在した空き周波数帯域を動的に束ねて、広帯域の移動体でのデータ通信を実現可能な広帯域離散ＯＦＤＭ (Wideband Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing，以下では、「広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ」と記載する) 技術の実現に向けた研究が進められている（非特許文献２、非特許文献３を参照）。
【００１２】
広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ通信方式は、互いに直交する複数の比較的狭帯域なキャリア(サブキャリア) に情報を多重し伝送するＯＦＤＭをベースとしており、送受信機において、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform:高速フーリエ逆変換)/ＦＦＴ(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を用いてディジタル信号処理で伝送帯域の分割を行い，上記のように離散的に存在する空き周波数帯域にサブキャリアを配置し、それらのサブキャリアを束ねて伝送することで、上記の複数の離散的な空き周波数帯を用いた信号伝送を比較的容易に行うことができる特徴を有する。
【００１３】
図９は、このような広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭの基本概念を示す図である。
【００１４】
広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭでは、他の既存通信システムの信号と干渉しないようにＯＦＤＭサブキャリアを配置することによって、既存システムに影響を与えずに通信を行うことが可能となる。その結果、特定の周波数帯にまとまった帯域幅が確保できない状況下でも、離散的な空き周波数を束ねて使用することで所要伝送帯域幅の広い無線通信システムを収容することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】3GPP： Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Carrier Aggregation; Base Station (BS) radio transmission and reception, TR36.808 Rel.10 (2013).
【非特許文献２】高草木 恵二、長谷川晃朗、柴田達雄著、「広帯域離散ＯＦＤＭ技術の研究」、信学技報, vol. 113, no. 57, SR2013-16, pp. 83-89, 2013年5月
【非特許文献３】Keiji, T. Issei, K. Kazuhiro, K. Akio, H. Hiroyuki, S. and Yoshio, T.: Implementation of Experimental Equipment with Wideband Non-Contiguous OFDM, Proc. IEEE Asia Pacific Conference on Wireless and Mobile 2014 (2014).
【非特許文献４】新保 宏之、菅野 一生、高草木 恵二著、「広帯域離散OFDM技術における適応変調制御方式の基本性能評価」、情報処理学会マルチメディア通信と分散処理ワークショップ論文集，2014(5)，pp.201-208，2014年12月.
【非特許文献５】3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Physical layer procedures(Release 12), TS 36.213 v12.4.0 (2014).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術は、幅広い周波数に散在する空き周波数帯域を束ねて利用することで、広帯域の移動体でのデータ通信を実現するための技術である。このために、図８で説明したように送信側でデータ通信トラヒックを、無線リンクでの送信単位であるＯＦＤＭサブキャリア単位で空き周波数帯域に割当を行う。割当されたＯＦＤＭサブキャリアはそれぞれの周波数で送信が行われ、受信側では分散されたＯＦＤＭサブキャリアを全て受信し、元のデータ通信トラヒックを復調する。なお、図８に示すように、空き周波数帯域はその定義から既存で割当を受けている無線システム信号の間に存在する形となる。さらに、空き周波数帯域の位置や他の無線システム信号の状況は、場所や時間等によって動的に変化することになる。
【００１７】
図９は、非特許文献１に開示された広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術のための無線通信システム１００００の構成の例を示す機能ブロック図である。
【００１８】
無線通信システム１００００においては、送受信の対象とする周波数帯域が極めて広いため、送信側も受信側も、それぞれの周波数に対応して高周波ユニットを配置する。図９においては、例として、４系統を配置した構成を示している。ただし，対応する周波数帯域を一括してカバーする広帯域高周波デバイスを用いる構成であっても良い。
【００１９】
無線通信システム１００００の送信側では、通信路の品質に応じた伝送により周波数利用効率を高めるために、チャネルエンコーダ１０１１０が設けられている。チャネルエンコーダ１０１１０は、それぞれ、Turbo符号等の伝送路誤り訂正符号化、およびインターリーブ等の処理を実行する。このチャネルエンコーダは、対象とする空き周波数帯の無線品質に応じた符号化率や変調方式の決定を行う適応変調等の処理を実施する。
【００２０】
チャネルエンコーダ１０１１０の処理後の信号は、変調部１０１１２に与えられる。変調部１０１１２は、サブキャリアマッパ１０１２０と変調器１１１２４とを含む。
【００２１】
無線通信システム１００００においては、直交するサブキャリアへの信号マッピングおよびデマッピングを行うために、ＩＦＦＴ／ＦＦＴ処理を利用する。所定の帯域をカバーする高周波ユニットひとつにＩＦＦＴ／ＦＦＴポイント数を割り当てることで、ＩＦＦＴ／ＦＦＴポイントそれぞれが所定の帯域幅のサブキャリアに相当する。なお，複数のRFユニットに跨るサブキャリアの分割を一括したＩＦＦＴ／ＦＦＴ処理を用いて行う構成であっても良い。
【００２２】
サブキャリアマッパ１０１２０は、送信側（たとえば、基地局装置）で、高周波ユニットのサブキャリアのうち送信するサブキャリアに対応するＩＦＦＴポイントに変調データを配置する。
【００２３】
変調器１１１２４は、サブキャリアマッパ１２０によりサブキャリアマッピングされた送信信号に対して、所定のディジタル変調処理を実行する。たとえば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどを使用することが可能である。
【００２４】
その後、高周波ユニットごとに、ＩＦＦＴ部１０１３０−１〜１０１３０−４が、ＩＦＦＴ処理を実行し、Ｄ／Ａ変換器１０１３２‐１〜１０１３２−４で、それぞれ、ディジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００２５】
Ｄ／Ａ変換器１０１３２‐１〜１０１３２−４の出力は、ＩＦ発振器１０１３３からのＩＦ信号とミキサ１０１３４−１〜１０１３４−４と混合され、さらに、各周波数帯に対応する局部発振器１０１４０−１〜１０１４０−４の出力と、ミキサ１０１３６−１〜１０１３６−４によって周波数変換される。
【００２６】
機能ブロック１０１４２は、ＦＤＤを実装する場合は、ＦＤＤデュープレクサとしての機能を実行し、ＴＤＤを実装する場合は、ＴＤＤスイッチとしての機能を実行する機能ブロックである。
【００２７】
ブロック１０１４２からの信号は、アンテナ１０１５０から送出される。
【００２８】
一方、受信側では、アンテナ１０２００で受信した信号は、機能ブロック１０２０２により、ＦＤＤデュープレクサまたはＴＤＤスイッチとしての機能が実行された後、各周波数帯に対応する局部発振器１０２０４−１〜１０２０４−４の出力と、ミキサ１０２１０−１〜１０２１０−４によって周波数変換される。
【００２９】
さらに、ミキサ１０２１０−１〜１０２１０−４の出力は、ＩＦ発振器１０２１１からのＩＦ信号とミキサ１０２１２−１〜１０２１２−４によって周波数変換され、Ａ／Ｄ変換器１０２１４−１〜１０２１４−４でアナログデジタル変換（Ａ／Ｄ変換）されて、ＦＦＴ部１０２２０−１〜１０２２０−４において、ＩＦＦＴ処理の逆処理であるＦＦＴ処理が実行される。
【００３０】
ＦＦＴ部１０２２０−１〜１０２２０−４からのサブキャリアごとに分離された信号は、復調部１０２４０に与えられる。
【００３１】
復調部１０２４０は、復調器１２４０２とサブキャリアデマッパ１０２３０とを含む。
【００３２】
復調器１２４０２は、変調器１１１２４の処理の逆処理である復調処理を実行する。
【００３３】
復調器１２４０２からの信号に対して、サブキャリアデマッパ１０２３０は、サブキャリアマッパ１０１２０の逆処理により、対応するＦＦＴポイントのデータを抜き出す。さらに、チャネルデコーダ１０２５０は、デインターリーブ処理や誤り訂正復号処理を実行する。
【００３４】
アップリンク側の構成も、基本的には、ダウンリンク側の構成と同様であるが、図９では、図示を簡略化している。
【００３５】
フィードバックチャネル変調エンコーダ１０２８０は、適応変調などの制御を行うために、受信側（たとえば、受信端末装置である移動局装置）の受信状況を基地局側にフィードバックする制御信号を変調し、フィードバックチャネル復調デコーダ１０１８０は、このようなフィードバック制御信号を復調する。
【００３６】
このようにして、空き周波数帯域を利用して新たに周波数資源を確保することができる。ただし、通信路の品質に応じた伝送により周波数利用効率を高めるために適応変調制御を行うには、一般には、移動局から基地局に対して、無線品質情報をフィードバックする必要がある。このような情報のフィードバック量が多くなると、移動局から基地局に通信できる量には上限があるため、他のトラヒックのスループットの低下をもたらす可能性がある。また、このような情報のフィードバックの遅延が生じると、フィードバックされた情報内容と実際に無線フレームを送信する際での無線品質情報のずれが生じ、基地局から移動局への通信に関するスループットの低下をもたらす可能性がある（非特許文献４を参照）。
【００３７】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術のような、複数の周波数帯を同時に利用する無線通信システムであって、スループットを低下させることなく、通信品質を維持することが可能な無線通信システムを提供することである。
【００３８】
本発明の他の目的は、広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術のような、複数の周波数帯を同時に利用する無線通信システムにおいて、スループットを低下させることなく、通信品質を維持することが可能な移動局装置および無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
この発明の１つの局面に従うと、互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により通信する、基地局と移動局とを含む無線通信システムであって、基地局は、無線品質に応じて、周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御部と、移動局からの要求通知に応じて、無線品質に関する品質情報を移動局が送信してくるタイミングを更新するための制御メッセージを、移動局に通知する無線品質情報管理部とを備え、移動局は、基地局からの制御メッセージにより制御される所定時間間隔で、品質情報を定期的に基地局に通知する、無線品質情報通知生成部と、移動局における無線品質を計測し、無線品質の変化を検知することに応じて、要求通知を基地局に送信する、もしくは無線寝室情報通知生成部に品質情報を即座に送信させる無線品質監視部とを備える。
【００４０】
好ましくは、無線品質監視部は、現在までの第１の所定の時間における無線品質の変動と比べた場合に、無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、送信時間間隔を減少させるように、基地局に対して要求通知を送信する。
【００４１】
好ましくは、無線品質の変動が所定レベル以上を維持するとは、無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数以上を一定時間以上継続することである、請求項２記載の無線通信システム。
【００４２】
好ましくは、無線品質の変動が所定レベル以内を維持するとは、無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数を一定時間以上、下回ることである。
【００４３】
好ましくは、分散は、受信信号対干渉雑音電力比の指数移動平均に対応する分散である。
【００４４】
好ましくは、無線品質監視部は、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、基地局に対して、品質情報を基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための要求通知を生成する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する。
【００４５】
好ましくは、無線品質情報通知生成部は、受信信号対干渉雑音電力比の値が複数のランクに分類されたテーブルに基づいて、現時点での受信信号対干渉雑音電力比がいずれのランクに該当するかを示す指標を選択して、品質情報として基地局に通知し、所定条件に対応するような無線品質の低下とは、現時点の受信信号対干渉雑音電力比が、現在選択されている指標に対応するランクの範囲からはずれる状態が所定期間維持されることである。
【００４６】
この発明の他の局面に従うと、互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により、基地局と通信する移動局装置であって、基地局は、無線品質に応じて、周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御を実行し、受信した高周波信号に対して周波数変換をするための受信部と、受信部からの信号に対して、複数の周波数域に配置される複数のサブキャリアについて、サブキャリアごとに逆フーリエ変換を実行し、復調および復号処理を実行するための復調復号処理部と、基地局の制御する送信時間間隔ごとに、基地局における適応変調制御のために、無線品質に関する品質情報を基地局に通知するための無線品質情報通知生成部と、移動局装置における無線品質を計測し、無線品質の変化を検知することに応じて、要求通知を基地局に送信する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する無線品質監視部とを備え、要求通知は、品質情報を移動局装置が基地局に送信するタイミングを更新するための制御メッセージを、移動局装置に通知することを要求する。
【００４７】
好ましくは、無線品質監視部は、現在までの第１の所定の時間における無線品質の変動と比べた場合に、無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、送信時間間隔を減少させるように、基地局に対して要求通知を送信する。
【００４８】
好ましくは、無線品質の変動が所定レベル以上を維持するとは、無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数以上を一定時間以上継続することである。
【００４９】
好ましくは、無線品質の変動が所定レベル以内を維持するとは、無線品質を受信信号対干渉雑音電力比で表すときに、第１の所定の時間における受信信号対干渉雑音電力比の分散の所定倍数を一定時間以上、下回ることである。
【００５０】
好ましくは、分散は、受信信号対干渉雑音電力比の指数移動平均に対応する分散である。
【００５１】
好ましくは、無線品質監視部は、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、基地局に対して、品質情報を基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための要求通知を生成する、もしくは無線品質情報通知生成部に無線品質情報の通知を要求する。
【００５２】
好ましくは、無線品質情報通知生成部は、受信信号対干渉雑音電力比の値が複数のランクに分類されたテーブルに基づいて、現時点での受信信号対干渉雑音電力比がいずれのランクに該当するかを示す指標を選択して、品質情報として基地局に通知し、所定条件に対応するような無線品質の低下とは、現時点の受信信号対干渉雑音電力比が、現在選択されている指標に対応するランクの範囲からはずれる状態が所定期間維持されることである。
【００５３】
この発明のさらに他の局面に従うと、互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により、基地局と通信するための無線通信方法であって、基地局は、無線品質に応じて、周波数域ごとに、変調方式および符号化率の組み合わせを適応的に更新する適応変調制御を実行し、受信した高周波信号に対して周波数変換をするステップと、周波数変換された信号に対して、複数の周波数域に配置される複数のサブキャリアについて、サブキャリアごとに逆フーリエ変換を実行し、復調および復号処理を実行するステップと、基地局の制御する送信時間間隔ごとに、基地局における適応変調制御のために、無線品質に関する品質情報を基地局に通知するステップと、移動局装置における無線品質を計測し、無線品質の変化を検知することに応じて、基地局に要求通知を送信する、もしくは無線品質情報を基地局に通知するステップとを備え、要求通知は、品質情報を移動局装置が基地局に送信するタイミングを更新するための制御メッセージを、移動局装置に通知することを要求する。
【００５４】
好ましくは、要求通知を送信するステップは、現在までの第１の所定の時間における無線品質の変動と比べた場合に、無線品質の変動が所定レベル以上を維持したときは、送信時間間隔を増加させ、無線品質の変動が所定レベル以内を維持したときは、送信時間間隔を減少させるように、基地局に対して要求通知を送信するステップを含む。
【００５５】
好ましくは、要求通知を送信するステップは、所定条件に対応するような無線品質の低下を検知したことに応じて、基地局に対して、品質情報を基地局宛に即時に通知するように送信タイミングを更新するための要求通知を生成する、もしくは無線品質情報を基地局に通知するステップを含む。
【発明の効果】
【００５６】
この発明によれば、複数の周波数帯を同時に利用するような、離散ＯＦＤＭ技術を用いる無線通信システムにおいて、スループットを低下させることなく、通信品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態の無線通信システムを説明する機能ブロック図である。
【図２】従来のＣＱＩの通知の方式を説明するための概念図である。
【図３】ＣＱＩの通知量が無線通信品質に与える影響を説明するための概念図である。
【図４】適応変調制御方式を説明するための概念図である。
【図５】本実施の形態のＣＱＩ通知タイミングの制御のシーケンスを示す図である。
【図６】本実施の別形態のＣＱＩ通知タイミングのシーケンスを示す図である。
【図７】通信品質の変動をみる際の時間スケールを説明するための図である。
【図８】広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭの基本概念を示す図である。
【図９】広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術のための無線通信システム１００００の構成の例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態の無線通信システムおよび無線通信装置の構成を説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。
【００５９】
また、本発明は、一般には、互いに分離した複数の周波数帯を同時に利用するような、ＬＴＥやＬＴＥ−Ａでのキャリアアグリゲーション技術を用いる無線通信システムに適用することが可能である。したがって、上述した広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ伝送のためのシステムだけでなく、キャリアアグリゲーション技術を利用するシステムにも適用可能である。ここでは、一例として、図９で説明した無線通信システム１００００のように、広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ伝送のためのシステムに、本発明を適用する場合を例として説明する。
【００６０】
以下に説明するように、本発明の実施の形態の送受信システムの構成は、図９で説明した無線通信システム１００００の構成と基本部分では共通し、無線品質情報の生成、通知、管理に関連する構成において異なる。
【００６１】
図９において説明したとおり、広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ伝送においては、既存システムの互いに分離した複数の空き周波数領域で、自システムのＯＦＤＭ信号を伝送するものであり、適応変調制御も、１つの連続した周波数帯を使用する場合に比べて、特別な考慮が必要となる。
（実施の形態）
（本実施の形態の無線通信装置システムの概要）
図１は、実施の形態の無線通信システムを説明する機能ブロック図である。
【００６２】
図１に示すように、本実施の形態の無線通信システムは、中央局（図示せず）と、中央局から、有線または無線通信により伝送される送信トラフィックデータを、送信するための送信装置（以下、基地局装置）１０００と、基地局装置１０００からの信号を受信する受信端末装置（以下、移動局装置）２０００とを含む。なお、ひとつの基地局装置１０００に対し、複数の移動局装置２０００が接続されているが、それぞれの処理は同様であるため、以降の説明では特記しない限り、ある基地局装置１０００と移動局装置２０００の組として説明を行う。
【００６３】
基地局装置１０００は、主に、符号化・変調処理部１２０と、近接他システム信号許容干渉量取得処理部１４００と、適応変調制御処理部１４０６と、制御信号復調・復号処理部１４１２と、無線品質情報管理部１４５０とを含む。
【００６４】
中央局からの送信トラフィックデータを受信するための送信トラフィックデータバッファ１００から入力された送信トラフィックは、広い帯域幅を効率的にカバーするために４系統（１２０．１〜１２０．４）存在する、符号化・変調処理部１２０に渡される。
【００６５】
符号化・変調処理部１２０（上記のような個別の４系統を総称するときは、「符号化・変調処理部１２０」と呼ぶ）は、互いに分離した複数の周波数域に複数のサブキャリアを配置して伝送する直交周波数分割多重伝送により通信するための符号化処理および変調処理を実行する。
【００６６】
ここでは、一例として、伝送路符号化処理（例：ＣＲＣ符号化、伝送路誤り訂正符号化、インターリーブ処理）と変調処理（例：サブキャリア生成、サブキャリアの変調、サブキャリアごとの逆フーリエ変換処理）を行うブロックが、４系統設けられているとしている。ただし、符号化処理単位と変調処理のブロックは必ずしも１対１の関係でなく、例えば、１つの変調のブロックの中に２つの異なる符号化を行うことも可能である。ただし、以降では説明の簡易化のために、図１に示すように１符号化処理が１変調処理のブロックに関連づけられるとする。また、符号化・変調処理部１２０に含まれる系統の個数は、４つに限定されるものではなく、それぞれ、より多くてもあるいはより少なくてもよい。
【００６７】
近接他システム信号許容干渉量取得処理部１４００は、各周波数域に対して、近接他システム信号の許容干渉量の情報を取得する。近接他システムの周波数の使用状況および近接他システム信号の許容干渉量の情報を取得する方法としては、中央局から情報が提供されてもよいし、基地局自身が近接他システムの信号を受信して解析してもよいし、あるいは、移動局から情報が提供されてもよい。
【００６８】
適応変調制御処理部１４０６は、近接他システム信号許容干渉量取得処理部１４００からの情報による近接他システムの許容干渉量や、後に説明するように移動局装置２０００側との間の無線品質に応じて、周波数域ごとに適用するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme，変調方式、符号化率の組み合わせ）のレベルを設定する。適応変調制御処理部１４０６は、設定されたＭＣＳに基づいて、符号化・変調処理部１２０に対し、誤り訂正符号化方式や変調方式を設定する。ここで、「周波数域ごと」とは、サブキャリア単位、もしくはサブキャリアをいくつか束ねた単位であってもよい。このような構成により、基地局装置１０００は、適応変調制御処理を行う。たとえば、近接他システムの許容干渉量が小さく、スループットよりも復調時の誤り耐性を優先した設定での制御とする。また、受信完了通知の頻度に基づき、一定のエラー率となるようにＭＣＳを制御する。このような近接他システムの許容干渉量やエラー率と、ＭＣＳの設定などとの関係は、たとえば、予めテーブルやアルゴリズムとして格納されており、これ参照する構成とすることが可能である。
【００６９】
無線品質情報管理部１４５０は、近接他システム信号許容干渉量取得処理部１４００、及び制御情報復調・復号処理部１４１２から得られる、後述する受信完了通知及び無線品質情報を管理し、後述する手法に従い、移動局装置２０００からの無線品質情報の送信間隔の決定を行う部分である。また、無線品質情報管理部１４５０は、適応変調制御処理部１４０６に管理している無線品質情報を提供する。
【００７０】
符号化・変調処理部１２０の出力は、合成処理部１３１により合成される。合成処理部１３１からの信号に対して、Ｄ／Ａ変換器１３２は、ディジタル信号からアナログ信号への変換を実行し、周波数変換処理部１３５は、Ｄ／Ａ変換器１３２の出力を高周波信号へ変換して、送信信号がアンテナ１５０から移動局２０００に向けて送出される。
【００７１】
移動局装置２０００は、受信アンテナ２００と、受信アンテナからの信号を周波数変換する周波数変換処理部２０６と、周波数変換処理部２０６からの信号に対して、復調および復号を実行して受信トラフィックデータを出力する復調・復号処理部３１００と、周波数変換処理部２０６の情報を元に無線品質情報を生成し、基地局装置１０００からの制御メッセージにより制御される間隔で無線品質情報の基地局装置１０００への通知の生成を行う無線品質情報通知生成部３２００とを含む。復調・復号処理部３１００からの受信完了通知、及び基地局装置１０００への無線品質情報通知は、制御情報符号化・変調処理部３２２０により変調されて、周波数変換処理部２０７により高周波信号に変換されて、送信アンテナ２０１からフィードバック情報として、基地局装置１０００に送信される。
【００７２】
復調・復号処理部３１００は、受信された情報に対して、サブキャリアごとのフーリエ変換の実行ならびにサブキャリアの復調処理および伝送路復号化を実行する。
【００７３】
基地局装置１０００は、受信アンテナ１４９と、受信アンテナ１４９で受信された信号を周波数変換する周波数変換処理部１４０８と、周波数変換処理部１４０８からの信号を復調する制御信号復調・復号処理部１４１２とを含む。制御信号復調・復号処理部１４１２からの受信完了通知は適応変調制御処理部１４０６および無線品質情報管理部１４５０に、無線品質情報は無線品質情報管理部１４５０に、それぞれ与えられる。
【００７４】
なお、無線品質監視部３２１０は、後に説明するように、無線通信の品質に影響を与える状況を監視し、無線品質が変化した(あるいは、変化する可能性ある)ことを検知すると、基地局装置１０００に対して、ＣＱＩ通知間隔の変更要求を送信する、もしくは無線品質情報通知生成部３２００に対して、ＣＱＩを通知するよう要求する。
［無線品質の推定と適応変調制御方式］
後に説明するように、無線品質情報管理部１４５０は複数存在する移動局装置２０００から基地局装置１０００に対して通知される無線通信の品質に関する情報（移動局装置２０００の無線品質情報通知生成部３２００で生成）を管理し、適応変調制御処理部１４０６で利用するために無線通信の品質に関する情報を提供する。さらに、無線品質情報管理部１４５０は無線通信の品質に関する情報を通知する時間間隔またはタイミングを設定し、このような設定を移動局装置２０００に通知するための制御メッセージを生成する。
【００７５】
「無線通信の品質に関する情報」は、たとえば、３ＧＰＰで規定されるＣＱＩ(Channel Quality Indicator、非特許文献５のSection 7.2.3参照)情報に相当する。そこで、以下では「無線通信の品質に関する情報」がＣＱＩであるものとして、以下説明する。
【００７６】
したがって、無線品質情報通知生成部３２００は、ＳＩＮＲに対して一定のエラー率となるＣＱＩを決定するテーブルを持っており、基地局装置１０００からの参照信号のＳＩＮＲを見て、テーブルから送信するＣＱＩの値（Index）を決定し、基地局装置１０００から制御されたタイミングで、ＣＱＩを基地局装置１０００に送信するものとする。
【００７７】
ここで、従来のＣＱＩの通知の方式およびそれに基づく適応変調制御方式を、本実施の形態のＣＱＩの通知の制御方式を説明するための前提として説明する。
（従来のＣＱＩの通知の方式とその問題点）
図２は、従来のＣＱＩの通知の方式を説明するための概念図である。
【００７８】
移動体通信システムでは、端末が移動することにより、伝搬減衰やドップラー周波数等の無線品質が刻々と変化する。無線品質が悪いのに、ある無線フレームで一度に大量のデータを送信しようとするとエラーが発生し、通信品質が低下する。通信品質を確保するためには、無線品質に応じて、一度に送信するデータ量を適切に決定しなくてはならない。この決定を行う部分が「適応変調制御」であり、その決定に必要な情報としてＣＱＩは重要な意味を有している。
【００７９】
図２では、一般的なＬＴＥシステムの下りリンク(基地局から端末方向)の適応変調制御の処理イメージを示している。
【００８０】
まず、移動局装置（端末）は、定期的に上りリンク(端末から基地局方向)で無線品質情報ＣＱＩを利用する周波数帯に関して通知する。端末で、受信信号の受信信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ:Signal to Interference and Noise power Ratio）に対して一定のエラー率となるＣＱＩを決定するテーブルを持っており、基地局からの参照信号のＳＩＮＲを見て、テーブルから送信するＣＱＩの値（Index）を決定する。
【００８１】
基地局はＣＱＩを元に、変調方式と符号化率の組み合わせであって無線フレームで一度に送信するデータ量を定義するＭＣＳを、通信品質が一定になるように（たとえば、無線フレームのエラー率が一定となるように）テーブルから決定し、ユーザデータを載せた無線フレームを端末に送信する。
【００８２】
端末がＣＱＩを通知してから、基地局がＭＣＳを決定し無線フレームを送信するまでには、数ｍｓの「制御遅延」が発生する。
【００８３】
制御遅延には、ｉ）ＣＱＩ通知のために上りリンクで情報を送信するのに要する時間、ｉｉ）基地局でＣＱＩからＭＣＳを決定する処理や無線フレームの構築や送信処理を行う時間、ｉｉｉ）決定したＭＣＳで無線フレームを送信する時間が含まれている。
【００８４】
ＣＱＩの送信方法は、３ＧＰＰで規定されており(非特許文献５ Section7.2.1およびSection7.2.2参照)、一定間隔で送信する場合（Periodic：「定間隔送信」と呼ぶ）と、不定期に送信する場合（Aperiodic：「不定期送信」と呼ぶ）とがある。これらの間隔の制御は、端末への制御メッセージを利用することで、基地局側で行うことが可能である。
【００８５】
ところで、このようなＣＱＩの通知方式を、そのまま広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ伝送に用いるとすると、以下のような問題がある。
【００８６】
基本的には数個の周波数帯を同時に利用するＬＴＥシステムと異なり、幅広い周波数帯を同時に利用する広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ技術では、周波数帯毎に異なる無線品質に対応してＭＣＳを決定する必要がある。
【００８７】
加えて、適応変調においては、上りリンクでのＣＱＩの通知量の増加が、上りリンクで無線リソースを圧迫することで上りリンクのスループットに影響を与える。
【００８８】
さらに、上りリンクでのＣＱＩの通知量増加は、スループット等の下りリンクでの通信性能にも影響を与える。無線品質は周波数帯毎に異なるため、ＣＱＩは周波数帯毎、あるいはサブキャリア毎に通知されることが必要であり、利用する周波数帯が増えると総量が増加し、通知に時間を要することになる。これにより、 端末がＣＱＩを通知した時点の無線品質と、基地局で実際に割り当てを行った無線品質のずれで通信性能への影響が発生する。すなわち、通知による制御遅延により、通信性能(スループット)が低下してしまう。
【００８９】
図３は、ＣＱＩの通知量増加が無線品質に与える影響を説明するための概念図である。
【００９０】
端末から基地局へのＣＱＩの通知量が少ない場合は、制御に時間を要しないため無線品質は、ほぼ変化しない。
【００９１】
これに対して、上述したように、利用する周波数帯が増えると通知の総量が増加して通知に時間を要する場合は、ＭＣＳが設定された通信が開始されるまでに時間を要してしまい、無線品質も変化してしまう。
【００９２】
図４は、適応変調制御方式を説明するための概念図である。
【００９３】
広帯域ＮＣ−ＯＦＤＭ伝送の場合、以下の２種類の適応変調制御を考えることができる。
【００９４】
ｉ）独立マッピング（Independent Mapping (IndMap)）
周波数帯による無線品質変動に応じた適応変調を個別に行う方式である。制御としては、無線品質が良いバンドにはＭＣＳを高く割り当て(より多くのデータが一度に送信できる)、無線品質の悪い周波数帯にはＭＣＳを低く割り当てる。
【００９５】
ｉｉ）ダイバーシチマッピング（Diversity Mapping (DivMap)）
周波数帯間の無線品質差を活用し、周波数ダイバーシチを得るため、あるデータに対し、誤り訂正符号を施して冗長化し、送信に複数の周波数帯を同時に利用する。これにより、複数周波数帯で一括したＭＣＳの決定や、ある周波数帯で誤りが発生しても他の周波数帯で受信可能というような状況での誤り訂正符号の効果で、受信品質の向上を図ることができる。
（本実施の形態でのＣＱＩの通知の方式と適応変調制御）
移動体無線通信においては、無線品質の変動は、主として、周波数帯、端末移動速度、外的要因（建物等の影響）で決まってくる。仮に、外的要因を考慮しなければ、フェージングの影響が主となる。たとえば、利用している周波数帯は基地局で把握しているため、端末移動速度を基地局で常に取得できれば、基地局でフェージングの発生状況を推測することは可能である。しかし、端末移動速度を基地局に通知するために、端末から基地局に新たなトラヒックが発生してしまう
そこで、本実施の形態では、移動局装置（端末）２０００側で、必要なデータを集めて処理し、基地局装置１０００側には、「ＣＱＩの送信タイミングの変更が必要」、もしくは直接的に「ＣＱＩがいくつになった」という情報のみを送り、必要最低限の情報で、現状の無線品質に応じて適応的に、ＣＱＩの送信タイミングの変更の依頼通知を基地局装置１０００に送信する構成とする。
【００９６】
つまり、従来は、ＣＱＩの送信の制御は、移動局装置２０００は、定期送信については制御された一定の周期で送信しており、ＣＱＩの送信周期は基地局で判断・制御している。
【００９７】
このようにＣＱＩの送信周期を基地局装置１０００の側で制御するためには、適切なＣＱＩ送信周期を決めるための判断に必要な情報 (例： 無線品質（ＳＩＮＲ）、端末移動速度等) を移動局装置２０００から基地局装置１０００に対して送信する必要が生じる。
【００９８】
これに対して、本実施の形態では、適切なＣＱＩ送信周期を決めるための判断に必要な情報は、移動局装置２０００側で計測される情報であることに基づき、上述のとおり、移動局装置２０００が把握している情報で無線品質が変化した(あるいは、変化する可能性がある)場合を判断し、基地局装置１０００に対してＣＱＩの送信間隔の変更を要求する構成、もしくはＣＱＩ自体を通知するとする。
【００９９】
図５は、本実施の形態のＣＱＩ通知タイミングの制御のシーケンスを示す図である。
【０１００】
移動局装置２０００の無線品質監視部３２１０は、無線通信の品質に影響を与える状況を監視し、無線品質が変化した(あるいは、変化する可能性ある)ことを検知すると（Ｓ１００）、基地局装置１０００に対して、ＣＱＩ通知間隔の変更要求を送信する（Ｓ１０２）。
【０１０１】
基地局装置１０００は、受信した変更要求通知に応答して、ＣＱＩ通知間隔を新たに更新して（Ｓ１０４）、更新されたＣＱＩ通知間隔を移動局装置２０００に対して送信する（Ｓ１０６）。
【０１０２】
図６は、本実施の別形態のＣＱＩ通知タイミングのシーケンスを示す図である。
【０１０３】
図５では、移動局装置２０００の無線品質監視部３２１０は、無線通信の品質に影響を与える状況を監視し、無線品質が変化した(あるいは、変化する可能性ある)ことを検知すると、基地局装置１０００に対して、ＣＱＩ通知間隔の変更要求を送信するとしたが、変更要求の代わりに、直接、基地局装置１０００にＣＱＩを通知してもよい。
【０１０４】
すなわち、図６では、移動局装置２０００の無線寝室監視部３２１０は、無線通信の品質に影響を与える状況を監視し、無線品質が変化した(あるいは、変化する可能性ある)ことを検知すると（Ｓ２００）、基地局装置１０００に対して、ＣＱＩを通知する（Ｓ２０２）。なお、ステップＳ２００はステップＳ１００と同様の判断基準でもよいこと、ステップＳ２０２はステップＳ１０２のＣＱＩ通知間隔の変更要求に変わり、無線品質情報自体を送信したとして扱えることから、以降では特記しない限り、同じとして扱う。
【０１０５】
以下、図５、図６の各処理について、さらに詳しく説明する。
【０１０６】
図７は、通信品質の変動をみる際の時間スケールを説明するための図である。
【０１０７】
まず、図７を参照して、通信品質の変動を観測する単位時間ｔは、たとえば、ｍｓ単位で、幅Ｗtimeを有する。たとえば、幅は、１００ｍｓのような設定値とする。
【０１０８】
ここで、説明に使用する記号等の意義は、以下のとおりである。
【０１０９】
１）ある時刻ｔにおいて設定されている定期的なＣＱＩ (定間隔送信ＣＱＩ)の送信間隔をＰperiodic（ｔ）［ｍｓ］とする。
【０１１０】
２）ある時刻ｔにおいて、移動局装置２０００が送信したＣＱＩのインデックスをＣsend（ｔ）とする。このＣＱＩのインデックスは、時刻ｔにおける受信信号対干渉雑音電力比ＳＩＮＲ（ｔ）が、以下の式を満たすものとして、無線品質情報通知生成部３２００により、該当するインデックス値がテーブルから選択されたものとする。
【０１１１】
【数１】
2016192632.tif 000003
すなわち、テーブルには、受信信号対干渉雑音電力比の値が複数のランクに分類されており、現時点での受信信号対干渉雑音電力比がいずれのランクに該当するかを示す指標が、上記のようなンデックスであることになる。
【０１１２】
時間ｔの「指数移動平均ＳＩＮＲ」を、ＳＩＮＲavg（ｔ）とし、「２乗指数移動平均ＳＩＮＲ」を、ＳＩＮＲavg（ｔ）´として、以下の式で定義する。
【０１１３】
【数２】
2016192632.tif 000004
３）時刻ｔにおける分散を以下の式で定義する。
【０１１４】
【数３】
2016192632.tif 000005
すなわち、ここでは、「分散」とは、指数移動平均ＳＩＮＲを「平均」とするとき、標本値の「２乗の平均」と「平均の２乗」との差の平方根を意味する。また、以下の式で表されるように、指数移動平均ＳＩＮＲの頭部にバーの付されたものは、時刻ｔの指数移動平均ＳＩＮＲの絶対値とする。
【０１１５】
【数４】
2016192632.tif 000006
以上の前提の下に、図５における各処理を説明する。
[（Ａ）無線品質情報の変化の検知（Ｓ１００）の処理]
無線品質監視部３２１０は、無線品質の変化の検知にあたり、短期的（瞬時的）な変動と、長期的な変動を以下のようにして検知する。
【０１１６】
ａ１）短期的（瞬時的）な変動の検知
以下のような条件を見たす場合、無線品質監視部３２１０は、短期的な変動があったものと判断する。
【０１１７】
【数５】
2016192632.tif 000007
ここで、Ｌは所定の定数である。
【０１１８】
ａ２）長期的な変動の検知
以下のような条件を見たす場合、無線品質監視部３２１０は、長期的な変動があったものと判断する。
【０１１９】
【数６】
2016192632.tif 000008
長期的な変動条件において、分散ｓ（ｔ）の定義にあるように、平滑化係数αの値が小さくなると、指数移動平均ＳＩＮＲに占める現在時刻ｔのＳＩＮＲ（ｔ）の割合が大きくなり、より短期間のＳＩＮＲを反映したものとなり、逆に、平滑化係数αの値が大きくなると、より長期間のＳＩＮＲを反映したものとなる。αの値は、通信の条件に応じて、事前に設定されているものとする。
【０１２０】
ここで、短期的な変動条件は、単位時間×Ｌの間のＳＩＮＲの変動を問題とする。
【０１２１】
一方、指数移動平均ＳＩＮＲは、上記のように定義されるので、短期的な変動条件に対して、より長い時間でのＳＩＮＲの時間変動を問題とすることになる。
【０１２２】
なお、長期的変動に対する制御のための平均ＳＩＮＲは、上述したような指数移動平均ＳＩＮＲに限られず、上述した短期的変動に比べて、より長い期間でのＳＩＮＲを代表すものであれば、他の指標を用いてもよい。たとえば、単純な平均ＳＩＮＲであってもよい。また、分散もこのような平均に対応するものであってよい。
【０１２３】
上記のような長期的変動条件は、ＳＩＮＲ（ｔ）が、時刻ｔまでの長期的な変動の傾向に比べて、所定レベル以内の変動の状態が連続するときは、無線品質が良好であるものとして、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）を増加（送信頻度を減少）させることになり、長期的な変動の傾向に比べて、所定レベル以上の変動の状態が連続するときは、無線品質が不良であるものとして、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）を減少（送信頻度を増加）させることになる。
[（Ｂ）ＣＱＩ通知間隔の変更要求（Ｓ１０２）の処理]
短期的変動条件が満たされると、即時に、無線品質監視部３２１０は、ステップＳ１０２では、不定期送信ＣＱＩの送信要求を基地局装置１０００が移動局側に通知するように、要求通知を基地局装置１０００に対して送信する。もしくは、ステップＳ２０２において、無線品質情報通知生成部３２００に対し、ＣＱＩを通知するよう要求する。
【０１２４】
長期的変動条件が満たされる場合、無線品質監視部３２１０は、減少条件を満たすときは、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）を減少させる変更要求通知を、また、増加条件を満たすときは、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）を増加させる変更要求通知を基地局装置１０００に対して送信する。
[（Ｃ）新しいＣＱＩ通知間隔の決定（Ｓ１０４）の処理]
（決定方式１）
長期的変動条件が満たされ、ＣＱＩ通知間隔の変更要求が通知されてきた場合に、基地局装置１０００の無線品質情報管理部１４５０は、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）の減少が要求されたか、あるいは、増加が要求されたかに応じて、以下の式に従って、定期送信間隔Ｐperiodic（ｔ）を更新し、移動局装置２０００に通知する。
【０１２５】
【数７】
2016192632.tif 000009
なお、Ｐperiodic（ｔ）には、予め上限および下限が設定されており、上記のような更新を、そのような設定範囲内となるように制限して実施する構成としてもよい。
（決定方式２）
なお、無線品質情報管理部１４５０による、送信間隔Ｐperiodic（ｔ）の更新の方式としては、以下のような方式であってもよい。
【０１２６】
現時点を時刻ｔとし、前回変更要求があった時刻をｎとする。
【０１２７】
また、時刻ｎから時刻ｔまでのＰperiodic（ｔ）の平均値をＰavg（ｔ）とする。
【０１２８】
【数８】
2016192632.tif 000010
なお、ここでもＰperiodic（ｔ）には、予め上限および下限が設定されており、上記のような更新を、そのような設定範囲内となるように制限して実施する構成としてもよい。
【０１２９】
以上のような構成により、本実施の形態では、無線品質の変化が判断できる移動局装置（端末）での計測結果を元に、変化を判断した場合にＣＱＩの送信間隔を変更することで、より的確に送信間隔の制御を行うことが可能となる。また、瞬時的な無線品質の変動により、すぐに無線品質を通知しなければならないような場合に、即座に対応ができる。
【０１３０】
その結果、本実施の形態の構成によれば、複数の周波数帯を同時に利用するような、離散ＯＦＤＭ技術を用いる無線通信システムにおいて、スループットを低下させることなく、通信品質を維持することができる。
【０１３１】
また、本実施の形態の構成によれば、制御のための情報の通信量の削減によるリソースの有効活用や、送信回数が減ることによる端末の電池持ちの改善といった効果がある。
【０１３２】
今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３３】
１００  送信トラフィックデータバッファ、１２０  符号化・変調処理部（総称）、１２０.１〜１２０．４  符号化・変調処理部（個別）、１３１  合成処理部、１３２  Ｄ／Ａ変換器、１３５，２０６，２０７，１４０８  周波数変換処理部、１４９，１５０，２００，２０１  アンテナ、１０００  基地局装置、１４００  近接他システム信号許容干渉量取得処理部、１４０６  適応変調制御処理部、１４１２  制御信号復調・復号処理部、１４５０  無線品質情報管理部、２０００  移動局装置、３１００  信号復調・復号処理部、３２００  無線品質情報通知生成部、３２１０  無線品質監視部、３２２０  制御情報符号化・変調処理部。
【図５】
2016192632.tif 000011
【図６】
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【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７】
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【図８】
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【図９】
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