(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、該基地局と無線通信可能な移動局と、を含み両局間で適応変調方式が用いられる無線通信システムであって、
前記移動局は、
前記基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、
前記調整された通信信号を前記基地局に送信する通信信号送信部と、
を備え、
前記基地局は、
前記移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、
前記受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定する制御信号決定部と、
前記決定された制御信号を前記移動局に送信する制御信号送信部と、
前記所定範囲を超える前記電力調整部の送信電力の調整値に基いて発せられる前記移動局からの変更要求を受けて、変調方式を変更する適応変調決定部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記移動局は、前記所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、送信電力を所定範囲内に戻す変調方式の変更を要求する変調方式変更部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
基地局と、該基地局と無線通信可能な移動局と、を含み両局間で適応変調方式が用いられる無線通信システムであって、
前記移動局は、
前記基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、
前記所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ送信電力の調整量を変位させる調整量変位部と、
前記調整された通信信号を前記基地局に送信する通信信号送信部と、
を備え、
前記基地局は、
前記移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、
前記受信した通信信号の少なくとも信号対干渉雑音比に応じて変調方式を決定する適応変調決定部と、
前記受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定する制御信号決定部と、
前記決定された制御信号を前記移動局に送信する制御信号送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記変調方式を強制的に変えることが可能な変位量は、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値と、新たな変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値との差分であることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
移動局と適応変調方式による無線通信が可能な基地局であって、
前記移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、
前記受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように、前記移動局における送信電力を調整するための制御信号を決定する制御信号決定部と、
前記決定された制御信号を前記移動局に送信する制御信号送信部と、
所定範囲を超える調整値を指示する前記制御信号の送信により前記移動局から発せられる変更要求を受けて、変調方式を変更する適応変調決定部と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項６】
基地局と適応変調方式による無線通信が可能な移動局であって、
前記基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、
前記所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ送信電力の調整量を変位させる調整量変位部と、
前記調整された通信信号を前記基地局に送信する通信信号送信部と、
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項７】
基地局と、該基地局と無線通信可能な移動局と、を用いて両局間で適応変調方式が行われる無線通信方法であって、
前記基地局は、
前記移動局からの通信信号を受信し、
前記受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定し、
前記決定された制御信号を前記移動局に送信し、
前記移動局は、
前記基地局からの制御信号が所定範囲内での前記通信信号の送信電力の調整を指示する場合には該送信電力を調整し、制御信号が所定範囲を超える前記通信信号の送信電力の調整を指示する場合には前記基地局に変調方式の変更を要求することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調方式による無線通信が可能な無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)や携帯電話等の無線端末が普及し、無線端末の小型化、軽量化と共に通信品質および通信速度の向上が求められている。例えば、通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変え通信速度を向上させる適応変調方式が採用されつつある。
【０００３】
かかる適応変調方式は、移動局から基地局に送信される上り通信信号の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）やビットエラーレートに基づいて移動局と基地局との間の通信環境を推測し、より良い通信環境の下ではより高い通信レートを有する変調方式を選択し、通信環境の悪い状況下では低い通信レートを有する変調方式を選択して、安定した無線通信を実施する方式である。
【０００４】
また、基地局において計測された信号対干渉雑音比を所望する値に微調整するため、移動局に設けられた例えばアッテネータといった電力調整手段を基地局側から遠隔操作し、信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio）の減衰補償を受ける技術もある。例えば、特許文献１では、基地局において、信号対雑音比から変調方式およびコーディング方式を一旦決定し、その決定された変調方式およびコーディング方式に基づいてＳＮＲと要求ＳＮＲとを比較し、その結果に応じた制御量で移動局からの送信電力を増幅制御する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２４３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、適応変調方式を単に採用しただけでは、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）が変調方式の閾値近傍で振れている場合、変調方式が頻繁に切り換わってしまい、その処理負荷が増大するばかりでなく、変調方式の煩雑な切り換わりによる音質の変化がユーザに違和感を与えてしまう。また、変調方式が頻繁に変わることにより、環境に合わない変調方式が選択されてしまい、データ通信中にエラーを起こす可能性が高くなる。このとき、上述した電力調整手段は変調方式の切り換わり頻度を却って高くしかねない。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局と移動局との無線通信の安定性向上を図ることが可能な、無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、基地局と、基地局と無線通信可能な移動局と、を含み両局間で適応変調方式が用いられる無線通信システムであって、移動局は、基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、調整された通信信号を基地局に送信する通信信号送信部と、を備え、基地局は、移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定する制御信号決定部と、決定された制御信号を移動局に送信する制御信号送信部と、所定範囲を超える電力調整部の送信電力の調整値に基いて発せられる移動局からの変更要求を受けて、変調方式を変更する適応変調決定部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここでは、移動局の電力調整部と基地局の制御信号決定部とで閉ループが形成され、基地局が受信した通信信号の信号対干渉雑音比がそのときの変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるようにリアルタイムに閉ループ制御される。従って、移動局と基地局との距離や通信環境の変化に拘わらず、受信した通信信号の信号対干渉雑音比を安定させることができる。また、基地局における信号対干渉雑音比の目標値を、変調方式の許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値に設定することで、信号対干渉雑音比の変動が変調方式の閾値を跨いでしまうのを防止し、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局と移動局との無線通信の安定性向上を図ることが可能となる。
【０００９】
移動局は、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、送信電力を所定範囲内に戻す変調方式の変更を要求する変調方式変更部をさらに備えてもよい。
【００１０】
基地局での信号対干渉雑音比の安定制御のため、電力調整部の調整値は調整範囲の境界近傍にないほうがよい。従って、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、送信電力を所定範囲内に戻す処理を要する。ここでは、そのトリガを、移動局からの変調方式の変更としている。移動局が変調方式の変更を基地局に要求することで、基地局では新たな変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値が通信信号の信号対干渉雑音比の目標値となり、それに応じた制御信号を移動局に送信する。従って、移動局の通信信号の送信電力は所定範囲内に戻る。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な他の構成は、基地局と、基地局と無線通信可能な移動局と、を含み両局間で適応変調方式が用いられる無線通信システムであって、移動局は、基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ送信電力の調整量を変位させる調整量変位部と、調整された通信信号を前記基地局に送信する通信信号送信部と、を備え、基地局は、移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、受信した通信信号の少なくとも信号対干渉雑音比に応じて変調方式を決定する適応変調決定部と、受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定する制御信号決定部と、決定された制御信号を移動局に送信する制御信号送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上述したように、基地局での信号対干渉雑音比の安定制御のため、電力調整部の調整値は調整範囲の境界近傍にないほうがよい。従って、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、送信電力を所定範囲内に戻す処理を要する。ここでは、そのトリガを、移動局自体における送信電力の変化としている。送信電力を、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ変位させることで、基地局が適用的に変調方式を変化させ、安定した無線通信が継続される。
【００１３】
変調方式を強制的に変えることが可能な変位量は、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値と、新たな変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値との差分であってもよい。
【００１４】
かかる構成により、変調方式を変更した時点の目標となる信号対干渉雑音比が、変更後の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるので、より安定した無線通信が可能となる。
【００１５】
本発明にかかる他の構成は、移動局と適応変調方式による無線通信が可能な基地局であって、移動局からの通信信号を受信する通信信号受信部と、受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように、移動局における送信電力を調整するための制御信号を決定する制御信号決定部と、決定された制御信号を移動局に送信する制御信号送信部と、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号の送信により移動局から発せられる変更要求を受けて、変調方式を変更する適応変調決定部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる他の構成は、基地局と適応変調方式による無線通信が可能な移動局であって、基地局からの制御信号に応じて、基地局への通信信号の送信電力を所定範囲内で調整する電力調整部と、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ送信電力の調整量を変位させる調整量変位部と、調整された通信信号を基地局に送信する通信信号送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる他の構成は、基地局と、基地局と無線通信可能な移動局と、を用いて両局間で適応変調方式が行われる無線通信方法であって、基地局は、移動局からの通信信号を受信し、受信した通信信号の信号対干渉雑音比が、現行の変調方式において許容される信号対干渉雑音比の上下の閾値の中間値となるように制御信号を決定し、決定された制御信号を移動局に送信し、移動局は、基地局からの制御信号が所定範囲内での通信信号の送信電力の調整を指示する場合には送信電力を調整し、制御信号が所定範囲を超える通信信号の送信電力の調整を指示する場合には基地局に変調方式の変更を要求することを特徴とする。
【００１８】
上述した無線通信システムにおける技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該基地局、移動局、無線通信方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明は、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局と移動局との無線通信の安定性向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２１】
ＰＨＳ端末や携帯電話等に代表される移動局は、所定間隔をおいて固定配置される基地局と無線で通信を行う無線通信システムを構築する。ここでは、理解を容易にするため無線通信システム全体を説明し、その後、移動局としてのＰＨＳ端末および基地局の具体的構成を説明する。また、ここでは、移動局としてＰＨＳ端末を挙げているが、かかる場合に限らず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、ＤＶＤプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を移動局として用いることもできる。
【００２２】
（第1の実施形態：無線通信システム１００）
図１は、無線通信システム１００の概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム１００は、ＰＨＳ端末１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）と、基地局１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
【００２３】
上記無線通信システム１００において、ユーザが自身のＰＨＳ端末１１０Ａから他のＰＨＳ端末１１０Ｂへの通信回線の接続を行う場合、ＰＨＳ端末１１０Ａは、通信可能範囲内にある基地局１２０Ａに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局１２０Ａは、通信網１３０を介して中継サーバ１４０に通信相手との通信接続を要求し、中継サーバ１４０は、他のＰＨＳ端末１１０Ｂの無線通信範囲内にある例えば基地局１２０Ｂを選択して基地局１２０Ａと基地局１２０Ｂとの通信経路を確保し、ＰＨＳ端末１１０ＡとＰＨＳ端末１１０Ｂの通信を確立する。
【００２４】
このような無線通信システム１００においては、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との通信品質を維持しつつ、通信環境の変化に応じて適応的に変調方式を変え通信速度を向上させる適応変調方式を用いることができる。ここでは、このような適応変調方式を用いると共に、基地局１２０で受信された通信信号の信号対干渉雑音比（以下、単に受信ＳＩＮＲという。）を、目標とする信号対干渉雑音比（以下、単に目標ＳＩＮＲという。）となるように制御するためＰＨＳ端末１１０の電力調整部を遠隔操作し、受信ＳＩＮＲの減衰補償を受ける。特に、本実施形態においては、かかる受信ＳＩＮＲの制御を工夫することで、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局１２０とＰＨＳ端末１１０との無線通信の安定性向上を図ることを目的とする。
【００２５】
（ＰＨＳ端末１１０）
図２は、ＰＨＳ端末１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図３は、ＰＨＳ端末１１０の外観を示した斜視図である。ＰＨＳ端末１１０は、端末制御部１６０と、端末メモリ１６２と、表示部１６４と、操作部１６６と、音声入力部１６８と、音声出力部１７０と、端末無線通信部１７２とを含んで構成される。
【００２６】
上記端末制御部１６０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路によりＰＨＳ端末１１０全体を管理および制御する。また、端末制御部１６０は、端末メモリ１６２のプログラムを用いて、通話機能、メール送受信機能、撮像機能、音楽再生機能、ＴＶ視聴機能も遂行する。
【００２７】
上記端末メモリ１６２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、端末制御部１６０で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。
【００２８】
上記表示部１６４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)等で構成され、端末メモリ１６２に記憶された、または通信網１３０を介してアプリケーション中継サーバ（図示せず）から提供される、ＷｅｂブラウザやアプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示することができる。
【００２９】
上記操作部１６６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
【００３０】
上記音声入力部１６８は、マイク等の音声認識手段で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をＰＨＳ端末１１０内で処理可能な電気信号に変換する。
【００３１】
上記音声出力部１７０は、スピーカで構成され、ＰＨＳ端末１１０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や、操作部１６６の操作音、アラーム音等も出力できる。
【００３２】
上記端末無線通信部１７２は、通信網１３０における基地局１２０との無線通信を行う。このような無線通信としては、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれＰＨＳ端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式（ＴＤＭ：Time Division Multiplex）等が採用されている。
【００３３】
（端末無線通信部１７２）
図４は、端末無線通信部１７２の詳細な回路を示した回路図である。端末無線通信部１７２の送信ベースバンド制御部２００は、送信する信号をベースバンド帯域内で処理する。送信ベースバンド制御部２００で処理されたデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ２０２および増幅器２０４を通じて実際のアナログ波形に変形される。そして、かかるアナログ波形のスプリアスやアンチエイリアシングノイズを除去するため１次ＩＦ−ＢＰＦ(Intermediate Frequency - Band Pass Filter)２０６を通じ、乗算器２０８でＩＦ局部発振器２１０からの中間信号と乗算し、増幅器２１２で増幅する。ＩＦ局部発振器２１０では、基準発振器２１４からの基準信号から中間周波数を有する中間信号を生成している。
【００３４】
そして、２次ＩＦ−ＢＰＦ２１６を通じた信号を乗算器２１８で送信ＲＦ局部発振器２２０からの送信周波数と乗算（拡散）し、ＲＦ(Radio Frequency)−ＢＰＦ２３２、増幅器２３４およびアッテネータ２３６を介してデュプレクサ２３８に送信される。この増幅器２３４やアッテネータ２３６は、本実施形態において、基地局１２０からの制御信号に応じて、基地局１２０への通信信号を増幅または減衰させ送信電力を調整する電力調整部２４２として機能する。また、デュプレクサ２３８は、このように調整された通信信号を基地局１２０に送信する通信信号送信部２４４として機能する。
【００３５】
本実施形態においては、このような電力調整部２４２と、後述する基地局１２０の制御信号決定部３５２とで閉ループが形成され、基地局１２０の受信ＳＩＮＲがそのときの変調方式において許容されるＳＩＮＲの上下の閾値の中間値（以下、単に、変調方式の中間値という。）となるようにリアルタイムに閉ループ制御される。従って、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との距離や通信環境の変化に拘わらず、基地局１２０における受信ＳＩＮＲを安定させることができる。
【００３６】
送信ＲＦ局部発振器２２０は、後述する受信ＲＦ局部発振器２５６と共に局部発振器を構成し、送信ベースバンド制御部２００に応じて基準発振器２１４からの基準信号を送信用のローカル信号に変更する。
【００３７】
デュプレクサ２３８は、増幅器２３４の信号を受け、アンテナ２４０への無線信号を制御しつつ、アンテナ２４０からの信号を受信し、受信系の電気回路に送信する。また、当該基地局１２０をシンプレックスとする場合には、デュプレクサ２３８の代わりに単なるスイッチを設けてもよい。
【００３８】
受信系の流れとして、ＰＨＳ端末１１０からの信号を受信したデュプレクサ２３８は、その受信信号を増幅器２５０に伝達する。増幅器２５０から出力された受信信号は、ＲＦ−ＢＰＦ２５２を通じ乗算器２５４で受信ＲＦ局部発振器２５６からの受信用のローカル信号に除算（逆拡散）され、中間周波数に落とされる。そして、増幅器２５８および１次ＩＦ−ＢＰＦ２６０を通じて、乗算器２６２で、ＩＦ局部発振器２１０からの中間信号で除算され、増幅器２６４および２次ＩＦ−ＢＰＦ２６６を介してＡ／Ｄコンバータ２６８によってデジタル化される。受信ベースバンド制御部２７０は、このようにデジタル化された受信信号をベースバンド帯域内で処理する。
【００３９】
また、本実施形態において端末制御部１６０は、変調方式変更部１８０としても機能する。
【００４０】
上述した電力調整部２４２として機能する例えばアッテネータ２３６が所定範囲内で送信電力を調整する場合において、この所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信されたとき、変調方式変更部１８０は、送信電力を所定範囲内に戻す変調方式の変更を基地局１２０に要求する。
【００４１】
基地局１２０での受信ＳＩＮＲの安定制御のため、電力調整部２４２の調整値は調整範囲の境界近傍にないほうがよい。従って、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、送信電力を所定範囲内に戻す処理を要する。ここでは、そのトリガを、ＰＨＳ端末１１０からの変調方式の変更としている。ＰＨＳ端末１１０が変調方式の変更を基地局１２０要求することで、基地局１２０では新たな変調方式の中間値が目標ＳＩＮＲとなり、それに応じた制御信号がＰＨＳ端末１１０に送信される。従って、ＰＨＳ端末１１０の通信信号の送信電力は所定範囲内に戻ることとなる。
【００４２】
（基地局１２０）
図５は、本実施形態の基地局１２０の概略的な構成を示したブロック図である。基地局１２０は、基地局制御部３１０と、基地局メモリ３１２と、基地局無線通信部３１４と、基地局有線通信部３１６とを含んで構成される。
【００４３】
上記基地局制御部３１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。また、基地局制御部３１０は、基地局メモリ３１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１１０の通信網１３０や他のＰＨＳ端末１１０への通信接続を制御する。
【００４４】
上記基地局メモリ３１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局制御部３１０で処理されるプログラムや時刻情報等を記憶する。
【００４５】
上記基地局無線通信部３１４は、ＰＨＳ端末１１０との通信を確立し、ＰＨＳ端末１１０の通信品質に応じて、変調方式やコーデックを適応的に変更することもできる。かかる基地局無線通信部３１４は、ＰＨＳ端末１１０からの通信信号を受信する通信信号受信部３２０や、後述する制御信号決定部３５２が決定した制御信号をＰＨＳ端末１１０に送信する制御信号送信部３２２としても機能する。
【００４６】
上記基地局有線通信部３１６は、通信網１３０を介して中継サーバ１４０を含む様々なサーバと接続することができる。
【００４７】
また、本実施形態において基地局制御部３１０は、適応変調決定部３５０、制御信号決定部３５２としても機能する。
【００４８】
上記適応変調決定部３５０は、ＰＨＳ端末１１０から受信した通信信号の少なくともＳＩＮＲに応じて変調方式を決定する。ここでは、変調方式決定のパラメータとしてＳＩＮＲを挙げているが、信号対雑音比（ＳＮＲ）や電界強度を用いることもできる。
【００４９】
上記制御信号決定部３５２は、ＰＨＳ端末１１０からの通信信号の受信ＳＩＮＲが、適応変調決定部３５０によって決定された変調方式の中間値となるように制御信号を決定する。具体的には、受信ＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲ（現行の変調方式の中間値）とを比較し、受信ＳＩＮＲが小さい場合には、ＰＨＳ端末１１０の送信電力を上げる方向に制御信号を決定し、受信ＳＩＮＲが大きい場合にはＰＨＳ端末１１０の送信電力を下げる方向に制御信号を決定する。
【００５０】
かかる制御信号としては、例えば、通信信号に含まれる任意のビットを、送信電力を上げる場合「０」に、下げる場合「１」に設定し、1回の送信につき送信電力を１ｄＢずつ変位させることができる。また、このような離散値のみならず、目標ＳＩＮＲと受信ＳＩＮＲとの差分に応じた制御量を制御信号として送信することもでき、この場合、当該閉ループ制御が迅速に定常状態に推移するので、より早期に受信ＳＩＮＲが安定する。
【００５１】
このように基地局１２０における目標ＳＩＮＲを、変調方式の中間値に設定することで、受信ＳＩＮＲの変動が変調方式の閾値を跨いでしまうのを防止し、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局１２０とＰＨＳ端末１１０との無線通信の安定性向上を図ることが可能となる。以下、制御信号による閉ループ制御の動作を詳細に説明する。
【００５２】
（無線通信方法）
図６は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０とによって閉ループ制御が行われる無線通信方法を説明するための制御ブロック図である。まず、メインとなる送信電力に関する閉ループを説明すると、基地局１２０の適応変調決定部３５０は、図６中一点鎖線で示されたように、ＰＨＳ端末１１０から受信した通信信号の少なくともＳＩＮＲに応じて変調方式を決定する。変調方式が決定するとその変調方式の中間値が目標ＳＩＮＲとして設定され、制御信号決定部３５２に送信される。
【００５３】
制御信号決定部３５２では、目標ＳＩＮＲから、通信信号受信部が受信した受信ＳＩＮＲを減算して、その結果に応じた制御信号を生成する。そして、制御信号送信部３２２がこの制御信号をＰＨＳ端末１１０に送信する。かかる制御信号は、デジタルデータなので、その値に外乱が混合することがない。
【００５４】
ＰＨＳ端末１１０では、電力調整部２４２が基地局１２０からの制御信号に応じて、基地局１２０への通信信号の送信電力を調整する。調整された通信信号は通信信号送信部２４４によって基地局１２０に送信される。ここで、送信された通信信号は、局間距離の変化等伝播路における外乱としての通信環境の変化を受けてその受信ＳＩＮＲが変化する。当該閉ループでは、このように変化した受信ＳＩＮＲが、そのときの変調方式の中間値となるようにリアルタイムに制御される。
【００５５】
また、制御信号が電力調整部２４２の調整範囲（所定範囲）を超える調整値を指示すると、変調方式変更部１８０は基地局１２０に対して、送信電力を所定範囲内に戻す方向の変調方式の変更を要求する。基地局１２０が変調方式を変更することで、目標ＳＩＮＲが新たな変調方式の中間値に更新され、それに応じた制御信号がＰＨＳ端末１１０に送信される。従って、ＰＨＳ端末１１０の電力調整部２４２の調整値は所定範囲内に戻ることとなる。
【００５６】
図７は、図６に示した閉ループ制御の具体的な実施例を示した説明図である。特に図７（ａ）は、電力調整部２４２の電力調整量を、図７（ｂ）は、目標ＳＩＮＲを、図７（ｃ）は、受信ＳＩＮＲを示している。電力調整部２４２は、アッテネータ２３６で構成され、少なくとも所定範囲０〜−１５ｄＢの送信電力調整が可能である。また、ここでは理解を容易にするため、適応変調方式における隣接する変調方式の閾値を０ｄＢ、１０ｄＢ、２０ｄＢ、３０ｄＢとしている。従って、図７に示す３つの変調方式は、０〜１０ｄＢ、１０〜２０ｄＢ、２０〜３０ｄＢの受信ＳＩＮＲを許容し、目標ＳＩＮＲとしては、中間値である５ｄＢ、１５ｄＢ、２５ｄＢが採られる。
【００５７】
図７における０フレームの時点で、適応変調決定部３５０は、ＰＨＳ端末１１０から受信した通信信号の受信ＳＩＮＲが１０ｄＢ以下であることに基づいて、変調方式として最も低い変調方式を選択し、受信ＳＩＮＲを中間値である５ｄＢに制御する。その後、例えば、ＰＨＳ端末１１０が基地局１２０に接近することで送信電力の減衰量が多くなり、２００フレーム時点で−１５ｄＢ未満になると、変調方式変更部１８０が基地局１２０に変調方式を上げるように要求する。
【００５８】
２００フレームにおいて基地局１２０が変調方式を上げると、目標ＳＩＮＲは１５ｄＢとなり、受信ＳＩＮＲも１５ｄＢに制御される。すると電力調整部２４２の減衰量も減るので電力調整値は、−１５ｄＢから−５ｄＢまで戻ることとなる。そして、電力調整部２４２の減衰量がさらに多くなると、４００フレームにおいて２００フレーム同様、変調方式変更部１８０が基地局１２０に、さらに変調方式を上げるように要求し、目標ＳＩＮＲならびに受信ＳＩＮＲは２５ｄＢとなる。
【００５９】
続いて、ＰＨＳ端末１１０が基地局から離隔した場合、電力調整部２４２の減衰率は下がり、ついには６００フレームの時点で０ｄＢを超えてしまう。そうすると変調方式変更部１８０は、逆に変調方式を下げる要求を行い、目標ＳＩＮＲが１５ｄＢに下がる。従って、電力調整値は０ｄＢから−１０ｄＢに戻ることとなる。８００フレーム時点でさらに０ｄＢを超えると、６００フレーム時点同様の動作が繰り返される。こうして、変調方式の煩雑な切換を回避しつつ基地局１２０とＰＨＳ端末１１０との無線通信の安定性向上を図ることが可能となる。
【００６０】
また、ここでは、電力調整部２４２の調整範囲を所定範囲０〜−１５ｄＢとしたが、隣接する変調方式の中間値間の変動幅があれば足り、中間値間より大きい、例えば上述した例のように中間置間１０ｄＢより５ｄＢ大きい１５ｄＢ以上の所定範囲であることが望ましい。
【００６１】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ＰＨＳ端末１１０が電力調整部２４２の所定範囲を超える調整値を指示する制御信号を受信した際、基地局１２０に直接変調方式の変更を要求する構成を述べた。本実施形態では、適応変調方式が受信ＳＩＮＲの変化に応じて変調方式を自動的に変化させる構成を利用して、変調方式変更のトリガをＰＨＳ端末１１０内で完結する構成を述べる。
【００６２】
第２の実施形態におけるＰＨＳ端末４１０は、図２におけるＰＨＳ端末１１０の変調方式変更部１８０の代わりに、所定範囲を超える調整値を指示する制御信号が受信された場合、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ電力調整部２４２の送信電力の調整量を変位させる調整量変位部４１２を有している。ここで、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量は、現行の変調方式の中間値と、新たな変調方式の中間値との差分である。また、第１の実施形態において既に説明した構成要素は、実質的に機能が同一なので重複説明を省略する。
【００６３】
図８は、ＰＨＳ端末４１０と基地局１２０とによって閉ループ制御が行われる無線通信方法を説明するための制御ブロック図である。メインとなる送信電力に関する閉ループに関しては、図６と同様に動作する。閉ループ制御中に制御信号が電力調整部２４２の調整範囲を超えると、調整量変位部４１２は、電力調整部２４２の調整量を、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量分（上述した図７の例では、１０ｄＢ）だけ変位させる。
【００６４】
すると、基地局１２０で受信される通信信号の受信ＳＩＮＲは、かかる変位量の変位によって急激に（例えば１０ｄＢ）変化し、適応変調決定部３５０は、適応変調方式に基づいて変調方式を変更する。こうして、基地局１２０では目標ＳＩＮＲが新たな変調方式の中間値に更新され、それに応じた制御信号がＰＨＳ端末１１０に送信される。
【００６５】
本実施形態では、このように送信電力を、変調方式を強制的に変えることが可能な変位量だけ変位させることで、基地局１２０が適用的に変調方式を変化させ、安定した無線通信が継続される。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、適応変調方式による無線通信が可能な無線通信システム、基地局、移動局および無線通信方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施形態における、無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。
【図２】ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。
【図３】ＰＨＳ端末の外観を示した斜視図である。
【図４】端末無線通信部の詳細な回路を示した回路図である。
【図５】基地局の概略的な構成を示したブロック図である。
【図６】ＰＨＳ端末と基地局とによって閉ループ制御が行われる無線通信方法を説明するための制御ブロック図である。
【図７】図６に示した閉ループ制御の具体的な実施例を示した説明図である。
【図８】第２の実施形態における、ＰＨＳ端末と基地局とによって閉ループ制御が行われる無線通信方法を説明するための制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００  …無線通信システム
１１０、４１０  …ＰＨＳ端末（移動局）
１２０  …基地局
２４２  …電力調整部
２４４  …通信信号送信部
３２０  …通信信号受信部
３２２  …制御信号送信部
３５０  …適応変調決定部
３５２  …制御信号決定部
４１２  …調整量変位部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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