(57)【要約】【課題】複数の伝送方式から最適な伝送方式を選択することと、伝送方式の報告周期を最適に切り替えることにより、スループットを向上させることが可能となる無線送受信システムを提供すること。【解決手段】通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な第１の送受信装置１００と通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な第２の送受信装置２００との間で、通信データを送受信する無線通信方法である。第２の送受信装置２００が具備する伝送方式送信手段２２２が決定した伝送方式を表す情報の第１の送受信装置１００への送信周期を、第２の送受信装置が具備する伝送方式報告周期決定手段２２３が、第１の送受信装置１００または第２の送受信装置２００に関連する情報に基づき決定する。【選択図】図１
2009021935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な第１の送受信装置と、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な第２の送受信装置とを具備する無線通信システムであって、
前記伝送方式を決定し、決定した前記伝送方式を表す情報を他の送受信装置へ送信する伝送方式送信手段と、
前記伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段と、
の各手段を、
前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置が具備することを特徴とする無線送受信システム。
【請求項２】
前記伝送方式報告周期決定手段が決定した送信周期が一の送信周期のときに、前記伝送方式を表す情報の送信に割り当てていた信号領域であって、前記伝送方式報告周期決定手段が決定した送信周期が前記一の送信周期より長いときに、空き領域となる信号領域を、他の情報の送受信に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線送受信システム。
【請求項３】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置が具備し、
前記第１の送受信装置は、複数の移動局装置と通信する基地局装置であり、
前記第２の送受信装置は、前記移動局装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線送受信システム。
【請求項４】
前記伝送方式報告周期決定手段は、決定した前記送信周期を、上位レイヤメッセージにより他方の送受信装置に送信することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項５】
前記伝送方式報告周期決定手段は、決定する前記送信周期に下限値を持つことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項６】
前記下限値は、適応変調の切替周期以上であることを特徴とする請求項５に記載の無線送受信システム。
【請求項７】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置の移動速度に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする請求項６記載の無線送受信システム。
【請求項８】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記移動速度が速いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする請求項７に記載の無線送受信システム。
【請求項９】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している周波数に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項１０】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記使用している周波数が高いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする請求項９記載の無線送受信システム。
【請求項１１】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している伝送方式に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項１２】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している伝送方式の伝送効率が高いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする請求項１１記載の無線送受信システム。
【請求項１３】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信のベアラ種別に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかの項に無線送受信システム。
【請求項１４】
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信のベアラ種別がリアルタイム性を要求されるときには、リアルタイム性を要求されないときよりも前記送信周期を短くすることを特徴とする請求項１３記載の無線送受信システム。
【請求項１５】
前記伝送方式送信手段は、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置の受信信号品質に基づき、前記伝送方式を決定し、
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記受信信号品質が劣悪なほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項１６】
前記伝送方式送信手段は、前記受信信号品質が予め決められた第１の閾値より良好なときは、第１の伝送方式を選択し、前記受信信号品質が前記第１の閾値より劣悪なときは、第２の伝送方式を選択し、
前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の閾値より良好な品質を表す第２の閾値よりも、前記受信信号品質が良好なときは、前記送信周期を長周期にし、前記第２の閾値よりも前記受信信号品質が劣悪なときは、前記送信周期を短周期にすることを特徴とする請求項１５記載の無線送受信システム。
【請求項１７】
前記伝送方式送信手段は、前記第１の送受信装置が具備することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項１８】
前記伝送方式送信手段は、前記第２の送受信装置が具備することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかの項に記載の無線送受信システム。
【請求項１９】
通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な第１の送受信装置から、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な第２の送受信装置へ通信データを送受信する無線通信方法であって、
第１の送受信装置または第２の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、第１の送受信装置または第２の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式報告周期決定手段が、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置に関連する情報に基づき決定することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２０】
通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置であって、
自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段を具備することを特徴とする送受信装置。
【請求項２１】
通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置であって、
自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段を具備することを特徴とする送受信装置。
【請求項２２】
通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置が具備するコンピュータを、
自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２３】
通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置が具備するコンピュータを、
自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段として機能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、無線送受信システム、無線送受信方法、送受信装置およびプログラム、特に複数の伝送方式を切り替えて通信可能な無線送受信システム、無線送受信方法、送受信装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｗ−ＣＤＭＡ方式をはじめとする第３世代移動通信システム（３Ｇ）が世界的に普及してきているが、現在、さらなる高速通信を実現するための次世代の移動通信システムの検討が行われている。次世代の移動通信システムとして、下りの通信速度が１００Ｍｂｐｓ〜１Ｇｂｐｓとなる第４世代移動通信システム（４Ｇ）が検討されてきたが、３Ｇと４Ｇではシステム構成に大きな違いがある。
【０００３】
そこで、３Ｇと４Ｇの技術的、時間的なギャップを埋め、４Ｇへのスムーズな移行を実現するために、３Ｇと同一の周波数を使用し、４Ｇの候補となっている新技術を導入して、下りの通信速度が１００Ｍｂｐｓ程度を実現するＥ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｄｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）が３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で活発に議論されている。
【０００４】
Ｅ−ＵＴＲＡでは、下りリンクとしてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ａｃｃｅｓｓ；直交周波数多元接続）方式が提案されている。また、複数のＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ（変調方式）やＣｏｄｉｎｇ  ｒａｔｅ（符号化率）の中から適応的に選択するようなＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ；適応変調、３ＧＰＰではＬｉｎｋ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎとも表現されている）という技術（伝搬路状況適応変更方式というものとする）や、送信側、受信側共に、複数のアンテナを使用してデータの送受信を行うＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ；マルチ入力／マルチ出力）伝送方式などが採用されている。
【０００５】
ＭＩＭＯ伝送については、Ｓｐａｔｉａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（以下、「空間多重ＳＭ」という）、Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ（以下、「ビームフォーミングＢＦ」という）、ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔｒｅａｍ  ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｍｏｄｅ（Ｓｐａｃｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙを利用した技術。以下、「空間ダイバーシチＳＤ」という）などの伝送方式が考えられており、それらの伝送方式を切り替えることが提案されている（非特許文献１）。
これは、伝送方式によって特性が異なるため、その時々の伝搬路状況によって最適な伝送方式を選択することにより、安定した通信を行うことができるためである。
【０００６】
また、非特許文献１では、伝送方式は、端末の能力（例えば、受信アンテナの数）によって制限され、遅いチャネルの変化を考慮に入れて決定され、また、伝送方式の報告周期については、切替のための制御信号のオーバーヘッドを削減するために、通信の最初に伝送方式を決定して切替を行わないか、切替を行う場合でも数１００ｍｓｅｃ毎に切り替えるべきであると提案されている。
【０００７】
選択する伝送方式の判定方法に関しては、例えば非特許文献２にてＳＮＲベース、マトリックスベース、およびキャパシティベースが提案されているように様々な判定方法が存在する。
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ  ＴＲ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ）２５．８１４、Ｖ７．１．０（２００６−０９）、”Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ａｓｐｅｃｔｓ  ｆｏｒ  ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  （ＵＴＲＡ）”、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／Ｓｐｅｃｓ／ｈｔｍｌ−ｉｎｆｏ／２５８１４．ｈｔｍ
【非特許文献２】３ＧＰＰ ＴＳＧ−Ｒａｎ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  １  Ｍｅｅｔｉｎｇ  ＃４４、 Ｒ１−０６０６４７、ＤＬ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＳＴＴＤ／ＳＭ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｅ−ＵＴＲＡ．  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇ／ｆｔｐ／ｔｓｇ＿ｒａｎ／ＷＧ１＿ＲＬ１／ＴＳＧＲ１＿４４／Ｄｏｃｓ／Ｒ１−０６０６４７．ｚｉｐ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、端末が高速に移動している場合や、都市部などのように遮蔽物が多いような環境の場合には、伝搬路状況が激しく変動するため、上記のように報告周期を長く設定した場合、伝搬路状況に応じた最適な伝送方式を選択することができない状態が発生し、最悪の場合、通信が切断されてしまうことが懸念される。そこで、報告周期を短く設定することにより、伝搬路状況の変動に追従して最適な伝送方式を選択することが考えられるが、報告周期を短くした場合、伝搬路状況があまり変動しないような環境の場合のように伝送方式を短い周期で切り替える必要がないときにおいても、切替のための制御信号を短い周期で無駄に送信することになり、切替のための制御信号のオーバーヘッドが大きくなり、システムとしてのスループットが低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、その時々の通信状態に追従して適切な伝送方式を選択し、かつ、伝送方式の報告を効率的に行い、システム全体として良好な伝達効率が得られる無線送受信システム、無線送受信方法、送受信装置およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の無線送受信システムは、通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な第１の送受信装置と、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な第２の送受信装置とを具備する無線通信システムであって、  前記伝送方式を決定し、決定した前記伝送方式を表す情報を他の送受信装置へ送信する伝送方式送信手段と、前記伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段と、の各手段を、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置が具備することを特徴とする
【００１２】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段が決定した送信周期が一の送信周期のときに、前記伝送方式を表す情報の送信に割り当てていた信号領域であって、前記伝送方式報告周期決定手段が決定した送信周期が前記一の送信周期より長いときに、空き領域となる信号領域を、他の情報の送受信に割り当てることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置が具備し、前記第１の送受信装置は、複数の移動局装置と通信する基地局装置であり、前記第２の送受信装置は、前記移動局装置であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、決定した前記送信周期を、上位レイヤメッセージにより他方の送受信装置に送信することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、決定する前記送信周期に下限値を持つことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記下限値は、適応変調の切替周期以上であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置の移動速度に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記移動速度が速いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している周波数に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記使用している周波数が高いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している伝送方式に基づき、前記送信周期を決定することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信に使用している伝送方式の伝送効率が高いほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置が使用しているベアラ種別に応じて伝送方式報告周期を決定することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の送受信装置から前記第２の送受信装置への通信のベアラ種別がリアルタイム性を要求されるときには、リアルタイム性を要求されないときよりも前記送信周期を短くすることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式送信手段は、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置の受信信号品質に基づき、前記伝送方式を決定し、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記受信信号品質が劣悪なほど、前記送信周期を短くすることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の無線送受信システムは、上述の無線送受信システムであって、前記伝送方式送信手段は、前記受信信号品質が予め決められた第１の閾値より良好なときは、第１の伝送方式を選択し、前記受信信号品質が前記第１の閾値より劣悪なときは、第２の伝送方式を選択し、前記伝送方式報告周期決定手段は、前記第１の閾値より良好な品質を表す第２の閾値よりも、前記受信信号品質が良好なときは、前記送信周期を長周期にし、前記第２の閾値よりも前記受信信号品質が劣悪なときは、前記送信周期を短周期にすることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式送信手段は、前記第１の送受信装置が具備することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の無線送受信システムは、上述のいずれかの無線送受信システムであって、前記伝送方式送信手段は、前記第２の送受信装置が具備することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の無線送受信方法は、通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な第１の送受信装置から、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な第２の送受信装置へ通信データを送受信する無線通信方法であって、第１の送受信装置または第２の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、第１の送受信装置または第２の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式報告周期決定手段が、前記第１の送受信装置または前記第２の送受信装置に関連する情報に基づき決定することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の送受信装置は、通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置であって、自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段を具備することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の送受信装置は、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置であって、自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段を具備することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明のプログラムは、通信データを送信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置が具備するコンピュータを、自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段として機能させる。
【００３３】
また、本発明のプログラムは、通信データを受信する伝送方式を切り替え可能な送受信装置が具備するコンピュータを、自装置または該自装置の通信相手の送受信装置のいずれかが具備する伝送方式送信手段が決定した前記伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、自装置または前記通信相手の送受信装置に関連する情報に基づき決定する伝送方式報告周期決定手段として機能させる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、伝送方式を表す情報の他の送受信装置への送信周期を、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間の通信状態によって決定する際に、伝搬路状況の変動に対して小さな遅延で追従して伝送方式を変更しなければならないときは、送信周期を小さくして適切な伝送方式を用いて伝送効率を上げ、その他のときは、送信周期を大きくすることで、伝送方式の報告に必要な帯域を減らして伝送効率を上げるので、無線通信システム全体として良好な伝送効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
［第１の実施形態］
以下に本発明の無線送受信システム並びに無線送受信方法、第１の送受信装置、第２の送受信装置、プログラムについて、実施形態により図面を参照しながら説明する。
【００３６】
本実施形態では、空間多重ＳＭと空間ダイバーシチＳＤを切り替える場合を説明する。
ここで空間多重ＳＭとは、送信側の複数アンテナから異なるデータを送信し、受信側は複数アンテナで受信する伝送方式（異データ複数アンテナ間伝送方式と称するものとする）であり、空間ダイバーシチＳＤとは、送信側の複数アンテナから同じデータを送信し、受信側は複数アンテナで受信する伝送方式（同データ複数アンテナ間伝送方式と称するものとする）である。
なお、本発明の実施には空間多重ＳＭと空間ダイバーシチＳＤを切り替えることに限ったものではない。例えば、空間多重ＳＭとビームフォーミングＢＦとを切り替えても良いし、他の伝送方式を用いても良いし、さらに例えば空間多重ＳＭと空間ダイバーシチＳＤとビームフォーミングＢＦのように３つの伝送方式を切り替えても良いし、さらに４つ以上の伝送方式を切り替えても良い。
ここでビームフォーミングＢＦとは、アンテナの方向をコントロールすることによりデータを効率的に送信する伝送方式である。
【００３７】
図１は本発明の実施に適用可能な第１の送受信装置１００から第２の送受信装置２００へのデータ通信を行う無線送受信システムに係る第１の実施形態の概要を示すブロック図である。
【００３８】
説明を簡単にするため、第１の送受信装置１００、第２の送受信装置２００ともアンテナ部１０１、２０１のアンテナの数は２本の例を記載する。しかしながら、２本に限定するものではなく、２本または２本を越える本数であればよい。また、第１の送受信装置１００と第２の送受信装置２００のアンテナの本数が同じ場合について説明するが、異なる本数であってもよい。
【００３９】
第１の送受信装置１００は、送信したいデータ列をアンテナ部１０１から第２の送受信装置２００のアンテナ部２０１へ空間多重ＳＭ、空間ダイバーシチＳＤどちらかの伝送方式で通信する。第１の送受信装置１００から第２の送受信装置２００への通信方式はＯＦＤＭＡを用いる場合について説明するが、これに限定されない。
また、第２の送受信装置２００のアンテナ部２０１から第１の送受信装置１００のアンテナ部１０１への送信の通信方式は、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ  -  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）を用いる場合について説明するが、これに限定されない。例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多元接続）など他の通信方式を用いてもよい。
【００４０】
第１の送受信装置１００は、図７のフローチャートに示すプログラムを実行する制御部１２１と、制御部１２１から送られてくるデータ列をアンテナ部１０１に属する複数のアンテナから送信する送信部１１１と、アンテナ部１０１よりデータを受信する受信部１３１とを有する。
【００４１】
アンテナ部１０１は、２本のアンテナを備え、送信部１１１から送信される送信データ列を無線を用いて送信する機能と、第２の送受信装置２００のアンテナ部２０１より無線を用いて送信されてくるデータ列を受信して、受信データ列を受信部１３１に送る機能とを有する。
送信部１１１は、伝送方式を空間多重ＳＭまたは空間ダイバーシチＳＤに切り替える伝送方式切替手段１１２と、該伝送方式に応じて、制御部１２１より得られる送信すべきユーザデータ、制御データ、既知データであるパイロットデータ等を多重し、送信データ列を生成する送信データ列生成手段１１３とを備え、変調を行いアンテナ部１０１に送信信号を送出する機能を有する。
受信部１３１は、アンテナ部１０１で受信した受信信号を復調し、復調した受信データ列よりユーザデータ、および制御データ等を分離するデータ分離手段１３３を備え、分離したデータ列を制御部１２１へ送出する機能を有し、また伝送方式報告周期切替手段２１２で伝送方式の報告周期が切り替えられた場合に、伝送方式の報告を確認する周期を切り替える伝送方式報告周期切替手段１３２を備える。
【００４２】
第２の送受信装置２００は、図６のフローチャートに示すプログラムを実行する制御部２２１と、制御部２２１から送られてくるデータをアンテナ部２０１より送信する送信部２１１と、アンテナ部２０１よりデータを受信する受信部２３１と、移動速度を検出する移動速度検出部２４１とを有する。
アンテナ部２０１は、２本のアンテナを備え、送信部２１１からの送信データ列を、無線を用いて送信する機能と、第１の送受信装置１００のアンテナ部１０１から無線を用いて送信されるデータ列を受信して、受信データ列を受信部２３１に送る機能とを有する。
送信部２１１は、制御部２２１より得られる送信すべきユーザデータ、制御データ等を多重し、送信データ列を生成する送信データ列生成手段２１３と、また伝送方式を報告する周期を切り替える伝送方式報告周期切替手段２１２とを備え、送信データ列および伝送方式報告周期切替信号に対して変調を行いアンテナ部２０１に送信信号を送出する機能を有する。
制御部２２１は、受信したデータを基に伝送方式の判定を行い、伝送方式報告周期Ｔ（送信周期）毎に伝送方式の報告を行う機能を有する伝送方式決定手段２２２と、伝送方式判定結果を報告する伝送方式報告周期Ｔを決定する機能を有する伝送方式報告周期決定手段２２３を備える。
【００４３】
受信部２３１は、アンテナ部２０１で受信された受信信号を受信する伝送方式に切り替える伝送方式切替手段２３２と、アンテナ部２０１で受信された受信信号を受信して復調し、該復調した受信データ列よりユーザデータ、および制御データに分離するデータ分離手段２３３とを備え、制御部２２１へユーザデータ、および制御データを送出する機能と、移動速度検出部２４１へ位相情報を含んだ多値データを送出する機能とを有する。
移動速度検出部２４１は、後に詳述するように位相情報を含んだ多値データと周波数分布とから最大ドップラ周波数を求め、さらに最大ドップラ周波数と使用している周波数帯とを組み合わせて移動速度を検出し、制御部２２１に送る機能を有する。
【００４４】
次に、図１を用いて無線送受信システムの動作について詳細に説明する。
ここでは、第１の送受信装置１００から第２の送受信装置２００への送信に関しての動作について、空間多重ＳＭと空間ダイバーシチＳＤを切り替える場合を例に説明する。
まず、第２の送受信装置２００の動作を図６に示すフローチャートを参照して説明する。
第２の送受信装置２００において、第１の送受信装置１００より送信された信号をアンテナ部２０１で受信し、該受信信号を受信部２３１により復調する(Ｓ２０１)。この場合、受信部２３１は、制御部２２１より指示された伝送方式に則って復調処理を行う。そして、受信部２３１は、復調した受信データ列をユーザデータと制御データとに分離し、ユーザデータと制御データを制御部２２１へ送る(Ｓ２０２)。
【００４５】
また、受信信号には既知データであるパイロットデータが含まれており、受信部２３１は、復調処理を行う際に、このパイロットデータより、位相情報を含んだ多値データを得ることができる。そこで、受信部２３１は、該多値データを移動速度検出部２４１へ送る(Ｓ２０３)。
【００４６】
移動速度検出部２４１は、該第２の送受信装置２００の第１の送受信装置に対する相対的な移動速度を検出し、制御部２２１へ通知する。移動速度検出方法としては、例えば、受信部２３１から受け取る位相情報を含んだ多値データから、既知データ部分（パイロットシンボルなど）を抜き出し、その位相変動を知ることで周波数分布を求め、最大ドップラ周波数を求める。最大ドップラ周波数の求め方としては例えば特開２００３−１９８６５１がある。そして、該最大ドップラ周波数と使用している周波数と組み合わせることで、第１の送受信装置１００と第２の送受信装置２００との間の相対的な移動速度を検出する。
なお、移動速度検出部２４１は、受信信号から速度を検出することに限定されない。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）を内蔵することで自装置の位置を検出し、この検出した位置の単位時間当たりの変化を算出することで移動速度を求めても良いし、第２の送受信装置が自動車などに設置されていれば、無線を用いずに該自動車などの速度計などの情報に基づき移動速度を検出してもよい。
【００４７】
制御部２２１は、伝送方式報告周期決定手段２２３により、伝送方式判定結果を報告する伝送方式報告周期Ｔを決定する。
伝送方式報告周期決定手段２２３の決定手法は、第１の送受信装置１００と第２の送受信装置２００との間の通信状態によって決定し、本実施形態では、移動速度検出部２４１から受信した移動速度を基に伝送方式報告周期Ｔを決定する。
伝送方式報告周期Ｔの決定方法としては、移動速度検出部２４１で検出した移動速度が低速であれば伝播路特性の変動が小さいと考えられるため、伝送方式報告周期Ｔを“長い”に設定し、移動速度が高速であれば伝播路特性の変動が大きいと考えられるため伝送方式報告周期Ｔを“短い”に設定する。
ここで、空間多重ＳＭ（異データ複数アンテナ間伝送方式）である場合には、送信側の複数アンテナから異なるデータを送信し、受信側は複数のアンテナで複数のデータを同時に受信することになるため、単一アンテナの場合と比較して最大でアンテナ数倍のスループットが期待できる。また、空間ダイバーシチＳＤである場合には送信側の複数アンテナから同じデータを送信し、受信側は複数アンテナで受信するから、受信側は、受信した複数データを合成して精度を高めることができる。空間ダイバーシチＳＤは、空間多重ＳＭと比較して電波環境が悪い状況や送信側と受信側が見通しの良い環境にいる場合に有効になる。
伝送方式を空間多重ＳＭとするか、空間ダイバーシチＳＤとするかは、例えばＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）によって判定し、伝送方式が空間多重ＳＭである場合には該伝送方式報告周期を“短い”に設定し、空間ダイバーシチＳＤである場合には該伝送方式報告周期を“長い”に設定する。
【００４８】
伝送方式の変更については移動速度に合わせて設定された伝送方式報告周期Ｔごとに行われる。移動速度検出部２４１で移動速度を検出した後は、現在の伝送報告方式周期Ｔがどのような状態であるかを判断する（Ｓ２０４）。もしも、現在の伝送方式報告周期Ｔが“短い”に設定してある場合に、移動速度検出部２４１で検出した移動速度が閾値Ｓ２以下であるならば（Ｓ２０５）、伝送方式報告周期Ｔを“長い”に設定する（Ｓ２０７）。現在の周期Ｔが“長い”に設定してある場合に、移動速度検出部２４１で検出した移動速度が閾値Ｓ１以上であるならば（Ｓ２０６）、伝送報告周期Ｔを“短い”に設定する（Ｓ２０８）。
伝送方式報告周期Ｔの初期値に関しては、例えば伝送方式報告周期Ｔを“短い”に設定しておき、その後、検出した移動速度から伝送方式報告周期Ｔの値を更新する。
ここでは伝送方式報告周期Ｔを“長い”と“短い”の２値しか設定していないが、本発明の実施には伝送方式報告周期Ｔの値の選択肢の数は２つとは限らず、２つを超える数であってもよい。
【００４９】
制御部２２１は、伝送方式報告周期決定手段２２３で決定した報告周期の結果を送信部２１１に送り(Ｓ２０９)、送信部２１１は、送信データ列生成手段２１３により送信データ列を生成する。
制御部２２１は、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０９の処理と並行して、以下に説明するステップＳ２１０〜Ｓ２１５の処理を行う。制御部２２１は、伝送方式決定手段２２２により、受信したデータを基に伝送方式の判定を行い、決定した伝送方式の報告を第１の送受信装置１００に対して行い、この報告は、伝送方式報告周期決定手段２２３により決定された伝送方式報告周期Ｔ毎に行う。
伝送方式の判定方法は、例えばＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）によって判定する。ＳＮＲと閾値Ｓ３を比較し（Ｓ２１０）、ＳＮＲが閾値Ｓ３以上であれば、伝送方式を空間多重ＳＭとし(Ｓ２１１)、閾値Ｓ３未満であれば伝送方式を空間ダイバーシチＳＤとする(Ｓ２１２)。
なお、伝送方式の判定方法に関しては、例えば非特許文献２に提案されている判定方法や他の判定方法を用いても構わない。
【００５０】
制御部２２１は、伝送方式決定手段２２２で決定した伝送方式の結果を第１の送受信装置１００に報告するため送信部２１１に報告する(Ｓ２１３)。また、制御部２２１は、決定した伝送方式の結果と前回までの結果を比較し（Ｓ２１４）、前回と異なるならば伝送方式を変更する必要があるため伝送方式を変更することを受信部２３１に指示する(Ｓ２１５)。受信部２３１は、制御部２２１から伝送方式の変更の指示があると、該伝送方式に従って、伝送方式切替手段２３２により切り替え、復調処理、データ分離処理を行う。
【００５１】
送信部２１１は、制御部２２１より入力されるユーザデータ、および制御データを多重化し、送信データ列を生成する。伝送方式報告周期Ｔが変更された場合、送信部２１１は、制御データ送信領域に、伝送方式報告周期Ｔ毎に伝送方式決定手段２２２により決定された伝送方式情報を通知する領域を用意し、さらに第１の送受信装置１００に報告するための伝送方式報告周期情報を制御データとして、ユーザデータを多重化し送信データ列を生成する。このように、本実施形態では、伝送方式決定手段２２２と送信部２１１とで、伝送方式送信手段として機能する。
該伝送方式情報は、最適な通信を実現しようとした場合、かなり高速に切り替えられることが想定されるため、例えば、物理レイヤの無線フレームに領域を割り当てるなど、下位レイヤに専用ビットとして割り当てられることが好ましい。
初期タイミングや周期は呼接続の際に同期をとるようにしておく。
【００５２】
伝送方式報告周期Ｔの“短い”は“長い”に対して１／２とすると、伝送方式報告周期Ｔを“短い”から“長い”に切り換えた時、該伝送方式情報は切替前に比べて２回に１回は送信不要となる。このビットを固定で割り当てたままにすると無駄が生ずるため、“長い”に切り換えた場合に生ずる空きビットにユーザデータ、もしくは他の制御データを割り当てることに変更する。すなわち、送信周期の報告を受けた他方の送受信装置は、送信周期の報告が“短い”の場合に、前記伝送方式を表す情報の送信に割り当てていた信号領域であって、“長い”の場合に、空き領域となる信号領域を、他の情報の送信に割り当てる。
【００５３】
図８（ａ）は、伝送方式情報を２回に１回の割合で周期する状態（伝送方式情報とユーザデータとを交互に報告する状態）を示し、図８（ｂ）は、４回に１回の周期で報告する状態（伝送方式情報を１回報告したら、次の報告までにユーザデータを３回報告する状態）を示す。
図８（ａ）、図８（ｂ）のように伝送方式情報を２回に１回の周期で報告する状態から、４回に１回の周期で報告する状態に変更することにより、伝送方式報告周期Ｔが“長い”でも良い場合には、伝送方式報告周期Ｔが“短い”時よりも、より多くのユーザデータ領域を使用することができるためスループットの向上が図れる。
該伝送方式報告周期情報Ｔは、変更された場合にのみ送信すれば構わないことと、伝送方式の切替と比較して十分に頻度が低くても切替自体は行われるので大きな問題にはならないことから、特に下位レイヤで専用ビットを設ける必要はない。よって通知方法としては、例えば制御部２２１において、伝送方式報告周期情報Ｔを送信するタスクより上位の上位レイヤメッセージによって作成することで、下位レイヤを使用しないことによりオーバーヘッドの増加を防ぐことができる。
【００５４】
送信部２１１は、送信データ列を変調することで第１の送信信号を生成し、第２のアンテナ部２０１より送信する。
本実施形態においては、上述のように第１の送受信装置１００から第２の送受信装置２００への送信に関しての動作について説明しているもので、第２の送受信装置２００からの送信、およびアンテナの構造について特に限定されるものではない。よって、第２の送受信装置２００から複数のアンテナを用いて送信を行っても本発明から外れるものではない。
【００５５】
続いて、第１の送受信装置１００の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５６】
まず、第２の送受信装置２００からの送信信号をアンテナ部１０１で受信し、受信信号を受信部１３１へ送出する。受信部１３１は、受信信号を復調することにより(Ｓ１０１)、受信データ列を得て、さらにデータ分離手段１３３により該受信データ列を制御データとユーザデータとに分離し(Ｓ１０２)、該分離された制御データとユーザデータを制御部１２１へ送出する。
【００５７】
制御部１２１は、制御データより、伝送方式情報と伝送方式報告周期情報とを知り得る。
制御データに伝送方式情報が含まれているかどうかは伝送方式報告周期をもって判断する（Ｓ１０３）。伝送方式情報が含まれていない場合には送信部１１１に通知を行わない（Ｓ１０３−無し）。  伝送方式情報が含まれている場合、現状使用している通信方式と同じかどうか判断（Ｓ１０５）し、同じであれば送信部１１１に通知を行わない（Ｓ１０５−Ｎｏ）。
伝送方式情報が含まれており（Ｓ１０３−有り）、かつ現状使用している通信方式と異なる場合（Ｓ１０５−Ｙｅｓ）、制御部１２１は、制御データより得られた伝送方式情報から第２の送受信装置２００への送信伝送方式の情報を得て、送信部１１１に含まれる伝送方式切替手段１１２に指示し（Ｓ１０７）、伝送方式切替手段１１２は指示された伝送方式に切り替える(Ｓ１０８)。本処理により第２の送受信装置２００と伝送方式を統一し、正常な通信が可能となる。
【００５８】
さらに、制御部１２１は、上述のステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８の処理と並行して、制御データに伝送方式報告周期情報が含まれているか判断する（Ｓ１０４）。伝送方式報告周期情報が含まれていない場合は受信部１３１への通知を行わない（Ｓ１０４−無し）。伝送方式報告周期情報が含まれている場合（Ｓ１０４−有り）、伝送方式報告周期情報から伝送方式報告周期を得て、受信部１３１へ伝送方式報告周期を送出する（Ｓ１０６）。受信部１３１は、伝送方式報告周期を得て、伝送方式報告周期切替手段１３２により周期を変更する（Ｓ１０９）。本処理により、第１の送受信装置１００は、第２の送受信装置２００の伝送方式報告周期と統一し、第２の送受信装置２００と正常な通信が可能となる。
【００５９】
制御部１２１は、さらにユーザデータと制御データを送信部１１１に送出する。
送信部１１１には送信データ列生成手段１１３が含まれる。該伝送方式を通知する必要があるならば該伝送方式情報を制御データとして、さらにユーザデータと多重化して送信データ列を生成し、該送信データ列を変調し、伝送方式切替手段１１２により制御部１２１から指示された伝送方式に切り替えて、複数アンテナを有するアンテナ部１０１を用いて送信する。
【００６０】
上記の第１の実施形態によれば、伝送方式決定手段２２２において伝送方式報告周期決定手段２２３からの結果である伝送方式報告周期毎に伝送方式の判定を行い、最適な伝送方式を選択し、該選択した伝送方式で通信を行っている。ここで、伝送方式報告周期をあまりにも短く設定した場合、伝送方式の判定に必要な情報を取得する期間が短くなり、結果として判定精度が劣化することが懸念される。判定精度が劣化した場合、最適な伝送方式が選択できなくなり、スループットの低下、通信の切断が発生してしまう。そこで、伝送方式報告周期に下限値を設定することにより、上記のような判定精度の劣化を回避することも可能である。
【００６１】
また、現在運用されている移動体通信方式や検討が進んでいる様々な伝送方式において、ＡＭＣと呼ばれる方式が採用されている。ＡＭＣとは、前述したように、変調方式や符号化率をその時々の伝搬路状況の変化に応じて適応的に変更する適応変調方式であり、伝搬路品質が良好な環境では高い変調方式を用いて高データレートを提供し、伝搬路品質が悪い環境では確実にデータが届くように低い変調方式を用いるといった動作を行うものである。
【００６２】
これを実現するために、ある一定周期で伝搬路品質の測定結果を受信装置側から送信装置側に通知し、通知された伝搬路品質の結果をもとに最適な変調方式および符号化率を選択し、選択した変調方式および符号化率で送信を行う。
【００６３】
ここで、その時々の伝搬路品質に最適な変調方式や符号化率は、伝送方式によって伝搬路品質に対する特性が異なるため伝搬路品質だけでなくその時に使用している伝送方式にも依存する。従って、伝送方式報告周期を、上記のＡＭＣに関する伝搬路品質の測定結果の報告周期より短く設定した場合、ＡＭＣの変調方式の報告周期の途中で伝送方式が切り替わる場合が発生してしまい、結果として最適な変調方式が選択できない状況となって、スループットの低下や通信の切断が発生してしまう恐れがある。
そこで、伝送方式報告周期はＡＭＣの報告周期を下限値として設定することにより、上記の問題を回避することが可能である。
【００６４】
［第２の実施形態］
図２は、第１の送受信装置３００から第２の送受信装置４００へのデータ通信を行う無線送受信システムに係る第２の実施形態の概要を示すブロック図である。
【００６５】
本実施形態では、第１の送受信装置３００の制御部３２１に伝送方式報告周期決定手段３２２を備え、かつ、移動速度検出部３４１を備えており、これは、第１の実施形態では、第２の送受信装置２００の制御部２２１に伝送方式報告周期決定手段２２３を備え、かつ、移動速度検出部２４１を備えているのと相違する。図２に示すブロック部の他の構成は、図１に示すブロック図の対応する構成と同一であり、説明は省略する。
本実施形態は、第１の実施形態では第２の送受信装置２００により行っていた移動速度検出と伝送方式報告周期の決定を、第１の送受信装置３００により行うようにしたものである。
【００６６】
第１の送受信装置３００の動作について、図１０に示すフローチャートを参照して簡単に説明する。図１０のＳ３０１〜Ｓ３０９の動作工程は、図６のＳ２０１〜Ｓ２０９の動作工程と同一である（処理が同様に行われる）。また、図１０のＳ３１１〜Ｓ３１４の動作工程は、図７のＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８の動作工程と同一である（処理が同様に行われる）。
【００６７】
説明すると、第１の送受信装置３００は、第２の送受信装置４００より送信された信号をアンテナ部３０１で受信し、受信信号を受信部３３１により復調し(Ｓ３０１)、受信部３３１にてさらに復調した受信データ列をユーザデータと制御データとに分離し(Ｓ３０２)、制御部３２１へ送る。そして、第１の送受信装置３００は、上記第１の実施形態で第２の送受信装置２００が行ったように、移動速度検出部３４１により移動速度検出を行い(Ｓ３０３)、移動速度検出の結果を用いて、制御部３２１に備えた伝送方式報告周期決定手段３２２にて伝送方式報告周期Ｔを決定する。ここで、例えば伝送方式報告周期Ｔの決定方法を第１の実施形態と同じにした場合は、図１０のＳ３０４〜Ｓ３０６のように判定が行われる。決定された伝送方式報告周期Ｔは、受信部３３１の伝送方式報告周期切替手段３３２と送信手段３１１に報告される(Ｓ３０７、Ｓ３０８)。図１０のＳ３１１〜Ｓ３１４の処理は、図７のＳ１０３〜Ｓ１０８の処理と同様である。
【００６８】
第２の送受信装置４００の動作について、図９に示すフローチャートを参照して簡単に説明する。図９のＳ４０１〜Ｓ４０５の動作工程は、図７のＳ２０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０９の動作工程と同一である。また、図９のＳ４０６〜Ｓ４１１の動作工程は、図６のＳ２１０〜Ｓ２１５の動作工程と同一である。
説明すると、第２の送受信装置４００には、送信手段４１１の伝送方式報告周期切替手段４１２に上位レイヤメッセージにて報告することにより(Ｓ４０３〜Ｓ４０５)、第１の送受信装置３００と第２の送受信装置４００に伝送方式報告周期を伝達することが可能となる。伝送方式の判定方法については、第１の実施形態と同様に第２の送受信装置４００にて行われる。本実施形態において、伝送方式決定手段４２２と送信部４１１とで伝送方式送信手段として機能する。
【００６９】
さらに、制御部３２１は、制御データより得られた伝送方式報告周期情報から伝送方式報告周期を得て、送信手段３１１へ伝送方式報告周期を送出し(Ｓ４０５)、また、伝送方式報告周期決定手段３２２で決定した報告周期の結果を送信手段３１１に送り(Ｓ４０５)、送信データ列生成手段３１３により送信データ列を生成する。
【００７０】
受信部３３１は、伝送方式報告周期を得て、伝送方式報告周期切替手段３３２により周期を変更する。本処理により、第１の送受信装置３００は、第２の送受信装置４００の伝送方式報告周期と統一し、第２の送受信装置４００と正常な通信が可能となる。この周期を変更する機能は、受信データ列に伝送方式報告周期情報が含まれている場合にのみ動作する必要があり、含まれない場合には本機能は動作する必要はない(Ｓ４０３)。伝送方式報告周期情報が含まれていた場合は、情報通りに伝送方式報告周期を変更する(Ｓ４０４)。
【００７１】
［第３の実施形態］
図３は、第１の送受信装置１００から第２の送受信装置５００へのデータ通信を行う無線送受信システムに係る第３の実施形態の概要を示す図である。
本実施形態では、第１の送受信装置１００は、第１の実施形態で採用したものと同一であり、第２の送受信装置５００は、第１の実施形態で採用した第２の送受信装置２００から移動速度検出部２４１を省いた構成であり、説明は省略する。なお、本実施形態においては、伝送方式決定手段５２２と送信部５１１とで伝送方式送信手段として機能する。ここで、第２の送受信装置５００に含まれる、伝送方式報告周期決定手段５２３は、移動速度によって決定されるのではなく、例えば、使用される周波数帯で決定される。使用される周波数帯としては、現状３ＧＰＰ規格においても２ＧＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯など各種周波数帯が割り当てられることが認められている。第１の送受信装置１００から第２の送受信装置５００への通信に使用している周波数帯が高い場合には該伝送方式報告周期を“短い”に設定する。
【００７２】
周波数帯情報については、何らかのチャネル（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ、ＲＡＣＨなど）を起動させる際、第１の送受信装置１００との通信により決定される。よって制御部５２１においては受信部５３１より得られる受信データ列に含まれる制御データにおいて、その情報は必ず必要となり、その情報により、受信部５３１、送信部５１１を動作させるよう制御する機能を有する。
【００７３】
本実施形態では該周波数帯情報に応じて伝送方式報告周期を決定することを特徴とする。
一般に最大ドップラ周波数が高い状態となると伝播路状態の変化が高速となる。このような場合には伝送方式報告周期を高速化することにより伝播路変動に追従することが可能となる。同様に同じ移動速度を仮定した場合、周波数帯が高周波であるほど、最大ドップラ周波数が高くなる。よって使用周波数帯が高周波である場合には、比較的低周波である場合に比較して高速化させることにより特性を維持することが可能となる。
また別の実現方法として、伝送方式報告周期決定手段５２３は現状使用している伝送方式によって決定される。
【００７４】
第１の実施形態で記載したように、伝送方式決定手段５２２により決定された伝送方式により、通信が行われるが、例えば空間ダイバーシチＳＤ、空間多重ＳＭの２種類の伝送方式から選択して通信が行われるような場合、一般的に空間多重ＳＭは複数のストリームを同時伝送できるため、最大スループットは大幅に向上するが、伝播路品質が劣化した場合、つまり、受信側におけるＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）が劣化した場合、大幅に品質が劣化する。それに対して、空間ダイバーシチＳＤはストリーム数が減少するので最大スループットは大きく向上はしないが、ダイバーシティゲインにより品質が向上するため、一般的に伝播路品質が劣悪な場合には空間ダイバーシチＳＤ、良好な場合には空間多重ＳＭを使用する。つまり、伝播路品質がある閾値より劣化すると空間ダイバーシチＳＤに切り替えるといった処理を行っているのが一般的な処理である。本実施形態では現在使用している伝送方式によって伝送方式報告周期を決定することを特徴とする。
【００７５】
上述のように、空間多重ＳＭで通信を行っている場合、伝播路品質が該閾値より劣化すると、スループットが大幅に劣化し、最悪のケースでは切断にいたる可能性がある。よって、閾値より劣化することを極力高速に判定することが望ましい。また、逆に空間ダイバーシチＳＤで通信を行っている状態で該閾値より良好な伝播路品質となった場合、理想的な状態（空間多重ＳＭを選択している）から若干のスループット劣化は生じる程度であり、安定した通信が可能となっているため、伝送方式報告周期は低速でもかまわない。上述の理由から、伝送方式報告周期決定手段４２３は、現状空間ダイバーシチＳＤを使用している場合には空間多重ＳＭを使用している場合に比べ、低速とする。このような手法により伝送方式報告周期を決定することで安定した通信が実現できる。
また別の実現方法として、伝送方式報告周期決定手段５２３は使用されるベアラ種別によって決定される。
【００７６】
一般に使用されるベアラ種別には、リアルタイム性が要求される音声通話、ＴＶ電話と、そうでないデータ通信に大別される。リアルタイム性の要求されるベアラ種別は、スループットは要求されないが、品質が劣化すると音声瞬断等が生じ、望ましくない。それに対し、データ通信の場合にはリアルタイム性は要求されないため、データ誤りが生じても再送処理により保証され、大きな問題とはならない。
【００７７】
上記状況を鑑み、本実施形態では使用しているベアラ種別によって伝送方式報告周期を決定することを特徴としている。一般的にベアラ情報については、ベアラを起動する際に、第１の送受信装置１００との通信において当然知り得る情報であり、制御部４２１は本情報をもって伝送方式報告周期を決定する。例えば使用するベアラ種別が音声通信の場合にはリアルタイム性が要求されるため、伝送方式報告周期を“短い”に設定し、伝播路品質が劣化したときも極力通信品質が維持できるよう、伝送方式報告周期を“短い”に設定する。このような処理とすることでリアルタイム性が要求されるようなベアラ種別では伝送方式報告周期を“短い”に設定され、安定した通信が実現可能となる。
【００７８】
［第４の実施形態］
図４は、第１の送受信装置１００から第２の送受信装置６００へのデータ通信を行う無線送受信システムに係る第４の実施形態の概要を示す図である。本実施形態では、第１の送受信装置１００は、第１の実施形態で採用したものと同一であり、第２の送受信装置６００は、第１の実施形態で採用した第２の送受信装置２００の移動速度検出部２４１をＳＩＲ検出部６４１に変更した構成である。なお、本実施形態においては、伝送方式決定手段６２２と送信部６１１とで、伝送方式送信手段として機能する。
【００７９】
以下、ＳＩＲ検出部６４１の説明を中心に動作を詳細に説明する。
本実施形態の動作は、基本的に第１の実施形態と同様である。新規機能であるＳＩＲ検出部６４１では第２の送受信装置６００に含まれる受信部５３１から入力されるパイロットシンボル位相情報により、例えば該信号の平均振幅、分散を求め、その結果よりＳＩＲを求める。数式で表すと以下のようになる。
【００８０】
【数１】
2009021935.tif 000003
【００８１】
ただし、ここでｘは受信部６３１から出力されるパイロットシンボル位相情報である。もしも、プリアンブル等の既知データシンボルパターンを利用している場合には、データ変調成分を除去し、すべて同一シンボルで変調されているかのように補正を施してあるものである。
ｘｍは上記位相情報についてある程度の時間平均化されたものであり、これを二乗処理することで平均信号電力となる。ただし、平均化処理についてはフェージング変動に対してあまり長区間平均化するとフェージングに追従できなくなるため、一般的に測定精度と最大フェージング速度から決定される。
上記ｘ、ｘｍを用いて（ｘ−ｘｍ）２を求めることで分散を求め、結果雑音電力が求められる。精度を得る目的から雑音電力についても一般的に平均化が行われる。
【００８２】
上述のようにして得られたＳＩＲ情報は制御部６２１に送出される。制御部６２１では伝送方式報告周期決定手段６２３により該ＳＩＲ情報を用いて、伝送方式報告周期を決定する。
本方式により、例えばＳＩＲを直接的、もしくは間接的に利用して伝送方式を決定するような伝送方式決定手段６２２を使用している場合、例えば過剰な高ＳＩＲ状態だと空間多重ＳＭを保持し、空間ダイバーシチＳＤに切り替えることが想定されないような状況下で、無駄に伝送方式の切替報告を実施することを防ぐことでスループットの向上が可能となる。
【００８３】
また、例えば、ＳＩＲを直接的、もしくは間接的に利用して伝送方式を決定するような伝送方式決定手段６２２を使用している場合、ＳＩＲがある閾値となったところで空間多重ＳＭから空間ダイバーシチＳＤ、もしくは空間ダイバーシチＳＤから空間多重ＳＭを切り替えることとなる。よって伝送方式報告周期決定手段６２３では、この閾値を挟む（閾値を含む）、定められた範囲でのみ伝送方式報告周期を“短い”に設定させるよう、伝送方式報告周期を決定することを特徴とする。
【００８４】
例えば伝送方式を切り替えるＳＩＲが１０ｄＢであった場合、ＳＩＲが０ｄＢ以上、２０ｄＢ未満の場合のみを“短い”に設定させる。本機能により、一層伝送方式の切替が起こりにくい場合には、伝送方式報告周期を長くできるので、スループットの向上が期待できる。
【００８５】
［第５の実施形態］
図５は、第１の送受信装置７００から第２の送受信装置８００へのデータ通信を行う無線送受信システムに係る第５の実施形態の概要を示す図である。
【００８６】
本実施形態では、第１の送受信装置７００は、第２の実施形態で採用した第１の送受信装置３００から移動速度検出部３４１を省いた構成であり、第２の送受信装置８００は、第１の実施形態で採用した第２の送受信装置２００の伝送方式報告周期決定手段２２３を伝送方式報告周期要求決定手段に変更した構成である。
【００８７】
本実施形態では、第２の送受信装置８００が、伝送方式報告周期の変更要求を第１の送受信装置７００へ送信し、第１の送受信装置７００にて、第２の送受信装置８００からの伝送方式報告周期の変更要求に対する判断を行うようにした構成である。
【００８８】
第２の送受信装置８００は、移動速度検出部８４１で測定した移動速度に基づき(図１１のＳ８０４)、制御部８２１の伝送方式報告周期要求決定手段８２４にて、伝送方式報告周期変更の要求を決定する(Ｓ８０５〜Ｓ８０９)。例として、ここでは第１の実施形態で伝送方式報告周期決定手段２２３にて求めた方法と同じ方法を使用している。該伝送方式報告周期変更の要求は第１の実施形態と同様上位レイヤメッセージを用いて第２の送受信装置８００の送信手段８１１からアンテナ部８０１へ、そして第１の送受信装置７００のアンテナ部７０１を通じて受信部７３１を通じ制御部７２１の伝送方式報告周期決定手段７２３へ伝えられる。
【００８９】
伝送方式報告周期決定手段７２３では、第２の送受信装置８００以外の第１の送受信装置７００と通信する送受信装置との関連などを考慮して伝送方式報告周期を決定し(図１２のＳ７０７〜Ｓ７０９)、その判定結果を第１の送受信装置７００の受信部７３１（Ｓ７１０）と第２の送受信装置８００へ通知する。第２の送受信装置８００へは上位レイヤを用いて、第1の送受信装置７００の送信手段７１１を通じてアンテナ部７０１へ送信し（Ｓ７１１）、無線を用いて第２の送受信装置８００のアンテナ部８０１へ送信する。
【００９０】
第２の送受信装置８００は、アンテナ部８０１にて受信したデータを、受信部８３１を通じて復調し、受信データの中に第1の送受信装置へ伝送方式報告周期の変更の要求をした結果があるかどうかを確認する（図１１のＳ８０３）。伝送方式報告周期の変更要求に対する判定結果がある場合には、判定結果に応じた対応を行う（Ｓ８１７）。判定結果がＯＫの場合は、伝送方式報告周期を第1の送受信装置へ要求したとおりに伝送方式報告周期切替手段８１２で変更し送信する（Ｓ８１８〜Ｓ８１９）。判定結果がＮＧの場合は伝送方式報告周期の変更は行わない。なお、伝送方式報告周期の変更を行わない場合は、伝送方式報告周期変更要求をしたもののＮＧとなるということを繰り返さないために、次の伝送方式報告周期変更要求は一定時間経過後に送信することが考えられる。
【００９１】
なお、上記全ての実施形態において、第１の送受信装置１００、３００、７００は複数の移動局装置と通信する基地局装置であり、第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００は移動局装置であってもよいし、逆に第１の送受信装置１００、３００、７００が移動局装置であり、第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００が複数の移動局装置と通信する基地局装置であってもよいし、単に第１の送受信装置１００、３００、７００と第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００とは、１対１で送受信していてもよい。
第１の送受信装置もしくは第２の送受信装置が基地局装置である場合、該基地局装置の制御部に有する手段である伝送方式決定手段、伝送方式報告周期決定手段は該基地局装置を制御する基地局制御装置に有していてもよい。
また、上述の第１から第５の実施形態において、送信側と受信側とで伝送方式報告周期を共有しており、この伝送方式報告周期により特定される専用ビットに伝送方式を表す情報を送信側が配置するので、受信側は、この伝送方式報告周期により特定される専用ビットを伝送方式を表す情報として取得できるとして説明した。しかし、伝送方式を表す情報を上位レイヤメッセージにて、該メッセージが伝送方式を表すことを示して送信側が送信することで、受信側は伝送方式報告周期を保持していなくても、伝送方式を表す情報を取得することができる。この場合、伝送方式の受信側には、伝送方式報告周期切替手段は不要となる。
【００９２】
また、上述の第１から第５の実施形態において、伝送方式決定手段２２２、４２２、５２２、６２２、８２２は、第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００が具備するとして説明したが、第１の送受信装置１００、３００、７００が具備してもよい。この場合、伝送方式決定手段２２２、４２２、５２２、６２２、８２２が決定した伝送方式は、第１の送受信装置１００、３００、７００が具備する送信部１１１、３１１、７１１が、第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００に送信する。
第１の送受信装置１００、３００、７００にて伝送方式決定手段を具備することにより次のような効果が考えられる。例えば、第１の送受信装置１００、３００、７００が基地局装置、第２の送受信装置２００、４００、５００、６００、８００が移動局装置である場合を考える。この場合、複数の移動局装置が、それぞれ最適な伝送方式を判断して基地局装置に通知した場合に、スケジューリングやシステム全体の通信容量などの制限により、すべての移動局装置との間の伝送方式を移動局装置からの通知通りに決定できない場合が想定される。また、複数の移動局装置の状態を総合的に判断して各移動局装置との間の伝送方式を決定した方が最適な運用が行えることも考えられる。
以上のことから、第１の送受信装置にて伝送方式決定手段を具備することにより、より効率的な運用が実現できる。
【００９３】
また、図１における送信部１１１、制御部１２１、受信部１３１、送信部２１１、制御部２２１、受信部２３１、および図２における送信部３１１、制御部３２１、受信部３３１、移動速度検出部３４１、送信部４１１、制御部４２１、受信部４３１、および図３における送信部１１１、制御部１２１、受信部１３１、送信部５１１、制御部５２１、受信部５３１、および図４における送信部１１１、制御部１２１、受信部１３１、送信部６１１、制御部６２１、受信部６４１、および図５における送信部７１１、制御部７２１、受信部７３１、送信部８１１、制御部８２１、受信部８３１、移動速度検出部８４１の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００９４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９５】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものでなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る送受信装置のブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る第２の送受信装置の動作のフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る第１の送受信装置の動作のフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る伝送方式の報告周期を変更するときを表した図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る第２の送受信装置の動作のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る第１の送受信装置の動作のフローチャートである。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る第２の送受信装置の動作のフローチャートである。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る第１の送受信装置の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１００、３００、７００・・・第１の送受信装置
２００、４００、５００、６００、８００・・・第２の送受信装置
１０１、３０１、７０１・・・アンテナ部
１１１、３１１、７１１・・・送信部
１１２、３１２、７１２・・・伝送方式切替手段
１１３、３１３、７１３・・・送信データ生成手段
１２１、３２１、７２１・・・制御部
１３１、３３１、７３１・・・受信部
１３２、３３２、７３２・・・伝送方式報告周期切替手段
１３３、３３３、７３３・・・データ列分離手段
３２２、７２３・・・伝送方式報告周期決定手段
２０１、４０１、５０１、６０１、８０１・・・アンテナ部
２１１、４１１、５１１、６１１、８１１・・・送信部
２１２、４１２、５１２、６１２、８１２・・・伝送方式報告周期切替手段
２１３、４１３、５１３、６１３、８１３・・・送信データ列生成手段
２２１、４２１、５２１、６２１、８２１・・・制御部
２２２、４２２、５２２、６２２、８２２・・・伝送方式決定手段
２２３、５２３、６２３・・・伝送方式報告周期決定手段
２３１、４３１、５３１、６３１、８３１・・・受信部
２３２、４３２、５３２、６３２、８３２・・・伝送方式切替手段
２３３、４３３、５３３、６３３、８３３・・・データ列分離手段
２４１、３４１、８４１・・・移動速度検出部
６４１・・・ＳＩＲ検出部
８２４・・・伝送方式報告周期要求決定手段
【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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