(57)【要約】  通信路状態に対して柔軟に、情報量を抑えつつ的確なフィードバックを行うＯＦＤＭ通信システムを提供する。ＯＦＤＭ通信システムは、第１及び第２の通信装置を有する。第２の通信装置の第２の受信機において、通信路品質測定部は、サブキャリアそれぞれにおける通信路品質を測定する。時間変動測定部および周波数変動測定部は、それぞれ時間領域および周波数領域における通信路品質の変動を測定し、それぞれ時間変動情報および周波数情報として出力する。２次元制御部は、測定された時間変動情報および周波数変動情報を基に、時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアを２次元ブロックとする２次元ブロック化を行い、２次元ブロックそれぞれにおける通信路品質を測定しフィードバック品質情報として出力する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送信機及び第１の受信機を有する第１の通信装置と、
第２の送信機及び第２の受信機を有する第２の通信装置とを備え、
前記第１の受信機は、前記第２の送信機から送られてくる送信フィードバック信号に対応する受信フィードバック信号に基づき再生フィードバック情報を出力し、
前記第１の送信機は、前記再生フィードバック情報に基づき制御情報を出力する適応制御部と、情報データおよび前記制御情報に基づき１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成される送信ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部とを有し、
前記第２の受信機は、前記第１の送信機から送られてくる前記送信ＯＦＤＭ信号に対応する受信ＯＦＤＭ信号に基づき前記情報データに対応する再生情報データおよび通信路情報を出力する情報再生部と、前記通信路情報に基づき通信路品質を測定し、その測定結果を通信路品質情報として出力する通信路品質測定部と、前記通信路品質情報に基づき時間領域および周波数領域の２次元領域における通信路品質の変動を考慮してそれぞれの領域における分解能を適応的に制御した通信路品質に関する情報をフィードバック情報として出力するフィードバック制御部とを有し、
前記第２の送信機は、前記フィードバック情報に基づき前記送信フィードバック信号を出力することを特徴とするＯＦＤＭ通信システム。
【請求項２】
前記フィードバック制御部は、
前記通信路品質情報に基づき時間領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を時間変動情報として出力する時間変動測定部と、
前記通信路品質情報に基づき周波数領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を周波数変動情報として出力する周波数変動測定部と、
前記通信路品質情報と前記時間変動情報と前記周波数変動情報とに基づき前記フィードバック情報を出力するフィードバック情報生成部とを有する請求項１記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項３】
前記フィードバック情報生成部は、
前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において時間領域および周波数領域のそれぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎはＪ、Ｎそれぞれの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定し２次元制御情報として出力する２次元制御部と、
前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき全Ｌ個（Ｌ＝Ｋ×Ｍ、Ｋ＝Ｊ／ｊ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）の２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定し、その測定結果をフィードバック品質情報として出力するフィードバック品質生成部とを有し、
前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力する請求項２記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項４】
前記フィードバック情報生成部は、
前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において２次元ブロックの総数Ｌ（ＬはＱの約数、Ｑ＝Ｎ×Ｊ）および２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐ（Ｐ＝Ｑ／Ｌ）を一定に保つという条件の下で時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定（ｊ×ｎ＝Ｐ）となるＪ，Ｎそれぞれの任意の約数。Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定して２次元制御情報として出力する２次元制御部と、
前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき全Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定しフィードバック品質情報として出力するフィードバック品質生成部とを有し、
前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力する請求項２記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項５】
前記時間変動測定部は、時間領域での隣接サブキャリア間における通信路品質の変動量を測定し、その測定結果を前記時間変動情報として出力し、
前記周波数変動測定部は、周波数領域での隣接サブキャリア間における通信路品質の変動量を測定し、その測定結果を前記周波数変動情報として出力する請求項２記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項６】
前記時間変動測定部は、時間領域における通信路品質の分散を測定し、その測定結果を前記時間変動情報として出力し、
前記周波数変動測定部は、周波数領域における通信路品質の分散を測定し、その測定結果を前記周波数変動情報として出力する請求項２記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項７】
前記２次元制御部は、前記時間変動情報に反比例して２次元ブロック当たりの時間領域におけるサブキャリア数ｊを設定し、前記周波数変動情報に反比例して２次元ブロック当たりの周波数領域におけるサブキャリア数ｎを設定する請求項３または４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項８】
前記フィードバック品質生成部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて全Ｐ個のサブキャリアの通信路品質を平均化し、前記フィードバック品質情報として出力する請求項３または４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項９】
前記２次元制御部は、Ｘ（Ｘは自然数）フレーム単位の任意の時間において逐次的に時間および周波数の２次元領域における通信路品質の変動を判定し、前記時間変動情報に基づいてＯＦＤＭブロック長を決定した後、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づいて２次元ブロック化を行い、前記２次元制御情報を出力する請求項３または４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１０】
前記フィードバック品質生成部は、過去Ｂ個（Ｂは自然数）のＯＦＤＭブロックにおいて生成した前記２次元制御情報に基づいて前記フィードバック品質情報を出力する請求項３または４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１１】
前記２次元制御部は、１ＯＦＤＭブロック内の任意の時間単位で逐次的に時間および周波数の２次元領域における通信路品質の変動を判定し、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づいて２次元ブロック化を行い、前記２次元制御情報を出力する請求項３または４または９記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１２】
前記フィードバック品質生成部は、１ＯＦＤＭブロックそれぞれにおける全フィードバック情報量を一定に保つという条件の下、１回のフィードバック情報量および１ＯＦＤＭブロック単位の時間領域におけるフィードバック回数であるフィードバック頻度の両方を適応的に制御して前記フィードバック品質情報を生成する請求項４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１３】
前記フィードバック品質生成部は、１回のフィードバック情報量および１ＯＦＤＭブロック単位の時間領域におけるフィードバック回数であるフィードバック頻度の両方それぞれを一定に保つという条件の下、前記フィードバック品質情報を生成する請求項４記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１４】
前記フィードバック品質生成部は、ＯＦＤＭブロックそれぞれにおける前記フィードバック頻度をＫの最大値Ｋｍａｘ（Ｋｍａｘ＝Ｊ／ｊｍｉｎ：ｊｍｉｎはｊの任意の最小値）に保ち、かつ、１回のフィードバック情報量を２次元ブロックＬ／Ｋｍａｘ個分の通信路品質に保つように、（ｉ−１）×ｊ＋１からｉ×ｊ番目（ｉ＝１、２、３、…、Ｋ）のＯＦＤＭシンボルにおけるＬ／Ｋ（＝Ｍ）個の２次元ブロックの通信路品質をそれぞれＫｍａｘ／Ｋ回分のフィードバック情報に時分割し、前記フィードバック品質情報を生成する請求項１３記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１５】
前記フィードバック情報生成部は、
前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において２次元ブロックの総数Ｌ（ＬはＱの約数、Ｑ＝Ｎ×Ｊ）と２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐ（Ｐ＝Ｑ／Ｌ）を一定に保つという条件の下、時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定（ｊ×ｎ＝Ｐ）となるＪ、Ｎそれぞれの任意の約数：Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定し、２次元制御情報として出力する２次元制御部と、
前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき通信路品質の変動を多項式で近似し、その多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報として出力する多項式近似部とを有し、
前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力する請求項２記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１６】
前記多項式近似部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて時間領域および周波数領域のどちらか一方の領域における通信路品質の変動を１つの多項式で近似し、時間領域における通信路品質の変動を多項式で近似する場合には、ｊ個の各ＯＦＤＭシンボルに属するサブキャリアのうちそれぞれｔ番目（ｔは１以上ｎ以下の任意の整数）のものを１番目のＯＦＤＭシンボルに属するものからＴ個間隔（Ｔは０以上ｊ−２以下の任意の整数）で選択し、選択したサブキャリア間に亘る通信路品質の変動を１つの多項式で近似し、周波数領域における通信路品質の変動を多項式で近似する場合には、ｓ番目（ｓは１以上ｊ以下の任意の整数）のＯＦＤＭシンボルに属するサブキャリアを１番目からＳ個間隔（Ｓは０以上ｎ−２以下の任意の整数）で選択し、選択したサブキャリア間に亘る通信路品質の変動を１つの多項式で近似する請求項１５記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１７】
前記多項式近似部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて全Ｐ個のサブキャリアの通信路品質を平均化し、時間領域において、それぞれ隣接するＫ個ずつの２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれｕ個（ｕは０以上Ｋ−１以下の任意の整数）の多項式で近似し、周波数領域において、それぞれ隣接するＭ個ずつの２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれｖ個（ｖは０以上Ｍ−１以下の任意の整数）の多項式で近似する請求項１５記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１８】
前記多項式近似部は、近似する多項式の最大個数ｗ（ｗ＝ｕ×Ｍ＋ｖ×Ｋ）を予め任意に設定する請求項１５記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項１９】
前記多項式近似部は、近似する多項式の最大次数を、予め任意に設定する請求項１５ないし１８のいずれかに記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項２０】
前記多項式近似部は、通信路品質の変動を最小二乗法、または、ラグランジュ補間法によって多項式で近似する請求項１５ないし１９のいずれかに記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項２１】
前記通信路品質測定部は、通信路品質として、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：希望信号電力対干渉信号電力比）、または、通信路利得を用いる請求項１記載のＯＦＤＭ通信システム。
【請求項２２】
１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置のフィードバック情報生成方法であって、
前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアにおける通信路品質を測定するステップと、
その測定した通信路品質を基に時間および周波数のそれぞれの領域における通信路品質の変動を測定するステップと、
それらの測定した時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にフィードバック情報を生成するステップとを有することを特徴とするフィードバック情報生成方法。
【請求項２３】
前記フィードバック情報を生成するステップは、
前記測定した時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割するステップと、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基にフィードバック情報の生成を行うステップとを有する請求項２２記載のフィードバック情報生成方法。
【請求項２４】
前記フィードバック情報を生成するステップは、
前記測定した時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割するステップと、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に２次元ブロック毎の通信路品質および前記２次元制御情報をフィードバック情報として出力するステップとを有する請求項２２記載のフィードバック情報生成方法。
【請求項２５】
前記フィードバック情報を生成するステップは、
前記測定した時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割するステップと、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に複数の隣接する２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動を多項式で近似し、その近似した多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報とし、前記フィードバック品質情報と前記２次元制御情報とをフィードバック情報として出力するステップとを有する請求項２２記載のフィードバック情報生成方法。
【請求項２６】
１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置のフィードバック情報生成プログラムであって、
コンピュータに、
前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアの通信路品質である通信路品質情報を用いて時間および周波数の各領域における通信路品質の変動を測定する処理と、
それらの時間および周波数の各領域において通信路品質の変動を測定した結果を用いてフィードバック情報を生成する処理とを実行させるためのプログラム。
【請求項２７】
前記フィードバック情報を生成する処理は、
前記時間および周波数の各領域において通信路品質の変動を測定した結果を用いてＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化を行う処理と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基にフィードバック情報を生成する処理とを有する請求項２６記載のプログラム。
【請求項２８】
前記フィードバック情報を生成する処理は、
前記時間および周波数の各領域において通信路品質の変動を測定した結果を用いてＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化を行う処理と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に２次元ブロック毎の通信路品質と前記２次元制御情報とをフィードバック情報として出力する処理とを有する請求項２６記載のプログラム。
【請求項２９】
前記フィードバック情報を生成する処理は、
前記時間および周波数の各領域において通信路品質の変動を測定した結果を用いてＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化を行う処理と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に複数の隣接する２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動を多項式で近似し、その近似した多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報とし、前記フィードバック品質情報と前記２次元制御情報とをフィードバック情報として出力する処理とを有する請求項２６記載のプログラム。
【請求項３０】
１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置において、
前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアにおける通信路品質を測定する第１の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された通信路品質を基に時間および周波数のそれぞれの領域における通信路品質の変動を測定する第２の測定手段と、
前記第２の測定手段により測定された時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段とを有することを特徴とする通信装置。
【請求項３１】
前記フィードバック情報生成手段は、
前記第１の測定手段により測定された時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する手段と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基にフィードバック情報を生成する手段とを有する請求項３０記載の通信装置。
【請求項３２】
前記フィードバック情報生成手段は、
前記第１の測定手段により測定された時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する手段と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に２次元ブロック毎の通信路品質および前記２次元制御情報をフィードバック情報として出力するステップとを有する請求項３０記載の通信装置。
【請求項３３】
前記フィードバック情報生成手段は、
前記第１の測定手段により測定された時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する手段と、
時間および周波数のそれぞれの領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数である２次元制御情報と前記通信路品質情報とを基に複数の隣接する２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動を多項式で近似し、その近似した多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報とし、前記フィードバック品質情報と前記２次元制御情報とをフィードバック情報として出力する手段とを有する請求項３０記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信路状態に対して適応的に通信路情報のフィードバックを行うＯＦＤＭ通信システムおよびそのフィードバック情報生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)は、多数のサブキャリアを多重した信号に情報データを載せて送受信するマルチキャリア通信方式である。ＯＦＤＭでは、サブキャリア単位で通信路がコヒーレントとなるようパラメータ設計が行われ、サブキャリア間では一般に通信路特性が異なる。従って、通信路推定した結果である通信路情報を基にサブキャリアごとのフィードバック情報を生成し送信側にフィードバックすることにより特性を改善することが可能である。しかし、フィードバック情報量の増加に伴い、データ伝送効率が低下してしまう。【０００３】
フィードバック情報量を削減する従来の方法として、ＯＦＤＭシンボルそれぞれで、固定の連続する複数のサブキャリアを１つのグループとするサブキャリアグループ化を行い、通信路品質をサブキャリアグループ単位で平均した上でフィードバックするものがある。【０００４】
以下に図３０を用いて、固定のサブキャリアグループ単位でフィードバック情報を生成し、固定の時間タイミングでフィードバックを行う従来のＯＦＤＭ通信システムを説明する。【０００５】
第１の通信装置３０１の第１の送信機３０３において、ＯＦＤＭ信号生成部１０７は情報データＳＴＤＡＴと制御情報ＳＣＴＲＬを入力とし、固定の連続する複数のサブキャリアをサブキャリアグループとし、リンクアダプテーションを行ってサブキャリアグループごとに送信パラメータを設定して、送信ＯＦＤＭ信号ＳＴＸを生成する。【０００６】
第２の通信装置３０２の第２の受信機３０５において、情報再生部１０９は受信ＯＦＤＭ信号ＳＲＸを入力として情報データに対応する再生情報データＳＲＤＡＴと通信路情報ＳＣＥＯを出力する。【０００７】
通信路品質測定部１１０は、通信路情報ＳＣＥＯを入力としてサブキャリアそれぞれにおける通信路品質を測定し、通信路品質情報ＳＣＥＱＯとして出力する。【０００８】
フィードバック品質生成部３０７は、通信路品質情報ＳＣＥＱＯを入力として、固定のサブキャリアグループ化を行い、サブキャリアグループ単位で通信路品質を平均化し、フィードバック情報ＳＴＦＢＯとして出力する。第２の通信装置３０２の第２の送信機３０６は、フィードバック情報ＳＴＦＢＯから送信フィードバック信号ＳＦＢＴＸを生成し、固定の時間タイミングで第１の通信装置３０１へフィードバックする。【０００９】
第１の通信装置３０１の第１の受信機３０４は、受信フィードバック信号ＳＦＢＲＸからフィードバック情報ＳＴＦＢＯに対応する再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯを生成する。第１の送信機３０３の適応制御部１０８は、それぞれのサブキャリアグループにおける通信路品質を再生し、制御情報ＳＣＴＲＬを生成する。【００１０】
以上の動作により、サブキャリアグループ単位でフィードバック情報を生成することでフィードバック情報量を削減することができる。【００１１】
適応制御部１０８では、例えば、ＯＦＤＭシンボルそれぞれにおいて、サブキャリアグループにおける通信路品質が高いほど、そのサブキャリアグループに属するサブキャリアに割り当てるシンボルの変調多値数が大きくなるようにシンボルマッピングを行う適応変調や、サブキャリアグループの通信路品質が低いほど、そのサブキャリアグループに属するサブキャリアに割り当てる電力を大きくする送信電力制御などを行うための情報を生成する。【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１０４７７５号公報
【特許文献２】特開２００５−２７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した背景技術では、周波数領域において常に固定のサブキャリアグループ化を行い、時間領域において常に固定のタイミングでフィードバックを行う。そのため周波数領域における通信路品質の変動が早い場合、または、時間領域における通信路品質の変動が早い場合の両方に対応するには、サブキャリアグループ当たりのサブキャリア数ｎ（ｎは２以上の整数）を十分小さく、かつ、十分短い時間間隔でフィードバックしなければならないため、サブキャリアグループ当たりのサブキャリア数ｎに比例して、かつ、フィードバックする時間間隔に反比例してフィードバック情報量が増加してしまうことが問題となる。【００１４】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、時間領域および周波数領域の２次元領域における通信路品質の変動を考慮し、通信路状態に対して柔軟に通信路情報のフィードバックを行うＯＦＤＭ通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機及び第１の受信機を有する第１の通信装置と、第２の送信機及び第２の受信機を有する第２の通信装置とを備える。この構成において、前記第１の受信機は、前記第２の送信機から送られてくる送信フィードバック信号に対応する受信フィードバック信号に基づき再生フィードバック情報を出力する。前記第１の送信機は、前記再生フィードバック情報に基づき制御情報を出力する適応制御部と、情報データおよび前記制御情報に基づき１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成される送信ＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部とを有する。前記第２の受信機は、前記第１の送信機から送られてくる前記送信ＯＦＤＭ信号に対応する受信ＯＦＤＭ信号に基づき前記情報データに対応する再生情報データおよび通信路情報を出力する情報再生部と、前記通信路情報に基づき通信路品質を測定し、その測定結果を通信路品質情報として出力する通信路品質測定部と、前記通信路品質情報に基づき時間領域および周波数領域の２次元領域における通信路品質の変動を考慮してそれぞれの領域における分解能を適応的に制御した通信路品質に関する情報をフィードバック情報として出力するフィードバック制御部とを有する。前記第２の送信機は、前記フィードバック情報に基づき前記送信フィードバック信号を出力する。【００１６】
前記フィードバック制御部は、前記通信路品質情報に基づき時間領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を時間変動情報として出力する時間変動測定部と、前記通信路品質情報に基づき周波数領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を周波数変動情報として出力する周波数変動測定部と、前記通信路品質情報と前記時間変動情報と前記周波数変動情報とに基づき前記フィードバック情報を出力するフィードバック情報生成部とを有してもよい。【００１７】
前記フィードバック情報生成部は、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において時間領域および周波数領域のそれぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎはＪ、Ｎそれぞれの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定し２次元制御情報として出力する２次元制御部と、前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき全Ｌ個（Ｌ＝Ｋ×Ｍ、Ｋ＝Ｊ／ｊ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）の２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定し、その測定結果をフィードバック品質情報として出力するフィードバック品質生成部とを有し、前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力してもよい。【００１８】
前記フィードバック情報生成部は、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において２次元ブロックの総数Ｌ（ＬはＱの約数、Ｑ＝Ｎ×Ｊ）および２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐ（Ｐ＝Ｑ／Ｌ）を一定に保つという条件の下で時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定（ｊ×ｎ＝Ｐ）となるＪ，Ｎそれぞれの任意の約数。Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定して２次元制御情報として出力する２次元制御部と、前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき全Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定しフィードバック品質情報として出力するフィードバック品質生成部とを有し、前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力してもよい。【００１９】
前記時間変動測定部は、時間領域での隣接サブキャリア間における通信路品質の変動量を測定し、その測定結果を前記時間変動情報として出力し、前記周波数変動測定部は、周波数領域での隣接サブキャリア間における通信路品質の変動量を測定し、その測定結果を前記周波数変動情報として出力してもよい。【００２０】
前記時間変動測定部は、時間領域における通信路品質の分散を測定し、その測定結果を前記時間変動情報として出力し、前記周波数変動測定部は、周波数領域における通信路品質の分散を測定し、その測定結果を前記周波数変動情報として出力してもよい。【００２１】
前記２次元制御部は、前記時間変動情報に反比例して２次元ブロック当たりの時間領域におけるサブキャリア数ｊを設定し、前記周波数変動情報に反比例して２次元ブロック当たりの周波数領域におけるサブキャリア数ｎを設定してもよい。【００２２】
前記フィードバック品質生成部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて全Ｐ個のサブキャリアの通信路品質を平均化し、前記フィードバック品質情報として出力してもよい。【００２３】
前記２次元制御部は、Ｘ（Ｘは自然数）フレーム単位の任意の時間において逐次的に時間および周波数の２次元領域における通信路品質の変動を判定し、前記時間変動情報に基づいてＯＦＤＭブロック長を決定した後、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づいて２次元ブロック化を行い、前記２次元制御情報を出力してもよい。【００２４】
前記フィードバック品質生成部は、過去Ｂ個（Ｂは自然数）のＯＦＤＭブロックにおいて生成した前記２次元制御情報に基づいて前記フィードバック品質情報を出力してもよい。【００２５】
前記２次元制御部は、１ＯＦＤＭブロック内の任意の時間単位で逐次的に時間および周波数の２次元領域における通信路品質の変動を判定し、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づいて２次元ブロック化を行い、前記２次元制御情報を出力してもよい。【００２６】
前記フィードバック品質生成部は、１ＯＦＤＭブロックそれぞれにおける全フィードバック情報量を一定に保つという条件の下、１回のフィードバック情報量および１ＯＦＤＭブロック単位の時間領域におけるフィードバック回数であるフィードバック頻度の両方を適応的に制御して前記フィードバック品質情報を生成してもよい。【００２７】
前記フィードバック品質生成部は、１回のフィードバック情報量および１ＯＦＤＭブロック単位の時間領域におけるフィードバック回数であるフィードバック頻度の両方それぞれを一定に保つという条件の下、前記フィードバック品質情報を生成してもよい。【００２８】
前記フィードバック品質生成部は、ＯＦＤＭブロックそれぞれにおける前記フィードバック頻度をＫの最大値Ｋｍａｘ（Ｋｍａｘ＝Ｊ／ｊｍｉｎ：ｊｍｉｎはｊの任意の最小値）に保ち、かつ、１回のフィードバック情報量を２次元ブロックＬ／Ｋｍａｘ個分の通信路品質に保つように、（ｉ−１）×ｊ＋１からｉ×ｊ番目（ｉ＝１、２、３、…、Ｋ）のＯＦＤＭシンボルにおけるＬ／Ｋ（＝Ｍ）個の２次元ブロックの通信路品質をそれぞれＫｍａｘ／Ｋ回分のフィードバック情報に時分割し、前記フィードバック品質情報を生成してもよい。【００２９】
前記フィードバック情報生成部は、前記時間変動情報および前記周波数変動情報に基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化において２次元ブロックの総数Ｌ（ＬはＱの約数、Ｑ＝Ｎ×Ｊ）と２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐ（Ｐ＝Ｑ／Ｌ）を一定に保つという条件の下、時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定（ｊ×ｎ＝Ｐ）となるＪ、Ｎそれぞれの任意の約数：Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定し、２次元制御情報として出力する２次元制御部と、前記通信路品質情報および前記２次元制御情報に基づき通信路品質の変動を多項式で近似し、その多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報として出力する多項式近似部とを有し、前記２次元制御情報および前記フィードバック品質情報を前記フィードバック情報として出力してもよい。【００３０】
前記多項式近似部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて時間領域および周波数領域のどちらか一方の領域における通信路品質の変動を１つの多項式で近似し、時間領域における通信路品質の変動を多項式で近似する場合には、ｊ個の各ＯＦＤＭシンボルに属するサブキャリアのうちそれぞれｔ番目（ｔは１以上ｎ以下の任意の整数）のものを１番目のＯＦＤＭシンボルに属するものからＴ個間隔（Ｔは０以上ｊ−２以下の任意の整数）で選択し、選択したサブキャリア間に亘る通信路品質の変動を１つの多項式で近似し、周波数領域における通信路品質の変動を多項式で近似する場合には、ｓ番目（ｓは１以上ｊ以下の任意の整数）のＯＦＤＭシンボルに属するサブキャリアを１番目からＳ個間隔（Ｓは０以上ｎ−２以下の任意の整数）で選択し、選択したサブキャリア間に亘る通信路品質の変動を１つの多項式で近似してもよい。【００３１】
前記多項式近似部は、Ｌ個の２次元ブロックそれぞれにおいて全Ｐ個のサブキャリアの通信路品質を平均化し、時間領域において、それぞれ隣接するＫ個ずつの２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれｕ個（ｕは０以上Ｋ−１以下の任意の整数）の多項式で近似し、周波数領域において、それぞれ隣接するＭ個ずつの２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれｖ個（ｖは０以上Ｍ−１以下の任意の整数）の多項式で近似してもよい。【００３２】
前記多項式近似部は、近似する多項式の最大個数ｗ（ｗ＝ｕ×Ｍ＋ｖ×Ｋ）を予め任意に設定してもよい。前記多項式近似部は、近似する多項式の最大次数を、予め任意に設定してもよい。前記多項式近似部は、通信路品質の変動を最小二乗法、または、ラグランジュ補間法によって多項式で近似してもよい。【００３３】
前記通信路品質測定部は、通信路品質として、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ：希望信号電力対干渉信号電力比）、または、通信路利得を用いてもよい。【００３４】
本発明に係るフィードバック情報生成方法は、１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置のフィードバック情報生成方法であって、前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアにおける通信路品質を測定するステップと、その測定した通信路品質を基に時間および周波数のそれぞれの領域における通信路品質の変動を測定するステップと、それらの測定した時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基に、時間および周波数それぞれの領域で隣接するサブキャリアを２次元ブロック化するステップと、その２次元ブロック化の結果と前記通信路品質とを基にフィードバック情報を生成するステップとを有する。【００３５】
本発明に係るプログラムは、１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置のフィードバック情報生成プログラムであって、コンピュータに、前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアの通信路品質である通信路品質情報を用いて時間および周波数の各領域における通信路品質の変動を測定する処理と、それらの時間および周波数の各領域において通信路品質の変動を基に、時間および周波数それぞれの領域で隣接するサブキャリアを２次元ブロック化する処理と、その２次元ブロック化の結果と前記通信路品質とを基にフィードバック情報を生成する処理とを実行させる。【００３６】
本発明に係る通信装置は、１フレームがＮ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるＯＦＤＭ信号を受信し、その受信ＯＦＤＭ信号を基にフィードバック情報を生成する通信装置において、前記受信ＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアにおける通信路品質を測定する第１の測定手段と、前記第１の測定手段により測定された通信路品質を基に時間および周波数のそれぞれの領域における通信路品質の変動を測定する第２の測定手段と、前記第２の測定手段により測定された時間および周波数それぞれの領域における通信路品質の変動を基に、時間および周波数それぞれの領域で隣接するサブキャリアを２次元ブロック化する手段と、その２次元ブロック化の結果と前記通信路品質とを基にフィードバック情報を生成するフィードバック情報生成手段とを有する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明による効果は、通信路状態に対して、情報量を抑えつつ、かつ、的確な通信路品質のフィードバックが実現できることである。その理由は、時間と周波数の各領域における通信路品質の変動を考慮し、通信路状態に応じた２次元ブロック化を行うためである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１〜第４の実施例におけるＯＦＤＭ通信システムの構成図である。
【図２】本発明の第５の実施例におけるＯＦＤＭ通信システムの構成図である。
【図３】本発明の第１〜第５の実施例におけるドップラー周波数の測定方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第１〜第５の実施例における遅延分散の測定方法を説明するための図である。
【図５】本発明の第１〜第５の実施例における２次元ブロック化に用いる時間領域の指標を説明するための図である。
【図６】本発明の第１〜第５の実施例における２次元ブロック化に用いる周波数領域の指標を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図１７】本発明の第２の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図１８】本発明の第３の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図１９】本発明の第３の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２０】本発明の第３の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図２１】本発明の第４の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２２】本発明の第４の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図２３】本発明の第４の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２４】本発明の第４の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図２５】本発明の第４の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２６】本発明の第４の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図２７】本発明の第５の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２８】本発明の第５の実施例における２次元ブロック化を説明するための図である。
【図２９】本発明の第５の実施例におけるフィードバック方法を説明するための図である。
【図３０】従来例におけるＯＦＤＭ通信システムの構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１、２０１、３０１  第１の通信装置
１０２、２０２、３０２  第２の通信装置
１０３、２０３、３０３  第１の送信機
１０４、２０４、３０４  第１の受信機
１０５、２０５、３０５  第２の受信機
１０６、２０６、３０６  第２の送信機
１０７  ＯＦＤＭ信号生成部
１０８  適応制御部
１０９  情報再生部
１１０  通信路品質測定部
１１１  時間変動測定部
１１２  周波数変動測定部
１１３  ２次元制御部
１１４、３０７  フィードバック品質生成部
２０７  多項式近似部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係るＯＦＤＭ通信システム、そのフィードバック情報生成方法、および通信装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。【００４１】
（第１の実施の形態）
本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機と第１の受信機とからなる第１の通信装置と、第２の受信機と第２の送信機とからなる第２の通信装置とにより構成される。１フレームは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成される。【００４２】
この構成において、第２の通信装置の第２の受信機により、通信路情報を基に通信路品質を測定した結果を通信路品質情報とする。この通信路品質情報を基に時間領域および周波数領域それぞれにおける通信路品質の変動を測定した結果を時間変動情報および周波数変動情報とする。【００４３】
これらの時間変動情報および周波数変動情報を基にＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する通信路品質がほぼ同等であるｊ、ｎ個（ｊ、ｎはそれぞれＪ、Ｎの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）ずつのサブキャリアからなる全Ｐ個（Ｐ＝ｊ×ｎ）のサブキャリアを１つの２次元ブロックとする２次元ブロック化を行い、時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎを２次元制御情報とする。【００４４】
通信路品質情報と２次元制御情報とを基に２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定した結果をフィードバック品質情報とする。２次元制御情報とフィードバック品質情報とをフィードバック情報とする。こうすることにより、通信路状態に応じたフィードバックを行う。【００４５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機と第１の受信機とからなる第１の通信装置と、第２の受信機と第２の送信機とからなる第２の通信装置とにより構成される。１フレームは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成される。本実施の形態は、フィードバック情報量を一定として通信路状態に応じた通信路情報のフィードバックを行うために、２次元ブロックの総数を一定とするという条件の下、時間領域および周波数領域それぞれにおけるフィードバック品質情報の分解能を適応的に制御してフィードバックを行う。【００４６】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信システムは、第２の通信装置の第２の受信機により、通信路情報を基に通信路品質を測定した結果を通信路品質情報とする。通信路品質情報を基に時間領域および周波数領域それぞれにおける通信路品質の変動を測定した結果を時間変動情報および周波数変動情報とする。【００４７】
時間変動情報および周波数変動情報を基に２次元ブロックの総数Ｌ（Ｌ＝Ｋ×Ｍ、Ｋ＝Ｊ／ｊ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）と２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐとを一定に保ったまま設定した時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎを２次元制御情報とする。【００４８】
通信路品質情報と２次元制御情報とを基に２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定した結果をフィードバック品質情報とする。２次元制御情報とフィードバック品質情報とをフィードバック情報とする。こうすることにより、通信路状態に応じたフィードバックを行う。【００４９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機と第１の受信機とからなる第１の通信装置と、第２の受信機と第２の送信機とからなる第２の通信装置とにより構成される。１フレームは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成される。本実施の形態は、フィードバック情報量を一定として通信路状態に応じた通信路情報のフィードバックを行うために、２次元ブロックの総数を一定とするという条件の下、時間領域および周波数領域それぞれにおけるフィードバック品質情報の分解能を適応的に制御してフィードバックを行う。【００５０】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信システムは、第２の通信装置の第２の受信機により、通信路情報を基に通信路品質を測定した結果を通信路品質情報とする。通信路品質情報を基に時間領域および周波数領域それぞれにおける通信路品質の変動を測定した結果を時間変動情報および周波数変動情報とする。【００５１】
時間変動情報および周波数変動情報を基に２次元ブロックの総数Ｌと２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐとを一定に保ったまま設定した時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎを２次元制御情報とする。通信路品質情報と２次元制御情報とを基に通信路品質の変動を多項式で近似し、その多項式の係数および変曲点の位置および変曲点における通信路品質、または、係数のみをフィードバック品質情報とする。２次元制御情報とフィードバック品質情報とをフィードバック情報とする。こうすることにより、通信路状態に応じたフィードバックを行う。【００５２】
以上説明したように、上記の各実施の形態によれば、フィードバック情報量を抑えつつ、通信路状態に応じた通信路情報のフィードバックが実現できる。【００５３】
次に、本発明の各種実施例について、図面を参照して詳細に説明する。【００５４】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例におけるＯＦＤＭ通信システムの構成を示すブロック図である（下記の第２〜第４の実施例も同様である）。本実施例では、１フレームが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるものとする。また、本実施例では、Ｇ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなるＯＦＤＭブロックそれぞれにおいて若い番号のＯＦＤＭシンボルおよび若い番号のサブキャリアが属する２次元ブロックから順に番号を付ける。【００５５】
図１において、本実施例に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機２０３および第１の受信機２０４を有する第１の通信装置２０１と、第２の受信機２０５および第２の送信機２０６を有する第２の通信装置２０２とを備える。第１の通信装置２０１および第２の通信装置２０２は、例えば基地局および移動局で構成される。【００５６】
第１の通信装置２０１において、第１の送信機１０３は、ＯＦＤＭ信号生成部１０７および適応制御部１０８を有する。【００５７】
適応制御部１０８は、第１の受信機１０４からの再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯを入力とし、これに基づき制御情報ＳＣＴＲＬをＯＦＤＭ信号生成部１０７に出力する。【００５８】
ＯＦＤＭ信号生成部１０７は、情報データＳＴＤＡＴと適応制御部１０８からの制御情報ＳＣＴＲＬを入力とし、これらに基づきＮ個のサブキャリアのうち１番目のサブキャリアから順に隣接するｎｔ個ずつ（ｎｔは再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯにより決定されるＮの約数）をサブキャリアグループ番号ｍ（ｍ＝１、２、…、Ｍ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）のサブキャリアグループとするサブキャリアグループ化を行う。さらに、リンクアダプテーションを行ってサブキャリアグループごとに送信パラメータを設定し、送信ＯＦＤＭ信号ＳＴＸを生成し、第２の通信装置２０２に送信する。【００５９】
第２の通信装置２０２において、第２の受信機１０５は、情報再生部１０９、通信路品質測定部１１０、時間変動測定部１１１、周波数変動測定部１１２、２次元制御部１１３、およびフィードバック品質生成部１１４を有する。【００６０】
情報再生部１０９は、第１の通信装置２０１からの送信ＯＦＤＭ信号ＳＴＸに対応する受信ＯＦＤＭ信号ＳＲＸを入力とし、これに基づき情報データＳＴＤＡＴに対応する再生情報データＳＲＤＡＴを出力すると共に、通信路情報ＳＣＥＯを通信路品質測定部１１０に出力する。【００６１】
通信路品質測定部１１０は、情報再生部１０９からの通信路情報ＳＣＥＯを入力とし、これに基づきサブキャリアごとの通信路品質を測定し、その測定結果を通信路品質情報ＳＣＥＱＯとして時間変動測定部１１１、周波数変動測定部１１２、およびフィードバック品質生成部１１４にそれぞれ出力する。【００６２】
時間変動測定部１１１は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯを入力とし、これに基づき時間領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を時間変動情報ＳＴＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。【００６３】
周波数変動測定部１１２は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯを入力とし、これに基づき周波数領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を周波数変動情報ＳＦＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。【００６４】
２次元制御部１１３は、時間変動測定部１１１からの時間変動情報ＳＴＤＯと周波数変動測定部１１２からの周波数変動情報ＳＦＤＯを入力とし、これらに基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを、時間領域および周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化を行い、時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数を２次元制御情報ＳＴＴＤＢとしてフィードバック品質生成部１１４に出力する。【００６５】
フィードバック品質生成部１１４は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯと２次元制御部１１３からの２次元制御情報ＳＴＴＤＢとを入力とし、これらに基づき２次元ブロックそれぞれにおいて通信路品質を測定し、その測定結果をフィードバック品質情報ＳＴＣＨＯとして第２の送信機１０６に出力する。【００６６】
第２の送信機１０６は、フィードバック品質生成部１１４からのフィードバック品質情報ＳＴＣＨＯと２次元制御部１１３からの２次元制御情報ＳＴＴＤＢとを入力とし、これらに基づき送信フィードバック信号ＳＦＢＴＸを生成し、第１の通信装置２０１に送信する。【００６７】
第１の受信機１０４は、第２の通信装置２０２からの送信フィードバック信号ＳＦＢＴＸに対応する受信フィードバック信号ＳＦＢＲＸを入力とし、これに基づきフィードバック情報に対応する再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯを適応制御部１０８に出力する。【００６８】
以上の動作により、第２の通信装置２０２から第１の通信装置２０１に対しその通信路状態に応じた通信路情報のフィードバックを行う。【００６９】
フィードバック品質生成部１１４は、２次元ブロックそれぞれにおいて、２次元ブロック内の全サブキャリアにおける通信路品質を平均化し、その測定結果をフィードバック品質情報とする。【００７０】
本実施例では、時間変動測定部１１１において、時間領域において隣接するサブキャリアの通信路品質がほぼ一定とみなせるコヒーレント時間ＣＴ（ＣＴは０以上の実数。）を算出し、算出されたＣＴを時間変動情報ＳＴＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。また、周波数変動測定部１１２において、周波数領域において隣接するサブキャリアの通信路品質がほぼ一定とみなせるコヒーレント帯域幅ＣＢＷ（ＣＢＷは０以上の実数。）を算出し、算出されたＣＢＷを周波数変動情報ＳＦＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。そして、２次元制御部１１３において、時間変動測定部１１１から入力されるコヒーレント時間ＣＴと、周波数変動測定部１１２から入力されるコヒーレント帯域幅ＣＢＷとを用いて、２次元ブロック化を行う。【００７１】
本実施例では、時間変動測定部１１１において、コヒーレント時間ＣＴを、ドップラー周波数Ｆｄ（Ｆｄは０以上の実数。）を用いて、ＣＴ＝１／（２Ｆｄ）の関係式から算出する。また、周波数変動測定部１１２において、コヒーレント帯域幅ＣＢＷを遅延分散τ（τは０以上の実数）を用いて、ＣＢＷ＝１／（２πτ）の関係式から算出する。【００７２】
ここで、コヒーレント時間ＣＴの算出で用いるドップラー周波数Ｆｄの推定方法として、既知であるパイロットシンボルにおける位相回転量θ［ｒａｄ］（θは０以上の実数。）を用いて推定する方法がある。例えば、図３に示すようにＰ１、Ｐ２をそれぞれ１、２番目のパイロットシンボルに対応する受信信号ベクトルとし、ｔｐが時間領域におけるＰ１とＰ２の間隔とすると、位相変動量θはθ＝｛ｃｏｓ−１（Ｐ１・Ｐ１）｝／ｔｐの関係式（・は内積）から算出できる。このθを用いて、ドップラー周波数ＦｄをＦｄ＝θ／｛２πｔｐ｝の関係式から算出できる。【００７３】
また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷの算出で用いる遅延分散τの推定方法として、遅延プロファイルを用いて推定する方法がある。例えば、図４に示すようにＬＰ個（ＬＰは１以上の整数。）のパスが検出され、各パスの遅延時間がτｋ（τｋは０以上の実数。ｋ＝１、２、…、ＬＰ）であり、各パスの受信電力がＰｋ（Ｐｋは０より大きい実数。）である場合、遅延分散τは、【００７４】
【数１】
2006107037.tif 000002
の関係式から算出できる。ここで、【００７５】
【数２】
2006107037.tif 000003
【００７６】
【数３】
2006107037.tif 000004
である。【００７７】
図５に示すように、時間領域においてコヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ（ｊｃは１以上の整数）は、ｊｃ≦ＣＴ／Δｔ（Δｔは１ＯＦＤＭシンボル周期で０より大きい実数）となる。また、図６に示すように、周波数領域においてコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎc（ｎcは１以上の整数）は、ｎc≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）（Δｆはサブキャリア間隔で０より大きい実数）となる。【００７８】
本実施例では、２次元制御部１１３において、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを用いて、時間領域と周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎはそれぞれＪ、Ｎの任意の約数。Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を任意に設定する。ただし、２次元ブロックの総数Ｌ（Ｌ＝Ｋ×Ｍ、Ｋ＝Ｊ／ｊ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）は適応的に制御できるものとする。【００７９】
従って、本実施例では、時間と周波数それぞれの領域において、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるように２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊそれぞれを任意に設定する。【００８０】
また、本実施例では、時間領域における１ＯＦＤＭブロック当たりのフィードバック回数であるフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量をどちらも適応的に制御可能であるものとする。【００８１】
本実施例では、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいてフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を決定するものとし、各２次元ブロックにおける通信路品質と一つ前のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊをフィードバック情報とする。【００８２】
本実施例のように、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいてフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を設定する場合には、１番目のＯＦＤＭブロックにおけるフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量は、予め設定した値に基づいて行う方法が考えられる。また別の方法として、１番目のＯＦＤＭブロックにはダミーを送信してフィードバックは行わず、２番目のＯＦＤＭブロックからは一つ前のＯＦＤＭブロックにおいて決定した値に基づいて行う方法も考えられる。【００８３】
図７から図９は、本実施例における２次元制御部１１３での２次元ブロック化を説明するための図である。本実施例において、図７に示すように、１ＯＦＤＭシンボルが８個（Ｎ＝８）のサブキャリアからなり、１ＯＦＤＭブロックが４個（Ｆ＝４）のＯＦＤＭシンボルからなるフレーム３個（Ｇ＝３）で構成されるものとする。また、１ＯＦＤＭシンボル周期を０．０１ｓｅｃ（Δｔ＝０．０１）、サブキャリア間隔を１００Ｈｚ（Δｆ＝１００）とする。【００８４】
本実施例において、１番目のＯＦＤＭブロックにおいて伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝２０Ｈｚ、遅延分散τ＝０．３０ｍｓｅｃであるとする。【００８５】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆｄ）＝１／（２×２０）＝０．０２５ｓｅｃとなる。また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．３０×１０−３）＝５３１Ｈｚとなる。これらの算出したコヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを基に、２次元制御部１１３において２次元ブロック化を行う。【００８６】
この例では、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃは、ｊｃ≦ＣＴ／Δｔ＝０．０２５／０．０１＝２．５０からｊｃ＝２となる。また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃは、ｎｃ≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（５３１／１００−１）＝４．３１からｎｃ＝４となる。【００８７】
そこで、２次元制御部１１３において、時間および周波数それぞれの領域においてコヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるように２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊを設定する。例えば、ｎは８（＝Ｎ）の約数である｛１、２、４、８｝の中からｎ≦ｎｃ＝４を満たす値である｛１、２、４｝のいずれかに設定する。また、ｊは１２（＝Ｊ）の約数である｛１、２、３、４、６、１２｝の中からｊ≦ｊｃ＝２を満たす値である｛１、２｝のいずれかに設定する。【００８８】
ここで、ｎ、ｊの値が大きいほどフィードバック情報量を抑えることができるため、ｎ、ｊをそれぞれ４、２と設定する。この場合には、図８に示すように２次元ブロックの総数Ｌ（＝Ｋ×Ｍ）は、Ｋ＝Ｊ／ｊ＝１２／２＝６およびＭ＝Ｎ／ｎ＝８／４＝２から、Ｌ＝Ｋ×Ｍ＝６×２＝１２となる。【００８９】
この例では、フィードバック頻度および一回のフィードバック情報量の決定は、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいて行うため、２番目のＯＦＤＭブロックが受信されると、図８に示すように２次元ブロック化を行う（図中の２次元ブロック（１）〜（１２）参照）。【００９０】
また、図９に示すように２次元ブロック（１）〜（１２）毎の通信路品質、および１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝４、ｊ＝２を若い番号の２次元ブロックから順にフィードバックを行う。【００９１】
ここで、本実施例において、１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック化に基づいて、２番目のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化を行ったが、Ｙ番目（Ｙは自然数、例えばＹ＝１）ＯＦＤＭブロックの先頭Ｚフレーム（Ｚは自然数、例えばＺ＝１）においてＣＴ、ＣＢＷおよびｊｃ、ｎｃを算出し、その結果に基づいてＹ番目のＯＦＤＭブロック自身における２次元ブロック化を行う方法も可能である。【００９２】
（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。なお、前述した図１に示すＯＦＤＭ通信システムの構成、図３に示すドップラー周波数の測定方法、図４に示す遅延分散の測定方法、図５に示す２次元ブロック化に用いる時間領域の指標、図６に示す２次元ブロック化に用いる周波数領域の指標については、第１の実施例と同様であるため、その説明を省略し、相違点のみ説明する。【００９３】
本実施例では、通信路品質の変動を逐次的に判定して、コヒーレント時間ＣＴを基に１ＯＦＤＭブロックに含まれるＯＦＤＭシンボル数であるＯＦＤＭブロック長を決定する。【００９４】
また、本実施例では、２次元制御部１１３において、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを用いて、時間領域と周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎはそれぞれＪ、Ｎの任意の約数。Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を任意に設定する。ただし、２次元ブロックの総数Ｌ（Ｌ＝Ｋ×Ｍ、Ｋ＝Ｊ／ｊ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）は適応的に制御できるものとする。【００９５】
そして、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを基に２次元ブロック化を行い、２次元ブロック化の結果に基づいてフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を適応的に設定する。【００９６】
本実施例では、各ＯＦＤＭブロックの先頭となる１フレームにおいてコヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出し、ＯＦＤＭブロック長がコヒーレント時間ＣＴ以内となるように１ＯＦＤＭブロックを決定する。従って、本実施例では、コヒーレント時間ＣＴが１フレーム以上の場合、時間領域における２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊが、１ＯＦＤＭブロック内のＯＦＤＭシンボル数（＝ＯＦＤＭブロック長）と等しくなる。そして、決定したＯＦＤＭブロックにおいて２次元ブロック化を行い、フィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を設定する。【００９７】
図１０から図１７は、本実施例における２次元制御部１１３での２次元ブロック化を説明するための図である。本実施例において、図１１に示すように、１ＯＦＤＭシンボルが８個（Ｎ＝８）のサブキャリアからなり、１フレームが４個（Ｆ＝４）のＯＦＤＭシンボルで構成されるものとする。また、１ＯＦＤＭシンボル周期を０．０１ｓｅｃ（Δｔ＝０．０１）、サブキャリア間隔を１００Ｈｚ（Δｆ＝１００）とする。【００９８】
本実施例における１番目のフレームで伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝１５Ｈｚ、遅延分散τ＝０．２５ｍｓｅｃであるとする。【００９９】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆd）＝１／（２×１５）＝０．０３３ｓｅｃとなる。よって、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ１（ｊｃ１の添え字１はフレーム番号を表す）は、図１０に示すように、ｊｃ１≦ＣＴ／Δｔ＝０．０３３／０．０１＝３．３０からｊｃ１＝３となる。この例では、１フレームにおける時間領域におけるサブキャリア数（＝ＯＦＤＭシンボル数）は４であり、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ１（＝３）を超える（コヒーレント時間ＣＴに収まらない）ため、図１１に示すように、１番目のフレームのみを１番目のＯＦＤＭブロックとし、２次元ブロック化を行う。【０１００】
また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．２５×１０−３）＝６３７Ｈｚとなる。この場合には、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃ１（ｎｃ１の添え字１はフレーム番号を表す）は、ｎｃ１≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（６３７／１００−１）＝５．３７からｎｃ１＝５となる。【０１０１】
本実施例では、２次元制御部１１３において、時間および周波数それぞれの領域においてコヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるように２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊを任意に設定できる。例えば、ｎは８（＝Ｎ）の約数である｛１、２、４、８｝の中からｎ≦ｎｃ１＝５を満たす値である｛１、２、４｝のいずれかに設定する。また、ｊは１フレームに含まれるＯＦＤＭシンボル数４の約数である｛１、２、４｝の中からｊ≦ｊｃ１＝３を満たす値である｛１、２｝のいずれかに設定する。【０１０２】
ここで、ｎ、ｊの値が大きいほどフィードバック情報量を抑えることができるので、本実施例の２次元制御部１１３における１番目のＯＦＤＭブロックでは、図１１に示すようにｎ、ｊをそれぞれ４、２と設定して２次元ブロック化を行う（図中の２次元ブロック（１）〜（４）参照）。【０１０３】
この例では、フィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を適応的に設定できるため、図１２に示すように２次元ブロック（１）〜（４）毎の通信路品質、および１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝４、ｊ＝２を若い番号の２次元ブロックから順にフィードバックを行う。ここで、時間領域における通信路品質の変動により追従できるように、図１３に示すようにフィードバックを行うこともできる。【０１０４】
次に、２番目のＯＦＤＭブロックの先頭となる２番目のフレームで伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝５Ｈｚ、遅延分散τ＝０．３２ｍｓｅｃであるとする。【０１０５】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆｄ）＝１／（２×５）＝０．１００ｓｅｃとなる。よって、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ２は、図１４に示すように、ｊｃ２≦ＣＴ／Δｔ＝０．０１００／０．０１＝１０．０からｊｃ２＝１０となる。この例では、１フレームにおける時間領域におけるサブキャリア数（＝ＯＦＤＭシンボル数）は４であり、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ２（＝１０）より少ない（コヒーレント時間ＣＴに収まる）。この場合には、ＯＦＤＭブロック長がｊｃ２（＝１０）以下となり、かつ、４ＯＦＤＭシンボルからなるフレームの整数倍となるように１ＯＦＤＭブロックを決定するため、本実施例における２番目のＯＦＤＭブロック長を８とする。【０１０６】
また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．３２×１０−３）＝４９８Ｈｚとなる。この場合には、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃ２は、ｎｃ２≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（４９８／１００−１）＝３．９８からｎｃ２＝３となる。【０１０７】
本実施例では、２次元制御部１１３において、ｎは８（＝Ｎ）の約数である｛１、２、４、８｝の中からｎ≦ｎｃ２＝３を満たす値である｛１、２｝のいずれかに設定できるので、フィードバック情報量をできるだけ抑えるためにｎ＝２とする。一方、本実施例における２番目のＯＦＤＭブロック長は、すでにコヒーレント時間ＣＴに収まるようにｊｃ２（＝１０）以下に設定しているので、ｊはＯＦＤＭブロック長である８とする。従って、２番目のＯＦＤＭブロックは図１５に示すようになる（図中の２次元ブロック（１）〜（４）参照）。【０１０８】
また、図１６に示すように２次元ブロック（１）〜（４）毎の通信路品質、および２番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝２、ｊ＝８を若い番号の２次元ブロックから順にフィードバックを行う。ここで、時間領域における通信路品質の変動により追従できるように、図１７に示すようにフィードバックを行うこともできる。ここで、ｊは８の約数である｛１、２、４、８｝から任意に設定することも可能である。【０１０９】
なお、３番目のＯＦＤＭブロック長の決定は、３番目のＯＦＤＭブロックの先頭となる４番目のフレームにおいて行う。【０１１０】
（第３の実施例）
次に、本発明の第３の実施例について説明する。なお、前述した図１に示すＯＦＤＭ通信システムの構成、図３に示すドップラー周波数の測定方法、図４に示す遅延分散の測定方法、図５に示す２次元ブロック化に用いる時間領域の指標、図６に示す２次元ブロック化に用いる周波数領域の指標については、第１の実施例と同様であるため、その説明を省略し、相違点のみ説明する。【０１１１】
本実施例では、２次元制御部１１３は、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを用いて、１ＯＦＤＭブロック内の２次元ブロックの総数Ｌが一定となるように、時間領域と周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定となるＪ、Ｎそれぞれの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定する。この場合には、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ（＝ｊ×ｎ）となる。【０１１２】
本実施例では、時間領域においてコヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎcの相対関係として、ｎｃ／ｊｃを算出する。２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐから決まるｎ／ｊが取りうる値のうちでｎｃ／ｊｃの値に最も近い値を選択し、その選択した値に基づいてｎ、ｊを設定する。【０１１３】
また、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいて各２次元ブロックにおける通信路品質と一つ前のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊをフィードバック情報とする。【０１１４】
本実施例では、時間領域における１ＯＦＤＭブロック当たりのフィードバック回数であるフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量をどちらも適応的に制御可能であるものとする。【０１１５】
図１８から図２０は、本実施例における２次元制御部１１３での２次元ブロック化を説明するための図である。本実施例において、図１８に示すように、１ＯＦＤＭシンボルが８個（Ｎ＝８）のサブキャリアからなり、１ＯＦＤＭブロックが４個（Ｆ＝４）のＯＦＤＭシンボルからなるフレーム２個（Ｇ＝２）で構成されるものとする。また、１ＯＦＤＭシンボル周期を０．０１ｓｅｃ（Δｔ＝０．０１）、サブキャリア間隔を１００Ｈｚ（Δｆ＝１００）とする。さらに、２次元ブロックの総数Ｌを一定値８に保つものとする。従って、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ＝８×８／８＝８となる。【０１１６】
本実施例における１番目のＯＦＤＭブロックで伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝１０Ｈｚ、遅延分散τ＝０．５０ｍｓｅｃであるとする。【０１１７】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆｄ）＝１／（２×１０）＝０．０５０ｓｅｃとなる。また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．５０×１０−３）＝３１８Ｈｚとなる。【０１１８】
この例では、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃは、ｊｃ≦ＣＴ／Δｔ＝０．０５０／０．０１０＝５．００からｊｃ＝５となる。また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃは、ｎｃ≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（３１８／１００−１）＝２．１８からｎｃ＝２となる。この場合には、ｎｃ／ｊｃの値は、ｎｃ／ｊｃ＝２／５となる。Ｐ＝ｎ×ｊ＝８を満たすｎ／ｊの取りうる値は｛１／８、２／４、４／２、８／１｝の４通りであり、ｎｃ／ｊｃ＝２／５に最も近い値は２／４である。従って、ｎ、ｊをそれぞれ２、４と設定し、図１９のように２次元ブロック化を行う（図中の２次元ブロック（１）〜（８）参照）。【０１１９】
本実施例では、フィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を適応的に設定できるため、図２０に示すように２番目のＯＦＤＭブロックにおいて、２次元ブロック（１）〜（８）毎の通信路品質、および１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝２、ｊ＝４を若い番号の２次元ブロックから順にフィードバックを行う。【０１２０】
（第４の実施例）
次に、本発明の第４の実施例について説明する。なお、前述した図１に示すＯＦＤＭ通信システムの構成、図３に示すドップラー周波数の測定方法、図４に示す遅延分散の測定方法、図５に示す２次元ブロック化に用いる時間領域の指標、図６に示す２次元ブロック化に用いる周波数領域の指標については、第１の実施例と同様であるため、その説明を省略し、相違点のみ説明する。【０１２１】
本実施例では、２次元制御部１１３は、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを用いて、１ＯＦＤＭブロック内の２次元ブロックの総数Ｌが一定となるように、時間領域と周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定となるＪ、Ｎそれぞれの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定する。この場合には、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ（＝ｊ×ｎ）となる。【０１２２】
本実施例では、時間領域においてコヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎcの相対関係として、ｎｃ／ｊｃを算出する。２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐから決まるｎ／ｊが取りうる値のうちでｎｃ／ｊｃの値に最も近い値を選択し、その選択した値に基づいてｎ、ｊを設定する。【０１２３】
また、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいて各２次元ブロックにおける通信路品質と一つ前のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊをフィードバック情報とする。【０１２４】
さらに、本実施例では、時間領域における１ＯＦＤＭブロック当たりのフィードバック回数であるフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量それぞれを一定に保つものとする。【０１２５】
図２１〜図２４は、本実施例における２次元制御部１１３での２次元ブロック化を説明するための図である。本実施例において、図２１に示すように、１ＯＦＤＭシンボルが８個（Ｎ＝８）のサブキャリアからなり、１ＯＦＤＭブロックが４個（Ｆ＝４）のＯＦＤＭシンボルからなるフレーム２個（Ｇ＝２）で構成されるものとする。また、１ＯＦＤＭシンボル周期を０．０１ｓｅｃ（Δｔ＝０．０１）、サブキャリア間隔を１００Ｈｚ（Δｆ＝１００）とする。さらに、２次元ブロックの総数Ｌを一定値８に保つものとする。従って、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ＝８×８／８＝８となる。【０１２６】
本実施例では、２次元ブロックの総数Ｌが８であるので、フィードバック頻度と１回のフィードバック情報に含まれる２次元ブロック毎の通信路品質の数との積が８（＝Ｌ）となるように、フィードバック頻度を４回、一回のフィードバック情報量を２次元ブロック２個分とし、それぞれを一定に保つものとする。【０１２７】
本実施例における１番目のＯＦＤＭブロックで伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝４０Ｈｚ、遅延分散τ＝０．１５ｍｓｅｃであるとする。【０１２８】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆd）＝１／（２×４０）＝０．０１２５ｓｅｃとなる。また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．１５×１０−３）＝１０６２Ｈｚとなる。【０１２９】
この例では、コヒーレント時間ＣTに収まるサブキャリア数ｊｃは、ｊｃ≦ＣT／Δｔ＝０．０１２５／０．０１０＝１．２５からｊｃ＝１となる。また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃは、ｎｃ≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（１０６２／１００−１）＝９．６２からｎｃ＝９となる。この場合には、ｎｃ／ｊｃの値は、ｎｃ／ｊｃ＝９／１となる。Ｐ＝ｎ×ｊ＝８を満たすｎ／ｊの取りうる値は｛１／８、２／４、４／２、８／１｝の４通りであり、ｎｃ／ｊｃ＝９／１に最も近い値は８／１である。従って、ｎ、ｊをそれぞれ８、１と設定し、図２１に示すように２次元ブロック化を行う（図中の２次元ブロック（１）〜（８）参照）。【０１３０】
本実施例では、フィードバック頻度を４回、１回のフィードバック情報量を２次元ブロック２個分とするため、図２２に示すように２番目のＯＦＤＭブロックにおいて、２ＯＦＤＭシンボルに１回、１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝８、ｊ＝１、および若い番号の２次元ブロック（１）〜（８）における通信路品質から２個ずつ順にフィードバックを行う。【０１３１】
なお、本実施例において、図２３、図２５に示すようにそれぞれ２次元ブロック化が行われる場合（図中の２次元ブロック（１）〜（８）参照）には、図２４、図２６に示すようにそれぞれフィードバックを行う。【０１３２】
（第５の実施例）
次に、本発明の第５の実施例について説明する。なお、前述した図３に示すドップラー周波数の測定方法、図４に示す遅延分散の測定方法、図５に示す２次元ブロック化に用いる時間領域の指標、図６に示す２次元ブロック化に用いる周波数領域の指標については、第１の実施例と同様であるため、その説明を省略し、相違点のみ説明する。【０１３３】
図２は、本実施例におけるＯＦＤＭ通信システムの構成を示すブロック図である。本実施例では、１フレームが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルＦ個（Ｆは１以上の整数）で構成されるものとする。また、本実施例では、Ｇ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなるＯＦＤＭブロックそれぞれにおいて若い番号のＯＦＤＭシンボルおよび若い番号のサブキャリアが属する２次元ブロックから順に番号を付ける。【０１３４】
図２において、本実施例に係るＯＦＤＭ通信システムは、第１の送信機２０３および第１の受信機２０４を有する第１の通信装置２０１と、第２の受信機２０５および第２の送信機２０６を有する第２の通信装置２０２とを備える。第１の通信装置２０１および第２の通信装置２０２は、例えば基地局および移動局で構成される。【０１３５】
第１の通信装置２０１において、第１の送信機２０３は、ＯＦＤＭ信号生成部１０７および適応制御部１０８を有する。【０１３６】
適応制御部１０８は、第１の受信機２０４からの再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯを入力とし、これに基づき制御情報ＳＣＴＲＬをＯＦＤＭ信号生成部１０７に出力する。【０１３７】
ＯＦＤＭ信号生成部１０７は、情報データＳＴＤＡＴと適応制御部１０８からの制御情報ＳＣＴＲＬを入力とし、これらに基づきＮ個のサブキャリアのうち１番目のサブキャリアから順に隣接するｎｔ個ずつ（ｎｔは再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯにより決定されるＮの約数）をサブキャリアグループ番号ｍ（ｍ＝１、２、…、Ｍ、Ｍ＝Ｎ／ｎ）のサブキャリアグループとするサブキャリアグループ化を行う。さらに、リンクアダプテーションを行ってサブキャリアグループごとに送信パラメータを設定し、送信ＯＦＤＭ信号ＳＴＸを生成し、第２の通信装置２０２に送信する。【０１３８】
第２の通信装置２０２において、第２の受信機１０５は、情報再生部１０９、通信路品質測定部１１０、時間変動測定部１１１、周波数変動測定部１１２、２次元制御部１１３、および多項式近似部２０７を有する。【０１３９】
情報再生部１０９は、第１の通信装置２０１からの送信ＯＦＤＭ信号ＳＴＸに対応する受信ＯＦＤＭ信号ＳＲＸを入力とし、これに基づき情報データＳＴＤＡＴに対応する再生情報データＳＲＤＡＴを出力すると共に、通信路情報ＳＣＥＯを通信路品質測定部１１０に出力する。【０１４０】
通信路品質測定部１１０は、情報再生部１０９からの通信路情報ＳＣＥＯを入力とし、これに基づきサブキャリアごとの通信路品質を測定し、その測定結果を通信路品質情報ＳＣＥＱＯとして時間変動測定部１１１、周波数変動測定部１１２、および多項式近似部２０７にそれぞれ出力する。【０１４１】
時間変動測定部１１１は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯを入力とし、これに基づき時間領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を時間変動情報ＳＴＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。【０１４２】
周波数変動測定部１１２は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯを入力とし、これに基づき周波数領域における通信路品質の変動を測定し、その測定結果を周波数変動情報ＳＦＤＯとして２次元制御部１１３に出力する。【０１４３】
２次元制御部１１３は、時間変動測定部１１１からの時間変動情報ＳＴＤＯと周波数変動測定部１１２からの周波数変動情報ＳＦＤＯを入力とし、これらに基づきＧ個（Ｇは１以上の整数）のフレームからなる１ＯＦＤＭブロックを、時間領域と周波数領域でそれぞれ隣接する複数のサブキャリアからなる２次元ブロックに分割する２次元ブロック化を行い、時間領域と周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数を２次元制御情報ＳＴＴＤＢとして多項式近似部２０７に出力する。【０１４４】
多項式近似部２０７は、通信路品質測定部１１０からの通信路品質情報ＳＣＥＱＯと２次元制御部１１３からの２次元制御情報ＳＴＴＤＢを入力とし、これらに基づき通信路品質の変動を多項式で近似し、多項式の係数と多項式の変曲点の位置と変曲点における通信路品質、または、前記多項式の係数のみをフィードバック品質情報ＳＴＣＨＯとして第２の送信機２０６に出力する。【０１４５】
第２の送信機２０６は、多項式近似部２０７からのフィードバック品質情報ＳＴＣＨＯと２次元制御部１１３からの２次元制御情報ＳＴＴＤＢを入力とし、これらに基づき送信フィードバック信号ＳＦＢＴＸを生成し、第１の通信装置２０１に送信する。【０１４６】
第１の通信装置２０１において、第１の受信機２０４は、第２の通信装置２０２からの送信フィードバック信号ＳＦＢＴＸに対応する受信フィードバック信号ＳＦＢＲＸを入力とし、これに基づきフィードバック情報に対応する再生フィードバック情報ＳＲＦＢＯを適応制御部１０８に出力する。【０１４７】
以上の動作により、第２の通信装置２０２から第１の通信装置２０１に対し、その通信路状態に応じた通信路情報のフィードバックを行う。【０１４８】
多項式近似部２０７は、２次元ブロックそれぞれにおいて２次元ブロック内の全サブキャリアにおける通信路品質を平均化し、時間領域または周波数領域においてそれぞれ隣接する複数の２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動を多項式で近似する。【０１４９】
本実施例では、時間変動測定部１１１において、時間領域において隣接するサブキャリアの通信路品質がほぼ一定とみなせるコヒーレント時間ＣＴ（ＣＴは０以上の実数）を算出して時間変動情報ＳＴＤＯとして出力する。また、周波数変動測定部１１２において、周波数領域において隣接するサブキャリアの通信路品質がほぼ一定とみなせるコヒーレント帯域幅ＣＢＷ（ＣＢＷは０以上の実数。）を算出して周波数変動情報ＳＦＤＯとして出力する。そして、２次元制御部１１３において、コヒーレント時間ＣＴとコヒーレント帯域幅ＣＢＷを用いて、１ＯＦＤＭブロック内の２次元ブロックの総数Ｌが一定となるように、時間領域および周波数領域それぞれにおける２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｊ、ｎ（ｊ、ｎは積が一定となるＪ、Ｎそれぞれの任意の約数、Ｊ＝Ｆ×Ｇ）を設定し、２次元ブロック化を行う。この場合には、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ（＝ｊ×ｎ）となる。【０１５０】
多項式近似部２０７は、周波数領域でそれぞれ隣接するＭ（＝Ｎ／ｎ）個の２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれ１つずつの多項式で近似する。本実施例では、最小二乗法を用いて近似するものとし、近似する多項式の最大次数を３とする。この場合には、１ＯＦＤＭブロック当たりの多項式の数は、Ｊ／ｊ個となり、若い番号の２次元ブロックが属する方の多項式から順に番号を付ける。また、多項式を
ｙ＝Ｃ０ｘ３＋Ｃ１ｘ２＋Ｃ２ｘ＋Ｃ３
（ｘ＝０、１、２、…、Ｍ−１、ｙは実数で通信路品質、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は実数で多項式の係数）で表す。【０１５１】
本実施例では、コヒーレント時間ＣＴをドップラー周波数Ｆｄ（Ｆｄは０以上の実数）を用いて、ＣＴ＝１／（２Ｆｄ）の関係式から算出する。また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷを遅延分散τ（τは０以上の実数）を用いて、ＣＢＷ＝１／（２πτ）の関係式から算出する。【０１５２】
また、時間領域においてコヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃ（ｊｃは１以上の整数）は、前述の図５に示すように、ｊｃ≦ＣＴ／Δｔ（Δｔは１ＯＦＤＭシンボル周期で０より大きい実数）となる。また、周波数領域においてコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃ（ｎｃは１以上の整数）は、前述の図６に示すように、ｎｃ≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）（Δｆはサブキャリア間隔で０より大きい実数）となる。【０１５３】
さらに、時間領域においてコヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃとコヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃの相対関係として、ｎｃ／ｊｃを算出する。２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐから決まるｎ／ｊが取りうる値のうちでｎｃ／ｊｃの値に最も近い値を選択し、その選択した値に基づいてｎ、ｊを設定する。【０１５４】
本実施例では、一つ前のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロック化に基づいて近似した多項式の係数（Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と一つ前のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ、ｊをフィードバック情報とする。また、時間領域における１ＯＦＤＭブロック当たりのフィードバック回数であるフィードバック頻度および一回のフィードバック情報量をどちらも適応的に制御可能であるものとする。【０１５５】
図２７から図２９は、本実施例における２次元制御部１１３での２次元ブロック化を説明するための図である。本実施例において、図２７に示すように、１ＯＦＤＭシンボルが８個（Ｎ＝８）のサブキャリアからなり、１ＯＦＤＭブロックが４個（Ｆ＝４）のＯＦＤＭシンボルからなるフレーム３個（Ｇ＝３）で構成されるものとする。また、１ＯＦＤＭシンボル周期を０．０１ｓｅｃ（Δｔ＝０．０１）、サブキャリア間隔を１００Ｈｚ（Δｆ＝１００）とする。さらに、２次元ブロックの総数Ｌを一定値８に保つものとする。従って、２次元ブロック当たりのサブキャリア数Ｐは、Ｐ＝Ｎ×Ｊ／Ｌ＝８×１２／８＝１２となる。また通信路品質として、伝送路推定値の絶対値を用いる。【０１５６】
本実施例における１番目のＯＦＤＭブロックで伝搬路特性を測定した結果、ドップラー周波数Ｆｄ＝６Ｈｚ、遅延分散τ＝０．４ｍｓｅｃであるとする。【０１５７】
この場合、時間変動測定部１１１において、時間変動情報としてコヒーレント時間ＣＴを算出すると、ＣＴ＝１／（２Ｆd）＝１／（２×６）＝０．０８３ｓｅｃとなる。また、周波数変動測定部１１２において、周波数変動情報としてコヒーレント帯域幅ＣＢＷを算出すると、ＣＢＷ＝１／（２πτ）＝１／（２π×０．４×１０−３）＝３９８Ｈｚとなる。【０１５８】
この例では、コヒーレント時間ＣＴに収まるサブキャリア数ｊｃは、ｊｃ≦ＣＴ／Δｔ＝０．０８３／０．０１０＝８．３０からｊｃ＝８となる。また、コヒーレント帯域幅ＣＢＷに収まるサブキャリア数ｎｃは、ｎｃ≦（ＣＢＷ／Δｆ−１）＝（３９８／１００−１）＝２．９８からｎｃ＝２となる。この場合には、ｎｃ／ｊｃの値は、ｎｃ／ｊｃ＝２／８となる。Ｐ＝ｎ×ｊ＝８を満たすｎ／ｊの取りうる値は｛１／１２、２／６、３／４、４／３、６／２、１２／１｝の６通りであり、ｎｃ／ｊｃ＝２／８に最も近い値は２／６である。従って、ｎ、ｊをそれぞれ２、６と設定する。【０１５９】
そこで、１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック化に基づいて２番目のＯＦＤＭブロックを図２８のように２次元ブロック化する（図中の２次元ブロック（１）〜（８）参照）。この例では、周波数領域でそれぞれ隣接する４個の２次元ブロック間に亘る通信路品質の変動をそれぞれ１つずつの多項式で近似するため、多項式の数はＪ／ｊ＝１２／６＝２となる。ここで、２番目のＯＦＤＭブロックにおける２次元ブロックそれぞれにおいて平均化した通信路品質が図２８の各２次元ブロック（１）〜（８）中に示す値になるとする。【０１６０】
この場合には、最小二乗法を用いて、図２８中の４個の２次元ブロック（１）〜（４）間に亘る通信路品質の変動を最大次数３の１つの多項式で近似すると、
多項式１：
ｙ＝０．０９６７ｘ３−０．３４５０ｘ２＋０．０８８３ｘ＋１．２１００
（ｘ＝０、１、２、３）となる。【０１６１】
同様に、図２８中の４個の２次元ブロック（５）〜（８）間に亘る通信路品質の変動を最大次数３の１つの多項式で近似すると、
多項式２：
ｙ＝０．１１８３ｘ３−０．４３５０ｘ２＋０．１８６７ｘ＋１．０４００
（ｘ＝０、１、２、３）となる。【０１６２】
フィードバック頻度および一回のフィードバック情報量を適応的に設定できるため、図２９に示すように２番目のＯＦＤＭブロックにおいて、１番目のＯＦＤＭブロックにおいて決定した２次元ブロック当たりのサブキャリア数ｎ＝２，ｊ＝６と、多項式の係数｛Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３｝＝｛０．０９６７，−０．３４５０、０．０８８３、１，２１００｝、｛０．１１８３、−０．４３５０、０．１８６７、１．０４００｝を若い番号の多項式のものから順にフィードバックを行う。【０１６３】
なお、上記の各実施例で説明した第１の通信装置２０１及び第２の通信装置２０２の各部が有している機能の少なくとも一部を記録媒体上のプログラムによりコンピュータに実現させるようにしてもよい。【０１６４】
以上、本発明の各実施例を詳細に説明したが、本発明は、代表的に例示した上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲の記載内容に基づき、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の態様に変形、変更することができる。これらの変形例や変更例も本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明によれば、通信路状態に対して、情報量を抑えつつ、かつ、的確な通信路品質のフィードバックが実現できるので、通信帯域を有効利用しつつ通信品質の高い通信を実現することができる。
【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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【国際調査報告】
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