(57)【要約】無線装置１は、通信相手の無線装置から、受信品質情報、推定伝搬環境情報、ブロック誤り検出情報を、データ信号と共に受信し、目標誤り率選択手段７で、複数の送信モードのそれぞれの目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを、伝搬環境情報に応じて選択する。しきい値制御手段８は、誤り検出情報に応じて目標ブロック誤り率に基づく制御量で、送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御する。送信モード選択手段９は、受信品質情報としきい値とを比べ、送信モードを選択して通信相手の無線装置への送信モードとする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手無線装置から送信されてくる受信品質情報、伝搬環境情報、ブロック誤り率検出情報を受信する手段と、
複数の送信モードの各々の目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択手段と、
前記誤り率検出情報に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御手段と、
前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記相手無線装置への送信モードとする送信モード選択手段と含むことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を上げ下げする制御量は、前記目標誤り率を１／Ｎ、上げ制御量をΔｕｐ、下げ制御量をΔｄｏｗｎとすると、Δｕｐ＝（Ｎ−１）×Δｄｏｗｎの関係になるように設定されることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記伝搬環境情報としてパス数を用いることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項４】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲは自然数で、Ｐ１＜Ｐ２＜…＜ＰＲを満たす）に対応することを特徴とする請求項３記載の無線装置。
【請求項５】
前記伝搬環境情報として最大ドップラ周波数を用いることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項６】
前記複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…，ｆＲ−１（ｆ０＜ｆ１＜−＜ｆＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはｆｉ＜ｘｉ＜ｆｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、最大ドップラ周波数ｆｄがｘｊ−１＜ｆｄ≦ｘｊ（ｊは１以上、Ｒ−２以下の整数）のとき最大ドップラ周波数としてｆｊを、ｆｄ≦ｘ０のとき最大ドップラ周波数としてｆ０を、ｆｄ＞ｘＲ−２のとき最大ドップラ周波数としてｆＲ−１を、それぞれ選択することを特徴とする請求項５記載の無線装置。
【請求項７】
前記伝搬環境情報として遅延分散を用いることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項８】
前記複数のテーブルが遅延分散σ０，σ１，…，σＲ−１（σ０＜σ１＜…＜σＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはσｉ＜ｘｉ＜σｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、遅延分散σがｘｊ−１＜σ≦ｘｊ（ｊは１以上Ｒ−２以下の整数）のとき遅延分散としてσｊを，σ≦ｘ０のとき遅延分散としてσ０を、σ＞ｘＲ−２のとき遅延分散としてσＲ−１を、それぞれ選択することを特徴とする請求項７記載の無線装置。
【請求項９】
前記複数の選択テーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪはＲ以下の自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…ｆＫ−１（ＫはＲ以下の自然数でＪ×Ｋ＝Ｒを満たす）の組み合わせに対応することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１０】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪは自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、遅延分散σ０，σＰ，…，σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＪ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせ（ただしパス数が１のとき、前記遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１１】
前記複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、遅延分散σ０〜σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＫ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせに対応することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１２】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ、最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、および遅延分散σ０〜σＬ−１（Ｊ，Ｋ，Ｌ，ＲはＪ×Ｋ×Ｌ＝Ｒを満たす自然数）の組み合わせ（ただしパス数が１のとき、遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応することを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１３】
前記受信品質情報として信号電力対雑音電力比、信号電力対干渉電力比、信号電力対雑音干渉電力比のいずれかを用いることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１４】
前記送信モードのパラメータとして変調方式及び誤り訂正の符号化率の少なくともいずれかを用いることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項１５】
第一の無線装置と第二の無線装置からなる無線通信システムであって、
前記第一の無線装置は、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との受信品質を測定した結果を受信品質情報として出力する受信品質測定手段と、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との伝搬環境を推定した結果を伝搬環境情報として出力する伝搬環境推定手段と、前記第二の無線装置からの信号におけるブロック誤りを検出して誤り検出結果として出力する誤り検出手段と、前記受信品質情報、伝搬環境情報及び誤り検出結果をデータ信号と共に前記第二の無線装置に送信する送信手段とを具備し、
前記第二の無線装置は、複数の送信モードのそれぞれの目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択手段と、前記誤り検出結果に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御手段と、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記第一の無線装置への送信モードとする送信モード選択手段を具備することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１６】
前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を上げ下げする制御量は、前記目標誤り率を１／Ｎ、上げ制御量をΔｕｐ、下げ制御量をΔｄｏｗｎとすると、Δｕｐ＝（Ｎ−１）×Δｄｏｗｎの関係になるように設定されることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記伝搬環境情報としてパス数を用いることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲは自然数で、Ｐ１＜Ｐ２＜…＜ＰＲを満たす）に対応することを特徴とする請求項１７記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記伝搬環境情報として最大ドップラ周波数を用いることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２０】
前記複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…，ｆＲ−１（ｆ０＜ｆ１＜…＜ｆＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはｆｉ＜ｘｉ＜ｆｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、最大ドップラ周波数ｆｄがｘｊ−１＜ｆｄ≦ｘｊ（ｊは１以上、Ｒ−２以下の整数）のとき最大ドップラ周波数としてｆｊを、ｆｄ≦ｘ０のとき最大ドップラ周波数としてｆ０を、ｆｄ＞ｘＲ−２のとき最大ドップラ周波数としてｆＲ−１を、それぞれ選択することを特徴とする請求項１９記載の無線通信システム。
【請求項２１】
前記伝搬環境情報として遅延分散を用いることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２２】
前記複数のテーブルが遅延分散σ０，σ１，…，σＲ−１（σ０＜σ１＜…＜σＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはσｉ＜ｘｉ＜σｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、遅延分散σがｘｊ−１＜σ≦ｘｊ（ｊは１以上Ｒ−２以下の整数）のとき遅延分散としてσｊを，σ≦ｘ０のとき遅延分散としてσ０を、σ＞ｘＲ−２のとき遅延分散としてσＲ−１を、それぞれ選択することを特徴とする請求項２１記載の無線通信システム。
【請求項２３】
前記複数の選択テーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪはＲ以下の自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…ｆＫ−１（ＫはＲ以下の自然数でＪ×Ｋ＝Ｒを満たす）の組み合わせに対応することを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２４】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪは自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、遅延分散σ０，σＰ，…，σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＪ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせ（ただしパス数が１のとき、前記遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応することを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２５】
前記複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、遅延分散σ０〜σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＫ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせに対応することを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２６】
前記複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ、最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、および遅延分散σ０〜σＬ−１（Ｊ，Ｋ，Ｌ，ＲはＪ×Ｋ×Ｌ＝Ｒを満たす自然数）の組み合わせ（ただしパス数が１のとき、遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応することを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２７】
前記受信品質情報として信号電力対雑音電力比、信号電力対干渉電力比、信号電力対雑音干渉電力比のいずれかを用いることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２８】
前記送信モードのパラメータとして変調方式及び誤り訂正の符号化率の少なくともいずれかを用いることを特徴とする請求項１５記載の無線通信システム。
【請求項２９】
相手無線装置から送信されてくる受信品質情報、伝搬環境情報、ブロック誤り率検出情報を受信するステップと、
複数の送信モードの各々の目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択ステップと、
前記誤り率検出情報に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御ステップと、
前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記相手無線装置への送信モードとする送信モード選択ステップと含むことを特徴とする送信モード選択方法。
【請求項３０】
第一の無線装置と第二の無線装置からなる無線通信システムにおける送信モード選択方法であって、
前記第一の無線装置において、
前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との受信品質を測定した結果を受信品質情報として出力する受信品質測定ステップと、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との伝搬環境を推定した結果を伝搬環境情報として出力する伝搬環境推定ステップと、前記第二の無線装置からの信号におけるブロック誤りを検出して誤り検出結果として出力する誤り検出ステップと、前記受信品質情報、伝搬環境情報及び誤り検出結果をデータ信号と共に前記第二の無線装置に送信する送信ステップとを含み、
前記第二の無線装置において、
複数の送信モードのそれぞれの目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択ステップと、前記誤り検出結果に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御ステップと、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記第一の無線装置への送信モードとする送信モード選択ステップとを含むことを特徴とする送信モード選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は無線装置及び無線通信システム並びに送信モード選択方法に関し、特に受信品質及び伝搬環境に応じて送信モードを切替えるようにした無線通信方式の改良に関するものである。
【背景技術】  無線通信システムにおいて、高速かつ高品質なデータ伝送を実現する方法として、受信品質に応じて送信モードを切替える方法がある。切替える送信モードは受信品質に応じて異なるものであるが、その内容を異ならせるパラメータとしては、変調方式及び誤り訂正符号の符号化率が挙げられる。例えば、送信側で、ｋビットの情報ビットに（ｎ−ｋ）ビットの冗長ビットを付加した誤り訂正符号の符号化率ｋ／ｎを、受信品質に応じて選択すると共に、１回の変調でそれぞれ２ビット、４ビット、６ビットを伝送可能なＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどの変調方式を、受信品質に応じて選択する。
符号化率及び伝送可能な変調ビット数が大きいほど最大データ伝送速度も大きくなるが、目標とする通信品質（ブロック誤り率、ビット誤り率、スループットなどで示される）を満足させる受信品質（例えば、ＳＮＲ：信号電力対雑音電力比）も高くなる。無線通信システムでは、受信品質が無線装置間の伝搬路や、他の無線装置からの干渉などで変動する。このために、受信品質に応じて、目標とする通信品質を満足させることができる変調方式／符号化率による送信モード（以下、変調／符号化モードと略称する）の中で、データ伝送速度が最大となる最適なモードで伝送すれば、システムのスループットを最大化できる。
上記の変調／符号化モード切替えを行う従来の無線装置の構成を図１汲び図２に示す。図１の無線装置１０１では、信号分離手段１０５は、アンテナ１０２からデュープレクサ１０３及び受信機１０４を介した受信信号から制御信号を分離する。制御信号復調手段１０６は、制御信号を復調し、受信品質情報を抽出する。変調／符号化モード選択手段１０８は、受信品質と変調／符号化モードの切替えしきい値を比較し、受信品質に応じた変調／符号化モードを選択する。
変調／符号化手段１０９は、選択された変調／符号化モードに従い、データ信号に誤り訂正符号化と変調を行う。信号多重手段１１０は、変調／符号化手段１０９の出力であるデータ信号を、変調／符号化モード情報をのせた制御信号とパイロット信号と共に多重化する。そして、信号多重手段１１０の出力は、送信機１１１及びデュープレクサ１０３を介してアンテナ１０２より、図２の無線装置１２１へ送信される。
図２の無線装置１２１では、信号分離手段１２５は、アンテナ１２２からデュープレクサ１２３及び受信機１２４を介した受信信号からパイロット信号を分離する。受信品質推定手段１２９は、パイロット信号から受信信号のＳＮＲを推定する。信号多重手段１３０は、受信品質情報をのせた制御信号を、データ信号に多重する。そして、信号多重手段１３０の出力は、送信機１３１及びデュープレクサ１２３を介してアンテナ１２２から、図１の無線装置１０１へ送信される。
変調／符号化モードの切替えしきい値は、図６Ａのように、目標とする通信品質を満足させる受信品質の範囲を示すように、予め固定した値に決められている。図６Ａの例では、３個の変調／符号化モード（ＭＣＳと略す。ここでは、ＭＣＳ＃１をＱＰＳＫ、Ｒ＝１／２、ＭＣＳ＃２をＱＰＳＫ、Ｒ＝３／４、ＭＣＳ＃３を１６ＱＡＭ、Ｒ＝１／２とする）の切替えを、第１のしきい値Ｔ１と第２のしきい値Ｔ２とで行う。すなわち、受信品質＜Ｔ１では、ＭＣＳ＃１が選ばれ、Ｔ１≦受信品質＜Ｔ２では、ＭＣＳ＃２が選ばれ、受信品質≧Ｔ２では、ＭＣＳ＃３が選ばれ、受信品質が良いほど高速なデータ伝送が行えることになる。
しかしながら、たとえ受信品質が同じでも、伝搬環境が異なれば最適な変調／符号化モードは異なる。この伝搬環境の決定要因にはマルチパス環境（パス数、および遅延分散）や最大ドップラ周波数（移動速度）などがある。受信品質が同じでも、最適な変調／符号化モードが異なるということは、伝搬環境が変化した場合には、最適な変調／符号化モードを選択する受信品質のしきい値が変化することとなる。伝搬環境の変化が大きいほど変調／符号化モードを選択するしきい値の変化も大きい。このために、受信品質を固定のしきい値と比較して変調／符号化モードを選択する方法の場合、しきい値を最適な値とすることが難しい。
上記の問題を解決する方法として、特開２００３−３７５５４号公報を参照すると、情報ブロック単位の受信誤りの有無に基づいてしきい値を可変制御する方法がある。上述した無線装置１２１では、復調／復号手段１２７は、制御信号にのせられた変調／符号化モードに従い、データ信号を復調する。ブロック誤り検出手段１２８は、データ信号の復調結果からブロック誤りの有無を検出する。このブロック誤り検出結果を制御信号にのせて無線装置１０１へ送信する。
無線装置１０１では、信号分離手段１０５は、受信信号から制御信号を分離する。制御信号復調手段１０６は、制御信号を復調し、ブロック誤り検出結果を抽出する。しきい値制御手段１０７は、この受信側から通知されたブロック誤りの有無に基づいて受信品質のしきい値を可変制御する。
しきい値制御手段１０７として、例えば、図６Ｂ、図６Ｃに示す方法がある。これ等は、それぞれ現在用いている変調／符号化モードがＭＣＳ＃２の場合の制御方法を示している。図６Ｂの方法では、情報ブロックの受信が成功した場合には、しきい値Ｔ１としきい値Ｔ２を所定の制御量ΔｄｏｗｎｄＢだけ下げ、情報ブロックの受信が失敗した場合には、しきい値Ｔ１としきい値Ｔ２を所定の制御量ΔｕｐｄＢだけ上げる。図６Ｃの方法では、情報ブロックの受信が成功した場合には、しきい値Ｔ２のみを所定の制御量ΔｄｏｗｎｄＢだけ下げ、情報ブロックの受信が失敗した場合には、しきい値Ｔ１のみを所定の制御量ΔｕｐｄＢだけ上げる様になっている。
ここで、Δｄｏｗｎ、Δｕｐは、目標とするブロック誤り率を１／Ｎとすると、Δｕｐ＝（Ｎ−１）×Δｄｏｗｎの関係になるように設定される。この制御では、各変調／符号化モードの平均的なブロック誤り率が目標ブロック誤り率に一致する場合に、Δｄｏｗｎ、Δｕｐの大きさがバランスし、しきい値がそこで停止（収束）する。これにより、伝搬環境が変化しても、通信品質を一定とするように変調／符号化モードを選択するしきい値を適応的に設定できる。
上述した従来技術では、伝搬環境の変化に応じて変調／符号化モードを選択する受信品質のしきい値をある程度は最適化することができるが、伝搬環境の変化が大きい場合には、最適値からのずれが生じてくると考えられる。図７は受信品質に対するスループット特性を示し、実線は良好な伝搬環境におけるスループット特性、破線は劣悪な伝搬環境におけるスループット特性を示す。
両者を比較すると、変調／符号化モードを選択するしきい値Ｔ１、Ｔ２がＴ１’、Ｔ２’へ変化すると共に、スループットの大きさＰ１、Ｐ２がＰ１’、Ｐ２’へ変化している。各変調／符号化モードのスループットは、その変調／符号化モードで送れる最大データ伝送速度×（１−ブロック誤り率）で示されるため、スループットが低下するということは、各変調／符号化モードの平均的なブロック誤り率が大きくなることを表わしている。従って、変調／符号化モードの切替えしきい値を最適に制御するためには、目標とするブロック誤り率を伝搬環境に応じて変化させる必要がある。
本発明の目的は、受信品質及び伝搬環境に応じた送信モードの最適な選択が行えるようにした無線装置及び無線通信システム並びに送信モード選択方法を提供することである。
【発明の開示】
本発明による無線装置は、相手無線装置から送信されてくる受信品質情報、伝搬環境情報、ブロック誤り率検出情報を受信する手段と、複数の送信モードの各々の目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択手段と、前記誤り率検出情報に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御手段と、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記相手無線装置への送信モードとする送信モード選択手段と含むことを特徴とする。
本発明による無線通信システムは、第一の無線装置と第二の無線装置からなる無線通信システムであって、前記第一の無線装置は、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との受信品質を測定した結果を受信品質情報として出力する受信品質測定手段と、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との伝搬環境を推定した結果を伝搬環境情報として出力する伝搬環境推定手段と、前記第二の無線装置からの信号におけるブロック誤りを検出して誤り検出結果として出力する誤り検出手段と、前記受信品質情報、伝搬環境情報及び誤り検出結果をデータ信号と共に前記第二の無線装置に送信する送信手段とを具備し、前記第二の無線装置は、複数の送信モードのそれぞれの目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択手段と、前記誤り検出結果に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御手段と、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記第一の無線装置への送信モードとする送信モード選択手段を具備することを特徴とする。
本発明による送信モード選択方法は、相手無線装置から送信されてくる受信品質情報、伝搬環境情報、ブロック誤り率検出情報を受信するステップと、複数の送信モードの各々の目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択ステップと、前記誤り率検出情報に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御ステップと、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記相手無線装置への送信モードとする送信モード選択ステップと含むことを特徴とする。
本発明による他の送信モード選択方法は、第一の無線装置と第二の無線装置からなる無線通信システムにおける送信モード選択方法であって、前記第一の無線装置において、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との受信品質を測定した結果を受信品質情報として出力する受信品質測定ステップと、前記第二の無線装置からの信号から前記第二の無線装置との伝搬環境を推定した結果を伝搬環境情報として出力する伝搬環境推定ステップと、前記第二の無線装置からの信号におけるブロック誤りを検出して誤り検出結果として出力する誤り検出ステップと、前記受信品質情報、伝搬環境情報及び誤り検出結果をデータ信号と共に前記第二の無線装置に送信する送信ステップとを含み、前記第二の無線装置において、複数の送信モードのそれぞれの目標ブロック誤り率が登録されている複数のテーブルのいずれかを前記伝搬環境情報に応じて選択する目標誤り率選択ステップと、前記誤り検出結果に応じて前記目標ブロック誤り率に基づく制御量で前記送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するしきい値制御ステップと、前記受信品質情報と前記しきい値とを比べ前記送信モードのいずれかを選択して前記第一の無線装置への送信モードとする送信モード選択ステップとを含むことを特徴とする。
本発明の作用を述べる。複数の送信モードが選択可能な無線通信システムにおいて、伝搬環境に応じて目標ブロック誤り率のテーブルを選択し、誤り検出結果に応じて目標ブロック誤り率に基づく制御量で送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御するようにする。これにより、受信品質及び伝搬環境に応じた送信モードの最適な選択が行える。
【図面の簡単な説明】  図１は従来の無線通信システムにおける無線装置１０１の構成を示す図であり、
図２は従来の無線通信システムにおける無線装置１２１の構成を示す図であり、
図３は本発明の実施の形態における無線装置１の構成を示す図であり、
図４は本発明の実施の形態における無線装置２１の構成を示す図であり、
図５は図３の目標誤り率選択手段７の構成を示す図であり、
図６Ａ〜図６Ｃは図３のしきい値制御手段８の動作を説明する図であり、
図７は受信品質に対するスループット特性を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図３及び図４は、本発明による実施形態による無線装置１と無線装置２１の構成を示すブロック図である。図３に示される無線装置１は、アンテナ２と、送受信共用器（デュープレクサ）３と、受信機４と、信号分離手段５と、制御信号復調手段６と、目標誤り率選択手段７と、しきい値制御手段８と、変調／符号化モード選択手段（送信モード選択手段）９と、変調／符号化手段１０と、信号多重手段１１と、送信機１２とから構成されている。
受信機４は、アンテナ２お詫び送受信共用器３を介して受信した無線装置２１からの信号を信号分離手段５に送出する。信号分離手段５は、無線装置２１からの信号をデータ信号と制御信号とに分離して、制御信号を制御信号復調手段６に送出する。制御信号復調手段６は、制御信号を復調して、制御情報に含まれる受信品質情報、伝搬環境情報、ブロック誤り検出結果を抽出する。
目標誤り率選択手段７は、伝搬環境情報を入力として、対応する目標ブロック誤り率を各変調／符号化モード毎に出力する。目標ブロック誤り率は、予め種々の伝搬環境でスループット特性を求めて変調／符号化モード毎に平均的なブロック誤り率を計算しておき、その値を目標ブロック誤り率とする。
図５は目標誤り率選択手段７の構成を示し、目標ブロック誤り率選択テーブル群４１とテーブル切替えスイッチ群４２とからなる。目標ブロック誤り率選択テーブル群４１は、伝搬環境情報に応じた変調／符号化モード毎の目標ブロック誤り率が保存されている。図５では、伝搬環境情報としてパス数Ｐと最大ドップラ周波数ｆｄを利用する場合のテーブル群の例が示されている。
パス数Ｐ＝１，２，３，４、最大ドップラ周波数ｆｄ＝１０，１００，２００Ｈｚ（しきい値は５０Ｈｚ，１５０Ｈｚとする）の対応した１２個の目標ブロック誤り率選択テーブル（Ｐ，ｆｄ）＝（１，１０），（１，１００），……，（４，１００），（４，２００）＝＃１〜＃１２が登録されている。
このテーブル群はパス数Ｐと最大ドップラ周波数ｆｄの種類に応じて任意の数用意される。伝搬環境情報として、パス数、最大ドップラ周波数の他にマルチパスの遅延分散などが考えられ、これらの情報の任意の組み合わせを伝搬環境情報として利用できる。また、データ信号が符号多重（ＣＤＭＡ）信号の場合は、伝搬環境情報の他に拡散率（ＳＦ）やコード数が特性に影響するため、さまざまな拡散率、コード数で、予め特性を取得しておき、テーブル群をＳＦとコード数の組み合わせに対して用意する必要がある。図５はＳＦ＝１６においてコード数１〜１６に対応するテーブル群を用意している例である。
テーブル切替えスイッチ群４２は、伝搬環境情報に応じて目標ブロック誤り率選択テーブル群４１から１個のテーブルを選択する。例えば、推定されたパス数が２、最大ドップラ周波数が８０Ｈｚの場合には、パス数２と、しきい値５０Ｈｚ，１５０Ｈｚに基づいて、最大ドップラ周波数１００Ｈｚに対応する目標ブロック誤り率選択テーブル＃５＝（２，１００）が選択される。
しきい値制御手段８は、この受信側から通知されたブロック誤りの有無に基づいて、受信品質の範囲のしきい値を可変制御する。しきい値制御手段８は、図６Ａ及び図６Ｂに示したように、情報ブロックの受信が成功した場合には、しきい値を所定の制御量ΔｄｏｗｎｄＢだけ下げ、情報ブロックの受信が失敗した場合には、しきい値を所定の制御量ΔｕｐｄＢだけ上げる。
ここで、Δｄｏｗｎ、Δｕｐは、目標誤り率選択手段７が出力する変調／符号化モード毎の目標ブロック誤り率を１／Ｎとすると、Δｕｐ＝（Ｎ−１）×Δｄｏｗｎの関係になるように設定される。この制御では、各変調／符号化モードの平均的なブロック誤り率が目標ブロック誤り率に一致する場合に、Δｄｏｗｎ、Δｕｐの大きさがバランスし、しきい値が収束する。これにより、伝搬環境が変化しても、変調／符号化モードを選択するしきい値を最適に設定できる。
変調／符号化モード選択手段９は、制御情報に含まれる受信品質情報と、しきい値制御手段８が出力する各変調／符号化モード選択の受信品質のしきい値とを比較し、どの変調／符号化モードを選択するかを決定し、変調／符号化モード情報として出力する。変調／符号化手段１０は、入力されるデータ信号に対して変調／符号化モード情報に基づいた符号化を行い、変調を施す。その後、ブロック誤り検出符号としてＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）符号を付加したデータ信号として信号合成手段１１に送出する。
信号多重手段１１はデータ信号、パイロット信号および変調／符号化モード情報をのせた制御信号を多重し、送信機１２と送受信共用器３を介してアンテナ２より無線装置２へ送出される。
図４に示される無線装置２１は、アンテナ２２と、送受信共用器（デュープレクサ）２３と、受信機２４と、信号分離手段２５と、制御信号復調手段２６と、復調／復号手段２７と、ブロック誤り検出手段２８と、受信品質測定手段２９と、伝搬環境推定手段３０と、信号多重手段３１と、送信機３２とから構成されている。
受信機２４は、アンテナ２２及び送受信共用器２３を介して受信した無線装置１からの信号を、信号分離手段２５に送出する。信号分離手段２５は、無線装置１出力信号から、データ信号、制御信号、パイロット信号を分離して、データ信号を復調／復号手段２７に送出し、制御信号を制御信号復調手段２６に送出し、また、パイロット信号を受信品質測定手段２９及び伝搬環境推定手段３０に送出する。
制御信号復調手段２６は、制御信号を復調し制御情報として、変調方式及び誤り訂正の符号化率を指定する変調／符号化モード情報を復調／復号手段２７に送出する。復調／復号手段２７は、変調／符号化モード情報で指定された変調方式及び符号化率で、信号分離手段２５から送られてきたデータ信号の復調と復号を行い、復号データをブロック誤り検出手段２８に送出する。ブロック誤り検出手段２８は、復調／復号手段２７で復号されたデータ信号に付加されているＣＲＣ符号を用いて、情報データブロックの受信誤りの有無を判定し、ブロック誤り検出結果を制御信号にのせて信号多重手段３１に送出する。
受信品質測定手段２９は、入力されたパイロット信号により信号電力対雑音電力比（ＳＮＲ）を測定し、これを受信品質情報とし制御信号にのせて信号多重手段３１に送出する。受信品質情報として、ＳＮＲの他には信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）、信号電力対雑音干渉電力比（ＳＩＮＲ）などが用いられる。伝搬環境推定手段３０は、入力されたパイロット信号により伝搬環境を推定し、これを伝搬環境情報として制御信号にのせて信号多重手段３１に送出する。伝搬環境情報として、マルチパスのパス数、遅延分散、および最大ドップラ周波数（移動速度）などが考えられる。
信号多重手段３１では、送信用のデータ信号と、ブロック誤り検出結果と、受信品質情報と、伝搬環境情報とをのせた制御信号が多重化され、送信機３２と送受信共用器２３を介してアンテナ２２より無線装置１へ送出される。
以上の動作により、伝搬状況に応じた変調／符号化モードの最適な選択が容易に行え、複数の送信モードが選択可能な無線通信システムのスループットを最大化できることになる。
なお、伝搬環境情報としてパス数を用いる場合、複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＲは自然数で、Ｐ１＜Ｐ２…＜ＰＲを満たす）に対応するものとする。
また、伝搬環境情報として最大ドップラ周波数を用いる場合、複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…，ｆＲ−１（ｆ０＜ｆ１＜…＜ｆＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはｆｉ＜ｘｉ＜ｆｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、最大ドップラ周波数ｆｄがｘｊ−１＜ｆｄ≦ｘｊ（ｊは１以上、Ｒ−２以下の整数）のとき、最大ドップラ周波数としてｆｊを、ｆｄ≦ｘ０のとき、最大ドップラ周波数としてｆ０を、ｆｄ＞ｘＲ−２のとき、最大ドップラ周波数としてｆＲ−１を、それぞれ選択するものとする。
また、伝搬環境情報として遅延分散を用いる場合、複数のテーブルが遅延分散σ０，σ１，…，σＲ−１（σ０＜σ１＜…σＲ−１）に対応し、しきい値ｘｉ（ｘｉはσｉ＜ｘｉ＜σｉ＋１を満たす任意の数、ｉは０以上Ｒ−２以下の整数）に対し、遅延分散σがｘｊ−１＜σ≦ｘｊ（ｊは１以上Ｒ−２以下の整数）のとき、遅延分散としてσｊを、σ≦ｘ０のとき遅延分散としてσ０、σ＞ｘＲ−２のとき、遅延分散としてσＲ−１を、それぞれ選択する。
また、複数の選択テーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪはＲ以下の自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、最大ドップラ周波数ｆ０，ｆ１，…ｆＫ−１（ＫはＲ以下の自然数でＪ×Ｋ＝Ｒを満たす）の組み合わせに対応する。
また、複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…ＰＪ（Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪは自然数でＰ１＜Ｐ２＜…＜ＰＪを満たす）、遅延分散σ０，σＰ，…，σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＪ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせ（ただしパス数が１のとき、前記遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応する。
また、複数のテーブルが最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、遅延分散σ０〜σＬ−１（ＬはＲ以下の自然数でＫ×Ｌ＝Ｒ）の組み合わせに対応する。また、複数のテーブルがパス数Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＪ、最大ドップラ周波数ｆ０〜ｆＫ−１、および遅延分散σ０〜σＬ−１（Ｊ，Ｋ，Ｌ，ＲはＪ×Ｋ×Ｌ＝Ｒを満たす自然数）の組み合わせ（ただし、パス数が１のとき、遅延分散を前記伝搬環境情報として使用しない）に対応する。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、通信の伝搬環境に応じて目標ブロック誤り率のテーブルを選択し、誤り検出結果に応じて目標ブロック誤り率に基づく制御量で送信モードを選択する受信品質のしきい値を制御することで、受信品質及び伝搬環境に応じた送信モードの最適な選択が行えるという効果がある。
【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７】
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【国際調査報告】
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