JP2008167339A - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】仮想ノイズ等、仮想上の回線状態を示す指標値を適切に設定して適切なデータ伝送を実現することが可能な通信装置および通信方法を提供する。
【解決手段】通信装置１は、周波数の異なる複数個の通信信号を他の通信装置に送信する送信部６１と、他の通信装置が複数回測定した複数個の通信信号の回線状態を他の通信装置から受信する受信部６２と、受信した複数回分の回線状態に基づいて複数個の通信信号の仮想的な回線状態をそれぞれ算出する回線状態算出部５６と、複数個の通信信号のマージン値を設定するマージン設定部５５と、算出した仮想的な回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部５１とを備え、送信部６１は、決定した通信速度で複数個の通信信号を他の通信装置２に送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置および通信方法に関し、特に、周波数の異なる複数個の信号を用いて通信する通信装置および通信方法に関する。

既存の電話回線を利用して高速のデータ通信を行なうｘＤＳＬ（x Digital Subscriber
Line：デジタル加入者線）方式には、たとえばＡＤＳＬ（Asymmetric DSL：非対称デジタル加入者線）およびＶＤＳＬ（Very high-bit-rate DSL：超高速デジタル加入者線）などがある。

ＶＤＳＬの変調方式には、使用する伝送周波数帯域を複数の細かい帯域に分けて通信を行なうＤＭＴ（Discrete Multi-Tone：離散マルチトーン）変調方式がある。たとえば、ＶＤＳＬ（１００Ｍｂｐｓ／１００Ｍｂｐｓ）では、約３００ＭＨｚの伝送周波数帯域を３４７８個のサブチャネル（８．６２５ｋＨｚの帯域幅）に分割している。

ＤＭＴ変調方式を用いたマルチキャリア通信システムでは、データ通信を開始する前に、互いに接続された通信装置間の回線状態をチェックするトレーニングを行なう。このトレーニングでは、分割されたサブチャネルごとに信号対雑音比（以下、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）とも称する。）を観測し、観測結果に応じて、サブチャネルの搬送波であるサブキャリアに割り当てるビット数の配分を設定する。これにより、回線状態に応じた通信速度が自動的に設定される（ベストエフォート方式）。トレーニング完了後、通信装置間のリンク（接続）が確立されると、設定された通信速度でデータ通信が開始される。通常は、データ通信中において通信速度の動的な変更は行なわない。

また、ｘＤＳＬ装置では、測定したＳＮＲから所定のマージン値（以下、ＳＮＲマージンとも称する。）を減算したＳＮＲの条件下で通信信号が所定の受信品質を満たすように各サブキャリアにビット数を配分する。すなわち、ＳＮＲマージンは伝送誤りを防止するためのマージン値である。ここで、ＳＮＲは各サブチャネルで異なり、ｘＤＳＬの一般的な使用条件では周波数の低いサブチャネルほどＳＮＲが大きい。ＳＮＲマージンを設定することにより伝送誤りに対する通信信号の耐性を調整することができる。

ところで、一般的な電話回線は、複数の回線を束ねた電話ケーブルに収容されるため、近接する２つの電話回線間では、電磁的な結合による漏話（クロストーク）が生じる。ＱＯＳ（Quality of Service）の観点から、ＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）およびＦＴＰ（File Transfer Protocol）によるデータのダウンロードにおいては伝送速度が比較的小さくても差し支えはなく、また、伝送誤りが生じた場合にデータ再送を行なうことも許容される。しかしながら、近年、リアルタイム伝送を利用したＩＰ電話、テレビ電話、対戦型ゲームおよびビデオ配信等の需要が増加している。たとえば映像のストリーミング配信では大容量のデータを伝送し、かつ配信が途切れないように誤り率を小さくして通信の安定化を図る必要がある。さらに、通話用データでは伝送遅延時間を小さくする必要がある。

ここで、国際電気通信連合の電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）で勧告化されたＧ．９９３．２（非特許文献１参照）では、ＶＤＳＬ通信を行なう２台の通信装置間の回線の伝送特性を診断する機能が定められている。この回線診断機能の１つとして、ＱＬＮ−ｐｓ（Quiet Line Noise PSD QLN(f) per sub-carrier）がある。ＱＬＮ−ｐｓ機能を実行することにより、サブキャリアごとのノイズレベルを測定することができる。
「Very high speed digital subscriber line transceivers 2 (VDSL2)」，ITU-T勧告 G.993.2

ところで、ノイズレベルの変動は伝送周波数帯域において一律ではないため、伝送周波数帯域において一定のＳＮＲマージンを設定するだけの構成ではＳＮＲマージンが不足してエラーが発生するか、ＳＮＲマージンが余って必要以上に通信速度が低くなってしまう。このような問題点を解決するために、非特許文献１では、仮想的なノイズレベル（以下、仮想ノイズとも称する。）を設定する機能が定められている。すなわち、非特許文献１記載の技術では、実際に測定したＳＮＲそのものではなく、設定した仮想ノイズに基づいてＳＮＲを算出し、算出したＳＮＲおよびＳＮＲマージンに基づいて各サブキャリアに割り当てるビット数を決定することが可能である。しかしながら、仮想ノイズを大きく設定したサブキャリアでは誤り率が小さくなるが、その一方でサブキャリアに割り当てるビット数が減るために通信速度が低くなってしまう。したがって、仮想ノイズを適切に設定することが要求されるが、非特許文献１には、仮想ノイズを適切に設定するための構成は開示されていない。

それゆえに、本発明の目的は、仮想ノイズ等、仮想上の回線状態を示す指標値を適切に設定して適切なデータ伝送を実現することが可能な通信装置および通信方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、周波数の異なる複数個の通信信号を他の通信装置に送信する送信部と、他の通信装置が複数回測定した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を他の通信装置から受信する受信部と、受信した複数回分の回線状態指標値に基づいて、複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出部と、複数個の通信信号に対するマージン値を設定するマージン設定部と、算出した仮想回線状態指標値から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、送信部は、決定した通信速度で複数個の通信信号を他の通信装置に送信する。

またこの発明のさらに別の局面に係わる通信装置は、他の通信装置から周波数の異なる複数個の通信信号を受信する受信部と、受信した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を複数回測定する測定部と、複数回測定した回線状態指標値に基づいて、複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出部と、複数個の通信信号に対するマージン値を設定するマージン設定部と、算出した仮想回線状態指標値から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、決定した通信速度を他の通信装置に通知する送信部とを備える。

好ましくは、回線状態指標値は雑音レベルであり、通信速度決定部は、算出した仮想的な雑音レベルからマージン値だけ大きい雑音レベルにおいて複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。

好ましくは、回線状態算出部は、複数回測定した回線状態指標値の平均値および分散値を通信信号ごとに算出し、算出結果に基づいて複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する。

好ましくは、回線状態算出部は、算出した複数個の通信信号の仮想回線状態指標値に基づいて、周波数および回線状態指標値の組である設定データを仮想回線状態指標値の個数より少ない個数算出し、算出した設定データに基づいて通信速度決定用の複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出し、通信速度決定部は、通信速度決定用の回線状態指標値から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。

より好ましくは、回線状態算出部は、算出した複数個の通信信号の仮想回線状態指標値の一部を設定データとして仮決定し、回線状態算出部は、縦軸を回線状態指標値、横軸を周波数とした座標平面を設定し、座標平面において、仮決定した設定データに対応する複数個の座標を結ぶ第１のグラフを算出し、複数個の通信信号の周波数と対応の仮想回線状態指標値との組に対応する複数個の座標を結ぶ第２のグラフを算出し、第１のグラフと第２のグラフとの近さを表わす評価値を算出し、回線状態算出部は、評価値が小さくなるように、第１のグラフを構成する複数個の座標のうちの少なくともいずれか１個を回線状態指標値および周波数の少なくともいずれか一方が異なる座標に変更して第１のグラフを新たに算出し、新たに算出した第１のグラフと第２のグラフとの近さを表わす評価値を新たに算出し、回線状態算出部は、座標の変更および評価値の算出を所定回数行なっても評価値が所定回数連続して所定範囲内にある場合には、算出した複数個の第１のグラフの中から評価値が最小であった第１のグラフを構成する複数個の座標を設定データとして決定し、決定した設定データに基づいて通信速度決定用の複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出する。

より好ましくは、回線状態算出部は、縦軸を回線状態指標値、横軸を周波数とした座標平面を設定し、設定した座標平面において、複数個の通信信号の周波数と対応の仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線を算出し、各座標と対応の周波数における直線上の座標との距離がそれぞれ所定値以内である場合には、直線に対応する設定データに基づいて通信速度決定用の複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出し、回線状態算出部は、各座標と対応の周波数における直線上の座標との距離のうち少なくともいずれか１つが所定値以内でない場合には、複数個の通信信号に対応する周波数帯域を分割し、分割後の周波数帯域における複数個の通信信号の周波数と対応の仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線をそれぞれ新たに算出し、回線状態算出部は、分割後の周波数帯域における複数個の通信信号の周波数と対応の仮想回線状態指標値との組に対応する各座標と対応の周波数における新たに算出した直線上の座標との距離のうち少なくともいずれか１つが所定値以内でない場合には、分割後の周波数帯域をさらに分割し、分割後の周波数帯域における複数個の通信信号の周波数と対応の仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線をそれぞれ新たに算出し、回線状態算出部は、分割後の周波数帯域の各々における各座標と対応の周波数における新たに算出した直線上の座標との距離がそれぞれ所定値以内である場合には、分割後の周波数帯域の各々に対応する複数の新たに算出した直線の交点を設定データとして決定し、決定した設定データに基づいて通信速度決定用の複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出する。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信方法は、周波数の異なる複数個の通信信号を他の通信装置に送信する送信ステップと、他の通信装置が複数回測定した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を他の通信装置から受信する受信ステップと、受信した複数回分の回線状態指標値に基づいて、複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出ステップと、算出した仮想回線状態指標値から予め設定されたマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定ステップと、決定した通信速度で複数個の通信信号を他の通信装置に送信するステップとを含む。

またこの発明のさらに別の局面に係わる通信方法は、他の通信装置から周波数の異なる複数個の通信信号を受信するステップと、受信した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を複数回測定するステップと、複数回測定した回線状態指標値に基づいて、複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出するステップと、算出した仮想回線状態指標値から予め設定されたマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、決定した通信速度を他の通信装置に通知するステップとを含む。

本発明によれば、仮想ノイズ等、仮想上の回線状態を示す指標値を適切に設定して適切なデータ伝送を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。

図１を参照して、通信システム１００は、通信装置である局側装置１と、同じく通信装置である端末側装置２とを備える。局側装置１と端末側装置２とは、電話回線を介して接続される。局側装置１は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号、すなわち各々の搬送波の周波数が異なる複数個の通信信号を通信相手である端末側装置２へ送信する。また、端末側装置２は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号を通信相手である局側装置１へ送信する。以下、端末側装置２から局側装置１への通信方向を上り方向または単に上りと称し、局側装置１から端末側装置２への通信方向を下り方向または単に下りと称する。

なお、通信システム１００は、局側装置１および端末側装置２をそれぞれ複数台備える構成であってもよく、また、１台の局側装置１が、複数台の端末側装置２と通信を行なう構成であってもよい。たとえば、局側装置１が複数台の通信装置を備え、複数台の通信装置の各々が１対１で複数台の端末側装置２と通信を行なう構成とすることができる。さらに、少なくとも１台の局側装置１が、この通信システムにおける他の局側装置１および端末側装置２の監視および制御を行なう管理装置としての機能を有していてもよい。

局側装置１は、送信部６１と、受信部６２と、記憶部８と、制御部１７と、エンコーダ１０と、デコーダ３２とを備える。送信部６１は、変調器（ＩＦＦＴ）１２と、パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１４と、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１６と、ドライバ部２０と、ハイブリッド回路２２とを含む。受信部６２は、ハイブリッド回路２２と、低雑音アンプ２４と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６と、シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２８と、復調器（ＦＦＴ）３０とを含む。

エンコーダ１０は、送信する入力データの符号化を行ない、符号化した入力データを複数個のサブキャリアに割り当てる。そして、エンコーダ１０は、各サブキャリアのデータを変調器１２へ出力する。

変調器１２は、エンコーダ１０から受けた各サブキャリアのデータを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）によりデジタル変調する。そして、変調器１２は、デジタル変調信号をパラレル・シリアル変換器１４へ出力する。

パラレル・シリアル変換器１４は、変調器１２から受けた並列信号を、直列信号に変換して、デジタル・アナログ変換器１６へ出力する。

デジタル・アナログ変換器１６は、パラレル・シリアル変換器１４から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換して、ドライバ部２０へ出力する。

ドライバ部２０は、デジタル・アナログ変換器１６から受けたアナログ信号を所定のレベルに増幅して、ハイブリッド回路２２へ出力する。

ハイブリッド回路２２は、ドライバ部２０から受けたアナログ信号を通信信号として電話回線を介して端末側装置２へ送信する。また、ハイブリッド回路２２は、端末側装置２から電話回線を介して受信した通信信号であるアナログ信号を低雑音アンプ２４へ出力する。

低雑音アンプ２４は、ハイブリッド回路２２から受けたアナログ信号を所定のレベルに調整した後、アナログ・デジタル変換器２６へ出力する。

アナログ・デジタル変換器２６は、低雑音アンプ２４から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換して、シリアル・パラレル変換器２８へ出力する。

シリアル・パラレル変換器２８は、アナログ・デジタル変換器２６から受けた直列信号を並列信号に変換して、復調器３０へ出力する。

復調器３０は、シリアル・パラレル変換器２８から受けたデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）によりデジタル復調する。そして、復調器３０は、デジタル復調したサブキャリアごとのデータをデコーダ３２へ出力する。

デコーダ３２は、復調器３０から受けたサブキャリア毎のデータから元のデータを復元して、外部へ出力する。また、デコーダ３２は、復元したデータの一部または全部を受信データ情報として制御部１７へ出力する。

制御部１７は、エンコーダ１０、変調器（ＩＦＦＴ）１２、復調器（ＦＦＴ）３０およびデコーダ３２等、通信装置内の各ブロックを制御する。

図２は、制御部の構成を示す機能ブロック図である。
図２を参照して、制御部１７は、通信速度決定部５１と、変復調方式決定部５２と、ＱＬＮ測定部５３と、誤り率測定部５４と、マージン設定部５５と、仮想ノイズ算出部（回線状態算出部）５６と、信号レベル測定部５７とを含む。通信速度決定部５１は、ＳＮＲ算出部５８と、ビットテーブル生成部５９とを含む。

仮想ノイズ算出部５６は、複数回測定されたサブキャリアごとのノイズレベル（回線状態指標値）を自己の通信装置または通信相手である他の通信装置から取得する。そして、仮想ノイズ算出部５６は、取得した複数回分のサブキャリアごとのノイズレベルに基づいて複数個の通信信号の仮想ノイズ（仮想回線状態指標値）をそれぞれ算出する。

通信速度決定部５１は、複数個の通信信号のレベル測定結果を自己の通信装置または通信相手である他の通信装置から取得する。また、通信速度決定部５１は、仮想ノイズ算出部５６から複数個の通信信号の仮想ノイズを取得する。また、マージン設定部５５は、複数個の通信信号に対するマージン値を設定する。そして、通信速度決定部５１は、取得した複数個の通信信号の信号レベル、仮想ノイズおよびマージン値に基づいて複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。

端末側装置２の構成および基本動作は局側装置１と同様あるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が仮想ノイズを算出する際の動作について説明する。

［動作］
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。

局側装置１は、端末側装置２から所定の信号を受けることにより端末側装置２を認識すると、初期化を行なう（ステップＳ１）。たとえば、局側装置１および端末側装置２における制御部１７は、変調器１２および復調器３０等を制御して無変調信号等を送受信することにより、各々のドライバ部２０および低雑音アンプ２４に含まれるＡＧＣ（Auto Gain Control）回路のゲイン設定等を行なう。そして、局側装置１は、端末側装置２へＱＬＮ測定モード信号を送信する。端末側装置２は、局側装置１からＱＬＮ測定モード信号を受けると、局側装置１と同様に初期化を行なう（ステップＳ１１）。

局側装置１は、初期化が終了すると、各サブキャリアの無変調信号を通信信号として端末側装置２へ送信する（ステップＳ２）。また、端末側装置２は、初期化が終了すると、各サブキャリアの無変調信号を通信信号として局側装置１へ送信する（ステップＳ１２）。

局側装置１は、端末側装置２から受信した無変調信号のノイズレベルすなわち上りＱＬＮを複数回測定する（ステップＳ３）。より詳細には、局側装置１において、復調器３０は、無変調信号に対応するデータをシリアル・パラレル変換器２８から受けてデジタル復調し、コンスタレーションを制御部１７へ出力する。制御部１７におけるＱＬＮ測定部５３は、復調器３０から受けたコンスタレーションに基づいて、上り方向の各サブキャリアのＱＬＮを測定する（ステップＳ３）。ここで、コンスタレーションとは、変調信号の同相（Ｉ相）成分および直交（Ｑ相）成分からなるＩＱ座標軸平面におけるシンボル点配置のことである。

仮想ノイズ算出部５６は、局側装置１におけるＱＬＮ測定部５３から上りＱＬＮを受ける。そして、仮想ノイズ算出部５６は、取得した複数回分の上りＱＬＮに基づいて上り方向の各サブキャリアにおける仮想ノイズを算出する（ステップＳ４）。

一方、端末側装置２は、局側装置１から受信した無変調信号のノイズレベルすなわち下りＱＬＮを複数回測定する（ステップＳ１３）。

端末側装置２における制御部１７は、エンコーダ１０等を制御して、複数回分の下りＱＬＮを通信信号に含めて局側装置１へ送信する（ステップＳ１４）。

局側装置１における仮想ノイズ算出部５６は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、下りＱＬＮを抽出する。そして、仮想ノイズ算出部５６は、取得した複数回分の下りＱＬＮに基づいて下り方向の各サブキャリアにおける仮想ノイズを算出する（ステップＳ４）。

ここで、仮想ノイズ算出部５６は、ＱＬＮ測定部５３が測定したＱＬＮを記憶部８に保存し、たとえば最新の１０回分のＱＬＮの平均値および分散値をサブキャリアごとに算出し、算出結果に基づいて各サブキャリアにおける仮想ノイズを算出する。

なお、仮想ノイズ算出部５６は、ＱＬＮ測定部５３がＱＬＮを測定した曜日および時間帯に基づいてＱＬＮをグループ分けしたテーブルをサブキャリアごとに生成して記憶部８に保存する。そして、仮想ノイズ算出部５６は、各曜日および時間帯に基づいてＱＬＮの重み付けを行ない、重み付け後の各ＱＬＮの平均値を仮想ノイズとして算出する構成であってもよい。この場合、仮想ノイズ算出部５６は、同じ曜日および時間帯のＱＬＮについてはたとえば最新のＱＬＮを記憶部８に保存する。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、データ間引き処理を行なう。すなわち、仮想ノイズ算出部５６は、算出した各サブキャリアにおける仮想ノイズに基づいて、サブキャリア数よりも少ない数の設定用仮想ノイズ（設定データ）を算出する（ステップＳ５）。

そして、仮想ノイズ算出部５６は、算出した設定用仮想ノイズに基づいて各サブキャリアにおける通信速度決定用の仮想ノイズをそれぞれ算出する。たとえば、仮想ノイズ算出部５６は、算出した１個または複数個の設定用仮想ノイズを直線補間することにより各サブキャリアにおける仮想ノイズをそれぞれ求め、通信速度決定用の仮想ノイズとする（ステップＳ６）。

このように、通信速度を決定するために設定する仮想ノイズの個数を実際のサブチャネル数ないしサブキャリア数よりも少なくする構成により、通信装置における仮想ノイズの設定に関する構成、たとえばユーザからの仮想ノイズの設定を反映するための構成の簡易化を図ることができる。

図４（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける上りおよび下り各々のバンド構成を示す図である。また、図５は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける上りおよび下り各々のバンドにおけるＱＬＮの測定結果の一例を示すグラフ図である。

図４（ａ）および（ｂ）ならびに図５を参照して、ＶＤＳＬの周波数帯域は、上り方向のバンドＵＳ１、ＵＳ２およびＵＳ３ならびに下り方向のバンドＤＳ１、ＤＳ２およびＤＳ３で構成される。ＶＤＳＬにおける複数個のバンドは、周波数の低い方からバンドＤＳ１、ＵＳ１、ＤＳ２、ＵＳ２、ＤＳ３およびＵＳ３の順に配置されている。

仮想ノイズ算出部５６は、たとえば上り方向のバンドＵＳ１、ＵＳ２およびＵＳ３においてそれぞれ５個の設定用仮想ノイズを算出し、下り方向のバンドＤＳ１、ＤＳ２およびＤＳ３においてそれぞれ１０個の設定用仮想ノイズを算出する。

次に、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する動作について説明する。
［設定用仮想ノイズの算出例１］
図６は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図７は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する動作の一例を示すグラフ図である。図７は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズの算出を行なうバンドが上り方向のバンドである場合を示している。

図６および図７を参照して、まず、仮想ノイズ算出部５６は、バンド内の各サブキャリアにおける仮想ノイズの中から複数個の仮想ノイズを選択して設定用仮想ノイズとして仮決定する。すなわち、仮想ノイズ算出部５６は、バンド内の各サブキャリアにおける、バンド内の仮想ノイズの個数より少ない周波数およびノイズレベルの組を仮決定する（ステップＳ５１）。

たとえば、仮想ノイズ算出部５６は、５個の設定用仮想ノイズを仮決定する。すなわち、ｆ１をバンドの最小周波数に決定し、かつｆ５をバンドの最大周波数に決定する。また、仮想ノイズ算出部５６は、ｆ２〜ｆ４およびａ（ｆ２）〜ａ（ｆ４）をバンド内のサブキャリアのいずれか３個のサブキャリアの仮想ノイズに対応し、かつｆ１〜ｆ５が周波数軸上で等間隔になるように仮決定する（ステップＳ５１）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、縦軸をノイズレベル、横軸を周波数とした座標平面を設定する（ステップＳ５２）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、グラフＮおよびグラフＧを算出する、すなわち、グラフＮを表わす式およびグラフＧを表わす式をそれぞれ算出する。ここで、グラフＮは、仮想ノイズ算出部５６が複数回分のＱＬＮに基づいて算出した仮想ノイズに対応する各座標を結ぶ折れ線グラフである。また、グラフＧは、仮決定されている設定用仮想ノイズに対応する各座標を結ぶ折れ線グラフである（ステップＳ５３およびＳ５４）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、バンド内の各サブキャリアにおける仮想ノイズおよび仮決定している設定用仮想ノイズに基づいて評価値Ｅを算出する。ここで、評価値Ｅは、グラフＧとグラフＮとの近さを表わす値である（ステップＳ５５）。

周波数ｆのサブキャリアにおける仮想ノイズをＮ（ｆ）とし、周波数ｆのサブキャリアにおける設定用仮想ノイズのレベルをａ（ｆ）とし、周波数ｆのサブキャリアにおけるグラフＧと仮想ノイズのグラフＮとの近さを表わす関数をＢ（Ｎ（ｆ），ａ（ｆ），ｆ）とすると、評価値Ｅは、以下の式で表わされる。

Ｅ＝ΣＢ（Ｎ（ｆ），ａ（ｆ），ｆ）
たとえば、関数Ｂは、周波数ごとにａ（ｆ）の重み付けが異なる関数とすることができる。また、関数Ｂは、以下の式のように最小二乗法を用いるものであってもよい。

Ｂ（Ｎ（ｆ），ａ（ｆ），ｆ）＝（Ｎ（ｆ）−ａ（ｆ））²
仮想ノイズ算出部５６は、評価値Ｅが小さくなるように、ｆ２〜ｆ４およびａ（ｆ１）〜ａ（ｆ５）のいずれか１個のパラメータを変更して設定用仮想ノイズを新たに仮決定する。たとえば、仮想ノイズ算出部５６は、ｆ２を次のサブキャリアに対応する周波数に変更したり、ａ（ｆ１）を５％大きいレベルに変更したりする（ステップＳ５９）。すなわち、仮想ノイズ算出部５６は、グラフＧを構成する各座標のうちの少なくともいずれか１個をレベルおよび周波数の少なくともいずれか一方が異なる座標に変更した５個の座標を設定用仮想ノイズとして新たに仮決定する。

そして、仮想ノイズ算出部５６は、新たに仮決定した設定用仮想ノイズに対応する各座標を結ぶグラフＧを新たに算出する（ステップＳ５４）。そして、仮想ノイズ算出部５６は、評価値Ｅを新たに算出する（ステップＳ５５）。

仮想ノイズ算出部５６は、評価値Ｅが収束しない場合であって（ステップＳ５６でＮＯ）評価値Ｅの算出を所定回数（たとえば１０００回）行なっていないときには（ステップＳ５８でＮＯ）、評価値Ｅが小さくなるように、ｆ２〜ｆ４およびａ（ｆ１）〜ａ（ｆ５）のいずれか１個のパラメータの変更、グラフＧの算出および評価値Ｅの算出を繰り返す。

一方、仮想ノイズ算出部５６は、評価値Ｅが収束した場合、すなわち評価値Ｅが所定回数（たとえば５０回）連続して所定範囲内にある場合には（ステップＳ５６でＹＥＳ）、今までに算出した中で評価値Ｅが最小となる仮決定した設定用仮想ノイズすなわちグラフＧを構成する各座標であるｆ１〜ｆ５およびａ（ｆ１）〜ａ（ｆ５）の各組を設定用仮想ノイズとして決定する（ステップＳ５７）。

また、仮想ノイズ算出部５６は、ｆ２〜ｆ４およびａ（ｆ１）〜ａ（ｆ５）の値の変更を所定回数（たとえば１０００回）行なっても評価値Ｅが収束しない場合には（ステップＳ５６でＮＯ、ステップＳ５８でＹＥＳ）、今までに算出した中で評価値Ｅが最小となるｆ１〜ｆ５およびａ（ｆ１）〜ａ（ｆ５）の各組を設定用仮想ノイズとして決定する。

［設定用仮想ノイズの算出例２］
図８は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図８を参照して、まず、仮想ノイズ算出部５６は、縦軸をノイズレベル、横軸を周波数とした座標平面を設定する。また、仮想ノイズ算出部５６は、設定用仮想ノイズの算出を行なうバンドの最小周波数および最大周波数を両端とする区間を処理対象区間として設定する（ステップＳ４１）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、横軸をサブキャリアの周波数とし、縦軸をノイズレベルとした座標平面において、設定区間の各データ点すなわち設定区間の各サブキャリアにおける仮想ノイズに基づいて直線を算出する、すなわち直線を表わす式を算出する。たとえば、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間の各サブキャリアにおける仮想ノイズについて最小二乗法を用いて直線を算出する（ステップＳ４２）。

そして、仮想ノイズ算出部５６は、同一サブキャリアにおける直線と各データ点との距離が５ｄＢより大きいデータ点が存在する場合であって（ステップＳ４３でＮＯ）、算出した複数の直線の交点が所定数に達していない場合には（ステップＳ４４でＮＯ）、直線との距離が最も大きいデータ点に対応するサブキャリアにおいて設定区間を分割し、分割した区間を新たな処理対象区間として設定する（ステップＳ４５）。なお、同一サブキャリアにおける直線と各データ点との距離の閾値は５ｄＢに限定されるものではなく、他の値であってもよい。

一方、仮想ノイズ算出部５６は、同一サブキャリアにおける直線と各データ点との距離が５ｄＢより大きいデータ点が存在しない場合には（ステップＳ４３でＹＥＳ）、現在の設定区間を確定する（ステップＳ４６）。

そして、仮想ノイズ算出部５６は、未確定の設定区間が存在する場合には（ステップＳ４７でＹＥＳ）、未確定の設定区間の仮想ノイズについて直線を算出する（ステップＳ４２）。一方、仮想ノイズ算出部５６は、すべての設定区間が確定した場合には（ステップＳ４７でＮＯ）、算出した複数の直線の交点、およびバンドの端すなわちバンドの最小周波数および最大周波数の軸と直線との交点を設定用仮想ノイズとして決定する（ステップＳ４８）。

また、仮想ノイズ算出部５６は、同一サブキャリアにおける直線と各データ点との距離が５ｄＢより大きいデータ点が存在する場合であっても（ステップＳ４３でＮＯ）、算出した複数の直線の交点が所定数に達した場合には（ステップＳ４４でＹＥＳ）、算出した複数の直線の交点、およびバンドの端すなわちバンドの最小周波数および最大周波数の軸と直線との交点を設定用仮想ノイズとして決定する（ステップＳ４８）。ここで、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズの算出を行なうバンドが上り方向のバンドである場合の所定数は３であり、下り方向のバンドである場合の所定数は８である。

図９は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する動作の一例を示すグラフ図である。グラフＫは、仮想ノイズ算出部５６が複数回分のＱＬＮに基づいて算出した仮想ノイズである。図９は、仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズの算出を行なうバンドが下り方向のバンドである場合を示している。

図９を参照して、まず、仮想ノイズ算出部５６は、設定用仮想ノイズの算出を行なうバンドの両端ａ間を最初の処理対象区間Ａに設定する。そして、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ａの各サブキャリアにおける仮想ノイズについて最小二乗法を用いて直線Ａを算出する。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、同一サブキャリアにおける直線Ａと各データ点との距離が５ｄＢより大きいデータ点が存在し（ステップＳ４３でＮＯ）、かつ直線の交点が所定数に達していないことから（ステップＳ４４でＮＯ）、同一サブキャリアにおいて直線Ａとの距離が最も大きいデータ点に対応するサブキャリアｂにおいて区間Ａを分割し、分割した２つの区間である区間Ｂ１およびＢ２を新たに設定する（ステップＳ４５）。

同様に、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｂ１において算出した直線Ｂ１に基づき設定区間Ｂ１を分割して区間Ｃ１およびＣ２を新たに設定し、また、設定区間Ｂ２において算出した直線Ｂ２に基づき設定区間Ｂ２を分割して区間Ｃ３およびＣ４を新たに設定する（ステップＳ４５）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｃ１において算出した直線Ｃ１に基づき設定区間Ｃ１を分割して区間Ｄ１およびＤ２を新たに設定する（ステップＳ４５）。

また、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｃ２〜Ｃ４においてそれぞれ算出した直線Ｃ２〜Ｃ４と設定区間Ｃ２〜Ｃ４における各データ点との同一サブキャリアにおける距離が５ｄＢ以内であることから、設定区間Ｃ２〜Ｃ４をこれ以上分割せずに確定する（ステップＳ４３でＹＥＳおよびステップＳ４６）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｄ１において算出した直線Ｄ１に基づき設定区間Ｄ１を分割して区間Ｅ１およびＥ２を新たに設定する（ステップＳ４５）。

また、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｄ２において算出した直線Ｄ２と設定区間Ｄ２における各データ点との同一サブキャリアにおける距離が５ｄＢ以内であることから、設定区間Ｄ２をこれ以上分割せずに確定する（ステップＳ４３でＹＥＳおよびステップＳ４６）。

次に、仮想ノイズ算出部５６は、設定区間Ｅ１およびＥ２においてそれぞれ算出した直線Ｅ１およびＥ２と設定区間Ｅ１およびＥ２における各データ点との同一サブキャリアにおける距離が５ｄＢ以内であることから、設定区間Ｅ１およびＥ２をこれ以上分割せずに確定する（ステップＳ４３でＹＥＳおよびステップＳ４６）。そして、仮想ノイズ算出部５６は、すべての設定区間が確定したことから（ステップＳ４７でＮＯ）、算出した複数の直線のうち、確定した設定区間に対応する直線Ｅ１、Ｅ２、Ｄ２およびＣ２〜Ｃ４の交点Ｎ２〜Ｎ６と、バンドの最小周波数および直線Ｅ１の交点Ｎ１と、バンドの最大周波数および直線Ｃ４の交点Ｎ７とを設定用仮想ノイズとして決定する（ステップＳ４８）。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作について説明する。

図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。

局側装置１および端末側装置２が通信を行なっている状態において、局側装置１は、局側装置１および端末側装置２間の通信信号の受信品質を監視している。

より詳細には、局側装置１において、制御部１７における誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報に基づいて上り方向の通信信号の誤り率を算出する。

一方、端末側装置２において、制御部１７における誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報に基づいて、下り方向の通信信号の誤り率を算出する。そして、端末側装置２における制御部１７は、エンコーダ１０を制御して、誤り率の算出結果を通信信号に含めて局側装置１へ送信する。そして、局側装置１において、誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、下り方向の通信信号の誤り率を抽出する。

局側装置１は、下り方向の通信信号の誤り率、または上り方向の通信信号の誤り率が所定値以上である場合には（ステップＳ２１でＹＥＳ）、上りおよび下りの回線を切断する制御を行なう（ステップＳ２２）。

上りおよび下りの回線が切断されると、局側装置１および端末側装置２は初期化を行なう（ステップＳ２３およびＳ３１）。たとえば、局側装置１および端末側装置２における制御部１７は、変調器１２および復調器３０等を制御して無変調信号を送受信することにより、各々のドライバ部２０および低雑音アンプ２４に含まれるＡＧＣ（Auto Gain Control）回路のゲイン設定等を行なう。

なお、局側装置１および端末側装置２が前述のＱＬＮ測定および仮想ノイズの算出に引き続いて通信速度の決定を行なう場合には、局側装置１および端末側装置２がステップＳ２１〜Ｓ２３およびステップＳ３１の処理を行なわない構成とすることも可能である。また、局側装置１または端末側装置２に対する電源投入時、あるいは使用者が初期化のコマンドを局側装置１または端末側装置２に投入した場合に、局側装置１および端末側装置２がステップＳ２３およびステップＳ３１以降の処理を行なう構成であってもよい。

初期化が終了すると、局側装置１は、たとえばＰＮ（Pseudo Noise）系列の信号（以下、テスト信号とも称する。）を通信信号として端末側装置２へ送信する。テスト信号は、エンコーダ１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される（ステップＳ２４）。また、端末側装置２は、局側装置１と同様に、テスト信号を通信信号として局側装置１へ送信する（ステップＳ３２）。

端末側装置２は、局側装置１から受信したテスト信号のレベルを測定する。より詳細には、端末側装置２において、復調器３０は、テスト信号に対応するデータをシリアル・パラレル変換器２８から受けてデジタル復調し、コンスタレーションを制御部１７へ出力する。制御部１７におけるＱＬＮ測定部５３は、復調器３０から受けたコンスタレーションに基づいて、テスト信号のレベルを測定する（ステップＳ３３）。

そして、端末側装置２は、テスト信号レベルの測定結果を局側装置１へ通知する（ステップＳ３４）。

また、局側装置１は、端末側装置２と同様に、端末側装置２から受信したテスト信号のレベルを測定する（ステップＳ２５）。

そして、局側装置１は、自己が測定した上りテスト信号レベルおよび自己が算出した通信速度決定用の上り仮想ノイズに基づいて上り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲを算出する。より詳細には、局側装置１におけるＳＮＲ算出部５８は、信号レベル測定部５７から受けた上りテスト信号レベルの測定結果および仮想ノイズ算出部５６から受けた通信速度決定用の上り仮想ノイズに基づいて上り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲを算出する（ステップＳ２６）。

また、局側装置１は、端末側装置２から受信した下りテスト信号レベルの測定結果および自己が算出した通信速度決定用の下り仮想ノイズに基づいて下り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲを算出する。より詳細には、局側装置１におけるＳＮＲ算出部５８は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、端末側装置２が測定した下りテスト信号レベルの測定結果を抽出する。そして、ＳＮＲ算出部５８は、抽出した下りテスト信号レベルの測定結果および仮想ノイズ算出部５６から受けた通信速度決定用の下り仮想ノイズに基づいて下り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲを算出する（ステップＳ２６）。

局側装置１は、上り方向の通信速度すなわち端末側装置２から送信する複数個の通信信号の速度をそれぞれ決定する。たとえば、局側装置１は、端末側装置２が通信信号の送信に用いる複数個のサブキャリアと各サブキャリアに割り当てるビット数との対応関係を表わす上り方向のビットテーブルを生成し（ステップＳ２７）、端末側装置２へ送信する（ステップＳ２８）。より詳細には、ビットテーブル生成部５９は、ＳＮＲ算出部５８から受けた上り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲおよびマージン設定部５５から受けた上り方向のＳＮＲマージンに基づいて上り方向のビットテーブルを生成し、エンコーダ１０および変復調方式決定部５２へ出力する。上り方向のビットテーブルは、エンコーダ１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される。

そして、局側装置１における変復調方式決定部５２は、ビットテーブル生成部５９から受けた上り方向のビットテーブルに基づいて、端末側装置２から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式でサブキャリアごとの通信信号をそれぞれ復調する（ステップＳ２９）。

端末側装置２は、局側装置１から受信した上り方向のビットテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する。より詳細には、端末側装置２における制御部１７の変復調方式決定部５２は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、局側装置１が送信した上り方向のビットテーブルを抽出する。そして、変復調方式決定部５２は、抽出した上り方向のビットテーブルに基づいて複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定し、決定した変調方式を変調器１２へ通知する。変調器１２は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアのデータをそれぞれ変調する（ステップＳ３５）。

また、局側装置１は、下り方向の通信速度すなわち端末側装置２へ送信する複数個の通信信号の速度をそれぞれ決定する。たとえば、局側装置１は、局側装置１が通信信号の送信に用いる複数個のサブキャリアと各サブキャリアに割り当てるビット数との対応関係を表わす下り方向のビットテーブルを生成し（ステップＳ２７）、端末側装置２へ送信する（ステップＳ２８）。より詳細には、ビットテーブル生成部５９は、ＳＮＲ算出部５８から受けた下り方向の各サブチャネルにおけるＳＮＲおよびマージン設定部５５から受けた下り方向のＳＮＲマージンに基づいて下り方向のビットテーブルを生成し、エンコーダ１０および変復調方式決定部５２へ出力する。下り方向のビットテーブルは、エンコーダ１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される。

また、局側装置１における変復調方式決定部５２は、ビットテーブル生成部５９から受けた下り方向のビットテーブルに基づいて、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定し、決定した変調方式を変調器１２へ通知する。変調器１２は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアのデータをそれぞれ変調する（ステップＳ２９）。

端末側装置２は、局側装置１から受信した下り方向のビットテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する。より詳細には、端末側装置２における変復調方式決定部５２は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、局側装置１が送信した下り方向のビットテーブルを抽出する。そして、変復調方式決定部５２は、抽出した下り方向のビットテーブルに基づいて、局側装置１から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式でサブキャリアごとの通信信号をそれぞれ復調する（ステップＳ３５）。

図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置におけるビットテーブルの一例を示す図である。

図１１を参照して、通信速度決定部５１は、マージン設定部５５から受けたＳＮＲマージンがたとえば６ｄＢであり、かつサブキャリア１における通信信号のＳＮＲがたとえば５０ｄＢである場合には、５０ｄＢよりもさらにＳＮＲマージンの６ｄＢだけ劣化した４４ｄＢのＳＮＲの条件下でサブキャリア１における通信信号が所定の受信品質たとえば誤り率が１０^-7未満となる１５ビットをサブキャリア１に割り当てる。

図１１では、サブキャリア１および２の割り当てビット数は１５ビットであり、サブキャリア３９および４０の割り当てビット数は３ビットである。

この場合、ビットテーブルを受信した通信装置における制御部１７の変調方式決定部５２は、サブキャリア１および２の割り当てビット数が１５であるため、１５ビットに対応するシンボルレートの大きい１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）をサブキャリア１の通信信号の変調方式と決定する。また、変調方式決定部５２は、サブキャリア３９および４０の割り当てビット数が３であるため、３ビットに対応するシンボルレートの小さいＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）をサブキャリア３９および４０の通信信号の変調方式と決定する。

図１２は、通信速度決定部５１がサブキャリアに割り当てるビット数を決定する過程を概念的に示すグラフ図である。グラフＶＮ１は仮想ノイズ算出部５６が算出した仮想ノイズである。グラフＶＮ２は仮想ノイズ算出部５６が算出した仮想ノイズからＳＮＲマージンだけ大きくしたノイズである。グラフＳは、信号レベル測定部５７が測定した信号レベルである。

前述のように、通信速度決定部５１は、ＳＮＲ算出部５８が算出したテスト信号のＳＮＲよりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信信号の通信速度として決定する。

言い換えると、図１２を参照して、通信速度決定部５１は、仮想ノイズレベルＶＮ１よりもさらにＳＮＲマージンＭだけ大きいノイズレベルＶＮ２の条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信信号の通信速度として決定する。すなわち、通信速度決定部５１は、信号レベルＳおよびノイズレベルＶＮ２に基づいて通信信号のＳＮＲを算出し、算出した通信信号のＳＮＲの条件下で通信信号が所定の受信品質たとえば誤り率が所定値未満となる通信速度よりも低い通信速度を、通信信号の通信速度として決定する。

ところで、ノイズレベルの変動は伝送周波数帯域において一律ではないため、伝送周波数帯域において一定のＳＮＲマージンを設定するだけの構成ではＳＮＲマージンが不足してエラーが発生するか、ＳＮＲマージンが余って必要以上に通信速度が低くなってしまう。このような問題点を解決するために、非特許文献１では、仮想ノイズを設定する機能が定められている。しかしながら、仮想ノイズを大きく設定したサブキャリアでは誤り率が小さくなるが、その一方でサブキャリアに割り当てるビット数が減るために通信速度が低くなってしまう。したがって、仮想ノイズを適切に設定することが要求されるが、非特許文献１には、仮想ノイズを適切に設定するための構成は開示されていない。

しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置では、ＱＬＮ測定部５３は、各サブキャリアにおけるＱＬＮを複数回測定する。仮想ノイズ算出部５６は、ＱＬＮ測定部５３が測定した複数回分のサブキャリアごとのＱＬＮに基づいて複数個の通信信号の仮想ノイズをそれぞれ算出する。通信速度決定部５１は、仮想ノイズよりもさらにＳＮＲマージンだけ大きいノイズレベルの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信信号の通信速度として決定する。したがって、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置では、各サブチャネルにおけるノイズレベルの変動に対応した仮想ノイズを設定することができるとともに、１回分のノイズレベルの測定結果ではなく、複数回分のノイズレベルの測定結果を用いる、すなわちある程度の長時間にわたる測定結果に基づいた適切な仮想ノイズの設定を行なうことができ、適切なデータ伝送を実現することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る通信装置と比べてＱＬＮの測定回数を変更した通信装置に関する。

図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る通信装置が仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。

局側装置１は、端末側装置２から所定の信号を受けることにより端末側装置２を認識すると、初期化を行なう（ステップＳ６１）。たとえば、局側装置１および端末側装置２における制御部１７は、変調器１２および復調器３０等を制御して無変調信号等を送受信することにより、各々のドライバ部２０および低雑音アンプ２４に含まれるＡＧＣ（Auto Gain Control）回路のゲイン設定等を行なう。そして、局側装置１は、端末側装置２へＱＬＮ測定モード信号を送信する。端末側装置２は、局側装置１からＱＬＮ測定モード信号を受けると、局側装置１と同様に初期化を行なう（ステップＳ７１）。

局側装置１は、初期化が終了すると、各サブキャリアの無変調信号を通信信号として端末側装置２へ送信する（ステップＳ６２）。また、端末側装置２は、初期化が終了すると、各サブキャリアの無変調信号を通信信号として局側装置１へ送信する（ステップＳ７２）。

局側装置１は、端末側装置２から受信した無変調信号のノイズレベルすなわち上りＱＬＮを１回測定する（ステップＳ６３）。より詳細には、局側装置１において、復調器３０は、無変調信号に対応するデータをシリアル・パラレル変換器２８から受けてデジタル復調し、コンスタレーションを制御部１７へ出力する。制御部１７におけるＱＬＮ測定部５３は、復調器３０から受けたコンスタレーションに基づいて、上り方向の各サブキャリアのＱＬＮを測定する（ステップＳ６３）。ここで、コンスタレーションとは、変調信号の同相（Ｉ相）成分および直交（Ｑ相）成分からなるＩＱ座標軸平面におけるシンボル点配置のことである。

仮想ノイズ算出部５６は、局側装置１におけるＱＬＮ測定部５３から上りＱＬＮを受ける。そして、仮想ノイズ算出部５６は、取得した１回分の上りＱＬＮのデータ間引き処理を行なう。すなわち、仮想ノイズ算出部５６は、取得した上りＱＬＮに基づいて、上りのサブキャリア数よりも少ない数の上り設定用仮想ノイズを算出する（ステップＳ６４）。

一方、端末側装置２は、局側装置１から受信した無変調信号のノイズレベルすなわち下りＱＬＮを１回測定する（ステップＳ７３）。

端末側装置２における制御部１７は、エンコーダ１０等を制御して、１回分の下りＱＬＮを通信信号に含めて局側装置１へ送信する（ステップＳ７４）。

局側装置１における仮想ノイズ算出部５６は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、下りＱＬＮを抽出する。そして、仮想ノイズ算出部５６は、取得した１回分の下りＱＬＮのデータ間引き処理を行なう。すなわち、仮想ノイズ算出部５６は、取得した下りＱＬＮに基づいて、下りのサブキャリア数よりも少ない数の下り設定用仮想ノイズを算出する（ステップＳ６４）。

そして、仮想ノイズ算出部５６は、算出した設定用仮想ノイズに基づいて各サブキャリアにおける通信速度決定用の仮想ノイズを算出する。たとえば、仮想ノイズ算出部５６は、算出した１個または複数個の設定用仮想ノイズを直線補間することにより各サブキャリアにおける仮想ノイズを算出し、通信速度決定用の仮想ノイズとする（ステップＳ６５）。

ここで、仮想ノイズ算出部５６は、本発明の第１の実施の形態に係る仮想ノイズ算出部５６と同様に、たとえば設定用仮想ノイズの算出例１および２に示す方法を用いて設定用仮想ノイズを算出する。

また、本発明の第２の実施の形態に係る局側装置１および端末側装置２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信装置と同様に、たとえば図１０のフローチャートに示す動作手順で上り方向および下り方向の各々における複数個の通信信号の通信速度を決定する。

その他の構成および動作は本発明の第１の実施の形態に係る通信装置と同様である。
本発明の第２の実施の形態に係る通信装置では、仮想ノイズ算出部５６は、設定用仮想ノイズの算出例１および２に示す方法により、各サブキャリアにおける１回分のＱＬＮ測定結果に基づいて設定用仮想ノイズを算出する。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る通信装置では、通信速度を決定するために設定する仮想ノイズの算出を適切に行なう、すなわち仮想上の回線状態を示す指標値を適切に設定することで適切なデータ伝送を実現することができる。また、本発明の第２の実施の形態に係る通信装置では、通信速度を決定するために設定する仮想ノイズの個数を実際のサブチャネル数ないしサブキャリア数よりも少なくする構成により、通信装置における仮想ノイズの設定に関する構成、たとえばユーザからの仮想ノイズの設定を反映するための構成の簡易化を図ることができる。

［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。

（１） 仮想ノイズの算出およびビットテーブルの生成
本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る通信装置では、局側装置１が、上り方向および下り方向の各々の仮想ノイズ算出およびビットテーブル生成を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。端末側装置２が、上り方向および下り方向の各々の仮想ノイズ算出およびビットテーブル生成を行なう構成とすることも可能である。

（２） 仮想ノイズ
本発明の第１の実施の形態に係る通信装置では、仮想ノイズ算出部５６は、取得した複数回分のサブキャリアごとのノイズレベルに基づいて複数個の通信信号の仮想ノイズを算出する。ＳＮＲ算出部５８は、テスト信号レベルの測定結果および通信速度決定用の仮想ノイズに基づいて各サブチャネルにおけるＳＮＲを算出する。そして、通信速度決定部５１は、ＳＮＲ算出部５８が算出した通信信号のＳＮＲよりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、上りまたは下りの通信信号の通信速度として決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信速度決定部５１がテスト信号レベルの測定結果を用いずに、予め定められた信号レベルと、仮想ノイズと、ＳＮＲマージンとに基づいて複数個の通信信号の通信速度を決定する構成であってもよい。また、仮想ノイズに限らず、通信信号の仮想上の回線状態を示す指標値であれば仮想ノイズの代わりに用いることが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。 制御部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける上りおよび下り各々のバンド構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける上りおよび下り各々のバンドにおけるＱＬＮの測定結果の一例を示すグラフ図である。 仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。 仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する動作の一例を示すグラフ図である。 仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。 仮想ノイズ算出部５６が設定用仮想ノイズを算出する動作の一例を示すグラフ図である。 本発明の第１の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る通信装置におけるビットテーブルの一例を示す図である。 通信速度決定部５１がサブキャリアに割り当てるビット数を決定する過程を概念的に示すグラフ図である。 本発明の第２の実施の形態に係る通信装置が仮想ノイズを算出する際の動作手順を定めたフローチャートである。

符号の説明

１ 局側装置（通信装置）、２ 端末側装置（通信装置）、１０ エンコーダ、１２ 変調器（ＩＦＦＴ）、１４ パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、１６ デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、１７ 制御部、２０ ドライバ部、２２ ハイブリッド回路、２４ 低雑音アンプ、２６ アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、２８ シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、３０ 復調器（ＦＦＴ）、３２ デコーダ、５１ 通信速度決定部、５２ 変調方式決定部、５３ ＱＬＮ測定部、５４ 誤り率測定部、５５ マージン設定部、５６ 仮想ノイズ算出部（回線状態算出部）、５７ 信号レベル測定部、５８ ＳＮＲ算出部、５９ ビットテーブル生成部、６１ 送信部、６２ 受信部、１００ 通信システム。

Claims (9)

1. 周波数の異なる複数個の通信信号を他の通信装置に送信する送信部と、
   前記他の通信装置が複数回測定した前記複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を前記他の通信装置から受信する受信部と、
   前記受信した複数回分の回線状態指標値に基づいて、前記複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出部と、
   前記複数個の通信信号に対するマージン値を設定するマージン設定部と、
   前記算出した仮想回線状態指標値から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、
   前記送信部は、前記決定した通信速度で前記複数個の通信信号を前記他の通信装置に送信する通信装置。
2. 他の通信装置から周波数の異なる複数個の通信信号を受信する受信部と、
   前記受信した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を複数回測定する測定部と、
   前記複数回測定した回線状態指標値に基づいて、前記複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出部と、
   前記複数個の通信信号に対するマージン値を設定するマージン設定部と、
   前記算出した仮想回線状態指標値から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、
   前記決定した通信速度を前記他の通信装置に通知する送信部とを備える通信装置。
3. 前記回線状態指標値は雑音レベルであり、
   前記通信速度決定部は、前記算出した仮想的な雑音レベルから前記マージン値だけ大きい雑音レベルにおいて前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記回線状態算出部は、前記複数回測定した回線状態指標値の平均値および分散値を前記通信信号ごとに算出し、前記算出結果に基づいて前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する請求項１または２に記載の通信装置。
5. 前記回線状態算出部は、前記算出した前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値に基づいて、周波数および前記回線状態指標値の組である設定データを前記仮想回線状態指標値の個数より少ない個数算出し、前記算出した設定データに基づいて通信速度決定用の前記複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出し、
   前記通信速度決定部は、前記通信速度決定用の回線状態指標値から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する請求項１または２に記載の通信装置。
6. 前記回線状態算出部は、前記算出した前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値の一部を前記設定データとして仮決定し、
   前記回線状態算出部は、縦軸を前記回線状態指標値、横軸を周波数とした座標平面を設定し、前記座標平面において、前記仮決定した設定データに対応する複数個の座標を結ぶ第１のグラフを算出し、前記複数個の通信信号の周波数と対応の前記仮想回線状態指標値との組に対応する複数個の座標を結ぶ第２のグラフを算出し、前記第１のグラフと前記第２のグラフとの近さを表わす評価値を算出し、
   前記回線状態算出部は、前記評価値が小さくなるように、前記第１のグラフを構成する前記複数個の座標のうちの少なくともいずれか１個を回線状態指標値および周波数の少なくともいずれか一方が異なる座標に変更して前記第１のグラフを新たに算出し、前記新たに算出した第１のグラフと前記第２のグラフとの近さを表わす評価値を新たに算出し、
   前記回線状態算出部は、前記座標の変更および前記評価値の算出を所定回数行なっても前記評価値が前記所定回数連続して所定範囲内にある場合には、前記算出した複数個の第１のグラフの中から前記評価値が最小であった前記第１のグラフを構成する前記複数個の座標を前記設定データとして決定し、前記決定した設定データに基づいて前記通信速度決定用の前記複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出する請求項５記載の通信装置。
7. 前記回線状態算出部は、縦軸を前記回線状態指標値、横軸を周波数とした座標平面を設定し、前記設定した座標平面において、前記複数個の通信信号の周波数と対応の前記仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線を算出し、前記各座標と対応の周波数における前記直線上の座標との距離がそれぞれ所定値以内である場合には、前記直線に対応する前記設定データに基づいて前記通信速度決定用の前記複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出し、
   前記回線状態算出部は、前記各座標と対応の周波数における前記直線上の座標との距離のうち少なくともいずれか１つが前記所定値以内でない場合には、前記複数個の通信信号に対応する周波数帯域を分割し、前記分割後の周波数帯域における複数個の前記通信信号の周波数と対応の前記仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線をそれぞれ新たに算出し、
   前記回線状態算出部は、前記分割後の周波数帯域における複数個の前記通信信号の周波数と対応の前記仮想回線状態指標値との組に対応する各座標と対応の周波数における前記新たに算出した直線上の座標との距離のうち少なくともいずれか１つが前記所定値以内でない場合には、前記分割後の周波数帯域をさらに分割し、前記分割後の周波数帯域における複数個の前記通信信号の周波数と対応の前記仮想回線状態指標値との組に対応する各座標に基づいて直線をそれぞれ新たに算出し、
   前記回線状態算出部は、前記分割後の周波数帯域の各々における前記各座標と対応の周波数における前記新たに算出した直線上の座標との距離がそれぞれ前記所定値以内である場合には、前記分割後の周波数帯域の各々に対応する複数の前記新たに算出した直線の交点を前記設定データとして決定し、前記決定した設定データに基づいて前記通信速度決定用の前記複数個の通信信号の回線状態指標値をそれぞれ算出する請求項５記載の通信装置。
8. 周波数の異なる複数個の通信信号を他の通信装置に送信する送信ステップと、
   前記他の通信装置が複数回測定した前記複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を前記他の通信装置から受信する受信ステップと、
   前記受信した複数回分の回線状態指標値に基づいて、前記複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出する回線状態算出ステップと、
   前記算出した仮想回線状態指標値から予め設定されたマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定ステップと、
   前記決定した通信速度で前記複数個の通信信号を前記他の通信装置に送信するステップとを含む通信方法。
9. 他の通信装置から周波数の異なる複数個の通信信号を受信するステップと、
   前記受信した複数個の通信信号の回線状態を示す回線状態指標値を複数回測定するステップと、
   前記複数回測定した回線状態指標値に基づいて、前記複数個の通信信号の仮想上の回線状態を示す前記複数個の通信信号の仮想回線状態指標値をそれぞれ算出するステップと、
   前記算出した仮想回線状態指標値から予め設定されたマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、
   前記決定した通信速度を前記他の通信装置に通知するステップとを含む通信方法。

Images