JP2010011174A - 無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接チャネル等への干渉を低減することができ、無線通信システムのアップリンクにおける全体のスループットを最適化することができる無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線基地局が、無線通信端末から送信された無線信号の第１の信号品質を示す値を取得して、無線通信端末が、受信した第１の信号品質を示す値に基づき、無線基地局へ無線信号を送信する送信電力を制御する第１の制御ステップと、無線基地局が、無線通信端末から送信された無線信号の第２の信号品質を示す値を取得して、無線通信端末が、受信した第２の信号品質を示す値に基づき、第２の信号品質を示す値が第１の信号品質を示す値以下である場合に、第１の制御ステップで制御した送信電力を低減する制御を行う第２の制御ステップとを有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、無線基地局と無線通信端末との間における無線通信方法、この無線通信方法を実現する無線通信システム及び無線通信装置に関する。

従来、無線基地局と無線通信端末から構成される無線通信システムが知られている。この無線通信システムにおいては、通信品質を維持するために、無線信号を送信する際の送信電力を増加させ或いは低減させる制御を行っている。このような、従来の無線通信システムにおいて、無線通信端末から無線基地局へ向かって（アップリンク）無線信号を送出する場合の、無線基地局による送信電力の制御について説明する。
図７は、従来の無線通信方法を模式的に示した説明図である。図７に示すように、無線通信端末Ｔ１〜Ｔ３は、基地局ＢＳ（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）と無線通信しており、基地局ＢＳと無線通信端末Ｔ１〜Ｔ３により、無線通信ネットワークが形成されている。

図８は、従来の無線通信方法における電力制御処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、電力制御処理の動作開始により、先ず、無線基地局が無線通信端末から無線信号を受信する（ステップＳ１）と、無線基地局は一定時間毎に無線信号の品質Ｑを算出する（ステップＳ２）。次に、無線基地局は、算出結果に基づき、時間経過に伴う信号品質の変化を検出する。即ち、時刻ｔにおける無線信号の品質Ｑ（ｔ）と時刻ｔ−１における無線信号の品質Ｑ（ｔ−１）を比較し、品質Ｑが改善されているか否かを判定する（ステップＳ３）。
判定の結果、改善されている（Ｙｅｓ）場合は、無線基地局から無線通信端末へ、送信電力の減少を要求し（ステップＳ４）、一方、改善されていない（Ｎｏ）場合は、無線基地局から無線通信端末へ、送信電力の増加を要求する（ステップＳ５）。

ところで、このような、無線信号を送信する際に送信電力を増加させ或いは低減させる制御を行うと、例えば、図７に示すような無線通信システムにおいて、無線通信端末Ｔ１が無線信号を送信する際に送信電力を増加させた結果、無線通信端末Ｔ１に割り当てたチャネルの隣接チャネルが割り当てられている無線通信端末Ｔ２では、無線通信端末Ｔ１における送信電力の増加によって干渉が生じ、そのために通信品質が劣化してしまう場合がある。この場合、無線基地局は、無線通信端末Ｔ２に対し送信電力の増加を要求し、無線通信端末Ｔ２は送信電力を増加するが、今度は、無線通信端末Ｔ２における送信電力の増加により、無線通信端末Ｔ１が干渉を受けることになる。

図９は、無線通信端末が送信している周波数に対する電力の時間経過による変化をグラフで示す説明図である。図９に示すように、無線通信端末Ｔ１〜Ｔ３が送信している周波数に対する電力は、時刻ｔ−１から時刻ｔへの経過に際し、干渉に伴う妨害波と共に変化する。図中、実線は、時刻ｔの希望波、即ち、無線通信端末からの出力時の電力を示し、破線は、時刻ｔ−１の希望波を示し、点描部は、時刻ｔの妨害波を示し、斜線部は、時刻ｔ−１の妨害波を示す。

このように、従来の無線通信方法における電力制御（図８参照）では、各無線通信端末から送信される無線信号の相互の干渉により通信品質が劣化した場合、全体の送信電力が常に上昇する動きとなり易い。この結果、消費電力の増加と共に、自局内の無線通信端末及び隣接するセルにおいて無線通信を行っている無線基地局や無線通信端末に対しても干渉を増加させることになる。
つまり、無線通信システムにおいて、何れかの無線通信端末の送信電力を増加させると、その度に、他の無線通信端末の通信品質が低下してしまうばかりでなく、隣接するセルの無線基地局や当該無線基地局と無線通信を行う無線通信端末に対する干渉も増加させてしまうことになる。

そこで、無線基地局が無線通信端末に無線信号を送信する際の送信電力を一定にすることにより、干渉を抑制するものとして、例えば、「送信パワ制御方法」（特許文献１参照）が提案されている。
従来の「送信パワ制御方法」（特許文献１参照）では、設定可能な最大の変調多値数の変調方式に設定し、受信品質が良い場合には、変調方式を固定したまま送信パワを変化させていて、一方、その他の変調多値数が異なる複数の変調方式では、送信パワを一定にしたまま変調多値数を変化させて無線通信を行っている。
特開２００３−２９８５１０号公報

しかしながら、隣接チャネルや隣接するセルと干渉が生じることで、受信品質が低下し、設定可能な最大多値数の変調方式を設定できない場合には、受信品質に応じて必要な所要品質が異なる、その他の各変調方式に設定するのにも拘わらず、一定の送信パワにて無線通信を行うことになる。そのため、無線基地局に多くの無線通信端末が接続し、無線通信を行っている状況では、送信信号のピーク対平均電力比（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：ＰＡＰＲ）が増加し、送信波の歪み量が増えるため、隣接チャネルへの干渉を低減することができず、当該送信電力に応じた一定量の干渉を常に受けることになる。
この発明の目的は、変調方式を下げることで、当該変調方式における所要品質を満たすための送信電力の値が低下するので、隣接チャネル等への干渉を低減することができ、無線通信システムのアップリンクにおける全体のスループットを最適化することができる無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る無線通信方法は、無線基地局と無線通信端末の間の無線通信方法において、前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第１の信号品質を示す値を取得する第１の受信信号品質取得ステップと、前記無線基地局が、前記取得した第１の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第１の送信ステップと、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第１の信号品質を示す値を受信する第１の信号品質受信ステップと、前記無線通信端末が、前記受信した第１の信号品質を示す値に基づき、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、前記無線通信端末が、前記制御した変調クラスに関する情報を前記無線基地局に送信する第２の送信ステップと、前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第２の信号品質を示す値を取得する第２の受信信号品質取得ステップと、前記無線基地局が、前記取得した第２の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第３の送信ステップと、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第２の信号品質を示す値を受信する第２の信号品質受信ステップと、前記無線通信端末が、前記受信した第２の信号品質を示す値が前記第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御ステップで制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップと、前記無線通信端末が、前記第２の制御ステップにおいて制御した変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第４の送信ステップとを有することを特徴としている。

また、この発明において、前記無線基地局が、前記無線通信端末に基地局指示情報を送信する指示情報送信ステップを更に有し、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された基地局指示情報を受信した場合に、前記第２の信号品質を示す値に応じて、前記第２の制御ステップを実行することが好ましい。
また、この発明において、前記第１の制御ステップでは、変調クラスを上げる制御を行うことが好ましい。

この発明に係る無線通信方法は、通信対象となる通信先装置と無線接続する無線通信装置における無線通信方法において、前記通信先装置へ送信する無線信号の、第１の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得ステップと、前記取得した第１の信号品質を示す値に基づいて、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、前記通信先装置へ送信する無線信号の、第２の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得ステップと、前記取得した第２の信号品質を示す値が、前記第１の信号品質を示す値以下である場合、前記第１の制御ステップにおいて制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップとを有することを特徴としている。

この発明に係る無線通信システムは、無線基地局と、当該無線基地局と無線接続する無線通信端末から構成される無線通信システムにおいて、前記無線基地局は、前記無線通信端末から送信された無線信号を受信する第１の受信部と、前記第１の受信部において受信された無線信号の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得部と、前記第１の信号品質取得部において取得された信号品質を示す値を、前記無線通信端末に送信する第１の送信部とを備え、前記無線通信端末は、前記無線基地局から送信された無線信号を受信する第２の受信部と、前記第２の受信部が受信した前記無線信号から、前記無線基地局へ送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得部と、前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を記憶する記憶部と、前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する制御部と、前記制御部において制御された変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第２の送信部とを備え、前記無線通信端末では、前記制御部が、前記第２の信号品質取得部で取得された第１の信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御を実行した後に、前記第２の信号品質取得部において第２の信号品質を示す値が取得されると、前記制御部は、前記第２の信号品質を示す値が、前記記憶部に記憶された第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御の実行によって制御した変調クラスを下げる第２の制御を実行することを特徴としている。

この発明に係る無線通信装置は、通信対象となる通信先装置と無線接続する無線通信装置において、前記通信先装置から送信された無線信号を受信する受信部と、前記通信先装置から送信された前記無線信号から、前記通信先装置へ送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する信号品質取得部と、前記信号品質取得部で取得された前記信号品質を記憶する記憶部と、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記信号品質取得部において取得された第１の信号品質を示す値に基づいて、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御を実行した後に、前記信号品質取得部において第２の信号品質を示す値が取得されると、前記制御部は、前記第２の信号品質を示す値が、前記記憶部に記憶された前記第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御の実行により制御した変調クラスを下げる第２の制御を実行することを特徴としている。

この発明によれば、無線通信端末が、変調クラスの制御を行っても、アップリンクにおける品質情報が改善しない場合には、当該無線通信端末は、変調クラスを下げる制御を行って、当該変調クラスにおける所要品質を満たすための送信電力の値を低下させることにより、隣接チャネル等への干渉を段階的に低減することができ、無線通信システムのアップリンクにおける全体のスループットを最適化することができる

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る無線基地局の概略構成を示すブロック図である。図２は、この発明の一実施の形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、無線基地局（基地局）１０は、アンテナ１１ａが接続された送受切り替えスイッチ（ＳＷ）部１１、無線送信部１２、電力制御部１３、データ生成部１４、無線受信部１５、品質計算部１６、及び基地局通信制御部１８を有しており、基地局通信制御部１８は、周波数配置管理部１９、空間多重多元接続（Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）管理部２０、上り（アップリンク）電力制御部２１、信号品質管理部２２、変調方式管理部２３、記憶部２４、比較部２５、及び制御部２６を有している。

図２に示すように、無線通信端末（端末）２７は、アンテナ２８ａが接続された送受切替スイッチ部２８、無線送信部２９、電力制御部３０、データ生成部３１、無線受信部３２、品質取得部３３、基地局メッセージ検出部３４、及び端末通信制御部３５を有しており、端末通信制御部３５は、送信電力記憶部３６、スループット管理部３７、品質通知管理部３８、変調方式管理部３９、記憶部４０、比較部４１、及び制御部４２を有している。

基地局１０（図１参照）と端末２７（図２参照）により無線通信システムが構成され、基地局１０と端末２７が無線接続されることにより無線通信ネットワークが形成される。
基地局１０（図１参照）において、送受切り替えスイッチ（ＳＷ）部１１は、送信時には、アンテナ１１ａと無線送信部１２を接続し、受信時には、アンテナ１１ａと無線受信部１５を接続するための切り替えを行う。無線送信部（送信部）１２は、端末２７に、無線信号（信号品質を示す値に関する情報、基地局メッセージ、通常のアプリケーション等におけるデータ）を送信する。電力制御部１３は、制御部２６による指示に基づいて、端末２７へ無線信号を送信するとき（ダウンリンク）の送信電力を制御する。データ生成部１４は、端末２７に送信する送信データを生成する。

無線受信部（第１の受信部）１５は、端末２７から送信された無線信号（データ）の受信処理を行う。品質計算部（第１の信号品質取得部）１６は、無線受信部１５が受信した無線信号から、信号品質を示す値、即ち、Ｑ（ｔ）を計算し取得する。信号品質を示す値としては、例えば、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）等の値を用いる。基地局通信制御部１８は、品質計算部１６からの入力情報に基づき、基地局１０から送信する無線通信信号の送信状態を制御する制御情報を、電力制御部１３及びデータ生成部１４へ出力する。
基地局通信制御部１８において、周波数配置管理部１９は、基地局１０が端末２７を含む、現在、無線通信を行っている端末に対して、割り当てている無線通信チャネルの割り当て状況を管理し、その状況を把握する。ＳＤＭＡ管理部２０は、無線通信システムがＳＤＭＡを採用している場合に、各チャネルにおける空間多重数及び端末２７を含む、無線通信を行っている端末へのチャネルの割り当て状況を管理し、その状況を把握する。

上り電力制御部２１は、端末２７が基地局１０へ無線信号を送信する（アップリンク）際の送信電力を、品質計算部１６が取得した信号品質を示す値に対応する変調クラスの所要品質を満たす送信電力に制御する。この上り電力制御部２１は、基地局１０が、端末に対して基地局メッセージ（基地局指示情報）を送信せず、基地局主導による端末の送信電力制御を行う際に利用する。
信号品質管理部２２は、少なくとも直前に基地局１０が取得した信号品質を示す値を記憶して管理する。変調方式管理部２３は、無線通信を行っている端末２７との通信時における、送受信するデータを変調及び復調する際の変調方式に対応している変調クラスを管理する。記憶部２４は、各端末２７が基地局１０に対して無線信号を送信する際の送信電力の状態やスループットの状態を記憶しておく。

比較部２５は、信号品質管理部２２に記憶している直前の信号品質を示す値と、取得した信号品質を示す値とを比較する。比較部２５は、基地局１０が基地局メッセージを送信せず、基地局主導による端末２７の送信電力制御を行う際に動作する。
制御部２６は、基地局１０における各構成部の動作を制御し、基地局１０からの基地局メッセージを端末２７に送るか否かを判断する。基地局主導による端末２７の送信電力制御を行う場合、端末２７に対して無線信号を送信する際の送信電力の制御を行うための指示信号を送信する。

端末２７（図２参照）において、送受切り替えスイッチ（ＳＷ）部２８は、送信時には、アンテナ１１ａと無線送信部２９を接続し、受信時には、アンテナ１１ａと無線受信部３２を接続するための切り替えを行う。無線送信部（送信部）２９は、基地局１０に、無線信号（信号品質を示す値に関する情報や通常のアプリケーション等におけるデータ）を送信する。電力制御部３０は、制御部４２による指示に基づいて、基地局１０へ無線信号を送信するとき（アップリンク）の送信電力を制御する。データ生成部３１は、基地局１０に送信する送信データを生成する。

無線受信部（第２の受信部）３２は、基地局１０から送信された無線信号（データ）の受信処理を行う。品質取得部（第２の信号品質取得部）３３は、無線受信部３２が受信した無線信号から、自局が基地局１０に送信したアップリンクにおける無線信号（データ）における信号品質を示す値を計算し取得する。基地局メッセージ検出部３４は、送信されたデータに基地局メッセージが含まれているか否かを判定する。
端末通信制御部３５は、基地局メッセージ検出部３４からの入力情報に基づき、端末２７から送信する無線信号の送信状態を制御する制御情報を、電力制御部３０及びデータ生成部３１へ出力する。

端末通信制御部３５において、送信電力記録部３６は、直前に制御した送信電力の値を記録しておき、スループット管理部３７は、基地局１０から取得した信号品質を示す値に基づくスループットの値を記憶し、管理する。品質通知管理部３８は、基地局１０から取得したアップリンクにおける信号品質を示す値、即ち、Ｑ（ｔ）を取得して管理し、変調方式管理部３９は、無線通信を行っている基地局１０との通信時における、送受信するデータを変調及び復調する際の変調方式に対応している変調クラスを管理する。記憶部４０は、変調クラスの制御を実行させる直前の変調クラスの状態やスループットの状態を記憶しておく。

比較部４１は、品質通知管理部３８が管理している直前の信号品質を示す値と、取得した信号品質を示す値とを比較する。制御部４２は、端末２７における各構成部の動作を制御すると共に、送信する無線信号を変調する際の変調クラスを上げるか下げるかを判断し、また、制御部４２は、基地局メッセージ検出部の判定により基地局１０からのメッセージを受信したか否かを判断する。

上記構成を有する端末２７（図２参照）において、アンテナ２８ａを介して端末２７に入力した受信信号は、送受切り替えスイッチ（ＳＷ）２８により経路を切り替えられ、無線受信部３２に送られる。無線受信機３２において、受信信号に対し必要な信号の抽出と増幅が行われ、復調が実施される。復調された信号は、品質取得部３３において受信信号の品質の推定が行われ、続けて、基地局メッセージ検出部３４において基地局１０からのメッセージの有無が調べられる。ここで、受信した信号にメッセージが含まれている場合、メッセージが検出される。

基地局メッセージ検出部３４からの検出結果は、端末通信制御部３５へ送られる。端末通信制御部３５において、スループット管理部３７は、検出結果に基づき、自局のスループットを管理する。
また、端末２７は、基地局１０からのメッセージの有無に基づき、自局主導における変調クラスの制御か、基地局１０主導による変調クラスの制御を行う。送信電力記憶部３６において自局の送信電力を時系列で記録すると共に、変調方式管理部３９において無線信号を送信する際の変調方式に対応する変調クラスを管理する。端末２７から基地局１０への上り信号は、データ生成部３１において変調データが生成された後、電力制御部３０において送信電力が制御され、無線送信部２９において所望の周波数及び電力に増幅され、その後、送受切り替えスイッチ部２８を経て、アンテナ２８ａを介して空間に放出される。

このように、無線基地局と、当該無線基地局と無線接続する無線通信端末から構成される無線通信システムにおいて、前記無線基地局は、前記無線通信端末から送信された無線信号を受信する第１の受信部（無線受信部１５）と、前記第１の受信部において受信された無線信号の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得部（品質計算部１６）と、前記第１の信号品質取得部において取得された信号品質を示す値を、前記無線通信端末に送信する第１の送信部（無線送信部１２）とを備え、前記無線通信端末は、前記無線基地局から送信された無線信号を受信する第２の受信部（無線受信部３２）と、前記第２の受信部が受信した前記無線信号から、前記無線基地局へ送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得部（品質取得部３３）と、前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を記憶する記憶部（品質通知管理部３８、記憶部４０）と、前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する制御部（変調方式管理部３９）と、前記制御部において制御された変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第２の送信部（無線送信部２９）とを備え、前記無線通信端末では、前記制御部が、前記第２の信号品質取得部で取得された第１の信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御を実行した後に、前記第２の信号品質取得部において第２の信号品質を示す値が取得されると、前記制御部は、前記第２の信号品質を示す値が、前記記憶部に記憶された第１の信号品質を示す値以下である場合（比較部４１における判定の結果）に、前記第１の制御の実行によって制御した変調クラスを下げる第２の制御を実行する。

図３は、図２に示す端末において変調クラスを変更する制御動作の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、端末２７の動作開始により、先ず、端末２７は、基地局１０からの送信信号を受信する（ステップＳ１０１）と、受信した時刻ｔにおける信号品質Ｑ（ｔ）を取得する（ステップＳ１０２）。ここで、端末２７は、受信した信号に基地局１０からのメッセージが含まれているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
このとき、端末２７は、ステップＳ１０２において、基地局１０への上りの品質をチェックするために、基地局１０から端末２７への下りのＡＣＫ情報を監視し、該ＡＣＫ情報から信号品質Ｑ（ｔ）を推定してもよい。

ステップＳ１０３における判定の結果、基地局１０からのメッセージが含まれている（Ｙｅｓ）場合、端末２７は、時刻ｔにおける受信品質Ｑ（ｔ）と直前に取得した時刻ｔ−１における受信品質Ｑ（ｔ−１）とを比較し、受信品質Ｑ（ｔ−１）より受信品質Ｑ（ｔ）が改善されているか否か（Ｑ（ｔ）がＱ（ｔ−１）以下となっていないか）を判定する（ステップＳ１０４）。一方、基地局１０からのメッセージが含まれていない（Ｎｏ）場合、端末２７は、基地局１０から受信する変調クラスの指示に関する情報に基づく変調クラスに制御する（ステップＳ１０５）ことにより、基地局１０主導の電力制御として通信を継続する。その後、ステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０４における判定の結果、受信品質Ｑ（ｔ）が受信品質Ｑ（ｔ−１）より改善されていない（Ｙｅｓ）場合、端末２７は、変調クラスを下げるとともに変調クラスに関する情報を基地局１０へ送信する（ステップＳ１０６）。その後、ステップＳ１０１へ戻る。一方、受信品質Ｑ（ｔ）が受信品質Ｑ（ｔ−１）より改善されている（Ｎｏ）場合、端末２７は、変調クラスを上げるとともに変調クラスに関する情報を基地局１０へ送信する（ステップＳ１０７）。その後、ステップＳ１０１へ戻る。
この例での端末２７は、受信品質Ｑが改善されているか否かにより、変調クラス、即ち、変調方式の上げ下げを行っている。

ここで、変調クラスについて説明する。
変調クラスとは、複数の変調方式とチャネルコーディング方式との組み合わせを言い、選択条件により、スループットを定める変調クラスの選択を行う。
図４は、変調クラス選択条件の一例を表で示す説明図である。図４に示すように、例えば、変調クラスを０〜５まで定義しておく。この変調クラスにおいて、信号対干渉雑音電力比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）劣化耐性は、変調クラス０が最も高く、変調クラスが高く（０→５）なるに従い、ＳＩＮＲ劣化耐性が低くなる。逆に、シンボルあたりの情報量は、変調クラス５が最も高く、スループットも高くなり、変調クラスが低く（５→０）なるに従い、シンボルあたりの情報量が少なく、スループットも低くなる。
そのため、信号品質を示す値に対応した変調クラスに設定することで、該変調クラスに対応する所要品質が異なり、各所要品質を満たす送信電力に変更されるため、変調クラスを下げることで送信電力が低下する。

つまり、この発明に係る無線基地局と無線通信端末の間の無線通信方法は、前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第１の信号品質を示す値を取得する第１の受信信号品質取得ステップと、前記無線基地局が、前記取得した第１の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第１の送信ステップと、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第１の信号品質を示す値を受信する第１の信号品質受信ステップと、前記無線通信端末が、前記受信した第１の信号品質を示す値に基づき、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、前記無線通信端末が、前記制御した変調クラスに関する情報を前記無線基地局に送信する第２の送信ステップと、前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第２の信号品質を示す値を取得する第２の受信信号品質取得ステップと、前記無線基地局が、前記取得した第２の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第３の送信ステップと、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第２の信号品質を示す値を受信する第２の信号品質受信ステップと、前記無線通信端末が、前記受信した第２の信号品質を示す値が前記第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御ステップで制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップと、前記無線通信端末が前記第２の制御ステップにおいて制御した変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第４の送信ステップとを有する。

ここで、前記無線通信端末が、受信した前記第１の信号品質を示す値に基づき、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップにおいて、「第１の信号品質を示す値に基づき」とは、例えば、図２に示す端末の動作の流れを示すフローチャート（図３参照）における、直前の品質（受信品質Ｑ（ｔ−１））を示す値と、第１の品質（受信品質Ｑ（ｔ））を示す値とを比較し、第１の品質情報を示す値が低下している場合であり、或いは、単に、第１の品質情報を示す値を利用する場合等である。

また、「無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する」とは、（１）無線基地局へ送信する無線信号を変調する変調クラスを上げる（０→５）、（２）無線基地局へ送信する無線信号を変調する変調クラスを下げる（５→０）、の何れかに相当する。（１）の場合は、送信する無線信号を変調する変調クラスを上げた結果、所要品質を満たすために行う送信電力の増加に伴い、干渉が増加するものであるが、（２）の場合は、変調クラスを下げたとしても無線通信端末が移動することで、周りの無線通信端末や、周辺のセルの基地局から送信される電波との干渉が生じる可能性がある。

また、「第２の制御ステップ」は、単に、第１の制御前の変調クラスの状態に戻すことのみを意味するものではなく、例えば、第１の制御ステップにて送信電力をＸ増加したとしても、第２の制御ステップでは、変調クラスをＹしか低減しない（Ｘ＞Ｙ）場合も含む。

この発明に係る無線通信方法において、前記無線基地局が、前記無線通信端末に基地局指示情報を送信する指示情報送信ステップを更に有し、前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された基地局指示情報を受信した場合に、前記第２の制御ステップを実行する。ここで、基地局からの指示情報とは、基地局からのメッセージであり、無線基地局主導による無線端末の変調クラスを制御するための指示以外に、無線基地局は把握することができるが無線通信端末では把握することのできない、（１）隣接チャネルとの干渉の影響、（２）同一チャネルとの干渉の影響、（３）隣接セルとの干渉の影響等に関する情報も含む場合がある。

この発明に係る無線通信方法において、前記第１の制御ステップでは、変調クラスを上げる制御を行う。
この発明に係る無線通信方法は、通信対象となる通信先装置と無線接続する無線通信装置における無線通信方法において、前記通信先装置へ送信する無線信号の、第１の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得ステップと、前記取得した第１の信号品質を示す値に基づいて、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、前記通信先装置へ送信する無線信号の、第２の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得ステップと、前記取得した第２の信号品質を示す値が、前記第１の信号品質を示す値以下である場合、前記第１の制御ステップにおいて制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップとを有する。

ここで、第１の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得ステップ、及び第２の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得ステップにおいては、通信先装置（無線基地局）から、無線通信装置（無線通信端末）が送信した無線信号の品質を示す値を取得する。この取得方法としては、
（１）通信先装置（無線基地局）が検出した信号品質を示す値を、通信先装置（無線通信端末）から受信することで取得する
（２）送信元（無線通信端末）に受信側（無線基地局）から再送信を要求する際に利用されるＡＣＫに基づいて、自身が送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する
等の方法が考えられる。

図５は、基地局と基地局に接続された複数の無線通信端末における無線通信状態を模式的に示す説明図である。図６は、図５において無線基地局に接続している各無線通信端末のスループット及び無線通信システム全体のスループットを示す説明図である。
図５に示すように、無線通信端末Ｔ１〜Ｔ３は、基地局ＢＳと無線通信しており、基地局ＢＳと無線通信端末Ｔ１〜Ｔ３により、無線通信ネットワークが形成されている。ここで、無線通信端末Ｔ３が、変調クラスを制御する端末となる。

先ず、無線通信端末Ｔ３が、基地局ＢＳと接続した後の無線通信信号の信号品質を示す値に基づいて、変調クラスの制御（第１の制御ステップ）を行う。このとき、図５に示すような状態では、基地局ＢＳと接続した無線通信端末Ｔ３が無線通信を行うことで他の無線通信端末Ｔ１，Ｔ２が干渉を受けてしまい、無線通信端末Ｔ１，Ｔ２の信号品質が低下することになり、それに伴いスループットが低下してしまう（図６参照）。一方、無線通信端末Ｔ３も、変調クラスの制御を行ったにも拘わらず、信号品質があまり向上せず（場合によっては低下する）ため、スループットもあまり高められない（図６参照）。

そのため、無線通信端末Ｔ３は、基地局ＢＳと接続して無線通信を行ったことにより、他の無線通信端末Ｔ１，Ｔ２に対して干渉を生じさせている可能性があると推定し、変調クラスを低減する制御（第２の制御ステップ）を行う（図６参照）。この制御の結果、無線通信端末Ｔ３の変調クラスを低減したことでスループットは低下してしまうかもしれないが、変調クラスの低減により、所要品質が低くなり、該所要品質に応じた送信電力にするため、無線通信端末Ｔ３と共に基地局ＢＳと無線通信している無線通信端末Ｔ１，Ｔ２の信号品質が向上し、これにより、無線通信端末Ｔ１，Ｔ２のスループットが改善されるので、結果的に無線通信システム全体（Ｔｏｔａｌ）のスループットも改善されることになる（図６参照）。

このように、この発明に係る無線基地局と複数の無線通信端末が無線通信を行う無線通信システムにおいては、無線基地局から無線通信端末がメッセージを受信した場合、無線通信端末は、上りのスループットと信号品質に応じた自局のデータレートと変調クラスを制御することで、無線基地局に対する端末間相互の干渉量を軽減し、無線通信システム全体のスループットを改善する。

即ち、無線通信端末が、アップリンク（上り方向回線）における変調クラスを上げた（下げた）ことで、端末間相互における干渉が増加し、無線通信システム全体のスループットが低下している（改善していない）と判断した場合、無線通信端末は、アップリンクにおける変調クラスを下げることで、無線通信システム全体のスループットを改善し最適化する。
なお、本発明は、上述した実施の形態により説明したが、この実施の形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨を逸脱することなく変更態様として実施するものも含むものである。

この発明の一実施の形態に係る無線基地局の概略構成を示すブロック図である。 この発明の一実施の形態に係る無線通信端末の概略構成を示すブロック図である。 図２に示す端末において変調クラスを変更する制御動作の流れを示すフローチャートである。 変調クラス選択条件の一例を表で示す説明図である。 基地局と基地局に接続された複数の無線通信端末における無線通信状態を模式的に示す説明図である。 図５において無線基地局に接続している各無線通信端末のスループット及び無線通信システム全体のスループットを示す説明図である。 従来の無線通信方法を模式的に示した説明図である。 従来の無線通信方法における電力制御処理の流れを示すフローチャートである。 無線通信端末が送信している周波数に対する電力の時間経過による変化をグラフで示す説明図である。

符号の説明

１０ 無線基地局
１１ａ，２８ａ アンテナ
１１，２８ 送受切り替えスイッチ（ＳＷ）部
１２，２９ 無線送信部
１３，３０ 電力制御部
１４，３１ データ生成部
１５，３２ 無線受信部
１６ 品質計算部
１８ 基地局通信制御部
１９ 周波数配置管理部
２０ 空間多重多元接続管理部
２１ 上り電力制御部
２２ 信号品質管理部
２３，３９ 変調方式管理部
２４，４０ 記憶部
２５，４１ 比較部
２６，４２ 制御部
２７ 無線通信端末
３３ 品質取得部
３４ 基地局メッセージ検出部
３５ 端末通信制御部
３６ 送信電力記憶部
３７ スループット管理部
３８ 品質通知管理部
ＢＳ 無線基地局
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 無線通信端末

Claims (6)

1. 無線基地局と無線通信端末の間の無線通信方法において、
   前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第１の信号品質を示す値を取得する第１の受信信号品質取得ステップと、
   前記無線基地局が、前記取得した第１の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第１の送信ステップと、
   前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第１の信号品質を示す値を受信する第１の信号品質受信ステップと、
   前記無線通信端末が、前記受信した第１の信号品質を示す値に基づき、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、
   前記無線通信端末が、前記制御した変調クラスに関する情報を前記無線基地局に送信する第２の送信ステップと、
   前記無線基地局が、前記無線通信端末から送信された無線信号の第２の信号品質を示す値を取得する第２の受信信号品質取得ステップと、
   前記無線基地局が、前記取得した第２の信号品質を示す値を前記無線通信端末に送信する第３の送信ステップと、
   前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された前記第２の信号品質を示す値を受信する第２の信号品質受信ステップと、
   前記無線通信端末が、前記受信した第２の信号品質を示す値が前記第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御ステップで制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップと、
   前記無線通信端末が、前記第２の制御ステップにおいて制御した変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第４の送信ステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。
2. 前記無線基地局が、前記無線通信端末に基地局指示情報を送信する指示情報送信ステップを更に有し、
   前記無線通信端末が、前記無線基地局から送信された基地局指示情報を受信した場合に、前記第２の信号品質を示す値に応じて、前記第２の制御ステップを実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
3. 前記第１の制御ステップでは、変調クラスを上げる制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信方法。
4. 通信対象となる通信先装置と無線接続する無線通信装置における無線通信方法において、
   前記通信先装置へ送信する無線信号の、第１の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得ステップと、
   前記取得した第１の信号品質を示す値に基づいて、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御ステップと、
   前記通信先装置へ送信する無線信号の、第２の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得ステップと、
   前記取得した第２の信号品質を示す値が、前記第１の信号品質を示す値以下である場合、前記第１の制御ステップにおいて制御した変調クラスを下げる制御を行う第２の制御ステップと
   を有することを特徴とする無線通信方法。
5. 無線基地局と、当該無線基地局と無線接続する無線通信端末から構成される無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局は、
   前記無線通信端末から送信された無線信号を受信する第１の受信部と、
   前記第１の受信部において受信された無線信号の信号品質を示す値を取得する第１の信号品質取得部と、
   前記第１の信号品質取得部において取得された信号品質を示す値を、前記無線通信端末に送信する第１の送信部とを備え、
   前記無線通信端末は、
   前記無線基地局から送信された無線信号を受信する第２の受信部と、
   前記第２の受信部が受信した前記無線基地局から送信された前記無線信号から、前記無線基地局へ送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する第２の信号品質取得部と、
   前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を記憶する記憶部と、
   前記第２の信号品質取得部で取得された信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する制御部と、
   前記制御部において制御された変調クラスに関する情報を、前記無線基地局に送信する第２の送信部と
   を備え、
   前記無線通信端末では、
   前記制御部が、前記第２の信号品質取得部で取得された第１の信号品質を示す値に基づいて、前記無線基地局へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御を実行した後に、前記第２の信号品質取得部において第２の信号品質を示す値が取得されると、
   前記制御部は、前記第２の信号品質を示す値が、前記記憶部に記憶された第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御の実行によって制御した変調クラスを下げる第２の制御を実行する
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 通信対象となる通信先装置と無線接続する無線通信装置において、
   前記通信先装置から送信された無線信号を受信する受信部と、
   前記通信先装置から送信された前記無線信号から、前記通信先装置へ送信する無線信号の信号品質を示す値を取得する信号品質取得部と、
   前記信号品質取得部で取得された前記信号品質を記憶する記憶部と、
   前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部が、前記信号品質取得部において取得された第１の信号品質を示す値に基づいて、前記通信先装置へ送信する無線信号を変調するための変調クラスを制御する第１の制御を実行した後に、前記信号品質取得部において第２の信号品質を示す値が取得されると、
   前記制御部は、前記第２の信号品質を示す値が、前記記憶部に記憶された前記第１の信号品質を示す値以下である場合に、前記第１の制御の実行により制御した変調クラスを下げる第２の制御を実行する
   ことを特徴とする無線通信装置。

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