JP2010011464A - 通信システムの変調及び符号化セットを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、通信システムの変調及び符号化のセットを制御する方法及び装置を提供する。
【解決手段】変調及び符号化のセットを制御する方法は、通信システムの特性全体を最適化するように、通信システムにおける受信信号の品質の確率分布に基づいて変調及び符号化方式（ＭＣＳ）の適切なセットを制御する。方法は、通信システムにおける受信信号の品質の確率分布を取得する工程と、複数のＭＣＳ及び受信信号の品質の取得された確率分布に基づいた通信システムの目標特性についての計算を行って通信システムの適切なＭＣＳセットを制御し、よって、受信信号の品質の確率がより頻繁に出現する領域に、より多くのＭＣＳレベルが与えられる工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信システムの変調及び符号化セットの制御に関し、特に、システム・スループットなどの最適なシステム特性の達成を可能にする、通信システムの変調及び符号化セットを制御する方法及び装置に関する。

どの通信システムの伝送の信頼性も、確かに、伝送媒体の影響によって低下する。伝送の信頼性を向上させるために、変復調及びチャネル符復号化が通常、特に無線伝送システムにおいて、送受信端について制御されることが必要である。

各変調及び符号化方式（ＭＣＳ）の組合せは、対応するスペクトル効率を有する。例えば、ＱＰＳＫ変調、及び符号率が１／２の畳込み符号又はターボ符号の組合せにより、１ビット／シンボルの伝送効率を達成することが可能である。複数のＭＣＳの組合せは、変調次数（ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、Ｍ−ＱＡＭ等）、及び符号率（１／２、２／３、３／４等）を変えることによって達成することが可能である。異なるＭＣＳを別々の伝送環境に施すことが可能である。例えば、良好な伝送環境のチャネルは、より高いスペクトル効率のＭＣＳにより、更に多くの情報を伝送することが可能である。一方、劣悪な伝送環境のチャネルは、より低いスペクトル効率のＭＣＳにより、伝送品質を保証するように、伝送可能な情報は少なくなる。

一般に、通信システムでは、伝送状態は、受信信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）によって示すことが可能である。当然、チャネル品質は他の指数で示すことも可能である。特定のＳＩＮＲの下では、伝送誤り率が特定の閾値（例えば、１０％のブロック誤り率（ＢＬＥＲ））未満であるというような特定の伝送要件を満たすために、できる限り高いスペクトル効率のＭＣＳを選択し得る。各ＭＣＳは、異なるＳＩＮＲの下で、異なるＢＬＥＲを有し、このことはＢＬＥＲ―ＳＩＮＲグラフで示すことが可能である。システムの伝送スループットは、異なる受信ＳＩＮＲに応じて、異なるＭＣＳを選択することにより、できるだけ大きく向上させることが可能であり、この方式は適応的ＭＣＳ選択と呼ばれる。受信ＳＩＮＲの変動範囲は、システム構成、伝送媒体の分布、システム・サービスにおけるユーザ状態の変動等などの多くの要因に依存する。セルラ移動体無線通信システムを例にとれば、基地局に近いユーザが受ける無線信号の伝送減衰は小さく、受信ＳＩＮＲは高い一方、基地局から遠いユーザが受ける信号減衰は大きく、受信ＳＩＮＲは低い。複数の基地局において再利用率１を有するセルラ・システムに関しては、セル端のユーザは、非サービス基地局による干渉を受け、よって、そのＳＩＮＲは、セル中心のユーザのＳＩＮＲよりも低い。要するに、各ユーザの受信ＳＩＮＲの大きさは、システム構成、ユーザ状態等などの要因に依存する。統計的には、ユーザの受信ＳＩＮＲの大きさは、累積密度関数（ＣＤＦ）や確率密度関数（ＰＤＦ）などの確率分布によって示すことが可能である。前述の分布曲線から、システム内のユーザＳＩＮＲの変動範囲がほぼ分かる。

システム容量を最大限利用するためには、適応的ＭＣＳ選択は、現行の伝送チャネル状態を反映するものとする（すなわち、現在の受信ＳＩＮＲ値の下で、ＢＬＥＲ要件を満たす、できる限り高いスペクトル効率のＭＣＳを選択するものとする）。当然、送信端が正しく送信することが可能であるように、受信端は、特定のやり方で、選択されたＭＣＳを送信端に通知するものとする。送信ＭＣＳメッセージは送信チャネルも占めるので、システムによってサポートされるＭＣＳの組合せの数は制限され、多くの通信標準は、送信側及び受信側の両方によってサポートされるＭＣＳの組合せを規定している。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１６Ｅ（非特許文献２）は、繰り返しファクタ６のＱＰＳＫ１／２、繰り返しファクタ４のＱＰＳＫ１／２、繰り返しファクタ２のＱＰＳＫ１／２、ＱＰＳＫ１／２、ＱＰＳＫ３／４、１６ＱＡＭ １／２、１６ＱＡＭ ３／４、６４ ＱＡＭ １／２、６４ ＱＡＭ ２／３、６４ ＱＡＭ ３／４、及び６４ ＱＡＭ ５／６の１１のＭＣＳの組合せを規定している。

現在の研究には主に、特定のスペクトル効率の下でＭＣＳ構造を制御する手法、すなわち、ＢＬＥＲ−ＳＩＮＲ曲線がより急峻である、すなわち、特定のＳＩＮＲの下で、ＢＬＥＲがより小さいように変調方式及び符号化器構造を制御する手法が開示されている。しかし、システム制御の一局面では、ＭＳＣの組合せの数が与えられている場合、システム容量が最大化されるように、ＭＣＳ及びスペクトル効率のレベルをどのようにして制御するか（すなわち、前述のＭＣＳ及びスペクトル効率のレベルはシステムによってサポートされるものとする）は、通信システムの特性全体を向上させるために非常に重要である。

本出願の先行技術文献は以下に列挙する。

ＩＥＥＥ Ｐ８０２．１６ｅ／Ｄ１２ − Ｄｒａｆｔ ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ − Ｐａｒｔ １６：Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ − Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｙｅｒｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｉｃｅｎｓｅｄ Ｂａｎｄｓ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ， ＮＹ， ＵＳＡ， Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００５ Ｈａｒｓｉｎｉ及びＬａｈｏｕｔｉによる「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐａｃｋｅｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｓｃｒｅｔｅ−ｒａｔｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ， Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＩＥＥＥ ２００７」 Ｔ． Ｓａｍｐｅｉ， Ｓ．Ｍｏｒｉｎａｇａによる「Ｓｙｍｂｏｌ ｒａｔｅ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ＴＤＭＡ／ＴＤＤ ｆｏｒ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ， ＩＥＥＥ ＶＴＣ １９９５」 Ｒｏｈｌｉｎｇ及びＧｒｕｎｈｅｉｄ Ｒ．による「Ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｏｄｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ＩＥＥＥ ＶＴＣ １９９８」

従来技術の上記問題点に対しては、本発明は、システム・スループットを向上させる目的で、確率手法に基づいたＭＣＳレベル制御の方法を提供する。本発明の方法は、通信システムを制御する際にシステムによってサポートされる対象のＭＣＳレベルを求めるか、又は、通信システムの構成が変更されると、既存のＭＣＳレベルを改訂してシステム容量を十分に利用する。

システム・スループットを向上させるということを最終的な制御目的として、本発明は、別々のシステム構成の下での受信信号品質の確率分布と、別々のＭＣＳレベル及び対応するスペクトル効率における誤り特性曲線とを組み合わせることにより、現在のシステム構成に適切なＭＣＳセットを選択し、対応する変調方式及び符号化方式を含む具体的なＭＣＳ方式の選択を誘導する。本発明の方法は、通信システムを制御する際にシステムによってサポートされる対象のＭＣＳレベルを求めるか、又は、通信システムの構成が変更されると、既存のＭＣＳレベルを改訂してシステム容量を十分に利用することが可能である。

本発明の第１の局面により、通信システムにおける受信信号の品質の確率分布により、通信システムにおいて使用するＭＣＳセットを制御する方法であって、通信システムにおける受信信号の品質の確率分布を取得する工程と、受信信号の品質の確率がより頻繁に出現する領域により多くのレベルのＭＣＳが与えられるように、複数のＭＣＳから選択されたＭＣＳの種々の考えられるセットを探査することにより、複数のＭＣＳ、及び受信信号の品質の取得された確率分布に基づいて、通信システムの目標特性についての計算を行って、通信システムの適切なＭＣＳセットを制御する工程とを含む方法が提供される。

上記方法によれば、受信信号の品質は受信信号のＳＩＮＲである。

上記方法によれば、受信信号の品質の確率分布は、通信システムのネットワークが実際に配置される前にシステム・シミュレーションによって取得されるか、又は通信システムのネットワークが配置された後に実際の経路テストによって取得される。

上記方法によれば、通信システムのシステム・スループットについての計算を、複数の所定のＭＣＳから選択された種々の考えられるＭＣＳセットを探査することによる、所定の複数のＭＣＳそれぞれの誤り特性曲線、及び通信システムのＳＩＮＲの取得された確率分布に基づいて行って、通信システムにおいて使用するために適切なＭＣＳセットを選択する。

上記方法によれば、適切なＭＣＳセットは、以下の式で表す、通信システムのシステム・スループットについての計算を行うことにより、通信システムについて制御される。

ここで、ｐはＳＩＮＲの値であり、ｆ（ｐ）はＳＩＮＲの確率分布関数であり、ｘ_ｉはｉ番目のＭＣＳのスペクトル効率であり、ｉはＭよりも小さな整数であり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｐ）はｉ番目のＭＣＳ、及びＳＩＮＲの値ｐに対するブロック誤り率であり、Ｔは通信システムのスループットであり、パラメータＳ_ｉ及びＳ_ｉ＋１は、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｓ_ｉ） ＜ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ＋１，ｓ_ｉ＋１） ＞ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであるように選択され、ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、システム需要によって選択される閾値である。

上記方法によれば、方法は更に、指定された複数のスペクトル効率に基づいて、それぞれのスペクトル効率に対応する複数のＭＣＳを制御する工程と、シミュレーションにより、各ＭＣＳの誤り特性曲線を取得する工程と、考えられる全てのスペクトル効率及び対応するＭＣＳを探査することにより、ＭＣＳの取得された誤り特性曲線、及び受信信号の品質の確率分布に基づいて、通信システムの目標特性についての計算を行って、通信システムの適切なＭＣＳセットを選択する工程とを更に含む。

本発明の第２の局面により、通信システムにおける受信信号の品質の確率分布により、通信システムのＭＣＳセットを制御する装置であって、通信システムの受信信号の品質の確率分布を取得する受信信号品質取得手段と、受信信号の品質の確率がより頻繁に出現する領域により多くのレベルのＭＣＳが与えられるように、複数のＭＣＳから選択されたＭＣＳの種々の考えられるＭＣＳセットを探査することにより、複数のＭＣＳ、及び受信信号の品質の取得された確率分布に基づいて、通信システムの目標特性についての計算を行って、通信システムの適切なＭＣＳセットを制御するＭＣＳセット制御手段とを備える装置が提供される。

上記装置によれば、ＭＣＳセット制御手段は、それぞれのスペクトル効率に対応する複数のＭＣＳを指定する指定装置と、シミュレーションにより、各ＭＣＳの誤り特性曲線を取得する誤り特性曲線取得装置と、考えられる全てのスペクトル効率及び対応するＭＣＳを探査することにより、ＭＣＳの取得された誤り特性曲線、及び受信信号の品質の確率分布に基づいて、通信システムの目標特性についての計算を行って、通信システムの適切なＭＣＳセットを選択するＭＣＳセット選択装置とを備える。

本発明の第３の局面はコンピュータ・プログラムを提供する。コンピュータ・プログラムがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行されると、通信システムにおいて使用するためのＭＣＳセットを制御する上記本発明の方法を実現することが可能である。

本発明の第４の局面は、上記コンピュータ・プログラムを含むコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータによって読み取ってその中のコンピュータ・プログラムをコンピュータにロードし、次いで、コンピュータによって実行し、よって、通信システムにおいて使用するためのＭＣＳセットを制御するために上記本発明の方法を実現することが可能である。

本発明の前述及び他の局面は、本願明細書及び図面を参照することにより、明らかになるであろう。本願明細書及び図面では、本発明を実現するためのいくつかのやり方を示すために本発明の実施例を詳細に記載しているが、本発明の範囲はそれによって制限されるものでない。むしろ、本発明は、特許請求の範囲の趣旨及び含意の範囲に収まる変更、修正及び均等物を全て含む。

一実施例に関して説明し、かつ／又は例証した構成は、１つ又は複数の実施例において同一又は類似のやり方で使用するか、かつ／又は、他の実施例の構成と組み合わせるか、かつ／又は、他の実施例の構成を置き換えることが可能である。

強調すべきこととして、本願明細書及び特許請求の範囲の原文に記載の「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ／ｃｏｍｐｒｉｓｅ（ｓ）」の語は、特徴、整数、工程又は組成が存在していることを示しているが、１つ又は複数の他の構成、整数、工程、組成、又はそれらの組合せの存在又は追加を排除するものでない。

シミュレーションによって取得された、通信システムにおける受信信号のＳＩＮＲの確率分布を示す図である。 ＭＣＳのＢＬＥＲとＳＩＮＲとの間の関係を示す誤り符号特性曲線の図である。 ４つのＭＣＳレベルのＢＬＥＲ曲線を示す図である。 本発明の一実施例による、ＭＣＳセットの制御の方法の全体処理を示すフローチャートである。 本発明の別の実施例による、ＭＣＳセットの制御の方法の全体処理を示すフローチャートである。

図面は、本発明の更なる理解のために記載しており、本出願の開示の一部を構成する。図面は、本発明の好ましい実施例を例証し、文章による説明とともに本発明の原理を説明する。

通信システムでは、送信側及び受信側によってサポートされるＭＣＳレベルが多く存在している。前述の通り、種々の符号率のチャネル符号化方式及び種々の変調方法の組合せは、種々のスペクトル効率の複数のＭＣＳレベルをもたらし得る。

本発明は主に、２つの課題を解決する。一方の課題は、通信システムの全体特性（システム・スループット）を最大にするように、既知のＭＣＳから適切なＭＣＳセットを選択することである。他方の課題は、通信システムの全体特性（システム・スループット）を最大にするように、新たな通信システム、又はその構成を変更した通信システムの新たなＭＣＳセットを制御することである。

この目的で、システムの受信端における受信信号のＳＩＮＲの確率分布を計算する。受信信号のＳＩＮＲの確率分布は、例えば、通信システムのネットワークが実際に配置される前にシステム・シミュレーションにより、又は、通信システムのネットワークが配置された後に実際の経路テストによって取得される。実際の状態を反映するために、別々の基地局の下でのユーザ受信信号のＳＩＮＲを計測する。

図１は、システム・シミュレーションによって取得された受信信号のＳＩＮＲの確率分布図を示す。この図に示すように、異なるＳＩＮＲの出現確率は異なる。この例では、中間範囲におけるＳＩＮＲの出現確率は比較的高い。当然、別々のネットワーク構成に対して、受信信号のＳＩＮＲの確率分布も異なる。この図は、以下のように通信システムの容量を最大にすることが可能であるようにどのようにしてＭＣＳレベルを制御することができるかを表すための例とみなされる。

一般に、受信ＳＩＮＲは図１に示すように広い範囲内で変動し、ＳＩＮＲの変動範囲は−３０ｄＢ乃至＋３０ｄＢであり得る。一方、中間範囲（−１０乃至１０ｄＢ）において出現しているＳＩＮＲの確率は比較的高い。セルラ無線通信システムでは、各ユーザは確かに、特定のサービスの基地局の範囲に含まれ、よって、大半のユーザのＳＩＮＲの変動範囲はあまり大きくない。したがって、ＳＩＮＲの変動特性に基づいてＭＣＳレベルを最適化することを考慮に入れることが可能である。

要するに、ＳＩＮＲのより高い出現確率を有する領域にはより多くのＭＣＳレベルを与えることが可能である一方、ＳＩＮＲのより低い出現確率を有する領域に与えることが可能なＭＣＳレベルは、より少ない。すなわち、ＳＩＮＲが一様に分布していない場合、対応するＭＣＳレベルも、一様でなく分布するように制御される一方、ＳＩＮＲが一様に分布している場合、ＭＣＳレベルも一様に分布するよう制御される。よって、システム容量を最大にする目的は、ＭＣＳレベルの制御をＳＩＮＲ分布とマッチングすることによって達成される。

本願の方法は、以下のような単純な式の計算によって表す。システムにおいてサポート可能なＭＣＳレベルがＭ個、存在しているものとする（前述の通り、ＭＣＳメッセージの伝送は伝送チャネルを占め、よって、ＭＣＳレベルの数は制限される）。制御する対象のパラメータは、スペクトル効率セット｛ｘ_ｉ｝_Ｍをサーチするというものであり、

ここで、ｘ_ｉは、ｉ番目のＭＣＳレベルＭＣＳ_ｉに対応するスペクトル効率である。各スペクトル効率を達成するＭＣＳは、図２に示すように、ＳＩＮＲの関数として表すことが可能な対応する誤り符号特性曲線を有する。

最適化の目的は、以下の式（１）を最大にするというものであり、ここで、ｐはＳＩＮＲの値であり、ｆ（ｐ）はＳＩＮＲの確率分布関数であり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｐ）は、特定のＭＣＳ_ｉ及び、ＳＩＮＲの値ｐに対するＢＬＥＲであり、パラメータＳ_ｉ及びＳ_ｉ＋１は、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｓ_ｉ）＜ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ＋１，ｓ_ｉ＋１）＞ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであるように選択され、ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、システム需要（例えば、一部のシステム需要は１０％である）に応じて選択することが可能である。最適化する対象のパラメータは、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｐ）及び｛ｘ_ｉ｝_Ｍであり、最適化は、汎用最適化手法を使用することにより、又は上記式を単純にすることによって行うことが可能であり、詳細はここでは説明しない。

次に、本願の方法を、Ｍ＝４であるとみなすことによって例証する。図３は、４つのＭＣＳレベルのＢＬＥＲ曲線を示す（ＢＬＥＲ曲線は、具体的なＭＣＳを制御することによって変えることが可能である）。最適化は、以下の式（２）で表すことが可能である。

上記問題は、探査（traversal）サーチ手法によって解くことが可能である。最適化する対象のパラメータは、別々のスペクトル効率セット｛ｘ_ｉ｝_Ｍ、及び各スペクトル効率の下での対応するＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｐ）曲線である。ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｐ）曲線が、具体的なＭＣＳに関係付けられるので、例えば、特定のシステムでは、異なるスペクトル効率は符号化器のパンクチャ手法を変えることによってのみ達成され、異なるパンクチャ手法は異なるＢＬＥＲ曲線につながる。このようにして、スペクトル効率及び生成されたＢＬＥＲ曲線を変えることにより、対応するスペクトル効率セットの下でのシステム・スループットを計算することが可能である。最大システム・スループットにつながるＭＣＳ及びスペクトル効率は種々のセットから選択され、それは、システム構成の下で最適なＭＣＳセットである。

次に、本発明の通信システムにおいてＭＣＳセットを制御する方法を、図４及び図５を参照して説明する。図４は、所定の複数のＭＣＳから適切なＭＣＳセットを選択する方法を示す一方、図５は完全に新たなＭＣＳセットを制御する方法を示す。

図４に示すように、工程Ｓ４１０では、まず、システム・シミュレーション又は実際の経路テストにより、通信システムの受信信号のＳＩＮＲの確率分布を取得する。受信方法の他の品質指標を使用することも可能である。

次に、工程Ｓ４２０では、取得された受信信号ＳＩＮＲに基づいて、前述の計算方法による複数の所定のＭＣＳからの適切なＭＣＳセットを選択する。詳細には、ＭＣＳレベルの所要数に対して、複数のＭＣＳから種々の考えられるＭＣＳセットが選択される。選択されたＭＣＳセット毎に、システム・スループットが式（１）によって計算される。システム・スループットを最大化するＭＣＳセットは、最終的に使用される対象のＭＣＳセットである。

更に、新たな通信システムについて、適切な新しいＭＣＳセットを本発明の方法によって制御することが可能である。

図５を参照すれば、まず、工程Ｓ５１０では、システム・シミュレーション又は実際の経路テストにより、通信システムの受信信号のＳＩＮＲの確率分布を取得する。受信信号の他の品質指標を使用することも可能である。

次に、工程Ｓ５２０で、スペクトル効率群が指定され、前述のスペクトル効率に関し、対応するＭＣＳそれぞれが制御される。なお、スペクトル効率に基づく対応するＭＣＳの制御は、本発明の鍵ではなく、当技術分野における従来技術であり、よって、本明細書及び特許請求の範囲では詳細に説明しない。

次に、工程Ｓ５３０では、それぞれのＭＣＳの誤り特性曲線をシミュレートする。

次に、工程Ｓ５４０では、工程Ｓ５１０で取得されたＳＩＮＲの確率分布、及び工程Ｓ５３０で取得された誤り特性曲線に基づいて、式（１）により、システム・スループットを計算する。上記計算は、考えられるスペクトル効率全て及び制御された対応するＭＣＳを探査し、計算されたシステム・スループットを最大にするＭＣＳセット及びスペクトル効率セットをサーチすることによって行われる。よって、適切なスペクトル効率レベル及びＭＣＳレベルが通信システムについて制御される。

通信システムにおいて使用される本発明の上記ＭＣＳ制御方法は、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭＡやＴＤＭＡなどの何れかの多元アクセス方式に基づき得る何れのブロードキャスト／マルチキャスト／ユニキャスト通信システム、多元アクセス通信システムにも適合可能である。

本発明は、本明細書及び特許請求の範囲の記載に基づいて、好ましい実施例によって例証しているに過ぎないが、特許請求の範囲記載の本発明の範囲から逸脱しない限り、当業者は種々の変更及び修正を容易に行うことが可能である。上記実施例の記載は例示に過ぎず、本発明に対する限定を構成するものでない。

（付記１）通信システムにおいて使用するための変調及び符号化方式のセットを、前記通信システムにおける受信信号の品質の確率分布によって制御する方法であって、
前記通信システムにおける前記受信信号の前記品質の前記確率分布を取得する工程と、
前記受信信号の前記品質の確率が、より頻繁に出現する領域に、より多くのレベルの前記変調及び符号化方式が与えられるように、複数の変調及び符号化方式から選択された種々の考えられる変調及び符号化の方式のセットを探査することにより、複数の変調及び符号化方式、及び前記受信信号の前記品質の前記取得された確率分布に基づいて、前記通信システムの目標特性についての計算を行って、前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを制御する工程とを含むことを特徴とする方法。

（付記２）前記受信信号の前記品質は、前記受信信号の信号対干渉雑音比であることを特徴とする付記１記載の方法。

（付記３）前記受信信号の前記品質の前記確率分布は、前記通信システムのネットワークが実際に配置される前にシステム・シミュレーションによって取得されるか、又は前記通信システムの前記ネットワークが配置された後に実際の経路テストによって取得されることを特徴とする付記１記載の方法。

（付記４）前記通信システムのシステム・スループットについての前記計算は、前記通信システムにおいて使用するために適切な変調及び符号化方式のセットを選択するように、複数の所定の変調及び符号化方式のセットから選択された前記種々の考えられる変調及び符号化方式のセットを探査することにより、所定の複数の所定の変調及び符号化方式それぞれの誤り特性曲線、及び前記通信システムの信号対干渉雑音比の前記取得された確率分布に基づいて行われることを特徴とする付記２記載の方法。

（付記５）前記適切な変調及び符号化方式のセットは、

の式で表す、前記通信システムの前記システム・スループットについての計算を行うことにより、前記通信システムについて設計され、
ここで、ｐは前記信号対干渉雑音比の値であり、ｆ（ｐ）は前記信号対干渉雑音比の確率分布関数であり、ｘ_ｉはｉ番目の変調及び符号化方式のスペクトル効率であり、ｉはＭよりも小さな整数であり、ＢＬＥＲ（ｘｉ，ｐ）は前記ｉ番目の変調及び符号化方式、並びに前記信号対干渉雑音比の値ｐに対するブロック誤り率であり、Ｔは前記通信システムの前記システム・スループットであり、パラメータＳ_ｉ及びＳ_ｉ＋１は、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｓ_ｉ）＜ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ＋１，ｓ_ｉ＋１）＞ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであるように選択され、ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、システム需要によって選択される閾値であることを特徴とする付記４記載の方法。

（付記６）複数のスペクトル効率を指定し、前記複数のスペクトル効率それぞれに対応する複数の変調及び符号化方式を制御する工程と、
シミュレーションにより、各変調及び符号化方式の誤り特性曲線を取得する工程と、
対応する考えられる全てのスペクトル効率、並びに変調及び符号化方式を探査することにより、変調及び符号化方式の取得された誤り特性曲線、及び前記受信信号の前記品質の前記確率分布に基づいて、前記通信システムの前記目標特性についての計算を行って、前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを選択する工程とを更に含むことを特徴とする付記１記載の方法。
（付記７）通信システムにおいて使用するための変調及び符号化方式のセットを、前記通信システムにおける受信信号の品質の確率分布によって制御する装置であって、
前記通信システムにおける前記受信信号の前記品質の前記確率分布を取得するための受信信号品質取得手段と、
前記受信信号の前記品質の確率がより頻繁に出現する領域に、より多くのレベルの前記変調及び符号化方式が与えられるように、複数の変調及び符号化方式から選択された種々の考えられる変調及び符号化方式のセットを探査することにより、複数の変調及び符号化方式、及び前記受信信号の前記品質の取得された確率分布に基づいて、前記通信システムの目標特性についての計算を行って前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを制御する変調及び符号化方式セット制御手段とを備えることを特徴とする装置。
（付記８）前記変調及び符号化方式セット制御手段は、
複数のスペクトル効率を指定し、前記複数のスペクトル効率それぞれに対応する複数の変調及び符号化方式を制御するための変調及び符号化方式制御装置と、
シミュレーションにより、各変調及び符号化方式の誤り特性曲線を取得するための誤り特性曲線取得装置と、
考えられる全てのスペクトル効率並びに対応する変調及び符号化方式を探査することにより、前記変調及び符号化方式の前記取得された誤り特性曲線及び前記受信信号の前記品質の前記確率分布に基づいて、前記通信システムの前記目標特性についての計算を行って、前記通信システムの前記適切な変調及び符号化方式のセットを選択する変調及び符号化方式セット選択装置とを備えることを特徴とする付記７記載の装置。

Ｓ４１０ 工程
Ｓ４２０ 工程
Ｓ５１０ 工程
Ｓ５２０ 工程
Ｓ５３０ 工程
Ｓ５４０ 工程

Claims (8)

1. 通信システムにおいて使用するための変調及び符号化方式のセットを、前記通信システムにおける受信信号の品質の確率分布によって制御する方法であって、
   前記通信システムにおける前記受信信号の前記品質の前記確率分布を取得する工程と、
   前記受信信号の前記品質の確率が、より頻繁に出現する領域に、より多くのレベルの前記変調及び符号化方式が与えられるように、複数の変調及び符号化方式から選択された種々の考えられる変調及び符号化の方式のセットを探査することにより、複数の変調及び符号化方式、及び前記受信信号の前記品質の前記取得された確率分布に基づいて、前記通信システムの目標特性についての計算を行って、前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを制御する工程とを含む方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記受信信号の前記品質は、前記受信信号の信号対干渉雑音比である方法。
3. 請求項１記載の方法であって、前記受信信号の前記品質の前記確率分布は、前記通信システムのネットワークが実際に配置される前にシステム・シミュレーションによって取得されるか、又は前記通信システムの前記ネットワークが配置された後に実際の経路テストによって取得される方法。
4. 請求項２記載の方法であって、前記通信システムのシステム・スループットについての前記計算は、前記通信システムにおいて使用するために適切な変調及び符号化方式のセットを選択するように、複数の所定の変調及び符号化方式のセットから選択された前記種々の考えられる変調及び符号化方式のセットを探査することにより、所定の複数の所定の変調及び符号化方式それぞれの誤り特性曲線、及び前記通信システムの信号対干渉雑音比の前記取得された確率分布に基づいて行われる方法。
5. 請求項４記載の方法であって、前記適切な変調及び符号化方式のセットは、
   

   

   の式で表す、前記通信システムの前記システム・スループットについての計算を行うことにより、前記通信システムについて制御され、
   ここで、ｐは前記信号対干渉雑音比の値であり、ｆ（ｐ）は前記信号対干渉雑音比の確率分布関数であり、ｘ_ｉはｉ番目の変調及び符号化方式のスペクトル効率であり、ｉはＭよりも小さな整数であり、ＢＬＥＲ（ｘｉ，ｐ）は前記ｉ番目の変調及び符号化方式、並びに前記信号対干渉雑音比の値ｐに対するブロック誤り率であり、Ｔは前記通信システムの前記システム・スループットであり、パラメータＳ_ｉ及びＳ_ｉ＋１は、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ，ｓ_ｉ）＜ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであり、ＢＬＥＲ（ｘ_ｉ＋１，ｓ_ｉ＋１）＞ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄであるように選択され、ＢＬＥＲ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは、システム需要によって選択される閾値である方法。
6. 複数のスペクトル効率を指定し、前記複数のスペクトル効率それぞれに対応する複数の変調及び符号化方式を制御する工程と、
   シミュレーションにより、各変調及び符号化方式の誤り特性曲線を取得する工程と、
   対応する考えられる全てのスペクトル効率、並びに変調及び符号化方式を探査することにより、変調及び符号化方式の取得された誤り特性曲線、及び前記受信信号の前記品質の前記確率分布に基づいて、前記通信システムの前記目標特性についての計算を行って、前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを選択する工程とを更に含む方法。
7. 通信システムにおいて使用するための変調及び符号化方式のセットを、前記通信システムにおける受信信号の品質の確率分布によって制御する装置であって、
   前記通信システムにおける前記受信信号の前記品質の前記確率分布を取得するための受信信号品質取得手段と、
   前記受信信号の前記品質の確率がより頻繁に出現する領域に、より多くのレベルの前記変調及び符号化方式が与えられるように、複数の変調及び符号化方式から選択された種々の考えられる変調及び符号化方式のセットを探査することにより、複数の変調及び符号化方式、及び前記受信信号の前記品質の取得された確率分布に基づいて、前記通信システムの目標特性についての計算を行って前記通信システムの適切な変調及び符号化方式のセットを制御する変調及び符号化方式セット制御手段とを備える装置。
8. 請求項７記載の装置であって、前記変調及び符号化方式セット制御手段は、
   複数のスペクトル効率を指定し、前記複数のスペクトル効率それぞれに対応する複数の変調及び符号化方式を制御するための変調及び符号化方式制御装置と、
   シミュレーションにより、各変調及び符号化方式の誤り特性曲線を取得するための誤り特性曲線取得装置と、
   考えられる全てのスペクトル効率並びに対応する変調及び符号化方式を探査することにより、前記変調及び符号化方式の前記取得された誤り特性曲線及び前記受信信号の前記品質の前記確率分布に基づいて、前記通信システムの前記目標特性についての計算を行って、前記通信システムの前記適切な変調及び符号化方式のセットを選択する変調及び符号化方式セット選択装置とを備える装置。

Images