JP3591726B2 - データ通信制御システム、送信機及び送信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ通信制御システム、送信機及び送信方法に関し、例えばセルラー無線通信システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セルラー無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ親局としての基地局を設置し、子局としての携帯電話機が通信状態の最も良好と思われる基地局と無線通信するようになされている。
【０００３】
このようなセルラー無線通信システムにおいては、実際の通信を行う場合、基地局の近傍に存在して受信感度の優れた携帯電話機に対してはデータ誤り率が低いと考えられるので、高伝送速度で伝送可能な変調方式を選定し、基地局から比較的離れた位置に存在して受信感度の劣る携帯電話機に対してはデータ誤り率が高いと考えられるので、データ信頼性の高い低伝送速度の変調方式を選定することにより、受信感度に応じた適応変調を行うようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の従来のセルラー無線通信システムにおいては、基地局及び携帯電話機間で、通話データの他にもストリーミングデータ、動画像のダウンロードデータ又は電子メール等のテキストデータの多種類に渡ってやり取りしていることが多い。
【０００５】
しかしながら従来のセルラー無線通信システムにおいては、例えば携帯電話機が受信感度の優れた位置に存在する場合であっても、データ種類によってはデータ信頼性が必要とされないときがあり、携帯電話機が受信感度の劣る位置に存在する場合であっても、データ種類によってはデータ信頼性が必要とされるときもある。
【０００６】
このような状況下であっても、従来のセルラー無線通信システムにおいては、あくまで携帯電話機の受信感度にのみ基づいて変調方式を一義的に選定しているだけであるので、必ずしもデータの種類に応じたデータ通信品質を保証し得ていないという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、送信すべきデータの種類に応じたデータ通信品質を保証し得るデータ通信制御システム、送信機及び送信方法を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、データを送信する送信機と、当該送信機から所定の通信路を経て上記データを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信制御システムにおいて、受信機は、送信機から受信した受信データに基づいて通信路における受信品質を推定し、当該推定に基づく受信品質推定結果を送信機へ通知し、送信機は、受信機へ送信するデータのデータ種類を判定するデータ種類判定部と、受信機から通知された受信品質推定結果を補正する受信品質補正部と、受信機へ送信するデータの符号化変調方式を選択する選択部とを具え、受信品質補正部が、データ種類判定部により判定されたデータ種類判定結果に基づいて受信品質推定結果を補正することにより得られた補正結果を選択部へ供給し、選択部が、受信品質補正部から供給された補正結果に基づいて受信機へ送信するデータの符号化変調方式を選択し、選択部で選択された符号化変調方式でデータを符号化変調して送信することによりデータ通信品質を適応的に制御するようにする。
【０００９】
これにより、データ種類によってデータ信頼性を重要視する場合と、データ伝送速度を重要視する場合とに分けて受信機から通知された受信品質推定結果を補正し、その補正結果に基づいて受信機へ送信するデータの符号化変調方式を選択することができるので、通信路における受信品質推定結果だけではなく、データ種類に応じて要求される受信品質を満足するための符号化変調方式を選択するといった適応的な制御を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１１】
（１）セルラー無線通信システムの全体構成
図１において、１は全体として本発明におけるデータ通信制御システムとしてのセルラー無線通信システムを示し、所望の大きさ分割されたセル内に設定された親局としての基地局２と子局としての携帯電話機３とによって構成されており、当該基地局２及び携帯電話機３間で通話データ、ストリーミングデータ、動画像のダウンロードデータ又は電子メール等のテキストデータをやり取りするようになされている。
【００１２】
（１−１）携帯電話機の回路構成
図２に示すように携帯電話機３は、基地局２からの送信信号をアンテナ１０を介して受信し、これを受信信号Ｄ１として送受信共用部１１を介して逆拡散部１２へ送出する。
【００１３】
逆拡散部１２は、受信信号Ｄ１に対して例えば直接拡散方式のスペクトラム逆拡散処理を施し、その結果得られる制御チャネルデータＤ２を制御データ復調復号部１３へ送出すると共に、ユーザチャネルデータＤ３をデータ復調復号部１５及び受信品質推定部１６へ送出する。
【００１４】
制御データ復調復号部１３は、制御チャネルデータＤ２に対して復調処理を施した後、さらに復号処理を施すことによって制御データＤ４を復元し、これをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）構成でなる制御部１４へ送出する。
【００１５】
制御部１４は、制御データＤ４に応じてデータ復調復号部１５におけるデータ復調復号化方式を指示するためのモード指示信号Ｄ５を当該データ復調復号部１５へ送出する。
【００１６】
具体的には、制御部１４は制御データＤ４に応じて復調処理方式、復号処理方式を決定し、当該決定した復調処理方式、復号処理方式の種類をモード指示信号Ｄ５として出力するようになされている。
【００１７】
データ復調復号部１５は、モード指示信号Ｄ５に応じた復調処理方式、復号処理方式でユーザチャネルデータＤ３を復調処理及び復号化処理することにより受信データＤ６を復元するようになされている。
【００１８】
受信品質推定部１６は、逆拡散部１２から供給されたユーザチャネルデータＤ３に対して時分割多重されたパイロットシンボル若しくはユーザチャネルデータＤ３と並列して送信されるパイロットチャネルシンボルに基づいて雑音対信号電力比を求め、これを伝播路における受信感度を示す３ビットの信品質推定結果データＤ６として受信品質ビット挿入部１７へ送出する。
【００１９】
ここで受信品質推定部１６は、ユーザチャネルデータＤ３の有無に係わらず、パイロットシンボルやパイロットチャネルシンボルに基づいて周期的（例えば１フレーム毎）に雑音対信号電力比を求めており、これにより受信品質推定結果データＤ６を周期的に基地局２へフィードバックし得るようになされている。
【００２０】
受信品質ビット挿入部１７は、基地局２へ送信すべき例えば通話データやテキストデータ等を符号化部２０によって符号化することにより得られた端末送信データＤ７に対して３ビットの受信品質推定結果データＤ６を挿入することにより端末送信データＤ８を生成し、これを変調部１８へ送出する。
【００２１】
ここで受信品質推定部１６は、３ビット量子化による３ビット構成の受信品質推定結果データＤ６を生成するようになされており、これにより受信品質ビット挿入部１７で生成するフレーム単位の端末送信データＤ８のうち端末送信データＤ７に相当する実データ量が当該受信品質推定結果データＤ６のデータ量によって少なくなることを極力低減するようになされている。従って４ビット量子化することは、端末送信データＤ８のうち端末送信データＤ７の実データ量が低減されてしまうので好ましくない。
【００２２】
変調部１８は、端末送信データＤ８に対して例えばＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調処理を施し、その結果得られる変調データＤ９を拡散部１９へ送出する。拡散部１９は、変調データＤ９に対して直接拡散方式によるスペクトラム拡散処理を施し、その結果得られる端末送信信号Ｄ１０を送受信共用部１１からアンテナ１０を介して基地局２へ送信する。
【００２３】
（１−２）基地局の回路構成
図３に示すように基地局２は、携帯電話機３から送信された端末送信信号Ｄ１０をアンテナ２４を介して受信し、これを端末受信信号Ｄ１１として送受信共用部２３を介して逆拡散部２７へ送出する。
【００２４】
逆拡散部２７は、端末受信信号Ｄ１１に対して携帯電話機３と同様に直接拡散方式のスペクトラム逆拡散処理を施し、その結果得られる端末受信データＤ１２を復調部２８へ送出する。
【００２５】
復調部２８は、端末受信データＤ１２に対してＱＰＳＫ復調処理を施すことによって携帯電話機３の端末送信データＤ８に相当する端末受信データＤ１３を復元し、これを受信品質ビット抽出部２９及び受信ユーザデータ抽出部３３へ送出する。
【００２６】
受信ユーザデータ抽出部３３は、端末受信データＤ１３のうち受信ユーザデータＤ３３を抽出し、これを復号部３４へ送出する。復号部３４は、受信ユーザデータＤ３３を復号し、後段の回路（図示せず）へ送出する。
【００２７】
受信品質ビット抽出部２９は、端末受信データＤ１３のうち３ビットで表された受信品質推定結果データＤ６に相当する受信品質推定結果データＤ１４を抽出し、これを制御部４０の受信品質補正部３０へ送出する。
【００２８】
一方、基地局２は携帯電話機３からの要求に応じて送信すべき送信信号Ｄ１５を適応符号化変調部２１及びデータ種類判定部３２へ入力する。データ種類判定部３２では、送信信号Ｄ１５が通話データ、ストリーミングデータ、動画像のダウンロードデータ又は電子メール等のテキストデータのいずれであるかを判定し、その判定結果をデータ種類判定結果信号Ｄ１６として制御部４０の受信品質補正部３０へ送出する。
【００２９】
受信品質補正部３０は、受信品質ビット抽出部２９から供給された受信品質推定結果データＤ１４及びデータ種類判定部３２から供給されたデータ種類判定結果信号Ｄ１６に基づいて当該受信品質推定結果データＤ１４の受信品質推定値を補正するようになされており、その補正結果を補正結果データＤ１７としてＣＰＵ構成の選択部３１へ送出するようになされている。
【００３０】
選択部３１は、受信品質補正部３０から供給された補正結果データＤ１７に基づいて適応符号化変調部２１における符号化変調方式を選択し、その選択した符号化変調方式を指定する符号化変調モード指定信号Ｄ１８を適応符号化変調部２１及び制御データ生成部２５へ送出する。
【００３１】
ここで図４に示すように、適応符号化変調部２１において選択可能な符号化変調方式としてはモード０、モード１及びモード２の３種類が存在し、符号化変調モード指定信号Ｄ１８によりモード０が指定された場合には入力データ１ビットに対して冗長ビットが１ビット付加されるＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式の組合せを用い、モード１が指定された場合には入力データ１ビットに対して冗長ビットが１ビット付加されるＲ＝１／２符号化方式及び１６−ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式の組合せを用い、モード２が指定指定された場合には入力データ３ビットに対して冗長ビットが１ビット付加されるＲ＝３／４符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せを用いるようになされている。
【００３２】
この場合、図５（Ａ）に示すようにＱＰＳＫ変調方式では符号化された２ビットデータを１シンボルにマッピングし、図５（Ｂ）に示すように１６−ＱＡＭ変調方式では４ビットデータを１シンボルにマッピングするようになされており、送信可能なシンボルレートを一定にした場合には実際に送信可能なデータ量はＱＰＳＫ変調方式よりも１６−ＱＡＭ変調方式の方が多くなる。
【００３３】
しかしながら１６−ＱＡＭ変調方式では、ＱＰＳＫ変調方式と比較した場合に各シンボル間の距離が短くなるので、シンボル判定を誤る可能性が高くなる分だけ雑音耐久特性が悪くなるという特徴を有する。
【００３４】
すなわちデータ転送量の関係としては、Ｒ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式、Ｒ＝１／２の符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式、Ｒ＝３／４符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の順番でデータ転送量が次第に多くなる。
【００３５】
また雑音耐久特性の関係としては、Ｒ＝３／４の符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式、Ｒ＝１／２の符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式、Ｒ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式の順番で雑音耐久特性が次第に良くなる。
【００３６】
従って選択部３１は、受信品質補正部３０から供給された補正結果データＤ１７に基づいて基地局２から携帯電話機３までの伝播路の通信特性が良好であると判断した場合には、データ転送量の多い符号化変調方式を選択し、伝播路の通信特性が劣悪であると判断した場合には、データ転送量の抑圧した雑音耐久特性の優れた符号化変調方式を選択することにより、データ誤り特性を向上し得るようになされている。
【００３７】
実際上、図６に示すように受信品質推定結果データＤ１４は、３ビット構成のデータであるため、受信品質推定値のダイナミックレンジが２０［ｄＢ］の場合には、受信品質推定結果データＤ１４毎に２．５［ｄＢ］の幅を持った値をそれぞれ示すことになる。
【００３８】
なお受信品質推定結果データＤ１４は、−２０．０［ｄＢ］であるときが伝播路の通信品質が最も劣悪であり、０［ｄＢ］であるときが伝播路の通信品質が最も良好であることを示している。
【００３９】
例えば受信品質推定結果データＤ１４が「０００」であった場合、受信品質推定値が−１７．６［ｄＢ］〜−２０．０［ｄＢ］の範囲であることを示し、受信品質推定結果データＤ１４が「００１」であった場合、受信品質推定値が−１５．１［ｄＢ］〜−１７．５［ｄＢ］の範囲であることを示し、以下同様にして「１１１」まで８種類の受信品質推定結果データＤ１４が２．５［ｄＢ］の幅を持った受信品質推定値として示されている。
【００４０】
このように受信品質推定結果データＤ１４は３ビット構成であるために２．５［ｄＢ］の幅を持った受信品質推定値となり、このままでは選択部３１が当該受信品質推定値を特定することができないので、２．５［ｄＢ］の幅の中心値を受信品質推定結果データＤ１４に対応した受信品質推定値として認識するようになされている。
【００４１】
すなわち選択部３１は、例えば受信品質推定結果データＤ１４が「０００」であった場合、−１７．６［ｄＢ］〜−２０．０［ｄＢ］の範囲の中心値である−１８．７５［ｄＢ］を受信品質推定値として認識するようになされている。
【００４２】
ところで受信品質補正部３０では、補正結果データＤ１７を生成する際に、データ種類判定部３２から供給されたデータ種類判定結果信号Ｄ１６を考慮して補正結果データＤ１７を生成するようになされている。
【００４３】
すなわち受信品質補正部３０は、補正結果データＤ１７を生成するに当って、受信品質ビット抽出部２９から供給された受信品質推定結果データＤ１４に対して送信信号Ｄ１５のデータ種類に応じた重み付けを行うことにより、当該受信品質推定結果データＤ１４をデータ種類に応じて補正するようになされている。
【００４４】
実際上、受信品質補正部３０はデータ種類判定結果信号Ｄ１６に基づいて送信信号Ｄ１５が例えば通話データやストリーミングデータ等のデータ信頼性を最重要視する場合には、データ信頼性の高い符号化変調方式を選択すべく受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値を２．５［ｄＢ］の幅の中心値から劣悪な方へシフトする補正を行う。
【００４５】
これに対して受信品質補正部３０は、データ種類判定結果信号Ｄ１６に基づいて送信信号Ｄ１５が例えば電子メール等のテキストデータや静止画データ等の通話データ等よりもデータ信頼性を必要としない場合には、多少のデータ誤りがあったとしてもデータ転送量の多い高伝送速度の符号化変調方式を選択すべく受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値を２．５［ｄＢ］の幅の中心値から良好な方へシフトする補正を行う。
【００４６】
実際上、受信品質補正部３０は送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類に応じた優先度Ｄａｔａ＿Ｑｏｓ（プライオリティ）を付けて、次式
【００４７】
【数１】

【００４８】
に従って受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値を補正するようになされている。
【００４９】
ここでＭａｐｐｉｎｇ＿ＳＩＲとは、重み付けすることにより得られた補正値であり、ｕｎｄｅｒ＿ｌｉｍｉｔとは量子化ダイナミックレンジにおける下限値（−２０．０［ｄＢ］）のことであり、Δｑとは量子化ステップ幅（この場合は２．５［ｄＢ］）のことであり、ｒｅｐｏｒｔ＿ｖａｌｕｅとは受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値であり、Ｄａｔａ＿Ｑｏｓとは送信信号Ｄ１５におけるデータ種類の優先度に応じて設定された値のことである。
【００５０】
ｒｅｐｏｒｔ＿ｖａｌｕｅとして示される受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値は、「０００」〜「１１１」までの８種類存在し、「０００」＝「０」、「００１」＝「１」、「０１０」＝「２」……「１１１」＝「８」として２進数から１０進数に変換した後、（１）式に代入されるようになされている。
【００５１】
またＤａｔａ＿Ｑｏｓとして設定される値としては、優先度に応じて通話データが「０」、ストリーミングデータが「１」、動画像のダウンロードデータが「２」、電子メールのテキストデータが「３」と設定されている。すなわち、この場合通話データがデータ信頼性を最も必要とするために最も優先度が高く設定され、電子メールのテキストデータが最も優先度が低く設定されることになる。
【００５２】
例えば、受信品質推定結果データＤ１４が「００１」（この場合の選択部３１が認識する補正前の受信品質推定値としては、−１６．２５［ｄＢ］）であるが、送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類が優先度「０」の通話データである場合、受信品質補正部３０は（１）式に従って重み付けを施すことにより、−１７．５０［ｄＢ］の補正値（Ｍａｐｐｉｎｇ＿ＳＩＲ）を得ることができる。
【００５３】
このように受信品質補正部３０は、送信信号Ｄ１５のデータ種類が優先度「０」の通話データである場合、（１）式に従って重み付け処理を施すことにより、結果的に選択部３１でデータ信頼性の高い符号化変調方式を選択させるべく受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値を２．５［ｄＢ］の幅の中心値から劣悪な方へシフトする補正を行ったことになる。
【００５４】
同様に受信品質推定結果データＤ１４が「００１」（この場合の選択部３１が認識する補正前の受信品質推定値としては、−１６．２５［ｄＢ］）であるが、送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類が優先度「３」のテキストデータである場合、選択部３１は通話データよりも高いデータ信頼性を必要としていないので、（１）式に従って重み付けを施すことにより、−１５．６２５［ｄＢ］の補正値（Ｍａｐｐｉｎｇ＿ＳＩＲ）を得ることができる。
【００５５】
この場合も受信品質補正部３０は、送信信号Ｄ１５のデータ種類が優先度「３」のテキストデータである場合、（１）式に従って重み付け処理を施すことにより、結果的に選択部３１でデータ転送量の多い高伝送速度の符号化変調方式を選択させるべく受信品質推定結果データＤ１４における受信品質推定値を２．５［ｄＢ］の幅の中心値から良好な方へシフトする補正を行ったことになる。
【００５６】
これにより選択部３１は、（１）式に従って重み付け処理を施すことにより得られた補正結果データＤ１７に応じて符号化変調方式を選択するが、その際、図７に示すように例えば当該補正値が−１７［ｄＢ］以下であるときにはモード０のＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式の組合せを選択し、当該補正値が−１７［ｄＢ］を超え−６［ｄＢ］以下であるときにはモード１のＲ＝１／２符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せを選択し、当該補正値が−６［ｄＢ］を超えるときにはモード２のＲ＝３／４符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せを選択するようになされている。
【００５７】
従って選択部３１は、上述したように受信品質推定結果データＤ１４が「００１」（この場合の補正前の受信品質推定値としては、−１６．２５［ｄＢ］）であるときには、本来モード１のＲ＝１／２符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式を選択してしまうことになるが、送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類が優先度「０」の通話データである場合、（１）式に従って重み付けを施すことにより得られた−１７．５０［ｄＢ］の補正結果データＤ１７に応じたモード０のＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式を選択することになる。
【００５８】
これにより選択部３１は、優先度の高い通話データであってデータ誤りを少なく伝送しようとした場合に、受信品質補正部３０から供給された補正結果データＤ１７（−１７．５０［ｄＢ］）を基準にしてデータ信頼性の高いモード０のＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式を選択することができるので、受信感度のみならず送信信号Ｄ１５のデータ種類に応じた最適な符号化変調方式を変調モード指定信号Ｄ１８によって適応符号化変調部２１へ指示し得るようになされている。
【００５９】
図８に示すように適応符号化変調部２１は、選択部３１からの変調モード指定信号Ｄ１８に応じてスイッチ回路３５及び３６の接続先を切り換えるようになされている。
【００６０】
これにより適応符号化変調部２１は、変調モード指定信号Ｄ１８に応じて符号化回路３７及びＱＰＳＫ変調回路３８を選択した場合には、モード０のＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式の組合せに従った符号化変調処理を実行し、変調モード指定信号Ｄ１８に基づいて符号化回路３９及び１６−ＱＡＭ変調回路４０を選択した場合には、モード１のＲ＝１／２符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せに従った符号化変調処理を実行し、変調モード指定信号Ｄ１８に基づいて符号化回路４１及び１６−ＱＡＭ変調回路４２を選択した場合には、モード２のＲ＝３／４符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せに従った符号化変調処理を実行するようになされている。
【００６１】
その結果、適応符号化変調部２１は、送信信号Ｄ１５に対して変調モード指定信号Ｄ１８に応じた符号化変調処理を適宜施すことにより送信データＤ２０を生成し、これを拡散部２２へ送出する。
【００６２】
また選択部３１は、変調モード指定信号Ｄ１８を制御データ生成部２５に対しても送出しており、当該変調モード指定信号Ｄ１８によって適応符号化変調部２１へ指示した符号化変調方式を携帯電話機３へ通知するためのメッセージを生成するようになされている。
【００６３】
すなわち制御データ生成部２５は、当該基地局２で用いた符号化変調方式を携帯電話機３へ通知するためのメッセージを制御データＤ２１として生成し、これを符号化変調部２６へ送出する。
【００６４】
符号化変調部２６は、制御データ２１に対してデフォルトとして予め定められた所定の符号化変調処理を施し、その結果得られる制御変調データＤ２２を拡散部２２へ送出する。
【００６５】
ここで制御変調データＤ２２は、基地局２及び携帯電話機３との間で制御チャネルを介して授受されるものであり、携帯電話機３で受信する電力が一定となるように１フレーム毎（０．６６７［ｍｓｅｃ］）に送信電力が制御されている。
【００６６】
拡散部２２は、制御変調データＤ２２に対して直接拡散方式のスペクトラム拡散処理を施し、その結果得られる制御チャネル拡散データＤ２３を送受信共用部２３及びアンテナ２４を介して制御チャネルにおける制御メッセージデータＤ２４として携帯電話機３へ送信する。
【００６７】
これにより携帯電話機３（図２）は、制御メッセージデータＤ２４を受信して逆拡散処理、復調復号化処理することにより、基地局２の適応符号化変調部２１によって行われた符号化変調方式を示す制御チャネルデータＤ４を復元し、基地局２の符号化変調方式に対応した復調復号化方式を予めデータ復調復号部１５に対してモード指示信号Ｄ５として指示することができる。
【００６８】
その後、拡散部２２は適応符号化変調部２１から供給された送信データＤ２０に対しても直接拡散方式のスペクトラム拡散処理を施し、その結果得られるユーザチャネル拡散データＤ２５を送受信共用部２３及びアンテナ２４を介してユーザチャネルデータＤ２６として携帯電話機３へ送信するようになされている。
【００６９】
（１−３）受信品質推定値及びデータ種類に応じた通信処理手順
すなわちセルラー無線通信システム１では、図９に示すようなシーケンスチャートに従って上述の受信品質推定値及びデータ種類に応じた通信処理手順を実行するようになされており、まずステップＳＰ１において携帯電話機３は受信品質推定部１６で推定した伝播路における雑音対信号電力比を受信品質推定結果データＤ６としてフレーム単位で基地局２へ通知し、次のステップＳＰ２へ移る。
【００７０】
これに対してステップＳＰ１１において基地局２は、携帯電話機３から受信した端末送信信号Ｄ１０の復調結果から受信品質推定値を抽出し、次のステップＳＰ１２へ移る。
【００７１】
ステップＳＰ１２において基地局２は、データ種類判別部３２によって送信信号Ｄ１５のデータ種類が通話データ、ストリーミングデータ、動画像のダウンロードデータ又は電子メールのテキストデータのいずれであるかを判別する処理を実行し、次のステップＳＰ１３へ移る。
【００７２】
ステップＳＰ１３において基地局２は、送信信号Ｄ１５のデータ種類を判別し得たか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはデータ種類に応じた優先度を確認できておらず、このままでは（１）式に基づいてデータ種類に応じた受信品質推定値の重み付け処理を施すことによる補正を実行し得ないことを表しており、このとき基地局２はデータ種類を判別できるまでステップＳＰ１２へ戻ってデータ種類の判別処理を行う。
【００７３】
これに対してステップＳＰ１３で肯定結果が得られると、このことはデータ種類に応じた優先度を確認できたこと、すなわち（１）式に基づいてデータ種類に応じた受信品質推定値の補正を実行し得ることを表しており、このとき基地局２は次のステップＳＰ１４へ移る。
【００７４】
ステップＳＰ１４において基地局２は、（１）式に従って優先度に応じた補正結果データＤ１７を算出し、これを受信品質推定値の補正結果として得た後、次のステップＳＰ１５へ移る。
【００７５】
ステップＳＰ１５において基地局２は、図７に示した符号化変調方式の選択基準に従って補正結果データＤ１７の補正結果に応じた符号化変調方式を選択し、次のステップＳＰ１６へ移る。
【００７６】
ステップＳＰ１６において基地局２は、ステップＳＰ１５で選択した符号化変調方式を示すメッセージを携帯電話機３へ通知するための変調モード指定信号Ｄ１８として生成し、所定の符号化変調処理を施した後、携帯電話機３へ通知し、次のステップＳＰ１７へ移る。
【００７７】
一方ステップＳＰ２において携帯電話機３は、基地局２からの通知により、これ以降送信されてくるユーザチャネルデータＤ２６の符号化変調方式に対応した復調復号化方式を認識した後、次のステップＳＰ３へ移る。
【００７８】
またステップＳＰ１７において基地局２は、ステップＳＰ１５で選択した符号化変調方式により送信信号Ｄ１５に対して符号化変調処理を施した後に携帯電話機３へ送信し、ステップＳＰ１１へ戻る。
【００７９】
ステップＳＰ３において携帯電話機３は、ステップＳＰ２で認識した復調復号化方式に従ってデータ復元処理を実行し、ステップＳＰ１へ戻る。
【００８０】
このようにセルラー無線通信システム１では、携帯電話機３が０．６６７［ｍｓｅｃ］毎（１フレーム毎）にステップＳＰ１で推定した受信品質推定値を基地局２へ通知するようになされているので、上述のシーケンスチャートに従った通信処理手順を１フレーム単位で繰り返し実行することにより、瞬時的な伝播路における受信品質の低下に対してもリアルタイムにかつ柔軟に対応し得るようになされている。
【００８１】
その結果、図１０に示すように、受信品質（横軸）に応じた伝送効率すなわちスループット（縦軸）については、基地局２の意向としてデータ誤り特性を向上させること、すなわち雑音耐久特性の向上を主目的として符号化変調方式を選択するようになされているので、従来の通信処理手順を実行しない場合若しくは優先度の低い（例えば電子メール等のテキストデータ）送信信号Ｄ１５を送信する場合と、最終的には殆ど差のない結果となる。
【００８２】
しかしながら図１１に示すように、受信品質（横軸）に応じた受信特性すなわちビットエラーレート（縦軸）については、従来の通信処理手順を実行しない場合若しくは優先度の低い（例えば電子メール等のテキストデータ）送信信号Ｄ１５を送信する場合と比較すると、格段的にビットエラーレートが低減された結果となる。
【００８３】
（２）動作及び効果
以上の構成において、基地局２は携帯電話機３から通知された受信品質推定値に対して、送信信号Ｄ１５のデータ種類に対応付けられた優先度に基づく所定の重み付け処理を施すことにより当該受信品質推定値を補正する。
【００８４】
そして基地局２は、受信品質推定値の補正結果及び符号化変調方式の選択基準（図７）に従って、適応符号化変調部２１における符号化変調方式をモード０のＲ＝１／２符号化方式及びＱＰＳＫ変調方式の組合せ、モード１のＲ＝１／２符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せ又はモード２のＲ＝３／４符号化方式及び１６−ＱＡＭ変調方式の組合せの中から選択する。
【００８５】
従って基地局２は、補正前の受信品質推定値がモード０、モード１又はモード２の境目近傍付近の値でないときには符号化変調方式の選択結果に差はないが、境目近傍付近の値であるときには補正結果の値によって符号化変調方式の選択結果が変わるので、当然そのことによるビットエラーレートについても格段に差が出ることになる。
【００８６】
このように基地局２は、補正前の受信品質推定値が符号化変調方式を選択する際の判断基準となる境目近傍付近の値であるときに、優先度の高いデータ種類であると認識したときには、受信品質推定値を劣悪な方へシフトした補正結果に応じて符号化変調方式を選択することになるので、一段と確実にビットエラーレートを低減させることができる。
【００８７】
また基地局２は、携帯電話機３から通知された受信品質推定値及び当該携帯電話機３へ送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類に対応付けられた優先度に基づいて当該受信品質推定値を補正し、その補正結果に応じて選択した符号化変調方式で符号化変調処理を施すことにより、携帯電話機３のユーザに対して何か特別な操作を強いることなくユーザが希望するであろうデータ種類に応じた最適なデータ通信品質を確実に保証することができる。
【００８８】
以上の構成によれば、セルラー無線通信システム１の基地局２は、携帯電話機３から通知された受信品質推定値及び送信すべき送信信号Ｄ１５のデータ種類に応じて当該受信品質推定値を補正し、その補正結果及び符号化変調方式の選択基準（図７）に従って適応符号化変調部２１における符号化変調方式を選択することにより、当該符号化変調方式の選択の幅を広げることができ、かくしてユーザが希望するであろうデータ種類に応じた最適なデータ通信品質を確実に保証することができる。
【００８９】
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、送信機としての基地局２における受信手段としてのアンテナ２４、送受信共用部２３、逆拡散部２７、復調部２８及び受信品質ビット抽出部２９を介して受信品質推定値を抽出し、制御手段としての制御部４０における受信品質補正部３０を介して（１）式に基づきデータ信頼性を高めることを主目的とする重み付けを行うことにより当該受信品質推定値を補正するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、データ伝送速度を向上させることを主目的とする重み付け、すなわち受信品質推定値を実施の形態とは逆方向（劣悪な方へシフトするときには良好な方へシフトし、良好な方へシフトするときには劣悪な方へシフトする）へシフトすることにより受信品質推定値を補正するようにしても良い。
【００９０】
また上述の形態においては、選択可能な符号化変調方式として設定したモード０、モード１又はモード２の３種類の中からいずれかの符号化変調方式を選択するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、５種類や１０種類でも良く、また変調方式もＱＰＳＫ変調方式や１６−ＱＡＭ変調方式に限る必要ｊはなくＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＭＳＫ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の他の種々の変調方式を用いるようにしても良い。
【００９１】
さらに上述の実施の形態においては、受信品質推定結果データＤ１４を３ビットで表すようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム単位で同時に送信される実データ量との関係で２ビット又は４ビット等の他の種々のビット数で表すようにしても良い。３ビット以上で表した場合には、受信品質推定値を一段と正確に基地局２へ通知することができる。
【００９２】
さらに上述の実施の形態においては、受信機として携帯電話機３を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線通信機能を有するＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やパーソナルコンピュータ等の他の種々の受信機を用いるようにしても良い。
【００９３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、データ種類によってデータ信頼性を重要視する場合と、データ伝送速度を重要視する場合とに分けて受信機から通知された受信品質推定結果を補正し、その補正結果に基づいて受信機へ送信するデータの符号化変調方式を選択することができるので、通信路における受信品質推定結果だけではなく、データ種類に応じて要求される受信品質を満足するための符号化変調方式を選択するといった適応的な制御を行うことができ、かくして送信すべきデータの種類に応じたデータ通信品質を保証し得るデータ通信制御システム、送信機及び送信方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセルラー無線通信システムの構成を示す略線的ブロック図である。
【図２】携帯電話機の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図３】基地局の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】モードに応じた符号化変調方式を示す略線図である。
【図５】変調方式の特徴の説明に供する略線図である。
【図６】受信品質推定結果データの内容を示す略線図である。
【図７】受信品質推定値に基づいて符号化変調方式を選択する際の基準の一例を示す略線図である。
【図８】適応符号化変調部の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図９】受信品質推定値及びデータ種類に応じた通信処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】伝送効率を示す特性曲線図である。
【図１１】ビットエラーレートを示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１……セルラー無線通信システム、２……基地局、３……携帯電話機、１２、２７……逆拡散部、１３……制御データ復調復号部、１４、３１……制御部、１５……データ復調復号部、１６……受信品質推定部、１７……受信品質ビット挿入部、１８……変調部、２１……適応符号化変調部、１９、２２……拡散部、２５……制御データ変調部、２６……符号化変調部、２８……復調部、２９……受信品質ビット抽出部、３０……受信品質補正部、３２……データ種類判定部、３５、３６……スイッチ回路。

Claims (20)

1. データを送信する送信機と、当該送信機から所定の通信路を経て上記データを受信する受信機との間におけるデータ通信品質を制御するデータ通信制御システムにおいて、
   上記受信機は、上記送信機から受信した受信データに基づいて上記通信路における受信品質を推定し、当該推定に基づく受信品質推定結果を上記送信機へ通知し、
   上記送信機は、上記受信機へ送信する上記データのデータ種類を判定するデータ種類判定部と、上記受信機から通知された上記受信品質推定結果を補正する受信品質補正部と、上記受信機へ送信する上記データの符号化変調方式を選択する選択部とを具え、
   上記受信品質補正部が、上記データ種類判定部により判定されたデータ種類判定結果に基づいて上記受信品質推定結果を補正することにより得られた補正結果を上記選択部へ供給し、
   上記選択部が、上記受信品質補正部から供給された上記補正結果に基づいて上記受信機へ送信する上記データの符号化変調方式を選択し、
   上記選択部で選択された上記符号化変調方式で上記データを符号化変調して送信することにより上記データ通信品質を適応的に制御する
   ことを特徴とするデータ通信制御システム。
2. 上記選択部は、上記受信品質推定結果を基に生成された上記符号化変調方式の選択基準に基づき上記受信品質補正部からの上記補正結果に応じた符号化変調方式を選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信制御システム。
3. 上記送信機は、
   上記受信機から通知された上記受信品質推定結果を抽出する受信品質抽出部を具え、
   上記受信品質補正部は、上記補正結果を生成するにあたり、上記受信品質抽出部からの上記受信品質推定結果に対して上記データ種類判定部から供給される上記データ種類判定結果に応じた所定の重み付けを行うことにより上記受信品質推定結果を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信制御システム。
4. 上記受信品質補正部は、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送の信頼性を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも劣悪な値となるように上記所定の重み付けを行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信制御システム。
5. 上記受信品質補正部は、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送速度を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも良好な値となるように上記所定の重み付けを行う
   ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信制御システム。
6. 上記データ種類判定部は、上記データ種類判定結果として上記データ種類に応じた所定の優先度を割り当てており、
   上記受信品質補正部は、上記受信品質抽出部からの上記受信品質推定結果に対して上記優先度に応じた上記重み付けを行うことにより上記受信品質推定結果を補正する
   ことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信制御システム。
7. 上記送信機は、
   上記選択部で選択された上記符号化変調方式を上記受信機に通知するためのメッセージを生成するデータ生成部を具え、
   上記選択部は、上記符号化変調方式を選択した後、当該選択した符号化変調方式を指定するためのモード指定信号を上記データ生成部へ供給することにより、
   当該符号化変調方式で上記メッセージを符号化変調して送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信制御システム。
8. 所定の通信路を経てデータを受信する受信機との間における上記データのデータ通信品質を制御する送信機であって、
   上記送信機から受信した受信データに基づいて上記受信機により推定された上記通信路における受信品質推定結果を当該受信機から受信する受信部と、
   上記受信機へ送信する上記データのデータ種類を判定するデータ種類判定部と、
   上記受信機から受信した上記受信品質推定結果を補正する受信品質補正部と、
   上記受信機へ送信する上記データの符号化変調方式を選択する選択部と
   を具え、
   上記受信品質補正部が、上記データ種類判定部により判定されたデータ種類判定結果に基づいて上記受信品質推定結果を補正することにより得られた補正結果を上記選択部へ供給し、
   上記選択部が、上記受信品質補正部から供給された上記補正結果に基づいて上記受信機へ送信する上記データの符号化変調方式を選択し、
   上記選択部で選択された上記符号化変調方式で上記データを符号化変調して送信することにより上記データ通信品質を適応的に制御する
   ことを特徴とする送信機。
9. 上記選択部は、上記受信品質推定結果を基に生成された上記符号化変調方式の選択基準に基づき上記受信品質補正部からの上記補正結果に応じた符号化変調方式を選択する
   ことを特徴とする請求項８に記載の送信機。
10. 上記送信機は、
    上記受信機から受信した上記受信品質推定結果を抽出する受信品質抽出部を具え、
    上記受信品質補正部は、上記補正結果を生成するにあたり、上記受信品質抽出部からの上記受信品質推定結果に対して上記データ種類判定部から供給される上記データ種類判定結果に応じた所定の重み付けを行うことにより上記受信品質推定結果を補正する
    ことを特徴とする請求項８に記載の送信機。
11. 上記受信品質補正部は、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送の信頼性を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも劣悪な値となるように上記所定の重み付けを行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
12. 上記受信品質補正部は、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送速度を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも良好な値となるように上記所定の重み付けを行う
    ことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
13. 上記データ種類判定部は、上記データ種類判定結果として上記データ種類に応じた所定の優先度を割り当てており、
    上記受信品質補正部は、上記受信品質抽出部からの上記受信品質推定結果に対して上記優先度に応じた上記重み付けを行うことにより上記受信品質推定結果を補正する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
14. 上記送信機は、
    上記選択部で選択された上記符号化変調方式を上記受信機に通知するためのメッセージを生成するデータ生成部を具え、
    上記選択部は、上記符号化変調方式を選択した後、当該選択した符号化変調方式を指定するためのモード指定信号を上記データ生成部へ供給することにより、
    当該符号化変調方式で上記メッセージを符号化変調して送信する
    ことを特徴とする請求項８に記載の送信機。
15. 所定の通信路を経てデータを受信する受信機との間における上記データのデータ通信品質を制御する送信機の送信方法であって、
    上記送信機から受信した受信データに基づいて上記受信機により推定された上記通信路における受信品質推定結果を当該受信機から受信する受信ステップと、
    上記受信機へ送信する上記データのデータ種類を判定することによりデータ種類判定結果を得るデータ種類判定ステップと、
    上記データ種類判定結果として上記データ種類に応じて割り当てられている所定の優先度に基づき上記受信品質推定結果を補正することにより補正結果を得る受信品質補正ステップと、
    上記補正結果に基づいて上記受信機へ送信する上記データの符号化変調方式を選択し、当該符号化変調方式で上記データを符号化変調して送信することにより上記データ通信品質を適応的に制御する適応制御ステップと
    を具えることを特徴とする送信方法。
16. 上記受信品質補正ステップでは、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送の信頼性を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも劣悪な値となるように所定の重み付けを行うことにより上記補正結果を得る
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
17. 上記受信品質補正ステップでは、上記データ種類判定結果に基づいてデータ伝送速度を重視する場合、上記受信品質推定結果を当該受信品質推定結果よりも良好な値となるように所定の重み付けを行うことにより上記補正結果を得る
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
18. 上記適応制御ステップでは、上記選択した上記符号化変調方式を指定するためのモード指定信号に基づいて当該符号化変調方式を上記受信機に通知するためのメッセージを生成し、当該メッセージを上記符号化変調方式で符号化変調して送信する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
19. 上記適応制御ステップでは、上記受信品質推定結果を基に生成された上記符号化変調方式の選択基準に基づき上記補正結果に応じた符号化変調方式を選択する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の送信方法。
20. 上記適応制御ステップでは、上記選択基準に基づいて設定された所定の基準値を境として選択すべき上記符号化変調方式を変更するため、上記受信品質推定結果に応じた符号化変調方式を選択する場合と、上記補正結果に応じた符号化変調方式を選択する場合とでは上記符号化変調方式の選択結果が変わる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の送信方法。

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