JP4605643B2 - 無線通信システム、送信装置、受信装置、送信方法および受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、パケット通信を行う無線通信システムに関するものである。

一般的にパケット通信を行う無線通信システム（例えば無線ＬＡＮなど）では、パケットの先頭部分に既知パターンであるパイロットシンボルを送信し、続いて情報によって変調されたデータシンボルを送信する。

図１に従来の無線通信システムにおいて用いられるパケットのフレーム構成例を示す。送信開始からＴｐ［ｍｓ］は受信機を送信側に同期させることを目的としたパイロットシンボルが送信され、その後、Ｔｄ［ｍｓ］の間データシンボルが送信される。

図２に従来の受信機の構成の概要を示す。アンテナ部２００で受信したＲＦ帯域の信号は、ＲＦ部２０１でベースバンド信号に変換した後、Ａ／Ｄ変換部２０２を経てＡＦＣ（Auto Frequency Control）部２０３で送受信期間の搬送波周波数誤差を除去し、さらに伝搬路における信号の振幅・振幅の変動をチャネル推定部２０７で検出してチャネル等化器２０４で補正する処理を行った後、復調部２０５で変調を解き、復号部２０６で誤り訂正符号を解いて、受信データ２０８を取り出す。タイミング検出器２０９は、パイロット信号を受信することによりパケットの先頭タイミングの検出を行い、受信機の制御部２１０にタイミング信号を送る。制御部２１０は受信機の各部の制御を行う。

図３に、従来のパイロットシンボルを使用したチャネル推定の例を示す。パイロットシンボルに対応するＩＱ平面上の信号点は既知の信号点（図３における白丸）である。このため、実際の受信したパイロット信号の信号点から当該既知の信号点までの変動分を伝送路の影響によるものとし、これを時間平均してチャネル推定値とする。受信機はこのチャネル推定値（図２）を用いてチャネル等化器２０４（図２）にて受信信号の位相・振幅の補正をして、受信性能を向上させることができる。

受信機はパイロットシンボル受信中にチャネル推定値を算出するが、パイロットシンボルは可能な限り短い時間の送信としたい（パイロットシンボルのデータ量を増加させると相対的にデータシンボルのデータ量が減少し、データ転送レートが下がるため）、データシンボル受信中にも伝送路が変動するため、これに追従する必要がある、という理由より、データシンボル受信中にもデータシンボルを用いたチャネル推定を行い、チャネル推定値を更新し続ける必要がある。特に高速伝送を目的とした多値変調時は、後述する図４に示すように、多値となるほど信号点間の距離が短くなるためチャネル推定の性能に受信特性が敏感に反応する。このため、精度の高いチャネル推定が必要である。

次に、図５にデータシンボルを使用したチャネル推定の例を示す。データシンボルは情報により変調されているため、仮決定したデータの信号点（ここではリファレンス信号点とする）からの変動分を伝送路の影響によるものとし、これを時間平均してチャネル推定値とする。

図６にデータシンボルを使用したチャネル推定を行う受信機の例を２例示す。図示の構成は図２内の丸１から後段部を差し替えたものである。一般的に、（Ａ）データ信号点を硬判定してリファレンス信号点とする方法と、（Ｂ）データを一旦復号部で復号した後、符号部で再エンコードした結果をリファレンス信号点とする方法とがある。前者の硬判定の簡単な方法としては受信信号点に最も近い信号点候補をリファレンス信号点とするものである。後者ではリファレンス信号の生成に受信信号の復号結果を用いるので、復号過程での誤り訂正によりリファレンス信号点の生成誤り率が低減する。

パイロットシンボルによるチャネル推定後に、データシンボルを使用したチャネル推定を継続することにより、位相・振幅方向の信号点変動の補正精度が時間経過と共に高まり、データシンボルの受信性能が徐々に向上していく（図７から図８）。

なお、ＤＳ−ＣＤＭＡ伝送におけるパイロットシンボルによるチャネル推定の精度を向上させる技術について特許文献１に開示されている。
特開２００２−１４１８３７号公報

データシンボルを用いたチャネル推定は、既知パターンであるパイロットシンボルを用いたチャネル推定と異なり、前記（Ａ）または（Ｂ）の方法でリファレンス信号を決定する必要があり、チャネル推定を正しく行うためには、リファレンス信号の生成を正しく行うことが不可欠である。

図９にチャネル推定誤りの例を示す。リファレンス信号を生成する際、正しい信号点候補の選択を誤ることにより、誤ったチャネル推定値を算出することとなる。

また、一般的に高速データ転送を行うためには、（Ｃ）多値変調（１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）を用いる、（Ｄ）符号化率を抑えて符号化による冗長度を下げる、等の方法により１シンボル当たりの情報量を増加させる。

しかし、（Ｃ）（Ｄ）の方法は以下の理由でリファレンス信号の生成誤りを生じる可能性があり、特にチャネル推定による伝送路の影響の補正精度が低いパケット前半部分ではその可能性が高まるという課題がある。

すなわち、（Ｃ）の方法では、多値変調を用いることにより、信号点間の距離が短くなり、その結果、リファレンス信号の生成誤りが生じやすくなる。また、（Ｄ）の方法では、符号化率を抑えることにより誤り訂正能力が低下し、その結果、復号／再エンコードによってリファレンス信号の生成誤り率が高くなる。

また、一般的にはパケット受信開始からの時間経過に応じて、チャネル推定の精度が徐々に向上することにより、受信性能が徐々に向止する。にもかかわらず、同一パケット中のデータの符号化率や変調方式は一定となっている。

このため、例えばパケット内のデータ前半部分の受信シンボル誤り率に適合した誤り訂正符号を施した場合、データ後半部分ではシンボル誤り率が低いにもかかわらず冗長な誤り訂正符号化を施すことになるため、無線資源利用効率が悪いという問題がある。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、単位送信データ期間内でのチャネル推定の精度の変化に対応して、符号化率や変調方式等の、単位時間当たりの伝送データ量を変化させるパラメータを単位送信データ期間内の時間経過と共に変化させることにより無線資源の利用効率の向上を図ることにある。

本発明による無線通信システムは、送信装置から受信装置へ無線通信によりデータを単位送信データごとに送信する無線通信システムにおいて、前記単位送信データを送信する単位送信期間を少なくとも第１および第２の部分期間に分割し、第２の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量より大きくしたものである。

本発明では、単位送信期間内での受信装置の受信性能が徐々に良くなることに着目して、「単位時間当たりの伝送データ量」を単位送信期間内の途中で大きくなるように変更する。このような変更は、例えば符号化率や変調方式等のパラメータにより変化させることができる。このようなパラメータを単位送信期間内で時間経過と共に変化させることにより、単位送信期間内のチャネル推定値の精度が低い早い時期の第１の部分期間では、伝送データ量を少なくしてもチャネル推定を確実に行うことを優先する。これにより、チャネル推定値を素早く収束させることができる。続く、チャネル推定値の精度が高い第２の部分期間では、チャネル推定よりも伝送レートの向上を優先する。その結果、トータルで通信速度を向上させることができる。

本無線通信システムの送信装置は、送信データを単位送信データに分割して無線通信により単位送信データごとに送信する送信装置において、送信データに対する誤り訂正符号化を行う符号化手段と、この符号化手段の出力を変調する変調手段と、この変調手段の出力を無線により送信する送信手段と、前記単位送信データを送信する単位送信期間を少なくとも第１および第２の部分期間に分割し、第２の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量より大きくする制御手段とを備えたことを特徴とする。

単位時間当たりの伝送データ量の変更は、上述のように例えば符号化率や変調方式等のパラメータにより変化させることができる。したがって、受信装置としては、次の二つの構成がありうる（両者の折衷もありうる）。

本発明による受信装置は、無線通信により送信されたデータを単位送信データごとに受信する受信装置において、送信データを受信してベースバンド受信信号に変換する受信手段と、前記パイロットシンボルによるチャネル推定後に、データシンボルを使用したチャネル推定を継続して実行するチャネル推定手段と、このチャネル推定手段により得られたチャネル推定値により前記ベースバンド受信信号に対してチャネル等化を行うチャネル等化手段と、このチャネル等化手段の出力を所定の復調方式で復調する復調手段と、この復調手段の出力を復号する復号手段と、前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、第１の符号化率に対応する第１の復号方式から、より符号化率の高い第２の符号化率に対応する第２の復号方式に切り替えるよう前記復号手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による他の受信装置は、無線通信により送信されたデータを単位送信データごとに受信する受信装置において、送信データを受信してベースバンド受信信号に変換する受信手段と、前記ベースバンド受信信号のデータ部分に基づいてチャネル推定を行うチャネル推定手段と、このチャネル推定手段により得られたチャネル推定値により前記ベースバンド受信信号に対してチャネル等化を行うチャネル等化手段と、このチャネル等化手段の出力を所定の復調方式で復調する復調手段と、この復調手段の出力を復号する復号手段と、前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、第１の変調方式に対応する第１の復調方式から、より多値化した第２の変調方式に対応する第２の復調方式に切り替えるよう前記復調手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明において送信装置と受信装置において、第１および第２の部分期間は一致する必要がある。そのために、第１の部分期間および第２の部分期間は予め定めておく。

前記第１および第２の部分期間を可変とすることも可能である。この場合、前記送信装置の制御手段は、受信装置へ部分期間の定義情報を受信側へ通知するため、単位送信データの中に、当該単位送信データ内または次の単位送信データ内の前記部分期間の長さ情報を受信側へ通知する通知データを含める。

単位送信期間内の部分期間の個数（分割数）は２に限るものではなく３以上であってもよい。

本発明は、さらに、データの送信方法および受信方法として把握することも可能である。

本発明によれば、単位送信期間内の第１の部分期間が経過した後の、チャネル推定値の精度が高くなる第２の部分期間において単位時間当たりの伝送データ量を大きくすることにより、トータルで通信速度を向上させることができる。したがって、無線資源の利用効率の向上を図ることができる。

また、第１の部分期間において単位時間当たりの伝送データ量を小さくすることは単位送信期間内の第１の部分期間と第２の部分期間でのシンボル誤り率を均一化することになる。これにより、誤り訂正の効率が向上し、受信エラー率を低下させることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１０に本実施の形態による送信機（送信装置）の構成例を示す。送信側は、制御部１００９の制御下で制御される符号化部１００１，１００２、変調部１００３，１００４、パイロット信号生成部１００５、Ｄ／Ａ変換部１００６、ＲＦ部１００７、アンテナ部１００８を備えている。符号化部１００１，１００２は異なる符号化率（それぞれＲ１，Ｒ２）を有し、いずれか一方を利用するように切り替えられる。同様に変調部１００３，１００４は異なる変調方式（それぞれ変調方式１，２）を有し、いずれか一方を利用するように切り替えられる。また、Ｄ／Ａ変換部１００６の入力端には、選択された変調部の出力またはパイロット信号生成部１００５の出力が選択的に入力される。

送信データは符号化部１００１，１００２の一方で符号化されたあと、変調部１００３，１００４の一方で変調され、Ｄ／Ａ変換部１００６を経て、ＲＦ部で搬送波周波数を重畳してアンテナ部１００８より送信される。

なお、符号化率および変調方式はいずれも単位時間当たりの伝送データ量を変化させるパラメータとして機能する。本発明においては、単位時間当たりの伝送データ量を変化させるために、符号化率および変調方式の一方だけを変化させても、両方とも変化させてもよい。図１０において変化させない符号化部および変調部の切り替え（分岐）は省略することができる。

図１１に本発明を適用したパケットの構成例を示す。この例では、パケットのデータ部分、すなわち単位送信データを送信する単位送信期間Ｔｄを少なくとも第１および第２の部分期間Ｔｄ１，Ｔｄ２（ここでは前半と後半）に分割し、第２の部分期間Ｔｄ２での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間Ｔｄ１での単位時間当たりの伝送データ量より大きくした。

より具体的には、送信側は、期間Ｔｐ［ｍｓ］の間、パイロット信号を送信し、次の部分期間Ｔｄ１［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ１かつ変調方式１を用いてデータ信号を送信し、さらに次の部分期間Ｔｄ２［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ２かつ変調方式２を用いてデータ信号を送信する。符号化率Ｒ２はＲ１より大きい。換言すればＲ２の方がＲ１より冗長度が低く誤り訂正能力が低い（その分だけ単位時間当たりの伝送データ量が大きい）。また、変調方式２は変調方式１より多値の変調方式である。但し、前述のように変調方式または符号化率は一方だけを変化させても、両方とも変化させてもよい。すなわち、符号化率Ｒ１とＲ２が異なる場合には変調方式１と変調方式２は同じであってもよい。また、変調方式１と変調方式２が異なる場合には、符号化率Ｒ１とＲ２は同じであってもよい。

図１２に符号化率Ｒ１，Ｒ２と変調方式１，２の組み合わせの例を３例示す。例１は、符号化率はＲ＝１／３に固定し、データ期間Ｔｄの前半部で変調方式１としてＱＰＳＫを用い、後半部でより多値の１６ＱＡＭを用いる場合である。例２は、変調方式をＱＰＳＫに固定し、データ期間Ｔｄの前半部で符号化率をＲ＝１／３と用い、後半部でより高い符号化率Ｒ＝３／４を用いる場合である。例３は、符号化率と変調方式の両方を変える場合であり、データ期間Ｔｄの前半部で符号化率としてＲ＝３／４および変調方式１としてＱＰＳＫを用い、後半部で変調方式２としてより多値の１６ＱＡＭを用いる場合である。

図１３に本実施の形態における受信機（受信装置）の構成例を２例示す。図示の構成は図２内の丸１から後段部を差し替えたものであり、前段部の構成は図２に示したものと同様である。

図１３（Ａ）に示した構成は、従来の図６（Ａ）に対応し、復調部の復調出力に基づいて、データ信号点を硬判定してチャネル推定部のリファレンス信号点とするものである。チャネル推定部１３０７、チャネル等化器１３０８は上記チャネル推定部２０７、チャネル等化器２０４に対応する。復調部６０２は２つの復調部１３０１，１３０２を切り替えて用いる構成に変わっている。復号部６０３は２つの復号部１３０３，１３０４を切り替えて用いる構成に変わっている。硬判定部６０４は２つの硬判定部１３０５，１３０６を切り替えて用いる構成に変わっている。これらの切替は送信機における変調部および符号化部の切り替えに対応して、受信機の制御部２１０により行われる。

図１３（Ａ）の例では、タイミング検出器（図２の２０９）によって得たパケット先頭タイミングからＴｐ［ｍｓ］後にデータの復調・復号を開始し、最初の部分期間Ｔｄ１［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ１かつ変調方式１に対応する復調１（１３０１）および復号１（１３０３）と、硬判定１（１３０５）によるリファレンス信号生成を行い、次のＴｄ２［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ２かつ変調方式２に対応する復調２（１３０２）および復号２（１３０４）と硬判定２（１３０６）によるリファレンス信号生成を行う。

図１３（Ｂ）に示した構成は、従来の図６（Ｂ）に対応し、データを一旦復号部で復号した後、符号部で再エンコードした結果をチャネル推定部のリファレンス信号点とするものである。チャネル推定部１３０７、チャネル等化器１３０８、ならびに、２つの復調部１３０１，１３０２を切り替えて用いる構成、および、２つの復号部１３０３，１３０４を切り替えて用いる構成は図１３（Ａ）と同じである。図１３（Ａ）と構成上異なる点は、リファレンス信号点を得るために、復号部の出力を選択的に再符号化する２つの再符号化部１３１５，１３１６を有し、この再符号化されたデータをチャネル推定部１３０７へ帰還する点である。これらの切替は図１３（Ａ）の場合と同様、送信機における変調部および符号化部の切り替えに対応して制御部により行われる。

図１３（Ｂ）の例では、タイミング検出器によって得たパケット先頭タイミングからＴｐ［ｍｓ］後にデータの復調・復号を開始し、最初の部分期間Ｔｄ１［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ１かつ変調方式１に対応する復調１（１３０１）と復号１（１３０３）と再符号化１（１３１５）によるリファレンス信号生成を行い、次のＴｄ２［ｍｓ］の間、符号化率Ｒ２かつ変調方式２に対応する復調２（１３０２）と復号２（１３０４）と再符号化２（１３１６）によるリファレンス信号生成を行う。

なお、図１３（Ａ）の例で、変調方式のみを変化させる場合、復号１（１３０３）と復号２（１３０４）の分岐は必要ない。逆に符号化方式のみを変化させる場合、復調１（１３０１）と復調２（１３０２）の分岐は必要ない。図１３（Ｂ）の例についても同様である。

図１４、図１５に符号化率を変化させる方法の例を示す。図１４に示した方法は、畳み込み符号部の出力からあらかじめ定められたビットを間引いて送信する際の間引き率を変えることにより符号化率を変化させる方法（一般的にパンクチャと呼ばれる処理）である。間引き率を大きくするほど符号化率の値が大きくなり冗長度が低下する（すなわち単位時間当たりの伝送データ量が大きくなる）。

図１５に示した方法は、畳み込み符号部の複数の出力からどの部分（とどの部分）を選択するかを変化させることにより符号化率を変化させる方法である。多くの部分を選択するほど符号化率の値が大きくなり冗長度が低下する。

図４に、異なるデジタル変調方式の例を４つ示す。（ａ）ＢＰＳＫ，（ｂ）ＱＰＳＫ，（ｃ）１６ＱＡＭ，（ｄ）６４ＱＡＭはそれぞれ１ｂｉｔ，２ｂｉｔ，４ｂｉｔ，６ｂｉｔを、１シンボル（１回の変調）で送信することができる。データ転送速度はａ＜ｂ＜ｃ＜ｄとなり、同一環境でのシンボル受信誤り率はｄ＜ｃ＜ｂ＜ａとなる。また、同一環境でのチャネル推定能力はｄ＜ｃ＜ｂ＜ａとなる。

図１６に本実施の形態における送信機でのパケット送信（１）の概略処理フローを示す。この処理はパケット毎に実行される。まず、期間Ｔｐの間、パイロット信号を送信する（Ｓ１１）。その後、部分期間Ｔｄ１が経過するまでの間、符号化率Ｒ１、変調方式１でデータの符号化・変調を行い、データを送信する（Ｓ１２）。ついで、部分期間Ｔｄ２の間、符号化率Ｒ２、変調方式２でデータの符号化／変調を行い、データを送信する（Ｓ１３）。

図１７に図１６のパケット送信に対応するパケット受信（１）の概略処理フローを示す。パケットの先頭を検出したら（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、時間Ｔｐの経過を待って（Ｓ２２，Ｙｅｓ）、変調方式１および符号化率Ｒ１にそれぞれ対応する復調方式１および復号方式１で受信信号を復調／復号する（Ｓ２３）。部分期間Ｔｄ１が経過したら（Ｓ２４，Ｙｅｓ）、変調方式２、符号化率Ｒ２にそれぞれ対応する復調方式２および復号方式２で受信信号を復調／復号する（Ｓ２５）。

データの符号化率と変調方式を常に一定にした場合（従来方式）と本発明の実施の形態との比較例を以下に示す。同一環境で同一のパケット受信エラー率であった場合、以下の２例で通信速度（シンボル当たりのビット数、ひいては単位時間当たりの伝送データ量）とチャネル推定能力を比較する。

従来例：１６ＱＡＭ変調，符号化率Ｒ＝１／２で一定に固定した場合
本発明例：前半部をＱＰＳＫ変調，符号化率Ｒ＝２／３、後半部を１６ＱＡＭ変調，符号化率Ｒ＝３／４に変化させた場合

前半部にチャネル推定能力が１６ＱＡＭよりも高いＱＰＳＫを使用することにより、チヤネル推定値の収束性能が（本発明例）＞（従来例）となり素早くチャネル推定値を適正な値に収束させることができる。

かつ、通信速度は以下の通り求められる。
（１）４［bit/symbol］×１／２＝２［bit/symbol］
（２）前半部： ２［bit/symbol］×２／３＝１．３［bit/symbol］
後半部： ４［bit/symbol］×３／４＝３．０［bit/symbol］
トータル： ｌ．３×０．５＋３．０×０．５＝２．１５［bit/symbol］

このように通信速度は（２）＞（１）となり、通信速度も向上させることができる。

なお、本実施の形態において前半部（第１の部分期間）と後半部（第２の部分期間）は同じ長さを想定したが、必ずしも同じでなくてもよい。この場合、その部分期間の長さ（または比率）が送信機と受信機の間で予め定められていてもよいし、可変としてもよい。

可変とする場合には、例えば、送信機が単位送信データの中に、当該単位送信データ内または次の単位送信データ内の前記部分期間の長さ情報を受信側へ通知する通知データを含めて、受信機側に通知する構成とすることができる。さらに、受信機が現在の受信品質を表すデータ（ＳＩＲ等）を送信機へ知らせて、送信機はこのデータに基づいて部分期間の長さ（または比率）を決定するようにしてもよい。例えば、受信品質が比較的高い場合には前半部を後半部より短くするような制御を行うことができる。このような通知データの送信はパケット毎に行ってもよいし、制御内容が変わらない場合には通知データの送信を省略するようにしてもよい（省略された場合受信側は直前の制御内容を維持する）。

図１８に部分期間を可変とする本実施の形態の変形例における送信機でのパケット送信（２）の概略処理フローを示す。この処理はパケット毎に実行される。まず、期間Ｔｐの間、パイロット信号を送信する（Ｓ３１）。その後、送信機側で決定した可変部分期間Ｔｄｘが経過するまでの間、符号化率Ｒ１、変調方式１でデータの符号化・変調を行い、データを送信する（Ｓ３２）。このデータの送信の中で当該可変部分期間Ｔｄｘの長さ情報を通知する。ついで、残りの部分期間Ｔｄ−Ｔｄｘの間、符号化率Ｒ２、変調方式２でデータの符号化／変調を行い、データを送信する（Ｓ３３）。

図１９に図１７のパケット送信に対応するパケット受信（２）の概略処理フローを示す。パケットの先頭を検出したら（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、時間Ｔｐの経過を待って（Ｓ４２，Ｙｅｓ）、変調方式１および符号化率Ｒ１にそれぞれ対応する復調方式１および復号方式１で受信信号を復調／復号する（Ｓ４３）。この際、送信されてきたＴｄｘを認識する。時間Ｔｄｘが経過したら（Ｓ４４，Ｙｅｓ）、変調方式２、符号化率Ｒ２にそれぞれ対応する復調方式２および復号方式２で受信信号を復調／復号する（Ｓ４５）。

＜他の実施の形態＞
図２０、図２１により本発明の他の実施の形態を説明する。送信機および受信機の構成は上記実施の形態と同じであるが、その制御の方法が異なる。

上記実施の形態では、データの前半部と後半部で変調方式と符号化率を変化させていたが、データ期間ＴｄをＮ分割（Ｎは３以上の整数）させて変調方式と符号化を変化させてもよい。

図２０にこの実施の形態におけるパケットの構成例を示す。この例ではパケットのデータ期間Ｔｄを３分割している。各部分期間Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３の長さは同じでなくてもよい。この例ではＴｄ３を最も長く設定している。

図２１に本実施の形態における変調方式と符号化率の例を示す。この例では３通りの組み合わせを用いて、徐々に変調方式と符号化率を変化させる。具体例として、部分期間Ｔｄ１で符号化率Ｒ１＝１／３，変調方式ＢＰＳＫとするとともに、部分期間Ｔｄ２で符号化率Ｒ２＝１／２，変調方式１６ＱＡＭとし、さらに部分期間Ｔｄ３で符号化率Ｒ３＝２／３，変調方式１６ＱＡＭとしている。この場合の変調方式の変化のように、必ずしもすべての部分期間の変調方式や符号化率が異ならなくてもよい。

この他の実施の形態においても、上記実施の形態と同様、各部分期間の長さ（または比率は）は固定としてもよいし、可変とすることもできる。

本実施の形態によれば、パケットのデータ期間Ｔｄを３つ以上の部分期間に分割して、各部分期間について符号化率および変調方式を異ならせることができるので、時間経過に応じてよりきめ細かな制御が可能となる。部分期間は上記実施の形態で説明したように可変とすることもできる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。

例えば、上記の例では、チャネル推定値はパケット毎にリセットすることを想定しているが、あるパケットのチャネル推定値を次のパケットに引き継いてこれを更新していくようにすることも可能である。受信環境が比較的安定している場合にはこのような方法は有用であると考えられる。送信側は、受信側での受信品質の通知に基づいてこのような動作モードへ切り替えるようにしてもよい。

また、送信装置から受信装置への通信の開始後に送信したパケットの累積個数に応じて、動的に、後の方の部分期間の長さを長くするように第１および第２の部分期間の長さを変更するようにすることも可能である。このためには送信装置と受信装置が予め定められたルールに則って自律的に切替を行うか、または送信側が切替の指示を受信側へ通知する。

従来の無線通信システムにおいて用いられるパケットのフレーム構成例を示す図である。 従来の受信機の構成の概要を示す図である。 従来のパイロットシンボルを使用したチャネル推定の例を示す図である。 異なるデジタル変調方式の例を４つ示す図である。 データシンボルを使用したチャネル推定の例を示す図である。 データシンボルを使用したチャネル推定を行う受信機の例を２例示す図である。 チャネル推定値の精度が低い期間の受信シンボルの説明図である。 チャネル推定値の精度が高い期間の受信シンボルの説明図である。 チャネル推定誤りの例を示す図である。 本発明の実施の形態による送信機（送信装置）の構成例を示す図である。 本発明を適用したパケットの構成例を示す図である。 符号化率Ｒ１，Ｒ２と変調方式１，２の組み合わせの例を３例示す図である。 本発明の実施の形態における受信機（受信装置）の構成例を２例示した図である。 符号化率を変化させる方法の例を示す図である。 符号化率を変化させる他の方法の例を示す図である。 本発明の実施の形態における送信機でのパケット送信（１）の概略処理フローを示す図である。 図１６のパケット送信に対応するパケット受信（１）の概略処理フローを示す図である。 本発明の実施の形態の変形例における送信機でのパケット送信（２）の概略処理フローを示す図である。 図１７のパケット送信に対応するパケット受信（２）の概略処理フローを示す図である。 本発明の他の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図である。 図２０の実施の形態における変調方式と符号化率の例を示す図である。

符号の説明

２００…アンテナ部、２０１…ＲＦ部、２０２…変換部、２０３…ＡＦＣ（Auto Frequency Control）部、２０４…チャネル等化器、２０５…復調部、２０６…復号部、２０７…チャネル推定部、２０８…受信データ、２０９…タイミング検出器、２１０…制御部、６０２…復調部、６０３…復号部、６０４…硬判定部、１００１，１００２…符号化部、１００３，１００４…変調部、１００５…パイロット信号生成部、１００６…変換部、１００７…ＲＦ部、１００８…アンテナ部、１００９…制御部、１３０１，１３０２…復調部、１３０３，１３０４…復号部、１３０５，１３０６…硬判定部、１３０７…チャネル推定部、１３０８…チャネル等化器、１３１５，１３１６…再符号化部

Claims (21)

1. 送信装置から受信装置へ無線通信によりデータを単位送信データごとに送信する無線通信システムにおいて、
   前記送信装置は、
   送信データに対する誤り訂正符号化を行う符号化手段と、
   この符号化手段の出力を変調する変調手段と、
   この変調手段の出力を無線により送信する送信手段と、
   パイロット信号を生成するパイロット信号生成手段と、
   前記パイロット信号を送信するパイロット送信期間に続くデータ送信期間において、複数のデータシンボルを含む単位送信データのみを送信し、その際、前記単位送信期間を少なくとも第１および第２の部分期間に分割し、前記データ送信期間内にパイロット信号を挿入することなく、第２の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量より大きくするよう前記符号化手段の符号化率または前記変調手段の変調方式を切り替える制御手段とを備え、
   前記受信装置は、
   前記送信データを受信してベースバンド受信信号に変換する受信手段と、
   前記パイロットシンボルによるチャネル推定後に、データシンボルを使用したチャネル推定を継続して実行するチャネル推定手段と、
   このチャネル推定手段により得られたチャネル推定値により前記ベースバンド受信信号に対してチャネル等化を行うチャネル等化手段と、
   このチャネル等化手段の出力を所定の復調方式で復調する復調手段と、
   この復調手段の出力を復号する復号手段と、
   前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、復調方式または復号方式を切り替えるよう前記復調手段または前記復号手段を制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 送信データを単位送信データに分割して無線通信により単位送信データごとに送信する送信装置において、
   送信データに対する誤り訂正符号化を行う符号化手段と、
   この符号化手段の出力を変調する変調手段と、
   この変調手段の出力を無線により送信する送信手段と、
   パイロット信号を生成するパイロット信号生成手段と、
   前記パイロット信号を送信するパイロット送信期間に続くデータ送信期間において、複数のデータシンボルを含む単位送信データのみを送信し、その際、前記単位送信期間を少なくとも第１および第２の部分期間に分割し、前記データ送信期間内にパイロット信号を挿入することなく、第２の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量より大きくするよう前記符号化手段の符号化率または前記変調手段の変調方式を切り替える制御手段と
   を備えたことを特徴とする送信装置。
3. 前記第１の部分期間および第２の部分期間は予め定められていることを特徴とする請求項２記載の送信装置。
4. 前記第１および第２の部分期間は可変であり、
   前記制御手段は、単位送信データの中に、当該単位送信データ内または次の単位送信データ内の前記部分期間の長さ情報を受信側へ通知する通知データを含めることを特徴とする請求項２記載の送信装置。
5. 前記制御手段は、前記第２の部分期間の符号化率を前記第１の部分期間の符号化率より上げるよう前記符号化手段を制御することを特徴とする請求項２記載の送信装置。
6. 前記制御手段は、送信データの送信開始からの所定個の単位送信データを送信した後の単位送信データについて前記第１および第２の部分期間の両方または前記第２の部分期間の符号化率をさらに上げるよう前記符号化手段を制御することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
7. 前記単位送信期間は第１、第２および第３の部分期間を有し、前記制御手段は、第１から第３の部分期間へ符号化率を逐次上げるよう前記符号化手段を制御することを特徴とする請求項５記載の送信装置。
8. 前記制御手段は、前記第２の部分期間の変調方式を、前記第１の部分期間の変調方式に比べて多値化するよう前記変調手段を制御することを特徴とする請求項２または５記載の送信装置。
9. 前記制御手段は、送信データの送信開始からの所定個の単位送信データを送信した後の単位送信データについて前記第１および第２の部分期間の両方または前記第２の部分期間の変調方式をさらに多値化するよう前記変調手段を制御することを特徴とする請求項８記載の送信装置。
10. 前記単位送信期間は第１、第２および第３の部分期間を有し、前記制御手段は、前記第１から第３の部分期間へ変調方式を逐次多値化していくよう前記変調手段を制御することを特徴とする請求項８記載の送信装置。
11. 無線通信により送信されたデータを単位送信データごとに受信する受信装置において、
    前記送信されたデータを受信してベースバンド受信信号に変換する受信手段と、
    前記パイロットシンボルによるチャネル推定後に、データシンボルを使用したチャネル推定を継続して実行するチャネル推定手段と、
    このチャネル推定手段により得られたチャネル推定値により前記ベースバンド受信信号に対してチャネル等化を行うチャネル等化手段と、
    このチャネル等化手段の出力を所定の復調方式で復調する復調手段と、
    この復調手段の出力を復号する復号手段と、
    前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、復調方式または復号方式を切り替えるよう前記復調手段または前記復号手段を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする受信装置。
12. 前記制御手段は、前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、第１の符号化率に対応する第１の復号方式から、より符号化率の高い第２の符号化率に対応する第２の復号方式に切り替えるよう前記復号手段を制御することを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
13. 前記制御手段は、前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、第１の変調方式に対応する第１の復調方式から、より多値化した第２の変調方式に対応する第２の復調方式に切り替えるよう前記復調手段を制御することを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
14. 前記第１の部分期間および第２の部分期間は予め定められていることを特徴とする請求項１１、１２または１３記載の受信装置。
15. 前記第１および第２の部分期間は可変であり、
    前記制御手段は、受信した単位送信データの中に含まれた通知データに基づいて、当該単位送信データ内または次の単位送信データ内の前記部分期間の長さを決定することを特徴とする請求項１１、１２または１３記載の受信装置。
16. 前記制御手段は、送信データの受信開始からの所定個の単位送信データを受信した後の単位送信データについて前記第１および第２の部分期間の両方または前記第２の部分期間の復号方式を、さらに高符号化率に対応する復号方式に切り替えることを特徴とする請求項１２記載の受信装置。
17. 前記単位送信期間は第１、第２および第３の部分期間を有し、前記制御手段は、第１から第３の部分期間へ逐次高い符号化率に対応する復号方式に対応するよう前記復号手段を制御することを特徴とする請求項１２記載の受信装置。
18. 前記制御手段は、送信データの受信開始からの所定個の単位送信データを受信した後の単位送信データについて前記第１および第２の部分期間の両方または前記第２の部分期間のデータの復調方式がさらに多値化された変調方式に対応するよう前記復調手段を制御することを特徴とする請求項１３記載の受信装置。
19. 前記単位送信期間は第１、第２および第３の部分期間を有し、前記制御手段は、前記第１から第３の部分期間へ復調方式が、逐次多値化された変調方式に対応するよう前記復調手段を制御することを特徴とする請求項１３記載の受信装置。
20. 送信データを単位送信データに分割して無線通信により単位送信データごとに送信する送信方法において、
    送信データに対して誤り訂正符号化を行う符号化ステップと、
    この誤り訂正符号化されたデータを変調する変調ステップと、
    この変調出力を無線により送信する送信ステップと、
    パイロット信号を送信するパイロット送信期間に続くデータ送信期間において、複数のデータシンボルを含む単位送信データのみを送信し、その際、前記単位送信期間を少なくとも第１および第２の部分期間に分割し、前記データ送信期間内にパイロット信号を挿入することなく、第２の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量を第１の部分期間での単位時間当たりの伝送データ量より大きくするよう符号化率または変調方式を切り替える制御ステップと
    を備えたことを特徴とする送信方法。
21. 無線通信により送信されたデータを単位送信データごとに受信する受信方法において、
    前記送信されたデータを受信してベースバンド受信信号に変換する受信ステップと、
    前記パイロットシンボルによるチャネル推定後に、データシンボルを使用したチャネル推定を継続して実行するチャネル推定ステップと、
    このチャネル推定ステップにより得られたチャネル推定値により前記ベースバンド受信信号に対してチャネル等化を行うチャネル等化ステップと、
    このチャネル等化出力を所定の復調方式で復調する復調ステップと、
    この復調出力を復号する復号ステップと、
    前記単位送信データを送信する単位送信期間内の第１の部分期間から第２の部分期間に移行するとき、復号方式を切り替える制御ステップと
    を備えたことを特徴とする受信方法。

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