JPWO2007088723A1

JPWO2007088723A1 - 変調パラメータ選択方法、変調パラメータ選択装置及び通信装置

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Publication number: JPWO2007088723A1
Application number: JP2007556808A
Authority: JP
Inventors: 智造野上; 毅小野寺
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2009-06-25
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Abstract

符号化率を暫定的に決定する暫定符号化率決定部と、暫定的に決定した符号化率の下で、各チャネルにおいて所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる変調方式を選択する暫定変調方式決定部と、暫定符号化率決定部で暫定的に決定した符号化率と、暫定変調方式決定部で選択した各チャネルにおける変調方式とから伝送レートを算出する伝送レート演算部とをスケジューラ部として具備し、暫定符号化率決定部から伝送レート演算部まで処理を、選択可能な符号化率に対して繰り返し行い、最大伝送レートとなる符号化率と各チャネルにおける変調方式を決定することにより、所定の端末に割り当てられた複数のチャネルにおいて符号化率を共通にし、変調方式をチャネルごとに変えるシステムにおいて、効率的に高い伝送レートを実現することができる変調パラメータを選択する方法等を実現する。

Description

本発明は、第１の通信装置から第２の通信装置へ複数のチャネルを用いてデータ伝送を行い、複数のチャネルに渡って割り当てられたデータに対し、該データが割り当てられた前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、変調方式のみ異なることを許すシステムにおける変調方式および符号化率を含む変調パラメータ選択方法等に関する。

近年、無線通信システムの高速化が求められており、高速化・大容量化が実現可能な方式のひとつとして、複数の搬送波に情報を乗せて通信を行うマルチキャリア伝送方式が注目されている。マルチキャリア伝送方式の一種である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式は、互いに直交するサブキャリアの間隔を狭くすることができるため周波数利用効率が高く、シンボル列の先頭に付加されるガードインターバルによりマルチパスフェージングに対する耐性が強いことから、広帯域の無線通信システムにとって最も有力な変調方式のひとつである。

しかし、サブキャリア毎、あるいは複数のサブキャリアを含むグループ毎に変調パラメータを与える方法は、送受信機間でサブキャリアあるいはグループ毎の変調パラメータの通知が必要となる。サブキャリア数あるいはグループ数の増加にともない通知しなければならない情報量も増加するため、限られた通信容量に対して制御情報が占める割合が高くなり、伝送効率が低下するという問題があった。

この問題を解決する方法として、３ＧＰＰ（Ｔｈｅ３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）において、図１５に示すように、ある端末に割り当てられた複数のチャネルにおいて符号化率を共通にし、変調方式をチャネルごとに変えることにより、変調パラメータの通知に要する情報量を抑制するシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

あるユーザへの送信データは、まとめてチャネル符号化（２００１）され、レートマッチング処理（２００２）が施される。すなわち、チャネルによらず符号化率は一定となる。その後、符号化された送信データは各チャネルに割り当てられ（２００３）、チャネルごとに個別の変調方式で変調（２００４）される。

例えば、図１６に示すような伝搬路（２１０１）の場合、各チャネルにおける変調方式と符号化率の組み合わせとしては、すべてのチャネルで符号化率が１／３が選択され、チャネルごとにＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭから選択される（２１０２）。
"Adaptive Modulation and Channel Coding Rate Control for Frequency Domain Scheduling in Evolved UTRA Downlink、" 3GPP、 TSG RAN WG1 #42 on LTE、R1-050854、2005年 9月

しかしながら、上記の公知文献で提案されているシステムでは、符号化率を共通にするという制約があるため、従来から用いられている変調パラメータの選択方法をそのまま適用することは困難である。

また、上記の公知文献では、ある端末に割り当てられた複数のチャネルにおいて符号化率を共通にし、変調方式をチャネルごとに変えることにより、変調パラメータの通知に要する情報量を抑制する通信システムの提案は為されているものの、このシステムにおける変調パラメータの選択方法に関する検討は行われていない。

上記の課題に鑑み、本発明が目的とするところは、所定の端末に割り当てられた複数のチャネルにおいて符号化率を共通にし、変調方式をチャネルごとに変えるシステムにおいて、効率的に高い伝送レートを実現することができる変調パラメータを選択する方法及び変調パラメータを選択する装置を実現することである。

上記の課題を解決するために、第１の発明の変調パラメータ選択方法は、第１の通信装置から第２の通信装置へ複数のチャネルを用いてデータ伝送を行い、複数のチャネルに渡って割り当てられたデータに対し、該データが割り当てられた前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、変調方式のみ異なることを許すシステムにおける変調方式および符号化率に関する変調パラメータ選択方法であって、予め定められた選択可能な符号化率の中から、一の符号化率を選択して暫定的に決定する第１のステップと、暫定的に決定した符号化率の下で、各チャネルにおいて所要品質を満たし、かつ所定の伝送レートとなる変調方式を選択する第２のステップと、第１のステップで暫定的に決定した符号化率と、第２のステップで選択した各チャネルにおける変調方式とから伝送レートを算出する第３のステップと第１のステップから第３のステップまでを、他の選択可能な符号化率に対して繰り返し行い、所定の伝送レートとなる符号化率と各チャネルにおける変調方式を決定する第４のステップと、を含むことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明の変調パラメータ選択方法であって、第２のステップの前に、各チャネルを受信品質に基づいて順序付けする第５のステップと、選択可能な変調方式を変調多値数により順序付けする第６のステップと、をさらに含み、第５のステップで決定したチャネルの順序、および第６のステップで決定した変調方式の順序に従って、第２のステップで変調方式を選択することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１又は第２の発明の変調パラメータ選択方法であって、第１のステップの前に、受信品質が予め定められた条件に含まれるチャネルにおける受信品質から、選択可能な符号化率を変更する第７のステップをさらに含み、第７のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１又は第２の発明の変調パラメータ選択方法であって、第１のステップの前に、受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式を暫定的に決定する第８のステップと、第８のステップで暫定的に決定した変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率を決定する第９のステップと、第９のステップで決定した符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する第１０のステップと、をさらに含み、第１０のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定することを特徴とする。

また、第５の発明は、第１から第４のいずれかに記載の発明の変調パラメータ選択方法であって、第１のステップの前に、所定の受信品質を満たすチャネルの中で受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式を暫定的に決定する第８のステップと、第８のステップで暫定的に決定した変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率を決定する第９のステップと、
第９のステップで決定した符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する第１０のステップと、をさらに含み、第１０のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定し、前記所定の受信品質を満たさないチャネルをキャリアホールと決定することを特徴とする。

第６の発明は、第１の通信装置から第２の通信装置へ複数のチャネルを用いてデータ伝送を行い、複数のチャネルに渡って割り当てられるデータに対し、該データが割り当てられる前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、変調方式のみ異なることを許すシステムにおける変調方式および符号化率を含む変調パラメータ選択装置であって、予め定められた選択可能な符号化率の中から、一の符号化率を選択して暫定的に決定する暫定符号化率決定部と、暫定的に決定した符号化率の下で、各チャネルにおいて所要品質を満たし、かつ所定の伝送レートとなる変調方式を選択する暫定変調方式決定部と、前記暫定符号化率決定部で暫定的に決定した符号化率と、前記暫定変調方式決定部で選択した各チャネルにおける変調方式とから伝送レートを算出する伝送レート演算部とを具備し、前記暫定符号化率決定部から伝送レート演算部まで処理を、選択可能な符号化率に対して繰り返し行い、所定の伝送レートとなる符号化率と各チャネルにおける変調方式を決定することを特徴とする。

第７の発明は、第６の発明の変調パラメータ選択装置であって、各チャネルを受信品質に基づいて順序付けするチャネル順序付け部と、選択可能な変調方式を変調多値数により順序付けする変調方式順序付け部と、をさらに含み、前記チャネル順序付け部で決定したチャネルの順序、および前記変調方式順序付け部で決定した変調方式の順序に従って、暫定変調方式決定部で変調方式を選択することを特徴とする。

また、第８の発明は、第６又は第７の発明の変調パラメータ選択装置であって、受信品質が予め定められた条件に含まれるチャネルにおける受信品質から、他の選択可能な符号化率を変更する符号化率演算部をさらに含み、前記符号化率演算部で決定した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定することを特徴とする。

また、第９の発明は、第６又は第７の発明の変調パラメータ選択装置であって、受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する最高符号化率演算部をさらに含み、前記最高符号化率演算部で変更した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定することを特徴とする。

また、第１０の発明は、第６又は第７の発明の変調パラメータ選択装置であって、所定の受信品質を満たすチャネルの中で受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する最高符号化率演算部をさらに含み、最高符号化率演算部で変更した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定し、前記所定の受信品質を満たさないチャネルをキャリアホールと決定することを特徴とする。

第１１の発明は、第６から第１０のいずれかの発明の変調パラメータ選択装置を具備し、通信相手に前記変調パラメータ選択装置で選択した変調パラメータに関する情報を送信することを特徴とする通信装置であることを特徴とする。

本発明を適用することにより、割り当てられた複数のチャネルにおいて、所要品質を満たし、かつ所定の伝送レートとなる符号化率および各チャネルの変調方式が決定されることとなる。例えば、所定の伝送レートとして最大の伝送レートとなる符号化率及び各チャネルの変調方式が決定されることにより、通信端末は効率的な通信を行うことが出来るようになる。

また、各チャネルの受信品質、変調多値数を予め順序付けしておくことにより、順序付けに要する演算量は増加するが、割り当てられたすべてのチャネルにおいて、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが所定の伝送レートとなるような符号化率および各チャネルの変調方式を選択する際の演算量を低減することができる。したがって、効率的に符号化率および各チャネルの変調方式を選択することができるようになる。

第１実施形態における無線機の構成を説明するための図である。第１実施形態における受信品質情報生成部の構成を説明するための図である。第１実施形態におけるスケジューラ部の構成を説明するための図である。第１実施形態におけるＭＣＳ選択部の処理の流れを説明するための図である。第１実施形態におけるＭＣＳ選択部の構成を説明するための図である。第２実施形態におけるＭＣＳ選択部の処理の流れを説明するための図である。第２実施形態におけるＭＣＳ選択部の構成を説明するための図である。第３実施形態におけるＭＣＳ選択部の処理の流れを説明するための図である。受信ＣＮＲ値と周波数との関係を説明するための図である。受信ＣＮＲ値と周波数との関係を説明するための図である。第３実施形態におけるＭＣＳ選択部の構成を説明するための図である。第４実施形態における無線機の構成を説明するための図である。第４実施形態における受信品質情報生成部の構成を説明するための図である。第４実施形態におけるスケジューラ部の構成を説明するための図である。従来例について説明するための図である。従来例について説明するための図である。

符号の説明

１００第１無線機
１１０送信フレーム生成部
１２０マッピング部
１３０ＩＦＦＴ部
１４０送信部
１５０アンテナ
１６０受信部
１７０判定部
１８０スケジューラ部
１８１割り当て決定部
１８２ＭＣＳ選択部
１８２１暫定符号化率決定部
１８２２暫定変調方式決定部
１８２３伝送レート演算部
１８２４伝送レート判定部
１８２５チャネル順序付け部
１８２６変調方式順序付け部
１８２７最高符号化率演算部
２００第２無線機
２１０アンテナ
２２０受信部
２３０ＦＦＴ部
２４０判定部
２５０受信品質情報生成部
２５１受信品質情報生成部
２６０送信フレーム生成部
２８０マッピング部
２９０送信部

本発明は、一つの無線機に対して、複数のチャネルが割り当てられた場合のＭＣＳ（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｎｎｅｌＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ；変調方式および符号化率）選択方法に関する。また、前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、例えば図１５に示すように変調方式のみ異なることを許すシステムを想定している。

〔第１実施形態〕
本実施形態では、第１無線機１００から第２無線機２００への送信データのＭＣＳを、第１無線機１００が本発明を用いて選択する場合について説明する。図１に本実施形態に係るシステムのブロック構成の一例を示す。

図１では、第１無線機１００と第２無線機２００がそれぞれ一つずつ示されているが、第１無線機１００と複数の第２無線機２００が、複数のチャネルを用いて通信を行っている。

ここで、第１無線機１００は、図１に示すように、送信フレーム生成部１１０と、マッピング部１２０と、ＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）部１３０と、送信部１４０と、アンテナ１５０と、受信部１６０と、判定部１７０と、スケジューラ部１８０とを備えて構成されている。また、第２無線機２００は、アンテナ２１０と、受信部２２０と、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）部２３０と、判定部２４０と、受信品質情報生成部２５０と、送信フレーム生成部２６０と、マッピング２８０と、送信部２９０とを備えて構成されている。

送信フレーム生成部１１０は、スケジューラ部１８０から通知されたスケジューリング制御情報とＭＣＳ情報に基づいて符号化および変調処理を行う。また、生成したデータシンボル系列に、スケジューリング制御情報およびＭＣＳ情報を第２無線機２００に通知するための制御情報（およびパイロット信号）を生成し、データシンボルに多重する。生成された送信フレームは、マッピング部１２０に出力される。

マッピング部１２０は、送信フレーム生成部１１０から入力された変調シンボル系列を、スケジューラ部１８０から通知されたスケジューリング制御情報に従ってマッピングする機能部である。マッピングされた変調シンボル系列はＩＦＦＴ部１３０に出力され、ＩＦＦＴ処理によりＯＦＤＭシンボル系列が生成される。

ＦＦＴ部１３０で生成されたＯＦＤＭフレームは送信部１４０を経て、アンテナ１５０から第２無線機２００に送信される。

第２無線機２００において、アンテナ２１０を介して受信部２２０で受信されたＯＦＤＭシンボル系列は、ＦＦＴ部２３０に出力される。ＦＦＴ部２３０は、ＦＦＴ処理を実行することにより、ＯＦＤＭシンボル系列の信号が変調シンボル系列の信号に変換され、判定部２４０に出力される。

判定部２４０は、入力された変調シンボル系列を復調および復号し受信データを取り出す機能部である。その際、第１無線機１００から通知されたスケジューリング制御情報およびＭＣＳ情報も従って判定処理を行う。また、予めフレームに多重されたパイロット信号を受信品質情報生成部２５０に出力する。なお、判定帰還型の干渉電力測定を行う場合は、データ系列および判定結果を受信品質情報生成部２５０に出力する。

図２に受信品質情報生成部２５０のブロック構成を示す。受信品質生成部２５０には、受信品質測定部２５１が含まれている。受信品質測定部２５１は、判定部２４０から入力されたパイロット信号から受信品質を測定し、第１無線機１００にその受信品質を出力するための受信品質情報を生成する。そして、生成された受信品質情報は、送信フレーム生成部２６０に出力され、送信データと共に送信フレームが生成される。

送信フレーム部２６０は、入力された受信品質情報から、送信フレームを生成し、マッピング部２８０に出力する。そして、マッピング部２８０においてマッピングされ、送信部２９０を介してアンテナ２１０から第１無線機１００に送信される。

第１無線機１００において、アンテナ１５０から受信された信号は、受信部１６０を介して判定部１７０に入力される。判定部１７０は、入力された受信信号から受信データを抽出し、予めフレームに多重された受信品質情報を分離し、分離した受信品質情報をスケジューラ部１８０に出力する。

スケジューラ部１８０は、第２無線機２００から報告された受信品質情報に基づいて、送信データのスケジューリングを行う機能部である。また、受信品質情報に基づいて、送信データの変調方式および符号化率を決定する処理を実行する。

ここで、スケジューラ部１８０のブロック構成を図３に示す。スケジューラ部１８０は、割り当て判定部１８１と、ＭＣＳ選択部１８２とを備えて構成されている。判定部１７０から入力された受信品質情報は、まず割り当て決定部１８１に出力される。

割り当て決定部１８１は、各チャネルにおける複数の第２無線機２００から通知された受信品質情報を比較し、それぞれのチャネルを受信品質が良好な第２無線機２００を送信先とする送信データに割り当てる。各チャネルにどの第２無線機２００への送信データを割り当てるかを示す情報は、スケジューリング情報として、送信フレーム生成部１１０およびマッピング部１２０に通知される。また、当該スケジューリング情報はＭＣＳ選択部１８２にも出力される。

ＭＣＳ選択部１８２では、各第２無線機２００を送信先とする送信データが、どのチャネルに割り当てられたかを示すスケジューリング情報と、各第２無線機２００から報告されたそのチャネルにおける受信品質情報から、各送信データを変調および復調する際のＭＣＳを決定し、ＭＣＳ情報を送信フレーム生成部１１０に通知する。

続いて、本実施形態に係るＭＣＳ選択部１８２の処理の流れを図４に一例として示す。ＭＣＳ選択部１８２は、各符号化率において、各チャネルが所要ＰＥＲ（ＰａｃｋｅｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）を満たすような変調方式を調査し、割り当てられたすべてのチャネルにおける伝送レートが所定の伝送レートとなるようにＭＣＳの組み合わせを選択する。本実施形態においては、一例として各チャネルが所要ＰＥＲを満たすような最大の変調方式を調査し、伝送レートが最も高くなるようなＭＣＳの組み合わせを選択することとして説明する。

なお、ＣＮＲ_ｋ、Ｒ_ｎ、Ｑ_ｍは，それぞれｋ番目のチャネルにおけるＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ＮｏｉｓｅｐｏｗｅｒＲａｔｉｏ）測定値（第２無線機２００から報告された受信品質）、ｎ番目の符号化率、ｍ番目の変調多値数（ビット単位）を示す。Ｋ、Ｎ、Ｍは、それぞれチャネル数、符号化率の種類、変調方式の種類であり、ｋ、ｎ、ｍはそれぞれチャネル番号。符号化率番号、変調方式番号を示すカウンタである。定数ＰＥＲ_ｒｅｑは所要ＰＥＲを示し、関数ＰＥＲ（ＣＮＲ_ｋ、Ｒ_ｎ、Ｑ_ｍ）およびＲａｔｅ（Ｒ_ｎ、Ｑ_ｍ）は、それぞれＣＮＲがＣＮＲ_ｋの環境でＭＣＳとしてＲ_ｎおよびＱ_ｍを適用した場合のＰＥＲ、Ｒ_ｎおよびＱ_ｍを適用した場合の１つのチャネルあたりの伝送レートを示す。

まず、割り当てられたすべてのチャネルの伝送レートの最大値を示す変数ｒ_ｍａｘとカウンタｎ、対象となる符号化率に対する、割り当てられたすべてのチャネルの伝送レートの最大値を示す変数ｒ_ｔｍｐ ^{ｔｏｔａｌ}とカウンタｋ、対象となる符号化率に対する、対象となるチャネルの伝送レートの最大値を示すｒ_ｔｍｐとカウンタｍを初期化する（ステップＳ１０１からステップＳ１０３）。

次に、ｋ番目のチャネルに、ＭＣＳとしてＲ_ｎおよびＱ_ｍを適用する場合のＰＥＲを算出し、ＰＥＲが所要値ＰＥＲ_ｒｅｑを満たすかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。所要値を満たす場合（Ｓ１０４；Ｙｅｓ）は、Ｒ_ｎおよびＱ_ｍを適用する場合の伝送レートを算出し、ｒ_ｔｍｐと比較する（ステップＳ１０５）。伝送レートがｒ_ｔｍｐより大きい場合（Ｓ１０５；Ｙｅｓ）は、対象となる符号化率に対する、対象となるチャネルの伝送レートを最大とするＭＣＳの組み合わせであるＲ_ｔｍｐ（ｋ）およびＱ_ｔｍｐ（ｋ）と伝送レートｒ_ｔｍｐを、Ｒ_ｎおよびＱ_ｍとＲａｔｅ（Ｒ_ｎ，Ｑ_ｍ）に更新し（ステップＳ１０６）、カウンタｍをインクリメントする（ステップＳ１０７）。一方、ステップＳ１０４においてＰＥＲが所要値を満たさない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、あるいはステップＳ１０５において伝送レートが最大値とならない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）は、ステップＳ１０６を経ずにステップＳ１０７に移行する。そして、ステップＳ１０４からステップＳ１０７を、すべての変調方式において演算し終わるまで（ｍがＭより大きくなるまで）繰り返す（ステップＳ１０８）。

つづいて、対象となる符号化率において、各チャネルの最大伝送レートを加算することにより（ステップＳ１０９からステップＳ１１１）、対象となる符号化率における最大伝送レートｒ_ｔｍｐ ^{ｔｏｔａｌ}を算出し、ｒ_ｍａｘと比較する（ステップＳ１１２）。対象となる符号化率における最大伝送レートがｒ_ｍａｘより大きい場合（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）は、最大伝送レートとなるＭＣＳの組み合わせであるＲ_ｍａｘ（ｋ）およびＱ_ｍａｘ（ｋ）と伝送レートｒ_ｍａｘを、Ｒ_ｔｍｐ（ｋ）およびＱ_ｔｍｐ（ｋ）とｒ_ｔｍｐ ^{ｔｏｔａｌ}に更新し（ステップＳ１１３）、カウンタｎをインクリメントする（ステップＳ１１４）。対象となる符号化率における最大伝送レートがｒ_ｍａｘより小さい場合は（ステップＳ１１２；Ｎｏ）、ステップＳ１１３を経ずにステップＳ１１４に移行する。

そして、ｎがＮより大きくなるまで、すなわち、すべての符号化率においてステップＳ１０２からステップＳ１１４を繰り返し（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、終了段階でのＲ_ｍａｘ（ｋ）およびＱ_ｍａｘ（ｋ）が選択されるＭＣＳとなる。

図５に上記の処理を実現するＭＣＳ選択部１８２のブロック図の一例を示す。ＭＣＳ選択部１８２は、暫定符号化率決定部１８２１と、暫定変調方式決定部１８２２と、伝送レート演算部１８２３と、伝送レート判定部１８２４とを備えて構成される。

暫定符号化率決定部１８２１において予め選択可能な符号化率の中から、一の符号化率を選択して、暫定的な符号率として決定し、暫定変調方式決定部１８２２に通知する。暫定変調方式決定部１８２２では、暫定符号化率決定部１８２１で決定された暫定符号化率の下で、割り当てられたチャネルを示す情報を含むスケジューリング制御情報と、割り当てられた各チャネルにおける受信品質を示す情報を含む受信品質情報とから、割り当てられた各チャネルにおいて、所要品質を満たす最大レートの変調方式を決定する。

暫定符号化率と、割り当てられた各チャネルにおける暫定変調方式は伝送レート演算部１８２３に出力され、暫定符号化率の下での最大伝送レートが算出される。暫定符号化率の下での最大伝送レートと、暫定符号化率および割り当てられた各チャネルにおける暫定変調方式は、伝送レート判定部１８２４に出力される。伝送レート判定部１８２４は、すべての符号化率について上記の処理が終了していない場合、暫定符号化率決定部１８２１に別の暫定符号化率を設定するように要求する。また、すべての符号化率について上記の処理が終了した場合、各暫定符号化率における最大伝送レートを比較し、伝送レートが最大となる符号化率および割り当てられた各チャネルにおける変調方式を含むＭＣＳ情報を出力する。

以上のように、本実施の形態によれば、割り当てられたすべてのチャネルにおいて、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが最大となるような組み合わせを選択することができる。したがって、所要品質を満たしつつ、効率的な通信が可能となる。

〔第２実施形態〕
第１実施形態では、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが最大となるような組み合わせを総当り的に調査することにより最適なＭＣＳを選択する方法について説明した。本実施形態では、各チャネルの受信品質、変調多値数を予め降順にソートしておくことにより、さらに効率的に最適なＭＣＳを選択する方法について説明する。本実施の形態に係るシステムのブロック構成の一例は、図１から図３と同様であるが、ＭＣＳ選択部１８２における処理が第１実施形態とは異なる。

この第２実施形態におけるＭＣＳ選択処理の流れを示したのが図６である。以下、図６を用いて、第１実施形態と異なる点を中心に、本実施例におけるＭＣＳ選択方法について説明する。

なお、上記にとおり、各チャネルの受信品質、変調多値数を予め降順にソートしているものとする。すなわち、ＣＮＲ_１≧ＣＮＲ_２≧…≧ＣＮＲ_Ｋ、Ｑ_１≧Ｑ_２≧…≧Ｑ_Ｍである。

まず、第１に、第１実施形態では、ステップＳ１０３からステップＳ１０８で、すべての変調方式に対して所要ＰＥＲを満たすか、あるいは伝送レートが最大かどうかを算出する。一方、本実施形態におけるＭＣＳ選択処理においては、ステップＳ２０３からステップＳ２０７の繰り返し中に、所要ＰＥＲを満たすかどうかの判断のみを行い、所要ＰＥＲを満たした場合、繰り返しを中断して次のステップに移行する。これは、カウンタｍに対して変調多値数が予め降順にソートされているので、繰り返しを重ねるたびに伝送レートが低下することが自明であるためである。これにより、第１実施形態と比較して変調方式の繰り返し部（ステップＳ１０３からステップＳ１０８）の演算量を軽減することができる。

第２に、第１実施形態では、ステップＳ１０３において、変調方式番号を示すカウンタｍを「１」に初期化していた。一方、本実施形態では、ステップＳ２０３において、ｍをｍ_ｔｍｐに設定する。ここで、ステップＳ２０３からステップＳ２１０の繰り返し処理において、初回処理時にｍ_ｔｍｐは「１」に設定されており、２回目処理時以降は、前回対象となったチャネルにおける最大レートを達成する変調方式番号に設定されている。

例えば、変調方式として６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫのＭ＝３種類選択可能である場合、ｋ番目のチャネルにおいて、最大伝送レートとなる変調方式が１６ＱＡＭであった場合、ｋ＋１番目のチャネルで選択可能な変調方式は１６ＱＡＭとＱＰＳＫになる。これは、符号化率を固定した場合に、ＣＮＲ_ｋ≧ＣＮＲ_ｋ＋１となるｋ番目のチャネルとｋ＋１番目のチャネルにおいて、ｋ番目のチャネルに６４ＱＡＭを適用した場合に所要品質を満たさなければ、ｋ＋１番目のチャネルにおいても６４ＱＡＭを適用した場合に所要品質を満たさないことは自明であるためである。

図７に上記の処理を実現するＭＣＳ選択部１８２のブロック図の一例を示す。ＭＣＳ選択部１８２は、図５に示した暫定符号化率決定部１８２１と、暫定変調方式決定部１８２２と、伝送レート演算部１８２３と、伝送レート判定部１８２４とに加えて、チャネル順序付け部１８２５と、変調方式順序付け部１８２６とを備えて構成されている。

チャネル順序付け部１８２５では、割り当てられたチャネルを示す情報を含むスケジューリング制御情報と、割り当てられた各チャネルにおける受信品質を示す情報を含む受信品質情報とから、チャネルを受信品質に応じて順序付けする。

変調方式順序付け部１８２６では、選択可能な変調方式を、その多値数により順序付けする。あるいは、多値数で順序付けられた選択可能な変調方式を記憶してある。

暫定変調方式決定部１８２２において、暫定符号化率決定部１８２１で決定された暫定符号化率の下で、スケジューリング制御情報と、受信品質情報とから、割り当てられた各チャネルにおいて、所要品質を満たす最大レートの変調方式を決定する際、チャネル順序付け部１８２５において順序付けされたチャネルの順番および変調方式順序付け部１８２６において順序付けされた変調方式の順番で演算される。

以上のように、第２実施形態によれば、各チャネルの受信品質、変調多値数を予めソートしておくことにより、ソートに要する演算量は増加するが、割り当てられたすべてのチャネルにおいて、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが最大となるような組み合わせを効率的に選択することができる。

なお、上述した第２実施形態において、受信品質及び変調多値数が予め降順にソートされているものとして説明したが、受信品質及び変調多値数が昇順にソートされている場合においても同様の効果が得られることは勿論である。

〔第３実施形態〕
続いて、第３実施形態について説明する。第１実施形態及び第２実施形態では、すべての符号化率において、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが最大となるような組み合わせを調査することにより最適なＭＣＳを選択する方法について説明した。本実施形態では、受信品質が予め定められた条件に含まれるチャネルにおいて所要品質を満たすように符号化率を予め制限しておくことにより、さらに効率的に最適なＭＣＳを選択する方法について説明する。なお、本実施形態においては、一例としてチャネルにおける受信品質の条件として、各チャネルの中から、最低値となるチャネルを選択する場合について説明する。

本実施形態に係るシステムのブロック構成の一例は、図１から図３と同様であるが、ＭＣＳ選択部１８２における処理が第１実施形態あるいは第２実施形態とは異なる。第３実施形態にかかるＭＣＳ選択処理の流れを図８に示し、第１実施形態と異なる点を中心に、本実施形態におけるＭＣＳ選択方法について説明する。

受信品質が最低値であるチャネルにおいて所要品質を満たすように符号化率を予め制限する過程（ステップＳ３０１からステップＳ３０３）について説明する。なお、符号化率、各チャネルの受信品質、変調多値数を予め降順にソートしているものとする。すなわち、Ｒ_１≧Ｒ_２≧…≧Ｒ_Ｎ、ＣＮＲ_１≧ＣＮＲ_２≧…≧ＣＮＲ_Ｋ、Ｑ_１≧Ｑ_２≧…≧Ｑ_Ｍである。

まず、符号化率の番号を示すカウンタｎが初期化される（ステップＳ３０１）。次に、受信品質が最低値であるチャネルにおける受信品質値ＣＮＲ_Ｋにおいて、最低伝送レートの変調方式Ｑ_Ｍを選択した場合に、符号化率Ｒ_ｎで所要品質を満たすかどうかを判定する（ステップＳ３０２）。符号化率Ｒ_ｎで所要品質を満たす場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）は、調査範囲の最大の符号化率番号を示す変数ｎ_０にカウンタｎをセットする（ステップＳ３０３）。符号化率Ｒ_ｎで所要品質を満さない場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）は、変数ｎをインクリメントすることにより低い符号化率を対象とし（ステップＳ３０４）、変数ｎがＮ−１以下の間は同様の判定を行う（ステップＳ３０５；Ｎｏ→ステップＳ３０２）。また、変数ｎがＮ−１より大きくなった場合には（ステップＳ３０５；Ｙｅｓ）、ｎが最低符号化率としてｎ_０に設定される（ステップＳ３０３）。

すなわち、ステップＳ３０１からステップＳ３０３では、受信品質が最低値であるチャネルにおいて、最低レートの変調方式を選択した場合の、所要品質を満たすような最大レートの符号化率を決定し、その符号化率を示す番号をｎ_０に設定する。

ここで、例えば、周波数（チャネル）と受信ＣＮＲ値の関係を図９のグラフ及び図１０の表に示す状態の場合について考える。この場合、図９のグラフ及び図１０の表から、受信品質が最低となるのは、チャネル４である。ここで、変調方式として６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫの３種類の変調方式が選択可能であるとき、最低伝送レートの変調方式であるＱＰＳＫを選択する。この場合、所要品質を満たし、かつ最大の伝送レートとなる符号化率が１／３であったとする。このとき、符号化率を１／３より大きい値に設定すると、どの変調方式に対しても、このチャネルで所要品質を満たすことができない。すなわち、符号化率の調査範囲を１／３以下に絞り込むことができる。

次に、符号化率の番号を示すカウンタｎの初期値としてｎ_０を設定し、ステップＳ３０７からステップＳ３１９の繰り返し処理をｎ_０より大きいｎに対して行うことで、繰り返し処理量を軽減することができる。図８では、ステップＳ３０７からステップＳ３１９の繰り返し処理として、図６に示す処理と同様の処理を行う場合について示しているが、図４と同様の処理を行っても良いことは勿論である。

図１１に上記の処理を実現するＭＣＳ選択部１８２のブロック図の一例を示す。ＭＣＳ選択部１８２は、図７に示した暫定符号化率決定部１８２１と、暫定変調方式決定部１８２２と、伝送レート演算部１８２３と、伝送レート判定部１８２４と、チャネル順序付け部１８２５と、変調方式順序付け部１８２６とに加えて、最高符号化率演算部１８２７を備えて構成されている。

最高符号化率演算部１８２７では、チャネル順序付け部１８２５から通知された受信品質が最低であるチャネルにおいて、変調方式順序付け部から通知された最低レートの変調方式を適用する場合に、受信品質を満たす最高レートの符号化率を演算し、暫定符号化率決定部１８２１に通知する。

暫定符号化率決定部１８２１では、最高符号化率演算部１８２７から通知された符号化率以下となる符号化率を暫定符号化率として決定する。

なお、図１１では、チャネル順序付け部１８２５と変調方式順序付け部１８２６から、それぞれ受信品質が最低であるチャネルと最低レートの変調方式とを最高符号化率演算部１８２７に通知する構成をとっているが、受信品質が最低であるチャネルと最低レートの変調方式を抽出する他のブロックに置き換えてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、受信品質が最低値であるチャネルにおいて所要品質を満たすように符号化率を予め制限しておく。これにより、符号化率を制限するための演算量は増加するが、割り当てられたすべてのチャネルにおいて、所要品質を満たすという条件の下で伝送レートが最大となるような組み合わせを効率的に選択することができる。

なお、上記のいずれの実施例においても、第２無線機２００から報告される受信品質としてＣＮＲを用いた例を想定しているが、受信品質情報はこれに限るものではない。例えば、ＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｏｗｅｒＲａｔｉｏ），ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ＮｏｉｓｅｐｏｗｅｒＲａｔｉｏ），Ｅｓ／Ｎ_０（シンボル当たりのエネルギー対雑音電力密度比），ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）などの受信電力に関連する他の情報を用いることもできるし、所要品質を満たすような最大レートのＭＣＳ、所要品質を満たすようなフレームあたりの最大情報ビット数などの伝送レートに関連する情報を用いることもできる。

また、すべての実施例において、所要値としてＰＥＲを想定しているが、これに限定する必要はない。ＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）やＢＬＥＲ（ＢｌｏｃｋＥｒｒｏｒＲａｔｅ）といった受信の成否に関連する指標など、通信品質を示す指標であれば、他の指標を用いることも可能であることは勿論である。

また、上述した第３実施形態においても、受信品質及び変調多値数が予め降順にソートされているものとして説明したが、受信品質及び変調多値数が昇順にソートされている場合においても同様の効果が得られることは勿論である。

〔第４実施形態〕
続いて第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第２無線機２００が受信品質情報として、受信可能なＭＣＳを第１無線機１００に報告するシステムにおいて、第２無線機２００が本発明を用いてＭＣＳを選択する場合について説明する。

図１２に本実施の形態に係るシステムのブロック構成の一例を示す。図１２は図１と同様の構成を取っているが、第１無線機内１００のスケジューラ部３８０および第２無線機２００内の受信品質情報生成部４５０の処理が異なる。

受信品質情報生成部３８０のブロック構成を図１３に示す。判定部で分離されたパイロット信号は受信品質測定部４５１に送られ、受信品質測定部４５１では、各チャネルの受信品質が測定される。各チャネルにおける受信品質測定結果はＭＣＳ選択部４５２へと送られる。ＭＣＳ選択部４５２では、各チャネルにおける受信品質測定結果から、各チャネルにおけるＭＣＳを選択し、選択したＭＣＳを示すＭＣＳ情報を送信フレーム２６０に通知する。このとき、ＭＣＳ選択部で４５２は、第１実施形態から第３実施形態で説明したのと同様の選択方法を用いることができる。また、第２無線機２００でＭＣＳを選択する場合、ＭＣＳレベルの一つとしてキャリアホールを設定してもよい。すなわち、あるチャネルにおいて、最低伝送レートとなる符号化率と変調方式の組み合わせを選択しても所要品質を満たすことができない場合、そのチャネルのＭＣＳとしてはキャリアホールを選択することとなる。キャリアホールとなるチャネルが存在する場合、そのチャネルを除いたチャネルに対して、第１実施形態から第３実施形態で説明したのと同様の選択方法を用いる。

送信フレーム生成部２６０は、受信品質情報生成部３８０から通知されたＭＣＳ情報を第１無線機１００に報告するために、制御信号を送信データに多重する。

スケジューラ部３８０のブロック構成を図１４に示す。各第２無線機２００から報告されたＭＣＳ情報は割り当て決定部３８１に送られ、各チャネルにおけるＭＣＳを比較する。各チャネルにおける伝送レートが大きい第２無線機２００を送信先とする送信データに、そのチャネルを割り当てる。割り当てられた送信データのＭＣＳは、その送信データの送信先である第２無線機２００から報告されたＭＣＳとする。割り当て決定部３８１で決定されたスケジューリング情報は、割り当てられた送信データのＭＣＳ情報とともに送信フレーム生成部１１０に送られる。また、スケジューリング制御情報はマッピング部１２０へも出力される。

以上のように、第２無線機２００において所要品質を満たす最大レートのＭＣＳを選択し、第１無線機１００に報告するシステムにおいても、本発明を用いることにより、効率的にＭＣＳを選択することができる。

Claims

第１の通信装置から第２の通信装置へ複数のチャネルを用いてデータ伝送を行い、複数のチャネルに渡って割り当てられたデータに対し、該データが割り当てられた前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、変調方式のみ異なることを許すシステムにおける変調方式および符号化率に関する変調パラメータ選択方法であって、
予め定められた選択可能な符号化率の中から、一の符号化率を選択して暫定的に決定する第１のステップと、
暫定的に決定した符号化率の下で、各チャネルにおいて所要品質を満たし、かつ所定の伝送レートとなる変調方式を選択する第２のステップと、
第１のステップで暫定的に決定した符号化率と、第２のステップで選択した各チャネルにおける変調方式とから伝送レートを算出する第３のステップと
第１のステップから第３のステップまでを、他の選択可能な符号化率に対して繰り返し行い、所定の伝送レートとなる符号化率と各チャネルにおける変調方式を決定する第４のステップと、
を含むことを特徴とする変調パラメータ選択方法。
請求項１に記載の変調パラメータ選択方法であって、
第２のステップの前に、
各チャネルを受信品質に基づいて順序付けする第５のステップと、
選択可能な変調方式を変調多値数により順序付けする第６のステップと、
をさらに含み、
第５のステップで決定したチャネルの順序、および第６のステップで決定した変調方式の順序に従って、第２のステップで変調方式を選択することを特徴とする変調パラメータ選択方法。
請求項１または請求項２に記載の変調パラメータ選択方法であって、
第１のステップの前に、
受信品質が予め定められた条件に含まれるチャネルにおける受信品質から、選択可能な符号化率を変更する第７のステップをさらに含み、
第７のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定することを特徴とする変調パラメータ選択方法。
請求項１または請求項２に記載の変調パラメータ選択方法であって、
第１のステップの前に、
受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式を暫定的に決定する第８のステップと、
第８のステップで暫定的に決定した変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率を決定する第９のステップと、
第９のステップで決定した符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する第１０のステップと、
をさらに含み、
第１０のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定することを特徴とする変調パラメータ選択方法。
請求項１または請求項２に記載の変調パラメータ選択方法であって、
第１のステップの前に、
所定の受信品質を満たすチャネルの中で受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式を暫定的に決定する第８のステップと、
第８のステップで暫定的に決定した変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率を決定する第９のステップと、
第９のステップで決定した符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する第１０のステップと、
をさらに含み、
第１０のステップで決定した選択可能な符号化率の中から、第１のステップで暫定符号化率を決定し、
前記所定の受信品質を満たさないチャネルをキャリアホールと決定することを特徴とする変調パラメータ選択方法。
第１の通信装置から第２の通信装置へ複数のチャネルを用いてデータ伝送を行い、複数のチャネルに渡って割り当てられたデータに対し、該データが割り当てられた前記複数のチャネルにおいて、符号化率は同一であり、変調方式のみ異なることを許すシステムにおける変調方式および符号化率に関する変調パラメータ選択装置であって、
予め定められた選択可能な符号化率の中から、一の符号化率を選択して暫定的に決定する暫定符号化率決定部と、
暫定的に決定した符号化率の下で、各チャネルにおいて所要品質を満たし、かつ所定の伝送レートとなる変調方式を選択する暫定変調方式決定部と、
前記暫定符号化率決定部で暫定的に決定した符号化率と、前記暫定変調方式決定部で選択した各チャネルにおける変調方式とから伝送レートを算出する伝送レート演算部とを具備し、
前記暫定符号化率決定部から伝送レート演算部まで処理を、他の選択可能な符号化率に対して繰り返し行い、所定の伝送レートとなる符号化率と各チャネルにおける変調方式を決定することを特徴とする変調パラメータ選択装置。
請求項６に記載の変調パラメータ選択装置であって、
各チャネルを受信品質に基づいて順序付けするチャネル順序付け部と、
選択可能な変調方式を変調多値数により順序付けする変調方式順序付け部と、
をさらに含み、
前記チャネル順序付け部で決定したチャネルの順序、および前記変調方式順序付け部で決定した変調方式の順序に従って、前記暫定変調方式決定部で変調方式を選択することを特徴とする変調パラメータ選択装置。
請求項６または請求項７に記載の変調パラメータ選択装置であって、
受信品質が予め定められた条件に含まれるチャネルにおける受信品質から、選択可能な符号化率を変更する符号化率演算部をさらに含み、
前記符号化率演算部で決定した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定することを特徴とする変調パラメータ選択装置。
請求項６または請求項７に記載の変調パラメータ選択装置であって、
受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する最高符号化率演算部をさらに含み、
最高符号化率演算部で変更した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定することを特徴とする変調パラメータ選択装置。
請求項６または請求項７に記載の変調パラメータ選択装置であって、
所定の受信品質を満たすチャネルの中で受信品質が最も劣悪なチャネルにおいて、選択可能な最低伝送レートとなる変調方式の下で、前記チャネルが所要品質を満たし、かつ最大伝送レートとなる符号化率に基づいて、選択可能な符号化率を変更する最高符号化率演算部をさらに含み、
最高符号化率演算部で変更した選択可能な符号化率の中から、暫定符号化率決定部で暫定符号化率を決定し、
前記所定の受信品質を満たさないチャネルをキャリアホールと決定することを特徴とする変調パラメータ選択装置。
請求項６から請求項１０のいずれかに記載の変調パラメータ選択装置を具備し、通信相手に前記変調パラメータ選択装置で選択した変調パラメータに関する情報を送信することを特徴とする通信装置。