JPWO2019077839A1 - 無線通信局、システム、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。本発明に係る無線通信局（１０）は、受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調部（１３）と、受信状況に基づいて対局（２０）の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する制御部（１１）と、受信チャンネルに含まれる自局（１０）の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報と送信データとを送信チャンネル（ＴＣ１）に含めて送信する変調部（１２）と、を備える。従来は変調方式と符号化率は固定的な選択式であったが、適応符号化率変調方式にすることにより、周波数帯域を有効に活用し、帯域に対するスループットを最適にすることができる。

Description

本発明は、無線通信局、システム、方法及びプログラムに関するものであり、特に、見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムに関する。

見通し外通信には、対流圏での散乱を利用して、長距離の見通し外通信を行うものがある。この長距離の見通し外通信では、周波数選択性マルチパスフェージングが発生し、天候や気温の変化により電波の伝搬状況が刻一刻と変化し、これに伴い電波の受信状況も刻一刻と変化する。このような電波の受信状況が刻一刻と変化する見通し外通信において、適応符号化率変調を実現することが求められている。その理由は、適応符号化率変調では、電波の受信状況に応じて伝送速度を切替えることができ、受信状況が悪い場合でも最低限の伝送速度を確保するので通信が途中で切れることがなく、電波を効率的に使用できるからである。

尚、見通し外通信を、ＯＨ(Over the Horizon)通信と称することもある。また、適応符号化率変調方式を、ＡＣＭ(Adaptive Coding and Modulation)と称することもある。

特許文献１には、複数の通信経路を同時に利用して無線通信を行う無線通信システムにおいて、基地局は、端末との通信に用いる通信経路を決定する通信経路決定部と、決定された通信経路のうち最良の通信状況にある通信経路を判定する最良経路判定部と、決定された通信経路毎のデータ送信量の割合を算出する割合算出部と、判定された最良の通信状況にある通信経路を介して端末に制御信号の送信を行うとともに、最良の通信状況にある通信経路を含む複数の通信経路を介して、算出された通信経路毎のデータ送信量に基づき端末にデータの送信を行う基地局側送信部とを有し、端末は、制御信号及びデータの受信を行う端末側受信部を有する、ことが開示されている。特許文献１には、複数の通信経路のそれぞれの受信状況に基づいて、通信に使用する通信経路を決定し、該決定された伝送路で伝送するデータ量を決定することが開示されている。

また、特許文献１には、基地局は、通信経路のそれぞれについての通信の変調方式を決定する変調方式決定部と、通信経路のそれぞれについての符号化率を決定する符号化率決定部と、を更に備え、変調方式決定部及び符号化率決定部は、端末から送信される応答信号に含まれる受信状況を示す情報に基づきそれぞれ変調方式及び符号化率を決定することが開示されている。

しかしながら、特許文献１には、見通し外通信の単一の通信路で、同一のデータを自局の送信制御情報と対局の送信制御情報と共に送信チャンネルに含めて送信すること、及び、該送信チャンネルに含まれる制御情報に基づいて該同一のデータを受信し、復調及び復号することは開示されていない。

特開２０１６−２０８３４６号公報

上述のように、見通し外通信において、同一のデータを送信チャンネルで適応符号化率変調して送信し、該同一のデータを受信し、復調及び復号することが難しいという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信局は、
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調部と、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する制御部と、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信する変調部と、
を備える。

本発明に係る無線通信局は、
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調部と、
前記受信チャンネルに含まれ、前記自局から送信された送信チャンネルの前記対局での受信状況を変調部へ伝送する制御部と、
前記送信チャンネルの前記対局での受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報を生成し、前記自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記受信チャンネルの前記自局での受信状況と前記自局の前記送信データとを前記送信チャンネルに含めて送信する前記変調部と、
を備える。

本発明に係る無線通信システムは、
自局と前記自局と対向して通信する対局とを備えたシステムであって、
前記自局は、
前記対局から受信した自局受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う自局復調部と、
前記自局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する自局制御部と、
前記自局受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを自局送信チャンネルに含めて送信する自局変調部と、を有し、
前記対局は、
前記自局から受信した対局受信チャンネルに含まれる前記自局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う対局復調部と、
前記対局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する新たな自局送信制御情報を生成する対局制御部と、
前記対局受信チャンネルに含まれる前記対局の送信データの制御に関する対局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記対局送信制御情報と前記新たな自局送信制御情報と前記対局の前記送信データとを対局送信チャンネルに含めて送信する対局変調部と、を有する。

本発明に係る方法は、
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
を備える。

本発明に係るプログラムは、
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１に係る無線通信局を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る変調部を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る変調方式と符号化率を例示する図である。 実施の形態１に係るフレームの構成を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る復調部と制御部を例示するブロック図である。 実施の形態２に係る無線通信局を例示するブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る無線通信局を例示するブロック図である。

図１に示すように、実施の形態１に係るシステム１０ｓは、Ａ局とＢ局とを備える。Ａ局を無線通信局１０と称し、Ｂ局を無線通信局２０と称する。無線通信局１０（Ａ局）と無線通信局２０（Ｂ局）との間には対流圏散乱路８０が存在する。対流圏散乱路８０は、対流圏散乱による見通し外の通信路である。無線通信局１０は、対流圏散乱路８０を介して無線通信局２０と通信する。

尚、無線通信局１０や無線通信局２０の変調方式として、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を適用することが可能である。

移動体通信ではＬＴＥ(Long Term Evolution)で使われており、衛星通信ではＤＶＢ−Ｓ２(Digital Video Broadcasting - Satellite Second Generation)で使われている適応符号化率変調方式の技術がある。実施の形態１に係る装置（無線通信局）は、この適応符号化率変調方式の技術を見通し外通信向け変復調器に組込んだ装置である。

Ａ局である無線通信局１０は、変復調器１０ｍを備え、変復調器１０ｍは、制御部１１と変調部１２と復調部１３とを備える。制御部１１は、送受信の符号化率及び変調方式等を制御し、変調部１２は、データを符号化及び変調して送信する。復調部１３は、Ｂ局である無線通信局２０からのデータを受信し、受信したデータを復調及び復号化する。無線通信局２０は、無線通信局１０と対向して通信する無線通信局である。よって、無線通信局１０を自局と称し、無線通信局２０を対局と称することもある。

無線通信局１０は、さらに、無線通信局２０と対流圏散乱路８０を介して通信するための複数のアンテナ（図示しない）や無線インターフェース（図示しない）等を備える。無線通信局１０の複数のアンテナや無線インターフェースは、一般的なものなので、これらの説明は省略する。

無線通信局１０は、データを、送信チャンネルＴＣ１で対流圏散乱路８０を介して無線通信局２０に送信する。無線通信局２０は、無線通信局１０から送信されたデータを、受信チャンネルＲＣ１と受信チャンネルＲＣ２で受信する。ダイバーシティ受信をするため、受信チャンネルの数が送信チャンネルの数よりも多い。

一方、無線通信局２０は、データを、送信チャンネルＴＣ１で対流圏散乱路８０を介して無線通信局１０に送信する。無線通信局１０は、無線通信局２０から送信されたデータを、受信チャンネルＲＣ１と受信チャンネルＲＣ２で受信する。

無線通信局１０の復調部１３は、無線通信局１０と対向して通信する無線通信局２０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる対局送信制御情報に基づいて、受信データの復調及び復号化を行う。復調部１３は、このように、複数の受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２を受信してもよい。

具体的には、復調部１３は、受信の際、受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる対局送信制御情報（自局受信制御情報）を抽出する。対局送信制御情報には、無線通信局２０から送信され無線通信局１０が受信したデータの変調方式と符号化率が含まれる。復調部１３は、対局送信制御情報に含まれる変調方式と符号化率に基づいて受信したデータの復調及び復号化を行う。

無線通信局２０から送信され無線通信局１０で受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２のデータには、対局送信制御情報が含まれる。対局送信制御情報は、対局である無線通信局２０から送信されたデータの制御に関する情報であって、該データの変調方式と符号化率が含まれる。

無線通信局１０は、データを受信の際、この変調方式と符号化率に基づいてデータを復調及び復号化する。このように、対局送信制御情報は、データを受信し復調及び復号化する際に使用されるので、自局受信制御情報と称することもある。

また、復調部１３は、無線通信局２０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる自局送信制御情報を抽出する。また、復調部１３は、無線通信局２０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況と、抽出した自局送信制御情報とを、制御部１１へ出力する。復調部１３は、無線通信局２０の送信データが対流圏散乱、又は、山岳回折による見通し外の通信路を伝搬することによって生じた送信データの歪を補正することができる機能を含む。この補正することができる機能を有するものとしては、例えば、適応等化器が挙げられる。

制御部１１は、復調部１３から出力された受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況に基づいて、無線通信局２０の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する。

制御部１１は、受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況が悪い場合、変調度が低い変調方式と低い符号化率が設定された新たな対局送信制御情報を生成する。制御部１１は、受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況が良い場合、変調度が高い変調方式（多値変調）と高い符号化率が設定された新たな対局送信制御情報を生成する。

制御部１１は、受信状況に基づいて受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２のキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を生成する。制御部１１は、キャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率の少なくともいずれか１つに基づいて無線通信局２０の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する。

制御部１１は、信号対雑音比が低い場合、変調度が低い変調方式と低い符号化率が設定された新たな対局送信制御情報を生成する。制御部１１は、信号対雑音比が高い場合、変調度が高い変調方式（多値変調）と高い符号化率が設定された新たな対局送信制御情報を生成する。

尚、制御部１１は、複数の受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２のそれぞれの受信状況に基づいて、それぞれにキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を生成する。制御部１１は、生成した複数のキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率の少なくともいずれか１つの平均値に基づいて、新たな対局送信制御情報を生成してもよい。

新たな対局送信制御情報は、無線通信局２０の送信データ（無線通信局２０から送信される送信データ）の変調方式と符号化方式と符号化率を含む。また、自局送信制御情報は、無線通信局１０の送信データ（無線通信局１０から送信される送信データ）の変調方式と符号化方式と符号化率を含む。

符号化方式の１つの例としては、ＢＣＨ符号化やＬＤＰＣ(Low Density Parity Check)符号化が挙げられる。

制御部１１は、生成した対局送信制御情報と、復調部１３から取得した自局送信制御情報と、を変調部１２へ出力する。

変調部１２は、無線通信局２０からの受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる無線通信局１０の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて、送信データの符号化及び変調を行う。すなわち、変調部１２は、制御部１１から取得した自局送信制御情報から変調方式と符号化率を決定し、送信データの符号化及び変調を行う。

変調部１２は、自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報と無線通信局１０の送信データとを、送信チャンネルＴＣ１に含めて無線通信局２０に送信する。送信チャンネルＴＣ１は、対流圏散乱路８０へ送信される。

尚、変調部１２は、自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報と無線通信局１０の送信データとをフレーム内に多重化して送信してもよい。すなわち、変調部１２は、自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報と送信データとを、時分割多重して送信してもよい。

時分割多重することにより、制御情報（自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報）と送信データを単一の同一の送信チャンネルに乗せることができ、制御情報と送信データとを別の送信チャンネルで送信する必要がなくなる。

一方で、無線通信局２０は、無線通信局１０と同様な構成を有する。無線通信局２０は、制御部２１と変調部２２と復調部２３とを備える。

無線通信局２０の復調部２３は、無線通信局１０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる自局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う。

制御部２１は、無線通信局１０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況に基づいて無線通信局１０の送信データの制御に関する新たな自局送信制御情報を生成する。

変調部２２は、無線通信局１０から受信した受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２に含まれる無線通信局２０の送信データの制御に関する対局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行う。また、変調部２２は、対局送信制御情報と新たな自局送信制御情報と無線通信局２０の送信データとを、送信チャンネルＴＣ１に含めて無線通信局１０に送信する。

実施の形態１においては、無線通信局１０の復調部１３が無線通信局２０からの受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２を受信し、制御部１１が受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信状況に基づいて無線通信局２０の送信データの変調方式及び符号化率を決定する。そして、変調部１２が決定された変調方式及び符号化率を送信チャンネルＴＣ１に含めて無線通信局２０に向けて送信する。

対局である無線通信局２０の変調方式及び符号化率を決定するに際して、無線通信局１０のうち、この決定に関与した部位は、制御部１１と変調部１２と復調部１３だけである。これら制御部１１と変調部１２と復調部１３部は、物理層レベルの部位である。このように、実施の形態１においては、物理層よりも上位層は関与せずに、物理層レベルで変調方式及び符号化率を決定する。物理層レベルで変調方式及び符号化率を決定することにより、マルチパスフェージングが発生し電波の受信状況が刻一刻と変化する見通し外通信においても高速に適応符号化率変調を制御することができる。

尚、実施の形態１においては、無線通信局１０は、送信チャンネルＴＣ１でデータを対流圏散乱路８０に送信し、受信チャンネルＲＣ１と受信チャンネルＲＣ２でデータを受信する例を示した。また、無線通信局２０も無線通信局１０と同様に、１つの送信チャンネルでデータを送信し、２つの受信チャンネルでデータを受信する例を示した。これには限定されずに、無線通信局は、１つの送信チャンネル、２つの受信チャンネル以外の数のチャンネルを使用して送受信をしてもよい。

また、制御部１１を自局制御部と称し、変調部１２を自局変調部と称し、復調部１３を自局復調部と称することもある。また、制御部２１を対局制御部と称し、変調部２２を対局変調部と称し、復調部２３を対局復調部と称することもある。

また、無線通信局１０から受信した受信チャンネルを対局受信チャンネルと称することもあり、無線通信局２０から受信した受信チャンネルを自局受信チャンネルと称することもある。また、無線通信局１０が送信した送信チャンネルを自局送信チャンネルと称することもあり、無線通信局２０が送信した送信チャンネルを、対局送信チャンネルと称することもある。

図２は、実施の形態１に係る変調部を例示するブロック図である。
図３は、実施の形態１に係る変調方式と符号化率を例示する図である。
図４は、実施の形態１に係るフレームの構成を例示するブロック図である。

図２に示すように、入力されたデータは、符号化部１２１により符号化される。符号化部１２１の処理は、変調方式及び符号化率に基づいて行われる。変調方式及び符号化率は、制御部１１から入力された自局送信制御情報により決定される。変調方式及び符号化率は、例えば、図３に示すようなものを選択し決定することができる。

図３においては、制御情報の値が大きくなるに従って変調方式が多値化する。また、制御情報の値が大きくなるに従って符号化率が高くなる。よって、例えば、受信状況が悪い場合（信号対雑音比が低い場合等）、自局送信制御情報には、制御情報の値として小さな値を設定すればよい。それにより、対局である無線通信局２０には、変調度が低い変調方式と低い符号化率が設定される。

図２に戻り、変調部１２の説明を続ける。変調部１２の符号化部１２１により符号化されたデータは、変調処理部１２４にて自局送信制御情報に含まれる変調方式及び符号化率に基づいて変調及び符号化される。

変調及び符号化されたデータは、第１制御情報挿入部１２５にて第１制御情報が挿入される。第１制御情報は、フレームの開始を示す情報や自局送信制御情報やフレーム長や既知データの有無を示す情報が含まれる。自局送信制御情報には、図３に示す制御情報が含まれる。制御情報に所定の番号を設定することで、所定の変調方式及び符号化率を設定することができる。

第１制御情報が挿入されたデータは、次に、第２制御情報挿入部１２６にて第２制御情報が挿入され出力される。第２制御情報挿入部１２６の処理は、第１制御情報挿入部１２５の処理と同様であるため説明は省略する。

第２制御情報が挿入されたデータは、次に、既知データ挿入部１２７にて、図４に示すように既知データが挿入される。例えば、データ１とデータ２との間にＹシンボルの既知データが挿入される。

既知データが挿入されたデータは、ベースバンド波形整形部１２９に出力される。

既知データが挿入されたデータは、ベースバンド波形整形部１２９にて、波形整形され、直交変調部１３０へ出力される。波形整形の１つの例として、ルート・レイズド・コサイン・フィルタで波形整形することが挙げられる。

波形整形されたデータは、直交変調部１３０にて、１チャンネルの無線周波数である無線周波数ｆ１へ変換され、送信チャンネルＴＣ１として出力される。

図５は、実施の形態１に係る復調部と制御部を例示するブロック図である。

図５に示すように、受信では、受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２の受信データが、チャンネル毎に直交復調部１３１に入力される。入力した受信データは、直交復調部１３１にて、ベースバンドに変換され、ベースバンド波形整形部１３２へ出力される。尚、２つの受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２には同一のデータが搭載されており、受信チャンネルＲＣ１−ＲＣ２を使用してダイバーシティ受信する。

ベースバンドに変換されたデータは、ベースバンド波形整形部１３２にて、波形整形される。波形整形の１つの例として、ルート・レイズド・コサイン・フィルタで波形整形することが挙げられる。

波形整形されたデータは、等化器１３４へ出力される。

等化器１３４は、無線通信局２０の送信データが対流圏散乱路８０を伝搬することによって生じた送信データの歪を補正する。歪の補正には、例えば、適応等化器（図示しない）を使用することができる。

等化器１３４では、第１制御情報検出部１３５で検出された変調方式とフレームの位置に基づいて、適応等化器による処理が行われる。適応等化器による処理は、データが対流圏散乱路８０を伝搬することによって生じた進み波や遅れ波の成分の集束やデータの振幅の自乗化の処理が、変動するフェージングに適応して行われる。等化器１３４内において、適応等化器から出力したデータは、ダイバーシティ合成処理される。等化器１３４から出力されたデータは、制御部１１及び第１制御情報検出部１３５へ出力される。

第１制御情報検出部１３５では、データから第１制御情報を検出し、検出した第１制御情報に対して復調及び復号処理を行う。第１制御情報に対して復調及び復号処理を行うことにより、第１制御情報に含まれる対局送信制御情報が検出される。対局送信制御情報には制御情報が含まれ、制御情報には変調方式及び符号化率が含まれるので、制御情報から変調方式及び符号化率が抽出される。抽出された変調方式及び符号化率は、復調処理部１３８と復号化部１４１へ出力される。

第２制御情報検出部１３６では、データから第２制御情報を検出し、検出した第２制御情報に対して復調及び復号処理を行う。第２制御情報に復調及び復号処理を行うことにより、第２制御情報に含まれる自局送信制御情報が検出される。自局送信制御情報には制御情報が含まれ、制御情報には変調方式及び符号化率が含まれる。検出され自局送信制御情報は、制御部１１へ出力される。また、第２制御情報検出部１３６からの出力は、復調処理部１３８へ出力される。

復調処理部１３８では、第１制御情報検出部１３５で抽出された変調方式に基づいてデータが復調処理される。

復調処理されたデータは、第１制御情報検出部１３５で抽出された符号化率に基づいて、復号化部１４１にて誤り訂正処理される。誤り訂正処理されたデータは、出力される。

制御部１１では、等化器１３４から出力したデータのキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を算出（推定）する。算出したキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率の少なくともいずれか１つに基づいて、対流圏散乱路８０の伝搬状況を推測し、無線通信局２０から送信する変調方式及び符号化率を決定する。

制御部１１は、等化器１３４から出力したデータのうち、図４に示す既知データのキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を算出してもよい。通常は、データを使用するよりも既知データを使用する方が、より正確にキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を算出することができるからである。

これには限定されずに、制御部１１は、図４に示すデータ及び制御情報（データ１、データ２、データｎ等）のキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を算出してもよい。

制御部１１は、誤り訂正率を算出し、算出した誤り訂正率に基づいて、伝搬状況を推測し、変調方式及び符号化率を決定してもよい。

制御部１１は、決定した変調方式及び符号化率を対局送信制御情報に含め、対局送信制御情報を変調部１２へ出力する。また、制御部１１は、第２制御情報検出部１３６が抽出した自局送信制御情報を変調部１２へ出力する。

実施の形態１においては、Ａ局である無線通信局１０の受信状況に基づいて、Ｂ局である無線通信局２０の送信する変調方式及び符号化率を決定する。このように、対向するＢ局が、Ａ局の送信する変調方式及び符号化率を決定することにより、対流圏散乱路８０でのマルチパスフェージングが発生する伝搬状況において、適応符号化率変調方式を実現することができる。

その結果、見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムを提供することができる。

また、実施の形態１においては、物理層よりも上位層は関与せずに、物理層レベルで対局の変調方式及び符号化率を決定するので、マルチパスフェージングが発生し電波の受信状況が刻一刻と変化する見通し外通信においても高速に適応符号化率変調を制御することができる。

また、実施の形態１においては、制御情報（自局送信制御情報と新たな対局送信制御情報）と送信データを単一の同一の送信チャンネルに時分割多重で送信する。これにより、制御情報と送信データとを、別の送信チャンネルで送信する必要がない。また、従来は変調方式と符号化率は固定的な選択式であったが、適応符号化率変調方式にすることにより、周波数帯域を有効に活用し、帯域に対するスループットを最適にすることができる。

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２に係る無線通信局を例示するブロック図である。

図６に示すように、実施の形態２に係るシステム２０ｓは、無線通信局３０（Ａ局）と無線通信局４０（Ｂ局）とを備える。無線通信局３０は、復調部３３と制御部３１と変調部３２とを備える。無線通信局４０は、復調部４３と制御部４１と変調部４２とを備える。

実施の形態２に係る無線通信局３０は、無線通信局４０から送信され無線通信局３０が受信した受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２の受信状況を、無線通信局４０にフィードバックする。逆に、無線通信局４０は、無線通信局３０から送信され無線通信局４０が受信した受信チャンネルＲＣ４１−ＲＣ４２の受信状況を、無線通信局３０にフィードバックする。

無線通信局３０は、受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２に含まれる受信チャンネルＲＣ４１−４２の受信状況に基づいて符号化及び変調処理を行う。すなわち、無線通信局３０は、受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２に含まれる無線通信局４０からフィードバックされた受信チャンネルＲＣ４１−４２の受信状況に基づいて、自局送信制御情報を生成する。無線通信局３０は、生成された自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調処理を行う。

具体的な内容を以下に記載する。復調部３３は、無線通信局３０と対向して通信する無線通信局４０から受信した受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２に含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う。

制御部３１は、受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２に含まれ、無線通信局３０から送信された送信チャンネルＴＣ３１の無線通信局４０での受信状況を復調部３３から取得し、該受信状況を変調部３２へ伝送する。

無線通信局３０から送信された送信チャンネルＴＣ３１は、対流圏散乱路８０を介して、無線通信局４０で受信チャンネルＲＣ４１−ＲＣ４２として受信される。

変調部３２は、送信チャンネルＴＣ３１の無線通信局４０での受信状況（受信チャンネルＲＣ４１−ＲＣ４２の受信状況）に基づいて無線通信局３０の送信データの制御に関する自局送信制御情報を生成する。また、変調部３２は、生成された自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行う。変調部３２は、自局送信制御情報と、受信チャンネルＲＣ３１−ＲＣ３２の無線通信局３０での受信状況と、無線通信局３０の送信データと、を送信チャンネルＴＣ３１に含めて送信する。

実施の形態２においては、受信状況に基づいて自局送信制御情報を生成し、適応符号化率変調を行うことができる。その結果、見通し外通信において、適応符号化率変調を行うことが可能な変復調器を有する無線通信局、システム、方法及びプログラムを提供することができる。

尚、上記の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調部と、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する制御部と、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信する変調部と、
を備えた無線通信局。

（付記２）
前記自局送信制御情報は、前記自局の前記送信データの変調方式と符号化方式と符号化率を含み、
前記対局送信制御情報及び前記新たな対局送信制御情報のそれぞれは、前記対局の前記送信データの変調方式と符号化方式と符号化率を含む、
付記１に記載の無線通信局。

（付記３）
前記復調部は、前記対局の前記送信データが対流圏散乱、又は、山岳回折による見通し外の通信路を伝搬することによって生じた前記送信データの歪を補正することができる機能を含む、
付記１又は２に記載の無線通信局。

（付記４）
前記制御部は、前記受信状況に基づいて前記受信チャンネルのキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を生成し、前記キャリア対雑音比、前記信号対雑音比、前記受信レベル及び前記誤り率の少なくともいずれか１つに基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する、
付記１乃至３のいずれか１つに記載の無線通信局。

（付記５）
前記変調部は、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを、フレーム内に多重化して送信する、
付記１乃至４のいずれか１つに記載の無線通信局。

（付記６）
前記変調部は、複数の前記送信チャンネルを送信する、
付記１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信局。

（付記７）
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調部と、
前記受信チャンネルに含まれ、前記自局から送信された送信チャンネルの前記対局での受信状況を変調部へ伝送する制御部と、
前記送信チャンネルの前記対局での受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報を生成し、前記自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記受信チャンネルの前記自局での受信状況と前記自局の前記送信データとを前記送信チャンネルに含めて送信する前記変調部と、
を備えた無線通信局。

（付記８）
自局と前記自局と対向して通信する対局とを備えたシステムであって、
前記自局は、
前記対局から受信した自局受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う自局復調部と、
前記自局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する自局制御部と、
前記自局受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを自局送信チャンネルに含めて送信する自局変調部と、を有し、
前記対局は、
前記自局から受信した対局受信チャンネルに含まれる前記自局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う対局復調部と、
前記対局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する新たな自局送信制御情報を生成する対局制御部と、
前記対局受信チャンネルに含まれる前記対局の送信データの制御に関する対局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記対局送信制御情報と前記新たな自局送信制御情報と前記対局の前記送信データとを対局送信チャンネルに含めて送信する対局変調部と、を有する、
システム。

（付記９）
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
を備えた方法。

（付記１０）
自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。

（付記１１）
前記変調部は、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを、前記複数の前記送信チャンネルの少なくとも１つに含めて送信する、
付記６に記載の無線通信局。

（付記１２）
前記復調部は、複数の前記受信チャンネルを受信する、
付記１乃至６のいずれか１つに記載の無線通信局。

（付記１３）
前記制御部は、前記複数の前記受信チャンネルのそれぞれの受信状況に基づいて、それぞれにキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を生成し、前記生成した複数の前記キャリア対雑音比、前記信号対雑音比、前記受信レベル及び前記誤り率の少なくともいずれか１つの平均値に基づいて、前記新たな対局送信制御情報を生成する、
付記１２に記載の無線通信局。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年１０月１６日に出願された日本出願特願２０１７−２００３０３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０、２０、３０、４０…無線通信局
１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ、４０ｍ…変復調器
１０ｓ、２０ｓ…システム
１１、２１、３１、４１…制御部
１２、２２、３２、４２…変調部
１３、２３、３３、４３…復調部
８０…対流圏散乱路
１２１…符号化部
１２４…変調処理部
１２５…第１制御情報挿入部
１２６…第２制御情報挿入部
１２７…既知データ挿入部
１２９…ベースバンド波形整形部
１３０…直交変調部
１３１…直交復調部
１３２…ベースバンド波形整形部
１３４…等化器
１３５…第１制御情報検出部
１３６…第２制御情報検出部
１３８…復調処理部
１４１…復号化部
ｆ１…無線周波数
ＴＣ１、ＴＣ３１、ＴＣ４１…送信チャンネル
ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３１、ＲＣ３２、ＲＣ４１、ＲＣ４２…受信チャンネル
Ｄ１、Ｄ２、Ｄｎ、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ…シンボル

Claims (10)

1. 自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調手段と、
   前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する制御手段と、
   前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信する変調手段と、
   を備えた無線通信局。
2. 前記自局送信制御情報は、前記自局の前記送信データの変調方式と符号化方式と符号化率を含み、
   前記対局送信制御情報及び前記新たな対局送信制御情報のそれぞれは、前記対局の前記送信データの変調方式と符号化方式と符号化率を含む、
   請求項１に記載の無線通信局。
3. 前記復調手段は、前記対局の前記送信データが対流圏散乱、又は、山岳回折による見通し外の通信路を伝搬することによって生じた前記送信データの歪を補正することができる機能を含む、
   請求項１又は２に記載の無線通信局。
4. 前記制御手段は、前記受信状況に基づいて前記受信チャンネルのキャリア対雑音比、信号対雑音比、受信レベル及び誤り率を生成し、前記キャリア対雑音比、前記信号対雑音比、前記受信レベル及び前記誤り率の少なくともいずれか１つに基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信局。
5. 前記変調手段は、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを、フレーム内に多重化して送信する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信局。
6. 前記変調手段は、複数の前記送信チャンネルを送信する、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信局。
7. 自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う復調手段と、
   前記受信チャンネルに含まれ、前記自局から送信された送信チャンネルの前記対局での受信状況を変調手段へ伝送する制御手段と、
   前記送信チャンネルの前記対局での受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報を生成し、前記自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記受信チャンネルの前記自局での受信状況と前記自局の前記送信データとを前記送信チャンネルに含めて送信する前記変調手段と、
   を備えた無線通信局。
8. 自局と前記自局と対向して通信する対局とを備え、
   前記自局は、
   前記対局から受信した自局受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う自局復調手段と、
   前記自局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成する自局制御手段と、
   前記自局受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを自局送信チャンネルに含めて送信する自局変調手段と、を有し、
   前記対局は、
   前記自局から受信した対局受信チャンネルに含まれる前記自局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行う対局復調手段と、
   前記対局受信チャンネルの受信状況に基づいて前記自局の送信データの制御に関する新たな自局送信制御情報を生成する対局制御手段と、
   前記対局受信チャンネルに含まれる前記対局の送信データの制御に関する対局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記対局送信制御情報と前記新たな自局送信制御情報と前記対局の前記送信データとを対局送信チャンネルに含めて送信する対局変調手段と、を有する、
   システム。
9. 自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
   前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
   前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
   を備えた方法。
10. 自局と対向して通信する対局から受信した受信チャンネルに含まれる対局送信制御情報に基づいて復調及び復号化を行うステップと、
    前記受信チャンネルの受信状況に基づいて前記対局の送信データの制御に関する新たな対局送信制御情報を生成するステップと、
    前記受信チャンネルに含まれる前記自局の送信データの制御に関する自局送信制御情報に基づいて符号化及び変調を行い、前記自局送信制御情報と前記新たな対局送信制御情報と前記自局の前記送信データとを送信チャンネルに含めて送信するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラムが格納される非一時的なコンピュータ可読媒体。

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