WO2005013525A1

WO2005013525A1 - 無線送信装置および変調方式選択方法

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Publication number: WO2005013525A1
Application number: PCT/JP2004/011299
Authority: WO
Inventors: Jun Cheng; Kenichi Miyoshi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2005-02-10
Also published as: US7308052B2; KR20110129957A; KR20110056327A; US20080063117A1; CN1826745A; EP3136637A1; CN102739365A; JPWO2005013525A1; US8682267B2; KR101054987B1; US20060198450A1; CN1826745B; JP4495676B2; EP1641160A4; US7848722B2; KR20120103757A; JP2010016879A; BRPI0413187A8; JP2010252392A; KR20060120570A

Abstract

サブキャリアのブロック化および適応変調が行われるマルチキャリア通信システムでブロック毎に最適な変調方式を正しく選択することができる無線送信装置。この無線送信装置では、伝送路特性取得部（１０７）が、受信ＲＦ部（１０６）から入力される受信信号から無線受信装置（２００）で推定されたブロック毎のＳＮＲの平均とＳＮＲの分散を取得して割当部（１０８）に出力し、割当部（１０８）が、伝送路特性取得部（１０７）から入力されるブロック毎のＳＮＲの平均とＳＮＲの分散に基づいて、ブロック毎に変調方式を選択し、変調部（１０１−１～１０１−Ｌ）は、割当部（１０８）で選択されたブロック毎に異なる変調方式で各ブロックに含まれるマルチキャリア信号に対して変調を行う。

Description

明細書無線送信装置および変調方式選択方法技術分野

本発明は、無線送信装置および変調方式選択方法に関する。背景技術

適応変調が行われる通信システムでは、時々刻々変化する伝送路特性に基づいて最適な変調方式が選択される。伝送路特性に基づいて所望の誤り率 (例えば、 PER : Packet Error Rate= 1 %) を満たすことができる最も高速な変調方式を選択することで、高速なデータ通信を行うことができる。例えば、適応変調が下り回線に適用された場合は、データ受信側の移動局で測定された伝送路特性がデータ送信側の基地局に通知され、基地局は、この通知された現在の伝送路特性に最適な変調方式を選択して移動局へデータを送信する。

このような適応変調が行われる通信システムにおいて、伝送路特性を示す値として最も一般的に使用されているのは、データ受信側で測定された平均 SNR (Signal to Noise Katio) である。また、変調方式の選択の精度を高めるために、平均 SNRにさらに遅延スプレツドも考慮して変調方式を選択する方法も提案されている (例えば、松岡、上、三瓶、森永：「シンボルレート ·変調多値数可変適応変調方式の伝送特性解析」，信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE. ECS94-64 (1994-09), pp.31-36：従来例 1 )。ま 7こ、 OFDM (Oi'thogonaJL Frequency jOivision Multiplexing) システムのようなマルチキャリア通信システムにおいては、平均 SNRと隣接サブキヤリァ間での伝送路特性の変動とに基づいて変調方式を選択する方法も提案されている（例えば、特開 2001— 103032号公報：従来例 2 )。ここで、適応変調がマルチキャリア通信システムに適用された場合、適応変調はサブキャリア毎に行われる。よって、データ受信側では、伝送路特性を示す値をサブキヤリァ毎にデータ送信側に報告する必要がある。

例えば、基地局がサブキヤリァ毎の下り回線の伝送路特性に基づいて複数の移動局の各々に互いに異なるサブキヤリァを割り当てる周波数スケジユーリングが行われるような移動体通信システムにおいては、複数の移動局すベてがサブキヤリァ毎の伝送路特性を基地局に報告するため、上り回線のトラヒック量が非常に多くなつてしまう。これを解決するために、複数のサブキャリアをいくつかのブロックに分け（サブキャリアのブロック化）、ブロック単位で周波数スケジューリングを行うことが提案されている。このようにすれば、各移動局は伝送路特性をブロック毎に報告すれば済むため、サブキャリァ毎に報告する場合に比べ、上り回線のトラヒック量を大幅に削減することができる。このようなサブキヤリァのブ口ック化が行われる通信システムに適応変調が適用され ¾場合は、同じプロックに属するすべてのサブキヤリアが同じ変調方式で変調される。

ところが、上記従来例では、サブキャリアのブロック化が行われる通信システムで適応変調が行われる場合、以下の理由により最適な変調方式の選択が正しく行えないという問題がある。

例えば、上記従来例 1の遅延スプレツドは全帯域の伝送路特性の変動を示すものであるので、サブキヤリァがブロック化された場合、上記従来例 1の遅延スプレツドでは、各ブロックの狭帯域の伝搬路特性の変動を示すことはできない。このため、サブキャリアのブロック化が行われる場合に最適な変調方式を正しく選択できない。

また、上記従来例 2の隣接サブキヤリァ間での伝送路特性の変動を S N R の変動より推定する場合を考えると、図 8に示すようになる。すなわち、 1 ブロック内の 4つのサブキヤリァ間で、ケース aのように S N R値が 2と 3 とで変動する場合、隣接サブキヤリァ間での S N Rの変動を示す正規化 S N R誤差は 0 . 3になる。これに対し、ケース b、 cの場合、 1ブロック内の 4つのサブキヤリァ間での S N R値の変動はケース aより大きいにもかかわらず、正規化 S N R誤差はケース bと同じ 0 . 3になってしまう。このように、サブキャリアのブロック化が行われる場合、隣接サブキャリア間での伝送路特性の変動（正規化 S N R誤差）は、 S N Rの変動が小さいケース aも S N Rの変動が大きいケース b、 cも同じ値になってしまうことがある。これでは、プロック内の伝送路特性の変動を正しく推定できず、サブキャリアのプロック化が行われる場合にそれぞれのケース a〜 cに応じた最適な変調方式を正しく選択できない。

以上のように、サブキヤリアのプロック化が行われる場合に上記従来例 1、 2の方法ではいずれも、最適な変調方式を正しく選択できない。よって、サブキヤリァのプロック化が行われる通信システムにおいて適応変調を行う場合は、各プロックの狭帯域の伝搬路特性の変動を示すのに最適な新たなパラメータを導入する必要がある。発明の開示

本発明の目的は、サブキャリアのブロック化および適応変調が行われるマルチキヤリァ通信システムでプロック毎に最適な変調方式を正しく選択できる無線送信装置およぴ変調方式選択方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明では、サブキヤリァのブ口ック化およぴ適応変調が行われるマルチキヤリァ通信システムにおいて、各プロック内の伝送路特性の変動を示す値として「分散」を用いるようにした。

本発明の無線送信装置は、各々複数のサブキヤリァ信号を含む複数のプロックから構成されるマルチキヤリァ信号に対して適応変調を行う無線送信装置であって、前記複数のブロック毎に変調方式を選択する選択手段と、選択されたプロック毎の変調方式で、各プロックに含まれる前記複数のサブキヤリア信号を変調する変調手段と、を具備し、前記選択手段は、ブロック毎の伝送路特性を示す値の平均と分散とに基づいて変調方式を選択する構成を採る。

この構成によれば、伝送路特性を示す値の分散により各プロック内の伝送路特性の変動が正しく示されるため、サブキヤリアのプロック化および適応変調が行われるマルチキヤリァ通信システムでプロック毎に最適な変調方式を正しく選択できる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置と無線受信装置の構成を示すブロック図である。

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る無線受信装置内の伝送路特性推定部の構成を示すプロック図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1に係る無線受信装置内の伝送路特性推定部で求められる S N R分散を説明するための図である。

図 4は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置内の割当部で行われる変調方式の選択を説明するための図（選択方法 1 ) である。

図 5は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置内の割当部で行われる変調方式の選択を説明するための図（選択方法 2 ) である。

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る無線受信装置内の伝送路特性推定部の構成を示すブロック図である。

図 7は、本発明の実施の形態 3に係る無線受信装置内の伝送路特性推定部の構成を示すプロック図である。

図 8は、従来の伝送路特性の変動を示すパラメータ（正規化 S N R誤差）を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態 1)

本実施の形態では、各プロック内の伝送路特性の変動を示す値として SN Rの分散を用いる場合について説明する。

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線送信装置および無線受信装置の構成を示すブロック図である。以下、マルチキャリア通信システムとして O F DMシステムを例に挙げて説明する。

図 1に示す無線送信装置 1 00は、変調部 1 0 1— 1〜1 01 _L、逆高速フーリエ変換（I FFT) 部 1 02、ガードインターバル（G I ) 揷入部 1 03、送信 RF部 104、送受信共用アンテナ 1 05、受信 RF部 1 06、伝送路特性取得部 107、割当部 108および割当結果記憶部 1 09とから主に構成される。この無線送信装置 1 00は、例えば OFDMシステムにおける基地局に搭載されるものである。

また、図 1に示す無線受信装置 200は、送受信共用アンテナ 20 1、受信 RF部 20 2、ガードィンターバル (G I ) 除去部 203、高速フーリエ変換（F F T) 部 204、伝送路特性推定部 205、等化器 206、復調部 207— 1〜20 7— L、パラレル /シリアル変換 (P/S) 部 208、割当情報取得部 20 9および送信 RF部 2 1 0とから主に構成される。この無線受信装置 200は、例えば O F DMシステムにおける 1〜Kユーザのうちのいずれかの移動局に搭載されるものである。

変調部 1 0 1— 1〜 1 0 1— Lは、割当結果記憶部 1 0 9に記憶されたュ一ザ 1〜Κに対するプロック割当結果と、割当部 1 08から入力される変調方式情報とに基づいて、割当結果記憶部 1 0 9を介して入力されるユーザ 1 〜Κの信号に対して、ブロック 1〜L毎に各々異なる変調方式（64QAM、 1 6 QAM, QP SK：、 B P S K) で変調を行う。また、ブロック毎の変調方式は無線受信装置 200で推定されたプロック毎の伝送路特性に応じて割当部 108で選択される。ここで、 1 OFDM信号に含まれるサブキャリアの数は N本であり、それら N本のサブキヤリァが S本ずつプロック 1〜しにプロック化されている。よって、ブロック数 Lは NZSとなる。そして、各ブロックに属するサブキヤリァ信号 1〜Sは、プロック毎にすべて同じ変調方式で変調される。例えば、変調部 1 0 1— 1は、伝送路特性が良いと推定されるときはプロック 1に属するすべてのサブキヤリァ信号に対して 64 Q AMで変調を行い、また、伝送路特性が悪いと推定されるときはブロック 1 に属するすべてのサブキヤリァ信号に対して B P SKで変調を行う。なお、伝送路特性が非常に悪いと推定されるときは、無線送信装置 100は、プロック 1に属するすべてのサブキヤリァ信号を送信しないようにしてもよい。このようにして変調された信号は I FFT部1 02に出力される。

I FFT^ l 02は、変調部 1 0 1— 1〜： L 0 1— Lから入力される各変調信号に対して逆高速フーリェ変換を施して O F DM信号（時間波形信号）を作成し、 G I揷入部 1 03に出力する。

G I揷入部 1 03は、 I FFT^ l 02から入力された O F DM信号に、遅延に対する特性を改善するためのガードィンターバルを挿入して送信 R F 部 1 04に出力する。

送信 RF部 1 04は、 G I揷入部 1 0 3から入力された OF DM信号を R F帯にアップコンバートして送受信共用アンテナ 1 05からユーザ 1〜Kの無線受信装置 200へ送信する。

受信 RF部 1 06は、ユーザ 1 ~Κの無線受信装置 200から送信された信号を送受信共用アンテナ 1 05から受信し、 RF帯からダウンコンバートして、伝送路特性取得部 1 0 7に出力する。

伝送路特性取得部 1 0 7は、受信 RF部 1 06から入力される受信信号から各ユーザ 1〜Κの無線受信装置 200で推定されたプロック毎の伝送路特性を取得して割当部 1 08に出力する。

割当部 1 08は、伝送路特性取得部 1 0 7から入力されるブロック毎の伝送路特性情報に基づいて、各ユーザ 1〜κに対してプロックを割り当てるとともにプロック毎に変調方式を選択し、プロック割当結果を割当結果記憶部 1 09に記憶し、選択した変調方式を示す変調方式情報を変調部 1 0 1— 1 〜 101—1^こ出カする。なお、割当部 1 08は、各ユーザ 1〜Kに設定された Q o S (Quality of Service：例えば、各ユーザの要求データ伝送率と誤り率）も考慮して、ブロックの割り当ておよび変調方式の選択を行ってもよい。

割当結果記憶部 109は、割当部 1 08から入力されるユーザ 1〜Kに対するプロック割当結果を記憶する。

なお、どのプロックがどの変調方式で変調されているかを示すとともに、どのブロックのサブキヤリアにどのユーザへの信号が割り当てられているかを示す情報（変調方式割当情報） 1S OF DM信号に含めて無線受信装置 2 00へ送信される。

次いで、無線受信装置 200の構成について説明する。なお、以下の説明では、ユーザ 1〜Kのうちユーザ 1の無線受信装置として説明する。

受信 R F部 202は、送受信共用アンテナ 20 1から OF DM信号を受信して G I除去部 203と割当情報取得部 20 9に出力する。

G I除去部 20 3は、受信 RF部 20 2から入力された O F DM信号からガードインターバルを除去して F FT部 204に出力する。

F F T部 204は、 G I除去部 20 3から入力されたガードィンターパル除去後の OFDM信号を高速フーリエ変換（F FT) して時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。この F F Tにより複数のサブキヤリアにより伝送された信号が取り出されて、等化器 206と伝送路特性推定部 205 に出力される。

伝送路特性推定部 205は、 F FT部 204から入力された各信号の伝送路特性を推定して、伝送路特性を示す情報（伝送路特性情報）を等化器 20 6と送信 RF部 2 1 0に出力する。この際、伝送路特性推定部 205は、サプキャリア毎に推定した伝送路特性を示す情報を等化器 206に出力し、ブ口ック毎に推定した伝送路特性の平均と分散とを示す情報を送信 RF部 2 1 0に出力する。

等化器 206は、伝送路特性推定部 205から入力された伝送路特性情報に基づいて、 F FT部 204から入力された各信号に含まれる振幅 ·位相のひずみ成分を補正して復調部 207— 1〜207 _Lに出力する。

復調部 207— 1〜207— Lは、変調部 101— 1〜： L 01— Lに対応した復調機能を各々有し、割当情報取得部 209から入力された変調方式割当情報に基づいて、各ブロックに対する復調方式を決定し、等化器 206から入力される信号をプロック毎に復調して、復調後のデータを並列に PZS 部 208に出力する。このとき、復調部 207— 1〜207— Lは、変調方式割当情報に基づいて、ユーザ 1宛てのサブキャリアの信号が含まれているプロックに対してだけ復調を行う。

PZS部 208は、復調部 207— 1〜207 _ Lから入力された並列データを直列データに変換した後、ユーザ 1の所望の受信データとして出力する。

割当情報取得部 209は、受信 R F部 202から入力された O F D M信号から変調方式割当情報を取得して復調部 207— 1〜207— Lに出力する。送信 RF部 210は、伝送路特性推定部 205から入力された伝送路特性情報を送受信共用アンテナ 201から無線送信装置 100へ送信する。

次いで、上記構成を有する無線受信装置 200内の伝送路特性推定部 20 5について説明する。図 2は、伝送路特性推定部 205の構成を示すプロック図である。

プロック抽出部 2◦ 51は、 F FT部 204から入力された複数のサプキャリァの信号を 1〜Lのブロック毎に抽出して、パイ口ット抽出部 2052 に出力する。

パイロット抽出部 2052は、 1〜Lの各プロック毎に、各サブキャリアに割り当てられているデータおょぴパイロットのうちパイ口ット部分のみをサブキャリア毎に抽出して SNR推定部 2053に出力する。 SNR推定部205 3は、 1〜Lの各ブロック毎に、パイロット部分各々の SNR (瞬時 SNR) を推定して、 SNR平均計算部 2054と SNR分散計算部 205 5に出力する。 SNR推定部 20 5 3は、以下のようにして瞬時 SNRを推定する。

すなわち、まず、式（1 ) に従ってチャネル推定値： hを求める。式 (1) において、 ( s， i ) は、 1番目のブロック内の s番目のサプキャリアの時間軸上における i番目のパイロット部分に対応するチャネル推定値を示し、 (s， i ) および ( s， i ) は、 1番目のブロック内の s 番目のサブキャリアの時間軸上における i番目のパイロット部分の受信信号および対応する既知のパイロットシンボルを示す。なお、 *は複素共役を示す。

^{( 1)} ただし、 7= 1，2，…， / s=l,2,...,S

Ν'. 受信した OF DM信号の全サブキャリア数

S- 1ブロックに含まれるサブキャリア数次いで、式（2) に従って瞬時 SNR ： gを求める。式（2) において、 g！ ( s， i ) は、 1番目のブロック内の s番目のサブキャリアの時間軸上における i番目のパイロット部分に対応する瞬時 SNRを示し、 P_Q は各サプキャリアの送信信号電力を示し、 N。は雑音電力を示す。） = /¾(5， ) … (2)

0

SNR平均計算部 2054は、 1〜Lの各ブロック毎に、式（3) に従つて複数の瞬時 SNRを平均化して平均 SNR (SNRmi ) を求め、 SNR 分散計算部 20 5 5へ出力する。また、 SNR平均計算部 2054は、平均 SNR (SNR_{m i} ) を伝送路特性情報として送信 RF部 2 1 0へ出力する。なお、 SNRn^ は、 1番目のブロックの平均 SNRを表し、 Iは、各サブキヤリァの時間軸上におけるパイ口ットシンボルの数を示す。 … （³ )

SNR分散計算部 205 5は、 1~Lの各ブロック毎に、式（4) に従つて SNRの分散： SNR_{V l} を求め、送信 RF部 2 1 0へ伝送路特性情報として出力する。なお、 SNR _{V l} は、 1番目のブロックの SNR分散を表す _c '=^ ^ύゾ ^∑ f∑ ( ') -簾"')² … （⁴⁾ ここで、上記図 8と同様のケース a〜 cにおいて、式（4) に従って SN R分散を求めると図 3に示すようになる。例えば、ケース aの場合、 S = 4 ( 1プロックに含まれるサブキヤリァの数）、 I = 1 (各サブキヤリァにそれぞれ 1つのパイロットシンボルが割り当てられているとする）、 g = 2、 3、 2、 3 (各サブキャリアの瞬時 S NR) であるので、 SNRm (平均 S NR) = 2.5、 SNR V (SNR分散） = 0.2 5と算出される。同様に、ケース bおよびケース cの場合は、 SNRm (平均 SNR) = 2.5、 SN R v (SNR分散） = 1.2 5と算出される。つまり、 SNRの変動が小さいケース aでは S NR分散が小さくなり、逆に、 SNRの変動が大きいケース、 cでは SNR分散が大きくなる。この結果から、ブロック内の伝送路特性の変動を推定するパラメータとして SNR分散を用いることにより、ブロック内の伝送路特性の変動を正しく推定できることが分かる。よって、無線送信装置 1 00では、サブキャリアのブロック化が行われる場合に、それぞれのケース a〜cに応じた最適な変調方式を正しく選択できる。

次いで、上記構成を有する無線送信装置 1 00内の割当部 1◦ 8が行う変調方式の選択について説明する。ここでは、 64QAM、 1 6 QAM, Q P SK、 B P S Kの中からいずれか 1つの変調方式を、以下の選択方法 1または 2により選択する。

<選択方法 1 > 割当部 1 0 8は、伝送路特性取得部 1 0 7から入力された伝送路特性情報、すなわち S NRm (平均 S NR) および S NR v (S NR分散）に基づいて、最も伝送効率がよい変調方式を選択する。ある所定の P E R (例えば P E R = 1 0 · ¹ ) における、 S N R m (平均 S NR) および S NR v ( S NR分散）と変調方式との対応関係を図 4に示す。図 4では、 S NR分散の逆関数と平均 S NRとで 2次元座標区間を予め 5つの領域に区切ってあり、それぞれの領域に異なる変調方式（「送信しない」を含む）が割り当ててある。そして、推定した伝送路特性を座標（S NRm，l /S NR V ) で示し、その座標が位置する領域に対応する変調方式および符号化率を選択する。

<選択方法 2 >

重み付け（d B値の重み付け） S NRとして、以下の 4種類を定義する。

( 1 ) S NRw l = S NRm- s q r t ( SNR v) * w

( 2) S NRw 2 = S NRm- s q r t (S NR v)

* w (I S NRm_{m a x} _ S NRm | / | SNRm_{m a x} | ) ( 3) S NRw 3 = S NRm- s q r t ( S NR v)

* w ( f d/ f d_{m a x} ) (4) S NRw 4 = S NRm- s q r t ( S NR v) * w (a/a_{m a x} ) ここで、 S NRm_{m a x}、 f d _{m a x} および a_{m a x} は、最大の平均 S N R、最大可能なドップラー周波数、最大可能な遅延スプレッドをそれぞれ示す。 s q r t (S NR v) は、 S NR vの平方根を表す。また、重み係数 w は、 SNRw lでは定数、 S NRw 2では平均 SNRを正規化したものの関数、 S NRw 3ではドップラー周波数 f dを正規化したものの関数、 S NR w 4では遅延スプレッド σを正規化したものの関数であり、例えば、式 ( 5) に示す値をとる。

そして、 P E R— S NRの静特性（図 5 ) より、変調方式 ·符号化率を以下のようにして選択する。まず、図 5の静特性を用いて、要求 PER (図 5 では 1 0·ι) に対応させて各変調方式のしきい値（Τ 1〜Τ4) が決定される。そして、特定のドップラー周波数 f dに対して SNRw 3が求められ、 SNRw 3〉 = T 4の場合は 64 QAM (符号化率 R = 1 / 2 )、 Τ 3 < = SNR w 3 < Τ 4の場合は 1 6 QAM (R=lZ2)、 T 2く = SNRw 3 く T 3の場合は QP SK (R= l/2)、 T 1く = S NR w 3 < T 2の場合は B P SK (R= 1/2) が選択される。

また、特定の遅延スプレッド σに対して SNRw4が求められ、 SNRw 4 > = T 4の場合は 64 QAM (R=lZ2)、 T 3 <= SNRw4 <T4 の場合は 1 6 QAM (R = 1 Z 2 )、 T 2く二 S N R w 4 < T 3の場合は Q P SK (R= 1/2), T 1 <= S NR w 4く T 2の場合は B P S K (R = 1/2) が選択される。なお、 SNRw l、 SNRw 2についても、 SNR w 3、 S NR w 4と同様にして図 5の P E R— SNR特性より変調方式 ·符号化率を選択する。

このように本実施の形態によれば、サブキヤリアのプロック化が行われる通信システムにおいて、各プロック内の伝送路特性の変動を示すパラメータとして SNR分散を用いるため、プロック内の伝送路特性の変動を正しく推定でき、その結果、適応変調において最適な変調方式を正しく選択することができる。

なお、本実施の形態ではブロック内の伝送路特性の変動を示すパラメータとして SNR分散を用いたが、 SNR分散を表す式（4) を変形することにより以下のパラメータを得ることができる。これらはいずれも、各プロック内における伝送路特性の変動を示すパラメータとして SNR分散と同様に用いることができる。

■瞬時 SNRの平均変化量 =；¾ ⁽ ) -膽"」 -瞬時 S N Rの最大変化量

Vj = ma l^ (5, i) - SNRmj I

l≤i≤I

\≤s≤S

•瞬時 S N Rの最大変化量の二乗 x_l = max I (s, i)― SNRm_l

\≤s≤S

-瞬時 SNRの最大最小の差

瞬時 SNRの最大の二乗と最小の二乗の差

= max\_gl(s,i)\² -imn\_gl(s,i)\

(実施の形態 2)

本実施の形態では、各プロック内の伝送路特性の変動を示す値とネル推定値の分散を用いる場合について説明する。

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る伝送路特性推定部 2 0 5の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態 1 (図 2) と同一の構成には同一の符号をつけ、説明を省略する。

チャネル推定値計算部 2 0 5 6は、上式（1) に従ってチャネル推定値を求め、チャネル分散計算部 2 0 5 7に出力する。

チャネル分散計算部 2 0 5 7は、 1〜Lの各ブロック毎に、式（6) に従つてチャネル推定値の分散： Hv i を求め、送信 RF部 2 1 0へ伝送路特性情報として出力する。なお、 H_{V l} は、 1番目のブロックのチャネル推定値の分散を表す。なお、式（6) は、上式（2) において、ブロック内で各サプキャリアの P。および N_Q が定数であると仮定して得られた式である。で、 ( )

このようなチャネル推定値の分散をプロック内の伝送路特性の変動を推定するパラメ—タとして用いても、実施の形態 1同様、ブロック内の伝送路特性の変動を正しく推定できる。よって、本実施の形態によれば、サブキヤリァのブロック化が行われる通信システムにおいて適応変調が行われる場合に、最適な変調方式を正しく選択することができる。

なお、プロック内の伝送路特性の変動を推定するパラメータとしてチヤネル推定値の分散を用いても、無線送信装置 1 00では、実施の形態 1と同様の選択方法で変調方式を選択することができる。ただし、選択方法 2においては、重み付け SNRとして、以下の 4種類を定義する。

(1) SNRw l = SNRm-Hv *w

(2) SNRw 2 = SNRm-Hv

*w ( I Hv_{m a x} -Hv I / I Hv_{m a x} I ) (3) SNRw 3 = SNRm-Hv *w (f d/f d_{m a x} )

(4) S NR w 4 = S NRm-H v * w (a/a_{m a x} )

また、本実施の形態ではブロック内の伝送路特性の変動を示すパラメータとしてチャネル推定値の分散を用いたが、チャネル推定値の分散を表す式 (6) を変形することにより以下のパラメータを得ることができる。これらはいずれも、各プロック内における伝送路特性の変動を示すパラメータとし

'推定値の分散と同様に用いることができる。

チャネル推定値の平均変化量

s I

SI一…. t、ル推定値の最大変化量 v, = max/?, (s, i)一 Hm_t

\≤i≤I

l≤s≤S チャネル推定値の最大変化量の二乗 χ_Ί

チャネルの推定値の最大最小の差

1

ζι max h_t (s, i)一 min h_t s, i)

\≤s≤S ^1≤S≤S

チャネル推定値の最大の二乗と最小の二乗の差

(実施の形態 3 )

本実施の形態では、各プロック内の伝送路特性の変動を示す値としてパイ口ット部分の信号の振幅値の分散（パイ口ット分散）を用いる場合について説明する。

図 7は、本発明の実施の形態 3に係る伝送路特性推定部 2 0 5の構成を示すブロック図である。なお、実施の形態 1 (図 2) と同一の構成には同一の符号をつけ、説明を省略する。

パイロット分散計算部 2 0 5 8は、 1 Lの各プロック毎に、式（7) に従ってパイ口ット分散： Y V！を求め、送信 R F部 2 1 0 伝送路特性情報として出力する。なお、 Y _{V l} は、 1番目のブロックのパイロット分散を表す。なお、式（7) は、上式（1 ) において分母が定数であることから得られた式である。 )² … ( 7)

1 S I

ここで、 Ym_t =— _J

SI 2 り

s=\ このようなパイ口ット分散をブロック内の伝送路特性の変動を推定するパラメータとして用いても、実施の形態 1同様、ブロック内の伝送路特性の変動を正しく推定できる。よって、本実施の形態によれば、サブキャリアのプ口ック化が行われる通信システムにおいて適応変調が行われる場合に、最適な変調方式を正しく選択することができる。

なお、プロック内の伝送路特性の変動を推定するパラメータとしてパイ口ット分散を用いても、無線送信装置 1 0 0では、実施の形態 1と同様の選択方法で変調方式を選択することができる。ただし、選択方法 2においては、重み付け S N Rとして、実施の形態 2と同じ 4種類の重み付け S N Rを定義する。

また、本実施の形態ではブロック内の伝送路特性の変動を示すパラメータとしてパイロット分散を用いたが、パイロット分散を表す式（7 ) を変形することにより以下のパラメータを得ることができる。これらはいずれも、各ブロック内における伝送路特性の変動を示すパラメータとしてバイロット分散と同様に用いることができる。

•パイ口ット部分の受信信号の平均変化量

I ^{s 1}

-パイ口ット部分の受信信号の最大変化量

V, = max|ヌ, (s, ΐ)

パイ口ット部分の受信信号の最大変化量の二乗

パイ口ット部分の受信信号の最大最小の差 i)\

ζι

•パイ口ット部分の受信信号の最大の二乗と最小の二乗の差 d_t = max| 0 :)|²— ^1ヌ, 0,,·)|

】≤≤

(実施の形態 4)

サブキヤリァのブ口ック化が行われる通信システムに適応変調が適用される場合において、各ブロックの通信品質の低下を招くのは、各プロックのサブキヤリァのうち主に平均 S NR以下の瞬時 S NRとなるサブキヤリァである。そこで、本実施の形態では、上記実施の形態 1〜 3において、平均 S N R以下の瞬時 S NRだけを用いて分散を求めるようにする。

具体的には、上記実施の形態 1において上式（4) に従って S I個の瞬時 S I Rから S NR分散を求めていた代わりに、式（8 ) に従って、平均 S N R以下の G_s個の瞬時 S NRだけから S NR分散： S NR v i ' を求める。なお、 G_s は、 S I個の瞬時 S NRの中で平均以下となる瞬時 S NRの数を示す。簾 _v;= ,f)— SNRmi† … （8 ) 同様に、上記実施の形態 2において上式（6 ) に従ってチャネル推定値の分散を求めていた代わりに、式（9) に従って、 Hn^ 以下の G_H個のチヤネル推定値だけからチャネル推定値の分散： H v i ' を求める。なお、 G_H は、 S I個のチヤネル推定値の中で平均チヤネル推定値以下となるチャネル推定値の数を示す。 ' … （9)

また、同様に、上記実施の形態 3において上式（7) に従ってパイロット分散を求めていた代わりに、式（1 0) に従って、 Υπ^ 以下の振幅の G_Y 個のパイ口ット部分の受信信号だけからパイ口ット分散： Y V ₁ ' を求める。なお、 G_{Y γ}は、 S I個のパイ口ット部分の受信信号の中で平均振幅以下となるパイ口ット部分の受信信号の数を示す。 '=

… d o) このように、本実施の形態によれば、各プロックのサブキャリアのうちブ口ックの通信品質の低下を招くサブキヤリァだけを用いて伝送路特性の分散を求めるため、サブキャリアのブロック化が行われる通信システムにおいて適応変調が行われる場合に、さらに精度よく最適な変調方式を選択することができる。

なお、本実施の形態では、上記実施の形態 1〜 3においてプロック内の伝送路特性の変動を示すパラメータとして分散と同様に用いることができるとして挙げたパラメータに追加して以下のパラメータも挙げることができる。 ■平均値以下の瞬時 S NRの平均変化量

•平均値以下の瞬時 S NRの最大変化量

= max |& (s, ί) - NRntj I 平均値以下の瞬時 S NRの最大変化量の二乗

平均値以下の瞬時 SNRの最大最小の差

平均値以下の瞬時 S NRの最大の二乗と最小の二乗の差 d[= max |&0 |²— min |^(5,z')f 平均値以下のチャネル推定値の平均変化:

平均値推定値の最大変化量

v[ = max | ¾ (5 )― Hm_l

, く平均値以下のチャネル推定値の最大^化量の二乗

平均値以下のチャネルの推定値の最大最小の差

平均値以下のチャネル推定値の最大の二乗と最小の二乗の差 max mm ' (

-平均振幅以下のパイ口ット部分の受信信号の平均変化量

|M ）- i

-平均振幅以下のパイ口ット部分の受信信号の最大変化量

v_t = max

Yirij | ·平均振幅以下のパイ口ット部分の受信信号の最大変化量の二乗

, = max V, (s. i)一 Ym. 平均振幅以下のパイ口ット部分の受信信号の最大最小の差 yi(s,i)- min ; C )

平均振幅以下のパイ口ット部分の受信信号の最大の二乗と最小の二乗の

4'= max I mm

l≤i≤I

なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である L S Iとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように 1チップ化されても良い。

ここでは、 L S Iとしたが、集積度の違いにより、 I C、システム L S I、スーパー L S I、ウルトラ L S I と呼称されることもある。

また、集積回路化の手法は L S Iに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。 L S I製造後に、プログラムすることが可能な F P G A (Field Programmable Gate Array) や、 L S I内部の回路セノレの接続や設定を再構成可能なリコンフィギユラブル ·プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により L S Iに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。以上説明したように、本発明によれば、サブキャリアのブロック化および適応変調が行われるマルチキヤリァ通信システムでプロック毎に最適な変調方式を正しく選択でき、その結果、伝送効率を向上させることができる。本明細書は、 200 3年 7月 3 1日出願の特願 200 3— 28450 9に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、移動体通信システムにおいて使用される移動局装置や基地局装置等に好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 各々複数のサブキヤリァ信号を含む複数のプロックから構成されるマルチキヤリァ信号に対して適応変調を行う無線送信装置であって、

前記複数のプロック毎に変調方式を選択する選択手段と、

選択されたブロック毎の変調方式で、各ブロックに含まれる前記複数のサブキャリア信号を変調する変調手段と、を具備し、

前記選択手段は、ブロック毎の伝送路特性を示す値の平均と分散とに基づいて変調方式を選択する、

2 . 伝送路特性を示す値の平均は S N Rの平均であり、伝送路特性を示す値の分散は S N Rの分散である、

請求項 1記載の無線送信装置。

3 . S N Rの分散は、平均 S N R以下の S N Rから求められる、

請求項 2記載の無線送信装置。

4 . 伝送路特性を示す値の平均は S N Rの平均であり、伝送路特性を示す値の分散はチャネル推定値の分散である、

請求項 1記載の無線送信装置。

5 . チャネル推定値の分散は、平均チャネル推定値以下のチャネル推定値から求められる、

請求項 4記載の無線送信装置。

6 . 伝送路特性を示す値の平均は S N Rの平均であり、伝送路特性を示す値の分散はパイ口ット部分の信号の振幅の分散である、

請求項 1記載の無線送信装置。

7 . パイ口ット部分の信号の振幅の分散は、平均振幅以下の振幅のパイ口ット部分の信号から求められる、

請求項 6記載の無線送信装置。

8 . 各々複数のサブキヤリァ信号を含む複数のプロックから構成されるマルチキヤリァ信号に対して適応変調を行う無線通信システムにおいて使用される変調方式選択方法であって、

前記複数のプロック毎に変調方式を選択する選択工程と、

選択されたプロック毎の変調方式で、各プロックに含まれる前記複数のサブキャリア信号を変調する変調工程と、を具備し、

前記選択工程において、プロック毎の伝送路特性を示す値の平均と分散とに基づいて変調方式を選択する、

変調方式選択方法。