WO2023148954A1

WO2023148954A1 - 無線通信方法、無線通信システムおよび無線送信装置

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Publication number: WO2023148954A1
Application number: PCT/JP2022/004605
Authority: WO
Inventors: 圭太栗山; 隼人福園; 利文宮城; 武鬼沢
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2022-02-07
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2023-08-10

Abstract

QAMとAPSKに対応する無線送信装置１０および無線受信装置を用いる。無線送信装置１０は送信電力を可変とする電力増幅器２４を備える。コンスタレーション算出部２２は、QAMの変調信号が所望送信電力で電力増幅器２４によって増幅された場合に生成されると予想される推定コンスタレーション｛QAM｝を前記電力増幅器２４の入出力特性に基づいて算出し、APSKの変調信号が前記所望送信電力で増幅された場合に生成されると予想される推定コンスタレーション｛APSK｝を同様に算出する。変調方式選択部２０は、推定コンスタレーション｛QAM｝上の推定最小ユークリッド距離と、推定コンスタレーション｛APSK｝上の推定最小ユークリッド距離とを比較して、その距離が長い方の変調方式を選択する。

Description

無線通信方法、無線通信システムおよび無線送信装置

　この開示は、無線通信方法、無線通信システムおよび無線送信装置に係り、特に、送信電力が変化する環境下での利用に適した無線通信方法、無線通信システムおよび無線送信装置に関する。

　下記非特許文献１は、無線通信の多値変調方式の一つであるQAM（Quadrature Amplitude Modulation）についての詳細が記述されている。また、下記非特許文献２は、多値変調方式の他の例であるAPSK（Amplitude Phase Shift Keying）についての詳細が記述されている。これらの方式に代表されるように、無線通信の分野では、様々な多値変調方式が用いられている。

　多値変調方式の別が無線通信の品質に与える影響に関して、下記非特許文献３は、以下の事項を開示している：
　１．多値変調方式毎にPAPR（Peak to Average Power Ratio）が異なること；
　２．PAPRが大きい方式ほど、送信側の電力増幅器が非線形領域を用いる場合に、受信側で信号が誤認され易いこと；
　３．APSKとQAMを比較した場合、PAPRが小さいAPSKの方が、電力増幅器の非線形領域で送信された場合のロバスト性に優れること。

IEEE Std 802.11ac-2013, IEEE, 2013年 ETSI EN 302 307-1 V1.4.1, Digital Video Broadcasting, 2014年11月 "M-APSK Modulation for SC-FDMA Communication Systems", Juraj GAZDA, Denis DUPAK, Dusan KOCUR, Department of Electronics and Multimedia Communications, Faculty of Electrical Engineering and Informatics, Technical University of Kosice, Letna 9, 04200 Kosice, Slovakia, 2011年

　ところで、QAMで用いられるシンボルのコンスタレーションでは、複数のシンボルが格子状に配列される。一方、APSKで用いられるシンボルのコンスタレーションでは、複数のシンボルが、一つまたは複数の同心円状に配置される。両者を対比すると、シンボル数が同じであれば、QAMのコンスタレーション上に並ぶシンボル間の最小ユークリッド距離は、APSKのコンスタレーション上での最小ユークリッド距離より長くなる。

　多値変調方式の通信において、受信側では、受信した信号を、予め記憶してあるコンスタレーション上の何れかのシンボルとして認識する。具体的には、コンスタレーション上で、受信した信号と、その周囲に存在するシンボル夫々との尤度を計算して、最も尤度の高いシンボルを受信信号として認識する。この場合、コンスタレーション上に並ぶシンボル間のユークリッド距離が長いほど、受信信号の識別精度は高くなる。従って、受信信号が歪みを伴うことなく送信されてくる環境下では、最小ユークリッド距離の長いQAMの方が、APSKに比して優れたBER（Bit Error Rate）を確保し易い。

　送信側の電力増幅器が、送信信号を線形領域で増幅できる状況下では、送信信号に歪みが生じ難い。従って、このような状況下では、APSKよりQAMの方が良好な通信品質を確保し易い。他方、送信電力が大きく、電力増幅器が非線形領域で信号を増幅する状況下では、非特許文献３に記載の理由により、APSKを用いる方がQAMを用いる場合より優れた通信品質を確保し易い。

　このように、多値変調方式それぞれの適性を比較してみると、電力増幅器が線形領域を用いるか非線形領域を用いるかに応じて、優劣が逆転することがある。しかしながら、従来、通信に使用する多値変調方式を送信電力に応じて適宜切り替えるという制御は検討されていなかった。この点、従来の無線通信技術は、複数の多値変調方式を切り替えて使用することにより更に改善できる余地を残すものであった。

　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の多値変調方式を送信電力に応じて適宜切り替えて用いることにより、広い送信電力範囲に亘って優れた通信品質を確保する無線通信方法を提供することを第１の目的とする。

　また、本開示は、複数の多値変調方式を送信電力に応じて適宜切り替えて用いることにより、広い送信電力範囲に亘って優れた通信品質を確保する無線通信システムを提供することを第２の目的とする。

　また、本開示は、複数の多値変調方式を送信電力に応じて適宜切り替えて用いることにより、広い送信電力範囲に亘って優れた通信品質を確保する無線送信装置を提供することを第３の目的とする。

　第１の態様は、上記の目的を達成するため、少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線送信装置および無線受信装置を用いる無線通信方法であって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　前記無線送信装置は送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　当該無線送信装置が、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出するステップと、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出するステップと、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出するステップと、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出するステップと、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択するステップと、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令するステップと、
　前記無線受信装置が、指令された前記変調方式で前記無線送信装置との通信を行うステップと、を含むことが望ましい。

　また、第２の態様は、少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線送信装置および無線受信装置を用いる無線通信システムであって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　前記無線送信装置は、
　送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択する処理と、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令する処理と、を実行するように構成され、
　前記無線受信装置が、指令された前記変調方式で前記無線送信装置との通信を行うように構成されていることが望ましい。

　また、第３の態様は、少なくとも二つの多値変調方式に対応し、当該少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線受信装置と通信する機能を有する無線送信装置であって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択する処理と、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令する処理と、
　を実行するように構成されていることが望ましい。

　第１乃至第３の態様によれば、複数の多値変調方式の使用が可能な環境下で、送信電力に応じて適宜それらを切り換えることにより、広い送信電力範囲で優れた通信品質を確保することが可能になる。

本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成例を示す図である。 APSKのコンスタレーションとQAMのコンスタレーションとを対比して表示した図である。 QAMとAPSKの特性を対比して表示した図である。図１に示す無線送信装置が備える電力増幅器の入出力特性を説明するための図である。 QAMとAPSKの適性を、電力増幅器が線形領域を用いる場合と非線形領域を用いる場合のそれぞれについて対比して表示した図である。本開示の実施の形態１の無線送信装置の構成を説明するためのブロック図である。図６に示す無線送信装置で実施される主要な処理の流れを説明するためのフローチャートである。

実施の形態１．
［実施の形態１の全体構成］
　図１は、本開示の実施の形態１の無線通信システムの構成例を示す。図１に示すように、本実施形態のシステムは、無線送信装置１０および無線受信装置１２を備えている。無線送信装置１０は、例えば、通信事業者が管理する無線通信の基地局、或いは無線LAN（Local Area Network）のアクセスポイントであり得る。一方、無線受信装置１２は、ライセンス帯およびアンライセンス帯の双方または一方での通信が可能な端末装置であり得る。

［実施の形態１の特徴］
　本実施形態において、無線送信装置１０および無線受信装置１２は、複数の多値変調方式に対応する機能を備えている。ここでは、具体的には、無線送信装置１０および無線受信装置１２が、それぞれQAM（Quadrature Amplitude Modulation）とAPSK（Amplitude Phase Shift Keying）とに対応している場合について説明する。

　図２は、APSKのコンスタレーションとQAMのコンスタレーションとを対比して表示した図である。より具体的には、図２の左側は、１６個のシンボルを取り扱う１６APSKのコンスタレーションを示す。また、図２の右側は、同じく１６個のシンボルを取り扱う１６ＱＡＭのコンスタレーションを示す。それぞれのシンボルの位置は、振幅と位相を表している。

　１６APSKのコンスタレーションでは、１６のシンボルが、二つの同心円上に８個ずつ等間隔に配置される。一方、１６QAMのコンスタレーションでは、１６のシンボルが格子状に等間隔に配置される。図中には、それぞれのコンスタレーションにおけるシンボル間の最小ユークリッド距離を、双方向の矢印で表している。両者を対比すると、最小ユークリッド距離は、シンボルが格子状に並ぶQAMの場合の方が、APSKの場合に比して大きいことが判る。

　次に、PAPR（Peak to Average Power Ratio）について検討する。コンスタレーション上の個々のシンボルの送信には、振幅が大きいものほど大きな電力を要する。従って、APSKでは、外側の同心円上に並ぶ８個のシンボルを送信する際にピーク電力が生ずる。一方、QAMの場合は、四隅に位置する４個のシンボルを送信する際にピーク電力が生ずる。このため、全てのシンボルについて送信電力を平均化した値に対するピークの送信電力の比率は、APSKの方が小さな値となる。従って、PAPRは、APSKが用いられる場合に、QAMが用いられる場合に比して小さな値になり易い。

　図３は、上述した最小ユークリッド距離、およびPAPRの特性を、QAMとAPSKについて対比して表したものである。図中に示す〇および×は、無線通信において良好なBER（Bit Error Rate）を確保する上での優劣を表している。以下、このような優劣が生ずる理由について説明する。

　図１に示す無線受信装置１２は、無線送信装置１０から通信に用いる変調方式についての指令を受けて、その指令に従った変調方式を選択する。何れの変調方式でも、無線受信装置１２は、受信信号をその振幅と位相に基づいてコンスタレーション上に配置して、その周囲に位置する複数のシンボルのそれぞれについて、受信信号との尤度を計算する。そして、受信信号を、最も尤度の高いシンボルとして認識する。

　コンスタレーション上の最小ユークリッド距離が長いほど、シンボル毎に計算される上記の尤度に大きな差が生じ易い。このため、受信信号が、コンスタレーション上に正しく配置されるとすれば、最小ユークリッド距離が大きいQAMを用いる方が、その距離が小さいAPSKを用いる場合より優れたBERを確保し易い。図３の最右列はその関係を、QAM「〇（大きい）」、APSK「×（小さい）」と表している。

　図４は、図１に示す無線送信装置１０が備える電力増幅器の入出力特性を示す。図４に示すように、電力増幅器は、入力電力がP_B以下の領域では線形な入出力特性を示すが、入力電力がP_Bを超える領域では、その特性が非線形となる。そして、電力増幅器が非線形領域を使って増幅した信号には歪みが重畳する。受信信号に歪みが生じていると、無線受信装置１２において、その受信信号は、コンスタレーション上で本来の位置からずれた位置に配置される。その結果、非線形領域で増幅された信号は、無線受信装置１２において、誤ったシンボルとして誤認され易い。

　無線送信装置１０が無線信号を送信するに際して、平均電力が線形領域に収まっていたとしても、大きな振幅を伴う信号は、電力増幅器の非線形領域に入り込むことがある。そして、このような現象は、通信に用いる多値変調方式のPAPRが大きいほど頻発し易くなる。このため、送信信号に歪みを与えずに、歪みに起因する信号誤認を防止するという観点では、PAPRの小さなAPSKの方が、大きなPAPRを伴うQAMより優れている。図３の中央列はその関係を、QAM「×（大きい）」、APSK「〇（小さい）」と表している。

　図５は、QAMとAPSKの適性を、電力増幅器が線形領域を用いる場合と非線形領域を用いる場合のそれぞれについて対比して表している。電力増幅器への入力電力が線形領域に収まる場合は、何れの変調方式が用いられても歪みの問題が生じない。この場合、最小ユークリッド距離の関係で、APSKを用いるよりQAMを用いた方が良好なBERを得られる。図５の中央列はその関係を、QAM「◎（優）」、APSK「〇（良）」と表している。

　電力増幅器の非線形領域では、入力電力が大きいほど送信信号に重畳する歪みも大きくなる。このため、入力電力が非線形領域に侵入する場合、PAPRが大きい多値変調方式ほど、ピークに対応する信号に、大きな歪みが重畳することになる。そして、送信信号に重畳する歪みが大きいほど、その信号は、無線受信装置１２において誤認され易くなる。このような理由により、電力送信装置が非線形領域を使用する状況下では、大きなPAPRを有するQAMでは、PAPRが低いAPSKの場合に比して、通信品質に大きな劣化が生じ易い。図５の最右列はその関係を、QAM「×（PAPR大のため）」、APSK「△（PAPR低のため）」と表している。

　以上説明した通り、QAMとAPSKの優劣は、電力増幅器の作動領域が線形領域であるか非線形領域であるかに応じて逆転する。このため、本実施形態では、この逆転に対応して、現実の環境下で優れた通信品質が得られるように、通信に用いる多値変調方式をQAMとAPSKとの間で適宜切り替えることとした。

［無線送信装置の構成］
　図６は、上記の機能を実現するために本実施形態において用いられる無線送信装置１０の構成を説明するためのブロック図である。図６に示す各要素は、専用のハードウェアにより構成することができる。また、それらの要素は、専用のハードウェアに加えて、演算処理ユニット、およびその演算処理ユニットに所望の処理を実行させるためのプログラムを用いて構成することも可能である。

　図６に示すように、無線送信装置１０は、情報ビット生成部１４を備えている。情報ビット生成部１４は、無線受信装置１２に向けて送信する情報に対応するビットデータを生成する。情報ビット生成部１４によって生成されたビットデータは、QAM変調部１６とAPSK変調部１８とに提供される。

　QAM変調部１６は、受信したビットデータをQAMの方式で変調する。一方、APSK変調部１８は、そのビットデータをAPSKの方式で変調する。何れの場合も、変調された信号は変調方式選択部２０とコンスタレーション算出部２２とに提供される。

　変調方式選択部２０は、通信に用いる変調方式として、QAMとAPSKの何れが適切かを判断する機能を有している。そして、QAMが適切であると判断した場合は、QAM変調部１６が生成した変調信号を電力増幅器２４に提供する。一方、APSKが適切であると判断した場合は、APSK変調部１８が生成した変調信号を電力増幅器２４に提供する。尚、変調方式選択部２０が変調方式を選択する処理については後に詳細に説明する。

　電力増幅器２４は、QAM変調部１６またはAPSK変調部１８で生成された変調信号を所望の送信電力に増幅してアンテナ２６に供給する。その結果、アンテナ２６からは、変調方式選択部２０によって選択された変調方式に従い、電力増幅器２４によって所望の電力に増幅された信号が送信される。

　本実施形態における無線送信装置１０は、入出力特性記憶部２８を備えている。入出力特性記憶部２８には、電力増幅器２４の入出力特性が予め記憶されている。例えば、図４に示すような入出力特性のカーブが記憶されている。入出力特性記憶部２８は、その入出力特性の情報をコンスタレーション算出部２２に提供することができる。

　コンスタレーション算出部２２は、QAM変調部１６から取得したQAMの変調信号と、入出力特性記憶部２８から取得した入出力特性と、電力増幅器２４に指令されている送信電力とに基づいて、QAMの変調信号に対応する推定コンスタレーション｛QAM｝を生成する。つまり、変調信号に含まれる個々のシンボルに、どのような歪みが重畳するかは、電力増幅器２４の入出力特性と送信電力とに基づいて推定することができる。ここでは、個々のシンボルにその歪が重畳するものとして、QAMの変調信号に含まれる全シンボルをコンスタレーション座標上に配置することで上記の推定コンスタレーション｛QAM｝が生成される。コンスタレーション算出部２２は、同様にして、APSKの変調信号についても推定コンスタレーション｛APSK｝を生成する。

　変調方式選択部２０は、コンスタレーション算出部２２が生成した推定コンスタレーション｛QAM｝を取得し、その中に含まれる全てのシンボルを対象として推定最小ユークリッド距離｛QAM｝を算出する。つまり、推定コンスタレーション｛QAM｝において、最も近接するシンボル間の直線距離を推定する。同様にして、変調方式選択部２０は、推定コンスタレーション｛APSK｝に基づいて推定最小ユークリッド距離｛APSK｝を算出する。

　電力増幅器２４が線形領域で信号を増幅する場合は、送信信号に大きな歪みが重畳しないため、推定最小ユークリッド距離｛QAM｝が、推定最小ユークリッド距離｛APSK｝より大きくなり易い。他方、電力増幅器２４非線形領域を用いる状況下では、PAPRの違いに起因して、その関係が逆転する事態が生ずる。何れの場合でも、受信側では、最小ユークリッド距離が長い方が、送信信号を正しく認識し易い。

　本実施形態において、変調方式選択部２０は、推定最小ユークリッド距離｛QAM｝と推定最小ユークリッド距離｛APSK｝とを比較して、その距離が長い方の変調方式を通信に用いる方式として選択する。このため、本実施形態の無線送信装置１０によれば、電力増幅器２４がどのような領域で変調信号を増幅するかに関わらず、常に、無線受信装置１２に正しく信号を認識させるうえで有利な変調方式を採用することができる。

［実施の形態１における処理の流れ］
　図７は、図６に示す無線送信装置１０で実施される主要な処理の流れを説明するためのフローチャートである。より具体的には、変調方式選択部２０およびコンスタレーション算出部２２において実行される処理の流れを説明するためのフローチャートである。

　図７において、ステップ１００～１０８の処理はコンスタレーション算出部２２において実行される。具体的には、先ず、入出力特性記憶部２８から、電力増幅器２４の入出力特性が読み込まれる（ステップ１００）。本ステップ１００の処理、つまり、図７において破線の枠で囲まれた処理は、無線送信装置１０の動作開始時に、初期化処理として一度だけ実施させることとしてもよい。

　コンスタレーション算出部２２では、次に、QAM変調部１６からQAMによる変調信号が取得されると共に（ステップ１０２）、APSK変調部１８からAPSKによる変調信号が取得される（ステップ１０４）。続いて、推定最小ユークリッド距離｛QAM｝と、推定最小ユークリッド距離｛APSK｝が算出される（ステップ１０６、１０８）。

　推定最小ユークリッド距離｛QAM｝の算出では、先ず、電力増幅器２４の入出力特性に、今回の送信に用いられる送信電力と、上記ステップ１０２で取得したQAMの変調信号とを当て嵌めて推定コンスタレーション｛QAM｝が生成される。そして、推定コンスタレーション｛QAM｝における最小ユークリッド距離が推定最小ユークリッド距離｛QAM｝とされる。推定最小ユークリッド距離｛APSK｝は、上記ステップ１０４で取得したAPSKの変調信号に基づいて、同様の手順で算出される。

　ステップ１１０～１１４の処理は、変調方式選択部２０において実行される。即ち、上記ステップ１００～１０８の処理が終わると、変調方式選択部２０は、先ず、上記ステップ１０８で算出された推定最小ユークリッド距離｛APSK｝が上記ステップ１０６で算出された推定最小ユークリッド距離｛QAM｝より大きいか否かが判別される（ステップ１１０）。

　そして、推定最小ユークリッド距離｛APSK｝＞推定最小ユークリッド距離｛QAM｝が認められる場合は、通信に用いる変調方式としてAPSKが選択される（ステップ１１２）。他方、上記の関係が認められない場合は、通信に用いる変調方式としてQAMが選択される（ステップ１１４）。尚、上記ステップ１０２～１１４の処理は、送信フレーム毎に繰り返し実行される。

　以上説明した通り、本実施形態の無線通信システムによれば、複数の多値変調方式を、夫々の送信信号により実現されると推定される最小ユークリッド距離に基づいて、適宜切り替えて用いることができる。その結果、電力増幅器２４が如何なる送信電力を用いる場合も、常に、高い通信品質を得るのに有利な変調方式が選択される。このため、本実施形態の無線通信システムによれば、広い送信電力範囲に亘って優れた通信品質を安定的に確保することができる。

［実施の形態１の変形例］
　ところで、上述した実施の形態１では、多値変調方式として１６QAMと１６APSKの二つを用いることとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。シンボルの数は１６に限定されるものではなく、それら二つの変調方式のシンボル数が異なっていてもよい。また、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送、DFT-s-OFDM（Discrete Fourier Transform-Spread-OFDM）伝送、SC（Single Carrier）伝送などの様々な伝送方式を適用することができる。SISO（Single Input and Single Output）構成、MIMO（Multiple Input and Multiple Output）構成などの様々なシステム構成を適用することができる。更に、FTN（Faster-than-Nyquist）伝送、ナイキスト伝送などの方式も適用することができる。加えて、三つ以上の変調方式を用いて、それらの変調方式の中から最適な変調方式を適宜選択することとしてもよい。

　また、上述した実施の形態１では、QAMおよびAPSKのそれぞれについて算出した推定最小ユークリッド距離の比較に基づいて通信に用いる方式を選択している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。比較の対象は、推定コンスタレーション上でのシンボルの密度を表すものであればよい。例えば、推定コンスタレーション上のシンボル間距離の平均である推定平均ユークリッド距離の比較に基づいてQAMとAPSKの何れかを選択することとしてもよい。

　また、上述した実施の形態１では、QAMの変調信号に対応する推定コンスタレーション｛QAM｝と、APSKの変調信号に対応する推定コンスタレーション｛APSK｝とを生成して、それらに基づいてそれぞれの推定最小ユークリッド距離を算出している。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、コンスタレーション算出部２２は、QAMおよびAPSKの変調信号を取り込むことなく、QAMおよびAPSKのそれぞれについて、正規のコンスタレーションに歪みの影響を反映させることで推定コンスタレーションを生成してもよい。

　また、上述した実施の形態１では、推定コンスタレーション｛QAM｝から得た推定ユークリッド距離｛QAM｝と推定コンスタレーション｛APSK｝から得た推定ユークリッド距離｛APSK｝とを直接比較することとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、何れか一方のユークリッド距離には、通信品質に応じて設定したバイアス値の加算、或いは減算を施してもよい。この場合、状況に応じて最適でない変調方式が選択されることになるが、変調方式の切り替え頻度を低下させることができる。

　更に、上述した実施の形態１では、推定コンスタレーションをフレーム毎に更新して、フレーム毎に最適な変調方式を選択することとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。即ち、推定コンスタレーションを、複数のフレーム毎、或いは一定時間毎に更新することとして、変調方式の切り替え頻度を一フレーム毎より低くしてもよい。

　また、上述した実施の形態１においては、無線送信装置１０が自動送信電力制御部（ATPC: Adaptive Transmission Power Control）を備えていないが、本開示はこれに限定されるものではない。即ち、無線送信装置１０にATPCを組み込んで、電力増幅器２４が用いる送信電力をATCPに指定させることとしてもよい。

１０　無線送信装置
１２　無線受信装置
１６　QAM変調部
１８　APSK変調部
２０　変調方式選択部
２２　コンスタレーション算出部
２４　電力増幅器
２８　入出力特性記憶部

Claims

　少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線送信装置および無線受信装置を用いる無線通信方法であって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　前記無線送信装置は送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　当該無線送信装置が、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出するステップと、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出するステップと、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出するステップと、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出するステップと、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択するステップと、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令するステップと、
　前記無線受信装置が、指令された前記変調方式で前記無線送信装置との通信を行うステップと、
　を含む無線通信方法。
　前記無線送信装置が、
　前記無線受信装置に向けて送信する情報ビットを前記第一の変調方式で変調することにより第一の変調信号を生成するステップと、
　前記情報ビットを前記第二の変調方式で変調することにより第二の変調信号を生成するステップと、を更に含み、
　前記第一の推定コンスタレーションは、前記第一の変調信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されるシンボルの集合で形成されたものであり、
　前記第二の推定コンスタレーションは、前記第二の変調信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されるシンボルの集合で形成されたものである、
　請求項１に記載の無線通信方法。
　前記第一の推定コンスタレーションは、前記第一の変調方式の正規のコンスタレーションに含まれる全シンボルが、前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されるシンボルの集合で形成されたものであり、
　前記第二の推定コンスタレーションは、前記第二の変調方式の正規のコンスタレーションに含まれる全シンボルが、前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されるシンボルの集合で形成されたものである、
　請求項１に記載の無線通信方法。
　前記第一の推定ユークリッド距離は前記第一の推定コンスタレーションにおける推定最小ユークリッド距離であり、
　前記第二の推定ユークリッド距離は前記第二の推定コンスタレーションにおける推定最小ユークリッド距離である、
　請求項１乃至３の何れか1項に記載の無線通信方法。
　前記第一の推定ユークリッド距離は前記第一の推定コンスタレーションにおける推定平均ユークリッド距離であり、
　前記第二の推定ユークリッド距離は前記第二の推定コンスタレーションにおける推定平均ユークリッド距離である、
　請求項１乃至３の何れか1項に記載の無線通信方法。
　前記無線送信装置が、
　要求される通信品質に基づいてバイアス値を設定するステップと、
　前記第一の推定ユークリッド距離または前記第二の推定ユークリッド距離に、前記バイアス値の加算または減算処理を施すステップと、
　を更に含む請求項１乃至５の何れか1項に記載の無線通信方法。
　少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線送信装置および無線受信装置を用いる無線通信システムであって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　前記無線送信装置は、
　送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択する処理と、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令する処理と、を実行するように構成され、
　前記無線受信装置が、指令された前記変調方式で前記無線送信装置との通信を行うように構成されている無線通信システム。
　少なくとも二つの多値変調方式に対応し、当該少なくとも二つの多値変調方式に対応する無線受信装置と通信する機能を有する無線送信装置であって、
　前記少なくとも二つの多値変調方式には、第一の変調方式と第二の変調方式が含まれ、
　送信電力を可変とする電力増幅器を備え、
　前記第一の変調方式で変調された信号が所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第一の推定コンスタレーションを前記電力増幅器の入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第二の変調方式で変調された信号が前記所望送信電力で前記電力増幅器によって増幅された場合に生成されると予想される第二の推定コンスタレーションを前記入出力特性に基づいて算出する処理と、
　前記第一の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第一の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第二の推定コンスタレーションにおけるシンボル間距離の特性値である第二の推定ユークリッド距離を算出する処理と、
　前記第一の推定ユークリッド距離と前記第二の推定ユークリッド距離のうち大きくない方を発生させる変調方式を、通信に用いる方式として選択する処理と、
　選択した変調方式での通信を前記無線受信装置に指令する処理と、
　を実行するように構成されている無線送信装置。