JP4583440B2

JP4583440B2 - 通信端末装置および通信システム

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Inventors: 秀和坪井
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Description

本発明は、伝搬路状態に応じてサブキャリア毎に適切な変調パラメータを与える適応変調方式に基づいて通信を行なう通信端末装置および通信システムに関する。

近年、無線通信システムへの高速化を求めるユーザ数が増加しており、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な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は、ある周波数間隔で配置された帯域幅の狭い複数の搬送波（サブキャリア）を用いて、周波数分割多重で情報信号を並列に伝送する方式である。

シングルキャリア伝送で高速伝送を行なう場合には、周波数選択性フェージングの影響により帯域全体の周波数特性が平坦でなくなる。これは、時間領域において符号間干渉が発生していることに相当し、伝送品質が著しく劣化する要因となる。

これに対してマルチキャリア伝送では、多数のサブキャリアを使用するため、周波数選択性フェージング環境下においても、各サブキャリアの伝搬路変動は、サブキャリア毎に見る限り一様なフェージングに起因するとみなすことができる。このため、マルチキャリア伝送では、シングルキャリア伝送よりも周波数選択性フェージングの影響を軽減することができる。

また、マルチキャリア伝送では、各サブキャリアの受信電力（または受信ＳＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＰｏｗｅｒＲａｔｉｏや受信ＳＩＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｌｕｓＮｏｉｓｅＰｏｗｅｒＲａｔｉｏ）がそれぞれ異なるものとなるため、変調方式、符号化率、符号化方式等の変調パラメータを全サブキャリアに共通に与える場合に比べ、伝搬路状態に応じてサブキャリア毎に適切な変調パラメータを与える適応変調方式（サブキャリア適応変調方式）を用いることにより高効率な通信を行なうことができる。

ここで、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう通信システムの一般的な構成例について説明する。図１４は、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう通信システムにおける送信器の構成を示す図である。図１５は、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう通信システムにおける受信器の構成を示す図である。

図１４に示す送信器において、伝搬路情報受信回路１４０１は、受信側からの伝搬路情報を受信する。また、変調パラメータ算出回路１４０２は、伝搬路情報受信回路１４０１からの伝搬路情報から各サブキャリアの適応変調パラメータを決める。変調制御回路１４０３は、受信側と事前に取り決められた変調情報部変調パラメータ（変調情報を変調するためのパラメータで、「変調情報変調パラメータとも呼称する。）と変調パラメータ算出回路１４０２で算出された適応変調パラメータとを用いて、後述する変調情報サブフレームとデータサブフレームの変調制御を行なう。適応変調情報挿入回路１４０４は、送信データに適応変調情報を挿入する。符号化回路１４０５は、適応変調情報が挿入された信号を符号化する。サブキャリア適応変調回路１４０６は、符号化したデータをサブキャリア適応変調する。ＩＦＦＴ回路１４０７は、サブキャリア適応変調回路出力を周波数領域から時間領域へ変換する。パイロット挿入回路１４０８は、ＩＦＦＴ回路出力にパイロットを挿入する。Ｄ／Ａ変換回路１４０９は、パイロットが挿入された信号をアナログ信号へ変換する。

一方、図１５に示す受信器において、Ａ／Ｄ変換回路１５０１は、受信信号をデジタル信号に変換する。シンボル同期回路１５０２は、Ａ／Ｄ変換回路１５０１から入力された信号に同期する。ＦＦＴ回路１５０３は、シンボル同期回路１５０２からの同期信号に従い、入力信号を周波数領域へ変換する。パイロット分離回路１５０４は、周波数領域の信号へ変換された信号からパイロットを分離し、パイロット信号およびパイロット以降の信号を出力する。伝搬路情報送信回路１５０５は、パイロット分離回路１５０４からのパイロット信号から伝搬路情報を推定し、データの送信側へ送り返す。復調制御回路１５０６は、送信側と事前に取り決められた変調情報部復調パラメータと、後述する変調情報分離回路から出力される適応変調パラメータを用い、復調パラメータ制御信号を出力する。サブキャリア適応復調回路１５０７は、パイロット分離回路１５０４からのパイロット以降の信号を復調制御回路１５０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復調処理を行なう。復号回路１５０８は、サブキャリア適応復調回路１５０７で復調された信号を、復調制御回路１５０６からの復調パラメータ制御信号を用いて、復号処理する。変調情報分離回路１５０９は、復号回路１５０８で復号された信号を変調情報部とデータ部とに分離し、適応復調および復号された変調情報以降の信号を受信データとして出力する。

一般的に、このようなサブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう従来の通信システムにおいて伝送されるフレームには、図１６に示すように、同期検波、伝搬路状態推定を行なうためのパイロットサブフレーム１６０１と、各サブキャリアの変調パラメータを受信側へ通知するための変調情報サブフレーム１６０２と、情報データの伝送に使用されるデータサブフレーム１６０３と、が含まれている（例えば、非特許文献１、非特許文献２および非特許文献３参照）。以下、フレーム中の変調情報サブフレームを変調情報部、データサブフレームをデータ部と呼称することもある。

変調情報サブフレーム１６０２は、予め定められた、全てのサブキャリアで共通の変調パラメータによって伝送され、この変調情報サブフレーム１６０２内で指示された変調パラメータによって、データサブフレームがサブキャリア適応変調されることとなる。一般的には、変調情報サブフレーム１６０２は、最も誤り率特性の良好な変調パラメータを用いて伝送されている。

従来のサブキャリア適応変調方式に基づく通信システムにおいて、受信器は、まず、受信したフレームからパイロットサブフレームを取り出す。そして、パイロットサブフレームの受信状態から伝搬路状態を推定する。その後、伝搬路状態の推定結果に基づいて、送信フレームの各サブキャリアの変調パラメータを算出する。受信器において、このような手順に従って送信フレームの各サブキャリアの変調パラメータが決定され、この変調パラメータを用いて当該通信システムにおける通信が実現される（例えば、非特許文献１参照）。
前原文明他、「サブキャリア適応変調を用いたＯＦＤＭ／ＴＤＤ伝送方式の検討」、２００１年電子情報通信学会総合大会、２００１年３月、Ｂ−５−１００、ｐ．４９８吉識知明他、「高速データ伝送のためのマルチレベル送信電力制御を用いたＯＦＤＭ適応変調方式」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、２００１年７月、Ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｂ、Ｎｏ．７、ｐ．１１４１−１１５０吉識知明他、「１セル繰り返しＯＦＤＭ／ＴＤＭＡシステムにおけるマルチレベル送信電力制御のための干渉電力推定に関する検討」、電子情報通信学会技術報告、２００３年１月、ＲＣＳ２００２−２４０、ｐ．６５−７０

しかしながら、従来のサブキャリア適応変調方式に基づく通信システムにおいては、伝送されるフレームに、各サブキャリアの変調パラメータを受信側へ通知するための変調情報サブフレームを挿入することが不可欠となる。この変調情報サブフレームを挿入した場合には以下のような問題が発生し得る。

すなわち、変調情報サブフレームは、サブキャリア数と選択可能な変調パラメータ数とに比例して長くなるため、そのオーバヘッドにより通信のスループットが低下するという問題が発生する。また、フレーム長が長くなるだけ送受信動作時間（変復調回路動作時間）が長くなるため、通信端末の消費電力が増加するという問題が発生する。

特に、アクセスポイントとユーザ端末により構成されるような通信システムにおけるユーザ端末のように低消費電力化が要求される場合においては、このような消費電力の増加という問題はより顕著なものとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる通信端末装置および通信システムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る送信側の通信端末装置は、通信相手先から受信した伝搬路情報から各サブキャリアにおける適応変調パラメータを算出する変調パラメータ算出部と、変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームとを加算した長さとを比較し、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれを用いるか判定する判定部と、前記判定部の判定結果に応じて、送信データに対する変調パラメータを切り替えて変調を行なう変調部と、を備え、前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さが、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームとを加算した長さよりも短い場合には前記第２の送信方式を選択する一方、長い場合には前記第１の送信方式を選択することを特徴としている。

このように、変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さとを加算した長さとの比較結果に応じて送信方式（変調情報の有無）を選択することができるので、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

（２）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記判定部の判定結果に応じて、前記第１の送信方式または前記第２の送信方式のいずれかを示すパターンのパイロット信号を、前記変調部による変調データに挿入するパイロット挿入部を具備することを特徴としている。

このように、パイロット挿入部が、判定部の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示すパターンのパイロット信号を、前記変調部による変調データに挿入するので、選択した送信方式を、通信相手先に対して通知することが可能となる。

（３）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記判定部の判定結果に応じて、前記第１の送信方式または前記第２の送信方式のいずれかを示す識別情報を、送信データに挿入する識別情報挿入部を具備することを特徴としている。

このように、識別情報挿入部が、判定部の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示す識別情報を、送信データに挿入するので、選択した送信方式を、通信相手先に対して通知することが可能となる。

（４）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませることを特徴としている。

このように、第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませるので、送信データに対する変調パラメータの種別を、通信相手先に対して通知することが可能となる。これにより、送信データを変調する際の変調パラメータとして、変調情報変調パラメータ以外の任意の変調パラメータを使用することが可能となる。この結果、変調情報変調パラメータを使用する場合に比べてより送信速度の速い変調パラメータを使用して変調することが可能となる。

（５）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加するＣＲＣ付加部を具備することを特徴としている。

このように、ＣＲＣ付加部が、変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加するので、通信相手先で変調情報または受信データのフォーマットを判定する際に利用可能なデータを提供することが可能となる。

（６）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記判定部は、前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第１の算出部と、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さを算出する第２の算出部と、前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第３の算出部と、前記第１の算出部が算出したデータサブフレームの長さと前記第２の算出部が算出した変調情報サブフレームの長さとを加算した長さと、前記第３の算出部が算出したデータサブフレームの長さとを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴としている。

このように、第１〜第３の算出部によりそれぞれ算出された、適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さ、変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さおよび変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを用いて比較部により比較が行なわれ、その比較結果に応じて送信方式が選択されるので、送信データの長さに応じて適切に送信方式を選択することが可能となる。

（７）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記判定部は、当該通信端末装置が適用される通信システムで最も速く送信データを送信可能な変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第１の算出部と、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さを算出する第２の算出部と、前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第３の算出部と、前記第１の算出部が算出したデータサブフレームの長さと前記第２の算出部が算出した変調情報サブフレームの長さとを加算した長さと、前記第３の算出部が算出したデータサブフレームの長さとを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴としている。

このように、第１〜第３の算出部によりそれぞれ算出された、当該通信端末装置が適用される通信システムで最も速く送信データを送信可能な変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さ、変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さおよび変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを用いて比較部により比較が行なわれ、その比較結果に応じて送信方式が選択されるので、送信データの長さに応じて適切に送信方式を選択することが可能となる。特に、当該通信端末装置が適用される通信システムで最も速く送信データを送信可能な変調パラメータで送信データを変調した場合という仮定の元に送信データを変調した場合の長さを算出するので、当該データ長の算出に要する処理を簡略化することができる。

（８）また、本発明に係る送信側の通信端末装置は、前記判定部は、送信データを変調情報変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さと変調情報サブフレームの長さとを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴としている。

このように、比較部により送信データを変調情報変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さと変調情報サブフレームの長さとの比較が行なわれ、その比較結果に応じて送信方式が選択されるので、データサブフレームの長さに応じて適切に送信方式を選択することが可能となる。特に、送信方式を選択する際、データサブフレームの長さと変調情報サブフレームの長さとの比較処理のみを行なうだけで済むため、送信方式を選択する際に必要となる処理を簡略化することができる。

（９）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、通信相手先からの受信信号から、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれが用いられるか識別する送信方式識別部と、前記送信方式識別部の識別結果に応じて、受信データに対する復調パラメータを切り替えて復調を行なう復調部と、備え、前記送信方式識別部の識別結果が第１の送信方式である場合には通信相手先から通知される適応復調パラメータで受信データの復調を行なう一方、第２の送信方式である場合には変調情報を復調する際に用いる変調情報復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴としている。

このように、通信相手先からの受信信号から、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが用いられるか識別し、その識別結果に応じて受信データに対する復調パラメータを切り替えて復調を行なうことができ、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

（１０）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、前記送信方式識別部は、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信方式識別部が、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別するので、パイロット信号のパターンに応じて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（１１）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、前記送信方式識別部は、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信方式識別部が、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別するので、識別情報に応じて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（１２）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、前記識別情報により送信方式を第２の送信方式と識別した場合であって、当該識別情報に受信データに対する復調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴としている。

このように、送信方式を第２の送信方式と識別した場合であって、当該識別情報にパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうので、受信データを復調する際の復調パラメータとして、変調情報復調パラメータ以外の任意の復調パラメータを使用することが可能となる。この結果、変調情報復調パラメータを使用する場合に比べてより受信速度の速い復調パラメータを使用して復調することが可能となる。

（１３）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、前記送信方式識別部は、受信信号における復調情報および受信データの後端に付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信方式識別部が、受信信号における復調情報および受信データの後端に付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別するので、ＣＲＣによる検査データを用いて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（１４）また、本発明に係る受信側の通信端末装置は、前記送信方式識別部は、前記ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信方式識別部は、ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別するので、変調情報が有するフォーマットの一致・不一致を判断することで確実に送信方式を識別することが可能となる。

（１５）また、本発明に係る通信システムは、受信側からの伝搬路情報から各サブキャリアにおける適応変調パラメータを算出し、変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さとを加算した長さとを比較し、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれを用いるか判定し、当該判定結果に応じて送信データに対する変調パラメータを切り替えて変調を行なう送信器と、送信側からの受信信号から、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが用いられるか識別し、当該識別結果が第１の送信方式である場合には送信側から通知される適応復調パラメータで受信データの復調を行なう一方、第２の送信方式である場合には変調情報を復調する際に用いる変調情報復調パラメータで受信データの復調を行なう受信器と、を具備することを特徴としている。

このように、送信器において、変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さとを加算した長さとの比較結果に応じて送信方式（変調情報の有無）を選択することができる。一方、受信器において、送信器からの受信信号から、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが用いられるか識別し、その識別結果に応じて受信データに対する復調パラメータを切り替えて復調を行なうことができる。これにより、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

（１６）また、本発明に係る通信システムは、前記送信器は、送信方式の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示すパターンのパイロット信号を、変調後の変調データに挿入し、前記受信器は、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信器において、いずれかの送信方式を示すパターンのパイロット信号を変調データに挿入するので、選択した送信方式を、通信相手先に対して通知することが可能となる。一方、受信器において、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別するので、パイロット信号のパターンに応じて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（１７）また、本発明に係る通信システムは、前記送信器は、送信方式の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示す識別情報を、変調後の変調データに挿入し、前記受信器は、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信器において、いずれかの送信方式を示す識別情報を変調データに挿入するので、選択した送信方式を、通信相手先に対して通知することが可能となる。一方、受信器において、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別するので、識別情報に応じて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（１８）また、本発明に係る通信システムは、前記送信器は、第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませ、前記受信器は、送信方式を第２の送信方式と識別した識別情報に受信データに対する復調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴としている。

このように、送信器において、第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませるので、送信データに対する変調パラメータの種別を、通信相手先に対して通知することが可能となる。一方、受信器において、送信方式を第２の送信方式と識別した場合であって、当該識別情報にパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうので、受信データを復調する際の復調パラメータとして、変調情報復調パラメータ以外の任意の復調パラメータを使用することが可能となる。この結果、変調情報復調パラメータを使用する場合に比べてより通信速度の速い復調パラメータを使用して復調することが可能となる。

（１９）また、本発明に係る通信システムは、前記送信器は、変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加し、前記受信器は、受信信号における復調情報および受信データの後端に付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別することを特徴としている。

このように、送信器において、変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加するので、通信相手先で変調情報または受信データのフォーマットを判定する際に利用可能なデータを提供することが可能となる。一方、受信器において、受信信号における復調情報および受信データの後端に付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別するので、ＣＲＣによる検査データを用いて、送信側の通信端末装置において選択した送信方式を確実に識別することが可能となる。

（２０）また、本発明に係る通信システムは、前記受信器は、前記ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別することを特徴としている。

このように、受信器において、ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別するので、変調情報が有するフォーマットの一致・不一致を判断することで確実に送信方式を識別することが可能となる。

本発明によれば、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る通信システムは、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さが、変調後の変調情報サブフレームと適応変調された送信対象データのデータサブフレームとを加えた長さと比較して短い場合には、変調情報サブフレームを送信せずに（変調情報部を付加せずに）、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調して送信する。これにより、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加の抑制を図っている。

図１は、本発明に係る通信システムにおいて伝送されるフレームを説明するための模式図である。

同図（ａ）は、図１６と同様に、パイロットサブフレームと、変調情報サブフレームと、データサブフレームとを有するフレームについて示している。上述のように、変調情報サブフレームは、最も誤り率特性の良好な全てのサブキャリアで共通の変調パラメータを用いて伝送され、データサブフレームでは、この変調情報サブフレーム内で指示された変調パラメータによって送信対象データがサブキャリア適応変調されている。

本発明に係る通信システムは、このようなフレームを伝送する場合において、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さが、変調後の変調情報サブフレームと適応変調された送信対象データのデータサブフレームとを加えた長さよりも短い場合には、同図（ｂ）に示すように、変調情報サブフレームを送信せずに（変調情報部を付加せずに）、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調して送信する。なお、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さが、変調後の変調情報サブフレームと適応変調された送信対象データのデータサブフレームとを加えた長さよりも長い場合には、通常通り変調情報サブフレームを含めて送信する。

ここで、本発明に係る通信システムにおいて、送信対象データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さと、変調情報サブフレームと適応変調された送信対象データのデータサブフレームとを加算した長さとの比較を行ない、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例について説明する。

以下においては、変調情報サブフレームを送信する場合の送信方式を「送信方式１」と呼称し、変調情報サブフレームを送信しない場合の送信方式を「送信方式２」と呼称する。

図２〜図４は、本発明に係る通信システムにおいて、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例を示すブロック図である。以下、判定回路の構成例について説明する。

図２に示す判定回路は、３つの送信長算出回路１１〜１３と、加算器１４と、送信長比較回路１５と、送信方式選択回路１６とから構成される。

送信長算出回路１１は、送信対象データに対して適応変調を行なった際のデータサブフレームの長さを算出する。送信長算出回路１２は、変調情報サブフレームの長さを算出する。送信長算出回路１３は、変調情報部と同じ変調パラメータで送信対象データに対する変調を行なった際のデータサブフレームの長さを算出する。送信長算出回路１１は、変調パラメータとしてデータ部変調パラメータを使用するのに対し、送信長算出回路１２および１３は、変調パラメータとして変調情報部変調パラメータを使用する。

加算器１４は、変調情報サブフレームの長さと、適応変調を行なった際のデータサブフレームの長さとを加算する。送信長比較回路１５は、加算器１４から出力された変調情報サブフレームとデータサブフレームとを加算した長さ（以下、「加算後のサブフレームの長さ」と呼称する。）と、変調情報部と同一の変調パラメータで変調を行なった際のデータサブフレームの長さとを比較する。送信方式選択回路１６は、送信長比較回路１５の比較結果から、変調情報部と同一の変調パラメータで変調を行なった際のデータサブフレームの長さが、加算後のサブフレームの長さより長い場合には送信方式１を選択し、短いか等しい場合には送信方式２を選択する。

一方、図３に示す判定回路は、送信長算出回路１１において使用する変調パラメータが異なる点で図２に示す判定回路と相違する。すなわち、図２に示す判定回路では変調パラメータとしてデータ部変調パラメータを使用するのに対し、図３に示す判定回路では当該通信システムにおいて最も速く送信データを送信可能な変調パラメータ（以下、「システムで最高速の変調パラメータ」と呼称する。）を使用する点で相違する。

かかる相違に伴い、送信長算出回路１１は、システムで最高速の変調パラメータで変調を行なった際のデータサブフレームの長さを算出する。加算器１４は、変調情報サブフレームの長さと、システムで最高速の変調パラメータで変調を行なった際のデータサブフレームの長さとを加算する。

図２に示す判定回路においては、データ部変調パラメータが全サブキャリアに対して異なる変調方式を指定するため、データ長の計算が複雑になる。これに対し、図３に示す判定回路においては、「全サブキャリアを仮に最高速で送信したならば」という仮定の元に全サブキャリア同一の変調方式で長さを計算することが可能となる。このため、図２に示す判定回路と比較して判定精度は低くなるものの、データ長の計算が単純になるという利点を有する。

図２および図３に示す判定回路に対し、図４に示す判定回路は、送信長比較回路１５と送信方式選択回路１６とのみから構成される。

送信長比較回路１５は、変調情報部の長さ（変調情報サブフレームの長さ）と、送信データの長さ（送信データを変調情報部の変調パラメータで変調した際のデータサブフレームの長さ）とを比較する。送信方式選択回路１６は、送信長比較回路１５の比較結果から、送信データの長さ（送信データを変調情報部の変調パラメータで変調した際のデータサブフレームの長さ）が変調情報部の長さ（変調情報サブフレームの長さ）より長い場合には送信方式１を選択し、短いか等しい場合には送信方式２を選択する。

図４に示す判定回路においては、送信データを変調情報部の変調パラメータで変調した際のデータサブフレームの長さが、変調情報部を同一のパラメータで変調した場合の変調情報サブフレームの長さを超えるか否か（すなわち変調後のデータ長が変調情報長を超えるか否か）を計算するだけでよいため、図３に示す判定回路と比較して判定精度は低くなるものの、送信長を比較する際に必要となる計算が単純になるという利点を有する。

なお、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例は、図２〜図４に示す構成例に限定されるものではなく、他の構成を採用してもよい。また、これらの判定回路は、単独で設ける場合だけでなく、各判定回路を設けて、通信システムにおける負荷の状況に応じてこれらの３種類の判定回路を切り替えて使用することも可能である。この場合には通信システムにおける負荷の状況に応じて、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する際に必要となる計算を制御することが可能となる。

ここで、図２〜図４に示す判定回路において、送信方式として送信方式２を選択する場合、言い換えると、変調情報サブフレームを送信しない場合（変調情報部を付加しない場合）の具体例について説明する。

以下においては、変調パラメータとして、変調方式がＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭであり、符号化率が１／２および３／４である場合について示すものとする。また、データ送信に使用するサブキャリアの本数がＮ本であり、キャリアホールも用いる場合について示すものとする。さらに、変調情報部は、変調パラメータとして変調方式がＢＰＳＫ、符号化率が１／２で変調されるものとする。

以上の条件下において、変調情報部を用いる場合における変調情報部の長さおよびデータサブフレーム（データ部）の長さについて説明する。

まず、変調情報部の長さについて説明する。変調情報部の長さは、１つのサブキャリア当り９種類の変調パラメータを示す必要があるため４ビットが必要となる。これを変調方式ＢＰＳＫ、符号化率１／２で変調すると、８ビット（４ビット＊２）が必要となる。つまり、Ｎ本分の変調情報部を送信するには、サブキャリアの本数（Ｎ）に関わらず、８シンボルが必要となる。

次に、データ部の長さについて説明する。今、変調方式がＢＰＳＫで符号化率１／２で変調されるサブキャリアの本数をｎ_１本とし、変調方式がＢＰＳＫで符号化率３／４で変調されるサブキャリアの本数をｎ_２本とし、変調方式がＱＰＳＫで符号化率１／２で変調されるサブキャリアの本数をｎ_３本とし、変調方式がＱＰＳＫで符号化率３／４で変調されるサブキャリアの本数をｎ_４本とし、変調方式が１６ＱＡＭで符号化率１／２で変調されるサブキャリアの本数をｎ_５本とし、変調方式が１６ＱＡＭで符号化率３／４で変調されるサブキャリアの本数をｎ_６本とし、変調方式が６４ＱＡＭで符号化率１／２で変調されるサブキャリアの本数をｎ_７本とし、変調方式が６４ＱＡＭで符号化率３／４で変調されるサブキャリアの本数をｎ_８本とし、キャリアホールに設定されるサブキャリアの本数をｎ_９本とし、ｎ_１〜ｎ_９とサブキャリアの本数Ｎとは次式の関係が成り立つものとする。

このとき、１シンボル当りのデータビット数は、次式で表される。

したがって、送信ビット数がｙビットの場合、必要となるシンボル数は、次式で表される。なお、小数点以下は切り上げるものとする。

次に、変調情報部を用いない場合におけるデータ部の長さについて説明する。

データ部を変調情報部と同一の変調パラメータ、すなわち、変調方式がＢＰＳＫで符号化率１／２で変調すると、１シンボル当りのデータビット数は、（１／２）Ｎとなる。今、送信ビット数がｙビットの場合、必要となるシンボル数は、次式で表される。なお、小数点以下は切り上げるものとする。

以上のことから、送信ビット数がｙビットであり、データ送信に利用可能なサブキャリアの本数がＮ本の場合には、次式が成り立つ場合に変調情報部を付加することなく送信データを送信する方が、変調情報部を付加して送信データを送信する場合と比べて伝送効率が良いことが分かる。

より具体的な例を用いて説明する。例えば、送信ビット数（ｙ）が２５６バイトであり、サブキャリアの本数（Ｎ）が７６８本の場合と、送信ビット数（ｙ）が５１２バイトであり、サブキャリアの本数（Ｎ）が７６８本の場合であってサブキャリアの本数の内訳が上述のｎ_２が２６８本であり、ｎ_５が５００本の場合とについて説明する。

前者の場合には、次式が成り立つ。

このため、変調情報部を付加することなく送信データを送信する方が、変調情報部を付加して送信データを送信する場合と比べて伝送効率が良いことが分かる。なお、消費電力がほぼ送信時間に比例するものと仮定すれば、前者の場合において消費電力は変調情報部を付加する場合と比べて３／４の値を示すこととなる。

一方、後者の場合には、次式が成り立つ。

このため、変調情報部を付加することなく送信データを送信する方が、変調情報部を付加して送信データを送信する場合と比べて伝送効率が良いことが分かる。なお、消費電力がほぼ送信時間に比例するものと仮定すれば、後者の場合において消費電力は変調情報部を付加する場合と比べて１１／１２の値を示すこととなる。

以下、上記判定回路を搭載した送信器を有する通信システムの構成について説明する。

実施例１に係る通信システムにおける送信器は、上記いずれかの判定回路を備え、変調情報サブフレームの送信の有無を判定し、変調情報サブフレームを送信する送信方式１および変調情報サブフレームを送信しない送信方式２を選択して伝送する。そして、送信器と受信器との間では、変調情報サブフレームの有無を、予め定めておいたパイロットサブフレームのパターンによって識別する。これにより、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加の抑制を図っている。

以下、実施例１に係る通信システムにおける送信器５０および受信器６０の構成例について説明する。図５は、実施例１に係る通信システムにおける送信器５０の構成を示すブロック図である。図６は、実施例１に係る通信システムにおける受信器６０の構成を示すブロック図である。

図５に示す送信器５０において、伝搬路情報受信回路５０１は、受信側からの伝搬路情報を受信する。変調パラメータ算出回路５０２は、伝搬路情報受信回路５０１からの伝搬路情報から各サブキャリアの変調パラメータを決める。判定回路５０３は、前述したいずれかの判定回路で構成される。変調制御回路５０４は、受信側と事前に取り決められた変調情報部変調パラメータと変調パラメータ算出回路５０２で算出されたデータ部変調パラメータを用いて、変調情報サブフレームとデータサブフレームの変調制御を行なう。データ部変調情報挿入回路５０５は、送信データに変調情報を挿入する。符号化回路５０６は、変調情報が挿入された信号を符号化する。サブキャリア適応変調回路５０７は、符号化したデータをサブキャリア適応変調する。ＩＦＦＴ回路５０８は、サブキャリア適応変調回路５０７の出力を周波数領域から時間領域へ変換する。パイロット挿入回路５０９は、ＩＦＦＴ回路５０８からの出力にパイロットを挿入する。Ｄ／Ａ変換回路５１０は、パイロットが挿入された信号をアナログ信号へ変換する。

一方、図６に示す受信器６０において、Ａ／Ｄ変換回路６０１は、受信信号をデジタル信号に変換する。シンボル同期回路６０２は、Ａ／Ｄ変換回路６０１から入力された信号に同期する。ＦＦＴ回路６０３は、シンボル同期回路６０２からの同期信号に従い、入力信号を周波数領域へ変換する。パイロット分離回路６０４は、周波数領域の信号へ変換された信号からパイロットを分離する。また、パイロットのパターンから送信方式を判断し、送信方式、パイロット信号およびパイロット以降の信号を出力する。伝搬路情報送信回路６０５は、パイロット分離回路６０４からのパイロット信号から伝搬路情報を推定し、データの送信側へ送り返す。復調制御回路６０６は、送信側と事前に取り決められた変調情報部復調パラメータと、後述するデータ判定回路から出力されるデータ部変調パラメータを用い、サブキャリア適応復調回路６０７および復号回路６０８へ復調パラメータ制御信号を出力する。

サブキャリア適応復調回路６０７は、パイロット分離回路６０４からのパイロット以降の信号を復調制御回路６０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復調処理を行なう。復号回路６０８は、サブキャリア適応復調回路６０７で復調された信号を、復調制御回路６０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復号処理する。変調情報分離回路６０９は、復号回路６０８で復号された信号を変調情報部とデータ部とに分離する。データ判定回路６１０は、パイロット分離回路６０４からの送信方式が送信方式２であった場合には、変調情報分離回路６０９からの変調情報を受信データとして処理し、送信方式１であった場合には、変調情報分離回路６０９からの変調情報を適応変調パラメータとして復調制御回路６０６へ送り、適応復調および復号された変調情報以降の信号を受信データとして処理する。

次に、上述のように構成された実施例１に係る通信システムにおける送信器５０と受信器６０とを用いた通信動作について説明する。なお、通信動作を開始するに際し、送信器５０は、事前に変調情報部変調パラメータを受信器６０と揃えておき、また伝搬路情報から変調パラメータを算出しているものとする。

データ伝送を開始する際、送信器５０においては、判定回路５０３で送信データの長さから、変調情報サブフレームを含めてデータサブフレームを送信する送信方式１か、変調情報部変調パラメータで送信データを変調して変調情報サブフレームを含めずに送信する送信方式２かを選択する。

送信方式１を選択した場合、送信器５０は、従来と同様の通信を行なう。これに対し、送信方式２を選択した場合、送信器５０において、データ部変調情報挿入回路５０５は、変調情報を送信データに挿入せず、変調制御回路５０４は、送信データを変調情報部変調パラメータで変調するように符号化回路５０６およびサブキャリア適応変調回路５０７を制御する。また、パイロット挿入回路５０９は、受信器６０で送信方式が識別できるように、適応変調時とは異なるパターンのパイロットを挿入して送信する。

図７は、実施例１に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。図７（ａ）は、送信方式１が選択された場合のフレームの模式図を示し、図７（ｂ）は、送信方式２が選択された場合のフレームの模式図を示している。

図７（ａ）に示すように、送信方式１が選択された場合において伝送されるフレームには、パイロットサブフレームの後ろに変調情報サブフレームが挿入される。そして、変調情報サブフレームの後ろにデータサブフレームが続けられている。このとき、パイロットサブフレームには、受信器６０で送信方式が送信方式１であることを識別できるパターンのパイロットが挿入されている。同図においては、このパイロットが挿入されたパイロットサブフレームを「パイロットサブフレームＡ」と表している。

一方、図７（ｂ）に示すように、送信方式２が選択された場合において伝送されるフレームには、変調情報サブフレームが挿入されておらず、パイロットサブフレームの後ろにデータサブフレームが続けられている。このとき、パイロットサブフレームには、受信器６０で送信方式が送信方式２であることを識別できるパターンのパイロットが挿入されている。同図においては、このパイロットが挿入されたパイロットサブフレームを「パイロットサブフレームＢ」と表している。

受信器６０においては、送信器５０から受け取った信号のパイロットのパターンをパイロット分離回路６０４で識別し、送信方式をデータ判定回路６１０に通知する。一方、パイロットを分離した後の信号のうち、変調情報に該当する部分を、サブキャリア適用復調回路６０７および復号回路６０８で変調情報部復調パラメータを用いて復調・復号する。なお、ここで用いられる変調情報部復調パラメータは、送信器５０で用いられる変調情報部変調パラメータと同一のものである。

パイロット分離回路６０４から通知された送信方式が送信方式１である場合、変調情報に相当する部分として復調・復号された信号をデータ部変調パラメータとして、後続するデータ部の復調・復号を引き続き行なう。一方、通知された送信方式が送信方式２である場合には、変調情報に相当する部分を受信データとして処理をし、復調動作を終了する。

以上のように、実施例１に係る通信システムによれば、送信器側から判定回路により変調情報サブフレームの送信の有無を選択してデータ伝送する一方、受信器側でパイロットサブフレームのパターンに応じて変調情報サブフレームの有無を識別する。これにより、送信データの長さに応じて変調情報サブフレームの付加を制御しながら通信を行なうことが可能となるため、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

実施例２に係る通信システムにおける送信器は、上記いずれかの判定回路を備え、変調情報サブフレームの送信の有無を判定し、変調情報サブフレームを送信する送信方式１および変調情報サブフレームを送信しない送信方式２を選択して伝送する。そして、送信器と受信器との間では、変調情報サブフレームの有無を、予め定めておいた識別ビットの種別によって識別する。これにより、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加の抑制を図っている。

以下、実施例２に係る通信システムにおける送信器８０および受信器９０の構成例について説明する。図８は、実施例２に係る通信システムにおける送信器８０の構成を示すブロック図である。図９は、実施例２に係る通信システムにおける受信器９０の構成を示すブロック図である。

図８に示す送信器８０において、伝搬路情報受信回路８０１は、受信側からの伝搬路情報を受信する。変調パラメータ算出回路８０２は、伝搬路情報受信回路８０１からの伝搬路情報から各サブキャリアの変調パラメータを決める。判定回路８０３は、前述したいずれかの判定回路で構成される。変調制御回路８０４は、受信側と事前に取り決められた変調情報部変調パラメータと変調パラメータ算出回路８０２で算出されたデータ部変調パラメータを用いて、変調情報サブフレームとデータサブフレームの変調制御を行なう。データ部変調・送信方式情報挿入回路８０５は、送信データに変調情報および送信方式情報を挿入する。符号化回路８０６は、変調情報および送信方式情報が挿入された信号を符号化する。サブキャリア適応変調回路８０７は、符号化したデータをサブキャリア適応変調する。ＩＦＦＴ回路８０８は、サブキャリア適応変調回路８０７からの出力を周波数領域から時間領域へ変換する。パイロット挿入回路８０９は、ＩＦＦＴ回路８０８からの出力にパイロットを挿入する。Ｄ／Ａ変換回路８１０は、パイロットが挿入された信号をアナログ信号へ変換する。

一方、図９に示す受信器９０において、Ａ／Ｄ変換回路９０１は、受信信号をデジタル信号に変換する。シンボル同期回路９０２は、Ａ／Ｄ変換回路９０１から入力された信号に同期する。ＦＦＴ回路９０３は、シンボル同期回路９０２からの同期信号に従い、入力信号を周波数領域へ変換する。パイロット分離回路９０４は、周波数領域の信号へ変換された信号からパイロットを分離する。伝搬路情報送信回路９０５は、パイロット分離回路９０４からのパイロット信号から伝搬路情報を推定し、データの送信側へ送り返す。復調制御回路９０６は、送信側と事前に取り決められた変調情報部復調パラメータと、後述するデータ判定回路から出力されるデータ部変調パラメータを用い、サブキャリア適応復調回路９０７および復号回路９０８へ復調パラメータ制御信号を出力する。

サブキャリア適応復調回路９０７は、パイロット分離回路９０４からのパイロット以降の信号を復調制御回路９０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復調処理を行なう。復号回路９０８は、サブキャリア適応復調回路９０７で復調された信号を、復調制御回路９０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復号処理する。変調情報分離回路９０９は、復号回路９０８で復号された信号を変調・送信方式情報部とデータ部とに分離する。データ判定回路９１０は、変調情報分離回路９０９からの送信方式が送信方式２であった場合には、変調情報分離回路９０９からの変調情報を受信データとして処理し、送信方式１であった場合には、変調情報分離回路９０９からの変調情報をデータ部変調パラメータとして復調制御回路９０６へ送り、適応復調および復号された変調情報以降の信号を受信データとして処理する。

次に、上述のように構成された実施例２に係る通信システムにおける送信器８０と受信器９０とを用いた通信動作について説明する。なお、通信動作を開始するに際し、送信器８０は、事前に変調情報部変調パラメータを受信器９０と揃えておき、また伝搬路情報から変調パラメータを算出しているものとする。

データ伝送を開始する際、送信器８０においては、判定回路８０３で送信データの長さから、変調情報サブフレームを付加してデータサブフレームを送信する送信方式１か、変調情報部変調パラメータで送信データを変調して変調情報サブフレームを付加せずに送信する送信方式２かを選択する。

送信方式１を選択した場合、送信器８０は、データ部変調・送信方式情報挿入回路８０５で送信方式情報を挿入する点を除き、従来と同様の通信を行なう。これに対し、送信方式２を選択した場合、送信器８０において、データ部変調・送信方式情報挿入回路８０５は、変調情報は送信データに挿入せず、送信方式情報のみを挿入する。変調制御回路８０４は、送信データを変調情報部変調パラメータで変調するように符号化回路８０６およびサブキャリア適応変調回路８０７を制御する。ＩＦＦＴ回路８０８は、サブキャリア適応変調回路８０７により変調された信号を時間軸信号に変換し、パイロット挿入回路８０９でパイロットを挿入して送信する。

図１０は、実施例２に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。図１０（ａ）は、送信方式１が選択された場合のフレームの模式図を示し、図１０（ｂ）は、送信方式２が選択された場合のフレームの模式図を示している。

図１０（ａ）に示すように、送信方式１が選択された場合において伝送されるフレームには、パイロットサブフレームの後ろに送信方式を示す識別ビットおよび変調情報サブフレームが挿入される。そして、変調情報サブフレームの後ろにデータサブフレームが続けられている。このとき、送信方式を示す識別ビットには、受信器６０で送信方式が送信方式１であることを識別するために予め定められたビット列が挿入されている。

一方、図１０（ｂ）に示すように、送信方式２が選択された場合において伝送されるフレームには、変調情報サブフレームが挿入されておらず、パイロットサブフレームの後ろに送信方式を示す識別ビットのみが挿入される。そして、送信方式を示す識別ビットの後ろにデータサブフレームが続けられている。このとき、送信方式を示す識別ビットには、受信器６０で送信方式が送信方式２であることを識別するために予め定められたビット列が挿入されている。

受信器９０においては、パイロット分離回路９０４でパイロットを分離した後の信号のうち、変調・送信方式情報に相当する部分を、サブキャリア適用復調回路９０７および復号回路９０８で変調情報部復調パラメータを用いて復調・復号する。なお、ここで用いられる変調情報部復調パラメータは、送信器８０で用いられる変調情報部変調パラメータと同一のものである。

変調情報分離回路９０９から通知された送信方式が送信方式１である場合には、変調情報に相当する部分として復調・復号された信号をデータ部変調パラメータとして、後続するデータ部の復調・復号を引き続き行なう。一方、通知された送信方式が送信方式２である場合には、変調情報に相当する部分を受信データとして処理をし、復調動作を終了する。

以上のように、実施例２に係る通信システムによれば、送信器側から判定回路により変調情報サブフレームの送信の有無を選択してデータ伝送する一方、受信器側で識別ビットの種別に応じて変調情報サブフレームの有無を識別する。これにより、送信データの長さに応じて変調情報サブフレームの付加を制御しながら通信を行なうことが可能となるため、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

なお、実施例２に係る通信システムにおいては、送信器と受信器との間で変調情報サブフレームの有無を識別するために識別ビットの種別を用いる。そして、識別ビットが変調情報サブフレームを送信しない送信方式２を示す場合には、変調情報サブフレームを付加することなく、送信データを変調情報サブフレームと同一の変調パラメータで変調して送信する。すなわち、送信データは、最も誤り率特性の良好な変調パラメータを用いて変調されることとなる。しかし、送信方式２が選択された場合において、送信データを変調する際により通信速度の速い変調パラメータを用いて変調することは実施の形態として好ましい。かかる実施の形態は、例えば、送信器側で伝搬路状態に応じて通信速度の速い変調パラメータを選択し、かかる変調パラメータの種別を識別ビットで受信器側に通知し、受信器側で識別ビットの種別に応じて変調パラメータを特定して復調することで実現可能となる。この場合には、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制するだけでなく、積極的に通信のスループットの向上ならびに消費電力の低減を図ることができる。

実施例３に係る通信システムにおける送信器は、上記いずれかの判定回路を備え、変調情報サブフレームの送信の有無を判定し、変調情報サブフレームを送信する送信方式１および変調情報サブフレームを送信しない送信方式２を選択して伝送する。そして、送信器と受信器との間では、変調情報サブフレームの有無を、ＣＲＣを用いた変調情報のフォーマットの合致の成否によって識別する。これにより、サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう際、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加の抑制を図っている。

以下、実施例３に係る通信システムにおける送信器１１０および受信器１２０の構成例について説明する。図１１は、実施例３に係る通信システムにおける送信器１１０の構成を示すブロック図である。図１２は、実施例３に係る通信システムにおける受信器１２０の構成を示すブロック図である。実施例３に係る通信システムにおいては、変調情報サブフレームが固定長に設定されている場合について示すものとする。なお、変調情報サブフレームは固定長に限定されるものではない。

図１１に示す送信器１１０において、伝搬路情報受信回路１１０１は、受信側からの伝搬路情報を受信する。変調パラメータ算出回路１１０２は、伝搬路情報受信回路１１０１からの伝搬路情報から各サブキャリアの変調パラメータを決める。判定回路１１０３は、前述したいずれかの判定回路で構成される。変調制御回路１１０４は、受信側と事前に取り決められた変調情報部変調パラメータと変調パラメータ算出回路１１０２で算出されたデータ部変調パラメータを用いて、変調情報サブフレームとデータサブフレームの変調制御を行なう。データ部変調情報挿入回路１１０５は、送信データに変調情報を挿入する。符号化回路１１０６は、変調情報が挿入された信号を符号化する。また、符号化の際、変調情報サブレームおよびデータサブフレームの後端にそれぞれＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）による検査用データ（以下、「ＣＲＣデータ」と呼称する。）を付加する。サブキャリア適応変調回路１１０７は、符号化したデータをサブキャリア適応変調する。ＩＦＦＴ回路１１０８は、サブキャリア適応変調回路１１０７からの出力を周波数領域から時間領域へ変換する。パイロット挿入回路１１０９は、ＩＦＦＴ回路１１０８からの出力にパイロットを挿入する。Ｄ／Ａ変換回路１１１０は、パイロットが挿入された信号をアナログ信号へ変換する。送信データカプセル化回路１１１１は、送信データに対してダミーデータを付加することでカプセル化してデータサブフレームの長さを変調情報サブフレームの長さと統一する。

一方、図１２に示す受信器１２０において、Ａ／Ｄ変換回路１２０１は、受信信号をデジタル信号に変換する。シンボル同期回路１２０２は、Ａ／Ｄ変換回路１２０１から入力された信号に同期する。ＦＦＴ回路１２０３は、シンボル同期回路１２０２からの同期信号に従い、入力信号を周波数領域へ変換する。パイロット分離回路１２０４は、周波数領域の信号へ変換された信号からパイロットを分離する。伝搬路情報送信回路１２０５は、パイロット分離回路１２０４からのパイロット信号から伝搬路情報を推定し、データの送信側へ送り返す。復調制御回路１２０６は、送信側と事前に取り決められた変調情報部復調パラメータと、後述するデータ判定回路から出力されるデータ部変調パラメータを用い、サブキャリア適応復調回路１２０７および復号回路１２０８へ復調パラメータ制御信号を出力する。

サブキャリア適応復調回路１２０７は、パイロット分離回路１２０４からのパイロット以降の信号を復調制御回路１２０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復調処理を行なう。復号回路１２０８は、サブキャリア適応復調回路１２０７で復調された信号を、復調制御回路１２０６からの復調パラメータ制御信号を用いて復号処理する。変調情報分離回路１２０９は、復号回路１２０８で復号された信号を変調情報部とデータ部とに分離する。フォーマット判定回路１２１０は、変調情報分離回路１２０９で分離された変調情報部に相当するデータのフォーマットが変調情報部のフォーマットに則っているか否か判定することで送信方式を判定する。変調情報部のフォーマットの判定の際、変調情報部の後端に付加されたＣＲＣデータを利用する。データ判定回路１２１１は、フォーマット判定回路１２１１から通知される送信方式が送信方式２であった場合には、フォーマット判定回路１２１０からの変調情報を受信データとして処理し、送信方式１であった場合には、フォーマット判定回路１２１０からの変調情報をデータ部変調パラメータとして復調制御回路１２０６へ送り、適応復調および復号された変調情報以降の信号を受信データとして処理する。受信データデカプセル化回路１２１２は、送信器１１０においてカプセル化する際に付加されたダミーデータを除去することでデカプセル化し、本来の受信データを取得する。

次に、上述のように構成された実施例３に係る通信システムにおける送信器１１０と受信器１２０とを用いた通信動作について説明する。なお、通信動作を開始するに際し、送信器１１０は、事前に変調情報部変調パラメータを受信器１２０と揃えておき、また伝搬路情報から変調パラメータを算出しているものとする。

データ伝送を開始する際、送信器１１０においては、判定回路１１０３で送信データの長さから、変調情報サブフレームを付加してデータサブフレームを送信する送信方式１か、変調情報部変調パラメータで送信データを変調して変調情報サブフレームを付加せずに送信する送信方式２かを選択する。

送信方式１を選択した場合、送信器１１０は、従来と同様の通信を行なう。これに対し、送信方式２を選択した場合、送信器１１０において、データ部変調情報挿入回路１１０５は、変調情報を送信データに挿入せず、変調制御回路１１０４は、送信データを変調情報部変調パラメータで変調するように符号化回路１１０６およびサブキャリア適応変調回路１１０７を制御する。ＩＦＦＴ回路１１０８は、サブキャリア適応変調回路１１０７により変調された信号を時間軸信号に変換し、パイロット挿入回路１１０９でパイロットを挿入して送信する。

図１３は、実施例３に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。図１３（ａ）は、送信方式１が選択された場合のフレームの模式図を示し、図１３（ｂ）は、送信方式２が選択された場合のフレームの模式図を示している。

図１３（ａ）に示すように、送信方式１が選択された場合において伝送されるフレームには、パイロットサブフレームの後ろに変調情報サブフレームが挿入される。変調情報サブフレームの後端にはＣＲＣデータが付加されている。そして、変調情報サブフレームの後ろにデータサブフレームが続けられている。変調情報サブフレームと同様に、データサブフレームの後端にはＣＲＣデータが付加されている。

一方、図１３（ｂ）に示すように、送信方式２が選択された場合において伝送されるフレームには、変調情報サブフレームが挿入されておらず、パイロットサブフレームの後ろにデータサブフレームが続けられている。データサブフレームの後端にはＣＲＣデータが付加されている。

実施例３に係る通信システムにおいては、変調情報サブフレームが固定長に設定されているため、送信方式２が選択された場合においても、図１３に示すように、パイロットサブフレームに後続するデータサブフレームは変調情報サブフレームと同一の長さに設定される。なお、データサブフレームを変調情報サブフレームと同一の長さに調整する際の処理は、送信データカプセル化回路１１１１により実行される。送信データカプセル化回路１１１１は、ゼロパディングや独自フィールドを付加するなどしてデータサブフレームの長さを調整する。

受信器１２０においては、パイロット分離回路１２０４でパイロットを分離した後の信号のうち、変調情報に相当する部分を、サブキャリア適用復調回路１２０７および復号回路１２０８で変調情報部復調パラメータを用いて復調・復号する。なお、ここで用いられる変調情報部復調パラメータは、送信器１１０で用いられる変調情報部変調パラメータと同一のものである。

フォーマット判定回路１２１０は、変調情報分離部１２０９から分離された変調情報部に相当するデータに付加されたＣＲＣデータを用いて、当該データのフォーマットが変調情報部のフォーマットに則っているか判定し、判定結果（送信方式）をデータ判定回路１２１１に出力する。フォーマット判定回路１２１０から通知された送信方式が送信方式１である場合には、変調情報に相当する部分として復調・復号された信号をデータ部変調パラメータとして、後続するデータ部の復調・復号を引き続き行なう。一方、通知された送信方式が送信方式２である場合には、変調情報に該当する部分を受信データとして処理をし、復調動作を終了する。

以上のように、実施例３に係る通信システムによれば、送信器側から判定回路により変調情報サブフレームの送信の有無を選択してデータ伝送する一方、受信器側でＣＲＣを用いた変調情報のフォーマットの合致の成否によって変調情報サブフレームの有無を識別する。これにより、送信データの長さに応じて変調情報サブフレームの付加を制御しながら通信を行なうことが可能となるため、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことができる。

なお、上記説明においては、受信器側において、変調情報サブフレームの有無を、実施例１ではパイロットサブフレームのパターン、実施例２では識別ビット、実施例３ではＣＲＣを用いた変調情報のフォーマットを用いて判定する場合について示している。しかし、変調情報サブフレームの有無の判定は、これに限定されるものではない。事前に送信器側から通知されるパケット長に応じて変調情報サブフレームの有無を判定するようにしてもよい。

例えば、無線ＬＡＮにおけるＲＴＳ（ＲｅｑｕｅｓｔＴｏＳｅｎｄ）／ＣＴＳ（ＣｌｅａｒＴｏＳｅｎｄ）制御を利用して変調情報サブフレームの有無を判定することが可能である。すなわち、ＲＴＳは、送信器側が送信しようとするデータのパケット長などの情報が含まれる。受信器側では、このＲＴＳに含まれるパケット長が、パイロットサブフレームと変調情報サブフレームとを加算した長さより短いか、同一の場合に変調情報サブフレームが付加されていないと判定することができる。この場合には、送信方式２を選択してデータ伝送を行なうことができるので、上記実施例１〜実施例３と同様に、サブキャリア数および変調パラメータ数に起因して発生する、通信のスループットの低下ならびに消費電力の増加を抑制しながら通信を行なうことが可能となる。

本発明に係る通信システムにおいて伝送されるフレームを説明するための模式図である。本発明に係る通信システムにおいて、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例を示すブロック図である。本発明に係る通信システムにおいて、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例を示すブロック図である。本発明に係る通信システムにおいて、変調情報サブフレームの送信の有無を判定する判定回路の構成例を示すブロック図である。実施例１に係る通信システムにおける送信器の構成を示すブロック図である。実施例１に係る通信システムにおける受信器の構成を示すブロック図である。実施例１に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。実施例２に係る通信システムにおける送信器の構成を示すブロック図である。実施例２に係る通信システムにおける受信器の構成を示すブロック図である。実施例２に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。実施例３に係る通信システムにおける送信器の構成を示すブロック図である。実施例３に係る通信システムにおける受信器の構成を示すブロック図である。実施例３に係る通信システムにおいて、それぞれの送信方式が選択された場合に伝送されるフレームを説明するための模式図である。サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう従来の通信システムにおける送信器の構成を示す図である。サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう従来の通信システムにおける受信器の構成を示す図である。サブキャリア適応変調方式に基づいて通信を行なう従来の通信システムにおいて伝送されるフレームを説明するための模式図である。

符号の説明

１１〜１３送信長算出回路
１４加算器
１５送信長比較回路
１６送信方式選択回路
５０、８０、１１０送信器
６０、９０、１２０受信器
５０１、８０１、１１０１伝搬路情報受信回路
５０２、８０２、１１０２変調パラメータ算出回路
５０３、８０３、１１０３判定回路
５０４、８０４、１１０４変調制御回路
５０５、１１０５データ部変調情報挿入回路
５０６、８０６、１１０６符号化回路
５０７、８０７、１１０７サブキャリア適応変調回路
５０８、８０８、１１０８ＩＦＦＴ回路
５０９、８０９、１１０９パイロット挿入回路
５１０、８１０、１１１０Ｄ／Ａ変換回路
６０１、９０１、１２０１Ａ／Ｄ変換回路
６０２、９０２、１２０２シンボル同期回路
６０３、９０３、１２０３ＦＦＴ回路
６０４、９０４、１２０４パイロット分離回路
６０５、９０５、１２０５伝搬路情報送信回路
６０６、９０６、１２０６復調制御回路
６０７、９０７、１２０７サブキャリア適応復調回路
６０８、９０８，１２０８復号回路
６０９、９０９、１２０９変調情報分離回路
６１０、９１０、１２１１データ判定回路
８０５データ部変調・送信方式情報挿入回路
１１１１送信データカプセル化回路
１２１０フォーマット判定回路
１２１２受信データデカプセル化回路

Claims

通信相手先から受信した伝搬路情報から各サブキャリアにおける適応変調パラメータを算出する変調パラメータ算出部と、
変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームとを加算した長さとを比較し、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれを用いるか判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて、送信データに対する変調パラメータを切り替えて変調を行なう変調部と、を備え、
前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さが、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームとを加算した長さよりも短い場合には前記第２の送信方式を選択する一方、長い場合には前記第１の送信方式を選択することを特徴とする送信側の通信端末装置。
前記判定部の判定結果に応じて、前記第１の送信方式または前記第２の送信方式のいずれかを示すパターンのパイロット信号を、前記変調部による変調データに挿入するパイロット挿入部を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
前記判定部の判定結果に応じて、前記第１の送信方式または前記第２の送信方式のいずれかを示す識別情報を、送信データに挿入する識別情報挿入部を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
前記第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませることを特徴とする請求項３記載の送信側の通信端末装置。
変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加するＣＲＣ付加部を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
前記判定部は、
前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第１の算出部と、
前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さを算出する第２の算出部と、
前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第３の算出部と、
前記第１の算出部が算出したデータサブフレームの長さと前記第２の算出部が算出した変調情報サブフレームの長さとを加算した長さと、前記第３の算出部が算出したデータサブフレームの長さとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
前記判定部は、
当該通信端末装置が適用される通信システムで最も速く送信データを送信可能な変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第１の算出部と、
前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さを算出する第２の算出部と、
前記変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さを算出する第３の算出部と、
前記第１の算出部が算出したデータサブフレームの長さと前記第２の算出部が算出した変調情報サブフレームの長さとを加算した長さと、前記第３の算出部が算出したデータサブフレームの長さとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
前記判定部は、
送信データを変調情報変調パラメータで変調した場合のデータサブフレームの長さと変調情報サブフレームの長さとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて送信方式を選択する選択部と、を具備することを特徴とする請求項１記載の送信側の通信端末装置。
通信相手先からの受信信号から、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれが用いられるか識別する送信方式識別部と、
前記送信方式識別部の識別結果に応じて、受信データに対する復調パラメータを切り替えて復調を行なう復調部と、備え、
前記送信方式識別部の識別結果が第１の送信方式である場合には通信相手先から通知される適応復調パラメータで受信データの復調を行なう一方、第２の送信方式である場合には変調情報を復調する際に用いる変調情報復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴とする受信側の通信端末装置。
前記送信方式識別部は、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別することを特徴とする請求項９記載の受信側の通信端末装置。
前記送信方式識別部は、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別することを特徴とする請求項９記載の受信側の通信端末装置。
前記識別情報により送信方式を第２の送信方式と識別した場合であって、当該識別情報に受信データに対する復調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴とする請求項１１記載の受信側の通信端末装置。
前記送信方式識別部は、受信信号における復調情報および受信データに付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別することを特徴とする請求項９記載の受信側の通信端末装置。
前記送信方式識別部は、前記ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別することを特徴とする請求項１３記載の受信側の通信端末装置。
受信側からの伝搬路情報から各サブキャリアにおける適応変調パラメータを算出し、変調情報を変調する際に用いる変調情報変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さと、前記変調情報変調パラメータで変調情報を変調した場合の変調情報サブフレームの長さと前記適応変調パラメータで送信データを変調した場合のデータサブフレームの長さとを加算した長さとを比較し、変調情報を付加して送信データを送信する第１の送信方式または変調情報を付加しないで送信データを送信する第２の送信方式のいずれを用いるか判定し、当該判定結果に応じて送信データに対する変調パラメータを切り替えて変調を行なう送信器と、
送信側からの受信信号から、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれが用いられるか識別し、当該識別結果が第１の送信方式である場合には送信側から通知される適応復調パラメータで受信データの復調を行なう一方、第２の送信方式である場合には変調情報を復調する際に用いる変調情報復調パラメータで受信データの復調を行なう受信器と、を具備することを特徴とする通信システム。
前記送信器は、送信方式の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示すパターンのパイロット信号を、変調後の変調データに挿入し、
前記受信器は、受信信号に挿入されたパイロット信号のパターンに応じて送信方式を識別することを特徴とする請求項１５記載の通信システム。
前記送信器は、送信方式の判定結果に応じて、第１の送信方式または第２の送信方式のいずれかを示す識別情報を、送信データに挿入し、
前記受信器は、受信信号に挿入された識別情報に応じて送信方式を識別することを特徴とする請求項１５記載の通信システム。
前記送信器は、第２の送信方式を示す識別情報に、送信データに対する変調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報を含ませ、
前記受信器は、送信方式を第２の送信方式と識別した識別情報に受信データに対する復調パラメータの種別を示すパラメータ種別情報が含まれる場合には当該パラメータ識別情報で特定される復調パラメータで受信データの復調を行なうことを特徴とする請求項１７記載の通信システム。
前記送信器は、変調情報サブフレームおよびデータサブフレームの後端に、ＣＲＣによる検査用データのサブフレームを付加し、
前記受信器は、受信信号における復調情報および受信データに付加されたＣＲＣによる検査用データを用いて送信方式を識別することを特徴とする請求項１５記載の通信システム。
前記受信器は、前記ＣＲＣによる検査用データを用いて変調情報が有するフォーマットと一致するか判断することで送信方式を識別することを特徴とする請求項１９記載の通信システム。