JP5063883B2 - 無線通信装置、送信方法、送信装置、データ伝送システムおよびデータ伝送方法 - Google Patents

Description

本発明はデータ伝送システムおよびデータ伝送方法に関し、特にデータチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送システムおよびデータ伝送方法に関する。

一般的に、セルラー移動通信におけるパケット伝送では、データパケットの伝送効率を高めるために、適応変調、再送制御およびスケジューリング等の適応無線リンク制御が用いられている。これらの制御は、データチャネルと同時に送信される制御チャネルを用いて行われ、基地局は、下りリンク（基地局から移動局へのリンク）の制御チャネルによってデータチャネルで使用している無線リンクのパラメータを移動局に通知する。例えば、適応変調の場合、制御チャネルは、データチャネルの変調方式および符号化率の情報を伝送する。再送制御の場合は、制御チャネルは、データチャネルで伝送されるパケット番号や再送回数等の情報を伝送する。スケジューリングを行う場合は、パケットと同時に移動局（ユーザ）ＩＤの情報を伝送する。

このような適応無線リンク制御は、時間・周波数・空間（アンテナまたは指向性ビーム）等の無線リソース単位で行われる。移動局は、下りリンクのパイロットチャネルを用いて、これらの無線リソース毎にＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ばれる伝送チャネルの品質を表すパラメータを測定し、その情報を上りリンク（移動局から基地局へのリンク）の制御チャネルを用いて基地局にフィードバックする（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、周期的なＣＱＩのフィードバックに加えて、ＮＡＣＫ（Negative Acknowledgment）を返送する場合にＣＱＩのフィードバックを行う方法が提案されている。なお、特許文献１では、ＡＣＫ（Acknowledgement）を返送する場合にはＣＱＩのフィードバックは行われない。

ところで、ＣＱＩには、通常、ＳＩＲ（Signal-to-Interference power Ratio：信号対干渉比）が用いられる。ＳＩＲは、下りリンクのパイロットチャネルから求められるチャネル推定値を用いて以下のように計算する。

今、ｋ番目のパイロットから求めたチャネル推定値をｈ_kとすると、Ｋ個のパイロットシンボルを用いて、受信電力Ｓと干渉電力Ｉ、およびＳＩＲは以下、式（１）〜式（４）のように求められる。

次世代の無線通信システムでは、時間領域をパケットと呼ばれる無線リソース単位に分割し、パケット毎に、適応変調やスケジューリング等の制御を行う。また、次世代の無線通信システムでは、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と呼ばれるマルチキャリア伝送が用いられる。ＯＦＤＭＡでは、無線リソースを周波数（サブキャリア）の単位に分割し、周波数毎に、適応変調やスケジューリング等の制御を行う。また、次世代の無線通信システムでは、複数の送受信アンテナを用いて送信アンテナ毎に独立のデータ伝送を行う、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）と呼ばれる空間多重伝送が用いられる。この場合は、アンテナ毎に、適応変調やスケジューリング等の制御を行うことができる。

これらの無線リソースの分割単位は、複数の組合せで用いられる。すなわち、無線リソースは、時間領域のパケットに分割されると同時に、ＯＦＤＭＡの場合は周波数領域でも分割され、さらにＭＩＭＯを用いる場合はアンテナ毎に分割することも可能である。このように、無線リソースの分割単位を細かくするほど、最適な制御が可能になる。また、複数の移動局（ユーザ）でスケジューリングを行う場合には、無線リソースの分割が細かいほど、高いユーザダイバーシチ利得が得られる。
特開２００４−１３５２８７号公報

このように、次世代の無線通信システムでは、無線リソース単位での適応無線リンク制御が行われるが、最適な制御を行い高いユーザダイバーシチ利得を得るためには、無線リソースを細かく分割する必要がある。

しかしながら、無線リソースの単位を細かくすると、測定すべきＣＱＩの数が増え、フィードバックするＣＱＩの情報量が増大してしまう。その結果、基地局へのフィードバックに使用する上りリンクへの負荷が増大してしまい、上りリンクの使用効率が低下するという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、上りリンク（フィードバック回線）の負荷を軽減することができるデータ伝送システムおよびデータ伝送方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、受信品質情報に基づいて送信制御を実行する送信装置との間で無線通信を行う無線通信装置が提供される。無線通信装置は、前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報のデータ量を減少させる変更を行う変更部と、変更された受信品質情報の形式に従って前記受信品質情報を送信する送信部と、を備え、前記変更部が、前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、該変更部は、前記通信品質が良好な際の受信品質情報の形式に対して、前記通信品質が劣化した際の受信品質情報の形式がより詳細な情報となる変更を行う。

本発明によれば、第１の送信部から送信されたパケットの通信品質に応じてＣＱＩのフォーマットを変更することで、測定されるＣＱＩの情報量が変更されるため、上りリンクの負荷を低減することができる。

特に、ＯＦＤＭＡのようなＣＱＩの情報量が比較的多いパケットの送受信に用いた場合には、上記効果がより顕著に発揮される。

まず、実施の形態に適用される発明の概要について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、本発明のデータ伝送システムを示す原理図である。

このデータ伝送システムは、データチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送システムである。
データ伝送システムは、制御部５１とパケット生成部５２と送信部５３と受信部５４とを有する送信局５０と、受信部６１とフォーマット変更部６２と測定部６３と送信部６４とを有する受信局６０とを備えている。

制御部５１は、パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて、パケットの通信品質が最大になる適応無線リンク制御を行う。この適応無線リンク制御としては、例えば、適応変調、再送制御、スケジューリング等が挙げられる。また、適応無線リンク制御は、パケット毎に行われる。

パケット生成部５２は、パケットを生成する。
送信部５３は、パケット生成部５２にて生成されたパケットを受信局６０に送信する。
受信部６１は、送信局５０から送られるパケットを受信する。

フォーマット変更部６２は、受信したパケットの通信品質に応じてＣＱＩのフォーマットを変更する。
測定部６３は、ＣＱＩのフォーマットに基づいて、パケットのＣＱＩを測定する。

送信部６４は、測定されたＣＱＩを含むパケットを送信局５０に送信する。
これにより、制御部５１により、パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて、パケットの通信品質が最大になる制御が行われる。そして、パケット生成部５２により、パケットが生成される。送信部５３により、パケットが送信される。

その後、受信部６１により、パケットが受信されると、フォーマット変更部６２により、受信したパケットの通信品質に応じてＣＱＩのフォーマットが変更される。測定部６３により、ＣＱＩのフォーマットに基づいて、パケットのＣＱＩが測定される。送信部６４により、測定されたＣＱＩが送信局５０に送信される。

このように、受信部６１が受信したパケットの通信品質に応じて、フォーマット変更部６２が、送信局５０に送信するＣＱＩのフォーマットを変更することで、上り回線の負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態のデータ伝送システムの概要を示すブロック図である。
本実施の形態のデータ伝送システムは、無線ネットワークを構成し、データチャネルと制御チャネルとを備えるパケット形式のデータを互いに伝送する基地局１００と複数（Ｎ個）の移動局２００とを有している。

無線回線は下りリンク（下り回線）と上りリンク（上り回線）とで構成されている。下りリンクにおいて基地局１００から移動局２００にデータが伝送され、上りリンクにおいてはその逆の伝送が行われる。なお、以下では、基地局１００から移動局２００に伝送するデータチャネル、制御チャネルを、それぞれ「下りのデータチャネル」、「下りの制御チャネル」といい、移動局２００から基地局１００に伝送するデータチャネル、制御チャネルを、それぞれ「上りのデータチャネル」、「上りの制御チャネル」という。また、各移動局２００の構成は互いに等しいため、以下では代表的に基地局１００と１つの移動局２００とのデータの伝送について説明する。

図３は、基地局を示すブロック図である。
基地局１００は、下りトラフィック制御部２と、パイロットチャネル生成部３と、データチャネル生成部４と、制御チャネル生成部５と、多重化部６と、Ｔｘ（送信）部７と、Ｒｘ（受信）部８と、制御チャネル復調／復号部９とを有している。

下りトラフィック制御部２は、前述した適応無線リンク制御のスケジューリングを行う部位であり、分配部２１と、移動局２００の個数に対応するバッファ２２（１）、２２（２）、・・・、２２（Ｎ）と、スケジューラ２３と、選択部２４とを有している。

分配部２１は、ネットワーク（図示せず）から伝送される送信データを、移動局（ユーザ）２００毎にバッファ２２（１）、２２（２）、・・・、２２（Ｎ）に格納する。
スケジューラ２３は、移動局２００毎のトラフィック量、優先度および制御チャネル復調／復号部９から得られるＣＱＩおよびＣＱＩのフォーマットに基づいて、移動局２００間で送信のスケジューリングを行う。また、スケジューラ２３は、ＣＱＩに基づいて、データチャネルの変調方式および符号化率を制御する適応変調を行う。

選択部２４は、スケジューラ２３の指示に従って、該当する移動局（ユーザ）２００のデータを、バッファ２２（１）、２２（２）、・・・、２２（Ｎ）から取り出す。
パイロットチャネル生成部３は、パイロットチャネルを生成する。

データチャネル生成部４は、スケジューラ２３により選択された移動局２００のデータに対して符号化および変調を施す。
制御チャネル生成部５は、スケジューラ２３から得られる情報、具体的には選択されたユーザの割り当て情報（ユーザＩＤ）、変調方式、符号化率、パケット番号、再送回数等の情報に基づいて、制御チャネルを生成する。

多重化部６は、符号化および変調が施された移動局２００のデータと、生成されたパイロットチャネルおよび制御チャネルとを多重し、１つのパケット３００を生成する。
図４は、第１の実施の形態の下りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。

パケット３００は、「パイロットチャネル」と、「制御チャネル」と、「データチャネル」とを有している。
再び図３に戻って説明する。

Ｔｘ部７は、生成されたパケット３００を移動局２００に送信する。
Ｒｘ部８は、移動局２００から送信されたパケットを受信する。
制御チャネル復調／復号部９は、受信したパケットから制御チャネルの復調／復号処理を行うことにより、移動局２００から送られてくるＣＱＩおよびＣＱＩのフォーマットの情報を取得し、その情報をスケジューラ２３に出力する。

図５は、第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
移動局２００は、Ｒｘ部１１と、チャネル推定部１２と、制御チャネル復調／復号部１３と、データチャネル復調部１４と、誤り訂正復号部１５と、ＣＲＣチェック部１６と、誤り率測定部１７と、ＣＱＩパターンテーブル１８と、ＣＱＩ測定部１９と、制御チャネル生成部２０と、パイロットチャネル生成部３１と、データチャネル生成部３２と、多重化部３３と、Ｔｘ部３４とを有している。

チャネル推定部１２は、Ｒｘ部１１を介して得られるパケット３００のパイロットチャネルを用いてチャネル（伝搬路）の推定を行いチャネル推定値を生成する。
制御チャネル復調／復号部１３は、チャネル推定値を用いてパケット３００から制御チャネルの復調および復号処理を行う。

データチャネル復調部１４は、チャネル推定値を用いてパケット３００からデータチャネルの復調処理を行って復調データを生成する。
誤り訂正復号部１５は、復調データに対して誤り訂正処理を施し、復号データを生成する。

ＣＲＣチェック部１６は、復号データに誤りが生じていないかをチェックする。この誤りは、符号化後のデータチャネルに埋め込まれているＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いることによりチェックされる。

誤り率測定部１７は、ＣＲＣチェック部１６での結果を平均することによって誤り率の測定を行うことにより下りのパケット（データチャネル）の通信品質を判定し、通信品質情報を生成する。

通信品質はＢＥＲ（ビットエラーレート）、ＢＬＥＲ（ブロックエラーレート）等いくつかの指標を用いて測定する。本実施の形態では、ＢＬＥＲを用いている。
ＣＱＩパターンテーブル１８には、通信品質情報に応じたＣＱＩフォーマットが予めテーブル化されて格納されており、ＣＱＩパターンテーブル１８では、通信品質情報に応じたＣＱＩのフォーマットの選択（変更）を行う。

図６は、第１の実施の形態のＣＱＩのフォーマットの一例を示す図である。
図６（ａ）に示すように、通信品質が悪い場合は、例えば−９〜＋１５ｄＢ（評価範囲）の間を３ｄＢ毎に８つに分解することで、３ビット（レベル１〜レベル８）のＳＩＲ情報を出力するＣＱＩのフォーマット（パターン１）を選択する。一方、図６（ｂ）に示すように、通信品質がよい場合は、例えば０〜２０ｄＢの間を５ｄＢステップで４つに分解することで、２ビット（レベル１〜レベル４）のＳＩＲ情報を出力するＣＱＩのフォーマット（パターン２）を選択する。

再び図５に戻って説明する。
ＣＱＩ測定部１９は、チャネル推定部１２にて生成されたチャネル推定値を用いてＳＩＲの計算を行い、このＳＩＲとＣＱＩのフォーマットとに基づいてＣＱＩを生成する。

制御チャネル生成部２０は、生成されたＣＱＩとともに、選択されたＣＱＩのフォーマットの情報を含む制御チャネルを生成する。
多重化部３３は、この制御チャネルと、パイロットチャネル生成部３１で生成されたパイロットチャネルおよびデータチャネル生成部３２で生成されたデータチャネルとを多重化してパケット４００を生成する。

Ｔｘ部３４は、パケット４００を上りリンクによって基地局１００に伝送（フィードバック）する。
図７は、第１の実施の形態の上りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。

なお、図７は、パケットの一部を示している。
パケット４００は、図７中先頭側から「ＣＱＩヘッダ」、「ＣＱＩ」、「データチャネル」を有している。

ＣＱＩヘッダおよびＣＱＩが制御チャネルを構成している領域であり、ＣＱＩヘッダ領域は、ＣＱＩのフォーマットの情報を有している。また、ＣＱＩ領域は、移動局２００で測定したＣＱＩを有している。

データチャネル領域は、上りリンクのデータトラフィックを有している。また、図７には明示しないが、データチャネル領域の一部には、パイロットや、その他の制御情報が含まれていてもよい。図７に示すように、通信品質が悪い場合、すなわち、ＣＱＩの伝送量が多い場合は、データチャネルの伝送量が減少する。しかしながら、ＣＱＩの伝送量を増やすことで、適応無線リンク制御による利得が大きくなるため、通信品質が向上し、結果としてトータルのスループットを向上することができる。

次に、第１の実施の形態のデータ伝送システムの動作について説明する。
まず、基地局１００では送信データが移動局２００毎のバッファ２２（１）、２２（２）、・・・、２２（Ｎ）に格納される。次に、スケジューラ２３により、移動局２００毎のトラフィック量や優先度、移動局２００から送られてくるＣＱＩに基づいて、移動局２００間で送信のスケジューリングが行われる。また、スケジューラ２３により、移動局２００からのＣＱＩに基づいたデータチャネルの変調方式および符号化率が制御される。スケジューラ２３により選択されたユーザのデータは、データチャネル生成部４において、符号化および変調が施され、多重化部６において、パイロットチャネルおよび制御チャネルと多重され、パケット３００が生成される。そして、生成されたパケット３００は、Ｔｘ部７を介して移動局２００に伝送される。

一方、移動局２００では、Ｒｘ部１１によりパケット３００が受信され、チャネル推定部１２により、パイロットチャネルを用いたチャネル推定が行われる。チャネル推定値は、制御チャネル復調／復号部１３およびデータチャネル復調部１４での復調処理に使われると同時に、ＣＱＩ測定部１９においてＳＩＲのＣＱＩに出力される。誤り訂正復号部１５では、復調処理によって生成された復調データに対して誤り訂正処理が施され、復号データが生成される。そして、ＣＲＣチェック部１６により復号データに誤りが生じていないか否かが判定される。次に、誤り率測定部１７により、ＣＲＣ結果が平均されることにより誤り率の測定が行われ、下りのデータチャネルの通信品質の判定が行われる。これにより、通信品質情報が生成される。そして、ＣＱＩパターンテーブル１８により、通信品質情報に基づいてＣＱＩのフォーマットが選択される。次に、ＣＱＩ測定部１９により、選択されたＣＱＩのフォーマットに基づいたＣＱＩが計算され、伝送するＣＱＩが生成される。制御チャネル生成部２０では、生成されたＣＱＩとともに、ＣＱＩのフォーマットの情報を含むその他の制御情報が生成される。次に、多重化部３３により、この制御チャネルと、パイロットチャネル生成部３１で生成されたパイロットチャネルおよびデータチャネル生成部３２で生成されたデータチャネルとが多重されパケット４００が生成される。このパケット４００は、Ｔｘ部３４を介して上りリンクによって基地局１００に伝送（フィードバック）される。

その後、基地局１００のＲｘ部８を介して移動局２００から送られてくるパケット４００によりＣＱＩおよびＣＱＩのフォーマットの情報が取得されると、制御チャネル復調／復号部９により、制御チャネルの復調／復号処理が行われ、スケジューラ２３により、フィードバックされた複数のフォーマットからなるＣＱＩに基づいて、スケジューリングや適応変調等の制御が行われる。以降は、前述した動作を繰り返す。

以上述べたように、本実施の形態のデータ伝送システムによれば、適応無線リンク制御を行う際に、下りのデータチャネルの通信品質に応じて、ＣＱＩの評価範囲および評価レベルの分解能を変えることで、情報量の多いＣＱＩパターン１と情報量の少ないＣＱＩパターン２を生成する。これにより、下りリンクのスループットを大きく低下することなく、上りリンク（フィードバック回線）の負荷を低減することができる。さらに、上りリンクの使用状態に応じて、ＣＱＩフィードバックの伝送量を制御することで、下りリンクにおいて、高いスループットを維持することができる。

また、本実施の形態では、移動局２００で測定したＣＱＩを、上りリンクの制御チャネルによって基地局１００へ伝送する際、基地局１００側でＣＱＩのフォーマットを識別する必要がある。そこで、上りリンクの制御チャネルによって、移動局２００がどのフォーマットでＣＱＩの伝送を行っているかを通知することにより、容易かつ確実に、伝送を行うことができる。

また、本実施の形態では、データチャネルの通信品質に応じて、ＣＱＩの評価範囲と評価レベルの分解能との両方を変えたが、いずれか一方のみを変えてもよい。
次に、データ伝送システムの第２の実施の形態について説明する。

以下、第２の実施の形態のデータ伝送システムについて、前述した第１の実施の形態のデータ伝送システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第２の実施の形態のデータ伝送システムは、下りのデータチャネルの通信品質として、再送制御のために基地局にフィードバックするＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を利用する点が異なっており、基地局１００と、移動局２００ａとを有している。

図８は、第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
第２の実施の形態のデータ伝送システムでは再送制御を行い、再送制御に用いるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に連動して、ＣＱＩのフォーマットを選択する。

そのため、移動局２００ａは、誤り率測定部１７の代わりにＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を生成するＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部１７ａを有している。また、ＣＱＩパターンテーブル１８では、生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に基づいたＣＱＩパターンを生成する。

図９は、第２の実施の形態のＣＱＩのフォーマットを説明する図である。
ＣＱＩパターンテーブル１８では、通信品質が悪い、すなわちＮＡＣＫであるときは、ＣＱＩの伝送量の多いフォーマット（パターン１）が選択される。一方、通信品質がよい、すなわち、ＡＣＫであるときは、ＣＱＩの伝送量の少ないフォーマット（パターン２）が選択される。

再び図８に戻って説明する。
制御チャネル生成部２０では、生成されたＣＱＩとともに、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を含む制御チャネルを生成する。

多重化部３３は、この制御チャネルと、パイロットチャネル生成部３１で生成されたパイロットチャネルおよびデータチャネル生成部３２で生成されたデータチャネルとを多重化してパケット４００ａを生成する。

Ｔｘ部３４は、パケット４００ａを上りリンクによって基地局１００に伝送（フィードバック）する。
図１０は、第２の実施の形態の上りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。

パケット４００ａは、図１０中先頭側から「下りＡＣＫ」、「ＣＱＩ」、「データチャネル」を有している。
下りＡＣＫおよびＣＱＩが制御チャネルを構成している領域であり、下りＡＣＫ領域は、下りリンクのパケット３００に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を有している。より詳しくは、基地局１００側で、スケジューラ２３によって割り当てられた移動局２００が、所定の処理遅延後のパケット３００において下りＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号をフィードバックする。

この第２の実施の形態のデータ伝送システムによれば、第１の実施の形態のデータ伝送システムと同様の効果が得られる。
そして、第２の実施の形態のデータ伝送システムでは、再送制御を行う際には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの情報に連動して、ＣＱＩのフォーマットを決定することにより（ＣＱＩの伝送方法を可変にすることで）、ＣＱＩのフォーマットをパケット４００ａの制御チャネルで通知する必要がなくなるとともに、誤り率測定部１７を省略することができ、誤り率（下りリンクの通信品質）を別途測定する必要もなくなる。よって、簡易な制御で、上りリンク（フィードバック回線）の負荷を低減することができる。

次に、データ伝送システムの第３の実施の形態について説明する。
以下、第３の実施の形態のデータ伝送システムについて、前述した第２の実施の形態のデータ伝送システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第３の実施の形態のデータ伝送システムは、下りのデータチャネルの通信品質として、移動局が再送制御のために基地局１００から通知される再送回数を利用する点が異なっており、基地局１００と移動局２００ｂとを有している。

図１１は、第３の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
移動局２００ｂは、パケット３００の制御チャネルによって得られる再送回数の情報を、移動局２００ｂの制御チャネル復調／復号部１３で受信する。

ＣＱＩパターンテーブル１８は、受信結果に基づいてＣＱＩのフォーマットを選択する。すなわち、基地局１００が移動局２００ｂに対して再送回数Ｎ回以上の再送を行っている場合は、通信品質が悪いと判断し、情報量の多いＣＱＩのフォーマットを選択する。一方、基地局１００が移動局２００ｂに対して再送回数Ｎ回未満の再送を行っている場合は、通信品質がよいと判断し、情報量の少ないＣＱＩのフォーマットを選択する。

また、本実施の形態では、基地局１００が再送回数の情報を把握しているため、上りの制御チャネルにおいて、ＣＱＩのフォーマットの情報を送信する必要はない。
この第３の実施の形態のデータ伝送システムによれば、再送回数と連動して、ＣＱＩのフォーマットを決定することにより、ＣＱＩのフォーマットを上りの制御チャネルで通知する必要がなくなると同時に、下りリンクの通信品質を測定する必要もなくなるため、第２の実施の形態のデータ伝送システムと同様の効果が得られる。

次に、データ伝送システムの第４の実施の形態について説明する。
以下、第４の実施の形態のデータ伝送システムについて、前述した第１および第３の実施の形態のデータ伝送システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第４の実施の形態のデータ伝送システムは、ＣＱＩのフォーマットを選択する基準として、上りリンクの使用状況を用いる点が異なっており、基地局１００ａと移動局２００ｃとを有している。

図１２は、第４の実施の形態の基地局を示すブロック図である。
基地局１００ａは、上りトラフィック制御部２ａと、データチャネル復調／復号部３０とをさらに有している。

データチャネル復調／復号部３０は、受信したデータチャネルの復調処理を行って復調データを生成する。
上りトラフィック制御部２ａは、分配部２１ａと、バッファ２２ａ（１）、２２ａ（２）、２２ａ（３）、・・・、２２ａ（Ｎ）と、トラフィック量測定部２５とを有している。

分配部２１ａは、復調データを、移動局（ユーザ）毎にバッファ２２ａ（１）、２２ａ（２）、２２ａ（３）、・・・、２２ａ（Ｎ）に格納する（ユーザ毎のパケットに再生される）。各バッファに格納されたデータ（受信データ）は、ネットワークに伝送される。

トラフィック量測定部２５は、上りリンクのトータルのトラフィック量を測定した上りリンク使用状況を、制御チャネル生成部５に出力する。
制御チャネル生成部５は、上りリンク使用状況の情報を含む制御チャネルを生成する。

図１３は、第４の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
移動局２００ｃのＣＱＩパターンテーブル１８は、下りの制御チャネルによって基地局１００ａから通知される上りリンクの使用状況の情報に基づいて、ＣＱＩのフォーマットを選択する。例えば、ＣＱＩパターンテーブル１８は、上りリンクの使用状況に空きが多い場合は、誤り率測定部１７で測定した誤り率（通信品質）が１％以上であるとき、ＣＱＩパターン１を選択し、誤り率が１％未満であるとき、ＣＱＩパターン２を選択するよう構成する。このように、通信品質の閾値を高く設定することによって、情報量の多いＣＱＩのフォーマットを選択する頻度が高くなる。一方、上りリンクの使用状況に空きが少ない場合は、誤り率測定部１７で測定した誤り率（通信品質）が５％以上であるとき、ＣＱＩパターン１を選択し、誤り率が５％未満であるとき、ＣＱＩパターン２を選択するよう構成する。このように、通信品質の閾値を低く設定することによって、情報量の少ないＣＱＩのフォーマットを選択する頻度が高くなる。

次に、第４の実施の形態のデータ伝送システムの主要部分の動作について説明する。
移動局２００ｃのＣＱＩパターンテーブル１８により、下りの制御チャネルによって基地局１００ａから通知される上りリンクの使用状況の情報に基づいて、ＣＱＩのフォーマットが選択される。

その後、Ｒｘ部８により受信された上りのデータチャネルは、上りトラフィック制御部２ａに伝送され、ユーザ毎のパケットに再生される。そして、トラフィック量測定部２５により、上りリンクのトータルのトラフィック量が測定され、上りリンク使用状況として、下りリンクの制御チャネル生成部５を介して移動局２００ｃに通知される。

この第４の実施の形態のデータ伝送システムによれば、第１および第３の実施の形態のデータ伝送システムと同様の効果が得られる。
そして、この第４の実施の形態では、上りリンクのデータトラフィックが下りリンクとは独立に割り当てられることを利用して、上りリンクのトラフィックが小さい場合にＣＱＩの伝送量の多いフォーマットを積極的に利用することで、下りリンクのスループットの向上を図ることができる。

次に、データ伝送システムの第５の実施の形態について説明する。
以下、第５の実施の形態のデータ伝送システムについて、前述した第１の実施の形態のデータ伝送システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第５の実施の形態のデータ伝送システムは、伝送方法としてＯＦＤＭＡを用いた点が異なっており、基地局１００ｂと、移動局２００ｄとを有している。
図１４は、第５の実施の形態の基地局を示すブロック図である。

基地局１００ｂでは、複数の周波数ブロックに対応するデータチャネルを生成するＮ個のデータチャネル生成部４ａ（１）、４ａ（２）、・・・、４ａ（Ｎ）を備え、さらにＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：フーリエ逆変換）部４１と、ＧＩ挿入部４２とを有している。

多重化部６はパイロットチャネルと、各データチャネルと、制御チャネルとを多重する。
ＩＦＦＴ部４１は、フーリエ逆変換して時間領域の信号に変換して１つのパケット５００を生成する。

図１５は、第５の実施の形態のパケットの構成の一例を示す図である。
パケット５００は、無線リソースを周波数（サブキャリア）の単位に分割しキャリア毎にデータチャネルが周波数多重されている。また、データチャネルに対してパイロットチャネルおよび制御チャネルが時間多重されている。

再び図１４に戻って説明する。
ＧＩ挿入部４２は、フーリエ逆変換した信号にＧＩ（Guard Interval）と呼ばれる区間を挿入する。これは、ＯＦＤＭ伝送において一般的に行われるマルチパス対策手法であり、詳細な説明は省略する。

図１６は、第５の実施の形態の移動局を示すブロック図である。
移動局２００ｄは、ＧＩ除去部４３と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：フーリエ変換）部４４とを、さらに有している。

ＧＩ除去部４３は、Ｒｘ部１１を介して伝送された受信信号のＧＩを除去する。
ＦＦＴ部４４は、ＧＩを除去した信号をフーリエ変換することで、受信信号をパケット５００（周波数領域の信号）に変換する。

本実施の形態のＣＱＩパターンテーブル１８では、１つのＣＱＩが報告する無線リソースの単位を可変にすることで、ＣＱＩの伝送量を調整する。
図１７は、ＯＦＤＭＡを用いた場合のＣＱＩのフォーマットの例を示す図である。

図１７では、１２の周波数ブロックを用いて通信を行う例を示している。
移動局２００ｄは、下りリンクのパイロットチャネルを用いて、周波数ブロック（バンド）毎のＣＱＩを測定する。そして、通信品質が悪いときは、周波数ブロック毎の細かな周波数スケジューリングを行える、伝送量（情報量）の多いＣＱＩのフォーマットを選択する。図１７に示す例では、１２種類のＣＱＩ（ＣＱＩ（１）＃１〜ＣＱＩ（１）＃１２）を有するフォーマットを選択する（ＣＱＩパターン１）。一方、通信品質がよいときは、複数のバンドをまとめて周波数スケジューリングを行えるように、伝送量の少ないＣＱＩのフォーマットを選択する。図１７に示す例では、４つの周波数（サブキャリア）毎の平均である３種類のＣＱＩ（ＣＱＩ（２）＃１〜ＣＱＩ（２）＃３）を有するフォーマットを選択する（ＣＱＩパターン２）。これにより、通信品質がよい場合に、ＣＱＩのフィードバック伝送量を大幅に削減することができる。この方法では、通信品質が悪い場合は、細かい無線リソースの単位でＣＱＩをフィードバックすることにより、適応リンク制御による利得が最大限得られるように制御を行う。また、通信品質がよい場合は、通信品質が悪いときに比べて荒い無線リソース単位でＣＱＩをフィードバックすることで適応リンク制御を行う。この場合、元の通信品質がよいため、上りリンクのフィードバック伝送量を削減した場合においても確実に通信を行うことができる。

ここで、周波数割り当て方法について詳しく説明する。基地局１００ｂは、通信品質の悪い移動局２００ｄからは１２の周波数ブロック単位でＣＱＩを受信するが、通信品質のよい移動局２００ｄからは３つの周波数ブロック単位でＣＱＩを受信する。そこで、基地局１００ｂは、通信品質の悪い移動局２００ｄに対しては、１２の周波数ブロックの中から平均ＣＱＩが閾値以上の周波数ブロックを選択する。また、基地局１００ｂは、通信品質のよい移動局２００ｄに対しては、３つの周波数ブロックの中から平均ＣＱＩが閾値以上の周波数ブロックを選択する。但し、通信品質がフェージング等の影響で変動したときに、１２の周波数ブロックでＣＱＩがフィードバックされたり、３つの周波数ブロックでフィードバックされたりする場合は、フィードバックされる周波数ブロック数の多い方に合わせて周波数ブロックの割り当てを行えばよい。すなわち、１２の周波数ブロックでのフィードバック回数が多い場合は、１２の周波数ブロックの平均ＣＱＩに基づいて、周波数ブロックの選択を行う。

次に、第５の実施の形態のデータ伝送システムの主要部分の動作について説明する。
データチャネル生成部４ａ（１）、４ａ（２）、・・・、４ａ（Ｎ）では、それぞれデータチャネルが生成され、ＩＦＦＴ部４１によって周波数多重される。パイロットチャネルおよび制御チャネルは、データチャネルと時間多重され、全周波数帯域を利用して送信される。ＧＩ挿入部は、フーリエ逆変換した信号にＧＩを挿入する。

一方、移動局２００ｄでは、ＧＩを除去した信号をフーリエ変換することで、受信信号を周波数領域に変換し、チャネル推定や制御チャネル復調／復号、データチャネル復調等の処理が行われる。

この第５の実施の形態のデータ伝送システムによれば、第１の実施の形態のデータ伝送システムと同様の効果が得られる。
そして、本発明のデータ伝送システムおよびデータ伝送方法は、ＯＦＤＭＡのようなＣＱＩの伝送量が大きい伝送方法について、特に有効な手段になる。

なお、図示はしないが、伝送方法としてＭＩＭＯ多重伝送を用いてもよい。ＭＩＭＯ多重伝送を用いた場合について説明すると、通信品質が悪い場合は、複数の送信アンテナ毎に測定したＣＱＩをフィードバックし、通信品質がよい場合は、複数の送信アンテナで測定した平均のＣＱＩをフィードバックする。このように、アンテナ毎のＣＱＩとアンテナ平均のＣＱＩを切り換えることで、情報量の多いＣＱＩパターンと情報量の少ないＣＱＩパターンを生成することができる。このように、本発明で用いるＣＱＩのフォーマットには、様々なパターンが考えられるため、対象とする無線アクセス方式に応じて、最適な制御が可能となるように、ＣＱＩのフォーマットを決めるとよい。

また、第５の実施の形態で説明したＯＦＤＭＡに、ＭＩＭＯ多重伝送を組み合わせた場合においても容易かつ確実に上りリンクの負荷を低減することができるという顕著な効果が得られる。

以上、本発明のデータ伝送システムおよびデータ伝送方法を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。

また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよく、例えば、状況に応じて最適な無線リソースを選択して制御するよう構成されていてもよい。

また、本発明で用いる、ＣＱＩのフォーマットは、２パターンに限定する必要はなく、複数パターンのＣＱＩのフォーマットを予め決めておいてもよい。
なお、前述した各実施の形態では、１つの基地局と１つの移動局について説明したが、本発明は、これに限定されないことは言うまでもない。

また、前述した各実施の形態では、通信品質情報に応じたＣＱＩのフォーマットの選択は、ＣＱＩパターンテーブル１８を用いたが、これに限らず、例えば、検量線や数式等を用いてもよい。

（付記１） データチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送システムにおいて、
前記パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて前記パケットの通信品質が最大になる制御を行う制御部と、
前記パケットを生成するパケット生成部と、
前記パケットを送信する第１の送信部と、を有する送信局と、
前記パケットを受信する受信部と、
前記受信したパケットの通信品質に応じて前記ＣＱＩのフォーマットを変更するフォーマット変更部と、
前記ＣＱＩのフォーマットに基づいて前記ＣＱＩを測定する測定部と、
前記測定されたＣＱＩを前記送信局に送信する第２の送信部と、を有する受信局と、
を備えることを特徴とするデータ伝送システム。

（付記２） 前記パケットは、無線リソースを時間、周波数または空間の単位に分割し、そのうちの少なくとも１つを用いて生成され、
前記ＣＱＩのフォーマットは、分割した前記無線リソースの単位に基づいたフォーマットであることを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記３） 前記パケットが、無線リソースを時間、周波数または空間の単位に分割したうちの２つ以上を用いて生成されているとき、前記制御部は、状況に応じて分割した前記無線リソースを選択して制御を行うことを特徴とする付記２記載のデータ伝送システム。

（付記４） 前記パケットを送信する際に再送制御を行う場合、前記受信局は、前記データチャネルがＡＣＫであるかＮＡＣＫであるかによって前記通信品質を判断することを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記５） 前記パケットを伝送する際に再送制御を行う場合、前記受信局は、前記パケットの再送回数に基づいて前記通信品質を判断することを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記６） 前記パケットの通信品質は、主として前記送信局から前記受信局に前記パケットを送信する際の通信品質であることを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記７） 前記パケットの通信品質の情報は、前記データチャネルが有する情報であることを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。
（付記８） 前記フォーマット変更部は、前記パケットの通信品質がよいとき、伝送量の少ない前記ＣＱＩのフォーマットに変更し、前記パケットの通信品質が悪いとき、伝送量の多い前記ＣＱＩのフォーマットに変更することを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記９） 前記パケットは、無線リソースを時間、周波数または空間の単位に分割し、そのうちの少なくとも１つを用いて生成され、
前記フォーマット変更部は、前記パケットの通信品質がよいとき、前記パケットの通信品質が悪いときよりも前記無線リソースの分割の単位が荒いフォーマットに変更することを特徴とする付記８記載のデータ伝送システム。

（付記１０） 前記受信局は、前記ＣＱＩが示す前記伝搬路の品質の評価範囲および評価レベルを演算する演算手段をさらに有し、
前記フォーマット変更部は、前記パケットの通信品質がよいとき、前記パケットの通信品質が悪いときよりも前記ＣＱＩの評価範囲および／または評価レベルの分解能が荒いフォーマットに変更することを特徴とする付記８記載のデータ伝送システム。

（付記１１） 前記パケットの通信品質の情報は、予め前記受信局から前記送信局に与えられた情報であることを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。
（付記１２） 前記受信局は、前記送信局に対して前記ＣＱＩと同時に、前記ＣＱＩのフォーマットを伝送することを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記１３） 前記受信局は、前記受信局から前記送信局への前記伝搬路の空き状況に応じて前記ＣＱＩのフォーマットを選択する際の閾値を調整することを特徴とする付記１記載のデータ伝送システム。

（付記１４） 前記受信局から前記送信局への前記伝搬路の空き状況は、前記送信局から通知されることを特徴とする付記１３記載のデータ伝送システム。
（付記１５） データチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送方法において、
送信局が、前記パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて、前記パケットの通信品質が最大になる制御を行い、
前記パケットを生成し、
前記パケットを送信し、
受信局が、前記パケットを受信し、
前記受信したパケットの通信品質に応じて前記ＣＱＩのフォーマットを変更し、
前記ＣＱＩのフォーマットに基づいて、前記パケットのＣＱＩを測定し、
前記測定されたＣＱＩを前記送信局に送信する、
ことを特徴とするデータ伝送方法。

データ伝送システムを示す原理図である。 第１の実施の形態のデータ伝送システムの概要を示すブロック図である。 第１の実施の形態の基地局を示すブロック図である。 第１の実施の形態の下りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第１の実施の形態のＣＱＩのフォーマットの一例を示す図である。 第１の実施の形態の上りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。 第２の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第２の実施の形態のＣＱＩのフォーマットを説明する図である。 第２の実施の形態の上りリンクのパケットの構成の一例を示す図である。 第３の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第４の実施の形態の基地局を示すブロック図である。 第４の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 第５の実施の形態の基地局を示すブロック図である。 第５の実施の形態のパケットの構成の一例を示す図である。 第５の実施の形態の移動局を示すブロック図である。 ＯＦＤＭＡを用いた場合のＣＱＩのフォーマットの例を示す図である。

２ 下りトラフィック制御部
３ パイロットチャネル生成部
４ データチャネル生成部
５ 制御チャネル生成部
６ 多重化部
７、３４ Ｔｘ部
８、１１ Ｒｘ部
９ 制御チャネル復調／復号部
１２ チャネル推定部
１３ 制御チャネル復調／復号部
１４ データチャネル復調部
１５ 誤り訂正復号部
１６ ＣＲＣチェック部
１７ 誤り率測定部
１７ａ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部
１８ ＣＱＩパターンテーブル
１９ ＣＱＩ測定部
２０ 制御チャネル生成部
２３ スケジューラ
５０ 送信局
５１ 制御部
５２ パケット生成部
５３、６４ 送信部
５４、６１ 受信部
６０ 受信局
６２ フォーマット変更部
６３ 測定部
１００、１００ａ、１００ｂ 基地局
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ 移動局
３００、４００、４００ａ、５００ パケット

Claims (10)

1. 受信品質情報に基づいて送信制御を実行する送信装置との間で無線通信を行う無線通信装置において、
   前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報のデータ量を減少させる変更を行う変更部と、
   変更された受信品質情報の形式に従って前記受信品質情報を送信する送信部と、
   を備え、
   前記変更部が、前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、該変更部は、前記通信品質が良好な際の受信品質情報の形式に対して、前記通信品質が劣化した際の受信品質情報の形式がより詳細な情報となる変更を行う、
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記変更部による前記受信品質情報の形式の変更によって、送信される前記受信品質情報のデータ量が変更される、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記変更部は、複数の周波数又は複数の送信アンテナについての受信品質をまとめて得られる受信品質情報に変更することで前記受信品質情報の形式を変更する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記変更部が、前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、該変更部は、前記通信品質の劣化に応じて、送信される前記受信品質情報のデータ量を増大させる変更を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記変更部が、前記送信装置が受信するデータのトラフィックに応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、該変更部は、前記トラフィックが多い際の受信品質情報の形式に対して、前記トラフィックが少ない際の受信品質情報の形式がより詳細な情報となる変更を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記通信品質として、エラーレイト、ＳＩＲ、再送回数、ＡＣＫ／ＮＡＣＫのいずれかが用いられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
7. 受信品質情報に基づいて送信制御を実行する送信装置との間で無線通信を行う無線通信装置において受信品質情報の送信を行う送信方法において、
   前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報のデータ量を減少させる変更を行い、
   前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、前記通信品質が良好な際の受信品質情報の形式に対して、前記通信品質が劣化した際の受信品質情報の形式がより詳細な情報となる変更を行い、
   変更された受信品質情報の形式に従って前記受信品質情報を送信する、
   ことを特徴とする無線通信装置における送信方法。
8. 通信装置から受信した受信品質情報に基づいて送信制御を実行する送信装置において、
   通信品質に応じて、前記通信装置がデータ量を減少させる変更を行った受信品質情報を受信する受信部と、
   受信した変更後の該受信品質情報に基づいて、送信制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記通信装置が前記無線通信についての通信品質に応じて、前記送信装置に送信する前記受信品質情報の形式を変更する場合に、前記受信部が、前記通信品質が良好な際の受信品質情報の形式に対して、前記通信品質が劣化した際の受信品質情報の形式がより詳細な情報となる変更を行った受信品質情報を受信する、
   ことを特徴とする送信装置。
9. データチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送システムにおいて、
   前記パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて前記パケットの通信品質が最大になる制御を行う制御部と、
   前記パケットを生成するパケット生成部と、
   前記パケットを送信する第１の送信部と、を有する送信局と、
   前記パケットを受信する受信部と、
   前記受信したパケットの通信品質に応じて、前記パケットの伝搬路の品質と前記ＣＱＩとの対応関係に関するフォーマットを変更するフォーマット変更部と、
   前記フォーマットに基づいて前記ＣＱＩを測定する測定部と、
   前記測定されたＣＱＩを前記送信局に送信する第２の送信部と、を有する受信局と、
   を備え、
   前記フォーマット変更部は、前記パケットの伝搬路の品質に応じて、前記送信局に送信する前記ＣＱＩの前記フォーマットを変更する場合に、前記パケットの伝搬路の品質が良好な際の前記フォーマットの形式に対して、前記パケットの伝搬路の品質が劣化した際の前記フォーマットがより詳細となる変更を行う、
   ことを特徴とするデータ伝送システム。
10. データチャネルを備えるパケットの送受信を行うデータ伝送方法において、
    送信局が、前記パケットの伝搬路の品質に対応して与えられるＣＱＩに基づいて、前記パケットの通信品質が最大になる制御を行い、
    前記パケットを生成し、
    前記パケットを送信し、
    受信局が、前記パケットを受信し、
    前記受信したパケットの通信品質に応じて、前記パケットの伝搬路の品質と前記ＣＱＩとの対応関係に関するフォーマットを変更し、
    前記フォーマットに基づいて前記ＣＱＩを測定し、
    前記測定されたＣＱＩを前記送信局に送信し、
    前記パケットの伝搬路の品質に応じて、前記送信局に送信する前記ＣＱＩの前記フォーマットを変更する場合に、前記パケットの伝搬路の品質が良好な際の前記フォーマットの形式に対して、前記パケットの伝搬路の品質が劣化した際の前記フォーマットがより詳細となる変更を行う、
    ことを特徴とするデータ伝送方法。

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