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1. WO2008126764 - 通信方式決定装置、送信装置、受信装置、OFDM適応変調システムおよび通信方式決定方法

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明 細 書

発明の名称 通信方式決定装置、送信装置、受信装置、OFDM適応変調システムおよび通信方式決定方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0007   0008   0009   0010   0011  

課題を解決するための手段

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067  

発明の効果

0068   0069   0070  

図面の簡単な説明

0071   0072  

発明を実施するための最良の形態

0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22  

明 細 書

通信方式決定装置、送信装置、受信装置、OFDM適応変調システムおよび通信方式決定方法

技術分野

[0001]
 本発明は、伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置、送信装置、受信装置、OFDM適応変調システムおよび通信方式決定方法に関する。

背景技術

[0002]
 近年のデータ通信量の増加に伴い、より高い周波数利用効率を有する移動体通信システムの必要性が高まっており、その実現を目指した様々な技術が提案されている。周波数利用効率を高める可能性を持った技術のひとつにサブキャリア適応変調を用いるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:以下、「OFDM適応変調」と呼称する。)技術があり、様々な研究が行なわれている(非特許文献1)。
[0003]
 このOFDM適応変調システムでは、目標となるパケットエラーレート(PER)やビットエラーレート(BER)を設定し、通信相手との伝搬路状態などから、OFDM信号の各サブキャリアの変調方式、符号化率(両者を合わせて、ML(Modulation Level)と呼称する。)等を決定する。
[0004]
 OFDM適応変調システムでは、通信を行なう際、通信相手端末に各サブキャリアのMLを通知する必要があり(以降、MLに関する情報を、MLI(ML Information)と呼称する。)、このMLIを効率良く通知することが通信効率を高める上では重要となる。本明細書では、MLIの圧縮率として、
(圧縮率)=(圧縮後のMLIデータ量)/(圧縮前のMLIデータ量)
を定義する。すなわち、圧縮率が小さい程削減されるデータ量が多いことを意味し、通信効率は改善される。また、圧縮前後において、各サブキャリアに定義されるMLIの差を誤差あるいは誤差成分と表記する。
[0005]
 非特許文献1においても、このMLIを圧縮することの重要性が述べられている。非特許文献1においては、サブキャリアをグループ化し、同一のグループには同一のMLを割り当てることによって、MLIを削減することが提案されている。この場合、1サブキャリアあたりに必要となるMLIをmビット(mは1以上の整数)とし、サブキャリア総数をN(Nは2以上の整数)、グループ内サブキャリア数をG(Gは2以上の整数)とすると、圧縮率は、
1/G … (1)
となる。
[0006]
 また、他の簡単な情報圧縮方法として、隣接するサブキャリアのMLIの差分を情報として通知する方法が考えられる。この差分法を使用する場合、いくつかのサブキャリアについては、基準となるMLIとして圧縮しないMLIを使用し(mビット)、他のサブキャリアについては、その基準となるMLIからの差を差分情報として、nビット(n<mの整数)使用する方法である。当然基準となるサブキャリアは少ない方が圧縮率を抑えることが可能となるが、誤差が生じた場合、誤差の伝搬が続く可能性があるので、ある程度の間隔で基準となるMLIを使用する必要がある。差分情報を通知するサブキャリア数を、X(X<Nの整数)とすると、差分法の圧縮率は、
{n×X+(N-X)×m}/(m×N)…(2)となる。
非特許文献1 : 電子情報通信学会技法RCS2003-181,“OFDM適応変調システムにおいてキャリアホール制御を用いたブロック制御型マルチレベル送信電力制御方式に関する検討”

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0007]
 上述のように、グループ化による圧縮では、周波数変動が少しでも大きくなると性能が劣化することが明らかである。非特許文献1中にもこれは指摘されており、その解決策として、サブキャリア電力の再配分、あるいは、グループ化されたサブキャリアのうち劣化が大きなサブキャリアに対しては、データを割り当てない(キャリアホールとする)ことが提案されている。
[0008]
 電力の再配分については、配分に伴い復調の基準となる伝搬路推定シンボルにも同じような電力配分を行なうか、または電力情報を送信する必要がある。伝搬路推定シンボルに同じような配分を行なうと、その伝搬路推定用シンボルは電力配分を行なったデータに対しては有効なものの、共有データなど異なる複数の端末が復調を行なうデータがあった場合は、特性の劣化につながってしまう。また、電力情報を送信すると、制御情報が増加するという問題が再度生じてしまう。
[0009]
 一方、グループ化されたサブキャリアのうち劣化が大きなサブキャリアに対してはデータを割り当てない方法をとると、明らかにスループットが低下する。また、グループ化による情報量の削減は、グループ化するサブキャリア内で、伝搬路変動があまりない環境では有効に機能する。しかし、このような圧縮方法は伝搬路特性に依存するので、圧縮率をそれ以上小さくすることは困難であり、圧縮率を適応的に制御することも困難である。
[0010]
 また、差分法では、あまり圧縮しない場合は有効に機能するものの、圧縮率を小さくすると急激に劣化するという問題がある。差分法の場合、数式(2)からわかるように、数字的に最も効率良く圧縮した場合には、圧縮率は、1/mとなる。これは、n=1とし、基準となるサブキャリアを、予め既知の値にした場合である。しかしながら、n=1とした場合、差分情報は(1、-1)の2通りしか表現できず、誤差は非常に大きくなる。従って、実質上は2/mが最も圧縮率を小さくした場合であり、効率はあまり良くない。
[0011]
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、通信相手に対して変調情報を効率良く通知することができる通信方式決定装置、送信装置、受信装置、OFDM適応変調システムおよび通信方式決定方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012]
 (1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の通信方式決定装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、を備えることを特徴としている。
[0013]
 このように、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、その第2の変調情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定するので、通信相手は確実に第2の変調情報から第3の変調情報を得ることが可能となる。
[0014]
 (2)また、本発明の通信方式決定装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータに対し、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行ない、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、を備えることを特徴としている。
[0015]
 このように、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行なうので、圧縮を効率良く行なうことが可能となる。その結果、通信効率をより向上させることが可能となる。また、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定するので、通信相手は確実に第2の変調情報から第3の変調情報を得ることが可能となる。
[0016]
 (3)また、本発明の通信方式決定装置において、前記第2の伝搬路情報は、伝搬路の遅延分散であり、前記第2の変調情報決定部は、前記遅延分散に対応した圧縮を行なうことを特徴としている。
[0017]
 このように、圧縮は、伝搬路の遅延分散に対応して行なわれるので、伝搬路の状態に応じて圧縮率を変えることが可能となり、通信効率を向上させることが可能となる。
[0018]
 (4)また、本発明の通信方式決定装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、前記第1の変調情報と第3の変調情報との差を検出する制御部と、を備え、前記第2の変調情報決定部は、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0019]
 このように、第1の変調情報と第3の変調情報との差を検出し、その差が所定の閾値以下となるようにデータの圧縮を行なうので、圧縮における誤差を少なくすることができる。これにより、通信効率の向上を図ることができると共に、通信相手における第2の変調情報の復調を確実に行なうことが可能となる。
[0020]
 (5)また、本発明の通信方式決定装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、前記第1の変調情報と第3の変調情報との差を検出する制御部と、を備え、前記第2の変調情報決定部は、複数種類の圧縮方法のうち、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、前記選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0021]
 このように、複数種類の圧縮方法のうち、制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によってデータの圧縮を行なうので、誤りを極力少なくすると共に、圧縮効率を高めることが可能となる。これにより、通信効率を向上させることが可能となる。
[0022]
 (6)また、本発明の通信方式決定装置において、前記ビットマップ情報は、変調方式または符号化率の少なくとも一方を示す情報ビット数により表わされており、変調情報が情報ビット数の多寡に応じて順にマッピングされていることを特徴としている。
[0023]
 このようなビットマップ情報により、第1および第3の変調情報を決定する際に、変調方式、符号化率、振幅情報を特定することができるため、処理の高速化を図ることが可能となる。
[0024]
 (7)また、本発明の通信方式決定装置は、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータに対し、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行ない、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、を備えることを特徴としている。
[0025]
 このように、第1のCQI情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2のCQI情報を決定し、その第2のCQI情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。
[0026]
 (8)また、本発明の通信方式決定装置において、前記第2伝搬路情報は、伝搬路の遅延分散であり、前記第2のCQI情報決定部は、前記遅延分散に対応した圧縮を行なうことを特徴としている。
[0027]
 このように、圧縮は、伝搬路の遅延分散に対応して行なわれるので、伝搬路の状態に応じて圧縮率を変えることが可能となり、通信効率を向上させることが可能となる。
[0028]
 (9)また、本発明の通信方式決定装置は、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定する第3のCQI情報決定部と、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出する制御部と、を備え、前記第2のCQI情報決定部は、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0029]
 このように、第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出し、その差が所定の閾値以下となるようにデータの圧縮を行なうので、圧縮における誤差を少なくすることができる。これにより、通信効率の向上を図ることができると共に、通信相手における第2のCQI情報の復調を確実に行なうことが可能となる。
[0030]
 (10)また、本発明の通信方式決定装置は、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定する第3のCQI情報決定部と、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出する制御部と、を備え、前記第2のCQI情報決定部は、複数種類の圧縮方法のうち、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0031]
 このように、複数種類の圧縮方法のうち、制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうので、誤りを極力少なくすると共に、圧縮効率を高めることが可能となる。これにより、通信効率を向上させることが可能となる。
[0032]
 (11)また、本発明の通信方式決定装置において、前記データ変換は、離散コサイン変換であり、前記逆データ変換は、逆離散コサイン変換であることを特徴としている。
[0033]
 この構成により、変換および逆変換処理を簡易、迅速かつ的確に行なうことが可能となる。
[0034]
 (12)また、本発明の通信方式決定装置において、前記圧縮は、離散コサイン変換の出力サンプルまたはサンプル群毎に、異なる情報量を割り当てることを特徴としている。
[0035]
 このように、離散コサイン変換の出力サンプルまたはサンプル群毎に、異なる情報量を割り当てるので、制御情報を一定にして、誤差をできるだけ少なくすることが可能となる。これにより、例えば、制御情報が一定である方が処理しやすいとされるシステムにおいて、圧縮率を一定とし、DCTを行なった後の各サンプルに対する量子化ビットを変えることによって、誤差を少なくすることが可能となる。
[0036]
 (13)また、本発明の通信方式決定装置において、前記圧縮は、前記離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を削減することにより行なわれることを特徴としている。
[0037]
 このように、離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を削減するので、圧縮率を低くして、通信効率を高めることが可能となる。
[0038]
 (14)また、本発明の通信方式決定装置において、前記圧縮は、前記離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を0とすることにより行なわれることを特徴としている。
[0039]
 このように、離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を0とするので、圧縮率を低くして、通信効率を高めることが可能となる。
[0040]
 (15)また、本発明の通信方式決定装置において、前記データ変換部は、前記第1の変調情報を離散コサイン変換し、前記第2の変調情報決定部は、前記離散コサイン変換して得られた複数のサンプルをグループ化した複数のサンプル群に対して、圧縮方法に応じて異なる情報量を割り当てたテーブルに基づいて、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0041]
 このように、複数種類の圧縮方法のうち、制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によってデータの圧縮を行なうので、誤りを極力少なくすると共に、圧縮効率を高めることが可能となる。これにより、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2の変調情報を割り当てるサンプル毎に、異なる情報量を割り当てるので、制御情報を一定にして、誤差をできるだけ少なくすることが可能となる。
[0042]
 (16)また、本発明の通信方式決定装置において、前記データ変換部は、前記第1のCQI情報を離散コサイン変換し、前記第2のCQI情報決定部は、前記離散コサイン変換して得られた複数のサンプルをグループ化した複数のサンプル群に対して、圧縮方法に応じて異なる情報量を割り当てたテーブルに基づいて、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0043]
 このように、複数種類の圧縮方法のうち、制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によってデータの圧縮を行なうので、誤りを極力少なくすると共に、圧縮効率を高めることが可能となる。これにより、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2のCQI情報を割り当てるサンプル毎に、異なる情報量を割り当てるので、制御情報を一定にして、誤差をできるだけ少なくすることが可能となる。
[0044]
 (17)また、本発明の送信装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、請求項1記載の通信方式決定装置と、前記通信方式決定装置が出力する第3の変調情報に基づいて、サブキャリアの変調を行なうサブキャリア適応変調部と、前記通信方式決定装置が出力する第2の変調情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
[0045]
 本発明によれば、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、その第2の変調情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。
[0046]
 (18)また、本発明の送信装置は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、請求項2から請求項6のいずれかに記載の通信方式決定装置と、前記通信方式決定装置が出力する第3の変調情報に基づいて、サブキャリアの変調を行なうサブキャリア適応変調部と、前記通信方式決定装置が出力する第2の変調情報、その第2の変調情報生成のための圧縮情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
[0047]
 本発明によれば、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行なうので、圧縮を効率良く行なうことが可能となる。その結果、通信効率をより向上させることが可能となる。
[0048]
 (19)また、本発明の送信装置は、受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、請求項8から請求項12のいずれかに記載の通信方式決定装置と、前記通信方式決定装置が出力する第2のCQI情報、その第2のCQI情報生成のための圧縮情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
[0049]
 本発明によれば、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行なうので、圧縮を効率良く行なうことが可能となる。その結果、通信効率をより向上させることが可能となる。
[0050]
 (20)また、本発明の受信装置は、請求項19記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴としている。
[0051]
 本発明によれば、逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換するので、第2の変調情報に基づいて、第3の変調情報を得ることが可能となる。
[0052]
 (21)また、本発明の受信装置は、請求項20記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報を第2の変調情報生成のための圧縮情報から元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴としている。
[0053]
 本発明によれば、逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報および第2の変調情報生成のための圧縮情報を元のデータ空間に逆変換するので、第2の変調情報に基づいて、第3の変調情報を得ることが可能となる。
[0054]
 (22)また、本発明の受信装置は、請求項21記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2のCQI情報を第2のCQI情報生成のための圧縮情報から元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴としている。
[0055]
 本発明によれば、逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2のCQI情報および第2のCQI情報生成のための圧縮情報を元のデータ空間に逆変換するので、第2のCQI情報を得ることが可能となる。
[0056]
 (23)また、本発明の通信方式決定方法は、第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定するステップと、前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定するステップと、前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定するするステップと、を少なくとも含むことを特徴としている。
[0057]
 このように、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、その第2の変調情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定するので、通信相手は確実に第2の変調情報から第3の変調情報を得ることが可能となる。
[0058]
 (24)また、本発明の通信方式決定方法は、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定するステップと、前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定するステップと、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出するステップと、を少なくとも含み、さらに、前記第2のCQI情報を決定するステップでは、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0059]
 このように、第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出し、その差が所定の閾値以下となるようにデータの圧縮を行なうので、圧縮における誤差を少なくすることができる。これにより、通信効率の向上を図ることができると共に、通信相手における第2のCQI情報の復調を確実に行なうことが可能となる。
[0060]
 (25)また、本発明の通信方式決定方法は、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定するステップと、前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定するステップと、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出するステップと、を少なくとも含み、さらに、前記第2のCQI情報を決定するステップでは、複数種類の圧縮方法のうち、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴としている。
[0061]
 このように、複数種類の圧縮方法のうち、制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうので、誤りを極力少なくすると共に、圧縮効率を高めることが可能となる。これにより、通信効率を向上させることが可能となる。
[0062]
 また、本発明の通信方式決定装置は、前記第2の伝搬路情報または前記第1の変調情報と第3の変調情報との差と、圧縮率とが対応付けられており、前記圧縮は、前記第2の伝搬路情報または前記第1の変調情報と第3の変調情報との差に対応した圧縮率で行なわれることを特徴としている。
[0063]
 この構成により、第2の伝搬路情報または前記第1の変調情報と第3の変調情報との差に応じて、圧縮率を変えて圧縮を行なうことが可能となる。
[0064]
 また、本発明の通信方式決定装置において、前記第2の伝搬路情報または前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差と、圧縮率とが対応付けられており、前記圧縮は、前記第2の伝搬路情報または前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差に対応した圧縮率で行なわれることを特徴としている。
[0065]
 この構成により、第2の伝搬路情報または第1のCQI情報と第3のCQI情報との差に応じて、圧縮率を変えて圧縮を行なうことが可能となる。
[0066]
 また、本発明のOFDM適応変調システムは、請求項19記載の送信装置および請求項22記載の受信装置、請求項20記載の送信装置および請求項23記載の受信装置または請求項21記載の送信装置および請求項24記載の受信装置から構成されることを特徴としている。
[0067]
 本発明によれば、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、その第2の変調情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定するので、通信相手は確実に第2の変調情報から第3の変調情報を得ることが可能となる。

発明の効果

[0068]
 本発明によれば、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、その第2の変調情報を通信相手に通知するので、通信効率を向上させることが可能となる。また、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定してサブキャリアあるいはサブキャリアグループ毎適応変調を用いて通信を行なうので、通信相手は確実に第2の変調情報から第3の変調情報を得ることができ、効率の良い通信が可能となる。
[0069]
 また、本発明によれば、第1の変調情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2の変調情報を決定し、第2の変調情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータとビットマップ情報とに基づいて、第3の変調情報を決定する際、第1の変調情報と第3の変調情報の差が所定の値以下になるように圧縮方法を選択するので、効率が良く、また圧縮による誤差の少ない変調情報を通知することができる。
[0070]
 さらに、上記方式をCQI情報通知に適応し、第1のCQI情報をデータ変換し、その変換されたデータを圧縮して第2のCQI情報を決定し、第2のCQI情報に対して逆データ変換し、逆変換されたデータに基づいて、第3のCQI情報を決定する際、第1のCQI情報と第3のCQI情報の差が所定の値以下になるように圧縮方法を選択するので、効率が良く、また圧縮による誤差の少ないCQI情報を通知することができる。

図面の簡単な説明

[0071]
[図1] 第1の実施形態に係る通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。
[図2] 第1の実施形態に係る通信方式決定装置の動作を示すフローチャートである。
[図3] 第1の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。
[図4] 図3に示す送信装置でデータを送信する場合のデータフォーマットの一例を示す図である。
[図5] 第1の実施形態に係る送信装置の動作を示すフローチャートである。
[図6] 遅延分散に対するDCT法、差分法の平均の誤り個数(第1の変調情報と第2の変調情報の差)を示す図である。
[図7] 第3の実施形態に係る通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。
[図8] 第3の実施形態に係る通信方式決定装置を備えた送信装置の概略構成を示すブロック図である。
[図9] 図8で示した送信装置が使用するパケットフォーマットの一例を示す図である。
[図10] 遅延分散を1.25/64にし、圧縮率を1/2(DCT-1/2)にした場合の誤り個数のばらつきを示す図である。
[図11] 第4の実施形態で用いる通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。
[図12] 第4の実施形態に係る通信方式決定装置の動作を示すフローチャートである。
[図13] 第4の実施形態に係る通信方式決定装置を備えた送信装置の概略構成を示すブロック図である。
[図14] 誤り個数とその個数の誤りになった回数を示すグラフである。
[図15] 制御部41の制御により、通信方式決定装置が行なう動作を示すフローチャートである。
[図16] 誤り個数とその個数の誤りになった回数を示すグラフである。
[図17] 第6の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。
[図18] 変調方式算出部56の内部構成を示すブロック図である。
[図19] 受信装置において、送信装置がデータ部の変調に使用した第3の変調情報を算出する動作を示すフローチャートである。
[図20] 受信装置の動作を示すフローチャートである。
[図21] 通信方式決定装置としてのCQI情報決定装置の概略構成を示すブロック図である。
[図22] 第7の実施形態に係るCQI情報決定装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

[0072]
1 第1の変調情報決定部
2 DCT部
3 第2の変調情報決定部
4 IDCT部
5 第3の変調情報決定部
10 通信方式決定装置
11 通信方式決定装置
12 通信方式決定装置
21 第1の選択部
22 変調部
23 第2の選択部
24 IFFT部
25 GI挿入部
26 RF部
33 第2の変調情報決定部
34 第2の変調情報決定部
41 制御部
51 RF部
52 同期部
53 FFT部
54 分配部
55 伝搬路推定部
56 変調方式算出部
57 復調部
62 復調部
63 データ選択部
64 IDCT部
65 第4の変調情報決定部
1002 DCT部
1003 第2のCQI情報決定部
1004 IDCT部
1005 第2のCQI情報決定部
1041 制御部

発明を実施するための最良の形態

[0073]
 (第1の実施形態)
 本実施の形態では、データ空間変換処理を使用してMLIを圧縮する通信方式決定装置と、それを用いるOFDM適応変調システムの送信装置について説明する。本実施形態では、通信方式決定装置は、OFDM適応変調システムにおいて、各サブキャリアの変調方式、符号化率を決定するものとして説明するが、各サブキャリアの送信電力を決定する場合もある。説明を簡単にするために、本実施形態では、
(1)OFDM信号のサブキャリア総数を64、
(2)各サブキャリアの変調情報として、変調方式BPSK、QPSK、16QAM、64QAMの4通り、
(3)符号化率を1/2、2/3、3/4、7/8の4通りからの組み合わせから12通り、
(4)データ通信に使用しないサブキャリア(ヌルキャリア)の計13通り、を考える。
[0074]
 また、サブキャリア毎に変調方式、符号化率を決定するものとする。ここでは、グループ化は行なわないものとする。また、以下の説明では、データを圧縮するために、MLI情報に対しデータ空間変換処理を施すが、一例としてDCTを使用した場合を示している。
[0075]
 図1は、第1の実施形態に係る通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。図1において、第1の変調情報決定部1は、通信状態、例えば、サブキャリア毎のSINR(Signal to Interference and Noise power Ratio)等の伝搬路状態、端末の移動速度、目標とするPERあるいはBERと変調情報のビットマップ(後述)に基づいて、各サブキャリアの第1の変調情報を決定する。DCT部2は、第1の変調情報決定部1の出力を、圧縮化するサブキャリア数分の入力にDCT(Discrete Cosine Transform)を行なう。
[0076]
 第2の変調情報決定部3は、DCT部2の出力に対し、情報圧縮を行ない第2の変調情報を決定する。この第2の変調情報決定部3は、第2の変調情報を決定すると同時に、再度データの変換を行なうために必要なデータを補完して出力する機能を有し、この処理を「逆圧縮」と呼称する。IDCT部4は、第2の変調情報決定部3から出力される逆圧縮後のデータに対して、IDCT(Inverse DCT)を行なう。
[0077]
 第3の変調情報決定部5は、IDCT部4の出力と前記ビットマップから第3の変調情報を決定する。第1の変調情報決定部1からDCT部2へは、情報圧縮を行なうサブキャリア単位で入力するが、本実施形態ではすべてのサブキャリアの変調情報を同時に圧縮する例を示すので、すべての情報がDCT部に入力される。
[0078]
[表1]


 次に、変調情報のビットマップとは、変調方式、符号化率の組み合わせを2進数にマッピングしたものであり、例えば、表1に示すように構成されている。表中の振幅表現は、ビットマップを2の補数で扱い、10進数で表現したものである。DCTではこの振幅が使用される。本実施形態では通信効率の悪い順番に振幅値を割り振っているが、その逆でも問題はない。また、良く使用される順番に割り振っても、送受信装置間で共通のビットマップを使用すれば問題はない。
[0079]
 図1に示す第1の変調情報決定部1では、様々な通信状態から、サブキャリア毎の変調方式、符号化率を決定するとしたが、ここでは説明を簡単にするために、通信状態としては、サブキャリア毎のSINRで決定するものとする。
[0080]
[表2]


 表2の(a)は、ある状態で決定された各サブキャリアの変調方式・符号化率の組み合わせである第1の変調情報の一例を示す。ただし、表2の(a)では、ビットマップではなく、振幅表現で示している。また、表2の(a)で、#Sはサブキャリア番号、MLIはMLIの振幅表現を表す。この信号が前述の第1の変調情報である。
[0081]
 表2の(a)のデータをDCT部2に入力してDCTを行なった後、第2の変調情報決定部3に入力する。第2の変調情報決定部3では、このデータを圧縮することになるが、圧縮の方法の詳細については第2の実施形態で説明する。DCT部2の出力は、DCT部2への入力と同じサンプル数であり、入出力とも実数である。ここでは圧縮の一例を示す。
[0082]
 まず、第2の変調情報決定部3では、入力されたデータを最大値で規格化し、6ビットで量子化(-32から31に変換)する。この6ビット量子化されたデータを表2の(b)に示す。表2の(b)で、#Dは、DCT部2の出力のサンプル番号、Dataは値を示す。DCT部2の出力の高周波数領域(サンプル番号の大きな領域)を0とし、これらは削除する。この高周波数領域を削除した信号を表2の(c)に示す。この信号が第2の変調情報である。また、この実施形態のように最大値で規格化した場合は、最大値に関する情報も第2の変調情報に含まれる。このように高周波数領域の信号を削除できる理由は、隣接するサブキャリア間で選択されるMLIにはある程度の相関があるからである。また、本発明においてデータ空間変換を用いたデータ圧縮において、圧縮率とは、
(圧縮率)=(第2の変調情報量)/(第1の変調情報量)
と表わされる。
[0083]
 さらに、第2の変調情報の削除した高周波領域に0を代入し、先ほど用いた最大値を乗じた値を出力する。この操作が逆圧縮である。その逆圧縮された出力データは、IDCT部4に入力され、IDCT変換が行なわれる。そして、第3の変調情報決定部5において、端数の丸め処理を行なう。この丸め処理とは、-6から6の最も近い整数で近似する処理である。この丸め処理後のデータを表2の(d)に示す。この値が第3の変調情報であり、先に使用したビットマップと比較することによって、各サブキャリアの変調方式を決定することができる。
[0084]
 表2の(e)に、第1の変調情報と第3の変調情報の差を示す。これが圧縮により生じる誤差である。このように、従来は、4ビット×64(サブキャリア)=256ビットを用いないとすべてのサブキャリアのMLIが指定できなかったが、本発明によれば、圧縮による多少の誤差を許容することで、6ビット×24(サンプル)=144ビットですべてのサブキャリアのMLIを指定することが可能となる。
[0085]
 図2は、第1の実施形態に係る通信方式決定装置の動作を示すフローチャートである。通信方式決定装置は、取得した伝搬路情報の一例であるSINR、目標BERで定められる各サブキャリアの変調方式・符号化率と、ビットマップとに基づいて第1の変調情報を算出する(ステップS1)。次に、第1の変調情報に対してDCTを行ない(ステップS2)、DCT部2の出力に対して圧縮を行なって、第2の変調情報を算出する(ステップS3)。次に、第2の変調情報に基づいて、IDCT部4に入力するデータを算出する(ステップS4)。これが逆圧縮に相当する。次に、第2の変調情報に対してIDCTを施し(ステップS5)、IDCT部4の出力とビットマップとから第3の変調情報を算出する(ステップS6)。
[0086]
 なお、ステップS1が第1の変調情報決定部1、ステップS3、S4が第2の変調情報決定部3、ステップS6が第3の変調情報決定部5の動作となる。ステップS3における圧縮は、第1の実施形態では規格化、量子化および高周波成分を削除することを意味している。
[0087]
 次に、第1の実施形態に係る通信方式決定装置を備えた送信装置について説明する。図3は、第1の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。図3では、OFDM適応変調に必要な簡単なブロックのみを示している。また、図4は、図3に示す送信装置でデータを送信する場合のデータフォーマットの一例を示す図である。
[0088]
 図3において、第1の選択部21は、送信データと第2の変調情報とのいずれか一方を選択して出力する。変調部22は、誤り訂正符号化およびサブキャリア毎の変調を行なう。第2の選択部23は、変調部22の出力と伝搬路推定用信号とのいずれか一方を選択して出力する。IFFT部24は、入力に対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を行なう。GI挿入部25は、ガードインターバル(GI)を挿入する。RF部26は、信号をアナログに変換し、さらに送信する帯域、電力に信号を変換する。また、通信方式決定装置10は、図1に示す通信方式決定装置に該当する。
[0089]
 本送信装置では、図4に示すフォーマットに基づいてデータを送信する。まず、第2の選択部23において、伝搬路推定用信号が選択され、伝搬路推定用のOFDMシンボルが送信される。この伝搬路推定用信号は、送受信機間で既知の信号とする。次に、第2の変調情報を少なくとも含む制御データを送信するため、第1の選択部21において、制御データを選択する。この信号に対し、変調部22で誤り訂正符号化、サブキャリア変調し、OFDMシンボルを生成し、制御信号を送信する。この際、誤り訂正符号化の符号化率、サブキャリア変調の変調方式については送受信機間で既知とする。
[0090]
 次に、データを送信する。この際、第1の選択部21では、送信データが選択される。変調部22では、第3の変調情報に従って、誤り訂正符号化、各サブキャリアの変調を行ない、OFDMシンボルを生成し、データを送信する。
[0091]
 このような送信機の構成とすることで、DCTを使用し圧縮したMLIを送信し、サブキャリア適応変調OFDM信号を送信することが可能となる。
[0092]
 図5は、第1の実施形態に係る送信装置の動作を示すフローチャートである。まず、伝搬路情報の一例であるSINRを取得し、目標BERを設定する(ステップS11)。次に、通信方式決定装置が動作を行なう(ステップS12)。動作の詳細は、図2で示したとおりである。次に、伝搬路推定用の信号を送信し(ステップS13)、ステップS12で決定された第2の変調情報を少なくとも含む制御情報を送信する(ステップS14)。
[0093]
 次に、第3の変調情報に基づいてサブキャリア毎に変調されたデータを送信する(ステップS15)。ここで、本実施形態では、図4に示すフォーマットで通信を行なうことを前提としたため、ステップS13からステップS15はこの順番で動作をするように示したが、これに限定されるものではない。
[0094]
 (第2の実施形態)
 本実施形態では、図1で示した第2の変調情報決定部3における圧縮について詳細な説明を行なう。また、最後に差分による情報圧縮との比較を行なって、ここで提案する方式が次世代無線通信システムに対して、より適合することを示す。
[0095]
 第1の実施形態では、高周波数領域おける信号成分を0とすることで、データを圧縮する方法について述べた。また、削除しないサンプルのデータについては一様な量子化を施していた。サブキャリア方向に相関のあるMLIデータをDCTしているので、その出力信号成分は、低周波数領域に集中する。この性質を利用し、高周波数領域の成分を削除することに加え、使用する周波数領域においても量子化に使用するビット数を変えることで、効率良く正確に圧縮することが可能となる。
[0096]
 前述の例では、低周波数領域の24サンプルのデータを6ビットで量子化したが、ここでは、16サンプルのデータを6ビット、続く16サンプルのデータを3ビットで量子化する場合を示す。トータルビット数は同一である。なお、以下の説明では、第1の実施形態で示したように、DCTの出力に対して一定の量子化(24サンプルのデータを16ビット)を行なう場合をCase1とし、異なる量子化(16サンプルのデータを6ビット、続く16データのデータを3ビット)を行なう場合をCase2とする。
[0097]
[表3]


 Case1、Case2の双方とも必要となるビット数は144ビットとなり等しくなるが、Case1の場合は、規格化に必要となる最大値を1つとし、Case2の場合は、6ビット量子化の領域と3ビットの量子化の領域で最大値をそれぞれ1つずつとしている。Case2の場合の第1の変調情報、第2の変調情報、第3の変調情報を、表3の(a)~(c)に示す。比較のため表3の(a)は、表2の(a)と同じパターンとしている。また、第1の変調情報と第3の変調情報の出力の差を表3の(d)に示す。Case1の第1の変調情報と第3の変調情報の差を示した表2の(e)と表3の(d)とを比較すると、Case1で示した圧縮方法の誤差よりCase2で示した圧縮方法の誤差が1つ削減されていることがわかる。これは、情報量の割り当てが少なくても高周波数帯域のサンプルのデータを使用することにより特性が改善することを意味している。
[0098]
 このように、DCT出力をいくつかの領域に分割し、それぞれの領域における最大値で規格化し、それぞれの領域で異なるビット数による量子化を行なうことによって、誤差の少ない圧縮を行なうことが可能となる。
[0099]
 また、これまでの説明では、規格化に用いる最大値は理想的な値として処理している。しかしながら、実際のシステムでは、第2の変調情報としてこの最大値も通知する必要があり、これに必要となる情報量にも注意する必要がある。この対策としては、最大値で規格化するのではなく、DCTの出力を浮動小数点で表示し、最大値の指数部のみによる規格化を行ない、規格化に使用した最大値の指数部のみを第2の変調情報として使用する方法が考えられる。この操作は、固定小数点表示では最大値を桁上げしてもオーバフローしないビットシフトをすべてのサンプルに施し、そのシフト量を通知することとほぼ等しくなる。
[0100]
 表3の(e)は、最大値で規格化する代わりに、最大値の指数部のみで規格化をおこなった場合の第1の変調情報と第3の変調情報の差を示す。表3の(d)に比べると誤り個数が多くなっているものの、表3の(e)では、規格化に関する情報量を減らすことが可能であることが示されている。このように規格化を簡素化することで若干特性は劣化するが、規格化に関する処理回路を簡易化できるメリットが生じる。
[0101]
 次に、本実施形態の効果を示すため、シミュレーションにより評価を行なう。なお、第3の実施形態から第5の実施形態でもシミュレーションによる効果を示すが、特に断りがない限りパラメータはここで示すものと同一である。ここでの評価は、圧縮率を変えた場合の誤りの個数(第1の変調情報と第3の変調情報の差)で示す。適応サブキャリア変調OFDM方式の主なパラメータとして、サブキャリア数64、サブキャリア変調の種類(変調方式と符号化率)は13種類(第1の変調情報はサブキャリア毎に4ビットで、総制御情報量は4ビット×64サブキャリアの256ビットとなる)である。
[0102]
 評価した伝搬路環境は3種類の等電力レイリー分布モデルで、遅延パス数は2波、4波、6波であり、各伝搬路の遅延分散は、OFDMシンボル長で規格化し0.5/64、1.25/64、2.92/64である。以下の説明ではこのOFDMシンボル長で規格化された遅延分散を「規格化遅延分散」と呼称する。その他の特記しないパラメータはすべて理想的なものとし、シミュレーションで行なった。また、比較方式として差分による圧縮を用いた。評価に際して、DCT法については、これまで示したようにDCTの出力を8サンプルずつに分け、ビットシフトで規格化を行なう圧縮方法を用いた。
[0103]
[表4]


 表4の(a)に出力サンプル番号とそのサンプル番号に用いた量子化ビット数を示す。表4の(a)の目標圧縮率は、規格化に必要となるビット数を除いた場合であり、実質圧縮率は規格化に必要となるビット数を加えて算出した値である。比較に用いた差分法では、誤りが伝搬するのを防ぐため8サブキャリア毎に基準となる変調情報(ここでは4ビット)を送信するものとし、その他のサブキャリアではこの基準値からの差分情報を4ビット未満の情報量で表現するものとしている。
[0104]
 表4の(b)に目標圧縮率とビット数の関係を示す。圧縮前のサブキャリアの変調情報が4ビットであるため、差分値としては、1、2、3ビットの何れか、すなわち、目標圧縮率は1/4、1/2、3/4となる。実質圧縮率との差は、8サブキャリア毎に基準変調情報を使用するためである。目標圧縮率1/8を実現するのは差分法では困難であるため、グループ化で代用する(8サブキャリア毎に同じ変調方式に設定)。以下、DCT法、差分法と各目標圧縮率XをDCT-X、DIFF-Xと表現する。
[0105]
 図6は、遅延分散に対するDCT法、差分法の平均の誤り個数(第1の変調情報と第3の変調情報の差)を示す図である。横軸は規格化遅延分散、縦軸は平均の誤り個数である。図6において、D-xは、目標圧縮率xのDCTによる圧縮に関する特性であり、S-xは、目標圧縮率xの差分法による圧縮である。この図6から、圧縮効率が低い場合は差分法が優れており、圧縮効率を高くするとDCT法が優れていることがわかる。特に圧縮率を1/4に設定した場合、DCT法が優れている。次世代の通信システムでは圧縮率を小さくすること、大きな遅延分散に対応できることが望まれるため、差分法よりDCT法が優れていることがわかる。
[0106]
 以下、第3の実施形態から第5の実施形態では、複数の圧縮率や圧縮パターンから選択して圧縮を行なう場合を示す。なお、この圧縮率や圧縮パターンを選択する方法については、CQI(Channel Quality Information:通信品質)の通知にも応用することができる。実現の方法はMLI通知に比べると簡単なものとなるが、代表して第4の実施形態のCQIへの応用を第7の実施形態で示す。
[0107]
 (第3の実施形態)
 これまで説明してきた実施形態では、システムあるいは送信装置内でDCT後の圧縮方法を一つと仮定して説明を行なった。しかしながら、図6からもわかるように、できるだけ効率良く圧縮を行なうには、伝搬路に応じて圧縮率を変えた方が優れたものになることがわかる。本実施形態では、伝搬路の遅延分散に応じて圧縮率を変えて通信を行なう通信方式決定装置と、それを用いるOFDM適応変調システムの送信装置とを説明する。
[0108]
 図7は、第3の実施形態に係る通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。図1と同じ機能を持つブロックには同じ番号を付して説明を省略する。すなわち、第2の変調情報決定部33が、図1で示したものと異なっている。この第2の変調情報決定部33には、伝搬路の遅延分散に関する情報が入力され、圧縮方式が決定される。ここでは、第2の実施形態で示した、DCT-1/4、DCT-1/2、DCT-3/4と圧縮しないもの(DCT-1)の4つから圧縮方式が選択されるものとする。
[0109]
 使用する伝搬路の規格化遅延分散が、0.5/64未満の場合、DCT-1/4が選択される。これにより平均の誤りは2個程度になる。また、規格化遅延分散が、0.5/64以上1.25/64未満の場合、DCT-1/2が選択される。これにより平均の誤り個数は1個程度になる。また、規格化遅延分散が、1.25/64以上2.92/64未満の場合、DCT-3/4が選択される。これにより誤りは2個程度になる。規格化遅延分散が、2.92/64以上になった場合は、DCT-1が選択される。すなわち圧縮を行なわない。このように適宜圧縮率を変更することで、制御情報を削減しながら、誤差の少ない変調情報を決定する通信方式決定装置を実現することができる。ここでは基準とする規格化遅延分散の値としての例を示したが、あくまで一例であり、必然性を伴うものではない。
[0110]
 図8は、第3の実施形態に係る通信方式決定装置を備えた送信装置の概略構成を示すブロック図である。図3に示した送信装置と同じ機能を持つブロックには同じ番号を付し、説明を省略する。すなわち、通信方式決定装置11が、図3で示したものと異なっている。この通信方式決定装置11は、図7で示した通信方式決定装置が使用される。また、第2の変調情報にはどの圧縮方法を使用したかという情報が加えられることになる。図9は、図8で示した送信装置が使用するパケットフォーマットの一例を示す図である。図4に示したものと同等であり、送信装置も同じ動作を行なう。ただし、制御情報を詳細に示すと、圧縮情報が加えられている。
[0111]
 より具体的には、例えば、圧縮情報として2ビット使用する場合を考える。この2ビットに対応して、「00」の場合DCT-1、「01」の場合DCT-3/4、「10」の場合、DCT-1/2、「11」の場合DCT-1/4とすることで、圧縮に関する情報を送信することができる。
[0112]
 (第4の実施形態)
 第3の実施形態では伝搬路の規格化遅延分散に従って圧縮率を変化させる例を示したが、第1の変調情報と第3の変調情報の差、すなわち誤差成分には必ずばらつきが生じる。図10は、遅延分散を1.25/64にし、圧縮率を1/2(DCT-1/2)にした場合の誤り個数のばらつきを示す図である。横軸が誤り個数であり、縦軸がその誤り個数以上となる割合である。この遅延分散でDCT-1/2を使用した場合、誤りの平均個数は1.2個程度であるが、図10を見るとわかるように、誤りが5個以上となる場合もわずかではあるが観測される。もし、システムで許される誤りの個数が4個までであるとすると、この方式では5%のパケットが高い確率で誤ることになる。
[0113]
 ここで、本実施形態では、誤り個数を観測し、誤りを所定の数以下にできる圧縮率を選択する方法について示す。図11は、本実施形態で用いる通信方式決定装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す通信方式決定装置と同じ機能を持つブロックには同じ番号を付し、説明を省略する。すなわち、第2の変調情報決定部34が図1で示したものと異なっており、制御部41が加えられている。第2の変調情報決定部34は、制御部41から入力される制御信号により圧縮率を決定する。従って、一度、第1の変調情報が入力されると、複数回動作することがある。また、それに伴いIDCT部4および第3の変調情報決定部5も複数回動作することになる。この複数回の動作については同じ機能を持つ通信方式決定装置を複数個使用し、最後に比較することで代用できるが、本実施形態では回路規模の増加を考慮し、一つの通信方式決定装置で複数回の動作をして圧縮率を決定する場合を示す。
[0114]
 制御部41には、第1の変調情報と第3の変調情報が入力される。制御部41では、最初はシステムで決められた任意の圧縮率を制御情報1として出力する。その後、算出された第3の変調情報と前に入力されている第1の変調情報とを比較し、誤りが所定の数以内なら、動作を中断し、それらの値を変調情報として採用する。誤りが所定の数を超えた場合、圧縮率を変え、再度、第2の変調情報決定部34を動作させる。この繰り返しにより、誤りが所定の数となる圧縮率を選択する。
[0115]
 次に、制御部41の制御により、通信方式決定装置が行なう動作を説明する。説明を簡単にするために、圧縮率は1/8、1/4、1/2、1の4通り、所定の誤り数はX(Xは0以上の整数であり、システムにより決定される)とする。また、圧縮率をできるだけ低く設定できるようにするために動作の最初では圧縮率1/8を選択するものとする。
[0116]
 図12は、第4の実施形態に係る通信方式決定装置の動作を示すフローチャートである。まず、SINRなどから第1の変調情報を算出する(ステップS21)。次に、圧縮率pを初期値、ここでは1/8に設定する(ステップS22)。次に、第1の変調情報を、DCT部2に入力してDCTを行なうと同時に、第1の変調情報を、制御部41に入力し(ステップS23)、圧縮率pでDCTの出力を圧縮し、第2の変調情報を算出する(ステップS24)。
[0117]
 次に、ステップS24で算出された第2の変調情報を逆圧縮し(ステップS25)、逆圧縮されたデータに対してIDCTを行なう(ステップS26)。IDCTの結果に基づいて、第3の変調情報を算出し(ステップS27)、第1の変調情報と第3の変調情報とを比較して、誤差が所定の値以内、すなわち、X以内になっているかどうかを判断する(ステップS28)。第1の変調情報と第3の変調情報との誤差がX以内でなければ、圧縮率pを2倍し(ステップS29)、pが1になっているかどうかを判断する(ステップS30)。pが1でない場合は、ステップS24へ移行し、pが1である場合は、圧縮できないことを意味するので、第1の変調情報から第3の変調情報を同一であるとして(ステップS31)終了する。一方、ステップS28において、第1の変調情報と第3の変調情報との誤差がX以内である場合は、終了する。
[0118]
 このフローチャートにおいて、圧縮率の変化は2倍する形式をとったが、これに限定されるものではなく、設定されるすべての圧縮率を試みる構成になっていれば良い。また、初期値として最も圧縮率が小さいものを設定したが、これに限定されるものではなく、前回の通信で使用した値や遅延分散から推定される値等とすることで、演算回数を削減することも可能である。また、圧縮しない方式を採用しているが、必ず必要なものではなく、所定の圧縮率でフローを終了する構成としても問題ない。
[0119]
 図13は、第4の実施形態に係る通信方式決定装置を備えた送信装置の概略構成を示すブロック図である。図3に示した送信装置と同じ機能を持つブロックには同じ番号を付し、説明を省略する。すなわち、通信方式決定装置12が図3で示したものと異なっている。この通信方式決定装置12は、図11で示した通信方式決定装置が使用される。
[0120]
 この送信装置では、図3で示した送信装置と同じ動作を行なう。また、圧縮情報を通知する必要があるので、パケット構成は図9で示したものと同様になる。
[0121]
 以上説明したように、第4の実施形態では、誤差が許容される範囲で、圧縮効率が最も良い方法を選択する例を示した。次に第4の実施形態の効果をシミュレーションで検証する。許容される誤りの個数を5個とし、圧縮率を1/8、1/4、1/2、3/4(表4(a)記載の4種類)の4種類から選択する方法でシミュレーションを行なった。伝搬路モデルは規格化遅延分散が1.25/64である。また、比較のために圧縮率を1/2一定とした場合を使用する。
[0122]
 図14は、誤り個数とその個数の誤りになった回数を示すグラフであり、横軸が誤りの個数、縦軸がその誤り個数になった回数である。図14において、D-xは、圧縮率xのDCTによる圧縮を意味する。D-1/2は、圧縮率を1/2一定にした場合、Adaptiveが圧縮率を適宜選択する第4の実施形態で示した方法である。試行は全部で50000回である。図14によれば、1/2一定のときは、誤りが0になる回数は多いものの、誤り個数が6個以上にも分布していることがわかる。実施形態4で示した方法にすると、誤り個数が0になる回数は減少するものの、6回以上になることも殆どなくなっている。
[0123]
[表5]


 また、表5は、50000回の試行で、それぞれの圧縮率が選択された回数を示す。全く圧縮を行なわない場合、50000回の試行で必要となる制御情報量は4×64×50000=12800000ビットであるが、D-1/2では7200000ビットに、実施形態4の方法では、5827324ビットに削減される。なお、この制御情報量には圧縮率を通知するための2ビットも考慮されている。これにより、総制御情報量を削減しながら、誤り個数を許容範囲内に収めることが可能となることがわかる。
[0124]
 (第5の実施形態)
 第3の実施形態および第4の実施形態では、圧縮率をパケット毎に変更する例を示したが、システムによっては、制御情報は一定の方が処理しやすい場合がある。そこで、本実施形態では圧縮率は一定とし、DCT後の各サンプルに対する量子化ビット数を変えることで、誤差をできるだけ少なくする例を示す。
[0125]
[表6]


 一例として、目標圧縮率を1/2とした4つの圧縮パターンを使用する。表6に、その4つの圧縮パターンを示す。表6において、パターンD-1/2AからD-1/2Dに変わるにしたがって、高周波領域に割り当てられる情報量が多くなっている。本実施形態を実現する通信方式決定装置および送信装置は、それぞれ図11および図13で示したものと同じ構成となる。ただし、通信方式決定装置内の制御に違いが生じる。また、第4の実施形態と同様に、通信方式決定装置を複数使用することで以下に示す動作のループを省略できるが、回路規模の増加を考慮し、一つの通信方式決定装置で圧縮パターンを決定する方法を示す。
[0126]
 図15は、制御部41の制御により、通信方式決定装置が行なう動作を示すフローチャートである。ただし、フローチャート中では圧縮パターンM_Cを1から4の数値で表し、それぞれ圧縮パターンAからDを表すものとする。また、ERRORとは、誤り個数の初期値であり、図中では100と設定しているが、大きな数値であれば問題ない。
[0127]
 まず、これまでと同様に、第1の変調情報を算出する(ステップS40)。次に、M_C=1、ERROR=100に設定し(ステップS41)、第1の変調情報をDCT部2に入力してDCTを行なうと同時に、第1の変調情報を制御部41に入力する(ステップS42)。次に、M_Cに設定された圧縮パターンで圧縮を行ない、第2の変調情報を算出する(ステップS43)。次に、第2の変調情報に基づいて逆圧縮を行ない(ステップS52)、その逆圧縮されたデータに対してIDCTを行ない(ステップS44)、第3の変調情報を算出する(ステップS45)。
[0128]
 次に、第1の変調情報と第3の変調情報の差の絶対値をN_ERRORに入力し(ステップS46)、N_ERRORとERRORを比較する(ステップS47)。N_ERRORの方がERRORよりも小さい場合は、ERRORにN_ERRORを代入し、圧縮方法の候補M_DにM_Cを代入、第2の第3の変調情報の値を保持する(ステップS48)。1回目のループではERRORが大きな値に設定されているため、必ずステップS47からS48に進むことになる。逆に言えばERRORの初期値をこの条件を満たすことができるような大きな値に設定することが好ましい。その後、N_EERORが0か否かを判断し(ステップS49)、N_EERORが0である場合は、処理を終了し、圧縮方法、第2の第3の変調情報を決定する。ここで、0と比較することによって、圧縮候補の中から誤差が最も少ない圧縮方法を選択できることになる。もちろん、ある程度の誤差が許容される場合はループの回数を減らすことを考慮し、その許容誤差値と比較するように動作させても問題はない。
[0129]
 ステップ47でERRORがN_ERRORより小さい場合およびステップS49でN_ERRORが0でない場合は、次の圧縮パターンによる動作をさせるため、候補が残っているかを判断する(ステップS50)。この例では、候補となる圧縮パターンが1から4であるためM_Cが4か否かを判断する。M_Cが4となっている場合は、これ以上候補がないことを意味するため、フローは終了となる。この場合は、この段階で設定されているM_Dが最適な圧縮パターンであり、保持されている第2の変調情報および第2の変調情報が使用されることになる。ステップS50で候補が残っていると判断された場合は、M_Cに1を加算し(ステップS51)、次の圧縮パターンで一連のフローを再度試みる。
[0130]
 以上説明したように、第5の実施形態では複数の圧縮パターンから誤り個数が最初となる圧縮パターンを選択する方法について示した。先に示した圧縮パターンを使用し、シミュレーションで特性を調べた。評価の際に用いた規格化遅延分散は1.25/64、比較の対象として表50中のD-1/2Cのみで圧縮を行なう場合を用いた。
[0131]
 図16は、図14と同様に、誤り個数とその個数の誤りになった回数を示すグラフである。図16において、D-1/2が圧縮率を1/2一定にした場合、Adaptiveが圧縮パターンを適宜選択する、第5の実施形態で示した方法である。横軸は誤りの個数、縦軸がその誤り個数になった回数である。試行は全部で50000回である。図16から、本実施形態で示した選択を行なう事で、誤り個数の分布が誤りの少ない領域に広がっている様子がわかる。なお、平均の誤り個数としては1.34から0.893に減少している。
[0132]
 第4の実施形態では、圧縮率を変えて選択する方法、第5の実施形態では圧縮率を変えずに圧縮パターンを変えて選択する方法について示したが、当然、2つを合わせて使用することも可能である。
[0133]
 (第6の実施形態)
 本実施形態では、第1、第3、第4および第5の実施形態で示した送信装置に対応した受信装置について示す。図17は、本実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。図17において、RF部51は、受信信号を信号処理できる帯域に変換し、ディジタル信号を出力する。同期部52は、OFDM信号の有効シンボルを抽出する。FFT部53は、高速フーリエ変換を行なう。分配部54は、受信した信号を用途に応じて分配する。伝搬路推定部55は、受信した伝搬路推定用信号に基づいて、伝搬路推定を行なう。変調方式算出部56は、伝搬路推定値と制御情報が送信されたOFDMシンボルから、データにおける各サブキャリアの変調方式を算出する。復調部57は、伝搬路推定値と算出された各サブキャリアの変調方式から誤り訂正を含めたデータの復調を行なう。
[0134]
 図18は、変調方式算出部56の内部構成を示すブロック図である。図18において、復調部62は、伝搬路推定値から各サブキャリアの誤り訂正を含めたデータを行なう。ただし、制御データに関しては、変調方式、誤り訂正方式とも送受信装置間で既知であることを仮定している。データ選択部63は、復調された制御データから、送信装置で生成された第2の変調情報を抽出する。第2の変調情報には、第2の実施形態で示した規格化に関するデータや、第3および第4の実施形態で示した圧縮率に関するデータ、第5の実施形態で示した圧縮パターンに関するデータなどが含まれる。IDCT部64は、第2の変調情報に基づいて、IDCTを行なう。第4の変調情報決定部65は、IDCTの結果とビットマップとから第3の変調情報を算出する。このIDCT部64および第4の変調情報決定部65と、図1などの通信方式決定装置内のIDCT部4と第3の変調情報決定部5とは同じ機能を有している。
[0135]
 図19は、受信装置において、送信装置がデータ部の変調に使用した第3の変調情報を算出する動作を示すフローチャートである。まず、第2の変調情報を制御データ中から抽出し(ステップS61)、第2の変調情報に対し送信装置で行なわれたのと同一の逆圧縮が施される(ステップS62)。次に、その逆圧縮されたデータに対してIDCTを行ない(ステップS63)、送信装置で用いたものと同じビットマップとIDCTの出力とから第3の変調情報を算出する(ステップS64)。
[0136]
 図20は、受信装置の動作を示すフローチャートである。この受信装置は、まず、OFDM受信処理を行なう(ステップS71)。この受信処理にはOFDMシンボル同期、周波数同期などOFDM信号処理に必要な動作が含まれている。次に、伝搬路推定シンボルから伝搬路を推定し(ステップS72)、制御データの復調を行なう(ステップS73)。制御データを送信するための各サブキャリアの変調方式は、送受信装置間で予め既知であるとしている。続いて、第3の変調情報を算出する(ステップS74)。この動作を示すフローチャートは、既に図19に示した。そして、第3の変調情報と伝搬路推定値とから、送信データの復調を行なう(ステップS75)。
[0137]
 図17に示す変調方式算出部56で重要となる機能は、図18に示すIDCT部64の演算精度、演算方法(オーバーフロー処理、演算途中の丸め処理)を送信装置内の変調方式決定部内のIDCTと同じ程度にすることである。これが満たされないと同じ第2の変調情報を利用しても、算出される第3の変調情報に差異が生じてしまう。また、第4の変調情報決定部65で使用するビットマップは、送信装置で使用されたものと全く同じである必要がある。同時に丸め処理の基準、方法も同じである必要がある。
[0138]
 以上説明した各実施形態では、変調情報に関する制御情報を送信し、その制御情報に基づいて変調されたデータを送信する例を示した。これはセルラシステムにおけるダウンリンクの通信方法として利用できることを意味する。また、本実施形態では、圧縮するためのデータ変換法として、DCT、IDCTを中心に説明したが、DST(離散サイン変換:Discrete Sine Transform)や離散ウェーブレット変換も、適応可能である。ただし、伝搬路の性質上、エネルギーが低周波数成分に集中するので、DCTが最も効率良く圧縮できる。
[0139]
 (第7の実施形態)
 本実施形態では、MLI圧縮技術をCQI圧縮技術に適応した例を示す。ただし、ここで示す実施形態は、上述したMLI圧縮技術の第4の実施形態に相当するものであるが、それのみならず、第3および第5の実施形態に対する本実施形態の適用については、第7の実施形態から容易に推測できるものである。このため、第3および第5の実施形態に適用した例は省略している。
[0140]
 図21は、通信方式決定装置としてのCQI情報決定装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係るCQI情報決定装置は、DCT部1002、第2のCQI情報決定部1003、IDCT部1004、第3のCQI情報決定部1005、および制御部1041から構成されている。図11に示す通信方式決定装置との対応が容易になるように、第1のCQI情報決定部が省略された形式になっている。
[0141]
 ここで、第7の実施形態において、第1のCQI情報決定部がない理由は、通常、CQIは、振幅や電力、あるいは信号とノイズの電力比などを示す値であるため、ビットマップを用いて、変換する必要がないためである。
[0142]
 図21において、第2のCQI情報決定部1003は、制御部1041から入力される制御信号により圧縮率を決定する。従って、一度、第1のCQI情報が入力されると、複数回動作することがある。また、それに伴い、IDCT部1004および第3のCQI情報決定部1005も複数回動作することになる。この複数回の動作については同じ機能を持つCQI情報決定装置を複数個使用し、最後に比較することで代用できるが、本実施形態では回路規模の増加を考慮し、一つのCQI情報決定装置で複数回の動作をして圧縮率を決定する場合を示す。
[0143]
 制御部1041には、第1のCQI情報と第3のCQI情報が入力される。制御部1041では、最初は、システムで決められた任意の圧縮率を制御情報1として出力する。その後、算出された第3のCQI情報と前に入力されている第1のCQI情報を比較し、誤りが所定の数以内なら、動作を中断する。誤りが所定の数を超えた場合、圧縮率を変え、再度、第2のCQI情報決定部1003を動作させる。この繰り返しにより、誤りが所定の数となる圧縮率を選択する。
[0144]
 次に、制御部1041の制御によってCQI情報決定装置が行なう動作を説明する。説明を簡単にするために、圧縮率は1/8、1/4、1/2、1の4通り、所定の誤り数はX(Xは0以上の整数であり、システムにより決定される)とする。また、圧縮率をできるだけ低く設定できるようにするために動作の最初では圧縮率1/8を選択するものとする。
[0145]
 図22は、第7の実施形態に係るCQI情報決定装置の動作を示すフローチャートである。まず、各サブキャリアの振幅値あるいはSINRなどの第1のCQI情報が入力される(ステップS121)。次に、圧縮率pを初期値、ここでは1/8に設定する(ステップS122)。次に、第1のCQI情報を、DCT部1002に入力してDCTを行なうと同時に、第1のCQI情報を、制御部1041に入力し(ステップS123)、圧縮率pでDCTの出力を圧縮し、第2のCQI情報を算出する(ステップS124)。
[0146]
 次に、ステップS24で算出された第2のCQI情報を逆圧縮し(ステップS125)、逆圧縮されたデータに対してIDCTを行なう(ステップS126)。IDCTの結果に基づいて、第3のCQI情報を算出し(ステップS127)、第1のCQI情報と第3のCQI情報とを比較して、誤差が所定の値以内、すなわち、X以内になっているかどうかを判断する(ステップS128)。この判断の結果、第1のCQI情報と第3のCQI情報との誤差がX以内でなければ、圧縮率pを2倍し(ステップS129)、その結果、pが1になっているかどうかを判断する(ステップS130)。pが1でない場合は、ステップS24へ移行し、pが1である場合は、圧縮できないことを意味するので、第1のCQI情報から第3のCQI情報を同一であるとして(ステップS131)終了する。一方、ステップS128において、第1のCQI情報と第3のCQI情報との誤差がX以内である場合は、終了する。
[0147]
 このフローチャートにおいて、圧縮率の変化は2倍する形式をとったが、これに限定されるものではなく、設定されるすべての圧縮率を試みる構成になっていれば良い。また、初期値として最も圧縮率が小さいものを設定したが、これに限定されるものではなく、前回の通信で使用した値や遅延分散から推定される値等とすることで、演算回数を削減することも可能である。また、圧縮しない方式を採用しているが、必ず必要なものではなく、所定の圧縮率でフローを終了する構成としても問題ない。
[0148]
 第1のCQI情報と第3のCQI情報の誤差としては、値が異なる個数をカウントするという方法でも、誤差の絶対値を加算するといった方法でも対応できる。
[0149]
 このように、MLI圧縮とほぼ同じ構成でCQI情報を効率的に圧縮することが可能となる。なお、第2のCQI情報が通信相手に通知されることになるが、その通知手段、方法は特に限定はない。また、第2の情報を通知された端末は、ここで示した逆圧縮からのステップを実行することで、第2の情報と通知してきた端末のサブキャリア毎のCQIを算出することが可能となる。
[0150]
 さらに、第3から第5、第7の実施形態の場合、複数の圧縮方法を使用することも可能である。例えば、第4、7の実施形態において、圧縮率の高い領域では差分による圧縮方法を適用することがその一例である。また、すべての実施形態では、サブキャリア毎の適応変調について示したが、グループ化後、データ空間を変換する圧縮を用いることもできる。

請求の範囲

[1]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、
 前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、を備えることを特徴とする通信方式決定装置。
[2]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータに対し、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行ない、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、
 前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、を備えることを特徴とする通信方式決定装置。
[3]
 前記第2の伝搬路情報は、伝搬路の遅延分散であり、
 前記第2の変調情報決定部は、前記遅延分散に対応した圧縮を行なうことを特徴とする請求項2記載の通信方式決定装置。
[4]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、
 前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報と第3の変調情報との差を検出する制御部と、を備え、
 前記第2の変調情報決定部は、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定装置。
[5]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定する第1の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定する第2の変調情報決定部と、
 前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定する第3の変調情報決定部と、
 前記第1の変調情報と第3の変調情報との差を検出する制御部と、を備え、
 前記第2の変調情報決定部は、複数種類の圧縮方法のうち、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、前記選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定装置。
[6]
 前記ビットマップ情報は、変調方式または符号化率の少なくとも一方を示す情報ビット数により表わされており、変調情報が情報ビット数の多寡に応じて順にマッピングされていることを特徴とする請求項1記載の通信方式決定装置。
[7]
 サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータに対し、第2の伝搬路情報に対応した圧縮を行ない、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、を備えることを特徴とする通信方式決定装置。
[8]
 前記第2伝搬路情報は、伝搬路の遅延分散であり、
 前記第2のCQI情報決定部は、前記遅延分散に対応した圧縮を行なうことを特徴とする請求項7記載の通信方式決定装置。
[9]
 サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、
 前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定する第3のCQI情報決定部と、
 前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出する制御部と、を備え、
 前記第2のCQI情報決定部は、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定装置。
[10]
 サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定装置であって、
 第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するデータ変換部と、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定する第2のCQI情報決定部と、
 前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換する逆データ変換部と、
 前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定する第3のCQI情報決定部と、
 前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出する制御部と、を備え、
 前記第2のCQI情報決定部は、複数種類の圧縮方法のうち、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定装置。
[11]
 前記データ変換は、離散コサイン変換であり、前記逆データ変換は、逆離散コサイン変換であることを特徴とする請求項1記載の通信方式決定装置。
[12]
 前記圧縮は、離散コサイン変換の出力サンプルまたはサンプル群毎に、異なる情報量を割り当てることを特徴とする請求項11記載の通信方式決定装置。
[13]
 前記圧縮は、前記離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を削減することにより行なわれることを特徴とする請求項11記載の通信方式決定装置。
[14]
 前記圧縮は、前記離散コサイン変換後の出力信号に対し、予め定められた周波数以上の周波数に対応する情報量を0とすることにより行なわれることを特徴とする請求項11記載の通信方式決定装置。
[15]
 前記データ変換部は、前記第1の変調情報を離散コサイン変換し、
 前記第2の変調情報決定部は、前記離散コサイン変換して得られた複数のサンプルをグループ化した複数のサンプル群に対して、圧縮方法に応じて異なる情報量を割り当てたテーブルに基づいて、前記制御部から入力された第1の変調情報と第3の変調情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする請求項5記載の通信方式決定装置。
[16]
 前記データ変換部は、前記第1のCQI情報を離散コサイン変換し、
 前記第2のCQI情報決定部は、前記離散コサイン変換して得られた複数のサンプルをグループ化した複数のサンプル群に対して、圧縮方法に応じて異なる情報量を割り当てたテーブルに基づいて、前記制御部から入力された第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする請求項10記載の通信方式決定装置。
[17]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、
 請求項1記載の通信方式決定装置と、
 前記通信方式決定装置が出力する第3の変調情報に基づいて、サブキャリアの変調を行なうサブキャリア適応変調部と、
 前記通信方式決定装置が出力する第2の変調情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。
[18]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、
 請求項2に記載の通信方式決定装置と、
 前記通信方式決定装置が出力する第3の変調情報に基づいて、サブキャリアの変調を行なうサブキャリア適応変調部と、
 前記通信方式決定装置が出力する第2の変調情報、その第2の変調情報生成のための圧縮情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。
[19]
 受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される送信装置であって、
 請求項7記載の通信方式決定装置と、
 前記通信方式決定装置が出力する第2のCQI情報、その第2のCQI情報生成のための圧縮情報を通信相手に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置。
[20]
 請求項17記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、
 前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴とする受信装置。
[21]
 請求項18記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、
 前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2の変調情報を第2の変調情報生成のための圧縮情報から元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴とする受信装置。
[22]
 請求項19記載の送信装置から送信されたOFDM信号を受信してデータを復調する受信装置であって、
 前記逆データ変換部と同等の機能を有し、受信した前記第2のCQI情報を第2のCQI情報生成のための圧縮情報から元のデータ空間に逆変換する逆変換部を備えることを特徴とする受信装置。
[23]
 第1の伝搬路情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に変調情報を適応的に決定し、前記決定した変調情報を通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、
 第1の伝搬路情報および変調情報から定められるビットマップ情報に基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第1の変調情報を決定するステップと、
 前記第1の変調情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2の変調情報を決定するステップと、
 前記第2の変調情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、
 前記逆変換されたデータと前記ビットマップ情報とに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3の変調情報を決定するするステップと、を少なくとも含むことを特徴とする通信方式決定方法。
[24]
 サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、
 第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定するステップと、
 前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、
 前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定するステップと、
 前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出するステップと、を少なくとも含み、
 さらに、前記第2のCQI情報を決定するステップでは、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が所定の閾値以下となるように前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定方法。
[25]
 サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎の受信品質を示すCQI情報を、通信相手に通知するOFDM適応変調システムに適用される通信方式決定方法であって、
 第1のCQI情報を、異なるデータ空間に変換するステップと、
 前記変換されたデータを圧縮し、通信相手に通知する第2のCQI情報を決定するステップと、
 前記第2のCQI情報を元のデータ空間に逆変換するステップと、
 前記逆変換されたデータに基づいて、サブキャリア毎またはグループ化されたサブキャリア群毎に第3のCQI情報を決定するステップと、
 前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差を検出するステップと、を少なくとも含み、
 さらに、前記第2のCQI情報を決定するステップでは、複数種類の圧縮方法のうち、前記第1のCQI情報と第3のCQI情報との差が最小となる圧縮方法を選択し、選択した圧縮方法によって前記変換されたデータの圧縮を行なうことを特徴とする通信方式決定方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]