JP2007096494A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適応変調符号化方式において、残留パケットを減らして、スループットの低下を防止すること。
【解決手段】残留状態演算部３０３は、残留モードごとに許容残留ＰＥＲ、処理パケット、および許容残留パケットが対応付けら残留モードパラメータテーブルを内部に保持していて、通信／残留モード判定部３０１から出力される残留モードに対応する許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケットについての情報を取得して、これらの情報を用いて残留状態を算出する。ＭＣＳ選択処理部３０５は、受信ＳＩＲ、ドップラー周波数、遅延スプレッド等の受信品質情報から決定される受信ＡＭＣ値と、残留状態のレベルと、ＡＭＣモードとを、ＡＭＣ閾値テーブルと照らし合わせてＭＣＳを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関し、特に、適応変調符号化（Adaptive Modulation and Coding：ＡＭＣ）方式が適用される無線通信装置および無線通信方法に関する。

近年、無線通信の分野において、受信品質に応じて所望の誤り率を満たしてデータを送信する方法として、適応変調符号化（Adaptive Modulation and Coding：ＡＭＣ）方式が検討されている。適応変調符号化方式は、無線端末装置における受信品質（例えば、受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio)、ドップラー周波数、遅延スプレッド等）に基づいて、無線端末装置ごとに送信データの変調方式および誤り訂正符号化率の組み合わせ（以下「ＭＣＳ（Modulation Coding Schemes）」という。）を選択し、選択した変調方式および誤り符号化率でデータを送信する。

具体的には、無線端末装置における受信品質から決定されるＡＭＣ値（以下「受信ＡＭＣ値」という。）と、ＭＣＳごとに予め対応付けられたＡＭＣ閾値とが照らし合わされて、無線端末装置における受信品質に対応するＭＣＳが選択される。

しかしながら、受信品質だけに基づいてＭＣＳを選択した場合、受信ＳＩＲなどの受信品質が同じであっても、無線端末装置の移動、伝搬損失、マルチパスフェージング等の影響により最適なＭＣＳを選択することができずパケット誤りが発生し、ＰＥＲ（Packet Error Rate）が劣化したり、再送回数が増える場合がある。

この問題を解決するために、特許文献１には、ＡＣＫ／ＮＡＣＫなどの再送要求情報、再送回数、または、ＰＥＲなどの受信誤り情報等に応じて、ＡＭＣ閾値を補正する方法が開示されている。
特開２００３−３７５５４号公報

しかしながら、上述したＡＭＣ閾値補正方法を用いた場合、残留パケットの発生を防止することは困難である。以下、図２１を用いて具体的に説明する。図２１は、最大再送回数を３回に設定した場合の再送回数の度数分布を示す。同図において、横軸は再送回数、縦軸は度数分布を示し、また、斜線の四角は残留パケットを示す。同図より、図２１（ａ）に比べ図２１（ｂ）のＰＥＲが低いにも関わらず、残留パケットが占める割合は、図２１（ｂ）の方が多い。また、平均再送回数は図２１（ａ）、図２１（ｂ）ともに１．６回と同じであるのに、残留パケットが占める割合が異なっていることが見て取れる。すなわち、ＰＥＲや再送回数等でＡＭＣ閾値を補正した場合には、必ずしも残留パケット数を減らすことができるわけではない。

一般に、音声通信やテレビ電話などリアルタイム性が要求されるリアルタイム通信においては、残留パケットを如何に発生させないようにするかが重要となる。また、データ伝送等の時間的な遅延の許容が比較的大きいノンリアルタイム通信においても、残留パケットは新規パケットとして再送されるため、残留パケットを発生させないことがスループットの低下防止につながる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、適応変調符号化方式において、残留パケットを減らして、スループットの低下を防止することができる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明の無線通信装置は、受信品質に基づいて変調方式および符号化率を選択する適応変調符号化機能を有する無線通信装置において、受信品質を取得する手段と、最大再送回数送信してもＮＡＣＫとなった残留パケット数を検出する残留パケット検出手段と、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数もしくは許容残留誤り率と、前記残留パケット数とから定められる残留状態を算出する残留状態算出手段と、残留状態ごとに変調方式および符号化率に対応するＡＭＣ閾値を設定する設定手段と、前記受信品質から決定される受信ＡＭＣ値と前記残留状態とを、設定されたＡＭＣ閾値と比較して、ＡＭＣ閾値に対応付けられた変調方式および符号化率を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数若しくは許容残留ＰＥＲと、残留パケット数とから残留状態を算出し、残留状態から変調方式および符号化率を選択するようにしたため、残留パケット数を減少させる可能性の高い変調方式および符号化率を選択することができる。

本発明によれば、適応変調符号化方式において、残留パケットを減らして、スループットの低下を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す。図１に示す無線送信装置１００は、共用器１０１と、受信部１０２と、復号部１０３と、受信データ分離部１０４と、残留パケット検出部１０５と、送信データ分離部１０６と、ＭＣＳ選択部１０７と、データチャネル変調・符号化部１０８と、制御チャネル変調・符号化部１０９と、合成部１１０と、送信部１１１と、を具備する。

共用器１０１は、送信系と受信系とでアンテナを共用させている。

受信部１０２は、受信された信号に対し無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施し、無線受信処理が施された受信信号を復号部１０３へ出力する。また、必要に応じて受信ＳＩＲなどの受信品質に関する情報を取得し、受信品質に関する情報をＭＣＳ選択部１０７へ出力する。受信品質に関する情報としては、受信ＳＩＲに限らず、ドップラー周波数、遅延スプレッドなどでも良い。

復号部１０３は、受信信号に対し復号処理を施し、復号データを受信データ分離部１０４へ出力する。

受信データ分離部１０４は、復号データから受信データを分離するとともに、復号データに対しＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）チェックを行い、再送要求（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を決定し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび再送回数などの受信誤り情報を残留パケット検出部１０５へ出力する。

残留パケット検出部１０５は、受信誤り情報から残留パケット数を検出する。ここで、残留パケットとは、予め設定された最大再送回数パケットを再送した場合にＮＡＣＫとなったパケットをいう。図２に、残留パケット検出部１０５の要部構成を示す。残留パケット検出部１０５は、最大再送回数呼び出し部２０１と、最大再送回数比較部２０２と、残留パケットカウント部２０３とから構成される。

最大再送回数呼び出し部２０１は、後述する送信データ分離部１０６から出力されるＱｏＳを、予め内部に保持する最大再送回数テーブルに照らし合わせて、ＱｏＳに対応付けられた最大再送回数を呼び出し、最大再送回数を最大再送回数比較部２０２へ出力する。図３は、最大再送回数テーブルの一例で、ＱｏＳごとに最大再送回数が対応付けられている。一般に、音声通信やテレビ電話などリアルタイム性が要求されるリアルタイム通信は、データ伝送等のノンリアルタイム通信に比べデータ遅延の許容が小さいため、リアルタイム通信の最大再送回数は、ノンリアルタイム通信の最大再送回数に比べ少ない。

最大再送回数比較部２０２は、最大再送回数と、実際の再送回数を比較し、比較結果を残留パケットカウント部２０３へ出力する。

残留パケットカウント部２０３は、最大再送回数比較部２０２の比較結果により、実際の再送回数が最大再送回数と一致する場合、ＮＡＣＫとされた残留パケット数をカウントする。また、残留パケットカウント部２０３は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび再送回数から新規パケット数および再送パケット数をカウントする。残留パケットカウント部２０３は、残留パケット数、新規パケット数、および再送パケット数（これらを以下では「残留パケット情報」という）をＭＣＳ選択部１０７へ出力する。

送信データ分離部１０６は、情報データやＱｏＳなどの制御情報データから構成されるデータストリームから、情報データとＱｏＳとを分離し、情報データをデータチャネル変調・符号化部１０８へ出力するとともに、ＱｏＳを残留パケット検出部１０５へ出力する。

ＭＣＳ選択部１０７は、ＱｏＳと、受信ＳＩＲなどの受信品質情報と、残留パケット数とから、ＭＣＳを選択する。図４に、ＭＣＳ選択部１０７の要部構成を示す。ＭＣＳ選択部１０７は、通信／残留モード判定部３０１と、ＱｏＳパラメータテーブル３０２と、残留状態演算部３０３と、ＡＭＣ閾値補正部３０４と、ＭＣＳ選択処理部３０５とから構成される。

通信／残留モード判定部３０１は、ＱｏＳをＱｏＳパラメータテーブル３０２と照らし合わし、リアルタイム通信とノンリアルタイム通信のどちらであるかを示す通信モードと、許容残留ＰＥＲや許容残留パケットのランクを示す残留モード、ＡＭＣモード、所要データレートに関する情報を取得する。なお、通信／残留モード判定部３０１は、ＱｏＳで要求される所要データレートが、自装置のＭＣＳの最低データレート以下の場合、ＡＭＣモードをＡＭＣ ＯＦＦに設定し、通信モードおよびＡＭＣモードをＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力するとともに、残留モードを残留状態演算部３０３へ出力する。

ＱｏＳパラメータテーブル３０２は、ＱｏＳごとに通信モード、データ種別、残留モード、所要データレート、およびＡＭＣモード（ＡＭＣ ＯＮ／ＯＦＦ）が対応付けられたテーブルである。図５に、ＱｏＳパラメータテーブル３０２の一例を示す。

残留状態演算部３０３は、残留モードごとに許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケット数が対応付けら残留モードパラメータテーブルを内部に保持していて、通信／残留モード判定部３０１から出力される残留モードに対応する許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケット数についての情報を読み出し、これらの情報を用いて残留状態を算出する。図６に、残留モードパラメータテーブルの一例を示す。例えば、通信／残留モード判定部３０１から出力される残留モードが「Ａ」の時、残留状態演算部３０３は、残留モードパラメータテーブルから許容残留ＰＥＲ１．００Ｅ−２、処理パケット数１００、許容残留パケット数２を読み出す。そして、残留状態演算部３０３は、式（１）または式（２）を用いて残留状態（％）を算出する。

残留状態＝累積残留パケット数／許容残留パケット数×１００ …（１）

残留状態＝累積残留パケット数／累積パケット数／許容残留ＰＥＲ×１００ …（２）

上式（１）および上式（２）からわかるように、累積残留パケット数が０の時、残留状態は０となる。一方、残留パケット数が増えると、残留状態も残留パケット数に比例して大きくなる。すなわち、残留状態は、その値が小さいほど最大再送回数だけ残留パケットを再送したときに再送されずに残留するパケット数が少ないことを示し、その値が大きいほど最大再送回数だけ残留パケットを再送したときに再送されずに残留するパケット数が多いことを示す。残留状態の具体的な算出方法については、後に詳述する。

上述したように、残留モードはＱｏＳに対応付けられているため、許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、許容残留パケット数はともにＱｏＳによって決定される。したがって、上式（１）および上式（２）で算出される残留状態は、ＱｏＳによって要求される残留パケットに関する情報を考慮したものとなっている。残留状態演算部３０３は、算出した残留状態に関する情報をＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力する。

ＡＭＣ閾値補正部３０４は、通信モード（リアルタイム通信またはノンリアルタイム通信）、ＡＭＣモード（ＡＭＣ ＯＮ／ＯＦＦ）、および残留状態に関する情報とから設定されたＡＭＣ閾値を予め内部にＡＭＣ閾値テーブルとして保持する。図７に、ＡＭＣ閾値テーブルの一例を示す。図７に示すように、通信モード、ＡＭＣモード、および残留状態の大きさに応じてＡＭＣ閾値が予め設定されている。

具体的には、残留状態がその大きさに基づいて０から６にレベル分けされ、レベルが高く残留状態が悪くなるほどＡＭＣ閾値補正部３０４は、ＡＭＣ閾値を高く設定する。また、残留状態が劣悪な場合、ＡＭＣ閾値補正部３０４は、ＡＭＣ閾値を設定せずＮ／Ａ（Non Assign）とする。

さらに、ＡＭＣ閾値補正部３０４は、前回と今回の残留状態の変化量に応じて、ＡＭＣ閾値を補正する。以下、ＡＭＣ閾値の補正の方法について図８および図９を用いて説明する。図８は、残留状態が、６０→５０→４５→４０→５０→５５→６０→６０と変化した場合の補正後のＡＭＣ閾値を表し、左列が残留状態とレベル、中央列が補正後のＡＭＣ閾値、右列がＡＭＣ閾値の補正の仕方を示している。残留状態が６０の時、ＡＭＣ閾値「１１」がセットされる。そして、残留状態が６０→５０→４５と変動した場合は、残留状態のレベルはいずれも３と同じであるため、最初にセットしたＡＭＣ閾値「１１」と、図９に示すレベルごとの変動値とを式（３）に代入して、閾値変化量を算出する。

閾値変化量＝（今回の残留状態−前回の残留状態）／残留ステップ幅×変動値…（３）

なお、残留ステップ幅は、同一レベル内の残留状態の範囲と同じとし、図７の例では「２０」である。また、変動値はレベル３の時、図９より「２」である。これらを上式（３）に代入すると、残留状態が、６０→５０と変化した時の閾値変化量は、式（４）となる。

閾値変化量＝（５０−６０）／２０×２＝−１ …（４）

したがって、残留状態が６０→５０へ変化の時、ＡＭＣ閾値補正部３０４は、残留状態５０のＡＭＣ閾値を１０（＝１１−１）に補正する。図８の中央列に、上述した方法を用いて補正したＡＭＣ閾値の結果を示す。これにより、残留状態が増加した場合、ＡＭＣ閾値が低く補正されるため、変調多値数の低い変調方式が選択されてデータが送信される可能性が高くなる。すなわち、残留状態が増加するのは、累積残留パケット数が増えたことを意味するため、変調多値数を下げてデータを送信することで、残留パケット数を減らして伝送することができる可能性が高くなる。

なお、前回と今回の残留状態が同じ時は、ＡＭＣ閾値を所定の変化量分低くする補正をする。例えば、残留状態が６０→６０と変化せず、所定の変化量を０．１とした場合、ＡＭＣ閾値を０．１だけ下げる。これにより、変調多値数の低い変調方式が選択されてデータが送信される可能性が高くなる。すなわち、残留状態が変化しないということは、累積残留パケット数が減少しなかったことを意味するため、変調多値数を下げてデータを送信することで、より残留パケット数を減らし確実に伝送することができる可能性が高くなる。

ＡＭＣ閾値補正部３０４は、ＡＭＣモード、通信モード、および残留状態のレベルに対応する補正後のＡＭＣ閾値に関する情報をＭＣＳ選択処理部３０５へ出力する。

ＭＣＳ選択処理部３０５は、受信ＳＩＲ、ドップラー周波数、遅延スプレッド等の受信品質情報から決定される受信ＡＭＣ値と、残留状態のレベルと、ＡＭＣモードとを、ＡＭＣ閾値テーブルと照らし合わせてＭＣＳを決定し、決定したＭＣＳに関する情報をデータチャネル変調・符号化部１０８および制御チャネル変調・符号化部１０９へ出力する。例えば、通信モードがリアルタイム通信、ＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＮ、残留状態レベルが４で、受信品質情報から決定されるＡＭＣ値（受信ＡＭＣ値）が２０の場合、これらパラメータが図７のＡＭＣ閾値テーブルと比較されて、ＭＣＳとして１６ＱＡＭ Ｒ＝１／２またはＱＰＳＫ Ｒ＝３／４が選択される。なお、上述したように、ＱｏＳで要求される所要データレートが、ＭＣＳの最低データレート以下の場合、ＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＦＦに設定されるので、ＭＣＳ選択処理部３０５は、ＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＦＦの場合、最もデータレートの低いＭＣＳを選択する。

データチャネル変調・符号化部１０８は、選択されたＭＣＳで情報データに変調符号化処理を施し、変調符号化後の情報データを合成部１１０へ出力する。

制御チャネル変調・符号化部１０９は、選択されたＭＣＳで制御データに変調符号化処理を施し、変調符号化後の制御データを合成部１１０へ出力する。

合成部１１０は、変調符号化後の情報データと制御データとを合成して（時間多重、周波数多重、符号多重等）、合成後の変調データを送信部１１１へ出力する。

送信部１１１は、変調データを共用器１０１およびアンテナを経由して通信相手へ送信する。

次いで、上記のように構成された無線通信装置の動作について、例を挙げながら具体的に説明する。

図示しない通信相手から送信された信号は、アンテナおよび共用器１０１を介して受信部１０２によって受信され、所定の無線受信処理が施され、受信ＳＩＲなどの受信品質情報が取得される。受信品質情報は、ＭＣＳ選択部１０７へ出力される。一方、受信信号は、復号部１０３へ出力されて、復号部１０３によって復号処理が施され、復号データは受信データ分離部１０４へ出力される。そして、受信データ分離部１０４によって、復号データからＣＲＣチェックが行われ再送要求（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）が決定され、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよび再送回数などの受信誤り情報が残留パケット検出部１０５へ出力される。

そして、残留パケット検出部１０５によって、ＱｏＳと受信誤り情報が用いられて残留パケット数が検出される。上述したように、残留パケットとは、予め設定された最大再送回数パケットを再送した場合にＮＡＣＫとなったパケットをいう。

まず、最大再送回数呼び出し部２０１によって、送信データ分離部１０６から出力されるＱｏＳと、予め内部に保持する最大再送回数テーブルとが照らし合わされて、ＱｏＳに対応付けられた最大再送回数が呼び出される。最大再送回数は、最大再送回数比較部２０２へ出力される。例えば、最大再送回数呼び出し部２０１が図３に示すようなテーブルを保持している場合、ＱｏＳとして「２」が送信データ分離部１０６から出力されると、最大再送回数として「３」が最大再送回数比較部２０２へ出力される。

そして、最大再送回数比較部２０２によって、最大再送回数呼び出しデーブル２０１から出力されるＱｏＳに対応する最大再送回数と、実際の再送回数とが比較されて、比較結果が残留パケットカウント部２０３へ出力される。

そして、実際の再送回数が最大再送回数と一致する場合、残留パケットカウント部２０３によってＮＡＣＫとされた残留パケット数がカウントされて、残留パケット数はＭＣＳ選択部１０７へ出力される。

ＭＣＳ選択部１０７によって、ＱｏＳと、受信品質情報と、残留パケット数とが用いられてＭＣＳが選択される。ＭＣＳの選択動作は、主に、通信／残留モード判定と、正常に送信されなかった残留パケットの許容度を示す残留状態の算出と、ＡＭＣ閾値補正と、ＭＣＳ選択処理の４つの動作に分けられる。以下、これら４つの動作についてそれぞれフロー図を参照しながら説明する。

始めに、図１０に示すフロー図を用いて通信／残留モード判定について説明する。通信／残留モード判定部３０１によって、送信データ分離部１０６から出力されるＱｏＳと、ＱｏＳパラメータテーブル３０２とが照らし合わされて、リアルタイム通信とノンリアルタイム通信のどちらであるかを示す通信モードと、許容残留ＰＥＲや許容残留パケットのランクを示す残留モードと、所要データレートに関する情報が読み出される（ＳＴ１１）。

そして、ＱｏＳに対応する所要データレートが自装置の最低データレート以下であるか否かが判定される（ＳＴ１２）。ＳＴ１２の判定の結果、所要データレートが自装置の最低データレート以下の場合、ＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＦＦに設定される（ＳＴ１３）。例えば、図５に示すようにＱｏＳが０で対応する所要データレートが２００kbpsであって、自装置の最低データレートが３００kbpsの場合、所要データレートが自装置の最低データレート以下であるため、適用変調符号化を使用しないとしてＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＦＦと設定される。これにより、ＱｏＳで要求される所要データレートを満たしつつ、かつ、適用変調符号化が使用されないため、受信ＳＩＲの伝搬路遅延や推定誤差に起因するＭＣＳ選択誤りを回避することができ、結果として、再送処理の発生を防止することが可能となるためスループットの低下を防止することができる。

一方、ＳＴ１２の判定の結果、所要データレートが自装置の最低データレート以下でない場合、ＡＭＣ ＯＮと設定される（ＳＴ１４）。

設定されたＡＭＣモードおよび通信モードはＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力され、残留モードは、残留状態演算部３０３へ出力される（ＳＴ１５）。

残留状態演算部３０３では、残留モードに対応づけられた許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケットと、残留パケット検出部１０５によって検出された残留パケット数が用いられて残留状態が算出される。図１１に示すフロー図を用いて残留状態演算部３０３における残留状態の演算方法について説明する。まず、残留モードがＯＮかＯＦＦのいずれかであるかの判定がされる（ＳＴ２１）。判定の結果、残留モードがＯＦＦの場合、残留状態の演算は行われず終了する。一方、判定の結果、残留モード ＯＮの場合、残留状態演算部３０３の内部に保持される残留モードパラメータテーブルと照らし合わされて、残留モードに対応する許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケット数についての情報が読み出される（ＳＴ２２）。

そして、読み出された許容残留ＰＥＲ、処理パケット数、および許容残留パケット数についての情報が上式（１）または上式（２）に代入されて残留状態が算出される（ＳＴ２３）。残留状態の算出について、図１２および図１３のフロー図を用いながら説明する。図１２は、残留モードが図６における「Ｃ」の場合に上式（１）を用いて算出した残留状態の演算結果を示す。残留モードが「Ｃ」のとき、図６に示すように処理パケット数は「５０」、許容残留パケット数は「５」ある。図１２の演算結果は、５０パケットごとの累積残留パケット数と、許容残留パケット数を上式（１）に代入して算出されている。すなわち、新規パケット数と再送パケット数とが加算されて累積新規パケット数がカウントされ、残留パケット数から累積残留パケット数がカウントされる（ＳＴ３１）。そして、累積新規パケット数が処理パケット数以上か否かの判定がされ（ＳＴ３２）、判定の結果、累積新規パケット数が処理パケット数以上の場合、上式（１）または上式（２）が用いられて残留状態の演算が行われ、同時に、累積新規パケット数および累積残留パケット数がリセットされる（ＳＴ３３）。これにより、残留状態が処理パケット数ごとに算出されることになる。算出された残留状態に関する情報は、ＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力される。

ＡＭＣ閾値補正部３０４には、ＡＭＣモード、通信モード、および残留状態に関する情報とから設定されたＡＭＣ閾値が予め内部にＡＭＣ閾値テーブルとして保持されている。図７は、ＡＭＣ閾値テーブルの一例である。そして、ＡＭＣ閾値補正部３０４によって、ＡＭＣモード、通信モード、および残留状態に関する情報からＡＭＣ閾値が補正される。以下、ＡＭＣ閾値の補正の方法について、図１４のフロー図を参照しながら説明する。

始めに、ＡＭＣモードの判定が行われ（ＳＴ４１）、ＡＭＣ ＯＦＦの場合、ＡＭＣ閾値補正はされずに終了する。一方、ＳＴ４１の判定の結果、ＡＭＣ ＯＮの場合、さらに通信モードの判定が行われる（ＳＴ４２）。そして、ＳＴ４２の判定の結果、リアルタイム通信の場合、残留状態の変化量に基づいてＡＭＣの閾値が補正されて（ＳＴ４３）、補正後のＡＭＣ閾値テーブルがＭＣＳ選択処理部３０５へ出力される（ＳＴ４４）。一方、ＳＴ４２の判定の結果、ノンリアルタイム通信の場合は、ＡＭＣ閾値補正はされずに終了する。

ＡＭＣの閾値補正処理（ＳＴ４３）の具体的な手順について、図１５のフロー図を用いて説明する。まず、前回の残留レベルと今回の残留レベルが一致するか否かの判定が行われる（ＳＴ５１）。ＳＴ５１の判定の結果、残留レベルが前回と異なる場合、ＡＭＣ閾値の補正はされず終了する。一方、ＳＴ５１の判定の結果、残留レベルが前回と一致する場合、内部に保持されている前回の残留状態、残留ステップ幅および変動値が呼び出される（ＳＴ５２）。そして、残留状態が前回と同じか否かの判定が行われ（ＳＴ５３）、ＳＴ５３の判定の結果、残留状態が前回と異なる場合、上式（３）が用いられて閾値変化量が算出される（ＳＴ５４）。一方、ＳＴ５３の判定の結果、残留状態が前回と一致する場合、予め定められた特定量（例えば、変動量の１／１０など）が閾値変化量として設定される（ＳＴ５５）。そして、得られた閾値変化量が予めテーブルに保持されているＡＭＣ閾値に加算されてＡＭＣ閾値が補正される（ＳＴ５６）。

そして、ＭＣＳ選択処理部３０５によって、補正後のＡＭＣ閾値と受信ＳＩＲなどの受信品質情報と、ＡＭＣモードと、残留状態とが、ＡＭＣ閾値テーブルと照らし合わされて、ＭＣＳが決定される。ＭＣＳの決定動作について図１６のフロー図を用いて説明する。まず始めに、ＡＭＣ閾値補正部３０４から出力されるＡＭＣモードから、ＡＭＣ ＯＮ／ＯＦＦの判定が行われる（ＳＴ６１）。ＳＴ６１の判定の結果、ＡＭＣ ＯＦＦの場合、最もデータレートの低いＭＣＳが選択される（ＳＴ６２）。一方、ＡＭＣ ＯＮの場合、受信品質情報とから決定される受信ＡＭＣ値と残留状態とが、ＡＭＣ閾値テーブルと照らし合わされてＭＣＳが選択される（ＳＴ６３）。そして、選択されたＭＣＳに関する情報は、データチャネル変調・符号化部１０８および制御チャネル変調・符号化部１０９へ出力される（ＳＴ６４）。

そして、データチャネル変調・符号化部１０８および制御チャネル変調・符号化部１０９によって、情報データおよび制御データがそれぞれ変調・符号化がされた後、合成部１１０によって合成（時間多重、周波数多重、符号化多重等）されて、送信部１１１、共用器１０１およびアンテナを経由して通信相手へ送信される。

以上のように、本実施の形態では、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数若しくは許容残留ＰＥＲと、残留パケット数とから残留状態を算出し、残留状態から変調方式および符号化率を選択するようにしたため、残留パケット数を減少させる可能性の高い変調方式および符号化率を選択することができる。

また、残留状態の変化量に応じてＡＭＣ閾値を補正するようにしたため、残留状態が増加し累積残留パケット数が増えた場合、ＡＭＣ閾値を低く補正することができ、変調多値数の低い変調方式が選択されてデータが送信される可能性が高くなる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、毎パケットごとに残留状態を算出する場合について説明する。本実施の形態の無線通信装置の構成は、残留状態演算部３０３における演算方法が実施の形態１と異なることを除いて、上記実施の形態１で示した図１の無線通信装置１００と同様である。

毎パケットごとの残留状態の算出について、図１７のフロー図を用いて説明する。残留パケット検出部１０５から出力される新規パケット数および再送パケット数とから、累積新規パケット数がカウントされる（ＳＴ７１）。

そして、累積新規パケット数が処理パケット数の半分未満か否かの判定が行われる（ＳＴ７２）。図１８（ａ）は、残留モードが「Ｃ」で処理パケット数が５０の時、累積新規パケット数が処理パケット数の半分未満の例で、図１８（ｂ）は、累積新規パケット数が処理パケット数の半分以上の例である。

ＳＴ７２の判定の結果、累積新規パケット数が処理パケット数の半分未満の場合、残留パケット検出部１０５から出力される残留パケット数が累積されて、前半累積残留パケット数がカウントされる（ＳＴ７３）。そして、さらに、累積新規パケット数と前回の後半の処理パケット数とが加算されて累積パケット数が算出されると同時に、前半累積残留パケットと前回の後半累積残留パケット数とが加算されて累積残留パケット数が算出される（ＳＴ７４）。

一方、ＳＴ７２の判定の結果、累積新規パケット数が処理パケット数の半分以上の場合、残留パケット検出部１０５から出力される残留パケット数が累積されて、後半累積残留パケット数がカウントされる（ＳＴ７５）。そして、さらに、累積新規パケット数が累積パケット数として設定されるとともに、後半累積残留パケット数と直前の前半累積残留パケット数とが加算されて累積残留パケット数が算出される（ＳＴ７６）。

そして、上述した累積パケット数と累積残留パケット数とが上式（２）に代入されて、残留状態が算出される（ＳＴ７７）。すなわち、図１８（ａ）に示すように累積新規パケット数が処理パケット数の半分未満で、残留状態を算出するためのサンプル数が少ない場合に、前回の後半の処理パケット数における後半残留パケット数を用いて残留状態を算出することにしたため、サンプル数を増やして的確な残留ＰＥＲを毎パケットごとに算出することができる。

そして、残留状態が算出されると、累積新規パケット数が処理パケット数以上か否かの判定がされ（ＳＴ７８）、累積新規パケット数が処理パケット数以上の場合、累積新規パケット数および前半累積残留パケット数がリセットされる（ＳＴ７９）。そして、さらに、累積新規パケット数が処理パケット数の半分以上か否かの判定がされ（ＳＴ８０）、ＳＴ８０の判定の結果、半分以上の場合、後半累積残留パケット数がリセットされる（ＳＴ８１）。以上の手順により、残留状態が毎パケットごとに算出される。算出された残留状態に関する情報は、ＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力される。

以上のように、本実施の形態によれば、累積新規パケット数が処理パケット数の半分未満の場合、前回の所定のパケット数の後半部分を考慮して残留状態を算出するようにしたため、サンプル数を増やして的確な残留状態を毎パケットごとに算出することができ、瞬時の残留状態の変化量が大きい場合にも、瞬時の残留状態の変化量に基づいてＡＭＣ閾値を補正することが可能となる。この結果、瞬時の残留状態の変化量を反映させて補正されたＡＭＣ閾値を用いてＭＣＳの選択するため、瞬時の残留状態の影響をより反映させた的確なＭＣＳを選択することが可能となる。

（実施の形態３）
図１９に、本実施の形態に係る無線通信装置の構成を示す。なお、図１９の無線通信装置４００において、図１に示した無線通信装置１００と共通する構成には、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。図１９の無線通信装置４００は、図１に示した無線通信装置１００と比較して、送信データ分離部１０６およびＭＣＳ選択部１０７を削除し、送信データ分離部４０１およびＭＣＳ選択部４０３に替え、再送検出部４０２を追加した構成を採る。

送信データ分離部４０１は、情報データや、ＱｏＳおよび再送要求情報などの制御情報データから構成されるデータストリームから、情報データ、ＱｏＳ、再送要求情報を抽出し、情報データをデータチャネル変調・符号化部１０８へ出力するとともに、ＱｏＳを残留パケット検出部１０５へ出力し、また、再送要求情報を再送検出部４０２へ出力する。

再送検出部４０２は、送信データ分離部４０１によって抽出された再送要求情報から、再送要求が上位レイヤから指示されたものか否かの検出を行い、検出結果をＭＳＣ選択部４０３へ出力する。

ＭＣＳ選択部４０３は、ＱｏＳと、受信品質情報と、残留パケット数とから、ＭＣＳを選択する。ＭＣＳ選択部４０３の要部構成は、図４のＭＣＳ選択部１０７の要部構成と同一であり、ＭＣＳ選択部１０７内部の通信／残留モード判定部３０１における処理に、再送要求が上位レイヤから指示されたものか否かの判定処理が追加される点で異なる。以下、ＭＣＳ選択部４０３内部の通信／残留モード判定部３０１の動作について、図２０のフロー図を用いながら説明する。図２０のフローにおいて、図１０のフローと共通するステップについては同一の符号を付し、説明を省略する。

始めに、再送検出部４０２によって検出された結果から、再送要求が上位レイヤから指示されたものであるか否かが判定される（ＳＴ９１）。ＳＴ９１の判定の結果、再送要求が上位レイヤから指示されたものである場合、ＡＭＣモードがＡＭＣ ＯＦＦに設定される（ＳＴ９２）。これにより、適応変調符号化を用いずに、残留パケットが新規パケットとして送信されるため、ＭＣＳ選択誤りにより再度再送が発生し残留パケットとして残留する可能性を回避することができ、スループットの低下防止が可能となる。

ＳＴ９１の判定の結果、再送要求が上位レイヤから指示されたものでない場合、図１０に示すＳＴ１１〜ＳＴ１５のステップにより、ＡＭＣモードおよび通信モードについての情報はＡＭＣ閾値補正部３０４へ出力され、残留モードについての情報は残留状態演算部３０３へ出力される（ＳＴ９３）。以後、実施の形態１と同様に、残留状態演算部３０３によって残留状態が算出され、残留状態が用いられてＡＭＣ閾値補正部３０４によってＡＭＣ閾値が補正され、補正後のＡＭＣ閾値が用いられてＭＣＳが選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、再送要求が上位レイヤから指示されたものか否かの判定を行い、再送要求が上位レイヤから指示されたものである場合、ＡＭＣモードをＡＭＣ ＯＦＦに設定するようにしたため、適応変調符号化が用いられず残留パケットが新規パケットとして送信され、ＭＣＳ選択誤りにより再度再送が発生し残留パケットとして残留する可能性を回避することができ、スループットの低下防止が可能となる。

本発明の第１の態様に係る無線通信装置は、受信品質に基づいて変調方式および符号化率を選択する適応変調符号化機能を有する無線通信装置において、受信品質を取得する手段と、最大再送回数送信してもＮＡＣＫとなった残留パケット数を検出する残留パケット検出手段と、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数もしくは許容残留誤り率と、前記残留パケット数とから定められる残留状態を算出する残留状態算出手段と、残留状態ごとに変調方式および符号化率に対応するＡＭＣ閾値を設定する設定手段と、前記受信品質から決定される受信ＡＭＣ値と前記残留状態とを、設定されたＡＭＣ閾値と比較して、ＡＭＣ閾値に対応付けられた変調方式および符号化率を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数若しくは許容残留ＰＥＲと、残留パケット数とから残留状態を算出し、残留状態から変調方式および符号化率の選択するようにしたため、残留パケット数を減少させる変調方式および符号化率の選択が行える。

本発明の第２の態様に係る無線通信装置は、上記第１の態様において、前記設定手段は、前記残留状態の変化量に応じて、設定したＡＭＣ閾値を補正する補正手段を有し、前記受信品質から決定されるＡＭＣ閾値と前記残留状態とを、補正後のＡＭＣ閾値と比較して、変調方式および符号化率を選択する構成を採る。

この構成によれば、残留状態の変化量に応じてＡＭＣ閾値を補正するようにしたため、残留状態が増加し累積残留パケット数が増えた場合、ＡＭＣ閾値を低く補正することができ、変調多値数の低い変調方式が選択されてデータが送信される可能性が高くなる。

本発明の第３の態様に係る無線通信装置は、上記第２の態様において、前記補正手段は、前記残留状態の変化量が大きいほど、補正量を大きくする構成を採る。

この構成によれば、残留状態の変化量が大きいほどＡＭＣ閾値の補正量を大きくするようにしたため、残留状態の変化量に比例させて、ＡＭＣ閾値を補正することができ、より変調多値数の低い変調方式が選択される割合が増え、結果として残留パケット数を減らしてデータを確実に伝送できる割合が高くなる。

本発明の第４の態様に係る無線通信装置は、上記第１の態様において、前記設定手段は、Ｑｏｓから定められる所要データレートが、自装置の適応変調符号化機能の最低データレート未満の場合、適応変調符号化を行わないと決定する決定手段、をさらに具備する構成を採る。

この構成によれば、ＱｏＳから定められる所要データレートが自装置の最低データレート未満の場合、適応変調符号化を行わず自装置の最低データレートで送信するようにしたので、受信ＳＩＲの伝搬路遅延や推定誤差に起因するＭＣＳ選択誤りを回避することができ、結果として、再送処理の発生を防止ことが可能となるためデータレートの低下を防ぐことができる。

本発明の第５の態様に係る無線通信装置は、上記第１の態様において、前記設定手段は、前記残留パケットを再送する場合、適応変調符号化を行わないと決定する決定手段、をさらに具備する構成を採る。

この構成によれば、残留パケットが再送される場合、適応変調符号化方式が用いられないようにしたため、ＭＣＳ選択誤りにより再度再送が発生し残留パケットとして残留する可能性を回避することができ、データレートの低下防止が可能となる。

本発明の第６の態様に係る無線通信装置は、上記第１の態様において、前記残留状態算出手段は、ＱｏＳから定められる所定のパケット数のうち前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と前記所定のパケット数との割合を残留状態として算出する構成を採る。

この構成によれば、ＱｏＳから定められる所定のパケット数ごとに残留状態を算出するようにしたため、長期的な伝搬路の変動に基づいて最適な変調方式および符号化率を決定することができる。

本発明の第７の態様に係る無線通信装置は、上記第１の態様において、前記残留状態算出手段は、新規パケットおよび再送パケットを累積して累積新規パケット数をカウントし、前記累積新規パケット数がＱｏＳから定められる所定のパケット数の半分未満の場合、前記累積新規パケット数と前回の所定のパケット数の後半部分のうち前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と、前記累積新規パケット数に前記所定のパケット数の半分を加算した累積パケット数との割合を残留誤り率として算出し、前記累積新規パケット数がＱｏＳから定められる所定のパケット数の半分以上の場合、前記累積新規パケット数のうち前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と、前記累積新規パケット数との割合を残留誤り率として算出し、前記残留誤り率とＱｏＳから定められる許容誤り率との割合を残留状態として算出する構成を採る。

この構成によれば、累積新規パケット数がＱｏＳから定められる所定のパケット数の半分未満の場合で残留状態を算出するためのサンプル数が少ない場合、前回の後半のパケット数における後半残留パケット数を加えて残留状態を算出することにしたため、サンプル数を増やして的確な残留状態を毎パケットごとに算出することができ、瞬時の残留状態の変化量が大きい場合にも、瞬時の残留状態の変化量に基づいてＡＭＣ閾値を補正することが可能となる。

本発明の第８の態様に係る無線通信方法は、受信品質を取得する工程と、最大再送回数送信してもＮＡＣＫとなった残留パケット数を検出する工程と、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数もしくは許容残留誤り率と、前記残留パケット数との比から定められる残留状態を算出する工程と、残留状態ごとに変調方式および符号化率に対応するＡＭＣ閾値を設定する工程と、前記受信品質から決定される受信ＡＭＣ値と前記残留状態とを、設定されたＡＭＣ閾値と比較して、変調方式および符号化率を選択する工程と、を含む構成を採る。

この方法によれば、ＱｏＳから定められる許容残留パケット数若しくは許容残留ＰＥＲと、残留パケット数とから残留状態を算出し、残留状態から変調方式および符号化率の選択するようにしたため、残留パケット数を減少させる可能性の高い変調方式および符号化率の選択が行える。

本発明の無線通信装置及び無線通信方法は、適応変調符号化方式において、残留パケットを減らして、データデータレートを向上することができ、例えば適応変調符号化方式が適用される無線通信装置および無線通信方法などに有用である。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係る残留パケット検出部の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係る最大再送回数テーブルの一例を示す図 実施の形態１に係るＭＣＳ選択部の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係るＱｏＳパラメータテーブルの一例を示す図 実施の形態１に係る残留モードパラメータテーブルの一例を示す図 実施の形態１に係るＡＭＣ閾値テーブルの一例を示す図 実施の形態１に係る補正後のＡＭＣ閾値テーブルの一例を示す図 実施の形態１に係る変動値テーブルの一例を示す図 実施の形態１に係る通信／残留／ＡＭＣモード判定方法を示すフロー図 実施の形態１に係る残留状態の演算方法を示すフロー図 実施の形態１に係る残留状態の演算方法を説明する図 実施の形態１に係る残留状態の演算方法を示すフロー図 実施の形態１に係るＡＭＣ閾値の補正の方法を示すフロー図 実施の形態１に係るＡＭＣ閾値の補正の方法を示すフロー図 実施の形態１に係るＭＣＳの選択動作を示すフロー図 本発明の実施の形態２に係る残留状態の演算方法を示すフロー図 実施の形態２に係る残留状態の演算方法を説明する図 本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態３に係る通信／残留／ＡＭＣモード判定方法を示すフロー図 （ａ）再送回数の度数分布を示す図（ｂ）再送回数の度数分布を示す図

符号の説明

１０１ 共用器
１０２ 受信部
１０３ 復号部
１０４ 受信データ分離部
１０５ 残留パケット検出部
１０６、４０１ 送信データ分離部
１０７、４０３ ＭＣＳ選択部
１０８ データチャネル変調・符号化部
１０９ 制御チャネル変調・符号化部
１１０ 合成部
１１１ 送信部
２０１ 最大再送回数呼び出し部
２０２ 最大再送回数比較部
２０３ 残留パケットカウント部
３０１ 通信／残留モード判定部
３０２ ＱｏＳパラメータテーブル
３０３ 残留状態演算部
３０４ ＡＭＣ閾値補正部
３０５ ＭＣＳ選択処理部
４０２ 再送検出部

Claims (8)

1. 受信品質に基づいて変調方式および符号化率を選択する適応変調符号化機能を有する無線通信装置において、
   受信品質を取得する手段と、
   最大再送回数送信してもＮＡＣＫとなった残留パケット数を検出する残留パケット検出手段と、
   ＱｏＳから定められる許容残留パケット数若しくは許容残留誤り率と、前記残留パケット数とから定められる残留状態を算出する残留状態算出手段と、
   残留状態ごとに変調方式および符号化率に対応するＡＭＣ閾値を設定する設定手段と、
   前記受信品質から決定される受信ＡＭＣ値と前記残留状態とを、設定されたＡＭＣ閾値と比較して、変調方式および符号化率を選択する選択手段と、
   を具備する無線通信装置。
2. 前記設定手段は、
   前記残留状態の変化量に応じて、設定したＡＭＣ閾値を補正する補正手段、を具備し、
   前記受信品質から決定されるＡＭＣ閾値と前記残留状態とを、補正後のＡＭＣ閾値と比較して、変調方式および符号化率を選択する請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記補正手段は、
   前記残留状態の変化量が大きいほど、補正量を大きくする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記設定手段は、
   Ｑｏｓから定められる所要データレートが、自装置の適応変調符号化機能の最低データレート未満の場合、適応変調符号化を行わないと決定する決定手段、をさらに具備する請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記設定手段は、
   前記残留パケットを再送する場合、適応変調符号化を行わないと決定する決定手段、をさらに具備する請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記残留状態算出手段は、
   ＱｏＳから定められる所定のパケット数のうち前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と前記所定のパケット数との割合を残留状態として算出する請求項１記載の無線通信装置。
7. 前記残留状態算出手段は、
   新規パケットおよび再送パケットを累積して累積新規パケット数をカウントし、
   前記累積新規パケット数がＱｏＳから定められる所定のパケット数の半分未満の場合、前記累積新規パケット数と前回の所定のパケット数の後半部分のうち、前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と、前記累積新規パケット数に前記所定のパケット数の半分を加算した累積パケット数との割合を残留誤り率として算出し、
   前記累積新規パケット数がＱｏＳから定められる所定のパケット数の半分以上の場合、前記累積新規パケット数のうち前記残留パケットとなったパケット数を累積して累積残留パケット数をカウントし、前記累積残留パケット数と、前記累積新規パケット数との割合を残留誤り率として算出し、
   前記残留誤り率とＱｏＳから定められる許容誤り率との割合を残留状態として算出する請求項１記載の無線通信装置。
8. 受信品質を取得する工程と、
   最大再送回数送信してもＮＡＣＫとなった残留パケット数を検出する工程と、
   ＱｏＳから定められる許容残留パケット数もしくは許容残留誤り率と、前記残留パケット数との比から定められる残留状態を算出する工程と、
   残留状態ごとに変調方式および符号化率に対応するＡＭＣ閾値を設定する工程と、
   前記受信品質から決定される受信ＡＭＣ値と前記残留状態とを、設定されたＡＭＣ閾値と比較して、変調方式および符号化率を選択する工程と、
   を含む無線通信方法。

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