JP2008035285A

JP2008035285A - 無線通信装置及び無線通信方法

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Publication number: JP2008035285A
Application number: JP2006207240A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Kusano; 吉雅草野; Takanobu Tanaka; 孝宜田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14
Also published as: US20130250794A1; US8982684B2; WO2008013254A1; EP2048805A4; KR101058633B1; KR20090024828A; US9166752B2; US20150139178A1; EP2816750A1; EP2816750B1; US20110310989A1; US20140133339A1; EP2048805A1

Abstract

【課題】データシンボルの伝送効率の低下を抑制しつつ、無線信号の受信状態にかかわらず所望のアンテナ合成利得が得られるアダプティブアレイ制御を実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】無線基地局１００は、直交周波数分割多重方式にしたがった無線信号の受信状態を判定し、判定された受信状態に基づいて、周波数軸方向及び時間軸方向のサイズによって定められるシンボル列のシンボル列構成を変更する。
【選択図】図４

Description

本発明は、直交周波数分割多重方式を用い、周波数軸方向及び時間軸方向に所定のサイズを有するシンボル列を含む無線信号を送受信する無線通信装置及び無線通信方法に関する。

近年、例えば、ＷｉＭＡＸ（worldwide interoperability for microwave access）のような無線通信システムでは、無線リソースのより効率的な利用を図るため、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が用いられている。また、このような無線通信システムでは、アレイアンテナによるアダプティブアレイ制御も導入されている。

アダプティブアレイ制御では、通信先（例えば、移動局）から受信した無線信号に含まれる「既知の情報」に基づいて、当該通信先に送信する無線信号のビーム形成に用いられるアレイウェイトが演算される。

また、ＯＦＤＭ方式では、複数のシンボルが時間軸方向及び周波数軸方向（サブキャリア方向）に配列されたシンボル列が用いられる。シンボル列は、一般的に、シンボル同期やアレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルと、ユーザデータの伝送に用いられるデータシンボルとによって構成される。

このように、ＯＦＤＭ方式が適用される無線通信システムにアダプティブアレイ制御を導入する場合において、より正確なアレイウェイトを演算するため、プリアンブルシンボル部分と、データシンボル部分とにおいて、アレイウェイトの演算に用いる既知の情報を変更する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１８５３７５号公報（第６−７頁、第２図）

ところで、上述したような無線通信システムでは、複数のユーザが同時に通信を実行できるようにするため、所定数のサブキャリアを各ユーザに割り当てる、いわゆる直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）も実現されている。

しかしながら、各ユーザに割り当てられるサブキャリア数が少ない場合、つまり、各ユーザに割り当てられる周波数帯域が狭い場合、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）などのアルゴリズムを用いて得られたアレイウェイトによって実現できるアンテナ合成利得は、理論値に遠く及ばないといった問題がある。

具体的には、各ユーザに割り当てられる周波数帯域が狭い場合、周波数軸方向に配列可能なプリアンブルシンボル数が少なくなるため、理論値に近いアンテナ合成利得を得るために必要なプリアンブルシンボル数を確保することができない。

そこで、理論値に近いアンテナ合成利得を得るため、時間軸方向により多くのプリアンブルシンボルを配列することが考えられる。しかしながら、時間軸方向により多くのプリアンブルシンボルを配列すると、シンボル列に含まれるプリアンブルシンボルの比率が、データシンボルの比率と比較して相対的に高くなってしまい、データシンボルの伝送効率が低下するといった別の問題を惹起する。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、データシンボルの伝送効率の低下を抑制しつつ、無線信号の受信状態にかかわらず所望のアンテナ合成利得が得られるアダプティブアレイ制御を実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、直交周波数分割多重方式を用い、周波数軸方向（周波数軸方向Ｄ_Ｆ）及び時間軸方向（時間軸方向Ｄ_Ｔ）に所定のサイズ（例えば、２×２構成）を有するシンボル列（例えば、シンボル列Ｓ）を含む無線信号（上り無線信号ＲＳ_ＵＰ）を通信先（無線通信端末２００）から受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号（下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮ）の制御を実行する無線通信装置（無線基地局１００）であって、前記無線信号の受信状態（例えば、受信ＳＮＲ）を判定する受信状態判定部（受信状態判定部１０７）と、前記受信状態判定部によって判定された前記受信状態に基づいて、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記シンボル列のシンボル列構成（例えば、２×４構成）を変更するようにするシンボル列構成変更部（シンボル列構成変更部１０９）とを備えることを要旨とする。

このような無線通信装置によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式にしたがった無線信号の受信状態に基づいて、周波数軸方向及び時間軸方向のサイズによって定められるシンボル列のシンボル列構成に適宜変更される。

すなわち、このような無線通信装置によれば、当該無線信号の受信状態が良好な場合には、周波数軸方向のサイズが大きいシンボル列構成を用いることができる。一方、当該無線信号の受信状態が不良な場合には、時間軸方向のサイズが大きいシンボル列構成を用いることができる。

ＷｉＭＡＸなど、データシンボル部分の時間軸方向の基本サイズが固定の場合、当該無線信号の受信状態が良好な場合には、シンボル列の周波数軸方向のサイズを大きくすることによって、通信先に送信する無線信号の制御、例えば、アダプティブアレイ制御による理論値に近いアンテナ合成利得を得るために必要なプリアンブルシンボルを周波数軸方向により多く配置することができる。このため、時間軸方向に配置すべきプリアンブルシンボル数が低減され、データシンボルの伝送効率が向上する。

また、当該無線信号の受信状態が不良な場合には、時間軸方向のサイズを大きくすることによって、データシンボルの伝送効率は低下するものの、周波数選択性フェージングの影響を回避しつつ、アダプティブアレイ制御による理論値に近いアンテナ合成利得を得るために必要なプリアンブルシンボルを配置することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記シンボル列構成変更部によって変更された前記シンボル列構成を前記通信先に通知するシンボル構成通知部（シンボル列構成通知部１１１）をさらに備えることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成（４×２構成）と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい狭帯域シンボル列構成（２×２構成）とを備え、前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記狭帯域シンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１または第２の特徴に係り、前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成（４×２構成）と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが大きい広帯域シンボル列構成（８×１構成）とを備え、前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記広帯域シンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成（４×２構成）と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい第１の狭帯域シンボル列構成（２×２構成）と、前記第１の狭帯域シンボル列構成よりも前記時間軸方向のサイズが大きい第２の狭帯域シンボル列構成（２×４構成）とを備え、前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記第１の狭帯域シンボル列構成に変更し、前記第１の狭帯域シンボル列構成においても、前記受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合には、前記第１の狭帯域シンボル列構成に代えて、前記第２の狭帯域シンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記無線通信装置は、前記シンボル列を含む無線信号を受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行するものであって、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボル（プリアンブルシンボルＰ）を含み、前記シンボル列構成変更部は、前記基準シンボル列構成と、前記狭帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記無線通信装置は、前記シンボル列を含む無線信号を受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行するものであって、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボル（プリアンブルシンボルＰ）を含み、前記シンボル列構成変更部は、前記基準シンボル列構成と、前記広帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第１乃至第７の特徴に係り、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボル（プリアンブルシンボルＰ）を含み、前記シンボル列構成変更部は、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記プリアンブルシンボルのシンボル列構成を変更することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、直交周波数分割多重方式を用い、周波数軸方向及び時間軸方向に所定のサイズを有するシンボル列を含む無線信号を通信先から受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行する無線通信方法であって、前記無線信号の受信状態を判定するステップと、判定された前記受信状態に基づいて、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記シンボル列のシンボル列構成を変更するステップとを備えることを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、本発明の第９の特徴に係り、前記シンボル列構成を変更するステップにおいて変更された前記シンボル列構成を前記通信先に通知するステップをさらに備えることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、本発明の第９または第１０の特徴に係り、前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい狭帯域シンボル列構成とを備え、前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記狭帯域シンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第１２の特徴は、本発明の第９または第１０の特徴に係り、前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが大きい広帯域シンボル列構成とを備え、前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記広帯域シンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第１３の特徴は、本発明の第１１の特徴に係り、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記基準シンボル列構成と、前記狭帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第１４の特徴は、本発明の第１２の特徴に係り、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記基準シンボル列構成と、前記広帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することを要旨とする。

本発明の第１５の特徴は、本発明の第９乃至第１４の特徴に係り、前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記プリアンブルシンボルのシンボル列構成を変更することを要旨とする。

本発明の特徴によれば、データシンボルの伝送効率の低下を抑制しつつ、無線信号の受信状態にかかわらず所望のアンテナ合成利得が得られるアダプティブアレイ制御を実行することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（無線通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システムは、無線基地局１００と、無線通信端末２００とによって構成される。なお、無線基地局及び無線通信端末の数は、図１に示した数に限定されるものではない。

無線基地局１００及び無線通信端末２００では、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が用いられる。具体的には、無線基地局１００及び無線通信端末２００は、ＷｉＭＡＸ（worldwide interoperability for microwave access）に準拠した無線通信装置であり、所定数のサブキャリアを各ユーザに割り当てる、いわゆる直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）が用いられる。

また、無線基地局１００は、無線通信端末２００から受信した上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列に基づいて、無線通信端末２００（通信先）に送信する下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮのアダプティブアレイ制御を実行する。

無線通信端末２００は、本実施形態では、カード型の無線通信端末であり、ノート型のパーソナルコンピュータやＰＤＡ（不図示）などに装着される。

（機能ブロック構成）
次に、無線基地局１００及び無線通信端末２００の構成について説明する。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、無線基地局１００及び無線通信端末２００は、当該装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

（１）無線基地局１００
図２は、無線基地局１００の機能ブロック構成図である。図２に示すように、無線基地局１００は、無線通信部１０１、アレイ制御部１０３、無線信号処理部１０５、受信状態判定部１０７、シンボル列構成変更部１０９、シンボル列構成通知部１１１及びベースバンド処理部１１３を備える。

無線通信部１０１は、ＯＦＤＭ方式にしたがった無線信号を送受信する。ここで、図６は、無線通信部１０１が無線通信端末２００から受信する上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列の一例を示している。

図６に示すように、シンボル列Ｓは、周波数軸方向Ｄ_Ｆ及び時間軸方向Ｄ_Ｔに所定のサイズを有している。シンボル列Ｓは、プリアンブルシンボルＰ及びデータシンボルＤによって構成されている。また、データシンボルＤには、所定数のパイロットシンボルＰＬが含まれている。

周波数軸方向Ｄ_Ｆは、サブキャリアの数、つまり、帯域幅によって規定される。本実施形態では、９キャリア（図中では、１行が１キャリアとして表示されている）が、１単位（１ｂｉｎ）として規定される。また、時間軸方向Ｄ_Ｔは、ＯＦＤＭＡシンボルの数によって規定される。

本実施形態では、データシンボルＤは、周波数軸方向Ｄ_Ｆに１８キャリア、つまり、２ｂｉｎ、及び時間軸方向Ｄ_Ｔに３シンボルを基本サイズとして構成される。当該基本サイズのデータシンボルＤは、周波数軸方向Ｄ_Ｆに沿って複数配置することができる。

また、シンボル列Ｓでは、プリアンブルシンボルＰは、周波数軸方向Ｄ_Ｆに１８キャリア、つまり、２ｂｉｎ、及び時間軸方向Ｄ_Ｔに２シンボル（２×２構成）を基本サイズとして構成される。本実施形態では、プリアンブルシンボルＰの構成に基づいてシンボル列構成が識別される。すなわち、シンボル列Ｓは、２×２構成と表現される。プリアンブルシンボルＰは、アレイウェイトの演算に用いられる。

アレイ制御部１０３は、無線通信端末２００から受信した上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓに基づいて、無線通信端末２００に送信する下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮのアダプティブアレイ制御を実行する。

具体的には、アレイ制御部１０３は、プリアンブルシンボルＰ（図６参照）に基づいて、下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮに適用されるアレイウェイトを演算する。さらに、アレイ制御部１０３は、演算したアレイウェイトに基づいて、無線通信部１０１によって送信される下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮのビームパターンを制御する。

無線信号処理部１０５は、無線通信部１０１によって送信される下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮ、及び無線通信部１０１が受信した上り無線信号ＲＳ_ＵＰに関する処理を実行する。特に、本実施形態では、無線信号処理部１０５は、下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成を変更することができる。

受信状態判定部１０７は、無線通信部１０１が受信した上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態を判定する。具体的には、受信状態判定部１０７は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの信号対雑音比（受信ＳＮＲ）を推定する。具体的には、受信状態判定部１０７は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるプリアンブルシンボルＰに基づいて、プリアンブルシンボルＰとデータシンボルＤとの相関を算出し、上り無線信号ＲＳ_ＵＰ（サブキャリア）の受信ＳＮＲを推定する。また、本実施形態に係る無線通信システムでは、受信ＳＮＲが最大となるように上り無線信号ＲＳ_ＵＰの送信電力、位相及び時間（送信周期）などが調整される。つまり、本実施形態に係る無線通信システムでは、使用される変調方式に応じて必要となる受信ＳＮＲを制御評価値としたターゲットＳＮＲが設定されており、ターゲットＳＮＲを維持するように上り無線信号ＲＳ_ＵＰの制御が実行される。

シンボル列構成変更部１０９は、受信状態判定部１０７によって判定された受信状態に基づいて、シンボル列Ｓのシンボル列構成を変更する。本実施形態では、図６に示した２×２構成に加え、図７に示す４×２構成、図８に示す２×４構成、及び図９に示す８×１構成が用いることができる。

本実施形態では、図７に示す４×２構成を基準シンボル列構成という。また、図６に示す２×２構成、及び図８に示す２×４構成を、基準シンボル列構成よりも周波数軸方向Ｄ_Ｆのサイズが小さい狭帯域シンボル列構成という。また、図９に示す８×１構成を、基準シンボル列構成よりも周波数軸方向Ｄ_Ｆのサイズが大きい広帯域シンボル列構成という。

すなわち、本実施形態では、シンボル列構成変更部１０９は、プリアンブルシンボルＰのシンボル列構成（例えば、４×２構成）に基づいて、シンボル列Ｓ全体のシンボル列構成を変更する。

シンボル列構成変更部１０９は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、具体的には、受信状態判定部１０７によって測定された受信ＳＮＲが所定の閾値を下回った場合、基準シンボル列構成（４×２構成）に代えて、狭帯域シンボル列構成（２×２構成）に変更する。

また、シンボル列構成変更部１０９は、受信状態判定部１０７によって測定された受信ＳＮＲが所定の閾値を下回った場合、２×２構成（第１の狭帯域シンボル列構成）ではなく、２×４構成（第２の狭帯域シンボル列構成）に変更することもできる。つまり、シンボル列構成変更部１０９は、基準シンボル列構成と、狭帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することができる。

また、シンボル列構成変更部１０９は、受信状態判定部１０７によって測定された受信ＳＮＲが所定の閾値を上回った場合、基準シンボル列構成（４×２構成）に代えて広帯域シンボル列構成（８×１構成）に変更する。つまり、シンボル列構成変更部１０９は、基準シンボル列構成と、広帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更することができる。

シンボル列構成通知部１１１は、シンボル列構成変更部１０９によって変更されたシンボル列構成を無線通信端末２００に通知する。具体的には、シンボル列構成通知部１１１は、シンボル列構成変更部１０９によって変更されたシンボル列構成を示すシンボル列構成通知を無線通信端末２００に送信する。なお、シンボル列構成通知は、下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮに含めて無線通信端末２００に送信される。

ベースバンド処理部１１３は、無線信号処理部１０５と接続されている。ベースバンド処理部１１３は、ユーザデータや制御データなどのベースバンド信号を無線信号処理部１０５に送信したり、無線信号処理部１０５から受信した無線信号をベースバンド信号に復調したりする。

（２）無線通信端末２００
図３は、無線通信端末２００の機能ブロック構成図である。図２に示すように、無線通信端末２００は、無線通信部２０１、無線信号処理部２０３、シンボル列構成受信部２０５、シンボル列構成変更部２０７及びベースバンド処理部２０９を備える。なお、以下、上述した無線基地局１００と同様の処理を実行する機能ブロックについては、その説明を適宜省略する。

無線通信部２０１は、無線通信部１０１と概ね同様の処理を実行する。また、無線信号処理部２０３は、無線信号処理部１０５と概ね同様の処理を実行する。

シンボル列構成受信部２０５は、無線基地局１００によって送信されたシンボル列構成通知を受信する。シンボル列構成受信部２０５は、受信したシンボル列構成通知に基づいて、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成をシンボル列構成変更部２０７に通知する。

シンボル列構成変更部２０７は、シンボル列構成受信部２０５によって通知されたシンボル列構成に基づいて、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成、具体的には、４×２構成、２×２構成、２×４構成または８×１構成の何れかに変更する。

ベースバンド処理部２０９は、ベースバンド処理部１１３と概ね同様の処理を実行する。

（無線通信システムの動作）
次に、上述した無線通信システムの動作について説明する。具体的には、（１）無線基地局１００が、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態に基づいてシンボル列Ｓのシンボル列構成を変更する動作、及び（２）無線通信端末２００が、無線基地局１００によって送信されたシンボル列構成通知に基づいて上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成を設定する動作について説明する。

（１）無線基地局１００
図４は、無線基地局１００の動作フロー図である。図４に示すように、ステップＳ１０において、無線基地局１００は、無線通信端末２００から受信した上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信ＳＮＲを推定する。具体的には、無線基地局１００は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるプリアンブルシンボルＰに基づいて、プリアンブルシンボルＰとデータシンボルＤとの相関を算出し、上り無線信号ＲＳ_ＵＰ（サブキャリア）の受信ＳＮＲを推定する。

ステップＳ２０において、無線基地局１００は、推定した受信ＳＮＲが所定の条件を満足するか否かを判定する。具体的には、無線基地局１００は、推定した受信ＳＮＲが閾値βよりも小さいか、閾値α以上か、または閾値βより大きく閾値αよりも小さいかの何れであるかを判定する。

推定した受信ＳＮＲが閾値βよりも小さい場合（ステップＳ２０の「受信ＳＮＲ＜β」の場合）、ステップＳ３０Ａにおいて、無線基地局１００は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成として、２×４構成に変更する。

推定した受信ＳＮＲが閾値α以上である場合（ステップＳ２０の「受信ＳＮＲ≧α」の場合）、ステップＳ３０Ｂにおいて、無線基地局１００は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成として、４×２構成に変更する。

推定した受信ＳＮＲが閾値βより大きく閾値αよりも小さい場合（ステップＳ２０の「β＜受信ＳＮＲ＜α」の場合）、ステップＳ３０Ｃにおいて、無線基地局１００は、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成として、２×２構成に変更する。

ステップＳ４０において、無線基地局１００は、ステップＳ３０Ａ〜Ｓ３０Ｃの何れかのステップにおいて変更したシンボル列構成を記憶する。

ステップＳ５０において、無線基地局１００は、変更したシンボル列構成を示すシンボル列構成通知を通信先、すなわち、無線通信端末２００に送信する。

上述したように、本実施形態では、シンボル列構成として、４×２構成（基準シンボル列構成）と、４×２構成よりも周波数軸方向Ｄ_Ｆのサイズが小さい２×２構成（第１の狭帯域シンボル列構成）と、２×２構成よりも時間軸方向Ｄ_Ｔのサイズが大きい２×４構成（第２の狭帯域シンボル列構成）とが備えられている。

無線基地局１００、具体的には、シンボル列構成変更部１０９は、受信状態判定部１０７によって上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合、４×２構成に代えて、２×２構成に変更する。さらに、シンボル列構成変更部１０９は、２×２構成においても、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合には、２×２構成に代えて、２×４構成に変更することができる。

なお、図４に示した動作フローでは、無線基地局１００は、４×２構成、２×２構成または２×４構成の何れかに変更するが、さらに、８×１構成（図９参照）に変更するようにしてもよい。この場合、無線基地局１００は、８×１構成に変更する条件として、４×２構成に変更するか否かに用いられる閾値αよりも良好な受信ＳＮＲを閾値として用いる。

（２）無線通信端末２００
図５は、無線通信端末２００の動作フロー図である。図５に示すように、ステップＳ１１０において、無線通信端末２００は、通信中の無線基地局１００からシンボル列構成通知を受信したか否かを判定する。

シンボル列構成通知を受信した場合（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、ステップＳ１２０において、無線通信端末２００は、受信したシンボル列構成通知に基づいて、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成を設定する。

ステップＳ１３０において、無線通信端末２００は、設定したシンボル列構成を有するシンボル列Ｓを含む上り無線信号ＲＳ_ＵＰを無線基地局１００に向けて送信する。

（作用・効果）
上述したように、本実施形態では、データシンボルＤは、周波数軸方向Ｄ_Ｆに１８キャリア（２ｂｉｎ）、及び時間軸方向Ｄ_Ｔに３シンボルを基本サイズとしている。つまり、データシンボルＤの周波数軸方向Ｄ_Ｆ及び時間軸方向Ｄ_Ｔの基本サイズは、固定である。

本実施形態では、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信ＳＮＲが良好な場合（例えば、受信ＳＮＲ≧αの場合）には、シンボル列Ｓの周波数軸方向Ｄ_Ｆのサイズが大きいシンボル列構成（例えば、４×２構成）に変更することによって、アダプティブアレイ制御による理論値に近いアンテナ合成利得を得るために必要なプリアンブルシンボルＰを周波数軸方向Ｄ_Ｆにより多く配置することができる。このため、時間軸方向Ｄ_Ｔに配置すべきプリアンブルシンボルＰの数が低減され、データシンボルＤの伝送効率が向上する。さらに、時間軸方向Ｄ_Ｔのサイズが小さくなることによって、マルチパスによるフェージングの影響が抑制され、無線通信端末２００が高速に移動した場合でも一定の通信品質を確保することができる。

また、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信ＳＮＲが不良な場合（例えば、受信ＳＮＲ＜βの場合）には、時間軸方向Ｄ_Ｔのサイズが大きいシンボル列構成（例えば、２×４構成）に変更することによって、データシンボルＤの伝送効率は低下するものの、周波数選択性フェージングの影響を回避しつつ、アダプティブアレイ制御による理論値に近いアンテナ合成利得を得るために必要なプリアンブルシンボルＰを配置することができる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、シンボル列構成として、プリアンブルシンボルＰ部分の周波数軸方向Ｄ_Ｆ及び時間軸方向Ｄ_Ｔのサイズを、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態に応じて変更する形態としたが、プリアンブルシンボルＰ部分ではなく、シンボル列Ｓ全体の周波数軸方向Ｄ_Ｆ及び時間軸方向Ｄ_Ｔのサイズを変更する形態としても勿論構わない。

また、上述した実施形態では、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信状態として、受信ＳＮＲを用いる形態としたが、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの受信電力値、タイミングジッタ、或いは周波数オフセット量などを用いてもよい。

さらに、上述した実施形態では、無線通信端末２００は、カード型の無線通信端末であったが、無線通信端末２００は、カード型以外の形態、例えば、携帯電話端末であってもよい。

また、上述した実施形態では、無線通信端末２００は、無線基地局１００から受信したシンボル列構成通知に基づいて、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成を設定する形態としたが、無線通信端末２００は、下り無線信号ＲＳ_ＤＯＷＮの受信状態に基づいて、上り無線信号ＲＳ_ＵＰの状態を推定し、上り無線信号ＲＳ_ＵＰに含まれるシンボル列Ｓのシンボル列構成を設定する形態としてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置（無線基地局）の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置（無線通信端末）の機能ブロック構成図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置（無線基地局）の動作フロー図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置（無線通信端末）の動作フロー図である。本発明の実施形態に係るシンボル列の一例を示す図である。本発明の実施形態に係るシンボル列の一例を示す図である。本発明の実施形態に係るシンボル列の一例を示す図である。本発明の実施形態に係るシンボル列の一例を示す図である。

符号の説明

１００…無線基地局、１０１…無線通信部、１０３…アレイ制御部、１０５…無線信号処理部、１０７…受信状態判定部、１０９…シンボル列構成変更部、１１１…シンボル列構成通知部、１１３…ベースバンド処理部、２００…無線通信端末、２０１…無線通信部、２０３…無線信号処理部、２０５…シンボル列構成受信部、２０７…シンボル列構成変更部、２０９…ベースバンド処理部、Ｄ…データシンボル、Ｄ_Ｆ…周波数軸方向、Ｄ_Ｔ…時間軸方向、Ｐ…プリアンブルシンボル、ＰＬ…パイロットシンボル、ＲＳ_ＵＰ…上り無線信号、ＲＳ_ＤＯＷＮ…下り無線信号、Ｓ…シンボル列

Claims

直交周波数分割多重方式を用い、周波数軸方向及び時間軸方向に所定のサイズを有するシンボル列を含む無線信号を通信先から受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号の制御を実行する無線通信装置であって、
前記無線信号の受信状態を判定する受信状態判定部と、
前記受信状態判定部によって判定された前記受信状態に基づいて、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記シンボル列のシンボル列構成を変更するようにするシンボル列構成変更部と
を備える無線通信装置。
前記シンボル列構成変更部によって変更された前記シンボル列構成を前記通信先に通知するシンボル構成通知部をさらに備える請求項１に記載の無線通信装置。
前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい狭帯域シンボル列構成とを備え、
前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記狭帯域シンボル列構成に変更する請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが大きい広帯域シンボル列構成とを備え、
前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記広帯域シンボル列構成に変更する請求項１または２に記載の無線通信装置。
前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい第１の狭帯域シンボル列構成と、前記第１の狭帯域シンボル列構成よりも前記時間軸方向のサイズが大きい第２の狭帯域シンボル列構成とを備え、
前記シンボル列構成変更部は、前記受信状態判定部によって前記受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記第１の狭帯域シンボル列構成に変更し、前記第１の狭帯域シンボル列構成においても、前記受信状態が所定の条件を満足しないと判定された場合には、前記第１の狭帯域シンボル列構成に代えて、前記第２の狭帯域シンボル列構成に変更する請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信装置。
前記無線通信装置は、前記シンボル列を含む無線信号を受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行するものであって、
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成変更部は、前記基準シンボル列構成と、前記狭帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更する請求項３に記載の無線通信装置。
前記無線通信装置は、前記シンボル列を含む無線信号を受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行するものであって、
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成変更部は、前記基準シンボル列構成と、前記広帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更する請求項４に記載の無線通信装置。
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成変更部は、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記プリアンブルシンボルのシンボル列構成を変更する請求項１乃至７の何れか一項に記載の無線通信装置。
直交周波数分割多重方式を用い、周波数軸方向及び時間軸方向に所定のサイズを有するシンボル列を含む無線信号を通信先から受信するとともに、受信した前記無線信号に含まれる前記シンボル列に基づいて、前記通信先に送信する無線信号のアダプティブアレイ制御を実行する無線通信方法であって、
前記無線信号の受信状態を判定するステップと、
判定された前記受信状態に基づいて、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記シンボル列のシンボル列構成を変更するステップと
を備える無線通信方法。
前記シンボル列構成を変更するステップにおいて変更された前記シンボル列構成を前記通信先に通知するステップをさらに備える請求項９に記載の無線通信方法。
前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが小さい狭帯域シンボル列構成とを備え、
前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記狭帯域シンボル列構成に変更する請求項９または１０に記載の無線通信方法。
前記シンボル列構成として、基準シンボル列構成と、前記基準シンボル列構成よりも前記周波数軸方向のサイズが大きい広帯域シンボル列構成とを備え、
前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記受信状態が所定の条件を満足したと判定された場合、前記基準シンボル列構成に代えて、前記広帯域シンボル列構成に変更する請求項９または１０に記載の無線通信方法。
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記基準シンボル列構成と、前記狭帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更する請求項１１に記載の無線通信方法。
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記基準シンボル列構成と、前記広帯域シンボル列構成とにおいて、同数のプリアンブルシンボルを含むシンボル列構成に変更する請求項１２に記載の無線通信方法。
前記シンボル列は、アレイウェイトの演算に用いられるプリアンブルシンボルを含み、
前記シンボル列構成を変更するステップでは、前記周波数軸方向及び前記時間軸方向のサイズによって定められる前記プリアンブルシンボルのシンボル列構成を変更する請求項９乃至１４の何れか一項に記載の無線通信方法。