JP5206871B2 - 変調方式切り替え方法及び送信局と受信局 - Google Patents

Description

本発明は、チャネル品質情報に基づいてデータ信号の変調方式を切り替える変調方式切り替え方法及び送信局と受信局に関する。

近年、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）又はＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等のデジタル通信システムが開発されている。上記のＨＳＰＡやＬＴＥでは、高効率かつ高信頼性のデータ伝送を実現するため、ＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）等の技術が採用されている。

ＡＭＣ方式は、無線チャネルの品質に応じてデータ信号のＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）、つまり、広い意味での変調方式を切り替える制御、詳細に言えば変調方式と符号化率の組み合わせを切り替える制御を行う。それにより、受信品質を所要のレベルに保ったまま、高効率のＭＣＳを適用でき、データの伝送効率を高めることができる。

ＡＭＣ方式を用いた従来のデジタル通信システムの構成について、図１及び図２を用いて説明する。

図１は従来の送信局の一例の構成図を示す。受信ＲＦ部１１は、受信局からフィードバックされた信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行って制御信号復号部１２に供給する。

制御信号復号部１２は、制御信号の復号処理を行って、無線チャネルの品質を表すチャネル品質情報（ＣＱＩ）を抽出しＣＱＩ微調整部１３に供給する。ここで、ＣＱＩは、受信局で測定された受信ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）に基づいて算出されており、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲ（ＢＬｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）が１０％になるように算出されている。

例えば、ＬＴＥでは、図３のＣＱＩテーブルに示すように、変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、符号化率（Ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）、１変調シンボルで伝送される情報ビット数（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が、１６種類のＣＱＩ（ＣＱＩ ｉｎｄｅｘ）に対応付けられている。以降、受信局からフィードバックされたＣＱＩをＣＱＩ_ＦＢと呼ぶ。

ＣＱＩ微調整部１３では、送信局独自の判断でＣＱＩ_ＦＢが微調整され、ＣＱＩ_ＡＤＪが出力される。具体的には、まずＣＱＩ_ＦＢをＳＩＮＲに変換し、次にＳＩＮＲを時間方向で平均化し、目標とするＢＬＥＲと実際のＢＬＥＲとの差に応じて調整する。最後にＳＩＮＲをＣＱＩ_ＡＤＪに変換する。

ＭＣＳ選択部１４は、ＣＱＩ_ＡＤＪに基づいて、データ信号のＭＣＳつまり変調方式と符号化率の組み合わせを選択する。例えば、ＬＴＥでは２９種類のＭＣＳが定義され、以下のように選択される。

ＭＣＳ選択部１４は図３に示すＣＱＩテーブルを参照してＣＱＩ_ＡＤＪから変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と１変調シンボルで伝送される情報ビット数（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を得る。また、図示しないスケジューラにより、データ信号の送信に用いる周波数リソースとしてのリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）が決定される。

次に、ＭＣＳ選択部１４はデータ伝送の時間単位であるサブフレーム内で伝送される情報ビット数ＴＢＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ Ｓｉｚｅ）の暫定値を、ＲＢ数と情報ビット数（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を用いて算出する。

また、ＬＴＥでは、一部分を図４のＴＢＳテーブルに示すように、１〜１１０のＲＢ数（Ｎ_ＰＲＢ）に対する０〜２６のＴＢＳの候補（Ｉ_ＴＢＳ）が定義されている。ＭＣＳ選択部１４は当該ＲＢ数の中でＴＢＳの暫定値に最も近い値が最終的なＴＢＳに決定され、最終的なＴＢＳに対応するＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）を得る。

また、ＬＴＥでは、図５のＭＣＳテーブルに示すように、変調方式の変調多値数（Ｑ_ｍ）、ＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）が、２９種類のＭＣＳに対応付けられている。ＭＣＳ選択部１４は図５のＭＣＳテーブルを参照して、変調方式の変調多値数（Ｑ_ｍ）とＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）から５ビットのＭＣＳ（Ｉ_ＭＣＳ ｉｎｄｅｘ）を得る。ＭＣＳ選択部１４はこの５ビットのＭＣＳを誤り訂正符号化部１５，データ変調部１６，制御信号生成部１７に供給する。

誤り訂正符号化部１５は、符号化率がＭＣＳで示された値になるように、データ信号（情報ビット）に対する誤り訂正符号化を行う。データ変調部１６はＭＣＳで示された変調方式でデータ変調を行う。

制御信号生成部１７は、ＭＣＳを含む制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。パイロット信号生成部１８は、受信局におけるデータ信号や制御信号の復調及びＣＱＩの測定に必要なパイロット信号を生成する。チャネル多重部１９は、データ信号、制御信号、パイロット信号を多重して、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）の送信形式の信号を生成する。送信ＲＦ部２０は、Ｄ／Ａ変換及び直交変調を行うことによりベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信する。

図２は従来の受信局の一例の構成図を示す。受信ＲＦ部２１は、送信局から送信された信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行ってチャネル分離部２２に供給する。

チャネル分離部２２は、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）に対する受信処理（例えばＯＦＤＭＡの場合は、ＦＦＴタイミング検出、ＧＩ除去、ＦＦＴ処理）を行って、受信信号をデータ信号、制御信号、パイロット信号に分離する。

チャネル推定部２３は、チャネル分離部２２からの受信パイロット信号と既知のパイロット信号の相関値を計算することにより、複素数で表される無線チャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を推定する。

ＣＱＩ算出部２４は、ＣＳＩを用いて推定した受信ＳＩＮＲに基づいて、ＣＱＩを算出する。具体的には、前述した通り、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出する。

制御信号復号部２５は、チャネル分離部２２からの受信制御信号に対して、ＣＱＩ算出部２４からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行い、更にデータ復調、誤り訂正復号を行い、制御情報（ＭＣＳを含む）を復元する。

チャネル補償部２６は、チャネル分離部２２からの受信データ信号に対して、チャネル推定部２３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行う。データ復調部２７は、制御信号復号部２５からのＭＣＳで示された変調方式でデータ復調を行う。誤り訂正復号部２８は、制御信号復号部２５からのＭＣＳで示された符号化率でデータ復調部２７からの復調されたデータに対し誤り訂正復号を行って情報ビットを復元して出力する。

制御信号生成部２９は、ＣＱＩ算出部２４からのＣＱＩであるＣＱＩ_ＦＢ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。送信ＲＦ部３０は、制御信号のＤ／Ａ変換及び直交変調を行って、ベースバンドから無線周波数への変換を行い、無線周波数の信号を送信局に向けて送信する。

なお、無線基地局は移動局から受信したフィードバック報告を報告からの経過時間に応じて補正し、補正されたフィードバック報告値に基づいて送信割当制御を行う技術や、基地局が移動局との間の伝搬路品質を測定し、測定された伝搬路品質に基づいて制御リソース内での複数種類の制御信号のリソース配分を設定し、設定されたリソース配分を移動局へ通知する技術が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

特開２００７−２８８６７６号公報 特開２００８−２３６０１８号公報

送信局から制御信号を用いて伝送される制御情報は、ＭＣＳ等の要素で構成される。このような制御情報はユーザ毎に定義されるので、ユーザ当りの制御ビット数やユーザ数が増えるに従って、データ信号の伝送に使用可能な無線リソースが減少し、データ信号の伝送効率が低下するという問題があった。

そこで、目的の一つは、上記の点に鑑みなされたものであり、データ信号の伝送効率を向上できる変調方式切り替え方法を提供することである。

受信局からフィードバックされるチャネル品質情報に基づいてデータ信号を変調する変調方式を決定して切り替え、前記データ信号の変調方式の切り替え情報を送信局から前記受信局に通知する無線通信システムの変調方式切り替え方法であって、前記送信局は、前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記受信局からフィードバックされたチャネル品質情報との差分情報を生成し制御情報として前記受信局に通知し、前記受信局は、前記制御情報として通知された前記差分情報と自局の過去のチャネル品質情報から切り替え情報を得てデータ信号の復調を行う。

本実施形態によれば、データ信号の伝送効率を向上することができる。

従来の送信局の一例の構成図である。 従来の受信局の一例の構成図である。 ＣＱＩテーブルを示す図である。 ＴＢＳテーブルを示す図である。 ＭＣＳテーブルを示す図である。 送信局の第１実施形態の構成図である。 受信局の第１実施形態の構成図である。 送信局の第２実施形態の構成図である。 受信局の第２実施形態の構成図である。 差分ＣＱＩテーブルを示す図である。 送信局の第３実施形態の構成図である。 受信局の第３実施形態の構成図である。 送信局の第４実施形態の構成図である。 受信局の第４実施形態の構成図である。 送信局の第５実施形態の構成図である。 受信局の第５実施形態の構成図である。

以下、図面に基づいて実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
ＡＭＣ方式を用いた無線通信システムの第１実施形態の構成について、図６及び図７を用いて説明する。

図６は送信局（ここでは無線送信局を例に挙げる）の第１実施形態の構成図を示す。図６において、チャネル品質情報受信部Ｍ１は受信局からフィードバックされたチャネル品質情報を受信する。変調方式切り替え部Ｍ２は、チャネル品質情報受信部Ｍ１で受信したチャネル品質情報に基づいてデータ信号の変調方式を決定して切り替える。変調部Ｍ３は、変調方式切り替え部Ｍ２で切り替えられた変調方式で供給されるデータ信号の変調を行う。

制御情報生成部Ｍ４は、変調方式切り替え部Ｍ２で変調方式の決定に用いたチャネル品質情報とチャネル品質情報受信部Ｍ１で受信した受信局からフィードバックされたチャネル品質情報との差分情報を生成し、この差分情報を制御情報として多重送信部Ｍ５に供給する。多重送信部Ｍ５は、制御情報生成部Ｍ４からの制御情報を変調部Ｍ３からの変調データ信号及びパイロット信号と多重して受信局（ここでは無線受信局を例に挙げる）に送信する。

図７は受信局の第１実施形態の構成図を示す。図７において、受信分離部Ｍ６は、送信局からの制御情報と変調データ信号が多重された信号を受信して、制御情報と変調データ信号とパイロット信号に分離する。チャネル品質情報送信部Ｍ７は、受信分離部Ｍ６で分離されたパイロット信号を基に受信した無線チャネルのチャネル品質情報を生成して送信局に送信する。

切り替え情報取得部Ｍ８は、制御情報として通知された差分情報と自局の過去のチャネル品質情報から切り替え情報を得る。復調部Ｍ９は、切り替え情報取得部Ｍ８で得た切り替え情報の指示する変調方式に応じて、受信分離部Ｍ６で分離された変調データ信号の復調を行う。

この実施形態では、変調方式の切り替え情報の代りに、切り替え情報よりもビット数の少ない差分情報を送信局から受信局に送信するため、データ信号の伝送効率を向上することができる。

＜第２実施形態＞
ＡＭＣ方式を用いたデジタル通信システムの第２実施形態の構成について、図８及び図９を用いて説明する。ここで、送信局は例えば無線基地局に対応し、受信局は例えば移動局に対応する。

＜送信局の第２実施形態＞
図８は送信局の第２実施形態の構成図を示す。図８において、受信ＲＦ部４１は、受信局からフィードバックされた信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行って制御信号復号部４２に供給する。

制御信号復号部４２は、制御信号の復号処理を行って、無線チャネルの品質を表すチャネル品質情報（ＣＱＩ）を抽出する。ＣＱＩは、受信局で測定された受信ＳＩＮＲに基づいて算出されており、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出されている。

例えば、ＬＴＥでは、図３のＣＱＩテーブルに示すように、変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、符号化率（Ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）、１変調シンボルで伝送される情報ビット数（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が、１６種類のＣＱＩに対応付けられている。例えばＣＱＩ＝１では、変調方式がＱＰＳＫ、符号化率が０．０７６１７（=７８／１０２４）、１変調シンボルで伝送される情報ビット数が０．１５２３（＝０．０７６１７×２）である。制御信号復号部４２は、受信局からフィードバックされたＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ微調整部４３，ＣＱＩ差分算出部４７に供給する。

ＣＱＩ微調整部４３は、送信局独自の判断でＣＱＩ_ＦＢを微調整して、ＣＱＩ_ＡＤＪを出力する。具体的には、まずＣＱＩ_ＦＢをＳＩＮＲに変換し、次にＳＩＮＲを時間方向で平均化し、目標とするＢＬＥＲと実際のＢＬＥＲとの差に応じて調整する。最後にＳＩＮＲをＣＱＩ_ＡＤＪに変換する。

ＭＣＳ選択部４４は、ＣＱＩ_ＡＤＪに基づいて、データ信号のＭＣＳ、つまり、広い意味での変調方式、詳細に言えば変調方式と符号化率の組み合わせを選択する。例えば、ＬＴＥでは２９種類のＭＣＳが定義され、以下のように選択される。

ＭＣＳ選択部４４は図３に示すＣＱＩテーブルを参照してＣＱＩ_ＡＤＪから変調方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と１変調シンボルで伝送される情報ビット数（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を得る。また、図示しないスケジューラにより、データ信号の送信に用いる周波数リソースとしてのリソースブロック（ＲＢ）が決定される。

次に、ＭＣＳ選択部４４はデータ伝送の時間単位であるサブフレーム内で伝送される情報ビット数ＴＢＳの暫定値を、ＲＢ数と情報ビット数を用いて算出する。

また、ＬＴＥでは、一部分を図４のＴＢＳテーブルに示すように、１〜１１０の各ＲＢ数（Ｎ_ＰＲＢ）に対するＴＢＳの候補が定義されている。ＭＣＳ選択部４４は当該ＲＢ数の中でＴＢＳの暫定値に最も近い値が最終的なＴＢＳに決定され、最終的なＴＢＳに対応するＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）を得る。

また、ＬＴＥでは、図５のＭＣＳテーブルに示すように、変調方式の変調多値数（Ｑ_ｍ）、ＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）が、２９種類のＭＣＳに対応付けられている。ＭＣＳ選択部４４は図５のＭＣＳテーブルを参照して、変調方式の変調多値数（Ｑ_ｍ）とＴＢＳインデックス（Ｉ_ＴＢＳ）から５ビットのＭＣＳインデックス（Ｉ_ＭＣＳ）を得る。ＭＣＳ選択部４４はこのＭＣＳインデックス（Ｉ_ＭＣＳ）をＭＣＳとして誤り訂正符号化部４５，データ変調部４６に供給する。

誤り訂正符号化部４５は、符号化率がＭＣＳで示された値になるように、データ信号（情報ビット）に対する誤り訂正符号化を行う。データ変調部４６はＭＣＳで示された変調方式でデータ変調を行う。

ＣＱＩ差分算出部４７は、ＣＱＩ微調整部４３で微調整された後のＣＱＩ_ＡＤＪと、直近にフィードバックされたＣＱＩ_ＦＢとの差分を求め、この差分を表す情報ＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出する。ここで、ＣＱＩ_ＡＤＪとＣＱＩ_ＦＢとの差分は、無線チャネルの時間変動と関係があるため、全ＣＱＩの定義域と比べて、当該差分は十分小さいといえる。

従ってＬＴＥの場合は、全１６種類のＣＱＩに対して、例えば図１０の差分ＣＱＩテーブルに示すように８種類（３ビット）のＣＱＩ_ＤＩＦＦを定義する。ここでは、ＣＱＩ_ＤＩＦＦ＝０が差分＝−４に対応し、ＣＱＩ_ＤＩＦＦ＝４が差分＝０に対応し、ＣＱＩ_ＤＩＦＦ＝７が差分＝３に対応している。ＣＱＩ差分算出部４７はＣＱＩ_ＡＤＪとＣＱＩ_ＦＢとの差分で図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照して３ビットのＣＱＩ_ＤＩＦＦを求め、制御信号生成部４８に供給する。

従来は、２９種類のＭＣＳそのものを５ビットの制御ビットで受信局に通知しているが、本実施形態では、ＣＱＩ_ＤＩＦＦを３ビットの制御ビットで受信局に通知すればよいので、制御ビットを削減できる。

制御信号生成部４８は、ＣＱＩ_ＤＩＦＦ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。パイロット信号生成部４９は、受信局におけるデータ信号や制御信号の復調及びＣＱＩの測定に必要なパイロット信号を生成する。チャネル多重部５０は、データ信号、制御信号、パイロット信号を多重して、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）の信号を生成する。送信ＲＦ部５１は、Ｄ／Ａ変換及び直交変調を行うことによりベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信する。

＜受信局の第２実施形態＞
図９は受信局の第２実施形態の構成図を示す。図９において、受信ＲＦ部６１は、送信局から送信された信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行ってチャネル分離部６２に供給する。

チャネル分離部６２は、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）に対する受信処理（例えばＯＦＤＭＡの場合は、ＦＦＴタイミング検出、ＧＩ除去、ＦＦＴ処理）を行って、受信信号をデータ信号、制御信号、パイロット信号に分離する。

チャネル推定部６３は、チャネル分離部６２からの受信パイロット信号と既知のパイロット信号の相関値を計算することにより、複素数で表される無線チャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する。

ＣＱＩ算出部６４は、ＣＳＩを用いて推定した受信ＳＩＮＲに基づいて、ＣＱＩを算出する。具体的には、前述した通り、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出する。

制御信号復号部６５は、制御信号（ＣＱＩ_ＤＩＦＦを含む）を復元し、ＣＱＩ_ＤＩＦＦをＣＱＩ復元部６６に供給する。

一方、ＣＱＩ算出部６４で算出したＣＱＩは送信局にフィードバックするＣＱＩ_ＦＢとして制御信号生成部７２に供給されると共にＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７に蓄積される。ＣＱＩ復元部６６は、制御信号復号部６５から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦを用いて図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照しＣＱＩ_ＡＤＪとＣＱＩ_ＦＢとの差分（ＣＱＩ_ＡＤＪ−ＣＱＩ_ＦＢ）を求める。

ＣＱＩ復元部６６は送信局でＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出する際に用いられたＣＱＩ_ＦＢと同じタイミングのＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７から取り出して、差分（ＣＱＩ_ＡＤＪ−ＣＱＩ_ＦＢ）と加算することによりＣＱＩ_ＡＤＪを求め、ＭＣＳ選択部６８に供給する。ＭＣＳ選択部６８は、送信局におけるＭＣＳ選択部４４と同じ規則により、ＣＱＩ_ＡＤＪからＭＣＳを得てデータ復調部７０及び誤り訂正復号部７１に供給する。

ところで、受信局の制御信号生成部７２，送信ＲＦ部７３，受信ＲＦ部６１，チャネル分離部６２，制御信号復号部６５、及び、送信局の受信ＲＦ部４１，制御信号復号部４２，ＣＱＩ差分算出部４７，制御信号生成部４８，チャネル多重部５０，送信ＲＦ部５１での処理遅延の総和Ｔ_ＰＲＯＣはＣＱＩ復元部６６において既知であり、ＣＱＩ復元部６６はＴ_ＰＲＯＣだけ過去のＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７から取り出してタイミング合わせを行う。なお、無線チャネルでの伝搬遅延は１パケットの送信時間単位に比して十分小さいため、考慮する必要はない。

チャネル補償部６９は、チャネル分離部６２からの受信データ信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行う。データ復調部７０は、ＭＣＳ選択部６８からのＭＣＳで示された変調方式でデータ復調を行う。誤り訂正復号部７１は、ＭＣＳ選択部６８からのＭＣＳで示された符号化率でデータ復調部７０からの復調されたデータに対し誤り訂正復号を行って情報ビットを復元して出力する。

制御信号生成部７２は、ＣＱＩ算出部６４からのＣＱＩ_ＦＢ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。送信ＲＦ部７３は、制御信号のＤ／Ａ変換及び直交変調を行って、ベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信局に向けて送信する。

このようにして、制御ビットを５ビットから３ビットに削減しても、受信局は問題なくＭＣＳを知ることができ、データ信号を復号することができる。これにより、制御信号によるオーバーヘッドを削減して、データ信号の伝送に使用可能な無線リソースの減少を抑え、データ信号の伝送効率の低下を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
ＬＴＥのように周波数スケジューリング方式が適用されるシステムでは、周波数サブバンド毎にＣＱＩが定義される場合がある。そのようなシステムに適した第３実施形態について説明する。

ＡＭＣ方式を用いたデジタル通信システムの第３実施形態の構成について、図１１及び図１２を用いて説明する。ここで、送信局は例えば無線基地局に対応し、受信局は例えば移動局に対応する。

＜送信局の第３実施形態＞
図１１は送信局の第３実施形態の構成図を示す。図１１において、図８と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部４１は、受信局からフィードバックされた信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行って制御信号復号部４２に供給する。

制御信号復号部４２は、制御信号の復号処理を行って、無線チャネルの品質を表すチャネル品質情報（ＣＱＩ）を抽出する。

ここでは、システムの帯域が複数の周波数サブバンドに分割され、Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の周波数サブバンド（各周波数サブバンドはＪ（Ｊは１以上の整数）個のリソースブロックＲＢを有する）それぞれに対してＣＱＩが定義されており、各ＣＱＩをＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋと呼ぶことにする。そして、受信局からの１回の送信により、全周波数サブバンドのＣＱＩ、又は、全周波数サブバンドのＣＱＩの中でチャネル品質が良好ないくつかの周波数サブバンドのＣＱＩが送信局にフィードバックされる。

各ＣＱＩは、受信局で測定された受信ＳＩＮＲに基づいて算出されており、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出されていることは第２実施形態と同様である。

制御信号復号部４２は、受信局からフィードバックされたＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，ＫをＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１，ＣＱＩ微調整部８２に供給する。ＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１は、全周波数サブバンド分の最新のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋが蓄積されている。ＣＱＩ微調整部８２は、周波数サブバンド毎に第２実施形態と同様の微調整を行い、その結果としてのＣＱＩ_{ＡＤＪ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ，Ｋ}をＣＱＩ_ＡＤＪ平均化部８４に供給する。

リソース割当候補生成部８３は、次回のデータ送信用に割り当てられる周波数サブバンドの候補パターンであるリソース割当候補をＭ（Ｍは正の整数）個生成する。ＣＱＩ_ＡＤＪ平均化部８４は、Ｍ個のリソース割当候補それぞれについて、データ送信用に割り当てられる周波数サブバンドに対応するＣＱＩ値（ＣＱＩ_{ＡＤＪ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ，Ｋ}の中の全部又は一部）を平均化し、その結果としてＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ，Ｍ}を出力する。平均化の方法は、例えばＣＱＩ値をＳＩＮＲ値に変換し、ＳＩＮＲ値の状態で平均化し、再びＣＱＩ値に変換する方法等がある。

リソース割当候補選択部８５は、Ｍ個のリソース割当候補の中から１個を選択し、その選択されたリソース割当候補に対応するリソース割当情報ＲＡと平均化されたＣＱＩ値ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}を出力する。選択の方法、つまりスケジューリングアルゴリズムとしては、例えば平均化されたＣＱＩ値が最も高いリソース割当候補を選択する方法等がある。

ＭＣＳ選択部８６は、リソース割当候補選択部８５からのＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}に基づいてＭＣＳを選択して誤り訂正符号化部４５，データ変調部４６に供給する。選択の方法は第２実施形態と同様である。

誤り訂正符号化部４５は、符号化率がＭＣＳで示された値になるように、データ信号に対する誤り訂正符号化を行う。データ変調部４６はＭＣＳで示された変調方式でデータ変調を行う。

ＣＱＩ_ＦＢ平均化部８７は、リソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンドのＣＱＩ値をＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１から取り出し、それらを平均化した結果であるＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を出力する。

ＣＱＩ差分算出部８８は、ＣＱＩ微調整部８２で微調整され周波数サブバンド間で平均化され選択されてリソース割当候補選択部８５から供給されるＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}と、受信側からフィードバックされ周波数サブバンド間で平均化されたＣＱＩ_ＦＢ平均化部８７から供給されるＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}との差分（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）に基づいて、差分を表す情報ＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出する。例えば、ＣＱＩ差分算出部８８は第２実施形態と同様に、図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照して３ビットのＣＱＩ_ＤＩＦＦを求め、制御信号生成部８９に供給する。

制御信号生成部８９は、リソース割当情報ＲＡ及びＣＱＩ_ＤＩＦＦを含む制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。パイロット信号生成部４９は、受信局におけるデータ信号や制御信号の復調及びＣＱＩの測定に必要なパイロット信号を生成する。

チャネル多重部９０は、データ信号、制御信号、パイロット信号を多重して、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）の信号を生成する。なお、データ信号はリソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンドに多重される。送信ＲＦ部５１は、Ｄ／Ａ変換及び直交変調を行うことによりベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信する。

本実施形態では、ＣＱＩ_ＤＩＦＦはリソース割当情報ＲＡと共に制御情報として受信局に通知される。本実施形態でも、ＣＱＩ_ＤＩＦＦを３ビットの制御ビットで受信局に通知すればよいので、制御ビットを削減できる。

＜受信局の第３実施形態＞
図１２は受信局の第３実施形態の構成図を示す。図１２において、図９と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部６１は、送信局から送信された信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行ってチャネル分離部９１に供給する。

チャネル分離部９１は、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）に対する受信処理（例えばＯＦＤＭＡの場合は、ＦＦＴタイミング検出、ＧＩ除去、ＦＦＴ処理）を行って、受信信号をデータ信号、制御信号、パイロット信号に分離する。なお、データ信号は制御信号復号部９３からのリソース割当情報ＲＡが示す周波数サブバンドから取り出される。

チャネル推定部６３は、チャネル分離部９１からの受信パイロット信号と既知のパイロット信号の相関値を計算することにより、複素数で表される無線チャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する。

ＣＱＩ算出部９２は、ＣＳＩを用いて推定した受信ＳＩＮＲに基づいて、周波数サブバンド毎にＣＱＩ（ＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋ）を算出する。具体的には、第２実施形態と同様に、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出する。

制御信号復号部９３は、チャネル分離部９１からの受信制御信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行い、更にデータ復調、誤り訂正復号を行い、制御情報（ＲＡ，ＣＱＩ_ＤＩＦＦ等）を復元し、ＣＱＩ_ＤＩＦＦをＣＱＩ復元部９４に供給し、リソース割当情報ＲＡをチャネル分離部９１，ＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６に供給する。

ＣＱＩ算出部９２で算出した周波数サブバンド毎のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋは送信局にフィードバックするため制御信号生成部７２に供給されると共にＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５に蓄積されている。

ＣＱＩ復元部９４は、制御信号復号部９３から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦが送信局で生成された際に用いられたＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋと同じタイミングのＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，ＫをＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５から取り出す。

なお、ＣＱＩ復元部９４は第２実施形態と同様に、受信局及び送信局における処理遅延の総和Ｔ_ＰＲＯＣだけ過去のＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５から取り出してタイミング合わせを行う。

ＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６は、バッファ部９５から取り出したＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋを制御信号復号部９３からのリソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンド間で平均化して、ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を出力する。

ＣＱＩ復元部９４は、制御信号復号部９３から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦを用いて図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照して（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）を求める。次に、ＣＱＩ復元部９４はＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６から得られたＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）と加算することにより、ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}を得る。

ＭＣＳ選択部９７は、送信局におけるＭＣＳ選択部８６と同じ規則により、ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}からＭＣＳを得る。

チャネル補償部６９は、チャネル分離部９１からの受信データ信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行う。データ復調部７０は、ＭＣＳ選択部９７からのＭＣＳで示された変調方式でデータ復調を行う。誤り訂正復号部７１は、ＭＣＳ選択部９７からのＭＣＳで示された符号化率でデータ復調部７０からの復調されたデータに対し誤り訂正復号を行って情報ビットを復元して出力する。

制御信号生成部７２は、ＣＱＩ算出部９２からの周波数サブバンド毎のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。送信ＲＦ部７３は、制御信号のＤ／Ａ変換及び直交変調を行って、ベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信局に向けて送信する。

このようにして、制御ビットを５ビットから３ビットに削減しても、受信局は問題なくＭＣＳを知ることができ、データ信号を復号することができる。

＜第４実施形態＞
ＬＴＥシステムの下りリンクにＡＭＣ方式を適用したデジタル通信システムの第４実施形態について、図１３及び図１４を用いて説明する。ここで、デジタル通信システムでは無線基地局が送信局に対応し、移動局が受信局に対応する。

＜送信局の第４実施形態＞
図１３は送信局の第４実施形態の構成図を示す。図１３において、図８と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部４１は、受信局からフィードバックされた信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行って制御信号復号部１０１に供給する。

上りスケジューラ１００は、無線チャネルの品質や受信局からの送信要求等を考慮して、受信局に対して上りデータの送信許可を与える。制御信号復号部１０１は、受信局から受信した信号を復号して、ＣＱＩを含む上り制御情報（ＵＣＩ：Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を抽出する。

ＬＴＥでは、上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）のいずれかの物理チャネルを用いて上り制御情報ＵＣＩを伝送している。即ち、上りデータの送信許可があれば、上り制御情報ＵＣＩは上りデータと共に、誤り検出用のＣＲＣビットを付加して上り共有チャネルＰＵＳＣＨにマッピングされる。上りデータの送信許可がなければ、上り制御情報ＵＣＩは誤り検出用のＣＲＣビットを付加することなく上り制御チャネルＰＵＣＣＨにマッピングされる。

制御信号復号部１０１は、上りスケジューラ１００から時間Ｔ_１過去に与えられた送信許可に基づいて、上り共有チャネルＰＵＳＣＨあるいは上り制御チャネルＰＵＣＣＨを復号して、上り制御情報ＵＣＩからＣＱＩ_ＦＢを抽出する。なお、時間Ｔ_１は、送信局の制御信号生成部１０２，チャネル多重部５０，送信ＲＦ部５１，受信ＲＦ部４１、及び、受信局の受信ＲＦ部６１，チャネル分離部６２，制御信号復号部１０４，制御信号生成部１０３，送信ＲＦ部７３での処理遅延の総和であり、Ｔ_１は制御信号復号部１０１において既知である。

ところで、制御信号復号部１０１は上り共有チャネルＰＵＳＣＨのＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出した場合は当該ＣＱＩ_ＦＢを出力しないが、上り共有チャネルＰＵＳＣＨのＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出しない場合、又は、上り制御チャネルＰＵＣＣＨのＣＱＩ_ＦＢを得た場合は、ＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ微調整部４３，ＣＱＩ差分算出部４７に供給する。

ＣＱＩ微調整部４３は、第２実施形態と同様に送信局独自の判断でＣＱＩ_ＦＢを微調整して、ＣＱＩ_ＡＤＪを出力する。

ＭＣＳ選択部４４は、第２実施形態と同様にＣＱＩ_ＡＤＪに基づいて、データ信号のＭＣＳ、つまり変調方式と符号化率の組み合わせを選択して誤り訂正符号化部４５，データ変調部４６，制御信号生成部１０２に供給する。

誤り訂正符号化部４５は、符号化率がＭＣＳで示された値になるように、データ信号に対する誤り訂正符号化を行う。データ変調部４６はＭＣＳで示された変調方式でデータ変調を行う。

ＣＱＩ差分算出部４７は、第２実施形態と同様にＣＱＩ微調整部４３で微調整された後のＣＱＩ_ＡＤＪと、直近にフィードバックされたＣＱＩ_ＦＢとの差分を求め、この差分を表す３ビットの情報ＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出して、制御信号生成部１０２に供給する。

制御信号生成部１０２は、上りデータの送信許可に関する情報、ＭＣＳ又はＣＱＩ_ＤＩＦＦ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。ここで、ＣＱＩ_ＤＩＦＦの信頼性はＣＱＩ_ＦＢの信頼性に依存している。ＣＱＩ_ＦＢを上り共有チャネルＰＵＳＣＨで送信局に伝送する場合は、ＣＲＣビットを用いてＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出できる。送信局は制御信号復号部１０１でＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出した場合に、移動局に下りデータを送信しないよう上りスケジューラ１００により制御を行うことで、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じないようにできる。

ＣＱＩ_ＦＢを上り制御チャネルＰＵＣＣＨで送信局に伝送する場合は、ＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出できないため、送信局でＣＱＩ_ＦＢが誤判定されると、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じる。

従って、ＰＵＳＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが算出される場合はＣＱＩ_ＤＩＦＦを受信局に通知し、ＰＵＣＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが算出される場合はＭＣＳそのものを受信局に通知するように、制御信号生成部１０２はＣＱＩ_ＦＢとＭＣＳの制御情報のいずれかを選択して制御信号を生成する。なお、制御信号生成部１０２は上りスケジューラ１００から時間Ｔ_１過去に与えられた送信許可から、ＣＱＩ_ＤＩＦＦを受信局に通知する場合と、ＭＣＳそのものを受信局に通知する場合を知ることができる。このようにすることで、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じることはない。

パイロット信号生成部４９は、受信局におけるデータ信号や制御信号の復調及びＣＱＩの測定に必要なパイロット信号を生成する。チャネル多重部５０は、データ信号、制御信号、パイロット信号を多重して、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）の信号を生成する。送信ＲＦ部５１は、Ｄ／Ａ変換及び直交変調を行うことによりベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信する。

＜受信局の第４実施形態＞
図１４は受信局の第４実施形態の構成図を示す。図１４において、図９と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部６１は、送信局から送信された信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行ってチャネル分離部６２に供給する。

チャネル分離部６２は、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）に対する受信処理（例えばＯＦＤＭＡの場合は、ＦＦＴタイミング検出、ＧＩ除去、ＦＦＴ処理）を行って、受信信号をデータ信号、制御信号、パイロット信号に分離する。

チャネル推定部６３は、チャネル分離部６２からの受信パイロット信号と既知のパイロット信号の相関値を計算することにより、複素数で表される無線チャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する。

ＣＱＩ算出部６４は、第２実施形態と同様に、ＣＳＩを用いて推定した受信ＳＩＮＲに基づいて、ＣＱＩを算出する。ＣＱＩ算出部６４で算出したＣＱＩは送信局にフィードバックするＣＱＩ_ＦＢとして制御信号生成部１０３に供給されると共にＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７に蓄積される。

制御信号復号部１０４は、チャネル分離部６２からの受信制御信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行い、更にデータ復調、誤り訂正復号を行い、制御情報を復元する。制御信号復号部１０４は、復元した制御情報から上りデータの送信許可に関する情報を抽出して制御信号生成部１０３に供給する。また、時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報（制御信号復号部１０４内に保持されている）を参照することにより、復元した制御情報からＣＱＩ_ＤＩＦＦとＭＣＳのいずれかを抽出する。時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報が送信許可であればＣＱＩ_ＤＩＦＦが抽出され、送信不許可であればＭＣＳが抽出される。

なお、時間Ｔ_２は、受信局の受信ＲＦ部６１，チャネル分離部６２，制御信号生成部１０３，送信ＲＦ部７３、及び、送信局の受信ＲＦ部４１，制御信号復号部１０１，上りスケジューラ１００，制御信号生成部１０２，チャネル多重部５０，送信ＲＦ部５１での処理遅延の総和であり、Ｔ_２は制御信号復号部１０４において既知である。

制御信号復号部１０４でＣＱＩ_ＤＩＦＦが抽出された場合は、第２実施形態と同様にしてＭＣＳを求める。つまり、ＣＱＩ復元部６６は、制御信号復号部６５から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦを用いて図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照しＣＱＩ_ＡＤＪとＣＱＩ_ＦＢとの差分（ＣＱＩ_ＡＤＪ−ＣＱＩ_ＦＢ）を求める。

ＣＱＩ復元部６６は送信局でＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出する際に用いられたＣＱＩ_ＦＢと同じタイミングのＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７から取り出して、差分（ＣＱＩ_ＡＤＪ−ＣＱＩ_ＦＢ）と加算することによりＣＱＩ_ＡＤＪを求め、ＭＣＳ選択部１０５に供給する。なお、ＣＱＩ復元部６６は第２実施形態と同様に、受信局及び送信局における処理遅延の総和Ｔ_ＰＲＯＣだけ過去のＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部６７から取り出してタイミング合わせを行う。

制御信号復号部１０４でＭＣＳが抽出された場合は、制御信号復号部１０４は抽出したＭＣＳをＭＣＳ選択部１０５に供給する。

ＭＣＳ選択部１０５は、送信局におけるＭＣＳ選択部４４と同じ規則により、ＣＱＩ_ＡＤＪからＭＣＳを得る。また、ＭＣＳ選択部１０５は、制御信号復号部１０４から供給される時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報が、送信許可ならばＣＱＩ復元部６６からのＣＱＩ_ＡＤＪより得たＭＣＳを選択し、送信不許可ならば制御信号復号部１０４が抽出したＭＣＳを選択し、選択したＭＣＳをデータ復調部７０及び誤り訂正復号部７１に供給する。

チャネル補償部６９は、チャネル分離部６２からの受信データ信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行う。データ復調部７０は、ＭＣＳ選択部１０５からのＭＣＳで示された変調方式でデータ復調を行う。誤り訂正復号部７１は、ＭＣＳ選択部１０５からのＭＣＳで示された符号化率でデータ復調部７０からの復調されたデータに対し誤り訂正復号を行って情報ビットを復元して出力する。

制御信号生成部１０３は、制御信号復号部１０４が抽出して供給する上りデータの送信許可に関する情報に基づいて、送信許可ならばＰＵＳＣＨ、送信不許可ならばＰＵＣＣＨを選択して、ＣＱＩ算出部６４からのＣＱＩ_ＦＢ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。送信ＲＦ部７３は、制御信号のＤ／Ａ変換及び直交変調を行って、ベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信局に向けて送信する。

このようにして、ＰＵＳＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが生成される場合は、制御ビットを削減しても受信局は問題なくＭＣＳを知ることができ、データ信号を復号できる。

＜第５実施形態＞
次に周波数サブバンド毎にＣＱＩが定義され、かつ、上り制御情報ＵＣＩが上り共有チャネルＰＵＳＣＨ又は上り制御チャネルＰＵＣＣＨで伝送される場合の第５実施形態について説明する。

ＡＭＣ方式を用いたデジタル通信システムの第３実施形態の構成について、図１５及び図１６を用いて説明する。ここで、送信局は例えば無線基地局に対応し、受信局は例えば移動局に対応する。

＜送信局の第５実施形態＞
図１５は送信局の第５実施形態の構成図を示す。図１５において、図１１又は図１３と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部４１は、受信局からフィードバックされた信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行って制御信号復号部１０１に供給する。

上りスケジューラ１００は、無線チャネルの品質や受信局からの送信要求等を考慮して、受信局に対して上りデータの送信許可を与える。制御信号復号部１０１は、受信局から受信した信号を復号して、ＣＱＩを含む上り制御情報（ＵＣＩ）を抽出する。

ここでは、Ｋ個の周波数サブバンド（各周波数サブバンドはＪ個のリソースブロックＲＢを有する）それぞれに対してＣＱＩが定義されており、各ＣＱＩをＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋと呼ぶことにする。そして、受信局からの１回の送信により、全周波数サブバンドのＣＱＩ、又は、全周波数サブバンドのＣＱＩの中でチャネル品質が良好ないくつかの周波数サブバンドのＣＱＩが送信局にフィードバックされる。

各ＣＱＩは、受信局で測定された受信ＳＩＮＲに基づいて算出されており、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出されていることは第２実施形態と同様である。

制御信号復号部１０１は、上りスケジューラ１００から時間Ｔ_１過去に与えられた送信許可に基づいて、上り共有チャネルＰＵＳＣＨあるいは上り制御チャネルＰＵＣＣＨを復号して、上り制御情報ＵＣＩからＣＱＩ_ＦＢを抽出する。

ところで、制御信号復号部１０１は上り共有チャネルＰＵＳＣＨのＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出した場合は当該ＣＱＩ_ＦＢを出力しない。しかし、制御信号復号部１０１はその他の場合は受信局からフィードバックされたＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，ＫをＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１，ＣＱＩ微調整部８２に供給する。ＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１は、全周波数サブバンド分の最新のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋが蓄積されている。ＣＱＩ微調整部８２は、周波数サブバンド毎に第２実施形態と同様の微調整を行い、その結果としてのＣＱＩ_{ＡＤＪ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ，Ｋ}をＣＱＩ_ＡＤＪ平均化部８４に供給する。

リソース割当候補生成部８３は、次回のデータ送信用に割り当てられる周波数サブバンドの候補パターンであるリソース割当候補をＭ個生成する。ＣＱＩ_ＡＤＪ平均化部８４は、Ｍ個のリソース割当候補それぞれについて、データ送信用に割り当てられる周波数サブバンドに対応するＣＱＩ値（ＣＱＩ_{ＡＤＪ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ，Ｋ}の中の全部又は一部）を平均化し、その結果としてＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ，１}，…，ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ，Ｍ}を出力する。平均化の方法は、例えばＣＱＩ値をＳＩＮＲ値に変換し、ＳＩＮＲ値の状態で平均化し、再びＣＱＩ値に変換する方法等がある。

リソース割当候補選択部８５は、Ｍ個のリソース割当候補の中から１個を選択し、その選択されたリソース割当候補に対応するリソース割当情報ＲＡと平均化されたＣＱＩ値ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}を出力する。選択の方法、つまりスケジューリングアルゴリズムとしては、例えば平均化されたＣＱＩ値が最も高いリソース割当候補を選択する方法等がある。

ＭＣＳ選択部８６は、リソース割当候補選択部８５からのＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}に基づいてＭＣＳを選択して誤り訂正符号化部４５，データ変調部４６，制御信号生成部１０２に供給する。選択の方法は第２実施形態と同様である。

誤り訂正符号化部４５は、符号化率がＭＣＳで示された値になるように、データ信号に対する誤り訂正符号化を行う。データ変調部４６はＭＣＳで示された変調方式でデータ変調を行う。

ＣＱＩ_ＦＢ平均化部８７は、リソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンドのＣＱＩ値をＣＱＩ_ＦＢバッファ部８１から取り出し、それらを平均化した結果であるＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を出力する。

ＣＱＩ差分算出部８８は、ＣＱＩ微調整部８２で微調整され周波数サブバンド間で平均化されたＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}と、受信側からフィードバックされ周波数サブバンド間で平均化されたＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}との差分（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）に基づいて、差分を表す情報ＣＱＩ_ＤＩＦＦを算出する。例えば、ＣＱＩ差分算出部８８は第２実施形態と同様に、図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照して３ビットのＣＱＩ_ＤＩＦＦを求め、制御信号生成部１０２に供給する。

制御信号生成部１０２は、上りデータの送信許可に関する情報、ＭＣＳ又はＣＱＩ_ＤＩＦＦ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。ここで、ＣＱＩ_ＤＩＦＦの信頼性はＣＱＩ_ＦＢの信頼性に依存している。ＣＱＩ_ＦＢを上り共有チャネルＰＵＳＣＨで送信局に伝送する場合は、ＣＲＣビットを用いてＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出できる。送信局は制御信号復号部１０１でＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出した場合に、移動局に下りデータを送信しないよう上りスケジューラ１００により制御を行うことで、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じないようにできる。

ＣＱＩ_ＦＢを上り制御チャネルＰＵＣＣＨで送信局に伝送する場合は、ＣＱＩ_ＦＢの誤りを検出できないため、送信局でＣＱＩ_ＦＢが誤判定されると、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じる。

従って、ＰＵＳＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが算出される場合はＣＱＩ_ＤＩＦＦを受信局に通知し、ＰＵＣＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが算出される場合はＭＣＳそのものを受信局に通知するように、制御信号生成部１０２はＣＱＩ_ＦＢとＭＣＳの制御情報のいずれかを選択して制御信号を生成する。なお、制御信号生成部１０２は上りスケジューラ１００から時間Ｔ_１過去に与えられた送信許可から、ＣＱＩ_ＤＩＦＦを受信局に通知する場合と、ＭＣＳそのものを受信局に通知する場合を知ることができる。このようにすることで、送信局と受信局の間でＭＣＳの認識ずれが生じることはない。

パイロット信号生成部４９は、受信局におけるデータ信号や制御信号の復調及びＣＱＩの測定に必要なパイロット信号を生成する。チャネル多重部９０は、データ信号、制御信号、パイロット信号を多重して、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）の信号を生成する。なお、データ信号はリソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンドに多重される。送信ＲＦ部５１は、Ｄ／Ａ変換及び直交変調を行うことによりベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信する。

本実施形態では、ＣＱＩ_ＤＩＦＦはリソース割当情報ＲＡと共に制御情報として受信局に通知される。本実施形態でも、ＣＱＩ_ＤＩＦＦを３ビットの制御ビットで受信局に通知すればよいので、制御ビットを削減できる。

＜受信局の第５実施形態＞
図１６は受信局の第５実施形態の構成図を示す。図１６において、図１２又は図１４と同一部分には同一符号を付す。受信ＲＦ部６１は、送信局から送信された信号を受信して、無線周波数からベースバンドに変換し、直交復調及びＡ／Ｄ変換を行ってチャネル分離部９１に供給する。

チャネル分離部９１は、所定の無線アクセス方式（ＯＦＤＭＡ等）に対する受信処理を行って、受信信号をデータ信号、制御信号、パイロット信号に分離する。なお、データ信号は制御信号復号部１０４からのリソース割当情報ＲＡが示す周波数サブバンドから取り出される。

チャネル推定部６３は、チャネル分離部９１からの受信パイロット信号と既知のパイロット信号の相関値を計算することにより、複素数で表される無線チャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を推定する。

ＣＱＩ算出部９２は、ＣＳＩを用いて推定した受信ＳＩＮＲに基づいて、周波数サブバンド毎にＣＱＩ（ＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋ）を算出する。具体的には、第２実施形態と同様に、ＣＱＩに対応する送信フォーマットのデータ信号を受信した際にＢＬＥＲが１０％になるように算出する。

制御信号復号部１０４は、チャネル分離部９１からの受信制御信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行い、更にデータ復調、誤り訂正復号を行う。これにより、制御信号復号部１０４は制御情報（ＲＡ，ＣＱＩ_ＤＩＦＦ，上りデータの送信許可に関する情報等）を復元し、ＣＱＩ_ＤＩＦＦをＣＱＩ復元部９４に供給し、リソース割当情報ＲＡをチャネル分離部９１，ＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６に供給する。また、制御信号復号部１０４は上りデータの送信許可に関する情報を抽出して制御信号生成部１０３に供給する。また、時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報（制御信号復号部１０４内に保持されている）を参照することにより、復元した制御情報からＣＱＩ_ＤＩＦＦとＭＣＳのいずれかを抽出する。時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報が送信許可であればＣＱＩ_ＤＩＦＦが抽出され、送信不許可であればＭＣＳが抽出される。

ＣＱＩ算出部９２で算出した周波数サブバンド毎のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋは送信局にフィードバックするため制御信号生成部１０３に供給されると共にＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５に蓄積されている。

ＣＱＩ復元部９４は、制御信号復号部９３から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦが送信局で生成された際に用いられたＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋと同じタイミングのＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，ＫをＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５から取り出す。

なお、ＣＱＩ復元部９４は第２実施形態と同様に、受信局及び送信局における処理遅延の総和Ｔ_ＰＲＯＣだけ過去のＣＱＩ_ＦＢをＣＱＩ_ＦＢバッファ部９５から取り出してタイミング合わせを行う。

ＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６は、バッファ部９５から取り出したＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋを制御信号復号部１０４からのリソース割当情報ＲＡに対応した周波数サブバンド間で平均化して、ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を出力する。

ＣＱＩ復元部９４は、制御信号復号部１０４から供給されるＣＱＩ_ＤＩＦＦを用いて図１０の差分ＣＱＩテーブルを参照して（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）を求める。次に、ＣＱＩ復元部９４はＣＱＩ_ＦＢ平均化部９６から得られたＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}を（ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}−ＣＱＩ_{ＦＢ＿ＡＶＥ}）と加算することにより、ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}を得る。

制御信号復号部１０４でＭＣＳが抽出された場合は、制御信号復号部１０４は抽出したＭＣＳをＭＣＳ選択部１０５に供給する。

ＭＣＳ選択部１０５は、送信局におけるＭＣＳ選択部８６と同じ規則により、ＣＱＩ_{ＡＤＪ＿ＡＶＥ＿ＳＥＬ}からＭＣＳを得る。また、ＭＣＳ選択部１０５は、制御信号復号部１０４から供給される時間Ｔ_２過去の送信許可に関する情報が、送信許可ならばＣＱＩ復元部９４からのＣＱＩ_ＡＤＪより得たＭＣＳを選択し、送信不許可ならば制御信号復号部１０４が抽出したＭＣＳを選択し、選択したＭＣＳをデータ復調部７０及び誤り訂正復号部７１に供給する。

チャネル補償部６９は、チャネル分離部９１からの受信データ信号に対して、チャネル推定部６３からのＣＳＩを用いてチャネル補償を行う。データ復調部７０は、ＭＣＳ選択部１０５からのＭＣＳで示された変調方式でデータ復調を行う。誤り訂正復号部７１は、ＭＣＳ選択部１０５からのＭＣＳで示された符号化率でデータ復調部７０からの復調されたデータに対し誤り訂正復号を行って情報ビットを復元して出力する。

制御信号生成部１０３は、制御信号復号部１０４が抽出して供給する上りデータの送信許可に関する情報に基づいて、送信許可ならばＰＵＳＣＨ、送信不許可ならばＰＵＣＣＨを選択する。制御信号生成部１０３は、ＣＱＩ算出部９２からの周波数サブバンド毎のＣＱＩ_ＦＢ，１，…，ＣＱＩ_ＦＢ，Ｋ等の制御情報に対して、符号化、データ変調等を行って制御信号を生成する。送信ＲＦ部７３は、制御信号のＤ／Ａ変換及び直交変調を行って、ベースバンドから無線周波数への変換を行って、無線周波数の信号を送信局に向けて送信する。

このようにして、ＰＵＳＣＨで伝送されたＣＱＩ_ＦＢに基づいてＣＱＩ_ＤＩＦＦが生成される場合は、制御ビットを削減しても受信局は問題なくＭＣＳを知ることができ、データ信号を復号できる。

このように、各実施形態によれば、制御ビットを削減できるため、データ信号の伝送効率を向上することができる。

４１ 受信ＲＦ部
４２ 制御信号復号部
４３ ＣＱＩ微調整部
４４ ＭＣＳ選択部
４５ 誤り訂正符号化部
４６ データ変調部
４７ ＣＱＩ差分算出部
４８，８９，１０２， 制御信号生成部
４９ パイロット信号生成部
５０，９０ チャネル多重部
５１ 送信ＲＦ部
６１ 受信ＲＦ部
６２，９１ チャネル分離部
６３ チャネル推定部
６４ ＣＱＩ算出部
６５，９３，１０４ 制御信号復号部
６６，９６ ＣＱＩ復元部
６７ ＣＱＩ_ＦＢバッファ部
６８，９７，１０５ ＭＣＳ選択部
６９ チャネル補償部
７０ データ復調部
７１ 誤り訂正復号部
７２，１０３ 制御信号生成部
７３ 送信ＲＦ部
８１ ＣＱＩ_ＦＢバッファ部
８３ リソース割当候補生成部
８４，９６ ＣＱＩ_ＡＤＪ平均化部
８５ リソース割当候補選択部
８８ ＣＱＩ差分算出部
１００ 上りスケジューラ

Claims (5)

1. 受信局からフィードバックされるチャネル品質情報に基づいてデータ信号を変調する変調方式を決定して切り替え、前記データ信号の変調方式の切り替え情報を送信局から前記受信局に通知する無線通信システムの変調方式切り替え方法であって、
   前記送信局は、前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記受信局からフィードバックされたチャネル品質情報との差分情報を生成し制御情報として前記受信局に通知し、
   前記受信局は、前記制御情報として通知された前記差分情報と自局の過去のチャネル品質情報から切り替え情報を得てデータ信号の復調を行う、
   ことを特徴とする変調方式切り替え方法。
2. 請求項１記載の変調方式切り替え方法において、
   前記送信局は、前記受信局が誤り検出符号を付加してチャネル品質情報をフィードバックした場合に、前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記受信局からフィードバックされたチャネル品質情報との差分情報を生成し制御情報として前記受信局に通知し、前記受信局が誤り検出符号を付加せずチャネル品質情報をフィードバックした場合に、前記切り替え情報を制御情報として前記受信局に通知し、
   前記受信局は、前記制御情報として差分情報を通知された場合に、通知された前記差分情報と自局の過去のチャネル品質情報から前記切り替え情報を得、前記制御情報として切り替え情報を通知された場合に、通知された前記切り替え情報を抽出する
   ことを特徴とする変調方式切り替え方法。
3. 請求項１又は２記載の変調方式切り替え方法において、
   前記チャネル品質情報は周波数サブバンド毎に定義され、
   前記送信局は、前記受信局からフィードバックされた周波数サブバンド毎のチャネル品質情報をデータ送信用に割り当てられた周波数サブバンド間で平均化し、
   前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記受信局からフィードバックされ平均化したチャネル品質情報との差分情報を生成し制御情報として前記受信局に通知し、
   前記受信局は、前記制御情報として通知された前記差分情報と過去の周波数サブバンド毎のチャネル品質情報のうちデータ送信用に割り当てられた周波数サブバンドのチャネル品質情報の平均値から前記切り替え情報を得る
   ことを特徴とする変調方式切り替え方法。
4. 受信局からフィードバックされるチャネル品質情報に基づいてデータ信号の変調方式を決定して切り替え、前記データ信号の変調方式の切り替え情報を送信局から前記受信局に通知する無線通信システムの送信局であって、
   受信局からフィードバックされるチャネル品質情報を受信するチャネル品質情報受信手段と、
   前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記チャネル品質情報受信手段で受信したチャネル品質情報との差分情報を生成し制御情報として前記受信局に通知する制御情報生成手段と、
   を有することを特徴とする送信局。
5. 受信局からフィードバックされるチャネル品質情報に基づいてデータ信号の変調方式を決定して切り替え、前記データ信号の変調方式の切り替え情報を送信局から前記受信局に通知する無線通信システムの受信局であって、
   受信した無線チャネルのチャネル品質情報を生成して前記送信局に送信するチャネル品質情報送信手段と、
   前記変調方式の決定に用いたチャネル品質情報と前記受信局からフィードバックされたチャネル品質情報との差分情報を制御情報として前記送信局から通知され、前記制御情報として通知された前記差分情報と自局の過去のチャネル品質情報から前記切り替え情報を得る切り替え情報取得手段と、
   を有することを特徴とする受信局。
   

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