無線通信装置および無線通信方法
【課題】適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線基地局１Ａは、干渉レベル閾値が変化した場合に、適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部１２３と、無線通信における無線品質と品質閾値との比較結果に応じて、無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部１２４とを備える。変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を下回った場合に、変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替える。品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。
【解決手段】無線基地局１Ａは、干渉レベル閾値が変化した場合に、適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部１２３と、無線通信における無線品質と品質閾値との比較結果に応じて、無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部１２４とを備える。変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を下回った場合に、変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替える。品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調を採用する無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信におけるスループットを向上させるための技術の一つとして、適応変調が知られている。適応変調では、変調方式毎に閾値（以下、品質閾値）が設けられており、無線基地局（無線通信装置）は、無線端末（無線通信相手）との無線通信における無線品質と、品質閾値との比較結果に応じて、変調方式を切り替える（特許文献１参照）。例えば無線品質が良好であるときには、１シンボル当たりに伝送可能なビット数である変調効率が高く、伝送誤りに対する耐性である誤り耐性が低い変調方式に切り替えられる。
【０００３】
また、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）またはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を採用する無線通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する無線ＬＡＮや、ＰＨＳシステムが広く用いられている。
【０００４】
このような無線通信システムでは、無線基地局は、周辺に位置する他の無線基地局、および当該他の無線基地局と無線通信を実行する他の無線端末（以下、これらを干渉源という）が使用中の通信チャネルとの干渉を回避するために、キャリアセンスと呼ばれる空きチャネル判定を行う。具体的には、無線基地局は、干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線端末に割り当てる。
【特許文献１】特開２００４−３６３７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、キャリアセンスを行う無線基地局においては、干渉源が多くの通信チャネルを使用していると、自局が割り当て可能な通信チャネル数が少なくなる。このような問題を解決するために、干渉レベル閾値を可変制御する方式の提供が検討されている。例えば、干渉レベル閾値を上昇させることにより、無線基地局は、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルも無線端末に割り当て可能となる。
【０００６】
しかしながら、適応変調を採用する無線通信システムにおいて、干渉レベルの比較的大きい通信チャネルが無線端末に割り当てられると、次のような問題が生じる。
【０００７】
具体的には、変調効率の高い変調方式を用いた無線通信を無線端末が実行している際に、干渉レベルの比較的大きい通信チャネルが当該無線端末に割り当てられると、当該無線通信における無線品質が劣化して、伝送誤りが生じる問題があった。伝送誤りにより失われたデータは、再送処理により再送可能ではあるが、再送処理により処理遅延が生じるとともに実効伝送レートが低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数の通信チャネルのうち干渉源（例えば無線基地局１Ｂおよび無線端末２Ｂ）からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手（例えば無線端末２Ａ）に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置（例えば無線基地局１Ａ）であって、前記干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、前記干渉レベル閾値の変化に応じて、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部（品質閾値変更部１２３）と、前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部（変調方式切り替え部１２４）とを備え、前記変調方式切り替え部は、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くすることを要旨とする。
【００１０】
このような無線通信装置によれば、干渉レベル閾値が上昇した場合、すなわち、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態になった場合、品質閾値変更部は、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。その結果、無線品質が品質閾値を下回るため、変調方式切り替え部は、無線通信に適用する変調方式を誤り耐性が高い変調方式に切り替える。
【００１１】
このように、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、誤り耐性が高い変調方式に予め切り替えておくことによって、無線品質が劣化しても伝送誤りの発生を回避できる。
【００１２】
したがって、第１の特徴によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止可能な無線通信装置を提供できる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が低下した場合に、前記干渉レベル閾値が低下する前よりも前記品質閾値を低くすることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記干渉レベル閾値が上昇した場合、前記品質閾値変更部は、上昇後の前記干渉レベル閾値と第１係数とを乗算した結果を第１修正干渉レベル閾値として計算し、前記品質閾値の初期値と前記第１修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とすることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記干渉レベル閾値が低下した場合、前記品質閾値変更部は、低下後の前記干渉レベル閾値と、前記第１係数よりも小さい第２係数とを乗算した結果を第２修正干渉レベル閾値として計算し、前記品質閾値の初期値と前記第２修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とすることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記無線通信相手に割り当て中の通信チャネル数と、前記通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、前記干渉レベル閾値を変更する干渉レベル閾値変更部をさらに備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第６の特徴は、複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置において用いられる無線通信方法であって、前記干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、前記干渉レベル閾値の変化に応じて、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更するステップと、前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替えるステップとを備え、前記切り替えるステップでは、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、前記変更するステップでは、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くすることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変動による伝送誤りの発生を防止できる無線通信装置および無線通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの全体概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）無線基地局の概略動作、（４）無線基地局の詳細動作、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２０】
（１）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１０の全体概略構成図である。
【００２１】
本実施形態では、無線通信システム１０が次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）に基づく構成を有しているものとする。無線通信システム１０では、多重化方式としてＯＦＤＭＡ方式と時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式とを採用し、複信方式として時分割複信（ＴＤＤ）方式を採用している。
【００２２】
図１の例では、無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂ、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂおよび無線端末２Ｃを有する。
【００２３】
無線基地局１Ａは、自局のセル３Ａ内に位置する無線端末２Ａからの割り当て要求に応じて無線端末２Ａに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ａと無線通信を実行する。同様にして、無線基地局１Ａは、無線端末２Ｃに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ｃと無線通信を実行する。無線基地局１Ｂは、自局のセル３Ｂ内に位置する無線端末２Ｂに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ｂと無線通信を実行する。
【００２４】
無線基地局１Ａは、無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃそれぞれに、複数の通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを動的に変更できる。無線基地局１Ｂは、無線端末２Ｂに複数の通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを動的に変更できる。
【００２５】
無線通信システム１０では、ＯＦＤＭＡ方式に従って、無線通信システム１０における全周波数帯域がａ個のサブチャネルに周波数分割され、ＴＤＭＡ方式に従って、無線通信システム１０の１フレーム期間における上り下りそれぞれがｂ個の時間スロットに時間分割されている。これにより、上り下りそれぞれにおいて、ａ×ｂ個の通信チャネルが構成される。このようにして構成された各通信チャネルは、次世代ＰＨＳでは物理リソースユニット（ＰＲＵ）と呼ばれる。
【００２６】
また、無線通信システム１０には、適応変調が採用されている。適応変調においては、変調多値数と符号化率との組み合わせによって変調方式が規定される。このような変調方式は、変調クラスまたはＭＣＳレベルとも呼ばれる。適応変調を採用する無線通信システム１０では、複数の変調方式が予め定められ、各変調方式に品質閾値が設けられており、これらの変調方式の中から選択された何れかの変調方式が無線通信に使用される。適応変調において、１シンボル当たりに伝送可能なビット数である変調効率は、変調方式毎に異なっている。変調効率が高いほど、通信速度が高くなるが、誤り耐性は低くなる。変調効率が低いほど、誤り耐性は高くなるが、通信速度が低くなる。
【００２７】
無線基地局１Ａは、無線端末２Ａに割り当てた通信チャネルの無線品質を取得し、当該無線品質と、変調方式毎に設けられた品質閾値とを比較することによって、無線端末２Ａとの無線通信に適用する変調方式を切り替える。本実施形態では、無線品質としてＳＩＮＲが利用される。同様に、無線基地局１Ａは、無線端末２Ｃに割り当てた通信チャネルの無線品質に対応する変調方式を無線端末２Ｃとの無線通信に用いる。無線基地局１Ｂは、無線端末２Ｂに割り当てた通信チャネルの無線品質に対応する変調方式を無線端末２Ｂとの無線通信に用いる。
【００２８】
さらに、無線通信システム１０には、自律分散型のセル構成が採用されている。すなわち、無線基地局１Ａは、無線基地局１Ｂが送受信する無線信号を検出し、無線基地局１Ｂが割り当て中の通信チャネルを判定し、無線基地局１Ｂが未割り当てである通信チャネルを無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃに割り当てる。このような処理はキャリアセンスと呼ばれ、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂ間の干渉が自立的に回避される。具体的には、無線基地局１Ａは、ａ×ｂ個の通信チャネルのうち干渉源（例えば無線基地局１Ｂおよび無線端末２Ｂ）からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線端末２Ａに割り当てる。
【００２９】
以下の実施形態の説明においては、主に、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの無線通信について説明する。本実施形態において無線基地局１Ａは、無線端末２Ａ（無線通信相手）と無線通信を実行する無線通信装置を構成する。
【００３０】
なお、無線通信システム１０には、自動再送制御（ＡＲＱ）が採用されている。例えば、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの間で送受信されるデータから誤りが検出された場合、ＮＡＣＫを送信することで当該データの再送を要求する。
【００３１】
（２）無線基地局の構成
図２は、本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局１Ａの構成を示す機能ブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、無線基地局１Ａは、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０、有線通信部１３０および記憶部１４０を有する。
【００３３】
無線通信部１１０は、アンテナ部１０１を介して、無線信号を無線端末２Ａと送受信する。なお、アンテナ部１０１は、複数のアンテナを用いて構成されるアダプティブアレイアンテナであってもよい。制御部１２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１４０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部１３０は、有線通信網とのインタフェースとして機能する。
【００３４】
具体的には、無線通信部１１０は、無線信号送信部１１１、無線信号受信部１１２、信号処理部１１３および無線品質取得部１１４を有する。
【００３５】
信号処理部１１３は、適応変調に基づき選択された変調方式に応じて、無線端末２Ａに送信するデータを符号化し、符号化したデータを変調する。信号処理部１１３は、変調されたデータをシリアル／パラレル変換および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）する。このようにして生成されたＯＦＤＭ信号は、無線信号送信部１１１に入力される。無線信号送信部１１１は、パワーアンプおよびアップコンバータなどを含み、入力されたＯＦＤＭ信号を無線信号に変換して、無線端末２Ａに送信する。
【００３６】
無線信号受信部１１２は、ローノイズアンプおよびダウンコンバータなどを含み、無線端末２Ａから受信した無線信号をＯＦＤＭ信号に変換して信号処理部１１３に入力する。信号処理部１１３は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）およびパラレル／シリアル変換した後、適応変調に基づき選択された変調方式に応じて、復調および復号を行う。
【００３７】
無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルの無線品質を取得する。例えば、無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａから受信した無線信号に基づいて、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルに対して無線品質を測定してもよい。あるいは、無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａからのフィードバックに基づいて、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルの無線品質を取得してもよい。
【００３８】
また、無線品質取得部１１４は、干渉源から受信する無線信号の受信レベルを干渉レベルとして測定する機能を有する。具体的には、無線品質取得部１１４は、ａ×ｂ個の通信チャネルそれぞれについて干渉レベルを測定する。
【００３９】
制御部１２０は、通信チャネル管理部１２１、干渉レベル閾値変更部１２２、品質閾値変更部１２３および変調方式切り替え部１２４を有する。
【００４０】
通信チャネル管理部１２１は、無線端末２Ａに通信チャネルを割り当てる機能と、割り当てた通信チャネルの情報（以下、割り当て情報）を管理する機能と、割り当てた通信チャネルを解放する機能とを有する。通信チャネル管理部１２１は、通信チャネルの割り当て情報を記憶部１４０に記憶させ、必要に応じて当該割り当て情報を更新する。
【００４１】
また、通信チャネル管理部１２１は、通信チャネル毎に干渉レベルを干渉レベル閾値と比較し、干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを特定し、特定した通信チャネルを無線端末２Ａに割り当てる。すなわち、通信チャネル管理部１２１は、キャリアセンスに応じた通信チャネル割り当てを行う。なお、干渉レベル閾値は、記憶部１４０に記憶されている。
【００４２】
干渉レベル閾値変更部１２２は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値を変更する。本実施形態では、干渉レベル閾値変更部１２２は、無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃに割り当て中の通信チャネル数と、当該通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、干渉レベル閾値を変更（更新）する。
【００４３】
例えば干渉レベル閾値変更部１２２は、割り当て中の通信チャネル数をＮＲＵｃ、目標通信チャネル数をＮＲＵｔ、変更前の干渉レベル閾値をＣＴｄとした場合に、次の計算式に従って、変更後の干渉レベル閾値ＣＴを計算する。
ＣＴ＝ＣＴｄ＋Ａ×（ＮＲＵｔ−ＮＲＵｃ） …（１）
【００４４】
式（１）においてＡは、シミュレーションなどにより経験的に決定される係数であり、干渉レベル閾値の変更量を調整するために用いられる。
【００４５】
品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、干渉レベル閾値の変化に応じて、適応変調に用いられる変調方式毎の品質閾値を変更する。変調方式毎の品質閾値は記憶部１４０に記憶されており、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている品質閾値を変更（更新）する。
【００４６】
品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。また、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が低下した場合に、干渉レベル閾値が低下する前よりも品質閾値を低くする。例えば品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値をＣＴ、変更前の品質閾値をＤＭＴとした場合に、次の計算式に従って、変更後の品質閾値ＯＭＴを計算する。
ＯＭＴ＝αＣＴ＋ＤＭＴ …（２）
【００４７】
式（２）においてα（第１係数）は、シミュレーションなどにより経験的に決定される係数であり、品質閾値の変更量を調整するために用いられる。
【００４８】
なお、品質閾値変更部１２３は、品質閾値を低くする際には、式（２）におけるαに代えて、αよりも小さいα’（第２係数）を利用してもよい。これにより、品質閾値を低くする際の変更量を、品質閾値を高くする際の変更量と比較して小さくすることができる。
【００４９】
変調方式切り替え部１２４は、適応変調に従った変調方式切り替えを行う。すなわち、変調方式切り替え部１２４は、無線端末２Ａとの無線通信における無線品質と、記憶部１４０に記憶されている品質閾値との比較結果に応じて、無線端末２Ａとの無線通信に適用する変調方式を切り替える。
【００５０】
具体的には、変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を下回った際に、それまでの変調方式よりも、変調効率が低く誤り耐性が高い変調方式に切り替える。変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を上回った際に、それまでの変調方式よりも、変調効率が高く誤り耐性が低い変調方式に切り替える。
【００５１】
（３）無線基地局の概略動作
図３は、無線基地局１Ａの概略動作を説明するための図である。図３の例では、干渉レベル閾値が上昇したことにより、品質閾値変更部１２３が品質閾値を変更する様子を図示している。
【００５２】
図３に示すように、品質閾値の変更前においては、ＢＰＳＫとＱＰＳＫとを切り替えるための品質閾値Ａ１、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ２、１６ＱＡＭと６４ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ３、６４ＱＡＭと２５６ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ４が設けられている。
【００５３】
品質閾値の変更前において、無線品質が品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲である場合には、１６ＱＡＭが無線通信に用いられる。このような状況下で、干渉レベル閾値の上昇に起因して無線品質が品質閾値Ａ１〜Ａ２の範囲に落ち込むと、１６ＱＡＭでは伝送誤りが発生することになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。図３の例では、品質閾値Ａ１をＡ１’に変更し、品質閾値Ａ２をＡ２’に変更し、品質閾値Ａ３をＡ３’に変更し、品質閾値Ａ４をＡ４’に変更している。
【００５５】
これにより、品質閾値の変更前において無線品質が品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲で１６ＱＡＭを無線通信に用いていた場合、品質閾値の変更後においては、品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲がＱＰＳＫまたはＢＰＳＫに対応することになる。
【００５６】
すなわち、品質閾値の変更によって、１６ＱＡＭの無線通信がＱＰＳＫまたはＢＰＳＫに切り替えられる。ＱＰＳＫまたはＢＰＳＫは１６ＱＡＭよりも誤り耐性が高いため、干渉レベル閾値の上昇に起因して無線品質が劣化しても、伝送誤りの発生（すなわち、ＮＡＣＫの発生）を回避できる。
【００５７】
（４）無線基地局の詳細動作
図４は、無線基地局１Ａの詳細動作、具体的には、品質閾値を変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ１において、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値ＣＴを監視し、干渉レベル閾値ＣＴが変化したか否かを判定する。干渉レベル閾値ＣＴが変化したと判定された場合、処理がステップＳ２に進む。
【００５９】
ステップＳ２において、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値ＣＴを取得し、干渉レベル閾値ＣＴと係数αとを乗算する。
【００６０】
ステップＳ３において、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値ＣＴと係数αとの乗算結果（第１修正干渉レベル閾値）と、品質閾値の初期値（あるいは更新前の値）ＤＭＴとを加算することにより、変更後の品質閾値ＯＭＴを計算する。
【００６１】
（５）作用・効果
以上説明したように、無線基地局１Ａは、干渉レベル閾値が上昇した場合、すなわち、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態になった場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。その結果、無線品質が品質閾値を下回るため、無線通信に適用する変調方式を誤り耐性が高い変調方式に切り替える。
【００６２】
このように、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、誤り耐性が高い変調方式に予め切り替えておくことによって、無線品質が劣化しても伝送誤りの発生を回避できる。したがって、本実施形態によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止できる。
【００６３】
本実施形態では、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が低下した場合に、干渉レベル閾値が低下する前よりも品質閾値を低くする。これにより、干渉レベルが比較的小さい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、変調効率の高い変調方式を利用できるようにすることによって、伝送速度を高速化できる。
【００６４】
本実施形態では、干渉レベル閾値が上昇した場合、品質閾値変更部１２３は、式（２）に従って、変更後の品質閾値を計算する。式（２）における係数αによって、品質閾値の変更量を調整可能となり、品質閾値をより適切に変更できる。
【００６５】
なお、品質閾値を低下させる場合に利用される係数α’は、係数αよりも小さくしてもよい。これは、品質閾値を高くする場合には、伝送誤りの発生を防止するために品質閾値の変更量をある程度大きくする必要があるが、品質閾値を低くする場合にはそのような必要がないためである。
【００６６】
（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６７】
例えば、上述した実施形態では、図４の動作フローを無線基地局１Ａにおいて実行する一例について説明したが、これに限らず、図４の動作フローを無線端末２Ａが実行してもよい。
【００６８】
上述した実施形態では、無線品質の尺度としてＳＩＮＲが利用されていたが、ＳＩＮＲに限らず、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）、信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、たは受信信号強度（ＲＳＳＩ）などを利用してもよい。
【００６９】
上述した実施形態では、無線通信システム１０は、次世代ＰＨＳに基づく構成を有していたが、次世代ＰＨＳに限らず、適応変調およびＯＦＤＭＡを採用する他の無線通信システムに本発明を適用可能である。また、ＯＦＤＭＡに限らず、他のマルチキャリア通信方式を適用してもよい。
【００７０】
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形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局を含む無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の概略動作を説明するための図である。
【図４】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の詳細動作、具体的には、品質閾値を変更する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ…無線基地局、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…無線端末、３Ａ，３Ｂ…セル、１０…無線通信システム、１０１…アンテナ部、１１０…無線通信部、１１１…無線信号送信部、１１２…無線信号受信部、１１３…信号処理部、１１４…無線品質取得部、１２０…制御部、１２１…通信チャネル管理部、１２２…干渉レベル閾値変更部、１２３…品質閾値変更部、１２４…変調方式切り替え部、１３０…有線通信部、１４０…記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応変調を採用する無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信におけるスループットを向上させるための技術の一つとして、適応変調が知られている。適応変調では、変調方式毎に閾値（以下、品質閾値）が設けられており、無線基地局（無線通信装置）は、無線端末（無線通信相手）との無線通信における無線品質と、品質閾値との比較結果に応じて、変調方式を切り替える（特許文献１参照）。例えば無線品質が良好であるときには、１シンボル当たりに伝送可能なビット数である変調効率が高く、伝送誤りに対する耐性である誤り耐性が低い変調方式に切り替えられる。
【０００３】
また、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）またはＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式を採用する無線通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する無線ＬＡＮや、ＰＨＳシステムが広く用いられている。
【０００４】
このような無線通信システムでは、無線基地局は、周辺に位置する他の無線基地局、および当該他の無線基地局と無線通信を実行する他の無線端末（以下、これらを干渉源という）が使用中の通信チャネルとの干渉を回避するために、キャリアセンスと呼ばれる空きチャネル判定を行う。具体的には、無線基地局は、干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線端末に割り当てる。
【特許文献１】特開２００４−３６３７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、キャリアセンスを行う無線基地局においては、干渉源が多くの通信チャネルを使用していると、自局が割り当て可能な通信チャネル数が少なくなる。このような問題を解決するために、干渉レベル閾値を可変制御する方式の提供が検討されている。例えば、干渉レベル閾値を上昇させることにより、無線基地局は、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルも無線端末に割り当て可能となる。
【０００６】
しかしながら、適応変調を採用する無線通信システムにおいて、干渉レベルの比較的大きい通信チャネルが無線端末に割り当てられると、次のような問題が生じる。
【０００７】
具体的には、変調効率の高い変調方式を用いた無線通信を無線端末が実行している際に、干渉レベルの比較的大きい通信チャネルが当該無線端末に割り当てられると、当該無線通信における無線品質が劣化して、伝送誤りが生じる問題があった。伝送誤りにより失われたデータは、再送処理により再送可能ではあるが、再送処理により処理遅延が生じるとともに実効伝送レートが低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数の通信チャネルのうち干渉源（例えば無線基地局１Ｂおよび無線端末２Ｂ）からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手（例えば無線端末２Ａ）に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置（例えば無線基地局１Ａ）であって、前記干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、前記干渉レベル閾値の変化に応じて、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部（品質閾値変更部１２３）と、前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部（変調方式切り替え部１２４）とを備え、前記変調方式切り替え部は、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くすることを要旨とする。
【００１０】
このような無線通信装置によれば、干渉レベル閾値が上昇した場合、すなわち、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態になった場合、品質閾値変更部は、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。その結果、無線品質が品質閾値を下回るため、変調方式切り替え部は、無線通信に適用する変調方式を誤り耐性が高い変調方式に切り替える。
【００１１】
このように、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、誤り耐性が高い変調方式に予め切り替えておくことによって、無線品質が劣化しても伝送誤りの発生を回避できる。
【００１２】
したがって、第１の特徴によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止可能な無線通信装置を提供できる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が低下した場合に、前記干渉レベル閾値が低下する前よりも前記品質閾値を低くすることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記干渉レベル閾値が上昇した場合、前記品質閾値変更部は、上昇後の前記干渉レベル閾値と第１係数とを乗算した結果を第１修正干渉レベル閾値として計算し、前記品質閾値の初期値と前記第１修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とすることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記干渉レベル閾値が低下した場合、前記品質閾値変更部は、低下後の前記干渉レベル閾値と、前記第１係数よりも小さい第２係数とを乗算した結果を第２修正干渉レベル閾値として計算し、前記品質閾値の初期値と前記第２修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とすることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記無線通信相手に割り当て中の通信チャネル数と、前記通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、前記干渉レベル閾値を変更する干渉レベル閾値変更部をさらに備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第６の特徴は、複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置において用いられる無線通信方法であって、前記干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、前記干渉レベル閾値の変化に応じて、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更するステップと、前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替えるステップとを備え、前記切り替えるステップでは、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、前記変更するステップでは、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くすることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変動による伝送誤りの発生を防止できる無線通信装置および無線通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの全体概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）無線基地局の概略動作、（４）無線基地局の詳細動作、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２０】
（１）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１０の全体概略構成図である。
【００２１】
本実施形態では、無線通信システム１０が次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）に基づく構成を有しているものとする。無線通信システム１０では、多重化方式としてＯＦＤＭＡ方式と時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式とを採用し、複信方式として時分割複信（ＴＤＤ）方式を採用している。
【００２２】
図１の例では、無線通信システム１０は、無線基地局１Ａ、無線基地局１Ｂ、無線端末２Ａ、無線端末２Ｂおよび無線端末２Ｃを有する。
【００２３】
無線基地局１Ａは、自局のセル３Ａ内に位置する無線端末２Ａからの割り当て要求に応じて無線端末２Ａに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ａと無線通信を実行する。同様にして、無線基地局１Ａは、無線端末２Ｃに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ｃと無線通信を実行する。無線基地局１Ｂは、自局のセル３Ｂ内に位置する無線端末２Ｂに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを用いて無線端末２Ｂと無線通信を実行する。
【００２４】
無線基地局１Ａは、無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃそれぞれに、複数の通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを動的に変更できる。無線基地局１Ｂは、無線端末２Ｂに複数の通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを動的に変更できる。
【００２５】
無線通信システム１０では、ＯＦＤＭＡ方式に従って、無線通信システム１０における全周波数帯域がａ個のサブチャネルに周波数分割され、ＴＤＭＡ方式に従って、無線通信システム１０の１フレーム期間における上り下りそれぞれがｂ個の時間スロットに時間分割されている。これにより、上り下りそれぞれにおいて、ａ×ｂ個の通信チャネルが構成される。このようにして構成された各通信チャネルは、次世代ＰＨＳでは物理リソースユニット（ＰＲＵ）と呼ばれる。
【００２６】
また、無線通信システム１０には、適応変調が採用されている。適応変調においては、変調多値数と符号化率との組み合わせによって変調方式が規定される。このような変調方式は、変調クラスまたはＭＣＳレベルとも呼ばれる。適応変調を採用する無線通信システム１０では、複数の変調方式が予め定められ、各変調方式に品質閾値が設けられており、これらの変調方式の中から選択された何れかの変調方式が無線通信に使用される。適応変調において、１シンボル当たりに伝送可能なビット数である変調効率は、変調方式毎に異なっている。変調効率が高いほど、通信速度が高くなるが、誤り耐性は低くなる。変調効率が低いほど、誤り耐性は高くなるが、通信速度が低くなる。
【００２７】
無線基地局１Ａは、無線端末２Ａに割り当てた通信チャネルの無線品質を取得し、当該無線品質と、変調方式毎に設けられた品質閾値とを比較することによって、無線端末２Ａとの無線通信に適用する変調方式を切り替える。本実施形態では、無線品質としてＳＩＮＲが利用される。同様に、無線基地局１Ａは、無線端末２Ｃに割り当てた通信チャネルの無線品質に対応する変調方式を無線端末２Ｃとの無線通信に用いる。無線基地局１Ｂは、無線端末２Ｂに割り当てた通信チャネルの無線品質に対応する変調方式を無線端末２Ｂとの無線通信に用いる。
【００２８】
さらに、無線通信システム１０には、自律分散型のセル構成が採用されている。すなわち、無線基地局１Ａは、無線基地局１Ｂが送受信する無線信号を検出し、無線基地局１Ｂが割り当て中の通信チャネルを判定し、無線基地局１Ｂが未割り当てである通信チャネルを無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃに割り当てる。このような処理はキャリアセンスと呼ばれ、無線基地局１Ａおよび無線基地局１Ｂ間の干渉が自立的に回避される。具体的には、無線基地局１Ａは、ａ×ｂ個の通信チャネルのうち干渉源（例えば無線基地局１Ｂおよび無線端末２Ｂ）からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線端末２Ａに割り当てる。
【００２９】
以下の実施形態の説明においては、主に、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの無線通信について説明する。本実施形態において無線基地局１Ａは、無線端末２Ａ（無線通信相手）と無線通信を実行する無線通信装置を構成する。
【００３０】
なお、無線通信システム１０には、自動再送制御（ＡＲＱ）が採用されている。例えば、無線基地局１Ａと無線端末２Ａとの間で送受信されるデータから誤りが検出された場合、ＮＡＣＫを送信することで当該データの再送を要求する。
【００３１】
（２）無線基地局の構成
図２は、本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局１Ａの構成を示す機能ブロック図である。
【００３２】
図２に示すように、無線基地局１Ａは、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０、有線通信部１３０および記憶部１４０を有する。
【００３３】
無線通信部１１０は、アンテナ部１０１を介して、無線信号を無線端末２Ａと送受信する。なお、アンテナ部１０１は、複数のアンテナを用いて構成されるアダプティブアレイアンテナであってもよい。制御部１２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局１Ａが具備する各種機能を制御する。記憶部１４０は、例えばメモリによって構成され、無線基地局１Ａにおける制御などに用いられる各種情報を記憶する。有線通信部１３０は、有線通信網とのインタフェースとして機能する。
【００３４】
具体的には、無線通信部１１０は、無線信号送信部１１１、無線信号受信部１１２、信号処理部１１３および無線品質取得部１１４を有する。
【００３５】
信号処理部１１３は、適応変調に基づき選択された変調方式に応じて、無線端末２Ａに送信するデータを符号化し、符号化したデータを変調する。信号処理部１１３は、変調されたデータをシリアル／パラレル変換および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）する。このようにして生成されたＯＦＤＭ信号は、無線信号送信部１１１に入力される。無線信号送信部１１１は、パワーアンプおよびアップコンバータなどを含み、入力されたＯＦＤＭ信号を無線信号に変換して、無線端末２Ａに送信する。
【００３６】
無線信号受信部１１２は、ローノイズアンプおよびダウンコンバータなどを含み、無線端末２Ａから受信した無線信号をＯＦＤＭ信号に変換して信号処理部１１３に入力する。信号処理部１１３は、ＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）およびパラレル／シリアル変換した後、適応変調に基づき選択された変調方式に応じて、復調および復号を行う。
【００３７】
無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルの無線品質を取得する。例えば、無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａから受信した無線信号に基づいて、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルに対して無線品質を測定してもよい。あるいは、無線品質取得部１１４は、無線端末２Ａからのフィードバックに基づいて、無線端末２Ａに割り当てられている通信チャネルの無線品質を取得してもよい。
【００３８】
また、無線品質取得部１１４は、干渉源から受信する無線信号の受信レベルを干渉レベルとして測定する機能を有する。具体的には、無線品質取得部１１４は、ａ×ｂ個の通信チャネルそれぞれについて干渉レベルを測定する。
【００３９】
制御部１２０は、通信チャネル管理部１２１、干渉レベル閾値変更部１２２、品質閾値変更部１２３および変調方式切り替え部１２４を有する。
【００４０】
通信チャネル管理部１２１は、無線端末２Ａに通信チャネルを割り当てる機能と、割り当てた通信チャネルの情報（以下、割り当て情報）を管理する機能と、割り当てた通信チャネルを解放する機能とを有する。通信チャネル管理部１２１は、通信チャネルの割り当て情報を記憶部１４０に記憶させ、必要に応じて当該割り当て情報を更新する。
【００４１】
また、通信チャネル管理部１２１は、通信チャネル毎に干渉レベルを干渉レベル閾値と比較し、干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを特定し、特定した通信チャネルを無線端末２Ａに割り当てる。すなわち、通信チャネル管理部１２１は、キャリアセンスに応じた通信チャネル割り当てを行う。なお、干渉レベル閾値は、記憶部１４０に記憶されている。
【００４２】
干渉レベル閾値変更部１２２は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値を変更する。本実施形態では、干渉レベル閾値変更部１２２は、無線端末２Ａおよび無線端末２Ｃに割り当て中の通信チャネル数と、当該通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、干渉レベル閾値を変更（更新）する。
【００４３】
例えば干渉レベル閾値変更部１２２は、割り当て中の通信チャネル数をＮＲＵｃ、目標通信チャネル数をＮＲＵｔ、変更前の干渉レベル閾値をＣＴｄとした場合に、次の計算式に従って、変更後の干渉レベル閾値ＣＴを計算する。
ＣＴ＝ＣＴｄ＋Ａ×（ＮＲＵｔ−ＮＲＵｃ） …（１）
【００４４】
式（１）においてＡは、シミュレーションなどにより経験的に決定される係数であり、干渉レベル閾値の変更量を調整するために用いられる。
【００４５】
品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値が変化したか否かを判定し、干渉レベル閾値の変化に応じて、適応変調に用いられる変調方式毎の品質閾値を変更する。変調方式毎の品質閾値は記憶部１４０に記憶されており、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている品質閾値を変更（更新）する。
【００４６】
品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。また、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が低下した場合に、干渉レベル閾値が低下する前よりも品質閾値を低くする。例えば品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値をＣＴ、変更前の品質閾値をＤＭＴとした場合に、次の計算式に従って、変更後の品質閾値ＯＭＴを計算する。
ＯＭＴ＝αＣＴ＋ＤＭＴ …（２）
【００４７】
式（２）においてα（第１係数）は、シミュレーションなどにより経験的に決定される係数であり、品質閾値の変更量を調整するために用いられる。
【００４８】
なお、品質閾値変更部１２３は、品質閾値を低くする際には、式（２）におけるαに代えて、αよりも小さいα’（第２係数）を利用してもよい。これにより、品質閾値を低くする際の変更量を、品質閾値を高くする際の変更量と比較して小さくすることができる。
【００４９】
変調方式切り替え部１２４は、適応変調に従った変調方式切り替えを行う。すなわち、変調方式切り替え部１２４は、無線端末２Ａとの無線通信における無線品質と、記憶部１４０に記憶されている品質閾値との比較結果に応じて、無線端末２Ａとの無線通信に適用する変調方式を切り替える。
【００５０】
具体的には、変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を下回った際に、それまでの変調方式よりも、変調効率が低く誤り耐性が高い変調方式に切り替える。変調方式切り替え部１２４は、無線品質が品質閾値を上回った際に、それまでの変調方式よりも、変調効率が高く誤り耐性が低い変調方式に切り替える。
【００５１】
（３）無線基地局の概略動作
図３は、無線基地局１Ａの概略動作を説明するための図である。図３の例では、干渉レベル閾値が上昇したことにより、品質閾値変更部１２３が品質閾値を変更する様子を図示している。
【００５２】
図３に示すように、品質閾値の変更前においては、ＢＰＳＫとＱＰＳＫとを切り替えるための品質閾値Ａ１、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ２、１６ＱＡＭと６４ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ３、６４ＱＡＭと２５６ＱＡＭとを切り替えるための品質閾値Ａ４が設けられている。
【００５３】
品質閾値の変更前において、無線品質が品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲である場合には、１６ＱＡＭが無線通信に用いられる。このような状況下で、干渉レベル閾値の上昇に起因して無線品質が品質閾値Ａ１〜Ａ２の範囲に落ち込むと、１６ＱＡＭでは伝送誤りが発生することになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が上昇した場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。図３の例では、品質閾値Ａ１をＡ１’に変更し、品質閾値Ａ２をＡ２’に変更し、品質閾値Ａ３をＡ３’に変更し、品質閾値Ａ４をＡ４’に変更している。
【００５５】
これにより、品質閾値の変更前において無線品質が品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲で１６ＱＡＭを無線通信に用いていた場合、品質閾値の変更後においては、品質閾値Ａ２〜Ａ３の範囲がＱＰＳＫまたはＢＰＳＫに対応することになる。
【００５６】
すなわち、品質閾値の変更によって、１６ＱＡＭの無線通信がＱＰＳＫまたはＢＰＳＫに切り替えられる。ＱＰＳＫまたはＢＰＳＫは１６ＱＡＭよりも誤り耐性が高いため、干渉レベル閾値の上昇に起因して無線品質が劣化しても、伝送誤りの発生（すなわち、ＮＡＣＫの発生）を回避できる。
【００５７】
（４）無線基地局の詳細動作
図４は、無線基地局１Ａの詳細動作、具体的には、品質閾値を変更する際の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ１において、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値ＣＴを監視し、干渉レベル閾値ＣＴが変化したか否かを判定する。干渉レベル閾値ＣＴが変化したと判定された場合、処理がステップＳ２に進む。
【００５９】
ステップＳ２において、品質閾値変更部１２３は、記憶部１４０に記憶されている干渉レベル閾値ＣＴを取得し、干渉レベル閾値ＣＴと係数αとを乗算する。
【００６０】
ステップＳ３において、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値ＣＴと係数αとの乗算結果（第１修正干渉レベル閾値）と、品質閾値の初期値（あるいは更新前の値）ＤＭＴとを加算することにより、変更後の品質閾値ＯＭＴを計算する。
【００６１】
（５）作用・効果
以上説明したように、無線基地局１Ａは、干渉レベル閾値が上昇した場合、すなわち、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態になった場合に、干渉レベル閾値が上昇する前よりも品質閾値を高くする。その結果、無線品質が品質閾値を下回るため、無線通信に適用する変調方式を誤り耐性が高い変調方式に切り替える。
【００６２】
このように、干渉レベルが比較的大きい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、誤り耐性が高い変調方式に予め切り替えておくことによって、無線品質が劣化しても伝送誤りの発生を回避できる。したがって、本実施形態によれば、適応変調を採用する無線通信システムにおいて干渉レベル閾値を可変制御する場合でも、干渉レベル閾値の変化に起因する伝送誤りの発生を防止できる。
【００６３】
本実施形態では、品質閾値変更部１２３は、干渉レベル閾値が低下した場合に、干渉レベル閾値が低下する前よりも品質閾値を低くする。これにより、干渉レベルが比較的小さい通信チャネルが割り当て可能な状態においては、変調効率の高い変調方式を利用できるようにすることによって、伝送速度を高速化できる。
【００６４】
本実施形態では、干渉レベル閾値が上昇した場合、品質閾値変更部１２３は、式（２）に従って、変更後の品質閾値を計算する。式（２）における係数αによって、品質閾値の変更量を調整可能となり、品質閾値をより適切に変更できる。
【００６５】
なお、品質閾値を低下させる場合に利用される係数α’は、係数αよりも小さくしてもよい。これは、品質閾値を高くする場合には、伝送誤りの発生を防止するために品質閾値の変更量をある程度大きくする必要があるが、品質閾値を低くする場合にはそのような必要がないためである。
【００６６】
（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００６７】
例えば、上述した実施形態では、図４の動作フローを無線基地局１Ａにおいて実行する一例について説明したが、これに限らず、図４の動作フローを無線端末２Ａが実行してもよい。
【００６８】
上述した実施形態では、無線品質の尺度としてＳＩＮＲが利用されていたが、ＳＩＮＲに限らず、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）、信号対干渉電力比（ＳＩＲ）、たは受信信号強度（ＲＳＳＩ）などを利用してもよい。
【００６９】
上述した実施形態では、無線通信システム１０は、次世代ＰＨＳに基づく構成を有していたが、次世代ＰＨＳに限らず、適応変調およびＯＦＤＭＡを採用する他の無線通信システムに本発明を適用可能である。また、ＯＦＤＭＡに限らず、他のマルチキャリア通信方式を適用してもよい。
【００７０】
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形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局を含む無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の概略動作を説明するための図である。
【図４】本発明の無線通信装置の実施形態に係る無線基地局の詳細動作、具体的には、品質閾値を変更する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ…無線基地局、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…無線端末、３Ａ，３Ｂ…セル、１０…無線通信システム、１０１…アンテナ部、１１０…無線通信部、１１１…無線信号送信部、１１２…無線信号受信部、１１３…信号処理部、１１４…無線品質取得部、１２０…制御部、１２１…通信チャネル管理部、１２２…干渉レベル閾値変更部、１２３…品質閾値変更部、１２４…変調方式切り替え部、１３０…有線通信部、１４０…記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置であって、
前記干渉レベル閾値が変化した場合に、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部と、
前記無線通信における無線品質と、前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部と
を備え、
前記変調方式切り替え部は、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、
前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くする無線通信装置。
【請求項２】
前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が低下した場合に、前記干渉レベル閾値が低下する前よりも前記品質閾値を低くする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記干渉レベル閾値が上昇した場合、前記品質閾値変更部は、
上昇後の前記干渉レベル閾値と第１係数とを乗算した結果を第１修正干渉レベル閾値として計算し、
前記品質閾値の初期値と前記第１修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記干渉レベル閾値が低下した場合、前記品質閾値変更部は、
低下後の前記干渉レベル閾値と、前記第１係数よりも小さい第２係数とを乗算した結果を第２修正干渉レベル閾値として計算し、
前記品質閾値の初期値と前記第２修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線通信相手に割り当て中の通信チャネル数と、前記通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、前記干渉レベル閾値を変更する干渉レベル閾値変更部をさらに備える請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置において用いられる無線通信方法であって、
前記干渉レベル閾値が変化した場合に、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更するステップと、
前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替えるステップと
を備え、
前記切り替えるステップでは、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、
前記変更するステップでは、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くする無線通信方法。
【請求項１】
複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置であって、
前記干渉レベル閾値が変化した場合に、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更する品質閾値変更部と、
前記無線通信における無線品質と、前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替える変調方式切り替え部と
を備え、
前記変調方式切り替え部は、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、
前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くする無線通信装置。
【請求項２】
前記品質閾値変更部は、前記干渉レベル閾値が低下した場合に、前記干渉レベル閾値が低下する前よりも前記品質閾値を低くする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記干渉レベル閾値が上昇した場合、前記品質閾値変更部は、
上昇後の前記干渉レベル閾値と第１係数とを乗算した結果を第１修正干渉レベル閾値として計算し、
前記品質閾値の初期値と前記第１修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記干渉レベル閾値が低下した場合、前記品質閾値変更部は、
低下後の前記干渉レベル閾値と、前記第１係数よりも小さい第２係数とを乗算した結果を第２修正干渉レベル閾値として計算し、
前記品質閾値の初期値と前記第２修正干渉レベル閾値との加算結果を、変更後の前記品質閾値とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記無線通信相手に割り当て中の通信チャネル数と、前記通信チャネル数の目標値である目標通信チャネル数との差に応じて、前記干渉レベル閾値を変更する干渉レベル閾値変更部をさらに備える請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
複数の通信チャネルのうち干渉源からの干渉レベルが干渉レベル閾値よりも小さい通信チャネルを無線通信相手に割り当て、適応変調を用いた無線通信を前記無線通信相手と実行する無線通信装置において用いられる無線通信方法であって、
前記干渉レベル閾値が変化した場合に、前記適応変調に用いられる品質閾値を変更するステップと、
前記無線通信における無線品質と前記品質閾値との比較結果に応じて、前記無線通信に適用する変調方式を切り替えるステップと
を備え、
前記切り替えるステップでは、前記無線品質が前記品質閾値を下回った場合に、前記変調方式よりも誤り耐性が高い変調方式に切り替え、
前記変更するステップでは、前記干渉レベル閾値が上昇した場合に、前記干渉レベル閾値が上昇する前よりも前記品質閾値を高くする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１３０１８９（Ｐ２０１０−１３０１８９Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０１０９６（Ｐ２００８−３０１０９６）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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