特許 6098980 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6098980

(24)【登録日】2017年3月3日

(45)【発行日】2017年3月22日

(54)【発明の名称】無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/16 20090101AFI20170313BHJP

   H04W 88/10 20090101ALI20170313BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20170313BHJP

【ＦＩ】

   H04W48/16 132

   H04W88/10

   H04W84/12

【請求項の数】7

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2014-20500(P2014-20500)

(22)【出願日】2014年2月5日

(65)【公開番号】特開2015-149556(P2015-149556A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2016年2月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】899000068

【氏名又は名称】学校法人早稲田大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 友規

(72)【発明者】

【氏名】鷹取 泰司

(72)【発明者】

【氏名】溝口 匡人

(72)【発明者】

【氏名】前原 文明

【審査官】 三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６８３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１１７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−３２９６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムであって、
前記基地局装置は、
複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出部と、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を前記複数の伝送方式それぞれに応じた無線パケット信号に変調する伝送信号生成部と、
前記伝送速度算出部が算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式に応じて前記伝送信号生成部に無線パケット信号を生成させることを選択する伝送方式選択部と、
前記伝送方式選択部による選択に応じて生成された無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信部と
を有する
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記伝送速度算出部は、
時間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第１の伝送速度を算出する時間分割多元接続伝送速度算出部と、
直交周波数分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第２の伝送速度を算出する直交周波数分割多元接続伝送速度算出部と、
を含み、
前記伝送信号生成部は、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を時間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する時間分割多元接続伝送信号生成部と、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を直交周波数分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する直交周波数分割多元接続伝送信号生成部と
を含み、
前記伝送方式選択部は、
前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記直交周波数分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択する
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項3】

請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記伝送速度算出部は、
時間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第１の伝送速度を算出する時間分割多元接続伝送速度算出部と、
空間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第２の伝送速度を算出する空間分割多元接続伝送速度算出部と、
を含み、
前記伝送信号生成部は、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を時間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する時間分割多元接続伝送信号生成部と、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を空間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する空間分割多元接続伝送信号生成部と、
を含み、
前記伝送方式選択部は、
前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記空間分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択する
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項4】

請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
前記伝送速度算出部は、
直交周波数分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第３の伝送速度を算出する直交周波数分割多元接続伝送速度算出部
を更に含み、
前記伝送信号生成部は、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を直交周波数分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する直交周波数分割多元接続伝送信号生成部
を更に含み、
前記伝送方式選択部は、
前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度と前記第３の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記空間分割多元接続伝送信号生成部と前記直交周波数分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択する
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項5】

請求項３又は請求項４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、
前記端末局装置は、
自装置と前記基地局装置との間の伝搬チャネル情報をサブキャリアごとに取得する伝搬チャネル情報取得部と、
前記伝搬チャネル情報を前記基地局装置に送信する端末局送信部と、
を備え、
前記基地局装置は、
前記端末局装置から受信した伝搬チャネル情報を用いてサブキャリア間における相関値を前記端末局装置ごとに算出する伝搬チャネル相関算出部
を更に備え、
前記空間分割多元接続伝送速度算出部は、
空間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数と、前記相関値とに基づいて前記第２の伝送速度を算出する
ことを特徴とする無線通信システム。

【請求項6】

複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を複数の端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出部と、
前記端末局装置に伝送するデータ信号を前記複数の伝送方式それぞれに応じた無線パケット信号に変調する伝送信号生成部と、
前記伝送速度算出部が算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式に応じて前記伝送信号生成部に無線パケット信号を生成させることを選択する伝送方式選択部と、
前記伝送方式選択部による選択に応じて生成された無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。

【請求項7】

基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出ステップと、
前記伝送速度算出ステップにおいて算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式を選択する伝送方式選択ステップと、
前記伝送方式選択ステップにおいて選択された伝送方式に応じてデータ信号を無線パケット信号に変調する伝送信号生成ステップと、
前記無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信ステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

５ＧＨｚ（ギガヘルツ）帯を用いた高速無線アクセスシステムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格がある。このシステムは、マルチパスフェージング環境での特性を安定化させるための技術である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式を用い、最大で５４Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）のスループットを実現している（例えば、非特許文献１）。

【0003】

更に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、複数のアンテナを用いて同一時刻及び同一周波数チャネルを用いて空間多重を実現することが可能なＭＩＭＯ（Multiple input multiple output）技術や、これまで個別に用いられていた２０ＭＨｚ（メガヘルツ）の周波数チャネルを２つ同時に利用して４０ＭＨｚの周波数チャネルを利用するチャネルボンディング技術によって高速通信の実現を目指し、最大６００Ｍｂｐｓの伝送速度を実現することが可能である（例えば、非特許文献１）。

【0004】

更に、規格が策定中であるＩＥＥＥ８０２．１１ａｃでは、２０ＭＨｚの周波数チャネル４つを同時に利用して８０ＭＨｚの周波数チャネルとして利用するチャネルボンディング技術や、マルチユーザＭＩＭＯ技術を用いて同一周波数チャネル及び同一時刻に、複数の無線局に対して同時に伝送を行う空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：spatial division multiple access）伝送技術が採用される予定であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎより高速かつ高効率な無線通信の実現を目指している（例えば、非特許文献２）。

【0005】

また、次世代無線ＬＡＮ標準化では、周波数帯域の柔軟な割り当てを実現することでさらなる高効率化が可能な複数の無線局のデータを異なるサブキャリアに割り当て伝送を行う直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）伝送技術の検討が行われている（例えば、非特許文献３）。

【0006】

ここで、無線ＬＡＮシステムを想定した場合のＳＤＭＡ伝送及びＯＦＤＭＡ伝送について図を用いて具体的に説明する．図１６は、無線ＬＡＮシステムモデルの一例を示す図である。図１６に示す無線ＬＡＮシステムは、基地局装置９１と、基地局装置９１と無線パケット通信をする端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２とを備えている。図１６に示す基地局装置９１は、ＳＤＭＡ伝送もしくはＯＦＤＭＡ伝送を用いて、同一時刻に複数の端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に対して伝送を行うことができる。

【0007】

図１７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃで採用されているＳＤＭＡ伝送の動作例を示すタイムチャートである。図１７に示す動作例では、他の無線局が通信を行っているかを確認するキャリアセンス（ＣＳ：Carrier Sense）と、ヌルデータパケットの送信を知らせるヌルデータパケットアナウンスメント（ＮＤＰＡ：Null Data Packet Announcement）と、ヌルデータで構成されるヌルデータパケット（ＮＤＰ：Null Data Packet）と、ＮＤＰから推定された伝搬チャネル情報を通知するビームフォーミングレポート（ＢＲ：Beamforming Report）と、伝搬チャネル情報を要求するビームフォーミングレポートポール（ＢＲＰ：Beamforming Report Poll）と、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に対するデータ（Ｄａｔａ１及びＤａｔａ２）と、信号が正しく受信されたかを通知するブロックＡＣＫ（ＢＡ：Block Acknowledgment）と、ブロックＡＣＫを要求するブロックＡＣＫリクエストＢＡＲ（Block Acknowledgment Request）との各フレームを用いてＳＤＭＡ伝送が行われる。

【0008】

基地局装置９１において、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局装置９１は、ランダムな時間間隔でＣＳを実行する。ＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態のいずれであるのかが判定される。

【0009】

図１７における時刻ｔ１において実行したＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることを基地局装置９１が検出する。これに応じて、基地局装置９１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間においてＮＤＰＡを生成して送信する。

【0010】

時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間において、基地局装置９１は伝搬チャネル推定用のＮＤＰを生成して送信する。また、基地局装置９１は、上記送信対象データの宛先が端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２であることを検出し、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２を宛先として指定した測定用信号を送信する。基地局装置９１から送信された測定用信号の受信に応じて、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２は時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間内において伝搬チャネル特性を測定する。端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２は、測定した伝搬チャネル特性を量子化した伝搬チャネル情報を含むＢＲを生成する。

【0011】

時刻ｔ７から時刻ｔ８の期間において、端末局装置９２−１は、生成したＢＲを送信する。時刻ｔ９から時刻ｔ１０の期間において、基地局装置９１は、端末局装置９２−２に対してＢＲを要求するＢＲＰを生成して送信する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の期間において、端末局装置９２−２は、基地局装置９１からのＢＲＰに応じて、生成したＢＲを送信する。基地局装置９１は、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２から通知されたＢＲを用いた送信ウエイトの算出と、送信対象データ（Ｄａｔａ１及びＤａｔａ２）を含む送信信号の生成とを行う。

【0012】

時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において、基地局装置９１は、算出した送信ウエイトを用いて送信信号を送信することにより、送信対象データを端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に向けて送信する。この期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。

【0013】

時刻ｔ１５から時刻ｔ１６の期間において、基地局装置９１が送信するデータの受信が時刻ｔ１４で終了するのに対応して、端末局装置９２−１はＢＡを送信する。基地局装置９１は、端末局装置９２−１からＢＡを受信するとともに、当該ＢＡの受信に応じた所定の処理を実行する。具体的には、基地局装置９１は、例えばＢＡの受信によりデータが正常に受信側で受信されたものと判断し、次のデータ送受信のための処理に遷移する。また、ＢＡが受信されることなくタイムアウトした場合には、基地局装置９１は送信対象データを再送するなどの処理を実行する。

【0014】

時刻ｔ１７から時刻ｔ１８の期間において、基地局装置９１は、端末局装置９２−２に対してＢＡの送信を要求するＢＡＲを生成し、生成したＢＡＲを送信する。時刻ｔ１９から時刻ｔ２０の期間において、端末局装置９２−２は、基地局装置９１が送信したＢＡＲに応じて、ＢＡを送信する。基地局装置９１は、端末局装置９２−２からＢＡを受信するとともに、当該ＢＡの受信に応じた所定の処理を実行する。
以上のようなタイムチャートに従い、無線ＬＡＮシステムはＳＤＭＡ伝送を行うこととなる。

【0015】

図１８は、ＯＦＤＭＡ伝送の動作例を示すタイムチャートである。図１８では、他の無線局が通信を行っているかを確認するＣＳと、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に送信するデータ（Ｄａｔａ１及びＤａｔａ２）と、データが正しく受信されたか否かを通知するＢＡと、ＢＡを要求するＢＡＲとの各フレームを用いてＯＦＤＭＡ伝送が行われる。

【0016】

基地局装置９１において、端末局装置９２−１及び端末局装置９２−２に対して送信すべきパケットのデータ（送信対象データ）が発生したとする。これに応じて、基地局装置９１は、ランダムな時間間隔でＣＳを実行する。ＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態と、通信周波数帯域が使用されているビジー状態のいずれであるかが判定される。

【0017】

図１８における時刻ｔ１において実行したＣＳにより、通信周波数帯域が使用されていないアイドル状態であることを基地局装置９１が検出する。これに応じて時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、基地局装置９１は送信対象データを送信する。なお、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間において送信されるデータは、例えば無線通信に適合したフレームに変換されている。また、フレームアグリゲーションが適用されている場合、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間において送信されるデータは、所定数のフレームが連結されたデータユニットとなる。

【0018】

時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間において、基地局装置９１が送信データの受信が時刻ｔ４で終了するのに応じて、端末局装置９２−１はＢＡを送信する。基地局装置９１は、端末局装置９２−１が送信したＢＡを受信するとともに、当該ＢＡの受信に応じた所定の処理を実行する。

【0019】

時刻ｔ７から時刻ｔ８の期間において、基地局装置９１は、端末局装置９２−２に対してＢＡを要求するＢＡＲを生成し、生成したＢＡＲを送信する。基地局装置９１は、端末局装置９２−２が送信したＢＡを受信するとともに、当該ＢＡの受信に応じた所定の処理を実行する。
以上のようなタイムチャートに従い、無線ＬＡＮシステムはＯＦＤＭＡ伝送を行うこととなる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0020】

【非特許文献1】守倉正博、久保田周治（監修）、「改訂三版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００８年４月１１日

【非特許文献2】Quentin H. Spencer, A. Lee Swindlehurst, and Martin Haardt, "Zero-Forcing Methods for Downlink Spatial Multiplexing in Multiuser MIMO Channels", IEEE Transactions on Signal Processing, Vol.52, No.2, February 2004, p.461-471

【非特許文献3】服部武（編著）、「ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ教科書」、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００８年９月２１日

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

ところで、将来の無線通信システムでは、前述のＳＤＭＡ伝送やＯＦＤＭＡ伝送を用いて、複数の端末局装置に対して同一時刻で伝送を行うことで、無線通信の高速化及び高効率化の実現を図ることが検討されている。つまり、将来の無線通信システムにおける基地局装置では、時間を分けて通信を行う時間分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time division multiple access）伝送に加えて、ＳＤＭＡ伝送やＯＦＤＭＡ伝送を有することとなる。したがって、基地局装置には、端末局装置の通信環境等によって伝送に用いる無線伝送方式の切り替えを行うことが要求される。

【0022】

一般的な無線伝送切替方法では、物理層における伝送容量をそれぞれ算出及び比較し、最も伝送容量が高い無線伝送方式を選択する。この方法を用いることで、物理層において最大容量となる。しかしながら、実際の無線通信では、制御信号等のオーバーヘッドが存在するため、無線伝送方式によって実際の伝送効率は異なる。ＯＦＤＭＡ伝送には、図１８で示したようなＢＡ等のオーバーヘッドが存在する。このオーバーヘッドは、伝送する端末局装置の数によって増加するため、端末局装置の数によって伝送効率が変化する。

【0023】

また、ＳＤＭＡ伝送では、ＢＡ等のオーバーヘッドに加えて、マルチユーザＭＩＭＯ技術を用いるために必要な伝搬チャネル情報を取得するためのオーバーヘッドが存在する。したがって、ＳＤＭＡ伝送やＯＦＤＭＡ伝送では、送信する端末局装置の数等に応じてオーバーヘッドの量が大きく異なるため、物理層の伝送容量に基づいた無線伝送方式の切り替えでは、実際の伝送速度を最大化することができないという問題がある。

【0024】

上記事情に鑑み、本発明は、複数の伝送方式のうちいずれかを用いて端末局装置にデータ信号を送信する際に、伝送速度を向上させる伝送方式の選択を行うことができる無線通信システム、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している。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本発明の一態様は、基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムであって、前記基地局装置は、複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出部と、前記端末局装置に伝送するデータ信号を前記複数の伝送方式それぞれに応じた無線パケット信号に変調する伝送信号生成部と、前記伝送速度算出部が算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式に応じて前記伝送信号生成部に無線パケット信号を生成させることを選択する伝送方式選択部と、前記伝送方式選択部による選択に応じて生成された無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信部とを有することを特徴とする無線通信システムである。

【0026】

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記伝送速度算出部は、時間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第１の伝送速度を算出する時間分割多元接続伝送速度算出部と、直交周波数分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第２の伝送速度を算出する直交周波数分割多元接続伝送速度算出部と、を含み、前記伝送信号生成部は、前記端末局装置に伝送するデータ信号を時間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する時間分割多元接続伝送信号生成部と、前記端末局装置に伝送するデータ信号を直交周波数分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する直交周波数分割多元接続伝送信号生成部とを含み、前記伝送方式選択部は、前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記直交周波数分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択することを特徴とする。

【0027】

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記伝送速度算出部は、時間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第１の伝送速度を算出する時間分割多元接続伝送速度算出部と、空間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第２の伝送速度を算出する空間分割多元接続伝送速度算出部と、を含み、前記伝送信号生成部は、前記端末局装置に伝送するデータ信号を時間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する時間分割多元接続伝送信号生成部と、前記端末局装置に伝送するデータ信号を空間分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する空間分割多元接続伝送信号生成部と、を含み、前記伝送方式選択部は、前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記空間分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択することを特徴とする。

【0028】

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記伝送速度算出部は、直交周波数分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて第３の伝送速度を算出する直交周波数分割多元接続伝送速度算出部を更に含み、前記伝送信号生成部は、前記端末局装置に伝送するデータ信号を直交周波数分割多元接続伝送に対応する無線パケット信号に変調する直交周波数分割多元接続伝送信号生成部を更に含み、前記伝送方式選択部は、前記第１の伝送速度と前記第２の伝送速度と前記第３の伝送速度とを比較して前記時間分割多元接続伝送信号生成部と前記空間分割多元接続伝送信号生成部と前記直交周波数分割多元接続伝送信号生成部とのいずれに無線パケット信号を生成させるかを選択することを特徴とする。

【0029】

また、本発明の一態様は、上記の無線通信システムにおいて、前記端末局装置は、自装置と前記基地局装置との間の伝搬チャネル情報をサブキャリアごとに取得する伝搬チャネル情報取得部と、前記伝搬チャネル情報を前記基地局装置に送信する端末局送信部と、を備え、前記基地局装置は、前記端末局装置から受信した伝搬チャネル情報を用いてサブキャリア間における相関値を前記端末局装置ごとに算出する伝搬チャネル相関算出部を更に備え、前記空間分割多元接続伝送速度算出部は、空間分割多元接続伝送を用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数と、前記相関値とに基づいて前記第２の伝送速度を算出することを特徴とする。

【0030】

また、本発明の一態様は、複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を複数の端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出部と、前記端末局装置に伝送するデータ信号を前記複数の伝送方式それぞれに応じた無線パケット信号に変調する伝送信号生成部と、前記伝送速度算出部が算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式に応じて前記伝送信号生成部に無線パケット信号を生成させることを選択する伝送方式選択部と、前記伝送方式選択部による選択に応じて生成された無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信部とを備えることを特徴とする無線通信装置である。

【0031】

また、本発明の一態様は、基地局装置と複数の端末局装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、複数の伝送方式のうちいずれか一つを用いてデータ信号を前記端末局装置に伝送する場合における、制御信号の送受信を含むオーバーヘッドと、データ信号のデータ長と、変調方式と、符号化率と、伝送に用いるサブキャリア数とに基づいて伝送速度を伝送方式ごとに算出する伝送速度算出ステップと、前記伝送速度算出ステップにおいて算出した複数の伝送速度のうち最大の伝送速度に対応する伝送方式を選択する伝送方式選択ステップと、前記伝送方式選択ステップにおいて選択された伝送方式に応じてデータ信号を無線パケット信号に変調する伝送信号生成ステップと、前記無線パケット信号を無線信号に変換して送信する送信ステップとを含むことを特徴とする無線通信方法である。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、制御信号のオーバーヘッド、データ長、変調方式、符号化率、及び、伝送帯域の情報に基づいて、複数の伝送方式のうち伝送速度が最大となる伝送方式を選択することができるので、伝送速度を向上させる伝送方式の選択を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明に係る第１の実施形態における無線通信システムの一例を示す図である。

【図2】同実施形態における基地局装置１００の構成例を示すブロック図である。

【図3】同実施形態の無線通信システムにおけるＴＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。

【図4】同実施形態の無線通信システムにおけるＯＦＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。

【図5】同実施形態における端末局装置２００の構成を示すブロック図である。

【図6】同実施形態における基地局装置１００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。

【図7】第２の実施形態における基地局装置３００の構成例を示すブロック図である。

【図8】同実施形態の無線通信システムにおけるＳＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。

【図9】同実施形態における端末局装置４００の構成例を示すブロック図である。

【図10】同実施形態における基地局装置３００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。

【図11】第３の実施形態における基地局装置５００の構成例を示すブロック図である。

【図12】同実施形態における端末局装置６００の構成例を示すブロック図である。

【図13】同実施形態における基地局装置５００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。

【図14】第４の実施形態における基地局装置７００の構成例を示すブロック図である。

【図15】第５の実施形態における基地局装置８００の構成例を示すブロック図である。

【図16】無線ＬＡＮシステムモデルの一例を示す図である。

【図17】ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃで採用されているＳＤＭＡ伝送の動作例を示すタイムチャートである。

【図18】ＯＦＤＭＡ伝送の動作例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法を説明する。

【0035】

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る第１の実施形態における無線通信システムの一例を示す図である。同図に示すように、無線通信システムは、基地局装置１００と、基地局装置１００と無線パケット通信をする２つの端末局装置２００（２００−１、２００−２）とを備えている。基地局装置１００と端末局装置２００−１及び端末局装置２００−２とは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance；搬送波検知多重アクセス／衝突回避）方式を用いて同一周波数チャネルを用いて無線パケット通信を行う。

【0036】

無線パケット通信において、送受信される無線パケットには、送信局、宛先局を示す識別子が含まれる。ここで、送信局は無線パケットを生成し送信した装置であり、宛先局は無線パケットの宛先となる装置である。基地局装置１００は、例えば無線ＬＡＮにおけるアクセスポイントなどであり、端末局装置２００−１及び端末局装置２００−２はコンピュータや携帯型の情報電子機器などである。本実施形態では、無線通信システムが２台の端末局装置２００を備える例を示すが、端末局装置２００が３台以上備えられていてもよい。ここで、基地局装置１００と端末局装置２００−１との間のサブキャリア番号ｋの伝搬チャネル情報はＨ_１，ｋで表し、基地局装置１００と端末局装置２００−２との間の伝搬チャネル情報はＨ_２，ｋで表す。

【0037】

図２は、第１の実施形態における基地局装置１００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、基地局装置１００は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、復調部１０３、ネットワークインターフェース１０４、オーバーヘッド算出部１０５、記憶部１０６、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８、伝送方式選択部１０９、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０、ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１、及び、送信部１１２−１〜１１２−Ｎを備えている。

【0038】

受信部１０２−１〜１０２−Ｎは、それぞれがアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎのいずれか一つのアンテナと一対一に接続されている。受信部１０２−１〜１０２−Ｎは、接続されているアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎを介して受信した受信信号の周波数変換（ダウンコンバート）や受信電力の調整などを施して得られた信号を復調部１０３に出力する。

【0039】

復調部１０３は、受信部１０２−１〜１０２−Ｎから入力される信号の復調を行い、取得したデータ信号をネットワークインターフェース１０４に出力する。

【0040】

ネットワークインターフェース１０４は、復調部１０３から入力されたデータ信号を外部のネットワークにおいて用いられるパケットに変換して外部のネットワークに送信する。また、ネットワークインターフェース１０４は、外部のネットワークから受信したパケットをデータ信号に変換する。ネットワークインターフェース１０４は、パケットから変換したデータ信号を、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とオーバーヘッド算出部１０５とに出力する。

【0041】

オーバーヘッド算出部１０５は、ネットワークインターフェース１０４からデータ信号を入力する。オーバーヘッド算出部１０５は、データ信号に含まれる端末局装置２００のデータに基づいて、端末局装置２００の組み合わせごとに当該組み合わせ宛にデータ信号を送信する際における制御信号等の送受信に要する時間（オーバーヘッド）を伝送方式ごとに算出する。また、オーバーヘッド算出部１０５は、算出したオーバーヘッドと、データ信号に含まれる端末局装置２００それぞれに対応する変調方式、符号化率、伝送に用いるサブキャリア数とを端末局装置２００の組み合わせに対応付けて記憶部１０６に記憶させる。

【0042】

なお、ネットワークインターフェース１０４を介して外部のネットワークから伝送方式それぞれにおける端末局装置２００の組み合わせごとのオーバーヘッド、変調方式、符号化率、サブキャリア数などの伝送速度を算出するために必要なパラメータが入力される場合、オーバーヘッド算出部１０５は、入力されるパラメータを記憶部１０６に記憶させる。

【0043】

記憶部１０６は、端末局装置２００の組み合わせ及び伝送方式ごとのオーバーヘッドと、端末局装置２００それぞれに対する変調方式、符号化率、伝送に用いるサブキャリア数とを記憶する。

【0044】

ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、ＴＤＭＡ伝送を用いて伝送を行った場合における制御信号等のオーバーヘッド、送信するデータ信号のデータ長、変調方式、符号化率、及び、伝送に用いるサブキャリア数を記憶部１０６から読み出す。ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、記憶部１０６から読み出した各パラメータを用いて、ＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを次式（１）で算出する。ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを伝送方式選択部１０９に出力する。

【0045】

【数1】

【0046】

式（１）において、Ｔ_ｄａｔａはデータ長で単位は時間である。Ｔ_ｏ^ＴＤＭＡはＴＤＭＡ伝送を用いた場合の制御信号等のオーバーヘッド長である。ｍは端末局装置２００を識別する番号である（ｍ＝１，２，…，Ｎ）。Ｎ_{ｓｕｂ，ｍ}はｍ番目の端末局装置２００に対して割り当てるサブキャリア数である。Ｃ_ｍはｍ番目の端末局装置２００宛のデータ信号を送信する際の符号化率である。Ｍ_ｍはｍ番目の端末局装置２００宛のデータ信号を送信する際の変調多値指数である。Ｔ_ｓはＯＦＤＭシンボル長である。これらすべてのパラメータは、ＴＤＭＡ伝送を用いた場合のパラメータである。

【0047】

図３は、第１の実施形態の無線通信システムにおけるＴＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。オーバーヘッド長Ｔ_ｏ^ＴＤＭＡは、図３に示すように、ＣＳとＢＡと各フレーム間の間隔とを合計した時間であり、次式（２）で算出される。

【0048】

【数2】

【0049】

式（２）において、Ｔ_ＣＳはキャリアセンス時間である。Ｔ_ＳＩＦＳは無線ＬＡＮシステムで規定されるＳＩＦＳ（Short InterFrame Space）時間である。Ｔ_ＢＡは応答確信信号の送信時間である。

【0050】

ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、ＯＦＤＭＡ伝送を用いて伝送を行った場合における制御信号等のオーバーヘッド、送信するデータ信号のデータ長、変調方式、符号化率、及び、伝送に用いるサブキャリア数を記憶部１０６から読み出す。ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、記憶部１０６から読み出した各パラメータを用いて、ＯＦＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を次式（３）で用いて算出する。ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、算出した伝則速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を伝送方式選択部１０９に出力する。

【0051】

【数3】

【0052】

式（３）において、Ｔ_ｄａｔａはデータ長で単位は時間である。Ｔ_ｏ^{ＯＦＤＭＡ}はＯＦＤＭＡ伝送を用いた場合の制御信号等のオーバーヘッド長である。ｍは端末局装置２００を識別する番号である（ｍ＝１，２，…，Ｎ）。Ｎ_{ｓｕｂ，ｍ}はｍ番目の端末局装置２００に対して割り当てるサブキャリア数である。Ｃ_ｍはｍ番目の端末局装置２００宛のデータ信号を送信する際の符号化率である。Ｍ_ｍはｍ番目の端末局装置２００宛のデータ信号を送信する際の変調多値指数である。Ｔ_ｓはＯＦＤＭシンボル長である。これらすべてのパラメータは、ＯＦＤＭＡ伝送を用いた場合のパラメータである。

【0053】

図４は、第１の実施形態の無線通信システムにおけるＯＦＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。図４に示す例では、無線通信システムが２台の端末局装置２００（２００−１、２００−２）を備える場合が示されている。オーバーヘッド長Ｔ_ｏ^{ＯＦＤＭＡ}は、図４に示すように、ＣＳとＢＡとＢＡＲと各フレーム間の間隔とを合計した時間であり、次式（４）で算出される。

【0054】

【数4】

【0055】

式（４）における、Ｔ_ＢＡＲは応答確信の要求信号の送信時間である。また、無線通信システムがＮ台の端末局装置２００を備える場合には、オーバーヘッド長Ｔ_ｏ^{ＯＦＤＭＡ}は次式（５）で算出される。

【0056】

【数5】

【0057】

伝送方式選択部１０９は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}とを入力する。伝送方式選択部１０９は、伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}とを比較し、伝送速度が高い無線伝送方式を選択する。伝送方式選択部１０９は、選択結果を示す選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とに出力する。

【0058】

ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０は、ネットワークインターフェース１０４からデータ信号を入力し、伝送方式選択部１０９から選択信号を入力する。ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０は、選択信号がＴＤＭＡ伝送を示す場合、入力したデータ信号であって複数の端末局装置２００宛のデータ信号からいずれかの端末局装置２００宛のデータ信号を無線パケット信号に変調する。ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０は、変調により得られた無線パケット信号に、当該無線パケット信号がＴＤＭＡ伝送方式に対応する無線パケット信号であることを示す識別信号を加える。ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０は、識別信号を含む無線パケット信号を送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。また、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０は、選択信号がＴＤＭＡ伝送方式を示さない場合、入力したデータ信号に対する処理を行わずに、送信部１１２−１〜１１２−Ｎへの無線パケット信号の出力も行わない。

【0059】

ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１は、ネットワークインターフェース１０４からデータ信号を入力し、伝送方式選択部１０９から選択信号を入力する。ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１は、選択信号がＯＦＤＭＡ伝送を示す場合、入力したデータ信号であって複数の端末局装置２００宛のデータ信号それぞれを異なる周波数帯域を用いた無線パケット信号に変調する。ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１は、変調により得られた無線パケット信号に、当該無線パケット信号がＯＦＤＭＡ伝送方式に対応する無線パケット信号であることを示す識別信号を加える。ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１は、識別信号を含む無線パケット信号を送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。また、ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１は、選択信号がＯＦＤＭＡ伝送方式を示さない場合、入力したデータ信号に対する処理を行わずに、送信部１１２−１〜１１２−Ｎへの無線パケット信号の出力も行わない。

【0060】

送信部１１２−１〜１１２−Ｎは、受信部１０２−１〜１０２−Ｎと同様に、それぞれがアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎのいずれか一つのアンテナと一対一に接続されている。すなわち、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎそれぞれには、一つずつの受信部１０２と送信部１１２とが接続されている。送信部１１２−１〜１１２−Ｎは、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０又はＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１のいずれかから入力される無線パケット信号に対して、無線通信システムで規定される周波数への変換（アップコンバート）や送信電力の調整などを行うことにより無線信号を生成する。送信部１１２−１〜１１２−Ｎは、生成した無線信号をアンテナ１０１−１〜１０１−Ｎから送信する。

【0061】

図５は、第１の実施形態における端末局装置２００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、端末局装置２００は、アンテナ２０１、受信部２０２、伝送方式判定部２０３、復調部２０４、ネットワークインターフェース２０５、変調部２０６、及び、送信部２０７を備えている。

【0062】

受信部２０２は、アンテナ２０１を介して受信した受信信号に対して、周波数の変換（ダウンコンバート）や受信電力の調整などを行って得られた信号を伝送方式判定部２０３と復調部２０４とに出力する。
伝送方式判定部２０３は、受信部２０２から入力される信号に含まれる識別信号を検出し、検出した識別信号を復調部２０４に出力する。

【0063】

復調部２０４は、伝送方式判定部２０３から識別信号を入力する。復調部２０４は、識別信号が示す伝送方式に基づいて復調の処理を切り替える。復調部２０４は、識別信号が示す伝送方式に応じた復調を、受信部２０２から入力する信号に対して行う。復調部２０４は、復調により得られたデータ信号をネットワークインターフェース２０５に出力する。

【0064】

ネットワークインターフェース２０５は、復調部２０４から入力されるデータ信号を外部のネットワークにおいて用いられるパケット形式に変換して外部のネットワークに送信する。また、ネットワークインターフェース２０５は、外部のネットワークから入受信するパケットをデータ信号に変換して変調部２０６に出力する。

【0065】

変調部２０６は、ネットワークインターフェース２０５から入力されるデータ信号を、無線通信システムにおいて定められている形式の無線パケット信号に変調し、変調により得られた無線パケット信号を送信部２０７に出力する。

【0066】

送信部２０７は、変調部２０６から入力される無線パケット信号に対して、無線通信システムで規定される周波数への変換（アップコンバート）や送信電力の調整などを行うことにより無線信号を生成する。送信部２０７は、生成した無線信号をアンテナ２０１から送信する。

【0067】

図６は、第１の実施形態における基地局装置１００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。基地局装置１００において伝送方式選択処理が開始されると、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が、ＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ１０１）。

【0068】

ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、読み出した各パラメータに基づいてＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出し、算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを伝送方式選択部１０９に出力する（ステップＳ１０２）。

【0069】

ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、ＯＦＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ１０３）。

【0070】

ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、読み出した各パラメータに基づいてＯＦＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を算出し、算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を伝送方式選択部１０９に出力する（ステップＳ１０４）。

【0071】

伝送方式選択部１０９は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}とを比較する（ステップＳ１０５）。

【0072】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値以上の場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、伝送方式選択部１０９は、基地局装置１００が端末局装置２００への伝送にＴＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１０８に進める。

【0073】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値未満の場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、伝送方式選択部１０９は、基地局装置１００が端末局装置２００への伝送にＯＦＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ１０７）、処理をステップＳ１０８に進める。

【0074】

伝送方式選択部１０９は、基地局装置１００が端末局装置２００への伝送に用いる伝送方式（ＴＤＭＡ伝送又はＯＦＤＭＡ伝送のいずれか）を示す選択信号を生成し、生成した選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とに出力し（ステップＳ１０８）、伝送方式選択処理を終了させる。

【0075】

なお、図６では、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が伝送速度を算出した後に、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が伝送速度を算出する手順を示したが、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７とＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８とが並行して伝送速度を算出するようにしてもよい。

【0076】

伝送方式選択部１０９が出力する選択信号に応じて、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とのいずれかが、ネットワークインターフェース１０４が出力するデータ信号を無線パケット信号に変換して送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。各パラメータから算出された実際の伝送速度の予想値に基づいた伝送方式の選択を伝送方式選択部１０９が行うことにより、複数の伝送方式のうちいずれかを用いて端末局装置２００にデータを送信する際の伝送速度を向上させる伝送方式の選択を行うことができる。

【0077】

［第２の実施形態］
第２の実施形態における無線通信システムは、第１の実施形態における無線通信システム（図１）が備える基地局装置１００及び端末局装置２００に代えて図７に示す基地局装置３００と図９に示す端末局装置４００を備える。すなわち、以下に説明する第２の実施形態における無線通信システムは、基地局装置３００と複数の端末局装置４００とを備える。

【0078】

図７は、第２の実施形態における基地局装置３００の構成例を示すブロック図である。基地局装置３００は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、復調部３２１、ネットワークインターフェース１０４、オーバーヘッド算出部１０５、記憶部１０６、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２、伝送方式選択部３２３、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４、送信ウエイト算出部３２５、及び、ウエイト演算部３２６を備えている。

【0079】

基地局装置３００は、復調部１０３に代えて復調部３２１を備える点と、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８に代えてＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２を備える点と、伝送方式選択部１０９に代えて伝送方式選択部３２３を備える点と、ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１に代えてＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４を備える点と、送信ウエイト算出部３２５及びウエイト演算部３２６を更に備える点とが第１の実施形態における基地局装置１００（図２）と異なる。基地局装置３００では、オーバーヘッド算出部１０５はＴＤＭＡ伝送とＳＤＭＡ伝送とに関する各パラメータを記憶部１０６に記憶させることになる。基地局装置３００において、基地局装置１００が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0080】

復調部３２１は、受信部１０２−１〜１０２−Ｎから入力される信号の復調を行い、取得したデータ信号をネットワークインターフェース１０４に出力する。復調部３２１は、復調により取得したデータ信号から伝搬チャネル情報を検出し、検出した伝搬チャネル情報を送信ウエイト算出部３２５に出力する。

【0081】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、ＳＤＭＡ伝送を用いて伝送を行った場合における制御信号等のオーバーヘッド、送信するデータ信号のデータ長、変調方式、符号化率、及び、伝送に用いるサブキャリア数を記憶部１０６から読み出す。ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、記憶部１０６から読み出した各パラメータを用いて、ＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを次式（６）で算出する。ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを伝送方式選択部３２３に出力する。

【0082】

【数6】

【0083】

式（６）において、Ｔ_ｄａｔａはデータ長で単位は時間である。Ｔ_ｏ^ＳＤＭＡはＳＤＭＡ伝送を用いた場合の制御信号等のオーバーヘッド長である。ｍは端末局装置４００を識別する番号である（ｍ＝１，２，…，Ｎ）。Ｎ_{ｓｕｂ，ｍ}はｍ番目の端末局装置４００に対して割り当てるサブキャリア数である。Ｃ_ｍはｍ番目の端末局装置４００を宛のデータ信号を送信する際の符号化率である。Ｍ_ｍはｍ番目の端末局装置４００を宛のデータ信号を送信する際の変調多値指数である。Ｔ_ｓはＯＦＤＭシンボル長である。これらすべてのパラメータは、ＳＤＭＡ伝送を用いた場合のパラメータである。

【0084】

図８は、第２の実施形態の無線通信システムにおけるＳＤＭＡ伝送のオーバーヘッド長を示す図である。図８に示す例では、無線通信システムが２台の端末局装置４００（４００−１、４００−２）を備える場合が示されている。オーバーヘッド長Ｔ_ｏ^ＳＤＭＡは、図８に示すように、ＣＳとＮＤＰＡとＮＤＰとＢＲとＢＲＰとＢＡとＢＡＲと各フレーム間の間隔を合計した時間であり、次式（７）で算出される。

【0085】

【数7】

【0086】

式（７）における、ＴＮＤＰＡはＮＤＰ信号送信の通知信号の送信時間である。ＴＮＤＰは伝搬チャネルの推定用のＮＤＰ信号の送信時間である。ＴＢＲは伝搬チャネル情報を通知するための信号の送信時間である。ＴＢＲＰは伝搬チャネル情報を送信してもらうための要求信号の送信時間である。また、無線通信システムがＮ台の端末局装置４００を備える場合には、オーバーヘッド長Ｔ_ｏ^ＳＤＭＡは次式（８）で算出される。

【0087】

【数8】

【0088】

伝送方式選択部３２３は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２が算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを入力する。伝送方式選択部３２３は、伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを比較し、伝送速度が高い無線伝送方式を選択する。伝送方式選択部３２３は、選択結果を示す選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とに出力する。

【0089】

ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４は、ネットワークインターフェース１０４からデータ信号を入力し、伝送方式選択部３２３から選択信号を入力する。ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４は、選択信号がＳＤＭＡ伝送を示す場合、入力したデータ信号を端末局装置４００ごとに送信信号に変調する。ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４は、変調により得られた送信信号に、当該無線パケット信号がＳＤＭＡ伝送方式に対応する無線パケットであることを示す識別信号を加える。ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４は、識別信号を含む送信信号をウエイト演算部３２６に出力する。また、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４は、選択信号がＳＤＭＡ伝送方式を示さない場合、入力したデータ信号に対する処理を行わずに、ウエイト演算部３２６への送信信号の出力も行わない。

【0090】

送信ウエイト算出部３２５は、復調部３２１から入力される伝搬チャネル情報に基づいて、端末局装置４００ごとに対応する送信ウエイトを算出する。送信ウエイト算出部３２５は、算出した端末局装置４００それぞれの送信ウエイトをウエイト演算部３２６に出力する。送信ウエイト算出部３２５が送信ウエイトを算出する方法としては、線形演算又は非線形演算のいずれかが用いられる。線形演算には、例えばＺＦ（Zero Forcing）法やＭＭＳＥ（Minimum Mean Squared Error）法などがある。非線形演算には、例えばＴＨＰ（Tomlinson Harashima Precoding）法やＶＰ（Vector Perturbation）法などがある。なお、送信ウエイト算出部３２５が送信ウエイトを算出する際には、前述の方法以外の方法を用いてもよい。

【0091】

ウエイト演算部３２６は、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４から入力される送信信号に、送信ウエイト算出部３２５から入力される送信ウエイトを乗算して無線パケット信号を生成する。ウエイト演算部３２６は、無線パケット信号を生成する際、入力される送信ウエイトのうち乗算対象の送信信号の宛先となっている端末局装置４００に対応する送信ウエイトを当該送信信号に乗算する。ウエイト演算部３２６は、生成した無線パケット信号を送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。

【0092】

図９は、第２の実施形態における端末局装置４００の構成例を示すブロック図である。
端末局装置４００は、アンテナ２０１、受信部２０２、復調部４０４、ネットワークインターフェース２０５、伝搬チャネル情報取得部４０８、変調部４０６、及び、送信部２０７を備えている。

【0093】

端末局装置４００は、伝送方式判定部２０３を備えていない点と、伝搬チャネル情報取得部４０８を備えている点と、復調部２０４に代えて復調部４０４を備えている点と、変調部２０６に代えて変調部４０６を備えている点とが第１の実施形態の端末局装置２００と異なる。端末局装置４００において、端末局装置２００が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0094】

復調部４０４は、受信部２０２から入力する信号からデータ信号などを復調する。復調部４０４は、復調したデータ信号をネットワークインターフェース２０５に出力する。また、復調部４０４は、入力する信号に含まれるＮＤＰ（ヌルデータパケット）を伝搬チャネル情報取得部４０８に出力する。

【0095】

伝搬チャネル情報取得部４０８は、復調部４０４から入力されるＮＤＰに基づいて、自装置と基地局装置３００との間の伝搬チャネルにおける伝搬チャネル情報を推定する。伝搬チャネル情報取得部４０８は、推定した伝搬チャネル情報を記憶するとともに、推定した伝搬チャネル情報を変調部４０６に出力する。

【0096】

変調部４０６は、ネットワークインターフェース１０４から入力されるデータ信号と、伝搬チャネル情報取得部４０８から入力される伝搬チャネル情報とを無線パケット信号に変調する。変調部４０６は、変調により得られた無線パケット信号を送信部２０７に出力する。

【0097】

図１０は、第２の実施形態における基地局装置３００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。基地局装置３００において、伝送方式選択処理が開始されると、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が、ＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ２０１）。

【0098】

ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、読み出した各パラメータに基づいてＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出し、算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを伝送方式選択部３２３に出力する（ステップＳ２０２）。

【0099】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、ＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ２０３）。

【0100】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、読み出した各パラメータに基づいてＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出し、算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを伝送方式選択部３２３に出力する（ステップＳ２０４）。

【0101】

伝送方式選択部３２３は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２が算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを比較する（ステップＳ２０５）。

【0102】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡの値以上の場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、伝送方式選択部３２３は、基地局装置３００が端末局装置４００への伝送にＴＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ２０６）、処理をステップＳ２０８に進める。

【0103】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡの値未満の場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、伝送方式選択部３２３は、基地局装置３００が端末局装置４００への伝送にＳＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ２０７）、処理をステップＳ２０８に進める。

【0104】

伝送方式選択部３２３は、基地局装置３００が端末局装置４００への伝送に用いる伝送方式（ＴＤＭＡ伝送又はＳＤＭＡ伝送のいずれか）を示す選択信号を生成し、生成した選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とに出力し（ステップＳ２０８）、伝送方式選択処理を終了させる。

【0105】

上述のように、伝送方式選択部３２３が出力する選択信号に応じて、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とのいずれかが、ネットワークインターフェース１０４が出力するデータ信号を無線パケット信号に変換して送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。各パラメータから算出された実際の伝送速度の予想値に基づいた伝送方式の選択を伝送方式選択部３２３が行うことにより、複数の伝送方式のうちいずれかを用いて端末局装置４００にデータを送信する際の伝送速度を向上させる伝送方式の選択を行うことができる。

【0106】

なお、図１０では、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が伝送速度を算出した後に、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２が伝送速度を算出する手順を示したが、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とが並行して伝送速度を算出するようにしてもよい。

【0107】

［第３の実施形態］
第３の実施形態における無線通信システムは、第１の実施形態における無線通信システム（図１）が備える基地局装置１００及び端末局装置２００に代えて図１１に示す基地局装置５００及び図１２に示す端末局装置６００を備える。すなわち、以下に説明する第３の実施形態における無線通信システムは、基地局装置５００と複数の端末局装置６００とを備える。

【0108】

図１１は、第３の実施形態における基地局装置５００の構成例を示すブロック図である。基地局装置５００は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、復調部３２１、ネットワークインターフェース１０４、オーバーヘッド算出部１０５、記憶部１０６、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２、伝送方式選択部５３１、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０、ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４、送信ウエイト算出部３２５、ウエイト演算部３２６、及び、送信部１１２−１〜１１２−Ｎを備えている。

【0109】

基地局装置５００は、第１の実施形態の基地局装置１００（図１）と以下の点が異なる。基地局装置５００は、復調部１０３に代えて復調部３２１を備える点、伝送方式選択部１０９に代えて伝送方式選択部５３１を備える点、及び、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４と送信ウエイト算出部３２５とウエイト演算部３２６とを更に備えている点が基地局装置１００と異なる。基地局装置５００では、オーバーヘッド算出部１０５はＴＤＭＡ伝送とＯＦＤＭＡ伝送とＳＤＭＡ伝送とに関する各パラメータを記憶部１０６に記憶させることになる。基地局装置５００において、第１の実施形態の基地局装置１００又は第２の実施形態の基地局装置３００（図７）が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0110】

伝送方式選択部５３１は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}と、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２が算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを入力する。伝送方式選択部５３１は、伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}と伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを比較し、伝送速度が高い無線伝送方式を選択する。伝送方式選択部５３１は、選択結果を示す選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とに出力する。

【0111】

図１２は、第３の実施形態における端末局装置６００の構成例を示すブロック図である。端末局装置６００は、アンテナ２０１、受信部２０２、伝送方式判定部２０３、復調部６０４、ネットワークインターフェース２０５、伝搬チャネル情報取得部４０８、変調部４０６、及び、送信部２０７を備えている。

【0112】

端末局装置６００は、復調部４０４に代えて復調部６０４を備えている点と、伝送方式判定部２０３を更に備えている点とが第２の実施形態の端末局装置４００と異なる。端末局装置６００において、第１の実施形態の端末局装置２００（図５）又は第２の実施形態の端末局装置４００（図９）が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0113】

復調部６０４は、伝送方式判定部２０３から識別信号を入力する。復調部６０４は、識別信号が示す伝送方式に基づいて復調の処理を切り替える。復調部６０４は、識別信号が示す伝送方式に応じた復調を、受信部２０２から入力する信号に対して行う。復調部６０４は、復調により得られたデータ信号をネットワークインターフェース２０５に出力する。また、復調部６０４は、入力信号に含まれるＮＤＰ（ヌルパケットデータ）を伝搬チャネル情報取得部４０８に出力する。

【0114】

図１３は、第３の実施形態における基地局装置５００が行う伝送方式選択処理を示すフローチャートである。基地局装置５００において、伝送方式選択処理が開始されると、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が、ＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ３０１）。

【0115】

ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７は、読み出した各パラメータに基づいてＴＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを算出し、算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡを伝送方式選択部５３１に出力する（ステップＳ３０２）。

【0116】

ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、ＯＦＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ３０３）。

【0117】

ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８は、読み出した各パラメータに基づいてＯＦＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を算出し、算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}を伝送方式選択部５３１に出力する（ステップＳ３０４）。

【0118】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、ＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出する際に用いる各パラメータを記憶部１０６から読み出して取得する（ステップＳ３０５）。

【0119】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２は、読み出した各パラメータに基づいてＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出し、算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを伝送方式選択部５３１に出力する（ステップＳ３０６）。

【0120】

伝送方式選択部５３１は、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７が算出した伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡと、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}とを比較する（ステップＳ３０７）。

【0121】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値以上の場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、伝送方式選択部５３１は、基地局装置５００が端末局装置６００への伝送にＴＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ３０８）、処理をステップＳ３１２に進める。

【0122】

伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡの値が伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値未満の場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、伝送方式選択部５３１は、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８が算出した伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}と、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２が算出した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡとを比較する（ステップＳ３０９）。

【0123】

伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値が伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡの値以上である場合（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、伝送方式選択部５３１は、基地局装置５００が端末局装置６００への伝送にＯＦＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ３１０）、処理をステップＳ３１２に進める。

【0124】

伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}の値が伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡの値未満である場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）、伝送方式選択部５３１は、基地局装置５００が端末局装置６００への伝送にＳＤＭＡ伝送を用いることを選択し（ステップＳ３１１）、処理をステップＳ３１２に進める。

【0125】

伝送方式選択部５３１は、基地局装置５００が端末局装置６００への伝送に用いる伝送方式（ＴＤＭＡ伝送、ＯＦＤＭＡ伝送又はＳＤＭＡ伝送のいずれか）を示す選択信号を生成する。伝送方式選択部５３１は、生成した選択信号をＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とに出力し（ステップＳ３１２）、伝送方式選択処理を終了させる。

【0126】

上述のように、伝送方式選択部５３１が出力する選択信号に応じて、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０とＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１とＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４とのいずれかが、ネットワークインターフェース１０４が出力するデータ信号を無線パケット信号に変換して送信部１１２−１〜１１２−Ｎに出力する。各パラメータから算出された実際の伝送速度の予想値に基づいた伝送方式の選択を伝送方式選択部５３１が行うことにより、複数の伝送方式のうちいずれかを用いて端末局装置６００にデータを送信する際の伝送速度を向上させる伝送方式の選択を行うことができる。

【0127】

なお、図１３では、伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡ、伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}、伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡの順に算出する手順を示したが、各伝送速度を並列して算出するようにしてもよい。

【0128】

［第４の実施形態］
第４の実施形態における無線通信システムは、第１の実施形態における無線通信システム（図１）が備える基地局装置１００及び端末局装置２００に代えて、図１４に示す基地局装置７００及び図９に示した端末局装置４００を備える。すなわち、以下に説明する第４の実施形態における無線通信システムは、基地局装置７００と複数の端末局装置４００とを備える。

【0129】

図１４は、第４の実施形態における基地局装置７００の構成例を示すブロック図である。基地局装置７００は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、復調部３２１、ネットワークインターフェース１０４、オーバーヘッド算出部１０５、記憶部１０６、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７、ＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３、伝送方式選択部３２３、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４、送信ウエイト算出部３２５、ウエイト演算部３２６、伝搬チャネル記憶部７４１、伝搬チャネル相関算出部７４２、及び、送信部１１２−１〜１１２−Ｎを備えている。

【0130】

基地局装置７００は、第２の実施形態の基地局装置３００（図７）と以下の点が異なる。基地局装置７００は、ＳＤＭＡ伝送速度算出部３２２に代えてＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３を備える点と、伝搬チャネル記憶部７４１及び伝搬チャネル相関算出部７４２を更に備える点とが基地局装置３００と異なる。また、復調部３２１が出力する伝搬チャネル情報は、伝搬チャネル記憶部７４１及び伝搬チャネル相関算出部７４２にも入力される。基地局装置７００において、第１の実施形態の基地局装置１００（図２）、第２の実施形態の基地局装置３００又は第３の実施形態の基地局装置５００（図１１）が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0131】

伝搬チャネル記憶部７４１は、復調部３２１が出力する伝搬チャネル情報を記憶する。伝搬チャネル記憶部７４１において、伝搬チャネル情報は、無線通信システムに含まれる端末局装置４００及びサブキャリアの組み合わせそれぞれに対応付けられて記憶される。

【0132】

伝搬チャネル相関算出部７４２は、復調部３２１から入力される伝搬チャネル情報と、伝搬チャネル記憶部７４１に記憶されている伝搬チャネル情報とに基づいて、サブキャリア間における相関を次式（９）で端末局装置４００ごとに算出する。

【0133】

【数9】

【0134】

式（９）における、Ｓは相関値である。Ａは伝搬チャネル情報Ｈ_ｄ，ｋにおける行数である。Ｂは伝搬チャネル情報Ｈ_ｄ，ｋにおける列数である。ｈ_{ｄ，ｋ，ａ，ｂ}は伝搬チャネル情報Ｈ_ｄ，ｋにおけるａ行ｂ列の要素である。伝搬チャネル情報Ｈ_ｄ，ｋは、基地局装置７００とｄ番目の端末局装置４００との間におけるサブキャリア番号ｋの伝送チャネル情報である。また、「＾（ハット）」が上に付されているｈ_{ｄ，ｋ，ａ，ｂ}（以下、＾ｈ_{ｄ，ｋ，ａ，ｂ}と記載する。）は、伝搬チャネル情報＾Ｈ_ｄ，ｋにおけるａ行ｂ列の要素である。伝搬チャネル情報＾Ｈ_ｄ，ｋは、伝搬チャネル記憶部７４１に記憶されている伝搬チャネル情報である。伝搬チャネル情報Ｈ_ｄ，ｋは、復調部３２１から入力される伝搬チャネル情報である。

【0135】

伝搬チャネル相関算出部７４２は、算出した相関値ＳをＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３に出力する。なお、伝搬チャネル相関算出部７４２は、式（９）に示したように、伝搬チャネル記憶部７４１に記憶されている伝搬チャネル情報を用いずに、復調部３２１から入力される伝搬チャネル情報を用いて相関値Ｓを算出してもよい。

【0136】

ＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３は、ＳＤＭＡ伝送を用いて伝送を行った場合における制御信号等のオーバーヘッド、送信するデータ信号のデータ長、変調方式、符号化率、及び、伝送に用いるサブキャリア数を記憶部１０６から読み出す。ＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３は、記憶部１０６から読み出した各パラメータと、伝搬チャネル相関算出部７４２において算出された相関値とに基づいて、ＳＤＭＡ伝送における伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを次式（１０）で算出する。

【0137】

【数10】

【0138】

式（１０）における、αは０から１までの間の値であり、相関値Ｓに対応して定められる値である。相関値Ｓが高いほど係数αの値を小さくし、相関値Ｓが低いほど係数αの値を大きくするように、相関値Ｓに応じてαの値が定められる。すなわち、ＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３は、伝搬チャネル相関算出部７４２が算出する相関値Ｓ、すなわち基地局装置７００と端末局装置４００との間の伝搬チャネル情報の状態を反映した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出する。

【0139】

第４の実施形態における基地局装置７００が行う伝送方式選択処理は、第２の実施形態における基地局装置３００が行う伝送方式選択処理（図１０）と同様であるので、説明を省略する。基地局装置７００では、前述のように、基地局装置７００と端末局装置４００との間の伝搬チャネル情報の状態を反映した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出することができ、パラメータ等に基づいて複数の伝送方式から伝送速度を向上させる伝送方式を選択する精度を向上させることができる。

【0140】

［第５の実施形態］
第５の実施形態における無線通信システムは、第１の実施形態における無線通信システム（図１）が備える基地局装置１００及び端末局装置２００に代えて図１５に示す基地局装置８００及び図１２に示した端末局装置６００を備える。すなわち、以下に説明する第５の実施形態における無線通信システムは、基地局装置８００と複数の端末局装置６００とを備える。

【0141】

図１５は、第５の実施形態における基地局装置８００の構成例を示すブロック図である。基地局装置８００は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、復調部３２１、ネットワークインターフェース１０４、オーバーヘッド算出部１０５、記憶部１０６、ＴＤＭＡ伝送速度算出部１０７、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８、ＳＤＭＡ伝送速度算出部７４３、伝送方式選択部５３１、ＴＤＭＡ伝送信号生成部１１０、ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１、ＳＤＭＡ伝送信号生成部３２４、送信ウエイト算出部３２５、ウエイト演算部３２６、伝搬チャネル記憶部７４１、伝搬チャネル相関算出部７４２、及び、送信部１１２−１〜１１２−Ｎを備えている。

【0142】

基地局装置８００は、第４の実施形態の基地局装置７００（図１４）と以下の点が異なる。基地局装置８００は、伝送方式選択部３２３に代えて伝送方式選択部５３１を備える点と、ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部１０８及びＯＦＤＭＡ伝送信号生成部１１１を更に備える点とが基地局装置７００と異なる。基地局装置８００において、第１の実施形態の基地局装置１００（図２）、第２の実施形態の基地局装置３００（図７）、第３の実施形態の基地局装置５００（図１１）又は第４の実施形態の基地局装置７００が備える機能部と同じ機能部に対しては同じ符号を付して説明を省略する。

【0143】

第５の実施形態における基地局装置８００は、第４の実施形態の基地局装置７００と同様に、相関値Ｓに応じた伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出し、伝送方式選択部５３１が伝送速度Ｒ^ＴＤＭＡ、伝送速度Ｒ^{ＯＦＤＭＡ}及び伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを比較することを特徴としている。基地局装置８００が行う伝送方式選択処理は、第３の実施形態における基地局装置５００が行う伝送方式選択処理（図１３）と同様であるので、説明を省略する。

【0144】

基地局装置８００では、基地局装置８００と端末局装置６００との間の伝搬チャネル情報の状態を反映した伝送速度Ｒ^ＳＤＭＡを算出することができ、パラメータ等に基づいて複数の伝送方式から伝送速度を向上させる伝送方式を選択する精度を向上させることができる。

【0145】

以上のように、各実施形態の無線通信システムでは、複数の伝送方式を用いて端末局装置にデータ信号を送信することができる基地局装置が、制御信号等のオーバーヘッド、データ長、変調方式、符号化率、及び、伝送帯域の情報に基づいて、複数の伝送方式のうち伝送速度が最大となる伝送方式を選択することにより、高速かつ高効率な無線通信を実現することができる。

【0146】

また、第４及び第５の実施形態の無線通信システムでは、制御信号等のオーバーヘッド、データ長、変調方式、符号化率、及び、伝送帯域の情報と、基地局装置と端末局装置との間の伝搬チャネル情報の相関値とに基づいて、複数の伝送方式のうち伝送速度が最大となる伝送方式を選択する。伝搬チャネル情報の状態を反映した選択を行うことができ、実際の伝送速度を最大にする伝送方式を選択する精度を向上させることができる。

【0147】

なお、上述した各実施形態では、複数の伝送方式それぞれに応じた伝送速度を算出する処理と、複数の伝送方式からいずれか一つを選択して選択信号を生成する処理とを基地局装置において行う構成を示した。しかし、伝送速度の算出と伝送方式の選択とを行う伝送方式選択装置を基地局装置とは別に無線通信システムに設け、基地局装置と伝送方式選択装置とを通信可能に接続して基地局装置において用いる伝送方式を決定するようにしてもよい。

【0148】

上述した実施形態における基地局装置、端末局装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

【0149】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0150】

複数の伝送方式を備える基地局装置又は通信装置において、高速かつ高効率な無線通信を実現することが不可欠な用途にも適用できる。

【符号の説明】

【0151】

１００、３００、５００、７００、８００、９１…基地局装置
１０１−１、１０１−Ｎ…アンテナ
１０２、１０２−１、１０２−Ｎ…受信部
１０３、３２１…復調部
１０４…ネットワークインターフェース
１０５…オーバーヘッド算出部
１０６…記憶部
１０７…ＴＤＭＡ伝送速度算出部
１０８…ＯＦＤＭＡ伝送速度算出部
１０９、３２３、５３１…伝送方式選択部
１１０…ＴＤＭＡ伝送信号生成部
１１１…ＯＦＤＭＡ伝送信号生成部
１１２、１１２−１、１１２−Ｎ…送信部
３２２、７４３…ＳＤＭＡ伝送速度算出部
３２４…ＳＤＭＡ伝送信号生成部
３２５…送信ウエイト算出部
３２６…ウエイト演算部
７４１…伝搬チャネル記憶部
７４２…伝搬チャネル相関算出部
２００、２００−１、２００−２、４００、６００、９２−１、９２−２…端末局装置
２０１…アンテナ
２０２…受信部
２０３…伝送方式判定部
２０４、４０４、６０４…復調部
２０５…ネットワークインターフェース
２０６、４０６…変調部
２０７…送信部
４０８…伝搬チャネル情報取得部

【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】