特許 7185682 有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム

(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】

(24)【登録日】2022-11-29

(45)【発行日】2022-12-07

(54)【発明の名称】有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20221130BHJP

【ＦＩ】

H04L27/26 320

H04L27/26 111

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020506553

(86)(22)【出願日】2019-03-12

(86)【国際出願番号】 JP2019009965

(87)【国際公開番号】W WO2019176931

(87)【国際公開日】2019-09-19

【審査請求日】2021-12-03

(31)【優先権主張番号】62/642,432

(32)【優先日】2018-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591128453

【氏名又は名称】株式会社メガチップス

(74)【代理人】

【識別番号】100108523

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 雅博

(74)【代理人】

【識別番号】100098305

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 祥人

(74)【代理人】

【識別番号】100125704

【弁理士】

【氏名又は名称】坂根 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100187931

【弁理士】

【氏名又は名称】澤村 英幸

(72)【発明者】

【氏名】近藤 泰二

【審査官】玉田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５０６３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／０８０１８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００６／０６４７４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１２４３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０２６４１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１５３８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】SINGH, Shailendra et al.，Adaptive Sub-Carrier Level Power Allocation in OFDMA Networks，IEEE TRANSACTIONS ON MOBILE COMPUTING VOL. 14, NO. 1, JANUARY 2015，IEEE，2014年03月20日，pp.28-41，Internet<URL:https://ieeexplore.ieee.org/document/6776473>，DOI: 10.1109/TMC.2014.2312716

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｂ ３／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有線伝送路を介して互いに接続された送信機および受信機、
を備え、
前記受信機は、
第１のサブキャリアの第１のＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比：Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ－Ｐｌｕｓ－Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）および第２のサブキャリアの第２のＳＩＮＲを推定する推定部、
を含み、
前記送信機は、
前記第１のサブキャリアのＳＩＮＲが、前記第１のＳＩＮＲよりも大きい第１のＭＣＳ（変調符号化方法：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）に対応する第１のＳＩＮＲ閾値に到達するように、前記第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させるとともに、前記第２のサブキャリアのＳＩＮＲが、前記第２のＳＩＮＲよりも小さい第２のＭＣＳに対応する第２のＳＩＮＲ閾値まで低下するように、前記第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させるパワー調整部、
を含み、
前記送信機は、前記第１のＭＣＳを前記第１のサブキャリアに割り当て、
全周波数領域は、ある周波数領域を境界として、第１周波数領域と第２周波数領域に分割されており、前記第１のサブキャリアは前記第１周波数領域に属し、前記第２のサブキャリアは前記第２周波数領域に属する、有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項2】

前記パワー調整部は、
前記第２のサブキャリアの伝送パワーを削減した後、前記第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させることにより、削減した前記第２のサブキャリアの伝送パワーを前記第１のサブキャリアに割り当てる、請求項１に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項3】

前記パワー調整部は、
複数の前記第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させた後、複数の前記第２のサブキャリアの削減させた伝送パワーを積算し、および、１または複数の前記第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させることにより、複数の前記第２のサブキャリアの削減させた伝送パワーの積算値を１または複数の前記第１のサブキャリアに割り当てる、請求項１に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項4】

前記ＭＣＳは、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫからなるグループから選択された少なくとも１つの変調符号化方法を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項5】

前記受信機は、
各サブキャリアについて推定されたＳＩＮＲに基づいて、各サブキャリアに対して目標ビットエラー率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を満たす前記ＭＣＳを割り当てる割当部と、
送信機に対して各サブキャリアに割り当てられた前記ＭＣＳの割り当て情報を送信する送信部と、
を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項6】

前記送信機は、前記第１のサブキャリアの伝送パワーをダイナミックに増大させる、請求項１～５のいずれか一項に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項7】

前記送信機は、前記第２のサブキャリアの伝送パワーをダイナミックに減少させる、請求項１～６のいずれか一項に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【請求項8】

前記有線伝送路、前記受信機および前記送信機は、自動車または原動機付乗物に搭載される、請求項１～７のいずれか一項に記載の有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有線伝送路を利用する通信システムに関する。詳しくは、有線伝送路を利用するネットワーク環境において、複数のサブキャリアを含むマルチキャリア変調を利用する通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ-Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、通信チャネルを同じ帯域幅を持つ周波数帯（サブキャリア）に分割して利用する通信技術である。また、ＯＦＤＭは、高い耐ノイズ性および高伝送速度を実現する技術として知られている。下記特許文献においては、無線ＯＦＤＭに関する技術が開示されている。

【文献】特開２０１６－１９２６３２号公報

【0003】

伝送特性は一般的に、ノイズ信号、伝送距離、送信機／受信機性能等の影響を受ける。しかしながら、工場自動化システムおよび自動車車載システムにおける有線通信においては、厳しい伝送環境のもとでの安定かつ効率的な伝送特性が要求される。ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの自動車車載システムでは、インバータやモータに接続されるハーネスに高出力の電流が流れ、その際に発生する電磁ノイズが、より一層伝送環境を厳しいものとしている。さらに、ハーネス等の有線伝送路に特有の伝送特性の劣化、いわゆる“Ｓｕｃｋ Ｏｕｔ”が知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１は、ＯＦＤＭの電力スペクトルを示す図である。図１に示すように、ＯＦＤＭのようなマルチキャリア変調システムにおいては、狭帯域のサブキャリアを複数束ねた帯域を利用した通信が行われる。送信機は、全て同じ伝送パワー（電力パワー）を有するサブキャリアを利用して伝送データを送信する。サブキャリア数の増加に伴って、通信帯域が広帯域化する。一方、図２に示すように、有線伝送路（例えば、ハーネス、ケーブル）の周波数特性は、周波数が高くなるにつれて劣化する。このため、有線伝送路における伝送パワーは、周波数が高くなるにつれてロスが大きくなる。

【0005】

図３は、ハーネスを使用するＯＦＤＭの電力スペクトルを示す図である。図１で示したＯＦＤＭのサブキャリアが、図２で示した周波数特性を有する有線伝送路で送信された場合、図３に示すように、高周波数帯におけるサブキャリアのＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比：Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ－Ｐｌｕｓ－Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が劣化する。

【0006】

本発明の目的は、有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムにおいて、有線伝送路の伝送特性に合わせた信号伝送を行うことである。

【0007】

本発明の目的は上記のとおりであるが、本実施の形態における付随的な課題について説明する。図４は、通信装置の受信特性を示す図であり、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）およびＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）についてＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。目標ＢＥＲ（ビットエラー率：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）は、その通信装置に要求される値として設定される。図４に示すように、目標ＢＥＲを満たすＳＩＮＲは、ＭＣＳ（変調符号化方法：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）によって異なる。つまり、同じ目標ＢＥＲを達成するために必要とされるＳＩＮＲは、ＢＰＳＫよりもＱＰＳＫの方が高くなる。

【0008】

図５は、通信装置Ａおよび通信装置Ｂの受信特性を示す図であり、通信装置Ａおよび通信装置Ｂについて、ＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。図５に示すように、同じＭＣＳを適用した場合であっても、受信特性は通信装置間で異なる。つまり、変調符号化方法として同じＢＰＳＫを利用した場合であっても、同じ目標ＢＥＲを達成するために必要とされるＳＩＮＲは、通信装置Ａよりも通信装置Ｂの方が高くなる。これは受信特性が、通信装置自身から生じるノイズ値からも影響を受けるからである。

【0009】

ＳＩＮＲが有線伝送路（例えば、ハーネス、ケーブル）の長さ等に基づいて推定される場合、目標ＢＥＲを満たすＭＣＳは、低い受信特性を有する通信装置に基づいて決定される。図６は、通信装置Ａおよび通信装置ＢについてＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。図６に示すように、推定されるＳＩＮＲにおいて、通信装置ＡのＢＥＲは、ＢＰＳＫだけなく、ＱＰＳＫにおいても目標ＢＥＲに到達している。一方、推定されるＳＩＮＲにおいて、通信装置ＢのＢＥＲは、ＢＰＳＫにおいては目標ＢＥＲに到達しているが、ＱＰＳＫにおいては目標ＢＥＲに到達できないことが示されている。このような有線伝送路を利用したマルチキャリア変調システムにおいて、通信装置Ｘが通信装置Ａおよび通信装置Ｂと通信する場合、通信装置Ｘと通信装置Ａとの間の通信、および、通信装置Ｘおよび通信装置Ｂとの間の通信は、通信装置Ｘが通信装置Ａ，Ｂの受信性能を事前に分からないため、受信特性の低い通信装置Ｂに基づいてＢＰＳＫが選択される。つまり、通信装置Ｘは、通信装置Ａとの間ではＱＰＳＫによる通信が可能であるにも関わらず、受信特性の低い通信装置Ｂに合わせてＢＰＳＫを用いた通信を行う。

【0010】

本実施の形態の付随的な目的は、有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムにおいて、各通信装置の受信特性を有効に利用することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

（１）本発明の一局面に従う有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムは、有線伝送路を介して互いに接続された送信機および受信機を備え、受信機は、第１のサブキャリアの第１のＳＩＮＲおよび第２のサブキャリアの第２のＳＩＮＲを推定する推定部を含み、送信機は、第１のサブキャリアのＳＩＮＲが、第１のＳＩＮＲよりも大きい第１のＭＣＳに対応する第１のＳＩＮＲ閾値に到達するように、第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させるとともに、第２のサブキャリアのＳＩＮＲが、第２のＳＩＮＲよりも小さい第２のＭＣＳに対応する第２のＳＩＮＲ閾値まで低下するように、第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させるパワー調整部を含み、送信機は第１のＭＣＳを第１のサブキャリアに割り当てる。

【0012】

ここでＳＩＮＲ閾値とは、図１８に示すＢＰＳＫのＳＩＮＲ閾値、ＱＰＳＫのＳＩＮＲ閾値等の事である。ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなど各ＭＣＳには、各ＭＣＳを割当てた場合に期待されるＢＥＲを得る事が出来るＳＩＮＲの範囲がある。図１８におけるＢＰＳＫを割当てた場合に期待のＢＥＲを得られるＳＩＮＲの範囲はＢＰＳＫのＳＩＮＲ閾値とＱＰＳＫのＳＩＮＲ閾値の間である。それぞれのＭＣＳに対応するＳＩＮＲ閾値とはその範囲の下限を表す。

【0013】

有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムにおいて、有線伝送路の伝送特性に合わせた信号伝送を行うことができる。

【0014】

（２）パワー調整部は、第２のサブキャリアの伝送パワーを削減した後、第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させることにより、削減した第２のサブキャリアの伝送パワーを第１のサブキャリアに割り当ててもよい。これにより、第２のサブキャリアで削減した伝送パワーを有効に利用することができる。

【0015】

（３）パワー調整部は、複数の第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させた後、複数の第２のサブキャリアの削減させた伝送パワーを積算し、および、１または複数の第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させることにより、複数の第２のサブキャリアの削減させた伝送パワーの積算値を１または複数の第１のサブキャリアに割り当ててもよい。これにより、第２のサブキャリアで削減した伝送パワーを有効に利用することができる。送信総電力の規格の範囲内で伝送パワーを有効に利用することができる。

【0016】

（４）ＭＣＳは、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫからなるグループから選択された少なくとも１つの変調符号化方法を含んでもよい。

【0017】

（５）受信機は、各サブキャリアについて推定されたＳＩＮＲに基づいて、各サブキャリアに対して目標ビットエラー率を満たすＭＣＳを割り当てる割当部と、送信機に対して各サブキャリアに割り当てられたＭＣＳの割り当て情報を送信する送信部とを含んでもよい。

【0018】

受信機において各サブキャリアへのＭＣＳ割当てを行うことで、受信機それぞれの性能差も考慮した最適なＭＣＳ割当て制御が可能となる。有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムにおいて、各通信装置の受信特性を有効に利用することができる。

【0019】

（６）送信機は、第１のサブキャリアの伝送パワーをダイナミックに増大させてもよい。伝送特性に応じてダイナミックに伝送パワーを調整させることができる。

【0020】

（７）送信機は、第２のサブキャリアの伝送パワーをダイナミックに減少させてもよい。伝送特性に応じてダイナミックに伝送パワーを調整させることができる。

【0021】

（８）有線伝送路、受信機および送信機は、自動車または原動機付車両に搭載されてもよい。例えばマルチキャリア変調を利用する車載システムにおいて、有線伝送路の伝送特性に合わせた信号伝送を行うことができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムにおいて、有線伝送路の伝送特性に合わせた信号伝送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、ＯＦＤＭの電力スペクトルを示す図である。

【図2】図２は、ハーネスの周波数特性を示す図である。

【図3】図３は、ハーネスを使用するＯＦＤＭの電力スペクトルを示す図である。

【図4】図４は、ＢＰＳＫおよびＱＰＳＫについてＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。

【図5】図５は、通信装置Ａおよび通信装置ＢについてＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。

【図6】図６は、通信装置Ａおよび通信装置ＢについてＳＩＮＲとＢＥＲとの関係を示す図である。

【図7】図７は、車両に搭載された通信システムを示す図である。

【図8】図８は、通信システムが備えるユニットのブロック図である。

【図9】図９は、実施の形態に係る通信システムが備えるＯＦＤＭ通信装置のブロック図である。

【図10】図１０は、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部の処理内容を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、フレームデータ割当部の処理内容を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部の処理内容を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、送信パワー／ＭＣＳ制御部の処理内容を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、ＳＩＮＲ閾値とサブキャリアごとのＳＩＮＲとのギャップを示す図である。

【図15】図１５は、サブキャリアごとに伝送パワーの増大および削減を行った後のＳＩＮＲを示す図である。

【図16】図１６は、サブキャリアごとに伝送パワーの増大および削減を行った後のＭＣＳの割当を示す図である。

【図17】図１７は、ＯＦＤＭ通信装置をソフトウェアにより構成した実施の形態のブロック図である。

【図18】図１８は、各ＭＣＳのＳＩＮＲ閾値を示す図である。

【図19】図１９は、サブキャリアごとの伝送パワーの増大および削減を行った後のＭＣＳの割当を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

［１］通信システムの全体構成
本実施の形態の通信システムは、有線伝送路およびマルチキャリア変調を利用する通信システムである。

【0025】

図７は、本実施の形態の通信システム５０が搭載された車両５を示す図である。通信システム５０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１Ａ，５１Ｂ、カメラユニット５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃおよび５２Ｄ、液晶ユニット５３Ａ，５３Ｂおよび５３Ｃ、並びに、スピーカユニット５４Ａおよび５４Ｂを備える。

【0026】

これら各ユニット５１Ａ，５１Ｂ、５２Ａ～５２Ｄ、５３Ａ～５３Ｃ、５４Ａおよび５４Ｂは、全て、有線伝送路１０１によって接続される。有線伝送路１０１としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３の規格に基づくＳＴＰやＵＴＰを用いたイーサネットケーブルが用いられる。また、各ユニット５１Ａ，５１Ｂ、５２Ａ～５２Ｄ、５３Ａ～５３Ｃ、５４Ａおよび５４Ｂは、マルチキャリア変調を行うＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ-ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方式を利用するＯＦＤＭ通信装置を備える。

【0027】

図８は、本実施の形態に係る通信システム５０において、電子制御ユニット５１Ａおよびカメラユニット５２Ａの間の通信形態を示す図である。電子制御ユニット５１Ａは、ＥＣＵ基板５１１を備える。ＥＣＵ基板５１１には、ＯＦＤＭ通信装置１００が実装されている。カメラユニット５２Ａは、カメラ制御基板５２１を備える。カメラ制御基板５２１には、ＯＦＤＭ通信装置１００が実装されている。このように、電子制御ユニット５１Ａおよびカメラユニット５２Ａは、いずれもＯＦＤＭ通信装置１００を備える。電子制御ユニット５１Ａおよびカメラユニット５２Ａは、有線伝送路１０１で接続される。図７に示した他のユニットも、全て、ＯＦＤＭ通信装置１００を備えており、有線伝送路１０１を介したＯＦＤＭ伝送を行う。このように、本実施の形態の通信システム５０は、有線伝送路１０１およびマルチキャリア変調を利用する。具体的には、本実施の形態の通信システム５０は、車載ネットワークにおいてＯＦＤＭ通信を利用する。

【0028】

この後説明するように、本実施の形態においては受信機として動作するＯＦＤＭ通信装置１００が、有線伝送路１０１を介して、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比：Ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ－Ｐｌｕｓ－Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）閾値との差分情報、および、ＭＣＳ（変調符号化方法：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）割当情報を、送信機として動作するＯＦＤＭ通信装置１００に送信する。送信機として動作するＯＦＤＭ通信装置１００は、受信したＳＩＮＲ閾値との差分情報に基づいて、各サブキャリアの伝送パワーを調整する。また、送信機として動作するＯＦＤＭ通信装置１００は、受信したＭＣＳ割当情報に基づいて、各サブキャリアに指定されたＭＣＳを割り当てる。

【0029】

［２］ＯＦＤＭ通信装置の全体構成および動作の流れ
図９は、実施の形態に係る通信システム５０で用いられるＯＦＤＭ通信装置１００のブロック図である。ＯＦＤＭ通信装置１００は、有線伝送路１０１を介して、図示しない通信相手の装置に接続される。通信相手の装置は、ＯＦＤＭ通信装置１００と同様の構成および機能を有する。つまり、図８で示したように、ＯＦＤＭ通信装置１００同士が通信を行う。

【0030】

ＯＦＤＭ通信装置１００の全体構成について説明する。ＯＦＤＭ通信装置１００は、ハイブリッドユニット１０２、復調部１０３、ＯＦＤＭデータ抽出部１０４、フレームデータ抽出部１０５、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８、フレームデータ割当部１１０、ＯＦＤＭデータ割当部１１１、変調部１１２、タイミング生成部１１３、および、上位レイヤ１２０を備える。これら機能部１０２～１０８，１１０～１１３および１２０は、ハードウェアによって構成されている。ただし、後で説明するように、これら機能部の一部または全部がソフトウェアにより実現されていてもよい。

【0031】

ハイブリッドユニット１０２は、有線伝送路１０１を介して、通信相手のＯＦＤＭ通信装置１００にＯＦＤＭ信号を送信する。ハイブリッドユニット１０２は、有線伝送路１０１を介して、通信相手のＯＦＤＭ通信装置１００から、ＯＦＤＭ信号を受信する。ハイブリッドユニット１０２は、送信信号を重畳する処理、および、受信信号を分割する処理を行う。復調部１０３は、タイミング生成部１１３により生成されるタイミング情報に基づいて、ハイブリッドユニット１０２から出力された受信信号からＯＦＤＭ受信信号を復調する。復調部１０３は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行することにより、ＯＦＤＭ受信信号を復調する。ＯＦＤＭデータ抽出部１０４は、ＯＦＤＭ受信信号からサブキャリアの情報を抽出する。ＯＦＤＭデータ抽出部１０４において抽出されたサブキャリアの情報は、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８に与えられる。また、フレームデータ抽出部１０５は、フレームデータと制御フレームを抽出する。

【0032】

フレームデータ抽出部１０５においてサブキャリアの情報から抽出されたフレームデータは、上位レイヤ１２０に与えられる。上位レイヤ１２０は、フレームデータを受け取り、各種のアプリケーション処理を実行する。フレームデータ抽出部１０５において抽出された制御フレームは、また、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７に与えられる。

【0033】

パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、フレームデータ抽出部１０５において抽出された制御フレームから、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を抽出する。ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報は、通信相手のＯＦＤＭ通信装置１００によって制御フレームに格納された情報である。ＳＩＮＲ閾値との差分情報は、伝送パワーの調整のために利用される。パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７の処理内容は後で詳細に説明する。

【0034】

送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、フレームデータがサブキャリアに割当てられて変調符号化されるときに、サブキャリアの伝送パワー（電力パワー）を制御する。送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の処理内容は後で詳細に説明する。

【0035】

ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ＯＦＤＭ受信信号からＳＩＮＲを解析する。ＳＩＮＲは、受信信号の品質を示し、干渉およびノイズにより劣化する性質を有する。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、サブキャリアごとのＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分を算出する。また、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、相手の通信装置（ＯＦＤＭ通信装置１００）に推奨するＭＣＳを決定する。相手の通信装置に（ＯＦＤＭ通信装置１００）に推奨するＭＣＳは、ＭＣＳ割当情報として生成される。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８の処理内容は後で詳細に説明する。

【0036】

フレームデータ割当部１１０は、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を制御データに変換する。フレームデータ割当部１１０は、変換した制御データを制御フレームに格納し、サブキャリアに割り当てる。ＯＦＤＭデータ割当部１１１は、フレームデータ割当部１１０から出力されたサブキャリア情報を変調符号化することにより、ＯＦＤＭ送信信号を生成する。変調部１１２は、タイミング生成部１１３により生成されたタイミング情報に基づき、ＯＦＤＭ送信信号を変調する。変調部１１２は、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｆｏｒｍ）を実行することにより、ＯＦＤＭ送信信号を変調する。変調されたＯＦＤＭ送信信号は、有線伝送路１０１を介して相手の通信端末であるＯＦＤＭ通信装置１００に送信される。

【0037】

一方、相手の通信端末であるＯＦＤＭ通信装置１００も同様の処理を実行する。相手の通信端末であるＯＦＤＭ通信装置１００は、上述した方法と同様の方法で、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報をＯＦＤＭ送信信号に格納する。また、相手の通信端末であるＯＦＤＭ通信装置１００は、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を格納したＯＦＤＭ信号を送信する。

【0038】

［３］ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部の処理の流れ
図１０は、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８において実行される処理の内容を示すフローチャートである。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ＯＦＤＭデータ抽出部１０４において抽出された受信パイロット信号の情報を取得する。そして、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、受信パイロット信号に基づいて全サブキャリアに関する受信ＳＩＮＲを推定する（ステップＳ１０１）。つまり、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、各サブキャリアに関する推定ＳＩＮＲを算出する。ＯＦＤＭ受信信号の全サブキャリアには、既知のパイロット信号が埋め込まれている。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、受信パイロット信号の位相振幅を、既知の位相振幅と比較することにより、全サブキャリアについて受信ＳＩＮＲを推定することができる。

【0039】

次に、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲを基準に、既知の自端末の受信特性に基づき各サブキャリアに割り当てるＭＣＳを決定する（ステップＳ１０２）。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、図４で示したような自端末におけるＳＩＮＲと目標ＢＥＲとの対応テーブルを有している。この対応テーブルは、自端末の受信特性を表す。また、目標ＢＥＲは、予めＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８に設定される。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、対応テーブルおよび与えられた目標ＢＥＲを参照することにより、各サブキャリアについて、適応可能なＭＣＳを決定することができる。具体的には、ステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲ（推定ＳＩＮＲ）において、目標ＢＥＲを満たすＭＣＳがサブキャリアごとに決定される。ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、サブキャリアごとに、目標ＢＥＲを満たすＭＣＳを決定し、ＭＣＳ割当情報を生成する。

【0040】

次に、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、各サブキャリアについて、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳに要求されるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で推定した受信ＳＩＮＲとの差分を算出する。また、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、各サブキャリアについて、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳから、１つ上のＭＣＳに切り替わるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で推定した受信ＳＩＮＲとの差分を算出する（ステップＳ１０３）。

【0041】

図１４は、ＳＩＮＲ閾値とサブキャリアごとの受信ＳＩＮＲとのギャップを示す図である。図１４に示すＯＦＤＭ受信信号のサブキャリアのうち、周波数領域ＳＡに属するサブキャリアは、受信ＳＩＮＲが、６４ＱＡＭ（６４ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のＳＩＮＲ閾値を上回っている。しかし、周波数領域ＳＡに属するサブキャリアは、受信ＳＩＮＲが、２５６ＱＡＭ（２５６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のＳＩＮＲ閾値を下回っている。したがって、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０２において、周波数領域ＳＡに属するサブキャリアのＭＣＳとして、６４ＱＡＭの割当を決定する。

【0042】

図１４に示すＯＦＤＭ受信信号のサブキャリアのうち、周波数領域ＳＢに属するサブキャリアは、受信ＳＩＮＲが、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）のＳＩＮＲ閾値を上回っている。しかし、周波数領域ＳＢに属するサブキャリアは、受信ＳＩＮＲが、１６ＱＡＭ（１６ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のＳＩＮＲ閾値を下回っている。したがって、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０２において、周波数領域ＳＢに属するサブキャリアのＭＣＳとして、ＱＰＳＫの割当を決定する。同様の方法で、周波数領域ＳＢよりも高周波の領域のサブキャリアには、ＭＣＳとして、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）が割り当てられる。

【0043】

そして、上述したように、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳに要求されるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲとの差分を算出する。例えば、図１４におけるギャップＧＢは、周波数領域ＳＢにおけるサブキャリアに割り当てられたＱＰＳＫのＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分を示す。

【0044】

また、上述したように、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳから、１つ上のＭＣＳに切り替わるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲとの差分を算出する。例えば、図１４におけるギャップＧＡは、周波数領域ＳＡにおけるサブキャリアに割り当てられた６４ＱＡＭから１つ上のＭＣＳである２５６ＱＡＭのＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分を示す。

【0045】

なお、図１４においては、周波数領域ＳＡについては、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳ（つまり、６４ＱＡＭ）に要求されるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲとの差分を図示していないが、周波数領域ＳＡについても同様に、当該差分が求められる。また、図１４においては、周波数領域ＳＢについては、ステップＳ１０２で割り当てられたＭＣＳから、１つ上のＭＣＳ（つまり、１６ＱＡＭ）に切り替わるＳＩＮＲ閾値とステップＳ１０１で求めた受信ＳＩＮＲとの差分を図示していないが、周波数領域ＳＢについても同様に、当該差分が求められる。つまり、全てのサブキャリアについて、割り当てられたＭＣＳに要求されるＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分、および、１つ上のＭＣＳに切り替わるＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分が求められる。

【0046】

次に、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、全サブキャリアについて、ステップＳ１０３の算出が行われたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。全てのサブキャリアについてステップＳ１０３の算出が行われていない場合、ステップＳ１０１に戻り、次のサブキャリアについて、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３の処理を実行する。全てのサブキャリアについてステップＳ１０３の算出が行われた場合、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８における処理は、ステップＳ１０５に移行する。

【0047】

次に、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８は、ステップＳ１０２で決定されたＭＣＳ割当情報、および、ステップＳ１０３で算出したＳＩＮＲ閾値との差分情報を、各サブキャリアの情報としてフレームデータ割当部１１０に与える。ＳＩＮＲ閾値との差分情報は、上述したように、割り当てられたＭＣＳに要求されるＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分、および、１つ上のＭＣＳに切り替わるＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差分を含む。

【0048】

［４］フレームデータ割当部の処理の流れ
次に、フレームデータ割当部１１０の処理の内容について説明する。図１１は、フレームデータ割当部１１０において実行される処理の内容を示すフローチャートである。フレームデータ割当部１１０は、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８から、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を取得する（ステップＳ２０１）。フレームデータ割当部１１０は、取得したＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を、制御フレームに格納する（ステップＳ２０２）。フレームデータ割当部１１０は、上位レイヤから取得したデータと、ＳＩＮＲ閾値との差分情報およびＭＣＳ割当情報が格納された制御フレームとを含むフレームデータを生成する。フレームデータ割当部１１０は、フレームデータを、各サブキャリアに割り当てる。フレームデータ割当部１１０は、サブキャリア情報を、ＯＦＤＭデータ割当部１１１に出力する。

【0049】

ＯＦＤＭ割当部１１１は、フレームデータが割り当てられた各サブキャリアを、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６により取得したＭＣＳ割当情報に基づいて、指定されたＭＣＳで変調符号化する。これにより、フレームデータ割当部１１０により制御フレームに格納されたＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報は、ＯＦＤＭ割当部１１１において変調符号化される。サブキャリアに割り当てられ、指定されたＭＣＳで変調符号化された制御フレームは、変調部１１２において変調された後、ＯＦＤＭ信号として送信される。このようにして、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００から、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００に対して、ＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報が送信される。

【0050】

送信されたＯＦＤＭ信号は、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において受信される。そして、ＯＦＤＭ信号に含まれる制御フレームは、フレームデータ抽出部１０５において抽出され、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７に出力される。このように、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００のＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８において算出されたＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、決定されたＭＣＳ割当情報は、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００のパワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７において抽出される。

【0051】

［５］パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部の処理の流れ
次に、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７の処理の内容について説明する。図１２は、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７において実行される処理の内容を示すフローチャートである。パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、フレームデータ抽出部１０５がＯＦＤＭ受信信号から抽出した制御フレームを取得する。そして、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、通信相手の装置であるＯＦＤＭ通信装置１００が格納した各サブキャリアのＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、各サブキャリアのＭＣＳ割当情報を、受信した制御フレームから抽出する（ステップＳ３０１）。つまり、上述したように、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００のＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８において算出されたＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、決定されたＭＣＳ割当情報が、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において取得される。

【0052】

次に、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、ステップＳ３０１で抽出したＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６に与える（ステップＳ３０２）。パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、ステップＳ３０２の処理を全てのサブキャリアについて実行する。パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７は、全サブキャリアについてＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を抽出したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。全てのサブキャリアについてのＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を抽出していない場合は、ステップＳ３０１に戻り、次のサブキャリアについてステップＳ３０１～Ｓ３０２の処理を繰り返す。全てのサブキャリアについてのＳＩＮＲ閾値との差分情報、および、ＭＣＳ割当情報を抽出している場合には、処理を終了する。

【0053】

［６］送信パワー／ＭＣＳ制御部の処理の流れ
次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の処理の内容について説明する。図１３は、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６において実行される処理の内容を示すフローチャートである。送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７から取得したＭＣＳ割当情報に基づき、各サブキャリアにＭＣＳを割り当てる。具体的には、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、ＯＦＤＭデータ割当部１１１に対して、ＭＣＳ割当情報を与えて、各サブキャリアにＭＣＳを設定する。つまり、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において格納されたＭＣＳ割当情報に従って、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において、サブキャリアごとのＭＣＳが割り当てられる。また、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、上位レイヤから受け取ったデータをどのようにサブキャリアに割り当てるかを、フレームデータ割当部１１０へ指示する（ステップＳ４０１）。フレームデータ割当部１１０は、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の指示に基づき、上位レイヤから受け取ったデータを各サブキャリアに割り当てる。

【0054】

送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、全サブキャリアについてデータの割当処理が実行されたかを判定する（ステップＳ４０２）。全てのサブキャリアについてデータの割当処理が完了していない場合には、ステップＳ４０１に戻り、次のサブキャリアについてステップＳ４０１の処理を繰り返す。全てのサブキャリアについてデータの割当処理が完了した場合、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の処理はステップＳ４０３に移行する。

【0055】

次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、サブキャリアごとにステップＳ４０３～Ｓ４０６の処理を実行する。まず、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、処理対象のサブキャリアに低ＭＣＳが割り当てられるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。

【0056】

ここで、低ＭＣＳとは、符号化率の低いＭＣＳである。例えば、ＭＣＳが、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫの５つの符号化方法を含んでいる場合、低ＭＣＳは、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫ等を示す。いずれのＭＣＳを低ＭＣＳに区分するかは、ユーザにより設定可能とすればよい。あるいは、注水定理により、全てのＭＣＳから低ＭＣＳを決めることも可能である。

【0057】

次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７から取得したＳＩＮＲ閾値からの差分情報に基づいて、差分情報に対応する伝送パワーを、低ＭＣＳが割り当てられたサブキャリアの伝送パワーから削減する（ステップＳ４０４）。

【0058】

図１５は、サブキャリアごとに伝送パワーの増大および削減を行った後のＳＩＮＲを示す図である。図１５において、周波数領域ＳＢのサブキャリアの伝送パワーは、差分情報に対応する伝送パワーが削減された状態を示す。図１４における周波数領域ＳＢのサブキャリアは、伝送パワーが削減される前の状態を示し、図１５における周波数領域ＳＢのサブキャリアは、伝送パワーが削減された後の情報を示す。このように、周波数領域ＳＢのサブキャリアについては、割り当てられたＭＣＳであるＱＰＳＫに要求されるＳＩＮＲ閾値まで伝送パワーを削減させる。つまり、図１４に示した状態では、周波数領域ＳＢについては、割り当てられたＭＣＳであるＱＰＳＫに要求されるＳＩＮＲ閾値と受信ＳＩＮＲとの差だけ伝送パワーが無駄となっている。そこで、図１５で示すように、割り当てられたＭＣＳであるＱＰＳＫに要求されるＳＩＮＲ閾値まで伝送パワーを削減させることで、伝送パワーを別のサブキャリアに割り振ることが可能となる。

【0059】

次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、ステップＳ４０４で削減させたサブキャリアごとの伝送パワーを積算する（ステップＳ４０５）。送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、全サブキャリアについて、処理を終了したか否かを判定する（ステップＳ４０６）。全てのサブキャリアについて処理が終わっていない場合、ステップＳ４０３に戻り、次のサブキャリアについて処理を実行する。そして、次の処理対象のサブキャリアについて低ＭＣＳが割り当てられている場合には、伝送パワーの削減を行い、ステップＳ４０４において削減させた伝送パワーの積算を繰り返す。全サブキャリアについて処理が終了した場合には、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の処理はステップＳ４０７に移行する。

【0060】

次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、サブキャリアごとにステップＳ４０７～Ｓ４０９の処理を実行する。まず、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、処理対象のサブキャリアに高ＭＣＳが割り当てられるか否かを判定する（ステップＳ４０７）。

【0061】

ここで、高ＭＣＳとは、符号化率の高いＭＣＳである。例えば、ＭＣＳが、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫの５つの符号化方法を含んでいる場合、高ＭＣＳは、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭおよび１６ＱＡＭ等を示す。いずれのＭＣＳを高ＭＣＳに区分するかは、ユーザにより設定可能とすればよい。あるいは、上述したように、注水定理により、全てのＭＣＳから高ＭＣＳおよび低ＭＣＳを決めることも可能である。

【0062】

次に、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、ステップＳ４０５で求めた削減された伝送パワーの積算値を、高ＭＣＳが割り当てられているサブキャリアに分配する（ステップＳ４０８）。

【0063】

図１５は、サブキャリアごとに伝送パワーの増大および削減を行った後のＳＩＮＲを示す図である。図１５において、周波数領域ＳＡのサブキャリアは、差分情報に対応する伝送パワーが増大された様子を示す。図１４における周波数領域ＳＡのサブキャリアは、伝送パワーが増大される前の状態を示し、図１５における周波数領域ＳＡのサブキャリアは、伝送パワーが増大された後の情報を示す。このように、周波数領域ＳＡのサブキャリアについては、割り当てられたＭＣＳである６４ＱＡＭから１つ上のＭＣＳである２５６ＱＡＭのＳＩＮＲ閾値まで伝送パワーを増大させる。これにより、高ＳＩＮＲである周波数領域では、より符号化の高い通信を行うことを可能としている。

【0064】

送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、全サブキャリアについて、処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ４０９）。全てのサブキャリアについて処理が終わっていない場合、ステップＳ４０７に戻り、次のサブキャリアについて処理を実行する。そして、次の処理対象のサブキャリアについて高ＭＣＳが割り当てられている場合には、伝送パワーの増大を行う。全サブキャリアについて処理が終了した場合には、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６の処理は終了する。

【0065】

図１６は、サブキャリアごとに伝送パワーの増大および削減を行った後のＭＣＳの割当を示す図である。図１６の例では、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫが低ＭＣＳとして処理された状態を示す。図１６においては、低ＭＣＳである１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫにおいて伝送パワーの削減を行っている。つまり、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫにおいては、割り当てられたＭＣＳに要求されるＳＩＮＲ閾値まで伝送パワーを削減させている。図１４において、周波数領域ＳＬで示されるサブキャリアは、低ＭＣＳとして処理され、差分情報に対応する伝送パワーが削減される。そして、周波数領域ＳＬで示されるサブキャリアにおいて削減された伝送パワーの積算値が、高ＭＣＳに割り当てられる。なお、図１６で示した例では、図１４で示した１６ＱＡＭが割当てられたサブキャリアのうちの一部のサブキャリアが低ＭＣＳとして処理されている。つまり、１６ＱＡＭに割当てられたサブキャリアの周波数帯の中に高ＭＣＳと低ＭＣＳとの境界が設けられている場合を例に挙げている。

【0066】

図１６においては、高ＭＣＳである６４ＱＡＭ以上では伝送パワーの増大を行っている。図１６において、周波数領域ＳＨで示されるサブキャリアは、高ＭＣＳとして処理され、差分情報に対応する伝送パワーが増大される。なお、送信総電力の規定がある場合には、周波数領域ＳＨにおいては、周波数領域ＳＬにおいて削減された伝送パワーの積算値だけ伝送パワーを増大させることができる。周波数領域ＳＨにおいて、いずれのサブキャリアに優先して伝送パワーを割り当てるかは、適宜、ユーザにより設定可能とすればよい。なお、図１６で示した例では、図１４で示した１６ＱＡＭが割当てられたサブキャリアのうちの一部のサブキャリアが高ＭＣＳとして処理されている。上述したように、図１６の例では、１６ＱＡＭに割当てられたサブキャリアの周波数帯の中に高ＭＣＳと低ＭＣＳとの境界が設けられている。

【0067】

図１９は、図１４で示されるサブキャリアの伝送パワーを、図１６とは異なる周波数領域を境界として、伝送パワーの増大および削減を行った後のＭＣＳの割り当てを示す図である。図１９は、元々割当てられたＭＣＳ単位で高ＭＣＳと低ＭＣＳに割り振られる例を示している。図１９の例では、周波数領域ＳＬで示されるサブキャリアは、低ＭＣＳとして処理され、差分情報に対応する伝送パワーが削減される。一方、周波数領域ＳＨで示されるサブキャリアは、高ＭＣＳとして処理され、差分情報に対応する伝送パワーが増大される。具体的には、図１４において、１６ＱＡＭが割当てられるサブキャリア、つまり、ＳＩＮＲが１６ＱＡＭの閾値と６４ＱＡＭの閾値の間の値をとるサブキャリアの伝送パワーが削減されている。なお、図１３で示すフローチャートの処理は、図１９で示す伝送パワーの増大、削減を行う実施例である。

【0068】

このように、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、ステップＳ４０１において、まず、取得したＭＣＳ割当情報に基づいて、サブキャリアごとのＭＣＳを決定する。つまり、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において推奨されたＭＣＳ割当情報に基づいて、サブキャリアごとのＭＣＳを決定する。送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、さらに、ステップＳ４０８において、高ＭＣＳについては伝送パワーを増大させる。これにより、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６は、高ＭＣＳについては、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００において推奨されたＭＣＳ割当情報で指定されたＭＣＳから１つ上のレベルのＭＣＳを割り当てる。

【0069】

［７］実施の形態の通信システムのまとめ
以上説明した本実施の形態に係る通信システム５０におけるサブキャリアの伝送パワー（電力パワー）調整および適応変調の要点は以下のとおりである。以下の（Ａ）サブキャリアの伝送パワーの調整、（Ｂ）ＳＩＮＲ適応、および、（Ｃ）ダイナミックＡＭＣ適応は、単独あるいは複合的に実行される。

【0070】

（Ａ）サブキャリアの伝送パワーの調整
＜ａ＞受信機は第１のＭＣＳに対応する第１のＳＩＮＲ閾値よりも小さい第１のＳＩＮＲを有する第１のサブキャリアを検知する。
＜ｂ＞受信機は第２のＭＣＳに対応する第２のＳＩＮＲ閾値よりも大きい第２のＳＩＮＲを有する第２のサブキャリアを検知する。
＜ｃ＞送信機は第１のＳＩＮＲが第１のＳＩＮＲ閾値に到達するように、第１のサブキャリアに対する伝送パワーを増大させる。
＜ｄ＞送信機は第２のＳＩＮＲが第２のＳＩＮＲ閾値に低下するように、第２のサブキャリアに対する伝送パワーを削減させる。
＜ｅ＞送信機は第１のサブキャリアに第１のＭＣＳを割り当てる。

【0071】

ここで、第１（第２）のＭＣＳに対応する第１（第２）のＳＩＮＲ閾値とは、第１（第２）のＭＣＳでマルチキャリア変調を利用した通信を行った場合に、与えられた目標ＢＥＲを満たすためのＳＩＮＲの閾値である。

【0072】

上記の手続き＜ｃ＞において、第１のサブキャリアの周波数は、第２のサブキャリアの周波数よりも小さい。反対に、第１のサブキャリアの周波数は、第２のサブキャリアの周波数よりも大きくてもよい。

【0073】

そして、上記の実施の形態においては、まず、＜ｄ＞のプロセスを行うことによって第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させている。続いて、＜ｃ＞のプロセスを行うことによって第１のサブキャリアの伝送パワーを増大させている。このとき、第２のサブキャリアの伝送パワーを削減させることによって、余った伝送パワーが第１のサブキャリアに割り当てられる。第２のサブキャリアとして、複数のサブキャリアの伝送パワーを削減させた場合には、それら削減された伝送パワーが積算される。そして、積算された伝送パワーが第１のサブキャリアの伝送パワーに割り当てられる。第１のサブキャリアとして複数のサブキャリアの伝送パワーが増大される場合には、これら複数のサブキャリアに積算された伝送パワーが割り振られる。これにより、送信総電力の規定がある場合であっても、送信総電力の範囲内で低ＭＣＳと高ＭＣＳの伝送パワーを調整することができる。

【0074】

各ＭＣＳは、所望の伝送特性を満たす目標ＢＥＲを達成するＳＩＮＲの下限値（ＳＩＮＲ閾値）を必要とする。有線伝送路の周波数の変化により、殆どのサブキャリアのＳＩＮＲは、適用されているＭＣＳに対応するＳＩＮＲ閾値からのギャップを有している。受信機は、各サブキャリアについて、実際のＳＩＮＲ（受信ＳＩＮＲ）とＳＩＮＲ閾値との間のギャップを算出する。そして、送信機は、高い処理能力のあるＭＣＳが高い受信特性を有するサブキャリアに割り当てられるように、伝送パワーの増大あるいは削減をさせることによって各サブキャリアにおけるギャップを再分配する。これにより、適用されているＭＣＳが１段上のＭＣＳにレベルアップされる（例えば６４ＱＡＭから２５６ＱＡＭへのレベルアップ）。結果として、高い伝送特性が実現される。

【0075】

上述したように、どのサブキャリアを低ＭＣＳとして伝送パワーを削減し、どのサブキャリアを高ＭＣＳとして伝送パワーを増大させるかの判断は、ユーザにより設定可能とすればよい。ユーザは、例えば、２５６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭを高ＭＣＳとして設定し、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫを低ＭＣＳとして設定する。あるいは、ユーザは、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭおよび１６ＱＡＭを高ＭＣＳとして設定し、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫを低ＭＣＳとして設定する。これらは一例であり、ユーザは自由に高ＭＣＳと低ＭＣＳの境界を設定することができる。

【0076】

電力の配分方法としては、各通信装置の通信品質（例えばＳＩＮＲ）の逆数に応じて電力を配分することで最大のチャネル容量が得られる注水定理が知られている。つまり、低ＭＣＳにおいて削減される伝送パワーの積算値が、高ＭＣＳに割り当てられることによって、伝送効率が最適化されるように、注水定理を利用して高ＭＣＳと低ＭＣＳが判定されてもよい。

【0077】

また、本実施の形態においては、ＭＣＳとして、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫを例に挙げているが、これは一例であり、他のＭＣＳを利用することももちろん可能である。

【0078】

（Ｂ）ＳＩＮＲ適応
＜ａ＞受信機がサブキャリアごとのＳＩＮＲを推定する。
＜ｂ＞受信機がサブキャリアごとに適切なＭＣＳを割り当てる。
＜ｃ＞受信機が送信機に割り当てたＭＣＳの情報を送信する。

【0079】

受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００は、サブキャリアごとのＳＩＮＲを推定する。そして、受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００は、自端末の既知の受信特性に基づいて、サブキャリアごとに目標ＢＥＲを満たすＭＣＳを割り当てる。ＯＦＤＭ通信装置１００は、ＭＣＳ割当情報を、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００に送信する。これにより、送信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００は、受信したＭＣＳ割当情報に基づいて、サブキャリアごとのＭＣＳを設定する。これにより、ＯＦＤＭ通信装置１００間では、受信ＳＩＮＲに応じた最適なＭＣＳが決定される。複数のＯＦＤＭ通信装置１００が通信を行っている場合であって、実際に通信を行う２つのＯＦＤＭ通信装置１００間のＳＩＮＲに基づいて最適なＭＣＳが決定される。通信システム５０内に、受信特性が悪く、ＳＩＮＲが低いＯＦＤＭ通信装置１００が存在した場合であっても、通信システム５０全体に、その低いＳＩＮＲが影響することがない。

【0080】

（Ｃ）ダイナミックＡＭＣ（適応変調符号：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）
受信機として機能するＯＦＤＭ通信装置１００は、自装置（ＯＦＤＭ通信装置１００）の受信特性、および／または、有線伝送路１０１の周波数特性の変化に応じて、伝送パワーが増大されたサブキャリア、または、伝送パワーが削減されたサブキャリアに適当なＭＣＳを割り当てる。つまり、通信相手との伝送路特性に応じて動的に、サブキャリアの伝送パワーの増大および削減を行うとともに、最適なＭＣＳを設定する。ＯＦＤＭ通信装置１００の設置後に、装置および伝送方法の調整は不要であり、高い伝送特性が実現される。

【0081】

［８］その他の実施の形態
上記の実施の形態において、図９で示したＯＦＤＭ通信装置１００の各機能部、つまり、ハイブリッドユニット１０２、復調部１０３、ＯＦＤＭデータ抽出部１０４、フレームデータ抽出部１０５、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６、パワー調整／ＭＣＳ割当情報抽出部１０７、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８、フレームデータ割当部１１０、ＯＦＤＭデータ割当部１１１、変調部１１２、タイミング生成部１１３、および、上位レイヤ１２０は、ハードウェアで構成される場合を例に説明した。他の構成として、各機能部１０２～１０８，１１０～１１３および１２０の一部または全部がソフトウェアで実現されてもよい。

【0082】

各機能部１０２～１０８，１１０～１１３および１２０の一部または全部がソフトウェアで実現される場合、ＯＦＤＭ通信装置１００は、図１７に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、記憶装置２０３および外部インタフェース２０４から構成される。

【0083】

記憶装置２０３は、プログラム２０５を備える。プログラム２０５は、図９で示した各機能部１０２～１０８，１１０～１１３および１２０の一部または全部を実行可能なプログラムである。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２等のハードウェア資源を利用してプログラム２０５を実行することにより、図９で示した各機能部１０２～１０８，１１０～１１３および１２０の一部または全部を実現可能である。記憶装置２０３は、ハードディスクやＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等が利用される。また、プログラム２０５は、外部インタフェース２０４を介して記憶媒体２０６に格納されていてもよい。

【0084】

上記実施の形態においては、本実施の形態のＯＦＤＭ通信装置１００が車両５に搭載される場合を例に説明した。本実施の形態のＯＦＤＭ通信装置１００が搭載される対象は特に限定されないが、自動車または原動機付乗物等、エンジン等の原動機を備え、ノイズが発生する乗物に利用された場合に特に効果を奏するものである。

【0085】

［９］請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明する。上記の実施の形態では、ＯＦＤＭ通信装置１００が送信機および受信機の例である。上記の実施の形態では、ＳＩＮＲ解析／適応変調制御部１０８が、推定部、割当部の例である。上記の実施の形態では、送信パワー／ＭＣＳ制御部１０６が、パワー調整部の例である。上記の実施の形態では、フレームデータ割当部１１０、ＯＦＤＭデータ割当部１１１、変調部１１２およびハイブリッドユニット１０２が、送信部の例である。

【0086】

本発明の実施の形態について具体的な図面を参照しながら、前述のとおり説明したが、本発明は、開示された実施の形態に限定されるものではなく、後述のクレームにより言及および定義される発明の本質を維持しながら、種々の再配置、変形および代用が可能である。

【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】

【図19】