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公開番号2023043653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-29
出願番号2021151380
出願日2021-09-16
発明の名称無線通信装置
出願人日本放送協会
代理人個人
主分類H04B 7/0456 20170101AFI20230322BHJP(電気通信技術)
要約【課題】SVD-MIMO方式の伝送システムにおいて、合計変調ビット数を適切に切り替えることで、誤りが発生し難く、かつ最大の伝送レートを得る。
【解決手段】無線通信装置2の適応制御決定部21のビット・電力配分制御部100-iは、合計変調ビット数N_iについて、各固有モードの電力配分後のMERマージンが等しく、かつ当該MERマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。符号化率選択部42-iは、合計変調ビット数N_iについて、テーブル43を用いて、MERマージンが所要MERマージンを上回る符号化率を抽出し、実効伝送ビット数が最大の符号化率を選択する。最大伝送効率選択部44は、合計変調ビット数N₁,・・・,N_Iのうち、実効伝送ビット数が最大のものを選択し、これに対応する変調方式の組み合わせ、電力配分比率及び符号化率を選択する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
情報ビット系列に対し、所定の符号化率にて誤り訂正符号化が行われ、固有モードの振り分けが行われ、各固有モードの情報ビットに対し、所定の変調方式の組み合わせにて変調が行われ、所定の電力配分比率にて送信電力が配分されることで、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output）方式にて送信が行われる際の、前記符号化率、前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定する無線通信装置であって、
前記各固有モードの情報ビットの合計を合計変調ビット数とし、前記固有モードの品質の程度を初期ＭＥＲ（Modulation Error Ratio：変調誤差比）とし、所定のＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を達成する値をＭＥＲ閾値とし、前記初期ＭＥＲと前記ＭＥＲ閾値との間の差をＭＥＲマージンとし、前記合計変調ビット数及び前記符号化率の積を実効伝送ビット数として、
前記合計変調ビット数、前記変調に用いる前記変調方式の組み合わせ、前記送信電力の配分に用いる前記電力配分比率、及び前記誤り訂正符号化に用いる前記符号化率を決定する適応制御決定部を備え、
前記適応制御決定部は、
複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、各固有モードの電力配分後の前記ＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を決定するビット・電力配分制御部と、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記ビット・電力配分制御部により前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率が決定されたときの最大の前記ＭＥＲマージンが予め設定された所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率であって、かつ前記実効伝送ビット数が最大となる前記符号化率を選択する符号化率選択部と、
前記複数の合計変調ビット数のうち、前記符号化率選択部により前記符号化率が選択されたときの前記複数の合計変調ビット数のそれぞれに対応する最大の前記実効伝送ビット数の中で最大値に対応する前記合計変調ビット数を選択し、前記ビット・電力配分制御部により当該合計変調ビット数について決定された前記変調方式の組み合わせ及び前記電力配分比率を選択し、前記符号化率選択部により当該合計変調ビット数について選択された前記符号化率を選択する最大伝送効率選択部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記適応制御決定部は、さらに、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、前記符号化率、前記実効伝送ビット数及び前記所要ＭＥＲマージンの組み合わせを保持するテーブルを備え、
前記符号化率選択部は、
前記複数の合計変調ビット数のそれぞれについて、最大の前記ＭＥＲマージンと前記テーブルに保持された前記所要ＭＥＲマージンとを比較し、前記ＭＥＲマージンが前記所要ＭＥＲマージンを上回る前記符号化率を前記テーブルから抽出し、抽出した前記符号化率について、前記テーブルに保持された前記実効伝送ビット数を比較し、前記実効伝送ビット数が最大の前記符号化率を選択する、ことを特徴とする無線通信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input and Multiple Output：多入力多出力）固有モード伝送システムに係り、特に、各固有モードへ割り当てる変調方式等を適応的に制御する無線通信装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
番組素材伝送用の無線伝送装置はＦＰＵ（Field Pickup Unit）と呼ばれており、番組の中継、映像または取材した映像を放送局へ送信する装置として重要になっている。特に、駅伝、マラソン等の番組中継では、移動する中継車からの映像及び音声を伝送するために必須なものとなっている。
【０００３】
従来、ＦＰＵの伝送方式としてＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output）方式の検討が進んでいる（例えば特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００４】
ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式では、伝搬路行列を特異値分解して得られるウェイトを用いて、ＭＩＭＯ伝搬路を固有モードと呼ばれる単一伝搬路に変換し、各固有モードの品質に応じて、各固有モードの変調方式及び電力配分を適応的に制御する。これにより、大容量の伝送を実現することができる。
【０００５】
図７は、特許文献１に記載されたＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による従来技術の適応変調手法を説明する図である。無線通信装置に備えたビット・電力配分制御部１００は、電力配分算出部１０１、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio：変調誤差比）マージン算出部１０２及び変調方式・電力決定部１０３を備えている。固有モード全体で伝送する変調ビット数の合計は固定である。
【０００６】
ビット・電力配分制御部１００は、各固有モードの初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差をＭＥＲマージンとして、各固有モードの電力配分後のＭＥＲマージンが等しく、かつ当該ＭＥＲマージンが最大のときの変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。
【０００７】
初期ＭＥＲは、固有モードの品質の程度を表す値であり、伝搬路行列を特異値分解することによって得られる固有値に基づいて算出する方法、トレーニング信号を用いて等電力配分時のＭＥＲを通信中に測定する方法等により得ることができる。ＭＥＲ閾値は、所定のＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を達成する値である。ＭＥＲマージンは、前述のとおり、初期ＭＥＲとＭＥＲ閾値との間の差であり、その値が大きいほど、ＢＥＲが低いことを意味する。
【０００８】
電力配分算出部１０１は、初期ＭＥＲ及びＭＥＲ閾値に基づいて電力配分比率を算出し、ＭＥＲマージン算出部１０２は、電力配分比率に基づいてＭＥＲマージンを算出する。そして、変調方式・電力決定部１０３は、全ての変調方式の組み合わせに対するＭＥＲマージンに基づいて、最大のＭＥＲマージンが得られる変調方式の組み合わせ及び電力配分比率を決定する。尚、ビット・電力配分制御部１００の詳細については、特許文献１を参照されたい。
【０００９】
図８は、従来技術の適応変調手法におけるＭＥＲマージンの計算結果例を説明する図である。４つの固有モードを用いるＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムにおいて、固有モード全体で伝送する変調ビット数の合計は１６ビット、各固有モードで伝送する変調ビット数の最大値を１０とする。この場合、変調方式の組み合わせは４８通り存在する。
【００１０】
説明を簡単にするため、変調方式の組み合わせは、以下の（１）～（３）の３通りから選択される場合を考える。
（１）変調ビット数：10ビット（変調方式：1024QAM），6ビット（64QAM）
（２）7ビット（128QAM），5ビット（32QAM），4ビット（16QAM）
（３）6ビット（64QAM），5ビット（32QAM），3ビット（8QAM），2ビット（QPSK）
（【００１１】以降は省略されています）

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