JP7248977B2 - 通信制御装置および通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信制御装置および通信制御方法に関する。

近年、車両が搭載する各種機器の制御をケーブル等を介した有線方式に代えて、無線通信方式で行うことが提案されている。これにより、車内における配線の手間やコスト等を削減することができる。

ところが、従来の車両内に搭載される無線通信方式の通信装置では、車種や乗車人数等によって通信データの伝搬特性が大きく変化し、通信の信頼性等に影響を及ぼす。
このような車内の電波伝搬特性に適応し得る通信技術が種々提案されている（例えば、特許文献１等）。
特許文献１等で提案される通信技術によれば、上述のような環境下において通信データの信頼性向上が期待される。

特開２０１０－１３００５０号公報

ところが、従来の技術では、電波伝搬特性を推定する際にリファレンス信号等を用いるためオーバーヘッドを生じ、通信データの遅延を生じるという不都合がある。
特に、車両において通信データの遅延が発生すると、制御対象としての各種機器の動作遅延等の原因となり、利便性や安全性に影響を与えるという問題がある。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することができる通信制御装置および通信制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の通信制御装置は、拡散符号系列を送るタイミングで変調され、受信側で当該符号系列を相関検出する無線システムの通信制御装置であって、受信側において、通信データのターボ復号前にＰＰＭスロット毎の対数尤度比の分布パターンを算出し、当該分布パターンに基づいて、ＰＰＭにおける方式パラメータを調整することを要旨とする。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持するとともに、遅延を抑制することができる。

請求項２に記載の通信制御装置は、請求項１に係る発明において、受信した高周波信号から目的のＰＰＭ信号を取り出す受信ＲＦ部と、取り出したＰＰＭ信号からターボ符号語ビット単位の尤度を計算するＰＰＭ復調部と、前記ターボ符号語ビット単位の尤度のターボ復号前に、前記ＰＰＭスロット毎の尤度を計算し、対数尤度比の分布パターンを求める環境推定部と、前記対数尤度比の分布パターンに基づいてＰＰＭにおける方式パラメータを設定するパラメータ設定部と、前記ターボ符号語ビット単位の尤度所定の信号波をターボ復号して元の通信データを取得するターボ復号部とを備えることを要旨とする。
これにより、受信状況に応じて最適な通信パラメータの制御が可能となる。

請求項３に記載の通信制御装置は、請求項２に係る発明において、外部から入力される所定の通信データをターボ符号化するターボ符号化部と、前記パラメータ設定部で設定された方式パラメータに基づいて、ターボ符号化された前記所定の通信データをＰＰＭ変調するＰＰＭ変調部と、ＰＰＭ変調された通信データを高周波信号に変換して送信する送信ＲＦ部とを備えることを要旨とする。
これにより、指定された通信パラメータでデータ送信することによって通信信頼性向上や通信遅延抑制が可能となる。

請求項４に記載の通信制御装置は、請求項１から請求項３の何れか１項に係る発明において、前記方式パラメータは、変換多値数、スロット時間長、ガード時間長、拡散符号系列長、誤り訂正符号の符号化率の何れか一つを含むことを要旨とする。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することを実現できる。

請求項５に記載の通信制御装置は、請求項１から請求項４の何れか１項に係る発明において、通信データの送受信に適用される通信フレームは、同期用ヘッダであるＳＨＲと、物理層ヘッダであるＰＨＲおよびペイロードから構成され、前記ＰＨＲおよび前記ペイロードを構成する２５６シンボルの各シンボル（ＰＰＭシンボル）を８個のタイムスロットおよびガード時間（ＧＴ）で構成することを要旨とする。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することを実現できる。

請求項６に記載の通信制御装置は、請求項２から請求項４の何れか１項に係る発明において、前記パラメータ設定部は、前記環境推定部で求めた対数尤度比の分布パターンの形状と、予め取得した判定用の分布パターンの形状とを照合し、その照合結果に応じてＰＰＭにおける方式パラメータを設定することを要旨とする。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することを比較的容易に実現できる。

請求項７に記載の通信制御装置は、請求項６に係る発明において、前記パラメータ設定部は、前記環境推定部で求めた対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが２つ有る二峰性を呈する場合には、電波環境は良好であると判定して当該電波環境に対応する方式パラメータを設定し、前記環境推定部で求めた対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが１つ有る単峰性またはピークが３つ以上有る多峰性を呈する場合には、電波環境は悪化と判定して当該電波環境に対応する方式パラメータを設定することを要旨とする。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することを比較的容易に実現できる。

請求項８に記載の通信制御方法は、受信電波から目的のＰＰＭ信号を取り出す受信過程と、取り出したＰＰＭ信号を所定の信号波に復元するＰＰＭ復調過程と、前記所定の信号波のターボ復号前に、前記ＰＰＭスロット毎の尤度を計算し、対数尤度比の分布パターンを求める環境推定過程と、前記対数尤度比の分布パターンに基づいてＰＰＭにおける方式パラメータを設定するパラメータ設定過程と、前記所定の信号波をターボ復号して元の通信データを取得するターボ復号過程とを有することを要旨とする。
これにより、無線通信の送信処理における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することができる。

請求項９に記載の通信制御方法は、請求項８に係る発明において、外部から入力される所定の通信データをターボ符号化するターボ符号化過程と、前記パラメータ設定部で設定された方式パラメータに基づいて、ターボ符号化された前記所定の通信データをＰＰＭ変調するＰＰＭ変調過程と、ＰＰＭ変調された通信データを送信する送信過程とを有することを要旨とする。
これにより、無線通信の送信処理における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することができる。

本発明によれば、無線通信における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することができる通信制御装置および通信制御方法を提供することができる。

実施形態に係る通信制御装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る通信制御装置に適用される通信データの通信フレーム構成例を示す説明図である。 ＰＰＭシンボルの構成例を示す説明図である。 実際の信号波形例を示す波形図である。 二峰性を呈する尤度分布の例を示すグラフ（ａ）～（ｃ）である。 二峰性以外を呈する尤度分布の例を示すグラフ（ａ）～（ｃ）である。 ８値パルス位置変調における方式パラメータ最適化の例を示す説明図（ａ）、（ｂ）である。 実施形態に係る通信制御装置で実行される方式パラメータ設定処理の処理手順の例を示すフローチャートである。 ペイロードの系列長を変更した例を示す説明図（ａ）～（ｃ）である。

実施形態に係る通信制御装置Ｍ１について図１～図５を参照して説明する。
（通信制御装置の構成例）
図１を参照して、実施形態に係る通信制御装置Ｍ１の構成例について説明する。図１は、実施形態に係る通信制御装置Ｍ１の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る通信制御装置Ｍ１は、一例として、超広帯域無線（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ））を利用したターボ符号化パルス位置変調（ＰＰＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ））方式の通信制御装置（無線機）であり、受信側において、通信データのターボ復号前にＰＰＭスロット毎の対数尤度比の分布パターンを算出し、この分布パターンに基づいて、ＰＰＭにおける方式パラメータを調整するようになっている。

より具体的には、図１のブロック図に示すように、通信制御装置Ｍ１は、受信した高周波信号から目的のＰＰＭ信号を取り出す受信ＲＦ部１００と、取り出したＰＰＭ信号からターボ符号語ビット単位の尤度を計算するＰＰＭ復調部１０１と、ターボ符号語ビット単位の尤のターボ復号前に、ＰＰＭスロット毎の尤度を計算し、対数尤度比の分布パターンを求める環境推定部１０３と、対数尤度比の分布パターンおよびヘッダ情報Ｄ１に基づいてＰＰＭにおける方式パラメータＤ２を設定するパラメータ設定部１０４と、ターボ符号語ビット単位の尤度をターボ復号して元の通信データを取得するターボ復号部１０２とを備える。
なお、環境推定部１０３、パラメータ設定部１０４等は、マイクロコンピュータ等で構成される。

通信制御装置Ｍ１は、さらに、外部から入力される所定の通信データをターボ符号化するターボ符号化部１０５と、パラメータ設定部１０４で設定された方式パラメータＤ２に基づいて、ターボ符号化された所定の通信データをＰＰＭ変調するＰＰＭ変調部１０６と、ＰＰＭ変調された通信データを送信する送信ＲＦ部１０７とを備える。
なお、図１において符号２００は、送受信に兼用されるアンテナである。
ここで、本実施形態に係る通信制御装置Ｍ１の動作概要について説明する
まず、アンテナ２００および受信ＲＦ部１００を介して受信された高周波信号は、ＰＰＭ復調部１０１で復調できる信号に変換される。

ＰＰＭ復調部１０１では、通信データのＰＨＲ＋ペイロード区間（後出の図２等参照）において、シンボルごとにＰＰＭスロット単位で拡散符号系列との相関値を計算し、その相関値をもとにターボ復号部１０２へ渡す軟値を計算する。
なお、ＰＨＲは、ペイロード（Ｐａｙｒｏａｄ）の方式通知などの制御情報伝送用の信号である。
また、後出の図２等に示すように、通信データのヘッダ部には、ＰＨＲの前に、フレーム同期用のＳＨＲ（Ｓｈｏｒｔ Ｈｅａｄｅｒ）が格納されている。
ターボ復号部１０２では、この軟値をもとに復号処理を行い、復号結果はＣＲＣによる誤り検出を行ってデータ受信の成功または失敗を確認する。

次いで、環境推定部１０３では、ＰＰＭ復調部１０１で計算された時間スロットごとの相関値を用いて、ＰＰＭスロット単位で信号の有無についての対数尤度比を計算し、通信データのＰＨＲ及びペイロード全体で得られた対数尤度比から対数尤度比の分布を求める。
続いて、この分布の形状に基づいて電波伝搬環境の推定を行う。

次いで、データ受信の成功、失敗に対応するＡＣＫ／ＮＡＣＫと併せて、環境推定部１０２から電波伝搬環境推定値または適切な方式パラメータをパラメータ設定部１０４で設定して、ＰＰＭ変調部１０６等の送信側へ送る。もしくは、物理層ヘッダの方式パラメータは固定として、物理層方式ヘッダの送信データとして設定された方式パラメータをＰＰＭ変調部１０６等の送信側へ送る。

そして、電波伝搬環境推定値が送られた場合には、ＰＰＭ変調部１０６等の送信側はその推定値に基づいて方式パラメータＤ２を変更（調整）して次データの送信処理または再送処理を行う。
ここで、受信側で尤度比によって制御する通信パラメータが決まった場合に、その通信パラメータを相手方に通知する必要がある。そこで、本実施形態に係る通信制御装置Ｍ１では、ＡＣＫもしくはＮＡＣＫなどの応答情報に、制御する通信パラメータ情報を入れて相手側に送信し、情報を共有することにより信頼性が高く、低遅延の通信を実現している。

調整可能な方式パラメータＤ２としては、変換多値数、スロット時間長、ガード時間長、拡散符号系列長、誤り訂正符号の符号化率等の何れか一つを含むようにできる。なお、方式パラメータＤ２の例示については後述する。
これにより、無線通信における通信データの信頼性を維持するとともに、遅延を抑制することができる。

（通信フレーム構成等について）
次に、図２～図４を参照して、通信制御装置Ｍ１の通信に適用される通信データの通信フレーム構成等の一例について説明する。
ここで、図２は、実施形態に係る通信制御装置Ｍ１に適用される通信データの通信フレーム構成を示す説明図、図３は、ＰＰＭシンボルの構成例を示す説明図、図４は、実際の信号波形例を示す波形図である。

図２等に示すように、通信制御装置Ｍ１に適用される通信データの通信フレームは、同期用ヘッダであるＳＨＲ（Ｓｈｏｒｔ Ｈｅａｄｅｒ）と物理層ヘッダであるＰＨＲ（ＰＨＹ Ｈｅａｄｅｒ：ペイロードの方式通知などの制御情報伝送用のヘッダ）およびデータ伝送用のペイロード（Ｐａｙｌｏａｄ）から構成される。
ＳＨＲは、例えば４．０６μ秒とされ、同期を取りや易くするために１２７ｃｈｉｐｓを４回繰り返す構成になっている。

また、ＰＨＲ＋ペイロードは、例えば５８５μ秒とされ、２５６シンボルと符号語テイル４シンボルから構成され、１シンボルは８ＰＰＭに対応すべく１スロットが３１ｃｈｉｐｓで構成される８つのタイムスロットとガードタイム（ＧＴ）で構成されている（図３参照）。
なお、通信制御装置Ｍ１に適用される通信データの通信フレーム構成では、通信環境推定用の信号区間は無いので、従来のように電波伝搬特性を推定する際にリファレンス信号等を用いる場合に比して、信号長を短縮できる。これにより、通信データの遅延を抑制することができる。
図３に示すＰＰＭシンボルの構成例は、８値パルス位置変調（８ＰＰＭ）の例である。
この構成例では、１シンボルで３ビットを送信する。１シンボルは、８つのスロットと１つのガード時間（ＧＴ）で構成される。
そして、送信する３ビットに応じて、スロットを選択する。図３では、スロットＴ１が選択された場合を示す。
これにより、選択されたスロットで拡散符号系列が送信される。

（相関値に基づく尤度計算について）
実施形態に係る通信制御装置Ｍ１は、環境推定部１０３において、相関値に基づく尤度計算を行う。
具体的には、数１の式により、８値パルス位置変調（８ＰＰＭ）のスロット単位の対数尤度比Ｌ（Ｔｉ）を算出する。

数１で得られたスロット単位の対数尤度比は、数２の式により、ビット単位の対数尤度比Ｌ（ｂｋ）に変換して、ターボ復号部１０２に入力される。
そして、算出したスロット単位の対数尤度比Ｌ（Ｔｉ）の分布を観測することで方式パラメータを調整する。

具体的には、パラメータ設定部１０４は、環境推定部１０３で求めた対数尤度比Ｌ（Ｔｉ）の分布パターンの形状と、予め取得した判定用の分布パターンの形状とを照合し、その照合結果に応じてＰＰＭにおける方式パラメータを設定する。

より具体的には、パラメータ設定部１０４は、環境推定部１０３で求めた対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが２つ有る二峰性を呈する場合には、電波環境は良好であると判定して、この電波環境に対応する方式パラメータを設定する。

即ち、対数尤度比の分布について、明確な二峰性を呈する場合には、良好なＳＮＲが得られる拡散符号系列および遅延広がりに適したガード時間を使用し、ガード時間や拡散符号系列の短縮によってフレーム長の短縮を図ることができ、通信データの低遅延化を実現することができる。

また、環境推定部１０３で求めた対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが１つ有る単峰性またはピークが３つ以上有る多峰性を呈する場合には、電波環境は悪化と判定して、この電波環境に対応する方式パラメータを設定する。

即ち、対数尤度比の分布パターンの形状が単峰性の場合には、ＳＮＲが低いことから拡散符号系列を長いものに変更する、或いは誤り訂正符号の符号化率や変調多値数を下げる等により高信頼化を図る。

また、対数尤度比の分布パターンの形状が多峰性の場合には、外来する干渉波またはシンボル間干渉の影響があることから、ガード時間を長くする、或いは拡散符号系列を長くする（例えばタイムホッピング系列を併用するなど）等により高信頼化を図る。

対数尤度比の分布パターンの形状を分類する規範としては、固定のテーブルを持つ方法や、機械学習（決定木等）によって車種ごとに分類規範を作るようにしてもよい。この場合、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号を付与して学習データを収集するようにしてもよい。
（尤度分布の例）
ここで、図５および図６に、対数尤度比の分布パターンの例を示す。
図５（ａ）～（ｃ）は、二峰性を呈する尤度分布の例を示すグラフである。

図５（ａ）は、ＳＮＲ＝６ｄＢの場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、２つの混合ガウス分布で、分散が比較的小さく、図示するような二峰性を呈している。
図５（ｂ）は、ＳＮＲ＝３ｄＢの場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、図５（ａ）ほど明瞭では無いが、確認可能な二峰性を呈している。

図５（ｃ）は、ＳＮＲ＝０ｄＢの場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、２つの混合ガウス分布で、分散が比較的大きく、図５（ａ）および図５（ｂ）と比較すると、非常に弱い二峰性を呈している。
このうち、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すような二峰性を呈する対数尤度比の分布パターンは、本発明者等の研究により、通信環境が比較的良好な場合と良く一致することが確認されている。

そこで、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すような二峰性を呈する対数尤度比の分布パターンが取得された場合には、例えば、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、拡散符号系列長を短く（例えば、３１ｃｈｉｐｓから１５ｃｈｉｐｓなどに変更）するなどして、方式パラメータの最適化を行うことにより、通信時間の短縮（低遅延化）を図ることができる。
一方、図６（ａ）～（ｃ）は、二峰性以外を呈する尤度分布の例を示すグラフである。

図６（ａ）は、ＳＮＲ＝６ｄＢで電波干渉が有る場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、多数の混合ガウス分布で、分散が比較的小さく、図示するように３つ以上のピークが有る多峰性を呈している。

図６（ｂ）は、ＳＮＲ＝３ｄＢで電波干渉が有る場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、図示するように１つのピークが有る低尖度の単峰性を呈している。

図６（ｃ）は、ＳＮＲ＝０ｄＢで電波干渉が有る場合の対数尤度比の分布パターンの例であり、多数の混合ガウス分布で、分散が比較的大きく、図示するように１つのピークが有る低尖度の単峰性を呈している。

これらのうち、単峰性を呈する対数尤度比の分布パターンは、本発明者等の研究により、通信環境が比較的不良な場合と良く一致することが確認されている。

そこで、このような単峰性を呈する対数尤度比の分布パターンが取得された場合には、例えば、拡散符号系列長を長くする（例えば、３１ｃｈｉｐｓから１２７ｃｈｉｐｓなど）などして、通信失敗を減らすようにする。多峰性を呈する対数尤度比の分布パターンが取得された場合には、拡散符号系列長を長くするなどして、通信失敗をより減らすようにすることもできる。
このように、対数尤度比の分布パターンに応じて方式パラメータを調整して、無線通信の送信処理における通信データの信頼性を維持すると共に、遅延を抑制することができる。

（方式パラメータの例）
以下に、電波環境に応じて変更し得る方式パラメータを例示する。
イ）変調多値数
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、多値数を増やして（伝送量が増える）、通信時間を短縮（低遅延化）する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、多値数を減らし（伝送量が減る）、通信し易くする。

ロ）ガード時間長（ＧＴ）
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、ＧＴを短くして、通信時間を短縮する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、ＧＴを長くして、反射波などの干渉影響を軽減して、通信し易くする。
ハ）拡散符号系列長
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、拡散符号系列長を短くして（例えば、３１ｃｈｉｐｓから１５ｃｈｉｐｓなどにして）、通信時間を短くする（低遅延化）。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、拡散符号系列長を長くして（例えば、３１ｃｈｉｐｓから１２７ｃｈｉｐｓなどにして）、通信失敗を減らす。

ニ）誤り訂正符号の符号化率等
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、符号化率を上げて（誤り訂正用の冗長ビットが減る）、通信時間を短くする（低遅延化）。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、符号化率を下げて（誤り訂正用の冗長ビットが増える）、通信失敗を減らす。
ホ）送信電力を変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、送信電力を下げて、消費電力を抑える。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、送信電力を電波法の範囲内で上げて、通信失敗を減らす。
ヘ）時間ホッピング系列長を変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、ホッピング系列長を短くして、フレーム時間長を短くする。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、ホッピング系列長を長くして、通信失敗を減らす。

ト）ショートヘッダ（ＳＨＲ）の長さを変える
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、ＳＨＲを短くして（例えば１２７ｃｈｉｐｓを４回から２回に減らすなど）低遅延化する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、ＳＨＲを長くして（例えば、１２７ｃｈｉｐｓを４回から８回に増やすなど）同期をとり易くする。
チ）伝送速度を変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、伝送速度を上げて、通信時間を短くする（低遅延化）。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、伝送速度を下げて、反射波などの干渉影響などを軽減して、通信失敗を減らす。
リ）ペイロード長を変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、ペイロードを長くして、より多くのデータを送る。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、ペイロードを短くして、干渉波などの衝突確率を下げて、通信失敗を減らす。

ヌ）周波数を変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、通信する周波数は変えず、そのまま通信する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、周波数を切り替えて（電波環境を変えて）、通信し易くする。
ル）アンテナ指向性やアンテナヌル点を変える
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、何もしないか、またはアンテナビームを無指向性にする。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、無指向性から指向性にビーム制御して、主ビーム方向以外の干渉影響を軽減する。或いは、強い干渉波の到来方向が推定できる場合は、その干渉到来方向にヌル点を合わせて、干渉影響を軽減する

ヲ）マルチキャリア伝送（ＯＦＤＭ）における伝送キャリアを変える。
電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、すべてのキャリアでマルチキャリア伝送する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、環境が悪いキャリアを除外してマルチキャリア伝送する。
ワ）同時伝送するキャリア（周波数）の帯域や数を変える（キャリアアグリゲーション）。 電波環境が良い（尤度情報が二峰性を呈する）場合には、同時伝送可能なすべてのキャリアで通信する。
電波環境が悪い（尤度情報が単峰性もしくは多峰性を呈する）場合には、電波環境の悪いキャリアを除外して、電波環境の良いキャリアで同時伝送する。

（方式パラメータ設定処理）
拡散符号系列長を変化させる一例として、図８のフローチャートおよび図９の説明図を参照して、本実施の形態に係る通信制御装置Ｍ１で実行される方式パラメータ設定処理の処理手順について説明する。

この処理が開始されると、まずステップＳ１０で、受信ＰＰＭ信号の方式パラメータである拡散符号系列長を知るための物理層ヘッダ情報および尤度サンプル集合の統計量Ｍ２（例えば尤度の２次モーメント）を入力してステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、物理層ヘッダ情報である拡散符号系列長をもとにＭ２の判断基準をＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６の何れにするかの判定が行われる。拡散符号系列長が８の場合にはＳ１２、１６の場合にはＳ１４、３２の場合にはＳ１６が選択される。

そして、Ｓ１２で、Ｍ２が～１．５と判定された場合には、ステップＳ１３に移行して、系列長を８（即ち、図９（ａ）に示すようにペイロードを系列長８とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。

また、Ｍ２が１．５～と判定された場合には、ステップＳ１５に移行して、系列長を１６（即ち、図９（ｂ）に示すようにペイロードを系列長１６とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。

一方、ステップＳ１４で、Ｍ２が２．０～３．０と判定された場合には、ステップＳ１５に移行して、系列長を１６（即ち、図９（ｂ）に示すようにペイロードを系列長１６とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。

また、Ｍ２が３．０～と判定された場合には、ステップＳ１７に移行して、系列長を３２（即ち、図９（ｃ）に示すようにペイロードを系列長３２とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。
さらに、Ｍ２が～２．０の場合には、ステップＳ１３に移行して、系列長を８（即ち、図９（ａ）に示すようにペイロードを系列長８とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。

さらに、ステップＳ１６で、Ｍ２が～４．０と判定された場合には、ステップＳ１５に移行して、系列長を１６（即ち、図９（ｂ）に示すようにペイロードを系列長１６とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。

また、Ｍ２が４．０～と判定された場合には、ステップＳ１７に移行して、系列長を３２（即ち、図９（ｃ）に示すようにペイロードを系列長３２とした通信フレーム）に設定してからステップＳ１０に戻る。
なお、図８に示す方式パラメータの設定処理では、系列長を変更する場合を例示したが、移動平均や差分などの統計量Ｍ２の履歴を用いるようにしてもよい。
また、系列長だけでなく、スロット時間長やガード時間長等を変更するようにしてもよい。

以上述べたように、本実施の形態に係る通信制御装置Ｍ１によれば、物理層ヘッダおよびペイロード信号における対数尤度比のみに基づいて電波伝搬環境を推定することができるため、従来技術のようにリファレンス信号等の通信路推定用信号を別途挿入する必要がなく、伝送効率を向上させると共にハードウェアやソフトウェアの複雑さを抑制することができる。

また、プリアンブル系列（図２等におけるＳＨＲに相当）を利用した通信路推定方法も考えられるが、インパルス信号間の干渉の場合に、ＳＨＲのような短時間の観測では検出できない場合が多い。そのため、ＳＨＲを長くするとスループットの低下を招くことになるのに対して、本実施の形態で示した方式は、時間長が長いデータ信号部分を活用することからこのような課題を生じないというメリットがある。

また、電波伝搬環境推定の結果、方式パラメータを制御するので、チャネル利用効率向上や信頼性の高い無線通信が可能になる。即ち、遅延広がりが短い場合にはフレーム時間の短縮が可能になることから、チャネル利用効率の向上に寄与する。
また、遅延広がりが長い場合や伝搬損失が大きい場合においても、高い信頼性を持つ無線通信を実現することができる。

以上、本発明の通信制御装置等を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

Ｍ１…通信制御装置
１００…受信ＲＦ部
１０１…ＰＰＭ復調部
１０２…ターボ復号部
１０３…環境推定部
１０４…パラメータ設定部
１０５…ターボ符号化部
１０６…ＰＰＭ変調部
１０７…送信ＲＦ部
２００…アンテナ
Ｄ１…ヘッダ情報
Ｄ２…方式パラメータ

Claims (6)

1. 受信した高周波信号から目的のＰＰＭ信号を取り出す受信ＲＦ部と、
   取り出した前記ＰＰＭ信号のシンボルごとにＰＰＭスロット単位で拡散符号系列との相関値を計算するＰＰＭ復調部と、
   前記相関値を用いて、前記ＰＰＭスロット単位で信号の有無についての対数尤度比を計算し、対数尤度比の分布パターンを求める環境推定部と、
   前記対数尤度比の分布パターンに基づいて無線通信の送信処理における通信データの方式パラメータを設定するパラメータ設定部と、
   外部から入力される所定の通信データをターボ符号化するターボ符号化部と、
   前記パラメータ設定部で設定された前記方式パラメータに基づいて、ターボ符号化された前記所定の通信データをＰＰＭ変調するＰＰＭ変調部と、
   ＰＰＭ変調された通信データを高周波信号に変換して送信する送信ＲＦ部と、
   を備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 前記方式パラメータは、変調多値数、スロット時間長、ガード時間長、拡散符号系列長、誤り訂正符号の符号化率の何れか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記通信データの送受信に適用される通信フレームは、同期用ヘッダであるＳＨＲと、物理層ヘッダであるＰＨＲおよびペイロードから構成され、
   前記ＰＨＲおよび前記ペイロードを構成する２５６シンボルの各シンボル（ＰＰＭシンボル）を８個のタイムスロットおよびガード時間（ＧＴ）で構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信制御装置。
4. 前記パラメータ設定部は、
   前記環境推定部で求めた前記対数尤度比の分布パターンの形状と、予め取得した判定用の分布パターンの形状とを照合し、その照合結果に応じて前記方式パラメータを設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の通信制御装置。
5. 前記パラメータ設定部は、
   前記環境推定部で求めた前記対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが２つ有る２峰性を呈する場合には、電波環境は良好であると判定して当該電波環境に対応する前記方式パラメータを設定し、
   前記環境推定部で求めた前記対数尤度比の分布パターンの形状が、ピークが１つ有る単峰性またはピークが３つ以上有る多峰性を呈する場合には、電波環境は悪化と判定して当該電波環境に対応する前記方式パラメータを設定することを特徴とする請求項４に記載の通信制御装置。
6. 受信した高周波信号から目的のＰＰＭ信号を取り出す受信過程と、
   取り出した前記ＰＰＭ信号のシンボルごとにＰＰＭスロット単位で拡散符号系列との相関値を計算するＰＰＭ復調過程と、
   前記相関値を用いて、前記ＰＰＭスロット単位で信号の有無についての対数尤度比を計算し、対数尤度比の分布パターンを求める環境推定過程と、
   前記対数尤度比の分布パターンに基づいて無線通信の送信処理における通信データの方式パラメータを設定するパラメータ設定過程と、
   外部から入力される所定の通信データをターボ符号化するターボ符号化過程と、
   前記方式パラメータに基づいて、ターボ符号化された前記所定の通信データをＰＰＭ変調するＰＰＭ変調過程と、
   ＰＰＭ変調された通信データを高周波信号に変換して送信する送信過程と、
   を有することを特徴とする通信制御方法。

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