CN1383631A - 无线通信装置和无线通信方法 - Google Patents

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CN1383631A
CN1383631A CN01801893A CN01801893A CN1383631A CN 1383631 A CN1383631 A CN 1383631A CN 01801893 A CN01801893 A CN 01801893A CN 01801893 A CN01801893 A CN 01801893A CN 1383631 A CN1383631 A CN 1383631A
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相泽纯一
青山高久
星野正幸
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

阵列方向性切换判定部114存储从分离部113输出的接收质量信息,根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度,根据该判定结果,将进行或不进行变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到阵列方向性切换控制部115。阵列方向性切换控制部115在从阵列方向性切换判定部114输出了切换发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示情况下,根据从接收阵列方向性控制部110输出的到来方向信息来计算用各天线发送的加权,将加权输出到发送阵列方向性控制部105,输出变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。

Description

无线通信装置和无线通信方法
                          技术领域
本发明涉及无线通信装置和无线通信方法，特别涉及无线通信装置的阵列天线控制。
                          背景技术
在无线通信中，发送的数据因路径的影响等而不能以正确的值被接收。这种情况下，发送端将数据发送到接收端，接收端进行接收数据的差错判定，在有差错的情况下，向发送端发送再发请求。然后，发送端接受来自接收端的再发请求后，以与最初发送数据时相同的发送天线的阵列方向性或波束宽度来发送数据。
在数据被正确地接收后，发送端发送下个数据时，也以与最初发送数据时相同的发送天线的阵列方向性或波束宽度来发送。
但是，由于线路状况时刻变化，所以发送数据时的方式常常不是最合适的，对于因线路状况来说，最好的发送天线的阵列方向性或波束宽度有所不同，所以未在根据线路状况以最好的发送天线的阵列方向性或波束宽度进行发送的无线通信中，传输效率差。
                          发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通信装置和无线通信方法，可以减少再发次数，提高传输效率。
该目的如下实现：在接收端检测差错，同时测定接收时的线路状况，根据该线路状况来决定发送端发送或再发数据时的发送天线的阵列方向性或波束宽度，在发送或再发时以合适的发送天线的阵列方向性或波束宽度来发送。
                      附图说明
图1表示本发明实施例1的无线通信装置的结构方框图；以及
图2表示本发明实施例2的无线通信装置的结构方框图。
                      具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
在本实施例中，说明在线路状况中使用接收信号的质量信息情况下的工作情况。
图1表示本发明实施例1的无线通信装置的结构方框图。在图1中，无线通信装置100和无线通信装置150相互进行无线通信。
缓冲器101存储发送数据，根据从后述的阵列方向性切换判定部114输出的指示，将发送数据输出到发送帧形成部102。
发送帧形成部102根据从缓冲器101输出的发送数据来构成发送帧，输出到调制部103。
调制部103对发送帧进行调制，输出到发送无线部104。
发送无线部104对调制部103的输出信号进行无线处理，将发送信号输出到发送阵列方向性控制部105。
发送阵列方向性控制部105根据来自阵列方向性切换控制部115的指示，对从发送无线部104输出的发送信号进行加权，经天线共用部106输出到天线107、天线108和天线109。发送阵列方向性控制部105在不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，不变更发送信号的加权。
天线共用部106将从发送阵列方向性控制部105输出的发送信号由天线107、天线108和天线109进行无线发送。此外，天线共用部106将天线107、天线108和天线109接收的无线信号作为接收信号输出到接收阵列方向性控制部110。
天线107、天线108和天线109分别将从天线共用部106输出的发送信号无线发送，将接收到的无线信号输出到天线共用部106。
接收阵列方向性控制部110根据天线107、天线108和天线109分别接收到的信号的相位差和功率差来估计接收波的到来方向，将表示到来方向的信息(以下称为‘到来方向信息’)输出到阵列方向性切换控制部115。接收阵列方向性控制部110将从天线共用部106输出的接收信号输出到接收无线部111。
接收无线部111对接收信号进行无线处理，输出到解调部112。
解调部112对从接收无线部111输出的接收信号进行解调，输出到分离部113。
分离部113将从解调部112输出的接收信号分离成接收数据、表示接收到的信号质量的信息(以下称为‘接收质量信息’)、请求发送下个数据的信号(以下称为‘ACK信号’)或请求重发数据的信号(以下称为‘NACK信号’)，输出接收数据，将ACK信号或NACK信号、接收质量信息输出到阵列方向性切换判定部114。
阵列方向性切换判定部114存储从分离部113输出的接收质量信息，在接受NACK信号的情况下，根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，根据该判定结果，将进行或不进行变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到阵列方向性切换控制部115，将重发数据的指示输出到缓冲器101。
阵列方向性切换判定部114在接受ACK信号的情况下，根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，根据该判定结果，将进行或不进行变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到阵列方向性切换控制部115，将发送下个数据的指示输出到缓冲器101。
阵列方向性切换控制部115在从阵列方向性切换判定部114输出了切换发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示的情况下，根据从接收阵列方向性控制部110输出的到来方向信息来计算各天线发送的加权，将加权输出到发送阵列方向性控制部105，输出变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。
阵列方向性切换控制部115在不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，向发送阵列方向性控制部105输出不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。
天线151接收从天线107、天线108及天线109发送的无线信号，输出到天线共用部152。天线151将从天线共用部152输出的发送信号作为无线信号来发送。
天线共用部152将从天线151输出的接收信号输出到接收无线部153。天线共用部152将从发送无线部159输出的发送信号输出到天线151。
接收无线部153对从天线共用部152输出的接收信号进行无线处理，输出到解调部154和接收质量测定部155。
解调部154对从接收无线部153输出的接收信号进行解调，将得到的接收帧输出到差错检测部156。
接收质量测定部155测定从接收无线部153输出的接收信号的质量，将表示得到的接收质量的接收质量信息输出到发送帧形成部157。
差错检测部156对从解调部154输出的接收帧的数据判断是否有差错，在接收的数据中有差错的情况下，将请求再发有差错的数据的NACK信号输出到发送帧形成部157。在接收的数据中没有差错的情况下，将请求发送下个数据的ACK信号输出到发送帧形成部157，输出没有差错的接收到的数据。
发送帧形成部157根据发送数据、接收质量信息、ACK信号或NACK信号来形成发送帧，输出到调制部158。
调制部158对发送帧进行调制，作为发送信号输出到发送无线部159。
发送无线部159对从调制部158输出的发送信号进行无线处理，输出到天线共用部152。
下面，说明本实施例的无线通信装置的工作情况。
发送数据被存储在缓冲器101中，根据来自阵列方向性切换判定部114的指示，被从缓冲器101输出到发送帧形成部102，在发送帧形成部102中作为发送帧来构成，并输出到调制部103。
发送帧在调制部103中进行调制后输出到发送无线部104，在发送无线部104中进行无线处理，通过发送阵列方向性控制部105、天线共用部106、天线107、天线108及天线109作为无线信号输出。
从无线通信装置100发送的无线信号通过天线151、天线共用部152作为接收信号输出到接收无线部153。
接收信号在接收无线部153中进行无线处理后输出到解调部154和接收质量测定部155，在解调部154中进行解调后作为接收帧输出到差错检测部156。
接收信号在接收质量测定部155中进行接收质量测定，将表示得到的接收质量的接收质量信息输出到发送帧形成部157。
接收帧在差错检测部156中进行在接收的帧的数据中是否有差错的判断，在有差错的情况下，将有差错的数据的NACK信号输出到发送帧形成部157，而在没有差错的情况下，将没有差错的ACK信号输出到发送帧形成部157，将接收的数据输出。
接收质量信息、ACK信号或NACK信号在发送帧形成部157中与发送数据一起作为发送帧来构成。
发送帧在调制部158中进行调制后输出到发送无线部159，在发送无线部159中进行无线处理，通过天线共用部152、天线151作为无线信号输出。
从无线通信装置150发送的无线信号通过天线107、天线108及天线109、天线共用部106、接收阵列方向性控制部110来接收，作为接收信号输出到接收无线部111，在接收无线部111中进行无线处理后输出到解调部112，在解调部112中进行解调后输出到分离部113。在接收阵列方向性控制部110中，根据天线107、天线108及天线109分别接收到的信号的相位差和功率差来估计接收波的到来方向，将到来方向信息输出到阵列方向性切换控制部115。
接收信号在分离部113中被分离成接收数据、接收质量信息、ACK信号或NACK信号，接收数据输出，而接收质量信息、ACK信号或NACK信号输出到阵列方向性切换判定部114。
接收质量信息由阵列方向性切换判定部114存储，根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，根据该判定结果将进行或不进行变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到阵列方向性切换控制部115。
在NACK信号被输入到阵列方向性切换判定部114的情况下，请求再发的指示从阵列方向性切换判定部114输出到缓冲器101。
在ACK信号被输入到阵列方向性切换判定部114的情况下，将发送下个数据的指示从阵列方向性切换判定部114输出到缓冲器101。
在变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，阵列方向性切换控制部115根据从接收阵列方向性控制部110输出的到来方向信息来计算各天线发送的加权，该加权输出到发送阵列方向性控制部105，变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到发送阵列方向性控制部105。
在不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，阵列方向性切换控制部115将不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示输出到发送阵列方向性控制部105。
在请求再发的指示被输入到缓冲器101的情况下，再发的发送数据从缓冲器101输出到发送帧形成部102，在发送帧形成部102中作为发送帧来构成并输出到调制部103，在调制部103中进行调制后输出到发送无线部104，在发送无线部104中进行无线处理，以发送阵列方向性控制部105控制的信号的相位或功率值通过天线共用部106、天线107、天线108及天线109作为无线信号输出，通过天线151、天线共用部152作为接收信号输出到接收无线部153。
在发送下个数据的指示被输入到缓冲器101的情况下，将发送成功的数据从缓冲器101中删除，下次发送的数据被输入到缓冲器101，下次发送的数据在发送帧形成部102中作为发送帧来构成并输出到调制部103，在调制部103中进行调制后输出到发送无线部104，在发送无线部104中进行无线处理，以发送阵列方向性控制部105控制的信号的相位或功率值通过天线共用部106、天线107、天线108及天线109作为无线信号发送，通过天线151、天线共用部152作为接收信号输出到接收无线部153。
于是，根据本实施例的无线通信装置，根据接收信号的质量信息来改变发送天线的阵列方向性或波束宽度，能够按照线路状况以最合适的方向性进行发送，所以可以减少再发次数。
阵列方向性切换判定部114在存储的接收质量信息的质量差的情况下，还可以对阵列方向性切换控制部115指示变更发送天线的阵列方向性，使得发送天线的阵列方向性朝向主波和主波以外。
由此，在存储的接收质量信息的质量差的情况下，可以将发送天线的方向性也朝向主波以外的其他路径来发送，所以可以在接收端获得路径分集效果，可以减少再发次数。
阵列方向性切换判定部114在存储的接收质量信息的质量差的情况下，也可以向阵列方向性切换控制部115输出扩宽发送天线方向性的波束宽度来发送信号的指示。
由此，在存储的接收质量信息的质量差的情况下，由于可以将发送天线方向性的波束宽度扩宽来发送，所以可以减少再发次数，可以减少接收端的延迟。在线路状况非常差的情况下，可以使发送成功。
例如，阵列方向性切换判定部114在存储的接收质量信息的质量好的情况下，也可以向阵列方向性切换控制部115输出使发送天线的方向性的波束宽度变窄来发送信号的指示。
由此，在存储的接收质量信息的质量好的情况下，由于可以使发送天线的方向性的波束宽度变窄来进行发送，所以可以防止对其他用户的干扰。
例如，阵列方向性切换判定部114测定存储的接收质量信息的电平，也可以向阵列方向性切换控制部115输出阶段性地变更与电平对应的波束宽度的指示。
由此，由于可以根据接收质量信息阶段性地改变发送天线的方向性的波束宽度，所以可以按照线路状况以最合适的方向性进行发送，可以减少再发次数。
例如，阵列方向性切换判定部114在发送天线的方向性或波束宽度的变更上也可以设置限制。
由此，通过限制信号的发送范围，可以防止对其他用户的干扰。
(实施例2)
图2表示本发明实施例2的无线通信装置的结构方框图。其中，对于与图1相同的结构，附以与图1相同的标号，并省略详细的说明。
在图2中，无线通信装置200和无线通信装置250相互进行无线通信。
缓冲器101存储发送数据，根据从分离部113输出的ACK信号或NACK信号，将发送数据输出到发送帧形成部102。
发送阵列方向性控制部105根据来自阵列方向性切换控制部201的指示，对从发送无线部104输出的发送信号附加加权，经天线共用部106输出到天线107、天线108及天线109。发送阵列方向性控制部105在不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，不变更发送信号的加权。
接收阵列方向性控制部110根据天线107、天线108及天线109分别接收到的信号的相位差和功率差来估计接收波的到来方向，向阵列方向性切换控制部201输出到来方向信息。接收阵列方向性控制部110将从天线共用部106输出的接收信号输出到接收无线部111。
分离部113将从解调部112输出的接收信号分离成接收数据、后述的方向性切换信号、ACK信号或NACK信号，输出接收数据，将ACK信号或NACK信号输出到缓冲器101，将方向性切换信号输出到阵列方向性切换判定部201。
阵列方向性切换控制部201根据从分离部113输出的方向性切换信号的指示，在输出了切换发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示情况下，根据从接收阵列方向性控制部110输出的到来方向信息来计算各天线发送的加权，向发送阵列方向性控制部105输出加权，输出变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。
阵列方向性切换控制部201在不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的情况下，向发送阵列方向性控制部105输出不变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。
接收质量测定部155测定从接收无线部153输出的接收信号的质量，将得到的接收质量信息输出到阵列方向性切换判定部251。
差错检测部156判断在从解调部154输出的接收帧的数据中是否有差错，在接收的数据中有差错的情况下，将请求再发有差错的数据的NACK信号输出到阵列方向性切换判定部251。而在接收的数据中没有差错的情况下，将请求发送下个数据的ACK信号输出到阵列方向性切换判定部251，输出没有差错的接收到的数据。
发送帧形成部157根据发送数据、后述的方向性切换信号、ACK信号或NACK信号来形成发送帧，输出到调制部158。
阵列方向性切换判定部251存储从接收质量测定部155输出的接收质量信息，在从差错检测部156接受NACK信号的情况下，根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，根据该判定结果，将进行或不进行变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示(以下称为‘方向性切换信号’)和NACK信号输出到发送帧形成部157。
阵列方向性切换判定部251在从差错检测部156接受了ACK信号的情况下，根据接收质量信息来判定是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，根据该判定结果，将方向性切换信号和ACK信号输出到发送帧形成部157。
下面，说明本实施例的无线通信装置的工作情况。
在阵列方向性切换判定部251中根据接收质量信息来形成方向性切换信号，在发送帧形成部157中，方向性切换信号与ACK信号或NACK信号和发送数据一起作为发送帧来构成，发送帧在调制部158中进行调制后输出到发送无线部159，在发送无线部159中进行无线处理，通过天线共用部152、天线151作为无线信号输出。
从无线通信装置250发送的无线信号通过天线107、天线108及天线109、天线共用部106、接收阵列方向性控制部110来接收，作为接收信号输出到接收无线部111，在接收无线部111中进行无线处理后输出到解调部112，在解调部112中进行解调后输出到分离部113。接收阵列方向性控制部110根据天线107、天线108及天线109分别接收到的信号的相位差和功率差来估计接收波的到来方向，将到来方向信息输出到阵列方向性切换控制部201。
接收信号在分离部113中被分离成接收数据、方向性切换信号和ACK信号或NACK信号，接收数据被输出，ACK信号或NACK信号被输出到缓冲器101，而方向性切换信号被输出到阵列方向性切换控制部201。
在将ACK信号输入到缓冲器101的情况下，从缓冲器101中删除发送成功的数据，将下个发送数据输入到缓冲器101。
在将NCAK信号输入到缓冲器101的情况下，将再发的发送数据从缓冲器101输出到发送帧形成部102，在发送帧形成部102中作为发送帧来构成。
关于方向性切换信号，在阵列方向性切换控制部201中，根据方向性切换信号向发送阵列方向性控制部105输出变更发送天线的阵列方向性或波束宽度的指示。
于是，根据本实施例的无线通信装置，由于根据接收信号的质量信息来改变发送天线的阵列方向性或波束宽度，可以按照线路状况以最合适的方向性进行发送，所以可以使发送端的无线通信装置为简单的结构，减少再发次数。
本发明的无线通信装置在线路状况上使用接收质量信息，但并不限于此，只要是表示线路状况的信息就可以。
本发明的无线通信装置在每次接收ACK信号或NACK信号时进行发送天线的阵列方向性或波束宽度变更的判定，但也可以在每接收规定次数的ACK信号或NACK信号后再判定变更发送天线的阵列方向性或波束宽度。
在本发明的无线通信装置中，在判定变更发送天线的阵列方向性或波束宽度时，使用切换时的接收质量信息，但也可以存储规定次数的接收质量信息，根据该接收质量信息来判定变更发送天线的阵列方向性或波束宽度。
在本发明的无线通信装置中，仅以一级来变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，但并不限于此，也可以按多级来变更。这种情况下，在接收质量信息等的线路状况信息中设置多个阈值，在每次超过阈值时，可以分级变更发送天线的阵列方向性或波束宽度。
在本发明的无线通信装置中，发送ACK信号和NACK信号，但并不限于此，也可以仅发送ACK信号。这种情况下，在发送ACK信号之前，判定为有数据的再发请求，也可以进行与上述说明中发送NACK信号时相同的操作。
从以上说明可知，根据本发明，在接收端检测差错并同时测定接收时的线路状况，根据该线路状况来决定发送端发送或再发数据时的发送天线的阵列方向性或波束宽度，通过在发送或再发时以适当的发送天线的阵列方向性或波束宽度来发送，可以减少再发次数，提高传输效率。
本说明书基于2000年7月3日申请的(日本)特愿2000-201233。其内容全部包含于此。
                    产业上的可利用性
本发明适用于无线通信装置、基站装置或通信终端装置。

Claims (19)

1.一种无线通信装置，包括：方向性变更判定部件，根据接收无线信号时的线路状况来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度；以及天线控制部件，根据该方向性变更判定部件的判定结果，控制发送方向性并发送或再发信号。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况差的情况下，将发送天线的指向方向也朝向主波以外。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况差的情况下，输出扩宽发送天线方向性的波束宽度的指示。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况良好的情况下，输出变窄发送天线的方向性的波束宽度的指示。
5.如权利要求3所述的无线通信装置，其中，方向性变更判定部件测定线路状况的电平，根据所述电平来指示分级变更波束宽度。
6.如权利要求3所述的无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在发送天线的阵列方向性或波束宽度的变更上设置限制。
7.一种无线通信装置，包括：评价部件，对接收无线信号时的线路状况进行评价并输出接收质量信息；以及方向性变更判定部件，根据所述接收质量信息来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，发送指示变更发送方向性的控制信号。
8.一种第二无线通信装置，包括天线控制部件，根据从第一无线通信装置发送的控制信号的指示，来控制发送方向性并发送或再发信号，其中，所述第一无线通信装置包括：评价部件，对接收无线信号时的线路状况进行评价并输出接收质量信息；以及方向性变更判定部件，根据所述接收质量信息来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，发送指示变更发送方向性的控制信号。
9.如权利要求8所述的第二无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况差的情况下，将发送天线的指向方向也朝向主波以外。
10.如权利要求8所述的第二无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况差的情况下，输出扩宽发送天线方向性的波束宽度的指示。
11.如权利要求8所述的第二无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在线路状况良好的情况下，输出变窄发送天线的方向性的波束宽度的指示。
12.如权利要求10所述的第二无线通信装置，其中，方向性变更判定部件测定线路状况的电平，根据所述电平来指示分级变更波束宽度。
13.如权利要求10所述的第二无线通信装置，其中，方向性变更判定部件在发送天线的阵列方向性或波束宽度的变更上设置限制。
14.一种特征在于包括无线通信装置的基站装置，其中，所述无线通信装置包括：方向性变更判定部件，根据接收对方无线通信装置时的线路状况来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度；以及天线控制部件，根据该方向性变更判定部件的判定结果，来控制发送方向性并发送或再发信号。
15.一种特征在于包括无线通信装置的通信终端装置，其中，所述无线通信装置包括：方向性变更判定部件，根据接收对方无线通信装置时的线路状况来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度；以及天线控制部件，根据该方向性变更判定部件的判定结果，来控制发送方向性并发送或再发信号。
16.一种特征在于包括无线通信装置的基站装置，其中，所述无线通信装置包括：评价部件，对接收信号时的线路状况进行评价并输出接收质量信息；以及方向性变更判定部件，根据所述接收质量信息来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，发送指示变更发送方向性的控制信号。
17.一种特征在于包括无线通信装置的通信终端装置，其中，所述无线通信装置包括天线控制部件，根据从对方无线通信装置发送的控制信号的指示，来控制发送方向性并发送或再发信号。
18.一种无线通信方法，包括：方向性变更判定步骤，根据接收通信对方的信号的质量信息来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度；以及天线控制步骤，根据该方向性变更判定步骤的判定结果，控制发送方向性。
19.一种无线通信方法，包括：评价步骤，在接收端对线路状况进行评价并输出质量信息；以及天线控制步骤，根据所述质量信息来判断是否变更发送天线的阵列方向性或波束宽度，指示变更发送天线的方向性或波束宽度，在发送端根据由接收端无线通信装置通知的变更方向性或波束宽度的指示，来控制发送天线的方向性或波束宽度。
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