JP3610914B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信に用いられるディジタル変調方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境により、変調方式を切り替え、そのときの送信出力電力の技術として、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−５−１３６（１９９７年）に記載されている技術が知られている。これは図８の構成からなる。
【０００３】
図１０において１００１は送信ディジタル信号、１００２は変調方式制御信号、１００３は直交ベースバンド信号生成部、１００４は送信直交ベースバンド信号同相成分、１００５は送信直交ベースバンド信号直交成分、１００６は送信無線部、１００７は送信信号、１００８は電力増幅部、１００９は増幅された送信信号、１０１０は送信アンテナである。
【０００４】
直交ベースバンド信号生成部１００３は送信ディジタル信号１００１および変調方式制御信号１００２を入力とし、変調方式制御信号１００２の情報に基づき、変調方式をＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭから選択し、選択された変調方式の直交ベースバンド信号を送信直交ベースバンド信号同相成分１００４および直交成分１００５として出力する。
【０００５】
送信無線部１００６は送信直交ベースバンド信号同相成分１００４および直交成分１００５を入力とし、送信信号１００７を出力される。電力増幅部１００８は、送信信号１００７を入力とし、増幅された送信信号１００９を出力し、送信アンテナ１０１０から電波として出力されるが、その際、変調方式がＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれの変調方式においても、送信電力が０．１Ｗとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
環境により、変調方式を切り替える無線通信システムを構成するにあたり、電力増幅部の共通化、一方で受信系の受信感度特性の向上が望まれる。
【０００７】
本発明では、環境により、変調方式を切り替える無線通信システムを構築するにあたって、送信系の電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化が図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、変調方式が切り替え可能な無線通信装置において、切り替え可能な変調方式に ＱＰＳＫ 変調と ６４ＱＡＭ を含み、前記無線通信装置に用いられる変調信号を生成する変調部を具備し、前記変調部で、 ６４ＱＡＭ の変調信号の平均送信電力を、 ＱＰＳＫ 変調の変調信号の平均送信電力より小さくするようにゲインを制御することで、受信系の受信感度特性を向上させることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図９を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例、図２は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例、図３は本実施の形態における端末の送信系の構成の一例、図４は本実施の形態における端末の受信系の構成の一例、図５は、本実施の形態における基地局から端末への無線通信のフレーム構成の一例、図６は、本実施の形態における端末から基地局への無線通信のフレーム構成の一例、図７は、各変調方式において送信出力電力を等しくしたときの送信電力増幅部の入出力関係図、図８は、本実施の形態における送信電力増幅部の入出力関係図である。図１２は、複数の周波数の送信信号を共通増幅する際の構成の一例を示している。
【００１５】
図１において、１０１は送信データ、１０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０３は１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０４は６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１０６は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１０７は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１０９は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１１０は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１１１は同相成分切り替え機能、１１２は直交成分切り替え機能、１１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、１１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、１１５は送信無線部、１１６は送信信号、１１７は送信電力増幅部、１１８は増幅された送信信号、１１９は送信アンテナ、１２０は選択された変調方式情報である。
【００１６】
図２において、２０１は受信アンテナ、２０２は受信信号、２０３は受信無線部、２０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、２０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、２０６は同期部、２０７はタイミング信号、２０８は検波部、２０９は受信情報、２１０はデータ検出部、２１１は電波伝搬環境情報、２１２は受信データ、２１３は送信データ生成部、２１４は送信情報、２１５は送信データ、２１６は選択された変調方式情報である。
【００１７】
図３において、３０１は送信情報、３０２は電波伝搬環境推定信号、３０３は送信データ生成部、３０４は送信データ、３０５は直交ベースバンド信号生成機能、３０６は送信直交ベースバンド信号同相成分、３０７は送信直交ベースバンド信号直交成分、３０８は送信無線部、３０９は送信信号、３１０は送信電力増幅部、３１１は増幅された送信信号、３１２は送信アンテナである。
【００１８】
図４において、４０１は受信アンテナ、４０２は受信信号、４０３は受信無線部、４０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、４０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、４０６はＱＰＳＫ変調方式検波部、４０７は１６ＱＡＭ方式検波部、４０８は６４ＱＡＭ方式検波部、４０９は同期および変調方式判定部、４１０はＱＰＳＫ変調方式受信情報、４１１は１６ＱＡＭ方式受信情報、４１２は６４ＱＡＭ受信情報、４１３は制御信号、４１４は妨害波強度推定部、４１５は電界強度推定部、４１６はマルチパス推定部、４１７はドップラ周波数推定部、４１８は妨害波推定信号、４１９は電界強度推定信号、４２０はマルチパス推定信号、４２１はドップラ周波数推定信号、４２２は電波伝搬環境推定部、４２３は電波伝搬環境推定信号である。
【００１９】
図５において、５０１はプリアンブル、５０２はデータシンボル、５０３はパイロットシンボル、５０４はユニークワード、５０５は変調方式情報である。図６において、６０１はプリアンブル、６０２はデータシンボル、６０３はパイロットシンボル、６０４はユニークワード、６０５は電波伝搬環境情報である。
【００２０】
図７において、７０１はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の動作点、７０２はＱＰＳＫ変調方式動作範囲、７０３は１６ＱＡＭ方式動作範囲、７０４は６４ＱＡＭ方式動作範囲である。
【００２１】
図８において、８０１は６４ＱＡＭ方式の動作点、８０２は１６ＱＡＭ方式の動作点、８０３はＱＰＳＫ変調方式の動作点、８０４はＱＰＳＫ変調方式動作範囲、８０５は１６ＱＡＭ方式動作範囲、８０６は６４ＱＡＭ方式動作範囲である。
【００２２】
図１２において、１２０１は周波数ｆ１用ディジタル信号、１２０２は周波数ｆ２用ディジタル信号、１２０３は周波数ｆｎ用ディジタル信号、１２０４は周波数ｆ１の変調部、１２０５は周波数ｆ２の変調部、１２０６は周波数ｆｎの変調部、１２０７は周波数ｆ１の送信信号、１２０８は周波数ｆ２の送信信号、１２０９は周波数ｆｎの送信信号、１２１０は加算部、１２１１は加算された送信信号、１２１２は送信系電力増幅器、１２１３は増幅された加算された送信信号である。
【００２３】
以上、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図１２を用いて、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらないことを特徴とする無線通信方式、請求項１において、通信相手が送信した電波伝搬環境を推定する推定部を具備し、推定した電波伝搬環境の情報を送信することを特徴とする無線装置、請求項２において、通信相手が送信する推定した電波伝搬環境の情報を受信し、変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に、またフレーム構成を図５、図６を例に説明する。
【００２４】
図５は本実施の形態の基地局から端末への無線通信における時間におけるフレーム構成の一例を示したもので、５０１はプリアンブルで、５０２はデータシンボルで、変調方式はＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれかが選択される。
【００２５】
５０３はパイロットシンボルで、既知信号とする。５０４はユニークワードで例えば基地局の送信機と端末の受信機が時間同期をとるため情報を含んでいるものとする。５０５は変調方式情報で、基地局から端末への無線通信のデータシンボルの選択された変調方式情報、図２の２１６に相当する情報である。
【００２６】
図６は本実施の形態の端末から基地局への無線通信における時間におけるフレーム構成の一例を示したもので、６０１はプリアンブルで、６０２はデータシンボルで、６０３はパイロットシンボルで、既知信号とする。６０４はユニークワードで例えば端末の送信機と基地局の受信機が時間同期をとるため情報を含んでいるものとする。６０５は電波伝搬環境推定情報で、図４の４２３に相当する情報である。
【００２７】
図１は本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例を示したもので、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式としてＱＰＳＫ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づきＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を出力する。
【００２８】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として１６ＱＡＭ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づき１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を出力する。
【００２９】
６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として６４ＱＡＭ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づき６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００３０】
同相成分切り替え機能１１１はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１０５が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７が、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３として出力される。
【００３１】
直交成分切り替え機能１１２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０が、送信直交ベースバンド信号直交成分１１４として出力される。
【００３２】
送信無線部１１５は送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を入力とし、送信信号１１６を出力し、送信系電力増幅部１１７で増幅され、増幅された送信信号１１８は送信アンテナ１１９から電波として出力される。
【００３３】
図２は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部２０３は受信アンテナ２０１で、受信した受信信号２０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を出力する。同期部２０６は受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を入力とし、例えば図６におけるユニークワードを検出し、端末送信機との時間同期を行い、制御信号２０７を出力する。
【００３４】
検波部２０８は、受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を入力とし、検波し、受信情報２０９を出力する。データ検出部２１０は、受信情報２０９を入力とし、端末から送信されたデータと電波伝搬環境推定情報を分離し、受信データ２１２および電波伝搬環境情報２１１を出力する。
【００３５】
送信データ生成部２１３は、電波伝搬環境情報２１１および送信情報２１４を入力とし、電波伝搬環境情報２１１から変調方式を選択し、送信情報２１４および選択した変調方式情報を含んだ、送信データ２１５および選択された変調方式情報２１６を出力する。なお、送信データ２１５は図１の１０１に相当し、選択された変調方式情報２１６は図１の１２０に相当する。
【００３６】
図３は本実施の形態における端末の送信系の構成の一例を示したもので、送信データ生成部３０３は送信情報３０１、電波伝搬環境推定信号３０２を入力とし、送信データ３０４を出力する。直交ベースバンド信号生成機能３０５は、送信データ３０４を入力とし、送信直交ベースバンド信号同相成分３０６および直交成分３０７を出力する。
【００３７】
これにより、図６のフレーム構成の送信直交ベースバンド信号が生成される。送信無線部３０８は送信直交ベースバンド信号３０６および直交成分３０７を入力とし、送信信号３０９が出力し、送信系電力増幅部３１０で増幅され、増幅された送信信号３１１は送信アンテナ３１２から電波として出力される。
【００３８】
図４は本実施の形態における端末の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部４０３は受信アンテナ４０１で、受信した受信信号４０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を出力する。
【００３９】
同期および変調方式判別部４０９は、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば図５におけるユニークワードを検出し、基地局送信機との時間同期を行い、基地局送信機との時間同期を行い、また、図５における変調方式情報を検出し、データシンボルの変調方式を識別し、これら２つの時間同期情報と変調方式情報が制御信号４１３に含まれる。
【００４０】
ＱＰＳＫ変調方式検波部４０６は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式がＱＰＳＫ変調であることを示していた場合、検波を行い、ＱＰＳＫ変調方式受信情報４１０を出力する。
【００４１】
１６ＱＡＭ方式検波部４０７は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式が１６ＱＡＭであることを示していた場合、検波を行い、１６ＱＡＭ方式受信情報４１１を出力する。
【００４２】
６４ＱＡＭ方式検波部４０８は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式が６４ＱＡＭであることを示していた場合、検波を行い、６４ＱＡＭ方式受信情報４１２を出力する。
【００４３】
妨害波強度推定部４１４は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、妨害波強度を推定し、妨害波強度推定信号４１８を出力する。電界強度推定部４１５は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、電界強度を推定し、電界強度推定信号４１９を出力する。
【００４４】
マルチパス推定部４１６は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、マルチパス環境を推定し、マルチパス推定信号４２０を出力する。
【００４５】
ドップラ周波数推定部４１７は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、ドップラ周波数を推定し、ドップラ周波数推定４２１を出力する。
【００４６】
電波伝搬環境推定部４２２は妨害波強度推定信号４１８、電界強度推定信号４１９、マルチパス推定信号４２０、ドップラ周波数推定信号４２１を入力とし、例えば、妨害波強度、電界強度、マルチパス、ドップラ周波数情報を電波伝搬環境推定信号４２３として出力する。ただし、電波伝搬環境推定部４２２が変調方式を決定し、要求する変調方式を電波伝搬環境推定信号４２３としてもよい。
【００４７】
なお、電波伝搬環境推定信号４２３は、図３の３０２に相当する。また、妨害波強度推定、電界強度推定、マルチパス推定、ドップラ周波数推定は受信直交ベースバンド信号から推定する構成に限ったものではなく、受信信号から推定してもかまわない。そして、電波伝搬環境は、妨害波強度、電界強度、マルチパス、ドップラ周波数に限ったものではない。
【００４８】
次に、本実施の形態における無線通信システムにおける送信系電力増幅部の動作について説明する。図１における送信系電力増幅部１１７の入出力関係の図を図７および図８に示す。
【００４９】
図７は各変調方式の送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示しており、図８は各変調方式の最大送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示している。図７において、７０１は送信系電力増幅部１１７の動作点、つまり、送信出力電力を示している。
【００５０】
このとき、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲は７０２、１６ＱＡＭ方式動作範囲は７０３、６４ＱＡＭ方式動作範囲は７０４に示したとおりとなる。図８において、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲を８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲を８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲を８０６のように、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲８０６を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式のときの動作点は８０３、１６ＱＡＭ方式の動作点は８０２、６４ＱＡＭの動作点は８０１のようになり、ＱＰＳＫ変調方式のときの送信出力電力、１６ＱＡＭのときの送信出力電力、６４ＱＡＭのときの送信出力電力の順の送信出力電力となる。
【００５１】
本実施の形態では、送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるように、たとえば、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を、１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を、６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００５２】
他の例として、図１における送信無線部１１５に入力される、変調方式情報１２０の選択されている変調方式に応じて、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるようにゲインを制御し、送信信号１１６を出力する。
【００５３】
図８のように送信電力増幅部１１７を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、図８のように送信系電力増幅部１１７を使用した場合、図７のように送信電力増幅部１１７を使用した場合と比較して、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭのときの送信出力電力が大きいため受信系の受信感度が向上することになる。
【００５４】
また、本実施の形態の例として共通増幅について説明する。図１２は、共通増幅の送信系の構成を示している。周波数ｆ１の変調部１２０４は周波数ｆ１用ディジタル信号１２０１を入力とし、周波数ｆ１の送信信号１２０７を出力する。周波数ｆ２の変調部１２０５は周波数ｆ２用ディジタル信号１２０２を入力とし、周波数ｆ２の送信信号１２０８を出力する。周波数ｆｎの変調部１２０６は周波数ｆｎ用ディジタル信号１２０３を入力とし、周波数ｆｎの送信信号１２０９を出力する。
【００５５】
加算部１２１０は周波数ｆ１の送信信号１２０７、周波数ｆ２の送信号１２０８および周波数ｆｎの送信信号１２０９を入力とし、加算さえ、加算された送信信号１２１１を出力する。加算された送信信号１２１１は送信系電力増幅部１２１２で増幅され、増幅された加算された送信信号１２１３は送信アンテナ１２１４から電波として出力される。
【００５６】
このとき、周波数ｆ１の変調部１２０４、周波数ｆ２の変調部１２０５および周波数ｆ３の変調部１２０６は、図１の１０２から１１５の構成である。
【００５７】
そして、送信増幅器１２１２が変調方式を切り替えても共通で使用することができ、また、変調方式を変えても、送信ピーク電力が変わらないようにすることで、変調方式により送信出力が変わることにより、送信出力が大きい変調方式では、受信系の受信感度が向上することになる。
【００５８】
以上により、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても、送信系電力増幅部を共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることが可能となる。
【００５９】
このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではなく、また、３種類の変調方式の切り替えに限ったものではない。
【００６０】
そして、無線通信システムおよび送信装置、受信装置は、図１、図２、図３、図４、図１２の構成に限ったものではない。また、フレーム構成は図５、図６で説明したが、これに限ったものではない。
【００６１】
また、この方式は、多重化方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で同様に実施してもかまわない。
【００６２】
環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらない方法で説明したが、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式に適した送信系電力増幅器を使用したとき、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式以外の切り替える変調方式の送信平均電力は、送信電力増幅器で増幅できる範囲内で動作する方法でもよい。
【００６３】
以上のように本実施の形態によれば、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有する。
【００６４】
（実施の形態２）
図１は、本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例、図９は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例、図７は、各変調方式において送信出力電力を等しくしたときの送信電力増幅部の入出力関係図、図８は、本実施の形態における送信電力増幅部の入出力関係図である。
【００６５】
図１、図７、図８は、実施の形態１と同様である。図９において、９０１は受信アンテナ、９０２は受信信号、９０３は受信無線部、９０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、９０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、９０６は同期部、９０７はタイミング信号、９０８は検波部、９０９は受信情報、９１０は電波伝搬環境推定部、９１１は選択された変調方式情報である。図１２は、複数の周波数の送信信号を共通増幅する際の構成の一例を示している。
【００６６】
以上、図１、図７、図８、図９を用いて、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に説明する。
【００６７】
図１は本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例を示したもので、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式としてＱＰＳＫ方式が選択されているとき、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を出力する。
【００６８】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として１６ＱＡＭ方式が選択されているとき１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を出力する。
【００６９】
６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として６４ＱＡＭ方式が選択されているとき、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００７０】
同相成分切り替え機能１１１はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１０５が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７が、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３として出力される。
【００７１】
直交成分切り替え機能１１２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０が、送信直交ベースバンド信号直交成分１１４として出力される。
【００７２】
送信無線部１１５は送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を入力とし、送信信号１１６を出力し、送信系電力増幅部１１７で増幅され、増幅された送信信号１１８は送信アンテナ１１９から電波として出力される。
【００７３】
図９は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部９０３は受信アンテナ９０１で、受信した受信信号９０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を出力する。
【００７４】
同期部９０６は受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、端末送信機との時間同期を行い、制御信号９０７を出力する。
【００７５】
検波部９０８は、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、検波し、受信情報９０９を出力する。電波伝搬環境推定部９１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、電波伝搬環境から変調方式を決定し、選択した変調方式情報９１１を出力する。
【００７６】
なお、選択した変調方式情報９１１は図１の１２０に相当する。また、電波伝搬環境推定は受信直交ベースバンド信号から推定する構成に限ったものではなく、受信信号から推定してもかまわない。
【００７７】
図１２において、１２０１は周波数ｆ１用ディジタル信号、１２０２は周波数ｆ２用ディジタル信号、１２０３は周波数ｆｎ用ディジタル信号、１２０４は周波数ｆ１の変調部、１２０５は周波数ｆ２の変調部、１２０６は周波数ｆｎの変調部、１２０７は周波数ｆ１の送信信号、１２０８は周波数ｆ２の送信信号、１２０９は周波数ｆｎの送信信号、１２１０は加算部、１２１１は加算された送信信号、１２１２は送信系電力増幅器、１２１３は増幅された加算された送信信号である。
【００７８】
次に、本実施の形態における無線通信システムにおける送信系電力増幅部の動作について説明する。図１における送信系電力増幅部１１７の入出力関係の図を図７および図８に示す。
【００７９】
図７は各変調方式の送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示しており、図８は各変調方式の最大送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示している。
【００８０】
図７において、７０１は送信系電力増幅部１１７の動作点、つまり、送信出力電力を示している。このとき、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲は７０２、１６ＱＡＭ方式動作範囲は７０３、６４ＱＡＭ方式動作範囲は７０４に示したとおりとなる。
【００８１】
図８において、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲を８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲を８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲を８０６のように、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲８０６を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式のときの動作点は８０３、１６ＱＡＭ方式の動作点は８０２、６４ＱＡＭの動作点は８０１のようになり、ＱＰＳＫ変調方式のときの送信出力電力、１６ＱＡＭのときの送信出力電力、６４ＱＡＭのときの送信出力電力の順の送信出力電力となる。
【００８２】
本実施の形態では、送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるように、たとえば、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を、１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を、６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００８３】
他の例として、図１における送信無線部１１５に入力される、変調方式情報１２０の選択されている変調方式に応じて、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるようにゲインを制御し、送信信号１１６を出力する。
【００８４】
図８のように送信電力増幅部１１７を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、図８のように送信系電力増幅部１１７を使用した場合、図７のように送信電力増幅部１１７を使用した場合と比較して、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭのときの送信出力電力が大きいため受信系の受信感度が向上することになる。
【００８５】
また、本実施の形態の例として共通増幅について説明する。図１２は、共通増幅の送信系の構成を示している。周波数ｆ１の変調部１２０４は周波数ｆ１用ディジタル信号１２０１を入力とし、周波数ｆ１の送信信号１２０７を出力する。周波数ｆ２の変調部１２０５は周波数ｆ２用ディジタル信号１２０２を入力とし、周波数ｆ２の送信信号１２０８を出力する。
【００８６】
周波数ｆｎの変調部１２０６は周波数ｆｎ用ディジタル信号１２０３を入力とし、周波数ｆｎの送信信号１２０９を出力する。加算部１２１０は周波数ｆ１の送信信号１２０７、周波数ｆ２の送信号１２０８および周波数ｆｎの送信信号１２０９を入力とし、加算さえ、加算された送信信号１２１１を出力する。
【００８７】
加算された送信信号１２１１は送信系電力増幅部１２１２で増幅され、増幅された加算された送信信号１２１３は送信アンテナ１２１４から電波として出力される。
【００８８】
このとき、周波数ｆ１の変調部１２０４、周波数ｆ２の変調部１２０５および周波数ｆ３の変調部１２０６は、図１の１０２から１１５の構成である。そして、送信増幅器１２１２が変調方式を切り替えても共通で使用することができ、また、変調方式を変えても、送信ピーク電力が変わらないようにすることで、変調方式により送信出力が変わることにより、送信出力が大きい変調方式では、受信系の受信感度が向上することになる。
【００８９】
以上により、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置とすることで、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることが可能となる。
【００９０】
このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではなく、また、３種類の変調方式の切り替えに限ったものではない。
【００９１】
そして、無線通信システムおよび送信装置、受信装置は、図１、図９、図１２の構成に限ったものではない。また、この方式は、多重化方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で同様に実施してもかまわない。
【００９２】
環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらない方法で説明したが、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式に適した送信系電力増幅器を使用したとき、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式以外の切り替える変調方式の送信平均電力は、送信電力増幅器で増幅できる範囲内で動作する方法でもよい。
【００９３】
以上のように本実施の形態によれば、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有する。
【００９４】
（実施の形態３）
図８は本実施の形態における送信電力増幅部の入出力の関係図であり、実施の形態１と同様である。図１１は本実施の形態における、基地局からの各変調方式の端末が受信可能なエリア範囲を示している。１１０１は基地局、１１０２は６４ＱＡＭ方式のときのサービス限界範囲、１１０３は１６ＱＡＭ方式のときのサービス限界範囲、１１０４はＱＰＳＫ変調方式のときのサービス限界範囲である。
【００９５】
以上、図８、図１１を用いて、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に説明する。
【００９６】
ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の送信系電力増幅器の入出力関係図は図８のとおりで、実施の形態１と同様である。このとき、基地局からの各変調方式の端末が可能な受信可能なエリア範囲を図１１に示す。
【００９７】
図１１において、１１０１は基地局、１１０２は６４ＱＡＭ方式が選択されているときの端末の受信可能なエリア、１１０３は１６ＱＡＭ方式が選択されているときの端末の受信可能なエリア、１１０４はＱＰＳＫ変調方式が選択されているときの端末の受信可能なエリアである。図１１のような端末の受信可能なエリアが異なるサービスは変調方式が変わることおよび変調方式により平均送信電力が異なることから生じる。
【００９８】
そして、例えば、端末の受信エリアが狭い６４ＱＡＭ方式では、高速なデータ通信に用い、端末の受信エリアが広いＱＰＳＫ変調方式を低速なデータ通信または音声通信に用いるサービス形態を実施することが可能である。
【００９９】
以上により、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態を実施することが可能である。このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではない。
【０１００】
以上のように本実施の形態によれば、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有するサービスを実施することが可能である。
【０１０１】
（実施の形態４）
無線通信システムで許容される平均送信電力が定まっている場合においてのシステム構成方法について説明する。
【０１０２】
例えば、ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の最大送信出力電力を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式の平均送信出力電力が２Ｗ、１６ＱＡＭ方式の送信出力電力が１Ｗ、６４ＱＡＭ方式の出力電力が０．５Ｗとなるものとする。
【０１０３】
これに対し、例えば、無線通信システムにおける平均送信出力電力１Ｗに対し平均送信出力電力が０．２５Ｗから３．００Ｗの範囲内で許容されている場合、各変調方式の最大送信出力電力を等しくしても、平均送信出力電力の許容範囲内におさまることとなる。
【０１０４】
しかし、例えば、無線通信システムにおける平均送信出力電力１Ｗに対し平均送信出力電力が０．２５Ｗから１．５０Ｗの範囲内で許されている場合は、各変調方式の最大送信出力電力を等しくすると、ＱＰＳＫ変調方式のみ無線通信システムにおける平均送信電力の許容範囲内におさまっていないこととなる。
【０１０５】
この場合、例えば、ＱＰＳＫ変調のみ、無線通信システムにおける最大送信出力電力の許容範囲におさまり、かつ共通の送信電力増幅部で各変調方式の信号を増幅できる、１．５Ｗとする。
【０１０６】
このように、無線通信システムにおける平均送信出力電力の許容範囲を考慮する必要があり、このとき必ずしも、各変調方式の最大送信出力電力が等しくなるとは限らない。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらないことを特徴とする無線通信方式としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基地局の送信系の構成の一例を示した図
【図２】基地局の受信系の構成の一例を示した図
【図３】端末の送信系の構成の一例を示した図
【図４】端末の受信系の構成の一例を示した図
【図５】基地局から端末の無線通信におけるフレーム構成の一例を示した図
【図６】端末から基地局の無線通信におけるフレーム構成の一例を示した図
【図７】送信系電力増幅部の入出力関係図を示した図
【図８】送信系電力増幅部の入出力関係図を示した図
【図９】基地局の受信系の構成の一例を示した図
【図１０】従来の送信系構成図を示した図
【図１１】各変調方式の端末が可能な受信可能なエリア範囲を示した図
【図１２】共通増幅の送信系の構成を示した図
【符号の説明】
１０１、２１５、３０４ 送信データ
１０２ ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０３ １６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０４ ６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０５ ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１０６ １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１０７ ６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１０８ ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分
１０９ １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１１０ ６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１１１ 同相成分切り替え機能
１１２ 直交成分切り替え機能
１１３、３０６、１００４ 送信直交ベースバンド信号同相成分
１１４、３０７、１００５ 送信直交ベースバンド信号直交成分
１１５、３０８、１００６ 送信無線部
１１６、３０９、１００７ 送信信号
１１７、３１０ 送信電力増幅部
１１８、３１１、１００９ 増幅された送信信号
１１９、３１２、１０１０ 送信アンテナ
１２０、２１６、９１１ 選択された変調方式情報
２０１、４０１、９０１ 受信アンテナ
２０２、４０２、９０２ 受信信号
２０３、４０３、９０３ 受信無線部
２０４、４０４、９０４ 受信直交ベースバンド信号同相成分
２０５、４０５、９０５ 受信直交ベースバンド信号直交成分
２０６、９０６ 同期部
２０７、９０７ タイミング信号
２０８、９０８ 検波部
２０９、９０９ 受信情報
２１０ データ検出部
２１１、６０５ 電波伝搬環境情報
２１２ 受信データ
２１３、３０３ 送信データ生成部
２１４、３０１ 送信情報
３０２、４２３ 電波伝搬環境推定信号
３０５ 直交ベースバンド信号生成機能
４０６ ＱＰＳＫ変調方式検波部
４０７ １６ＱＡＭ方式検波部
４０８ ６４ＱＡＭ方式検波部
４０９ 同期および変調方式判定部
４１０ ＱＰＳＫ変調方式受信情報
４１１ １６ＱＡＭ方式受信情報
４１２ ６４ＱＡＭ受信情報
４１３ 制御信号
４１４ 妨害波強度推定部
４１５ 電界強度推定部
４１６ マルチパス推定部
４１７ ドップラ周波数推定部
４１８ 妨害波推定信号
４１９ 電界強度推定信号
４２０ マルチパス推定信号
４２１ ドップラ周波数推定信号
４２２、９１０ 電波伝搬環境推定部
５０１、６０１ プリアンブル
５０２、６０２ データシンボル
５０３、６０３ パイロットシンボル
５０４、６０４ ユニークワード
５０５ 変調方式情報
７０１ ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の動作点
７０２、８０４ ＱＰＳＫ変調方式動作範囲
７０３、８０５ １６ＱＡＭ方式動作範囲
７０４、８０６ ６４ＱＡＭ方式動作範囲
８０１ ６４ＱＡＭ方式の動作点
８０２ １６ＱＡＭ方式の動作点
８０３ ＱＰＳＫ変調方式の動作点
１００１ 送信ディジタル信号
１００２ 変調方式制御信号
１００３ 直交ベースバンド信号生成部
１００８ 電力増幅部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信に用いられるディジタル変調方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境により、変調方式を切り替え、そのときの送信出力電力の技術として、電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−５−１３６（１９９７年）に記載されている技術が知られている。これは図８の構成からなる。
【０００３】
図１０において１００１は送信ディジタル信号、１００２は変調方式制御信号、１００３は直交ベースバンド信号生成部、１００４は送信直交ベースバンド信号同相成分、１００５は送信直交ベースバンド信号直交成分、１００６は送信無線部、１００７は送信信号、１００８は電力増幅部、１００９は増幅された送信信号、１０１０は送信アンテナである。
【０００４】
直交ベースバンド信号生成部１００３は送信ディジタル信号１００１および変調方式制御信号１００２を入力とし、変調方式制御信号１００２の情報に基づき、変調方式をＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭから選択し、選択された変調方式の直交ベースバンド信号を送信直交ベースバンド信号同相成分１００４および直交成分１００５として出力する。
【０００５】
送信無線部１００６は送信直交ベースバンド信号同相成分１００４および直交成分１００５を入力とし、送信信号１００７を出力される。電力増幅部１００８は、送信信号１００７を入力とし、増幅された送信信号１００９を出力し、送信アンテナ１０１０から電波として出力されるが、その際、変調方式がＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれの変調方式においても、送信電力が０．１Ｗとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
環境により、変調方式を切り替える無線通信システムを構成するにあたり、電力増幅部の共通化、一方で受信系の受信感度特性の向上が望まれる。
【０００７】
本発明では、環境により、変調方式を切り替える無線通信システムを構築するにあたって、送信系の電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化が図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、変調方式が切り替え可能な無線通信装置において、切り替え可能な変調方式に ＱＰＳＫ 変調と ６４ＱＡＭ を含み、前記無線通信装置に用いられる変調信号を生成する変調部を具備し、前記変調部で、 ６４ＱＡＭ の変調信号の平均送信電力を、 ＱＰＳＫ 変調の変調信号の平均送信電力より小さくするようにゲインを制御することで、受信系の受信感度特性を向上させることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図９を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例、図２は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例、図３は本実施の形態における端末の送信系の構成の一例、図４は本実施の形態における端末の受信系の構成の一例、図５は、本実施の形態における基地局から端末への無線通信のフレーム構成の一例、図６は、本実施の形態における端末から基地局への無線通信のフレーム構成の一例、図７は、各変調方式において送信出力電力を等しくしたときの送信電力増幅部の入出力関係図、図８は、本実施の形態における送信電力増幅部の入出力関係図である。図１２は、複数の周波数の送信信号を共通増幅する際の構成の一例を示している。
【００１５】
図１において、１０１は送信データ、１０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０３は１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０４は６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１０６は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１０７は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１０９は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１１０は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１１１は同相成分切り替え機能、１１２は直交成分切り替え機能、１１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、１１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、１１５は送信無線部、１１６は送信信号、１１７は送信電力増幅部、１１８は増幅された送信信号、１１９は送信アンテナ、１２０は選択された変調方式情報である。
【００１６】
図２において、２０１は受信アンテナ、２０２は受信信号、２０３は受信無線部、２０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、２０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、２０６は同期部、２０７はタイミング信号、２０８は検波部、２０９は受信情報、２１０はデータ検出部、２１１は電波伝搬環境情報、２１２は受信データ、２１３は送信データ生成部、２１４は送信情報、２１５は送信データ、２１６は選択された変調方式情報である。
【００１７】
図３において、３０１は送信情報、３０２は電波伝搬環境推定信号、３０３は送信データ生成部、３０４は送信データ、３０５は直交ベースバンド信号生成機能、３０６は送信直交ベースバンド信号同相成分、３０７は送信直交ベースバンド信号直交成分、３０８は送信無線部、３０９は送信信号、３１０は送信電力増幅部、３１１は増幅された送信信号、３１２は送信アンテナである。
【００１８】
図４において、４０１は受信アンテナ、４０２は受信信号、４０３は受信無線部、４０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、４０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、４０６はＱＰＳＫ変調方式検波部、４０７は１６ＱＡＭ方式検波部、４０８は６４ＱＡＭ方式検波部、４０９は同期および変調方式判定部、４１０はＱＰＳＫ変調方式受信情報、４１１は１６ＱＡＭ方式受信情報、４１２は６４ＱＡＭ受信情報、４１３は制御信号、４１４は妨害波強度推定部、４１５は電界強度推定部、４１６はマルチパス推定部、４１７はドップラ周波数推定部、４１８は妨害波推定信号、４１９は電界強度推定信号、４２０はマルチパス推定信号、４２１はドップラ周波数推定信号、４２２は電波伝搬環境推定部、４２３は電波伝搬環境推定信号である。
【００１９】
図５において、５０１はプリアンブル、５０２はデータシンボル、５０３はパイロットシンボル、５０４はユニークワード、５０５は変調方式情報である。図６において、６０１はプリアンブル、６０２はデータシンボル、６０３はパイロットシンボル、６０４はユニークワード、６０５は電波伝搬環境情報である。
【００２０】
図７において、７０１はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の動作点、７０２はＱＰＳＫ変調方式動作範囲、７０３は１６ＱＡＭ方式動作範囲、７０４は６４ＱＡＭ方式動作範囲である。
【００２１】
図８において、８０１は６４ＱＡＭ方式の動作点、８０２は１６ＱＡＭ方式の動作点、８０３はＱＰＳＫ変調方式の動作点、８０４はＱＰＳＫ変調方式動作範囲、８０５は１６ＱＡＭ方式動作範囲、８０６は６４ＱＡＭ方式動作範囲である。
【００２２】
図１２において、１２０１は周波数ｆ１用ディジタル信号、１２０２は周波数ｆ２用ディジタル信号、１２０３は周波数ｆｎ用ディジタル信号、１２０４は周波数ｆ１の変調部、１２０５は周波数ｆ２の変調部、１２０６は周波数ｆｎの変調部、１２０７は周波数ｆ１の送信信号、１２０８は周波数ｆ２の送信信号、１２０９は周波数ｆｎの送信信号、１２１０は加算部、１２１１は加算された送信信号、１２１２は送信系電力増幅器、１２１３は増幅された加算された送信信号である。
【００２３】
以上、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図１２を用いて、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらないことを特徴とする無線通信方式、請求項１において、通信相手が送信した電波伝搬環境を推定する推定部を具備し、推定した電波伝搬環境の情報を送信することを特徴とする無線装置、請求項２において、通信相手が送信する推定した電波伝搬環境の情報を受信し、変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に、またフレーム構成を図５、図６を例に説明する。
【００２４】
図５は本実施の形態の基地局から端末への無線通信における時間におけるフレーム構成の一例を示したもので、５０１はプリアンブルで、５０２はデータシンボルで、変調方式はＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのいずれかが選択される。
【００２５】
５０３はパイロットシンボルで、既知信号とする。５０４はユニークワードで例えば基地局の送信機と端末の受信機が時間同期をとるため情報を含んでいるものとする。５０５は変調方式情報で、基地局から端末への無線通信のデータシンボルの選択された変調方式情報、図２の２１６に相当する情報である。
【００２６】
図６は本実施の形態の端末から基地局への無線通信における時間におけるフレーム構成の一例を示したもので、６０１はプリアンブルで、６０２はデータシンボルで、６０３はパイロットシンボルで、既知信号とする。６０４はユニークワードで例えば端末の送信機と基地局の受信機が時間同期をとるため情報を含んでいるものとする。６０５は電波伝搬環境推定情報で、図４の４２３に相当する情報である。
【００２７】
図１は本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例を示したもので、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式としてＱＰＳＫ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づきＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を出力する。
【００２８】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として１６ＱＡＭ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づき１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を出力する。
【００２９】
６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として６４ＱＡＭ方式が選択されているとき、図５のフレーム構成に基づき６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００３０】
同相成分切り替え機能１１１はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１０５が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７が、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３として出力される。
【００３１】
直交成分切り替え機能１１２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０が、送信直交ベースバンド信号直交成分１１４として出力される。
【００３２】
送信無線部１１５は送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を入力とし、送信信号１１６を出力し、送信系電力増幅部１１７で増幅され、増幅された送信信号１１８は送信アンテナ１１９から電波として出力される。
【００３３】
図２は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部２０３は受信アンテナ２０１で、受信した受信信号２０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を出力する。同期部２０６は受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を入力とし、例えば図６におけるユニークワードを検出し、端末送信機との時間同期を行い、制御信号２０７を出力する。
【００３４】
検波部２０８は、受信直交ベースバンド信号同相成分２０４および直交成分２０５を入力とし、検波し、受信情報２０９を出力する。データ検出部２１０は、受信情報２０９を入力とし、端末から送信されたデータと電波伝搬環境推定情報を分離し、受信データ２１２および電波伝搬環境情報２１１を出力する。
【００３５】
送信データ生成部２１３は、電波伝搬環境情報２１１および送信情報２１４を入力とし、電波伝搬環境情報２１１から変調方式を選択し、送信情報２１４および選択した変調方式情報を含んだ、送信データ２１５および選択された変調方式情報２１６を出力する。なお、送信データ２１５は図１の１０１に相当し、選択された変調方式情報２１６は図１の１２０に相当する。
【００３６】
図３は本実施の形態における端末の送信系の構成の一例を示したもので、送信データ生成部３０３は送信情報３０１、電波伝搬環境推定信号３０２を入力とし、送信データ３０４を出力する。直交ベースバンド信号生成機能３０５は、送信データ３０４を入力とし、送信直交ベースバンド信号同相成分３０６および直交成分３０７を出力する。
【００３７】
これにより、図６のフレーム構成の送信直交ベースバンド信号が生成される。送信無線部３０８は送信直交ベースバンド信号３０６および直交成分３０７を入力とし、送信信号３０９が出力し、送信系電力増幅部３１０で増幅され、増幅された送信信号３１１は送信アンテナ３１２から電波として出力される。
【００３８】
図４は本実施の形態における端末の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部４０３は受信アンテナ４０１で、受信した受信信号４０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を出力する。
【００３９】
同期および変調方式判別部４０９は、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば図５におけるユニークワードを検出し、基地局送信機との時間同期を行い、基地局送信機との時間同期を行い、また、図５における変調方式情報を検出し、データシンボルの変調方式を識別し、これら２つの時間同期情報と変調方式情報が制御信号４１３に含まれる。
【００４０】
ＱＰＳＫ変調方式検波部４０６は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式がＱＰＳＫ変調であることを示していた場合、検波を行い、ＱＰＳＫ変調方式受信情報４１０を出力する。
【００４１】
１６ＱＡＭ方式検波部４０７は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式が１６ＱＡＭであることを示していた場合、検波を行い、１６ＱＡＭ方式受信情報４１１を出力する。
【００４２】
６４ＱＡＭ方式検波部４０８は受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５、制御信号４１３を入力とし、制御信号４１３の変調方式情報が変調方式が６４ＱＡＭであることを示していた場合、検波を行い、６４ＱＡＭ方式受信情報４１２を出力する。
【００４３】
妨害波強度推定部４１４は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、妨害波強度を推定し、妨害波強度推定信号４１８を出力する。電界強度推定部４１５は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、電界強度を推定し、電界強度推定信号４１９を出力する。
【００４４】
マルチパス推定部４１６は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、マルチパス環境を推定し、マルチパス推定信号４２０を出力する。
【００４５】
ドップラ周波数推定部４１７は例えば、受信直交ベースバンド信号同相成分４０４および直交成分４０５を入力とし、例えば、ユニークワード、プリアンブル、パイロットシンボルなどを利用し、ドップラ周波数を推定し、ドップラ周波数推定４２１を出力する。
【００４６】
電波伝搬環境推定部４２２は妨害波強度推定信号４１８、電界強度推定信号４１９、マルチパス推定信号４２０、ドップラ周波数推定信号４２１を入力とし、例えば、妨害波強度、電界強度、マルチパス、ドップラ周波数情報を電波伝搬環境推定信号４２３として出力する。ただし、電波伝搬環境推定部４２２が変調方式を決定し、要求する変調方式を電波伝搬環境推定信号４２３としてもよい。
【００４７】
なお、電波伝搬環境推定信号４２３は、図３の３０２に相当する。また、妨害波強度推定、電界強度推定、マルチパス推定、ドップラ周波数推定は受信直交ベースバンド信号から推定する構成に限ったものではなく、受信信号から推定してもかまわない。そして、電波伝搬環境は、妨害波強度、電界強度、マルチパス、ドップラ周波数に限ったものではない。
【００４８】
次に、本実施の形態における無線通信システムにおける送信系電力増幅部の動作について説明する。図１における送信系電力増幅部１１７の入出力関係の図を図７および図８に示す。
【００４９】
図７は各変調方式の送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示しており、図８は各変調方式の最大送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示している。図７において、７０１は送信系電力増幅部１１７の動作点、つまり、送信出力電力を示している。
【００５０】
このとき、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲は７０２、１６ＱＡＭ方式動作範囲は７０３、６４ＱＡＭ方式動作範囲は７０４に示したとおりとなる。図８において、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲を８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲を８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲を８０６のように、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲８０６を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式のときの動作点は８０３、１６ＱＡＭ方式の動作点は８０２、６４ＱＡＭの動作点は８０１のようになり、ＱＰＳＫ変調方式のときの送信出力電力、１６ＱＡＭのときの送信出力電力、６４ＱＡＭのときの送信出力電力の順の送信出力電力となる。
【００５１】
本実施の形態では、送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるように、たとえば、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を、１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を、６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００５２】
他の例として、図１における送信無線部１１５に入力される、変調方式情報１２０の選択されている変調方式に応じて、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるようにゲインを制御し、送信信号１１６を出力する。
【００５３】
図８のように送信電力増幅部１１７を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、図８のように送信系電力増幅部１１７を使用した場合、図７のように送信電力増幅部１１７を使用した場合と比較して、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭのときの送信出力電力が大きいため受信系の受信感度が向上することになる。
【００５４】
また、本実施の形態の例として共通増幅について説明する。図１２は、共通増幅の送信系の構成を示している。周波数ｆ１の変調部１２０４は周波数ｆ１用ディジタル信号１２０１を入力とし、周波数ｆ１の送信信号１２０７を出力する。周波数ｆ２の変調部１２０５は周波数ｆ２用ディジタル信号１２０２を入力とし、周波数ｆ２の送信信号１２０８を出力する。周波数ｆｎの変調部１２０６は周波数ｆｎ用ディジタル信号１２０３を入力とし、周波数ｆｎの送信信号１２０９を出力する。
【００５５】
加算部１２１０は周波数ｆ１の送信信号１２０７、周波数ｆ２の送信号１２０８および周波数ｆｎの送信信号１２０９を入力とし、加算さえ、加算された送信信号１２１１を出力する。加算された送信信号１２１１は送信系電力増幅部１２１２で増幅され、増幅された加算された送信信号１２１３は送信アンテナ１２１４から電波として出力される。
【００５６】
このとき、周波数ｆ１の変調部１２０４、周波数ｆ２の変調部１２０５および周波数ｆ３の変調部１２０６は、図１の１０２から１１５の構成である。
【００５７】
そして、送信増幅器１２１２が変調方式を切り替えても共通で使用することができ、また、変調方式を変えても、送信ピーク電力が変わらないようにすることで、変調方式により送信出力が変わることにより、送信出力が大きい変調方式では、受信系の受信感度が向上することになる。
【００５８】
以上により、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても、送信系電力増幅部を共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることが可能となる。
【００５９】
このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではなく、また、３種類の変調方式の切り替えに限ったものではない。
【００６０】
そして、無線通信システムおよび送信装置、受信装置は、図１、図２、図３、図４、図１２の構成に限ったものではない。また、フレーム構成は図５、図６で説明したが、これに限ったものではない。
【００６１】
また、この方式は、多重化方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で同様に実施してもかまわない。
【００６２】
環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらない方法で説明したが、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式に適した送信系電力増幅器を使用したとき、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式以外の切り替える変調方式の送信平均電力は、送信電力増幅器で増幅できる範囲内で動作する方法でもよい。
【００６３】
以上のように本実施の形態によれば、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有する。
【００６４】
（実施の形態２）
図１は、本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例、図９は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例、図７は、各変調方式において送信出力電力を等しくしたときの送信電力増幅部の入出力関係図、図８は、本実施の形態における送信電力増幅部の入出力関係図である。
【００６５】
図１、図７、図８は、実施の形態１と同様である。図９において、９０１は受信アンテナ、９０２は受信信号、９０３は受信無線部、９０４は受信直交ベースバンド信号同相成分、９０５は受信直交ベースバンド信号直交成分、９０６は同期部、９０７はタイミング信号、９０８は検波部、９０９は受信情報、９１０は電波伝搬環境推定部、９１１は選択された変調方式情報である。図１２は、複数の周波数の送信信号を共通増幅する際の構成の一例を示している。
【００６６】
以上、図１、図７、図８、図９を用いて、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に説明する。
【００６７】
図１は本実施の形態における基地局の送信系の構成の一例を示したもので、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式としてＱＰＳＫ方式が選択されているとき、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を出力する。
【００６８】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として１６ＱＡＭ方式が選択されているとき１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を出力する。
【００６９】
６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は送信データ１０１および選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、変調方式として６４ＱＡＭ方式が選択されているとき、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００７０】
同相成分切り替え機能１１１はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１０５が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７が、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３として出力される。
【００７１】
直交成分切り替え機能１１２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９、６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０、選択された変調方式情報１２０を入力とし、選択された変調方式の情報に基づき、ＱＰＳＫ変調方式が選択された場合ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８が、１６ＱＡＭ方式が選択された場合１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１０９が、６４ＱＡＭ方式が選択された場合６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分１１０が、送信直交ベースバンド信号直交成分１１４として出力される。
【００７２】
送信無線部１１５は送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を入力とし、送信信号１１６を出力し、送信系電力増幅部１１７で増幅され、増幅された送信信号１１８は送信アンテナ１１９から電波として出力される。
【００７３】
図９は本実施の形態における基地局の受信系の構成の一例を示したもので、受信無線部９０３は受信アンテナ９０１で、受信した受信信号９０２を入力とし、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を出力する。
【００７４】
同期部９０６は受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、端末送信機との時間同期を行い、制御信号９０７を出力する。
【００７５】
検波部９０８は、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、検波し、受信情報９０９を出力する。電波伝搬環境推定部９１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分９０４および直交成分９０５を入力とし、電波伝搬環境から変調方式を決定し、選択した変調方式情報９１１を出力する。
【００７６】
なお、選択した変調方式情報９１１は図１の１２０に相当する。また、電波伝搬環境推定は受信直交ベースバンド信号から推定する構成に限ったものではなく、受信信号から推定してもかまわない。
【００７７】
図１２において、１２０１は周波数ｆ１用ディジタル信号、１２０２は周波数ｆ２用ディジタル信号、１２０３は周波数ｆｎ用ディジタル信号、１２０４は周波数ｆ１の変調部、１２０５は周波数ｆ２の変調部、１２０６は周波数ｆｎの変調部、１２０７は周波数ｆ１の送信信号、１２０８は周波数ｆ２の送信信号、１２０９は周波数ｆｎの送信信号、１２１０は加算部、１２１１は加算された送信信号、１２１２は送信系電力増幅器、１２１３は増幅された加算された送信信号である。
【００７８】
次に、本実施の形態における無線通信システムにおける送信系電力増幅部の動作について説明する。図１における送信系電力増幅部１１７の入出力関係の図を図７および図８に示す。
【００７９】
図７は各変調方式の送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示しており、図８は各変調方式の最大送信出力電力を等しくしたときの送信系電力増幅部１１７の入出力関係を示している。
【００８０】
図７において、７０１は送信系電力増幅部１１７の動作点、つまり、送信出力電力を示している。このとき、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲は７０２、１６ＱＡＭ方式動作範囲は７０３、６４ＱＡＭ方式動作範囲は７０４に示したとおりとなる。
【００８１】
図８において、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲を８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲を８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲を８０６のように、ＱＰＳＫ変調方式動作範囲８０４、１６ＱＡＭ方式動作範囲８０５、６４ＱＡＭ方式動作範囲８０６を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式のときの動作点は８０３、１６ＱＡＭ方式の動作点は８０２、６４ＱＡＭの動作点は８０１のようになり、ＱＰＳＫ変調方式のときの送信出力電力、１６ＱＡＭのときの送信出力電力、６４ＱＡＭのときの送信出力電力の順の送信出力電力となる。
【００８２】
本実施の形態では、送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるように、たとえば、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５および直交成分１０８を、１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および直交成分１０９を、６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０４は６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０７および直交成分１１０を出力する。
【００８３】
他の例として、図１における送信無線部１１５に入力される、変調方式情報１２０の選択されている変調方式に応じて、送信直交ベースバンド信号同相成分１１３および直交成分１１４を送信電力増幅部１１７が図８のような動作となるようにゲインを制御し、送信信号１１６を出力する。
【００８４】
図８のように送信電力増幅部１１７を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、図８のように送信系電力増幅部１１７を使用した場合、図７のように送信電力増幅部１１７を使用した場合と比較して、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭのときの送信出力電力が大きいため受信系の受信感度が向上することになる。
【００８５】
また、本実施の形態の例として共通増幅について説明する。図１２は、共通増幅の送信系の構成を示している。周波数ｆ１の変調部１２０４は周波数ｆ１用ディジタル信号１２０１を入力とし、周波数ｆ１の送信信号１２０７を出力する。周波数ｆ２の変調部１２０５は周波数ｆ２用ディジタル信号１２０２を入力とし、周波数ｆ２の送信信号１２０８を出力する。
【００８６】
周波数ｆｎの変調部１２０６は周波数ｆｎ用ディジタル信号１２０３を入力とし、周波数ｆｎの送信信号１２０９を出力する。加算部１２１０は周波数ｆ１の送信信号１２０７、周波数ｆ２の送信号１２０８および周波数ｆｎの送信信号１２０９を入力とし、加算さえ、加算された送信信号１２１１を出力する。
【００８７】
加算された送信信号１２１１は送信系電力増幅部１２１２で増幅され、増幅された加算された送信信号１２１３は送信アンテナ１２１４から電波として出力される。
【００８８】
このとき、周波数ｆ１の変調部１２０４、周波数ｆ２の変調部１２０５および周波数ｆ３の変調部１２０６は、図１の１０２から１１５の構成である。そして、送信増幅器１２１２が変調方式を切り替えても共通で使用することができ、また、変調方式を変えても、送信ピーク電力が変わらないようにすることで、変調方式により送信出力が変わることにより、送信出力が大きい変調方式では、受信系の受信感度が向上することになる。
【００８９】
以上により、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置とすることで、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることが可能となる。
【００９０】
このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではなく、また、３種類の変調方式の切り替えに限ったものではない。
【００９１】
そして、無線通信システムおよび送信装置、受信装置は、図１、図９、図１２の構成に限ったものではない。また、この方式は、多重化方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式で同様に実施してもかまわない。
【００９２】
環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらない方法で説明したが、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式に適した送信系電力増幅器を使用したとき、送信ピーク電力対平均送信電力の最も大きい変調方式以外の切り替える変調方式の送信平均電力は、送信電力増幅器で増幅できる範囲内で動作する方法でもよい。
【００９３】
以上のように本実施の形態によれば、請求項１において、通信相手が送信した電波を受信し、通信相手が送信した電波の電波伝搬環境を推定する電波伝搬環境推定部を具備し、推定した電波伝搬環境から変調方式および送信出力を切り替えることを特徴とする無線装置としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有する。
【００９４】
（実施の形態３）
図８は本実施の形態における送信電力増幅部の入出力の関係図であり、実施の形態１と同様である。図１１は本実施の形態における、基地局からの各変調方式の端末が受信可能なエリア範囲を示している。１１０１は基地局、１１０２は６４ＱＡＭ方式のときのサービス限界範囲、１１０３は１６ＱＡＭ方式のときのサービス限界範囲、１１０４はＱＰＳＫ変調方式のときのサービス限界範囲である。
【００９５】
以上、図８、図１１を用いて、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態について説明する。以下では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式を例に説明する。
【００９６】
ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の送信系電力増幅器の入出力関係図は図８のとおりで、実施の形態１と同様である。このとき、基地局からの各変調方式の端末が可能な受信可能なエリア範囲を図１１に示す。
【００９７】
図１１において、１１０１は基地局、１１０２は６４ＱＡＭ方式が選択されているときの端末の受信可能なエリア、１１０３は１６ＱＡＭ方式が選択されているときの端末の受信可能なエリア、１１０４はＱＰＳＫ変調方式が選択されているときの端末の受信可能なエリアである。図１１のような端末の受信可能なエリアが異なるサービスは変調方式が変わることおよび変調方式により平均送信電力が異なることから生じる。
【００９８】
そして、例えば、端末の受信エリアが狭い６４ＱＡＭ方式では、高速なデータ通信に用い、端末の受信エリアが広いＱＰＳＫ変調方式を低速なデータ通信または音声通信に用いるサービス形態を実施することが可能である。
【００９９】
以上により、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態を実施することが可能である。このとき、変調方式はＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式で説明したがこれに限ったものではない。
【０１００】
以上のように本実施の形態によれば、請求項１において、各変調方式において、サービス範囲がことなることを特徴としたサービス形態としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという効果を有するサービスを実施することが可能である。
【０１０１】
（実施の形態４）
無線通信システムで許容される平均送信電力が定まっている場合においてのシステム構成方法について説明する。
【０１０２】
例えば、ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の最大送信出力電力を等しくした場合、ＱＰＳＫ変調方式の平均送信出力電力が２Ｗ、１６ＱＡＭ方式の送信出力電力が１Ｗ、６４ＱＡＭ方式の出力電力が０．５Ｗとなるものとする。
【０１０３】
これに対し、例えば、無線通信システムにおける平均送信出力電力１Ｗに対し平均送信出力電力が０．２５Ｗから３．００Ｗの範囲内で許容されている場合、各変調方式の最大送信出力電力を等しくしても、平均送信出力電力の許容範囲内におさまることとなる。
【０１０４】
しかし、例えば、無線通信システムにおける平均送信出力電力１Ｗに対し平均送信出力電力が０．２５Ｗから１．５０Ｗの範囲内で許されている場合は、各変調方式の最大送信出力電力を等しくすると、ＱＰＳＫ変調方式のみ無線通信システムにおける平均送信電力の許容範囲内におさまっていないこととなる。
【０１０５】
この場合、例えば、ＱＰＳＫ変調のみ、無線通信システムにおける最大送信出力電力の許容範囲におさまり、かつ共通の送信電力増幅部で各変調方式の信号を増幅できる、１．５Ｗとする。
【０１０６】
このように、無線通信システムにおける平均送信出力電力の許容範囲を考慮する必要があり、このとき必ずしも、各変調方式の最大送信出力電力が等しくなるとは限らない。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、環境により、変調方式を切り替え、それぞれの変調方式の最大送信出力電力を変調方式を切り替えても変わらないことを特徴とする無線通信方式としたものであり、これにより、送信系電力増幅部を変調方式を切り替えても共通で使用することで、小型化を図ると同時に、受信系の受信感度特性を向上させることできるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基地局の送信系の構成の一例を示した図
【図２】基地局の受信系の構成の一例を示した図
【図３】端末の送信系の構成の一例を示した図
【図４】端末の受信系の構成の一例を示した図
【図５】基地局から端末の無線通信におけるフレーム構成の一例を示した図
【図６】端末から基地局の無線通信におけるフレーム構成の一例を示した図
【図７】送信系電力増幅部の入出力関係図を示した図
【図８】送信系電力増幅部の入出力関係図を示した図
【図９】基地局の受信系の構成の一例を示した図
【図１０】従来の送信系構成図を示した図
【図１１】各変調方式の端末が可能な受信可能なエリア範囲を示した図
【図１２】共通増幅の送信系の構成を示した図
【符号の説明】
１０１、２１５、３０４ 送信データ
１０２ ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０３ １６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０４ ６４ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０５ ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１０６ １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１０７ ６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１０８ ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分
１０９ １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１１０ ６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１１１ 同相成分切り替え機能
１１２ 直交成分切り替え機能
１１３、３０６、１００４ 送信直交ベースバンド信号同相成分
１１４、３０７、１００５ 送信直交ベースバンド信号直交成分
１１５、３０８、１００６ 送信無線部
１１６、３０９、１００７ 送信信号
１１７、３１０ 送信電力増幅部
１１８、３１１、１００９ 増幅された送信信号
１１９、３１２、１０１０ 送信アンテナ
１２０、２１６、９１１ 選択された変調方式情報
２０１、４０１、９０１ 受信アンテナ
２０２、４０２、９０２ 受信信号
２０３、４０３、９０３ 受信無線部
２０４、４０４、９０４ 受信直交ベースバンド信号同相成分
２０５、４０５、９０５ 受信直交ベースバンド信号直交成分
２０６、９０６ 同期部
２０７、９０７ タイミング信号
２０８、９０８ 検波部
２０９、９０９ 受信情報
２１０ データ検出部
２１１、６０５ 電波伝搬環境情報
２１２ 受信データ
２１３、３０３ 送信データ生成部
２１４、３０１ 送信情報
３０２、４２３ 電波伝搬環境推定信号
３０５ 直交ベースバンド信号生成機能
４０６ ＱＰＳＫ変調方式検波部
４０７ １６ＱＡＭ方式検波部
４０８ ６４ＱＡＭ方式検波部
４０９ 同期および変調方式判定部
４１０ ＱＰＳＫ変調方式受信情報
４１１ １６ＱＡＭ方式受信情報
４１２ ６４ＱＡＭ受信情報
４１３ 制御信号
４１４ 妨害波強度推定部
４１５ 電界強度推定部
４１６ マルチパス推定部
４１７ ドップラ周波数推定部
４１８ 妨害波推定信号
４１９ 電界強度推定信号
４２０ マルチパス推定信号
４２１ ドップラ周波数推定信号
４２２、９１０ 電波伝搬環境推定部
５０１、６０１ プリアンブル
５０２、６０２ データシンボル
５０３、６０３ パイロットシンボル
５０４、６０４ ユニークワード
５０５ 変調方式情報
７０１ ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の動作点
７０２、８０４ ＱＰＳＫ変調方式動作範囲
７０３、８０５ １６ＱＡＭ方式動作範囲
７０４、８０６ ６４ＱＡＭ方式動作範囲
８０１ ６４ＱＡＭ方式の動作点
８０２ １６ＱＡＭ方式の動作点
８０３ ＱＰＳＫ変調方式の動作点
１００１ 送信ディジタル信号
１００２ 変調方式制御信号
１００３ 直交ベースバンド信号生成部
１００８ 電力増幅部
Claims (10)
- 変調方式が切り替え可能な無線通信装置であって、送信データを QPSK 変調方式で変調して QPSK 変調信号を出力する QPSK 変調信号生成部と、送信データを 64QAM 方式で変調して 64QAM 変調信号を出力する 64QAM 変調信号生成部と、前記 QPSK 変調信号又は前記 64QAM 変調信号を入力として送信信号を出力する送信無線部と、前記送信信号を増幅する送信電力増幅部を具備し、前記 QPSK 変調信号生成部及び前記 64QAM 変調信号生成部によって、前記 64QAM 変調信号の平均送信電力が前記 QPSK 変調信号の平均送信電力より小さくなる如くゲイン制御する無線通信装置。
- 64QAM 変調信号の平均送信電力及び QPSK 変調信号の平均送信電力が、予めきめられた出力電力の範囲内である請求項１記載の無線通信装置。
- 変調方式が切り替え可能な無線通信装置であって、送信データを QPSK 変調方式で変調して QPSK 変調信号を出力する QPSK 変調信号生成部と、送信データを 16QAM 方式で変調して 16QAM 変調信号を出力する 16QAM 変調信号生成部と、前記 QPSK 変調信号又は前記 16QAM 変調信号を入力として送信信号を出力する送信無線部と、前記送信信号を増幅する送信電力増幅部を具備し、前記 QPSK 変調信号生成部及び前記 16QAM 変調信号生成部によって、前記 16QAM 変調信号の平均送信電力が前記 QPSK 変調信号の平均送信電力より小さくなる如くゲイン制御する無線通信装置。
- 16QAM 変調信号の平均送信電力及び QPSK 変調信号の平均送信電力が、予めきめられた出力電力の範囲内である請求項３記載の無線通信装置。
- 変調方式が切り替え可能な無線通信装置であって、送信データを QPSK 変調方式で変調して QPSK 変調信号を出力する QPSK 変調信号生成部と、送信データを 64QAM 方式で変調して 64QAM 変調信号を出力する 64QAM 変調信号生成部と、前記 QPSK 変調信号又は前記 64QAM 変調信号を入力として送信信号を出力する送信無線部と、前記送信信号を増幅する送信電力増幅部を具備し、前記送信無線部によって、前記 64QAM 変調信号の平均送信電力が前記 QPSK 変調信号の平均送信電力より小さくなる如くゲイン制御する無線通信装置。
- 64QAM 変調信号の平均送信電力及び QPSK 変調信号の平均送信電力が、予めきめられた出力電力の範囲内である請求項５記載の無線通信装置。
- 変調方式が切り替え可能な無線通信装置であって、送信データを QPSK 変調方式で変調して QPSK 変調信号を出力する QPSK 変調信号生成部と、送信データを 16QAM 方式で変調して 16QAM 変調信号を出力する 16QAM 変調信号生成部と、前記 QPSK 変調信号又は前記 16QAM 変調信号を入力として送信信号を出力する送信無線部と、前記送信信号を増幅す
る送信電力増幅部を具備し、前記送信無線部によって、前記 16QAM 変調信号の平均送信電力が前記 QPSK 変調信号の平均送信電力より小さくなる如くゲイン制御する無線通信装置。 - 16QAM 変調信号の平均送信電力及び QPSK 変調信号の平均送信電力が、予めきめられた出力電力の範囲内である請求項７記載の無線通信装置。
- 請求項１ないし請求項８のいずれか記載の無線通信装置においてOFDM方式を用いる無線通信装置。
- 通信相手が送信した電波伝搬環境の情報を受信し、変調方式、平均送信電力を切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか記載の無線通信装置。
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