JP4259897B2 - Wireless data transmission system and wireless data transmission / reception device - Google Patents

Description

【００１３】
受信装置において、伝播路H11〜H22が予め分かっている場合には、受信データRx(A)及びRx(B)から送信データTx(A)及びTx(B)が求められる。H11〜H22で示される行列式をH（以下、「伝播路行列」と呼ぶ）とし、その逆行列をH^-1とすると、送信データTx(A)及びTx(B)は、以下の行列式(2)により表わすことができる。
【００１４】
【数２】

【００１５】
伝播路行列Hは通信環境によって変化するので、データ伝送を行うに先立ち、送信装置から既知のデータを受信装置に伝送することにより伝播路行列Hを求めるようにするのが一般的である。この既知のデータを伝播路測定用プリアンブルという。
【００１６】
例えば、伝播路測定用プリアンブルとして、送信装置のアンテナTxAnt_Aからa、aというデータを、アンテナTxAnt_Bからa、-aというデータを、バーストの先頭に含めて送信した場合を考える。図１４は、この伝播路測定用プリアンブルの送信時のパケットフォーマットの例を示す図である。送信装置の各アンテナから送信された伝播路測定用プリアンブルは、伝播路Hを通って重畳され、受信装置の各アンテナRxAnt_A及びRxAnt_Bにより受信される。
【００１７】
このとき、受信装置のアンテナRxAnt_Aで受信されたデータをr1、r2とし、アンテナRxAnt_Bで受信されたデータをr3、r4とすると、次の行列式が成立する。
【００１８】
【数３】

【００１９】
上式において、r1〜r4は受信装置における受信データであり、a及び-aは予め既知のパイロット信号であるので、(3)式を変形して、伝播路行列Hは次の式で表されることになる。
【００２０】
【数４】

【００２１】
但し、本例における無線通信システムでは、OFDM変調方式を採用しているため、OFDMの各サブキャリアについて(4)式で示す伝播路行列Hを求められなければならない。
【００２２】
次に、既に仕様が確定している5GHz帯を利用したOFDM無線通信方式について簡単に説明する。この方式は、ARIB-STD T-71に規定されているCSMA/CA方式であり、使用する周波数帯域を含めた各国での法規制を除いては、IEEE802.11aと同じ仕様となっている。
【００２３】
図１５は、このOFDM無線通信方式において使用する通信パケットの構成を概略的に示す図である。図１５において、通信パケットは、プリアンブル信号を含んだB領域及びC領域と、SFで示されるシグナルフィールドと、DFで示されるデータフィールドとから構成されている。
【００２４】
プリアンブル信号は送信装置及び受信装置間で既知のデータであるが、B領域及びC領域に含まれるプリアンブル信号を受信装置においてどのように使用するかについては、仕様書では特に規定されていない。通常、B領域は0.8μsのデータの繰り返し（0.8μs×10個）になっており、AGC制御、粗い周波数オフセット推定、シンボル同期等のデータ伝送に使用される。また、C領域は伝播路推定、細かい周波数オフセット推定等のデータ伝送に使用される。
【００２５】
図１６は、シグナルフィールド（SF）に含まれるデータの構成を示す図である。SFは24ビットのデータで構成されており、以下に続くデータフィールド（DF）の変調レートが4ビット分、データフィールドの長さ（バイト長）が12ビット分、リザーブが1ビット分、シグナルフィールド（SF）用のパリティビットが1ビット分、シグナルフィールド（SF）用の誤り訂正テールビットが6ビット分含まれている。
【００２６】
図１７は、ARIB-STD T-71仕様（以下、単に「T-71」と略記する）による受信装置において、上記の無線伝送波を受信し復調する処理の流れを示すフローチャートである。
受信装置は電波を検出すると（ステップS1701）、プリアンブルを取得し、その電波がT-71フォーマットの電波か否かを判定する（ステップS1702）。受信電波がT-71の電波である場合には、シグナルフィールド（SF）を復調し、パリティビット等に基づいてシグナルフィールド（SF）が正しいかどうかを判定する（ステップS1703）。
【００２７】
シグナルフィールド（SF）が正しい場合には、さらに、そこに含まれているデータフィールド（DF）の変調レートに基づいて後続のデータフィールド（DF）を復調する（ステップS1704）。受信装置は、シグナルフィールド（SF）に含まれるデータフィールド（DF）のデータ長（Length）に達するまで、受信したOFDMシンボルデータの復調を継続する（ステップS1705）。
【００２８】
一方で、上記ステップS1702において、受信した電波がT-71フォーマットの電波ではないと判定した場合には、受信電波の電波強度を測定し（ステップS1706）、この電波強度と予め設定された閾値L1との大小を比較する（ステップS1707）。受信電波強度が閾値L1以上である場合には、伝送キャリアが使用中であると判断して、受信電波強度が閾値L1より小さくなるまで待機する。
【００２９】
また、上記ステップS1703において、T-71フォーマットの電波を受信したが、そのシグナルフィールド（SF）に誤りがあると判定した場合には、受信電波の強度を測定し（ステップS1708）、この電波強度と予め設定された閾値L2との大小を比較する（ステップS1709）。受信電波強度が閾値L2以上である場合には、伝送キャリアが使用中であると判断して、受信電波強度が閾値L2より小さくなるまで待機する。
【００３０】
上記ステップS1707及びS1709において、受信電波強度が閾値L1又はL2より小さくなるまで他の処理を行わないようにしているのは、受信装置が伝送キャリア使用中に送信動作をおこさないよう保護するためである。T-71ではCSMA／CA方式をとっているため、無線伝送データ同士の衝突を回避する必要があるからである。また、受信装置では、ステップS1701〜S1709の処理を行っている間は、送信動作を行うことができないようになっているものとする。
【００３１】
また、予め設定された閾値L1及びL2は異なる値であり、L1>L2となるよう設定しているものとする。同じ通信システムの電波に対してより安全性を高めるために、L2の値はL1より低いものとしている。
【００３２】
尚、ARIB-STD T-71、IEEE802.11aに用いられるMAC層の仕様は、IEEE802.11に記載されている。上記したように、T-71により送信を行うためには伝送キャリアが使用されていないと判断しなければならないが、このような物理的なキャリアの使用状況判断の他に、論理的にも使用されていないことを確認する必要がある。IEEE802.11では、各パケットのヘッダにそのパケット通信における一連の動作に必要となる時間が示されている。したがって、T-71により送信を行おうとする装置は、その論理的な予約状況も確認して、送信を行う必要がある。
【特許文献１】
特開2002-374224号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにSDM方式を使用すると、同じ周波数帯でアンテナの本数に応じて送受信するデータ系列の数を増やすことが可能となるので、SDM方式を用いないシステムに比べて高速大容量の通信を行うことができる。また、無線通信システムの通信容量に応じて、使用するアンテナ数と送受信データ系列の数を調整することにより、電波資源を効率的に使用することができる。
【００３４】
一方で、従来の無線通信システムにおいては、1周波数帯域で送受信するデータ系列は1つのみである。このため、通信を開始するときには、送信装置が特定の周波数帯域において無線電波を発信するとともに、受信装置が特定の周波数帯域における無線電波を受信し、これをデータに復調することにより通信が確立できていた。もちろん、送信装置及び受信装置において、通信の品質を改善するために複数のアンテナを使用することはあったが、これはダイバイシティによるゲインを得るためだけのものであり、送信装置及び受信装置ともに、使用アンテナ本数を認知している必要はなかった。
【００３５】
ところが、SDMを利用した無線通信システムにおいては、送信装置及び受信装置において複数のアンテナを使用することにより、1周波数帯域で複数のデータ系列の送受信が可能となり、理論上は少なくとも送信アンテナ本数分のデータ系列を多重して送受信することが可能である。したがって、受信装置では、送信装置から送信されるデータの種類と送信に使用された送信アンテナ数を検出することが必要となる。本発明は、これ可能にするような無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置を提供しようとするものである。
【００３６】
さらに、上記のSDM-OFDM方式を5GHz帯で使用するためには、従来から存在するARIB-STD T-71やIEEE802.11a等の無線通信システムとコンパチビリティがあることが望ましい。しかしながら、SDM-OFDM方式の無線通信システムと、従来の無線通信システムとの共存を可能にするようなシステム構成は未だ提案されていない。
【００３７】
したがって、本発明はまた、SDMを利用した無線データ伝送システムであって、従来の無線通信システムとのコンパチビリティを備えた無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置を提供しようとするものである。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、以下のような構成を有する無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置に想到した。
すなわち、本発明は、2以上のアンテナを備え、1系列以上のデータを同一の周波数チャンネルを用いて空間分割多重して無線送信する送信装置であって、前記2以上のアンテナのうち送信に用いるアンテナ数と送信するデータの系列数とを含む空間分割多重制御データを生成し、該空間分割多重制御データを少なくとも1系列のデータに含めて送信する手段を備えた送信装置を提供するものである。
【００３９】
本発明は、また、上記の送信装置から無線送信されたデータを受信可能な受信装置であって、受信したデータに含まれる前記空間分割多重制御データから、前記送信装置が送信に用いるアンテナ数及び送信するデータの系列数を取得し、該送信アンテナ数及びデータ系列数によりデータを受信可能かどうか判別し、判別結果を前記送信装置に送信する手段を備えた受信装置を提供するものである。
【００４０】
これら本発明の送信装置及び受信装置によれば、空間分割多重を用いた無線データ伝送において、送信装置及び受信装置で利用可能なアンテナ数及びデータ系列数を通知しあうことにより、空間分割多重による効果を最大限にし、データ伝送レートを向上させることが可能となる。
本発明は、また、上記の送信装置と受信装置とをそれぞれ1以上含んで構成される無線データ伝送システムを提供するものである。
【００４１】
上記本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、受信装置に対してデータ送信を開始するときに、送信に使用可能なアンテナの最大数と使用可能なデータ系列の最大数を前記空間分割多重制御データに含めて送信し、前記受信装置から、前記送信アンテナ数及びデータ系列数により受信が可能でないとの判別結果を受信した場合には、前記送信アンテナ数及びデータ系列数のそれぞれを減じたものを前記空間分割多重制御データに含めて送信することを特徴とする。
【００４２】
送信装置は、受信装置から受信可能との判別結果を受信するまで、送信アンテナ数及びデータ系列数を減じながら送信し続けることにより、受信装置において受信可能な最大限の送信アンテナ数及びデータ系列数を検知することができる。
【００４３】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、送信データをOFDM方式で変調して送信する手段を備えており、前記受信装置は、受信データをOFDM方式で復調する手段を備えていることを特徴とする。
本発明の無線データ伝送システムは、典型的にはOFDM変調した送信信号をさらに空間分割多重（SDM）し、複数のアンテナ及びデータ系列を用いて送信するSDM-OFDM方式を採用する。
【００４４】
本発明は、また、上記の送信装置と受信装置とを備え、無線データの送信及び受信が可能な無線データ送受信装置を提供するものである。
また、上記本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置及び受信装置は、前記空間分割多重した送信データに、ARIB STD-T71方式又はIEEE802.11a方式のプリアンブルを付加したデータパケットとして送信することを特徴とする。
【００４５】
これら従来の無線通信方式は、本発明の空間分割多重による無線通信方式と同一の周波数帯を利用するものであるから、本発明のシステムにおけるデータパケットにこれらと共通するプリアンブルを付加することにより、従来の無線通信方式と高いコンパチビリティを有する無線データ伝送システムを構築することが可能となる。
【００４６】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、前記空間分割多重した送信データの変調方式を示すデータを含んで送信し、前記受信装置は、前記シグナルフィールドに示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
【００４７】
これにより、本発明の送受信装置は、受信したパケットデータが本発明の空間分割多重方式により伝送されているものであるか、従来の無線通信方式により伝送されているものであるかを、パケットのシグナルフィールドから判別することが可能となり、いずれの方式のパケットであっても同様の動作で受信処理することが可能となる。
【００４８】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データが空間分割多重方式によるデータであるかどうかを示すデータを含んで送信することを特徴とする。
【００４９】
これにより、従来の無線通信方式による送受信装置において本発明の空間分割多重方式によるデータパケットを受信した場合であっても、その通信方式のパケットであることをシグナルフィールドから判別することが可能となる。当該送受信装置で復調できないデータがパケットに含まれていると判断した場合には、そのパケットを破棄すればよい。
【００５０】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データのデータ長を示すデータを含んで送信することを特徴とする。
【００５１】
このようなデータパケットを受信した送受信装置は、プリアンブルの後に続くデータフィールドのデータ長を正確に認識することができる。特に、従来の無線通信方式による送受信装置において本発明の空間分割多重方式によるデータパケットを受信した場合には、後に続くデータフィールドを復調できなくとも、そのデータ長を正確に認識することができるので、当該データの伝送が完了するのを待って次の送受信動作を行うことができる。
【００５２】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記送信データの変調方式及びデータ長を示すデータを含んだシグナルフィールドを、前記送信データの先頭に付加して送信することを特徴とする。
【００５３】
これにより、上記のように従来の無線通信方式によるデータパケットのプリアンブルにおいて前記送信データの変調方式及びデータ長を示すデータを含めて送信する場合とは異なり、各データ系列で同一のデータの変調方式及びデータ長を用いる必要がなくなる。このため、より多様な形態のデータ伝送を行うことが可能となる。
【００５４】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、送信データのMAC制御情報を、前記ARIB STD-T71方式又はIEEE802.11a方式のデータパケットのデータフィールドに含めて送信することを特徴とする。
【００５５】
送信データのMAC制御情報には、伝送キャリアの論理的な使用状況を示すデータが含まれており、上記の構成によれば、従来のARIB STD-T71方式又はIEEE802.11a方式の送受信装置においても、このMAC制御情報を取得することが可能となり、より信頼性の高い無線データ伝送システムを構築することが可能となる。
【００５６】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケットに含まれるプリアンブルの一部分のデータ長を、送信データの変調方式により変化させて送信し、前記受信装置は、前記プリアンブルの一部分のデータ長により、受信データの変調方式を識別し、該変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
【００５７】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケット中の送信データの先頭に付加される伝播路推定用プリアンブルに、該送信データの変調方式を示すデータを含めて送信し、前記受信装置は、前記伝播路推定用プリアンブルにより示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
これらの方法によれば、従来の方式で既に規定されているプリアンブルのデータを改変することなく、送信データの変調方式を示すデータをプリアンブルに含めることが可能となる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図１２は、本発明の各実施形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、これらの基本的な構成及び動作は同様であるものとする。また、以下の各実施形態においては、送受信装置が持つアンテナ数nは2とし、送受信するデータ系列の数も2としている。また、変調方式は従来の技術で挙げた例と同様にOFDM方式によるものとする。
【００５９】
[第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態にかかる無線データ伝送システムについて、送信装置における構成及び動作と、受信装置における構成及び動作とに分けて順に説明する。
【００６０】
図１は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図１において、本実施形態の送信装置は、送信データ生成部101と、空間分割多重制御データ生成部102と、送信制御回路103と、OFDM信号生成部104A及び104Bと、RF部105A及び105Bと、アンテナ106A及び106Bとから構成されている。
【００６１】
送信データ生成部101は、送信データを生成し、OFDM信号生成部104A及び104Bに出力するものであり、上位層（ここでは図示しない）から送信すべき情報データを受け取り、誤り訂正等の処理を行いOFDMフォーマットで伝送できるような信号を生成する回路を備えている。
【００６２】
空間分割多重制御データ生成部102は、空間分割多重（SDM）方式による通信において使用する送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を、空間分割多重制御データとしてOFDM信号生成部104Bに出力する。空間分割多重制御データ生成部102もまた、送信データ生成部101と同様に、上位層から送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を受け取り、これらの値に必要な処理を施し、OFDM信号フォーマットで伝送可能な信号として出力する回路を備えている。尚、本実施形態では、送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1はともに、1又は2の値を取ることになる。
【００６３】
送信制御回路103は、送信装置が実際に使用するアンテナ数kx及びデータ系列数k1xを示すデータを生成し出力する。このアンテナ数kx及びデータ系列数k1xは、上記ktx及びk1と同様に上位層から指示される値であり、本実施形態では、これらは1又は2の値を取ることになる。
【００６４】
OFDM信号生成部104A及び104Bは、それぞれ、送信データ生成部101から受信した送信信号をOFDM信号に変調して、RF部105A及び105Bに出力する。また、OFDM信号生成部104Bでは、空間分割多重制御データ生成部102から受信した空間分割多重制御データを送信信号に多重化する。
【００６５】
RF部105A及び105Bは、OFDM信号生成部104A及び104Bにおいて変調された信号を実際に無線通信で用いる周波数に変換し、それぞれアンテナ106A及び106Bに出力する。アンテナ106A及び106Bはこれらの信号を無線送信する。
【００６６】
上記のように構成された本実施形態の送信装置によりデータ送信を行う動作について説明する。
まず、SDM方式を用いて通信を行う場合は、送信に用いるアンテナ数及びデータ系列数を予め受信装置に通知しておく必要がある。したがって、本実施形態の送信装置において無線通信を行うに先立って、まず、空間分割多重制御データ生成部102で生成する空間分割多重制御データ、すなわち、送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を受信装置に送信しなければならない。
【００６７】
この空間分割多重制御データの送信にあたっては、受信装置側での状況が未知であるから、ktx=k1=2（それぞれの最大値）として送信を行う。この場合、送信装置では、空間分割多重制御データ生成部102、OFDM信号生成部104B、RF部105B及びアンテナ106Bを使用して、空間分割多重制御データを受信装置に送信することになる。
【００６８】
しかしながら、無線データ伝送システムを構成する各装置の状況が既に分かっている場合には、必ずしもktx及びk1に最大値を設定して送信する必要はなく、そのシステムにおいて受信可能なアンテナ数及びデータ系列数で送信すればよい。
【００６９】
後述するように、上記の空間分割多重制御データを受信した受信装置は、当該制御データに含まれるアンテナ数ktx及びデータ系列数k1での通信が可能であるかどうかを判定する。受信装置は、上記制御データを受信したのと同じデータ系列により、アンテナ数ktx及びデータ系列数k1で通信可能である場合にはAck（Acknowledge：その条件により通信可能であることを意味する）を、通信不可能であればNack（Non-Acknowledge：その条件では通信不可能であることを意味する）を、返信データとして送信装置に送信する。
【００７０】
送信装置は、返信データとしてAckを受信した場合には、上記制御データにより送信したアンテナ数ktx及びデータ系列数k1で通信を行い、Nackを受信した場合には、アンテナ数及びデータ系列数をより低い値に変更して、再び制御データを送信する。これを繰り返すことにより、アンテナ数ktx及びデータ系列数k1の値が受信装置が受信可能な値となったときに、送信装置はAckを受信することとなる。
【００７１】
図２は、送信装置における空間分割多重制御データの送信動作の流れを示すフローチャートである。尚、図２に示すフローチャートでは、送信装置におけるアンテナ数及び送信データ系列数の最大値を2とはせず、任意の値として示している。また、説明を簡略化するため、送信に使用するアンテナ数とデータ系列数が同じである場合を示している。
【００７２】
送信を開始する前の送信装置において、送信制御回路103には、kx及びk1xの値はともに1にセットされている。また、送信装置では、空間分割多重制御データを送信したにも関わらずAckを受信できなかった回数を示すパラメータNackを記憶しており、現在Nackの値には初期値として０が設定されている。さらに、送信装置の空間分割多重制御データ生成部102では、データ送信に用いる送信アンテナ数としてktx＝n、データ系列数としてk1＝nが設定されているものとする（ステップS200）。
【００７３】
まず、送信装置は、空間分割多重制御データ生成部102において設定されている送信アンテナ数ktxに、nからNackの値を減じた値を代入する。また、データ系列数k1にも、nからNackの値を減じた値を代入する（ステップS201）。ここでは、Nack=0なので、ktx＝k1=nのままである。また、この後、ktx=0であるかどうかを判定し、ktx=0であれば処理を終了する（ステップS202）。
【００７４】
次に、送信装置は、空間分割多重制御データ生成部102において現在設定されている送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1により、空間分割多重制御データを受信装置に送信する（ステップS203）。
【００７５】
受信装置からAckを受信した場合（ステップS204）には、送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1での通信が可能であると判断して、送信制御回路103において以降の通信に使用するアンテナ数kxにktxの値を、データ系列数k1xにk1の値を、それぞれ代入する（ステップS206）。その後、上記の条件によりデータ通信を開始することができる（ステップS207）。
【００７６】
受信装置からNackを受信した場合、あるいは一定時間内に返信データを受信しなかった場合（ステップS204）には、Nackの値を1増加させ（ステップS205）、ステップS201に戻る。ステップS201において、空間分割多重制御データ生成部102における送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を再設定した後、ktxが0でない限り（ステップS202）、再び、空間分割多重制御データを受信装置に送信する。
【００７７】
このようにして、送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を1ずつ減じながら空間分割多重制御データを受信装置に送信し、受信装置からAckを受信した時点での送信アンテナ数ktx及びデータ系列数k1を、以降の通信に使用するアンテナ数kx及びデータ系列数k1xとして設定し、データ通信を行うようになっている。ただし、受信装置からAckを受信する前にktx=0となった場合（ステップS202）には、受信装置が受信不能あるいは存在しないと判断して、処理を中断する。
このように送信装置の送信動作を制御することにより、受信装置が受信可能な範囲で最大のアンテナ数及びデータ系列数を用いた通信を確立することができる。
【００７８】
図３は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図３において、本実施形態の受信装置は、アンテナ301A及び301Bと、RF部302A及び302Bと、OFDM信号受信回路303A及び303Bと、空間分割多重制御データ解析回路304と、受信制御回路305と、SDM処理部306と、受信データ処理部307とから構成されている。
【００７９】
RF部302A及び302Bは、無線データ伝送により送信装置から受信したRF信号をディジタル処理できる周波数帯域に変換するRF回路を備えている。
OFDM信号受信回路303A及び303Bは、RF部302A及び302Bにおいて周波数変換された受信信号に対してOFDM復調処理を行うための回路を備えている。OFDM信号受信回路303Bは、また、受信信号に含まれる空間分割多重制御データを抽出し、空間分割多重制御データ解析回路304に出力する。
【００８０】
空間分割多重制御データ解析回路304は、OFDM信号受信回路303Bから受信した空間分割多重制御データを解析し、その結果を受信制御回路305に出力する。具体的には、空間分割多重制御データに含まれるktx及びk1を検出し出力するものとする。
【００８１】
受信制御回路305は、空間分割多重制御データ解析回路304から受信した空間分割多重制御データに基づいて、OFDM信号受信回路303A及び303BとSDM処理部306とを制御する。この制御の方法については、所定のアルゴリズムによるものであるが、後に詳しく説明する。
【００８２】
受信制御回路305は、また、図１に示す送信装置の送信制御回路103と同様に、受信装置においてデータ受信に使用するアンテナ数kx及びデータ系列数k1xを制御する信号を出力する。
受信データ処理部307は、復調された受信信号に対し、誤り訂正などの必要な処理を施す回路を備えている。
【００８３】
本実施形態では、受信制御回路305においてkx=k1x=1と設定されている場合には、アンテナ301B、RF部302B、OFDM信号受信回路303B及び受信データ処理部307により受信動作を行う。受信制御回路305においてkx=k1x=2と設定されている場合には、アンテナ301A、RF部302A及びOFDM信号受信回路303Aと、アンテナ301B、RF部302B及びOFDM信号受信回路303Bとの2つのデータ系列で受信信号を処理した後、SDM処理部306においてこれら2つのデータ系列からのOFDM信号を合成して受信データ処理部307により処理を行う。尚、SDM処理部306におけるOFDM信号の合成処理は、上記従来の技術で説明したのと同様な逆行列演算回路により行うものとする。
【００８４】
尚、図３では、受信装置における受信アンテナ数及びデータ系列数も、送信装置と同様、2つとしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の数の受信アンテナ数及びデータ系列数を備えた受信装置を用いることができる。
【００８５】
図４は、上記受信装置における空間分割多重制御データの受信動作の流れを示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートでは、受信装置において使用するアンテナ数及び送信データ系列数の最大値を2とはせず、任意の値krxaとして示している。また、説明を簡略化するため、受信に使用するアンテナ数とデータ系列数が同じである場合を示している。
【００８６】
データ受信開始前の受信装置では、受信制御回路305において、受信に使用するアンテナ数kx及びデータ系列数k1xはともに1に設定されている（ステップS300）。送信装置から空間分割多重制御データを受信すると、これを空間分割多重制御データ解析回路304において解析し、データに含まれるktx及びk1の値を取得する（ステップS301）。
【００８７】
受信制御回路305は、ktx及びk1の値とkrxaの値とを比較する（ステップS302）。本例では、ktxとk1の値は等しいので、k1の値を比較に用いる。
ステップS302において、k1≦krxaである場合には、ktx及びk1で示されるアンテナ数及びデータ系列数での受信が可能であることになるので、受信装置にAckを送信するとともに（ステップS303）、受信制御回路305において、受信に使用するアンテナ数kx及びデータ系列数k1xに、それぞれ、ktx及びk1の値を代入する（ステップS304）。Ackを送信した後は、送信装置からアンテナ数ktx及びデータ系列数k1によりデータ送信が開始されるので、これを受信することができる（ステップS305）。
【００８８】
ステップS302において、また、k1＞krxaである場合には、ktx及びk1で示されるアンテナ数及びデータ系列数での受信が不可能であることになるので、受信装置にNackを送信するか、あるいは全く動作を行わずに処理を終了する。
【００８９】
このように受信装置の受信動作を制御することにより、上記した送信装置の送信動作と連携して、送信装置及び受信装置の間で使用可能な範囲で最大のアンテナ数及びデータ系列数を用いた通信を確立することができる。
【００９０】
尚、上記では本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置及び受信装置を別個の装置として構成した例を示したが、これらを一体化した送受信装置として利用することも可能である。
【００９１】
[第2実施形態]
図５は、本発明の第2実施形態にかかる無線データ伝送システムの構成を概略的に示す図である。図５において、本実施形態の無線データ伝送システムは、送受信装置A、送受信装置B及び送受信装置Cから構成されている。
【００９２】
送受信装置A及び送受信装置Bは、第1実施形態に示したのと同様のSDM-OFDM方式の送受信装置であり、それぞれ2本のアンテナと2系列の信号処理回路（図示せず）とを備えている。一方、送受信装置Cは、ARIB-STD T-71やIEEE802.11a等の従来の5GHz帯を使用する無線通信システムで動作する送受信装置であり、無線通信は全て5GHz帯を用いて行うものである。
【００９３】
尚、本実施形態では、図５に示すように、送受信装置CがARIB-STD T-71仕様のものである場合を例にとって説明する。また、図５に示すように、送受信装置A及び送受信装置Bの間ではSDM-OFDM方式による無線通信の他、T-71方式による無線通信をも行うことが可能であるが、送受信装置A又は送受信装置Bと送受信装置Cとの間では、T-71方式による無線通信のみを行うことができるものとする。
【００９４】
上記のように構成された本実施形態の無線データ伝送システムにおいて、SDM-OFDM方式の送受信装置が、5GHz帯を使用する従来のT-71方式の送受信装置とコンパチビリティを持ちながら通信する方法を説明する。
【００９５】
ここでは、送受信装置Aから送受信装置Bにデータ伝送を行う場合について考える。図５に示すように、送受信装置Aは、2本のアンテナTRxA_Ant_a及びTRxA_Ant_bを用い、送受信装置Bは、2本のアンテナTRxB_Ant_a及びTRxB_Ant_bを用いてデータ伝送を行うことができる。
【００９６】
図６は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて、送受信装置Aから送受信装置Bに送信されるパケットの構成を概略的に示す図である。図６において、from TRxA_Ant_aは、送受信装置AのアンテナTRxA_Ant_aから送信されるパケットを、from TRxA_Ant_bは、アンテナTRxA_Ant_bから送信されるパケットを示している。
【００９７】
図６に示す各パケットにおける領域B、C、SFについては、図１５で示した従来技術のものと同様であり、ARIB-STD T-71仕様に従って生成されるものとする。また、DF(a)及びDF(b)はデータフィールドであり、図１５に示すDFと同様である。本実施形態においては、送信データ1/2づつを、それぞれ、DF(a)及びDF(b)に割り当てるものとし、割り当て方は任意の方法によるものとする。また、各パケットのプリアンブルには、領域B、C、SFに加えて、SDM-OFDM用の伝播路推定用プリアンブルD及びD’をそれぞれ含んでいる。
【００９８】
尚、図６に示す2つのパケットにおいて、領域B、C、SFは全く同じデータであるため、送受信装置A及びBは必ずしも両方のアンテナからこれらのデータを送信する必要はなく、例えば、領域B、C、SFのデータについては、アンテナTRxA_Ant_aからのみ送信するようにしてもよい。
【００９９】
これらのパケットを受信した送受信装置Bでは、まず、領域B、C、SFまでをT-71のモードで信号処理し、それ以降の領域をSDMのモードで信号処理することにより、これらのパケットに含まれるデータを復調することができる。
【０１００】
また、送受信装置Cがこれらのパケットを受信した場合でも、領域B、C、SFまでは信号処理を行いデータを復調することができる。
【０１０１】
図６に示す2つのパケットのSFに含まれるデータについては、図１６に示した従来技術のものと同様である。すなわち、SFは24ビットのデータで構成されており、DFの変調方式（Rate）を示すデータが4ビット分、DFの長さを示すデータが12ビット分含まれている。
【０１０２】
DFの変調方式を示すデータが４ビット割り当てられているので、最大で16種類の変調方式が指定できることになる。しかしながら、T-71では現状、8種類の変調方式しか使用されておらず、これら以外の変調方式は規定されていない。具体的には変調方式としてBPSK、QPSK、16QAM、64QAMの4種類、誤り訂正符号の符号化率として1/2、2/3、3/4が定義されていて、これらの組み合わせによりDFの伝送レートが決まるようになっている。
【０１０３】
T-71では、送受信に使用するデータ系列数は1であるので、上記8種類のDFの変調方式を、伝送レート（変調方式、符号化率、データ系列数）の形式で表わすと、6Mbps（BPSK, 1/2, 1）、9Mbps（BPSK,3/4,1）、12Mbps（QPSK,1/2,1）、18Mbps（QPSK,3/4,1）、24Mbps（16QAM,1/2,1）、36Mbps（16QAM,3/4,1）、48Mbps（64QAM,2/3,1）、54Mbps（64QAM,3/4,1）となる。
【０１０４】
上記SFのRateでは、これら8種類のDFの変調方式を示すビットデータとして、上記の順に従って、1101、1111、0101、0111、1001、1011、0001、0011をそれぞれ割り当てている。
【０１０５】
本実施形態では、SFのRateはさらに、SDM-OFDMモードでの通信におけるDFの変調方式として、12Mbps（BPSK, 1/2, 2）、18Mbps（BPSK,3/4,2）、24Mbps（QPSK,1/2,2）、36Mbps（QPSK,3/4,2）、48Mbps（16QAM,1/2,2）、72Mbps（16QAM,3/4,2）、96Mbps（64QAM,2/3,2）、108Mbps（64QAM,3/4,2）の8種類を含んでいることを特徴とする。尚、SDM-OFDMモードでの送受信に使用するデータ系列数は2としている。
【０１０６】
これらSDM-OFDMモードで使用するDFの変調方式を示すビットデータとしては、上記の順に従って、1100、1110、0100、0110、1000、1010、0000、0010が割り当てられている。これらは、上記のT-71モードでのDFの変調方式に対するビットデータの割り当てと比較すると、変調方式及び符号化率が同じもの同士は上位3ビットが共通しており、T-71モードかSDM-OFDMモードかによって下位1ビットのみが異なるように割り当てられている。このため、ビットデータの下位1ビットから、送受信に使用するデータ系列数が判断できることになる。
【０１０７】
また、上記においてT-71モード及びSDM-OFDMモードそれぞれの変調方式による伝送レートを比較すると、データ系列数は違うものの、伝送レートが同じになる組み合わせがある。例えば、12Mbps（QPSK,1/2,1）と12Mbps（BPSK,1/2,2）などである。このように複数の変調方式において伝送レートが重複していても、送信データ系列数により適した伝播環境が異なるため、一概に無駄であるとは言えない。しかしながら、SF中で割り当てられた少ないビット数を有効に利用するためには、このような重複を生じる割り当ては最適なものとは言えない。
【０１０８】
SF中のDFの変調方式を示すビットデータを、各種変調方式に効率よく割り当てるためには、異なる変調方式間で伝送レートが同じとなるような場合には、データ系列数が少ない方の変調方式を優先的に使用するようにすれば、データの送受信処理も簡単になり、送受信装置における消費電力の低減にも効果的である。また、重複する変調方式のうちデータ系列数が多い方の変調方式については、これにビットデータを割り当てないようにし、代わりによりデータ系列数の多い変調方式に割り当てるようにしてもよい。
【０１０９】
例えば、上記において、SDM-OFDMモードの12Mbps（BPSK, 1/2, 2）、18Mbps（BPSK,3/4,2）、24Mbps（QPSK,1/2,2）、36Mbps（QPSK,3/4,2）、48Mbps（16QAM,1/2,2）に対してはSF中でのビットデータの割り当てを行わず、これに代えて、よりデータ系列数の多い144Mbps（64QAM,2/3,3）、162Mbps（64QAM,3/4,3）等にビットデータの割り当てを行うことができる。
【０１１０】
一方、図６に示すパケットを受信した送受信装置Bでは、SFに含まれるDFの変調方式を示すビットパターンを検出する。上記の例では、ビットパターンの下位1ビットが1である場合にはT-71モードであると判断し、0である場合にはSDM-OFDMモードであると判断する。SDM-OFDMモードの場合には、データ系列数が2以上であるので、パケットに含まれる伝播路推定用プリアンブルD及びD’を取得し、SDM-OFDMモードにより受信信号を復調するための伝播路推定を行う。また、DFについてもSDM-OFDMモーによる変調方式のデータとして受信する。
【０１１１】
図７は、上記のようにT-71モード及びSDM-OFDMモードの両方により無線データ伝送を行うことが可能な送受信装置A及びBにおいて、無線データを受信する際の動作の流れを示すフローチャートである。図７において、ステップS701からS709までの処理については、図１７に示す従来の受信装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態において、図６に示すパケットを受信した送受信装置A及びBは、このパケットがT-71方式のプリアンブルを含んでおり、かつ、そのプリアンブル中のSFに含まれるデータが正しいと判定すると、さらにSFに含まれるDFの変調方式を示すビットデータを検出し、このパケットがSDM-OFDMモードで送信されているのか、あるいはT-71モードで送信されているのかを判定する（ステップS711）。その判定基準及び方法は、上記した通りである。
【０１１３】
送受信装置A及びBは、受信パケットがSDM-OFDMモードで送信されたものであると判定した場合には、DFに含まれるデータをSDM-OFDM方式により復調する（ステップS712及びS713）。この復調処理については、上記した第1実施形態の送信装置及び受信装置における処理と同様であるものとする。
【０１１４】
ところで、図５に示す送受信装置Cにおいて図６に示すパケットを受信した場合には、T-71モードで送信されたパケットのみを受信処理できることになる。すなわち、図７において、ステップS701〜S705の一連の処理を行うことができる。しかしながら、SFにおいてDFの変調方式を示すビットパターンとしてSDM-OFDMを示すものが含まれている場合には、SFに規定外のデータが含まれていることととなるので、ステップS703においてSFに誤りがあると判断し、ステップS708の処理に進むようになっている。
【０１１５】
また、このとき、ステップS709において、受信電波強度が所定の閾値L2以上である場合には、T-71伝送キャリアが使用中であると判断して、送受信装置Cは送信動作を行うことができないようになっている。
【０１１６】
尚、本実施形態の無線データ伝送システムでは、T-71方式とSDM-OFDM方式とにおいて同一のプリアンブルを用いるものとし、これらを識別するための情報は、DFの変調方式を示すビットデータとしてSFに含める構成としているので、T-71方式の送受信装置とSDM-OFDM方式の送受信装置とがシステム中に混在していても、これらの間で無線データ伝送を行うことができるようになっている。
【０１１７】
[第3実施形態]
第2実施形態の無線データ伝送システムにおいて、T-71方式の送受信装置Cは、SDM-OFDM方式のパケットを受信してもパケット中のSFを正常に取得できないため、SDM-OFDM方式で無線通信が行われているときの伝送キャリアの使用状況を判断する手段としては、受信電波強度を測定する以外にはない。このように受信電波強度のみに基づいてキャリアの使用状況を判断していると、他の送受信装置において電波を受信中であっても、これを判別できずに送信動作を行ってしまう可能性があるという問題点がある。
【０１１８】
第2実施形態の無線データ伝送システムでは、T-71方式による信号とSDM-OFDM方式による信号とを区別する方法として、送信パケットのSFにおいてDFの変調方式（T-71方式かSDM-OFDM方式か）を示すビットデータを含めておき、これを受信した送受信装置はこのビットデータに基づいていずれの方式によるパケットかを判断することとしている。
【０１１９】
これに対して本実施形態では、パケットのSFに含まれるリザーブビット（図１６におけるReserve）を用いることを特徴としている。具体的には、パケットがT-71方式によるものである場合にはリザーブビットに0を割り当て、SDM-OFDM方式によるものである場合には1を割り当てることとする。その他、本実施形態の無線データ伝送システム及び送受信装置は、第2実施形態のものと同様に構成し、同様に動作するものとする。
【０１２０】
これにより、T-71方式の送受信装置が、SDM-OFDM方式のパケットを受信した場合であっても、SFのReserveが1であることを検出すれば、SDM-OFDM方式のパケットであると認識できるので、SF中に規定外のデータが含まれていても誤りであると判断せず、DFのデータ長分の時間、送受信を行わない待機状態を保つようにすることができる。
【０１２１】
ところで、第2実施形態の無線データ伝送システムでは、送信パケットのSFにおいてDFのデータ長を示すビットデータ（図１６におけるLength）を含めて送信している。T-71方式の送受信装置Cは、受信したSDM-OFDM方式のパケットのSFからLengthを取得することはできたとしても、DFの変調方式を認識することができないので、SDM-OFDM用のプリアンブル及びDFを含めたデータ部分の受信に要する時間を正確に認識することができないこととなる。
【０１２２】
したがって、上記のようにSFのReserveを利用することにより、T-71方式の送受信装置は、受信パケットがSDM-OFDM方式のパケットであることは認識できるものの、当該パケットの送受信が完了するまでの待機時間を判断することができない。これに対処するために、T-71方式の送受信装置では、SDM-OFDM方式のパケットのSFから取得したLengthの値に基づいてパケット送受信に要する時間を概算し、これを待機時間とすることが考えられる。
【０１２３】
一般的に、SDM-OFDM方式はT-71方式に比べてデータ伝送が高速であことから、上記の概算した待機時間は、通常、実際の送受信に要する時間よりも長いものになると考えられる。この場合には、実際の送信が終了した後に、電波が送信されていないにも関わらず送受信装置が受信状態のままとなる期間があり、電力を無駄に消費してしまう上に、送信のタイミングが遅れることになる。
【０１２４】
一方、上記の概算した待機時間が実際の送受信に要する時間よりも短いものになった場合には、送受信装置は再び電波検出の動作（図１７のステップS1701）を行うが、受信電波中にT-71のプリアンブルを検出できないため、受信電波強度に基づいて伝送キャリアの使用状況を判断し、伝送キャリアの開放待ちの状態（図１７のステップS1706〜S1707）となる。しかしながら、このときはT-71方式（但し、プリアンブル以降はさらにSDM-OFDM変調されている）のデータ伝送が行われていることが分かっているにも関わらず、図１７に示すように、受信電波がT-71方式でないと判断した場合の受信電波強度の判定基準L1を用いることになってしまう。
【０１２５】
したがって、第2実施形態の無線データ送信システムでは、T-71方式による送受信装置とSDM-OFDM方式による送受信装置が混在する状況下では、特にT-71方式による送受信装置において上記のような不都合が生じるため、データ伝送が効率良く行われていないという問題点がある。
【０１２６】
そこで、本実施形態ではさらに、SDM-OFDMモードで送信するパケットについては、SF内のLengthに、DFのデータ長と伝播路推定用プリアンブルD及びD’のデータ長とを加えたデータ長を含めて送信することを特徴としている。ここで、加算する伝播路推定用プリアンブルD及びD’のデータ長は、当該パケットの送信に用いる変調方式で受信した場合に要する時間に応じたデータ長であるものとする。
【０１２７】
このようにして、SDM-OFDM方式のパケット中、T-71方式のパケットに対して冗長となる伝播路推定用プリアンブルD及びD’の実際の受信時間に応じたデータ長示すデータをSFに含めて送信することにより、T-71方式による送受信装置は、SDM-OFDM方式のパケットを受信した場合であっても、そのパケット長を正確に認識することが可能となる。したがって、当該パケット長に相当する期間は待ち状態にしておけばよい。
【０１２８】
以下に具体的な例を示す。SDM-OFDM方式で送信データ系列数が2、双方のアンテナから100バイトのデータ（合計200バイト）を16QAM R=3/4で送受信する場合を考える（T-71方式で送受信する場合には、16QAM R=3/4では1OFDMシンボルで18バイトのデータを送受信することができる）。また、SDM-OFDMの伝播路推定用プリアンブルD及びD’の送受信に要する時間を2OFDMシンボル時間とする。
【０１２９】
このとき、SFのRateには、DFの変調方式として16QAM R=3/4及び送信データ系列数として2を設定し、Lengthには、DFのデータ長である100バイトと、伝播路推定用プリアンブルD及びD’のデータ長である2×18＝36バイト（2OFDMシンボル時間）とを加算した値である136バイトに相当するビットデータを設定する。また、SFのReserve（リザーブビット）を1に設定する。
【０１３０】
SDM-OFDM方式の送受信装置は、このように設定され送信されたパケット受信すると、パケット中のSFにおいて、Reserveが1になっていること、Lengthによりデータ長が136バイトに設定されていること、及びRateにより変調方式が16QAM R=3/4に設定されていることを検出する。また、送受信装置は、変調方式16QAM R=3/4では、伝播路推定用プリアンブルD及びD’のデータ長が2OFDMシンボル時間分に相当する18バイトであると判断し、DFのデータ長が100バイトであると算出することができる。SFのRateによりデータ系列数が2であることから、SDM-OFDMのデータ長は、トータルで200バイトであると判断し、そのように受信信号の復調を行う。
【０１３１】
一方、T-71方式の送受信装置が上記の送信パケットを受信した場合には、パケット中のSFにおいて、Reserveが1になっていること、Lengthによりデータ長が136バイトに設定されていること、及びRateにより変調方式が16QAM R=3/4に設定されていることを検出する。送受信装置は、Reserveが1であるからパケットが復調不可能なデータを含んでいることを認識できるので、SFに誤りがあるという判断は行わない。さらに、伝播路推定用プリアンブルD及びD’分を含めたデータ長が136バイトであることが分かるので、送受信装置は、これに相当する期間、送受信を行わない待機状態を保つことができる。
【０１３２】
[第4実施形態]
上記した第2実施形態及び第3実施形態の無線データ伝送システムにおいて、SDM-OFDM方式により2本のアンテナ及び2つのデータ系列を用いてデータの送受信を行う場合には、送信側において送信データを2つに分割し、それぞれを送信パケットのDF(a)及びDF(b)に含めて送信するよう規定している。また、これら2つのDFは、同一のデータ長であり、同一の変調方式により変調されて送信されることとなっている。
【０１３３】
しかしながら、これら2つのデータ系列において異なる2つのデータを送信することもできれば便利である。この場合、DF(a)及びDF(b)のデータ長は必ずしも等しくはならないが、第2実施形態及び第3実施形態の無線データ伝送システムにおいては、DF(a)及びDF(b)のデータ長を同一にして送信する必要がある。また、DF(a)及びDF(b)を異なる変調方式で変調して送信することもできない。
【０１３４】
本発明の第4実施形態にかかる無線データ伝送システムは、このような不都合を解消するために規定したパケット構成によりデータを送受信することを特徴とするものである。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、第2実施形態及び第3実施形態のものと同様であるものとする。
【０１３５】
図８は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。尚、図８に示すパケットにおいて、領域B、C、SF、D、D’については、図６に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
本実施形態におけるパケット構成では、SDM-OFDM方式の伝播路推定シンボルD及びD’とDF(a)及びDF(b)との間に、それぞれ、シグナルフィールドSF(a)及びSF(b)を挿入していることを特徴する。SF(a)及びSF(b)は、それぞれ、DF(a)及びDF(b)の変調方式（Rate）及びデータ長（Length）を示すデータを含んでいる。また、第2実施形態及び第3実施形態と同様に、SFのReserveには、このパケットがSDM-OFDM方式によるものであるかどうかを示す情報を含んでいる。さらに、SFのLengthにおいても、第2実施形態又は第3実施形態と同様のデータを含んでいるのが好ましい。
【０１３７】
これにより、これらのパケットを受信したSDM-OFDM方式の送受信装置は、まず、SFのReserveにより受信パケットがSDM-OFDM方式のデータを含んでいることを認識すると、さらに、後に続くSF(a)及びSF(b)に基づいて、DF(a)及びDF(b)に含まれるデータの復調処理を行うことができる。こうして、異なるデータを含む2つのパケットを、それぞれ異なるデータ系列により送受信し、受信側ではそれぞれのパケットに対して独立した復調処理を行ってデータを取得することができる。
【０１３８】
尚、本実施形態において、SF(a)、SF(b)のフォーマットについては、図１６に示す従来のSFと同様に構成しているので、本実施形態の送受信装置において従来同様に処理することができる。このため、本実施形態を利用するにあたっては、何ら新たな仕様を決める必要もない。
また、本実施形態のパケットをT-71方式の送受信装置が受信した場合には、第2実施形態及び第3実施形態と同様に処理するものとする。
【０１３９】
[第5実施形態]
上記の第2〜第4実施形態では、送受信装置において受信電波を測定することにより、伝送キャリアの物理的な使用状況は確認できるが、この方法では伝送キャリアの論理的な使用状況は確認できない。SDM-OFDM方式では、パケットのデータフィールド中にMAC制御情報中を含んでおり、このMAC制御情報には、一連の通信に必要となる媒体の予約時間を示すデータが含まれているので、このデータより伝送キャリアの論理的な使用状況が分かるようになっている。
【０１４０】
しかしながら、T-71方式による無線通信のみを行う送受信装置においては、SDM-OFDM方式によるパケットのデータフィールドを復調することはできないので、伝送キャリアの論理的な使用状況を確認することができない。ところが、本発明の無線データ伝送システムがより安定して動作するためには、T-71方式による無線通信のみを行う送受信装置においても、このMAC制御情報から伝送キャリアの論理的な使用状況を取得できるのが好ましい。
【０１４１】
そこで、本発明の第5実施形態にかかる無線データ通信システムでは、T-71方式の送受信装置でもSDM-OFDM方式のパケットに含まれるMAC制御情報を受信することができるよう構成したパケット用いて通信を行うことを特徴としている。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、第2〜第4実施形態のものと同様であるものとする。
【０１４２】
図９は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。尚、図９に示すパケットにおいて、領域B、C、SF、D、D’、SF(a)、SF(b)については、図６及び図７に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４３】
図９に示すパケットにおいて、上記の第3〜第4実施形態と同様に、SFのReserve（リザーブビット）を、このパケットがSDM-OFDM方式であるかT-71方式であるかを示すフラグとして用いている。また、SFのLengthは、長さを示すデータを含んでいる。DFは、MAC制御情報のみをデータとして含んでいる。DF(a)及びDF(b)は、それぞれ、MAC制御情報を除いた伝送データを含んでいる。
【０１４４】
このような構成のパケットを受信したSDM-OFDM方式の送受信装置は、パケット中のB、C、SF、DFをT-71方式で復調するとともに、SF中のReserveの値に基づいて、D、D’、SF(a)、SF(b)、DF(a)、DF(b)をSDM-OFDM方式により復調する。
【０１４５】
また、上記パケットを受信したT-71方式の送受信装置は、パケット中のB、C、SF、DFをT-71方式で復調する。DFには伝送データは含まれていないが、MAC制御情報を含んでいるので、これにより送受信装置は伝送キャリアの論理的なの使用状況を認識することが可能となる。
【０１４６】
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態にかかる無線データ伝送システムは、パケット中のプリアンブルパターンにより送信データ系列数が識別可能であることを特徴としている。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、上記の各実施形態のものと同様であるものとする。
【０１４７】
図１０は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。図１０の上段に示すパケットは、送信データ系列数が1であるときに送信されるパケットであり、下段に示すパケットは、送信データ系列数が2であるときに送信されるパケットである。これらのパケット中、C、SF、DF、D、D’、DF(a)、DF(b)については、図６及び図７に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４８】
図１０の上段に示すパケットは、従来のT-71方式によるパケットと同様の構成であり、T-71方式及びSDM-OFDM方式のいずれの送受信装置においても受信可能である。このパケットのプリアンブルBは、全体としては周期がTBであり、周期Tbの等しいパターンの信号bを10回繰り返すことにより生成されている。
【０１４９】
一方、図１０の下段に示すパケットでは、プリアンブルBが、上段に示すパケットの2倍の長さであり、即ち、周期Tbの等しいパターンの信号bを20回繰り返すことにより生成されている。ここで、下段に示すパケットのプリアンブルBの長さを上段に示すものの2倍としているが、これはパケットの一構成例に過ぎず、本実施形態ではプリアンブルBの長さを任意の値に設定することができる。
【０１５０】
T-71方式及びSDM-OFDM方式の送受信装置は、上記の各パケットを含んだ信号を受信すると、受信信号を期間Tbだけ遅延させた信号を生成し、この遅延信号と受信信号との相関を取り、この相関のパターンから信号の有無の検出及び受信タイミングの検出を行っている。ここで、2つの信号間の相関とは、上記遅延信号及び受信信号それぞれが含む複素信号の類似度のことを意味している。具体的には、両信号が含む複素信号の振幅を複素乗算し、期間Tbの間積分した値を相関値としている。
【０１５１】
図１１は、図１０に示す各パケットのプリアンブル信号から上記のように算出されて出力される相関値の出力波形を示す図である。図１１の上段は、図１０の上段に示すパケットの相関値として出力される波形である。このパケットのプリアンブルBは、周期Tbの信号bを10回繰り返して生成されているので、その遅延信号との相関をとると、ほぼ期間9×Tbの間、相関値が大きくなる。また、図１１の下段は、図１０の下段に示すパケットの相関値として出力される波形であり、上記同様、その遅延信号との相関値は、ほぼ期間19×Tbの間大きくなる。
尚、図１１に示す波形図では、各種のノイズ成分については無視しているため、直線的な波形となっている。また、上段及び下段の両図とも横軸に時間を、縦軸に相関値をとっており、相関値の値が大きいほど相関が強いことになる。
【０１５２】
図１１に示すように、T-71方式及びSDM-OFDM方式の送受信装置では、受信信号から検出される相関値に対して、一定の閾値を設定している。送受信装置は、受信したプリアンブル信号の相関値がこの閾値を超える期間Tcorを検出し、これに基づいて受信信号の種類を識別することができるようになっている。
【０１５３】
例えば、図５に示す送受信装置Bは、T-71方式及びSDM-OFDM方式の双方によるパケットを受信するため、受信装置Bでは、受信したプリアンブル信号の相関値が所定の閾値を超える期間Tcorを算出し、Tcor＞15×Tbである場合にはSDM-OFDM方式の送受信装置として動作し、Tcor≦15×Tbである場合にはT-71方式の送受信装置として動作するよう構成している。これにより、送受信装置は、受信パケットがT-71方式によるものであるかSDM-OFDM方式によるものであるかを適切に判断し、該当する方の方式による送受信装置として動作することが可能となる。ここで、受信パケットの通信方式を判定する基準として、Tcorが15×Tbを超えるかどうかを境界条件としているが、相関値に対する閾値とともに、任意の値を設定することができる。
【０１５４】
一方、図５に示す送受信装置Cは、従来のT-71方式専用の送受信装置であるため、上記のような受信パケットの通信方式を判定する機能は備えていないが、図１０の上段に示すようなT-71方式のパケットを受信し復調できることは当然である。送受信装置Cが図１０の下段に示すSDM-OFDM方式のパケットを受信した場合には、伝送データを復調することは受信できないが、パケットのプリアンブルパターンはT-71方式と共通しているため、受信電波を検出することは可能であり、図５に示すような無線データ伝送システムにおいて上記のようなSDM-OFDM方式のパケットが送受信されていても、システムへの悪影響を及ぼすことはない。
【０１５５】
上記したように、SDM-OFDM方式において使用する送信アンテナの本数により、送信パケットのプリアンブルパターンを変えることにより、現状運用されているT-71方式の無線データ伝送システムの上に、SDM-OFDM方式のシステムを展開することが可能となる。
【０１５６】
[第7実施形態]
本発明の第7実施形態にかかる無線データ伝送システムは、受信側の装置においてパケット中のSDM-OFDM伝播路推定用プリアンブルにより受信パケットの通信方式を識別することができるよう構成していることを特徴としている。
【０１５７】
図１２は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いるSDM-OFDM方式のパケットの構成例を概略的に示す図である。図１２に示すパケットにおいて、B、C、SFは従来のT-71方式によるパケットと同様に構成されているものとする。したがって、上記した各実施形態のように、パケットの通信方式を識別するためのデータをSFのRateやReserveに含めたり、Bのデータ長により通信方式を示したりする構成はとっていない。
【０１５８】
図１２において、SDM-OFDM伝播路推定用プリアンブルD及びD’は、それぞれ、D1とD2及びD1と-D2というデータを含んでいる。D1はD及びD’の先頭に共通して含まれるデータであり、このデータにより受信装置は以下にSDM-OFDM方式のデータが続くことを識別することが可能となる。例えば、受信装置において、D1と同じ波形を受信したときに相関値を算出するような相関器を備えるよう構成すればよい。
【０１５９】
SDM-OFDM方式の受信装置は、図１２に示すパケットを受信すると、T-71方式によりB、C、SFを復調するとともに、相関器を動作させ、SFに続く信号が波形D1と相関をもっているかどうかを検出する。相関を検出した（相関器により算出される相関値が所定の閾値を超える）場合には、以下に続くデータはSDM-OFDM方式のデータであると判断し、D1及びD2（-D2）により推定される伝播路行列を用いてDF(a)又はDF(b)を復調する。
【０１６０】
図１２に示すパケット構成及び上記のような受信装置の構成によれば、T-71で既に定義されているSFのデータに変更を加えることなく、SDM-OFDM方式のパケットを生成し送受信することが可能となる。
【０１６１】
尚、本実施形態の無線データ伝送システムでは、T-71方式のパケットを受信している場合であっても、SFに続くDFの最初のOFDMシンボルの波形が偶然D1と一致していたり、高い相関を有していたりするために、受信装置においてこのパケットを誤ってSDM-OFDM方式のパケットであると判断してしまうことが起こり得る。このような検出ミスを回避するためには、例えば、SFとSDM-OFDM信号の伝播路推定用プリアンブルD又はD’との間に、Null（無信号状態）を挿入すればよい。
尚、上記において説明した構成部分を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、従来技術のものと同様である。
【０１６２】
以上、本発明の無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【０１６３】
特に、上記各実施形態では、説明を簡略化するため、2本のアンテナ及び2つのデータ系列数を用いたシステムのみを示しているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、任意の空間多重数による空間分割多重伝送システムを確立することができる。
【０１６４】
また、上記各実施形態では、SDM-OFDM方式とあわせて使用する従来の通信方式としてARIB-STD T-71を例示しているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、IEEE802.11aなどにも応用が可能である。
【０１６５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置によれば、SDM-OFDM方式により、複数のアンテナを使用して、同一周波数帯域で複数のデータ系列での送受信ができるような無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置が提供される。
【０１６６】
さらに、このようなSDM-OFDM方式を5GHz帯で使用するにあたって、従来のARIB-STD T-71やIEEE802.11a等の無線通信システムとのコンパチビリティを備えた無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置が提供される。本発明の無線データ伝送システムにおいて、SDM-OFDM方式の送受信装置と従来の方式による送受信システムとが混在していても、一方の送受信装置が通信中に他方の送受信装置が送信を開始することがないよう構成することができるため、安定した通信システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す送信装置における空間分割多重制御データの送信動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第1実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて用いる受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図３に示す受信装置における空間分割多重制御データの受信動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第2実施形態にかかる無線データ伝送システムの構成を概略的に示す図である。
【図６】図５に示す無線データ伝送システムにおいて送受信されるパケットの構成を概略的に示す図である。
【図７】図５に示す送受信装置A及びBにおいて受信動作を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第4実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図９】本発明の第5実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第6実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１１】図１０に示す各パケットのプリアンブル信号から算出される当該信号の相関値の出力波形を示す図である。
【図１２】本発明の第7実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるSDM-OFDM方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１３】従来技術におけるSDMを利用した無線通信システムの一構成例を概略的に示す図である。
【図１４】図１３に示す送信装置のアンテナTxAnt_A及びTxAnt_Bから送信される伝播路測定用プリアンブルのパケットフォーマットの例を示す図である。
【図１５】 5GHz帯を利用したOFDM無線通信方式において使用する通信パケットの構成を概略的に示す図である。
【図１６】図１５に示す通信パケットのシグナルフィールド（SF）に含まれるデータの構成を示す図である。
【図１７】 ARIB-STD T-71仕様による受信装置において、無線通信伝送波を受信し復調する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
101 送信データ生成部
102 空間分割多重制御データ生成部
103 送信制御回路
104A、104B OFDM信号生成部
105A、105B RF部
106A、106B アンテナ
301A、301B アンテナ
302A、302B RF部
303A、303B OFDM信号受信回路
304 空間分割多重制御データ解析回路
305 受信制御回路
306 SDM処理部
307 受信データ処理部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless data transmission system and wireless data transmission / reception apparatus using a 5 GHz band, and in particular, a wireless data transmission system in which transmission data is divided and multiplexed to speed up data transmission, and wireless data transmission for realizing the same. The present invention relates to a device and a receiving device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a plurality of license-free low-power wireless communication systems using the 5 GHz band have been proposed and standardized. For example, ARIB (Radio Industry Association) HiSWAN (High Speed Wireless Access System) standard provides a wireless communication system mainly for indoor use in the 5 GHz band.
[0003]
IEEE802.11a, one of the wireless LAN standards by IEEE (American Institute of Electrical and Electronics Engineers), uses a frequency band around 5.2 GHz, uses OFDM for the modulation method, and CSMA / CA (Carrier Sense for the MAC layer). Multiple Access with Collision Avoidance) is adopted, and a wireless communication system capable of high-speed wireless communication with a transmission speed of 36 to 54 Mbps is provided.
[0004]
However, the 5.15 GHz to 5.25 GHz band permitted for such a low power wireless communication system has only four channels with a frequency band of 20 MHz (occupied signal frequency band is 18 MHz). It is said that it is difficult to improve.
[0005]
Under such circumstances, a technique called SDM (Space Division Multiplexing) has been proposed as a technique for improving the transmission rate. In a wireless communication system using SDM, a transmission device transmits different data simultaneously using the plurality of antennas in the same frequency band, and a reception device receives and separates these multiplexed signals.
[0006]
An example of such a wireless communication system using SDM will be briefly described. In this example, it is assumed that both the transmission device and the reception device are provided with two antennas, and two data sequences are transmitted and received. In addition, any data modulation method is possible, but here, it is assumed that the OFDM modulation method whose specification is determined in the 5 GHz band is used.
[0007]
FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the wireless communication system in this example. In FIG. 13, the transmission device of the wireless communication system includes two antennas TxAnt_A and TxAnt_B, and the reception device also includes two antennas RxAnt_A and RxAnt_B.
[0008]
When transmitting data from the transmission device to the reception device, the transmission device transmits data Tx (A) and Tx (B) divided into two simultaneously from the antennas TxAnt_A and TxAnt_B in the same frequency band.
[0009]
Data Tx (A) transmitted from the antenna TxAnt_A passes through the propagation paths H11 and H12 and is received by the antennas RxAnt_A and RxAnt_B of the receiving device, respectively. Similarly, data Tx (B) transmitted from the antenna TxAnt_B passes through the propagation paths H21 and H22, and is received by the antennas RxAnt_A and RxAnt_B of the receiving device, respectively.
[0010]
The antenna RxAnt_A of the reception device receives the reception data from the propagation paths H11 and H21 as synthesized reception data Rx (A). Similarly, the antenna RxAnt_B receives the reception data from the propagation paths H12 and H22 as the combined reception data Rx (B).
[0011]
Here, the reception data Rx (A) and Rx (B) at each antenna of the reception device, the propagation paths H11, H12, H21 and H22, and the transmission data Tx (A) and Tx (B) at each antenna of the transmission device And can be expressed by the following determinant (1).
[0012]
[Expression 1]

[0013]
In the reception apparatus, when the propagation paths H11 to H22 are known in advance, transmission data Tx (A) and Tx (B) are obtained from the reception data Rx (A) and Rx (B). The determinant represented by H11 to H22 is H (hereinafter referred to as “propagation path matrix”), and its inverse matrix is H ^-1 Then, the transmission data Tx (A) and Tx (B) can be expressed by the following determinant (2).
[0014]
[Expression 2]

[0015]
Since the propagation path matrix H changes depending on the communication environment, the propagation path matrix H is generally obtained by transmitting known data from the transmission apparatus to the reception apparatus prior to data transmission. This known data is called a propagation path measurement preamble.
[0016]
For example, let us consider a case in which the data “a” and “a” are transmitted from the antenna TxAnt_A of the transmission apparatus and the data “a” and “-a” are transmitted from the antenna TxAnt_B as the propagation path measurement preamble. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a packet format when transmitting the propagation path measurement preamble. The propagation path measurement preamble transmitted from each antenna of the transmission apparatus is superimposed through the propagation path H and is received by each antenna RxAnt_A and RxAnt_B of the reception apparatus.
[0017]
At this time, if the data received by the antenna RxAnt_A of the receiving device is r1 and r2, and the data received by the antenna RxAnt_B is r3 and r4, the following determinant is established.
[0018]
[Equation 3]

[0019]
In the above equation, r1 to r4 are received data in the receiving device, and a and -a are known pilot signals in advance, so the propagation path matrix H is expressed by the following equation by modifying equation (3): Will be.
[0020]
[Expression 4]

[0021]
However, since the radio communication system in this example employs the OFDM modulation scheme, the propagation path matrix H expressed by equation (4) must be obtained for each OFDM subcarrier.
[0022]
Next, an OFDM wireless communication system using the 5 GHz band whose specifications have already been determined will be briefly described. This method is the CSMA / CA method defined in ARIB-STD T-71, and has the same specifications as IEEE802.11a except for the laws and regulations in each country including the frequency band to be used.
[0023]
FIG. 15 is a diagram schematically showing the configuration of a communication packet used in this OFDM wireless communication system. In FIG. 15, the communication packet is composed of B and C regions including a preamble signal, a signal field indicated by SF, and a data field indicated by DF.
[0024]
The preamble signal is known data between the transmission device and the reception device, but the specification does not particularly define how the preamble signal included in the B region and the C region is used in the reception device. In general, the B area has data repetition of 0.8 μs (0.8 μs × 10), and is used for data transmission such as AGC control, coarse frequency offset estimation, and symbol synchronization. The C region is used for data transmission such as propagation path estimation and fine frequency offset estimation.
[0025]
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of data included in the signal field (SF). SF is composed of 24-bit data. The following data field (DF) modulation rate is 4 bits, data field length (byte length) is 12 bits, reserve is 1 bit, signal field One parity bit for (SF) and six error correction tail bits for signal field (SF) are included.
[0026]
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of processing for receiving and demodulating the radio transmission wave in a receiving apparatus according to the ARIB-STD T-71 specification (hereinafter simply referred to as “T-71”).
When the receiving device detects a radio wave (step S1701), it acquires a preamble and determines whether the radio wave is a T-71 format radio wave (step S1702). If the received radio wave is a T-71 radio wave, the signal field (SF) is demodulated, and it is determined whether the signal field (SF) is correct based on the parity bit or the like (step S1703).
[0027]
If the signal field (SF) is correct, the subsequent data field (DF) is further demodulated based on the modulation rate of the data field (DF) included therein (step S1704). The receiving apparatus continues to demodulate the received OFDM symbol data until the data length (Length) of the data field (DF) included in the signal field (SF) is reached (step S1705).
[0028]
On the other hand, if it is determined in step S1702 that the received radio wave is not a T-71 format radio wave, the radio wave intensity of the received radio wave is measured (step S1706), and this radio wave intensity and a preset threshold L1 Are compared with each other (step S1707). If the received radio wave intensity is greater than or equal to the threshold value L1, it is determined that the transmission carrier is in use and waits until the received radio wave intensity is less than the threshold value L1.
[0029]
If the T-71 format radio wave is received in step S1703 but it is determined that there is an error in the signal field (SF), the intensity of the received radio wave is measured (step S1708). And a preset threshold value L2 are compared (step S1709). If the received radio wave intensity is greater than or equal to the threshold value L2, it is determined that the transmission carrier is in use and waits until the received radio wave intensity is less than the threshold value L2.
[0030]
In steps S1707 and S1709, the reason why other processing is not performed until the received radio wave intensity is smaller than the threshold L1 or L2 is to protect the receiving apparatus from performing a transmission operation while using the transmission carrier. is there. This is because T-71 uses the CSMA / CA method, so it is necessary to avoid collision between wireless transmission data. In the receiving apparatus, it is assumed that the transmission operation cannot be performed while the processes of steps S1701 to S1709 are being performed.
[0031]
Further, it is assumed that the preset threshold values L1 and L2 are different values, and are set to satisfy L1> L2. The value of L2 is assumed to be lower than L1 in order to enhance safety against radio waves from the same communication system.
[0032]
Note that the specifications of the MAC layer used for ARIB-STD T-71 and IEEE802.11a are described in IEEE802.11. As described above, in order to transmit using T-71, it must be determined that the transmission carrier is not used, but in addition to determining the physical carrier usage status, it is also used logically. Need to make sure that is not. In IEEE802.11, the time required for a series of operations in the packet communication is indicated in the header of each packet. Therefore, a device that intends to transmit by T-71 needs to confirm the logical reservation status and perform transmission.
[Patent Document 1]
JP 2002-374224
[0033]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the SDM scheme is used as described above, it is possible to increase the number of data sequences to be transmitted / received according to the number of antennas in the same frequency band. Communication can be performed. Also, radio wave resources can be used efficiently by adjusting the number of antennas to be used and the number of transmission / reception data sequences in accordance with the communication capacity of the wireless communication system.
[0034]
On the other hand, in a conventional wireless communication system, only one data sequence is transmitted / received in one frequency band. For this reason, when starting communication, the transmitting device transmits radio waves in a specific frequency band, and the receiving device receives radio waves in a specific frequency band and demodulates them into data, thereby establishing communication. It was. Of course, in the transmission apparatus and the reception apparatus, a plurality of antennas have been used to improve the communication quality. However, this is only for obtaining a gain due to diversity, and the transmission apparatus and the reception apparatus. In both cases, it was not necessary to know the number of antennas used.
[0035]
However, in a wireless communication system using SDM, by using a plurality of antennas in a transmitting device and a receiving device, it is possible to transmit / receive a plurality of data sequences in one frequency band, theoretically at least as many as the number of transmitting antennas. Multiple data sequences can be transmitted and received. Therefore, the receiving apparatus needs to detect the type of data transmitted from the transmitting apparatus and the number of transmission antennas used for transmission. The present invention intends to provide a wireless data transmission system and a wireless data transmission / reception apparatus which make this possible.
[0036]
Furthermore, in order to use the above SDM-OFDM scheme in the 5 GHz band, it is desirable to be compatible with existing wireless communication systems such as ARIB-STD T-71 and IEEE802.11a. However, a system configuration that enables coexistence of an SDM-OFDM wireless communication system and a conventional wireless communication system has not yet been proposed.
[0037]
Therefore, the present invention is also intended to provide a wireless data transmission system and a wireless data transmission / reception apparatus that are compatible with a conventional wireless communication system, which is a wireless data transmission system using SDM.
[0038]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventor has conceived a wireless data transmission system and a wireless data transmission / reception apparatus having the following configurations.
That is, the present invention is a transmission apparatus that includes two or more antennas and wirelessly transmits one or more series of data using the same frequency channel by space division multiplexing, and is used for transmission among the two or more antennas Provided is a transmission apparatus including means for generating space division multiplexing control data including the number of antennas and the number of sequences of data to be transmitted, and including the space division multiplexing control data in at least one series of data for transmission. .
[0039]
The present invention is also a receiving apparatus capable of receiving data wirelessly transmitted from the transmitting apparatus, wherein the transmitting apparatus uses the number of antennas used for transmission from the spatial division multiplexing control data included in the received data, and The present invention provides a receiving apparatus comprising means for acquiring the number of data series to be transmitted, determining whether data can be received based on the number of transmitting antennas and the number of data series, and transmitting the determination result to the transmitting apparatus.
[0040]
According to these transmission apparatus and reception apparatus of the present invention, in wireless data transmission using space division multiplexing, the number of antennas and the number of data sequences that can be used by the transmission apparatus and reception apparatus are notified to each other, so that space division multiplexing is used. It is possible to maximize the effect and improve the data transmission rate.
The present invention also provides a wireless data transmission system configured to include at least one of the transmission device and the reception device.
[0041]
In the wireless data transmission system of the present invention, when the transmitting device starts data transmission to the receiving device, the space dividing the maximum number of antennas usable for transmission and the maximum number of usable data sequences into the space. When it is determined that the reception is not possible due to the number of transmission antennas and the number of data series from the receiver, the number of transmission antennas and the number of data series are reduced. Is included in the space division multiplex control data and transmitted.
[0042]
The transmission device continues to transmit while reducing the number of transmission antennas and the number of data sequences until receiving the determination result that reception is possible from the reception device, so that the maximum number of transmission antennas and data sequences that can be received by the reception device. Can be detected.
[0043]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device includes means for modulating and transmitting transmission data using an OFDM method, and the receiving device includes means for demodulating received data using an OFDM method. It is characterized by.
The wireless data transmission system of the present invention typically employs an SDM-OFDM scheme in which OFDM-modulated transmission signals are further subjected to space division multiplexing (SDM) and transmitted using a plurality of antennas and data sequences.
[0044]
The present invention also provides a wireless data transmission / reception device that includes the transmission device and the reception device described above and is capable of transmitting and receiving wireless data.
Further, in the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device and the receiving device transmit as a data packet in which an ARIB STD-T71 or IEEE 802.11a preamble is added to the space division multiplexed transmission data. It is characterized by.
[0045]
Since these conventional wireless communication systems use the same frequency band as the wireless communication system based on space division multiplexing of the present invention, by adding a common preamble to the data packets in the system of the present invention, It is possible to construct a wireless data transmission system having high compatibility with conventional wireless communication systems.
[0046]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device transmits data indicating a modulation scheme of the spatially multiplexed transmission data in a signal field included in a preamble of the data packet, and the receiving device includes: The received data is demodulated by the modulation method indicated in the signal field.
[0047]
Accordingly, the transmission / reception apparatus of the present invention determines whether the received packet data is transmitted by the space division multiplexing method of the present invention or the conventional wireless communication method. It is possible to discriminate from the signal field, and it is possible to perform reception processing with the same operation for any type of packet.
[0048]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device further includes a signal field included in a preamble of the data packet including data indicating whether the transmission data is data according to a space division multiplexing method. It is characterized by.
[0049]
As a result, even when a conventional wireless communication system transmitting / receiving apparatus receives a data packet according to the space division multiplexing system of the present invention, it is possible to determine from the signal field that the packet is that communication system. . If it is determined that data that cannot be demodulated by the transmission / reception apparatus is included in the packet, the packet may be discarded.
[0050]
In the wireless data transmission system according to the present invention, the transmitting device further transmits the signal field included in the preamble of the data packet including data indicating a data length of the transmission data.
[0051]
The transmission / reception apparatus that has received such a data packet can accurately recognize the data length of the data field that follows the preamble. In particular, when a conventional data transmission / reception apparatus using a wireless communication system receives a data packet using the space division multiplexing system of the present invention, the data length can be accurately recognized even if the subsequent data field cannot be demodulated. The next transmission / reception operation can be performed after the transmission of the data is completed.
[0052]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmission device further transmits a signal field including data indicating a modulation method and a data length of the transmission data, added to the head of the transmission data. To do.
[0053]
Thus, unlike the case where the data packet preamble according to the conventional wireless communication scheme is transmitted including data indicating the transmission data modulation and data length as described above, the same data modulation scheme is used for each data series. And no need to use the data length. For this reason, it becomes possible to perform data transmission of more various forms.
[0054]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device further includes transmitting MAC control information of transmission data in a data field of a data packet of the ARIB STD-T71 method or IEEE802.11a method. To do.
[0055]
The MAC control information of the transmission data includes data indicating the logical usage status of the transmission carrier. According to the above configuration, even in the conventional ARIB STD-T71 system or IEEE802.11a system transceiver device This MAC control information can be acquired, and a more reliable wireless data transmission system can be constructed.
[0056]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmitting device transmits a data length of a part of a preamble included in the data packet by changing the data length according to a modulation scheme of transmission data, and the receiving device transmits a part of the preamble. The modulation method of received data is identified by the data length, and the received data is demodulated by the modulation method.
[0057]
In the wireless data transmission system of the present invention, the transmission device transmits a propagation path estimation preamble added to the head of transmission data in the data packet including data indicating a modulation scheme of the transmission data, and The receiving apparatus demodulates received data by a modulation scheme indicated by the propagation path estimation preamble.
According to these methods, it is possible to include data indicating the modulation scheme of transmission data in the preamble without modifying the preamble data already defined in the conventional scheme.
[0058]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 12 are diagrams illustrating embodiments of the present invention. In these drawings, the same reference numerals denote the same components, and the basic configuration and operation thereof are the same. Shall. In each of the following embodiments, the number of antennas n included in the transmission / reception apparatus is 2, and the number of data sequences to be transmitted / received is also 2. Further, the modulation method is based on the OFDM method as in the example given in the prior art.
[0059]
[First embodiment]
Hereinafter, the wireless data transmission system according to the first embodiment of the present invention will be described in order, divided into the configuration and operation of the transmission device and the configuration and operation of the reception device.
[0060]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a transmission device used in the wireless data transmission system of this embodiment.
In FIG. 1, the transmission apparatus of the present embodiment includes a transmission data generation unit 101, a space division multiplexing control data generation unit 102, a transmission control circuit 103, OFDM signal generation units 104A and 104B, and RF units 105A and 105B. And antennas 106A and 106B.
[0061]
The transmission data generation unit 101 generates transmission data and outputs it to the OFDM signal generation units 104A and 104B. The transmission data generation unit 101 receives information data to be transmitted from an upper layer (not shown here) and performs processing such as error correction. And a circuit for generating a signal that can be transmitted in the OFDM format.
[0062]
The space division multiplexing control data generation unit 102 outputs the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 used in communication using the space division multiplexing (SDM) scheme to the OFDM signal generation unit 104B as space division multiplexing control data. Similarly to the transmission data generation unit 101, the space division multiplexing control data generation unit 102 also receives the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 from the upper layer, performs necessary processing on these values, and transmits in the OFDM signal format A circuit for outputting as a possible signal is provided. In the present embodiment, the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 both take values of 1 or 2.
[0063]
The transmission control circuit 103 generates and outputs data indicating the number of antennas kx and the number of data sequences k1x that are actually used by the transmission apparatus. The number of antennas kx and the number of data sequences k1x are values instructed from higher layers in the same manner as ktx and k1, and in the present embodiment, these take values of 1 or 2.
[0064]
The OFDM signal generation units 104A and 104B modulate the transmission signal received from the transmission data generation unit 101 into an OFDM signal, and output the modulated OFDM signal to the RF units 105A and 105B. Further, OFDM signal generation section 104B multiplexes the space division multiplexing control data received from space division multiplexing control data generation section 102 into a transmission signal.
[0065]
The RF units 105A and 105B convert the signals modulated by the OFDM signal generation units 104A and 104B into frequencies that are actually used in wireless communication, and output them to the antennas 106A and 106B, respectively. The antennas 106A and 106B wirelessly transmit these signals.
[0066]
An operation for performing data transmission by the transmission apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
First, when communication is performed using the SDM scheme, it is necessary to notify the receiving apparatus in advance of the number of antennas and the number of data sequences used for transmission. Therefore, prior to performing wireless communication in the transmission apparatus of the present embodiment, first, the space division multiplexing control data generated by the space division multiplexing control data generation unit 102, that is, the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 are received by the reception apparatus. Must be sent to.
[0067]
In transmitting the space division multiplexing control data, since the situation on the receiving device side is unknown, transmission is performed with ktx = k1 = 2 (each maximum value). In this case, the transmission apparatus transmits the space division multiplexing control data to the reception apparatus using the space division multiplexing control data generation unit 102, the OFDM signal generation unit 104B, the RF unit 105B, and the antenna 106B.
[0068]
However, if the status of each device constituting the wireless data transmission system is already known, it is not always necessary to set the maximum value to ktx and k1, and the number of antennas and data sequences that can be received in the system are not necessarily required. Send in numbers.
[0069]
As will be described later, the receiving device that has received the space division multiplex control data determines whether communication is possible with the number of antennas ktx and the number of data sequences k1 included in the control data. When the receiving device can communicate with the number of antennas ktx and the number of data sequences k1 by the same data sequence as that received the control data, Ack (Acknowledge: means that communication is possible under the conditions) If communication is not possible, Nack (Non-Acknowledge: meaning that communication is impossible under the conditions) is transmitted to the transmission device as reply data.
[0070]
When receiving the Ack as the reply data, the transmitting device performs communication with the number of antennas ktx and the number of data sequences k1 transmitted by the control data, and when receiving the Nack, the transmitting device further increases the number of antennas and the number of data sequences. Change to a lower value and send control data again. By repeating this, when the values of the number of antennas ktx and the number of data sequences k1 become values that can be received by the receiving device, the transmitting device receives Ack.
[0071]
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a transmission operation of space division multiplexing control data in the transmission apparatus. In the flowchart shown in FIG. 2, the maximum values of the number of antennas and the number of transmission data sequences in the transmission apparatus are not set to 2 but are shown as arbitrary values. In addition, in order to simplify the description, a case is shown in which the number of antennas used for transmission and the number of data series are the same.
[0072]
In the transmission apparatus before starting transmission, the values of kx and k1x are both set to 1 in the transmission control circuit 103. In addition, the transmission device stores a parameter Nack indicating the number of times that Ack was not received despite the transmission of space division multiplexing control data, and the current Nack value is set to 0 as an initial value. . Furthermore, in the space division multiplexing control data generation unit 102 of the transmission apparatus, it is assumed that ktx = n is set as the number of transmission antennas used for data transmission, and k1 = n is set as the number of data sequences (step S200).
[0073]
First, the transmission apparatus substitutes a value obtained by subtracting the value of Nack from n for the number of transmission antennas ktx set in the space division multiplexing control data generation unit 102. Also, a value obtained by subtracting the value of Nack from n is substituted for the number of data series k1 (step S201). Here, since Nack = 0, ktx = k1 = n remains. Thereafter, it is determined whether or not ktx = 0. If ktx = 0, the process ends (step S202).
[0074]
Next, the transmitting apparatus transmits the spatial division multiplexing control data to the receiving apparatus using the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 currently set in the space division multiplexing control data generation unit 102 (step S203).
[0075]
When Ack is received from the receiving apparatus (step S204), it is determined that communication with the number of transmission antennas ktx and the number of data series k1 is possible, and the transmission control circuit 103 uses the number of antennas kx to be used for subsequent communication. The value of ktx is substituted for and the value of k1 is substituted for the number of data series k1x (step S206). Thereafter, data communication can be started under the above conditions (step S207).
[0076]
When Nack is received from the receiving apparatus or when reply data is not received within a certain time (step S204), the value of Nack is incremented by 1 (step S205), and the process returns to step S201. In step S201, after resetting the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 in the space division multiplexing control data generation unit 102, unless the ktx is 0 (step S202), the space division multiplexing control data is transmitted again to the receiving apparatus. To do.
[0077]
In this way, the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 are reduced by 1 while transmitting the space division multiplexing control data to the reception device, and the number of transmission antennas ktx and the number of data sequences k1 at the time when Ack is received from the reception device. Are set as the number of antennas kx and the number of data series k1x used for subsequent communication, and data communication is performed. However, if ktx = 0 before receiving Ack from the receiving apparatus (step S202), it is determined that the receiving apparatus cannot receive or does not exist, and the process is interrupted.
By controlling the transmission operation of the transmission device in this way, communication using the maximum number of antennas and the number of data sequences can be established within a range that can be received by the reception device.
[0078]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a receiving apparatus used in the wireless data transmission system of this embodiment.
In FIG. 3, the receiving apparatus of this embodiment includes antennas 301A and 301B, RF units 302A and 302B, OFDM signal receiving circuits 303A and 303B, a spatial division multiplexing control data analysis circuit 304, a reception control circuit 305, It comprises an SDM processing unit 306 and a received data processing unit 307.
[0079]
Each of the RF units 302A and 302B includes an RF circuit that converts an RF signal received from a transmission device by wireless data transmission into a frequency band that can be digitally processed.
The OFDM signal receiving circuits 303A and 303B include a circuit for performing OFDM demodulation processing on the received signals frequency-converted in the RF units 302A and 302B. The OFDM signal receiving circuit 303B also extracts the spatial division multiplexing control data included in the received signal and outputs it to the spatial division multiplexing control data analysis circuit 304.
[0080]
The space division multiplexing control data analysis circuit 304 analyzes the space division multiplexing control data received from the OFDM signal reception circuit 303B, and outputs the result to the reception control circuit 305. Specifically, ktx and k1 included in the space division multiplexing control data are detected and output.
[0081]
The reception control circuit 305 controls the OFDM signal reception circuits 303A and 303B and the SDM processing unit 306 based on the space division multiplexing control data received from the space division multiplexing control data analysis circuit 304. This control method is based on a predetermined algorithm, but will be described in detail later.
[0082]
Similarly to the transmission control circuit 103 of the transmission apparatus shown in FIG. 1, the reception control circuit 305 outputs signals for controlling the number of antennas kx and the number of data sequences k1x used for data reception in the reception apparatus.
The reception data processing unit 307 includes a circuit that performs necessary processing such as error correction on the demodulated reception signal.
[0083]
In this embodiment, when kx = k1x = 1 is set in the reception control circuit 305, the reception operation is performed by the antenna 301B, the RF unit 302B, the OFDM signal reception circuit 303B, and the reception data processing unit 307. When kx = k1x = 2 is set in the reception control circuit 305, two data of the antenna 301A, the RF unit 302A and the OFDM signal receiving circuit 303A, and the antenna 301B, the RF unit 302B and the OFDM signal receiving circuit 303B After processing the received signal in the sequence, the SDM processing unit 306 combines the OFDM signals from these two data sequences, and the received data processing unit 307 performs processing. It is assumed that the OFDM signal combining process in the SDM processing unit 306 is performed by an inverse matrix arithmetic circuit similar to that described in the conventional technique.
[0084]
In FIG. 3, the number of reception antennas and the number of data series in the reception apparatus are also two as in the transmission apparatus. However, the present embodiment is not limited to this, and an arbitrary number of reception antennas and A receiving device having the number of data sequences can be used.
[0085]
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of receiving operation of space division multiplexing control data in the receiving apparatus. In the flowchart shown in FIG. 4, the maximum values of the number of antennas and the number of transmission data sequences used in the receiving apparatus are not set to 2, but are shown as arbitrary values krxa. Further, in order to simplify the description, a case is shown in which the number of antennas used for reception and the number of data series are the same.
[0086]
In the receiving apparatus before the start of data reception, in the reception control circuit 305, the number of antennas kx and the number of data sequences k1x used for reception are both set to 1 (step S300). When spatial division multiplexing control data is received from the transmission apparatus, this is analyzed by the spatial division multiplexing control data analysis circuit 304, and the values of ktx and k1 included in the data are acquired (step S301).
[0087]
The reception control circuit 305 compares the values of ktx and k1 with the value of krxa (step S302). In this example, since the values of ktx and k1 are equal, the value of k1 is used for comparison.
In step S302, if k1 ≦ krxa, since reception with the number of antennas and the number of data sequences indicated by ktx and k1 is possible, Ack is transmitted to the receiving device (step S303), In the reception control circuit 305, the values of ktx and k1 are substituted for the number of antennas kx and the number of data sequences k1x used for reception (step S304). After transmitting Ack, data transmission is started from the transmitting device with the number of antennas ktx and the number of data sequences k1, and can be received (step S305).
[0088]
In step S302, if k1> krxa, reception with the number of antennas and the number of data sequences indicated by ktx and k1 is impossible. The process ends without performing any operation.
[0089]
By controlling the reception operation of the reception device in this way, the maximum number of antennas and data sequences are used in a usable range between the transmission device and the reception device in cooperation with the transmission operation of the transmission device described above. Communication can be established.
[0090]
In addition, although the example which comprised the transmitter and receiver used in the wireless data transmission system of this embodiment as a separate apparatus was shown above, it is also possible to utilize as an integrated transmitter / receiver.
[0091]
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless data transmission system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, the wireless data transmission system of the present embodiment includes a transmission / reception device A, a transmission / reception device B, and a transmission / reception device C.
[0092]
The transmission / reception device A and the transmission / reception device B are SDM-OFDM transmission / reception devices similar to those shown in the first embodiment, each having two antennas and two series of signal processing circuits (not shown). ing. On the other hand, the transmission / reception device C is a transmission / reception device that operates in a wireless communication system using a conventional 5 GHz band such as ARIB-STD T-71 and IEEE802.11a, and all wireless communication is performed using the 5 GHz band. .
[0093]
In this embodiment, as shown in FIG. 5, a case where the transmission / reception device C is of the ARIB-STD T-71 specification will be described as an example. As shown in FIG. 5, in addition to the SDM-OFDM wireless communication, the T-71 wireless communication can be performed between the transmission / reception device A and the transmission / reception device B. It is assumed that only the T-71 wireless communication can be performed between the transmission / reception device B and the transmission / reception device C.
[0094]
In the wireless data transmission system of the present embodiment configured as described above, there is a method in which an SDM-OFDM transmission / reception device communicates with a conventional T-71 transmission / reception device that uses the 5 GHz band while having compatibility. explain.
[0095]
Here, a case where data transmission from the transmission / reception device A to the transmission / reception device B is considered. As shown in FIG. 5, the transmission / reception apparatus A can perform data transmission using two antennas TRxA_Ant_a and TRxA_Ant_b, and the transmission / reception apparatus B can perform data transmission using two antennas TRxB_Ant_a and TRxB_Ant_b.
[0096]
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a packet transmitted from the transmission / reception device A to the transmission / reception device B in the wireless data transmission system of the present embodiment. In FIG. 6, from TRxA_Ant_a indicates a packet transmitted from the antenna TRxA_Ant_a of the transmitting / receiving apparatus A, and from TRxA_Ant_b indicates a packet transmitted from the antenna TRxA_Ant_b.
[0097]
Regions B, C, and SF in each packet shown in FIG. 6 are the same as those in the prior art shown in FIG. 15, and are generated according to the ARIB-STD T-71 specification. DF (a) and DF (b) are data fields, which are the same as the DF shown in FIG. In this embodiment, transmission data 1/2 is assigned to DF (a) and DF (b), respectively, and the assignment method is determined by an arbitrary method. In addition to the regions B, C, and SF, the preamble of each packet includes propagation path estimation preambles D and D ′ for SDM-OFDM.
[0098]
In the two packets shown in FIG. 6, since the regions B, C, and SF are exactly the same data, the transmission / reception devices A and B do not necessarily need to transmit these data from both antennas. The C, SF data may be transmitted only from the antenna TRxA_Ant_a.
[0099]
The transmitting / receiving apparatus B that has received these packets first processes the signals up to regions B, C, and SF in the T-71 mode, and then processes the subsequent regions in the SDM mode. The contained data can be demodulated.
[0100]
Even when the transmission / reception device C receives these packets, it can perform signal processing up to the regions B, C, and SF to demodulate the data.
[0101]
The data included in the SFs of the two packets shown in FIG. 6 is the same as that of the prior art shown in FIG. That is, SF is composed of 24-bit data, which includes 4 bits of data indicating the DF modulation system (Rate) and 12 bits of data indicating the length of the DF.
[0102]
Since 4 bits of data indicating the DF modulation scheme are allocated, a maximum of 16 types of modulation schemes can be designated. However, at present, only eight types of modulation schemes are used in T-71, and other modulation schemes are not defined. Specifically, four types of modulation methods, BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM, and 1/2, 2/3, and 3/4 are defined as error correction code coding rates, and DF transmission is possible by combining these. The rate is decided.
[0103]
In T-71, since the number of data sequences used for transmission / reception is 1, the above 8 types of DF modulation schemes can be expressed as 6 Mbps (modulation scheme, coding rate, number of data sequences). BPSK, 1/2, 1), 9Mbps (BPSK, 3/4, 1), 12Mbps (QPSK, 1/2, 1), 18Mbps (QPSK, 3/4, 1), 24Mbps (16QAM, 1/2, 1), 36Mbps (16QAM, 3/4, 1), 48Mbps (64QAM, 2/3, 1), 54Mbps (64QAM, 3/4, 1).
[0104]
In the SF rate, 1101, 1111, 0101, 0111, 1001, 1011, 0001, and 0011 are assigned as bit data indicating these eight types of DF modulation schemes in the order described above.
[0105]
In the present embodiment, SF Rate is further used as a modulation method of DF in communication in SDM-OFDM mode as 12 Mbps (BPSK, 1/2, 2), 18 Mbps (BPSK, 3/4, 2), 24 Mbps (QPSK). , 1 / 2,2), 36Mbps (QPSK, 3 / 4,2), 48Mbps (16QAM, 1 / 2,2), 72Mbps (16QAM, 3 / 4,2), 96Mbps (64QAM, 2 / 3,2) ) And 108Mbps (64QAM, 3/4, 2). The number of data sequences used for transmission / reception in the SDM-OFDM mode is 2.
[0106]
As bit data indicating the DF modulation method used in these SDM-OFDM modes, 1100, 1110, 0100, 0110, 1000, 1010, 0000, and 0010 are assigned in the above order. Compared with the bit data allocation for the DF modulation scheme in the T-71 mode described above, the same 3 modulation schemes and coding rates share the upper 3 bits, and the T-71 mode or SDM -Only the lower 1 bit is assigned differently depending on the OFDM mode. Therefore, the number of data series used for transmission / reception can be determined from the lower 1 bit of the bit data.
[0107]
Further, when the transmission rates according to the modulation methods in the T-71 mode and the SDM-OFDM mode are compared in the above, there are combinations in which the transmission rates are the same although the number of data sequences is different. For example, 12 Mbps (QPSK, 1/2, 1) and 12 Mbps (BPSK, 1/2, 2). Thus, even if the transmission rates overlap in a plurality of modulation schemes, the suitable propagation environment differs depending on the number of transmission data sequences, so it cannot be said that it is generally useless. However, in order to effectively use the small number of bits allocated in SF, such an allocation that causes such duplication is not optimal.
[0108]
In order to efficiently allocate the bit data indicating the DF modulation method in SF to various modulation methods, the modulation method with the smaller number of data sequences when the transmission rate is the same between different modulation methods. Is preferentially used, data transmission / reception processing is simplified, and it is effective in reducing power consumption in the transmission / reception apparatus. In addition, regarding the modulation scheme having a larger number of data sequences among the overlapping modulation schemes, bit data may not be allocated to the modulation scheme, and may instead be allocated to a modulation scheme having a larger number of data sequences.
[0109]
For example, in the above, SDM-OFDM mode 12 Mbps (BPSK, 1/2, 2), 18 Mbps (BPSK, 3/4, 2), 24 Mbps (QPSK, 1/2, 2), 36 Mbps (QPSK, 3/4) , 2), 48Mbps (16QAM, 1 / 2,2) is not assigned bit data in SF. Instead, 144Mbps (64QAM, 2 / 3,3 with more data series) ), 162 Mbps (64QAM, 3/4, 3), etc., can be assigned bit data.
[0110]
On the other hand, the transmitting / receiving apparatus B that has received the packet shown in FIG. 6 detects a bit pattern indicating the DF modulation method included in the SF. In the above example, when the lower 1 bit of the bit pattern is 1, it is determined that the mode is T-71 mode, and when it is 0, it is determined that the mode is SDM-OFDM mode. In the case of the SDM-OFDM mode, since the number of data sequences is 2 or more, the propagation path for acquiring the propagation path estimation preambles D and D ′ included in the packet and demodulating the received signal in the SDM-OFDM mode Make an estimate. Also, DF is received as data of a modulation scheme by SDM-OFDM mode.
[0111]
FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow when receiving wireless data in the transmitting and receiving apparatuses A and B capable of performing wireless data transmission in both the T-71 mode and the SDM-OFDM mode as described above. is there. In FIG. 7, the processing from step S701 to S709 is the same as that of the conventional receiving apparatus shown in FIG.
[0112]
In this embodiment, when the transmission / reception devices A and B that have received the packet shown in FIG. 6 determine that the packet includes the T-71 preamble and the data included in the SF in the preamble is correct, Further, bit data indicating the DF modulation method included in the SF is detected, and it is determined whether this packet is transmitted in the SDM-OFDM mode or the T-71 mode (step S711). . The determination criteria and method are as described above.
[0113]
When determining that the received packet is transmitted in the SDM-OFDM mode, the transmission / reception devices A and B demodulate the data included in the DF using the SDM-OFDM scheme (steps S712 and S713). This demodulation processing is assumed to be the same as the processing in the transmission device and reception device of the first embodiment described above.
[0114]
Incidentally, when the transmitting / receiving apparatus C shown in FIG. 5 receives the packet shown in FIG. 6, only the packet transmitted in the T-71 mode can be received. That is, in FIG. 7, a series of processes of steps S701 to S705 can be performed. However, if the SF contains a bit pattern indicating the DF modulation scheme indicating SDM-OFDM, the SF contains unspecified data, so the SF in step S703 It is determined that there is an error, and the process proceeds to step S708.
[0115]
At this time, if the received radio wave intensity is greater than or equal to the predetermined threshold L2 in step S709, it is determined that the T-71 transmission carrier is in use, and the transmission / reception device C cannot perform the transmission operation. It is like that.
[0116]
In the wireless data transmission system of this embodiment, the same preamble is used in the T-71 system and the SDM-OFDM system, and information for identifying these is SF as bit data indicating the DF modulation system. Therefore, even if T-71 transmission / reception devices and SDM-OFDM transmission / reception devices coexist in the system, wireless data transmission can be performed between them. .
[0117]
[Third embodiment]
In the wireless data transmission system of the second embodiment, the T-71 transceiver device C cannot normally acquire the SF in the packet even if it receives an SDM-OFDM packet, so wireless communication is performed using the SDM-OFDM scheme. As a means for judging the usage status of the transmission carrier when the reception is performed, there is no other means than measuring the received radio wave intensity. If the carrier usage status is determined based only on the received radio wave intensity in this way, there is a possibility that even if other transmitting / receiving devices are receiving radio waves, the transmission operation may be performed without being able to determine this. There is a problem that there is.
[0118]
In the wireless data transmission system of the second embodiment, as a method for distinguishing between a signal based on the T-71 scheme and a signal based on the SDM-OFDM scheme, a DF modulation scheme (T-71 scheme or SDM-OFDM scheme in the SF of the transmission packet) ) Is included, and the transmission / reception apparatus that has received the bit data determines which method the packet is based on.
[0119]
On the other hand, this embodiment is characterized by using a reserve bit (Reserve in FIG. 16) included in the SF of the packet. Specifically, 0 is assigned to the reserve bit when the packet is based on the T-71 system, and 1 is allocated when the packet is based on the SDM-OFDM system. In addition, the wireless data transmission system and the transmission / reception apparatus of the present embodiment are configured in the same manner as in the second embodiment and operate in the same manner.
[0120]
As a result, even if a T-71 transceiver device receives an SDM-OFDM packet, if it detects that the SF reserve is 1, it recognizes it as an SDM-OFDM packet. As a result, even if non-specified data is included in the SF, it is not determined to be an error, and it is possible to maintain a standby state in which transmission / reception is not performed for a time corresponding to the data length of the DF.
[0121]
By the way, in the wireless data transmission system of the second embodiment, transmission is performed including bit data (Length in FIG. 16) indicating the DF data length in the SF of the transmission packet. Even though the T-71 transmitting / receiving apparatus C can obtain the Length from the SF of the received SDM-OFDM packet, it cannot recognize the DF modulation method, and therefore the preamble for SDM-OFDM. And the time required to receive the data portion including the DF cannot be accurately recognized.
[0122]
Therefore, by using SF reserve as described above, a T-71 transmission / reception device can recognize that a received packet is an SDM-OFDM packet, but the transmission and reception of the packet is completed. The waiting time cannot be determined. In order to cope with this, the T-71 transmission / reception device may estimate the time required for packet transmission / reception based on the Length value acquired from the SF of the SDM-OFDM packet and use this as the waiting time. Conceivable.
[0123]
In general, since the SDM-OFDM scheme is faster in data transmission than the T-71 scheme, the estimated waiting time is generally considered to be longer than the time required for actual transmission / reception. In this case, after the actual transmission is completed, there is a period in which the transmission / reception apparatus remains in the reception state even though the radio wave is not transmitted, which consumes power wastefully and transmits the transmission timing. Will be delayed.
[0124]
On the other hand, when the estimated standby time becomes shorter than the time required for actual transmission / reception, the transmission / reception apparatus performs the operation of detecting a radio wave again (step S1701 in FIG. 17). Since the -71 preamble cannot be detected, the use state of the transmission carrier is determined based on the received radio wave intensity, and the transmission carrier is waiting to be released (steps S1706 to S1707 in FIG. 17). However, at this time, although it is known that data transmission of the T-71 system (but further SDM-OFDM modulation is performed after the preamble), as shown in FIG. If the radio wave is determined not to be the T-71 system, the received radio wave strength determination criterion L1 is used.
[0125]
Therefore, in the wireless data transmission system according to the second embodiment, the T-71 scheme transmission / reception apparatus and the SDM-OFDM transmission / reception apparatus coexist, especially in the T-71 scheme transmission / reception apparatus. Therefore, there is a problem that data transmission is not performed efficiently.
[0126]
Therefore, in the present embodiment, the packet transmitted in the SDM-OFDM mode further includes a data length obtained by adding the DF data length and the propagation path estimation preambles D and D ′ to the Length in the SF. It is characterized by transmitting. Here, it is assumed that the data lengths of propagation path estimation preambles D and D ′ to be added are data lengths according to the time required for reception by the modulation method used for transmission of the packet.
[0127]
In this way, in the SDM-OFDM packet, the data indicating the data length according to the actual reception time of the propagation path estimation preambles D and D ′ that are redundant with respect to the T-71 packet is included in the SF. As a result, the T-71 transmission / reception apparatus can accurately recognize the packet length even when it receives an SDM-OFDM packet. Therefore, the period corresponding to the packet length may be in a waiting state.
[0128]
Specific examples are shown below. Consider the case where the number of transmission data sequences is 2 in the SDM-OFDM system and 100 bytes of data (total of 200 bytes) are transmitted and received at 16QAM R = 3/4 from both antennas (when transmitting and receiving in the T-71 system, With 16QAM R = 3/4, 18 bytes of data can be transmitted and received with 1 OFDM symbol). Also, the time required for transmission / reception of the SDM-OFDM propagation path estimation preambles D and D ′ is defined as 2 OFDM symbol time.
[0129]
In this case, 16QAM R = 3/4 is set as the DF modulation method and 2 as the number of transmission data sequences in the SF rate, and 100 bytes that are the DF data length and the propagation path estimation preamble are set in Length. Bit data corresponding to 136 bytes, which is a value obtained by adding 2 × 18 = 36 bytes (2 OFDM symbol time) that is the data length of D and D ′, is set. Also, set SF Reserve (reserve bit) to 1.
[0130]
When the SDM-OFDM transmission / reception apparatus receives the packet set and transmitted in this manner, the SF in the packet has Reserve of 1, the Length sets the data length to 136 bytes, And Rate detects that the modulation scheme is set to 16QAM R = 3/4. Further, in the modulation scheme 16QAM R = 3/4, the transmitting / receiving apparatus determines that the data length of the propagation path estimation preambles D and D ′ is 18 bytes corresponding to 2 OFDM symbol time, and the DF data length is 100 It can be calculated to be a byte. Since the number of data series is 2 by the SF rate, it is determined that the total data length of SDM-OFDM is 200 bytes, and the received signal is demodulated as such.
[0131]
On the other hand, when the T-71 transmission / reception device receives the transmission packet, Reserve is 1 in the SF in the packet, and the data length is set to 136 bytes by Length, And Rate detects that the modulation scheme is set to 16QAM R = 3/4. Since the transmission / reception apparatus can recognize that the packet includes data that cannot be demodulated because Reserve is 1, it does not determine that the SF has an error. Furthermore, since it can be seen that the data length including the propagation path estimation preambles D and D ′ is 136 bytes, the transmission / reception apparatus can maintain a standby state in which transmission / reception is not performed for a period corresponding thereto.
[0132]
[Fourth embodiment]
In the wireless data transmission system of the second embodiment and the third embodiment described above, when transmitting and receiving data using two antennas and two data sequences by the SDM-OFDM scheme, transmission data is transmitted on the transmission side. It stipulates that it is divided into two and each is included in the DF (a) and DF (b) of the transmission packet for transmission. Also, these two DFs have the same data length, and are transmitted after being modulated by the same modulation method.
[0133]
However, it is convenient if two different data can be transmitted in these two data series. In this case, the data lengths of DF (a) and DF (b) are not necessarily equal, but in the wireless data transmission systems of the second and third embodiments, the data of DF (a) and DF (b) It is necessary to transmit with the same length. In addition, DF (a) and DF (b) cannot be modulated by different modulation schemes and transmitted.
[0134]
The wireless data transmission system according to the fourth embodiment of the present invention is characterized in that data is transmitted and received with a packet configuration defined to eliminate such inconvenience. Except for this packet configuration, the configuration and operation of the wireless data transmission system of this embodiment and the transmission / reception apparatus used therefor are assumed to be the same as those of the second embodiment and the third embodiment.
[0135]
FIG. 8 is a diagram schematically showing a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in the wireless data transmission system of the present embodiment. In the packet shown in FIG. 8, the areas B, C, SF, D, and D ′ are the same as those shown in FIG.
[0136]
In the packet configuration in the present embodiment, signal fields SF (a) and SF (b) are respectively inserted between the propagation path estimation symbols D and D ′ and DF (a) and DF (b) in the SDM-OFDM scheme. It is characterized by insertion. SF (a) and SF (b) include data indicating the modulation scheme (Rate) and data length (Length) of DF (a) and DF (b), respectively. As in the second and third embodiments, SF reserve includes information indicating whether or not this packet is based on the SDM-OFDM scheme. Furthermore, it is preferable that the SF Length also includes the same data as in the second embodiment or the third embodiment.
[0137]
As a result, when the SDM-OFDM transmission / reception apparatus that receives these packets first recognizes that the received packet contains SDM-OFDM data by SF reserve, the SF (a) And based on SF (b), the demodulation processing of the data included in DF (a) and DF (b) can be performed. In this way, two packets containing different data can be transmitted / received using different data sequences, and the receiving side can acquire data by performing independent demodulation processing on each packet.
[0138]
In this embodiment, the format of SF (a) and SF (b) is the same as that of the conventional SF shown in FIG. Can do. For this reason, when using this embodiment, it is not necessary to determine any new specifications.
In addition, when a packet according to the present embodiment is received by a T-71 transmission / reception device, the same processing as in the second and third embodiments is performed.
[0139]
[Fifth Embodiment]
In the second to fourth embodiments, the physical usage state of the transmission carrier can be confirmed by measuring the received radio wave in the transmission / reception apparatus, but the logical usage state of the transmission carrier cannot be confirmed by this method. In the SDM-OFDM system, the packet data field includes MAC control information. This MAC control information includes data indicating the reserved time of the medium required for a series of communications. The logical usage status of the transmission carrier can be understood from the data.
[0140]
However, a transmission / reception apparatus that performs only T-71 wireless communication cannot demodulate the data field of a packet based on the SDM-OFDM method, and therefore cannot check the logical usage status of the transmission carrier. However, in order for the wireless data transmission system of the present invention to operate more stably, even in a transmission / reception device that performs only T-71 wireless communication, the logical usage status of the transmission carrier is obtained from this MAC control information. Preferably it is possible.
[0141]
Therefore, in the wireless data communication system according to the fifth embodiment of the present invention, communication is performed using a packet configured to be able to receive MAC control information contained in an SDM-OFDM packet even by a T-71 transmission / reception device. It is characterized by performing. Except for this packet configuration, the configuration and operation of the wireless data transmission system of this embodiment and the transmission / reception apparatus used therefor are the same as those of the second to fourth embodiments.
[0142]
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in the wireless data transmission system of the present embodiment. In the packet shown in FIG. 9, the areas B, C, SF, D, D ′, SF (a), and SF (b) are the same as those shown in FIG. 6 and FIG. Is omitted.
[0143]
In the packet shown in FIG. 9, as in the third to fourth embodiments, SF reserve (reservation bit) is used as a flag indicating whether this packet is the SDM-OFDM system or the T-71 system. Used. Also, SF Length includes data indicating the length. The DF includes only MAC control information as data. Each of DF (a) and DF (b) includes transmission data excluding MAC control information.
[0144]
The SDM-OFDM transmission / reception device that has received a packet having such a configuration demodulates B, C, SF, and DF in the packet using the T-71 method, and based on the Reserve value in SF, D, D ′, SF (a), SF (b), DF (a), and DF (b) are demodulated by the SDM-OFDM system.
[0145]
Further, the T-71 transmission / reception device that receives the packet demodulates B, C, SF, and DF in the packet using the T-71 method. Although the transmission data is not included in the DF but includes the MAC control information, the transmission / reception apparatus can recognize the logical usage status of the transmission carrier.
[0146]
[Sixth embodiment]
The wireless data transmission system according to the sixth embodiment of the present invention is characterized in that the number of transmission data sequences can be identified by a preamble pattern in a packet. Except for this packet configuration, the configuration and operation of the wireless data transmission system of this embodiment and the transmission / reception apparatus used therefor are the same as those of the above embodiments.
[0147]
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in the wireless data transmission system of the present embodiment. The packet shown in the upper part of FIG. 10 is a packet that is transmitted when the number of transmission data series is 1, and the packet shown in the lower part is a packet that is transmitted when the number of transmission data series is two. Among these packets, C, SF, DF, D, D ′, DF (a), and DF (b) are the same as those shown in FIG. 6 and FIG.
[0148]
The packet shown in the upper part of FIG. 10 has the same configuration as that of the conventional T-71 system packet, and can be received by both T-71 system and SDM-OFDM system transmission / reception apparatuses. The preamble B of this packet has a period of TB as a whole, and is generated by repeating a signal b having a pattern with the same period Tb 10 times.
[0149]
On the other hand, in the packet shown in the lower part of FIG. 10, the preamble B has a length twice that of the packet shown in the upper part, that is, is generated by repeating the signal b having the same period Tb 20 times. Here, the length of the preamble B of the packet shown in the lower row is double that shown in the upper row, but this is only one configuration example of the packet. In this embodiment, the length of the preamble B is set to an arbitrary value. can do.
[0150]
When the T-71 and SDM-OFDM transmission / reception apparatuses receive a signal including each of the above packets, the transmission / reception apparatus generates a signal obtained by delaying the reception signal by a period Tb, and correlates the delay signal with the reception signal. Thus, the presence / absence of a signal and the reception timing are detected from the correlation pattern. Here, the correlation between the two signals means the similarity between the complex signals included in the delayed signal and the received signal. Specifically, the value obtained by performing complex multiplication on the amplitude of the complex signal included in both signals and integrating during the period Tb is used as the correlation value.
[0151]
FIG. 11 is a diagram showing an output waveform of a correlation value calculated and output from the preamble signal of each packet shown in FIG. 10 as described above. The upper part of FIG. 11 is a waveform output as the correlation value of the packet shown in the upper part of FIG. Since the preamble B of this packet is generated by repeating the signal b having the period Tb 10 times, the correlation value increases for a period of 9 × Tb when the correlation with the delayed signal is taken. Further, the lower part of FIG. 11 shows a waveform output as the correlation value of the packet shown in the lower part of FIG. 10, and the correlation value with the delayed signal becomes large during the period of 19 × Tb as described above.
In the waveform diagram shown in FIG. 11, since various noise components are ignored, the waveform is linear. In both the upper and lower diagrams, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the correlation value. The larger the correlation value, the stronger the correlation.
[0152]
As shown in FIG. 11, in the T-71 and SDM-OFDM transmission / reception apparatuses, a certain threshold is set for the correlation value detected from the received signal. The transmission / reception apparatus detects a period Tcor in which the correlation value of the received preamble signal exceeds the threshold value, and can identify the type of the reception signal based on this period.
[0153]
For example, since the transmission / reception apparatus B shown in FIG. 5 receives packets according to both the T-71 scheme and the SDM-OFDM scheme, the reception apparatus B has a period Tcor in which the correlation value of the received preamble signal exceeds a predetermined threshold. When Tcor> 15 × Tb, the SDM-OFDM transmission / reception device is operated, and when Tcor ≦ 15 × Tb, the T-71 transmission / reception device is operated. As a result, the transmission / reception apparatus can appropriately determine whether the received packet is based on the T-71 system or the SDM-OFDM system, and can operate as a transmission / reception apparatus based on the corresponding system. . Here, as a criterion for determining the communication method of the received packet, whether Tcor exceeds 15 × Tb is used as a boundary condition, but any value can be set together with a threshold value for the correlation value.
[0154]
On the other hand, since the transmission / reception device C shown in FIG. 5 is a conventional transmission / reception device dedicated to the T-71 system, it does not have a function for determining the communication method of the received packet as described above, but is shown in the upper part of FIG. Naturally, such a T-71 type packet can be received and demodulated. When the transmitting / receiving apparatus C receives a packet of the SDM-OFDM scheme shown in the lower part of FIG. 10, it cannot receive the demodulated transmission data, but the preamble pattern of the packet is the same as that of the T-71 scheme. The received radio wave can be detected, and even if the above-described SDM-OFDM packet is transmitted and received in the wireless data transmission system as shown in FIG. 5, the system is not adversely affected.
[0155]
As described above, by changing the preamble pattern of the transmission packet according to the number of transmission antennas used in the SDM-OFDM system, the SDM-OFDM system is added to the currently operating T-71 wireless data transmission system. It becomes possible to deploy the system.
[0156]
[Seventh embodiment]
The wireless data transmission system according to the seventh embodiment of the present invention is configured so that the communication method of the received packet can be identified by the SDM-OFDM propagation path estimation preamble in the packet in the receiving side device. It is a feature.
[0157]
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a configuration example of an SDM-OFDM packet used in the wireless data transmission system of the present embodiment. In the packet shown in FIG. 12, it is assumed that B, C, and SF are configured in the same manner as a packet according to the conventional T-71 system. Therefore, as in each of the above-described embodiments, there is no configuration in which data for identifying the communication method of a packet is included in the rate or reserve of SF or the communication method is indicated by the data length of B.
[0158]
In FIG. 12, SDM-OFDM propagation path estimation preambles D and D ′ include data D1 and D2 and D1 and −D2, respectively. D1 is data included in common at the heads of D and D ′, and this data enables the receiving apparatus to identify that data of the SDM-OFDM scheme follows. For example, the receiving device may be configured to include a correlator that calculates a correlation value when the same waveform as D1 is received.
[0159]
When the SDM-OFDM receiver receives the packet shown in FIG. 12, it demodulates B, C, and SF using the T-71 method and operates the correlator so that the signal following SF has a correlation with the waveform D1. Detect if. If correlation is detected (correlation value calculated by the correlator exceeds the specified threshold), the following data is determined to be SDM-OFDM data and estimated by D1 and D2 (-D2) DF (a) or DF (b) is demodulated using the propagation path matrix.
[0160]
According to the packet configuration shown in FIG. 12 and the configuration of the receiving device as described above, the SDM-OFDM format packet can be generated and transmitted without changing the SF data already defined in T-71. Is possible.
[0161]
In the wireless data transmission system of the present embodiment, even when a T-71 format packet is received, the waveform of the first OFDM symbol of DF following SF coincides with D1 by chance or is high. It may happen that the receiving device erroneously determines that this packet is a packet of the SDM-OFDM scheme because of having a correlation. In order to avoid such a detection error, for example, a null (no signal state) may be inserted between the SF and the propagation path estimation preamble D or D ′ of the SDM-OFDM signal.
Except for the components described above, the configuration and operation of the wireless data transmission system of this embodiment and the transmission / reception apparatus used therefor are the same as those of the prior art.
[0162]
The wireless data transmission system and the wireless data transmission / reception apparatus of the present invention have been described with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to these. A person skilled in the art can make various changes and improvements to the configurations and functions of the invention according to the above-described embodiments or other embodiments without departing from the gist of the present invention.
[0163]
In particular, in each of the above-described embodiments, only a system using two antennas and two data series numbers is shown for the sake of simplification, but the present invention is not limited to this, and any arbitrary system is used. A space division multiplex transmission system with the number of spatial multiplexing can be established.
[0164]
In each of the above embodiments, ARIB-STD T-71 is exemplified as a conventional communication method used in combination with the SDM-OFDM method. However, the present invention is not limited to this, for example, IEEE802. It can be applied to .11a etc.
[0165]
【The invention's effect】
As described above, according to the wireless data transmission system and the wireless data transmission / reception apparatus of the present invention, transmission / reception with a plurality of data sequences can be performed in the same frequency band using a plurality of antennas by the SDM-OFDM scheme. Such a wireless data transmission system and wireless data transmission / reception apparatus are provided.
[0166]
Furthermore, when using such an SDM-OFDM system in the 5 GHz band, a wireless data transmission system and a wireless data transmission / reception device having compatibility with conventional wireless communication systems such as ARIB-STD T-71 and IEEE802.11a Is provided. In the wireless data transmission system according to the present invention, even if an SDM-OFDM transmission / reception device and a conventional transmission / reception system coexist, one transmission / reception device may start transmission while the other transmission / reception device is communicating. Therefore, it is possible to provide a stable communication system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a transmission device used in a wireless data transmission system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a transmission operation of space division multiplexing control data in the transmission apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a receiving apparatus used in the wireless data transmission system according to the first embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a flow of receiving operation of space division multiplexing control data in the receiving apparatus shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a wireless data transmission system according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram schematically showing a configuration of packets transmitted and received in the wireless data transmission system shown in FIG. 5. FIG.
7 is a flowchart showing a flow of processing when a receiving operation is performed in the transmission / reception devices A and B shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in a wireless data transmission system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in a wireless data transmission system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in a wireless data transmission system according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing an output waveform of a correlation value of the signal calculated from the preamble signal of each packet shown in FIG. 10;
FIG. 12 is a diagram schematically showing a packet configuration of SDM-OFDM data transmitted and received in a wireless data transmission system according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration example of a wireless communication system using SDM in the prior art.
14 is a diagram illustrating an example of a packet format of a propagation path measurement preamble transmitted from antennas TxAnt_A and TxAnt_B of the transmission apparatus illustrated in FIG. 13;
FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of a communication packet used in an OFDM wireless communication system using a 5 GHz band.
16 is a diagram showing a configuration of data included in a signal field (SF) of the communication packet shown in FIG.
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of processing for receiving and demodulating a radio communication transmission wave in a receiving apparatus according to the ARIB-STD T-71 specification.
[Explanation of symbols]
101 Transmission data generator
102 Space division multiplexing control data generator
103 Transmission control circuit
104A, 104B OFDM signal generator
105A, 105B RF section
106A, 106B antenna
301A, 301B antenna
302A, 302B RF section
303A, 303B OFDM signal receiving circuit
304 Space Division Multiplexing Control Data Analysis Circuit
305 Reception control circuit
306 SDM processing unit
307 Receive data processor

Claims (2)

A space division multiplex radio transmission apparatus including a plurality of antennas and capable of transmitting different data for each antenna,
A first period in which the same data is transmitted from all antennas used in a second period different from the first period and a second period in which different data are transmitted from all antennas are included in the same packet. Having means for switching and sending data,
And a space division multiplex control data generating unit for generating space division multiplex control data for the second period,
The transmission apparatus, wherein the spatial division multiplexing control data is transmitted in the first period with a spatial multiplexing number (data series number) being 1 . A receiving device capable of receiving data wirelessly transmitted from the transmitting device according to claim 1 ,
Demodulating the spatial division multiplexing control data included in the data received in the first period, determining a demodulation method for the second period from the spatial division multiplexing control data, and demodulating the data; Receiving device.

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