JP4260561B2 - 送信機、受信機、無線通信システム、コンピュータプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに備わる送信機及び受信機、並びにその送信機、受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信は基本的に見通し外通信であり、反射、回折、散乱波によってマルチパス伝送路が形成される。更に、各パスの遅延時間が無視できないほど大きい場合、遅延分散のあるマルチパス伝送路となる。遅延分散のあるマルチパス伝送路は、伝送路がある種のフィルタのような振る舞いをし、その結果送信波は周波数選択性フェージングを受ける（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００３】
上記遅延分散のあるマルチパス伝送路が形成される屋外環境において高速データ伝送を実現しようとすると、一つの送信機からのパス間の干渉（自パス干渉）によって通信品質が低下し、データ伝送レートの平均スループットが頭打ちとなることが知られている。この問題を解決するために、従来の無線通信システムにおいては、干渉キャンセラもしくは等化器によって自パス干渉を緩和している。
【０００４】
【非特許文献１】
斉藤洋一，“ディジタル無線通信の変復調，”電子情報通信学会，pp.157-158，pp.202-204，1996．
【非特許文献２】
笹岡秀一，“移動通信，”オーム社，pp.36-37，1998．
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、データ伝送レートが高速の場合、処理利得がもともと小さいために改善量が不十分であった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、各種の通信環境において満足する通信品質を得ることができる無線通信システムを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、本発明の無線通信システムを構築するための送信機及び受信機を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、本発明の送信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、本発明の受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の送信機は、少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成するスロット作成手段を備え、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機において、前記スロット作成手段は、前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の送信機においては、前記スロット作成手段は、前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の送信機においては、前記情報伝送速度は前記受信機から通知されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の送信機においては、前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の受信機は、少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機において、前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する等化手段と、前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得するレイク受信手段と、前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する選択手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の受信機においては、受信信号に基づいて受信状態を検出する受信状態検出手段と、該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の受信機においては、受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する受信状態検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の無線通信システムは、請求項１または請求項２に記載の送信機及び請求項５に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
請求項９に記載の無線通信システムは、請求項３に記載の送信機及び請求項６に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
請求項１０に記載の無線通信システムは、請求項４に記載の送信機及び請求項７に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１１に記載の第１のコンピュータプログラムは、少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成し、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機における伝送スロット作成処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないこととする機能をコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００１８】
請求項１２に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記情報伝送速度は、前記受信機から通知されるものを使用することを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する機能をさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
これら第１のコンピュータプログラムにより、前述の送信機がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００２１】
請求項１５に記載の第２のコンピュータプログラムは、少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機における情報信号取得処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する機能と、前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する機能と、前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得する機能と、前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００２２】
請求項１６に記載の第２のコンピュータプログラムにおいては、受信信号に基づいて受信状態を検出する機能と、該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する機能とをさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１７に記載の第２のコンピュータプログラムにおいては、受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する機能をさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
これらコンピュータプログラムにより、前述の受信機がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態においては、無線通信システムの具体的な例として、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ；Code Division Multiple Access）方式のシステムについて説明する。
【００２５】
初めに、本実施形態による無線通信システムに備わる送信機を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。図１には、ＣＤＭＡ方式の送信機が備える構成のうち、ベースバンド信号生成機能に係るブロックを示している。このベースバンド信号生成機能の一つとして、本発明の特徴的な部分である伝送スロット作成機能がある。以下、この伝送スロット作成機能に係る構成について詳細に説明する。なお、図１に示されている構成以外の他の送信機構成については、従来と同様である。
【００２６】
図１には、データ生成部１１、時分割多重（ＴＤＭ）部１２、符号生成部１３、乗算器１４、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１５及び送信フィルタ（ＴＸフィルタ）１６が示されている。
データ生成部１１は、受信機へ伝達するユーザの情報１０１から、データ伝送レート（情報伝送速度）１１０に応じたデータ信号（情報信号）１０２を生成する。データ伝送レート１１０は受信機から通知される。データ伝送レート１１０が高速であれば一定の時間内（１伝送スロット内）に伝送する情報量を多くし、一方、低速であれば伝送する情報量を少なくする。図２は、データ伝送レート１１０が高速である場合のデータ信号１０２ａ、データ伝送レート１１０が低速である場合のデータ信号１０２ｂ、それぞれの出力データ系列（１伝送スロット分）の一例を示す図である。この図２に示されるように、データ信号１０２ａの先頭には空白領域（ＮＵＬＬ）が設定されている。この空白領域は、後述するＣＰ挿入部１５がデータ信号１０２の一部分を複写するための領域である。このように、データ伝送レート１１０が高速である場合には、データ信号１０２の複写先の領域を予め確保する。
一方、データ伝送レート１１０が低速である場合にはデータ信号１０２の複写が行われないので、図２に示されるように、データ信号１０２ｂには複写先の領域は確保されない。
【００２７】
ＴＤＭ部１２は、時間領域で信号を多重化して時分割多重信号１０５を出力する。ＴＤＭ部１２には、データ生成部１１から出力されたデータ信号１０２、パイロット信号１０３及びダミー信号１０４が入力される。パイロット信号１０３は、受信側で伝送路状態や受信状態を検出するための既知の信号系列であり、例えば論理０の連続するＢＰＳＫ信号で構成される。該パイロット信号１０３は、受信機との間で予め整合されている。ダミー信号１０４は本実施形態においては特に規定しない。
【００２８】
ＴＤＭ部１２は、一つの伝送スロット上に、データ信号１０２、パイロット信号１０３及びダミー信号１０４を時分割多重して設定する。伝送スロット上へのデータ系列の配置方法は、受信機における受信データの伝送路等化処理単位に応じて複数通り考えられる。図３及び図４は、図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の配置例を示す図である。図３の配置例は、データ系列を連続して配置する最も単純な方法によるものである。図４の配置例は、データ系列を複数に分割して配置する方法によるものである。図４においては、データ信号１０２ａが２つに分割されて、データ領域＃１及び＃２に配置されている。図４の非データ領域とは、パイロット信号１０３又はダミー信号１０４が配置される領域である。
【００２９】
なお、図４の配置例ではデータ系列を２分割したが、３分割以上としてもよい。しかしながら分割数が増えるほど、受信機が一度の操作で等化処理を施さねばならない区間が長くなるため、受信機の処理負荷が増す。一方、データ領域を短区間にまとめて配置した場合には単位時間あたりの空白領域の割合が増すため、伝送効率が低下する。このようなトレードオフがあるので、無線通信システムの利用条件に応じて適切にデータ系列を配置することが望ましい。
【００３０】
以下、本実施形態においては、図４に示される配置例を用いた場合を説明する。図５は、データ伝送レート１１０が高速である場合にＴＤＭ部１２から出力される時分割多重信号１０５ａの構成例を示す図である。図５に示されるように、時分割多重信号１０５ａには、上記図４に示される２分割されたデータ信号１０２ａ、パイロット信号１０３及び２分割されたダミー信号１０４が含まれる。パイロット信号１０３は、ダミー信号１０４に挟まれて配置されている。また、ダミー信号１０４の両側にデータ信号１０２ａが配置されている。
【００３１】
また、図６は、データ伝送レート１１０が低速である場合にＴＤＭ部１２から出力される時分割多重信号１０５ｂの構成例を示す図である。図５に示されるように、時分割多重信号１０５ｂには、上記図４の配置例に従って２分割された図２のデータ信号１０２ｂ、パイロット信号１０３及び２分割されたダミー信号１０４が含まれる。パイロット信号１０３は上記図５と同様にダミー信号１０４に挟まれて配置され、また、ダミー信号１０４の両側には上記図５と同様にデータ信号１０２ｂが配置されている。
【００３２】
符号発生部１３は拡散符号１０６を発生する。この拡散符号１０６は乗算器１４に入力される。ＴＤＭ部１２から出力された時分割多重信号１０５は乗算器１４に入力され、図７或いは図８に示されるように拡散符号１０６と乗算される。図７は、データ伝送レート１１０が高速である場合の拡散処理例を示す図である。図８は、データ伝送レート１１０が低速である場合の拡散処理例を示す図である。図７及び図８の例では、パイロット信号１０３を含む全信号が、拡散符号１０６と乗算されてスペクトル拡散される。
【００３３】
ＣＰ挿入部１５には乗算器１４による乗算結果の信号１０７が入力される。ＣＰ挿入部１５は、データ伝送レート１１０に応じて、信号１０７に対してＣＰの挿入を行う。データ伝送レート１１０が高速であれば、ＣＰ挿入部１５には図７の乗算の結果の信号１０７が入力される。そして、ＣＰ挿入部１５は、図９に示されるように、該信号１０７の末尾部分１２０を先頭のＮＵＬＬ部分に複写する。これにより、伝送スロット内のデータ信号１０２ａの先頭のＮＵＬＬ部分には（図５参照）、データ信号１０２ａの末尾部分がＣＰとして挿入されたことになる。この結果、伝送スロット内のデータ領域の先頭部分と末尾部分に同じ信号が出現することとなる。なお、ＣＰ格納領域（ＮＵＬＬ部分）の長さは、伝送路の最大遅延時間より大きく設定される。
【００３４】
一方、データ伝送レート１１０が低速であれば、ＣＰ挿入部１５には図８の乗算の結果の信号１０７が入力されるが、ＣＰ挿入部１５は、該入力された信号１０７をそのまま通過させる。
【００３５】
ＣＰ挿入部１５からの出力信号１０８はＴＸフィルタ１６によって波形整形された後、送信回路へ出力される。
【００３６】
次に、本実施形態による無線通信システムに備わる受信機を説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。図１０には、ＣＤＭＡ方式の受信機が備える構成のうち、送信機から伝達されるデータ信号（情報信号）を取得する機能に係るブロックを示している。以下、このデータ信号取得機能に係る構成について詳細に説明する。なお、図１０に示されている構成以外の他の受信機構成については、従来と同様である。
【００３７】
図１０には、受信フィルタ（ＲＸフィルタ）２１、伝送路推定部２２、ＭＭＳＥＣ（Minimum Mean Square Error Combining）等化部２３、レイク（Ｒａｋｅ）受信部２４、選択部２５、Ｃ／Ｉ（Carrier to Interference ratio）測定部２６及びデータ伝送レート制御部２７が示されている。
本実施形態による無線通信システムにおいて、上述した図１の送信機から送信された信号は図１０の受信機のアンテナで受信され、この受信信号２０１がＲＸフィルタ２１に入力される。ＲＸフィルタ２１は、受信信号２０１を波形整形して信号２０２を出力する。
【００３８】
伝送路推定部２２は、信号２０２に含まれるパイロット信号に基づいて伝送路特性を推定する。この伝送路特性推定処理において、伝送路推定部２２は、信号２０２とパイロット信号格納領域に対応する拡散符号との相関をとって伝送路のインパルス応答を測定する。そして、この測定結果からパス毎のタイミング、強度及び位相を測定する。伝送路推定部２２は、それらパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４とを、ＭＭＳＥＣ等化部２３とレイク受信部２４に供給する。なお、パイロット信号格納領域はスペクトル拡散がなされているので、逆拡散することによりマルチパス干渉による伝搬路推定誤差を抑えることができる。
【００３９】
ＭＭＳＥＣ等化部２３は、信号２０２に対してＭＭＳＥＣ周波数等化を行うものである。ＭＭＳＥＣ周波数等化については、例えば、A. Czylwik, “Low Overhead Pilot-Aided Synchronization for Single Carrier Modulation with Frequency Domain Equalization,” Proc. GLOBECOM '98, pp. 2068-2073, Sydney, Australia, Nov. 1998. に示されている。このＭＭＳＥＣ周波数等化処理において、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、伝送路推定部２２から供給されたパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４を使用して信号２０２を周波数等化し、この周波数等化後の信号からデータ信号を取得する。ここで、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、パスタイミング情報２０３に基づき、先行波のＣＰ領域の直後の時点からデータ領域の末尾時点までデータ信号を抜き出す（図９に示される伝送スロット内の信号からＣＰ格納領域を除いた領域の信号を抜き出す）。この結果、遅延波のデータ信号は、ＣＰ格納領域の後方の一部、ＣＰ格納領域に続く部分及び複写領域（１２０）の前方の一部が抜き出される。また、そのＣＰ格納領域の後方の一部と複写領域（１２０）の前方の一部は、複写領域（１２０）の信号が重複及び欠落しない範囲で抜き出される。そして、伝送路推定部２２から供給された複素パス振幅情報２０４（伝送路特性推定結果）に基づき、該データ信号を等化する。
【００４０】
上述したようにＣＰ格納領域の長さは、伝送路の最大遅延時間より大きく設定されるのが一般的である。このため、複素パス振幅情報２０４のうち、ＣＰより大きい時間領域での成分はすべて雑音成分であるとみなすことができる。これにより、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、時間軸上の処理により、ＣＰ内の成分のみ取り出すフィルタを複素パス振幅情報２０４に乗じて、複素パス振幅情報２０４の補正を行う。この補正により、伝送路推定値の雑音成分を除去することができる。
【００４１】
ＭＭＳＥＣ等化部２３によって取得されたデータ信号２０５は、選択部２５の入力部へ出力される。
【００４２】
レイク受信部２４は、伝送路推定部２２から供給されたパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４に基づき信号２０２をレイク受信してデータ信号を取得する。このレイク受信部２４によって取得されたデータ信号２０６は、選択部２５の入力部へ出力される。
【００４３】
選択部２５は、データ伝送レート制御部２７により制御されるデータ伝送レート２１２に応じて、ＭＭＳＥＣ等化部２３により取得されたデータ信号２０５又はレイク受信部２４により取得されたデータ信号２０６のいずれかを選択し、受信情報２０７として出力する。データ伝送レート２１２が高速であればＭＭＳＥＣ等化部２３からのデータ信号２０５を選択出力し、一方、低速であればレイク受信部２４からのデータ信号２０６を選択出力する。
【００４４】
Ｃ／Ｉ測定部２６は、信号２０２のパイロット信号格納領域に含まれる信号から、希望信号強度Ｃとそれ以外の雑音強度Ｉを測定する。そして、受信状態を示すＣ／Ｉ値を求めてデータ伝送レート制御部２７へ通知する。なお、Ｃ／Ｉ測定部２６は、自受信機宛の伝送スロット以外のスロットにおいても、該パイロット信号格納領域に含まれる信号からＣ／Ｉ値の測定を行う。
【００４５】
データ伝送レート制御部２７は、Ｃ／Ｉ測定部２６から通知されたＣ／Ｉ値に応じてデータ伝送レート２１２を制御し、該制御結果のデータ伝送レート２１２を送信機へ通知し、データ伝送レート２１２に応じたデータ送信を送信機に対して要求する。Ｃ／Ｉ値が高ければ高速のデータ伝送レートでのデータ送信を送信機に対して要求し、一方、低ければ低速のデータ伝送レートでのデータ送信を送信機に対して要求する。
【００４６】
上述したように、高速データ伝送レート時には、ＣＰ付きの伝送スロット構成により信号伝送が行われるので、遅延波がＣＰ期間内に収まっていれば直交性によってマルチパス干渉を回避することができる。これにより、高速データ伝送レート時において、従来は逆拡散による干渉抑圧効果だけでは干渉による回避が困難であった受信品質の劣化が防止される。
【００４７】
一方、低速データ伝送レート時には、逆拡散による干渉抑圧効果がある程度確保されるので、ＣＰなしの伝送スロット構成により信号伝送が行われても干渉による受信品質劣化が緩和される。
【００４８】
ところで、従来の受信機には、ＭＭＳＥＣ等化部を具備しないものがある。このような受信機においては、上述したＣＰ付きの伝送スロット構成に対応した適切な受信処理を行うことができない。しかしながら、本実施形態によれば、そのような従来型の受信機においては、常に低速のデータ伝送レートを送信機に対して要求することによりＣＰなしの伝送スロット構成が使用される。また、全ての受信機が受信するパイロット信号にはＣＰが付加されていないので、適切な受信処理を行うことが可能となる。このように、本発明の送信機は従来型受信機と本発明の受信機の双方に対して適用することができ、互換性に優れている。
【００４９】
なお、上述した図１の送信機は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この送信機はメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、当該送信機の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、図１０の受信機についても同様である。
【００５０】
また、図１に示す送信機が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより伝送スロット作成処理を行ってもよい。
また、図１０に示す受信機が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより情報信号取得処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５１】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態においては、受信機がデータ伝送レート（情報伝送速度）を制御したが、受信機から送信機へはＣ／Ｉ値（受信状態）を通知し、送信機が該通知されたＣ／Ｉ値に基づいてデータ伝送レートを制御してもよい。この実施形態による送信機の構成が図１１に、また、受信機の構成が図１２に示されている。図１１の送信機においては、上記図１の構成に加えてデータ伝送レート制御部３１が設けられている。また、図１２の受信機においては、上記図１０の構成からデータ伝送レート制御部２７が削除されている。
【００５３】
図１１の送信機において、データ伝送レート制御部３１は、受信機から通知されるＣ／Ｉ値に基づいてデータ伝送レートを制御し、この制御結果のデータ伝送レート１１０を出力する。この制御方法は、上述した図１０のデータ伝送レート制御部２７のものと同様である。また、図１１の送信機は、データ伝送レート１１０もしくは伝送スロットのＣＰの有無を受信機へ通知する。
【００５４】
図１２の受信機において、選択部２５は、送信機から通知されたデータ伝送レート４０１に応じて、上述した図１０の場合と同様の方法で、出力するデータ信号を選択する。Ｃ／Ｉ測定部２６は、測定したＣ／Ｉ値２１１を送信機へ通知する。
【００５５】
また、本発明の無線通信システムにおいて、送信機及び受信機とは別に、データ伝送レートを制御する装置を設けるようにしてもよい。
【００５６】
なお、本発明の無線通信システムは、携帯電話や自動車電話などの移動通信サービス、その他各種の無線通信サービスに適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速の情報伝送速度（データ伝送レート）においては、伝送スロット内に情報信号の複写部分（ＣＰ）を設けることによって受信機において効果的な等化処理が可能となり、品質の高い高速データ伝送が可能である。また、低速の情報伝送速度においては、伝送スロット内にＣＰを設けることなく効率の良いデータ伝送が可能である。この結果、各種の通信環境において満足する通信品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】 データ信号１０２の出力データ系列（１伝送スロット分）の例を示す図である。
【図３】 図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の配置例を示す図である。
【図４】 図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の他の配置例を示す図である。
【図５】 データ伝送レート１１０が高速である場合の時分割多重信号１０５ａの構成例を示す図である。
【図６】 データ伝送レート１１０が低速である場合の時分割多重信号１０５ｂの構成例を示す図である。
【図７】 データ伝送レート１１０が高速である場合の拡散処理例を示す図である。
【図８】 データ伝送レート１１０が低速である場合の拡散処理例を示す図である。
【図９】 ＣＰ挿入部１５によるＣＰ挿入動作を説明するための図である。
【図１０】 本発明の一実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の他の実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。
【図１２】 本発明の他の実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…データ生成部、１２…時分割多重（ＴＤＭ）部、１３…符号生成部、１４…乗算器、１５…ＣＰ挿入部、１６…送信フィルタ（ＴＸフィルタ）、２１…受信フィルタ（ＲＸフィルタ）、２２…伝送路推定部、２３…ＭＭＳＥＣ等化部、２４…レイク受信部、２５…選択部、２６…Ｃ／Ｉ測定部、２７…データ伝送レート制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに備わる送信機及び受信機、並びにその送信機、受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信は基本的に見通し外通信であり、反射、回折、散乱波によってマルチパス伝送路が形成される。更に、各パスの遅延時間が無視できないほど大きい場合、遅延分散のあるマルチパス伝送路となる。遅延分散のあるマルチパス伝送路は、伝送路がある種のフィルタのような振る舞いをし、その結果送信波は周波数選択性フェージングを受ける（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００３】
上記遅延分散のあるマルチパス伝送路が形成される屋外環境において高速データ伝送を実現しようとすると、一つの送信機からのパス間の干渉（自パス干渉）によって通信品質が低下し、データ伝送レートの平均スループットが頭打ちとなることが知られている。この問題を解決するために、従来の無線通信システムにおいては、干渉キャンセラもしくは等化器によって自パス干渉を緩和している。
【０００４】
【非特許文献１】
斉藤洋一，“ディジタル無線通信の変復調，”電子情報通信学会，pp.157-158，pp.202-204，1996．
【非特許文献２】
笹岡秀一，“移動通信，”オーム社，pp.36-37，1998．
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、データ伝送レートが高速の場合、処理利得がもともと小さいために改善量が不十分であった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、各種の通信環境において満足する通信品質を得ることができる無線通信システムを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、本発明の無線通信システムを構築するための送信機及び受信機を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、本発明の送信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、本発明の受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の送信機は、少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成するスロット作成手段を備え、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機において、前記スロット作成手段は、前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の送信機においては、前記スロット作成手段は、前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の送信機においては、前記情報伝送速度は前記受信機から通知されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の送信機においては、前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の受信機は、少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機において、前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する等化手段と、前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得するレイク受信手段と、前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する選択手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の受信機においては、受信信号に基づいて受信状態を検出する受信状態検出手段と、該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の受信機においては、受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する受信状態検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の無線通信システムは、請求項１または請求項２に記載の送信機及び請求項５に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
請求項９に記載の無線通信システムは、請求項３に記載の送信機及び請求項６に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
請求項１０に記載の無線通信システムは、請求項４に記載の送信機及び請求項７に記載の受信機を備えたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１１に記載の第１のコンピュータプログラムは、少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成し、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機における伝送スロット作成処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないこととする機能をコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００１８】
請求項１２に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記情報伝送速度は、前記受信機から通知されるものを使用することを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に記載の第１のコンピュータプログラムにおいては、前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する機能をさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
これら第１のコンピュータプログラムにより、前述の送信機がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００２１】
請求項１５に記載の第２のコンピュータプログラムは、少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機における情報信号取得処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する機能と、前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する機能と、前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得する機能と、前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００２２】
請求項１６に記載の第２のコンピュータプログラムにおいては、受信信号に基づいて受信状態を検出する機能と、該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する機能とをさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１７に記載の第２のコンピュータプログラムにおいては、受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する機能をさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
これらコンピュータプログラムにより、前述の受信機がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態を説明する。本実施形態においては、無線通信システムの具体的な例として、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ；Code Division Multiple Access）方式のシステムについて説明する。
【００２５】
初めに、本実施形態による無線通信システムに備わる送信機を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。図１には、ＣＤＭＡ方式の送信機が備える構成のうち、ベースバンド信号生成機能に係るブロックを示している。このベースバンド信号生成機能の一つとして、本発明の特徴的な部分である伝送スロット作成機能がある。以下、この伝送スロット作成機能に係る構成について詳細に説明する。なお、図１に示されている構成以外の他の送信機構成については、従来と同様である。
【００２６】
図１には、データ生成部１１、時分割多重（ＴＤＭ）部１２、符号生成部１３、乗算器１４、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１５及び送信フィルタ（ＴＸフィルタ）１６が示されている。
データ生成部１１は、受信機へ伝達するユーザの情報１０１から、データ伝送レート（情報伝送速度）１１０に応じたデータ信号（情報信号）１０２を生成する。データ伝送レート１１０は受信機から通知される。データ伝送レート１１０が高速であれば一定の時間内（１伝送スロット内）に伝送する情報量を多くし、一方、低速であれば伝送する情報量を少なくする。図２は、データ伝送レート１１０が高速である場合のデータ信号１０２ａ、データ伝送レート１１０が低速である場合のデータ信号１０２ｂ、それぞれの出力データ系列（１伝送スロット分）の一例を示す図である。この図２に示されるように、データ信号１０２ａの先頭には空白領域（ＮＵＬＬ）が設定されている。この空白領域は、後述するＣＰ挿入部１５がデータ信号１０２の一部分を複写するための領域である。このように、データ伝送レート１１０が高速である場合には、データ信号１０２の複写先の領域を予め確保する。
一方、データ伝送レート１１０が低速である場合にはデータ信号１０２の複写が行われないので、図２に示されるように、データ信号１０２ｂには複写先の領域は確保されない。
【００２７】
ＴＤＭ部１２は、時間領域で信号を多重化して時分割多重信号１０５を出力する。ＴＤＭ部１２には、データ生成部１１から出力されたデータ信号１０２、パイロット信号１０３及びダミー信号１０４が入力される。パイロット信号１０３は、受信側で伝送路状態や受信状態を検出するための既知の信号系列であり、例えば論理０の連続するＢＰＳＫ信号で構成される。該パイロット信号１０３は、受信機との間で予め整合されている。ダミー信号１０４は本実施形態においては特に規定しない。
【００２８】
ＴＤＭ部１２は、一つの伝送スロット上に、データ信号１０２、パイロット信号１０３及びダミー信号１０４を時分割多重して設定する。伝送スロット上へのデータ系列の配置方法は、受信機における受信データの伝送路等化処理単位に応じて複数通り考えられる。図３及び図４は、図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の配置例を示す図である。図３の配置例は、データ系列を連続して配置する最も単純な方法によるものである。図４の配置例は、データ系列を複数に分割して配置する方法によるものである。図４においては、データ信号１０２ａが２つに分割されて、データ領域＃１及び＃２に配置されている。図４の非データ領域とは、パイロット信号１０３又はダミー信号１０４が配置される領域である。
【００２９】
なお、図４の配置例ではデータ系列を２分割したが、３分割以上としてもよい。しかしながら分割数が増えるほど、受信機が一度の操作で等化処理を施さねばならない区間が長くなるため、受信機の処理負荷が増す。一方、データ領域を短区間にまとめて配置した場合には単位時間あたりの空白領域の割合が増すため、伝送効率が低下する。このようなトレードオフがあるので、無線通信システムの利用条件に応じて適切にデータ系列を配置することが望ましい。
【００３０】
以下、本実施形態においては、図４に示される配置例を用いた場合を説明する。図５は、データ伝送レート１１０が高速である場合にＴＤＭ部１２から出力される時分割多重信号１０５ａの構成例を示す図である。図５に示されるように、時分割多重信号１０５ａには、上記図４に示される２分割されたデータ信号１０２ａ、パイロット信号１０３及び２分割されたダミー信号１０４が含まれる。パイロット信号１０３は、ダミー信号１０４に挟まれて配置されている。また、ダミー信号１０４の両側にデータ信号１０２ａが配置されている。
【００３１】
また、図６は、データ伝送レート１１０が低速である場合にＴＤＭ部１２から出力される時分割多重信号１０５ｂの構成例を示す図である。図５に示されるように、時分割多重信号１０５ｂには、上記図４の配置例に従って２分割された図２のデータ信号１０２ｂ、パイロット信号１０３及び２分割されたダミー信号１０４が含まれる。パイロット信号１０３は上記図５と同様にダミー信号１０４に挟まれて配置され、また、ダミー信号１０４の両側には上記図５と同様にデータ信号１０２ｂが配置されている。
【００３２】
符号発生部１３は拡散符号１０６を発生する。この拡散符号１０６は乗算器１４に入力される。ＴＤＭ部１２から出力された時分割多重信号１０５は乗算器１４に入力され、図７或いは図８に示されるように拡散符号１０６と乗算される。図７は、データ伝送レート１１０が高速である場合の拡散処理例を示す図である。図８は、データ伝送レート１１０が低速である場合の拡散処理例を示す図である。図７及び図８の例では、パイロット信号１０３を含む全信号が、拡散符号１０６と乗算されてスペクトル拡散される。
【００３３】
ＣＰ挿入部１５には乗算器１４による乗算結果の信号１０７が入力される。ＣＰ挿入部１５は、データ伝送レート１１０に応じて、信号１０７に対してＣＰの挿入を行う。データ伝送レート１１０が高速であれば、ＣＰ挿入部１５には図７の乗算の結果の信号１０７が入力される。そして、ＣＰ挿入部１５は、図９に示されるように、該信号１０７の末尾部分１２０を先頭のＮＵＬＬ部分に複写する。これにより、伝送スロット内のデータ信号１０２ａの先頭のＮＵＬＬ部分には（図５参照）、データ信号１０２ａの末尾部分がＣＰとして挿入されたことになる。この結果、伝送スロット内のデータ領域の先頭部分と末尾部分に同じ信号が出現することとなる。なお、ＣＰ格納領域（ＮＵＬＬ部分）の長さは、伝送路の最大遅延時間より大きく設定される。
【００３４】
一方、データ伝送レート１１０が低速であれば、ＣＰ挿入部１５には図８の乗算の結果の信号１０７が入力されるが、ＣＰ挿入部１５は、該入力された信号１０７をそのまま通過させる。
【００３５】
ＣＰ挿入部１５からの出力信号１０８はＴＸフィルタ１６によって波形整形された後、送信回路へ出力される。
【００３６】
次に、本実施形態による無線通信システムに備わる受信機を説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。図１０には、ＣＤＭＡ方式の受信機が備える構成のうち、送信機から伝達されるデータ信号（情報信号）を取得する機能に係るブロックを示している。以下、このデータ信号取得機能に係る構成について詳細に説明する。なお、図１０に示されている構成以外の他の受信機構成については、従来と同様である。
【００３７】
図１０には、受信フィルタ（ＲＸフィルタ）２１、伝送路推定部２２、ＭＭＳＥＣ（Minimum Mean Square Error Combining）等化部２３、レイク（Ｒａｋｅ）受信部２４、選択部２５、Ｃ／Ｉ（Carrier to Interference ratio）測定部２６及びデータ伝送レート制御部２７が示されている。
本実施形態による無線通信システムにおいて、上述した図１の送信機から送信された信号は図１０の受信機のアンテナで受信され、この受信信号２０１がＲＸフィルタ２１に入力される。ＲＸフィルタ２１は、受信信号２０１を波形整形して信号２０２を出力する。
【００３８】
伝送路推定部２２は、信号２０２に含まれるパイロット信号に基づいて伝送路特性を推定する。この伝送路特性推定処理において、伝送路推定部２２は、信号２０２とパイロット信号格納領域に対応する拡散符号との相関をとって伝送路のインパルス応答を測定する。そして、この測定結果からパス毎のタイミング、強度及び位相を測定する。伝送路推定部２２は、それらパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４とを、ＭＭＳＥＣ等化部２３とレイク受信部２４に供給する。なお、パイロット信号格納領域はスペクトル拡散がなされているので、逆拡散することによりマルチパス干渉による伝搬路推定誤差を抑えることができる。
【００３９】
ＭＭＳＥＣ等化部２３は、信号２０２に対してＭＭＳＥＣ周波数等化を行うものである。ＭＭＳＥＣ周波数等化については、例えば、A. Czylwik, “Low Overhead Pilot-Aided Synchronization for Single Carrier Modulation with Frequency Domain Equalization,” Proc. GLOBECOM '98, pp. 2068-2073, Sydney, Australia, Nov. 1998. に示されている。このＭＭＳＥＣ周波数等化処理において、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、伝送路推定部２２から供給されたパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４を使用して信号２０２を周波数等化し、この周波数等化後の信号からデータ信号を取得する。ここで、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、パスタイミング情報２０３に基づき、先行波のＣＰ領域の直後の時点からデータ領域の末尾時点までデータ信号を抜き出す（図９に示される伝送スロット内の信号からＣＰ格納領域を除いた領域の信号を抜き出す）。この結果、遅延波のデータ信号は、ＣＰ格納領域の後方の一部、ＣＰ格納領域に続く部分及び複写領域（１２０）の前方の一部が抜き出される。また、そのＣＰ格納領域の後方の一部と複写領域（１２０）の前方の一部は、複写領域（１２０）の信号が重複及び欠落しない範囲で抜き出される。そして、伝送路推定部２２から供給された複素パス振幅情報２０４（伝送路特性推定結果）に基づき、該データ信号を等化する。
【００４０】
上述したようにＣＰ格納領域の長さは、伝送路の最大遅延時間より大きく設定されるのが一般的である。このため、複素パス振幅情報２０４のうち、ＣＰより大きい時間領域での成分はすべて雑音成分であるとみなすことができる。これにより、ＭＭＳＥＣ等化部２３は、時間軸上の処理により、ＣＰ内の成分のみ取り出すフィルタを複素パス振幅情報２０４に乗じて、複素パス振幅情報２０４の補正を行う。この補正により、伝送路推定値の雑音成分を除去することができる。
【００４１】
ＭＭＳＥＣ等化部２３によって取得されたデータ信号２０５は、選択部２５の入力部へ出力される。
【００４２】
レイク受信部２４は、伝送路推定部２２から供給されたパスタイミング情報２０３と複素パス振幅情報２０４に基づき信号２０２をレイク受信してデータ信号を取得する。このレイク受信部２４によって取得されたデータ信号２０６は、選択部２５の入力部へ出力される。
【００４３】
選択部２５は、データ伝送レート制御部２７により制御されるデータ伝送レート２１２に応じて、ＭＭＳＥＣ等化部２３により取得されたデータ信号２０５又はレイク受信部２４により取得されたデータ信号２０６のいずれかを選択し、受信情報２０７として出力する。データ伝送レート２１２が高速であればＭＭＳＥＣ等化部２３からのデータ信号２０５を選択出力し、一方、低速であればレイク受信部２４からのデータ信号２０６を選択出力する。
【００４４】
Ｃ／Ｉ測定部２６は、信号２０２のパイロット信号格納領域に含まれる信号から、希望信号強度Ｃとそれ以外の雑音強度Ｉを測定する。そして、受信状態を示すＣ／Ｉ値を求めてデータ伝送レート制御部２７へ通知する。なお、Ｃ／Ｉ測定部２６は、自受信機宛の伝送スロット以外のスロットにおいても、該パイロット信号格納領域に含まれる信号からＣ／Ｉ値の測定を行う。
【００４５】
データ伝送レート制御部２７は、Ｃ／Ｉ測定部２６から通知されたＣ／Ｉ値に応じてデータ伝送レート２１２を制御し、該制御結果のデータ伝送レート２１２を送信機へ通知し、データ伝送レート２１２に応じたデータ送信を送信機に対して要求する。Ｃ／Ｉ値が高ければ高速のデータ伝送レートでのデータ送信を送信機に対して要求し、一方、低ければ低速のデータ伝送レートでのデータ送信を送信機に対して要求する。
【００４６】
上述したように、高速データ伝送レート時には、ＣＰ付きの伝送スロット構成により信号伝送が行われるので、遅延波がＣＰ期間内に収まっていれば直交性によってマルチパス干渉を回避することができる。これにより、高速データ伝送レート時において、従来は逆拡散による干渉抑圧効果だけでは干渉による回避が困難であった受信品質の劣化が防止される。
【００４７】
一方、低速データ伝送レート時には、逆拡散による干渉抑圧効果がある程度確保されるので、ＣＰなしの伝送スロット構成により信号伝送が行われても干渉による受信品質劣化が緩和される。
【００４８】
ところで、従来の受信機には、ＭＭＳＥＣ等化部を具備しないものがある。このような受信機においては、上述したＣＰ付きの伝送スロット構成に対応した適切な受信処理を行うことができない。しかしながら、本実施形態によれば、そのような従来型の受信機においては、常に低速のデータ伝送レートを送信機に対して要求することによりＣＰなしの伝送スロット構成が使用される。また、全ての受信機が受信するパイロット信号にはＣＰが付加されていないので、適切な受信処理を行うことが可能となる。このように、本発明の送信機は従来型受信機と本発明の受信機の双方に対して適用することができ、互換性に優れている。
【００４９】
なお、上述した図１の送信機は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この送信機はメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、当該送信機の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。また、図１０の受信機についても同様である。
【００５０】
また、図１に示す送信機が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより伝送スロット作成処理を行ってもよい。
また、図１０に示す受信機が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより情報信号取得処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５１】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態においては、受信機がデータ伝送レート（情報伝送速度）を制御したが、受信機から送信機へはＣ／Ｉ値（受信状態）を通知し、送信機が該通知されたＣ／Ｉ値に基づいてデータ伝送レートを制御してもよい。この実施形態による送信機の構成が図１１に、また、受信機の構成が図１２に示されている。図１１の送信機においては、上記図１の構成に加えてデータ伝送レート制御部３１が設けられている。また、図１２の受信機においては、上記図１０の構成からデータ伝送レート制御部２７が削除されている。
【００５３】
図１１の送信機において、データ伝送レート制御部３１は、受信機から通知されるＣ／Ｉ値に基づいてデータ伝送レートを制御し、この制御結果のデータ伝送レート１１０を出力する。この制御方法は、上述した図１０のデータ伝送レート制御部２７のものと同様である。また、図１１の送信機は、データ伝送レート１１０もしくは伝送スロットのＣＰの有無を受信機へ通知する。
【００５４】
図１２の受信機において、選択部２５は、送信機から通知されたデータ伝送レート４０１に応じて、上述した図１０の場合と同様の方法で、出力するデータ信号を選択する。Ｃ／Ｉ測定部２６は、測定したＣ／Ｉ値２１１を送信機へ通知する。
【００５５】
また、本発明の無線通信システムにおいて、送信機及び受信機とは別に、データ伝送レートを制御する装置を設けるようにしてもよい。
【００５６】
なお、本発明の無線通信システムは、携帯電話や自動車電話などの移動通信サービス、その他各種の無線通信サービスに適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高速の情報伝送速度（データ伝送レート）においては、伝送スロット内に情報信号の複写部分（ＣＰ）を設けることによって受信機において効果的な等化処理が可能となり、品質の高い高速データ伝送が可能である。また、低速の情報伝送速度においては、伝送スロット内にＣＰを設けることなく効率の良いデータ伝送が可能である。この結果、各種の通信環境において満足する通信品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】 データ信号１０２の出力データ系列（１伝送スロット分）の例を示す図である。
【図３】 図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の配置例を示す図である。
【図４】 図２のデータ信号１０２ａを１伝送スロット上に配置する場合の他の配置例を示す図である。
【図５】 データ伝送レート１１０が高速である場合の時分割多重信号１０５ａの構成例を示す図である。
【図６】 データ伝送レート１１０が低速である場合の時分割多重信号１０５ｂの構成例を示す図である。
【図７】 データ伝送レート１１０が高速である場合の拡散処理例を示す図である。
【図８】 データ伝送レート１１０が低速である場合の拡散処理例を示す図である。
【図９】 ＣＰ挿入部１５によるＣＰ挿入動作を説明するための図である。
【図１０】 本発明の一実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の他の実施形態による送信機の構成を示すブロック図である。
【図１２】 本発明の他の実施形態による受信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…データ生成部、１２…時分割多重（ＴＤＭ）部、１３…符号生成部、１４…乗算器、１５…ＣＰ挿入部、１６…送信フィルタ（ＴＸフィルタ）、２１…受信フィルタ（ＲＸフィルタ）、２２…伝送路推定部、２３…ＭＭＳＥＣ等化部、２４…レイク受信部、２５…選択部、２６…Ｃ／Ｉ測定部、２７…データ伝送レート制御部
Claims (17)
- 少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成するスロット作成手段を備え、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機において、
前記スロット作成手段は、前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないことを特徴とする送信機。 - 前記スロット作成手段は、前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする請求項１に記載の送信機。
- 前記情報伝送速度は前記受信機から通知されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
- 前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
- 少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機において、
前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、
前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する等化手段と、
前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得するレイク受信手段と、
前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する選択手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。 - 受信信号に基づいて受信状態を検出する受信状態検出手段と、
該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の受信機。 - 受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する受信状態検出手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の受信機。
- 請求項１または請求項２に記載の送信機及び請求項５に記載の受信機を備えた無線通信システム。
- 請求項３に記載の送信機及び請求項６に記載の受信機を備えた無線通信システム。
- 請求項４に記載の送信機及び請求項７に記載の受信機を備えた無線通信システム。
- 少なくとも受信機へ伝達する情報信号及び前記受信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを構成し、情報伝送速度を適応的に変更して無線送信する送信機における伝送スロット作成処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記情報伝送速度に応じて前記伝送スロット内に前記情報信号の複写部分を設けるか、あるいは設けないかを選択し、一方、前記既知信号については前記情報伝送速度にかかわらず複写部分を設けないこととする機能をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記情報信号の末尾部分を前記伝送スロット内の情報信号領域の先頭に複写することを特徴とする請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
- 前記情報伝送速度は、前記受信機から通知されるものを使用することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
- 前記受信機から通知される受信状態に基づいて前記情報伝送速度を変更する機能をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
- 少なくとも送信機から伝達される情報信号及び前記送信機との間で予め整合された既知信号を含む伝送スロットを用い、情報伝送速度を適応的に変更して無線受信する受信機における情報信号取得処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記既知信号に基づいて伝送路特性を推定する機能と、
前記伝送スロット内に設けられている前記情報信号の複写部分と被複写部分が重複せず且つ欠落もしない範囲で受信信号を抜き出して、前記伝送路特性推定結果に基づき等化し、前記情報信号を取得する機能と、
前記伝送路特性推定結果に基づき受信信号をレイク受信して前記情報信号を取得する機能と、
前記情報伝送速度に応じて、前記等化手段により取得された情報信号又は前記レイク受信手段により取得された情報信号のいずれかを選択出力する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 - 受信信号に基づいて受信状態を検出する機能と、
該検出された受信状態に基づいて、情報伝送速度の変更を前記送信機へ要求する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。 - 受信信号に基づいて受信状態を検出し、該検出結果の受信状態を前記送信機へ通知する機能をコンピュータに実現させることを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
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