JP4477312B2 - 通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システム - Google Patents
通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムに係り、詳細には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式に対応した空間分割多重信号送受信装置、ＨｉＳＷＡＮのような集中制御方式のデータ伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に無線システムでは、電波が複数の伝播経路（マルチパス）を通って受信機に到達した場合に、異なる伝播経路の信号同士が干渉し、受信信号レベルが変動するフェージングと呼ばれる現象が発生する。
【０００３】
特に、マイクロ波帯を使用する無線ＬＡＮ（Local Area Network）では、屋内等の多数のマルチパスが発生し易い場所で使用した場合に、受信信号帯域内の特定の周波数のみ受信レベルが低下する周波数選択性フェージングが発生し易い。
【０００４】
このような環境下で、一般的なシングルキャリア方式の変調方式を、無線システムに採用した場合、周波数選択性フェージングにより、受信信号の品質が大きく劣化する。このため、特許文献１及び２には、周波数選択性フェージングの発生し易い環境下での使用を想定した無線ＬＡＮでは、周波数選択性フェージングへの耐性の高い、マルチキャリア変調方式の１つであるＯＦＤＭ変調方式が採用されている。
【０００５】
ＯＦＤＭ変調は、一般には、周波数領域の複数のサブキャリアのそれぞれを比較的低レートで１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの一次変調を加え、二次変調にＯＦＤＭを使用して、一次変調を加えられた周波数領域情報をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：高速逆フーリエ変換）することにより得られる時間領域信号波形を伝送し、総合的に高レートの伝送容量を実現する。
【０００６】
また、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０として標準化されているプロトコルは、無線アクセス制御方式としてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、無線変調方式としてＯＦＤＭ変調を採用している。このプロトコルに基づいたシステムとしてＨｉＳＷＡＮａシステムがある。
【０００７】
近年の携帯型情報端末の普及にともない、ＨｉＳＷＡＮａを始めとする携帯型情報端末を対象とした半径１００ｍ程度のサービスエリアの小規模無線通信システムが、提案、検討されている。
【０００８】
ＨｉＳＷＡＮａシステムは、基地局（Access Point：以後ＡＰと呼ぶ）と、前記ＡＰがカバーする無線セル内の複数の移動端末（Mobil Terminal：以後ＭＴと呼ぶ）から構成され、前記ＭＴに対する通信チャネル、通信時間等の割り当て等の通信制御を、ＡＰが制御する集中制御方式の通信システムの一つである。
【０００９】
ＨｉＳＷＡＮａシステムは、無線アクセス制御方式としてＴＤＭＡを採用しており、フレームフォーマットの概略は図１３のように示されるが、このフレームのことをＭＡＣ（Media Access Control）フレームと呼ぶ。図１３は、フレームフォーマットの一例を示す図であり、１フレームは、報知チャネルであるＢＣＨ、フレームチャネルであるＦＣＨ、アクセスアクナリッジメントチャネルであるＡＣＨ、ダウンリンクフェーズ、アップリンクフェーズ、ランダムアクセスチャネルであるＲＣＨから構成される。図１３に示す各チャネルのことを物理チャネルと呼ぶ。無線変調方式としてフェージングへの耐性の強いＯＦＤＭ（Orthgonal Frequency Division Multiplexing）を採用し、ＡＰは無線アクセス制御方式のＴＤＭＡに則ってセル内に存在する各ＭＴの要求に応じて通信時間スロットの割当を行う。
【００１０】
図１４は、ＯＦＤＭ変調のみに対応したＡＰ及びＭＴから構成されるＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
図１４において、無線セル３００の中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応したＡＰ３０１が配置され、前記無線セル内に位置するＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＭＴ３０２〜３０４が、前記ＡＰとの間で通信する。
【００１１】
図１４を例にして、ＨｉＳＷＡＮａシステムにおける通信手順について説明する。ＡＰ３０１は、物理チャネルＢＣＨで論理チャネルＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel：報知制御チャネル）を送信するが、ＢＣＣＨは前記ＡＰの通信サービスをうける全ＭＴ（ＭＴ３０２〜３０４）に報知する共通情報であり、ＡＰ識別子やＡＰ出力レベルなどの情報が含まれている。
【００１２】
ＡＰ３０１が物理チャネルＦＣＨで送信するＦＣＣＨ（Frame Control CHannel：フレーム制御チャネル）は、このＭＡＣフレームの構成を示すもので、ダウンリンクフェーズやアップリンクフェーズにおいて、各ＭＴに割り当てられているＴＤＭＡにおける通信時間スロットが始まる位置や区間の情報が含まれている。ダウンリンクフェーズはＡＰからＭＴの方向へのデータ伝送のための時間領域、アップリンクフェーズはＭＴからＡＰの方向へのデータ伝送のための時間領域を示す。
【００１３】
ＭＴ３０２〜３０４のそれぞれは、ＡＰ３０１が送信する報知制御情報を受信可能であるので、ＡＰ３０１からＭＴ毎に識別子（ＭＡＣ-IDentifier）が割り当てられ、認証などの手順を経て、ＡＰ３０１と通信可能な状態になる。各ＭＴがダウンリンクフェーズ、アップリンクフェーズにおいて通信時間スロットを確保したい場合、各ＭＴは各々にＡＰ３０１と交渉し、必要とする通信時間スロット長を確保するが、この確保された通信時間をコネクションと呼び、通信時間を確保するための一連の手続きをコネクションを確立するという。また、一度確保した通信時間スロットを、拡張したり縮小したりするためにＡＰ３０１と各ＭＴとの間で交渉する手続きをコネクション変更ということにする。
【００１４】
前記コネクション確立を始めとする各種交渉手続きでは、ＡＰとＭＴの間で、ダウンリンクフェーズやアップリンクフェーズを使って、ＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）やＬＣＣＨ（Link Control CHannel）などの論理チャネルに含まれる論理メッセージがやりとりされる。また、無線リンクを構成する上での基本的な情報であるＲＬＣ（Radio Link Control）情報はダウンリンクフェーズで論理チャネルＲＢＣＨ（Radio link control Broadcast CHannel）を使用して、ＡＰから全ＭＴに報知される。
【００１５】
しかし、ＨｉＳＷＡＮのような集中制御方式の通信システムには、サービスセル（無線セル）の小型化、細分化による面的展開の限界と、限られた使用チャネル数（ＨｉＳＷＡＮａは、現在のところ４チャネル）を考慮した場合、早晩、サービス利用者の増加にともない、「一つの無線セルのＡＰ下に存在するＭＴ数が増加し、一つのＭＴに割当可能な通信時間スロット長が減少し、１ＭＴあたりの伝送容量が低下する」と言う問題点が発生することが予想された。
【００１６】
図１５は、ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図であり、ＨｉＳＷＡＮａシステムのダウンリンクフェーズに新たにコネクションが確立された場合の、フレーム構成の変化のイメージ図を表現している。なお、簡易化のため、フレームはダウンリンクフェーズとアップリンクフェーズのみを図示している。また、各コネクションには、識別のためにＤＬＣＣ-ＩＤ（Data Link Control Connection IDentification）が割り当てられる。
【００１７】
通常のＯＦＤＭ変調のフレーム構成で、ダウンリンクフェーズにおいて、２つのコネクションＤＬＣＣ-ＩＤ１（例えば、ＭＴ３０２のためのコネクションとする）とＤＬＣＣ-ＩＤ２（例えば、ＭＴ３０３のためのコネクションとする）がダウンリンクフェーズの通信時間スロットを占有している図１５（ａ）から、図１５（ｂ）に示すように、３つ目のコネクションＤＬＣＣ-ＩＤ３（例えば、ＭＴ３０４のためのコネクションとする）が通信時間スロットを獲得する場合、ＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２が使用している時間スロットの一部を手放してＤＬＣＣ-ＩＤ３に分け与えることが必要となり、結果的にＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２の伝送容量は落ちることになる。
【００１８】
上述したＨｉＳＷＡＮａ等の集中制御方式の通信システムにおける問題点を解決する方法として、空間分割多重（Space Division Multiplexing：以後、ＳＤＭと呼ぶ）技術を通信システムに適用することが検討されている。
【００１９】
ＳＤＭは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個の送信アンテナを備え、送信ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個及び受信ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）個のアンテナを使って、ｋ１種類（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いて情報データの伝送を行う送信機と、送信機から送られてきた信号をｋｔｘ個以上のアンテナで受信し、空間的に多重されたｋ１種類のデータを分離する受信機から構成されたシステムで、同一伝送チャネルを同時間に、空間分割して利用できることを特徴としている。
【００２０】
以下にＳＤＭの送信器が送信するパケットのフォーマットの一例と、受信器における復調方法の一例を用いて、ＳＤＭについて簡単に説明する。
送受信装置とも２つのアンテナを持つと仮定し（ｋｔｘ＝２, ｋｒｘ＝２）、送受信されるデータ系列も２（ｋ１＝２）であるとする。また、データの変調方式はどのようなものでも可能であるが、ここでは５ＧＨｚ帯で仕様化が決められているＯＦＤＭ変調方式を仮定し、この変調技術をＳＤＭ-ＯＦＤＭと呼ぶことにする。
【００２１】
図１６は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭシステムのアンテナ構成の一例を示す図である。図１６の送受信装置において、送信装置のアンテナTxAnt_Aから送信されたデータＴｘ(A)は伝播路Ｈ１１を通り、受信装置のアンテナRxAnt_Aで受信され、また、送信装置のアンテナTxAnt_Bから送信されたデータＴｘ(B)は伝播路Ｈ２１を通り、受信装置のアンテナRxAnt_Aで同じく受信される。これらの合成された受信されたデータをＲｘ(A)とする。同様に、RxAnt_Bでも、伝播路Ｈ１２、あるいはＨ２２を通った送信データの合成波が受信される。これをＲｘ(B)とする。これらを、行列式を用いて表わすと次式（１）のようになる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
ここで、伝播路Ｈ１１〜Ｈ２２がなんらかの手段で受信装置において明確になれば、Ｒｘ(A)及びＲｘ(B)から、送信データＴｘ(A)並びに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）、その逆行列をＨ-1とすると、送信データＴｘ(A)、Ｔｘ(B)は次式（２）のように求められる。
【００２４】
【数２】
【００２５】
また、この伝播路行列を求める方法は、データ伝送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で求めることが可能である。この既知のデータを伝播路測定用プリアンブルと定義する。例えば、送信装置からバーストの先頭で、伝播路測定用プリアンブルとして、TxAnt_Aからａ、ａというデータを送信し、TxAnt_Bからａ、−ａを送信する。
【００２６】
図１７は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭのパケットフォーマットの一例を示す図であり、バースト送信時のフォーマットを示す。
上記送信装置からバーストの先頭で、伝播路測定用プリアンブルとして、TxAnt_Aからａ、ａというデータを送信し、TxAnt_Bからａ、−ａを送信した時、受信装置では、伝播路Ｈを通って送信装置の各アンテナから送信されたデータが重畳され受信される。この受信されたデータのうちRxAnt_Aで受信されたデータをｒ１、ｒ２、RxAnt_Bで受信されたデータをｒ３、ｒ４とすると、次の行列式（３）が成立する。
【００２７】
【数３】
【００２８】
r１からr４は受信装置での受信データであり、ａはあらかじめ既知のパイロット信号であるので、上記式（３）より伝播路行列Ｈは次式（４）として求めることが可能となる。
【００２９】
【数４】
【００３０】
但し、最初の前提で変調方式をＯＦＤＭとしているとから、上記式（４）で示される伝播路行列Ｈは、ＯＦＤＭの各サブキャリア毎に求められなければならない。
【００３１】
無線セル構成のイメージ図を前記図１４に示したように、無線セル３００の中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応したＡＰ３０１が配置され、前記無線セル内に位置するＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＭＴ３０２〜３０４が、前記ＡＰとの間で通信する。
【００３２】
図１８は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図であり、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術を組み込んだＨｉＳＷＡＮａシステムにおいて、ダウンリンクフェーズに新たにコネクションが確立された場合の、フレーム構成の変化のイメージ図を示す。
【００３３】
図１８（ａ）は、変化前のＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調のフレーム構成であり、ＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２に相当する信号系列が、アンテナ１からのみ送信されている場合を示す。
図１８（ａ）のフレーム構成に新たにＤＬＣＣ-ＩＤ３に相当するコネクションが加わる場合、図１８（ｂ）に示すようにＤＬＣＣ-ＩＤ１に相当するコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調すれば、各々のコネクションの伝送容量は落ちない。
また、図１８（ｃ）のように異なるＤＬＣＣ-ＩＤであるＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３の信号系列をＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調しても、各々のコネクションの伝送容量は落ちない。
【００３４】
以上述べたように、無線変調技術として空間分割多重技術を応用したＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によれば、送信アンテナ本数に比例して伝送容量を増大することが可能である。端末がＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術に対応することで、１端末あたりの伝送容量の減少を食い止めることが可能である。
【００３５】
【特許文献１】
特開２００２−９７３５号
【特許文献２】
特開２００２−３７４２２４号
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のＨｉＳＷＡＮａシステムにあっては、ＨｉＳＷＡＮａシステムにＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術に対応した無線機器が加入した場合、従来のＯＦＤＭ技術のみに対応した無線機器が混在することになり、互いが互いの無線変調技術を区別することができない問題点が生じる。以下、具体的に問題点について述べる。
【００３７】
今後、ＨｉＳＷＡＮａシステムは、サービスの初期段階では、前記図１４に示すようにまずＯＦＤＭ変調方式のみに対応したＡＰ及びＭＴでシステムが構成され、その後にＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ両変調方式に対応するＡＰ及びＭＴが市場に現れてＨｉＳＷＡＮシステムの中に入り込んでくることが考えられる。その結果、後述する図３及び図４に示すようにＨｉＳＷＡＮａシステムの中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＡＰ及びＭＴと、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式にも対応したＡＰ及びＭＴが混在することが考えられ、１ＭＡＣフレーム中にＯＦＤＭ信号とＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号が混在することになる。
【００３８】
ＨｉＳＷＡＮａシステムのプロトコルは、電波産業会でＡＲＩＢ-ＳＴＤ−Ｔ７０として標準化されている。しかし、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ−Ｔ７０は、ＯＦＤＭ変調方式のみに対応したＡＰ及びＭＴを対象としたものであり、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰ及びＭＴと、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰ及びＭＴを見分けることができない。
【００３９】
また、ＨｉＳＷＡＮａ無線セル内にＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰ及びＭＴと、対応していないＡＰ及びＭＴが混在した場合に、個々のＡＰ及びＭＴは受信したデータ系列がＯＦＤＭ変調された信号であるか、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調された信号であるかが区別できないという問題点が生じる。
【００４０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の識別を容易としたデータ構成を実現することができる通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００４１】
また、本発明は、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することができ、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することができる通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置であって、
前記チャネルＣ１で伝送するデータに、該チャネルＣ１で伝送する送信データの種類ｋ１を、空間分割多重信号情報として載せて送信する送信手段を備えることを特徴としている。
【００４３】
本発明の通信装置は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置からの送信信号を受信する通信装置であって、受信した空間分割多重信号情報から、受信に使用するアンテナ数 ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）を決定する決定手段と、受信したｋ１種類のデータを復調する復調手段とを備えることを特徴としている。
【００４４】
本発明の通信装置は、データ送信に使用するアンテナ数がｋｔｘ２（ｋｔｘ２は、ｎ≧ｋｔｘ２≧１の自然数）である通信装置であって、送信データの種類ｋ２（ｋ２は、ｋｔｘ２≧ｋ２≧１の自然数）が、受信側にとって既知の条件であるデータ伝送を行う領域Ｄ１を設け、前記領域Ｄ１に、該領域Ｄ１以外の領域での空間分割多重信号情報を、載せて送信する手段を備えることを特徴としている。
【００４５】
また、データの送受信が、基地局（ＡＰ）により集中制御されるフレーム構成で行われるものであってもよい。
より好ましい具体的な態様として、前記データ伝送には、ＯＦＤＭ変調方式を用いる。
前記種類ｋ２は、ｋ２＝１であってもよい。
【００４６】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、報知制御チャネルであるＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４７】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、報知情報の一つであるＲＬＣ（Radio Link Control）報知チャネルのＲＢＣＨ（RLC Broadcast CHannel）部分を、前記Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４８】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、個別制御チャネルであるＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４９】
より好ましい具体的な態様として、通信のために帯域を確保することをコネクション確立するといい、確立されたコネクションの識別子をＤＬＣＣ-ＩＤ（コネクションＩＤ）と定義し、コネクションの占有帯域などを定義する部分をコネクション品質要求フィールドと定義するとき、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関し、その値が０である場合に、前記ＤＣＣＨを受信する空間分割多重信号送受信装置は異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するとみなし、一方、前記ＤＣＣＨを受信する非空間分割多重信号送受信装置はコネクションを確立しないとみなすものである。
【００５０】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関し、その値が１である場合に、前記ＤＣＣＨを受信する空間分割多重信号送受信装置は同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するとみなし、一方、前記ＤＣＣＨを受信する非空間分割多重信号送受信装置は非空間分割多重信号のコネクションとみなすものである。
【００５１】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関わらず、前記論理メッセージのコネクション品質要求フィールドの内容がヌル（Null）になるまで、読み出すものである。
【００５２】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述されるコネクション品質要求の個数を、空間分割多重における空間多重数とみなすものである。
【００５３】
より好ましい具体的な態様として、複数のアンテナからデータを送受信する場合、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージに書き込まれた前記コネクション品質要求に対応する送受信データの順番と送受信アンテナを対応付けることを特徴とする請求項４乃至１５のいずれか一項に記載のデータ伝送システム。ものであってもよい。
【００５４】
より好ましい具体的な態様として、内部に前記ＤＬＣＣ-ＩＤと前記空間多重数の対応を示すテーブルを保持し、ＤＬＣＣ-ＩＤと空間多重数の関係が記述された前記ＤＣＣＨなどに含まれる論理メッセージをやりとりをする都度にテーブルを更新するものである。
【００５５】
より好ましい具体的な態様として、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、フレーム制御チャネルであるＦＣＣＨ（Frame Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものである。
【００５６】
本発明の基地局は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号送信装置と、前記送信装置からの送信信号を受信する受信装置とを含んで構成される基地局（ＡＰ）であって、前記送信装置及び／又は前記受信装置は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の通信装置であることを特徴としている。
【００５７】
本発明の移動端末は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号送信装置と、前記送信装置からの送信信号を受信する受信装置とから構成される移動端末（ＭＴ）であって、前記送信装置及び／又は前記受信装置は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の通信装置であることを特徴としている。
【００５８】
本発明のデータ伝送システムは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置を含んで構成される基地局（ＡＰ）と、前記通信装置から構成される移動端末（ＭＴ）とを備えるデータ伝送システムであって、前記チャネルＣ１で伝送するデータに、該チャネルＣ１で伝送する送信データの種類ｋ１を、空間分割多重信号情報として載せて送信する送信手段を備えることを特徴としている。
【００５９】
また、本発明のデータ伝送システムは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置を含んで構成される基地局（ＡＰ）と、前記通信装置から構成される移動端末（ＭＴ）とを備えるデータ伝送システムであって、受信した空間分割多重信号情報から、受信に使用するアンテナ数 ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）を決定する決定手段と、受信したｋ１種類のデータを復調する復調手段とを備えることを特徴としている。
【００６０】
前記通信装置は、データ送信に使用するアンテナ数がｋｔｘ２（ｋｔｘ２は、ｎ≧ｋｔｘ２≧１の自然数）であり、送信データの種類ｋ２（ｋ２は、ｋｔｘ２≧ｋ２≧１の自然数）が、受信側（ＡＰであってもＭＴであってもよい）にとって既知の条件であるデータ伝送を行う領域Ｄ１を設け、前記領域Ｄ１に、該領域Ｄ１以外の領域での空間分割多重信号情報を、載せて送信する手段を備えることを特徴としている。
また、データの送受信が、前記基地局（ＡＰ）により集中制御されるフレーム構成で行われるものであってもよい。
【００６１】
【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好適な通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムの実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
本発明は、ＨｉＳＷＡＮａシステムのような、集中制御型のシステムを前提としている。
【００６２】
ＨｉＳＷＡＮａシステムにおいて、ＯＦＤＭで変調された信号のみ受信可能なＡＰ及びＭＴと、変調方式ＯＦＤＭとＳＤＭ-ＯＦＤＭ双方に対応可能なＡＰ及びＭＴが混在している場合に、各々のＡＰ及びＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調への対応可否を識別できない問題点があった。
【００６３】
そこで、第１の解決方法として、ＡＰからＭＴへの報知情報（論理チャネルＢＣＣＨやＲＢＣＨ）を使用して、前記ＡＰと接続状態にある全ＭＴに前記ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号を処理可能であるか否かを示す識別情報やＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むことで解決できる。この詳細な例については第１の実施の形態で述べる。
【００６４】
また、第２の解決方法として、ＡＰと個々のＭＴの間でのコネクション確立などの交渉時に、前記ＡＰと接続状態にある個々のＭＴとの間で相互にやり取りする個別情報（論理チャネルＤＣＣＨやＬＣＣＨ）を使用して、前記ＡＰと前記ＭＴが互いに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号を処理可能であるか否かを示す識別情報やＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むことで解決できる。
【００６５】
具体例としては、ＭＴ主導のコネクション確立の場合、前記ＭＴがＡＰとの間に確立するコネクションの変調方式をＯＦＤＭ変調信号にするかＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号にするか、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調の場合は空間多重数をいくつにするか、同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するのか異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するのかを前記ＡＰに通知し、通知された前記ＡＰが前記ＭＴの要求に対応可能であるか否かを表明する。この第２の解決方法において、同一のＤＬＣＣ-ＩＤの場合を第２の実施の形態で、また、異なるＤＬＣＣ-ＩＤの場合を第３の実施の形態でそれぞれ詳細に説明する。
【００６６】
［第１の実施の形態］
図１は、上記基本的な考え方に基づく本発明の第１の実施の形態のＡＰの構成を示す図である。本実施の形態のデータ伝送システムは、ＨｉＳＷＡＮａシステムのＡＰ及びＭＴに適用した例である。
【００６７】
ＡＰとＭＴの間でやり取りされるフレーム構成の概略を前記図１３に示すように、フレームの先頭では、ＡＰから前記ＡＰがサポートする全ＭＴに報知する共通情報であるＢＣＣＨ（報知制御情報）が送信され、その次に、該フレームの構成を示すＦＣＣＨ（フレーム制御情報）が送信される。その次にダウンリンク専用の時間領域、続いてアップリンク専用の時間領域が設けられているとする。
【００６８】
図１において、ＡＰ１０（通信装置）及は、無線送受信用アンテナ１１、無線処理装置１２、フレーム処理装置１３、スケジューラ１５を有する中央処理装置１４、及び上位層処理装置１６を備えて構成される。
【００６９】
ＡＰ１０は、無線送受信用アンテナ１１を有し、ＯＦＤＭにのみ対応可能な場合はアンテナ本数は１本であるとし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能で最大空間多重数がＭ（Ｍは、Ｍ≧１の自然数）である場合はＭ本のアンテナを有するものを仮定する。
【００７０】
送信手順について説明する。スケジューラ１５は、中央制御装置１４の中に含まれる機能であるが、各ＭＴからの通信時間スロット数割当要求を整理して、ＭＡＣフレーム内で各ＭＴがアップリンク又はダウンリンクのために占有する通信時間スロット数の割当を計算し、ＦＣＣＨとしてフレーム処理装置１３に渡す。上位層処理装置１６は、中央制御装置１４からの指示に従い、スケジューラ１５からのＦＣＣＨに基づいて送信データのフォーマットを整えてフレーム処理装置１３に渡す。ＢＣＣＨは、無線セル内でサービスを受ける各ＭＴに必要最低限の共通情報であり、中央制御装置１６からフレーム処理装置１３に渡される。フレーム処理装置１３は、受け取ったＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、及び送信データで、ＭＡＣフレームを構成し、無線処理部１２によりデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンテナ１１から送信される。
【００７１】
図２は、上記ＭＴの構成を示す図である。
図２において、ＭＴ２０（通信装置）及は、無線送受信用アンテナ２１、無線処理装置２２、フレーム処理装置２３、及び上位層処理装置２６を備えて構成され、基本的には、図１に示すＡＰ構成から中央制御装置を省いた構成となっている。
【００７２】
ＭＴ２０は、無線送受信用アンテナ２１を有し、ＯＦＤＭにのみ対応可能な場合はアンテナ本数は１本であるとし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能で最大空間多重数がＮ（Ｎは、Ｎ≧１の自然数）である場合はＮ本のアンテナを有するものを仮定する。
【００７３】
受信手順について説明すると、アンテナ２１により受信された信号は無線処理装置２２によりアナログ信号からデジタル信号形式のＭＡＣフレームに変換され、フレーム処理装置２３でＢＣＣＨとＦＣＣＨを解析し、それに基づいてＭＡＣフレームのダウンリンク部分から必要な部分を抽出して、上位層処理装置２６に渡す。
【００７４】
また、送信手順は、解析されたＦＣＣＨの割当通信時間スロット数や送信タイミングに基づいて、上位層処理装置２６は送信データのフォーマットを整えてフレーム処理装置２３に渡し、無線処理装置２２においてデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンテナ２１から送信される。
【００７５】
以下、上述のように構成された通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムの動作を説明する。
図３は、ＯＦＤＭ技術のみに対応したＡＰ及びＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
また、図４は、ＯＦＤＭ技術のみに対応したＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＡＰ及びＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【００７６】
図３と図４に示すような、ＨｉＳＷＡＮａシステムに基づいてサービスが提供される無線セルを考える。ここでは簡単のために、無線セルが１つのＡＰと３つのＭＴから構成されるものとする。
【００７７】
図３の場合、ＡＰ１０１とＭＴ１０２はＯＦＤＭ変調信号のみに対応可能であるが、ＭＴ１０３とＭＴ１０４はＯＦＤＭ変調信号及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の両方に対応可能である。ＡＰ１０１はＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないので、ＭＴ１０３とＭＴ１０４に対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号によるサービスを提供できない。
【００７８】
図４の場合、ＭＴ２０２はＯＦＤＭ変調信号のみに対応可能であるが、ＡＰ２０１、ＭＴ２０３とＭＴ２０４はＯＦＤＭ変調信号及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の両方に対応可能である。ＡＰ２０１はＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているので、ＭＴ２０３とＭＴ２０４に対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号によるサービスを提供できる。
【００７９】
次に、ＡＰ１０１又はＡＰ２０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式への対応可否と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭにおける空間多重数を、報知情報を使用して無線セル内に存在する全てのＭＴに知らせる手法について記述する。報知情報としては、ＢＣＣＨやＲＢＣＨなどがあるが、本実施の形態では、論理チャネルＢＣＣＨを使用した場合について例を挙げる。
【００８０】
ＢＣＣＨは、ＡＰが形成する無線セル内に位置し、前記ＡＰと通信状態にある全ＭＴの全てが参照する情報であるため、前記ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可であるか否かの識別情報や空間多重数を、一括して前記全ＭＴに効率良く通知することが可能となる。ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０では、ＢＣＣＨフォーマットは〔表１〕のように規定されているが、Future-use-bitsとして１０ビットが予約されている。
【００８１】
【表１】
【００８２】
したがって、この１０ビットの内の１ビットをＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットととして使用し、ＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応の有無を示すものとし、例えば前記可否ビットの値が“０”であればＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応不可、“１”であればＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可であることを、ＡＰが全ＭＴに対して報知するものとすると、有効であるといえる。この可否ビットの設定は、上記ＡＰ１０の中央制御装置１４で設定され、フレーム処理装置１３、無線処理装置１２、アンテナ１１を経て各ＭＴに報知される。各ＭＴは、受信したＭＡＣフレームのＢＣＣＨを上記ＭＴ２０のフレーム処理装置２３で解析し、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットの値を検査し、前記ＭＴが所属する無線セルのＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているか否かを識別できる。
【００８３】
図３の場合は、ＡＰ１０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないので、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットを“０”に設定して送信し、各ＭＴは自身が所属する無線セルのＡＰはＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応不可であることを知る。
【００８４】
図４の場合は、ＡＰ２０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているので、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットを“１”に設定して送信し、各ＭＴは自身が所属する無線セルのＡＰはＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能であることを知る。
【００８５】
以上、ＢＣＣＨにＡＰのＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応可否識別情報を用意する方法について述べた。本実施の形態では、報知情報のfuture-use-bitsの１０ビットのうちの１ビットを使用するとしたが、もちろん報知情報として報知することが重要なのであって、ＢＣＣＨ中のどのビットを使用してもよい。
【００８６】
同様に、ＢＣＣＨ中にＡＰが対応可能であるＳＤＭ-ＯＦＤＭにおける空間多重数を入れるフィールドを設けて、ＡＰから前記ＡＰがカバーする全てのＭＴに対して、ＡＰの対応可能な空間多重数を報知することができる。
【００８７】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムは、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報を、論理チャネルＢＣＣＨやＲＢＣＨなどの報知情報に組み込むようにしたので、ＡＰのＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の表明を容易としたデータ構成を実現することができ、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することが可能になる。
【００８８】
本実施の形態では、報知制御情報にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報と、対応可の場合はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込んで、ＡＰが前記ＡＰがカバーする全ＭＴに対して報知することで、ＨｉＳＷＡＮシステム内にＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応機器を組み込むことを可能にした。
【００８９】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態のコネクション確立時及び変更時にやり取りされる論理メッセージの構成を示す図である。本実施の形態は、ＡＰと個々のＭＴの間でやり取りする個別情報を使用する方法について述べる。より詳細には、ＡＰ−ＭＴ間でコネクション確立するときやコネクション変更するときに、ＡＰ−ＭＴ間でやり取りされる論理チャネルＤＣＣＨに含まれる論理メッセージの中に識別情報を組み込み、ＡＰ、ＭＴのそれぞれがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能であるか否か、空間多重数をいくつに設定するかをお互いに知らせあう手法について記述する。
【００９０】
コネクション確立及びコネクション変更に付随する論理メッセージには、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージ、RLC_MODIFY_REQメッセージ、RLC_MODIFYメッセージ、RLC_MODIFY_ACKメッセージなどがある。これらの論理メッセージの構成を概略的に図示すると、図５に示すように、まず始めに、要求するコネクションの数を示すフィールド（# of DUCs）が置かれる。その後ろに、コネクション毎に、各コネクションの性質を定義するコネクションのＩＤ（ＤＬＣＣ-ＩＤ）と、それぞれのコネクションのサブキャリア変調方式（PHY-MODE-SCH, PHY-MODE-LCH）要求と時間スロット数（REQUESTED-NUM-OF-SCH, REQUESTED-NUM-OF-LCH）要求が記述され、これらの組み合わせをコネクション品質要求と呼ぶことにする。従来の方法では、要求するコネクションの数が３つのときは、コネクション品質要求の数も３つであり、要求するコネクションの数とコネクション品質要求の数は一致していた。なお、サブキャリア変調方式とは、ＯＦＤＭシンボルを構成する各サブキャリアに加える一次変調方式のことを指し、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭがあり、この順番に伝送ビット数が大きくなる。
【００９１】
まず、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を説明する。
図６及び図７は、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図であり、図６はＭＴ主導のコネクション確立の手順を、図７はＡＰ主導のコネクション確立の手順をそれぞれ示す。
【００９２】
ＨｉＳＷＡＮａシステムでは、ＭＴ主導でＡＰとの間にコネクションを確立する場合には、ＭＴからＡＰに対してRLC_SETUPメッセージを送信し、前記RLC_SETUPメッセージの中で要求するコネクションの時間スロット数要求やサブキャリア変調方式要求を行う。これに対して、ＡＰはＭＴにRLC_CONNECTメッセージを返信するが、ＭＴの提案を受け入れる場合はRLC_SETUPメッセージの時間スロット数とサブキャリア変調方式などの記述をそのままコピーして返信し、受け入れない場合は新たに提案する時間スロット数とサブキャリア変調方式をRLC_CONNECTメッセージの中に記述して返信する。ＭＴは、受け取ったRLC_CONNECTメッセージの内容を承諾する場合にRLC_CONNECT_ACKメッセージを送り返して、その結果初めてＡＰとＭＴの間にコネクションが確立される。受け入れられない場合は、RLC_RELEASEを返信することで、コネクション確立拒否を通知する。
【００９３】
ＡＰ主導でコネクションを確立する場合は、図７におけるＡＰとＭＴの立場を入れ替えた図７に図示する手順で、手続きを行う。
前述したように、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージがコネクション確立時にやり取りされる論理メッセージである。
【００９４】
図８及び図９は、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図であり、図８はＭＴ主導のコネクション変更の手順を、図９はＡＰ主導のコネクション変更の手順をそれぞれ示す。
【００９５】
コネクションの変調方式の変更時には、図８及び図９に示すようにRLC_MODIFY_REQメッセージ、RLC_MODIFYメッセージ、RLC_MODIFY_ACKメッセージが論理メッセージとしてやり取りされる。例として、RLC_CONNECTメッセージのビット割り当てフォーマットを〔表２〕に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】
以下、上述した従来のＨｉＳＷＡＮａシステムの既存の論理メッセージフォーマットを利用した、ＳＤＭ-ＯＦＤＭの対応可否、空間多重数及びコネクションの品質を要求する、ＭＴ主導のコネクション確立の仕方についてまず述べる。但し、図１８（ｂ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１のコネクションに適用したように、同一のＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭにより空間多重する場合を対象とする。
【００９８】
本実施の形態においては、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調のコネクションを確立したい場合、従来のＯＦＤＭのみに対応したＨｉＳＷＡＮａシステムで使用される既存のRLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージのフォーマットを利用する。例えば、ＭＴ主導のコネクション確立要求の場合で、ＭＴが空間多重数２のＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式のコネクション確立のみを要求するときに、ＭＴはRLC_SETUPメッセージ内で# of DUCsを１に設定し、コネクション品質要求を２つ書き込んで送信するというように、要求するコネクション数は１であるがコネクション品質要求はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数に相当するこの場合だと２個を送信する。このとき、２個のコネクション品質要求の内容は同一のものでなくても良い。但し、各々のコネクション品質要求のＤＬＣＣ-ＩＤ（コネクションＩＤ）は同一にしておく。
空間多重数はここでは２としたが、もちろんそれ以上の数であってもよく、その場合は空間多重数に相当するコネクション品質要求をメッセージの中に記述する。
【００９９】
このとき、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰは、RLC_SETUPメッセージに記述されている# of DUCsが１であるから、RLC_SETUPメッセージからコネクション品質要求を一つしか読み出さない。そして、# of DUCsを１とし、読み出したコネクション品質要求を一つのみ書き込んで、RLC_CONNECTメッセージとしてＭＴに返信する。
【０１００】
このように、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していない場合や、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号の送信を拒否したい場合は、RLC_CONNECTメッセージを従来のＯＦＤＭ変調方式と同じ方法、つまりコネクション要求数とコネクション品質要求数を一致させてＭＴに送り返す。ＭＴは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求したのに、ＡＰがＯＦＤＭ変調を要求し返したと理解し、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないか、もしくは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているＡＰであってもＭＴが要求するコネクションに対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を使用することを拒否しＯＦＤＭ変調を使用することを促したとみなす。
【０１０１】
しかし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能なＡＰは# of DUCsに記述された数だけのコネクション品質要求を読み出すのではなく、RLC_SETUPメッセージが空になるまで、書き込まれているだけのコネクション品質要求を読み出す。# of DUCsが１であるにもかかわらず、コネクション品質要求数が複数記述されている場合に、前記ＡＰは前記ＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を希望していることを知ると共に、要求される空間多重数も知ることができる。ＭＴの要求に対応可能な場合は、コネクション品質要求の内容をRLC_CONNECTメッセージにコピーして前記ＭＴに送り返す。
【０１０２】
前記ＭＴが要求する空間多重数に相当するアンテナの本数を前記ＡＰが保有していない場合などには、空間多重数を減らすためにコネクション品質要求数を削減してRLC_CONNECTメッセージに書き込み、前記ＭＴに返信する。ＭＴはコネクション品質要求数が削減されたことから、ＡＰが要求した空間多重数に相当するアンテナを保有していないか、もしくは、アンテナ数が対応しているＡＰであってもＭＴが要求するコネクションに対して要求されたアンテナ数を使用することを拒否したとみなす。
【０１０３】
また、ＡＰからＭＴに送られるRLC_CONNECTメッセージの中で、要求されたコネクションにＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられる。コネクションが確立された場合、以後、各コネクションはＤＬＣＣ-ＩＤで識別される。ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰとＭＴは、各コネクションの空間多重数を記録する対応表（ＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数対応表）を内部で保有するものとし、それぞれが保有するＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数の対応表を更新する。
【０１０４】
ＡＰがRLC_CONNECTメッセージ内で提示した、サブキャリア変調方式及び時間スロット数をＭＴが認める場合には、ＭＴはＡＰに対してRLC_CONNECT_ACKメッセージを返信することにより前記ＡＰと前記ＭＴの間でコネクションが確立される。
【０１０５】
コネクションが確立された場合、ＭＡＣフレームの中で各ＤＬＣＣ-ＩＤがどの時間領域を占有するかは、ＦＣＣＨの中でＤＬＣＣ-ＩＤ毎にＭＡＣフレームの中で占める時間領域の先頭が書き込まれることにより知らされる。従来のＯＦＤＭ変調のみに対応したＨｉＳＷＡＮシステムでは、ＦＣＣＨでは空間多重数は通知されないが、ＤＬＣＣ-ＩＤさえ分かればＭＴは自身が持つＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数対応表に照らし合わせて、空間多重数が分かるので、ＦＣＣＨで通知された時間領域の先頭から空間多重数に対応した復調が可能である。したがってＦＣＣＨのフォーマットを拡張する必要はなく、既存のフォーマットでＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号を復調できる。但し、ＦＣＣＨ内にはfuture-use-bitsとして予約されているビットが１０ビットあるので、空間多重数を組み込んで、空間多重数をＭＴに対して明示することもできる。
ＡＰ主導のコネクション確立の場合には、上記で示した手順においてＡＰとＭＴとを入れ替えた手順とする。
【０１０６】
以上の説明は、ＡＰ−ＭＴ間で新しくコネクションを確立する場合に限定したが、同じ操作を、既に確立されているコネクションの変調方式を変更する場合に利用することも可能である。この場合は、図６〜図９に示したように、RLC_SETUPメッセージをRLC_MODIFY_REQメッセージに、RLC_CONNECTメッセージをRCL_MODIFYメッセージに、RLC_CONNECT_ACKメッセージをRLC_MODIFY_ACKメッセージに置き換えた手順となる。
【０１０７】
このように、本実施の形態では、コネクション確立や変更時などにやりとりする論理メッセージ（ＤＣＣＨ、ＬＣＣＨなど）の部分に、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報と、対応可の場合はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むとともに、同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重することを前記ＡＰに通知し、通知された前記ＡＰが前記ＭＴの要求に対応可能であるか否かを表明する。したがって、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することが可能になる。
【０１０８】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、図１８（ｂ）におけるＤＬＣＣ-ＩＤ１のコネクションに適用したように、同一のＤＬＣＣ-ＩＤをもつコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭにより空間多重する場合の実施例を説明した。しかし、図１８（ｃ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３のコネクションを空間多重したように、異なるＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションを空間多重する場合は、上記方式は適用できない。ＭＴ主導のコネクション確立でＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求する場合を考えると、ＭＴからＡＰに送られるRLC_SETUPメッセージ中のＤＬＣＣ-ＩＤの値はＡＰによって無視され、RLC_CONNECTメッセージ中でＡＰによってＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられる仕様になっているために、ＡＰは、RLC_SETUPメッセージ中のコネクション品質要求が異なるコネクションに対するものなのか、同一コネクションに対するものかを区別できない問題があるからである。
【０１０９】
この問題は、本実施の形態で述べるように、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージに含まれる項目、# of DUCsに、新しい解釈を付け加えることで解決することが可能である。つまり、# of DUCs＝０に特別な意味を持たせ、# of DUCs＝０であるときは、異なるＤＬＣＣ-ＩＤ、つまり異なるコネクションを空間多重することとする（同一のＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調により空間多重する場合と同様に、# of DUCsは本来の意味がなくなることに注意すべきである）。
【０１１０】
# of DUCs＝０というメッセージを受け取った、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰは、ＭＴがコネクションを確立しないとみなし、# of DUCs＝０でコネクション品質要求数が０個のRLC_CONNECTメッセージを返信する（もしくはRLC_RELEASEメッセージを返信することもあるかもしれない）。ＭＴは、RLC_SETUPメッセージ中で要求したコネクション品質要求が消去されたなどの理由により、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないことを知ることができる。
【０１１１】
しかし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているＡＰは# of DUCs＝０であれば、コネクション品質要求がRLC_SETUPメッセージの中に含まれているかを確認し、含まれている場合は可能な限りコネクション品質要求の内容を読み出す。メッセージの中に存在するコネクション要求内容の数が分からないので、可能な限りメッセージの内容を解析してコネクション品質要求の数を数える。これにより、ＡＰはＭＴが幾つの異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重することを要求しているかが分かり、ＡＰのスケジューラは要求された複数のコネクションを空間多重して無線伝送できる。
【０１１２】
ＭＴからＡＰへのRLC_SETUPメッセージに対する返信である、ＡＰからＭＴへのRLC_CONNECTメッセージでは、各コネクション品質要求に対応するコネクションに対して異なるＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられているが、# of DUCsの値は０であるとする。# of DUCsの値を０にするのは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応機器にとって、異なるＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションを空間多重することを暗示するためである。ＭＴは、RLC_CONNECTメッセージを受けることで、異なるコネクションを空間多重することの可否を知り、その内容を受諾する場合はRLC_CONNECT_ACK、拒否する場合はRLC_RELEASEメッセージを送り返す。複数のコネクションに対するＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調がＡＰから許可された場合、ＭＴはもちろんどのＤＬＣＣ-ＩＤに相当するコネクションが空間多重されるかを知っているが、ＡＰからＭＴに渡されるフレーム制御情報においても明示される。フレーム制御情報は、ＤＬＣＣ-ＩＤとそのＤＬＣＣ-ＩＤに相当するコネクションがＭＡＣフレーム内のどの位置から始まるかを示すスタートポインタの対応を表すものである。そこで、複数のコネクションに対して同値のスタートポインタを指定することで、ＭＴは幾つの異なるコネクションが空間多重されているかを知り、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号の復調動作に入ることができる。
【０１１３】
図１０は、送受信アンテナとコネクション品質要求の対応を示す図である。
ＤＬＣＣ-ＩＤの異なるコネクションを空間多重する場合、あるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションに対するデータ系列をどのアンテナで送信し、どのアンテナで受信するかの取り決めが必要となる。ＤＬＣＣ-ＩＤと送受信アンテナの対応は、論理メッセージの中で暗示することが可能である。図１０に示すように、論理メッセージの中にＳＤＭ-ＯＦＤＭのための複数のコネクション品質要求書き込まれている場合に、１番目に書き込まれているコネクション品質要求に応じて生成されるデータ系列は送信アンテナ１から送信し、受信アンテナ１系統における復調回路１で復調するものとし、２番目に書き込まれているコネクション品質要求に応じて生成されるデータ系列は送信アンテナ２から送信し、受信アンテナ系統２における復調回路２で復調するものとするようにする。
【０１１４】
以上、前記図１８（ｃ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３のコネクションに適用したように、異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭによる空間多重伝送の実施例を説明した。
【０１１５】
第２及び第３の実施の形態において、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時、コネクション変更時の、ＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応可否及び空間多重数を通知表明する方法のフローチャートを図１１に示す。
【０１１６】
図１１は、上述した復調手順を示すフローチャートである。また、図１２は、本実施の形態と比較するための従来の復調手順を示すフローチャートである。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。
【０１１７】
まず、従来の復調手順は、図１２において、ステップＳ１で# of DUCsの値は０か否かを判別し、# of DUCsの値＝０のときはステップＳ２でコネクション確立要求なしとしてそのまま処理を終え、# of DUCsの値≠０のときはステップＳ３でＯＦＤＭ変調のコネクション確立要求を発行する。このように、従来は# of DUCsの値＝０か否かに応じてコネクション確立要求の有無を決定していた。
【０１１８】
第２及び第３の実施の形態では、図１１において、まず、ステップＳ１１で# of DUCsの値は０か否かを判別する。# of DUCsの値＝０のときは、ステップＳ１２で異なるＤＬＣＣ-ＩＣを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調であると決定し、ステップＳ１３でコネクション品質要求読み出しを、メッセージが空になるまで繰り返し実行し、コネクション品質要求読み出しをメッセージが空になるまで実行すると、ステップＳ１４で空間多重数を決定して処理を終える。
【０１１９】
上記ステップＳ１１で# of DUCsの値≠０のときはステップＳ１５で# of DUCsの値＝１か否かを判別する。# of DUCsの値＝１のときは、ステップＳ１６でコネクション品質要求読み出しを、メッセージが空になるまで繰り返し実行し、コネクション品質要求読み出しをメッセージが空になるまで実行すると、ステップＳ１７でコネクション品質要求数が１より大きいか（コネクション品質要求数＞１か）否かを判別する。ネクション品質要求数＞１のときは、ステップＳ１８で同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調であると決定し、ステップＳ１９で空間多重数を決定して処理を終える。
一方、上記ステップＳ１５で# of DUCsの値≠１のとき、あるいはステップＳ１７でネクション品質要求数≦１のときは、ステップＳ２０でＯＦＤＭ変調を行って処理を終える。
【０１２０】
なお、上記各実施の形態に係る通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムでは、集中制御型のシステムとしてＨｉＳＷＡＮシステムに適用した例であるが、もちろんＨｉＳＷＡＮシステム以外の集中制御型のシステムにも上記各実施の形態と同様の手法が適用可能である。特に、ＯＦＤＭ方式を含むマルチキャリア変調方式全般に適用できるほか、ＣＤＭＡ等の同一時刻に広帯域の周波数帯城を使用して通信を行う無線通信装置に用いられる復調装置に適用して好適である。また、通信装置等の一部に組み込まれたものであってもよい。
さらに、上記通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを構成する各種処回路等の種類、数などは上述した各実施の形態に限られない。
【０１２１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の識別を容易としたデータ構成を実現することができる。
また、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することができ、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することができる。
これにより、例えばＨｉＳＷＡＮシステム内にＳＤＭ−ＯＦＤＭ対応機器を組み込むことを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のデータ伝送システムのＡＰの構成を示す図である。
【図２】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態のデータ伝送システムのＯＦＤＭ技術のみに対応したＡＰ及びＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態のデータ伝送システムのＯＦＤＭ技術のみに対応したＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＡＰ及びＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のデータ伝送システムのコネクション確立時及び変更時にやり取りされる論理メッセージの構成を示す図である。
【図６】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴ主導のコネクション確立による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図７】本実施の形態のデータ伝送システムのＡＰ主導のコネクション確立による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図８】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴ主導のコネクション変更による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図９】本実施の形態のデータ伝送システムのＡＰ主導のコネクション変更による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図１０】本実施の形態のデータ伝送システムの送受信アンテナとコネクション品質要求の対応を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のデータ伝送システムの復調手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来の無線アクセス制御方式の復調手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の無線アクセス制御方式のフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】従来の無線アクセス制御方式のＯＦＤＭ変調のみに対応したＡＰ及びＭＴから構成されるＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図１５】従来の無線アクセス制御方式のＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図である。
【図１６】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭシステムのアンテナ構成の一例を示す図である。
【図１７】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭのパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１８】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＡＰ（通信装置）
１１ 無線送受信用アンテナ
１２，２２ 無線処理装置
１３，２３ フレーム処理装置
１４ 中央処理装置
１５ スケジューラ
１６，２６ 上位層処理装置
２０ ＭＴ（通信装置）
２１ 無線送受信用アンテナ
１０１，２０１ ＡＰ
１０２〜１０４，２０２〜２０４ ＭＴ
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムに係り、詳細には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式に対応した空間分割多重信号送受信装置、ＨｉＳＷＡＮのような集中制御方式のデータ伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に無線システムでは、電波が複数の伝播経路（マルチパス）を通って受信機に到達した場合に、異なる伝播経路の信号同士が干渉し、受信信号レベルが変動するフェージングと呼ばれる現象が発生する。
【０００３】
特に、マイクロ波帯を使用する無線ＬＡＮ（Local Area Network）では、屋内等の多数のマルチパスが発生し易い場所で使用した場合に、受信信号帯域内の特定の周波数のみ受信レベルが低下する周波数選択性フェージングが発生し易い。
【０００４】
このような環境下で、一般的なシングルキャリア方式の変調方式を、無線システムに採用した場合、周波数選択性フェージングにより、受信信号の品質が大きく劣化する。このため、特許文献１及び２には、周波数選択性フェージングの発生し易い環境下での使用を想定した無線ＬＡＮでは、周波数選択性フェージングへの耐性の高い、マルチキャリア変調方式の１つであるＯＦＤＭ変調方式が採用されている。
【０００５】
ＯＦＤＭ変調は、一般には、周波数領域の複数のサブキャリアのそれぞれを比較的低レートで１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの一次変調を加え、二次変調にＯＦＤＭを使用して、一次変調を加えられた周波数領域情報をＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：高速逆フーリエ変換）することにより得られる時間領域信号波形を伝送し、総合的に高レートの伝送容量を実現する。
【０００６】
また、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０として標準化されているプロトコルは、無線アクセス制御方式としてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、無線変調方式としてＯＦＤＭ変調を採用している。このプロトコルに基づいたシステムとしてＨｉＳＷＡＮａシステムがある。
【０００７】
近年の携帯型情報端末の普及にともない、ＨｉＳＷＡＮａを始めとする携帯型情報端末を対象とした半径１００ｍ程度のサービスエリアの小規模無線通信システムが、提案、検討されている。
【０００８】
ＨｉＳＷＡＮａシステムは、基地局（Access Point：以後ＡＰと呼ぶ）と、前記ＡＰがカバーする無線セル内の複数の移動端末（Mobil Terminal：以後ＭＴと呼ぶ）から構成され、前記ＭＴに対する通信チャネル、通信時間等の割り当て等の通信制御を、ＡＰが制御する集中制御方式の通信システムの一つである。
【０００９】
ＨｉＳＷＡＮａシステムは、無線アクセス制御方式としてＴＤＭＡを採用しており、フレームフォーマットの概略は図１３のように示されるが、このフレームのことをＭＡＣ（Media Access Control）フレームと呼ぶ。図１３は、フレームフォーマットの一例を示す図であり、１フレームは、報知チャネルであるＢＣＨ、フレームチャネルであるＦＣＨ、アクセスアクナリッジメントチャネルであるＡＣＨ、ダウンリンクフェーズ、アップリンクフェーズ、ランダムアクセスチャネルであるＲＣＨから構成される。図１３に示す各チャネルのことを物理チャネルと呼ぶ。無線変調方式としてフェージングへの耐性の強いＯＦＤＭ（Orthgonal Frequency Division Multiplexing）を採用し、ＡＰは無線アクセス制御方式のＴＤＭＡに則ってセル内に存在する各ＭＴの要求に応じて通信時間スロットの割当を行う。
【００１０】
図１４は、ＯＦＤＭ変調のみに対応したＡＰ及びＭＴから構成されるＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
図１４において、無線セル３００の中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応したＡＰ３０１が配置され、前記無線セル内に位置するＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＭＴ３０２〜３０４が、前記ＡＰとの間で通信する。
【００１１】
図１４を例にして、ＨｉＳＷＡＮａシステムにおける通信手順について説明する。ＡＰ３０１は、物理チャネルＢＣＨで論理チャネルＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel：報知制御チャネル）を送信するが、ＢＣＣＨは前記ＡＰの通信サービスをうける全ＭＴ（ＭＴ３０２〜３０４）に報知する共通情報であり、ＡＰ識別子やＡＰ出力レベルなどの情報が含まれている。
【００１２】
ＡＰ３０１が物理チャネルＦＣＨで送信するＦＣＣＨ（Frame Control CHannel：フレーム制御チャネル）は、このＭＡＣフレームの構成を示すもので、ダウンリンクフェーズやアップリンクフェーズにおいて、各ＭＴに割り当てられているＴＤＭＡにおける通信時間スロットが始まる位置や区間の情報が含まれている。ダウンリンクフェーズはＡＰからＭＴの方向へのデータ伝送のための時間領域、アップリンクフェーズはＭＴからＡＰの方向へのデータ伝送のための時間領域を示す。
【００１３】
ＭＴ３０２〜３０４のそれぞれは、ＡＰ３０１が送信する報知制御情報を受信可能であるので、ＡＰ３０１からＭＴ毎に識別子（ＭＡＣ-IDentifier）が割り当てられ、認証などの手順を経て、ＡＰ３０１と通信可能な状態になる。各ＭＴがダウンリンクフェーズ、アップリンクフェーズにおいて通信時間スロットを確保したい場合、各ＭＴは各々にＡＰ３０１と交渉し、必要とする通信時間スロット長を確保するが、この確保された通信時間をコネクションと呼び、通信時間を確保するための一連の手続きをコネクションを確立するという。また、一度確保した通信時間スロットを、拡張したり縮小したりするためにＡＰ３０１と各ＭＴとの間で交渉する手続きをコネクション変更ということにする。
【００１４】
前記コネクション確立を始めとする各種交渉手続きでは、ＡＰとＭＴの間で、ダウンリンクフェーズやアップリンクフェーズを使って、ＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）やＬＣＣＨ（Link Control CHannel）などの論理チャネルに含まれる論理メッセージがやりとりされる。また、無線リンクを構成する上での基本的な情報であるＲＬＣ（Radio Link Control）情報はダウンリンクフェーズで論理チャネルＲＢＣＨ（Radio link control Broadcast CHannel）を使用して、ＡＰから全ＭＴに報知される。
【００１５】
しかし、ＨｉＳＷＡＮのような集中制御方式の通信システムには、サービスセル（無線セル）の小型化、細分化による面的展開の限界と、限られた使用チャネル数（ＨｉＳＷＡＮａは、現在のところ４チャネル）を考慮した場合、早晩、サービス利用者の増加にともない、「一つの無線セルのＡＰ下に存在するＭＴ数が増加し、一つのＭＴに割当可能な通信時間スロット長が減少し、１ＭＴあたりの伝送容量が低下する」と言う問題点が発生することが予想された。
【００１６】
図１５は、ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図であり、ＨｉＳＷＡＮａシステムのダウンリンクフェーズに新たにコネクションが確立された場合の、フレーム構成の変化のイメージ図を表現している。なお、簡易化のため、フレームはダウンリンクフェーズとアップリンクフェーズのみを図示している。また、各コネクションには、識別のためにＤＬＣＣ-ＩＤ（Data Link Control Connection IDentification）が割り当てられる。
【００１７】
通常のＯＦＤＭ変調のフレーム構成で、ダウンリンクフェーズにおいて、２つのコネクションＤＬＣＣ-ＩＤ１（例えば、ＭＴ３０２のためのコネクションとする）とＤＬＣＣ-ＩＤ２（例えば、ＭＴ３０３のためのコネクションとする）がダウンリンクフェーズの通信時間スロットを占有している図１５（ａ）から、図１５（ｂ）に示すように、３つ目のコネクションＤＬＣＣ-ＩＤ３（例えば、ＭＴ３０４のためのコネクションとする）が通信時間スロットを獲得する場合、ＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２が使用している時間スロットの一部を手放してＤＬＣＣ-ＩＤ３に分け与えることが必要となり、結果的にＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２の伝送容量は落ちることになる。
【００１８】
上述したＨｉＳＷＡＮａ等の集中制御方式の通信システムにおける問題点を解決する方法として、空間分割多重（Space Division Multiplexing：以後、ＳＤＭと呼ぶ）技術を通信システムに適用することが検討されている。
【００１９】
ＳＤＭは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個の送信アンテナを備え、送信ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個及び受信ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）個のアンテナを使って、ｋ１種類（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いて情報データの伝送を行う送信機と、送信機から送られてきた信号をｋｔｘ個以上のアンテナで受信し、空間的に多重されたｋ１種類のデータを分離する受信機から構成されたシステムで、同一伝送チャネルを同時間に、空間分割して利用できることを特徴としている。
【００２０】
以下にＳＤＭの送信器が送信するパケットのフォーマットの一例と、受信器における復調方法の一例を用いて、ＳＤＭについて簡単に説明する。
送受信装置とも２つのアンテナを持つと仮定し（ｋｔｘ＝２, ｋｒｘ＝２）、送受信されるデータ系列も２（ｋ１＝２）であるとする。また、データの変調方式はどのようなものでも可能であるが、ここでは５ＧＨｚ帯で仕様化が決められているＯＦＤＭ変調方式を仮定し、この変調技術をＳＤＭ-ＯＦＤＭと呼ぶことにする。
【００２１】
図１６は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭシステムのアンテナ構成の一例を示す図である。図１６の送受信装置において、送信装置のアンテナTxAnt_Aから送信されたデータＴｘ(A)は伝播路Ｈ１１を通り、受信装置のアンテナRxAnt_Aで受信され、また、送信装置のアンテナTxAnt_Bから送信されたデータＴｘ(B)は伝播路Ｈ２１を通り、受信装置のアンテナRxAnt_Aで同じく受信される。これらの合成された受信されたデータをＲｘ(A)とする。同様に、RxAnt_Bでも、伝播路Ｈ１２、あるいはＨ２２を通った送信データの合成波が受信される。これをＲｘ(B)とする。これらを、行列式を用いて表わすと次式（１）のようになる。
【００２２】
【数１】
ここで、伝播路Ｈ１１〜Ｈ２２がなんらかの手段で受信装置において明確になれば、Ｒｘ(A)及びＲｘ(B)から、送信データＴｘ(A)並びに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）、その逆行列をＨ-1とすると、送信データＴｘ(A)、Ｔｘ(B)は次式（２）のように求められる。
【００２４】
【数２】
また、この伝播路行列を求める方法は、データ伝送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で求めることが可能である。この既知のデータを伝播路測定用プリアンブルと定義する。例えば、送信装置からバーストの先頭で、伝播路測定用プリアンブルとして、TxAnt_Aからａ、ａというデータを送信し、TxAnt_Bからａ、−ａを送信する。
【００２６】
図１７は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭのパケットフォーマットの一例を示す図であり、バースト送信時のフォーマットを示す。
上記送信装置からバーストの先頭で、伝播路測定用プリアンブルとして、TxAnt_Aからａ、ａというデータを送信し、TxAnt_Bからａ、−ａを送信した時、受信装置では、伝播路Ｈを通って送信装置の各アンテナから送信されたデータが重畳され受信される。この受信されたデータのうちRxAnt_Aで受信されたデータをｒ１、ｒ２、RxAnt_Bで受信されたデータをｒ３、ｒ４とすると、次の行列式（３）が成立する。
【００２７】
【数３】
r１からr４は受信装置での受信データであり、ａはあらかじめ既知のパイロット信号であるので、上記式（３）より伝播路行列Ｈは次式（４）として求めることが可能となる。
【００２９】
【数４】
但し、最初の前提で変調方式をＯＦＤＭとしているとから、上記式（４）で示される伝播路行列Ｈは、ＯＦＤＭの各サブキャリア毎に求められなければならない。
【００３１】
無線セル構成のイメージ図を前記図１４に示したように、無線セル３００の中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応したＡＰ３０１が配置され、前記無線セル内に位置するＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＭＴ３０２〜３０４が、前記ＡＰとの間で通信する。
【００３２】
図１８は、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図であり、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術を組み込んだＨｉＳＷＡＮａシステムにおいて、ダウンリンクフェーズに新たにコネクションが確立された場合の、フレーム構成の変化のイメージ図を示す。
【００３３】
図１８（ａ）は、変化前のＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調のフレーム構成であり、ＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ２に相当する信号系列が、アンテナ１からのみ送信されている場合を示す。
図１８（ａ）のフレーム構成に新たにＤＬＣＣ-ＩＤ３に相当するコネクションが加わる場合、図１８（ｂ）に示すようにＤＬＣＣ-ＩＤ１に相当するコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調すれば、各々のコネクションの伝送容量は落ちない。
また、図１８（ｃ）のように異なるＤＬＣＣ-ＩＤであるＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３の信号系列をＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調しても、各々のコネクションの伝送容量は落ちない。
【００３４】
以上述べたように、無線変調技術として空間分割多重技術を応用したＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によれば、送信アンテナ本数に比例して伝送容量を増大することが可能である。端末がＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術に対応することで、１端末あたりの伝送容量の減少を食い止めることが可能である。
【００３５】
【特許文献１】
特開２００２−９７３５号
【特許文献２】
特開２００２−３７４２２４号
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来のＨｉＳＷＡＮａシステムにあっては、ＨｉＳＷＡＮａシステムにＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術に対応した無線機器が加入した場合、従来のＯＦＤＭ技術のみに対応した無線機器が混在することになり、互いが互いの無線変調技術を区別することができない問題点が生じる。以下、具体的に問題点について述べる。
【００３７】
今後、ＨｉＳＷＡＮａシステムは、サービスの初期段階では、前記図１４に示すようにまずＯＦＤＭ変調方式のみに対応したＡＰ及びＭＴでシステムが構成され、その後にＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ両変調方式に対応するＡＰ及びＭＴが市場に現れてＨｉＳＷＡＮシステムの中に入り込んでくることが考えられる。その結果、後述する図３及び図４に示すようにＨｉＳＷＡＮａシステムの中にＯＦＤＭ変調方式にのみ対応可能なＡＰ及びＭＴと、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式にも対応したＡＰ及びＭＴが混在することが考えられ、１ＭＡＣフレーム中にＯＦＤＭ信号とＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号が混在することになる。
【００３８】
ＨｉＳＷＡＮａシステムのプロトコルは、電波産業会でＡＲＩＢ-ＳＴＤ−Ｔ７０として標準化されている。しかし、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ−Ｔ７０は、ＯＦＤＭ変調方式のみに対応したＡＰ及びＭＴを対象としたものであり、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰ及びＭＴと、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰ及びＭＴを見分けることができない。
【００３９】
また、ＨｉＳＷＡＮａ無線セル内にＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰ及びＭＴと、対応していないＡＰ及びＭＴが混在した場合に、個々のＡＰ及びＭＴは受信したデータ系列がＯＦＤＭ変調された信号であるか、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調された信号であるかが区別できないという問題点が生じる。
【００４０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の識別を容易としたデータ構成を実現することができる通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００４１】
また、本発明は、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することができ、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することができる通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信装置は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置であって、
前記チャネルＣ１で伝送するデータに、該チャネルＣ１で伝送する送信データの種類ｋ１を、空間分割多重信号情報として載せて送信する送信手段を備えることを特徴としている。
【００４３】
本発明の通信装置は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置からの送信信号を受信する通信装置であって、受信した空間分割多重信号情報から、受信に使用するアンテナ数 ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）を決定する決定手段と、受信したｋ１種類のデータを復調する復調手段とを備えることを特徴としている。
【００４４】
本発明の通信装置は、データ送信に使用するアンテナ数がｋｔｘ２（ｋｔｘ２は、ｎ≧ｋｔｘ２≧１の自然数）である通信装置であって、送信データの種類ｋ２（ｋ２は、ｋｔｘ２≧ｋ２≧１の自然数）が、受信側にとって既知の条件であるデータ伝送を行う領域Ｄ１を設け、前記領域Ｄ１に、該領域Ｄ１以外の領域での空間分割多重信号情報を、載せて送信する手段を備えることを特徴としている。
【００４５】
また、データの送受信が、基地局（ＡＰ）により集中制御されるフレーム構成で行われるものであってもよい。
より好ましい具体的な態様として、前記データ伝送には、ＯＦＤＭ変調方式を用いる。
前記種類ｋ２は、ｋ２＝１であってもよい。
【００４６】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、報知制御チャネルであるＢＣＣＨ（Broadcast Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４７】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、報知情報の一つであるＲＬＣ（Radio Link Control）報知チャネルのＲＢＣＨ（RLC Broadcast CHannel）部分を、前記Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４８】
また、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、個別制御チャネルであるＤＣＣＨ（Dedicated Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものであってもよい。
【００４９】
より好ましい具体的な態様として、通信のために帯域を確保することをコネクション確立するといい、確立されたコネクションの識別子をＤＬＣＣ-ＩＤ（コネクションＩＤ）と定義し、コネクションの占有帯域などを定義する部分をコネクション品質要求フィールドと定義するとき、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関し、その値が０である場合に、前記ＤＣＣＨを受信する空間分割多重信号送受信装置は異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するとみなし、一方、前記ＤＣＣＨを受信する非空間分割多重信号送受信装置はコネクションを確立しないとみなすものである。
【００５０】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関し、その値が１である場合に、前記ＤＣＣＨを受信する空間分割多重信号送受信装置は同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するとみなし、一方、前記ＤＣＣＨを受信する非空間分割多重信号送受信装置は非空間分割多重信号のコネクションとみなすものである。
【００５１】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述される確立するコネクション数（# of DUCs）に関わらず、前記論理メッセージのコネクション品質要求フィールドの内容がヌル（Null）になるまで、読み出すものである。
【００５２】
より好ましい具体的な態様として、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージ内に記述されるコネクション品質要求の個数を、空間分割多重における空間多重数とみなすものである。
【００５３】
より好ましい具体的な態様として、複数のアンテナからデータを送受信する場合、前記ＤＣＣＨに含まれる論理メッセージに書き込まれた前記コネクション品質要求に対応する送受信データの順番と送受信アンテナを対応付けることを特徴とする請求項４乃至１５のいずれか一項に記載のデータ伝送システム。ものであってもよい。
【００５４】
より好ましい具体的な態様として、内部に前記ＤＬＣＣ-ＩＤと前記空間多重数の対応を示すテーブルを保持し、ＤＬＣＣ-ＩＤと空間多重数の関係が記述された前記ＤＣＣＨなどに含まれる論理メッセージをやりとりをする都度にテーブルを更新するものである。
【００５５】
より好ましい具体的な態様として、ＨｉＳＷＡＮａ、あるいはＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０で規定される、フレーム制御チャネルであるＦＣＣＨ（Frame Control CHannel）部分を、前記領域Ｄ１として使用するものである。
【００５６】
本発明の基地局は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号送信装置と、前記送信装置からの送信信号を受信する受信装置とを含んで構成される基地局（ＡＰ）であって、前記送信装置及び／又は前記受信装置は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の通信装置であることを特徴としている。
【００５７】
本発明の移動端末は、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号送信装置と、前記送信装置からの送信信号を受信する受信装置とから構成される移動端末（ＭＴ）であって、前記送信装置及び／又は前記受信装置は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の通信装置であることを特徴としている。
【００５８】
本発明のデータ伝送システムは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置を含んで構成される基地局（ＡＰ）と、前記通信装置から構成される移動端末（ＭＴ）とを備えるデータ伝送システムであって、前記チャネルＣ１で伝送するデータに、該チャネルＣ１で伝送する送信データの種類ｋ１を、空間分割多重信号情報として載せて送信する送信手段を備えることを特徴としている。
【００５９】
また、本発明のデータ伝送システムは、ｎ（ｎは、ｎ≧２の自然数）個のアンテナを備え、ｋｔｘ（ｋｔｘは、ｎ≧ｋｔｘ≧１の自然数）個のアンテナを使って、ｋ１（ｋ１は、ｋｔｘ≧ｋ１≧１の自然数）種類のデータを、同時に１つの周波数チャネルＣ１を用いてデータの伝送を行う空間分割多重信号通信装置を含んで構成される基地局（ＡＰ）と、前記通信装置から構成される移動端末（ＭＴ）とを備えるデータ伝送システムであって、受信した空間分割多重信号情報から、受信に使用するアンテナ数 ｋｒｘ（ｋｒｘは、ｎ≧ｋｒｘ≧ｋｔｘの自然数）を決定する決定手段と、受信したｋ１種類のデータを復調する復調手段とを備えることを特徴としている。
【００６０】
前記通信装置は、データ送信に使用するアンテナ数がｋｔｘ２（ｋｔｘ２は、ｎ≧ｋｔｘ２≧１の自然数）であり、送信データの種類ｋ２（ｋ２は、ｋｔｘ２≧ｋ２≧１の自然数）が、受信側（ＡＰであってもＭＴであってもよい）にとって既知の条件であるデータ伝送を行う領域Ｄ１を設け、前記領域Ｄ１に、該領域Ｄ１以外の領域での空間分割多重信号情報を、載せて送信する手段を備えることを特徴としている。
また、データの送受信が、前記基地局（ＡＰ）により集中制御されるフレーム構成で行われるものであってもよい。
【００６１】
【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好適な通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムの実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
本発明は、ＨｉＳＷＡＮａシステムのような、集中制御型のシステムを前提としている。
【００６２】
ＨｉＳＷＡＮａシステムにおいて、ＯＦＤＭで変調された信号のみ受信可能なＡＰ及びＭＴと、変調方式ＯＦＤＭとＳＤＭ-ＯＦＤＭ双方に対応可能なＡＰ及びＭＴが混在している場合に、各々のＡＰ及びＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調への対応可否を識別できない問題点があった。
【００６３】
そこで、第１の解決方法として、ＡＰからＭＴへの報知情報（論理チャネルＢＣＣＨやＲＢＣＨ）を使用して、前記ＡＰと接続状態にある全ＭＴに前記ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号を処理可能であるか否かを示す識別情報やＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むことで解決できる。この詳細な例については第１の実施の形態で述べる。
【００６４】
また、第２の解決方法として、ＡＰと個々のＭＴの間でのコネクション確立などの交渉時に、前記ＡＰと接続状態にある個々のＭＴとの間で相互にやり取りする個別情報（論理チャネルＤＣＣＨやＬＣＣＨ）を使用して、前記ＡＰと前記ＭＴが互いに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号を処理可能であるか否かを示す識別情報やＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むことで解決できる。
【００６５】
具体例としては、ＭＴ主導のコネクション確立の場合、前記ＭＴがＡＰとの間に確立するコネクションの変調方式をＯＦＤＭ変調信号にするかＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号にするか、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調の場合は空間多重数をいくつにするか、同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するのか異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重するのかを前記ＡＰに通知し、通知された前記ＡＰが前記ＭＴの要求に対応可能であるか否かを表明する。この第２の解決方法において、同一のＤＬＣＣ-ＩＤの場合を第２の実施の形態で、また、異なるＤＬＣＣ-ＩＤの場合を第３の実施の形態でそれぞれ詳細に説明する。
【００６６】
［第１の実施の形態］
図１は、上記基本的な考え方に基づく本発明の第１の実施の形態のＡＰの構成を示す図である。本実施の形態のデータ伝送システムは、ＨｉＳＷＡＮａシステムのＡＰ及びＭＴに適用した例である。
【００６７】
ＡＰとＭＴの間でやり取りされるフレーム構成の概略を前記図１３に示すように、フレームの先頭では、ＡＰから前記ＡＰがサポートする全ＭＴに報知する共通情報であるＢＣＣＨ（報知制御情報）が送信され、その次に、該フレームの構成を示すＦＣＣＨ（フレーム制御情報）が送信される。その次にダウンリンク専用の時間領域、続いてアップリンク専用の時間領域が設けられているとする。
【００６８】
図１において、ＡＰ１０（通信装置）及は、無線送受信用アンテナ１１、無線処理装置１２、フレーム処理装置１３、スケジューラ１５を有する中央処理装置１４、及び上位層処理装置１６を備えて構成される。
【００６９】
ＡＰ１０は、無線送受信用アンテナ１１を有し、ＯＦＤＭにのみ対応可能な場合はアンテナ本数は１本であるとし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能で最大空間多重数がＭ（Ｍは、Ｍ≧１の自然数）である場合はＭ本のアンテナを有するものを仮定する。
【００７０】
送信手順について説明する。スケジューラ１５は、中央制御装置１４の中に含まれる機能であるが、各ＭＴからの通信時間スロット数割当要求を整理して、ＭＡＣフレーム内で各ＭＴがアップリンク又はダウンリンクのために占有する通信時間スロット数の割当を計算し、ＦＣＣＨとしてフレーム処理装置１３に渡す。上位層処理装置１６は、中央制御装置１４からの指示に従い、スケジューラ１５からのＦＣＣＨに基づいて送信データのフォーマットを整えてフレーム処理装置１３に渡す。ＢＣＣＨは、無線セル内でサービスを受ける各ＭＴに必要最低限の共通情報であり、中央制御装置１６からフレーム処理装置１３に渡される。フレーム処理装置１３は、受け取ったＢＣＣＨ、ＦＣＣＨ、及び送信データで、ＭＡＣフレームを構成し、無線処理部１２によりデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンテナ１１から送信される。
【００７１】
図２は、上記ＭＴの構成を示す図である。
図２において、ＭＴ２０（通信装置）及は、無線送受信用アンテナ２１、無線処理装置２２、フレーム処理装置２３、及び上位層処理装置２６を備えて構成され、基本的には、図１に示すＡＰ構成から中央制御装置を省いた構成となっている。
【００７２】
ＭＴ２０は、無線送受信用アンテナ２１を有し、ＯＦＤＭにのみ対応可能な場合はアンテナ本数は１本であるとし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能で最大空間多重数がＮ（Ｎは、Ｎ≧１の自然数）である場合はＮ本のアンテナを有するものを仮定する。
【００７３】
受信手順について説明すると、アンテナ２１により受信された信号は無線処理装置２２によりアナログ信号からデジタル信号形式のＭＡＣフレームに変換され、フレーム処理装置２３でＢＣＣＨとＦＣＣＨを解析し、それに基づいてＭＡＣフレームのダウンリンク部分から必要な部分を抽出して、上位層処理装置２６に渡す。
【００７４】
また、送信手順は、解析されたＦＣＣＨの割当通信時間スロット数や送信タイミングに基づいて、上位層処理装置２６は送信データのフォーマットを整えてフレーム処理装置２３に渡し、無線処理装置２２においてデジタル信号からアナログ信号に変換され、アンテナ２１から送信される。
【００７５】
以下、上述のように構成された通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムの動作を説明する。
図３は、ＯＦＤＭ技術のみに対応したＡＰ及びＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
また、図４は、ＯＦＤＭ技術のみに対応したＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＡＰ及びＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【００７６】
図３と図４に示すような、ＨｉＳＷＡＮａシステムに基づいてサービスが提供される無線セルを考える。ここでは簡単のために、無線セルが１つのＡＰと３つのＭＴから構成されるものとする。
【００７７】
図３の場合、ＡＰ１０１とＭＴ１０２はＯＦＤＭ変調信号のみに対応可能であるが、ＭＴ１０３とＭＴ１０４はＯＦＤＭ変調信号及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の両方に対応可能である。ＡＰ１０１はＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないので、ＭＴ１０３とＭＴ１０４に対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号によるサービスを提供できない。
【００７８】
図４の場合、ＭＴ２０２はＯＦＤＭ変調信号のみに対応可能であるが、ＡＰ２０１、ＭＴ２０３とＭＴ２０４はＯＦＤＭ変調信号及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の両方に対応可能である。ＡＰ２０１はＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているので、ＭＴ２０３とＭＴ２０４に対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号によるサービスを提供できる。
【００７９】
次に、ＡＰ１０１又はＡＰ２０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式への対応可否と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭにおける空間多重数を、報知情報を使用して無線セル内に存在する全てのＭＴに知らせる手法について記述する。報知情報としては、ＢＣＣＨやＲＢＣＨなどがあるが、本実施の形態では、論理チャネルＢＣＣＨを使用した場合について例を挙げる。
【００８０】
ＢＣＣＨは、ＡＰが形成する無線セル内に位置し、前記ＡＰと通信状態にある全ＭＴの全てが参照する情報であるため、前記ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可であるか否かの識別情報や空間多重数を、一括して前記全ＭＴに効率良く通知することが可能となる。ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７０では、ＢＣＣＨフォーマットは〔表１〕のように規定されているが、Future-use-bitsとして１０ビットが予約されている。
【００８１】
【表１】
したがって、この１０ビットの内の１ビットをＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットととして使用し、ＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応の有無を示すものとし、例えば前記可否ビットの値が“０”であればＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応不可、“１”であればＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可であることを、ＡＰが全ＭＴに対して報知するものとすると、有効であるといえる。この可否ビットの設定は、上記ＡＰ１０の中央制御装置１４で設定され、フレーム処理装置１３、無線処理装置１２、アンテナ１１を経て各ＭＴに報知される。各ＭＴは、受信したＭＡＣフレームのＢＣＣＨを上記ＭＴ２０のフレーム処理装置２３で解析し、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットの値を検査し、前記ＭＴが所属する無線セルのＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているか否かを識別できる。
【００８３】
図３の場合は、ＡＰ１０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないので、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットを“０”に設定して送信し、各ＭＴは自身が所属する無線セルのＡＰはＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応不可であることを知る。
【００８４】
図４の場合は、ＡＰ２０１がＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているので、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応可否ビットを“１”に設定して送信し、各ＭＴは自身が所属する無線セルのＡＰはＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能であることを知る。
【００８５】
以上、ＢＣＣＨにＡＰのＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応可否識別情報を用意する方法について述べた。本実施の形態では、報知情報のfuture-use-bitsの１０ビットのうちの１ビットを使用するとしたが、もちろん報知情報として報知することが重要なのであって、ＢＣＣＨ中のどのビットを使用してもよい。
【００８６】
同様に、ＢＣＣＨ中にＡＰが対応可能であるＳＤＭ-ＯＦＤＭにおける空間多重数を入れるフィールドを設けて、ＡＰから前記ＡＰがカバーする全てのＭＴに対して、ＡＰの対応可能な空間多重数を報知することができる。
【００８７】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムは、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報を、論理チャネルＢＣＣＨやＲＢＣＨなどの報知情報に組み込むようにしたので、ＡＰのＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の表明を容易としたデータ構成を実現することができ、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することが可能になる。
【００８８】
本実施の形態では、報知制御情報にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報と、対応可の場合はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込んで、ＡＰが前記ＡＰがカバーする全ＭＴに対して報知することで、ＨｉＳＷＡＮシステム内にＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応機器を組み込むことを可能にした。
【００８９】
［第２の実施の形態］
図５は、本発明の第２の実施の形態のコネクション確立時及び変更時にやり取りされる論理メッセージの構成を示す図である。本実施の形態は、ＡＰと個々のＭＴの間でやり取りする個別情報を使用する方法について述べる。より詳細には、ＡＰ−ＭＴ間でコネクション確立するときやコネクション変更するときに、ＡＰ−ＭＴ間でやり取りされる論理チャネルＤＣＣＨに含まれる論理メッセージの中に識別情報を組み込み、ＡＰ、ＭＴのそれぞれがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能であるか否か、空間多重数をいくつに設定するかをお互いに知らせあう手法について記述する。
【００９０】
コネクション確立及びコネクション変更に付随する論理メッセージには、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージ、RLC_MODIFY_REQメッセージ、RLC_MODIFYメッセージ、RLC_MODIFY_ACKメッセージなどがある。これらの論理メッセージの構成を概略的に図示すると、図５に示すように、まず始めに、要求するコネクションの数を示すフィールド（# of DUCs）が置かれる。その後ろに、コネクション毎に、各コネクションの性質を定義するコネクションのＩＤ（ＤＬＣＣ-ＩＤ）と、それぞれのコネクションのサブキャリア変調方式（PHY-MODE-SCH, PHY-MODE-LCH）要求と時間スロット数（REQUESTED-NUM-OF-SCH, REQUESTED-NUM-OF-LCH）要求が記述され、これらの組み合わせをコネクション品質要求と呼ぶことにする。従来の方法では、要求するコネクションの数が３つのときは、コネクション品質要求の数も３つであり、要求するコネクションの数とコネクション品質要求の数は一致していた。なお、サブキャリア変調方式とは、ＯＦＤＭシンボルを構成する各サブキャリアに加える一次変調方式のことを指し、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭがあり、この順番に伝送ビット数が大きくなる。
【００９１】
まず、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を説明する。
図６及び図７は、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図であり、図６はＭＴ主導のコネクション確立の手順を、図７はＡＰ主導のコネクション確立の手順をそれぞれ示す。
【００９２】
ＨｉＳＷＡＮａシステムでは、ＭＴ主導でＡＰとの間にコネクションを確立する場合には、ＭＴからＡＰに対してRLC_SETUPメッセージを送信し、前記RLC_SETUPメッセージの中で要求するコネクションの時間スロット数要求やサブキャリア変調方式要求を行う。これに対して、ＡＰはＭＴにRLC_CONNECTメッセージを返信するが、ＭＴの提案を受け入れる場合はRLC_SETUPメッセージの時間スロット数とサブキャリア変調方式などの記述をそのままコピーして返信し、受け入れない場合は新たに提案する時間スロット数とサブキャリア変調方式をRLC_CONNECTメッセージの中に記述して返信する。ＭＴは、受け取ったRLC_CONNECTメッセージの内容を承諾する場合にRLC_CONNECT_ACKメッセージを送り返して、その結果初めてＡＰとＭＴの間にコネクションが確立される。受け入れられない場合は、RLC_RELEASEを返信することで、コネクション確立拒否を通知する。
【００９３】
ＡＰ主導でコネクションを確立する場合は、図７におけるＡＰとＭＴの立場を入れ替えた図７に図示する手順で、手続きを行う。
前述したように、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージがコネクション確立時にやり取りされる論理メッセージである。
【００９４】
図８及び図９は、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図であり、図８はＭＴ主導のコネクション変更の手順を、図９はＡＰ主導のコネクション変更の手順をそれぞれ示す。
【００９５】
コネクションの変調方式の変更時には、図８及び図９に示すようにRLC_MODIFY_REQメッセージ、RLC_MODIFYメッセージ、RLC_MODIFY_ACKメッセージが論理メッセージとしてやり取りされる。例として、RLC_CONNECTメッセージのビット割り当てフォーマットを〔表２〕に示す。
【００９６】
【表２】
以下、上述した従来のＨｉＳＷＡＮａシステムの既存の論理メッセージフォーマットを利用した、ＳＤＭ-ＯＦＤＭの対応可否、空間多重数及びコネクションの品質を要求する、ＭＴ主導のコネクション確立の仕方についてまず述べる。但し、図１８（ｂ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１のコネクションに適用したように、同一のＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭにより空間多重する場合を対象とする。
【００９８】
本実施の形態においては、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調のコネクションを確立したい場合、従来のＯＦＤＭのみに対応したＨｉＳＷＡＮａシステムで使用される既存のRLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージのフォーマットを利用する。例えば、ＭＴ主導のコネクション確立要求の場合で、ＭＴが空間多重数２のＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調方式のコネクション確立のみを要求するときに、ＭＴはRLC_SETUPメッセージ内で# of DUCsを１に設定し、コネクション品質要求を２つ書き込んで送信するというように、要求するコネクション数は１であるがコネクション品質要求はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数に相当するこの場合だと２個を送信する。このとき、２個のコネクション品質要求の内容は同一のものでなくても良い。但し、各々のコネクション品質要求のＤＬＣＣ-ＩＤ（コネクションＩＤ）は同一にしておく。
空間多重数はここでは２としたが、もちろんそれ以上の数であってもよく、その場合は空間多重数に相当するコネクション品質要求をメッセージの中に記述する。
【００９９】
このとき、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰは、RLC_SETUPメッセージに記述されている# of DUCsが１であるから、RLC_SETUPメッセージからコネクション品質要求を一つしか読み出さない。そして、# of DUCsを１とし、読み出したコネクション品質要求を一つのみ書き込んで、RLC_CONNECTメッセージとしてＭＴに返信する。
【０１００】
このように、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していない場合や、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号の送信を拒否したい場合は、RLC_CONNECTメッセージを従来のＯＦＤＭ変調方式と同じ方法、つまりコネクション要求数とコネクション品質要求数を一致させてＭＴに送り返す。ＭＴは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求したのに、ＡＰがＯＦＤＭ変調を要求し返したと理解し、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないか、もしくは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているＡＰであってもＭＴが要求するコネクションに対してＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を使用することを拒否しＯＦＤＭ変調を使用することを促したとみなす。
【０１０１】
しかし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応可能なＡＰは# of DUCsに記述された数だけのコネクション品質要求を読み出すのではなく、RLC_SETUPメッセージが空になるまで、書き込まれているだけのコネクション品質要求を読み出す。# of DUCsが１であるにもかかわらず、コネクション品質要求数が複数記述されている場合に、前記ＡＰは前記ＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を希望していることを知ると共に、要求される空間多重数も知ることができる。ＭＴの要求に対応可能な場合は、コネクション品質要求の内容をRLC_CONNECTメッセージにコピーして前記ＭＴに送り返す。
【０１０２】
前記ＭＴが要求する空間多重数に相当するアンテナの本数を前記ＡＰが保有していない場合などには、空間多重数を減らすためにコネクション品質要求数を削減してRLC_CONNECTメッセージに書き込み、前記ＭＴに返信する。ＭＴはコネクション品質要求数が削減されたことから、ＡＰが要求した空間多重数に相当するアンテナを保有していないか、もしくは、アンテナ数が対応しているＡＰであってもＭＴが要求するコネクションに対して要求されたアンテナ数を使用することを拒否したとみなす。
【０１０３】
また、ＡＰからＭＴに送られるRLC_CONNECTメッセージの中で、要求されたコネクションにＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられる。コネクションが確立された場合、以後、各コネクションはＤＬＣＣ-ＩＤで識別される。ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応したＡＰとＭＴは、各コネクションの空間多重数を記録する対応表（ＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数対応表）を内部で保有するものとし、それぞれが保有するＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数の対応表を更新する。
【０１０４】
ＡＰがRLC_CONNECTメッセージ内で提示した、サブキャリア変調方式及び時間スロット数をＭＴが認める場合には、ＭＴはＡＰに対してRLC_CONNECT_ACKメッセージを返信することにより前記ＡＰと前記ＭＴの間でコネクションが確立される。
【０１０５】
コネクションが確立された場合、ＭＡＣフレームの中で各ＤＬＣＣ-ＩＤがどの時間領域を占有するかは、ＦＣＣＨの中でＤＬＣＣ-ＩＤ毎にＭＡＣフレームの中で占める時間領域の先頭が書き込まれることにより知らされる。従来のＯＦＤＭ変調のみに対応したＨｉＳＷＡＮシステムでは、ＦＣＣＨでは空間多重数は通知されないが、ＤＬＣＣ-ＩＤさえ分かればＭＴは自身が持つＤＬＣＣ-ＩＤ−空間多重数対応表に照らし合わせて、空間多重数が分かるので、ＦＣＣＨで通知された時間領域の先頭から空間多重数に対応した復調が可能である。したがってＦＣＣＨのフォーマットを拡張する必要はなく、既存のフォーマットでＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号を復調できる。但し、ＦＣＣＨ内にはfuture-use-bitsとして予約されているビットが１０ビットあるので、空間多重数を組み込んで、空間多重数をＭＴに対して明示することもできる。
ＡＰ主導のコネクション確立の場合には、上記で示した手順においてＡＰとＭＴとを入れ替えた手順とする。
【０１０６】
以上の説明は、ＡＰ−ＭＴ間で新しくコネクションを確立する場合に限定したが、同じ操作を、既に確立されているコネクションの変調方式を変更する場合に利用することも可能である。この場合は、図６〜図９に示したように、RLC_SETUPメッセージをRLC_MODIFY_REQメッセージに、RLC_CONNECTメッセージをRCL_MODIFYメッセージに、RLC_CONNECT_ACKメッセージをRLC_MODIFY_ACKメッセージに置き換えた手順となる。
【０１０７】
このように、本実施の形態では、コネクション確立や変更時などにやりとりする論理メッセージ（ＤＣＣＨ、ＬＣＣＨなど）の部分に、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号への対応可否の識別情報と、対応可の場合はＳＤＭ-ＯＦＤＭの空間多重数情報を組み込むとともに、同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重することを前記ＡＰに通知し、通知された前記ＡＰが前記ＭＴの要求に対応可能であるか否かを表明する。したがって、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することが可能になる。
【０１０８】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、図１８（ｂ）におけるＤＬＣＣ-ＩＤ１のコネクションに適用したように、同一のＤＬＣＣ-ＩＤをもつコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭにより空間多重する場合の実施例を説明した。しかし、図１８（ｃ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３のコネクションを空間多重したように、異なるＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションを空間多重する場合は、上記方式は適用できない。ＭＴ主導のコネクション確立でＭＴがＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求する場合を考えると、ＭＴからＡＰに送られるRLC_SETUPメッセージ中のＤＬＣＣ-ＩＤの値はＡＰによって無視され、RLC_CONNECTメッセージ中でＡＰによってＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられる仕様になっているために、ＡＰは、RLC_SETUPメッセージ中のコネクション品質要求が異なるコネクションに対するものなのか、同一コネクションに対するものかを区別できない問題があるからである。
【０１０９】
この問題は、本実施の形態で述べるように、RLC_SETUPメッセージ、RLC_CONNECTメッセージ、RLC_CONNECT_ACKメッセージに含まれる項目、# of DUCsに、新しい解釈を付け加えることで解決することが可能である。つまり、# of DUCs＝０に特別な意味を持たせ、# of DUCs＝０であるときは、異なるＤＬＣＣ-ＩＤ、つまり異なるコネクションを空間多重することとする（同一のＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションをＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調により空間多重する場合と同様に、# of DUCsは本来の意味がなくなることに注意すべきである）。
【０１１０】
# of DUCs＝０というメッセージを受け取った、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないＡＰは、ＭＴがコネクションを確立しないとみなし、# of DUCs＝０でコネクション品質要求数が０個のRLC_CONNECTメッセージを返信する（もしくはRLC_RELEASEメッセージを返信することもあるかもしれない）。ＭＴは、RLC_SETUPメッセージ中で要求したコネクション品質要求が消去されたなどの理由により、ＡＰがＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応していないことを知ることができる。
【０１１１】
しかし、ＳＤＭ-ＯＦＤＭに対応しているＡＰは# of DUCs＝０であれば、コネクション品質要求がRLC_SETUPメッセージの中に含まれているかを確認し、含まれている場合は可能な限りコネクション品質要求の内容を読み出す。メッセージの中に存在するコネクション要求内容の数が分からないので、可能な限りメッセージの内容を解析してコネクション品質要求の数を数える。これにより、ＡＰはＭＴが幾つの異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションを空間多重することを要求しているかが分かり、ＡＰのスケジューラは要求された複数のコネクションを空間多重して無線伝送できる。
【０１１２】
ＭＴからＡＰへのRLC_SETUPメッセージに対する返信である、ＡＰからＭＴへのRLC_CONNECTメッセージでは、各コネクション品質要求に対応するコネクションに対して異なるＤＬＣＣ-ＩＤが割り当てられているが、# of DUCsの値は０であるとする。# of DUCsの値を０にするのは、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ対応機器にとって、異なるＤＬＣＣ-ＩＤのコネクションを空間多重することを暗示するためである。ＭＴは、RLC_CONNECTメッセージを受けることで、異なるコネクションを空間多重することの可否を知り、その内容を受諾する場合はRLC_CONNECT_ACK、拒否する場合はRLC_RELEASEメッセージを送り返す。複数のコネクションに対するＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調がＡＰから許可された場合、ＭＴはもちろんどのＤＬＣＣ-ＩＤに相当するコネクションが空間多重されるかを知っているが、ＡＰからＭＴに渡されるフレーム制御情報においても明示される。フレーム制御情報は、ＤＬＣＣ-ＩＤとそのＤＬＣＣ-ＩＤに相当するコネクションがＭＡＣフレーム内のどの位置から始まるかを示すスタートポインタの対応を表すものである。そこで、複数のコネクションに対して同値のスタートポインタを指定することで、ＭＴは幾つの異なるコネクションが空間多重されているかを知り、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ信号の復調動作に入ることができる。
【０１１３】
図１０は、送受信アンテナとコネクション品質要求の対応を示す図である。
ＤＬＣＣ-ＩＤの異なるコネクションを空間多重する場合、あるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションに対するデータ系列をどのアンテナで送信し、どのアンテナで受信するかの取り決めが必要となる。ＤＬＣＣ-ＩＤと送受信アンテナの対応は、論理メッセージの中で暗示することが可能である。図１０に示すように、論理メッセージの中にＳＤＭ-ＯＦＤＭのための複数のコネクション品質要求書き込まれている場合に、１番目に書き込まれているコネクション品質要求に応じて生成されるデータ系列は送信アンテナ１から送信し、受信アンテナ１系統における復調回路１で復調するものとし、２番目に書き込まれているコネクション品質要求に応じて生成されるデータ系列は送信アンテナ２から送信し、受信アンテナ系統２における復調回路２で復調するものとするようにする。
【０１１４】
以上、前記図１８（ｃ）に示すＤＬＣＣ-ＩＤ１とＤＬＣＣ-ＩＤ３のコネクションに適用したように、異なるＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭによる空間多重伝送の実施例を説明した。
【０１１５】
第２及び第３の実施の形態において、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時、コネクション変更時の、ＳＤＭ-ＯＦＤＭへの対応可否及び空間多重数を通知表明する方法のフローチャートを図１１に示す。
【０１１６】
図１１は、上述した復調手順を示すフローチャートである。また、図１２は、本実施の形態と比較するための従来の復調手順を示すフローチャートである。図中、Ｓはフローの各ステップを示す。
【０１１７】
まず、従来の復調手順は、図１２において、ステップＳ１で# of DUCsの値は０か否かを判別し、# of DUCsの値＝０のときはステップＳ２でコネクション確立要求なしとしてそのまま処理を終え、# of DUCsの値≠０のときはステップＳ３でＯＦＤＭ変調のコネクション確立要求を発行する。このように、従来は# of DUCsの値＝０か否かに応じてコネクション確立要求の有無を決定していた。
【０１１８】
第２及び第３の実施の形態では、図１１において、まず、ステップＳ１１で# of DUCsの値は０か否かを判別する。# of DUCsの値＝０のときは、ステップＳ１２で異なるＤＬＣＣ-ＩＣを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調であると決定し、ステップＳ１３でコネクション品質要求読み出しを、メッセージが空になるまで繰り返し実行し、コネクション品質要求読み出しをメッセージが空になるまで実行すると、ステップＳ１４で空間多重数を決定して処理を終える。
【０１１９】
上記ステップＳ１１で# of DUCsの値≠０のときはステップＳ１５で# of DUCsの値＝１か否かを判別する。# of DUCsの値＝１のときは、ステップＳ１６でコネクション品質要求読み出しを、メッセージが空になるまで繰り返し実行し、コネクション品質要求読み出しをメッセージが空になるまで実行すると、ステップＳ１７でコネクション品質要求数が１より大きいか（コネクション品質要求数＞１か）否かを判別する。ネクション品質要求数＞１のときは、ステップＳ１８で同一のＤＬＣＣ-ＩＤを持つコネクションのＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調であると決定し、ステップＳ１９で空間多重数を決定して処理を終える。
一方、上記ステップＳ１５で# of DUCsの値≠１のとき、あるいはステップＳ１７でネクション品質要求数≦１のときは、ステップＳ２０でＯＦＤＭ変調を行って処理を終える。
【０１２０】
なお、上記各実施の形態に係る通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムでは、集中制御型のシステムとしてＨｉＳＷＡＮシステムに適用した例であるが、もちろんＨｉＳＷＡＮシステム以外の集中制御型のシステムにも上記各実施の形態と同様の手法が適用可能である。特に、ＯＦＤＭ方式を含むマルチキャリア変調方式全般に適用できるほか、ＣＤＭＡ等の同一時刻に広帯域の周波数帯城を使用して通信を行う無線通信装置に用いられる復調装置に適用して好適である。また、通信装置等の一部に組み込まれたものであってもよい。
さらに、上記通信装置、基地局、移動端末及びデータ伝送システムを構成する各種処回路等の種類、数などは上述した各実施の形態に限られない。
【０１２１】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、ＯＦＤＭ変調信号と、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調信号の識別を容易としたデータ構成を実現することができる。
また、ＡＲＩＢ-ＳＴＤ Ｔ７０で規定されている物理メッセージフォーマット及び論理メッセージフォーマットを変更せずに、ＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調技術への対応の可否を表明することができ、コネクション確立時、コネクション変更時にＳＤＭ-ＯＦＤＭ変調を要求することができる。
これにより、例えばＨｉＳＷＡＮシステム内にＳＤＭ−ＯＦＤＭ対応機器を組み込むことを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のデータ伝送システムのＡＰの構成を示す図である。
【図２】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態のデータ伝送システムのＯＦＤＭ技術のみに対応したＡＰ及びＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態のデータ伝送システムのＯＦＤＭ技術のみに対応したＭＴと、ＯＦＤＭ及びＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術双方に対応したＡＰ及びＭＴが混在したＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のデータ伝送システムのコネクション確立時及び変更時にやり取りされる論理メッセージの構成を示す図である。
【図６】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴ主導のコネクション確立による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図７】本実施の形態のデータ伝送システムのＡＰ主導のコネクション確立による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション確立時の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図８】本実施の形態のデータ伝送システムのＭＴ主導のコネクション変更による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図９】本実施の形態のデータ伝送システムのＡＰ主導のコネクション変更による、ＡＰ−ＭＴ間のコネクション変更の論理メッセージのやり取りの手順を示す図である。
【図１０】本実施の形態のデータ伝送システムの送受信アンテナとコネクション品質要求の対応を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のデータ伝送システムの復調手順を示すフローチャートである。
【図１２】従来の無線アクセス制御方式の復調手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の無線アクセス制御方式のフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】従来の無線アクセス制御方式のＯＦＤＭ変調のみに対応したＡＰ及びＭＴから構成されるＨｉＳＷＡＮ無線セル構成の一例を示す図である。
【図１５】従来の無線アクセス制御方式のＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図である。
【図１６】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭシステムのアンテナ構成の一例を示す図である。
【図１７】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭのパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１８】従来の無線アクセス制御方式のＳＤＭ-ＯＦＤＭ技術によるフレームスケジューリングの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＡＰ（通信装置）
１１ 無線送受信用アンテナ
１２，２２ 無線処理装置
１３，２３ フレーム処理装置
１４ 中央処理装置
１５ スケジューラ
１６，２６ 上位層処理装置
２０ ＭＴ（通信装置）
２１ 無線送受信用アンテナ
１０１，２０１ ＡＰ
１０２〜１０４，２０２〜２０４ ＭＴ
Claims (6)
- 複数のアンテナを用い１つの周波数チャネルで複数のデータを多重し同時に通信する空間分割多重信号通信システムと空間分割多重しないシステムの共有システムにおいて、
第１の通信装置は第２の通信装置と論理チャンネルにて複数のコネクションを同時に確立し、
前記第１の通信装置は前記第２の通信装置から通知される情報に基づき、異なるコネクションに属するデータを異なるアンテナに分割多重してデータを送信し、
前記空間分割多重しないシステムを用い、多重する前記コネクションに関する情報と前記データを送信するアンテナに関する情報を空間分割多重信号情報として送信すること、
を特徴とする通信システム。 - 空間多重数情報を、コネクションを設定する際に通知することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
- 同時に多重して送信するコネクション数と、前記送信データの多重数とを同じとすることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
- 複数のアンテナを用い１つの周波数チャネルで複数のデータを多重し同時に通信する空間分割多重信号通信システムと空間分割多重しないシステムの共有システムに使用する通信装置であって、
前記通信装置は論理チャンネルにて複数のコネクションを同時に確立して、異なるコネクションに属するデータを異なるアンテナに分割多重してデータを送信する送信手段と、
前記空間分割多重しないシステムを用い、多重する前記コネクションに関する情報と前記データを送信するアンテナに関する情報を空間分割多重信号情報として送信する送信手段とを
有することを特徴とする通信装置。 - 空間多重数情報を、コネクションを設定する際に通知することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
- 同時に多重して送信するコネクション数と、前記送信データの多重数とを同じとすることを特徴とする請求項４記載の通信装置。
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