JP4633111B2 - 送信方法、送信装置および受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、送信方法、送信装置および受信装置に関する。

最近、無線通信技術の革命児であるＵＷＢ（Ultra Wideband）が注目を浴びている。ＵＷＢは、数ＧＨｚ幅の非常に広い帯域を使ってデータを送受信することに特徴があり、最大データ速度は１００Ｍビット／秒を上回り、高速伝送が可能であるにもかかわらず、回路の消費電力はわずか数十ｍＷ程度以下に低減可能な夢のような無線通信技術である（例えば、非特許文献１参照）。

従来のＵＷＢに関する無線通信システムの構成について以下説明する。

図１８が無線通信システムの構成の一例である。図１８において、変調部０２は、送信ディジタル信号０１を入力とし、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）変調をし、変調信号０３を出力する。フィルタ部０４は、変調信号０３を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号０５を出力し、アンテナ０６から電波として出力される。

フィルタ０８はアンテナ０７で受信した受信信号０８を入力とし、フィルタ後の受信信号１０を出力する。復調部１１は、フィルタ後の受信信号１０を入力とし、復調し、受信ディジタル信号１２を出力する。
日経エレクトロニクス２００２年３月１１日号 ｐｐ．５５−６６、産声を上げる無線の革命児Ultra Wideband

このとき、送信信号は、数ＧＨｚという広い周波数帯域幅をもち、５００Ｍｂｐｓ（bit per second）以上の伝送速度である。例えば、ユーザが、１００ｋｂｐｓの伝送しか望んでいないのに対し、図１８の無線通信システムで通信した場合、広い周波数帯域幅を占有していながら、ほとんどの時間はデータを伝送していないことになり、この無線通信システムを効率よく使用していない、つまり、周波数や時間という通信資源を有効に利用していないことになる。

以上の課題を解決するために、本発明はデータ伝送速度に対して適切な通信方式を選択することで、効率よく無線通信システムを使用することが求められる送信方法、送信装置および受信装置を提供することにある。

本発明は、送信装置が複数のデータ伝送速度に対応した無線送信部を複数具備し、受信装置も同様に複数のデータ伝送速度に対応した無線受信部を複数具備し、ユーザが必要としているデータ伝送速度に対し、送信装置が最適な無線送信部を使用し、受信装置も同様に最適な無線受信部を使用して通信を行うことで、周波数、時間などの通信資源を効率よく使用することが可能となる。

本発明によれば、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置により、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、変調信号を送信することで、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができるといった効果を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置について説明する。

図１は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。選択・合成部１０６は、送信データ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５を入力とし、送信ディジタル信号１０７、１１１、１１５を出力する。

変調部１０８は、送信ディジタル信号１０７を入力とし、変調信号１０９を出力し、アンテナ１１０から電波として出力する。

変調部１１２は、送信ディジタル信号１１１を入力とし、変調信号１１３を出力し、アンテナ１１４から電波として出力する。

変調部１１６は、送信ディジタル信号１１５を入力とし、変調信号１１７を出力し、アンテナ１１８から電波として出力する。

図２は、本実施の形態におけるアンテナまたはフィルタの周波数特性の一例を示しており、２０１はｆ１の周波数帯において１０ＭＨｚの帯域幅をもっているときの周波数特性、２０２はｆ２の周波数帯において１００ＭＨｚの帯域幅をもっている周波数特性、２０３はｆ３の周波数帯において１ＧＨｚの帯域幅をもった周波数特性、２０４はｆ１、ｆ２、ｆ３の周波数帯を包含する帯域幅をもつ周波数特性を示している。

図３は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。復調部３０３は、アンテナ３０１で受信した受信信号３０２を入力とし、受信ディジタル信号３０４を出力する。

復調部３０７は、アンテナ３０５で受信した受信信号３０６を入力とし、受信ディジタル信号３０８を出力する。

復調部３１１は、アンテナ３０９で受信した受信信号３１０を入力とし、受信ディジタル信号３１２を出力する。

電波伝搬環境推定部３１３は、受信信号３０２、３０６、３１０を入力とし、例えば、各受信信号の電界強度を推定し、各受信信号で通信を行っているかを判断し、制御信号３１４として出力する。

データ分離部３１５は、受信ディジタル信号３０４、３０８、３１２、制御信号３１４を入力とし、制御信号３１４に基づいてデータを分離し、受信データ３１６、３１７、３１８、３１９、３２０を出力する。

図４は、本実施の形態におけるデータの構成の一例を示しており、データ伝送速度情報４０１、データ４０２で構成されている。

図５は、送信フレーム構成の一例を示しており、５０１は送信データ１０１、５０２は送信データ１０２、５０３は送信データ１０３、５０４は送信データ１０４、５０５は送信データ１０５を示している。

図６は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、図１と同様に動作するものについては同一符号を付している。

フィルタ６０１は変調信号１０９を入力とし、帯域制限された変調信号６０２を出力する。

フィルタ６０３は変調信号１１３を入力とし、帯域制限された変調信号６０４を出力する。

フィルタ６０５は変調信号１１７を入力とし、帯域制限された変調信号６０６を出力する。

加算部６０７は帯域制限された変調信号６０２、６０４、６０６を入力とし、加算された変調信号６０８を出力し、アンテナ６０９から電波として出力される。

図７は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。フィルタ７０３は、受信信号７０２を入力とし、帯域制限された受信信号７０４を出力する。

フィルタ７０７は、受信信号７０２を入力とし、帯域制限された受信信号７０８を出力する。

フィルタ７１１は、受信信号７０２を入力とし、帯域制限された受信信号７１２を出力する。

復調部７０５は、帯域制限された受信信号７０４を入力とし、復調し、受信ディジタル信号７０６を出力する。

復調部７０９は、帯域制限された受信信号７０８を入力とし、復調し、受信ディジタル信号７１０を出力する。

復調部７１３は、帯域制限された受信信号７１２を入力とし、復調し、受信ディジタル信号７１４を出力する。

電波伝搬環境推定部７１５は、帯域制限された受信信号７０４、７０８、７１２を入力とし、例えば、各受信信号の電界強度を推定し、各受信信号で通信を行っているかを判断し、制御信号７１６として出力する。

データ分離部７１７は、受信ディジタル信号７０６、７１０、７１４、制御信号７１６を入力とし、制御信号３１４に基づいてデータを分離し、受信データ７１８、７１９、７２０、７２１、７２２を出力する。

以上、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７を用いて、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

送信装置について説明する。

図１の送信装置を例に説明する。

図１において、変調部１０８は、送信ディジタル信号１０７を入力とし、例えば、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）、ＰＰＭ（Pulse Position Modulation）、Ｂｉ−ＰＭ（Bi-Phase Modulation）、ＤＳ−ＳＳ（Direct Sequence Spread spectrum）、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）により変調し、変調信号１０９を出力する。このとき、変調信号１０９はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。このときアンテナ１１０は図２に示す２０１の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８Ｍｂｐｓである変調信号１０９をアンテナ１１０から電波として出力する。

同様に、変調部１１２は、送信ディジタル信号１１１を入力とし、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号１１３を出力する。このとき、変調信号１１３はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。このときアンテナ１１４は図２に示す２０２の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８０Ｍｂｐｓである変調信号１１３をアンテナ１１４から電波として出力する。

同様に、変調部１１６は、送信ディジタル信号１１５を入力とし、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号１１７を出力する。このとき、変調信号１１７はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。このときアンテナ１１８は図２に示す２０３の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８００Ｍｂｐｓである変調信号１１７をアンテナ１１８から電波として出力する。

送信データ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５は、図４のようにデータ伝送速度情報４０１、データ４０２から構成されており、送信データ１０１は１Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０２は２Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０３は２０Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０４は３０Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０５は５００Ｍｂｐｓのデータであるものとする。

選択・合成部１０６は、送信データ１０１、１０２、１０３、１０４、１０５を入力とし、それぞれのデータ伝送速度情報から、各送信データを１０７から１１０の系で送信するか、１１１から１１４の系で送信するか、１１５から１１８の系で送信するかを選択し、送信ディジタル信号１０７、１１１、１１５を出力する。

つまり、送信データ１０１は１Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０２は２Ｍｂｐｓのデータであるため、変調信号１０９を用いて伝送するため、図５のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号１０７を出力する。

同様に、送信データ１０３は２０Ｍｂｐｓのデータ、送信データ１０４は３０Ｍｂｐｓのデータであるため、変調信号１１３を用いて伝送するため、図５のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号１１１を出力する。

同様に、送信データ１０５は５００Ｍｂｐｓのデータであるため、変調信号１１７を用いて伝送するため、図５のフレーム構成にしたがった送信ディジタル信号１１５を出力する。

図６の送信装置を例に図１と構成の異なる部分について説明する。

図６のフィルタ６０１は、図２の２０１のように、周波数帯ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの特性をもっており、帯域制限された変調信号６０２は、図２の２０１の特性をもつ変調信号である。

同様に、図６のフィルタ６０３は、図２の２０２のように、周波数帯ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの特性をもっており、帯域制限された変調変調信号６０４は、図２の２０２の特性をもつ変調信号である。

同様に、図６のフィルタ６０５は、図２の２０３のように、周波数帯ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの特性をもっており、帯域制限された変調変調信号６０６は、図２の２０３の特性をもつ変調信号である。

加算部６０７は、帯域制限された変調信号６０２、６０４、６０６を入力とし、加算し、加算された変調信号６０８を出力する。

そして、アンテナ６０９は、図２の２０４のような周波数特性であり、加算された変調信号６０８を電波として出力することができる。

このように、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、変調信号を送信することで、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

次に、受信装置について説明する。

図３は、本実施の形態における受信装置の構成を示している。アンテナ３０１は、図２の周波数帯ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの周波数特性である。よって、図１のアンテナ１１０から送信された変調信号１０９のみ受信することができる。つまり、受信信号３０２は、図２の２０１の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ３０５は、図２の周波数帯ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの周波数特性である。よって、図１のアンテナ１１４から送信された変調信号１１３のみ受信することができる。つまり、受信信号３０６は、図２の２０２の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ３０９は、図２の周波数帯ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの周波数特性である。よって、図１のアンテナ１１８から送信された変調信号１１７のみ受信することができる。つまり、受信信号３１０は、図３の２０３の周波数特性をもつ信号である。

電波伝搬環境推定部３１３は、受信信号３０２、３０６、３１０を入力とし、例えば、受信電界強度を推定し、図２に示した、２０１、２０２、２０３の周波数帯に変調信号が送信されていたかを判断し、制御信号３１４として出力する。

データ分離部３１５は、受信ディジタル信号３０４、３０８、３１２、制御信号３１４を入力とし、制御信号３１４から、図２の２０１、２０２、２０３の変調信号の存在を判断する。そして、図５のように、送信されていた場合、受信ディジタル信号３０４、３０８、３１２をそれぞれ分離し、受信データ３１６、３１７、３１８、３１９、３２０を出力する。

図７は、図３とは異なる本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。

アンテナ７０１は、図２の２０４の周波数特性であり、図１で送信された変調信号１０９、１１３、１１７を受信することができ、受信信号７０２には、図２の２０１、２０２、２０３の信号成分が含まれている。

そして、フィルタ７０３は、図２の２０１の周波数特性であり、帯域制限された受信信号７０４は、図２の２０１の信号成分のみ含まれていることになる。

同様に、フィルタ７０７は、図２の２０２の周波数特性であり、帯域制限された受信信号７０８は、図２の２０２の信号成分のみ含まれていることになる。

同様に、フィルタ７１１は、図２の２０３の周波数特性であり、帯域制限された受信信号７１２は、図２の２０３の信号成分のみ含まれていることになる。

電波伝搬環境推定部７１５は、帯域制限された受信信号７０４、７０８、７１２を入力とし、例えば、受信電界強度を推定し、図２に示した、２０１、２０２、２０３の周波数帯に変調信号が送信されていたかを判断し、制御信号３１４として出力する。

データ分離部３１５は、受信ディジタル信号７０６、７１０、７１４、制御信号７１６を入力とし、制御信号７１６から、図２の２０１、２０２、２０３の変調信号の存在を判断する。そして、図５のように、送信されていた場合、受信ディジタル信号７０６、７１０、７１４をそれぞれ分離し、受信データ７１８、７１９、７２０、７２１、７２２を出力する。

これにより、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、送信された変調信号を受信することができる。

このとき、送信装置、受信装置の構成は、図１，図３，図６、図７の構成に限ったものではない。

また、周波数帯、帯域幅をそれぞれ、３種類で説明したが、これに限ったものではない。

図２のような周波数特性を例に説明したがこれに限ったものではなく、例えば、周波数特性２０１、２０２、２０３は、異なる周波数帯で説明したが、同一の周波数帯でもよい。

そして、データ伝送速度に着目して説明したが、実施の形態はこれに限ったものではない。例えば、周波数帯において、受信装置にデータが到達する遅延時間が異なるものとする。このとき、送信装置は、データ伝送時に必要とする受信装置への遅延時間により、周波数帯を選択するというように実施してもよい。また、データの要求される伝送品質から、周波数帯を選択してもよい。

以上より、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置により、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、変調信号を送信することで、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置について説明する。

図２は、本実施の形態におけるアンテナ、フィルタの周波数特性を示している。

図４は、本実施の形態における送信データの構成を示している。

図８は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。ディジタル信号生成部８０２は送信データ８０１を入力とし、送信ディジタル信号８０３を出力する。

周波数決定部８０６は、送信データ８０１を入力とし、送信データ８０１を伝送するのに必要な伝送速度を推定し、必要な伝送速度から、送信周波数帯を決定し、制御信号８０７を出力する。

変調部８０４は、送信ディジタル信号８０３、制御信号８０７を入力とし、制御信号に基づいて、変調し、変調信号８０５を出力する。

選択部８０８は、変調信号８０５、制御信号８０７を入力とし、制御信号８０７の情報である送信周波数帯情報から、アンテナ８１２、８１６、８２０のいずれかから送信するかにより、入力変調信号８０５を８０９、８１３、８１７のいずれかから出力する。

フィルタ８１０は変調信号８０９を入力とし、帯域制限された変調信号８１１を出力し、アンテナ８１２から電波として出力する。

フィルタ８１４は変調信号８１３を入力とし、帯域制限された変調信号８１５を出力し、アンテナ８１６から電波として出力する。

フィルタ８１８は変調信号８１７を入力とし、帯域制限された変調信号８１９を出力し、アンテナ８２０から電波として出力する。

図９は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。フィルタ９０３はアンテナ９０１で受信した受信信号９０２を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号９０４を出力する。

フィルタ９０７はアンテナ９０５で受信した受信信号９０６を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号９０８を出力する。

フィルタ９１１はアンテナ９０９で受信した受信信号９１０を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号９１２を出力する。

電波伝搬環境推定部９１３は、帯域制限された変調信号９０４、９０８、９１２を入力とし、例えば、各帯域制限された変調信号の電界強度を推定し、電界強度から通信が行われている周波数帯を推定し、制御信号９１４として出力する。

復調部９１５は、帯域制限された変調信号９０４、９０８、９１２、制御信号９１４を入力とし、制御信号９１４に基づいて、帯域制限された変調信号９０４、９０８、９１２のいずれかの信号を復調し、受信ディジタル信号９１６を出力する。

図１０は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、図８と同様に動作するものについては同一符号を付した。

選択部１００７は、帯域制限された変調信号８１１、８１５、８１９、制御信号８０７を入力とし、制御信号８０７に基づいて、帯域制限された変調信号８１１、８１５、８１９のいずれかを送信する信号として選択し、送信信号１００８として出力し、アンテナ１００９から電波として出力される。

図１１は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、フィルタ１１０３は、アンテナ１１０１で受信した受信信号１１０２を入力とし、帯域制限し、帯域制限した変調信号１１０４を出力する。

フィルタ１１０５は、アンテナ１１０１で受信した受信信号１１０２を入力とし、帯域制限し、帯域制限した変調信号１１０６を出力する。

フィルタ１１０７は、アンテナ１１０１で受信した受信信号１１０２を入力とし、帯域制限し、帯域制限した変調信号１１０８を出力する。

電波伝搬環境推定部１１０９は、帯域制限された変調信号１１０４、１１０６、１１０８を入力とし、例えば、各帯域制限された変調信号の電界強度を推定し、電界強度から通信が行われている周波数帯を推定し、制御信号１１１０として出力する。

復調部１１１１は、帯域制限された変調信号１１０４、１１０６、１１０８、制御信号１１１０を入力とし、制御信号１１１０に基づいて、帯域制限された変調信号１１０４、１１０６、１１０８のいずれかの信号を復調し、受信ディジタル信号１１１２を出力する。

以上、図２、図４、図８、図９、図１０、図１１を用いて、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

送信装置について説明する。

図８の送信装置を例に説明する。

図８において、送信データ８０１は例えば、図４のように、必要とするデータ伝送速度の情報とデータから構成されているものとする。このとき、周波数帯決定部８０６は、送信データ８０１を入力とし、必要とするデータ伝速度から、周波数帯を選択し、選択した周波数帯の情報を制御信号８０７として出力する。

変調部８０４は、送信ディジタル信号８０３、制御信号８０７を入力とし、制御信号８０７の選択した周波数情報から伝送速度に応じて、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号８０５を出力する。このとき、変調信号８０５はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。

選択部８０８は、変調信号８０５、制御信号８０７を入力と、制御信号８０７に基づいて、周波数帯を選択し、８０９、８１３、８１７、いずれかから変調信号８０５を出力する。

アンテナ８１２、および、フィルタ８１０は図２に示す２０１の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８Ｍｂｐｓである変調信号８０９をアンテナ８１２から電波として出力する。

アンテナ８１６、および、フィルタ８１４は図２に示す２０２の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８０Ｍｂｐｓである変調信号８１３をアンテナ８１６から電波として出力する。

アンテナ８２０、および、フィルタ８１８は図２に示す２０３の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８００Ｍｂｐｓである変調信号８１７をアンテナ８２０から電波として出力する。

図１０の送信装置を例に図８と構成の異なる部分について説明する。

選択部１００７は制御信号８０７を入力とし、制御信号８０７で選択周波数帯の変調信号８１１、８１５、８１９のいずれかを選択し、アンテナ１００９を出力する。このとき、アンテナ１００９は図２の２０４の特性であるため、変調信号８１１、８１５、８１９のすべての変調信号を出力することに対応している。

このように、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、変調信号を送信することで、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

次に、受信装置について説明する。

図９は、本実施の形態における受信装置の構成を示している。

アンテナ９０１、および、フィルタ９０３は、図２の周波数帯ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの周波数特性である。よって、図８のアンテナ８１２から送信された変調信号８１１のみ受信することができる。つまり、受信信号９０４は、図２の２０１の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ９０５、および、フィルタ９０７は、図２の周波数帯ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの周波数特性である。よって、図８のアンテナ８１６から送信された変調信号８１５のみ受信することができる。つまり、受信信号９０８は、図２の２０２の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ９０９、および、フィルタ９１１は、図２の周波数帯ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの周波数特性である。よって、図８のアンテナ８２０から送信された変調信号８１９のみ受信することができる。つまり、受信信号９１２は、図３の２０３の周波数特性をもつ信号である。

電波伝搬環境推定部９１３は、帯域制限された受信信号９０４、９０８、９１２を入力とし、例えば、受信電界強度を推定し、図２に示した、２０１、２０２、２０３の周波数帯のいずれかの変調信号が送信されていたかを判断し、制御信号９１４として出力する。

復調部９１５は、帯域制限された変調信号９０４、９０８、９１２、制御信号９１４を入力とし、制御信号９１４に基づき、帯域制限された変調信号９０４、９０８、９１２のいずれかを復調し、受信ディジタル信号９１６を出力する。

図１１は、図９とは異なる本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。

アンテナ１１０１は、図２の２０４の周波数特性であり、図８で送信された変調信号を受信することができ、受信信号１１０２には、図２の２０１、２０２、２０３のいずれかの信号成分が含まれている。

そして、フィルタ１１０３は、図２の２０１の周波数特性であり、帯域制限された受信信号１１０４は、図２の２０１の信号成分のみ含まれていることになる。

同様に、フィルタ１１０５は、図２の２０２の周波数特性であり、帯域制限された受信信号１１０６は、図２の２０２の信号成分のみ含まれていることになる。

同様に、フィルタ１１０７は、図２の２０３の周波数特性であり、帯域制限された受信信号１１０８は、図２の２０３の信号成分のみ含まれていることになる。

電波伝搬環境推定部１１０９は、帯域制限された受信信号１１０４、１１０６、１１０７を入力とし、例えば、受信電界強度を推定し、図２に示した、２０１、２０２、２０３のいずれの周波数帯に変調信号が送信されていたかを判断し、制御信号１１１０として出力する。

復調部１１１１は、帯域制限された変調信号１１０４、１１０６、１１０８、制御信号１１１０を入力とし、制御信号１１１０が示す周波数帯の変調信号を復調し、受信ディジタル信号１１１２を出力する。

これにより、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、送信された変調信号を受信することができる。

このとき、送信装置、受信装置の構成は、図８、図９、図１０、図１１の構成に限ったものではない。

また、周波数帯、帯域幅をそれぞれ、３種類で説明したが、これに限ったものではない。

図２のような周波数特性を例に説明したがこれに限ったものではなく、例えば、周波数特性２０１、２０２、２０３は、異なる周波数帯で説明したが、同一の周波数帯でもよい。

そして、データ伝送速度に着目して説明したが、実施の形態はこれに限ったものではない。例えば、周波数帯において、受信装置にデータが到達する遅延時間が異なるものとする。このとき、送信装置は、データ伝送時に必要とする受信装置への遅延時間により、周波数帯を選択するというように実施してもよい。また、データの要求される伝送品質から、周波数帯を選択してもよい。

以上より、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置により、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、変調信号を送信することで、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信し、通信のための制御情報を送信データを送信する周波数帯とは異なる周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置について説明する。

図２は、本実施の形態におけるアンテナ、フィルタの周波数特性を示している。

図４は、本実施の形態における送信データの構成を示している。

図１２は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示している。選択部１２０２は、送信データ１２０１を入力とし、送信データを送信するデータチャネルを選択し、送信ディジタル信号を１２０９、１２１５いずれかから出力する。また、そのときの制御チャネル送信ディジタル信号１２０３を出力する。

変調部１２０４は、制御チャネル送信ディジタル信号１２０３を入力とし、変調信号１２０５を出力する。

フィルタ１２０６は、変調信号１２０５を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号１２０７を出力し、アンテナ１２０８から電波として出力される。

変調部１２１０は、送信ディジタル信号１２０９を入力とし、変調信号１２１１を出力する。

フィルタ１２１２は、変調信号１２１１を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号１２１３を出力し、アンテナ１２１４から電波として出力される。

変調部１２１６は、送信ディジタル信号１２１５を入力とし、変調信号１２１７を出力する。

フィルタ１２１８は、変調信号１２１７を入力とし、帯域制限し、帯域制限された変調信号１２１９を出力し、アンテナ１２２０から電波として出力される。

図１３は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示している。フィルタ１３０３は、アンテナ１３０１から受信された受信信号１３０２を入力とし、帯域制限をし、帯域制限された受信信号１３０４を出力する。

復調部１３０５は、帯域制限された受信信号１３０４を入力とし、受信ディジタル信号１３０６を出力する。

フィルタ１３０９は、アンテナ１３０７から受信された受信信号１３０８を入力とし、帯域制限をし、帯域制限された受信信号１３１０を出力する。

復調部１３１１は、帯域制限された受信信号１３１０を入力とし、受信ディジタル信号１３１２を出力する。

フィルタ１３１５は、アンテナ１３１３から受信された受信信号１３１４を入力とし、帯域制限をし、帯域制限された受信信号１３１６を出力する。

復調部１３１７は、帯域制限された受信信号１３１６を入力とし、受信ディジタル信号１３１８を出力する。

選択部１３１９は、受信ディジタル信号１３０６、１３１２、１３１８を入力とし、制御チャネルの受信ディジタル信号１３０６に基づいて、受信ディジタル信号１３１２、１３１８のいずれかを選択し、受信データ１３２０として出力する。

図１４は、本実施の形態における送信フレーム構成の一例を示している。１４０１は変調方式情報、１４０２は誤り訂正方式情報、１４０３は送信周波数情報、１４０４はフレーム構成情報、１４０５、１４０６は送信データを示している。

図１５は、本実施の形態における送信装置の構成の一例を示しており、図１２と同様に動作するものについては、同一符号を付した。１５０１、１５０２は送信データである。

図１６は、本実施の形態における受信装置の構成の一例を示しており、図１３と同様に動作するものには同一符号を付した。１６０１、１６０２は受信データである。

図１７は、本実施の形態における送信フレーム構成の一例を示しており、図１４と同様に動作するものについては同一符号を付した。１７０１は送信データ１２０１、１７０２は送信データ１５０１、１７０３は送信データ１５０２である。

以上、図２、図４、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７を用いて、本実施の形態における送信装置および受信装置の動作について詳しく説明する。

送信装置について説明する。

図１２の送信装置を例に説明する。

図１２において、送信データ１２０１は例えば、図４のように、必要とするデータ伝送速度の情報とデータから構成されているものとする。そして、選択部１２０２は、送信データ１２０１を入力とし、送信データ１２０１をどのように送信するか、を決定する。例えば、周波数帯、変調方式、フレーム構成、誤り訂正などである。これら情報を、制御チャネルで送信するため、制御チャネル送信ディジタル信号１２０３として出力する。そして、送信データ１２０１は、例えば必要とする伝送速度を考慮し、送信ディジタル信号１２０９、１２１５のいずれかとして出力する。そのときの送信フレーム構成の一例は図１４のとおりである。制御チャネルからは、変調方式情報、誤り訂正方式情報、送信周波数情報、フレーム構成情報が送信される。そして、送信データは、データチャネルいずれかから、例えば、図１４のように送信される。

変調部１２０４は、制御チャネル送信ディジタル信号１２０３を入力とし、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号１２０５を出力する。このとき、変調信号１２０５はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。

同様に、変調部１２１０は、送信ディジタル信号１２０９を入力とし、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号１２１１を出力する。このとき、変調信号１２１１はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。

同様に、変調部１２１６は、送信ディジタル信号１２１５を入力とし、例えば、ＰＡＭ、ＰＰＭ、Ｂｉ−ＰＭ、ＤＳ−ＳＳ、ＢＰＳＫにより変調し、変調信号１２１７を出力する。このとき、変調信号１２１７はベースバンド信号であり、搬送波を用いていないのが特徴である。

アンテナ１２０８、および、フィルタ１２０６は図２に示す２０１の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８Ｍｂｐｓである変調信号１２０７をアンテナ１２０８から電波として出力する。

アンテナ１２１４、および、フィルタ１２１２は図２に示す２０２の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８０Ｍｂｐｓである変調信号１２１３をアンテナ１２１４から電波として出力する。

アンテナ１２２０、および、フィルタ１２１８は図２に示す２０３の周波数特性、つまり、周波数帯域ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの特性をもっており、これにより、例えば、最大データ伝送速度８００Ｍｂｐｓである変調信号１２１９をアンテナ１２２０から電波として出力する。

このように、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、また、制御チャネルを別途確保し、送信方法の情報を伝送することで、的確に受信することができ、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

次に、受信装置について説明する。

図１３は、本実施の形態における受信装置の構成を示している。

アンテナ１３０１、および、フィルタ１３０３は、図２の周波数帯ｆ１、帯域幅１０ＭＨｚの周波数特性である。よって、図１２のアンテナ１２０８から送信された変調信号１２０７のみ受信することができる。つまり、受信信号１３０４は、図２の２０１の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ１３０７、および、フィルタ１３０９は、図２の周波数帯ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの周波数特性である。よって、図１２のアンテナ１２１４から送信された変調信号１２１３のみ受信することができる。つまり、受信信号１３１０は、図２の２０２の周波数特性をもつ信号である。

同様に、アンテナ１３１３、および、フィルタ１３１５は、図２の周波数帯ｆ３、帯域幅１ＧＨｚの周波数特性である。よって、図１２のアンテナ１２２０から送信された変調信号１２１９のみ受信することができる。つまり、受信信号１３１６は、図３の２０３の周波数特性をもつ信号である。

そして、選択部１３１９は、受信ディジタル信号１３０６、１３１２、１３１８を入力とし、制御チャネルの受信ディジタル信号１３０６に基づいて、受信ディジタル信号１３１２、１３１８を選択し、受信データ１３２０を出力する。

これにより、制御チャネルから、送信方法が伝送されており、受信装置は、この情報を受信することで、的確にデータを得ることができる。

次に、上述とは異なる構成について説明する。

図１５は、送信装置の構成を示しており、図１２と異なり、送信データ１２０１、１５０１、１５０２がパラレルに３系統入力される。そして、図１７に示すように、２つのデータチャネルから、送信データ、１２０１、１５０１、１５０２が送信される。

図１６は、受信装置の構成を示しており、図１５の送信装置で送信された送信データ１２０１、１５０１、１５０２に相当する受信データ１３２０、１６０１、１６０２が出力される。

以上のように、複数のデータを同時に、送信、受信する構成においても実施することができる。

このとき、送信装置、受信装置の構成は、図１２、図１３、図１５、図１６の構成に限ったものではない。

また、周波数帯、帯域幅をそれぞれ、３種類で説明したが、これに限ったものではない。

図２のような周波数特性を例に説明したがこれに限ったものではなく、例えば、周波数特性２０１、２０２、２０３は、異なる周波数帯で説明したが、同一の周波数帯でもよい。

そして、データ伝送速度に着目して説明したが、実施の形態はこれに限ったものではない。例えば、周波数帯において、受信装置にデータが到達する遅延時間が異なるものとする。このとき、送信装置は、データ伝送時に必要とする受信装置への遅延時間により、周波数帯を選択するというように実施してもよい。また、データの要求される伝送品質から、周波数帯を選択してもよい。

以上より、無線通信に用いられ、搬送波周波数を用いない変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信し、送信データをいずれかの周波数帯から送信し、通信のための制御情報を送信データを送信する周波数帯とは異なる周波数帯から送信する送信方法、および、それを用いた送信装置、受信装置により、送信データの要求される伝送速度に応じて、送信伝送系を選択し、また、制御チャネルを別途確保し、送信方法の情報を伝送することで、的確に受信することができ、周波数、時間などの通信資源を有効に活用することができる。

本発明第１の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第１の実施の形態におけるアンテナ、フィルタの周波数特性を示す図 同第１の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第１の実施の形態における送信データの構成を示す図 同第１の実施の形態における送信フレーム構成を示す図 同第１の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第１の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第２の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第２の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第２の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第２の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第３の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第３の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第３の実施の形態における送信フレーム構成を示す図 同第３の実施の形態における送信装置の構成を示す図 同第３の実施の形態における受信装置の構成を示す図 同第３の実施の形態における送信フレーム構成を示す図 従来の無線通信装置の構成を示す図

符号の説明

１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 送信データ
１０６ 選択・合成部
１０７、１１１、１１５ 送信ディジタル信号
１０８、１１２、１１６ 変調部
１０９、１１３、１１７ 変調信号
１１０、１１４、１１８ アンテナ
２０１、２０２、２０３ フィルタの周波数特性
３０１、３０５、３０９ アンテナ
３０２、３０６、３１０ 受信信号
３０３、３０７、３１１ 復調部
３０４、３０８、３１２ 受信ディジタル信号
３１３ 電波伝搬環境推定部
３１４ 制御信号
３１５ データ分離部
３１６、３１７、３１８、３１９、３２０ 受信データ
４０１ データ伝送速度情報
４０２ データ
６０１、６０３、６０５ フィルタ
６０２、６０４、６０６ 帯域制限された変調信号
６０７ 加算部
６０８ 加算された変調信号
７０３、７０７、７１１ フィルタ
７０４、７０８、７１２ 帯域制限された受信信号
８０６ 周波数帯決定部
１２０３ 制御チャネル送信ディジタル信号
１４０１ 変調方式情報
１４０２ 誤り訂正方式情報
１４０３ 送信周波数情報
１４０４ フレーム構成情報

Claims (7)

1. パルスに基づく変調方法を用いた複数の送信方法の変調信号を異なる周波数帯から送信する送信方法であって、
   送信データを含む変調信号をいずれかの周波数帯から送信するステップと、
   前記変調信号を送信する周波数帯とは異なる周波数帯から、通信のための制御情報を送信するステップと、
   からなる送信方法。
2. 前記通信のための制御情報に、送信データを送信する周波数帯情報を含める、請求項１記載の送信方法。
3. 前記送信データに必要な伝送速度に応じて周波数帯を選択するステップを更に含む、請求項１又は請求項２記載の送信方法。
4. 送信ディジタル信号を入力し、パルスに基づく変調方法で変調して変調信号を出力する複数の変調部と、
   前記複数の変調部から出力される送信データを含む変調信号を、周波数帯を異ならせて送信し、前記変調信号を送信する周波数帯とは異なる周波数帯から、通信のための制御情報を送信する送信部と、
   を具備する送信装置。
5. 前記送信データに必要な伝送速度に応じて周波数帯を選択する選択部を更に含む、請求項４記載の送信装置。
6. 通信のための制御情報を復調する復調部と、
   パルスに基づく変調方法で変調された受信信号であって、前記通信のための制御情報と異なる周波数帯域の受信信号を復調する複数の復調部と、
   前記通信のための制御情報及び前記受信信号を入力し、前記通信のための制御情報から前記受信信号が存在する周波数帯を推定し、前記推定された周波数帯の受信信号の選択を行う選択部と、
   を具備する受信装置。
7. 前記受信信号は、必要な伝送速度に応じて周波数帯が異なる信号である請求項６記載の受信装置。
   

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