JPWO2007004461A1 - 無線装置 - Google Patents

Abstract

状況に応じてデータレートを決定したい。制御部３０は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるためのレート要求信号を所定の頻度にて送信する。また、制御部３０は、レート情報を通信対象の無線装置から受信する。制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定する。さらに、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートについての信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、レート要求信号を送信する頻度を下げる。

Description

本発明は、送信技術および通信技術に関し、特にデータレートを変更しながら通信を実行する無線装置に関する。

高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮにおけるバースト信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して伝送され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は一般的に伝送路推定を動的に実行する。

受信装置が伝送路推定を実行するために、バースト信号内に、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、バースト信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、バースト信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
Ｓｉｎｅｍ Ｃｏｌｅｒｉ，Ｍｕｓｔａｆａ Ｅｒｇｅｎ，Ａｎｕｊ Ｐｕｒｉ， ａｎｄ Ａｈｍａｄ Ｂａｈａｉ，"Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｉｎ ＯＦＤＭ Ｓｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．

ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれにおいて、処理対象の信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する。このようなアダプティブアレイアンテナ技術を利用して、データレートを高速化するための技術にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）システムがある。当該ＭＩＭＯシステムは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、それぞれのアンテナに対応したチャネルを設定する。すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までのチャネルを設定することによって、データレートを向上させる。さらに、このようなＭＩＭＯシステムに、ＯＦＤＭ変調方式を組合せれば、データレートはさらに高速化される。

ＭＩＭＯシステムにおいて、データの通信に使用すべきアンテナの数を増減することによって、データレートの調節も可能になる。さらに、適応変調の適用によって、データレートの調節がより詳細になされる。このようなデータレートの調節を確実に実行するために、送信装置は、受信装置から、受信装置との間の無線伝送路に適したデータレートに関する情報（以下、「レート情報」という）を取得している方が望ましい。一方、ＭＩＭＯシステムにおいてレート情報を取得するために、送信装置は、受信装置に対して、レート情報の送信を要求するための信号（以下、「レート要求信号」という）を送信する。

また、ＭＩＭＯシステムでの送信装置と受信装置におけるアンテナの指向性パターンの組合せは、例えば、以下の通りである。ひとつは、送信装置のアンテナがオムニパターンを有し、受信装置のアンテナがアダプティブアレイ信号処理でのパターンを有する場合である。別のものは、送信装置のアンテナと受信装置のアンテナの両者が、アダプティブアレイ信号処理でのパターンを有する場合である。前者の方がシステムを簡略化できるが、後者の方が、アンテナの指向性パターンをより詳細に制御できるので、特性を向上できる。後者の場合、送信装置が送信のアダプティブアレイ信号処理を実行するために、受信装置から、伝送路推定用の既知信号を予め受信する必要がある。アダプティブアレイアンテナ制御の精度を向上させるために、送信装置は、送信装置に含まれた複数のアンテナと、受信装置に含まれた複数のアンテナ間のそれぞれの伝送路特性を取得する方が望ましい。そのため、受信装置は、すべてのアンテナから伝送路推定用の既知信号を送信する。以下、データの通信に使用すべきアンテナの本数に関係なく、複数のアンテナから送信される伝送路推定用の既知信号を「トレーニング信号」という。

本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。受信装置によるレート情報の決定に誤差が含まれていれば、ＭＩＭＯシステムによる通信に誤りが生じ、伝送品質の低下および実効的なデータレートの低下がもたらされる。そのため、受信装置によるレート情報の決定は、正確になされる必要がある。一方、レート情報の決定の精度は、受信装置によって異なる。すなわち、レート情報を正確に決定している受信装置もあれば、ある程度の精度にてレート情報を決定している受信装置もある。この場合、後者のレート情報をもとにデータレートを設定すると、当該データレートにて送信したデータに誤りが生じる可能性がある。また、レート要求信号が所定の頻度にて送信されても、送信装置が精度の低いレート情報しか取得できなければ、レート要求信号の送信は不要といえる。また、このようなレート要求信号の送信によって、周波数利用効率の低下がもたらされる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、状況に応じてデータレートを決定する送信技術および通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信する送信部と、送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備える。送信部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、要求信号を送信する頻度を下げる。

「所定の頻度」とは、タイマーによって決定されてもよく、ある種のパケットの送受信をトリガに決定されてもよく、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と同様のある種のランダム時間によって決定されてもよく、伝送路特性がある一定量以上変動したタイミングによって決定されてもよい。つまり、固定的な間隔に限定されず、何等かの条件を満たした場合に送信されることであればよい。「データレート」を決定する要因には、一例として、変調方式、誤り訂正の符号化率、ＭＩＭＯシステムにおいて使用されるアンテナの本数がある。ここでは、「データレート」がこれらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。

この態様によると、データレートの信頼性が低ければ、これに対応した無線装置から応答信号を受信する必要性は、低いといえるので、要求信号の送信頻度を下げることによって、周波数の有効利用を実現できる。

受信部が受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、設定部によってデータレートが設定されたデータを送信部から送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得する取得部をさらに備えてもよい。送信部は、取得部において取得したエラーの程度に応じて、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定してもよい。この場合、データを正常に伝送できたかの情報をもとに信頼性の高さを特定するので、特定の精度を向上できる。

通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定する測定部と、測定部において測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出する導出部とをさらに備えてもよい。送信部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出部において導出したデータレートとの差異をもとに、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定してもよい。

「無線伝送路の品質」は、無線回線の品質であり、これは、任意のパラメータによって評価されればよく、例えば、信号強度、遅延スプレッド、干渉量を含む。また、これらの組合せによって評価されてもよい。この場合、自ら導出したデータレートと受けとったデータレートを比較するので、受けとったデータレートの信頼性の高さに加え、データレートが高すぎるかあるいは低すぎるかも特定できる。

受信部において通信対象の無線装置から受信した情報であって、かつ当該通信対象の無線装置との間の無線伝送路特性に関する情報をもとに、データレートを導出する導出部とをさらに備えてもよい。送信部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出部において導出したデータレートとの差異をもとに、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定してもよい。「無線伝送路特性に関する情報」には、応答特性、遅延プロファイル、信号強度が含まれる。この場合、無線伝送路特性からデータレートに関する情報を自ら導出し、これを信頼性の高さの特定に使用するので、特定の精度を向上できる。

本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信する送信部と、送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備える。設定部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、応答信号に含まれたデータレートとは異なったデータレートを設定する。

この態様によると、応答信号に含まれたデータレートの信頼性が低ければ、これとは別のデータレートを設定するので、データが誤る可能性を低減できる。

受信部が受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、設定部によってデータレートが設定されたデータを送信部から送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得する取得部をさらに備えてもよい。設定部は、取得部において取得したエラーがしきい値よりも多ければ、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定し、応答信号に含まれたデータレートよりも低いデータレートを設定してもよい。この場合、データが伝送できたかの情報をもとに信頼性の高さを特定するので、特定の精度を向上できる。

送信部は、設定部によって、応答信号に含まれたデータレートよりも低いデータレートが設定される場合に、要求信号を送信してもよい。この場合、低いデータレートの設定とともに要求信号を送信するので、伝送路特性に適したデータレートを取得でき、低いデータレートの設定期間を短くできる。

通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定する測定部と、測定部において測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出する導出部とをさらに備えてもよい。設定部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出部において導出したデータレートとの差異がしきい値よりも大きければ、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定してもよい。この場合、自ら導出したデータレートと受けとったデータレートを比較するので、受けとったデータレートの信頼性の高さに加え、データレートが高すぎるかあるいは低すぎるかも特定できる。

受信部において通信対象の無線装置から受信した情報であって、かつ当該通信対象の無線装置との間の無線伝送路特性に関する情報をもとに、データレートを導出する導出部とをさらに備えてもよい。設定部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出部において導出したデータレートとの差異がしきい値よりも大きければ、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定してもよい。この場合、この場合、無線伝送路特性からデータレートに関する情報を自ら導出し、これを信頼性の高さの特定に使用するので、特定の精度を向上できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信する送信部と、送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備える。送信部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートの変動が予め定めたしきい値よりも小さければ、要求信号を送信する頻度を下げる。

この態様によると、データレートの変動が少なければ、ある程度の期間にわたって一定のデータレートが使用されるので、データレートの要求信号を送信しなくても、特性の悪化を抑制できながら伝送効率を向上できる。

また、送信部は、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートの変動が予め定めたしきい値以上であれば、要求信号を送信する頻度を上げてもよい。この場合、データレートの変動が多ければ、要求信号の送信頻度を上げるので、最新のデータレートを取得でき、受信特性を向上できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信する送信部と、送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備える。送信部は、通信対象の無線装置に対して送信すべきデータに関する情報を取得し、取得した情報に応じて要求信号の送信を決定する。

この態様によると、送信すべきデータに関する情報に応じて、要求信号を送信するので、必要とされるときにデータレートに関する情報を更新できる。

送信部は、データに関する情報として、送信すべきデータの量を取得し、取得したデータの量がしきい値よりも大きければ、要求信号の送信を決定してもよい。この場合、データの量が多い場合に、最新の情報にてデータレートを設定できるので、伝送効率を向上できる。

送信部は、データに関する情報として、送信すべきデータの優先度を取得し、取得したデータの優先度がしきい値よりも高ければ、要求信号の送信を決定してもよい。この場合、データの優先度が高い場合に、最新の情報にてデータレートを設定できるので、優先度の高いデータを高い確率にて伝送できる。

送信部は、要求信号を送信する際に、データを送信する際に希望するデータレートについての情報を含める。「データレートについての情報」とは、送信部が送信を実行する際のデータレートであってもよく、送信部によって送信されるビデオや音声の符号化についての情報であってもよい。つまり、送信部によって最終的にどれくらいのデータレートが要求されるかが、通信対象の無線装置において認識されるような情報であればよい。この場合、データを送信する際に希望するデータレートについての情報を含めながら要求信号を送信するので、通信対象の無線装置に対して、希望に応じたデータレートを決定させることができる。

送信部は、複数のアンテナと、複数のアンテナから送信すべきパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を生成する生成部とを備えてもよい。生成部は、要求信号を送信する際に、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号を含めるように、パケット信号を生成してもよい。この場合、複数のアンテナから既知信号を送信し、送信側のアンテナと受信側のアンテナの組合せによって形成される伝送路特性を推定させるので、データレートを正確に決定させることができる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信する受信部と、受信部において受信した報知信号をもとに、受信部においてデータを受信する際のデータレートを決定する決定部と、決定部において決定したデータレートを情報として含めながら、通信対象となるべき無線装置に対して、通信開始の要求信号を送信する送信部と、を備える。

この態様によると、報知信号の段階においてデータレートを決定し、通信を開始する際には、決定されたデータレートを使用するので、伝送路特性に適したデータレートを通信の最初から使用できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信する受信部と、受信部において受信した報知信号をもとに、受信部においてデータを受信する際のデータレートを決定する決定部と、決定部において決定したデータレートを情報として含めながら、通信対象となるべき無線装置に対して、通信を開始する際に必要とされる信号を送信する送信部と、を備える。

この態様によると、報知信号の段階においてデータレートを決定し、通信を開始する際には、決定されたデータレートを使用するので、伝送路特性に適したデータレートを通信の最初から使用できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備える。受信部は、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を導出し、送信部は、受信部において導出した品質に応じて、受信部が要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信する。

この態様によると、要求信号を受信していなくても、応答信号を送信するので、通信対象の無線装置における受信状態に応じて、通信対象の無線装置から積極的にデータレートを変更できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備える。受信部は、要求信号を受信してからの期間を測定し、送信部は、受信部において測定した期間に応じて、受信部が要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信する。

この態様によると、要求信号を受信していなくても、応答信号を送信するので、通信対象の無線装置における受信状態に応じて、通信対象の無線装置から積極的にデータレートを変更できる。

受信部において受信した要求信号をもとに、データレートを特定する特定部をさらに備えてもよい。受信部は、通信対象の無線装置に備えられた複数のアンテナから送信されたパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を複数のアンテナによって受信し、特定部は、要求信号として、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号が含められたパケット信号のうち、既知信号をもとにデータレートを特定してもよい。この場合、複数のアンテナからの既知信号を受信し、送信側のアンテナと受信側のアンテナの組合せによって形成される伝送路特性を推定するので、データレートを正確に決定できる。

本発明のさらに別の態様もまた、無線装置である。この装置は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、受信部において受信した要求信号に対応すべきデータレートについての情報を生成する生成部と、受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつ生成部において生成した情報が含まれた応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備える。生成部は、生成したデータレートについての情報に対する信頼性の情報も生成し、送信部は、信頼性の情報も応答信号に含める。

この態様によると、信頼性の情報も送信するので、より詳細なデータレートの設定をさせることができる。

本発明のさらに別の態様は、送信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信する送信方法であって、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信し、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定しており、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、要求信号を送信する頻度を下げる。

本発明のさらに別の態様もまた、送信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信しており、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信し、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定する送信方法であって、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、応答信号に含まれたデータレートとは異なったデータレートを設定する。

本発明のさらに別の態様もまた、送信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信するステップと、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信するステップと、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定するステップと、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、要求信号を送信する頻度を下げるステップ、とを備える。

受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、データレートが設定されたデータを送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得するステップをさらに備え、下げるステップは、取得したエラーの程度に応じて、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定してもよい。通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定するステップと、測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出するステップとをさらに備える。下げるステップは、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出したデータレートとの差異をもとに、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定してもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、送信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信するステップと、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信するステップと、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定するステップとを備える。設定するステップは、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、応答信号に含まれたデータレートとは異なったデータレートを設定する。

受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、データレートが設定されたデータを送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得するステップをさらに備える。設定するステップは、取得したエラーがしきい値よりも多ければ、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定し、応答信号に含まれたデータレートよりも低いデータレートを設定してもよい。通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定するステップと、測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出するステップとをさらに備える。設定するステップは、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、導出したデータレートとの差異がしきい値よりも大きければ、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定してもよい。

複数のアンテナから送信すべきパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を生成するステップとを備える。生成するステップは、要求信号を送信する際に、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号を含めるように、パケット信号を生成してもよい。

本発明のさらに別の態様は、通信方法である。この方法は、通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信するステップと、受信した報知信号をもとに、データを受信する際のデータレートを決定するステップと、決定したデータレートを情報として含めながら、通信対象となるべき無線装置に対して、通信開始の要求信号を送信するステップと、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信し、受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する通信方法であって、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を導出し、導出した品質に応じて、要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信する。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信し、受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する通信方法であって、要求信号を受信してからの期間を測定し、測定した期間に応じて、要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信する。

通信対象の無線装置に備えられた複数のアンテナから送信されたパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を複数のアンテナによって受信し、要求信号として、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号が含められたパケット信号のうち、既知信号をもとにデータレートを特定してもよい。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信するステップと、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信するステップと、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定するステップとを備える。送信するステップは、受信した応答信号に含まれたデータレートの変動が予め定めたしきい値よりも小さければ、要求信号を送信する頻度を下げる。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信するステップと、送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信するステップと、受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定するステップとを備える。送信するステップは、通信対象の無線装置に対して送信すべきデータに関する情報を取得し、取得した情報に応じて要求信号の送信を決定する。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信するステップと、受信した報知信号をもとに、データを受信する際のデータレートを決定するステップと、決定したデータレートを情報として含めながら、通信対象となるべき無線装置に対して、通信を開始する際に必要とされる信号を送信するステップと、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、通信方法である。この方法は、可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信するステップと、受信した要求信号に対応すべきデータレートについての情報を生成するステップと、受信した要求信号に対する応答信号であって、かつ生成した情報が含まれた応答信号を通信対象の無線装置に送信するステップとを備える。生成するステップは、生成したデータレートについての情報に対する信頼性の情報も生成し、送信するステップは、信頼性の情報も応答信号に含める。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、状況に応じてデータレートを決定できる。

本発明の実施例１に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。 本発明の実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムでのバーストフォーマットの構成を示す図である。 図２の通信システムでの通信手順を示すシーケンス図である。 図２の通信システムでの別の通信手順を示すシーケンス図である。 図２の第１無線装置の構成を示す図である。 図６における周波数領域の信号の構成を示す図である。 図６の第１処理部の構成を示す図である。 図２の通信システムにおける信頼性の評価手順を示すシーケンス図である。 図６の第１無線装置におけるデータレートの設定順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る通信システムにおける通信開始の手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施例３に係る通信システムにおけるデータレートの設定手順を示すシーケンス図である。 図２の第２無線装置におけるレート情報の送信手順を示すフローチャートである。 図６の第１無線装置におけるデータレートの設定手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る送信装置の構成を示す図である。 図１６（ａ）−（ｂ）は、図１５の送信装置において生成されるバースト信号のバーストフォーマットを示す図である。 図１５の送信装置において生成されるバースト信号の別のバーストフォーマットを示す図である。 本発明の実施例１の変形例１に係る信頼性の特定手順を示すシーケンス図である。 図１８の第１無線装置における信頼性の評価手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１の変形例２に係る送信間隔の設定手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１の変形例３において図６のレート情報管理部に記憶されるしきい値とデータレートとの関連を示す図である。 本発明の実施例５に係る通信手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例６に係るパケット信号の配置を示す図である。

符号の説明

１０ 無線装置、 １２ アンテナ、 １４ アンテナ、 ２０ 無線部、 ２２ 処理部、 ２４ 変復調部、 ２６ ＩＦ部、 ３０ 制御部、 ３２ レート情報管理部、 １００ 通信システム。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、ふたつの無線装置（以下、便宜上、「第１無線装置」と「第２無線装置」という）によって構成されるＭＩＭＯシステムに関する。ＭＩＭＯシステムにおける第１無線装置と第２無線装置は、共にアダプティブアレイ信号処理を実行する。また、ＭＩＭＯシステムは、アンテナの本数、変調方式、誤り訂正の符号化率の各値を変えることによって、データレートを変更する。その際、送信側の無線装置は、受信側の無線装置に対してレート要求信号を送信する。例えば、第１無線装置が第２無線装置にデータを送信する場合、第１無線装置は、第２無線装置に対して、レート要求信号を送信する。ここで、第１無線装置は、所定の頻度にてレート要求信号を送信する。

第２無線装置は、自らのレート情報を第１無線装置に通知する。第１無線装置は、第２無線装置から通知されたレート情報をもとにデータレートを設定する。しかしながら、第１無線装置は、第２無線装置によって決定されたレート情報の精度を把握していない。レート情報の精度が高ければ、第１無線装置が、当該レート情報に応じたデータレートを設定しても、無線伝送路に適したデータレートが実現される。一方、レート情報の精度が低い場合、例えば、実際の無線伝送路に適したデータレートよりも高いレート情報が通知される場合、第１無線装置が、当該レート情報に応じたデータレートを設定すると、誤りの発生確率が高くなる。その結果、第１無線装置は、レート情報とは異なった値のデータレートを設定する。このような状況下において、第１無線装置から第２無線装置に送信されるレート要求信号は、必要でなくなる。すなわち、レート要求信号の定期的な送信は、周波数利用効率を低減してしまう。このような課題を解決するために、本実施例に係る第１無線装置は、以下のように動作する。

第１無線装置は、レート情報にしたがいながら、第２無線装置に対してデータを送信し、レート情報の信頼性を特定する。レート情報の信頼性が高ければ、第１無線装置は、レート要求信号の送信、レート情報の受信の処理を所定の頻度にて繰り返し実行する。一方、レート情報の信頼性が低ければ、第１無線装置は、レート情報におけるデータレートとは異なったデータレートを設定し、データを送信する。さらに、第１無線装置は、レート要求信号の送信の頻度を低減する。

図１は、本発明の実施例１に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ＭＩＭＯシステムには、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。

また、それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。

また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、１／２、３／４等に設定される。さらに、並列に送信すべきデータの数は、可変に設定される。なお、データは、バースト信号として送信されており、ここでは、並列に送信すべきバースト信号のそれぞれを「系列」と呼ぶ。その結果、変調方式、符号化率、系列の数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。以下、前述のごとく、データレートに関する情報を「レート情報」というが、レート情報は、変調方式、符号化率、系列に対応した値を含む。なお、「データレート」は、これらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。

図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、無線装置１０と総称される第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂを含む。また、第１無線装置１０ａは、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含み、第２無線装置１０ｂは、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂのうちの一方が、送信装置に対応し、他方が受信装置に対応する。また、第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂのうちの一方が基地局装置に対応し、他方が端末装置に対応する。

通信システム１００の構成を説明する前に、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。データは、第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに送信されているものとする。第１無線装置１０ａは、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。なお、第１無線装置１０ａは、ＭＩＭＯ固有モード伝送に対応する。そのため、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂから受信した信号をもとに、Ｈ行列を導出する。さらに、第１無線装置１０ａは、Ｈ行列からステアリング行列を導出し、ステアリング行列を使用しながら、複数の系列のデータを送信する。第２無線装置１０ｂは、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、第２無線装置１０ｂは、アダプティブアレイ信号処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。

ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。

図３（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００でのバーストフォーマットの構成を示す。図３（ａ）は、使用されるアンテナ１２の数が「２」である場合のバーストフォーマットである。図の上段が、第１アンテナ１２ａから送信されるバースト信号を示し、図の下段が、第２アンテナ１２ｂから送信されるバースト信号を示す。「Ｌｅｇａｃｙ ＳＴＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）」、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）」、「Ｌｅｇａｃｙ シグナル」は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮシステムのごとく、ＭＩＭＯに対応していない通信システムと互換性を有する信号である。「Ｌｅｇａｃｙ ＳＴＳ」は、タイミング同期およびＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等に使用され、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ」は、伝送路推定に使用され、「Ｌｅｇａｃｙ シグナル」は、制御情報を含む。「ＭＩＭＯシグナル」以降は、ＭＩＭＯシステムに特有の信号であり、「ＭＩＭＯシグナル」は、ＭＩＭＯシステムに対応した制御情報を含む。「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」は、タイミング同期およびＡＧＣ等に使用され、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」は、伝送路推定に使用され、「第１データ」と「第２データ」は、送信すべきデータである。

図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様に、データの送信のために「２」本のアンテナ１２が使用される場合のバーストフォーマットである。しかしながら、前述のトレーニング信号が付加されている。トレーニング信号は、図中において、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」に対応する。また、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」は、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄによってそれぞれ送信される。なお、前述のごとく、トレーニング信号が送信されるアンテナ１２の数は、「４」より小さくなってもよい。

「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」は、互いの干渉が小さくなるようなパターンによって構成されている。「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」も同様である。ここでは、これらの構成の説明を省略する。一般的に、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ」や図３（ａ）における「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」等が、トレーニング信号といわれる場合もあるが、ここでは、トレーニング信号を前述のような図３（ｂ）の信号に限定する。すなわち、「トレーニング信号」とは、通信対象の無線装置１０に伝送路推定を実行させるために、送信すべきデータの数、すなわち系列の数にかかわらず、推定させるべき伝送路に応じた系列の数のＭＩＭＯ−ＬＴＳに相当する。以下、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」を「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」と総称し、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」から「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」を「ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」と総称し、「第１データ」と「第２データ」を「データ」と総称する。

図３（ｃ）は、３つのＭＩＭＯ−ＬＴＳが３つのアンテナ１２にそれぞれ割り当てられ、ふたつのデータがふたつのアンテナ１２にそれぞれ割り当てられている場合に相当する。「ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」のうち、「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」を送信するためのアンテナ１２に対応した部分と、「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」を送信するためのアンテナ１２以外のアンテナ１２に対応した部分とが、異なったタイミングに配置されている。ここで、「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」を送信するためのアンテナ１２は、第１アンテナ１２ａと第２アンテナ１２ｂである。

そのため、これらに対応した部分が「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」に相当する。一方、「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」を送信するためのアンテナ１２以外のアンテナ１２は、第３アンテナ１２ｃであり、そのため、これに対応した部分が「第３ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」に相当する。図示のごとく、これらは、タイミングをずらして配置されている。なお、「第３ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」は、すべてのサブキャリアを使用するように規定されている。このようなフォーマットによれば、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」をＡＧＣによって増幅する際に、「第３ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」の影響を受けないので、これらによる伝送路の推定をより正確にできる。この場合も、「データ」が受信されるときの信号強度が、ＡＧＣの利得を設定する際において「ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」が受信されるときの信号強度に近くなる。その結果、ＡＧＣの利得による受信品質の悪化を抑制できる。

図４は、通信システム１００での通信手順を示すシーケンス図である。ここでは、第１無線装置１０ａが、第２無線装置１０ｂのレート情報を取得する動作を示す。説明を簡潔にするために、アダプティブアレイ信号処理の動作を省略する。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに対して、レート要求信号を送信する（Ｓ１０）。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、レート情報を送信する（Ｓ１２）。第１無線装置１０ａは、レート情報にもとづいて、データレートを設定する（Ｓ１４）。すなわち、レート情報を参照しながら、データレートを設定する。第１無線装置１０ａは、設定されたデータレートによって、データを送信する（Ｓ１６）。第２無線装置１０ｂは、データに対して、受信処理を実行する（Ｓ１８）。

図５は、通信システム１００での別の通信手順を示すシーケンス図である。ここでは、ＭＩＭＯによってデータが伝送される動作を示す。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに対して、トレーニング要求信号を送信する（Ｓ２０）。トレーニング要求信号は、図３（ａ）の「第１データ」や「第２データ」に含まれる。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、トレーニング信号を送信する（Ｓ２２）。第１無線装置１０ａは、受信したトレーニング信号にもとづいて、送信ウエイトベクトルを導出し、これを設定する（Ｓ２４）。第１無線装置１０ａは、送信ウエイトベクトルを使用しながら、データを送信する（Ｓ２６）。第２無線装置１０ｂは、受信したデータに対して、受信ウエイトベクトルを導出し、これを設定する（Ｓ２８）。さらに、第２無線装置１０ｂは、受信ウエイトベクトルにもとづいて、データの受信処理を実行する（Ｓ３０）。

図６は、第１無線装置１０ａの構成を示す。第１無線装置１０ａは、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、処理部２２と総称される第１処理部２２ａ、第２処理部２２ｂ、第４処理部２２ｄ、変復調部２４と総称される第１変復調部２４ａ、第２変復調部２４ｂ、第４変復調部２４ｄ、ＩＦ部２６、制御部３０、レート情報管理部３２を含む。また信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、周波数領域信号２０２と総称される第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂ、第４周波数領域信号２０２ｄを含む。なお、第２無線装置１０ｂも同様の構成を有する。また、第１無線装置１０ａや第２無線装置１０ｂが、基地局装置であるか、端末装置であるかによって、異なった構成が含まれるが、ここでは、説明を明確にするために、それらを省略する。

無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２において受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００として処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。無線部２０は、送信動作として、処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。ここで、処理部２２からのベースバンドの信号も時間領域信号２００として示す。無線部２０は、無線周波数の信号をアンテナ１２に出力する。また、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。時間領域信号２００は、時間領域に変換したマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。さらに、無線部２０において処理される信号は、バースト信号を形成しており、そのバーストフォーマットは、図３（ａ）−（ｂ）に示した通りである。

処理部２２は、受信動作として、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号２０２として出力する。ひとつの周波数領域信号２０２が、図２におけるひとつのアンテナ１４から送信された信号に対応し、これはひとつの伝送路に対応した信号に相当する。処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、複数のアンテナ１２から周波数領域の信号を送信するように、周波数領域の信号に対して分散処理を実行する。その際、処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理を実行してもよい。さらに、処理部２２は、分散処理した信号を時間領域に変換し、時間領域信号２００として出力する。送信処理において使用すべきアンテナ１２の数は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号２０２は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

図７は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。

図６に戻る。変復調部２４は、受信処理として、処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調および復号を実行する。なお、復調および復号は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復号した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、符号化および変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２として処理部２２に出力する。送信処理の際に、変調方式および符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。当該指定は、前述のレート情報にもとづいてなされる。

ＩＦ部２６は、受信処理として、複数の変復調部２４からの信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。ＩＦ部２６は、データストリームを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、ひとつのデータストリームを入力し、これを分離する。さらに、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。

以上のような構成によって、レート要求信号を送信する場合を説明する。制御部３０は、変復調部２４、処理部２２、無線部２０を介して、可変データレートに対応した図示しない第２無線装置１０ｂに対して、レート要求信号を所定の頻度にて送信する。ここで、制御部３０は、図示しないタイマーを有しており、所定の期間が経過すれば、レート要求信号を送信する。レート要求信号が送信されれば、タイマーはリセットされる。また、制御部３０は、図示しない第２無線装置１０ｂから、無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して、レート情報を受信する。受信したレート情報は、レート情報管理部３２に管理される。

変復調部２４、処理部２２、無線部２０がデータを送信する際、制御部３０は、レート情報管理部３２に管理されたレート情報にしたがって、データレートを設定する。すなわち、制御部３０は、変復調部２４に対して、変調方式と符号化率を指示し、変復調部２４、処理部２２、無線部２０に対して、系列の数を指示する。

第１無線装置１０ａからデータが送信された後、制御部３０は、送信したデータに対するエラーの程度を取得する。なお、データを受信した無線装置１０、ここでは第２無線装置１０ｂは、データを正確に受信するとＡＣＫ信号を送信元の無線装置１０、ここでは第１無線装置１０ａに送信するように規定されている。すなわち、第１無線装置１０ａは、データを送信した後にＡＣＫを受信できれば、データを正確に伝送できたことを認識する。一方、第１無線装置１０ａは、データを送信した後にＡＣＫを受信できなければ、データを伝送できなかったことを認識する。制御部３０は、データ送信後、タイマーを始動させる。タイマーアウトするまでにＡＣＫを受信しなければ、制御部３０は、データを伝送できなかったと決定する。

制御部３０は、送信したデータの数に対する伝送できたデータの数の割合を導出する。これは、データが伝送できた割合に相当し、特に、レート情報にしたがったときのデータが伝送できた割合に相当する。すなわち、割合が高ければ、レート情報の信頼性が高いといえ、割合が低ければ、レート情報の信頼性が低いといえる。このように、制御部３０は、レート情報の信頼性を特定する。なお、しきい値が予め規定され、当該しきい値と割合との比較の結果、信頼性が特定されてもよい。以上の処理は、伝送できなかったエラーの数、すなわちエラーの数と、しきい値との比較と等価である。レート情報の信頼性が高ければ、制御部３０は、引き続き同様の処理を繰り返し実行する。すなわち、所定の間隔にてレート要求信号を送信させ、レート情報を受けつける。

一方、レート情報の信頼性が低ければ、制御部３０は、レート要求信号を送信する頻度を下げる。すなわち、レート要求信号を送信する間隔を現在の値よりも長くする。例えば、制御部３０は、１００ｍｓに規定された送信間隔を２００ｍｓに延長する。レート情報の信頼性が低いと判定された回数に応じて、送信する頻度が段階的に減少されてもよい。さらに、レート情報の信頼性が低ければ、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートと異なったデータレート、特に、低いデータレートを設定する。また、既に低いデータレートが設定されている場合、制御部３０は、設定されたデータレートよりも低いデータレートに変更してもよい。

なお、制御部３０は、レート要求信号を送信する際に、図３（ｂ）のごとく、トレーニング信号として規定されたバーストフォーマットを使用してもよい。すなわち、制御部３０は、複数のアンテナ１２から送信すべきバースト信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだバースト信号を生成する。さらに、当該バースト信号において、データを含む系列の数以上の数となる系列に「ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」等が含められる。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図８は、第１処理部２２ａの構成を示す。第１処理部２２ａは、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部４０、合成部４２、参照信号生成部４４、受信ウエイトベクトル計算部５４、分離部４６、送信ウエイトベクトル計算部５２、ＩＦＦＴ部４８、プリアンブル付加部５０を含む。また、合成部４２は、乗算部５６と総称される第１乗算部５６ａ、第２乗算部５６ｂ、第４乗算部５６ｄ、加算部６０を含む。また、分離部４６は、乗算部５８と総称される第１乗算部５８ａ、第２乗算部５８ｂ、第４乗算部５８ｄを含む。

ＦＦＴ部４０は、複数の時間領域信号２００を入力し、それぞれに対してフーリエ変換を実行して、周波数領域の信号を導出する。前述のごとく、ひとつの周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に、サブキャリアに対応した信号をシリアルに並べている。

乗算部５６は、受信ウエイトベクトル計算部５４からの受信ウエイトベクトルによって、周波数領域の信号を重み付けし、加算部６０は乗算部５６の出力を加算する。ここで、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に配置されているので、受信ウエイトベクトル計算部５４からの受信ウエイトベクトルもそれに対応するように配置されている。すなわち、ひとつの乗算部５６は、サブキャリア番号の順に配置された受信ウエイトベクトルを逐次入力する。そのため、加算部６０は、サブキャリア単位で、乗算結果を加算する。その結果、加算された信号も、図７のごとく、サブキャリア番号の順にシリアルに並べられている。また、加算された信号が、前述の周波数領域信号２０２である。

なお、以下の説明においても、処理対象の信号が周波数領域に対応している場合、処理は、基本的にサブキャリアを単位にして実行される。ここでは、説明を簡潔にするために、ひとつのサブキャリアにおける処理を説明する。そのため、複数のサブキャリアに対する処理には、ひとつのサブキャリアにおける処理をパラレルあるいはシリアルに実行することによって、対応される。

参照信号生成部４４は、「Ｌｅｇａｃｙ ＳＴＳ」、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」期間中は予め記憶した「Ｌｅｇａｃｙ ＳＴＳ」、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」を参照信号として出力する。またこれらの期間以外は、予め規定しているしきい値によって、周波数領域信号２０２を判定し、その結果を参照信号として出力する。なお、判定は硬判定でなく、軟判定でもよい。

受信ウエイトベクトル計算部５４は、ＦＦＴ部４０からの周波数領域の信号、周波数領域信号２０２、参照信号にもとづいて、受信ウエイトベクトルを導出する。受信ウエイトベクトルの導出方法は、任意のものでよく、そのひとつはＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕｅａｒｅ）アルゴリズムによる導出である。また、受信ウエイトベクトルは、相関処理によって導出されてもよい。その際、周波数領域の信号と参照信号は、第１処理部２２ａからだけではなく、図示しない信号線によって、第２処理部２２ｂ等からも入力されるものとする。第１処理部２２ａにおける周波数領域の信号をｘ１（ｔ）、第２処理部２２ｂにおける周波数領域の信号をｘ２（ｔ）と示し、第１処理部２２ａにおける参照信号をＳ１（ｔ）、第２処理部２２ｂにおける参照信号をＳ２（ｔ）と示せば、ｘ１（ｔ）とｘ２（ｔ）は、次の式のように示される。

ここで、雑音は無視する。第１の相関行列Ｒ１は、Ｅをアンサンブル平均として、次の式のように示される。

参照信号間の第２の相関行列Ｒ２は、次の式のように計算される。

最終的に、第２の相関行列Ｒ２の逆行列と第１の相関行列Ｒ１を乗算することによって、受信応答ベクトルが導出される。

さらに、受信ウエイトベクトル計算部５４は、受信応答ベクトルから受信ウエイトベクトルを計算する。

送信ウエイトベクトル計算部５２は、受信ウエイトベクトルから、周波数領域信号２０２の重み付けに必要な送信ウエイトベクトルを推定する。送信ウエイトベクトルの推定方法は、任意とするが、最も簡易な方法として、受信ウエイトベクトルをそのまま使用すればよい。あるいは、受信処理と送信処理との時間差によって生じる伝搬環境のドップラー周波数変動を考慮し、従来の技術によって、受信ウエイトベクトルを補正してもよい。なお、ここでは、受信ウエイトベクトルをそのまま送信ウエイトベクトルに使用するものとする。

乗算部５８は、送信ウエイトベクトルによって、周波数領域信号２０２を重み付けし、その結果をＩＦＦＴ部４８に出力する。また、ＩＦＦＴ部４８は、乗算部５８からの信号に対して逆フーリエ変換を実行して、時間領域の信号に変換する。プリアンブル付加部５０は、図３（ａ）−（ｂ）のごとく、バースト信号の先頭部分に、プリアンブルを付加する。ここでは、「Ｌｅｇａｃｙ ＳＴＳ」、「Ｌｅｇａｃｙ ＬＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」、「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」を付加する。プリアンブル付加部５０は、プリアンブルを付加した信号を時間領域信号２００として出力する。なお、以上の動作は、図６の制御部３０によって制御されるものとする。図８において、第１時間領域信号２００ａ等は、２カ所に示されている。これらは、ひとつの方向の信号であり、これらが、図６における双方向の信号である第１時間領域信号２００ａ等に対応する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図９は、通信システム１００における信頼性の評価手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、データレートを設定する（Ｓ５０）。設定されたデータレートは、レート情報に含まれた値であり、第１無線装置１０ａは、予め図４の処理を実行し、第２無線装置１０ｂからレート情報を受信しているものとする。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂにデータを送信する（Ｓ５２）。第２無線装置１０ｂは、データの受信に成功し（Ｓ５４）、第１無線装置１０ａにＡＣＫを送信する（Ｓ５６）。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂにデータを送信する（Ｓ５８）。第２無線装置１０ｂは、データの受信に失敗する（Ｓ６０）。第１無線装置１０ａでは、ＡＣＫを受信できないので、タイムアウトとなる（Ｓ６２）。第１無線装置１０ａにおいては、データ伝送の失敗と判定する。第１無線装置１０ａは、データ伝送の成功の割合をもとに、レート情報の信頼性を評価する（Ｓ６４）。

図１０は、第１無線装置１０ａにおけるデータレートの設定順を示すフローチャートである。制御部３０は、レート要求信号の送信間隔を設定する（Ｓ７０）。制御部３０は、変復調部２４等を介して、レート要求信号を送信する（Ｓ７２）。所定期間の経過後、制御部３０は、変復調部２４等を介して、レート情報を受信する（Ｓ７４）。制御部３０は、変復調部２４等に対して、データレートを設定する（Ｓ７６）。制御部３０は、図９に示したシーケンス図にしたがって、データを送信した後、レート情報の信頼性を評価する。レート情報の信頼性が高くなければ（Ｓ７８のＮ）、制御部３０は、データレートを変更し（Ｓ８０）、レート要求信号の送信間隔を変更する（Ｓ８２）。一方、レート情報の信頼性が高ければ（Ｓ７８のＹ）、レート要求信号の送信間隔を元に戻す（Ｓ８４）。通信が終了していなければ（Ｓ８６のＮ）、ステップ７２に戻る。通信が終了すれば（Ｓ８６のＹ）、処理を終了する。

本発明の実施例によれば、レート情報の信頼性が低ければ、これに対応した無線装置からレート情報を受信する必要性は、低いといえるので、レート要求信号の送信頻度を下げることによって、周波数の有効利用を実現できる。また、レート情報の信頼性の高い無線装置には、所定の頻度にてレート要求信号を送信するので、データレートを適宜更新できる。また、レート情報の信頼性の低い無線装置には、レート要求信号の送信頻度を下げるので、その代わりにデータを送信できる。また、レート情報の信頼性が低いときに、これに応じてデータレートを設定すれば、データが誤りやすくなるが、これとは別のデータレートを設定するので、データが誤る可能性を低減できる。また、データの誤りを低減することによって、データの再送回数を低減できる。

また、データが伝送できたかの情報をもとに信頼性の高さを特定するので、特定の精度を向上できる。また、データの最終的な状態によって、信頼性の高さを特定できる。また、自ら導出したデータレートと受けとったデータレートを比較するので、受けとったデータレートの信頼性の高さに加え、データレートが高すぎるかあるいは低すぎるかも特定できる。また、データレートが高すぎるかあるいは低すぎるかも特定することによって、データレートに関する詳細な制御を可能にできる。また、複数のアンテナからＭＩＭＯ−ＬＴＳを送信し、送信側のアンテナと受信側のアンテナの組合せによって形成される伝送路特性を推定させるので、データレートを正確に決定させることができる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に、ＭＩＭＯシステムでのデータレートの設定に関する。ここでは、無線装置１０のいずれかを基地局装置とし、無線装置１０の別のいずれかを端末装置とする。基地局装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格において規定されている報知情報のビーコンを定期的に送信している。当該基地局装置に接続を希望する端末装置は、ビーコンを受信し、その後、基地局装置に通信開始の要求信号を送信する。両者の間において通信が開始された後、データレートの設定がなされる。そのため、通信を開始したときには、伝送路特性に適したデータレートが使用されていない。これを解決するため、実施例２に係る端末装置は、受信したビーコンをもとに、レート情報を生成する。さらに、端末装置は、基地局装置に通信開始の要求信号を送信する際に、レート情報も送信する。その結果、通信が開始したときでも、レート情報に応じたデータレートが設定される。

実施例２における無線装置１０は、図６と同一のタイプである。ここで、第１無線装置１０ａが、基地局装置であり、第２無線装置１０ｂが、端末装置であるとする。そのため、図６は、第２無線装置１０ｂの構成に相当する。制御部３０は、無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して、第１無線装置１０ａからのビーコンを受信する。制御部３０は、受信した報知信号をもとに、データを受信する際のデータレートを決定する。例えば、信号強度に対して複数のしきい値を設け、受信した信号の強度としきい値を比較した結果に応じて、データレートが決定されてもよい。その際、複数のしきい値は、データレートの値に相当する。また、干渉量や遅延スプレッド等に応じて、データレートが決定されてもよい。制御部３０は、データレートをレート情報として含めながら、通信開始の要求信号を生成し、変復調部２４、処理部２２、無線部２０を介して、これを送信する。

図１１は、本発明の実施例２に係る通信システム１００における通信開始の手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、ビーコンを送信する（Ｓ９０）。第２無線装置１０ｂは、ビーコンをもとにレート情報を生成する（Ｓ９２）。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに、通信開始の要求信号とレート情報を一体的に送信する（Ｓ９４）。第１無線装置１０ａと第２無線装置１０ｂは、レート情報に応じたデータレートにしたがって通信を開始する（Ｓ９６）。

本発明の実施例によれば、ビーコン受信の段階においてデータレートを決定し、通信を開始する際には、決定されたデータレートを使用するので、伝送路特性に適したデータレートを通信の最初から使用できる。また、伝送路特性に適したデータレートを通信の最初から使用することによって、データレートを高速にできる。

（実施例３）
本発明の実施例３は、実施例１と同様に、ＭＩＭＯシステムでのデータレートの設定に関する。実施例１では、レート要求信号を受信した無線装置は、レート情報を送信し、実施例２では、ビーコンを受信した無線装置は、レート情報を送信する。実施例３においても、実施例１と同様に、レート要求信号を受信した無線装置は、レート情報を送信する。しかしながら、伝送路特性は、一般的に変動するので、伝送路特性に応じたデータレートも変動すべきである。そのため、既に設定されたデータレートが、現在の伝送路特性に適しない場合もある。その際に、レート要求信号を受信するまでレート情報を送信できないのでは、誤りが増大するおそれがある。これを解決するために、実施例３に係る無線装置は受信しているデータの品質を測定し、データの品質が現在の伝送路特性に適したものでなければ、無線装置は、レート要求信号を受信していなくても、レート情報を送信する。なお、レート要求信号は、実施例１と同様にトレーニング信号であってもよい。その際、レート要求信号を受信した無線装置は、トレーニング信号に含まれた「ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」等の部分を使用しながら、レート情報を生成する。

実施例３における無線装置１０は、図６と同一のタイプである。実施例３では、レート情報を送信する無線装置１０である第２無線装置１０ｂに着目する。そのため、図６は、第２無線装置１０ｂの構成に相当する。制御部３０は、無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して、第１無線装置１０ａからのレート要求信号を受信する。基本的に、制御部３０は、レート要求信号に応じて、変復調部２４、処理部２２、無線部２０を介して、レート情報を第１無線装置１０ａに送信する。

さらに、制御部３０は、第１無線装置１０ａとの間の無線伝送路の品質を導出する。品質の導出は、例えば、実施例１におけるレート情報の信頼性の測定と同様になされる。すなわち、正常に伝送できたデータの割合が導出される。制御部３０は、導出した品質に応じて、レート要求信号を受信していない場合であっても、第１無線装置１０ａにレート情報を送信する。ここで、以上の処理は、導出した品質がしきい値よりも悪化している場合になされる。また、レート情報に含まれるデータレートは、現在のデータレートと異なった値を示す。

図１２は、本発明の実施例３に係る通信システム１００におけるデータレートの設定手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、データレートを設定する（Ｓ１００）。設定されたデータレートは、レート情報に含まれた値であり、第１無線装置１０ａは、予め図４の処理を実行し、第２無線装置１０ｂからレート情報を受信しているものとする。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂにデータを送信する（Ｓ１０２）。第２無線装置１０ｂは、受信したデータをもとに、品質を測定する（Ｓ１０４）。第２無線装置１０ｂは、品質に応じて、レート情報を生成し（Ｓ１０６）、レート情報を第１無線装置１０ａに送信する（Ｓ１０８）。第１無線装置１０ａは、受信したレート情報をもとにデータレートを変更する（Ｓ１１０）。

図１３は、第２無線装置１０ｂにおけるレート情報の送信手順を示すフローチャートである。制御部３０は、無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して受信したデータをもとに、品質を測定する（Ｓ１２０）。現在のデータレートでよくなければ（Ｓ１２２のＮ）、制御部３０は、レート情報を生成し（Ｓ１２４）、変復調部２４、処理部２２、無線部２０を介して、レート情報を送信する（Ｓ１２６）。一方、現在のデータレートでよければ（Ｓ１２２のＹ）、データの受信処理を続行する。

図１４は、第１無線装置１０ａにおけるデータレートの設定手順を示すフローチャートである。制御部３０は、変復調部２４等に対し、データレートを設定する（Ｓ１３０）。無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して、制御部３０がレート情報を受けつければ（Ｓ１３２のＹ）、制御部３０は、データレートを変更する（Ｓ１３４）。一方、制御部３０がレート情報を受けつけなければ（Ｓ１３２のＮ）、処理を終了する。

本発明の実施例によれば、レート要求信号を受信していなくても、レート情報を送信するので、積極的にデータレートを変更できる。現在のデータレートが、伝送路特性に対して適していなければ、これを変更できる。また、通信対象の無線装置における受信状態に応じて、通信対象の無線装置から積極的にデータレートを変更するので、データレートの高速化や誤り率の低減を実現できる。また、複数のアンテナからのＭＩＭＯ−ＬＴＳを受信し、送信側のアンテナと受信側のアンテナの組合せによって形成される伝送路特性を推定するので、データレートを正確に決定できる。

（実施例４）
本発明の実施例４は、これまで説明した実施例１から３に組合せ可能なＭＩＭＯシステムにおける送信機能（以下、無線装置の送信機能の部分を「送信装置」という）に相当する。送信装置は、トレーニング信号を送信する。ここでは、トレーニング信号を含んだバーストフォーマットを中心に説明し、トレーニング信号の送信タイミングは、実施例１から３におけるレート要求信号、ビーコン、データが送信されるときであるので説明を省略する。送信装置は、複数のアンテナの数に応じた複数の系列のバースト信号を送信し、複数のＭＩＭＯ−ＳＴＳを複数の系列のバースト信号に配置させる。また、送信装置は、複数のＭＩＭＯ−ＳＴＳに続いて、複数のＭＩＭＯ−ＬＴＳを複数の系列のバースト信号に配置させる。さらに、送信装置は、複数の系列のバースト信号のうちの一部にデータを配置させる。送信装置は、データにステアリング行列を乗算することによって、複数の系列の数までデータを増加させる。また、送信装置は、ＭＩＭＯ−ＬＴＳに対してもステアリング行列を乗算する。以下、ステアリング行列を乗算した複数の系列のバースト信号も、これまでと区別せずに、「複数の系列のバースト信号」という。

ここで、ＭＩＭＯ−ＳＴＳは、所定の周期を有している。具体的には、１．６μｓの周期の信号にガードインターバルが付加されている。なお、前述のステアリング行列には、系列単位に、循環的なタイムシフトを実行させる成分が含まれている。循環的なタイムシフトは、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）と呼ばれるものであり、ここでは、ＭＩＭＯ−ＬＴＳに含まれるパターンの周期に対して、循環的なタイムシフトがなされる。データに対しても同様の処理がなされる。また、タイムシフト量は、複数の系列のバースト信号を単位にして異なっている。送信装置は、複数の系列のバースト信号を変形させ、変形させた複数の系列のバースト信号を複数のアンテナからそれぞれ送信する。

以上のような実施例に対応した課題は、以下のように示されてもよい。すなわち、通信対象の無線装置における伝送路推定の精度が向上するようなバーストフォーマットによって、トレーニング信号を送信したい。また、通信対象の無線装置におけるレート情報の精度が向上するようなバーストフォーマットによって、トレーニング信号を送信したい。また、このようなトレーニング信号を送信する場合であっても、データの通信品質の悪化を抑えるようなバーストフォーマットによって、データを送信したい。また、データを受信させるために、トレーニング信号を有効に利用したい。

図１５は、本発明の実施例４に係る送信装置３００の構成を示す。送信装置３００は、誤り訂正部３１０、インターリーブ部３１２、変調部３１４、プリアンブル付加部３１６、空間分散部３１８、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第３無線部２０ｃ、第４無線部２０ｄ、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含む。ここで、図１５の送信装置３００は、図６の第１無線装置１０ａの一部に相当する。

誤り訂正部３１０は、誤り訂正のための符号化をデータに行う。ここでは、畳込み符号化を行うものとし、その符号化率は予め規定された値の中から選択する。インターリーブ部３１２は、畳込み符号化したデータをインターリーブする。さらに、インターリーブ部３１２は、データを複数の系列に分離してから出力する。ここでは、ふたつの系列に分離する。ふたつの系列のデータは、互いに独立したデータといえる。

変調部３１４は、ふたつの系列のデータのそれぞれに対して、変調を実行する。プリアンブル付加部３１６は、変調されたデータに対してプリアンブルを付加する。そのため、プリアンブル付加部３１６は、プリアンブルとして、ＭＩＭＯ−ＳＴＳ、ＭＩＭＯ−ＬＴＳ等を記憶する。プリアンブル付加部３１６は、複数の系列にそれぞれ配置されるＭＩＭＯ−ＳＴＳとＭＩＭＯ−ＬＴＳと、複数の系列のうちの少なくともひとつに配置されるデータとを含んだ複数の系列のバースト信号を生成する。前述のごとく、データは、ふたつの系列によって形成されている。ここで、複数の系列を「４」とするので、４つの系列のバースト信号に、ＭＩＭＯ−ＳＴＳとＭＩＭＯ−ＬＴＳがそれぞれ配置され、４つの系列のバースト信号のうちのふたつにデータが配置される。その結果、プリアンブル付加部３１６からは、４つの系列のバースト信号が出力される。

ここで、ＭＩＭＯ−ＳＴＳの詳細については、説明を省略するが、例えば、少なくとも、複数の系列のバースト信号のうちのひとつに対応したＳＴＳは、他の系列のバーストに対応したＳＴＳに対して、少なくとも一部が異なったサブキャリアを使用するように規定される。また、ＳＴＳは、ＳＴＳのそれぞれに使用されるべきサブキャリアの数が等しく、かつ互いに異なったサブキャリアを使用するように規定されてもよい。また、前述のごとく、複数の系列のバースト信号のそれぞれは、複数のサブキャリアを使用しており、複数の系列のバースト信号に配置されるＭＩＭＯ−ＬＴＳは、各系列に対して、異なったサブキャリアを使用する。すなわち、トーン・インターリーブがなされる。なお、複数の系列のバースト信号のそれぞれを「バースト信号」と呼んでもよく、複数の系列のバースト信号をまとめて「バースト信号」と呼んでもよいものとするが、ここでは、これらを区別せずに使用するものとする。

空間分散部３１８は、複数の系列のバースト信号のうち、ＭＩＭＯ−ＬＴＳとデータに対してステアリング行列をそれぞれ乗算することによって、ステアリング行列が乗算されたＭＩＭＯ−ＬＴＳと、複数の系列の数まで増加させたデータとを生成する。ここで、空間分散部３１８は、乗算を実行する前に、入力したデータの次数を複数の系列の数まで拡張する。入力したデータの数は、「２」であり、ここでは、「Ｎｉｎ」によって代表させる。そのため、入力したデータは、「Ｎｉｎ×１」のベクトルによって示される。また、複数の系列の数は、「４」であり、ここでは、「Ｎｏｕｔ」によって代表させる。空間分散部３１８は、入力したデータの次数をＮｉｎからＮｏｕｔに拡張させる。すなわち、「Ｎｉｎ×１」のベクトルを「Ｎｏｕｔ×１」のベクトルに拡張させる。その際、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分に「０」を挿入する。

また、ステアリング行列Ｓは、次のように示される。

ステアリング行列は、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。また、Ｗは、直交行列であり、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。直交行列の一例は、ウォルシュ行列である。ここで、ｌは、サブキャリア番号を示しており、ステアリング行列による乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。さらに、Ｃは、以下のように示され、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）のために使用される。

ここで、δは、シフト量を示す。すなわち、空間分散部３１８は、複数の系列のそれぞれに対応したシフト量によって、直交行列が乗算されたＭＩＭＯ−ＬＴＳ内での循環的なタイムシフトを系列単位に実行しつつ、複数の系列の数まで増加させたデータ内での循環的なタイムシフトを系列単位に実行する。また、シフト量は、系列を単位にして異なった値に設定される。その際に、複数の系列のそれぞれに対応したシフト量のうちの少なくともひとつが、ＭＩＭＯ−ＳＴＳが有した所定の周期以上となるように設定される。ＭＩＭＯ−ＳＴＳが有した周期は、１．６μｓであるので、シフト量のうちの少なくともひとつは、例えば１．６μｓとなるように設定される。そのような場合、ＭＩＭＯ−ＳＴＳに対して、タイムシフトを行っても、シフトが発生しないことと等価になる。そのため、ここでは、ＭＩＭＯ−ＳＴＳに対して、タイムシフトを行わない。以上の処理の結果、空間分散部３１８は、複数の系列のバースト信号を変形させる。

無線部２０は、アンテナ１２と同一の数だけ設けられる。無線部２０は、変形された複数の系列のバースト信号を送信する。その際、無線部２０は、変形された複数の系列のバースト信号を複数のアンテナ１２に対応させながら送信する。また、無線部２０は、図示しないＩＦＦＴ部、ＧＩ部、直交変調部、周波数変換部、増幅部を含む。ＩＦＦＴ部は、ＩＦＦＴを行い、複数のサブキャリアキャリアを使用した周波数領域の信号を時間領域に変換する。ＧＩ部は、時間領域のデータに対して、ガードインターバルを付加する。直交変調部は、直交変調を実行する。周波数変換部は、直交変調された信号を無線周波数の信号に周波数変換する。増幅部は、無線周波数の信号を増幅するパワーアンプである。なお、空間分散部３１８は、図示しないＩＦＦＴ部の後段に設けられてもよい。

図１６（ａ）−（ｂ）は、送信装置３００において生成されるバースト信号のバーストフォーマットを示す。図１６（ａ）は、プリアンブル付加部３１６から出力される複数の系列のバースト信号におけるバーストフォーマットを示す。図１６（ａ）は、図３（ｂ）と同等であるので、説明を省略する。ここで、複数の系列である「４」つの系列のバースト信号のそれぞれに「４」つのＭＩＭＯ−ＳＴＳと「４」つのＭＩＭＯ−ＬＴＳが付加されている。一方、複数の系列のうちの少なくともひとつである「２」つの系列のデータが、「第１データ」、「第２データ」として付加されている。図１６（ｂ）は、空間分散部３１８によって変形された複数の系列のバースト信号を示す。ＭＩＭＯ−ＳＴＳは、図１６（ａ）と同一である。図１６（ａ）のＭＩＭＯ−ＬＴＳは、ステアリング行列の乗算の結果、「ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」となる。図１６（ｂ）では、これを「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」から「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」として示す。図１６（ａ）の「第１データ」と「第２データ」は、ステアリング行列の乗算の結果、４つの系列のデータとなる。図１６（ｂ）では、これを「第１データ’」から「第４データ’」として示す。

図１７は、送信装置３００において生成されるバースト信号の別のバーストフォーマットを示す。図１７は、空間分散部３１８から出力される複数の系列のバースト信号に対するバーストフォーマットに相当し、かつ図３（ｃ）のバーストフォーマットにステアリング行列を乗算したバーストフォーマットに相当する。図１７の「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ’」から「第３ＭＩＭＯ−ＳＴＳ’」は、図３（ｃ）の「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」とにステアリング行列を乗算した結果に相当する。このとき、ステアリング行列は、「３×３」の行列に相当するので、図３（ｃ）の「第１ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＳＴＳ」には、「０」となる行が追加されることによって、「３×１」のベクトルに拡張される。図１７の「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」から「第３ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」は、図３（ｃ）の「第１ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」と「第２ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」とにステアリング行列を乗算した結果に相当する。また、図１７の「第４ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」から「第６ＭＩＭＯ−ＬＴＳ’」は、図３（ｃ）の「第３ＭＩＭＯ−ＬＴＳ」にステアリング行列を乗算した結果に相当する。

本発明の実施例によれば、データの系列の数がＭＩＭＯ−ＬＴＳの系列の数よりも少なくても、直交行列による乗算と循環的なタイムシフト処理を実行するので、データの系列の数をＭＩＭＯ−ＬＴＳの系列の数に一致できる。また、ＭＩＭＯ−ＬＴＳにも、データ系列と同様の処理を実行するので、通信対象となる無線装置に、データ受信の際に、ＭＩＭＯ−ＬＴＳを使用させられる。また、ＭＩＭＯ−ＳＴＳには、データ系列と同様の処理を実行しないので、ＣＤＤにおけるタイムシフト量を大きくでき、通信対象となる無線装置における受信特性を改善できる。また、ＭＩＭＯ−ＬＴＳをすべてのアンテナから送信するので、受信側が、想定される伝送路を推定できる。また、データの系列の数がアンテナ数に等しくなくても、データにウォルシュ行列とＣＤＤによる処理を実行することによって、すべてのアンテナから満遍なく信号を送信できる。また、データの電力をＭＩＭＯ−ＬＴＳに合わせることができる。

また、ＭＩＭＯ−ＬＴＳにもウォルシュ行列とＣＤＤによる処理を実行するので、受信側において、ＭＩＭＯ−ＬＴＳによって推定した伝送路がデータの受信にそのまま使用できる。また、ＭＩＭＯ−ＬＴＳとデータに対して、十分大きなシフト量によって、ＣＤＤを実行すると、ＭＩＭＯ−ＬＴＳとデータの電力差が非常に小さくなるので、受信側でのＡＧＣの設定の精度を向上できる。また、ＭＩＭＯ−ＳＴＳに大きなシフト量によるタイムシフトが実行できないので、かかる場合に、ＭＩＭＯ−ＳＴＳをすべてのアンテナに対応付けることによって、ＭＩＭＯ−ＳＴＳとＭＩＭＯ−ＬＴＳとの電力を合わせることができる。また、ＭＩＭＯ−ＳＴＳに対して、ＣＤＤの処理を実行しなくても、ＭＩＭＯ−ＳＴＳとＭＩＭＯ−ＬＴＳの電力を合わせることができる。また、ＭＩＭＯ−ＬＴＳはトーン・インターリーブされているので、ウォルシュ行列とＣＤＤによる処理によって、すべてのアンテナからＭＩＭＯ−ＬＴＳを送信する場合であっても、送信電力を維持できる。また、ウォルシュ行列とＣＤＤによる処理を行わない場合、３つのアンテナで２つの系列のデータを送信する場合、バースト信号内の各電力は、「３つのＳＴＳ」＝「３つのＬＴＳ」＞「２つのデータ」であるが、ＭＩＭＯ−ＬＴＳとデータに対してウォルシュ行列とＣＤＤによる処理を行う場合、「３つのＳＴＳ」＝「３つのＬＴＳ」＝「３つのデータ」にできる。

（実施例１の変形例１）
以下に実施例の変形例を説明する。実施例１の変形例１は、実施例１に対して、レート情報の信頼性の特定方法が異なる。前述のごとく、図２の第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａとの間のレート情報を導出する。その際、第２無線装置１０ｂの処理部２２は、第１無線装置１０ａとの間の伝送路特性も導出する。伝送路特性とは、前述の第ｉアンテナ１２ｉと第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性ｈｉｊに相当する。そのため、伝送路特性は、アンテナ１２の数とアンテナ１４の数とに応じた数の成分を有し、図２の場合、１６個の成分を有する。ここで、伝送路特性は、図３（ａ）−（ｃ）等に示されるＭＩＭＯ−ＬＴＳを受信したときに、受信したＭＩＭＯ−ＬＴＳと予め記憶したＭＩＭＯ−ＬＴＳとの間の相関処理によって導出される。また、伝送路特性は、相関処理以外の公知の方法によって導出されてもよい。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａから、レート要求信号を受信すると、応答信号としてレート情報とともに伝送路特性を送信する。

第１無線装置１０ａの処理部２２は、アンテナ１２、無線部２０等において第２無線装置１０ｂから受信した伝送路特性をもとに、データレートを導出する。データレートの導出は、任意の方法でよく、例えば、データレート毎に信号強度のしきい値が予め記憶されており、処理部２２は、受信した伝送路特性に対する信号強度と、しきい値とを比較することによって、データレートを導出する。制御部３０は、処理部２２等によって受信した応答信号に含まれたレート情報と、処理部２２において導出したデータレートとの差異を導出する。

このとき、データレートの差異が予め定めたしきい値よりも大きければ、制御部３０は、処理部２２において受信した応答信号に含まれたレート情報に対する信頼性が低いと特定する。つまり、制御部３０は、差異もとに、処理部２２において受信した応答信号に含まれたレート情報に対する信頼性の高さを特定する。これに続く処理は、実施例１と同様であるので、ここでは、説明を省略する。なお、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、伝送路特性の代わりにＲＳＳＩ値を送信し、第１無線装置１０ａの処理部２２は、受信したＲＳＳＩ値をもとにレート情報を生成してもよい。

図１８は、本発明の実施例１の変形例１に係る信頼性の特定手順を示すシーケンス図である。第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂにレート要求信号を送信する（Ｓ２００）。なお、レート要求信号でなくても、図３（ａ）−（ｃ）に示されるパケット信号が送信されればよい。第２無線装置１０ｂは、伝送路特性を導出する（Ｓ２０２）とともにレート情報を生成する（Ｓ２０４）。第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対して、レート情報と伝送路特性を送信する（Ｓ２０６）。第１無線装置１０ａは、受信した伝送路特性をもとにレート情報を生成する（Ｓ２０８）。また、第１無線装置１０ａは、生成したレート情報と受信したレート情報とを比較し（Ｓ２１０）、比較結果に応じた処理を実行する（Ｓ２１２）。比較結果に応じた処理は、後述する。

図１９は、第１無線装置１０ａにおける信頼性の評価手順を示すフローチャートである。図１９は、図１８におけるステップ２０８以降の処理に相当する。処理部２２は、レート情報と伝送路特性とを受信する（Ｓ２２０）。処理部２２は、伝送路特性をもとに、レート情報を生成する（Ｓ２２２）。生成したレート情報と受信したレート情報との差がしきい値よりも大きければ（Ｓ２２４のＹ）、制御部３０は、受信したレート情報の信頼性が低いと特定する（Ｓ２２６）。一方、生成したレート情報と受信したレート情報との差がしきい値よりも大きくなければ（Ｓ２２４のＮ）、制御部３０は、受信したレート情報の信頼性が高いと特定する（Ｓ２２８）。

本発明の実施例によれば、伝送路特性からレート情報を自ら生成し、これを信頼性の高さの特定に使用するので、特定の精度を向上できる。また、伝送路特性からレート情報を生成するので、信頼性の高さの特定のために、精度の高い参照値を使用できる。

（実施例１の変形例２）
実施例１の変形例２は、レート要求信号の送信間隔の決定方法に関する。前述のごとく、制御部３０は、処理部２２等を介しながら第２無線装置１０ｂに対して、レート要求信号を所定の頻度にて送信する。また、制御部３０は、処理部２２等を介しながら第２無線装置１０ｂから、レート要求信号に対するレート情報を受信する。制御部３０は、受信したレート情報をレート情報管理部３２に管理させるとともに、受信したレート情報をもとに、データを送信する際のデータレートを設定する。ここで、レート情報管理部３２は、第２無線装置１０ｂから受信したレート情報の履歴を管理する。

制御部３０は、レート情報管理部３２において管理された履歴を参照しながら、レート情報に示されたデータレートの変動の程度を特定する。変動の程度は、所定期間内におけるデータレートの切りかわり回数を計測することによって導出される。また、変動の程度は、データレートの分散値を計算することによって導出されてもよい。制御部３０は、変動の程度が予め定めたしきい値よりも小さければ、レート要求信号を送信する頻度を下げる。つまり、第２無線装置１０ｂとの間の伝送路特性の変動が小さいと推定され、データレートの更新の頻度もある程度長い間隔でよいので、レート要求信号の送信頻度が低減される。

図２０は、本発明の実施例１の変形例２に係る送信間隔の設定手順を示すフローチャートである。制御部３０は、処理部２２等を介してレート情報を受信する（Ｓ２４０）。制御部３０は、レート情報管理部３２にアクセスしながら、これまで受信したレート情報の変動の程度を調査する（Ｓ２４２）。変動の程度がしきい値よりも小さくなければ（Ｓ２４４のＮ）、制御部３０は、レート要求信号の送信間隔を通常の値に設定する（Ｓ２４６）。ここで、通常の値とは、予め定めた固定的な値であればよい。一方、変動の程度がしきい値よりも小さければ（Ｓ２４４のＹ）、制御部３０は、レート要求信号の送信間隔を通常の値よりも長くする（Ｓ２４８）。以上のごとく、変動の程度に応じて、レート要求信号の送信間隔も変動する。つまり、レート要求信号とレート情報とのやりとりの必要性が小さくなれば、レート要求信号の送信頻度が小さくなり、レート情報の変動が大きくなれば、レート要求信号の送信頻度が大きくなる。

なお、制御部３０は、変動の程度が予め定めたしきい値以上であれば、レート要求信号を送信する頻度を上げてもよい。つまり、第２無線装置１０ｂとの間の伝送路特性の変動が大きいと推定され、データレートの更新の頻度もある程度短い間隔にする必要がある。その際に、制御部３０がレート要求信号の送信頻度を増加させることによって、伝送路特性の変動に追従するように、最新のレート情報が取得される。その結果、最新の伝送路特性に適したデータレートの設定がなされる。

本発明の実施例によれば、レート情報の変動が少なければ、ある程度の期間にわたって一定のデータレートが使用されるので、レート情報を要求しなくても、特性の悪化を抑制できる。また、レート要求信号の送信頻度が小さくなるので、伝送効率を向上できる。また、レート情報の変動が大きければ、伝送路特性の変動も大きいので、レート要求信号の送信頻度を増加することによって、最新のレート情報を取得できる。また、最新のレート情報を取得できるので、受信特性を向上できる。

（実施例１の変形例３）
実施例１の変形例３は、レート要求信号を送信する際に、別の情報を含ませることに関する。これまで、第１無線装置１０ａは、レート要求信号を送信していた。変形例３に係る第１無線装置１０ａの制御部３０は、処理部２２等を介してレート要求信号を送信する際に、データを送信する際に希望するデータレートについての情報を含める。つまり、第１無線装置１０ａは、レート要求信号の送信につづくデータの送信において、どのようなデータレートにて送信したいかを第２無線装置１０ｂに通知する。例えば、希望するデータレートの値が通知されればよい。また、これとは別に、データに対して優先度が予め規定されており、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに優先度を通知してもよい。

優先度を受けつけた第２無線装置１０ｂの制御部３０は、以下のようにレート情報を生成する。レート情報管理部３２には、受信信号強度のしきい値に対するデータレートが優先度毎に予め記憶されている。図２１は、本発明の実施例１の変形例３においてレート情報管理部３２に記憶されるしきい値とデータレートとの関連を示す。図示のごとく、しきい値欄４００、優先度高時のデータレート欄４０２、優先度低時のデータレート欄４０４が規定されている。しきい値欄４００には、受信信号強度のしきい値が複数規定されている。例えば、「Ａ_１」が受信信号強度の高い値に相当し、「Ａ_Ｎ」が受信信号強度の低い値に相当する。優先度高時のデータレート欄４０２は、しきい値に対する優先度が高い場合でのデータレートに相当する。

つまり、第２無線装置１０ｂの制御部３０は、受信信号強度を取得し、取得した受信信号強度としきい値を比較することによって、データレート「Ｂ_１」から「Ｂ_Ｎ」のいずれかを特定する。ここでは、しきい値を満足するデータレートのうち、最も高いデータレートが特定されるものとする。優先度低時のデータレート欄４０４は、しきい値に対する優先度が低い場合でのデータレートに相当する。制御部３０は、優先度が低い場合においても優先度が高い場合と同様に、データレートの特定を実行する。ここで、優先度の高い場合のデータレートは、優先度の低い場合のデータレートよりも低い値になるように規定されているものとする。例えば、同一のしきい値「Ａ_２」に対するデータレート「Ｂ_２」と「Ｃ_２」のうち、「Ｂ_２」のほうが「Ｃ_２」よりも低い値に相当する。一般的に、データレートが低いときの方が高いときよりも、データの誤る確率が低くなる。そのため、優先度の高いデータの誤り確率を小さくするために、前述の規定がなされる。

「ビデオ」、「データ」、「音声」等のデータの種類が規定されており、以上の説明での優先度の代わりに、第１無線装置１０ａの制御部３０は、これらのデータの種類を通知してもよい。その際、図２１と同様のテーブルが、データの種類毎に規定される。例えば、遅延に弱いデータの種類には、遅延に強いデータの種類よりも、データレートが低くなるような規定がなされる。また、第１無線装置１０ａの周囲にどの程度の干渉源、すなわち他の無線装置１０が存在するか、あるいは周囲の無線装置１０の数、あるいはコーデックの種類が、優先度の代わりに規定されていてもよい。

本発明の実施例によれば、データを送信する際に希望するデータレートについての情報を含めながらレート要求信号を送信するので、第２無線装置に対して、希望に応じたデータレートを決定させることができる。また、優先度が高い場合に、優先度が高い場合よりも低い値となるようなデータレートを決定させるので、優先度が高いデータを送信できる可能性を向上できる。

（実施例１の変形例４）
実施例１の変形例４は、現在のデータレートよりも低い値のデータレートに変更する処理、あるいはレート情報に含まれたデータレートよりも低い値のデータレートを設定する処理に付随した処理に関する。このようなデータレートの変更あるいは設定は、一般的にデータに誤りが発生した場合になされる。データに誤りが発生した場合、さらに低い値のデータレートを使用することによって、データの誤りの発生が低減される。しかしながら、無線伝送路は、一般的に時間とともに変動する。変動によって、無線伝送路特性が改善されることもある。また、伝送効率の点からは、なるべく早期にデータレートが高くなる方が好ましい。

第１無線装置１０ａの制御部３０は、第２無線装置１０ｂからのレート情報に含まれたデータレートよりも低いデータレートを設定する場合に、処理部２２を介してレート要求信号を送信する。あるいは、制御部３０は、現在のデータレートよりも低い値のデータレートにデータレートを変更する際に、処理部２２を介してレート要求信号を送信する。このような処理は、エラーが発生した際に、制御部３０は、データレートを下げるとともに、レート要求信号を送信するともいえる。

本発明の実施例によれば、低いデータレートの設定とともにレート要求信号を送信するので、伝送路特性に適したレート情報を取得でき、低いデータレートの設定期間を短くできる。また、低いデータレートの設定期間を短くできるので、伝送効率を向上できる。

（実施例５）
実施例５は、第１無線装置１０ａの制御部３０がレート要求信号を送信するタイミングに関する。実施例１において、第１無線装置１０ａは、定期的にレート要求信号を送信する。ここでは、定期的にレート要求信号が送信されない場合、あるいは定期的にレート要求信号が送信される場合であってもレート要求信号が別途送信される場合を対象にする。第１無線装置１０ａの制御部３０は、処理部２２を介して第２無線装置１０ｂに対して、レート要求信号を送信する。その際、制御部３０は、第２無線装置１０ｂに対して送信すべきデータに関する情報を取得し、取得した情報に応じてレート要求信号の送信を決定する。

データに関する情報の一例は、送信すべきデータの量であり、制御部３０は、取得したデータの量がしきい値よりも大きければ、レート要求信号の送信を決定する。データの量が多い場合に、誤りによる再送が発生すると、伝送効率が大きく低下する。一方、データの量が多い場合に、低いデータレートを使用しても、伝送効率が大きく低下する。そのため、データの量が多い場合には、そのときの伝送路特性に適したデータレートが設定されるべきである。具体的には、ビデオデータを送信する場合には、予め最適なデータレートが設定されるべきであり、音声データを送信する場合には、サイズが小さいので、最適なデータレートでなくてもよい。データの量が小さい場合に、レート要求信号の送信を実行しないことによって、レート要求信号の送信による伝送効率の低下が抑制される。

本実施例に係る制御部３０は、以上の課題を解決するためにデータの量が多ければ、レート要求信号を送信する。また、データに関する情報の別の一例は、送信すべきデータの優先度であり、制御部３０は、取得したデータの優先度がしきい値よりも高ければ、レート要求信号の送信を決定する。優先度は、ＥＤＣＡのＡＣ、ＴＩＤ、ＴｏＳによって特定される。また、優先度は、ＥＤＣＡのＡＣ、ＴＩＤ、ＴｏＳによって保証されるＱｏＳによって特定されてもよい。これに続く処理は、これまでと同様であるので、説明を省略する。

図２２は、本発明の実施例５に係る通信手順を示すフローチャートである。制御部３０は、送信すべきデータのデータ量を取得する（Ｓ２６０）。データ量がしきい値よりも大きければ（Ｓ２６２のＹ）、制御部３０は、処理部２２等を介してレート要求信号を送信し（Ｓ２６４）、処理部２２等を介してレート情報を受信する（Ｓ２６６）。一方、データ量がしきい値よりも大きくなければ（Ｓ２６２のＮ）、ステップ２６４とステップ２６６の処理を実行せずに、制御部３０は、すでに受信したデータレートを取得する。制御部３０は、データレートを設定し（Ｓ２６８）、処理部２２は、データを送信する（Ｓ２７０）。

本発明の実施例によれば、送信すべきデータに関する情報に応じて、レート要求信号を送信するので、必要とされるときにレート情報を更新できる。また、データの量が多い場合に、最新の情報にてデータレートを設定できるので、伝送効率を向上できる。また、データの優先度が高い場合に、最新の情報にてデータレートを設定できるので、優先度の高いデータを高い確率にて伝送できる。

（実施例６）
本発明の実施例６は、パケット信号を連続して送信する場合に関する。通信システム１００が無線ＬＡＮである場合、一般的にアクセス方式としてＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が使用される。ＣＳＭＡでは、他の無線装置１０からパケット信号が送信されていないタイミングにて、パケット信号が送信される。しかしながら伝送効率を改善するために、基地局装置の指定したタイミングにて端末装置がパケット信号を受信し、あるいは端末装置がパケット信号を送信する方がよい場合もある。本実施例では、このような場合を対象にする。

図２３は、本発明の実施例６に係るパケット信号の配置を示す。図は、第１無線装置１０ａから第４無線装置１０ｄのそれぞれによるパケット信号の送信タイミングを示す。また、第１無線装置１０ａは、基地局装置に相当し、第２無線装置１０ｂから第４無線装置１０ｄは、端末装置に相当する。そのため、図示のごとく、第１無線装置１０ａがパケット信号を送信している期間は、「下り信号期間」に相当し、第２無線装置１０ｂから第４無線装置１０ｄがパケット信号を送信している期間は、「上り信号期間」に相当する。第１無線装置１０ａは、「制御信号」を送信する。「制御信号」は、第２無線装置１０ｂから第４無線装置１０ｄに受信される。また、「制御信号」には、第２無線装置１０ｂから第４無線装置１０ｄのそれぞれに対して、第１無線装置１０ａからのパケット信号を受信すべきタイミング、第１無線装置１０ａへパケット信号を送信すべきタイミング、パケット信号の長さに関する情報が含まれている。第２無線装置１０ｂから第４無線装置１０ｄは、「制御信号」に含まれた情報に応じて処理を実行する。

図１の下り信号期間において、第１無線装置１０ａは、「制御信号」に続いて「第２パケット信号」から「第４パケット信号」を送信する。ここで、「第２パケット信号」とは、第２無線装置１０ｂに対するパケット信号であり、「第３パケット信号」とは、第３無線装置１０ｃに対するパケット信号であり、「第４パケット信号」とは、第４無線装置１０ｄに対するパケット信号である。また、下り信号期間の終了後、上り信号期間が配置される。上り信号期間において、第２無線装置１０ｂが「第２’パケット信号」を送信し、第３無線装置１０ｃが「第３’パケット信号」を送信し、第４無線装置１０ｄが「第４’パケット信号」を送信する。このような状況下において、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂに対するレート要求信号を「第２パケット信号」に含め、第２無線装置１０ｂは、レート情報を「第２’パケット信号」に含める。

本発明の実施例によれば、複数の端末装置に対して連続的にパケット信号を送信する場合であっても、それぞれの端末装置に適したデータレートを使用できる。また、複数の端末装置のそれぞれに適したデータレートが使用されるので、複数の端末装置のそれぞれに対する伝送効率を向上できる。

（実施例７）
実施例７は、レート情報の信頼性の特定に関する。実施例１において、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂからのレート情報の信頼性を特定する。実施例７での第２無線装置１０ｂは、レート情報を生成するとともに、レート情報の信頼性も生成し、それらを第１無線装置１０ａに送信する。第２無線装置１０ｂの制御部３０は、第１無線装置１０ａから、レート要求信号を受信する。制御部３０は、処理部２２とともに、レート要求信号に対応すべきレート情報を生成する。その際、制御部３０は、生成したレート情報に対する信頼性の情報も生成する。

例えば、レート情報が受信信号強度によって決定される場合、受信信号強度としきい値との差異に応じて、制御部３０は、信頼性の情報を生成する。具体的には、受信信号強度としきい値との差異が大きければ、制御部３０は、「低い信頼性」としての信頼性の情報を生成する。また、レート情報として予め定めた値を固定的に使用する場合、制御部３０は、「低い信頼性」としての信頼性の情報を生成する。制御部３０は、処理部２２を介して、第１無線装置１０ａにレート情報と信頼性の情報を送信する。これに続く処理は、実施例１と同様なので、説明を省略する。

本発明の実施例によれば、レート情報とともに信頼性の情報も受信するので、信頼性の特定を不要にできる。レート情報とともに信頼性の情報も生成されるので、信頼性の情報の精度を向上できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１において、制御部３０は、送信したデータの数に対する伝送できたデータの数の割合を導出することによって、レート情報の信頼性を特定する。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、別の方法によってレート情報の信頼性を特定してもよい。制御部３０は、無線部２０、処理部２２、変復調部２４を介して受信した信号をもとに、通信対象の無線装置１０との間の無線伝送路の品質を測定する。ここでは、公知の技術を使用しながら、制御部３０は、信号強度や遅延スプレッドを測定する。制御部３０は、測定値に関するしきい値であって、データレートを決定するためのしきい値を予め保持している。このようなしきい値は、実験等によって導出されていればよい。制御部３０は、測定した品質としきい値を比較することによって、通信対象の無線装置１０との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出する。

すなわち、自らデータレートを導出する。さらに、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートと、導出したデータレートとの差異をもとに、レート情報に含まれたデータレートについての信頼性の高さを特定する。すなわち、制御部３０では、両者の値が近ければ、信頼性は高いと特定し、両者の値が離れていれば、信頼性が低いと特定する。本変形例によれば、レート情報に含まれたデータレートが無線伝送路の品質に適した値よりも高いために、誤りが増加する場合を抑制できる。また、レート情報に含まれたデータレートが無線伝送路の品質に適した値よりも低いために、周波数の利用効率が低下している場合を抑制できる。すなわち、レート情報に含まれたデータレートが無線伝送路の品質に適した値であるかが特定できればよい。

さらに、上記の変形例に関連し、以下のような変形例も有効である。制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートを修正することによって、送信の際のデータレートを決定してもよい。すなわち、レート情報に含まれたデータレートが導出したデータレートよりも高い値となっている傾向がある無線装置１０に対して、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートよりも所定の値だけ小さい値のデータレートに決定する。なお、データレートを決定する際に、導出したデータレートとの比較は、省略できる。また、傾向を調査するために、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートが導出したデータレートの履歴を記憶する。一方、逆の場合、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートよりも所定の値だけ高い値のデータレートに決定する。さらに、エラーが発生しない場合に、レート情報に含まれたデータレートよりも所定の値だけ高い値のデータレートを決定してもよい。本変形例によれば、所定の無線装置１０から受けつけるレート情報に含まれたデータレートの傾向を把握すれば、その後、レート情報に含まれたデータレートの増減によって、データレートを決定でき、比較の処理を省略できる。

本発明の実施例３において、制御部３０は、導出した品質に応じて、レート要求信号を受信していない場合であっても、第１無線装置１０ａにレート情報を送信している。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、別のトリガーにてレート情報を送信してもよい。制御部３０は、タイマーを有し、レート要求信号を受信してからの期間を測定する。測定した期間が予め定めたしきい値よりも大きくなれば、レート要求信号を受信していない場合であっても、制御部３０は、第１無線装置１０ａにレート情報を送信する。この場合、ある程度古いレート情報を積極的に新しいレート情報に置換できる。つまり、レート情報を送信すべき無線装置１０が、積極的にレート情報を送信できればよい。

本発明の実施例１から４において、レート情報の信頼性や、データレートの決定には、変復調部２４に含まれた復号器、特にビタビ復号器の演算結果が使用されてもよい。例えば、制御部３０は、複数のメトリック間の差異の大きさに応じて、レート情報の信頼性や、データレートの決定を実行してもよい。例えば、最大のメトリックの値と２番目に大きいメトリックの値との差異が使用されればよい。このような差異は、伝送路特性に対する現在のデータレートの余裕に相当する。すなわち、差異が大きければ、余裕があるといえるので、制御部３０は、さらに高いデータレートへの変更を決定できる。一方、すなわち、差異が小さければ、余裕がないといえるので、制御部３０は、低いデータレートへの変更を決定できる。また、レート情報の信頼性や、データレートの決定には、ＲＳＳＩ、伝送路特性の行列の固有値のばらつき、移動速度が使用されてもよい。本変形例によれば、出力されるデータに対する出力端近傍の情報を使用するので、厳密に制御できる。

本発明の実施例２において、第２無線装置１０ｂ、ここでの端末装置は、受信したビーコンをもとに、レート情報を生成し、基地局装置に通信開始の要求信号を送信する際に、レート情報も送信する。しかしながらこれに限らず例えば、受信したビーコンをもとに、レート情報を生成し、通信開始の要求信号でなくても、通信を開始する際に必要とされる信号を送信する際に、レート情報を送信してもよい。通信を開始する際に必要とされる信号には、例えば、認証処理のための信号がある。また、通信を開始する際に必要とされる信号は、これに限られず、端末装置がこれから通信を開始しようとする基地局装置に対して、初期の段階にて送信すべき信号であればよい。本変形例によれば、伝送路特性に適したデータレートを通信の初期の段階から使用するので、伝送路特性に適したデータレートによる通信を実行できる。

本発明の実施例１において、第１無線装置１０ａの制御部３０は、処理部２２等を介してレート要求信号を送信する。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、レート要求信号を送信する際に、レート情報の早急な応答を要求する旨の信号を送信してもよい。制御部３０は、送信すべきデータの優先度、遅延に対する強さに関する情報を取得し、取得した優先度が高い場合、遅延に対する強さが弱い場合に、レート情報の早急な応答を要求する旨の信号を送信する。その逆の場合において、制御部３０は、レート情報の早急な応答を要求する旨の信号を送信しない。本変形例によれば、レート情報の早急な応答を要求する場合、あるいは要求しない場合を通信対象の無線装置１０に対して通知できる。

本発明の実施例１において、制御部３０は、レート情報の信頼性を特定するために、レート情報に含まれたデータレートを使用したときの誤りの割合を測定する。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、レート情報に含まれたデータレートに対して、時定数を変えながら統計処理を実行し、その結果に応じてレート情報の信頼性を特定してもよい。制御部３０は、データレートに対して短期の統計処理を実行した結果と、データレートに対して長期の統計処理を実行した結果とを比較し、両者の差異に応じて信頼性を特定を特定する。例えば、差異がしきい値よりも小さければ、第２無線装置１０ｂは、伝送路特性にかかわらず一定の値をレート情報として出力している可能性がある。そのため、このような場合に、制御部３０は、信頼性が低いと特定する。本変形例によれば、信頼性の特定についての信頼性を向上できる。

本発明の実施例１から７および変形例に対する任意の組合せも有効である。本変形例によれば、これらを組み合わせた効果が得られる。

本発明によれば、状況に応じてデータレートを決定できる。

Claims (22)

1. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信する送信部と、
   前記送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、
   前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、前記送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備え、
   前記送信部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、要求信号を送信する頻度を下げることを特徴とする無線装置。
2. 前記受信部が受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、前記設定部によってデータレートが設定されたデータを前記送信部から送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得する取得部をさらに備え、
   前記送信部は、前記取得部において取得したエラーの程度に応じて、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定する測定部と、
   前記測定部において測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出する導出部とをさらに備え、
   前記送信部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、前記導出部において導出したデータレートとの差異をもとに、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
4. 前記受信部において前記通信対象の無線装置から受信した情報であって、かつ当該通信対象の無線装置との間の無線伝送路特性に関する情報をもとに、データレートを導出する導出部とをさらに備え、
   前記送信部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、前記導出部において導出したデータレートとの差異をもとに、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
5. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信する送信部と、
   前記送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、
   前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、前記送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備え、
   前記設定部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性の高さを特定し、信頼性が低ければ、応答信号に含まれたデータレートとは異なったデータレートを設定することを特徴とする無線装置。
6. 前記受信部が受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報にしたがって、前記設定部によってデータレートが設定されたデータを前記送信部から送信した場合に、送信したデータに対するエラーの程度を取得する取得部をさらに備え、
   前記設定部は、前記取得部において取得したエラーがしきい値よりも多ければ、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定し、応答信号に含まれたデータレートよりも低いデータレートを設定することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
7. 前記送信部は、前記設定部によって、応答信号に含まれたデータレートよりも低いデータレートが設定される場合に、要求信号を送信することを特徴とする請求項６に記載の無線装置。
8. 通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を測定する測定部と、
   前記測定部において測定した無線伝送路の品質をもとに、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質に適したデータレートを導出する導出部とをさらに備え、
   前記設定部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、前記導出部において導出したデータレートとの差異がしきい値よりも大きければ、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
9. 前記受信部において前記通信対象の無線装置から受信した情報であって、かつ当該通信対象の無線装置との間の無線伝送路特性に関する情報をもとに、データレートを導出する導出部とをさらに備え、
   前記設定部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報と、前記導出部において導出したデータレートとの差異がしきい値よりも大きければ、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報に対する信頼性が低いと特定することを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
10. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を所定の頻度にて送信する送信部と、
    前記送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、
    前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、前記送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備え、
    前記送信部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートの変動が予め定めたしきい値よりも小さければ、要求信号を送信する頻度を下げることを特徴とする無線装置。
11. 前記送信部は、前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートの変動が予め定めたしきい値以上であれば、要求信号を送信する頻度を上げることを特徴とする請求項１０に記載の無線装置。
12. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置に対して、データレートについての情報を提供させるための要求信号を送信する送信部と、
    前記送信部から送信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置から受信する受信部と、
    前記受信部において受信した応答信号に含まれたデータレートについての情報をもとに、前記送信部からデータを送信する際のデータレートを設定する設定部とを備え、
    前記送信部は、前記通信対象の無線装置に対して送信すべきデータに関する情報を取得し、取得した情報に応じて要求信号の送信を決定することを特徴とする無線装置。
13. 前記送信部は、データに関する情報として、送信すべきデータの量を取得し、取得したデータの量がしきい値よりも大きければ、要求信号の送信を決定することを特徴とする請求項１２に記載の無線装置。
14. 前記送信部は、データに関する情報として、送信すべきデータの優先度を取得し、取得したデータの優先度がしきい値よりも高ければ、要求信号の送信を決定することを特徴とする請求項１２に記載の無線装置。
15. 前記送信部は、要求信号を送信する際に、データを送信する際に希望するデータレートについての情報を含めることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の無線装置。
16. 前記送信部は、
    複数のアンテナと、
    前記複数のアンテナから送信すべきパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を生成する生成部とを備え、
    前記生成部は、要求信号を送信する際に、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号を含めるように、パケット信号を生成することを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の無線装置。
17. 通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信した報知信号をもとに、前記受信部においてデータを受信する際のデータレートを決定する決定部と、
    前記決定部において決定したデータレートを情報として含めながら、前記通信対象となるべき無線装置に対して、通信開始の要求信号を送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする無線装置。
18. 通信対象となるべき無線装置であって、かつ可変データレートに対応した無線装置からの報知信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信した報知信号をもとに、前記受信部においてデータを受信する際のデータレートを決定する決定部と、
    前記決定部において決定したデータレートを情報として含めながら、前記通信対象となるべき無線装置に対して、通信を開始する際に必要とされる信号を送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする無線装置。
19. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備え、
    前記受信部は、通信対象の無線装置との間の無線伝送路の品質を導出し、
    前記送信部は、前記受信部において導出した品質に応じて、前記受信部が要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信することを特徴とする無線装置。
20. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつデータレートについての情報を含んだ応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備え、
    前記受信部は、要求信号を受信してからの期間を測定し、
    前記送信部は、前記受信部において測定した期間に応じて、前記受信部が要求信号を受信していない場合であっても、通信対象の無線装置に応答信号を送信することを特徴とする無線装置。
21. 前記受信部において受信した要求信号をもとに、データレートを特定する特定部をさらに備え、
    前記受信部は、通信対象の無線装置に備えられた複数のアンテナから送信されたパケット信号であって、かつ複数の系列の信号を含んだパケット信号を複数のアンテナによって受信し、
    前記特定部は、要求信号として、データを含む系列の数以上の数となる系列に既知信号が含められたパケット信号のうち、既知信号をもとにデータレートを特定することを特徴とする請求項１９または２０に記載の無線装置。
22. 可変データレートに対応した通信対象の無線装置から、データレートについての情報の送信の要求が示された要求信号を受信する受信部と、
    前記受信部において受信した要求信号に対応すべきデータレートについての情報を生成する生成部と、
    前記受信部において受信した要求信号に対する応答信号であって、かつ前記生成部において生成した情報が含まれた応答信号を通信対象の無線装置に送信する送信部とを備え、
    前記生成部は、生成したデータレートについての情報に対する信頼性の情報も生成し、
    前記送信部は、信頼性の情報も応答信号に含めることを特徴とする無線装置。

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