WO2005093982A1

WO2005093982A1 - 無線通信機

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Publication number: WO2005093982A1
Application number: PCT/JP2005/004093
Authority: WO
Inventors: Kenichi Maruhashi; Hidenori Shimawaki
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2005-10-06
Also published as: JP5018838B2; JP4367659B2; US20070133493A1; US7924799B2; JP2009260993A; JPWO2005093982A1

Abstract

　無線通信機は送信機と受信機と伝搬検知部とシンボル速度設定部を有する。送信機は複数のアンテナと複数の送信回路と送信信号処理回路を有する。送信信号処理回路は、変調部を備え、入力された送信データを変調部で変調して複数の送信信号を生成し、送信回路に出力する。受信機は複数のアンテナと複数の受信回路と受信信号処理回路を有する。受信信号処理回路は、復調部を備え、各受信回路から出力された受信信号を復調部で復調して受信データを生成する。伝搬検知部は電波の伝搬状態を検知する。シンボル速度設定部は、伝搬検知部での検知結果に基いて、通信するシンボル速度を複数のシンボル速度の中から選択して変調部と復調部に設定する。

Description

明細書

無線通信機

技術分野

[0001] 本発明は、空間多重方式を利用した無線通信システムに関する。

背景技術

[0002] 近年、マイクロ波を利用した携帯電話、無線 LAN (Local Area Network)等の無線通信システムにおいては、変復調の多値ィ匕ゃ搬送波のマルチキャリア化により高速ィ匕が図られている。し力しながら使用できる周波数帯域が狭いため、高速化には限界がある。例えば、多値 PSK (Phase— shift Keying)を用いた場合は、誤り率の劣化が生じる他、発振器の位相雑音や周波数安定性などに極めて高い性能レべノレが必要とされる。一方、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple xing :直交波周波数分割多重）によりマルチキャリア化を行った場合、帯域は、サブキャリア数にシンボル速度を乗じたもので規定され、高速ィ匕に伴い広帯域が必要になる。また、ピーク電力と平均電力の差が大きぐ一般には低歪な送信増幅器が必要になるとヽぅ問題が知られて!/、る。

[0003] そこで、マイクロ波帯で MIMO (Multi— Input Multi— Output)技術を適用した無線通信システムが開発されている。図 1は、この方式を利用した無線通信機のプロック図である。送信機 500は、送信回路 501— 1— 3とアンテナ 502-1— 3と送信信号処理回路 504とを備える。送信データは、送信信号処理回路 504で信号処理され、送信回路 501-1— 3によりアンテナ 502-1— 3から電波として発射される。受信機 5 06は、アンテナ 508— 1— 3と受信回路 507-1— 3と受信信号処理回路 510とを備える。アンテナ 508-1— 3により感受された電波を受信回路 507-1— 3で受信信号に変換し、受信信号処理回路 510により信号処理されて受信データが出力される。また、受信信号処理回路 510は、チャネル行列を出力する。即ち、 MIMO方式の無線通信機は、アンテナと送信機およびアンテナと受信機とで構成される、あるいは、複数のアンテナと複数の送受信機とで構成される無線通信機であり、空間多重方式により通信を行う。 [0004] マルチパスを含め、直交化できる通信路 (独立な空間伝送路）の数の範囲にお!、て、伝送速度はアンテナの数 (送信アンテナ数と受信アンテナ数の少ない方）に比例する。したがって、同一周波数、同一の時間を用いながら伝送速度を向上させることができる。また、時空間符号ィ匕を利用することにより、空間ダイバーシチー効果を生じ、良好な SNR (Signal to Noise Ratio :信号対雑音比）が得られる。

[0005] また、一般に周波数が高くなると、電波の直進性が強くなり、伝搬環境が異なってくる。この伝搬環境が変わる周波数は、およそ 10GHz前後といわれており、それ以上の周波数では見通し外通信が困難になる。例えば、国際電気通信連合の勧告（"Pr opagation data and prediction methods for the planning oi indoor radio communication systems and radio local area networks in th e frequency range 900 MHz to 100 GHz" ITU— R, P. 1238—3, 2 003年 4月）によれば、伝搬時の距離に対する電波の減衰量を表す電力損失係数 (p ower loss coefficients)は、オフィス内では 0. 9—5. 2GHzにおいて 28— 32であるのに対し、 60GHzにおいては 22となっている。自由空間損失の場合は 20であるから、 60GHzと、うような高、周波数では散乱や回折などの影響が少な、ものと考えられる。マルチパスに関しては、電波強度が強い場合があるが、経路としては比較的少ないものと考えられている。なお、ミリ波（例えば 60GHz帯）を利用した無線システムとしては、 K. Ohataらによる文献（IEEE MTT— S International Microwa ve Symposium. Digest, June 2003, pp. 373— 376)など【こ記載されて!ヽる。用いられている変調方式は ASK (デジタル振幅変調)であり、無線通信として高速な 1. 25Gビット Z秒が実現されている。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] MIMO技術を取り入れた無線通信機は、送受信回路を複数動作させるために消費電力が大きくなる。送信信号処理回路は、チャネル行列を推定し、複数の送信回路に送信信号を変換'分配し、また、受信信号処理回路は、複数の受信回路力の受信信号を合成 ·変換する機能を有し消費電力が大きい。また、高速の DZA変換回路 (DAC)、 AZD変換回路 (ADC)、時空間符号ィ匕回路などによっても消費電力が増大する。

[0007] 唐沢らの文献（2003年電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 1、 SS-30 、講演番号 TB— 2— 1)によれば、アンテナ間隔が半波長以上あれば、マルチパスが広い角度範囲で到来する場合、チャネル応答行列の構成要素は無相関に変動する。このときに伝送容量が増大する力例えば 2. 4GHzでは半波長は約 6cmとなってしまう。さらに、見通し内通信で局所的な散乱がない場合、アンテナ間隔は相当距離広げることが望ましい。 D. Gesbertらによる文献（IEEE Journal on Selected

Areas in Communications, Vol. 21, No. 3, April, 2003)に ίま、このような場合の携帯電話システムにおける基地局用 4素子アンテナの素子間隔として 1 0波長が例示されている。このようなアンテナ間隔は、携帯端末やオフィスや家庭で用いるマイクロ波無線通信機に適用することは、大きさの観点力も現実的ではない。ミリ波（例えば 60GHz帯）を利用した無線システムでは、変調指数の低い ASK (Am plitude Shift Keying)ゝ FSK (Frequency Shift Keying) , BPSK (Binary Phase Shift Keying)が用いられ、主としてアンテナビームを絞ったポイント間（P oint— to— Point)通信が多く利用されている。一方アンテナビームを広げた場合、特に屋内通信においてはマルチパス干渉の影響で、信号品質の劣化、あるいは伝送不能に陥るなどの問題が生じる。これはシンボル速度を上げると、遅延時間（直接波と反射波の到来時間の差)の広がりがシンボル長に比較して相対的に大きくなり、シンボル間干渉を引き起こすためである。また、シンボル速度を下げて、シンボル間干渉を回避しながら高速性を保っために、多値 QAM (Quadrature Amplitude M odulation)や QAMを 1次変調とし、 OFDMを 2次変調として用いた無線通信機が用いられる。しかしながら、発振器の低位相雑音特性、周波数安定性、送信増幅器の高線形性が必要となり、特にミリ波の無線機を構成するためには、複雑、高価格、大型サイズになることなどが、実用上の問題となっていた。

[0008] 本発明の目的は、消費電力を抑制しながら高速伝送し、マルチパス干渉による通信途絶が発生し 1 、小型化された無線通信機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の第 1の態様によれば、無線通信機は、送信 RF信号に基づいて電波を発射する複数の送信アンテナと、

複数の送信信号に基づ、て前記複数の送信アンテナの各々に前記送信 RF信号を供給する複数の送信回路手段と、

変調手段を備え、入力された送信データを前記変調手段で変調して前記複数の送信信号を生成し、前記送信回路手段に出力する送信信号処理手段と、

を含む送信機と、

前記送信装置力電波を感受して受信 RF信号を出力する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナの各々力入力される前記受信 RF信号に基づいて受信信号を出力する複数の受信回路手段と、

復調手段を備え、前記各受信回路手段から出力された受信信号を前記復調手段で復調して受信データを生成する受信信号処理手段と、

を含む受信機と

前記電波の伝搬状態を検知する伝搬検知手段と、

検知された伝搬状態に基づ!/、て、複数のシンボル速度の中から使用するシンボル速度を選択し、前記変調手段と前記復調手段に設定するシンボル速度設定手段とを有する。

本発明の第 2の態様によれば、無線通信機は、

送信 RF信号に基づいて電波を発射する複数の送信アンテナと、

相異シンボル速度を有する複数の変調手段を備え、入力された送信データを、前記複数の変調手段の中から選択された変調手段で変調して前記複数の送信信号を生成し、前記送信回路手段に出力する送信信号処理手段と、

を含む送信機と、

電波を感受して受信 RF信号を出力する複数のアンテナと、

前記複数の受信アンテナの各々力入力される前記受信 RF信号に基づいて受信信号を出力する複数の受信回路手段と、

相異シンボル速度を有する複数の復調手段を備え、前記各受信回路手段から入力された受信信号を、前記複数の復調手段の中から選択された復調手段で復調して受信データを生成する受信信号処理手段と、

を含む受信機と、

前記電波の伝搬状態を検知する伝搬検知手段と、

検知された伝搬状態に基づ!/、て、前記複数の変調手段と前記複数の復調手段からそれぞれ各 1つの変調手段と復調手段を選択する変調手段/復調手段選択手段とを有する。

[0011] マルチパス干渉の強弱に応じて、シンボル速度を制御することにより、消費電力を最適にしながらの高速伝送が可能となる。また、周波数 10GHz以上、特にミリ波（30 GHz— 300GHz)を利用した無線通信機の場合、アンテナを複数アレイ状に並べたとしても、無線通信機を小型に構成できる。さらにマルチノス干渉が弱い場合、直接変復調モードで動作させることにより、高速化、低消費電力化が実現できる。一方マルチパス干渉が強い場合では、消費電力は増加するものの、マルチパス干渉による通信途絶の可能性が減少でき、ある程度の伝送速度を維持しながら通信を継続することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は従来の無線通信機のブロック図である。

[図 2]図 2は本発明の第 1の実施の形態による無線通信機のブロック図である。

[図 3]図 3は第 1の実施の形態におけるシンボル速度を決める処理のフローチャートである。

[図 4]図 4はマルチパス干渉の強弱を規定する受信電力と誤り率の関係の例を示すグラフである。

[図 5]図 5は MIMOにおける独立な空間伝送路数とマルチパスの度合いの関係を示すグラフである。

[図 6]図 6は第 1の変形例におけるシンボル速度を決める処理のフローチャートである

[図 7]図 7は第 2の変形例におけるシンボル速度と変調の多値数を決める処理のフロ一チャートである。 [図 8]図 8は第 3の変形例におけるシンボル速度と変調の多値数を決める処理のフロ一チャートである。

[図 9]図 9は第 4の変形例におけるシンボル速度を決める処理を含む処理のフローチヤートである。

[図 10]図 10は第 5の変形例におけるシンボル速度と変調の多値数を決める処理を含む処理のフローチャートである。

[図 11]図 11は本発明の第 2の実施の形態による無線通信機のブロック図である。

[図 12]図 12は第 2の実施の形態における送受信機の設定に関わる処理のフローチヤートである。

[図 13]図 13は本発明の第 2の実施の形態の変形例の無線通信機のブロック図である。

[図 14]図 14は本発明の第 3の実施の形態による無線通信機のブロック図である。

[図 15]図 15は第 3の実施の形態における送受信機の設定に関わる処理のフローチヤートである。

[図 16]図 16は本発明の第 4の実施の形態による無線通信機のブロック図である。

[図 17]図 17は本発明の第 5の実施の形態による無線通信機のブロック図である。

[図 18]図 18は本発明の第 5の実施の形態の変形例による無線通信機のブロック図である。

[図 19]図 19は本発明の第 6の実施の形態による無線通信機のブロック図である。発明を実施するための最良の形態

[0013] [第 1の実施の形態]

図 2を参照すると、本発明の第 1の実施の形態による無線通信機は送信機 100と受信機 106と具備する。通常、通信は双方向であるため、この無線通信機が複数対向して通信を行う。ここでは、送信機 100と受信機 106とはそれぞれ、対向する無線通信機の送信機と受信機である。

[0014] 送信機 100は、アンテナ 102— 1一 3と、アンテナ 102— 1— 3にそれぞれ接続された送信回路 101— 1一 3と、電源制御回路 103と、送信信号処理回路 104と、制御回路

119とを具備する。 [0015] 電源制御回路 103は、制御回路 119からの電源制御信号に基づいて、送信回路 1 01 - 1一 3に供給される電源を制御する。送信信号処理回路 104は、変調の他に、 MIMO処理に関わる符号化、重み付け Zマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。また、送信信号処理回路 104はシンボル速度設定部 117と変調速度設定部 118と変調部 105を備え、制御回路 119からの制御信号によりシンボル速度や変調の多値数を変更することが可能である。この送信信号処理回路 104は、送信機 100に入力されたデータを変調部 105で変調して、送信信号として送信回路 101— 1一 3に出力する。

[0016] 受信機 106は、アンテナ 108— 1— 3と、アンテナ 108— 1— 3にそれぞれ接続された受信回路 107-1— 3と、電源制御回路 109と、受信信号処理回路 110と、レベル検出器 111と、誤り率測定器 112、伝搬検知回路 123と、制御回路 124とを具備する。

[0017] 電源制御回路 109は、制御回路 124からの電源制御信号に基づいて、受信回路 1 07 - 1一 3に供給される電源を制御する。受信信号処理回路 110はシンボル速度設定部 122と復調モード設定部 123と復調部 120を備え、復調の他に、 MIMO処理に関わる復号、重み付け Zデマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。受信信号処理回路 110は、受信回路 107-1— 3から入力される受信信号を復調部 120で復調して、受信データとして出力する。また、受信信号処理回路 110は、受信回路 107-1 一 3から入力される受信信号に基づいてチャネル行列を推定し、出力する。レベル検出器 111は、受信回路 107-1— 3から入力される受信レベル信号に基づいて受信レベルを検出し、出力する。誤り率測定器 112は、受信信号処理回路 110から出力される受信データに基づいて、ビットエラーレートまたはフレームエラーレートを測定し、誤り率を出力する。伝搬検知回路 123は受信レベル、誤り率、チャネル行列を入力し、マルチパス干渉の強弱を判定し、変調制御信号と、これと等価な伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 124は電源制御回路 109に電源制御信号を出力するとともに、変調制御信号に基づきシンボル速度設定部 122と復調モード設定部 123にそれぞれシンボル速度、復調モードを設定する。また、伝搬状況通信信号は通信装置 106の制御回路 119に送られ、制御回路 119はシンボル速度設定部 117と変調モード設定部 118にシンボル速度、変調モードをそれぞれ設定する。 [0018] この無線通信機において、シンボル速度は、図 3に示されるようにして決定される。まず、伝搬検知回路 123は、ステップ 1011に、レベル検出器 111から出力される受信レベル、誤り率測定器 112から出力される誤り率、受信信号処理回路 110から出力されるチャネル行列などに基づいて、マルチパス干渉の強弱を推定する。ステップ 1002に、マルチパス干渉が強いかどうか判定する。干渉が強いと判定された場合、伝搬検知回路 123は、シンボル速度を低く設定する変調制御信号および伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 119は伝搬状況通信信号を受けて、シンボル速度設定部 117により、ステップ 1003に、変調部 105のシンボル速度を下げる。また、制御回路 124は、シンボル速度設定部 122により、復調部 120のシンボル速度を下げる。ステップ 1002において、干渉が弱いと判定された場合、伝搬検知回路 123は、シンボル速度を高く設定する変調制御信号および伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 119は、ステップ 1004に、シンボル速度設定部 117により変調部 105のシンボル速度を上げる。また、制御回路 124は、シンボル速度設定部 122により復調部 120のシンボル速度を上げる。シンボル速度が決定されると、以降通常のデータ伝送である通信が行なわれる。

[0019] 本実施の形態では、信号伝搬状態に基づ!、てマルチパス干渉の度合!/、を判定することが重要な特徴である。ここでは明示しないが、自局または他局の信号伝搬状態を、他局との同期確立を行うプリアンブル期間、またはデータ伝送が行われている通信中の期間に知ることができる。通信中においては、データ伝送されるデータの一部として送信される他局の信号伝搬状態を受信することができる。また、自局の信号伝搬状態を他局に送信する。

[0020] 信号伝搬状態は、レベル検出器 111から出力される受信レベル、誤り率測定器 11 2から出力される誤り率、受信信号処理回路 110から出力されるチャネル行列力計算される。信号伝搬状態は、通信に寄与できる独立した空間伝送路の数、誤りによる再送信要求の率、などで表すことができる。例えば、図 4に示されるように、受信電力と誤り率の関係力マルチパス干渉の強弱を規定しておき、受信電力が高いにも関わらず誤り率 (または誤りによる再送信要求の率)が高、場合をマルチパス干渉が強いと規定しておくことが可能である。また、図 5に示されるように、推定されるチャネル行列から計算される固有値力通信に寄与できる独立した空間伝送路の数を判断し、マルチパス干渉の度合いを決めることも可能である。これらの方法を組合せたり、マルチパス干渉の度合いを段階的に規定したりすることもできる。さらに当然ながら最初にシンボル速度を低く設定し、その後段階的に高く設定していく方法も使用可能である。

[0021] 本実施の形態では、マルチノス干渉の度合いが小さいときには、シンボル速度を高く設定することにより高速伝送が可能になる。なお、このような場合には、相関帯域幅が広くなることが多ぐ高シンボル速度、すなわち広帯域な伝送に有利となっている。

[0022] また、周波数 10GHz以上、特にミリ波（30GHz— 300GHz)を利用した無線通信機の場合、複数のアンテナをアレイ状に並べたとしても、マイクロ波帯を利用した場合に比べてアンテナサイズは小さい。例えば、 60GHzを利用した場合、アンテナ間隔は、半波長ならば約 2. 5mm, 10波長ならば約 2. 5cmであり、大きさの点からは、携帯端末、オフィスや家庭で用いる無線通信機に適用可能である。

[0023] 次に、第 1の実施の形態の第 1の変形例を、図 6を参照して説明する。第 1の変形例では、シンボル速度を決める処理の別の例を示す。第 1の変形例では、無線通信機は、構成としては第 1の実施の形態と同様であり、変調制御信号および伝搬状況通信信号によりシンボル速度を変化させることができる。

[0024] まず、初期状態として、ステップ 2001に、シンボル速度設定部 117, 122にシンポル速度を高く設定する。即ち、変調部 105、復調部 120を高いシンボル速度に設定する。ステップ 2002に、誤り率測定器 112により誤り率を測定する。ステップ 2003に、伝播検知回路 123は、この誤り率が通信に十分許容できる範囲にある力否かを判断する。誤り率が十分許容できるものでなければ、ステップ 2004に、変調制御信号および伝搬状況通信信号によりシンボル速度を一段低く設定する。即ち、変復調部 105、 120のシンボル速度を一段下げる。その後、ステップ 2002に戻って、新しい条件で再度誤り率を測定し、誤り率が十分許容できる範囲になるまでシンボル速度は引き下げられる。したがって、シンボル速度は誤り率が十分低くなるまで下げられる。

[0025] このプロセスは、通信の前に行うこともできる力データ通信の途中でもビット誤り率、フレーム誤り率、パケット誤り率、再送要求率 (再送率)などを監視し、これらの数値が十分低くなるように適宜シンボル速度を低くすることもできる。また、誤り率等が十分低くなればマルチパス干渉が低減したと判断し、再度伝送速度が高くなるようシンボル速度を上げるプロセスも含むことができる。本変形例では、第 1の実施の形態と同様な効果が得られるが、高速伝送のためのより状況に応じた条件設定が可能となる。

[0026] 第 1の実施の形態の第 2の変形例を、図 7を参照して説明する。第 2の変形例では、シンボル速度と変調の多値数を決める手続きの例を示す。無線通信機は、構成としては第 1の実施の形態と同様であり、変調制御信号および伝搬状況通信信号により、変調の多値数やシンボル速度を変化させることができる。

[0027] まず、ステップ 3001に、伝搬検知回路 123はマルチノス干渉の強弱を推定する。ステップ 3002で、干渉が弱いと判定された場合には、ステップ 3003に、シンボル速度を高ぐ変調の多値数を小さく設定する。即ち、シンボル速度設定部 117、 122 、変調モード設定部 118、 123をそのように設定する。干渉が強いと判定された場合には、ステップ 3004に、シンボル速度を低ぐ変調の多値数を大きく設定する。即ち、シンボル速度設定部 117、 122、変調モード設定部 118、 123をそのように設定する。このようにして設定されたシンボル速度と変調の多値数とを用いて、以降の通信を行う。

[0028] マルチパス干渉の判定としては、第 1の実施の形態で説明したものと同様に行うことができる。本変形例においては、マルチパス干渉の度合いが小さいときには、シンポル速度を高くすることにより高速伝送が可能となる。一方、マルチパス干渉が強くて相関帯域幅が狭いときでも、シンボル速度を低くし、信号帯域を狭くすることにより効率よく伝送することができる。

[0029] 次に、第 1の実施の形態の第 3の変形例を、図 8を参照して説明する。第 3の変形例では、シンボル速度と変調の多値数を決める他の処理の例を示す。第 3の変形例の無線通信機は、構成としては第 1の実施の形態と同様であり、変調制御信号および伝搬状況通信信号により、変調の多値数やシンボル速度を変化させることができる。 [0030] まず、ステップ 4001に、シンボル速度設定部 117、 122に初期状態としてシンポル速度を高く設定し、変調の多値数を小さく設定する。ステップ 4002に、誤り率測定器 112により誤り率を測定する。ステップ 4003に、この誤り率が通信に十分許容できる範囲にあるか否かを判断する。誤り率が十分許容できるものでなければ、ステップ 4 004に、変調の多値数を上げ、シンボル速度を低く設定する。ステップ 4002〖こ戻つて新しい条件で誤り率を測定する。誤り率が十分許容できる範囲になるまで、シンポル速度は引き下げられ、多値数は上げられる。したがって、シンボル速度は、誤り率が十分低くなるまで下げられ、多値数は上げられる。

[0031] このプロセスは、通信の前に行うこともできる力データ通信の途中でもビット誤り率、フレーム誤り率、パケット誤り率、再送要求率などを監視し、これらの数値が十分低くなるようにシンボル速度を適宜低くし、多値数を適宜上げることもできる。また、誤り率等が十分低くなればマルチパス干渉が低減したと判断し、再度伝送速度が高くなるようシンボル速度を上げるプロセスも含むことができる。本変形例では、第 2の変形例と同様な効果が得られるが、高速伝送のためのより状況に応じた条件設定が可能となる。

[0032] 第 1の実施の形態の第 4の変形例を、図 9を参照して説明する。第 4の変形例では、シンボル速度を決める手続きを含む動作プロセスの例を示す。無線通信機は、構成としては第 1の実施の形態と同様であり、変調制御信号および伝搬状況通信信号によりシンボル速度を変化させることができる。

[0033] まず、ステップ 5001に、例えば第 1の実施の形態に記載した方法に従ってマルチパス干渉の強弱を推定する。ステップ 5002で、干渉が強いと判定された場合には、ステップ 5005に、シンボル速度を低く設定する。一方、干渉が弱いと判定された場合には、ステップ 5003に、シンボル速度を高く設定する。この場合には、ステップ 50 04に、消費電力を抑えるために伝送速度に寄与しない送信回路および受信回路の電源を電源制御回路 103、 109によりオフにする。即ち、動作していない回路の電源を落として消費電力を抑制する。

[0034] マルチパス干渉が少なぐ見通しが利く環境では、アンテナ素子間の相関が強まるため、 MIMO技術を採用しても、伝送容量の増大や空間ダイバーシチー効果が得られない。また、周波数としておよそ 10GHz以上、特にミリ波（30— 300GHz)帯における無線通信では、局所的な散乱が期待できないため、この傾向が特に強い。した力て消費電力の低減を優先させても、通信品質 (伝送速度、 SNRなど)の点で大きな劣化とはならない。本変形例では、第 1の実施の形態と同様な効果が得られると同時に、マルチパス干渉が少な、場合にぉヽては不必要な電力を消費することを避けることがでさる。

[0035] 第 1の実施の形態の第 5の変形例を、図 10を参照して説明する。第 5の変形例では、シンボル速度と変調の多値数を決める処理を含む動作プロセスの別の例を説明する。無線通信機は、構成としては第 1の実施の形態と同様であり、変調制御信号および伝搬状況通信信号により、変調の多値数やシンボル速度を変化させることができる。

[0036] まず、ステップ 6001に、例えば第 1の実施の形態に記載した方法に従ってマルチパス干渉の強弱を推定する。ステップ 6002で、干渉が強いと判定された場合には、ステップ 6003に、シンボル速度を低く設定し、変調の多値数を大きく設定する。一方、干渉が弱いと判定された場合には、ステップ 6004に、シンボル速度を高く設定し、変調の多値数を大きく設定する。この場合には、ステップ 6005に、消費電力を抑えるために伝送速度に寄与しない送信回路および受信回路の電源をオフにする。即ち、動作していない回路の電源を落として消費電力を抑制する。

[0037] 本変形例は、第 4の変形例とは、干渉が弱、と判定された場合には、シンボル速度を高ぐ変調の多値数を小さく設定し、干渉が強いと判定された場合にはシンボル速度を低ぐ変調の多値数を大きく設定するところが異なっている。本変形例では、第 4 の変形例と同様な効果が得られ、高速伝送のためのより状況に応じた条件設定が可能となる。

[第 2の実施の形態]

図 11は本発明の第 2の実施の形態の無線通信機のブロック図を示して、る。第 2 の実施の形態では、直接変復調 Z非直接変復調モードを使用する。直接変調モードとは、直接送信データを送信キャリアに変調する方式であり、非直接変調モードは、信号処理を施した後に変調し、無線周波数帯にアップコンバートする方式である。また、直接復調モードは、受信信号から直接受信データに復調する方式であり、非直接復調モードは、無線周波数帯力もダウンコンバートし、復調した後に信号処理を施して受信データを生成する方式である。

[0038] 本無線通信機は送信機 200と受信機 206と具備する。通常、通信は双方向であるため、この無線通信機が複数対向して通信を行う。ここでは、送信機 200と受信機 20 6とは対向する無線通信装置の送信機と受信機である。

[0039] 送信機 200は、アンテナ 202— 1一 4と、アンテナ 202— 1に接続された非直接変調モードの送信回路 201— 1と、アンテナ 202— 2に接続された非直接変調モードの送信回路 201— 2と、アンテナ 202— 3に接続された非直接変調モードの送信回路 201 —3と、アンテナ 202— 4に接続され、変調部 224を内蔵した、直接変調モードの送信回路 201— 4と、電源制御回路 203と、送信信号処理回路 204と、制御回路 219とを具備する。送信回路 201— 1一 3は、送信信号処理回路 204を介して送信信号が入力され、送信回路 201— 4は、送信信号処理回路 204を介さずに送信信号が直接入力される。

[0040] 電源制御回路 203は、制御回路 219からの電源制御信号に基づいて、送信回路 2 01 - 1一 4に供給される電源を制御する。送信信号処理回路 204は、変調の他に、 MIMO処理に関わる符号化、変調、重み付け Zマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。また、送信信号処理回路 204は変調部 205とシンボル速度設定部 217と変調モード設定部 218とを備え、変調制御信号によりシンボル速度や変調の多値数を変更することが可能である。この送信信号処理回路 204は、送信装置 200に入力されたデータを変調部 205で変調して、送信信号として送信回路 201— 1一 3に出力する。

[0041] 受信機 206は、アンテナ 208— 1— 4と、アンテナ 208— 1に接続された非直接復調モードの受信回路 207— 1と、アンテナ 208— 2に接続された非直接復調モードの受信回路 207— 2と、アンテナ 208— 3に接続された非直接復調モードの受信回路 207 —3と、アンテナ 208— 4に接続され、復調部 225を内蔵した、直接復調モードの受信回路 207— 4と、電源制御回路 209と、受信信号処理回路 210と、レベル検出器 211 と、誤り率測定器 212と、伝搬検知回路 224と、制御回路 222とを具備する。電源制御回路 209は、制御回路 224からの電源制御信号に基づいて、受信回路 207-1— 4に供給される電源を制御する。受信信号処理回路 210は、復調の他に、 MIMO処理に関わる復号、重み付け Zデマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。受信信号処理回路 210は、受信回路 207— 1一 3から入力される受信信号を復調部 220で復調して、受信データとして出力する。また、受信信号処理回路 210は、チャネル行列を推定する機能を有し、受信回路 207— 1一 3から入力される受信信号に基づいてチャネル行列を推定し、出力する。レベル検出器 211は、受信回路 207 - 1一 3から入力される受信レベル信号に基づいて、受信レベル信号を検出し、出力する。誤り率測定器 212は、受信信号処理回路 210と受信回路 207— 4力も出力される受信データに基づいて、ビットエラーレート、またはフレームエラーレートを測定し、誤り率を出力する。伝搬検知回路 223は受信レベル、誤り率、チャネル行列を入力し、マルチパス干渉の強弱を判定し、変調制御信号と、これと等価な伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 224は電源制御回路 209に電源制御信号を出力するとともに、変調制御信号に基づきシンボル速度設定部 222と復調モード設定部 223にそれぞれシンボル速度、復調モードを設定する。また、伝搬状況通信信号は送信装置 206の制御回路 219に送られ、制御回路 219はシンボル速度設定部 217と変調モード設定部 218にシンボル速度、変調モードをそれぞれ設定する。

[0042] 送信回路 201— 4、受信回路 207— 4での変復調方式としては、 ASK、 FSK、 BPS K、 QPSK、 DQPSKなどのいずれかを用いる。送信回路 201-4は入力されたデータを送信キャリアに変調し、受信回路 207— 4は受信信号力データを直接復調する。このように変復調することを直接変復調と呼ぶことにする。また、送信回路 201— 4、受信回路 207— 4で用いるシンボル速度は、非直接変復調モードの送信回路 201— 1 一 3、受信回路 207-1— 3に比べて高く設定する。非直接変復調モードとしては、多値 PSK、多値 QAMなどのいずれ力、またはこれらを 1次変調とした OFDMなどを利用することができる。

[0043] この無線通信機では、図 12に示されるように、送受信回路の動作設定が行われる。まず、ステップ 7001に、電源制御回路 203の制御により送信回路 201— 4の電源、電源制御回路 209の制御により受信回路 207— 4の電源をそれぞれ投入する。ステツプ 7002に、電源制御回路 203の制御により送信回路 201— 1— 3の電源、電源制御回路 209の制御により受信回路 207—1— 3の電源を切断する。次に、ステップ 7003 に、誤り率測定器 212により誤り率を測定する。ステップ 7004に、伝搬検知回路 223 は、この誤り率が通信に十分許容できる範囲にあるカゝ否かを判断する。十分許容できる誤り率が得られた場合、以降の通信をこの構成で行う。即ち、送信回路 201 - 4、受信回路 207— 4を使用して通信を行う。誤り率が十分低くないと判断される場合、ステップ 7005に、電源制御回路 203の制御により送信回路 201— 4の電源を切断し、電源制御回路 209の制御により受信回路 207— 4の電源を切断する。したがって、送信回路 201— 4と受信回路 207— 4は動作しない。ステップ 7006に、電源制御回路 203 の制御により送信回路 201— 1— 201— 3の電源を投入し、電源制御回路 209の制御により受信回路 207— 1一 207— 3の電源を投入し、動作可能状態にする。最後に、ステツプ 7007に、設定動作を行う。設定動作は、通常の MIMO技術による無線通信の設定を行うか、または第 1の実施の形態およびその変形例に記載した手続きを利用して、シンボル速度や変調の多値数を決める。

[0044] 本実施の形態では、マルチパス干渉が弱、場合、高速の DZA変換回路 (DAC) 、 AZD変換回路 (ADC)や、 MIMO処理回路、時空間符号処理回路など、特に消費電力が大きい部分の電源をオフとすることができ、低消費電力化が実現できる。なお、直接変復調として ASKを用いた場合、先に述べた K. Ohataらの文献に記載された通り、 60GHz帯を用いて無線での 1. 25Gビット Z秒の伝送速度が実現されている。このとき変復調に必要な素子として高速のスィッチと検波器が必要であるが、上記回路に比べ一般に消費電力は小さい。したがって、特に広帯域通信が可能なミリ波通信においては、マルチパス干渉が弱い場合、直接変復調モードにより高速ィ匕、低消費電力化を実現できる。一方、マルチパス干渉が強い場合では、消費電力は増加するものの、マルチパス干渉による通信途絶の可能性が減少でき、ある程度の伝送速度を維持しながら通信を継続できる利点は大きい。

[0045] 図 13を参照して、第 2の実施の形態の変形例を説明する。図 13は、本変形例に係る無線通信機の構成を示すブロック図である。構成は、第 2の実施の形態で説明した図 11とほぼ等しぐ符号を読み替えればよい。即ち、本無線通信機は、送信機 300と受信機 306と具備する。

[0046] 送信機 300は、アンテナ 302— 1一 3と、アンテナ 302— 1に接続された非直接変調モードの送信回路 301— 1と、アンテナ 302— 2に接続された非直接変調モードの送信回路 301— 2と、非直接変調モードの送信回路 301— 3と、変調部 324を内蔵した、直接変調モードの送信回路 301— 4と、電源制御回路 303と、送信信号処理回路 30 4と、制御回路 319を具備する。送信回路 301-3と送信回路 301-4はスィッチ 313 を介してアンテナ 302— 3に接続される。送信回路 301— 1一 3には、送信信号処理回路 304を介して送信データが入力され、送信回路 301— 4には、送信信号処理回路 3 04を介さずに送信データが直接入力される。

[0047] 電源制御回路 303は、制御回路 319からの電源制御信号に基づいて、送信回路 3 01 - 1一 4に供給される電源を制御する。送信信号処理回路 304は、変調の他に、 MIMO処理に関わる符号化、変調、重み付け Zマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。また、送信信号処理回路 304は変調部 305とシンボル速度設定部 317と変調モード設定部 318を備え、変調制御信号によりシンボル速度や変調の多値数を変更することが可能である。この送信信号処理回路 304は、送信装置 300に入力されたデータを変調部 305によって変調して、送信信号として送信回路 301— 1一 3に出力する。

[0048] 受信機 306は、アンテナ 308— 1— 3と、アンテナ 308— 1に接続された非直接復調モードの受信回路 307— 1と、アンテナ 308— 2に接続された非直接復調モードの受信回路 307— 2と、非直接復調モードの受信回路 307— 3と、復調部 325を内蔵した、直接復調モードの受信回路 307— 4と、電源制御回路 309と、受信信号処理回路 31 0と、レベル検出器 311と、誤り率測定器 312と、伝搬検知回路 323と、制御回路 32 4とを具備する。受信回路 307— 3と受信回路 307— 4はスィッチ 314を介してアンテナ 308— 3に接続される。電源制御回路 309は、制御回路 324からの電源制御信号に基づいて、受信回路 307 - 1一 4に供給される電源を制御する。受信信号処理回路 3 10は、復調の他に、 MIMO処理に関わる復号、重み付け Zデマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。受信信号処理回路 310は、受信回路 307-1— 3から入力される受信信号を復調部 320で復調して、受信データとして出力する。また、受信信号処理回路 310は、受信回路 307-1— 3から入力される受信信号に基づいてチヤネル行列を推定し、出力する。レベル検出器 311は、受信回路 307-1— 4から入力される受信レベル信号に基づいて、受信レベルを検出し、出力する。誤り率測定器 31 2は、受信信号処理回路 310と受信回路 307— 4力も出力される受信データに基づいて、ビットエラーレートまたはフレームエラーレートを測定し、誤り率を出力する。伝搬検知回路 323は受信レベル、誤り率、チャネル行列を入力し、マルチパス干渉の強弱を判定し、変調制御信号と、これと等価な伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 324は電源制御回路 309に電源制御信号を出力するとともに、変調制御信号に基づきシンボル速度設定部 322と復調モード設定部 323にそれぞれシンボル速度、復調モードを設定する。また、伝搬状況通信信号は送信装置 300の制御回路 319に送られ、制御回路 319はシンボル速度設定部 317と変調モード設定部 318にシンポル速度、変調モードをそれぞれ設定する。

[0049] 送信回路 301— 4、受信回路 307— 4での変復調方式としては、 ASK、 FSK、 BPS K、 QPSK、 DQPSKなどのいずれかを用いる。送信回路 301— 4は送信キャリアに変調し、受信回路 307 - 4は受信信号から直接データを復調する構成となる。また、送信回路 301— 4、受信回路 307— 4で用いるシンボル速度は、非直接変復調モードの送信回路 301— 1一 3、受信回路 307— 1一 3に比べて高く設定する。

[0050] 本変形例の図 11の無線通信装置との相違点は、アンテナの共用にある。送信回路 301—3と送信回路 301— 4はスィッチ 313を介してアンテナ 302— 3に接続される。受信回路 307— 3と送信回路 307— 4はスィッチ 314を介してアンテナ 308— 3に接続される。アンテナ 302— 3とアンテナ 308— 3はそれぞれ共用となっており、電源制御信号と連動したスィッチ 313、 314が各々送信機 300、受信機 306に設けられている。

[0051] 本変形例では、第 2の実施の形態で述べたものと同様な効果が得られることに加え、アンテナを共用することで装置の小型化を図ることができる。なお、ここでの説明ではスィッチを用いたが、一般的な共用器を用いることも可能である。

[第 3の実施の形態]

図 14は、本発明の第 3の実施の形態による無線通信機の構成を示すブロック図である。本無線通信機は、送信機 400と受信機 406と具備する。通常、通信は双方向であるため、この無線通信機が複数対向して通信を行う。ここでは、送信機 400と受信機 406はそれぞれ対向する無線通信機の送信機と受信機である。

[0052] 送信機 400は、アンテナ 402—1— 3と、それぞれアンテナ 402—1— 3に接続された送信回路 401— 1一 3と、電源制御回路 403と、送信信号処理回路 404と、制御回路 419と、セレクタ 428とを具備する。送信回路 401-1— 3は各々直接変調モードと非直接変調モードの変調方式を選択できる。送信回路 401 - 1一 3は、送信信号処理回路 404を介して送信信号が、セレクタ 428を介してデータ信号が入力され、どちらの信号を使用するかはセレクタ 428により設定される。送信回路 401-1— 3は、セレクタ 428を介して入力するデータ信号でキャリアを変調する変調部 426-1— 3をそれぞれ備えている。

[0053] 電源制御回路 403は、制御回路 419からの電源制御信号に基づいて、送信回路 4 01 - 1一 3に供給される電源を制御する。送信信号処理回路 404は変調の他に、 Ml MO処理に関わる符号化、変調、重み付け Zマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。また、送信信号処理回路 404は変調部 405とシンボル速度設定部 417と変調モード設定部 418を備え、変調制御信号によりシンボル速度や変調の多値数を変更することが可能である。この送信信号処理回路 404は、入力されたデータを変調部 4 05によって変調し、送信信号として送信回路 401— 1一 3に出力する。セレクタ 428は、送信回路 401— 1一 3へのデータの配分や、直接変調モードと非直接変調モードの変調方式を選択する機能を有する。

[0054] 受信機 406は、アンテナ 408— 1一 3と、それぞれアンテナ 408— 1— 3に接続され、各々直接復調モードと非直接復調モードを選択できる受信回路 407— 1一 3と、電源制御回路 409と、受信信号処理回路 410と、レベル検出器 411と、誤り率測定器 41 2と、セレクタ 429と、伝搬検知回路 423と、制御回路 424とを具備する。受信回路 40 7-1— 3は、アンテナ 408-1— 3を介して入力する受信信号を復調する復調部 427- 1一 3をそれぞれ備えている。電源制御回路 409は、制御回路 424からの電源制御信号に基づいて、受信回路 407 - 1一 3に供給される電源を制御する。受信信号処理回路 410は復調の他に、復号、重み付け Zデマッピングの少なくとも 1つの機能を備える。受信信号処理回路 410は、受信回路 407-1— 3から入力された受信信号を復調部 420で復調して、受信データとして出力する。また、受信信号処理回路 410 は、受信回路 407-1— 3から入力される受信信号に基づいてチャネル行列を推定し、出力する。レベル検出器 411は、受信回路 407-1— 3から入力される受信レベル信号に基づいて、受信レベルを検出し、出力する。誤り率測定器 412は、受信信号処理回路 410とセレクタ 429から出力される受信データに基づいて、ビットエラーレート、またはフレームエラーレートを測定し、誤り率を出力する。セレクタ 429は、受信回路 407-1— 3から出力されるデータの配分や、直接復調モードと非直接復調モードの復調方式を選択する機能を有する。伝搬検知回路 423は受信レベル、誤り率、チャネル行列を入力し、マルチパス干渉の強弱を判定し、変調制御信号と、これと等価な伝搬状況通信信号を出力する。制御回路 424は電源制御回路 409に電源制御信号を出力するとともに、変調制御信号に基づきシンボル速度設定部 422と復調モード設定部 423にそれぞれシンボル速度、復調モードを設定する。また、伝搬状況通信信号は送信装置 400の制御回路 419に送られ、制御回路 419はシンボル速度設定部 417と変調モード設定部 418にシンボル速度、変調モードをそれぞれ設定する

[0055] 直接変復調モードとしては、 ASK、 FSK、 BPSK、 QPSK、 DQPSKなどの!/、ずれかを用いる。送信機 400では送信キャリアに変調し、受信機 406では受信信号から直接データを復調する構成となる。また、シンボル速度は、非直接変調モードの送信回路、受信回路に比べて高く設定する。非直接変復調モードとしては、多値 PSK、多値 QAMなどの!/ヽずれか、またはこれらを 1次変調とした OFDMなどを利用することがでさる。

[0056] 本無線通信機では、図 15に示されるように、送受信回路の設定に関わる手続きが行われる。まず、ステップ 8001【こ、 ff¾御回路 419、 424【こより、セレクタ 428を直接変調モードに、セレクタ 429を直接復調モードに設定する。この状態では、通信は直接変復調モードで行われる。ステップ 8002に、電源制御回路 403の制御により送信回路 401— 1に電源を供給し、電源制御回路 409の制御により受信回路 407— 1に電源を供給する。したがって、送信回路 401-1と受信回路 407-1は、通信可能な状態となる。ステップ 8003に、誤り率測定器 412により誤り率を測定する。伝搬検知回路 42 3は、送信回路と受信回路の組み合せとこの誤り率とを対応させて記録しておく。誤り率の測定が終了したら、電源制御回路 403、 409の制御により送信回路 401— 1と受信回路 407— 1への電源供給を停止する。ステップ 8004に、伝搬検知回路 423により、全ての送信回路と受信回路の組み合せで誤り率の測定を完了したかを判定する。まだ測定されていない組み合せがある場合、ステップ 8005に、送信回路と受信回路の組み合せを変え、送信回路と受信回路に電源を供給して動作させる。ステップ 8 003に戻り、誤り率を測定する。全ての送信回路と受信回路の組み合せの誤り率の測定が完了した場合、ステップ 8006に、伝搬検知回路 423は、送信回路と受信回路の組み合せに対応させて記録してある誤り率から、最もよヽ誤り率であった送信回路と受信回路の組み合せを探す。その最もよ！/ヽ誤り率が通信する上で十分によ!、誤り率 (低い誤り率)と判断される場合、ステップ 8007に、その送信回路と受信回路の組み合せで以降の通信を行うことにする。最もよい誤り率でも、通信する上で十分によい誤り率ではない場合、ステップ 8008に、マルチノス干渉の影響が強いと制御回路 419、 422は判断し、セレクタ 428を非直接変調モードに、セレクタ 429を非直接復調モードに設定する。最後に、ステップ 8009に、非直接変復調モードによる設定動作を行う。設定動作では、通常の MIMO技術による無線通信の設定を行うか、または第 1の実施の形態およびその変形例に記載した手続きを利用して、シンボル速度や変調の多値数を設定する。

[0057] 本実施の形態では、送信回路と受信回路の全ての組み合せで誤り率を測定するとしたが、全ての組合せで誤り率を測定しなくてもよい。測定した誤り率で、十分良い値が得られたと判定されるときには、以降の誤り率測定をスキップし、その組合せでの通信を設定することも可能である。また、使用しない送信回路および受信回路の電源をオフとすれば、消費電力を削減することができる。

[0058] 本実施の形態では、第 2の実施の形態および変形例で述べたと同様な効果が得られる。また、送信回路と受信回路がやや複雑になるが、第 2の実施の形態に比べてアンテナの数を低減できるし、第 2の実施の形態の変形例に比べてスィッチが不要になる。さらに、一つのアンテナに接続される送信回路の送信増幅器や、受信回路の受信増幅器なども、一つにできる利点もある。 [第 4の実施の形態]

図 16は本発明の第 4の実施の形態による無線通信機のブロック図である。本実施の形態による無線通信機は、図 2に示された第 1の実施の形態による送信機 100における変調部 105、シンボル速度設定部 117、変調モード設定部 118の代わりに複数の変調部 105— 1— nとセレクタ 116を備え、受信機 106における復調部 120、シンボル速度設定部 122、変調モード設定部 123の代わりに複数の復調部 120— 1一 nとセレクタ 117を備えたものである。

[0059] 変調部 105—1— nはそれぞれ相異なるシンボル速度と変調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 119の制御によりセレクタ 116によって選択される。復調部 120— 1一 nはそれぞれ相異なるシンボル速度と復調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 124の制御によりセレクタ 117によって選択される。本実施の形態の無線通信機のその他の構成および動作は第 1の実施の形態の無線通信機と同じである。

[第 5の実施の形態]

図 17は本発明の第 5の実施の形態による無線通信機のブロック図である。本実施の形態による無線通信機は、図 11に示された第 2の実施の形態による送信装置 200 における変調部 205、シンボル速度設定部 217、変調モード設定部 218の代わりに複数の変調部 205— 1— nとセレクタ 216を備え、受信機 206における復調部 220、シンボル速度設定部 222、変調モード設定部 223の代わりに複数の復調部 220— 1一 nとセレクタ 217を備えたものである。

[0060] 変調部 205—1— nはそれぞれ相異なるシンボル速度と変調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 219の制御によりセレクタ 216によって選択される。復調部 220— 1一 nはそれぞれ相異なるシンボル速度と復調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 224の制御によりセレクタ 217によって選択される。本実施の形態の無線通信機のその他の構成および動作は第 2の実施の形態の無線通信機と同じである。

[0061] 図 18は本発明の第 5の実施の形態による無線通信機の変形例のブロック図である。本実施の形態による無線通信機は、図 13に示された第 2の実施の形態の変形例の送信機 300における変調部 305、シンボル速度設定部 317、変調モード設定部 3 18の代わりに複数の変調部 305— 1— nとセレクタ 316を備え、受信機 306における復調部 320、シンボル速度設定部 322、変調モード設定部 323の代わりに複数の復調部 320— 1— nとセレクタ 317を備えたものである。

[0062] 変調部 305—1— nはそれぞれ相異なるシンボル速度と変調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 319の制御によりセレクタ 316によって選択される。復調部 320— 1一 nはそれぞれ相異なるシンボル速度と復調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 324の制御によりセレクタ 317によって選択される。本変形例の無線通信機のその他の構成および動作は第 2の実施の形態の変形例の無線通信機と同じである。

[第 6の実施の形態]

図 19は本発明の第 6の実施の形態による無線通信機のブロック図である。本実施の形態による無線通信機は、図 14に示された第 3の実施の形態による送信機 400における変調部 405、シンボル速度設定部 417、変調モード設定部 418の代わりに複数の変調部 405— 1— nとセレクタ 416を備え、受信機 406における復調部 420、シンボル速度設定部 422、変調モード設定部 423の代わりに複数の復調部 420-1— nとセレクタ 417を備えたものである。

[0063] 変調部 405—1— nはそれぞれ相異なるシンボル速度と変調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 419の制御によりセレクタ 416によって選択される。復調部 420— 1一 nはそれぞれ相異なるシンボル速度と復調モードの組み合わせを有し、そのうちの 1つの出力が制御回路 424の制御によりセレクタ 417によって選択される。本実施の形態の無線通信機のその他の構成および動作は第 3の実施の形態の無線通信機と同じである。

[0064] 以上のように、 MIMOシステムにお!/、て、マルチパス干渉の影響等、信号伝搬の状態を検知し、シンボル速度を変更することにより高速な無線通信を行い、また消費電力を削減する機能を有する無線通信装置を提供することができる。

[0065] 以上に述べた実施の形態で示したブロック図では、説明上対向する無線通信機がそれぞれ送信機、受信機を備えるものを記載したが、通常、無線通信機は送信機と受信機を両方備える。その場合、送受信機のアンテナは共用器またはスィッチで共通化することが可能である。また、送信信号/受信信号処理回路には、データのシリアル-パラレル変換 (またはその逆変換)の機能が備えられている力この機能には外部にあってもよぐさらにデータがパラレルであればそのものを扱ってもよい。また上記の実施の形態には誤り率測定器を記載している力これはハードウェアで構成しなくとも、代わりにソフトウェアなどで誤り率、再送率、または誤り率と相関する指標が検出できればよい。ここで記載した複数の伝搬検知部、即ちレベル検知器、誤り率測定器、チャネル行列出力の機能などは必要に応じて設けられるもので、すべてを具備する必要はない。さらに、ここで具体的な記載はしていないが、通常の MIMO技術で得られる空間多重による伝送容量の増大、時空間符号ィ匕による空間ダイバーシチー効果、独立した空間伝送路の情報を利用した送信機間の最適な電力配分などは本実施の形態にも適用することができる。また、すべての実施の形態では、説明のため送受信機がそれぞれ 3つまたは 4つの場合にっ、てのみ記載したが、この数にっヽては複数であればよく、特に限定されるものではな、。

Claims

請求の範囲

[1] 送信 RF信号に基づ、て電波を発射する複数の送信アンテナと、

を含む送信機と、

を含む受信機と

前記電波の伝搬状態を検知する伝搬検知手段と、

検知された伝搬状態に基づ!/、て、複数のシンボル速度の中から使用するシンボル速度を選択し、前記変調手段と前記復調手段に設定するシンボル速度設定手段とを有する無線通信機。

[2] 送信 RF信号に基づ、て電波を発射する複数の送信アンテナと、

を含む送信機と、

電波を感受して受信 RF信号を出力する複数のアンテナと、

を含む受信機と、

前記電波の伝搬状態を検知する伝搬検知手段と、

検知された伝搬状態に基づ!/、て、前記複数の変調手段と前記複数の復調手段からそれぞれ各 1つの変調手段と復調手段を選択する変調手段/復調手段選択手段とを有する無線通信機。

[3] 前記伝搬検知手段は、受信電力、伝送誤り率、再送率、空間多重方式におけるチャネル行列推定のうち少なくとも 1つにより前記電波の伝搬状態を検知する、請求項 1に記載の無線通信機。

[4] 前記伝搬検知手段は、受信電力、伝送誤り率、再送率、空間多重方式におけるチャネル行列推定のうち少なくとも 1つにより前記電波の伝搬状態を検知する、請求項 2に記載の無線通信機。

[5] 前記伝搬検知手段によって検知された前記電波の伝搬状態力マルチパス干渉の強弱を判定し、前記マルチパス干渉が弱いと判定した場合、速いシンボル速度を、前記マルチパス干渉が強いと判定した場合、遅いシンボル速度を、前記変調手段および復調手段に設定するように前記シンボル速度設定手段に指示する制御手段をさらに有する、請求項 3に記載の無線通信機。

[6] 前記伝搬検知手段によって検知された前記電波の伝搬状態力マルチパス干渉の強弱を判定し、前記マルチパス干渉が弱いと判定した場合、速いシンボル速度の変調手段および復調手段を選択するように、前記マルチパス干渉が強!ヽと判定した場合、遅、シンボル速度の変調手段および復調手段を選択するように前記変調手段/復調手段選択手段に指示する制御手段をさらに有する、請求項 4に記載の無線通信機。

[7] 前記速!、シンボル速度が設定される場合、前記変調手段と前記復調手段の変復調の多値数を下げ、前記遅いシンボル速度が設定される場合、前記変調手段と前記復調手段の変復調の多値数を上げる手段をさらに有する、請求項 5に記載の無線通信機。

[8] 前記速!、シンボル速度が選択される場合、前記変調手段と前記復調手段の変復調の多値数を下げ、前記遅いシンボル速度が選択される場合、前記変調手段と前記復調手段の変復調の多値数を上げる手段をさらに有する、請求項 6に記載の無線通信機。

[9] 前記送信信号処理手段と前記受信信号処理手段は、前記速!、シンボル速度が設定される場合、各々使用する前記送信回路手段の数、使用する前記受信回路手段の数を削減し、前記遅いシンボル速度が設定される場合、各々使用する前記送信回路手段の数、使用する前記受信回路手段の数を増加させる、請求項 5または 7に記載の無線通信機。

[10] 前記送信信号処理手段と前記受信信号処理手段は、前記速!、シンボル速度が選択される場合、各々使用する前記送信回路の数、使用する前記受信回路の数を削減し、前記遅いシンボル速度が選択される場合、各々使用する前記送信回路の数、使用する前記受信回路の数を増加させる、請求項 6または 8に記載の無線通信機。

[11] 前記制御手段は、前記送信信号処理手段と前記受信信号処理手段の各々に、前記マルチパス干渉が弱いと判定した場合、前記複数の送信回路手段のうちの 1つと、前記複数の受信回路手段のうちの 1つとを使用するように指示し、前記マルチパス干渉が強いと判定した場合、前記複数の送信回路手段と、前記複数の受信回路手段とを使用するように指示する、請求項 3から 10のいずれかに記載の無線通信機。

[12] 前記変調手段は、前記送信データを直接送信キャリアに変調する直接変調モードと、信号処理を施した後に変調する非直接変調モードとを含む変調モードを有し、前記復調手段は、前記受信信号を復調して直接前記受信データを生成する直接復調モードと、復調した後に前記信号処理を施して前記受信データを生成する非直接復調モードとを含む復調モードを有し、前記変調モードと前記復調モードを選択して設定する変復調モード設定手段をさらに備える、請求項 1から 11のいずれかに記載の無線通信機。

[13] 前記制御手段は、前記変調手段と前記復調手段の各々に、前記マルチパス干渉が弱!、と判定した場合、前記直接変調モード Z前記直接復調モードを使用するように指示し、前記マルチパス干渉が強いと判定した場合、前記非直接変調モード Z前記非直接復調モードを使用するように指示する、請求項 12に記載の無線通信機。

[14] 前記制御手段は、前記変調手段と前記復調手段の各々に、前記マルチパス干渉が弱いと判定した場合、 ASK、 BPSK、 FSK、 QPSK、 DQPSKのいずれかの変復調調方式を選択して、前記複数の送信回路手段のうちの 1つ、前記複数の受信回路手段のうちの 1つを使用するように指示し、前記マルチパス干渉が強いと判定した場合、多相 PSK、多値 QAMのいずれかの変復調方式を選択して、前記複数の送信回路手段、前記複数の受信回路手段を使用するように指示して空間多重通信する、請求項 11から 13のいずれかに記載の無線通信機。

[15] 前記複数の送信回路手段と前記複数の受信回路手段の各々への電源供給を制御する電源制御手段をさらに備え、前記電源制御手段は、使用されない前記送信回路手段と前記受信回路手段の電源の供給を停止する、請求項 9から 11、 14のいずれかに記載の無線通信機。

[16] 前記送信アンテナと前記受信アンテナとは共用される、請求項 1から請求項 15のいずれかに記載の無線通信機。

[17] 前記電波の周波数は 10GHz以上である、請求項 1から請求項 16のいずれかに記載の無線通信機。

[18] 送信 RF信号に基づ、て電波を発射する複数の送信アンテナと、

前記電波の検知された伝搬状態に基づいて、複数のシンボル速度の中から使用するシンボル速度を選択し、前記変調手段に設定するシンボル速度設定手段とを含む無線送信機。

[19] 無線送信機から電波を感受して受信 RF信号を出力する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナの各々力入力される前記受信 RF信号に基づいて受信信号を出力する複数の受信回路手段と、

前記電波の検知された伝搬状態に基づいて、複数のシンボル速度の中から使用するシンボル速度を選択し、前記復調手段に設定するシンボル速度設定手段とを有する無線受信機。

[20] 送信 RF信号に基づ、て電波を発射する複数の送信アンテナと、

前記電波の検知された伝搬状態に基づいて、前記複数の変調手段の中から使用する変調手段を選択する変調手段選択手段と

を含む無線送信機。

[21] 電波を感受して受信 RF信号を出力する複数のアンテナと、

前記電波の検知された伝搬状態に基づ、て、前記複数の復調手段の中から使用する復調手段を選択する復調手段選択手段と

を含む無線受信機。