無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム
【課題】フェージングの影響が少ない時間は周波数ダイバーシチを独立した信号列として割り当てる方式に切り替えることにより、フェージングの増減に適応的に対応して安定な無線通信を行い、周波数リソースを有効に活用する。
【解決手段】無線通信システムは、無相関の空中線２つを用いた空間ダイバーシチと周波数ｆ１、ｆ２の２波を用いた周波数ダイバーシチとにより構成される４重ダイバーシチ、又は空間ダイバーシチのみの２重ダイバーシチを選択して行う。整合ろ波器２１１は、適応整合フィルタ２０７〜２１０からのタップ情報の全てが閾値以上の値を示しているときは、フェージングの影響が少ないと判断し、切り替えスイッチ１０４、２１５を切り替えて、空間ダイバーシチのみで動作させると共に、変調器１０２、１０３でそれぞれ変調される独立した２つの送信データを送受信する。
【解決手段】無線通信システムは、無相関の空中線２つを用いた空間ダイバーシチと周波数ｆ１、ｆ２の２波を用いた周波数ダイバーシチとにより構成される４重ダイバーシチ、又は空間ダイバーシチのみの２重ダイバーシチを選択して行う。整合ろ波器２１１は、適応整合フィルタ２０７〜２１０からのタップ情報の全てが閾値以上の値を示しているときは、フェージングの影響が少ないと判断し、切り替えスイッチ１０４、２１５を切り替えて、空間ダイバーシチのみで動作させると共に、変調器１０２、１０３でそれぞれ変調される独立した２つの送信データを送受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに係り、特に周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えてダイバーシチ送受信を行う無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えてダイバーシチ送受信を行う無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１には、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えた無線通信システムにおいて、受信側では受信電界に基づいて、電波伝搬の状況（回線品質）が良好と判断した場合は、ダイバーシチ動作を停止し、周波数帯域を有効利用してデータ量を２倍にする構成が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、互いに異なる少なくとも２つの周波数に変調された無線信号を受信し、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを実現する受信側において、各周波数にそれぞれ対応する受信機の組を周波数と同数組備えており、全ての受信機の受信レベルを比較して受信レベルの最も大きい受信機を選択し、更にその受信機との同一の受信周波数を受信する複数の受信機中から最も受信レベルの大きい受信機を選択する構成の無線通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７７９１０号公報
【特許文献２】特開平９−３０７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２記載の周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えた無線通信システムや無線通信装置では、フェージングが最も激しい時点においても回線品質を維持できるようにダイバーシチ次数を決定しているが、フェージングには短周期及び長周期（季節単位など）での変動があるため、フェージングの影響が少なくなる時間においては、決定したダイバーシチ次数が過剰となる場合がある。
【０００６】
また、特許文献２では、電波伝搬特性が良好な場合は、周波数帯域を有効利用してデータ量を２倍にする無線通信システムが開示されているが、電波伝搬特性が良好な場合は、ダイバーシチ動作を停止するため、短周期で変動するフェージングに対してダイバーシチ動作の停止、再開などを繰り返す必要があり、安定な通信が行えない可能性がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、フェージングの影響が少ない時間は周波数ダイバーシチを独立した信号列として割り当てる方式に切り替えることにより、フェージングの増減に適応的に対応して安定な無線通信を行い、周波数リソースを有効に活用する無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明の無線通信方法は、周波数ダイバーシチによる第１の無線通信ステップと、空間ダイバーシチによる第２の無線通信ステップと、受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視して、フェージングの影響が大であるか否かを判定する監視ステップと、監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信ステップにより一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信ステップにより複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる電波伝搬状況監視切り替えステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
更に、上記の目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、対向する無線通信装置のそれぞれは、
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとによる無線通信を行うときに、フェージングの影響が大である期間は、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチの両方により通信が可能な状態を維持し、フェージングの影響が小である期間は、空間ダイバーシチのみにより通信が可能な状態を維持しつつ、周波数ダイバーシチを行わない分の通信容量を増加させることで、周波数リソースを有効に活用して効率の良い通信を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの一実施の形態のブロック図である。
【図２】適応整合フィルタの一例の構成図である。
【図３】フェージングの影響が大きい期間であるときの図１の無線通信システムの要部のブロック図である。
【図４】フェージングの影響が小さい期間であるときの図１の無線通信システムの要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明になる無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの一実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態の無線通信システムは、対向する２つの無線通信装置からなり、便宜上、図１には、そのうち一方の無線通信装置内の無線送信装置１００と、他方の無線通信装置内の無線受信装置２００とを示す。一方の無線通信装置内には無線受信装置２００と同じ構成の無線受信装置も備えられており、同様に他方の無線通信装置内には無線送信装置１００と同じ構成の無線送信装置も備えられている。
【００１５】
同じ無線通信装置内の無線送信装置と無線受信装置とは、例えば送受信分離用サーキュレータに接続されて２本の空中線１０９及び１１０、２０１及び２０２を送受信に共用できるようになされていてよい。本実施の形態の無線通信システムは、無相関の空中線２つを用いた空間ダイバーシチと周波数ｆ１、ｆ２の２波を用いた周波数ダイバーシチとにより構成される４重ダイバーシチ、又は空間ダイバーシチのみの２重ダイバーシチを選択して行う構成例である。
【００１６】
無線送信装置１００は、送信インタフェース１０１、変調器（ＭＯＤ:Modulator）１０２及び１０３、切り替えスイッチ１０４、送信器（ＴＸ）１０５及び１０６、電力増幅器（ＨＰＡ:High Power Amplifier）１０７及び１０８、空中線（アンテナ）１０９及び１１０を有する。切り替えスイッチ１０４は、変調器１０２及び１０３の各出力信号のうちの一方を選択して送信器１０６に入力する。
【００１７】
一方、無線受信装置２００は、空中線（アンテナ）２０１及び２０２、受信器（ＲＸ）２０３〜２０５、適応整合フィルタ（ＡＭＦ:Adaptive Matched Filter）２０７〜２１０、整合ろ波器２１１、加算器２１２〜２１４、切り替えスイッチ２１５、復調器（ＤＥＭ:Demodulator）２１６及び２１７、及び受信インタフェース２１８を有する。加算器２１２は、適応整合フィルタ２０７及び２０９から出力された信号を加算する。加算器２１３は、適応整合フィルタ２０８及び２１０から出力された信号を加算する。切り替えスイッチ２１５は、加算器２１３から出力される信号を、加算器２１４又は復調器２１７へ出力する。
【００１８】
適応整合フィルタ２０７〜２１０は、それぞれ時間変化する伝送路インパルスを推定し、そのインパルス応答の時間反転複素共役を受信信号に畳み込み、Ｓ／Ｎ最大比合成する公知の適応フィルタであって、通常はトランスバーサルフィルタの構成とされている。
【００１９】
図２は、適応整合フィルタの一例の構成図を示す。同図に示すように、適応整合フィルタは、入力信号をそれぞれ時間τずつ遅延する縦続接続された遅延素子３０１及び３０２と、各タップ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）での信号と復調信号との相関を演算してタップ係数（wa,wb,wc）として出力する相関器３０３、３０５及び３０７と、各タップ上の信号とタップ係数とを乗算する乗算回路３０４、３０６及び３０８と、乗算回路３０４、３０６及び３０８の各出力信号を合成する合成器３０９と、タップ検出部３１０とを有する構成とされている。
【００２０】
遅延素子３０１及び３０２の遅延時間τは、例えばシンボル周期Ｔの１／２倍の値に設定されている。相関器３０３、３０５及び３０７は、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号と復調器２１６又は２１７により復調された復調信号との相関演算をそれぞれ行い、その演算結果をタップ係数wa,wb及びwcとして乗算回路３０４、３０６及び３０８へ供給する。タップ係数wa,wb及びwcの値が大きい場合は、復調信号との相関性が高いことを示している。
【００２１】
なお、図１において、周波数ｆ１の受信信号を所定周波数に変換して得られた信号が入力される適応整合フィルタ２０７及び２０９には、復調器２１６からの復調信号が入力され、周波数ｆ２の受信信号を所定周波数に変換して得られた信号が入力される適応整合フィルタ２０８及び２１０には、復調器２１７からの復調信号が入力される。ただし、後述する４重ダイバーシチの動作時には、すべての適応整合フィルタ２０７〜２１０に復調器２１６からの復調信号が入力される。
【００２２】
乗算回路３０４、３０６及び３０８は、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号にタップ係数wa,wb及びwcをそれぞれ乗算し、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号にタップ係数wa,wb及びwcを重み付けした信号を生成する。合成器３０９は、乗算回路３０４、３０６及び３０８から出力された信号を合成し、後段の加算器２１２又は２１３へ出力する。また、タップ検出部３１０は、タップ係数wa,wb及びwcを比較して、例えば最大のタップ係数をタップ情報Ｗとして図１の整合ろ波器２１１へ出力する。
【００２３】
次に、図１に示す本実施の形態の動作について説明する。送信インタフェース１０１は入力された送信データを変調器１０２及び１０３にそれぞれ供給する。変調器１０２は、入力された第１の送信データを所定の変調方式で変調し、得られた第１の変調後の信号を送信器１０５及び切り替えスイッチ１０４の第１の入力端子に供給する。変調器１０３は、入力された第２の送信データを変調器１０２と同じ所定の変調方式で変調し、得られた第２の変調後の信号を切り替えスイッチ１０４の第２の入力端子に供給する。
【００２４】
切り替えスイッチ１０４は、フェージングが大きいか否かに応じて後述するように切り替えられ、第１の変調後の信号又は第２の変調後の信号を選択して送信器１０６に供給する。送信器１０５は、入力された第１の変調後の信号を、例えばマイクロ波帯等の高周波数帯の周波数ｆ１の第１の送信信号に周波数変換して電力増幅器１０７に供給する。一方、送信器１０６は、入力された第１又は第２の変調後の信号を、例えばマイクロ波帯等の高周波数帯の周波数ｆ２の第２の送信信号に周波数変換して電力増幅器１０８に供給する。
【００２５】
電力増幅器１０７は、入力された第１の送信信号を所要のレベルに電力増幅した後、空中線１０９から空間へ送信する。同様に、電力増幅器１０８は、入力された第２の送信信号を所要のレベルに電力増幅した後、空中線１１０から空間へ送信する。空中線１０９及び１１０からそれぞれ送信された２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、空間的に無相関になるように設置された無線受信装置２００の２つの空中線２０１及び２０２で受信される。
【００２６】
空中線２０１で受信された信号は周波数ｆ１とｆ２とに分岐され、周波数ｆ１の受信信号は受信器２０３に供給され、周波数ｆ２の受信信号は受信器２０４に供給される。同様に、空中線２０２で受信された信号は周波数ｆ１とｆ２とに分岐され、周波数ｆ１の受信信号は受信器２０５に供給され、周波数ｆ２の受信信号は受信器２０６に供給される。
【００２７】
受信器２０３、２０４、２０５及び２０６は、それぞれ入力された受信信号を増幅すると共に、同一の所定周波数帯の信号（例えば、中間周波数帯の中間周波信号）に周波数変換した後、対応して設けられた適応整合フィルタ２０７、２０８、２０９及び２１０へ供給する。適応整合フィルタ２０７、２０８、２０９及び２１０は、それぞれ入力信号に対して図２と共に説明した公知の適応整合フィルタリング処理によるＳ／Ｎ最大比合成を行うと共に、使用したタップ係数のうちの最大値のタップ係数であるタップ情報W1、W2、W3及びW4を整合ろ波器２１１へ供給する。
【００２８】
加算器２１２は、異なる空中線２０１及び２０２で受信された、同じ周波数ｆ１の受信信号に対して適応整合フィルタ２０７及び２０９によりＳ／Ｎ最大比合成した信号同士を加算する。また、加算器２１３は、異なる空中線２０１及び２０２で受信された、同じ周波数ｆ２の受信信号に対して適応整合フィルタ２０８及び２１０によりＳ／Ｎ最大比合成した信号同士を加算する。
【００２９】
加算器２１４は、加算器２１２から出力された第１の加算信号のみを出力するか、又は切り替えスイッチ２１５を通して加算器２１３からの第２の加算信号が入力されるときは、第１の加算信号に第２の加算信号を加算した第３の加算信号を生成して出力する。
【００３０】
復調器２１６は、加算器２１４から供給される第１の加算信号又は第３の加算信号を復調し、その復調信号を受信インタフェース２１８へ供給すると共に、適応整合フィルタ２０７及び２０９又は適応整合フィルタ２０７〜２１０へ供給する。復調器２１７は、切り替えスイッチ２１５を通して入力された第２の加算信号を復調し、その復調信号を受信インタフェース２１８へ供給すると共に、適応整合フィルタ２０８及び２１０へ供給する。受信インタフェース２１８は、復調器２１６から出力された第１の復調信号と、復調器２１７から出力された第２の復調信号とを入力信号として受け、それらを合成して出力する。なお、第１の復調信号のみが入力されるときには、受信インタフェース２１８は、第１の復調信号のみを出力する。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、ダイバーシチ次数の切り替えを、電波伝搬状況を監視し、自動的に行う。すなわち、本実施の形態では、整合ろ波器２１１により、適応整合フィルタ２０７〜２１０から入力されたタップ情報W1〜W4を監視し、それらタップ情報W1〜W4が全て予め設定した所定の閾値以上であるか否かにより、フェージングの影響が少ないか否かを判定し、４重ダイバーシチ又は２重ダイバーシチで動作する。
【００３２】
まず、整合ろ波器２１１により、ＡＭＦ２０７〜２１０から入力された４つのタップ情報W1〜W4のうちいずれか一以上のタップ情報の値が、予め設定した所定の閾値未満の値を示していると判定した期間では、フェージングの影響が大きい期間であると判断し、整合ろ波器２１１は、切り替えスイッチ２１５を加算器２１３からの第２の加算信号を加算器２１４へ供給するように制御する。
【００３３】
同様に、無線送信装置１００と同じ無線通信装置内に設けられた、図示しない無線受信装置２００と同一の構成の無線受信装置は、無線受信装置２００と同じ無線通信装置内に設けられた無線送信装置１００と同一構成の無線送信装置から、周波数ｆ３とｆ４の２波の送信信号を受信し、無線受信装置２００と同様の動作により、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、切り替えスイッチ１０４を変調器１０２からの第１の変調後の信号を送信器１０６へ供給するように制御する。
【００３４】
すなわち、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、図３に示すように、無線送信装置１００では、送信器１０５に供給される変調器１０２からの第１の変調後の信号を、切り替えスイッチ１０４が選択して送信器１０６にも供給するため、変調器１０３は使用されない。また、無線受信装置２００では、図３に示すように、加算器２１３からの第２の加算信号を切り替えスイッチ２１５が選択して加算器２１４に供給するため、復調器２１７は使用されない。従って、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、回線品質維持のために４重ダイバーシチでの通信が行われる。
【００３５】
この場合、無線送信装置１００では送信インタフェース１０１は送信すべき送信データを変調器１０２のみに供給する。変調器１０２から出力された送信データで変調された変調後の信号が、それぞれ送信器１０５、１０６で増幅及び無線周波数ｆ１、ｆ２の送信信号に周波数変換された後、電力増幅器１０７、１０８を経由して空中線１０９、１１０から空間へ送信される。この２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、無線受信装置２００の空中線２０１及び２０２で受信される。
【００３６】
無線受信装置２００では、前述したように、空中線２０１及び２０２で受信された周波数ｆ１の受信信号は、受信器２０３及び２０５、適応整合フィルタ２０７及び２０９を経由して加算器２１２に供給されて所定周波数帯の第１の加算信号とされる。また、周波数ｆ２の受信信号は、受信器２０４及び２０６、適応整合フィルタ２０８及び２１０を経由して加算器２１３に供給されて上記と同じ所定周波数帯の第２の加算信号とされる。
【００３７】
これら第１及び第２の加算信号は、図３に示したように加算器２１４で加算されて第３の加算信号とされた後、復調器２１６に供給される。第３の加算信号は、空中線２０１で受信された２波の受信信号と、空中線２０２で受信された２波の受信信号とから生成された信号であり、これら４波の受信信号をダイバーシチ合成した信号である。復調器２１６は、この４波の受信信号をダイバーシチ合成した信号である第３の加算信号を復調する。このようにして、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、回線品質維持のために４重ダイバーシチでの通信が行われる。
【００３８】
他方、整合ろ波器２１１により、適応整合フィルタ２０７〜２１０から入力された４つのタップ情報W1〜W4の全ての値が、予め設定した所定の閾値以上の値を示している期間では、フェージングの影響が小さい期間であると判断し、整合ろ波器２１１は、切り替えスイッチ２１５を加算器２１３からの第２の加算信号を復調器２１７へ供給するように制御する。
【００３９】
同様に、無線送信装置１００と同じ無線通信装置内に設けられた、図示しない無線受信装置２００と同一の構成の無線受信装置は、無線受信装置２００と同じ無線通信装置内に設けられた無線送信装置１００と同一構成の無線送信装置から、周波数ｆ３とｆ４の２波の送信信号を受信し、無線受信装置２００と同様の動作により、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、切り替えスイッチ１０４を変調器１０３からの第２の変調後の信号を送信器１０６へ供給するように制御する。
【００４０】
すなわち、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、図４に示すように、無線送信装置１００では、変調器１０３からの第２の変調後の信号を、切り替えスイッチ１０４が選択して送信器１０６に供給する。また、無線受信装置２００では、図４に示すように、加算器２１３からの第２の加算信号を切り替えスイッチ２１５が選択して復調器２１７に供給し、加算器２１４での加算動作は行わない。従って、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、ダイバーシチ次数を下げても回線品質の影響がない期間であると判断し、２重ダイバーシチでの通信が行われる。このときには、周波数２波を別々のデータの送信に用いて伝送容量を２倍にする。
【００４１】
この場合、無線送信装置１００では送信インタフェース１０１は送信すべき第１の送信データを変調器１０２に供給すると共に、送信すべき第２の送信データを変調器１０３に供給する。変調器１０２か、１０３ら出力された第１、第２の変調後の信号が、それぞれ送信器１０５、１０６で増幅及び無線周波数ｆ１、ｆ２の送信信号に周波数変換された後、電力増幅器１０７、１０８を経由して空中線１０９、１１０から空間へ送信される。この２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、無線受信装置２００の空中線２０１及び２０２で受信される。
【００４２】
無線受信装置２００では、前述したように、空中線２０１及び２０２で受信された周波数ｆ１の受信信号は、受信器２０３及び２０５、適応整合フィルタ２０７及び２０９を経由して加算器２１２に供給されて所定周波数帯の第１の加算信号とされる。また、周波数ｆ２の受信信号は、受信器２０４及び２０６、適応整合フィルタ２０８及び２１０を経由して加算器２１３に供給されて上記と同じ所定周波数帯の第２の加算信号とされる。
【００４３】
これら第１及び第２の加算信号のうち、第１の加算信号は、図４に示したように加算器２１４を経由して復調器２１６に供給されて第１の送信データが復調される。第２の加算信号は、図４に示したように切り替えスイッチ２１５により復調器２１７に供給されて第２の送信データが復調される。
【００４４】
このように、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、本実施形態の無線通信システムによれば、変調器１０２−復調器２１６間と、変調器１０３−復調器２１７間との２経路で別個の空間ダイバーシチによる２重ダイバーシチ通信を行うため、４重ダイバーシチ通信の時よりも伝送容量を２倍にすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００ 無線送信装置
１０１ 送信インタフェース
１０２、１０３ 変調器（ＭＯＤ）
１０４、２１５ 切り替えスイッチ
１０５、１０６ 送信器（ＴＸ）
１０７、１０８ 電力増幅器（ＨＰＡ）
１０９、１１０、２０１、２０２ 空中線
２００ 無線受信装置
２０３〜２０６ 受信器（ＲＸ）
２０７〜２１０ 適応整合フィルタ（ＡＭＦ）
２１１ 整合ろ波器
２１２〜２１４ 加算器
２１６、２１７ 復調器（ＤＥＭ）
２１８ 受信インタフェース
３０１、３０２ 遅延素子
３０３、３０５、３０７ 相関器
３０４、３０６、３０８ 乗算回路
３０９ 合成器
３１０ タップ検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに係り、特に周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えてダイバーシチ送受信を行う無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えてダイバーシチ送受信を行う無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１には、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えた無線通信システムにおいて、受信側では受信電界に基づいて、電波伝搬の状況（回線品質）が良好と判断した場合は、ダイバーシチ動作を停止し、周波数帯域を有効利用してデータ量を２倍にする構成が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、互いに異なる少なくとも２つの周波数に変調された無線信号を受信し、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを実現する受信側において、各周波数にそれぞれ対応する受信機の組を周波数と同数組備えており、全ての受信機の受信レベルを比較して受信レベルの最も大きい受信機を選択し、更にその受信機との同一の受信周波数を受信する複数の受信機中から最も受信レベルの大きい受信機を選択する構成の無線通信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７７９１０号公報
【特許文献２】特開平９−３０７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２記載の周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとを備えた無線通信システムや無線通信装置では、フェージングが最も激しい時点においても回線品質を維持できるようにダイバーシチ次数を決定しているが、フェージングには短周期及び長周期（季節単位など）での変動があるため、フェージングの影響が少なくなる時間においては、決定したダイバーシチ次数が過剰となる場合がある。
【０００６】
また、特許文献２では、電波伝搬特性が良好な場合は、周波数帯域を有効利用してデータ量を２倍にする無線通信システムが開示されているが、電波伝搬特性が良好な場合は、ダイバーシチ動作を停止するため、短周期で変動するフェージングに対してダイバーシチ動作の停止、再開などを繰り返す必要があり、安定な通信が行えない可能性がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、フェージングの影響が少ない時間は周波数ダイバーシチを独立した信号列として割り当てる方式に切り替えることにより、フェージングの増減に適応的に対応して安定な無線通信を行い、周波数リソースを有効に活用する無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明の無線通信方法は、周波数ダイバーシチによる第１の無線通信ステップと、空間ダイバーシチによる第２の無線通信ステップと、受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視して、フェージングの影響が大であるか否かを判定する監視ステップと、監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信ステップにより一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信ステップにより複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる電波伝搬状況監視切り替えステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
更に、上記の目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、対向する無線通信装置のそれぞれは、
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチとによる無線通信を行うときに、フェージングの影響が大である期間は、周波数ダイバーシチと空間ダイバーシチの両方により通信が可能な状態を維持し、フェージングの影響が小である期間は、空間ダイバーシチのみにより通信が可能な状態を維持しつつ、周波数ダイバーシチを行わない分の通信容量を増加させることで、周波数リソースを有効に活用して効率の良い通信を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの一実施の形態のブロック図である。
【図２】適応整合フィルタの一例の構成図である。
【図３】フェージングの影響が大きい期間であるときの図１の無線通信システムの要部のブロック図である。
【図４】フェージングの影響が小さい期間であるときの図１の無線通信システムの要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明になる無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの一実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態の無線通信システムは、対向する２つの無線通信装置からなり、便宜上、図１には、そのうち一方の無線通信装置内の無線送信装置１００と、他方の無線通信装置内の無線受信装置２００とを示す。一方の無線通信装置内には無線受信装置２００と同じ構成の無線受信装置も備えられており、同様に他方の無線通信装置内には無線送信装置１００と同じ構成の無線送信装置も備えられている。
【００１５】
同じ無線通信装置内の無線送信装置と無線受信装置とは、例えば送受信分離用サーキュレータに接続されて２本の空中線１０９及び１１０、２０１及び２０２を送受信に共用できるようになされていてよい。本実施の形態の無線通信システムは、無相関の空中線２つを用いた空間ダイバーシチと周波数ｆ１、ｆ２の２波を用いた周波数ダイバーシチとにより構成される４重ダイバーシチ、又は空間ダイバーシチのみの２重ダイバーシチを選択して行う構成例である。
【００１６】
無線送信装置１００は、送信インタフェース１０１、変調器（ＭＯＤ:Modulator）１０２及び１０３、切り替えスイッチ１０４、送信器（ＴＸ）１０５及び１０６、電力増幅器（ＨＰＡ:High Power Amplifier）１０７及び１０８、空中線（アンテナ）１０９及び１１０を有する。切り替えスイッチ１０４は、変調器１０２及び１０３の各出力信号のうちの一方を選択して送信器１０６に入力する。
【００１７】
一方、無線受信装置２００は、空中線（アンテナ）２０１及び２０２、受信器（ＲＸ）２０３〜２０５、適応整合フィルタ（ＡＭＦ:Adaptive Matched Filter）２０７〜２１０、整合ろ波器２１１、加算器２１２〜２１４、切り替えスイッチ２１５、復調器（ＤＥＭ:Demodulator）２１６及び２１７、及び受信インタフェース２１８を有する。加算器２１２は、適応整合フィルタ２０７及び２０９から出力された信号を加算する。加算器２１３は、適応整合フィルタ２０８及び２１０から出力された信号を加算する。切り替えスイッチ２１５は、加算器２１３から出力される信号を、加算器２１４又は復調器２１７へ出力する。
【００１８】
適応整合フィルタ２０７〜２１０は、それぞれ時間変化する伝送路インパルスを推定し、そのインパルス応答の時間反転複素共役を受信信号に畳み込み、Ｓ／Ｎ最大比合成する公知の適応フィルタであって、通常はトランスバーサルフィルタの構成とされている。
【００１９】
図２は、適応整合フィルタの一例の構成図を示す。同図に示すように、適応整合フィルタは、入力信号をそれぞれ時間τずつ遅延する縦続接続された遅延素子３０１及び３０２と、各タップ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）での信号と復調信号との相関を演算してタップ係数（wa,wb,wc）として出力する相関器３０３、３０５及び３０７と、各タップ上の信号とタップ係数とを乗算する乗算回路３０４、３０６及び３０８と、乗算回路３０４、３０６及び３０８の各出力信号を合成する合成器３０９と、タップ検出部３１０とを有する構成とされている。
【００２０】
遅延素子３０１及び３０２の遅延時間τは、例えばシンボル周期Ｔの１／２倍の値に設定されている。相関器３０３、３０５及び３０７は、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号と復調器２１６又は２１７により復調された復調信号との相関演算をそれぞれ行い、その演算結果をタップ係数wa,wb及びwcとして乗算回路３０４、３０６及び３０８へ供給する。タップ係数wa,wb及びwcの値が大きい場合は、復調信号との相関性が高いことを示している。
【００２１】
なお、図１において、周波数ｆ１の受信信号を所定周波数に変換して得られた信号が入力される適応整合フィルタ２０７及び２０９には、復調器２１６からの復調信号が入力され、周波数ｆ２の受信信号を所定周波数に変換して得られた信号が入力される適応整合フィルタ２０８及び２１０には、復調器２１７からの復調信号が入力される。ただし、後述する４重ダイバーシチの動作時には、すべての適応整合フィルタ２０７〜２１０に復調器２１６からの復調信号が入力される。
【００２２】
乗算回路３０４、３０６及び３０８は、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号にタップ係数wa,wb及びwcをそれぞれ乗算し、各タップＲ１、Ｒ２、Ｒ３上の信号にタップ係数wa,wb及びwcを重み付けした信号を生成する。合成器３０９は、乗算回路３０４、３０６及び３０８から出力された信号を合成し、後段の加算器２１２又は２１３へ出力する。また、タップ検出部３１０は、タップ係数wa,wb及びwcを比較して、例えば最大のタップ係数をタップ情報Ｗとして図１の整合ろ波器２１１へ出力する。
【００２３】
次に、図１に示す本実施の形態の動作について説明する。送信インタフェース１０１は入力された送信データを変調器１０２及び１０３にそれぞれ供給する。変調器１０２は、入力された第１の送信データを所定の変調方式で変調し、得られた第１の変調後の信号を送信器１０５及び切り替えスイッチ１０４の第１の入力端子に供給する。変調器１０３は、入力された第２の送信データを変調器１０２と同じ所定の変調方式で変調し、得られた第２の変調後の信号を切り替えスイッチ１０４の第２の入力端子に供給する。
【００２４】
切り替えスイッチ１０４は、フェージングが大きいか否かに応じて後述するように切り替えられ、第１の変調後の信号又は第２の変調後の信号を選択して送信器１０６に供給する。送信器１０５は、入力された第１の変調後の信号を、例えばマイクロ波帯等の高周波数帯の周波数ｆ１の第１の送信信号に周波数変換して電力増幅器１０７に供給する。一方、送信器１０６は、入力された第１又は第２の変調後の信号を、例えばマイクロ波帯等の高周波数帯の周波数ｆ２の第２の送信信号に周波数変換して電力増幅器１０８に供給する。
【００２５】
電力増幅器１０７は、入力された第１の送信信号を所要のレベルに電力増幅した後、空中線１０９から空間へ送信する。同様に、電力増幅器１０８は、入力された第２の送信信号を所要のレベルに電力増幅した後、空中線１１０から空間へ送信する。空中線１０９及び１１０からそれぞれ送信された２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、空間的に無相関になるように設置された無線受信装置２００の２つの空中線２０１及び２０２で受信される。
【００２６】
空中線２０１で受信された信号は周波数ｆ１とｆ２とに分岐され、周波数ｆ１の受信信号は受信器２０３に供給され、周波数ｆ２の受信信号は受信器２０４に供給される。同様に、空中線２０２で受信された信号は周波数ｆ１とｆ２とに分岐され、周波数ｆ１の受信信号は受信器２０５に供給され、周波数ｆ２の受信信号は受信器２０６に供給される。
【００２７】
受信器２０３、２０４、２０５及び２０６は、それぞれ入力された受信信号を増幅すると共に、同一の所定周波数帯の信号（例えば、中間周波数帯の中間周波信号）に周波数変換した後、対応して設けられた適応整合フィルタ２０７、２０８、２０９及び２１０へ供給する。適応整合フィルタ２０７、２０８、２０９及び２１０は、それぞれ入力信号に対して図２と共に説明した公知の適応整合フィルタリング処理によるＳ／Ｎ最大比合成を行うと共に、使用したタップ係数のうちの最大値のタップ係数であるタップ情報W1、W2、W3及びW4を整合ろ波器２１１へ供給する。
【００２８】
加算器２１２は、異なる空中線２０１及び２０２で受信された、同じ周波数ｆ１の受信信号に対して適応整合フィルタ２０７及び２０９によりＳ／Ｎ最大比合成した信号同士を加算する。また、加算器２１３は、異なる空中線２０１及び２０２で受信された、同じ周波数ｆ２の受信信号に対して適応整合フィルタ２０８及び２１０によりＳ／Ｎ最大比合成した信号同士を加算する。
【００２９】
加算器２１４は、加算器２１２から出力された第１の加算信号のみを出力するか、又は切り替えスイッチ２１５を通して加算器２１３からの第２の加算信号が入力されるときは、第１の加算信号に第２の加算信号を加算した第３の加算信号を生成して出力する。
【００３０】
復調器２１６は、加算器２１４から供給される第１の加算信号又は第３の加算信号を復調し、その復調信号を受信インタフェース２１８へ供給すると共に、適応整合フィルタ２０７及び２０９又は適応整合フィルタ２０７〜２１０へ供給する。復調器２１７は、切り替えスイッチ２１５を通して入力された第２の加算信号を復調し、その復調信号を受信インタフェース２１８へ供給すると共に、適応整合フィルタ２０８及び２１０へ供給する。受信インタフェース２１８は、復調器２１６から出力された第１の復調信号と、復調器２１７から出力された第２の復調信号とを入力信号として受け、それらを合成して出力する。なお、第１の復調信号のみが入力されるときには、受信インタフェース２１８は、第１の復調信号のみを出力する。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、ダイバーシチ次数の切り替えを、電波伝搬状況を監視し、自動的に行う。すなわち、本実施の形態では、整合ろ波器２１１により、適応整合フィルタ２０７〜２１０から入力されたタップ情報W1〜W4を監視し、それらタップ情報W1〜W4が全て予め設定した所定の閾値以上であるか否かにより、フェージングの影響が少ないか否かを判定し、４重ダイバーシチ又は２重ダイバーシチで動作する。
【００３２】
まず、整合ろ波器２１１により、ＡＭＦ２０７〜２１０から入力された４つのタップ情報W1〜W4のうちいずれか一以上のタップ情報の値が、予め設定した所定の閾値未満の値を示していると判定した期間では、フェージングの影響が大きい期間であると判断し、整合ろ波器２１１は、切り替えスイッチ２１５を加算器２１３からの第２の加算信号を加算器２１４へ供給するように制御する。
【００３３】
同様に、無線送信装置１００と同じ無線通信装置内に設けられた、図示しない無線受信装置２００と同一の構成の無線受信装置は、無線受信装置２００と同じ無線通信装置内に設けられた無線送信装置１００と同一構成の無線送信装置から、周波数ｆ３とｆ４の２波の送信信号を受信し、無線受信装置２００と同様の動作により、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、切り替えスイッチ１０４を変調器１０２からの第１の変調後の信号を送信器１０６へ供給するように制御する。
【００３４】
すなわち、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、図３に示すように、無線送信装置１００では、送信器１０５に供給される変調器１０２からの第１の変調後の信号を、切り替えスイッチ１０４が選択して送信器１０６にも供給するため、変調器１０３は使用されない。また、無線受信装置２００では、図３に示すように、加算器２１３からの第２の加算信号を切り替えスイッチ２１５が選択して加算器２１４に供給するため、復調器２１７は使用されない。従って、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、回線品質維持のために４重ダイバーシチでの通信が行われる。
【００３５】
この場合、無線送信装置１００では送信インタフェース１０１は送信すべき送信データを変調器１０２のみに供給する。変調器１０２から出力された送信データで変調された変調後の信号が、それぞれ送信器１０５、１０６で増幅及び無線周波数ｆ１、ｆ２の送信信号に周波数変換された後、電力増幅器１０７、１０８を経由して空中線１０９、１１０から空間へ送信される。この２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、無線受信装置２００の空中線２０１及び２０２で受信される。
【００３６】
無線受信装置２００では、前述したように、空中線２０１及び２０２で受信された周波数ｆ１の受信信号は、受信器２０３及び２０５、適応整合フィルタ２０７及び２０９を経由して加算器２１２に供給されて所定周波数帯の第１の加算信号とされる。また、周波数ｆ２の受信信号は、受信器２０４及び２０６、適応整合フィルタ２０８及び２１０を経由して加算器２１３に供給されて上記と同じ所定周波数帯の第２の加算信号とされる。
【００３７】
これら第１及び第２の加算信号は、図３に示したように加算器２１４で加算されて第３の加算信号とされた後、復調器２１６に供給される。第３の加算信号は、空中線２０１で受信された２波の受信信号と、空中線２０２で受信された２波の受信信号とから生成された信号であり、これら４波の受信信号をダイバーシチ合成した信号である。復調器２１６は、この４波の受信信号をダイバーシチ合成した信号である第３の加算信号を復調する。このようにして、フェージングの影響が大きい期間であると判断したときは、回線品質維持のために４重ダイバーシチでの通信が行われる。
【００３８】
他方、整合ろ波器２１１により、適応整合フィルタ２０７〜２１０から入力された４つのタップ情報W1〜W4の全ての値が、予め設定した所定の閾値以上の値を示している期間では、フェージングの影響が小さい期間であると判断し、整合ろ波器２１１は、切り替えスイッチ２１５を加算器２１３からの第２の加算信号を復調器２１７へ供給するように制御する。
【００３９】
同様に、無線送信装置１００と同じ無線通信装置内に設けられた、図示しない無線受信装置２００と同一の構成の無線受信装置は、無線受信装置２００と同じ無線通信装置内に設けられた無線送信装置１００と同一構成の無線送信装置から、周波数ｆ３とｆ４の２波の送信信号を受信し、無線受信装置２００と同様の動作により、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、切り替えスイッチ１０４を変調器１０３からの第２の変調後の信号を送信器１０６へ供給するように制御する。
【００４０】
すなわち、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、図４に示すように、無線送信装置１００では、変調器１０３からの第２の変調後の信号を、切り替えスイッチ１０４が選択して送信器１０６に供給する。また、無線受信装置２００では、図４に示すように、加算器２１３からの第２の加算信号を切り替えスイッチ２１５が選択して復調器２１７に供給し、加算器２１４での加算動作は行わない。従って、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、ダイバーシチ次数を下げても回線品質の影響がない期間であると判断し、２重ダイバーシチでの通信が行われる。このときには、周波数２波を別々のデータの送信に用いて伝送容量を２倍にする。
【００４１】
この場合、無線送信装置１００では送信インタフェース１０１は送信すべき第１の送信データを変調器１０２に供給すると共に、送信すべき第２の送信データを変調器１０３に供給する。変調器１０２か、１０３ら出力された第１、第２の変調後の信号が、それぞれ送信器１０５、１０６で増幅及び無線周波数ｆ１、ｆ２の送信信号に周波数変換された後、電力増幅器１０７、１０８を経由して空中線１０９、１１０から空間へ送信される。この２波の送信信号は、それぞれ異なる２つの伝搬路を伝搬し、無線受信装置２００の空中線２０１及び２０２で受信される。
【００４２】
無線受信装置２００では、前述したように、空中線２０１及び２０２で受信された周波数ｆ１の受信信号は、受信器２０３及び２０５、適応整合フィルタ２０７及び２０９を経由して加算器２１２に供給されて所定周波数帯の第１の加算信号とされる。また、周波数ｆ２の受信信号は、受信器２０４及び２０６、適応整合フィルタ２０８及び２１０を経由して加算器２１３に供給されて上記と同じ所定周波数帯の第２の加算信号とされる。
【００４３】
これら第１及び第２の加算信号のうち、第１の加算信号は、図４に示したように加算器２１４を経由して復調器２１６に供給されて第１の送信データが復調される。第２の加算信号は、図４に示したように切り替えスイッチ２１５により復調器２１７に供給されて第２の送信データが復調される。
【００４４】
このように、フェージングの影響が小さい期間であると判断したときは、本実施形態の無線通信システムによれば、変調器１０２−復調器２１６間と、変調器１０３−復調器２１７間との２経路で別個の空間ダイバーシチによる２重ダイバーシチ通信を行うため、４重ダイバーシチ通信の時よりも伝送容量を２倍にすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００ 無線送信装置
１０１ 送信インタフェース
１０２、１０３ 変調器（ＭＯＤ）
１０４、２１５ 切り替えスイッチ
１０５、１０６ 送信器（ＴＸ）
１０７、１０８ 電力増幅器（ＨＰＡ）
１０９、１１０、２０１、２０２ 空中線
２００ 無線受信装置
２０３〜２０６ 受信器（ＲＸ）
２０７〜２１０ 適応整合フィルタ（ＡＭＦ）
２１１ 整合ろ波器
２１２〜２１４ 加算器
２１６、２１７ 復調器（ＤＥＭ）
２１８ 受信インタフェース
３０１、３０２ 遅延素子
３０３、３０５、３０７ 相関器
３０４、３０６、３０８ 乗算回路
３０９ 合成器
３１０ タップ検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、
受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
送信データをそれぞれ変調する複数の変調手段と、
入力された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成手段と、
前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択して前記送信信号生成手段へ供給する第１のスイッチ手段と、
前記複数の送信信号をそれぞれ別々に空間に送信する複数の送信用空中線と
を備えた送信側装置と、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信手段と、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成手段と、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視手段と、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成手段と、
複数の復調手段と、
前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させるか、又は前記複数の第１の加算信号を加算して第２の加算信号を生成し、その第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように、前記複数の第１の加算信号を選択する第２のスイッチ手段と
を備えた受信側装置とを有し、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記監視手段は、
前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成する複数の適応整合フィルタ手段と、
前記複数の適応整合フィルタ手段から出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波手段と
よりなることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第２のスイッチ手段は、
前記複数の第１の加算信号のうち、所定の一の第１の加算信号をそのまま通過させるか、又は前記所定の一の第１の加算信号とその所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号とを加算して前記第２の加算信号を生成する加算器と、
前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号を、前記加算器又は前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号をそれぞれ復調する復調手段へ選択して供給する切り替えスイッチと
よりなることを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信ステップと、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信ステップと、
受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視して、フェージングの影響が大であるか否かを判定する監視ステップと、
前記監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信ステップにより一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信ステップにより複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる電波伝搬状況監視切り替えステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
送信データをそれぞれ変調して複数の変調後の送信データを生成する変調ステップと、
前記複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調後の送信データのうち所定の一の変調後の送信データを選択する第１の切り替えステップと、
前記第１の切り替えステップで選択された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成ステップと、
前記複数の送信信号をそれぞれ複数の送信用空中線を用いて別々に空間に送信する送信ステップと、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信ステップと、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成ステップと、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視ステップと、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成ステップと、
前記監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１の切り替えステップにより前記所定の一の変調後の送信データを選択させると共に、前記前記複数の第１の加算信号を加算して得た第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第１の切り替えステップにより前記複数の変調後の送信データを選択させると共に、前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段にそれぞれ供給する第２の切り替えステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
前記監視ステップは、
複数の適応整合フィルタにより前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成するフィルタリングステップと、
前記複数の適応整合フィルタから出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波ステップと
を含むことを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
【請求項８】
対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記対向する無線通信装置のそれぞれは、
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、
受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記対向する無線通信装置のそれぞれは、
送信データをそれぞれ変調する複数の変調手段と、
入力された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成手段と、
前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択して前記送信信号生成手段へ供給する第１のスイッチ手段と、
前記複数の送信信号をそれぞれ別々に空間に送信する複数の送信用空中線と
を備えた送信側装置と、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信手段と、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成手段と、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視手段と、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成手段と、
複数の復調手段と、
前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させるか、又は前記複数の第１の加算信号を加算して第２の加算信号を生成し、その第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように、前記複数の第１の加算信号を選択する第２のスイッチ手段と
を備えた受信側装置とを有し、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
前記監視手段は、
前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成する複数の適応整合フィルタ手段と、
前記複数の適応整合フィルタ手段から出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波手段と
よりなることを特徴とする請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第２のスイッチ手段は、
前記複数の第１の加算信号のうち、所定の一の第１の加算信号をそのまま通過させるか、又は前記所定の一の第１の加算信号とその所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号とを加算して前記第２の加算信号を生成する加算器と、
前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号を、前記加算器又は前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号をそれぞれ復調する復調手段へ選択して供給する切り替えスイッチと
よりなることを特徴とする請求項９又は１０記載の無線通信システム。
【請求項１】
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、
受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
送信データをそれぞれ変調する複数の変調手段と、
入力された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成手段と、
前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択して前記送信信号生成手段へ供給する第１のスイッチ手段と、
前記複数の送信信号をそれぞれ別々に空間に送信する複数の送信用空中線と
を備えた送信側装置と、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信手段と、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成手段と、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視手段と、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成手段と、
複数の復調手段と、
前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させるか、又は前記複数の第１の加算信号を加算して第２の加算信号を生成し、その第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように、前記複数の第１の加算信号を選択する第２のスイッチ手段と
を備えた受信側装置とを有し、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記監視手段は、
前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成する複数の適応整合フィルタ手段と、
前記複数の適応整合フィルタ手段から出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波手段と
よりなることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第２のスイッチ手段は、
前記複数の第１の加算信号のうち、所定の一の第１の加算信号をそのまま通過させるか、又は前記所定の一の第１の加算信号とその所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号とを加算して前記第２の加算信号を生成する加算器と、
前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号を、前記加算器又は前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号をそれぞれ復調する復調手段へ選択して供給する切り替えスイッチと
よりなることを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信ステップと、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信ステップと、
受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視して、フェージングの影響が大であるか否かを判定する監視ステップと、
前記監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信ステップにより一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信ステップにより複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる電波伝搬状況監視切り替えステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
送信データをそれぞれ変調して複数の変調後の送信データを生成する変調ステップと、
前記複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調後の送信データのうち所定の一の変調後の送信データを選択する第１の切り替えステップと、
前記第１の切り替えステップで選択された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成ステップと、
前記複数の送信信号をそれぞれ複数の送信用空中線を用いて別々に空間に送信する送信ステップと、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信ステップと、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成ステップと、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視ステップと、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成ステップと、
前記監視ステップによりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１の切り替えステップにより前記所定の一の変調後の送信データを選択させると共に、前記前記複数の第１の加算信号を加算して得た第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視ステップによりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第１の切り替えステップにより前記複数の変調後の送信データを選択させると共に、前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段にそれぞれ供給する第２の切り替えステップと
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
前記監視ステップは、
複数の適応整合フィルタにより前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成するフィルタリングステップと、
前記複数の適応整合フィルタから出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波ステップと
を含むことを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
【請求項８】
対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記対向する無線通信装置のそれぞれは、
周波数ダイバーシチによる第１の無線通信手段と、
空間ダイバーシチによる第２の無線通信手段と、
受信信号に基づいて、電波伝搬状況を監視してフェージングの影響が大であるか否かを判定する監視手段と、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１及び第２の無線通信手段により一の送信データを送受信させる４重ダイバーシチによる無線通信を行わせ、前記監視手段によりフェージングの影響が小であると判定された期間は、前記第２の無線通信手段により複数の送信データを別々に送受信させる２重ダイバーシチによる無線通信を行わせる切り替え手段と
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
対向する無線通信装置間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記対向する無線通信装置のそれぞれは、
送信データをそれぞれ変調する複数の変調手段と、
入力された変調後の送信データを、互いに異なる送信周波数の複数の送信信号に変換する送信信号生成手段と、
前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データ、又は前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択して前記送信信号生成手段へ供給する第１のスイッチ手段と、
前記複数の送信信号をそれぞれ別々に空間に送信する複数の送信用空中線と
を備えた送信側装置と、
空間的に無相関になるように設置された複数の受信用空中線により複数の送信信号を受信して、その受信信号を周波数別に分岐する受信手段と、
前記周波数別に分岐された各受信信号に対して、別々に同一の所定の周波数帯の信号に変換して複数の変換後の受信信号を出力する変換後受信信号生成手段と、
前記複数の受信信号に基づいて電波伝搬状況を監視し、フェージングの影響が大であるか小であるかを判定する監視手段と、
前記複数の変換後の受信信号のうち、変換前の周波数が同じである変換後の受信信号同士を加算して複数の第１の加算信号を生成する合成手段と、
複数の復調手段と、
前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させるか、又は前記複数の第１の加算信号を加算して第２の加算信号を生成し、その第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように、前記複数の第１の加算信号を選択する第２のスイッチ手段と
を備えた受信側装置とを有し、
前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段のうち所定の一の変調手段から出力された変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記第２の加算信号を所定の一の復調手段により復調させるように前記複数の第１の加算信号を選択させ、前記監視手段によりフェージングの影響が大であると判定された期間は、前記第１のスイッチ手段により前記複数の変調手段からそれぞれ出力された複数の変調後の送信データを選択させて前記送信信号生成手段へ供給すると共に、前記第２のスイッチ手段により前記複数の第１の加算信号を前記複数の復調手段によりそれぞれ復調させることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
前記監視手段は、
前記複数の受信信号に対して別々にＳ／Ｎ最大比合成する複数の適応整合フィルタ手段と、
前記複数の適応整合フィルタ手段から出力される複数のタップ情報に基づいて電波伝搬状況を監視し、前記複数のタップ情報の全てが所定の閾値以上の値を示しているときはフェージングの影響が小であると判定し、前記複数のタップ情報のどれか一以上のタップ情報が前記閾値未満の値を示しているときはフェージングの影響が大であると判定する整合ろ波手段と
よりなることを特徴とする請求項９記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記第２のスイッチ手段は、
前記複数の第１の加算信号のうち、所定の一の第１の加算信号をそのまま通過させるか、又は前記所定の一の第１の加算信号とその所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号とを加算して前記第２の加算信号を生成する加算器と、
前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号を、前記加算器又は前記所定の一の第１の加算信号以外の他の第１の加算信号をそれぞれ復調する復調手段へ選択して供給する切り替えスイッチと
よりなることを特徴とする請求項９又は１０記載の無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１９３２２２（Ｐ２０１０−１９３２２２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３５９８８（Ｐ２００９−３５９８８）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]