通信装置および通信方法
【課題】振幅制御後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの差が大きくなった場合であっても、適切なデータを取得することが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。第２ＡＧＣ処理部１７は、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する。受信データ処理部２１は、受信用ウェイトが設定された複数の第１ベースバンド信号と、受信用ウェイトが設定された複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うとともに、受信用ウェイトが設定された複数の第１ベースバンド信号に対して復調処理を行う。
【解決手段】第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。第２ＡＧＣ処理部１７は、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する。受信データ処理部２１は、受信用ウェイトが設定された複数の第１ベースバンド信号と、受信用ウェイトが設定された複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うとともに、受信用ウェイトが設定された複数の第１ベースバンド信号に対して復調処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信相手装置と無線信号を送受信する送受信用アンテナ群と、通信相手装置からの無線信号を受信する受信用アンテナ群とを備える通信装置、および、通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。通信装置には、通信相手装置と無線通信を行う際に、アレイアンテナの指向性を制御するアダプティブアレイアンテナ方式を用いるものがある。特許文献１には、アレイアンテナの各アンテナにおいて無線信号を受信し、その無線信号に基づいてウェイトが生成される技術が開示されている。アダプティブアレイアンテナ方式を用いる通信装置は、受信用ウェイトが設定された複数の受信信号を合成して得られた信号に対して復調処理を行い、その一方で、送信用ウェイトに基づいて、送信信号を無線通信により通信相手装置に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、通信装置では、通信相手装置からの信号を受信できるエリアを拡大することが求められている。上述のようなアダプティブアレイアンテナ方式を用いた通信装置では、受信エリアの拡大を実現するため、通信相手装置に信号を送信する際には、送受信用アンテナ群を用いて信号を送信し、通信相手装置からの信号を受信する際には、その送受信用アンテナ群に、受信用アンテナ群を追加して信号を受信することが提案されている。
【０００５】
提案されている通信装置では、送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナのそれぞれで受信された、受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号と、受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナのそれぞれで受信された、受信用ウェイト設定後の複数の第２の受信信号とが合成され、当該合成により得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行って得られる既知信号に基づいて、受信用ウェイトが算出される。また、この通信装置では、受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号のみが合成され、当該合成により得られた第２合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第２合成信号に対して復調処理を行って得られる既知信号に基づいて、送信用ウェイトが算出される。
【０００６】
このような通信装置において、複数の第１受信信号の振幅、および、複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、各アンテナでの受信信号の振幅が、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理により制御されると、送受信用アンテナ群で受信された複数の第１受信信号の振幅が十分な値とならない場合がある。その結果、送信用ウェイトは不十分な振幅の複数の第１受信信号からなる第１合成信号に含まれる既知信号に基づいて算出されることになり、送信用ウェイトの精度が良くない場合がある。そこで、送信用ウェイトの算出に使用される複数の第１受信信号の振幅が大きくなるようにするため、複数の第１受信信号の最大振幅、および、複数の第２受信信号の最大振幅が、それぞれ最適値となるように、複数の第１受信信号の振幅と、複数の第２受信信号の振幅が別々に制御されることが提案されている。
【０００７】
しかしながら、このような制御を採用した場合において、送受信用アンテナ群の複数の第１受信信号の振幅が十分に大きく、その一方で、受信用アンテナ群の複数の第２受信信号の振幅が小さい場合には、複数の第１受信信号の増幅率よりも、複数の第２受信信号の増幅率が大きくなる。その結果、振幅増幅およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズに対して、振幅増幅およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。つまり、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じる場合がある。この場合に、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号と、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理を行うと、その復調処理により得られるデータが受信データとして適切でない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの差が大きくなった場合であっても、適切なデータを受信データとして取得することが可能な技術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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、通信相手装置に無線信号を送信し、通信相手装置から無線信号を受信する送受信用アンテナ群と、通信相手装置から無線信号を受信する受信用アンテナ群と、前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する第１振幅制御部と、前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する第２振幅制御部と、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出するウェイト算出部と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する復調部と、前記第１データにエラーがあるかないかを判定する判定部と、前記送信用ウェイトに基づいて、前記送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する送信部とを備え、前記復調部は、前記判定部が、前記第１データにエラーがないと判定した場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記判定部が、前記第１データにエラーがあると判定した場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する。
【００１０】
本発明に係る通信方法は、（ａ）送受信用アンテナ群および受信用アンテナ群において、通信相手装置から無線信号を受信する工程と、（ｂ）前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する工程と、（ｃ）前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する工程と、（ｄ）前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出する工程と、（ｅ）前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する工程と、（ｆ）前記第１データにエラーがあるかないかを判定する工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがないと判定された場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがあると判定された場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する工程と、（ｈ）前記送信用ウェイトに基づいて、送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号と、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第２受信信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得される第１データにエラーがないと判定された場合には、第１データが通信相手装置からの受信データとして採用される。これにより、通信相手装置からの無線信号を受信するのに用いられるアンテナの数が、複数の送受信用アンテナの数よりも増えるため、複数の送受信用アンテナのみを用いたときの受信エリアよりも、受信エリアを拡大することができる。
【００１２】
また、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号のみを合成して得られた第２合成信号に対して復調処理が行われることにより、第２データが取得される。そして、第１データにエラーがあると判定された場合には、第２データが通信相手装置からの受信データとして採用される。ここで、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの間に大きな差がある場合には、第１データにエラーがあると判定される場合がある。第２合成信号の元となる複数の信号は、送受信アンテナ群で受信された複数の第１受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、当該複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、適切なデータを受信データとして採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る基地局の動作を示す図である。
【図４】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局１と、複数の通信端末２とを備える。基地局１は、通信端末２と無線信号を送受信することにより、通信端末２と無線通信を行う。基地局１において、通信端末２からの信号に対して復調処理を行って取得されるデータのエラーを調べるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が行われるようにするため、通信端末２は、基地局１に送信するデータのデータ列に対して、所定の多項式で割った余り（ＢＣＣ：Block Check Code）を算出する。そして、通信端末２は、データと、そのデータのエラーチェックコードであるＢＣＣとが重畳された無線信号を基地局１に送信する。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係る基地局１の構成を示す図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る基地局１は、送受信用アンテナ群１１と、受信用アンテナ群１２と、受信部１３，１４と、送信部１５と、第１ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理部１６と、第２ＡＧＣ処理部１７と、受信データ処理部２１と、ウェイト算出部２２と、判定部２３と、送信データ生成部２４とを備える。送受信用アンテナ群１１は、複数の送受信用アンテナ１８から構成され、受信用アンテナ群１２は、複数の受信用アンテナ１９から構成される。
【００１６】
受信部１３および送信部１５は、複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれに対して設けられている。複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれは、通信端末２に無線信号を送信し、通信端末２からデータおよびＢＣＣが重畳された無線信号を受信する。複数の受信部１３は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された信号に対してそれぞれダウンコンバートを行う。
【００１７】
受信部１４は、複数の受信用アンテナ１９のそれぞれに対して設けられている。複数の受信用アンテナ１９のそれぞれは、通信端末２からデータおよびＢＣＣが重畳された無線信号を受信する。複数の受信部１４は、複数の受信用アンテナ１９で受信された信号に対してそれぞれダウンコンバートを行う。
【００１８】
図３は、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７の動作を示す図である。図３では、送受信用アンテナ群１１が、４つの送受信用アンテナ１８ａ〜１８ｄで構成され、受信用アンテナ群１２が、４つの受信用アンテナ１９ａ〜１９ｄで構成されている場合が示されている。図３の縦方向は、受信信号の振幅の大きさを示す。図３（ａ）には、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号の振幅の大きさが、アンテナごとに示されている。本実施の形態では、第１ＡＧＣ処理部１６がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号は、複数の受信部１３でダウンコンバートが行われた複数の信号にそれぞれ相当し、第２ＡＧＣ処理部１７がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号は、複数の受信部１４でダウンコンバートが行われた複数の信号にそれぞれ相当する。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、各アンテナで受信される信号の振幅の大きさは、アンテナごとに異なる。このように、受信信号の振幅の大きさがアンテナごとに異なるのは、各アンテナと通信端末２との間の距離や、各アンテナの性能などに起因する。図３（ａ）に示す例では、４つの送受信用アンテナ１８ａ〜１８ｄのそれぞれで受信された第１受信信号の振幅のうち、最大振幅を有する信号は、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号である。
【００２０】
第１ＡＧＣ処理部１６は、図３（ｂ）に示すように、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号の振幅が最適値となるように、当該第１受信信号の振幅を増幅する。また、第１ＡＧＣ処理部１６は、図３（ｂ）に示すように、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号を最適値となるように増幅したときの増幅率で、３つの送受信用アンテナ１８ａ，１８ｃ，１８ｄのそれぞれで受信された第１受信信号の振幅も一律に増幅する。これにより、各送受信用アンテナ１８のノイズレベルが等しくなる。
【００２１】
以上のように、第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。なお、図示しないが、複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値よりも大きい場合であっても、第１ＡＧＣ処理部１６は、その振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。
【００２２】
第２ＡＧＣ処理部１７は、第１ＡＧＣ処理部１６と同様に、図３（ｃ）に示すように、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する。なお、以下の説明において、第１ＡＧＣ処理部１６でＡＧＣ処理された複数の第１受信信号のそれぞれを「第１ベースバンド信号」と記し、第２ＡＧＣ処理部１７でＡＧＣ処理された複数の第２受信信号のそれぞれを「第２ベースバンド信号」と記すこともある。以上により、第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の第１受信信号に対してＡＧＣ処理を行うことにより、複数の第１ベースバンド信号をそれぞれ生成し、第２ＡＧＣ処理部１７は、複数の第２受信信号に対してＡＧＣ処理を行うことにより、複数の第２ベースバンド信号をそれぞれ生成する。
【００２３】
図２に示される受信データ処理部２１は、複数の第１ベースバンド信号および複数の第２ベースバンド信号のそれぞれに対して、後述するウェイト算出部２２で算出される第１受信用ウェイトを設定して（重み付けを行って）、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。そして、受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号、および、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号をまとめて合成し、当該合成により第１合成信号を取得する。これにより、送受信用アンテナ群１１および受信用アンテナ群１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。そして、受信データ処理部２１は、第１合成信号に対して復調処理を行って、既知信号等の第１復調データおよび上述のＢＣＣを取得する。ここで、第１復調データは、第１合成信号に含まれるデータである。
【００２４】
また、受信データ処理部２１は、複数の第１ベースバンド信号のそれぞれに対して、後述するウェイト算出部２２で算出される第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。そして、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成し、当該合成により第２合成信号を取得する。そして、受信データ処理部２１は、第２合成信号に対して復調処理を行って、既知信号等の第２復調データおよびＢＣＣを取得する。ここで、第２復調データは、第２合成信号に含まれるデータである。
【００２５】
ウェイト算出部２２は、受信データ処理部２１において、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得された既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出する。また、ウェイト算出部２２は、受信データ処理部２１において、第２合成信号に対して復調処理を行うことにより取得された既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、ウェイト算出部２２は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００２６】
判定部２３は、受信データ処理部２１で取得された第１復調データのデータ列に対して、上述の所定の多項式と同じ多項式で割った余り、つまり、ＢＣＣを算出する。そして、判定部２３は、受信データ処理部２１で取得されたＢＣＣと、自己が算出したＢＣＣとを比較して両者が一致するか否かを調べる。判定部２３は、両者が一致する場合には、第１復調データにエラーがないと判定し、両者が一致しない場合には、第１復調データにエラーがあると判定する。こうして、判定部２３は、受信データ処理部２１で取得されたＢＣＣに基づいてＣＲＣを行い、第１復調データにエラーがあるかないかを調べる。
【００２７】
判定部２３が、第１復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第１復調データを、通信端末２からの受信データとして採用し、第１復調データを送信データ生成部２４に送信する。判定部２３が、第１復調データにエラーがあると判定した場合、判定部２３は、第１復調データのエラー判定と同様にして、第２復調データにエラーがないかを調べる。判定部２３が、第２復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第２復調データを、通信端末２からの受信データとして採用し、第２復調データを送信データ生成部２４に送信する。
【００２８】
送信データ生成部２４は、受信データ処理部２１からの第１，第２復調データ等に基づいて、通信端末２に送信すべき送信データを生成する。そして、送信データ生成部２４は、生成した送信データに基づいて、搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、送受信用アンテナ１８の数だけ準備される。そして、送信データ生成部２４は、ウェイト算出部２２で算出された送信用ウェイトを、自己が生成した複数のベースバンド信号に設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の送信部１５にそれぞれ出力する。
【００２９】
複数の送信部１５は、入力された複数のベースバンド信号を、それぞれアップコンバートおよび増幅処理を行った後、複数の送受信用アンテナ１８にそれぞれ出力する。これにより、送受信用アンテナ群１１からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００３０】
以上のような基地局１によれば、送受信用アンテナ群１１で受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅が制御される。したがって、複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が、最適値よりも小さい場合には、当該最大振幅が、最適値となるように、複数の第１受信信号の振幅が一律に増幅される。これにより、十分な値に増幅された振幅を有する複数の第１ベースバンド信号が生成され、当該複数の第１ベースバンド信号からなる第１合成信号に含まれる既知信号に基づいて、送信用ウェイトが算出される。その結果、送信用ウェイトの精度を良くすることができる。
【００３１】
図４は、基地局１の主要な動作を示すフローチャートである。以下、基地局１の主要な動作について、図４を用いて説明する。まず、送受信用アンテナ群１１および受信用アンテナ群１２において、通信端末２からの信号を受信する（ステップＳ１）。ステップＳ１の後、第１ＡＧＣ処理部１６は、送受信用アンテナ群１１を構成する複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれで受信された複数の第１受信信号の振幅を制御することにより、複数の第１ベースバンド信号を生成する。それと並行して、第２ＡＧＣ処理部１７は、受信用アンテナ群１２を構成する複数の受信用アンテナ１９のそれぞれで受信された複数の第２受信信号の振幅を制御することにより、複数の第２ベースバンド信号を生成する（ステップＳ２）。
【００３２】
このステップＳ２により、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅が十分に大きく、その一方で、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅が小さい場合には、複数の第１受信信号に対する増幅率よりも、複数の第２受信信号に対する増幅率が大きくなる。その結果、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズに対して、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。つまり、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じる場合がある。
【００３３】
ステップＳ２の後、受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号等に対する復調処理、および、第１，第２受信用ウェイトの算出、送信用ウェイトの算出が行われる（ステップＳ３）。以下、ステップＳ３について、詳細に説明する。
【００３４】
受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号と、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行う。この復調処理により、受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイトを算出するのに用いられる既知信号等を含む第１復調データと、第１復調データのエラーをＣＲＣにより調べるためのＢＣＣとを取得する。
【００３５】
また、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行う。この復調処理により、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイトを算出するのに用いられる既知信号等を含む第２復調データと、第２復調データのエラーをＣＲＣにより調べるためのＢＣＣとを取得する。
【００３６】
以上の受信データ処理部２１の処理と並行して、ウェイト算出部２２は、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。また、ウェイト算出部２２は、算出した第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００３７】
ステップＳ３の後、判定部２３は、第１復調データにエラーがあるかないかを、ＣＲＣにより判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、判定部２３が、第１復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第１復調データを通信端末２からの受信データとして採用し、第１復調データを送信データ生成部２４に出力する。
【００３８】
送信データ生成部２４は、受信データ処理部２１からの第１復調データ等に基づいて、通信端末２に送信すべき送信データを生成し、当該送信データを含むベースバンド信号を複数生成する。そして、送信データ生成部２４は、ウェイト算出部２２で算出された送信用ウェイトを、生成した各ベースバンド信号に設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の送信部１５にそれぞれ出力する。そして、送信データが重畳された無線信号が、複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれから通信端末２に向かって送信される（ステップＳ５）。ステップＳ６の後、送受信処理が終了される。
【００３９】
一方、ステップＳ２を行うことにより、複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの差が大きくなった場合には、ステップＳ４において、第１復調データにエラーがあると判定される。ステップＳ４において、判定部２３が、第１復調データにエラーがあると判定した場合、受信データ処理部２１は、第２復調データを通信端末２からの受信データとして採用し、判定部２３は、受信データにエラーがあるかないかを判定する（ステップＳ６）。
【００４０】
ステップＳ６において、判定部２３が、受信データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、当該受信データ、つまり、第２復調データを送信データ生成部２４に出力する。その後、ステップＳ５と同様の送信処理が行われることにより、送信データが通信端末２に送信される（ステップＳ７）。ステップＳ７の後、送受信処理が終了する。一方、ステップＳ６において、判定部２３が、復調データにエラーがあると判定した場合、基地局１は、通信端末２に再送要求をおこなう（ステップＳ８）。
【００４１】
以上のような本実施の形態に係る基地局１によれば、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号と、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得される第１復調データにエラーがないと判定された場合には、第１復調データが通信端末２からの受信データとして採用される。これにより、通信端末２からの無線信号を受信するのに用いられるアンテナの数が、複数の送受信用アンテナ１８の数よりも増えるため、複数の送受信用アンテナ１８のみを用いたときの受信エリアよりも、受信エリアを拡大することができる。
【００４２】
また、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成して得られた第２合成信号に対して復調処理が行われることにより、第２復調データが取得される。そして、第１復調データにエラーがある場合には、第２復調データが通信端末２からの受信データとして採用される。ここで、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差がある場合には、第１復調データにエラーがあると判定される場合がある。第２合成信号の元となる複数の第１ベースバンド信号は、複数の第１受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、復調処理が行われた合成信号の元となる複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第２合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた第２復調データを受信データとして採用することができることによって、エラーのない適切な受信データを取得することができる。
【００４３】
なお、第１復調データにエラーがあると判定された場合において、本実施の形態と異なり、ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号のみを合成して得られる第３合成信号に対して復調処理を行う場合であっても、本実施の形態と同様に、エラーのない適切な第３復調データを取得することができる場合がある。しかしながら、本実施の形態のように、第２ウェイト設定後の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行って第２復調データを取得する場合のほうが以下のような利点がある。
【００４４】
例えば、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪く、受信用アンテナ群１２と通信端末２との間の通信状態が良い場合には、複数の送受信用アンテナ１８では、振幅の小さい複数の第１受信信号が受信され、その一方で、複数の受信用アンテナ１９では、振幅の大きい複数の第１受信信号が受信される。そうすると、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７においては、複数の受信用アンテナ１９で受信される複数の第２受信信号に対する増幅率よりも、複数の送受信用アンテナ１８で受信される複数の第１受信信号に対する増幅率が大きくなる。その結果、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズに対して、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。これにより、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じ、その結果として第１復調データにエラーが生じる場合がある。
【００４５】
ここで、第３合成信号の元となる複数の第２ベースバンド信号は、複数の第２受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、復調処理が行われた合成信号の元となる複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第３合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた第３復調データを受信データとして採用することによって、エラーのない適切な受信データを取得することができる。
【００４６】
しかしながら、このような効果が得られるのは、上述のように、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪い場合である。この場合には、基地局１は、通信端末２からの無線信号を受信できるが、通信端末２に無線信号を送信できなくなるおそれがある。その結果、基地局１では、通信端末２からの信号は受信できても、通信端末２に信号を送信することができなくなることがある。このことは、双方向通信を行う基地局１と通信端末２との間では不都合である。例えば、２つの通信端末２が基地局１を介して音声情報をやり取りする場合、一方の通信端末２のユーザは、他方の通信端末２のユーザが発する音声を聴くことができるが、他方の通信端末２のユーザは、一方の通信端末２のユーザが発する音声を聴くことができないという不都合が生じる。
【００４７】
それに対して、本実施の形態では、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪い場合には、第１および第２復調データの両方にエラーが生じるため、基地局１は、通信端末２からの信号を受信することも、通信端末２に信号を送信することもできない。例えば、２つの通信端末２が基地局１を介して音声情報をやり取りする場合、一方の通信端末２のユーザと、他方の通信端末２のユーザは、両方とも相手の音声を聴くことができない。このことは、一方の通信端末２のユーザと他方の通信端末２のユーザのどちらか一方のみが相手の音声を聴くことができる場合よりも、無線通信システムとしては望ましい。したがって、本実施の形態のように、第２受信用ウェイト設定後の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行って第２復調データを取得するほうが望ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 基地局
２ 通信端末
１１ 送受信用アンテナ群
１２ 受信用アンテナ群
１６ 第１ＡＧＣ処理部
１７ 第２ＡＧＣ処理部
２１ 受信データ処理部
２２ ウェイト算出部
２３ 判定部
２４ 送信データ生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信相手装置と無線信号を送受信する送受信用アンテナ群と、通信相手装置からの無線信号を受信する受信用アンテナ群とを備える通信装置、および、通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。通信装置には、通信相手装置と無線通信を行う際に、アレイアンテナの指向性を制御するアダプティブアレイアンテナ方式を用いるものがある。特許文献１には、アレイアンテナの各アンテナにおいて無線信号を受信し、その無線信号に基づいてウェイトが生成される技術が開示されている。アダプティブアレイアンテナ方式を用いる通信装置は、受信用ウェイトが設定された複数の受信信号を合成して得られた信号に対して復調処理を行い、その一方で、送信用ウェイトに基づいて、送信信号を無線通信により通信相手装置に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、通信装置では、通信相手装置からの信号を受信できるエリアを拡大することが求められている。上述のようなアダプティブアレイアンテナ方式を用いた通信装置では、受信エリアの拡大を実現するため、通信相手装置に信号を送信する際には、送受信用アンテナ群を用いて信号を送信し、通信相手装置からの信号を受信する際には、その送受信用アンテナ群に、受信用アンテナ群を追加して信号を受信することが提案されている。
【０００５】
提案されている通信装置では、送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナのそれぞれで受信された、受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号と、受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナのそれぞれで受信された、受信用ウェイト設定後の複数の第２の受信信号とが合成され、当該合成により得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行って得られる既知信号に基づいて、受信用ウェイトが算出される。また、この通信装置では、受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号のみが合成され、当該合成により得られた第２合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第２合成信号に対して復調処理を行って得られる既知信号に基づいて、送信用ウェイトが算出される。
【０００６】
このような通信装置において、複数の第１受信信号の振幅、および、複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、各アンテナでの受信信号の振幅が、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理により制御されると、送受信用アンテナ群で受信された複数の第１受信信号の振幅が十分な値とならない場合がある。その結果、送信用ウェイトは不十分な振幅の複数の第１受信信号からなる第１合成信号に含まれる既知信号に基づいて算出されることになり、送信用ウェイトの精度が良くない場合がある。そこで、送信用ウェイトの算出に使用される複数の第１受信信号の振幅が大きくなるようにするため、複数の第１受信信号の最大振幅、および、複数の第２受信信号の最大振幅が、それぞれ最適値となるように、複数の第１受信信号の振幅と、複数の第２受信信号の振幅が別々に制御されることが提案されている。
【０００７】
しかしながら、このような制御を採用した場合において、送受信用アンテナ群の複数の第１受信信号の振幅が十分に大きく、その一方で、受信用アンテナ群の複数の第２受信信号の振幅が小さい場合には、複数の第１受信信号の増幅率よりも、複数の第２受信信号の増幅率が大きくなる。その結果、振幅増幅およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズに対して、振幅増幅およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。つまり、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じる場合がある。この場合に、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号と、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理を行うと、その復調処理により得られるデータが受信データとして適切でない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御およびウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの差が大きくなった場合であっても、適切なデータを受信データとして取得することが可能な技術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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、通信相手装置に無線信号を送信し、通信相手装置から無線信号を受信する送受信用アンテナ群と、通信相手装置から無線信号を受信する受信用アンテナ群と、前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する第１振幅制御部と、前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する第２振幅制御部と、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出するウェイト算出部と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する復調部と、前記第１データにエラーがあるかないかを判定する判定部と、前記送信用ウェイトに基づいて、前記送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する送信部とを備え、前記復調部は、前記判定部が、前記第１データにエラーがないと判定した場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記判定部が、前記第１データにエラーがあると判定した場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する。
【００１０】
本発明に係る通信方法は、（ａ）送受信用アンテナ群および受信用アンテナ群において、通信相手装置から無線信号を受信する工程と、（ｂ）前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する工程と、（ｃ）前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する工程と、（ｄ）前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出する工程と、（ｅ）前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する工程と、（ｆ）前記第１データにエラーがあるかないかを判定する工程と、（ｇ）前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがないと判定された場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがあると判定された場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する工程と、（ｈ）前記送信用ウェイトに基づいて、送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号と、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第２受信信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得される第１データにエラーがないと判定された場合には、第１データが通信相手装置からの受信データとして採用される。これにより、通信相手装置からの無線信号を受信するのに用いられるアンテナの数が、複数の送受信用アンテナの数よりも増えるため、複数の送受信用アンテナのみを用いたときの受信エリアよりも、受信エリアを拡大することができる。
【００１２】
また、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号のみを合成して得られた第２合成信号に対して復調処理が行われることにより、第２データが取得される。そして、第１データにエラーがあると判定された場合には、第２データが通信相手装置からの受信データとして採用される。ここで、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第１受信信号に含まれるノイズと、振幅制御および受信用ウェイト設定後の複数の第２受信信号に含まれるノイズとの間に大きな差がある場合には、第１データにエラーがあると判定される場合がある。第２合成信号の元となる複数の信号は、送受信アンテナ群で受信された複数の第１受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、当該複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、適切なデータを受信データとして採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る基地局の動作を示す図である。
【図４】実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局１と、複数の通信端末２とを備える。基地局１は、通信端末２と無線信号を送受信することにより、通信端末２と無線通信を行う。基地局１において、通信端末２からの信号に対して復調処理を行って取得されるデータのエラーを調べるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が行われるようにするため、通信端末２は、基地局１に送信するデータのデータ列に対して、所定の多項式で割った余り（ＢＣＣ：Block Check Code）を算出する。そして、通信端末２は、データと、そのデータのエラーチェックコードであるＢＣＣとが重畳された無線信号を基地局１に送信する。
【００１５】
図２は、本実施の形態に係る基地局１の構成を示す図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る基地局１は、送受信用アンテナ群１１と、受信用アンテナ群１２と、受信部１３，１４と、送信部１５と、第１ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理部１６と、第２ＡＧＣ処理部１７と、受信データ処理部２１と、ウェイト算出部２２と、判定部２３と、送信データ生成部２４とを備える。送受信用アンテナ群１１は、複数の送受信用アンテナ１８から構成され、受信用アンテナ群１２は、複数の受信用アンテナ１９から構成される。
【００１６】
受信部１３および送信部１５は、複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれに対して設けられている。複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれは、通信端末２に無線信号を送信し、通信端末２からデータおよびＢＣＣが重畳された無線信号を受信する。複数の受信部１３は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された信号に対してそれぞれダウンコンバートを行う。
【００１７】
受信部１４は、複数の受信用アンテナ１９のそれぞれに対して設けられている。複数の受信用アンテナ１９のそれぞれは、通信端末２からデータおよびＢＣＣが重畳された無線信号を受信する。複数の受信部１４は、複数の受信用アンテナ１９で受信された信号に対してそれぞれダウンコンバートを行う。
【００１８】
図３は、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７の動作を示す図である。図３では、送受信用アンテナ群１１が、４つの送受信用アンテナ１８ａ〜１８ｄで構成され、受信用アンテナ群１２が、４つの受信用アンテナ１９ａ〜１９ｄで構成されている場合が示されている。図３の縦方向は、受信信号の振幅の大きさを示す。図３（ａ）には、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号の振幅の大きさが、アンテナごとに示されている。本実施の形態では、第１ＡＧＣ処理部１６がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号は、複数の受信部１３でダウンコンバートが行われた複数の信号にそれぞれ相当し、第２ＡＧＣ処理部１７がＡＧＣ処理を行う前の複数の信号は、複数の受信部１４でダウンコンバートが行われた複数の信号にそれぞれ相当する。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、各アンテナで受信される信号の振幅の大きさは、アンテナごとに異なる。このように、受信信号の振幅の大きさがアンテナごとに異なるのは、各アンテナと通信端末２との間の距離や、各アンテナの性能などに起因する。図３（ａ）に示す例では、４つの送受信用アンテナ１８ａ〜１８ｄのそれぞれで受信された第１受信信号の振幅のうち、最大振幅を有する信号は、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号である。
【００２０】
第１ＡＧＣ処理部１６は、図３（ｂ）に示すように、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号の振幅が最適値となるように、当該第１受信信号の振幅を増幅する。また、第１ＡＧＣ処理部１６は、図３（ｂ）に示すように、送受信用アンテナ１８ｂで受信された第１受信信号を最適値となるように増幅したときの増幅率で、３つの送受信用アンテナ１８ａ，１８ｃ，１８ｄのそれぞれで受信された第１受信信号の振幅も一律に増幅する。これにより、各送受信用アンテナ１８のノイズレベルが等しくなる。
【００２１】
以上のように、第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。なお、図示しないが、複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値よりも大きい場合であっても、第１ＡＧＣ処理部１６は、その振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する。
【００２２】
第２ＡＧＣ処理部１７は、第１ＡＧＣ処理部１６と同様に、図３（ｃ）に示すように、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する。なお、以下の説明において、第１ＡＧＣ処理部１６でＡＧＣ処理された複数の第１受信信号のそれぞれを「第１ベースバンド信号」と記し、第２ＡＧＣ処理部１７でＡＧＣ処理された複数の第２受信信号のそれぞれを「第２ベースバンド信号」と記すこともある。以上により、第１ＡＧＣ処理部１６は、複数の第１受信信号に対してＡＧＣ処理を行うことにより、複数の第１ベースバンド信号をそれぞれ生成し、第２ＡＧＣ処理部１７は、複数の第２受信信号に対してＡＧＣ処理を行うことにより、複数の第２ベースバンド信号をそれぞれ生成する。
【００２３】
図２に示される受信データ処理部２１は、複数の第１ベースバンド信号および複数の第２ベースバンド信号のそれぞれに対して、後述するウェイト算出部２２で算出される第１受信用ウェイトを設定して（重み付けを行って）、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。そして、受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号、および、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号をまとめて合成し、当該合成により第１合成信号を取得する。これにより、送受信用アンテナ群１１および受信用アンテナ群１２からなるアレイアンテナのビームを希望波に向けることができる。そして、受信データ処理部２１は、第１合成信号に対して復調処理を行って、既知信号等の第１復調データおよび上述のＢＣＣを取得する。ここで、第１復調データは、第１合成信号に含まれるデータである。
【００２４】
また、受信データ処理部２１は、複数の第１ベースバンド信号のそれぞれに対して、後述するウェイト算出部２２で算出される第２受信用ウェイトを設定して、各ベースバンド信号の位相および振幅を制御する。そして、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成し、当該合成により第２合成信号を取得する。そして、受信データ処理部２１は、第２合成信号に対して復調処理を行って、既知信号等の第２復調データおよびＢＣＣを取得する。ここで、第２復調データは、第２合成信号に含まれるデータである。
【００２５】
ウェイト算出部２２は、受信データ処理部２１において、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得された既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出する。また、ウェイト算出部２２は、受信データ処理部２１において、第２合成信号に対して復調処理を行うことにより取得された既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。そして、ウェイト算出部２２は、第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００２６】
判定部２３は、受信データ処理部２１で取得された第１復調データのデータ列に対して、上述の所定の多項式と同じ多項式で割った余り、つまり、ＢＣＣを算出する。そして、判定部２３は、受信データ処理部２１で取得されたＢＣＣと、自己が算出したＢＣＣとを比較して両者が一致するか否かを調べる。判定部２３は、両者が一致する場合には、第１復調データにエラーがないと判定し、両者が一致しない場合には、第１復調データにエラーがあると判定する。こうして、判定部２３は、受信データ処理部２１で取得されたＢＣＣに基づいてＣＲＣを行い、第１復調データにエラーがあるかないかを調べる。
【００２７】
判定部２３が、第１復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第１復調データを、通信端末２からの受信データとして採用し、第１復調データを送信データ生成部２４に送信する。判定部２３が、第１復調データにエラーがあると判定した場合、判定部２３は、第１復調データのエラー判定と同様にして、第２復調データにエラーがないかを調べる。判定部２３が、第２復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第２復調データを、通信端末２からの受信データとして採用し、第２復調データを送信データ生成部２４に送信する。
【００２８】
送信データ生成部２４は、受信データ処理部２１からの第１，第２復調データ等に基づいて、通信端末２に送信すべき送信データを生成する。そして、送信データ生成部２４は、生成した送信データに基づいて、搬送波を変調し、当該搬送波からなるベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、送受信用アンテナ１８の数だけ準備される。そして、送信データ生成部２４は、ウェイト算出部２２で算出された送信用ウェイトを、自己が生成した複数のベースバンド信号に設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の送信部１５にそれぞれ出力する。
【００２９】
複数の送信部１５は、入力された複数のベースバンド信号を、それぞれアップコンバートおよび増幅処理を行った後、複数の送受信用アンテナ１８にそれぞれ出力する。これにより、送受信用アンテナ群１１からは、通信端末２に向かって無線信号が送信される。
【００３０】
以上のような基地局１によれば、送受信用アンテナ群１１で受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が最適値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅が制御される。したがって、複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が、最適値よりも小さい場合には、当該最大振幅が、最適値となるように、複数の第１受信信号の振幅が一律に増幅される。これにより、十分な値に増幅された振幅を有する複数の第１ベースバンド信号が生成され、当該複数の第１ベースバンド信号からなる第１合成信号に含まれる既知信号に基づいて、送信用ウェイトが算出される。その結果、送信用ウェイトの精度を良くすることができる。
【００３１】
図４は、基地局１の主要な動作を示すフローチャートである。以下、基地局１の主要な動作について、図４を用いて説明する。まず、送受信用アンテナ群１１および受信用アンテナ群１２において、通信端末２からの信号を受信する（ステップＳ１）。ステップＳ１の後、第１ＡＧＣ処理部１６は、送受信用アンテナ群１１を構成する複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれで受信された複数の第１受信信号の振幅を制御することにより、複数の第１ベースバンド信号を生成する。それと並行して、第２ＡＧＣ処理部１７は、受信用アンテナ群１２を構成する複数の受信用アンテナ１９のそれぞれで受信された複数の第２受信信号の振幅を制御することにより、複数の第２ベースバンド信号を生成する（ステップＳ２）。
【００３２】
このステップＳ２により、複数の送受信用アンテナ１８で受信された複数の第１受信信号の振幅が十分に大きく、その一方で、複数の受信用アンテナ１９で受信された複数の第２受信信号の振幅が小さい場合には、複数の第１受信信号に対する増幅率よりも、複数の第２受信信号に対する増幅率が大きくなる。その結果、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズに対して、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。つまり、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じる場合がある。
【００３３】
ステップＳ２の後、受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号等に対する復調処理、および、第１，第２受信用ウェイトの算出、送信用ウェイトの算出が行われる（ステップＳ３）。以下、ステップＳ３について、詳細に説明する。
【００３４】
受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号と、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行う。この復調処理により、受信データ処理部２１は、第１受信用ウェイトを算出するのに用いられる既知信号等を含む第１復調データと、第１復調データのエラーをＣＲＣにより調べるためのＢＣＣとを取得する。
【００３５】
また、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行う。この復調処理により、受信データ処理部２１は、第２受信用ウェイトを算出するのに用いられる既知信号等を含む第２復調データと、第２復調データのエラーをＣＲＣにより調べるためのＢＣＣとを取得する。
【００３６】
以上の受信データ処理部２１の処理と並行して、ウェイト算出部２２は、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた既知信号に基づいて、第１受信用ウェイトを算出し、第２合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた既知信号に基づいて、第２受信用ウェイトを算出する。また、ウェイト算出部２２は、算出した第２受信用ウェイトに基づいて、送信用ウェイトを算出する。
【００３７】
ステップＳ３の後、判定部２３は、第１復調データにエラーがあるかないかを、ＣＲＣにより判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、判定部２３が、第１復調データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、第１復調データを通信端末２からの受信データとして採用し、第１復調データを送信データ生成部２４に出力する。
【００３８】
送信データ生成部２４は、受信データ処理部２１からの第１復調データ等に基づいて、通信端末２に送信すべき送信データを生成し、当該送信データを含むベースバンド信号を複数生成する。そして、送信データ生成部２４は、ウェイト算出部２２で算出された送信用ウェイトを、生成した各ベースバンド信号に設定し、送信用ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を複数の送信部１５にそれぞれ出力する。そして、送信データが重畳された無線信号が、複数の送受信用アンテナ１８のそれぞれから通信端末２に向かって送信される（ステップＳ５）。ステップＳ６の後、送受信処理が終了される。
【００３９】
一方、ステップＳ２を行うことにより、複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの差が大きくなった場合には、ステップＳ４において、第１復調データにエラーがあると判定される。ステップＳ４において、判定部２３が、第１復調データにエラーがあると判定した場合、受信データ処理部２１は、第２復調データを通信端末２からの受信データとして採用し、判定部２３は、受信データにエラーがあるかないかを判定する（ステップＳ６）。
【００４０】
ステップＳ６において、判定部２３が、受信データにエラーがないと判定した場合、受信データ処理部２１は、当該受信データ、つまり、第２復調データを送信データ生成部２４に出力する。その後、ステップＳ５と同様の送信処理が行われることにより、送信データが通信端末２に送信される（ステップＳ７）。ステップＳ７の後、送受信処理が終了する。一方、ステップＳ６において、判定部２３が、復調データにエラーがあると判定した場合、基地局１は、通信端末２に再送要求をおこなう（ステップＳ８）。
【００４１】
以上のような本実施の形態に係る基地局１によれば、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号と、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号とを合成して得られた第１合成信号に対して復調処理が行われる。そして、第１合成信号に対して復調処理を行うことにより取得される第１復調データにエラーがないと判定された場合には、第１復調データが通信端末２からの受信データとして採用される。これにより、通信端末２からの無線信号を受信するのに用いられるアンテナの数が、複数の送受信用アンテナ１８の数よりも増えるため、複数の送受信用アンテナ１８のみを用いたときの受信エリアよりも、受信エリアを拡大することができる。
【００４２】
また、第２受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号のみを合成して得られた第２合成信号に対して復調処理が行われることにより、第２復調データが取得される。そして、第１復調データにエラーがある場合には、第２復調データが通信端末２からの受信データとして採用される。ここで、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差がある場合には、第１復調データにエラーがあると判定される場合がある。第２合成信号の元となる複数の第１ベースバンド信号は、複数の第１受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、復調処理が行われた合成信号の元となる複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第２合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた第２復調データを受信データとして採用することができることによって、エラーのない適切な受信データを取得することができる。
【００４３】
なお、第１復調データにエラーがあると判定された場合において、本実施の形態と異なり、ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号のみを合成して得られる第３合成信号に対して復調処理を行う場合であっても、本実施の形態と同様に、エラーのない適切な第３復調データを取得することができる場合がある。しかしながら、本実施の形態のように、第２ウェイト設定後の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行って第２復調データを取得する場合のほうが以下のような利点がある。
【００４４】
例えば、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪く、受信用アンテナ群１２と通信端末２との間の通信状態が良い場合には、複数の送受信用アンテナ１８では、振幅の小さい複数の第１受信信号が受信され、その一方で、複数の受信用アンテナ１９では、振幅の大きい複数の第１受信信号が受信される。そうすると、第１ＡＧＣ処理部１６および第２ＡＧＣ処理部１７においては、複数の受信用アンテナ１９で受信される複数の第２受信信号に対する増幅率よりも、複数の送受信用アンテナ１８で受信される複数の第１受信信号に対する増幅率が大きくなる。その結果、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズに対して、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズが大きくなる場合がある。これにより、第１受信用ウェイト設定後の複数の第１ベースバンド信号に含まれるノイズと、第１受信用ウェイト設定後の複数の第２ベースバンド信号に含まれるノイズとの間に大きな差が生じ、その結果として第１復調データにエラーが生じる場合がある。
【００４５】
ここで、第３合成信号の元となる複数の第２ベースバンド信号は、複数の第２受信信号が一律に振幅制御して得られた信号であるため、復調処理が行われた合成信号の元となる複数の信号に含まれるノイズ同士の差を小さくすることができる。したがって、ノイズ差の小さい複数の信号を合成して得られた第３合成信号に対して復調処理を行うことにより得られた第３復調データを受信データとして採用することによって、エラーのない適切な受信データを取得することができる。
【００４６】
しかしながら、このような効果が得られるのは、上述のように、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪い場合である。この場合には、基地局１は、通信端末２からの無線信号を受信できるが、通信端末２に無線信号を送信できなくなるおそれがある。その結果、基地局１では、通信端末２からの信号は受信できても、通信端末２に信号を送信することができなくなることがある。このことは、双方向通信を行う基地局１と通信端末２との間では不都合である。例えば、２つの通信端末２が基地局１を介して音声情報をやり取りする場合、一方の通信端末２のユーザは、他方の通信端末２のユーザが発する音声を聴くことができるが、他方の通信端末２のユーザは、一方の通信端末２のユーザが発する音声を聴くことができないという不都合が生じる。
【００４７】
それに対して、本実施の形態では、送受信用アンテナ群１１と通信端末２との間の通信状態が悪い場合には、第１および第２復調データの両方にエラーが生じるため、基地局１は、通信端末２からの信号を受信することも、通信端末２に信号を送信することもできない。例えば、２つの通信端末２が基地局１を介して音声情報をやり取りする場合、一方の通信端末２のユーザと、他方の通信端末２のユーザは、両方とも相手の音声を聴くことができない。このことは、一方の通信端末２のユーザと他方の通信端末２のユーザのどちらか一方のみが相手の音声を聴くことができる場合よりも、無線通信システムとしては望ましい。したがって、本実施の形態のように、第２受信用ウェイト設定後の第１ベースバンド信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行って第２復調データを取得するほうが望ましい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 基地局
２ 通信端末
１１ 送受信用アンテナ群
１２ 受信用アンテナ群
１６ 第１ＡＧＣ処理部
１７ 第２ＡＧＣ処理部
２１ 受信データ処理部
２２ ウェイト算出部
２３ 判定部
２４ 送信データ生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手装置に無線信号を送信し、通信相手装置から無線信号を受信する送受信用アンテナ群と、
通信相手装置から無線信号を受信する受信用アンテナ群と、
前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する第１振幅制御部と、
前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する第２振幅制御部と、
前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出するウェイト算出部と、
前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する復調部と、
前記第１データにエラーがあるかないかを判定する判定部と、
前記送信用ウェイトに基づいて、前記送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する送信部と
を備え、
前記復調部は、
前記判定部が、前記第１データにエラーがないと判定した場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、
前記判定部が、前記第１データにエラーがあると判定した場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する、通信装置。
【請求項２】
（ａ）送受信用アンテナ群および受信用アンテナ群において、通信相手装置から無線信号を受信する工程と、
（ｂ）前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する工程と、
（ｃ）前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する工程と、
（ｄ）前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出する工程と、
（ｅ）前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する工程と、
（ｆ）前記第１データにエラーがあるかないかを判定する工程と、
（ｇ）前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがないと判定された場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがあると判定された場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する工程と、
（ｈ）前記送信用ウェイトに基づいて、送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する工程と
を備える、通信方法。
【請求項１】
通信相手装置に無線信号を送信し、通信相手装置から無線信号を受信する送受信用アンテナ群と、
通信相手装置から無線信号を受信する受信用アンテナ群と、
前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する第１振幅制御部と、
前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する第２振幅制御部と、
前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出するウェイト算出部と、
前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記第２振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記第１振幅制御部により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する復調部と、
前記第１データにエラーがあるかないかを判定する判定部と、
前記送信用ウェイトに基づいて、前記送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する送信部と
を備え、
前記復調部は、
前記判定部が、前記第１データにエラーがないと判定した場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、
前記判定部が、前記第１データにエラーがあると判定した場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する、通信装置。
【請求項２】
（ａ）送受信用アンテナ群および受信用アンテナ群において、通信相手装置から無線信号を受信する工程と、
（ｂ）前記送受信用アンテナ群を構成する複数の送受信用アンテナで受信された複数の第１受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第１受信信号の振幅を一律に制御する工程と、
（ｃ）前記受信用アンテナ群を構成する複数の受信用アンテナで受信された複数の第２受信信号の振幅のうち、最大振幅が所定値となるように、当該複数の第２受信信号の振幅を一律に制御する工程と、
（ｄ）前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とに基づいて、受信用ウェイトを算出するとともに、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみに基づいて、送信用ウェイトを算出する工程と、
（ｅ）前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号と、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｃ）により振幅が制御された前記複数の第２受信信号とを合成して得られる第１合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第１合成信号に含まれる第１データを取得するとともに、前記受信用ウェイトが設定された、前記工程（ｂ）により振幅が制御された前記複数の第１受信信号のみを合成して得られる第２合成信号に対して復調処理を行うことにより、当該第２合成信号に含まれる第２データを取得する工程と、
（ｆ）前記第１データにエラーがあるかないかを判定する工程と、
（ｇ）前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがないと判定された場合には、前記第１データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用し、前記工程（ｆ）において、前記第１データにエラーがあると判定された場合には、前記第２データを、前記通信相手装置からの受信データとして採用する工程と、
（ｈ）前記送信用ウェイトに基づいて、送受信用アンテナ群から前記通信相手装置に無線信号を送信する工程と
を備える、通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１７７８６４（Ｐ２０１０−１７７８６４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５０９（Ｐ２００９−１６５０９）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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