(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、
前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備え、
前記送信装置は、
信号を送信する信号送信部と、
前記受信結果送信部から送信された結果に基づき前記信号送信部にて送信された信号を再送する信号再送部とを備え、
前記アンテナ装置は、
信号の送受信を行うアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を回転する回転部と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信信号に誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部にて符号化された前記送信信号の送信ビット列の順番をランダム化するインタリーブ部とを備え、
前記受信装置は、
前記インタリーブ部にてランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、
前記誤り訂正符号化部にて符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備え、
前記アンテナ装置は、
信号の送受信を行うアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を回転する回転部と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
前記回転量制御部は、送信信号のフレーム長に基づいて前記回転量を決定することを特徴とする請求項１また２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記回転量制御部は、前記誤り検出部にて誤りが検出された場合のみ前記回転部を回転させて前記アンテナ素子を回転することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、
前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備え、
前記送信装置は、
信号を送信する信号送信部と、
前記受信結果送信部から送信された結果に基づき前記信号送信部にて送信された信号を再送する信号再送部とを備え、
前記アンテナ装置は、
垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、
水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、
前記移相器もしくは振幅制御部にて振幅変化もしくは位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅成分と前記可変位相器の位相量を制御する振幅位相量制御部とを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信信号に誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号化部にて符号化された前記送信信号の送信ビット列の順番をランダム化するインタリーブ部とを備え、
前記受信装置は、
前記インタリーブ部にてランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、
前記誤り訂正符号化部にて符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備え、
前記アンテナ装置は、
垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、
水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、
前記移相器もしくは振幅制御部にて振幅変化もしくは位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータのいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅成分と前記可変位相器の位相量を制御する振幅位相量制御部とを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
前記振幅位相量制御部は、送信信号のフレーム長に基づいて前記振幅量もしくは前記位相量を決定することを特徴とする請求項５または６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記振幅位相量制御部は、前記誤り検出部にて誤りが検出された場合のみ前記振幅量もしくは前記位相量の制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項９】
送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、
信号の送受信を行うアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を回転する回転部と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
送信装置によってランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記前記送信装置によって符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、
信号の送受信を行うアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を回転する回転部と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、
垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、
水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、
前記移相器もしくは振幅制御部にて振幅変化もしくは位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅成分と前記可変位相器の位相量を制御する振幅位相量制御部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
送信装置よってランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記送信装置によって符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、
垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、
水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、
前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、
前記移相器もしくは振幅制御部にて振幅変化もしくは位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、
予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータのいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅成分と前記可変位相器の位相量を制御する振幅位相量制御部と
を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、多重波伝搬により受信レベルが変動するフェージングが発生し、受信レベルの落ち込みにより伝送品質が大きく劣化する。受信レベルの落ち込みによる伝送品質の劣化を軽減するための技術として、受信レベル変動の相関が低い２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術が知られている。ダイバーシチの構成法の一つとして、直交する偏波を利用した偏波ダイバーシチがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図５は非特許文献１に示される偏波ダイバーシチの装置構成を示すブロック図である。送信装置４に備えられるアンテナ４１から送信された信号は互いに直交するアンテナ素子５１とアンテナ素子５２によって受信され、受信装置５においてそれぞれの受信信号を選択、または合成することでダイバーシチ利得を得る。一般的に送信アンテナと受信アンテナが見通し外となる環境下では、無線信号の電波伝搬中に生じる反射・回折により偏波交換が生じ、送信時の偏波面と異なる偏波面にも信号成分が生じる。よって、受信時に、例えばアンテナ素子５１とアンテナ素子５２で受信した信号の受信電力やＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）を算出し、受信電力の高いアンテナ素子やＳＮＲの高いアンテナ素子で受信した信号を用いて復調処理を行う、またはそれぞれのアンテナ素子で受信した信号を最大比合成し復調処理を行うことでダイバーシチ利得を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“アンテナ・無線ハンドブック”，後藤尚久・中川正雄・伊藤精彦，オーム社，平成１８年１０月２５日発行
【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、従来技術では直交する２つのアンテナ素子で受信した信号分を選択、または合成するものであったため、２つのアンテナ素子の両方ともフェージングにより受信電力が落ち込んだ場合は十分なダイバーシチ効果を得ることができない。また、センサやアクチュエーターに取り付けられる無線通信端末の様に、設置時から場所移動がほとんどない無線通信端末は設置時に電波調査を実施し、通信するのに十分な信号電力が得られる場所（受信エリア圏内）に設置するのが一般的であるが、周囲にある家具や什器の移動等により伝搬環境が変動し受信電力が落ち込み接続が切断されてしまう可能性がある。携帯電話等の移動端末であれば周囲の環境変化により一旦接続が切断されたとしても移動端末が移動することで再度伝搬環境が変化し、再接続可能となるが、固定端末は再度周囲の環境が変わらない限り伝搬環境が変わらず切断されたままになってしまうという問題がある。また、固定端末は移動端末と異なり通信中に伝搬変動を生じないことによりインタリーブ／デインタリーブ処理と誤り訂正符号による時間ダイバーシチ効果を得ることができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、周囲の伝搬環境が変化して接続が切断された場合でも、再接続の確率を高めることができる無線通信システム及びアンテナ装置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】
【０００７】
本発明は、送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備え、前記送信装置は、信号を送信する信号送信部と、前記受信結果送信部から送信された結果に基づき前記信号送信部にて送信された信号を再送する信号再送部とを備え、前記アンテナ装置は、信号の送受信を行うアンテナ素子と、前記アンテナ素子を回転する回転部と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、前記送信装置は、送信信号に誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部にて符号化された前記送信信号の送信ビット列の順番をランダム化するインタリーブ部とを備え、前記受信装置は、前記インタリーブ部にてランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記誤り訂正符号化部にて符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備え、前記アンテナ装置は、信号の送受信を行うアンテナ素子と、前記アンテナ素子を回転する回転部と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明は、前記回転量制御部は、送信信号のフレーム長に基づいて前記回転量を決定することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記回転量制御部は、前記誤り検出部にて誤りが検出された場合のみ前記回転部を回転させて前記アンテナ素子を回転することを特徴とする。
【００１１】
本発明は、送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、前記受信装置は、前記送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備え、前記送信装置は、信号を送信する信号送信部と、前記受信結果送信部から送信された結果に基づき前記信号送信部にて送信された信号を再送する信号再送部とを備え、前記アンテナ装置は、垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、前記振幅制御部にて振幅変化、前記移相器にて位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅変化量と前記可変位相器の位相量を制御する位相量制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、送信装置と、受信装置と、前記送信装置と前記受信装置のいずれか一方または両方に接続されるアンテナ装置とから構成する無線通信システムであって、前記送信装置は、送信信号に誤り訂正符号を付与する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化部にて符号化された前記送信信号の送信ビット列の順番をランダム化するインタリーブ部とを備え、前記受信装置は、前記インタリーブ部にてランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記誤り訂正符号化部にて符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備え、前記アンテナ装置は、垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、前記振幅制御部にて振幅変化、前記移相器にて位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータのいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅変化量と前記可変位相器の位相量を制御する位相量制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記位相量制御部は、送信信号のフレーム長に基づいて前記位相量を決定することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記位相量制御部は、前記誤り検出部にて誤りが検出された場合のみ前記位相量の制御を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、信号の送受信を行うアンテナ素子と、前記アンテナ素子を回転する回転部と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、送信装置によってランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記前記送信装置によって符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、信号の送受信を行うアンテナ素子と、前記アンテナ素子を回転する回転部と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータに基づいて前記回転部の回転量を制御する回転量制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、送信装置から送信された信号の誤り検出を行う誤り検出部と、前記誤り検出部にて検出した結果を前記送信装置へ送信する受信結果送信部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、前記振幅制御部にて振幅変化、前記移相器にて位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータ、前記誤り検出部において検出した結果のいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅変化量と前記可変位相器の位相量を制御する位相量制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、送信装置よってランダム化されたビット列の順番を元のデータ列に戻すデインタリーブ部と、前記送信装置によって符号化された信号を元のビット列に復号する誤り訂正復号部とを備える受信装置に接続されるアンテナ装置であって、垂直偏波成分を送受信する垂直偏波アンテナ素子と、水平偏波成分を送受信する水平偏波アンテナ素子と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の位相差成分を変化させる可変移相器と、前記垂直偏波アンテナ素子で送信または受信した信号と前記水平偏波アンテナ素子で送信または受信した信号の振幅成分を変化させる振幅制御部と、前記振幅制御部にて振幅変化、前記移相器にて位相変化させた前記信号ともう一方の信号とを合成または分配する信号合成分配器と、予め設定されたパラメータ、前記送信装置から送信されたパラメータのいずれかに基づいて前記振幅制御部の振幅変化量と前記可変位相器の位相量を制御する位相量制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、周囲の伝搬環境が変化して接続が切断された場合でも、アンテナの偏波面を回転させることで伝搬環境を変化させることができ、再接続の確率を高めることが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】従来技術による無線通信システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態による無線通信システムを説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、送信装置である。送信装置１は、アンテナ１１、信号送信部１２、信号再送部１３を備える。符号２０は、アンテナ装置であり、受信装置２に接続される。アンテナ装置２０は、アンテナ素子２１、モータ等で構成する回転部２２、ロータリージョイント２３、回転量制御部２４から構成する。受信装置２は、誤り検出部２５、受信結果送信部２６を備える。
【００２２】
次に、図１に示す無線通信システムの動作を説明する。送信装置１から送信された信号は回転部２２によって無限回転しているアンテナ素子２１によって受信する。アンテナ素子２１は、回転部２２の回転軸と直交する状態で回転軸に固定されている。図１においては、アンテナ素子２１の中心部と、回転部２２の回転軸とが固定されているように図示したが、必ずしも中心部である必要はなく、アンテナ素子２１の軸と回転軸が直交していれば、アンテナ素子２１に端部と回転軸が固定されていてもよい。受信された信号は、アンテナ素子２１が回転しながら信号伝達可能なロータリージョイント２３を通して受信装置２と接続される。ロータリージョイント２３は、スリッピングまたはゴニオメータ等に置き換えることが可能である。
【００２３】
受信装置２では誤り検出部２５にて受信された信号が正しく受信されたかを判定する。判定の仕方としては、例えば送信データ内にパリティ符号や巡回冗長符号等の誤り検出符号を付与し、受信側でそれぞれの誤り検出アルゴリズムに基づき誤り検出を行う手法が適用できる。受信結果送信部２６では誤り検出した結果をアンテナ装置２０を介して送信装置１へ送信する。受信結果の送信として、例えばＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）処理やＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）処理が挙げられる。
【００２４】
送信装置１では受信装置２から通知された受信結果を元に信号を再送するか否かを決定する。具体的には、例えば受信装置２からＮＡＣＫ応答があった場合は信号を送信し、ＡＣＫ応答があった場合は再送をしない。また、信号を送信後、予め決められた時間内にＡＣＫ応答が帰ってこない場合は信号を再送するようにしてもよい。
【００２５】
回転部２２によるアンテナ装置２１の回転量は回転量制御部２４によって制御され、予め回転数をパラメータとして設定しておく他、受信結果送信部２６から受信結果を通知させ、正しく信号が受信されなかった場合に再送と同時にアンテナ素子２１を回転させる。
【００２６】
この構成によればアンテナ素子２１が回転部２２によって連続的に回転していることにより、最初の送信時と再送時で受信アンテナの偏波面が異なる。これにより、特に固定設置端末においては伝搬環境が異なることで再送によるダイバーシチ利得を期待することができる。また偏波ダイバーシチアンテナは直交二偏波成分しか選択、または合成できないのに対し、図１に示す構成では任意の偏波面を選択、または合成可能となることで偏波ダイバーシチ以上のダイバーシチ利得が得られる。
【００２７】
なお、本実施形態においては回転部２２により回転しているアンテナ素子２１を受信側として説明したが、回転しているアンテナ素子は送信側である送信装置１、もしくは送信装置１と受信装置２両方に接続される構成であっても同じ効果が得られる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態による無線通信システムを説明する。図２は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す無線通信システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す無線通信システムが図１に示す無線通信システムと異なる点は、送信装置１、受信装置２の構成が異なる点である。送信装置１は、誤り訂正符号化部１４、インタリーブ部１５を備えている。受信装置２は、デインタリーブ部２７、誤り訂正復号部２８を備えている。
【００２９】
次に、図２に示す無線通信システムの動作を説明する。送信装置１から送信された信号は回転部２２によって無限回転しているアンテナ素子２１によって受信する。受信された信号はアンテナ素子２１を回転しながら信号伝達可能なロータリージョイント２３を通して受信装置２と接続される。
【００３０】
送信装置１内の誤り訂正符号化部１４では送信データに誤り訂正符号化処理を行う。誤り訂正符号は受信側で復号時に伝送誤りを生じたビットを訂正できる符号であればよく、例えばターボ符号やリードソロモン符号、畳み込み符号といったものが適用できる。誤り訂正符号化部１４にて誤り訂正符号化処理を行った信号はインタリーブ部１５にてデータ系列がランダムに並び替えられる。インタリーブ部１５での並び替え処理は受信側で逆操作（デインタリーブ）を行い元の順番に並び替えられるものであればなんでもよく、例えばｍ行ｎ列の行列を用いて、データ系列を行方向に並び替え、出力は列方向から順次出力するといったものが適用できる。
【００３１】
送信装置１にて誤り訂正符号化、インタリーブ処理された信号は無線信号として送信され、受信装置２にて受信される。受信された信号はデインタリーブ部２７にてインタリーブ部１５にて行った並び替え処理と逆の処理を行い元の順番に並び替える。例えばインタリーブ部１５にてｍ行ｎ列の行列を用いて、行方向に入力、列方向に出力した場合は、デインタリーブ部２７にて受信したデータ系列を列方向に並び替え、出力は行方向から行うことで元の順番に並び替えることができる。
【００３２】
デインタリーブ部２７にてデータ列を元の順番に並び替えられた信号は誤り訂正復号部２８にて誤り訂正処理を行う。誤り訂正は誤り訂正符号化部１４にて行った誤り訂正符号を復号処理するのに適した手法であればどれでもよい。例えば誤り訂正符号として畳み込み符号を用いた場合はビタビ復号アルゴリズム等がある。
【００３３】
回転部２２によるアンテナ素子２１の回転量（回転数）は、受信装置２からの指示に基づき回転量制御部２４によって制御され、予め回転数をパラメータとして設定しておく他、送信装置１からの送信信号に含有される制御情報に基づき回転速度を決定する。例えば送信信号のフレーム長に基づき回転速度を変化させたり、インタリーブ周期に合わせて回転速度を変化させたりすることが適用できる。
【００３４】
この構成によれば、アンテナ素子２１が回転部２２によって連続的に回転していることにより、固定端末であっても通信中に伝搬環境が時間的に変化することでインタリーブ処理と誤り訂正符号により低ＣＮＲ環境下でのパケット誤り率を改善し時間ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては回転部２２により回転しているアンテナ素子２１を受信側として説明したが、回転しているアンテナ素子は送信側である送信装置１、もしくは送信装置１と受信装置２両方に接続される構成であっても同じ効果が得られる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態による無線通信システムを説明する。図３は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す無線通信システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す無線通信システムが図１に示す無線通信システムと異なる点は、アンテナ装置２０の構成が異なる点である。図３に示すアンテナ装置２０は、垂直偏波アンテナ素子２９、水平偏波アンテナ素子３０、可変位相器３１、振幅制御器３２、振幅位相量制御部３３、信号合成分配器３４を備える。
【００３７】
次に、図３に示す無線通信システムの動作を説明する。送信装置１から送信された信号を垂直偏波アンテナ素子２９と水平偏波アンテナ素子３０にてそれぞれ受信する。水平偏波アンテナ素子３０で受信された信号は振幅制御器３２にて任意の振幅量、可変移相器３１にて任意の位相量に変化させる。ここで振幅制御器３２による振幅量と可変移相器３１による位相量は振幅位相量制御部３３によって制御する。予め振幅量と位相量をパラメータとして設定しておく他、受信結果送信部２６から受信結果を通知させ、正しく信号が受信されなかった場合に再送と同時に偏波指向性を回転させる。位相変化された水平偏波信号は垂直偏波アンテナ素子２９にて受信された垂直偏波信号と信号合成分配器３４にて合成する。
【００３８】
なお、本実施形態においては振幅制御器３２にて振幅量、可変移相器３１にて位相量を変化させたのは水平偏波信号としたが、垂直偏波信号の振幅量を振幅制御器、位相量を可変移相器にて変化させてもよい。可変移相器にて垂直偏波信号と水平偏波信号に位相差を付けることで合成された信号は偏波指向性が時間的に回転する信号となる。
【００３９】
受信装置２では誤り検出部２５にて受信された信号が正しく受信されたかを判定する。判定の仕方としては、例えば送信データ内にパリティ符号や巡回冗長符号等の誤り検出符号を付与し、受信側でそれぞれの誤り検出アルゴリズムに基づき誤り検出を行う手法が適用できる。受信結果送信部２６では誤り検出した結果を送信装置１へ送信する。受信結果の送信として、例えばＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）処理やＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）処理が適用できる。送信装置１では受信装置２から通知された受信結果を元に信号を再送するか否かを決定する。具体的には、例えば受信装置からＮＡＣＫ応答があった場合は信号を送信し、ＡＣＫ応答があった場合は再送をしない。また、信号を送信後、予め決められた時間内にＡＣＫ応答が帰ってこない場合は信号を再送するようにしてもよい。
【００４０】
この構成によれば偏波指向性が時間的に変化するため、最初の送信時と再送時で受信アンテナの偏波面が異なる。このことにより、特に固定設置端末においては伝搬環境が異なることで再送によるダイバーシチ利得が期待できる。また偏波ダイバーシチアンテナは直交二偏波成分しか選択、または合成できないのに対し、本実施形態では任意の偏波面を選択、または合成可能となることで偏波ダイバーシチ以上のダイバーシチ利得が得られる。
【００４１】
なお、本形態においては偏波指向性を変化させるアンテナ素子を受信側として説明したが、偏波指向性を変化させるアンテナ素子は送信側である送信装置１、もしくは送信装置１と受信装置２両方に接続される構成であっても同じ効果が得られる。
【００４２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態による無線通信システムを説明する。図４は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図３に示す無線通信システムと同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。この図に示す無線通信システムが図１に示す無線通信システムと異なる点は、送信装置１、受信装置２の構成が異なる点である。送信装置１は、誤り訂正符号化部１４、インタリーブ部１５を備えている。受信装置２は、デインタリーブ部２７、誤り訂正復号部２８を備えている。
【００４３】
次に、図４に示す無線通信システムの動作を説明する。送信装置１から送信された信号を垂直偏波アンテナ素子２９と水平偏波アンテナ素子３０にてそれぞれ受信する。水平偏波アンテナ素子３０で受信された信号は振幅制御器にて任意の振幅量、可変移相器にて任意の位相量を変化する。ここで振幅制御器３２による振幅量と可変移相器３１による位相量は位相量制御部３３によって制御する。予め振幅量と位相量をパラメータとして設定しておく他、送信装置１からの送信信号に含有される制御情報に基づき位相量を決定する。例えば送信信号のフレーム長に基づき位相量を変化させたり、インタリーブ周期に合わせて位相量を変化させたりすることが適用できる。位相変化された水平偏波信号は垂直偏波アンテナ素子２９にて受信された垂直偏波信号と信号合成分配器３４にて合成する。
【００４４】
なお、本実施形態においては振幅制御器３２にて振幅量、可変移相器３１にて位相量を変化させたのは水平偏波信号としたが、垂直偏波信号の振幅量を振幅制御器、位相量を可変移相器にて変化させてもよい。可変移相器にて垂直偏波信号と水平偏波信号に位相差を付けることで合成された信号は偏波指向性が時間的に変化する。
【００４５】
送信装置１内の誤り訂正符号化部１４では送信データに誤り訂正符号化処理を行う。誤り訂正符号は受信側で復号時に伝送誤りを生じたビットを訂正できる符号であればよく、例えばターボ符号やリードソロモン符号、畳み込み符号といったもの適用できる。誤り訂正符号化部１４にて誤り訂正符号化処理を行った信号はインタリーブ部１５にてデータ系列をランダムに並び替える。インタリーブ部１５での並び替え処理は受信側で逆操作（デインタリーブ）を行い元の順番に並び替えられるものであればなんでもよく、例えばｍ行ｎ列の行列を用いて、データ系列を行方向に並び替え、出力は列方向から順次出力するといったものが適用できる。
【００４６】
送信装置１にて誤り訂正符号化、インタリーブ処理された信号は無線信号として送信され、受信装置２にて受信される。受信された信号はデインタリーブ部２７にてインタリーブ部１４にて行った並び替え処理と逆の処理を行い元の順番に並び替える。例えばインタリーブにてｍ行ｎ列の行列を用いて、行方向に入力、列方向に出力した場合は、デインタリーブ部にて受信したデータ系列を列方向に並び替え、出力は行方向から行うことで元の順番に並び替えることができる。
【００４７】
デインタリーブ部２７にてデータ列を元の順番に並び替えられた信号は誤り訂正復号部２８にて誤り訂正処理を行う。誤り訂正は誤り訂正符号化部１４にて行った誤り訂正符号を復号処理するのに適した手法であればどれでもよい。例えば誤り訂正符号として畳み込み符号を用いた場合はビタビ復号アルゴリズム等がある。
【００４８】
この構成によれば、固定設置端末であっても通信中に偏波指向性が変化することにより受信信号の合成のされ方が時間的に変化しドップラーシフトと同様の状況を発生させることが可能となり、インタリーブ処理と誤り訂正符号により低ＣＮＲ環境下でのパケット誤り率を改善し時間ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４９】
なお、本形態においては偏波指向性を変化させるアンテナ素子を受信側として説明したが、偏波指向性を変化させるアンテナ素子は送信側である送信装置１、もしくは送信装置１と受信装置２両方に接続される構成であっても同じ効果が得られる。
【００５０】
このように、無線通信システムにおいて、送信アンテナまたは受信アンテナの偏波面を機械的または電気的に連続的に回転させることにより、偏波ダイバーシチおよび時間ダイバーシチを適用するようにした。これにより、固定設置した無線通信装置において、周囲の伝搬環境が変化して接続が切断された場合でも、アンテナの偏波面を回転させることで伝搬環境を変化させることができ、再接続の確率を高めることが可能となる。
【００５１】
また、アンテナ素子が連続回転することによって送信または受信する際の偏波面が送信、または受信するタイミング毎に変化させることが可能となる。よって直交する２つの偏波面を用いる偏波ダイバーシチよりも多くの偏波面を選択することが可能となり、偏波ダイバーシチよりもダイバーシチ効果を得られる。
【００５２】
また、固定設置された端末において、家具や什器等の移動により周囲の伝搬環境が変動し受信電力が落ち込み接続が切断されてしまった場合でもアンテナ素子が回転することで再度伝搬環境を変化させることが可能となり、再送を行うことで再接続が可能となる。
【００５３】
また、固定設置端末であっても通信中にアンテナ素子が回転移動することで伝搬変動を生じ移動端末と同様の時間ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。
【００５４】
また、垂直偏波アンテナで送信または受信した垂直偏波信号と水平偏波アンテナで送信、または受信した水平偏波信号を重み付け位相合成することで任意の偏波指向性を形成可能となる。よって直交する２つの偏波面を用いる偏波ダイバーシチよりも多くの偏波面を選択することが可能となり、偏波ダイバーシチよりもダイバーシチ効果を得られる。
【００５５】
また、固定設置された端末において、家具や什器等の移動により周囲の伝搬環境が変動し受信電力が落ち込み接続が切断されてしまった場合でも偏波指向性を変えることで送信または受信する際の偏波面を切断前と変化させることが可能となりマルチパス環境を再度変化させ、再送を行うことで再接続が可能となる場合がある。
【００５６】
また、固定設置端末であっても通信中に偏波指向性を変えることで受信信号の合成のされ方が時間的に変化し伝搬変動を生じ、移動端末と同様の時間ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。
【００５７】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
周囲の伝搬環境が変化して接続が切断された場合でも、再接続の確率を高めることが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・送信装置、１１・・・アンテナ、１２・・・信号送信部、１３・・・信号再送部、１４・・・誤り訂正符号化部、１５・・・インタリーブ部、２・・・受信装置、２０・・・アンテナ装置、２１・・・アンテナ素子、２２・・・回転部、２３・・・ロータリージョイント、２４・・・回転量制御部、２５・・・誤り転出部、２６・・・受信結果送信部、２７・・・デインタリーブ部、２８・・・誤り訂正復号部、２９・・・垂直偏波アンテナ素子、３０・・・水平偏波アンテナ素子、３１・・・可変位相器、３３・・・位相量制御部、３４・・・信号合成分配器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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