(57)【要約】【課題】簡単な構成で容易に通信速度を高める。【解決手段】送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する。第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する。第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する。右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信し、得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータと第２の系列のデータを生成する。第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する。同じ周波数の無線信号を用いても２つの通信経路で独立して通信を行うことができるので、簡単かつ容易に通信速度を高めることができる。【選択図】        図１
2006254112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理手段と、
前記第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理手段と、
前記第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、前記第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信手段とを有する送信装置と、
前記右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信手段と、
前記無線信号受信手段で前記右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、前記無線信号受信手段で前記左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理手段と、
前記受信処理手段で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力手段とを有する受信装置とを用いて構成した
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線信号送信手段と前記無線信号受信手段は、平面パッチアンテナを用いて構成した  
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線信号送信手段は、送信方向の異なる複数のアンテナを用いて構成した  
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記受信装置に、信号選択手段と該信号選択手段の動作を制御する受信制御手段を設け、
前記無線信号受信手段は、複数のアンテナで前記無線信号を受信するものとし、
前記信号選択手段は、前記無線信号受信手段の複数のアンテナで得られた受信信号の選択を行い、
前記受信処理手段は、前記受信信号に基づいて受信特性を判別し、
前記受信制御手段は、前記受信処理手段の受信特性の判別結果に基づき、受信特性が良好なアンテナで得られた受信信号を選択して前記受信処理手段に供給させる
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記送信装置に前記送信データ処理手段と前記送信処理手段の動作を制御する送信制御手段を設け、
前記送信制御手段では、前記送信データ処理手段で前記送信データの分割を行って得られた第１の系列と第２の系列のデータを前記送信処理手段に供給して送信させる分割モードと、前記送信データ処理手段で前記送信データの分割を行うことなく第１の系列あるいは第２の系列のデータとして前記送信処理手段に供給して送信させる非分割モードの切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記受信処理手段は、前記受信信号に基づいて受信特性を判別し、
前記送信制御手段では、前記受信処理手段における受信特性の判別結果に基づき、前記分割モードあるいは前記非分割モードに切り替える
ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記送信制御手段では、前記非分割モードに切り替え後、設定されている切り替え条件を満たしたとき前記分割モードに切り替える
ことを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記受信装置に前記受信データ出力手段の動作を制御する出力制御手段を設け、
前記出力制御手段では、前記分割モードで送信された無線信号を受信するとき、前記受信処理手段で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して前記受信データ出力手段から出力させ、前記非分割モードで送信された無線信号を受信するとき、前記受信処理手段で得られた第１の系列のデータあるいは第２の系列のデータを前記受信データ出力手段から出力させる
ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【請求項９】
送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理手段と、
前記第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理手段と、
前記第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、前記第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信手段とを有する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項１０】
前記無線信号送信手段は、平面パッチアンテナを用いて構成した  
ことを特徴とする請求項９記載の送信装置。
【請求項１１】
前記無線信号送信手段は、送信方向の異なる複数のアンテナを用いて構成した  
ことを特徴とする請求項９記載の送信装置。
【請求項１２】
前記送信データ処理手段と前記送信処理手段の動作を制御する送信制御手段を設け、
前記送信制御手段では、前記送信データ処理手段で前記送信データの分割を行って得られた第１の系列と第２の系列のデータを前記送信処理手段に供給して送信させる分割モードと、前記送信データ処理手段で前記送信データの分割を行うことなく第１の系列あるいは第２の系列のデータとして前記送信処理手段に供給して送信させる非分割モードの切り替えを行う
ことを特徴とする請求項９記載の送信装置。
【請求項１３】
前記送信制御手段では、受信装置から前記右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号の受信特性に関する情報が供給されたとき、該情報に基づき前記分割モードあるいは前記非分割モードの切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１２記載の送信装置。
【請求項１４】
前記送信制御手段では、前記非分割モードに切り替え後、設定されている切り替え条件を満たしたとき前記分割モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１２記載の送信装置。
【請求項１５】
右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信手段と、
前記無線信号受信手段で前記右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、前記無線信号受信手段で前記左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理手段と、
前記受信処理手段で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力手段とを有する
ことを特徴とする受信装置。
【請求項１６】
前記無線信号受信手段は、平面パッチアンテナを用いて構成した  
ことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項１７】
信号選択手段と、該信号選択手段の動作を制御する受信制御手段を設け、
前記無線信号受信手段は、複数のアンテナで前記無線信号を受信するものとし、
前記信号選択手段は、前記無線信号受信手段の複数のアンテナで得られた受信信号の選択を行い、
前記受信処理手段は、前記受信信号に基づいて受信特性を判別し、
前記受信制御手段は、前記受信処理手段の受信特性の判別結果に基づき、受信特性が良好なアンテナで得られた受信信号を選択して前記受信処理手段に供給させる
ことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項１８】
情報通知手段を設け、
前記受信処理手段は、前記受信信号に基づいて受信特性を判別し、
前記情報通知手段は、前記受信特性の判別結果を示す情報を前記右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号の送信元に通知する
ことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項１９】
前記受信データ出力手段の動作を制御する出力制御手段を設け、
前記出力制御手段では、前記第１の系列のデータと前記第２の系列のデータを合成したデータあるいは前記第１の系列のデータ又は前記第２の系列のデータを前記受信データ出力手段で選択して出力させる
ことを特徴とする請求項１５記載の受信装置。
【請求項２０】
送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理工程と、
前記第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理工程と、
前記第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、前記第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信工程と、
前記右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信工程と、
前記無線受信工程で前記右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、前記無線受信工程で前記左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理工程と、
前記受信処理工程で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力工程とを有する
ことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムと送信装置と受信装置および無線通信方法に関する。詳しくは、送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成して、該第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成し、第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する。また、右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成し、該第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システムでは、限られた周波数帯域を用いて送信装置と受信装置間で無線通信を行っているため、通信速度は限られたものとなる。ここで、通信速度を高めることができるように、広い周波数帯域を使用して通信を行うものとした場合、様々な周波数を使っている他の無線機器との干渉が起こり通信品質が低下するという問題を生じてしまう。このため、特許文献１や特許文献２に示されているように、複数組のアンテナを用いて別々の情報を同一の周波数で送信するＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）通信によって通信速度を高めることが行われている。
【０００３】
図１１は、ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムの構成を示す図である。なお、図１１は、送信側と受信側でそれぞれ２つのアンテナを用いる場合を示している。送信側の通信装置５０tのデータ分割部５０１では、送信データストリームＤＴを分割して２つのサブストリームＤＴa，ＤＴbとして行列演算部５０２に供給する。行列演算部５０２は、データ分割部５０１から供給されたサブストリームＤＴa，ＤＴbに、経路推定に応じたウェイト行列を掛け合わせることで、経路推定に応じた重み付けを行い送信信号ＤＵa，ＤＵbを生成する。送信部５０３aにはアンテナ６０atが接続されており、送信部５０３aは、行列演算部５０２aで生成された送信信号ＤＵaの変調処理や周波数変換処理を行いＲＦ信号Ｓatを生成してアンテナ６０atに供給する。同様に、送信部５０３bにはアンテナ６０btが接続されており、送信部５０３bは、行列演算部５０２bで生成された送信信号ＤＵbの変調処理や周波数変換処理を行い送信部５０３aで生成したＲＦ信号Ｓatと同一周波数のＲＦ信号Ｓbtを生成してアンテナ６０btに供給する。
【０００４】
受信側の通信装置５０rのアンテナ６０crで受信されたＲＦ信号Ｓcrは、受信部５０５cに供給される。また、アンテナ６０drで受信されたＲＦ信号Ｓdrは、受信部５０５dに供給される。受信部５０５cでは、ＲＦ信号Ｓcrの周波数変換処理や復調処理を行い、得られた受信信号ＤＱcを行列演算部５０６に供給する。受信部５０５dでは、ＲＦ信号Ｓdrの周波数変換処理や復調処理を行い、得られた受信信号ＤＱdを行列演算部５０６に供給する。
【０００５】
行列演算部５０６では、経路推定に応じたウェイト行列を受信信号ＤＱc，ＤＱdに掛け合わせて、アンテナ６０atから送信された信号成分とアンテナ６０atから送信された信号成分を抽出して、サブストリームＤＲc，ＤＲdとしてデータ合成部５０７に供給する。データ合成部５０７では、供給されたサブストリームＤＲc，ＤＲdを合成して、受信データストリームＤＲとして出力する。
【０００６】
このように、経路推定に基づいてウェイト行列を設定すれば、複数のアンテナから送信された信号を１つのアンテナで受信しても所望のアンテナから送信された信号のみを抽出することができ、同一周波数で複数のアンテナから送信を行っても、各アンテナから送信された信号を個々に抽出でき、この抽出した信号を合成して、元のデータ信号に復元できる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３８７８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２５４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のようにＭＩＭＯ通信では、経路推定に応じたウェイト行列を求めたり、このウェイト行列を掛け合わせて、重み付けや信号成分の抽出を行わなければならないことから、回路が複雑かつ高価になる。また、信号の抽出を効果的に行うためには各伝送路間の相関が小さいことが望ましい。このため、反射波の多いマルチパス環境で使用する場合に比べて、反射波の少ない屋外や木造建築物内で使用する場合は、信号の抽出を効果的に行うことができなくなり、通信速度を高められない。さらに、ＭＩＭＯ通信では、減衰量の大きい反射波の利用が前提となるため、高い通信速度を維持したまま通信距離を伸ばすことができないという問題もある。
【０００９】
そこで、この発明では、簡単な構成で容易に通信速度を高めることができる無線通信システムと送信装置と受信装置および無線通信方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る無線通信システムは、送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理手段と、第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理手段と、第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信手段とを有する送信装置と、右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信手段と、無線信号受信手段で右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、無線信号受信手段で左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理手段と、受信処理手段で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力手段とを有する受信装置とを用いて構成したものである。
【００１１】
また、送信装置は、送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理手段と、第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理手段と、第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信手段とを有するものである。
【００１２】
また、受信装置は、右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信手段と、無線信号受信手段で右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、無線信号受信手段で左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理手段と、受信処理手段で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力手段とを有するものである。
【００１３】
さらに、無線通信方法は、送信データを分割して第１の系列と第２の系列のデータを生成する送信データ処理工程と、第１の系列と第２の系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号を生成する送信処理工程と、第１の系列の送信信号を右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号を左旋円偏波方式の無線信号として送信する無線信号送信工程と、右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信する無線信号受信工程と、無線受信工程で右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列のデータを生成し、無線受信工程で左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第２の系列のデータを生成する受信処理工程と、受信処理工程で得られた第１の系列のデータと第２の系列のデータを合成して出力する受信データ出力工程とを有するものである。
【００１４】
この発明においては、送信データが第１の系列と第２の系列のデータに分割されて、各系列のデータに基づいて、系列毎に無線周波数の送信信号が生成される。第１の系列の送信信号は右旋円偏波方式、第２の系列の送信信号は左旋円偏波方式の無線信号として例えば２給電式の平面パッチアンテナから送信される。右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号が受信されると、各円偏波方式の無線信号を受信して得られた受信信号に基づいて第１の系列と第２の系列のデータが生成されて、この第１の系列と第２の系列のデータが合成されて出力される。また、複数のアンテナを用いることでダイバーシティ方式の通信が行われる。さらに、通信動作モードとして、送信データの分割を行って得られた第１の系列のデータを右旋円偏波方式、第２の系列のデータを左旋円偏波方式で伝送する分割モードと、送信データの分割を行うことなく第１の系列あるいは第２の系列のデータとして１つの円偏波方式で伝送する非分割モードが設けられる。ここで、受信信号に基づいて受信特性が判別されて、受信特性の判別結果に基づき、通信動作モードの切り替えが行われる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、送信データが第１の系列と第２の系列のデータに分割されて、第１の系列のデータが右旋円偏波方式、第２の系列のデータが左旋円偏波方式で無線信号として伝送される。また、右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られたデータが合成して出力される。このため、右旋円偏波方式を用いた通信経路と左旋円偏波方式を用いた通信経路で、それぞれ独立して系列毎のデータを伝送できるので、容易に通信速度を高めることができる。また、互いに干渉しない２つの円偏波を用いて２つの系列の信号を同じ周波数帯域で送受信できるので、帯域幅を広げる必要がない。さらに、信号を分離するための複雑な演算処理を行うことなく２つの通信経路で同時通信が可能となるので、無線通信システムを安価に構築できる。また、反射波を必要としないので、減衰の少ない直接波を使って高い通信速度のまま、長い距離にわたって通信することもできる。
【００１６】
さらに、２給電式の平面パッチアンテナを用いることで、１つのアンテナで右旋円偏波方式と左旋円偏波方式の通信を行うことができるので、通信装置を小型化できる。また、従来の通信装置の送受信部をそのまま用いることが可能であり、複数のアンテナを用いてダイバーシティ方式の通信を行うことにより、さらに通信品質を高めることができる。
【００１７】
また、通信状況が良いときには右旋円偏波と左旋円偏波の両方を用いた通信が行われ、通信状況が良くないときには右旋円偏波と左旋円偏波のどちらか一方を用いた通信に切り替えられる。このため、通信状況が良いときには高速通信を行うことができ、通信状況が良くないときでも従来の通信装置と同等の通信速度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、無線通信システムの構成を示している。この無線通信システムで用いる通信装置は、データ分割／合成部と、２つの送受信信号処理部および送受信部、および右旋円偏波方式と左旋円偏波方式で無線信号の送受信を行うアンテナ、通信装置の動作を制御する制御部を有している。ここで、送信データを無線信号として送信する通信装置を送信装置２０t、無線信号を受信して受信データを出力する通信装置を受信装置２０rとする。
【００１９】
送信装置２０tの送信データ処理ブロック２００tは、データ分割／合成部２０１tで構成されている。データ分割／合成部２０１tは、送信データストリームＤＴを分割して、２つの系列のデータであるサブストリームＤＴa，ＤＴbを生成して送信処理ブロック２１０tに供給する。このデータ分割／合成部２０１tは、例えば、ビット単位やバイト単位で送信データストリームＤＴを分割してサブストリームＤＴa，ＤＴbを生成する。また、送信データストリームＤＴを時分割して、サブストリームＤＴa，ＤＴbを生成するものとしてもよい。
【００２０】
送信処理ブロック２１０tの送受信信号処理部２１１atは、データ分割／合成部２０１tから供給されたサブストリームＤＴaに基づき送信信号ＤＶaを生成して、送受信部２１２atに供給する。また、送受信信号処理部２１１btは、データ分割／合成部２０１tから供給されたサブストリームＤＴbに基づき送信信号ＤＶbを生成して、送受信部２１２btに供給する。この送受信信号処理部２１１at，２１１btは、例えば供給されたサブストリームをパケット化して、このパケット化されたデータに送信先アドレスや送信元アドレス等を示すヘッダ情報や誤り検出訂正用符号等を付加してベースバンドの送信信号を生成する。
【００２１】
送受信部２１２atは、送受信信号処理部２１１atから供給された送信信号ＤＶaの変調処理や周波数変換処理を行い、無線周波数の送信信号であるＲＦ信号Ｓatを生成して無線信号送信ブロック３０tのアンテナ３１atに供給する。送受信部２１２btは、送受信信号処理部２１１btから供給された送信信号ＤＶbの変調処理や周波数変換処理を行い、ＲＦ信号Ｓatと同一周波数のＲＦ信号Ｓbtを生成してアンテナ３１btに供給する。
【００２２】
アンテナ３１atと、アンテナ３１btは異なる円偏波方式を用いてＲＦ信号の送信を行う。例えば、アンテナ３１atでは右旋円偏波方式を用いてＲＦ信号Ｓatの送信を行い、アンテナ３１btでは左旋円偏波方式を用いてＲＦ信号Ｓbtの送信を行う。
【００２３】
制御部４０tは、通信制御信号ＣＴtを生成して、データ分割／合成部２０１tや送受信信号処理部２１１at，２１１btおよび送受信部２１２at，２１２btに供給し、各部の動作を制御することで、送信データストリームＤＴを無線信号として送信させる。
【００２４】
受信装置２０rにおける無線信号受信ブロック３０rのアンテナ３１crは、円偏波方式の無線信号を受信して、得られたＲＦ信号Ｓcrを受信処理ブロック２１０rの送受信部２１２crに供給する。また、アンテナ３１drは、アンテナ３１crで受信する信号とは異なる円偏波方式の無線信号を受信して、得られたＲＦ信号Ｓdrを送受信部２１２drに供給する。例えば、アンテナ３１crは右旋円偏波方式の無線信号を受信し、アンテナ３１crは左旋円偏波方式の無線信号を受信する。
【００２５】
送受信部２１２crはＲＦ信号Ｓcrの周波数変換処理や復調処理を行い、得られた受信信号ＤＰcを送受信信号処理部２１１crに供給する。また、送受信部２１２drはＲＦ信号Ｓdrの周波数変換処理や復調処理を行い、得られた受信信号ＤＰdを送受信信号処理部２１１drに供給する。
【００２６】
送受信信号処理部２１１crは、受信信号ＤＰcのヘッダ情報に基づき、自己宛の受信信号ＤＰcを抽出する。また、受信信号ＤＰcの誤り検出訂正処理を行い、処理後の受信信号ＤＰcからサブストリームＤＲcを取りだして、受信データ出力ブロック２００rのデータ分割／合成部２０１rに供給する。同様に、送受信信号処理部２１１drは、受信信号ＤＰdのヘッダ情報に基づき、自己宛の受信信号ＤＰdを抽出する。また、受信信号ＤＰdの誤り検出訂正処理を行い、処理後の受信信号ＤＰdからサブストリームＤＲdを取りだしてデータ分割／合成部２０１rに供給する。
【００２７】
データ分割／合成部２０１rは、送信装置２０tのデータ分割／合成部２０１tにおける分割処理とは逆の処理を行い、送受信信号処理部２１１crから供給されたサブストリームＤＲcと送受信信号処理部２１１drから供給されたサブストリームＤＲdを合成して、合成後のストリームを受信データストリームＤＲとして出力する。
【００２８】
制御部４０rは、通信制御信号ＣＴrを生成して、データ分割／合成部２０１rや送受信信号処理部２１１cr，２１１drおよび送受信部２１２cr，２１２drに供給し、各部の動作を制御することで、無線信号を受信して受信データストリームＤＲを出力させる。
【００２９】
このように送信装置では、送信データストリームを２つのサブストリームに分割して、一方のサブストリームを右旋円偏波方式、他のサブストリームを左旋円偏波方式で送信し、受信装置では、右旋円偏波方式の無線信号を受信して得られたサブストリームと左旋円偏波方式の無線信号を受信して得られたサブストリームを合成して出力する。このようにすれば、右旋円偏波方式を用いた通信経路と左旋円偏波方式を用いた通信経路でサブストリームをそれぞれ独立して伝送できるので、容易に通信速度を高めることができる。また、互いに干渉しない右旋円偏波と左旋円偏波によって２つの系列の信号を同じ周波数帯域で送受信できるので、帯域幅を広げる必要もない。さらに、従来のＭＩＭＯ無線通信方式のように混ざり合った信号を分離するための複雑な演算処理を行うことなく２つの通信経路で同時通信が可能となるので、無線通信システムを安価に構築できる。また、従来のＭＩＭＯ無線通信方式のように反射波を必要としないため、減衰の少ない直接波を使って高い通信速度のまま、長い距離にわたって通信することもできる。
【００３０】
ここで、送信装置２０tで用いるアンテナ３１at，３１btは、右旋円偏波方式のアンテナと左旋円偏波方式のアンテナを個別に設けるものとしても良い。しかし、２点給電方式の平面パッチアンテナを用いるものとすれば、１つのアンテナで右旋円偏波方式と左旋円偏波方式での送信を行うことができることから、送信装置の構成を簡単かつ安価とすることができる。同様に、受信装置２０rで用いるアンテナ３１cr，３１drを、２点給電方式の平面パッチアンテナとすれば、受信装置の構成を簡単かつ安価とすることができる。
【００３１】
図２は、アンテナとして２点給電方式の平面パッチアンテナを用いた構成を示している。平面パッチアンテナ３１を用いる場合、平面パッチアンテナ３１と送受信部２１２との間には、右旋円偏波方式と左旋円偏波方式での送受信を可能とするため、９０度ハイブリッド回路３２が設けられている。
【００３２】
図３は、９０度ハイブリッド回路３２が一体化されている平面パッチアンテナ３１の斜視図を示している。平面パッチアンテナ３１は、絶縁体３０１上に電波の放射面となる導体パターン３０２を形成した第１層３００aと、接地パターン３０３である第２層３００bと、絶縁体３０４上に９０度ハイブリッド回路３２を有した導体パターン３０５が形成された第３層３００cを用いて構成されている。この第１層３００a〜第３層３００cは、導体パターン３０２と接地パターン３０３間には絶縁体３０１、接地パターン３０３と導体パターン３０５間には絶縁体３０４が介在されるように積層される。
【００３３】
図４は、平面パッチアンテナ３１を構成する各層を示している。図４Ａに示す第１層３００aは、絶縁体３０１上に電波の放射面となる例えば矩形状の導体パターン３０２が形成されており、導体パターン３０２には２つの給電点３０２fp1，３０２fp2が設けられている。導体パターン３０２のサイズはアンテナで送受信する信号の周波数に応じて設定する。また、給電点３０２fp1，３０２fp2の位置も、損失が少なく効率良く送受信を行うことができるように設定する。絶縁体３０１には、給電点３０２fp1，３０２fp2と第３層３００cの９０度ハイブリッド回路を接続するための電気的導通孔、例えばスルーホールやＶＩＡホール等が、図示せずも給電点３０２fp1，３０２fp2の位置に設けられている。
【００３４】
図４Ｂに示す第２層３００bの接地パターン３０３において、給電点３０２fp1，３０２fp2と９０度ハイブリッド回路３２を接続するためのスルーホールやビアホール等の電気的導通孔（以下「ビア」という）が設けられる位置には、ビアと接地パターン３０３が電気的に導通しないように孔３０３p1，３０３p2が形成されている。
【００３５】
図４Ｃに示す第３層３００cの導体パターン３０５には、導体パターンのない例えば矩形状の回路領域３０６が設けられており、この回路領域３０６の領域内に９０度ハイブリッド回路３２の回路パターンが形成される。また、回路領域３０６の外側の導体パターン３０５は接地パターンとして用いられるパターンであり、ビア（図示せず）によって接地パターン３０３と接続される。なお、図４Ｃは、導体パターンが明らかとなるように、図４Ａや図４Ｂとは逆側の面から見た図を示している。
【００３６】
９０度ハイブリッド回路３２のアンテナ側ポートＰＴ-gaは、ビア（図示せず）によって給電点３０２fp1と接続される。またアンテナ側ポートＰＴ-gbは、ビア（図示せず）によって給電点３０２fp2と接続される。９０度ハイブリッド回路３２の送受信部側ポートＰＴ-haは、送受信部２１２aと接続されて、ＲＦ信号の送受信が行われる。また、送受信部側ポートＰＴ-hbは、送受信部２１２bと接続されて、ＲＦ信号の送受信が行われる。
【００３７】
９０度ハイブリッド回路３２は、マイクロストリップ線路で構成されている。この９０度ハイブリッド回路３２では、例えば送受信部側ポートＰＴ-haに信号電力を入射したとき、アンテナ側ポートＰＴ-gaから２等分された信号電力が出力されて、この出力に対して９０度の位相遅れをもってアンテナ側ポートＰＴ-gbから２等分された信号電力が出力されて、送受信部側ポートＰＴ-hbからは、位相差によって電力が打ち消されて出力がなくなり、さらに、９０度ハイブリッド回路３２と接続される線路とインピーダンスマッチングするようにパターン長やパターン幅が設定される。
【００３８】
このように構成された平面パッチアンテナ３１を用いるものとすると、送受信部２１２aから平面パッチアンテナ３１に供給されたＲＦ信号と、送受信部２１２bから平面パッチアンテナ３１に供給されたＲＦ信号は、それぞれ異なる円偏波方式で送信されることとなる。また、平面パッチアンテナ３１で受信された信号は、円偏波方式が右旋円偏波方式であるか左旋円偏波方式であるかに応じて、送受信部２１２aあるいは送受信部２１２bに供給される。また、一方の送受信部側ポートに信号を供給しても、この信号が他方の送受信部側ポートから出力されることがないので、送受信部２１２a，２１２bは、互いの影響を少なくして通信を行うことができる。したがって、１対の平面パッチアンテナを用いることで、第１の円偏波方式を用いた通信経路と第２の円偏波方式を用いた通信経路で独立して通信を行うことが可能となる。
【００３９】
ところで、上述の平面パッチアンテナ３１では、導体パターン３０２から、パターン面に対して垂直方向（正面方向あるいは背面方向）に電波が放射されるものであるが、導体パターン３０２から第３層３００cの方向（背面方向）における利得は、第２層３００bの接地パターン３０３によって小さいものとなる。したがって、送信側の平面パッチアンテナと受信側の平面パッチアンテナが略対向するように設けられていないと、通信を良好に行うことができなくなってしまう。
【００４０】
そこで、複数のアンテナを用いて電波の放射方向を広げることができる送信装置について説明する。図５は、２つの平面パッチアンテナ３１t-1，３１t-2を設けた送信装置２１tの構成の一部を示している。なお、平面パッチアンテナ３１t-1，３１t-2は等しい構成とされているものである。
【００４１】
平面パッチアンテナ３１t-1と平面パッチアンテナ３１t-2は、電波の放射方向を広げるため、電波の放射方向が異なる向きとなるように設置する。例えば、平面パッチアンテナ３１t-1の背面側と平面パッチアンテナ３１t-2の背面側を向き合わせて設置する。このように平面パッチアンテナ３１t-1，３１t-2を設け、平面パッチアンテナ３１t-1に設けた９０度ハイブリッド回路３２t-1と平面パッチアンテナ３１t-2に設けた９０度ハイブリッド回路３２t-2の送受信部側ポートＰＴ-haは、それぞれ送受信部２１２atを接続する。また、９０度ハイブリッド回路３２t-1，３２t-2の送受信部側ポートＰＴ-hbは、それぞれ送受信部２１２btを接続する。
【００４２】
このように構成すると、平面パッチアンテナ３１-1における利得の小さい背面方向に対しては、平面パッチアンテナ３１-2を用いて電波の送受信を行うことができるので、通信が可能となる方向を広げることが可能となる。
【００４３】
また、複数の平面パッチアンテナを用いるものとすれば、ダイバーシティ通信も可能となる。図６は、２つの平面パッチアンテナを用いてダイバーシティ受信を行う受信装置の構成の一部を示している。ダイバーシティ受信を行う受信装置２２rは、送受信部と平面パッチアンテナ間に、使用する平面パッチアンテナを選択するための信号選択ブロック２２０rを有している。
【００４４】
送受信部２１２crは、信号選択ブロック２２０rにおける信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-mと接続される。また、信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-saは、９０度ハイブリッド回路３２r-1の送受信部側ポートＰＴ-haと接続されており、信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-sbは、９０度ハイブリッド回路３２r-2の送受信部側ポートＰＴ-haと接続されている。
【００４５】
送受信部２１２drは、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-mと接続される。また、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-saは、９０度ハイブリッド回路３２r-1の送受信部側ポートＰＴ-hbと接続されており、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-sbは、９０度ハイブリッド回路３２r-2の送受信部側ポートＰＴ-hbと接続されている。
【００４６】
送受信部２１２crと接続される送受信信号処理部２１１crは、受信特性を検出して検出結果を示す特性検出信号ＭＳcを制御部４０rに供給する。例えば、送受信信号処理部２１１crは、受信特性としてビットエラーレートやＳ／Ｎ比の検出を行い、検出結果を特性検出信号ＭＳcとして制御部４０rに供給する。同様に、送受信部２１２drと接続される送受信信号処理部２１１drは、受信特性の検出を行い、検出結果を示す特性検出信号ＭＳdを制御部４０rに供給する。
【００４７】
信号選択部２２１crは、制御部４０rから供給された選択制御信号ＣＳaに基づき、入出力ポートＰＴ-saから入力されたＲＦ信号Ｓcr-1あるいは入出力ポートＰＴ-sbから入力されたＲＦ信号Ｓcr-2のいずれかを選択して、入出力ポートＰＴ-mから送受信部２１２crに供給する。同様に、信号選択部２２１drは、制御部４０rから供給された選択制御信号ＣＳaに基づき、入出力ポートＰＴ-saから入力されたＲＦ信号Ｓdr-1あるいは入出力ポートＰＴ-sbから入力されたＲＦ信号Ｓdr-2のいずれかを選択して、入出力ポートＰＴ-mから送受信部２１２drに供給する。
【００４８】
受信装置２２rの制御部４０rでは、選択制御信号ＣＳaで信号選択部２２１cr，２２１drの動作を制御して、平面パッチアンテナ３１r-1で得られたＲＦ信号Ｓcr-1，Ｓdr-1を送受信部２１２cr，２１２drに供給して、特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき平面パッチアンテナ３１r-1を用いたときの受信特性の検出を行う。また、平面パッチアンテナ３１r-2で得られたＲＦ信号Ｓcr-2，Ｓdr-2を送受信部２１２cr，２１２drに供給して、特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき平面パッチアンテナ３１r-2を用いたときの受信特性の検出を行う。その後、平面パッチアンテナ３１r-1を用いたときと平面パッチアンテナ３１r-2を用いたときの受信特性を比較して、受信特性の良好な平面パッチアンテナで得られたＲＦ信号が送受信部２１２cr，２１２drに供給されるように、選択制御信号ＣＳaによって信号選択部２２１cr，２２１drの動作を制御する。このようにすれば、複数のアンテナから受信特性の良好なアンテナを選択して良好に通信を行うことが可能となり、ダイバーシティ受信を行うことができる。また、制御部４０rは、上述のように通信制御信号ＣＴrの生成も行う。
【００４９】
なお、図６ではダイバーシティ受信を行う受信装置の構成について説明したが、送信装置でダイバーシティ送信を行うものとしても良い。この場合、送信装置は、受信装置から供給された無線信号を受信して受信特性が良好なアンテナを判別し、受信特性が良好と判別されたアンテナにＲＦ信号を供給して送信を行う。
【００５０】
このように、ダイバーシティ方式で通信を行うものとすれば、複数のアンテナを有効に利用して、通信品質を高めることができる。また、アンテナと信号選択部２２１を設ければ良いことから、受信特性の検出結果を利用して容易にダイバーシティ方式の通信を行うことができる。
【００５１】
ところで、円偏波方式を用いて通信を行う場合、電波が壁などに反射することによって軸比が変化することが知られている。すなわち、反射波にはもとの円偏波と同旋回である円偏波成分と逆旋回の円偏波成分が含まれることが知られている。このため、屋内のように電波の反射波が生じやすい環境で円偏波方式を用いた通信を行うと、送受信部２１２atから平面パッチアンテナ３１tを介して例えば右旋回円偏波方式で送信された信号は、平面パッチアンテナ３１rで受信されて送受信部２１２crに供給される。また、反射によって右旋回円偏波方式で送信された信号の成分の一部が左旋回円偏波方式の信号とされるので、この成分の信号が平面パッチアンテナ３１rで受信されて、送受信部２１２drに供給されてしまう。同様に、送受信部２１２btから平面パッチアンテナ３１tを介して例えば左旋回円偏波方式で送信された信号は、平面パッチアンテナ３１rで受信されて送受信部２１２drに供給されるだけでなく、反射によって左旋回円偏波方式で送信された信号の成分の一部が右旋回円偏波方式の信号とされるので、この成分の信号が平面パッチアンテナ３１rで受信されて、送受信部２１２crに供給されてしまう。したがって、送受信部２１２cr，２１２drに供給される信号は、送受信部２１２atと送受信部２１２btから送信された信号が混在された信号となる。すなわち、Ｄ／Ｕ比が低下して受信特性が悪化することとなり、正しく無線通信を行うことができなくなってしまう。
【００５２】
そこで、右旋円偏波方式を用いた通信経路における受信特性と、左旋円偏波方式を用いた通信経路における受信特性が、共に所定の特性より良好であるという条件を満たさなくなったときには、通信動作モードの切り替えを行い、受信特性が一方の通信経路に比べて良好である他方の通信経路を用いて、送信データストリームを非分割で通信することにより、従来と同様の通信速度を確保する。以下、送信データストリームを分割して送信する通信動作モードを分割モード、送信データストリームを分割することなく送信する通信動作モードを非分割モードといい、受信特性に応じて通信動作モードの切り替えを行う無線通信システムの構成を図７に示す。なお、図７において、図１，図２と対応する部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
送信装置２３tの送信データ処理ブロック２００tには、送信データストリームＤＴをデータ分割／合成部２０１tあるいは送受信信号処理部２１１at，２１１btに、選択的に供給するための信号選択部２０２tが設けられている。受信装置２３rの受信データ出力ブロック２００rには、データ分割／合成部２０１rあるいは送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給されたストリームを選択的に出力するための信号選択部２０２rが設けられている。
【００５４】
送信データストリームＤＴは、送信装置２３tにおける信号選択部２０２tの入出力ポートＰＴ-mに供給される。信号選択部２０２tの入出力ポートＰＴ-saは、送受信信号処理部２１１atと接続されている。また、入出力ポートＰＴ-sbはデータ分割／合成部２０１t、入出力ポートＰＴ-scは送受信信号処理部２１１btとそれぞれ接続されている。信号選択部２０２tは、制御部４０tからの選択制御信号ＣＳbに基づき、入出力ポートＰＴ-mを入出力ポートＰＴ-sa側あるいは入出力ポートＰＴ-sb側又は入出力ポートＰＴ-sc側に切り替えることで、送信データストリームＤＴを、送受信信号処理部２１１at，２１１btおよびデータ分割／合成部２０１tの何れか１つに供給する。
【００５５】
送受信信号処理部２１１atは、信号選択部２０２tから供給された送信データストリームＤＴ、あるいはデータ分割／合成部２０１tから供給されたサブストリームＤＴaに基づき送信信号ＤＶaを生成して送受信部２１２atに供給する。同様に、送受信信号処理部２１１btは、信号選択部２０２tから供給された送信データストリームＤＴ、あるいはデータ分割／合成部２０１tから供給されたサブストリームＤＴbに基づき送信信号ＤＶbを生成して送受信部２１２btに供給する。また、送受信信号処理部２１１at，２１１btは、選択制御信号ＣＳbに基づき、通信動作モードが分割モードであるか非分割モードであるかを示すモード情報を送信信号に含めるものとする。このようにモード情報を送信信号に含めるものとすれば、受信装置で通信動作モードを正しく判別できる。さらに、送受信信号処理部２１１at，２１１btは、後述する受信装置２３rからモード制御情報ＣＣＳが供給されたとき、このモード制御情報ＣＣＳを制御部４０tに供給する。
【００５６】
送受信部２１２atは、供給された送信信号ＤＶaからＲＦ信号Ｓatを生成して平面パッチアンテナ３１tに供給し、円偏波方式で送信する。同様に、送受信部２１２btは、供給された送信信号ＤＶbからＲＦ信号Ｓbtを生成して平面パッチアンテナ３１tに供給し、ＲＦ信号Ｓatの送信とは異なる円偏波方式で送信する。
【００５７】
送信装置２３tの制御部４０tは、送受信信号処理部２１１at，２１１btから供給されたモード制御情報ＣＣＳに基づき、選択制御信号ＣＳbを生成して信号選択部２０２tに供給して、送信データストリームＤＴの供給先を制御する。例えば、モード制御情報ＣＣＳに基づき、非分割モードへの通信動作モード切替要求がなされたことを判別したときには、このモード制御情報ＣＣＳが供給された通信経路側の送受信信号処理部に送信データストリームＤＴが供給されるように選択制御信号ＣＳbを生成する。また、非分割モードに切り替え後、設定されている替え条件を満たしたときには通信動作モードを分割モードに切り替えて、送信データストリームＤＴをデータ分割／合成部２０１tに供給させて、サブストリームＤＴa，ＤＴbを異なる通信経路で伝送させる。ここで、切り替え条件としては、例えば非分割モードに切り替えてから所定時間が経過したか否かを判別して、所定時間が経過したときには分割モードに切り替える。また、モード制御情報ＣＣＳによって分割モードへの通信動作モード切替要求がなされたとき、分割モードに切り替えるものとする。
【００５８】
また、制御部４０tは、選択制御信号ＣＳbを送受信信号処理部２１１at，２１１btに供給することで、上述のようにモード情報を送信信号に含めるものとする。なお、制御部４０tは、通信制御信号ＣＴtの生成も行う。
【００５９】
受信装置２３rにおける送受信部２１２crは、平面パッチアンテナ３１rで円偏波方式の信号を受信して得られたＲＦ信号Ｓcrを受信信号ＤＰcに変換して送受信信号処理部２１１crに供給する。同様に、送受信部２１２drは、平面パッチアンテナ３１rで異なる円偏波方式の信号を受信して得られたＲＦ信号Ｓdrを受信信号ＤＰdに変換して送受信信号処理部２１１drに供給する。
【００６０】
送受信信号処理部２１１crは、受信信号ＤＰcを処理して得られたストリームを、信号選択部２０２rの入出力ポートＰＴ-saとデータ分割／合成部２０１rに供給する。また、送受信信号処理部２１１crは、上述のように受信特性を検出して検出結果を示す特性検出信号ＭＳcを制御部４０rに供給する。同様に、送受信信号処理部２１１drは、受信信号ＤＰdを処理して得られたストリームを信号選択部２０２rの入出力ポートＰＴ-scとデータ分割／合成部２０１rに供給する。また、送受信信号処理部２１１drは、受信特性を検出して検出結果を示す特性検出信号ＭＳdを制御部４０rに供給する。
【００６１】
さらに、送受信信号処理部２１１cr，２１１drは、受信信号ＤＰc，ＤＰdにモード情報が含まれているとき、モード情報を抽出して制御部４０rに供給する。また、制御部４０rからモード制御情報ＣＣＳが供給されたとき、このモード制御情報ＣＣＳを送信装置２３tに供給できるように、モード制御情報ＣＣＳに基づき送信信号を生成して送受信部２１２crあるいは送受信部２１２drに供給して、平面パッチアンテナ３１rから出力させる。
【００６２】
データ分割／合成部２０１rは、送受信信号処理部２１１crから供給されたサブストリームＤＴaと送受信信号処理部２１１drから供給されたサブストリームＤＴbの合成処理を行い、合成処理後のストリームを信号選択部２０２rの入出力ポートＰＴ-sbに供給する。
【００６３】
受信装置２３rの制御部４０rは、送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給された特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき通信動作モードの切替要求を行うモード制御情報ＣＣＳを生成する。また、特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき通信経路を選択して、選択した通信経路と対応する送受信信号処理部にモード制御情報ＣＣＳを供給する。すなわち、送受信信号処理部２１１crと送受信信号処理部２１１drにおける受信特性が共に所定の特性よりも良好であるという条件を満たさなくなったとき、モード制御情報ＣＣＳとして、非分割モードへの通信動作モード切替要求を行う信号を生成する。また、送受信信号処理部２１１crと送受信信号処理部２１１drにおける受信特性を比較して、受信特性が良好である方の送受信信号処理部に対してモード制御情報ＣＣＳを供給する。なお、モード制御情報ＣＣＳの生成では、送受信信号処理部２１１cr，２１１drで検出されたＳ／Ｎ比が良好となったとき、分割モードへの通信動作モード切替要求を行う信号を生成するものとしても良い。
【００６４】
また、制御部４０rは、送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給されたモード情報に基づき、選択制御信号ＣＳcを生成して信号選択部２０２rに供給し、送信装置２３tから送信されたデータストリームを受信データ出力ブロック２００rから正しく出力できるように、信号選択部２０２rの動作を制御する。なお、制御部４０rは、通信制御信号ＣＴrの生成も行う。
【００６５】
信号選択部２０２rは、選択制御信号ＣＳcに基づき送受信信号処理部２１１crと送受信信号処理部２１１drおよびデータ分割／合成部２０１rの何れか１つから供給されたデータストリームの選択を行い、通信動作モードが非分割モードであるときは、送受信信号処理部２１１crあるいは送受信信号処理部２１１drからのストリームを受信データストリームＤＲとして出力する。また、分割モードであるときは、データ分割／合成部２０１rから供給されるストリームを受信データストリームＤＲとして出力する。
【００６６】
このように、良好な受信特性を得ることができない場合が生じても、送信データストリームは、分割されることなく一方の系列のデータとして右旋回円偏波方式あるいは左旋回円偏波方式の用いた通信経路で送信されるので、従来と同様の通信速度を確保できる。また、受信特性が所定の特性よりも共に良好であれば、２つの通信経路を用いて通信が行われるので、通信速度を高めることができる。
【００６７】
さらに、通信動作モードが非分割モードであるとき、制御部４０ｔ，４０ｒは、通信に関与していない送受信信号処理部２１１や送受信部２１２への電力供給を停止すれば、送信装置や受信装置の消費電力を少なくすることもできる。
【００６８】
図８は、受信特性に応じて通信動作モードを切り替わる場合の動作を示すフローチャートである。送信側と受信側の通信装置は、送信データストリームを分割して２つの通信経路すなわち第１の円偏波方式を用いる通信経路と第２の円偏波方式を用いる通信経路の両方を用いて通信を行う分割モードと、送信データストリームを分割しないで一方の通信経路で通信を行う非分割モードとで切替可能とされており、例えば分割モードで動作を開始する。
【００６９】
ステップＳＴ１で送信装置は、受信装置から後述するように非分割モードへの切替要求がなされたか否かを判別する。ここで、非分割モードへの切替要求がなされていないときはステップＳＴ２に進み、非分割モードへの切替要求がなされたときはステップＳＴ４に進む。
【００７０】
ステップＳＴ２で送信装置は、通信動作モードが分割モードであることから、送信データストリームを通信経路の数に合わせて２分割して２つのサブストリームを生成する。
【００７１】
ステップＳＴ３で送信装置は、送信処理を行い、２つのサブストリームを異なる通信経路でそれぞれ送信してステップＳＴ１に戻る。
【００７２】
ステップＳＴ４で送信装置は、通信動作モードを非分割モードに切り替えてステップＳＴ５に進む。
【００７３】
ステップＳＴ５で送信装置は、通信経路の設定を行う。ここで、非分割モードへの切替要求は、後述するように受信特性の良好な通信経路を用いるものとすると、送信装置は、いずれの通信経路から非分割モード切替要求がなされたを判別することで、受信特性の良好な通信経路を判別できる。このため、送信装置は、非分割モードへの切替要求がなされた通信経路を、通信に使用する通信経路に設定してステップＳＴ６に進む。
【００７４】
ステップＳＴ６で送信装置は、ステップＳＴ５で設定された通信経路を用いて、送信データストリームを分割することなく送信してステップＳＴ７に進む。
【００７５】
ステップＳＴ７で送信装置は、通信動作モードを分割モードに切り替えるための切り替え条件を満たしたか否かを判別する。ここで、例えば非分割モードに切り替えてから所定時間経過したときや受信装置から分割モードへの切替要求がなされたときには、ステップＳＴ８に進む。また、切り替え条件を満たしていないときにはステップＳＴ６に戻る。
【００７６】
ステップＳＴ８で送信装置は、通信動作モードを分割モードに設定してステップＳＴ１に戻る。また、送信装置は、分割モードへの切り替えが行われたことが判別できるように、送信する信号に通信動作モードを示すモード情報を含めるものとすれば、分割モードに切り替えられたことを受信装置側で正しく判別することが可能となる。
【００７７】
ステップＳＴ１１で受信装置は、２つの通信経路を介して受信された信号に基づき受信特性を検出する。すなわち、受信特性として例えばＳ／Ｎ比やエラーレートを通信経路毎に検出してステップＳＴ１２に進む。
【００７８】
ステップＳＴ１２で受信装置は、２つの通信経路の受信特性が共に所定の特性よりも良好であるという条件を満たすか否かを判別する。すなわち、受信特性として通信経路毎に判別した例えばＳ／Ｎ比やエラーレートが、共に所定の基準レベルよりも良好であるときは、２つの通信経路の受信特性が良好であるとしてステップＳＴ１３に進む。また、２つの通信経路の受信特性が共に所定の特性よりも良好であるという条件を満たさないときはステップＳＴ１５に進む。
【００７９】
ステップＳＴ１３で受信装置は、２つの通信経路を介して供給されたサブストリームを合成してステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１４で受信装置は、合成されたサブストリームを受信データストリームとして出力してステップＳＴ１１に戻る。
【００８０】
ステップＳＴ１５で受信装置は、非分割モードへの切替要求を送信してステップＳＴ１６に進む。ここで、受信装置では、切替要求を正しく送信装置で受信できるように、２つの通信経路のうち、受信特性が良好であるほうの通信経路を用いて切替要求を送信する。
【００８１】
ステップＳＴ１６で受信装置は、受信した非分割モードのストリームを受信データストリームとして出力してステップＳＴ１７に進む。
【００８２】
ステップＳＴ１７で受信装置は、分割モードへの切り替えがなされたか否かを判別する。ここで、例えば受信した信号に分割モードへの切り替えがなされたこと示すモード情報が含まれているときは、ステップＳＴ１１に戻る。また、分割モードへの切り替えがなされていないときにはステップＳＴ１６に戻る。
【００８３】
このように、良好な受信特性を得ることができない場合であっても、送信データストリームは、分割されることなく１つの通信経路で送信されるので、従来と同様の通信速度を確保できる。また、受信特性が所定の特性よりも共に良好であれば、２つの通信経路が用いられるので、通信速度を高めることができる。
【００８４】
また、上述のダイバーシティ方式と通信動作モードの切り替えを合わせて行うものとすれば、さらに、効率よく良好に通信を行うことができる。図９は、ダイバーシティ受信と通信動作モードの切り替えを合わせて行う受信装置の構成の一部を示している。なお、図９において、図１，図２，図６および図７に対応する部分については同一符号を付している。
【００８５】
受信装置２４rにおける送受信部２１２crは、信号選択ブロック２２０rにおける信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-mと接続される。また、信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-saは、９０度ハイブリッド回路３２r-1の送受信部側ポートＰＴ-haと接続されており、信号選択部２２１crの入出力ポートＰＴ-sbは、９０度ハイブリッド回路３２r-2の送受信部側ポートＰＴ-haと接続されている。
【００８６】
送受信部２１２drは、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-mと接続される。また、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-saは、９０度ハイブリッド回路３２r-1の送受信部側ポートＰＴ-hbと接続されており、信号選択部２２１drの入出力ポートＰＴ-sbは、９０度ハイブリッド回路３２r-2の送受信部側ポートＰＴ-hbと接続されている。
【００８７】
送受信部２１２crと接続される送受信信号処理部２１１crは、受信信号ＤＰcを処理して得られたストリームを信号選択部２０２rの入出力ポートＰＴ-saとデータ分割／合成部２０１rに供給する。また、送受信信号処理部２１１crは、上述のように受信特性を検出して検出結果を示す特性検出信号ＭＳcを制御部４０rに供給する。同様に、送受信部２１２drと接続される送受信信号処理部２１１drは、受信信号ＤＰdを処理して得られたストリームを信号選択部２０２rの入出力ポートＰＴ-scとデータ分割／合成部２０１rに供給する。また、受信特性の検出を行い、検出結果を示す特性検出信号ＭＳdを制御部４０rに供給する。
【００８８】
さらに、送受信信号処理部２１１cr，２１１drは、制御部４０rからモード制御情報ＣＣＳが供給されたとき、このモード制御情報ＣＣＳを送信装置に供給するため、モード制御情報ＣＣＳに基づき送信信号を生成して送受信部２１２crあるいは送受信部２１２drに供給する。
【００８９】
受信装置２４rの制御部４０rは、選択制御信号ＣＳaによって、信号選択部２２１cr，２２１drで選択する平面パッチアンテナの切り替えを行い、平面パッチアンテナ３１r-1を選択したときに送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給された特性検出信号ＭＳc，ＭＳdと、平面パッチアンテナ３１r-2を選択したときに送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給された特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき、受信特性が良好となる平面パッチアンテナを検出する。さらに、この検出した平面パッチアンテナを選択して通信を行うように選択制御信号ＣＳaを生成して信号選択部２２１cr，２２１drに供給する。
【００９０】
また、制御部４０rは、選択した平面パッチアンテナを用いた通信の際に、送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給された特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づいて、上述のようにモード制御情報ＣＣＳの生成を行う。また、特性検出信号ＭＳc，ＭＳdに基づき通信経路を選択して、選択した通信経路と対応する送受信信号処理部にモード制御情報ＣＣＳを供給する。さらに、制御部４０rは、送受信信号処理部２１１cr，２１１drから供給されたモード情報に基づき、選択制御信号ＣＳcを生成して信号選択部２０２rに供給して、送信装置２３tから送信されたデータストリームを受信データ出力ブロック２００rから正しく出力できるように、信号選択部２０２rの動作を制御する。なお、制御部４０rは、通信制御信号ＣＴrの生成も行う。
【００９１】
信号選択部２２１crは、制御部４０rから供給された選択制御信号ＣＳaに基づき、入出力ポートＰＴ-saあるいは入出力ポートＰＴ-sbに供給されたＲＦ信号を選択して、入出力ポートＰＴ-mから送受信部２１２crに供給する。すなわち、受信特性が良好と判別された平面パッチアンテナからのＲＦ信号を送受信部２１２crに供給する。同様に、信号選択部２２１drは、制御部４０rから供給された選択制御信号ＣＳaに基づき、入出力ポートＰＴ-saあるいは入出力ポートＰＴ-sbに供給されたＲＦ信号を選択して、受信特性が良好と判別された平面パッチアンテナからのＲＦ信号を送受信部２１２drに供給する。
【００９２】
信号選択部２０２rは、選択制御信号ＣＳcに基づき送受信信号処理部２１１crと送受信信号処理部２１１drおよびデータ分割／合成部２０１rの何れか１つを選択して、送受信信号処理部２１１crから供給されるストリーム、データ分割／合成部２０１rから供給されるストリーム、送受信信号処理部２１１drから供給されるストリームのいずれかを受信データストリームＤＲとして出力する。
【００９３】
また、図９では受信装置の構成を示したが、送信装置でダイバーシティ送信と通信動作モードの切り替えを行うこともできる。この場合、送信装置は、受信装置から供給された無線信号を受信して受信特性が良好なアンテナを判別し、この判別されたアンテナを用いて、上述の送信装置２３tの動作を行うものとすれば良い。
【００９４】
このように、ダイバーシティ方式の通信と通信動作モードの切り替えを合わせて行うものとすれば、さらに良好に通信を行うことができる。
【００９５】
図１０は、ダイバーシティ方式の通信と通信動作モードの切り替えを合わせて行う場合の受信装置の動作を示している。
【００９６】
ステップＳＴ２１で受信装置は、第１と第２の平面パッチアンテナで受信を行いステップＳＴ２２に進む。
【００９７】
ステップＳＴ２２で受信装置は、第１の平面パッチアンテナを用いたときの受信特性と第２の平面パッチアンテナを用いたときの受信特性を比較して、受信特性が良好である平面パッチアンテナを選択してステップＳＴ２３に進む。
【００９８】
ステップＳＴ２３で受信装置は、２つの通信経路の受信特性が共にアンテナ再選択基準特性よりも悪化しているか否かを判別する。すなわち、上述のように通信動作モードの切り替えの判別に用いた受信特性よりも悪化したレベルをアンテナ再選択基準特性（例えば通信を行うことができなくなってしまうような特性）として設定し、２つの通信経路の受信特性がアンテナ再選択基準特性よりも共に悪化しているときは、ステップＳＴ２１に戻る。また、他の場合にはステップＳＴ２４に進む。
【００９９】
ステップＳＴ２４で受信装置は、２つの通信経路の受信特性が共に所定の特性よりも良好であるか否かを判別する。ここで、２つの通信経路の受信特性が共に所定の特性よりも良好であるときにはステップＳＴ２５に進む。また、他の場合にはステップＳＴ２７に進む。
【０１００】
ステップＳＴ２５で受信装置は、２つの通信経路を介して供給されたサブストリームを合成してステップＳＴ２６に進む。ステップＳＴ２６で受信装置は、合成されたサブストリームを受信データストリームとして出力してステップＳＴ２３に戻る。
【０１０１】
ステップＳＴ２７で受信装置は、受信特性が良好である通信経路を用いて非分割モードへの切替要求を送信してステップＳＴ２８に進む。
【０１０２】
ステップＳＴ２８で受信装置は、受信した非分割モードのストリームを受信データストリームとして出力してステップＳＴ２９に進む。
【０１０３】
ステップＳＴ２９で受信装置は、ステップＳＴ２３と同様にして、２つの通信経路の受信特性が共にアンテナ再選択基準特性よりも悪化しているか否かを判別する。ここで、共にアンテナ再選択基準特性よりも悪化しているときにはステップＳＴ２１に戻り、他の場合にはステップＳＴ３０に進む。
【０１０４】
ステップＳＴ３０で受信装置は、分割モードへの切り替えがなされたか否かを判別する。ここで、分割モードへの切り替えがなされたことが示されたときは、ステップＳＴ２４に戻る。分割モードへの切り替えがなされていないときにはステップＳＴ２８に戻る。
【０１０５】
また、送信装置でダイバーシティ送信と通信動作モードの切り替えを行う場合には、受信装置から供給された無線信号を受信して、上述のステップＳＴ２１〜ＳＴ２３の処理を行い、その後、図８に示す送信装置の動作を行うものとすれば良い。
【０１０６】
このように、ダイバーシティ方式の通信と通信動作モードの切り替えを合わせて行うものとすれば、さらに良好に通信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上のように、本発明に係る無線通信システムと送信装置と受信装置および無線通信方法は、限られた周波数帯域で通信速度を高めるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】２給電式の平面パッチアンテナを用いた構成を示す図である。
【図３】２給電式の平面パッチアンテナの構成を示す斜視図である。
【図４】２給電式の平面パッチアンテナの構成を示す図である。
【図５】２つの平面パッチアンテナを設けた送信装置の構成の一部を示す図である。
【図６】ダイバーシティ受信を行う受信装置の構成の一部を示す図である。
【図７】受信特性に応じて通信動作モードを切り替える無線通信システムの構成を示す図である。
【図８】受信特性に応じて通信動作モードを切り替える場合の動作を示すフローチャートである。
【図９】ダイバーシティ受信と通信動作モードの切り替えを合わせて行う受信装置の構成の一部を示す図である。
【図１０】ダイバーシティ受信と通信動作モードの切り替えを合わせて行う場合の受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】ＭＩＭＯ通信を行う無線通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２０t，２１t，２３t・・・送信装置、２０r，２２r，２３r，２４r・・・受信装置、３０t・・・無線信号送信ブロック、３０r・・・無線信号受信ブロック、３１，３１-1，３１-2，３１at，３１bt，３１cr，３１dr，３１t，３１t-1，３１t-2，３１r，３１r-1，３１r-2，・・・アンテナ（平面パッチアンテナ）、３２，３２t-1，３２t-2，３２r-1，３２r-2・・・９０度ハイブリッド回路、４０t，４０r・・・制御部、５０t，５０r・・・通信装置、６０at，６０bt，６０cr，６０dr・・・アンテナ、２００t・・・送信データ処理ブロック、２００r・・・受信データ出力ブロック、２０１t，２０１r・・・データ分割／合成部、２０２t，２０２r・・・信号選択部、２１０t・・・送信処理ブロック、２１０r・・・受信処理ブロック、２１１at，２１１bt，２１１cr，２１１dr・・・送受信信号処理部、２１２，２１２a，２１２b、２１２at，２１２bt、２１２cr，２１２dr・・・送受信部、２２０r・・・信号選択ブロック、２２１cr，２２１dr・・・信号選択部、３００a・・・第１層、３００b・・・第２層、３００c・・・第３層、３０１，３０４・・・絶縁体、３０２、３０５・・・導体パターン、３０２fp1，３０２fp2・・・給電点、３０３・・・接地パターン、３０３p1，３０３p2・・・孔、３０６・・・回路領域、５０１・・・データ分割部、５０２，５０２a，５０２b，５０６・・・行列演算部、５０３a，５０３b・・・送信部、５０５c，５０５d・・・受信部、５０７・・・データ合成部
【図１】
2006254112.tif 000003
【図２】
2006254112.tif 000004
【図３】
2006254112.tif 000005
【図４】
2006254112.tif 000006
【図５】
2006254112.tif 000007
【図６】
2006254112.tif 000008
【図７】
2006254112.tif 000009
【図８】
2006254112.tif 000010
【図９】
2006254112.tif 000011
【図１０】
2006254112.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月28日(2006.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
ステップＳＴ５で送信装置は、通信経路の設定を行う。ここで、非分割モードへの切替要求は、後述するように受信特性の良好な通信経路を用いるものとすると、送信装置は、いずれの通信経路から非分割モード切替要求がなされたのかを判別することで、受信特性の良好な通信経路を判別できる。このため、送信装置は、非分割モードへの切替要求がなされた通信経路を、通信に使用する通信経路に設定してステップＳＴ６に進む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006254112.tif 000014
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006254112.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006254112.tif 000016
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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