(57)【要約】【課題】  空間多重されたチャネル上でパケット検出の待ち受け期間における消費電力並びにパケット受信時における消費電力を低減する。【解決手段】  受信待機状態では、複数の受信ブランチのうち１部の受信ブランチのみを用いてパケット検出を行ない、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させることにより、パケット検出待ち時における消費電力の低減を達成する。また、パケット受信状態では、ＭＩＭＯ伝送により空間多重された信号を受信するのに必要最低限の受信ブランチのみを動作させることにより、ＭＩＭＯ信号を受信する期間においても消費電力を低減させる。【選択図】  図５
2006042075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間多重により形成される複数の伝送チャネルを利用したパケット通信を行なう無線通信装置であって、
空間多重された無線信号を受信する複数の受信ブランチと、
各受信ブランチで受信された信号を処理する信号処理手段と、
受信動作状態に応じて各受信ブランチの起動及び停止を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
受信待機状態では、前記複数の受信ブランチのうち一部を用いてパケット検出を行なうとともに、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させ、
パケット検出に応答して受信待機状態からパケット受信状態に遷移し、受信待機状態で停止させていた受信ブランチを起動し、空間多重された信号の受信動作を行なわせる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、受信待機状態では、少なくとも１本の受信ブランチを用いてパケット検出を行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
一部の受信ブランチが起動する受信待機状態では、パケットの先頭における空間多重されていない信号部分を用いてパケット検出を行なう、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、パケット受信状態では、空間多重された信号の受信に必要な本数だけの受信ブランチを起動して受信処理を行なわせる、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記パケット受信状態において、
空間多重された信号の受信に必要な受信ブランチ数を判定する必要ブランチ数判定手段と、
必要ブランチ数の判定結果に基づいて、前記複数の受信ブランチのうち、空間多重された信号の受信に不要な受信ブランチを選択する不要ブランチ選択手段と、
不要ブランチとして選択された受信ブランチにおける受信動作を停止するブランチ停止手段と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記必要ブランチ数判定手段は、受信した空間多重パケットのヘッダ部における記載内容又はパケットの受信状態に基づいて、必要な受信ブランチ数を判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記不要ブランチ選択手段は、各受信ブランチにおける受信品質情報に基づいて、全受信ブランチ数と必要な受信ブランチ数の差分だけの受信ブランチを不要な受信ブランチとして選択する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記パケット受信状態において、当該パケットの送信先に自局が含まれないことを検出したことに応答して受信待機状態に遷移し、パケット検出を行なわない受信ブランチの受信動作を停止させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
パケットは、１本の受信ブランチでも受信可能なトレーニング・シーケンスと、１本の受信ブランチでも受信可能なＰＨＹヘッダと、複数の受信ブランチで受信して空間多重チャネルを測定するために空間多重チャネル毎に時分割送信されるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスと、ＭＩＭＯにより空間多重されたＭＩＭＯペイロードを備える、
ことを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記受信待機状態では、一部の受信ブランチを用いてトレーニング・シーケンスの検出によりパケットの検出を行なう、
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
パケットが検出されたことに応答して、パケット受信に必要な本数の受信ブランチで引き続きＰＨＹヘッダを復調・復号しながら、残りの受信ブランチも起動する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
ＭＩＭＯペイロードの先頭部分にパケットの宛先アドレスが記載されており、
すべての受信ブランチでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信するとともにＭＩＭＯペイロードの先頭部分に記載されているパケットの宛先アドレスを復調・復号し、
当該パケットの送信先に自局が含む場合にはそのまま受信動作を継続するが、自局が含まれない場合には、受信待機状態に遷移して、パケット検出を行なわない受信ブランチの受信動作を停止させる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記ＭＩＭＯペイロード部の復号を行なう前に、受信に必要な受信ブランチの本数を抽出し、該本数分の受信ブランチを起動し続ける、
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
送信された空間多重チャネル数に関する情報が前記ＰＨＹヘッダに記載されている場合、該空間多重チャネル数に基づいてＭＩＭＯトレーニング・シーケンス及び少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分の受信を行なう、
ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
送信された空間多重チャネル数に関する情報が前記ＰＨＹヘッダに記載されている場合、パケットを検出してから所定区間だけ必要な本数以上の受信ブランチで受信し続けて各々の受信品質情報を取得し、受信品質のよい方から必要な本数分だけの受信ブランチを選択して少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分の受信を行なう、
ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
受信品質情報の取得のため、前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの区間までは必要な本数以上の受信ブランチで受信し続ける、
ことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンス受信において空間多重チャネル数を検出するように定められている場合には、前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの区間までは必要な本数以上の受信ブランチで受信し続け、検出結果である空間多重チャネル数に相当する本数分だけの受信ブランチを用いて少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分の受信を行なう、
ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの区間までは必要な本数以上の受信ブランチで受信し、検出結果である空間多重チャネル数に相当する本数分だけの受信ブランチを受信品質に基づいて選択して少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分の受信を行なう、
ことを特徴とする請求項１８に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
複数の受信ブランチを用いて空間多重された伝送信号を受信処理するための無線通信方法であって、
前記複数の受信ブランチのうち一部を用いてパケット検出を行なうとともに、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させる受信待機ステップと、
パケット検出に応答して、受信待機状態で停止させていた受信ブランチを起動し、空間多重された信号の受信動作を行なうパケット受信ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２１】
前記受信待機ステップでは、少なくとも１本の受信ブランチを用いてパケット検出を行なう、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信方法。
【請求項２２】
前記受信待機ステップでは、一部の受信ブランチでパケットの先頭における空間多重されていない信号部分を用いてパケット検出を行なう、
ことを特徴とする請求項２１に記載の無線通信方法。
【請求項２３】
前記パケット受信ステップでは、空間多重された信号の受信に必要な本数だけの受信ブランチを起動して受信処理を行なう、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信方法。
【請求項２４】
前記パケット受信ステップは、
空間多重された信号の受信に必要な受信ブランチ数を判定する必要ブランチ数判定ステップと、
必要ブランチ数の判定結果に基づいて、前記複数の受信ブランチのうち、空間多重された信号の受信に不要な受信ブランチを選択する不要ブランチ選択ステップと、
不要ブランチとして選択された受信ブランチにおける受信動作を停止するブランチ停止ステップと、
を備えることを特徴とする請求項２３に記載の無線通信方法。
【請求項２５】
前記必要ブランチ数判定ステップでは、受信した空間多重パケットのヘッダ部における記載内容又はパケットの受信状態に基づいて、必要な受信ブランチ数を判定する、
ことを特徴とする請求項２４に記載の無線通信方法。
【請求項２６】
前記不要ブランチ選択ステップでは、各受信ブランチにおける受信品質情報に基づいて、全受信ブランチ数と必要な受信ブランチ数の差分だけの受信ブランチを不要な受信ブランチとして選択する、
ことを特徴とする請求項２４に記載の無線通信方法。
【請求項２７】
前記パケット受信ステップは、当該パケットの送信先に自局が含まれないことを検出したことに応答して、受信待機状態に遷移して、パケット検出を行なわない受信ブランチの受信動作を停止させるステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信方法。
【請求項２８】
複数の受信ブランチを用いて空間多重された伝送信号を受信処理するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記複数の受信ブランチのうち一部を用いてパケット検出を行なうとともに、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させる受信待機ステップと、
パケット検出に応答して、受信待機状態で停止させていた受信ブランチを起動し、空間多重された信号の受信動作を行なうパケット受信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成したＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信を行なうことにより伝送容量の拡大を行なう無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、空間多重されたＭＩＭＯ信号を受信する際の消費電力を低減する無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、パケット検出の待ち受け期間の消費電力並びに空間多重信号受信時における消費電力を低減する無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＡＮを始めとするコンピュータ・ネットワーキングにより、情報資源の共有や機器資源の共有を効率的に実現することができる。ここで、旧来の有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００４】
近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入が検討されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。
【０００５】
無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２（例えば、非特許文献２又は非特許文献３を参照のこと）やＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ（例えば、非特許文献４を参照のこと）、ｂ、ｇ…といった拡張規格又は上位規格が存在する。
【０００６】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格では、最大で、５４Ｍｂｐｓの通信速度を達成する変調方式をサポートしている。しかし、通信速度として、さらなる高ビットレートを実現できる無線規格が求められている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、実効スループットで１００ＭＢＰＳを越える高速な無線ＬＡＮ技術の開発を目指し、次世代の無線ＬＡＮ規格を策定している。
【０００７】
無線通信の高速化を実現する技術の１つとしてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信が注目を集めている。これは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路（以下、「ＭＩＭＯチャネル」とも呼ぶ）を実現することにより、伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成する技術である。ＭＩＭＯ通信は、空間多重を利用するので、周波数利用効率はよい。
【０００８】
図１６には、ＭＩＭＯ通信システムを概念的に示している。同図に示すように、送受信機の各々に複数のアンテナが装備されている。送信側では、複数の送信データを空間／時間符号して多重化しＭ本のアンテナに分配して、複数のＭＩＭＯチャネルに送出し、受信側では、チャネル経由でＮ本のアンテナにより受信した受信信号を空間／時間復号して受信データを得ることができる。この場合のチャネル・モデルは、送信機周りの電波環境（伝達関数）と、チャネル空間の構造（伝達関数）と、受信機周りの電波環境（伝達関数）で構成される。各アンテナから伝送される信号を多重する際、クロストーク（Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）が発生するが、受信側の信号処理により多重化された各信号をクロストーク無しに正しく取り出すことができる。
【０００９】
ＭＩＭＯ通信方式は、送信機において複数アンテナに送信データを分配して送出し、空間多重された複数の仮想的なＭＩＭＯチャネルを利用して伝送し、受信機では複数アンテナにより受信した信号から信号処理によって受信データを得るという、チャネルの特性を利用した通信方式であり、単なる送受信アダプティブ・アレーとは相違する。
【００１０】
ＭＩＭＯ伝送を実現する構成方法としてはさまざまな方式が提案されているが、アンテナのコンフィギュレーションに応じていかにしてチャネル情報を送受信間でやり取りするかが実装上の大きな課題となる。チャネル情報をやり取りするには、既知情報（プリアンブル情報）を送信側から受信側のみ伝送する方法が容易であり、この場合は送信機と受信機が互いに独立して空間多重伝送を行なうことになり、オープンループ型のＭＩＭＯ伝送方式と呼ばれる。また、オープンループ方式の発展形として、受信側から送信側にもプリアンブル情報をフィードバックすることによって、送受信間で理想的な空間直交チャネルを作り出すクローズドループ型のＭＩＭＯ伝送方式もある。
【００１１】
オープンループ型のＭＩＭＯ伝送方式として、例えばＶ−ＢＬＡＳＴ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｅｌｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｌａｙｅｒｅｄ Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ）方式を挙げることができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。また、クローズドループ型のＭＩＭＯ伝送の理想的な形態の１つとして、伝播路関数の特異値分解（ＳＶＤ：Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用したＳＶＤ−ＭＩＭＯ方式が知られている（例えば、非特許文献５を参照のこと）。
【００１２】
このように、ＭＩＭＯ伝送方式によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備えた送受信間で複数の空間多重チャネルを並列に用いることにより、限られた帯域幅を用いて、無線区間の伝送速度を向上させることができる。
【００１３】
ところが、受信側の消費電力の観点からは、ＭＩＭＯ伝送方式を導入することによる弊害が生じる。ＭＩＭＯ技術を導入しない、１つの送信器から送信された信号を受信する場合には、１つの受信器で概ね十分であり、この場合の受信側消費電力をＰ［Ｗ］とする。これに対し、ｎブランチの受信器を備えたＭＩＭＯ受信器を構成した場合、その受信電力を単純に計算するとＰ×ｎ［Ｗ］になる。すなわち、ＭＩＭＯ伝送方式では、ブランチ数を多くすることによってより多くのＭＩＭＯチャネルを形成し、限られた帯域幅で高速な伝送を実現することができるが、ブランチ数にほぼ比例して消費電力が増大する。
【００１４】
据え置きＴＶやＰＣのような外部電源からの給電により動作している機器の場合には格別問題にならないが、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）のようなバッテリ駆動の携帯機器については消費電力に応じてバッテリ寿命が変わることから、機器の使い勝手に影響する。また、商用ＡＣ電源により駆動する設置型の機器においても、環境若しくは社会生態学的な観点から、省電力化が求められている。
【００１５】
実際にＭＩＭＯを用いて空間多重された信号を受信する際には、この消費電力の増大はやむを得ない。ところが、無線通信機においては、データ伝送を行なっていない期間であっても、受信待機する、あるいはメディアの状態を監視する必要があるため、消費電力の問題がある。すなわち、受信器は大半の時間はパケット検出に費やされており、この期間にも複数の受信ブランチで受信待機を行なうと、浪費される電力は過大となる。
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−８４３２４号公報
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１、 １９９９  Ｅｄｉｔｉｏｎ、 Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【非特許文献２】ＥＴＳＩ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−１ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ１： Ｂａｓｉｃ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
【非特許文献３】ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−２ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ２： Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ） ｓｕｂｌａｙｅｒ
【非特許文献４】Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５ＧＨＺ  Ｂａｎｄ
【非特許文献５】ｈｔｔｐ：／／ｒａｄｉｏ３．ｅｅ．ｕｅｃ．ａｃ．ｊｐ／ＭＩＭＯ（ＩＥＩＣＥ＿ＴＳ）．ｐｄｆ（平成１５年１０月２４日現在）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成したＭＩＭＯ通信を行なうことにより伝送容量の拡大を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１８】
本発明のさらなる目的は、空間多重されたＭＩＭＯ信号を受信する際の消費電力を低減することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、パケット検出の待ち受け期間の消費電力並びに空間多重信号受信時における消費電力を低減することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、空間多重により形成される複数の伝送チャネルを利用したパケット通信を行なう無線通信装置であって、
空間多重された無線信号を受信する複数の受信ブランチと、
各受信ブランチで受信された信号を処理する信号処理手段と、
受信動作状態に応じて各受信ブランチの起動及び停止を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
【００２１】
本発明は、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって、空間多重を利用して複数の論理的なチャネルを形成した通信を行なうことにより伝送容量の拡大を行なうＭＩＭＯ伝送技術に関する。ＭＩＭＯ伝送方式によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備えた送受信間で複数の空間多重チャネルを並列に用いることにより、限られた帯域幅を用いて、無線区間の伝送速度を向上させることができる。
【００２２】
ところが、ＭＩＭＯ伝送方式では、通信動作に要する消費電力が使用するブランチ数にほぼ比例して増大するという問題がある。例えば、受信機においては、大半の時間でパケット検出を行なう受信待機が行なわれており、この期間にも複数の受信ブランチで受信待機を行なうと、浪費される電力は過大となる。
【００２３】
これに対し、本発明に係る無線通信装置によれば、受信待機状態では、前記複数の受信ブランチのうち一部のみを用いてパケット検出を行なうとともに、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させることにより、パケット検出待ち時における消費電力の低減を達成することができる。
【００２４】
パケット検出には、最低１本の受信ブランチを用いれば十分である。この場合、例えばパケットの先頭における空間多重されていない信号部分であれば、１本の受信ブランチでもパケット検出を行なうことができる。
【００２５】
また、本発明に係る無線通信装置は、パケット検出に応答してパケット受信状態に遷移し、受信待機状態で停止させていた受信ブランチを起動し、空間多重された信号の受信動作を行なわせるようにした。
【００２６】
ここで、ＭＩＭＯ伝送方式では、形成される空間多重チャネルの数は、最大で（すなわち理想的には）、送信側における送信ブランチ数と受信側における受信ブランチ数のうち少ない方に相当する。このため、受信側では、空間多重された伝送信号を受信処理するために、すべての受信ブランチを必要としない場合もある。
【００２７】
そこで、パケット受信状態では、空間多重された信号の受信に必要な本数だけの受信ブランチを起動して受信処理を行なわせるようにしてもよい。すなわち、ＭＩＭＯ伝送により空間多重された信号を受信するのに必要最低限の受信ブランチのみを動作させることにより、ＭＩＭＯ信号を受信する期間においても消費電力を低減させることができる。
【００２８】
パケット受信状態では、まず、空間多重された信号の受信に必要な受信ブランチ数を判定する。続いて、必要ブランチ数の判定結果に基づいて、複数の受信ブランチのうち、空間多重された信号の受信に不要な受信ブランチを選択する。そして、不要ブランチとして選択された受信ブランチにおける受信動作を停止するようにすればよい。
【００２９】
前記必要ブランチ数判定手段は、例えば、受信した空間多重パケットのヘッダ部における記載内容又はパケットの受信状態に基づいて、必要な受信ブランチ数を判定することができる。
【００３０】
また、前記不要ブランチ選択手段は、各受信ブランチにおける受信品質情報を取得し、全受信ブランチ数と必要な受信ブランチ数の差分だけの不要な受信ブランチを、受信品質のよくない方から選択することができる。ここで言う受信品質情報として、例えば、受信全電力、ＦＦＴ後のサブキャリアの振幅平坦度（但し、ＯＦＤＭ変調方式を採用する場合）、受信ブランチの各種組み合わせから推定したチャネル行列のランクあるいは行列式の大きさなどを用いることができる。
【００３１】
また、パケット受信状態において、当該パケットの送信先に自局が含まれないことを検出したことに応答して、受信待機状態に遷移し、パケット検出を行なわない受信ブランチの受信動作を停止させるようにする。この場合、空間多重パケットの無駄な受信のために不必要に受信ブランチを起動させることがなくなるので、消費電力を低減させることができる。
【００３２】
本発明に係る無線通信装置によれば、このように、パケット検出期間並びに空間多重されたパケットの受信期間を通じて平均的には消費電力を低減することが可能である。このように平均的に消費電力を低減することができる結果として、バッテリ駆動機器の場合にはバッテリのサイズや容量を小さくすることができるので、携帯型無線機器を小型・軽量で、低コストにすることができる。さらに、消費電力を平均的に低減することができることから、機器の発熱量を抑えることができるので、無線機器を小型化し、あるいは放熱設計に伴う設計・製作コストを削減することができる。
【００３３】
例えば、通信に用いられるパケット・フォーマットは、１本の受信ブランチでも受信可能なトレーニング・シーケンスと、１本の受信ブランチでも受信可能なＰＨＹヘッダと、複数の受信ブランチで受信して空間多重チャネルを測定するための、空間多重チャネル毎に時分割送信されるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスと、ＭＩＭＯにより空間多重されたＭＩＭＯペイロードを備えている。
【００３４】
このような場合、前記受信待機状態では、一部の受信ブランチを用いて空間多重されていないトレーニング・シーケンスを検出することによりパケットの検出を行なうことができる。そして、パケットが検出されたことに応答して、パケット受信に必要な本数の受信ブランチで引き続きＰＨＹヘッダを復調・復号しながら、それ以外の受信ブランチも起動するようにする。
【００３５】
また、ＭＩＭＯペイロードの先頭部分にパケットの宛先アドレスが記載されている場合もある。この場合、すべての受信ブランチでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信するとともにＭＩＭＯペイロードの先頭部分に記載されているパケットの宛先アドレスを復調・復号することにより、パケットの送信先を確認することができる。そして、当該パケットの送信先に自局が含む場合にはそのまま受信動作を継続し、自局が含まれない場合には、受信待機状態に遷移して、パケット検出を行なわない受信ブランチの受信動作を停止させるようにする。
【００３６】
なお、送信先のアドレスがＭＩＭＯペイロードの先頭（すなわちＭＡＣヘッダ）ではなく、ＰＨＹヘッダに記載されている場合には、パケット検出からＭＩＭＯペイロードの先頭部分に至るまですべての受信ブランチで受信動作を行なう必要がない。ＰＨＹヘッダで自局が送信先に含まれないことが分かった場合には、その時点で受信待機状態に遷移し、パケット検出を行なう以外の受信ブランチを停止することができる。
【００３７】
また、前記ＭＩＭＯペイロード部の復号を行なう前に、受信に必要な受信ブランチの本数を抽出し、該本数分の受信ブランチのみ起動し続けるようにしてもよい。例えば、送信された空間多重チャネル数に関する情報が前記ＰＨＹヘッダに記載されている場合には、パケットを検出してから所定区間だけ（例えば、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの区間までは）、必要な本数以上の受信ブランチで受信し続けて各々の受信品質情報を取得し、受信品質のよい方から必要な本数分だけの受信ブランチを選択して、以降のパケット部分の受信を行なう。例えば、パケットが自局宛てであるかどうかを判別するために、少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分（すなわちＭＡＣヘッダ）までは、必要な本数分の受信ブランチを用いて空間多重受信を行なうようにする。
【００３８】
また、前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンス受信において空間多重チャネル数を検出するように定められている場合には、前記ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの区間までは、必要な本数以上の受信ブランチで受信し続ける。そして、検出結果である空間多重チャネル数に相当する本数分だけの受信ブランチを受信品質に基づいて選択し、これらの受信ブランチを用いて少なくともＭＩＭＯペイロードの先頭部分の受信を行なうようにする。
【００３９】
また、本発明の第２の側面は、複数の受信ブランチを用いて空間多重された伝送信号を受信処理するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記複数の受信ブランチのうち一部を用いてパケット検出を行なうとともに、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させる受信待機ステップと、
パケット検出に応答して、受信待機状態で停止させていた受信ブランチを起動し、空間多重された信号の受信動作を行なうパケット受信ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４０】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る無線通信装置と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、空間多重されたＭＩＭＯ信号を受信する際の消費電力を低減することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、パケット検出の待ち受け期間の消費電力並びに空間多重信号受信時における消費電力を低減することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００４３】
本発明に係る無線通信装置によれば、受信待機状態では、必要最低限の受信ブランチのみを用いてパケット検出を行なうことにより、パケット検出待ち時における消費電力の低減を達成することができる。
【００４４】
また、本発明に係る無線通信装置によれば、通常のパケット受信動作期間においては、空間多重されたパケットの受信に不要となる受信ブランチの動作を停止することにより、消費電力を低減させることができる。
【００４５】
したがって、本発明によれば、パケット検出期間並びに空間多重されたパケットの受信期間を通じて平均的には消費電力を低減することが可能である。この結果、主電源として用いられるバッテリのサイズや容量を小さくすることができるので、携帯型無線機器を小型・軽量で、低コストにすることができる。
【００４６】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００４８】
本発明は、複数のアンテナを持つ送信機と複数のアンテナを持つ受信機が対となって信号を空間的に多重化して通信するＭＩＭＯ通信システムに関する。ＭＩＭＯ伝送方式によれば、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備えた送受信間で複数の空間多重チャネルを並列に用いることにより、限られた帯域幅を用いて、無線区間の伝送速度を向上させることができる。
【００４９】
図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を模式的に示している。
【００５０】
図示の例では、ｎ本のアンテナ１１−１、１１−２、…、１１−ｎと、アンテナ毎に設けられたそれぞれｎ本の送信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−ｎ及び受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎを備えている。各アンテナ１１−１、１１−２、…、１１−ｎからは他の無線通信装置宛ての信号が空間多重チャネルを利用して無線送信され、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を空間多重チャネル上から収集する。対応する送信ブランチ２０と受信ブランチ３０とは、アンテナ・スイッチ（図示しない）を介して各アンテナ１１に接続されており、送受信をともに並行しては行なえないものとする。
【００５１】
送信ブランチ２０は、送信信号を所定の変調方式で変調する変調器や、デジタル送信信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器などからなるＰＨＹ部２１と、アナログ送信信号を周波数変換してアップコンバートするアップコンバータ、アップコンバートされた送信信号の電力を増幅するパワーアンプ（ＰＡ）などからなるＲＦ部２２を備えている。
【００５２】
受信ブランチ３０は、アンテナ１１を介して他局から受信した信号を電圧増幅する低雑音アンプ（ＬＮＡ）や、電圧増幅された受信信号を周波数変換によりダウンコンバートするダウンコンバータ、自動利得制御器（ＡＧＣ）などからなるＲＦ部３２と、アナログ受信信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器、同期獲得のための同期処理、チャネル推定、所定の復調方式により復調処理する復調器など（いずれも図示しない）からなるＰＨＹ部３１で構成される。
【００５３】
チャネル特性取得部３３では、通信相手から送られてくるリファレンス信号を用いてチャネル行列Ｈを取得する。ＭＩＭＯ通信方式としてＳＶＤ−ＭＩＭＯなどのクローズドループを採用する場合には、さらにこのチャネル行列Ｈを特異値分解して、送信用重み行列Ｖと、受信用重み行列ＵHと、対角行列Ｄを得る。通信相手から所定の間隔毎にリファレンス信号が送られる場合には、チャネル特性取得部３３はその都度新しいチャネル行列Ｈに更新し、これを特異値分解する。
【００５４】
信号多重部３４は、チャネル特性取得部３３により取得されたチャネル行列Ｈに基づいて得られる各受信チャネル３０−１、３０−２、…、３０−ｎの受信重みを用いて、各受信チャネル３０−１、３０−２、…、３０−ｎにおける受信信号を重み付け多重する。ＳＶＤ−ＭＩＭＯ方式では、チャネル行列Ｈを特異値分解して得られる受信用重み行列ＵHを信号多重部３４に設定する。多重された受信信号は、送受信信号処理部４０によりデータ処理される。
【００５５】
また、送受信信号処理部４０から出力される送信データは、信号分離部２３において、送信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−ｎ毎の送信信号に分離される。ここで、クローズドループのＭＩＭＯ通信方式を採用するときには、送信ブランチ２０−１、２０−２、…、２０−ｎ毎の送信信号に送信重みが与えられる。例えば、ＳＶＤ−ＭＩＭＯ方式を採用する場合には、チャネル取得部３３により得られたチャネル行列Ｈを特異値分解した結果の送信用重み行列Ｖが通信相手からフィードバックされ、これを送信重みに用いる。
【００５６】
ＭＩＭＯ通信方式によれば、同様に複数の送受信アンテナを持つ無線通信装置を通信相手として、空間多重された複数の空間多重チャネルすなわちＭＩＭＯチャネルを得ることができる。ここで形成される空間多重チャネルの数は、最大で（すなわち理想的には）、送信側における送信ブランチ数と受信側における受信ブランチ数のうち少ない方に相当する。したがって、図１に示した無線通信装置が受信機として動作する場合の空間多重チャネル数ｋは、装備する受信ブランチ数ｎ以下となる。
【００５７】
ここで、ＭＩＭＯ伝送方式の無線通信装置では、複数のブランチを用いて通信動作することから、消費電力が使用するブランチ数にほぼ比例して増大するという問題がある。例えば、受信機においては、大半の時間でパケット検出を行なう受信待機が行なわれており、この期間にも複数の受信ブランチで受信待機を行なうと、浪費される電力は過大となる。
【００５８】
そこで、本実施形態に係る無線通信装置では、受信動作状態に応じて各受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎの起動及び停止を制御する通信制御部を備えている。図１には、図面の錯綜を防止するために、通信制御部を描いていない。
【００５９】
この通信制御部は、受信待機状態では、複数の受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎのうち一部のみを用いてパケット検出を行なうい、パケット検出を行なわない残りの受信ブランチの受信動作を停止させることにより、パケット検出待ち時における消費電力の低減を達成する。
【００６０】
また、ＭＩＭＯ伝送方式では、最大すなわち理想的には、送信側における送信ブランチ数と受信側における受信ブランチ数のうち少ない方に相当する空間多重チャネルが形成されるため、受信側ではすべての受信ブランチを必要としない場合もある。そこで、通信制御部は、パケット受信状態では、ＭＩＭＯ伝送により空間多重された信号を受信するのに必要最低限の受信ブランチのみを動作させることにより、ＭＩＭＯ信号を受信する期間においても消費電力を低減させるようにした。
【００６１】
図２には、通信制御部５０が各受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎの動作を制御する機能構成を模式的に示している。
【００６２】
通信制御部５０は、各受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎの通信動作を起動及び停止するための起動／停止制御信号を出力信号線として持ち、各受信ブランチ３０−１、３０−２、…、３０−ｎから受信品質測定信号を入力信号線として持つ。
【００６３】
また、通信制御部５０は、送受信信号処理部４０又は受信ブランチ３０−１からは、受信パケットの解析結果が供給される。ＰＨＹヘッダに受信すべき空間多重チャネル数が記載されているようなフォーマットの場合、ＰＨＹヘッダを復調・復号して得られた受信すべき空間多重チャネル数が受信ブランチ３０−１から通信制御部５０へ供給される。
【００６４】
図２に示す例では、単一の受信ブランチ３０−１がパケット検出用のブランチとして割り当てられる。通信制御部５０は、この受信ブランチ３０−１からパケット検出信号を入力している。
【００６５】
パケット検出を行なう受信待機状態では、通信制御部５０は、パケット検出を行なわない各受信ブランチ３０−２、…、３０−ｎの通信動作を停止する。
【００６６】
そして、通信制御部５０は、パケット検出中の受信ブランチ３０−１からパケット検出信号が入力されると、その他の各受信ブランチ３０−２、…、３０−ｎの通信動作を起動する。この結果、無線通信装置としては空間多重信号の受信が可能となる。
【００６７】
送受信信号処理部４０では、空間多重チャネルを介して受信したパケットの解析処理を行なう。そして、例えばＭＡＣヘッダ部において当該パケットの宛先アドレスを確認する。ここで、当該パケットが自局宛てである場合、あるいは自局を含むグループ宛てであることが判った場合には、このままパケットの受信を継続するために、通信制御部５０は、各受信ブランチ３０−２、…、３０−ｎを起動し続ける。
【００６８】
一方、当該パケットが自局宛てでも自局を含んだグループ宛てでもないことが判った場合には、パケットの受信を継続する必要がないので、通信制御部５０は、各受信ブランチ３０−２、…、３０−ｎの通信動作を停止し、受信ブランチ３０−１のみでパケットの検出を行なうパケット検出状態若しくは受信待機状態に遷移する。
【００６９】
また、自局宛てあるいは自局を含むグループ宛てのパケットの受信を行なう場合、受信ブランチ３０−１のＰＨＹ部又は送受信信号処理部４０では、空間多重チャネルを介して受信したパケットの解析処理を行ない、パケットの受信処理に必要な受信ブランチ数ｋを得る。例えば、ＰＨＹ部は、パケットのＰＨＹヘッダの記載、若しくはＭＩＭＯトレーニング・シーケンスに基づいて、パケットの受信処理に必要な受信ブランチ数ｋを得ることができる。
【００７０】
最大すなわち理想的な空間多重チャネルの数ｋは、送信側における送信ブランチ数と受信側における受信ブランチ数のうち少ない方に相当する。したがって、必要な受信ブランチ数ｋが所有するブランチ数ｎを下回る場合には、通信制御部５０は、不要なブランチ数（ｎ−ｋ）だけの受信ブランチの通信動作を停止する。各受信ブランチ３０−２、…、３０−ｎからそれぞれ得られる受信品質情報に基づいて、受信品質のよくない方から（ｎ−ｋ）本を不要な受信ブランチとして選択することができる。
【００７１】
図３には、ＭＩＭＯ伝送方式に適用されるパケット・フォーマットの一例を示している。同図の左側から右側に向かって時間的に順次送信されていくものとする。
【００７２】
最初に、１つの受信ブランチで受信できるトレーニング・シーケンス（トレーニング・シーケンスが配設され、次にＰＨＹヘッダが置かれ、その次に複数の空間多重チャネルから同時に送信される再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが配設され、その次にＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが空間多重チャネル毎に時分割で配設される（図示の例では、空間多重チャネル数を３としているので、それぞれの空間多重チャネルから１つずつ合計３つのＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを送ることにしている）。その後ろに、ＭＩＭＯ技術を用いて空間多重されたＭＩＭＯペイロードが配設される。ここで、ＭＩＭＯペイロード中で、時間的に概ね先頭と言えるところ（すなわちＭＡＣヘッダ）には、少なくともこのパケットの宛先アドレスが記載されているものとする。
【００７３】
ＰＨＹヘッダとＭＩＭＯトレーニングの間に配置された再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスは、本発明を実現する上で必要不可欠なものではないものの、特性を最適化する上で非常に有効である。
【００７４】
なお、図３に示したパケット・フォーマット例では、ＩＥＥＥ８０２．１１を念頭において構成され、パケットの宛先アドレスは、ＭＩＭＯペイロード先頭のＭＡＣヘッダに記載されるようになっているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、宛先アドレスをＰＨＹヘッダに記載することも可能である。後者の場合、ＰＨＹヘッダはすべての通信局で受信処理できるよう低速に送信されることから、８バイトのアドレス分のフィールドを追加するだけでも、ＰＨＹヘッダが巨大化し、時間的なオーバーヘッドが大きくなってしまう。その一方で、パケット検出後直ちに自局宛てであるかどうかを判断することができ、自局宛てでない場合には速やかに低消費電力化することができるという利点もある。
【００７５】
また、図３では、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスとして、１つの空間多重チャネルにおけるシーケンスを時分割で送信するような例を取り上げているが、本発明の要旨は必ずしもその構成に限定されるものではない。例えば、ＯＦＤＭ変調を用いたシステムの場合であれば、図４に示すように、ある時刻には複数の空間多重チャネルから同時にＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが送信されるものの、特定のサブキャリアについてみれば、１つの空間多重チャネルのみ送信されているような、いわゆるサブキャリア・インターリーブされ、且つ時分割されたＭＩＭＯトレーニング・シーケンスであっても構わない。図４に示した例では、空間多重チャネル数は３であり、時間的に３つ（乃至その整数倍）のＯＦＤＭシンボルでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが構成されている。
【００７６】
上記のようなパケット・フォーマットの信号を受信する際の受信動作について以下に説明する。
【００７７】
トレーニング・シーケンスとＰＨＹヘッダは、１つの空間多重チャネルのみで送信されており、受信側は、少なくとも１つの受信ブランチでこれを受信可能なように作られている。パケットを受信する際には、まずパケット検出処理により既知であるトレーニング・シーケンスを検出し、さらにこのトレーニング・シーケンスを用いて周波数オフセット、タイミング・オフセットの除去、並びに伝播チャネル推定、受信ＡＧＣ動作を行なうことになる。これらの処理後にＰＨＹヘッダを受信することができる。
【００７８】
ＰＨＹヘッダは、通信システムにおいてあらかじめ定められた変調方式、誤り訂正方式、符号化率などが用いられており、無線通信装置は無知識で（すなわち通信相手とのネゴシエーションなどの知識取得手続なしに）受信できるようになっている。このＰＨＹヘッダには、一般的に、このパケットの後半部、すなわちＭＩＭＯペイロードを復調・復号するために必要となる変調方式や、誤り訂正方式、符号化率、全データ長、空間多重チャネル数などを示すビットが含まれている。
【００７９】
但し、空間多重チャネル数に関しては、後述するように、ＰＨＹヘッダに含まれていないシステム設計もあり得る。そこで、本明細書では、空間多重チャネル数がＰＨＹヘッダに記載されていない場合については、別の実施形態として説明する。
【００８０】
ＰＨＹヘッダを受信した後に、すべての受信ブランチが起動して再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信し、最初から起動していたｍブランチは再ＡＧＣ動作を行ない、新しく動作を開始した（ｎ−ｍ）ブランチは新たにＡＧＣ動作を行なう。ＡＧＣが終わったところで、すべての受信ブランチは、既知であるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの受信を行なう。複数の空間多重チャネルに対応した複数のＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを複数の受信ブランチで受信することにより、伝播チャネル行列Ｈを得ることができ、これを用いてこれ以降の空間多重されたＭＩＭＯペイロードを分離することができる。
【００８１】
続いて、本発明の第１の実施形態について、図５を参照しながら説明する。同図に示す例では、送信される空間多重チャネル数を３とし、ＭＩＭＯ受信を行なう無線通信装置の受信ブランチ数ｎも３としている。
【００８２】
ＭＩＭＯパケットを受信する無線通信装置は、３本の受信ブランチ１〜３を備えているが、パケット検出モードにおいて、受信ブランチ１のみを用いてパケット検出を行なっている。実際にパケットが検出された場合、受信ブランチ１は、通信制御部５０にパケットを検出したことを伝える。この通知を受けた通信制御部５０は、停止中の受信ブランチ２並びに受信ブランチ３に対し、起動して再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング信号を受信する準備を行なうよう命令を発行する。
【００８３】
受信ブランチ１は、パケット検出信号を出力するとともに受信モードに移行する。そして、ＰＨＹヘッダを受信するとともに、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０に出力する。この通知を受けた通信制御部５０は再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスのタイミングをすべての受信ブランチ２〜３に渡す。各受信ブランチ１〜３は、そのタイミングを使って再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信し、ＡＧＣ動作を開始する。
【００８４】
ＡＧＣ終了後、受信ブランチ１はＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０へ出力する。通信制御部５０は、その他の受信ブランチ２〜３にそのタイミングでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信するよう命令し、すべての受信ブランチでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する。
【００８５】
ここで、図５に示す例では、受信ブランチ１によってパケットが検出された時点で、その他の受信ブランチ２〜３に対する起動信号が出力されているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの受信開始までに各受信ブランチ１〜３が正常に受信動作を開始することができればよいので、各受信ブランチに所要の起動時間、アナログ回路で構成されるＲＦ部３１からデジタル回路で構成されるＰＨＹ部３２までのレイテンシ、正常にＡＤＣが動作を開始するまでのレイテンシなどを考慮して、その起動信号を与えるタイミングを設定すればよい。
【００８６】
無線通信装置の受信系統では、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信したことによって得られる伝播チャネル行列を用いてＭＩＭＯペイロード部を復調・復号する。その際、ＭＡＣレイヤに相当する送受信信号処理部４０では、ＭＩＭＯペイロードのおおよそ先頭に付けられたＭＡＣヘッダ中の宛先アドレスを確認する。そして、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てであれば、送受信信号処理部４０は通信制御部５０に対し、すべての受信ブランチ１、〜３が受信を継続するように指示し、ＰＨＹヘッダで指定された所定の長さまでｎ個の受信ブランチで受信し続ける。そして、パケット受信が終わった時点で、通信制御部５０は受信ブランチ１のみをパケット検出待ち受けモードに遷移し、それ以外の受信ブランチにおける受信動作を停止状態（ｄｉｓａｂｌｅ）に戻す。
【００８７】
一方、ＭＩＭＯペイロード部のおおよそ先頭に付けられたＭＡＣヘッダ中の宛先アドレスを送受信信号処理部４０が確認し、当該パケットが自局宛て、若しくは自局を含むグループ宛てでないと判断された場合には、ＭＡＣヘッダ以降では、通信制御部５０は受信ブランチ１のみをパケット検出待ち受けモードに遷移し、それ以外の受信ブランチにおける受信動作を停止状態（ｄｉｓａｂｌｅ）に戻す。
【００８８】
図６には、後者の場合の動作を示している。図示のように、送受信信号処理部４０は、通信制御部５０に対し、当該パケットをこれ以上の継続受信は不必要である旨を通知する。この通知を受けた通信制御部５０は、受信ブランチ１のみをパケット検出待ち受けモードにし、それ以外の受信ブランチの受信動作を停止状態（ｄｉｓａｂｌｅ）に戻す。ここで、ＰＨＹヘッダで指定された所定の長さまでは、自局宛てでない（すなわち受信処理が不要である）パケットが継続することが分かっているので、パケット検出待ち受けモードに遷移した１つの受信ブランチでも、他の受信ブランチと同様に、そのパケット継続時間が終わるまではパケット検出を行なわないように制御して、さらに低消費電力化を図ることも可能である。
【００８９】
図７には、第１の実施形態における無線通信装置のパケット受信動作の手順をフローチャートの形式で示している。
【００９０】
無線通信装置では、パケット検出モードによりパケットの受信を待機する（ステップＳ１）。パケット検出モードでは、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【００９１】
ここで、無線通信装置が持つ送受信ブランチ数をｎとし、パケット検出を行なう受信ブランチ数をｍとすると（但し、ｍ＜ｎ）、パケット検出モード下では、（ｎ−ｍ）本の受信ブランチの受信動作が停止することになり、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【００９２】
そして、パケット検出モード下でパケットを検出すると（ステップＳ２）、パケット受信モードに遷移し、受信動作を停止していた（ｎ−ｍ）本の受信ブランチも起動する（ステップＳ３）。
【００９３】
このとき、パケット検出モード下でも受信動作を行なっていたｍ本の受信ブランチでは、受信したトレーニング・シーケンスを用いて周波数オフセット、タイミング・オフセット補正、ＡＧＣ動作などを行なう。
【００９４】
次いで、ｍ本の受信ブランチで、パケットのＰＨＹヘッダを受信する（ステップＳ４）。
【００９５】
次いで、すべての受信ブランチにおいて、再ＡＧＣ開始信号を受けて、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを用いた際ＡＧＣを実施する（ステップＳ５）。
【００９６】
次いで、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する（ステップＳ６）。
【００９７】
次いで、ＭＩＭＯペイロード中のＭＡＣヘッダを受信する（ステップＳ７）。ここで、ＭＡＣヘッダ中に記載されているＭＡＣアドレスをチェックし、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てであるかどうかを判別する（ステップＳ８）。
【００９８】
ここで、当該パケットが自局宛てでも自局を含むグループ宛てでない場合には、ステップＳ１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【００９９】
また、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てである場合には、すべての受信ブランチを用いてＭＩＭＯペイロードの受信を継続する（ステップＳ９）。
【０１００】
そして、当該パケットの受信が完了したら（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１０１】
続いて、図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明する。同図に示す例では、送信される空間多重チャネル数を３とし、ＭＩＭＯ伝送の受信側である無線通信装置が持つの受信ブランチ数ｎを４としている。この場合のＭＩＭＯ伝送路における最大の（すなわち理想的な）空間多重チャネル数ｋは３となり、受信ブランチ数ｎ（＝３）よりも少ない。
【０１０２】
ＭＩＭＯパケットを受信する無線通信装置は、４本の受信ブランチ１〜４を備えているが、パケット検出モードにおいて、受信ブランチ１のみを用いてパケット検出を行なっている。実際にパケットが検出された場合、受信ブランチ１は、通信制御部５０にパケットを検出したことを伝える。この通知を受けた通信制御部５０は、停止中の受信ブランチ２、受信ブランチ３、並びに受信ブランチ４に対し、起動して再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング信号を受信する準備を行なうよう命令を発行する。
【０１０３】
受信ブランチ１は、パケット検出信号を出力するとともに受信モードに移行する。そして、ＰＨＹヘッダを受信するとともに、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０に出力する。この通知を受けた通信制御部５０は、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスのタイミングをすべての受信ブランチ２〜４に渡す。各受信ブランチ１〜４は、そのタイミングを使って再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信し、ＡＧＣ動作を開始する。
【０１０４】
起動タイミングに関しては、図８に示す例では受信ブランチ１によってパケットが検出された時点でその他の受信ブランチ２〜４に対する起動信号が出力されているが、前述した第１の実施形態と同様に、他の実現方法も可能である。
【０１０５】
ＰＨＹヘッダに受信すべき空間多重チャネル数が記載されているようなフォーマットの場合、復調・復号して得られた受信すべき空間多重チャネル数が受信ブランチ１から通信制御部５０へ供給される。
【０１０６】
通信制御部５０は、現在起動している受信ブランチ数と、受信しなければならない空間多重チャネル数を比較する。そして、受信ブランチ数が空間多重チャネル数よりも多ければ、少なくとも受信ブランチ数が空間多重チャネル数よりも小さくならない範囲で、余分な受信ブランチ数を停止状態（ｄｉｓａｂｌｅ）に移行するように命令する。本実施形態では、無線通信装置が備えるＭＩＭＯ受信ブランチ数ｎ＝４に対し、空間多重チャネル数すなわち必要なブランチ数ｋ＝３であるので、通信制御部５０は、不要なブランチとして選択された受信ブランチ４に対し、受信動作を停止し、ｄｉｓａｂｌｅモードに戻るように指示している。
【０１０７】
ここで、図８に示した例では、すべての受信ブランチ１〜４におけるＡＧＣ終了前にＰＨＹヘッダの復調、復号が終わり、ＡＧＣ開始後、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンス受信開始信号が出力される前に受信ブランチ４をｄｉｓａｂｌｅにする制御信号が出力されている。但し、不要な受信ブランチの受信動作を停止するタイミングはこれに限定されるものではない。ＰＨＹヘッダの復調、復号のレイテンシによっては、一旦ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの受信を開始してから受信ブランチ４をｄｉｓａｂｌｅにする制御信号が出力される場合も考えられる。
【０１０８】
ＡＧＣ終了後、受信ブランチ１は、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０へと出力する。通信制御部５０は、受信ブランチ２〜３に対し、そのタイミングでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信するよう命令する。そして、起動中のすべての受信ブランチ１〜３はＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する。
【０１０９】
この後の受信方法については、本発明の第１の実施形態で説明したものと同様である。すなわち、ＭＡＣヘッダに記載されている宛先アドレスが自局宛て若しくは自局を含んだグループ宛てであれば３つの受信ブランチ１〜３が受信を続ける。また、パケットが自局宛てでも自局を含んだグループ宛てでなければ、図６に示した動作例と同様に、ＭＡＣアドレスが違っていることが判明した時点で、通信制御部５０が、２つの受信ブランチ２〜３をｄｉｓａｂｌｅにし、受信ブランチ１のみがパケット待ち受けモードに入るように制御を行なう。
【０１１０】
図９には、第２の実施形態における無線通信装置のパケット受信動作の手順をフローチャートの形式で示している。
【０１１１】
無線通信装置では、パケット検出モードによりパケットの受信を待機する（ステップＳ２１）。パケット検出モードでは、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１１２】
ここで、無線通信装置が持つ送受信ブランチ数をｎとし、パケット検出を行なう受信ブランチ数をｍとすると（但し、ｍ＜ｎ）、パケット検出モード下では、（ｎ−ｍ）本の受信ブランチの受信動作が停止することになり、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【０１１３】
そして、パケット検出モード下でパケットを検出すると（ステップＳ２２）、パケット受信モードに遷移し、受信動作を停止していた（ｎ−ｍ）本の受信ブランチも起動する（ステップＳ２３）。
【０１１４】
このとき、パケット検出モード下でも受信動作を行なっていたｍ本の受信ブランチでは、受信したトレーニング・シーケンスを用いて周波数オフセット、タイミング・オフセット補正、ＡＧＣ動作などを行なう。
【０１１５】
次いで、ｍ本の受信ブランチで、パケットのＰＨＹヘッダを受信する（ステップＳ２４）。
【０１１６】
次いで、すべての受信ブランチにおいて、再ＡＧＣ開始信号を受けて、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを用いた際ＡＧＣを実施する（ステップＳ２５）。
【０１１７】
次いで、ＰＨＹヘッダに記載されている空間多重チャネル数すなわち必要な受信ブランチ数ｎと、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎを大小比較する（ステップＳ２６）。ここでは、空間多重チャネル数ｋは、パケットのＰＨＹヘッダで受信されているものとする。
【０１１８】
ここで、必要な受信ブランチ数ｋが、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎよりも少ない場合には、通信制御部５０は、受信動作する受信ブランチ数をｋに設定し、余りの（ｎ−ｋ）本の受信ブランチを動作停止（ｄｉｓａｂｌｅ）にする（ステップＳ４１）。すなわち、不要な受信ブランチの受信動作が停止することになり、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【０１１９】
次いで、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する（ステップＳ２７）。
【０１２０】
次いで、ＭＩＭＯペイロード中のＭＡＣヘッダを受信する（ステップＳ２８）。ここで、ＭＡＣヘッダ中に記載されているＭＡＣアドレスをチェックし、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てであるかどうかを判別する（ステップＳ２９）。
【０１２１】
ここで、当該パケットが自局宛てでも自局を含むグループ宛てでない場合には、ステップＳ２１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１２２】
また、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てである場合には、すべての受信ブランチを用いてＭＩＭＯペイロードの受信を継続する（ステップＳ３０）。
【０１２３】
そして、当該パケットの受信が完了したら（ステップＳ３１）、ステップＳ２１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１２４】
図８に示した動作シーケンスでは、ＰＨＹヘッダを復号した結果として、空間多重チャネル数に対し余分と判断された受信ブランチ４を速やかにｄｉｓａｂｌｅにするように説明した。上述の説明では、余分な受信ブランチをどのようにして判断するかについては特に言及していない。
【０１２５】
例えば、無線通信装置が備えるすべての受信ブランチにおける受信品質を考慮し、検出されたパケットの受信品質が良好でない順に、不要な受信ブランチを選択していくことができる。この場合、通信制御部５０は、ｎ本の受信ブランチの中から、当該パケットの受信品質の良いｋ本だけ受信動作を継続させ、残りの（ｎ−ｋ）本をｄｉｓａｂｌｅにするように制御する。
【０１２６】
ここで、品質情報としては、受信全電力、ＦＦＴ後のサブキャリアの振幅平坦度、受信ブランチの各種組み合わせから推定したチャネル行列のランクあるいは行列式の大きさなどが考えられる。
【０１２７】
図１０には、不要な受信ブランチを判断するための処理を含んだ場合の、無線通信装置のパケット受信動作の手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順では、図９に示したフローチャートにおいて、空間多重チャネル数ｋに対し余りの（ｎ−ｋ）本分の受信ブランチがある場合に、使用する受信ブランチを選択するための処理ステップが付加されている。
【０１２８】
空間多重チャネル数すなわち必要な受信ブランチ数ｎと、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎを大小比較した結果（ステップＳ２６）、必要な受信ブランチ数ｋが、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎよりも少ない場合には、通信制御部５０は、まず、各受信ブランチの受信品質を評価する（ステップＳ５１）。そして、受信品質の上位ｋ本の受信ブランチ数を選択して受信動作を継続させるとともに、受信品質が下位となる（ｎ−ｋ）本の受信ブランチを動作停止（ｄｉｓａｂｌｅ）にする（ステップＳ５２）。不要な受信ブランチの受信動作が停止することにより、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【０１２９】
検出されたパケットの受信品質に基づいて不要な受信ブランチを判別する場合、パケット受信の動作シーケンスにおいて、ｎ本すべての受信ブランチについての受信品質を取得するための処理を行なう必要がある。
【０１３０】
図１１には、この場合の動作シーケンス例を示している。図示の例では、空間多重チャネル数ｋに対し余剰の受信ブランチ数（ｎ−ｋ）があると判明した場合であっても、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスまではそのままｎ（＝４）本すべての受信ブランチ１〜４で受信し続け、各受信ブランチ１〜４における当該パケットの受信品質情報を取得する。品質情報としては、受信全電力、ＦＦＴ後のサブキャリアの振幅平坦度、受信ブランチの各種組み合わせから推定したチャネル行列のランクあるいは行列式の大きさなどを扱う。
【０１３１】
そして、図１１に示す例では、ｎ−ｋ＝１であり、受信品質が良好でない受信ブランチ４が不要と判断され、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンス以後に受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）し、ＭＩＭＯペイロードの受信動作を行なわない。
【０１３２】
図８に示した動作例では、不要な（ｎ−ｋ）本の受信ブランチは再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニングまでしか受信動作を行なわないのに対し、図１１に示した動作例ではすべての受信ブランチがその後のＭＩＭＯトレーニング・シーケンスまで受信動作を行なっている点で、両者は相違する。後者の場合、不要な受信ブランチの受信動作が継続する分だけ低消費電力の効果は少なくなるが、より良好な受信ブランチでＭＩＭＯペイロードの受信を行なうことができるので、通信品質が向上する。
【０１３３】
続いて、図１２を参照しながら、本発明の第３の実施形態について説明する。同図に示す例では、送信される空間多重チャネル数を３とし、ＭＩＭＯ伝送の受信側である無線通信装置が持つの受信ブランチ数ｎを４としている。この場合のＭＩＭＯ伝送路における最大の（すなわち理想的な）空間多重チャネル数ｋは３となり、受信ブランチ数ｎ（＝３）よりも少ない。
【０１３４】
上述した第２の実施形態では、送信されるパケットの空間多重チャネル数がＰＨＹヘッダ中のビットに記載されていることを前提としている。これに対し、本実施形態では、他の方法によって空間多重チャネル数を検出する場合に適用されるものである。例えば、パケット・フォーマットとして、ＰＨＹヘッダに空間多重チャネル数を記載せず、代わりにＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの符号系列によって空間多重チャネル数が示されるように設計することができる。具体的には、空間多重チャネル数に応じてＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの符号系列が異なっているように設計されている。この場合、パケットの受信側では、各符号系列に対応する複数の相関器を備え、入力されるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスとの相互相関を並列的にとり、相関値のピークが最も高くなるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスに対応した空間多重チャネルを検出することができる。
【０１３５】
ＭＩＭＯパケットを受信する無線通信装置は、４本の受信ブランチ１〜４を備えているが、パケット検出モードにおいて、受信ブランチ１のみを用いてパケット検出を行なっている。実際にパケットが検出された場合、受信ブランチ１は、通信制御部５０にパケットを検出したことを伝える。この通知を受けた通信制御部５０は、停止中の受信ブランチ２、受信ブランチ３、並びに受信ブランチ４に対し、起動して再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング信号を受信する準備を行なうよう命令を発行する。
【０１３６】
受信ブランチ１は、パケット検出信号を出力するとともに受信モードに移行する。そして、ＰＨＹヘッダを受信するとともに、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０に出力する。この通知を受けた通信制御部５０は、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスのタイミングをすべての受信ブランチ２〜４に渡す。各受信ブランチ１〜４は、そのタイミングを使って再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信しＡＧＣ動作を開始する。
【０１３７】
起動タイミングに関しては、図１２に示す例では受信ブランチ１によってパケットが検出された時点でその他の受信ブランチ２〜４に対する起動信号が出力されているが、前述した第１及び第２の各実施形態と同様に、他の実現方法も可能である。
【０１３８】
ＡＧＣ終了後、受信ブランチ１は、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが始まるタイミングを通信制御部５０へと出力する。通信制御部５０は、受信ブランチ２〜４に対し、そのタイミングでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信するよう命令し、全受信ブランチ１〜４はＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する。本実施形態では、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの符号系列によって空間多重チャネル数が示されていることから、第２の実施形態（図８を参照のこと）とは相違し、すべての受信ブランチでＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する必要がある。
【０１３９】
空間多重チャネル数に応じてＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの符号系列が異なっている。各受信ブランチ１〜４が受信したＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを、各符号系列に対応する複数の相関器を備えた空間多重チャネル数検出器（図１３を参照のこと）に入力する。そして、各受信ブランチ１〜４が受信したＭＩＭＯトレーニング・シーケンスとの相互相関を並列的にとり、相関値のピークが最も高くなるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスに対応した空間多重チャネル数を検出することができる。得られた空間多重チャネル数が通信制御部５０に入力される。
【０１４０】
通信制御部５０は、現在起動している受信ブランチ数ｍと、受信しなければならない空間多重チャネル数ｋを比較して、受信ブランチ数ｍが空間多重チャネル数ｋよりも多ければ、少なくとも受信ブランチ数ｍが空間多重チャネル数ｋよりも小さくならない範囲で、余分な（ｍ−ｋ）本分の受信ブランチを受信停止（ｄｉｓａｂｌｅ）に移行するように命令を発行する。本実施形態では、ＭＩＭＯ受信ブランチ数ｎ＝４に対し、空間多重チャネル数すなわち必要なブランチ数ｋ＝３である。したがって、通信制御部５０は、受信ブランチ４に対し、受信動作を停止しｄｉｓａｂｌｅモードに戻るように指示する。
【０１４１】
この後の受信方法については、本発明の第１の実施形態で説明したものと同様である。すなわち、ＭＡＣヘッダに記載されている宛先アドレスが自局宛て若しくは自局を含んだグループ宛てであれば３つの受信ブランチ１〜３が受信を続ける。また、パケットが自局宛てでも自局を含んだグループ宛てでなければ、図６に示した動作例と同様に、ＭＡＣアドレスが違っていることが判明した時点で、通信制御部５０が、２つの受信ブランチ２〜３をｄｉｓａｂｌｅにし、受信ブランチ１のみがパケット待ち受けモードに入るように制御を行なう。
【０１４２】
図１４には、第３の実施形態における無線通信装置のパケット受信動作の手順をフローチャートの形式で示している。
【０１４３】
無線通信装置では、パケット検出モードによりパケットの受信を待機する（ステップＳ６１）。パケット検出モードでは、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１４４】
ここで、無線通信装置が持つ送受信ブランチ数をｎとし、パケット検出を行なう受信ブランチ数をｍとすると（但し、ｍ＜ｎ）、パケット検出モード下では、（ｎ−ｍ）本の受信ブランチの受信動作が停止することになり、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【０１４５】
そして、パケット検出モード下でパケットを検出すると（ステップＳ６２）、パケット受信モードに遷移し、受信動作を停止していた（ｎ−ｍ）本の受信ブランチも起動する（ステップＳ６３）。
【０１４６】
このとき、パケット検出モード下でも受信動作を行なっていたｍ本の受信ブランチでは、受信したトレーニング・シーケンスを用いて周波数オフセット、タイミング・オフセット補正、ＡＧＣ動作などを行なう。
【０１４７】
次いで、ｍ本の受信ブランチで、パケットのＰＨＹヘッダを受信する（ステップＳ６４）。
【０１４８】
次いで、すべての受信ブランチにおいて、再ＡＧＣ開始信号を受けて、再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを用いた際ＡＧＣを実施する（ステップＳ６５）。
【０１４９】
次いで、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信する（ステップＳ６６）。
【０１５０】
次いで、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスから検出される空間多重チャネル数すなわち必要な受信ブランチ数ｎと、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎを大小比較する（ステップＳ６７）。ここでは、空間多重チャネル数ｋは、パケットのＰＨＹヘッダで受信されているものとする。
【０１５１】
ここで、必要な受信ブランチ数ｋが、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎよりも少ない場合には、通信制御部５０は、受信動作する受信ブランチ数をｋに設定し、余りの（ｎ−ｋ）本の受信ブランチを動作停止（ｄｉｓａｂｌｅ）にする（ステップＳ８１）。すなわち、不要な受信ブランチの受信動作が停止することになり、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【０１５２】
次いで、ＭＩＭＯペイロード中のＭＡＣヘッダを受信する（ステップＳ６８）。ここで、ＭＡＣヘッダ中に記載されているＭＡＣアドレスをチェックし、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てであるかどうかを判別する（ステップＳ６９）。
【０１５３】
当該パケットが自局宛てでも自局を含むグループ宛てでない場合には、ステップＳ６１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１５４】
また、当該パケットが自局宛て若しくは自局を含むグループ宛てである場合には、すべての受信ブランチを用いてＭＩＭＯペイロードの受信を継続する（ステップＳ７０）。
【０１５５】
そして、当該パケットの受信が完了したら（ステップＳ７１）、ステップＳ５１に戻る。すなわち、パケット検出モードに復帰し、一部の受信ブランチのみを用いてパケットの受信を試み、その他の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）する。
【０１５６】
図１４に示した動作手順では、空間多重チャネル数すなわち必要な受信ブランチ数ｋと、自分が備えている受信ブランチ数ｍとを比較し、余分と判断された数だけの任意の受信ブランチの受信動作を停止（ｄｉｓａｂｌｅ）にする。ここでは、すべてのＭＩＭＯトレーニング・シーケンスをｎ本すべての受信ブランチで受信し、各符号系列に対応する複数の相関器を備えた空間多重チャネル数検出器（図１３を参照のこと）が、各受信ブランチで受信したＭＩＭＯトレーニング・シーケンスとの相互相関を並列的にとり、相関値のピークが最も高くなるＭＩＭＯトレーニング・シーケンスに対応した空間多重チャネル数を検出するように構成されている。
【０１５７】
また、余分な受信ブランチを停止させる再に、各受信ブランチの受信品質を考慮するようにしてもよい。ｎ本の受信ブランチ中から品質の良いｋ本だけ受信を継続させ、残りの（ｎ−ｋ）本をｄｉｓａｂｌｅにするように制御しても良い。ここで、品質情報としては、受信全電力、ＦＦＴ後のサブキャリアの振幅平坦度、受信ブランチの各種組み合わせから推定したチャネル行列のランクあるいは行列式の大きさなどが考えられる（同上）。
【０１５８】
図１５には、不要な受信ブランチを判断するための処理を含んだ場合の、無線通信装置のパケット受信動作の手順をフローチャートの形式で示している。この動作手順では、図１４に示したフローチャートにおいて、空間多重チャネル数ｋに対し余りの受信ブランチ（ｎ−ｋ）がある場合に、使用する受信ブランチを選択するための処理ステップが付加されている。
【０１５９】
空間多重チャネル数すなわち必要な受信ブランチ数ｎと、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎを大小比較した結果（ステップＳ６７）、必要な受信ブランチ数ｋが、無線通信装置が持つ受信ブランチ数ｎよりも少ない場合には、通信制御部５０は、まず、各受信ブランチの受信品質を評価する（ステップＳ９１）。そして、受信品質の上位ｋ本の受信ブランチ数を選択して受信動作を継続させるとともに、受信品質が下位となる（ｎ−ｋ）本の受信ブランチを動作停止（ｄｉｓａｂｌｅ）にする（ステップＳ９２）。不要な受信ブランチの受信動作が停止することにより、その分だけ低消費電力の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１６１】
本発明は、ＳＶＤ−ＭＩＭＯ方式を始めとして、空間多重してデータ伝送を行なうさまざまな無線通信システムに適用し、無線通信装置におけるパケット検出時の消費電力、並びに平均的な消費電力を低減することができる。
【０１６２】
また、本明細書では、「空間多重チャネル（ｓｐａｔｉａｌ ｓｔｒｅａｍ）」という言葉を用いているが、一般的なＭＩＭＯ伝送方式では、１つの送信ブランチから１つの空間多重チャネルが送信されるので、「１つのアンテナからの送信信号」といったような表現が用いられることもある。しかしながら、例えばｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇを行なうようなシステムでは複数の送信アンテナを用いて１つの送信信号（＝空間多重チャネル）を形成することがあり、より一般化した表現として「空間多重チャネル」という用語を理解されたい。
【０１６３】
ちなみに、Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇの例として、相手側からのフィードバック情報によらず、送信側で勝手にビームの向きを決めるようなＣｙｃｌｉｃ ｄｅｌａｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＣＤＤ）や、本明細書の段落［００１１］にて記載しているような、相手側からのフィードバック情報を用いてビームを最適に制御するＳＶＤ−ＭＩＭＯが挙げられる。
【０１６４】
本明細書で説明した各実施形態では、ＰＨＹヘッダの直後に全空間多重チャネルにまたがる再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが付けられているが、本発明の要旨はその構成に限られるものではない。再ＡＧＣのためのＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが存在しない場合には、パケット検出モード下で受信動作を停止している（ｎ−ｍ）本の受信ブランチは、ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスを受信開始する際に、何らかの手段で受信信号振幅レベルを決定しておかなければならない。既に動作しているｍ受信ブランチのＡＧＣの利得を用いる、あるいはその時点に受信できる１つの空間多重チャネルの振幅を用いて（ｎ−ｍ）受信ブランチのＡＧＣ利得を決定しなければならないことになる。これは、全く動作しない訳ではないもの、各空間多重チャネルからの信号は受信ブランチに独立な信号レベルで届くことが起こり得るのため、ＡＧＣが最適なレベルで掛かられる保証は無く、受信特性と言う観点から、最適なフレーム・フォーマットとは言えない。このように特性を最適化するという観点から、本明細書で説明した各実施形態では、図３に示したように、ＰＨＹヘッダの直後に全空間多重チャネルにまたがる再ＡＧＣ用ＭＩＭＯトレーニング・シーケンスが存在することを仮定している。
【０１６５】
また、本明細書で説明した各実施形態では、最初のパケット検出を１つの受信ブランチで行なうようにしているが、これを２本以上、多くともすべての受信ブランチ数よりも少なくしておくことも可能である。このように構成した場合、低消費電力化の効果は小さくなるが、より低い受信ＳＮＲであってもパケットを発見し受信することが可能になることから、低ＳＮＲ環境下で、低ビットレート通信を行なうような場合には有効である。
【０１６６】
また、本明細書で説明した各実施形態では、受信信号が来ない限り無線通信装置は常にパケット検出モードで動作し、少なくとも１本の受信ブランチが起動しているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、スリープ状態がさらに定義され、一定時間おきにパケット検出を行なうようにし、このパケット検出動作を上述のように一部の受信ブランチのみ起動して行なうようにしてもよい。
【０１６７】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、通信制御部５０が各受信ブランチの動作を制御する機能構成を模式的に示した図である。
【図３】図３は、ＭＩＭＯ伝送方式に適用されるパケット・フォーマットの一例を示した図である。
【図４】図４は、サブキャリア・インターリーブされたＭＩＭＯトレーニング・シーケンスの構成例を示した図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置のパケット受信動作の手順を示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置のパケット受信動作の手順を示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、不要な受信ブランチを判断するための処理を含んだ無線通信装置のパケット受信動作手順を示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１０に示した処理手順により実現される動作シーケンス例を示した図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態を説明するための図である。
【図１３】図１３は、空間多重数検出器の構成例を示した図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施形態に係る無線通信装置のパケット受信動作の手順を示したフローチャートである。
【図１５】図１５は、不要な受信ブランチを判断するための処理を含んだ無線通信装置のパケット受信動作手順を示したフローチャートである。
【図１６】図１６は、ＭＩＭＯ通信システムの構成を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１１…アンテナ
２０…送信ブランチ
２１…ＰＨＹ部
２２…ＲＦ部
２３…信号分離部
３０…受信ブランチ
３１…ＰＨＹ部
３２…ＲＦ部
３３…チャネル特性取得部
３４…信号多重部
４０…送受信信号処理部
５０…通信制御部
【図１】
2006042075.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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