(57)【要約】【課題】本発明の一実施形態は、個別に情報が割り当てられた、複数の特性の異なる偏波を用いて無線通信を行うことにより、伝送レートを向上する。【解決手段】本発明の一態様としての無線通信装置は、特性が異なる複数の偏波を送信に用いる無線通信装置であって、偏波送信部を備える。偏波送信部は、前記特性が異なる複数の偏波から、伝送対象のビット列の一部に対応する偏波を選択し、選択された偏波により、前記伝送対象のビット列の残りの一部を送信する。【選択図】図１
2019161611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性が異なる複数の偏波を送信に用いる無線通信装置であって、
前記特性が異なる複数の偏波から、伝送対象のビット列の一部に対応する偏波を選択し、
選択された偏波により、前記伝送対象のビット列の残りの一部を送信する
偏波送信部
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記伝送対象のビット列を、変調に用いられるビット列と、変調に用いられないビット列と、に分けるビット列分割部と、
前記変調に用いられるビット列から、変調信号を生成する変調信号生成部と、
をさらに備え、
前記伝送対象のビット列の前記一部が前記変調に用いられないビット列であり、
前記伝送対象のビット列の前記残りの一部が前記変調に用いられるビット列である
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記変調信号生成部は、周波数分割多重方式、時間分割多重方式、および符号分割多重方式のいずれかを用いて、前記変調に用いられるビット列を変調することにより、前記変調信号を生成する
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記変調信号生成部は、位相偏移変調、直交振幅変調、周波数偏移変調、および振幅偏移変調のいずれかにより、前記変調に用いられるビット列を変調することにより、前記変調信号を生成する
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記特性には、直線偏波の向きが含まれ、
前記偏波送信部が、前記伝送対象のビット列の前記一部が示す値に応じて、前記直線偏波の向きを変える
請求項２ないし４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記直線偏波の向きが全て、０度から９０度の範囲内である
請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記直線偏波の向きと９０度との差分の絶対値が全て異なる
請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記特性には、偏波の種類が含まれ、
前記偏波送信部が、前記伝送対象のビット列の前記一部が示す値に応じて、偏波の種類を変化させる
請求項２ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
他の無線通信装置からの偏波を受信することにより、前記他の無線通信装置から伝送対象のビット列を受信する無線通信装置であって、
受信された偏波に含まれる変調信号からビット列を復調する復調部と、
前記受信された偏波の特性を推定する偏波特性推定部と、
復調されたビット列と、推定された特性に対応するビット列と、を統合することにより、前記伝送対象のビット列を算出するビット列統合部と、
を備える無線通信装置。
【請求項１０】
前記受信された偏波の電力を測定する偏波測定部
をさらに備え、
前記受信された偏波が全て直線偏波であり、
前記偏波特性推定部が、測定された電力のみに基づき、前記直線偏波の向きを推定し、
前記ビット列統合部が、復調されたビット列と、推定された前記直線偏波の向きに対応するビット列と、を統合することにより、前記伝送対象のビット列を算出する
請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
特性が異なる複数の偏波を用いる無線通信装置が行う無線通信方法であって、
特性が異なる複数の偏波から、伝送対象のビット列の一部に対応する偏波を選択するステップと、
選択された偏波により、前記伝送対象のビット列の残りの一部を送信するステップと、
を備える無線通信方法。
【請求項１２】
特性が異なる複数の偏波を用いる無線通信装置が行う無線通信方法であって、
受信信号を復調することにより、復調ビット列を検出するステップと、
前記受信信号の電力または位相に基づき、前記複数の偏波のいずれにより、前記受信信号が送られたかを推定し、推定された偏波に対応する偏波ビット列を導出するステップと、
前記復調ビット列と、前記偏波ビット列と、を統合することにより、伝送されたビット列を導出するステップと、
を備える無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信装置および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第５世代移動通信システムのバックホール回線においては、数１０Ｇｂｐｓ以上の高速通信が要求されている。そのため、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｕｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｕｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）の固有モード伝送、直交偏波といった、空間的に信号を直交させて伝送レートを上げる技術の適用が検討されている。
【０００３】
当該技術では、基本的に、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）系統が複数あることにより、伝送レートが上昇する。しかし、ＲＦ系統数を増やすと、コストの増加が問題となる。また、ＲＦ系統数を増やさずに伝送レートを上げる空間変調という技術もあるが、当該技術ではアンテナ素子を増やす必要があるために、アンテナ素子の間隔を広げるためのスペース確保が問題となる。このような問題があるため、伝送レートの向上のための新たな仕組みが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４２３３３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍ．  Ｄ．  Ｒｅｎｚｏ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  ＭＩＭＯ：  Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ，  Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ，  ａｎｄ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ，  ｖｏｌ．  １０２，  ｎｏ．  １，  Ｊａｎ．  ２０１４，  ｐｐ．  ５６−１０３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態は、個別に情報が割り当てられた、複数の特性の異なる偏波を用いて無線通信を行うことにより、伝送レートを向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としての無線通信装置は、特性が異なる複数の偏波を送信に用いる無線通信装置であって、偏波送信部を備える。偏波送信部は、前記特性が異なる複数の偏波から、伝送対象のビット列の一部に対応する偏波を選択し、選択された偏波により、前記伝送対象のビット列の残りの一部を送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図。
【図２】分配規則の例を示す図。
【図３】変調信号生成部の内部構成の一例を示す図。
【図４】偏波の特性の調整を説明する図。
【図５】円偏波の特性の違いを説明する図。
【図６】楕円偏波の特性の違いを説明する図。
【図７】伝送ビット列が、特性が異なる偏波により送られることを示す概念図。
【図８】偏波送信部の内部構成の一例を示す図。
【図９】伝送ビット列の送信の処理の概略フローチャートの一例を示す図。
【図１０】第２の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図。
【図１１】偏波測定部の内部構成の一例を示す図。
【図１２】変調信号生成部の内部構成の一例を示す図。
【図１３】偏波の特性の推定を説明する図。
【図１４】角度θの範囲を０度から１８０度までとした場合における偏波の特性の推定を説明する図。
【図１５】伝送ビット列の受信の処理の概略フローチャートの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図である。第１の実施形態に係る無線通信装置１は、信号処理部１１と、記憶部１２と、信号送信部１３と、複数のアンテナ１４と、を備える。信号送信部１３は、ビット列分割部１３１と、変調信号生成部１３２と、偏波送信部１３３と、を備える。
【００１１】
無線通信装置１は、送信側であり、伝送するデータを変調して送信する。以降、無線通信装置１を送信装置１と記載する。但し、送信装置１は、送信のみを行うわけではなく、受信を行ってもよい。
【００１２】
また、送信装置１は、特性が異なる複数の偏波を送信に用いて、無線通信を行う。偏波の特性には、例えば、直線偏波、円偏波、楕円偏波といった偏波の種類（形状）が含まれる。また、横断面における直線偏波の向きといった、偏波の属性も含まれる。
【００１３】
偏波の特性それぞれには、対応するビット列が無線通信を行う前に決定されている。ゆえに、偏波の特性そのものが情報を示すこととなる。これにより、偏波を受信した受信側の無線通信装置は、受信した信号が示す情報に加えて、偏波の特性が示す情報を取得することができる。このようにして、無線通信において、伝送レートを向上することができる。また、伝送レートの向上に伴って、ＲＦ系統数の低減、素子占有面積の効率化などの効果を得ることができる。
【００１４】
送信装置１の処理の詳細について、内部構成とともに説明する。なお、ここでは、特性の異なる偏波を用いて、無線通信を行うための構成を説明し、一般的に用いられている公知の構成要素についての詳細な説明は省略する。また、送信装置１が図示されていない構成要素を有していてもよい。
【００１５】
信号処理部１１は、伝送対象のデータに基づき、伝送対象のビット列を生成する。ビット列の生成は、公知のものと異なるものではない。以降、伝送対象のビット列を伝送ビット列と記載する。
【００１６】
また、信号処理部１１は、偏波の特性それぞれに対応するビット列を管理する。信号処理部１１が対応するビット列を決定してもよい。送信側および受信側の無線通信装置同士が協議して当該対応関係を決定してもよい。例えば、通信環境、無線通信装置の仕様などに基づき、用いられる偏波の特性を決定した上で、決定された偏波の特性に対応するビット列を決定することが考えられる。決定された対応関係は、リストのようなデータとして管理されることを想定する。
【００１７】
以降、単に対応関係と記載したときは、偏波の特性と、ビット列との対応関係を示すものとする。また、対応関係を示すデータを対応関係データと記載する。
【００１８】
あるいは、対応関係が予め定められており、送信装置１は、管理サーバなどといった、他の無線通信装置から、対応関係データを取得してもよい。また、対応関係データは、変調が行われる前に、受信側の無線通信装置と予め共有しておくものとする。なお、対応関係は、通信相手に応じて、異なっていてもよい。
【００１９】
なお、信号処理部１１が、伝送ビット列を生成する生成部と、対応関係を管理する対応関係管理部と、に分けられていてもよい。
【００２０】
記憶部１２は、送信装置１の処理に必要な情報を記憶する。例えば、対応関係データ、後述する分配規則などが記憶される。なお、通信相手ごとに、対応関係を変える場合は、対応関係データを通信相手の識別番号と組み合わせて記憶しておけばよい。
【００２１】
なお、記憶部１２が記憶するデータは特に限られるものではない。送信装置１の各構成要素の処理結果が、処理が行われる度に、記憶部１２に記憶されてもよい。また、送信装置１の各構成要素は、処理に必要な情報を、当該情報を生成した構成要素からではなく、記憶部１２から取得してもよい。なお、ここでは、記憶部１２を信号処理部１１および信号送信部１３とは独立して記載したが、信号処理部１１および信号送信部１３が個別に記憶部１２を有していてもよい。
【００２２】
信号送信部１３は、信号処理部１１により生成された伝送ビット列に基づき、偏波の特性の決定および変調信号の生成を行う。そして、変調信号を、決定された特性の偏波を用いて、アンテナ１４を介して送信する。
【００２３】
信号送信部１３内のビット列分割部１３１は、伝送ビット列を、変調に用いられるビット列と、偏波の特性を決定するためのビット列と、に分割する。以降、変調に用いられるビット列を、変調ビット列と記載し、偏波の特性を決定するためのビット列を偏波ビット列と記載する。なお、偏波ビット列は、変調には用いられない。つまり、伝送ビット列のうち、変調に用いられないビット列に基づき、偏波の特性が切り替えられる。
【００２４】
変調ビット列の長さは、用いられる変調方式に応じて、定まる。具体的には、１シンボルあたりに送信可能なビット数である。例えば、変調方式に４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）が用いられる場合では、ＱＰＳＫでは１シンボルあたり２ビットの情報が送られるため、変調ビット列は２ビットである。同様に、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）ならば、変調ビット列は４ビットであり、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）ならば、変調ビット列は１ビットである。
【００２５】
一方、偏波ビット列の長さは、用いられる偏波の特性の数と関係する。例えば、単に直線偏波と円偏波を使い分けるとした場合、偏波の特性の数は二つであるため、偏波ビット列は１ビットとする。あるいは、偏波ビット列の長さを先に決めておき、偏波ビット列の長さに応じて、用いる偏波の特性の数を増やしてもよい。例えば、偏波ビット列を４ビットとした場合、必要な偏波の特性の数は１６個であるため、向きが異なる１６個の直線偏波を用いるとしてもよい。
【００２６】
ビット列分割部１３１は、所定の分配規則に基づき、伝送ビット列を、変調ビット列と偏波ビット列とに分ける。例えば、変調ビット列と、偏波ビット列とを交互に分けてもよい。あるいは、変調ビット列をｎ個（ｎは２以上の整数）連続して抽出した後に、偏波ビット列を抽出してもよい。
【００２７】
図２は、分配規則の例を示す図である。「０１００１０１０１１１０１１０」という伝送ビット列が、変調ビット列と偏波ビット列とに分離されている。実線の枠で囲まれたビット列が変調ビット列を示し、点線の枠で囲まれたビット列が偏波ビット列を示す。図２の上の例では、２ビットの変調ビット列と、２ビットの偏波ビット列と、が交互に分けられている。図２の下の例では、４ビットの変調ビット列が２回連続して抽出された後に、３ビットの偏波ビット列が抽出されている。
【００２８】
なお、分配規則も、対応関係と同様に、取り扱われる。つまり、分配規則は、信号処理部１１が決定してもよい。例えば、偏波の切り替えに要する時間を考慮して、偏波ビット列を抽出する間隔を決定してもよい。なお、偏波ビット列を抽出する間隔が短いほうが伝送レートは大きくなると考えられるが、偏波の切り替えに時間がかかる場合は、偏波ビット列を抽出する間隔を短くしても、待ち時間により伝送レートが向上しない場合もある。あるいは、送信装置１は、他の無線通信装置から分配規則を取得してもよい。分配規則は、通信相手の識別番号と合わせて記憶部１２に記憶されることにより、通信相手ごとに、変えられてもよい。
【００２９】
分配規則は、変調が行われる前に、受信側無線通信装置と予め共有しておくことを想定する。但し、通信の途中で、分配規則を変更してもよい。その場合、変更後の分配規則と、変更のタイミングを、分配規則を変更する前に受信側無線通信装置に伝えるものとする。
【００３０】
信号送信部１３内の変調信号生成部１３２は、予め定められた変調方式に基づき、変調ビット列から変調信号を生成する。変調方法、変調信号の生成方法は、公知の手法でよい。例えば、位相偏移変調（ＰＳＫ）、直交振幅変調（ＱＡＭ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、振幅偏移変調（ＡＳＫ）などの周波数分割多重（ＦＤＭ）通信方式を用いて、変調ビット列を変調することにより、変調信号を生成してもよい。周波数分割多重（ＦＤＭ）ではなく、時間分割多重（ＴＤＭ）、符号分割多重（ＣＤＭ）を用いてもよい。本提案の偏波による変調は、通常の変調方式による変調と独立しているため、いずれの変調方式にも対応可能である。
【００３１】
図３は、変調信号生成部１３２の内部構成の一例を示す図である。変調部１３２１は、所定の変調方式を用いて、変調ビット列を変調する。当該変調により、変調ビット列は、Ｉ成分信号とＱ成分信号とに分けられる。Ｉ成分信号とＱ成分信号はそれぞれ、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１３２２により、デジタル信号からアナログ信号に変換された上で、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３２３により、フィルタリングされる。そして、Ｉ成分信号とＱ成分信号は、発振器１３２４とシフト器１３２５により、位相が９０度ずらされた上で合成される。これにより、変調信号が生成される。変調信号は、アンプ１３２６とフィルタ１３２７を介して調整された上で、偏波送信部１３３に出力される。このようにして、変調信号が生成されてもよい。
【００３２】
信号送信部１３内の偏波送信部１３３は、対応関係に基づき、ビット列分割部１３１から取得した偏波ビット列から、用いられる偏波を決定する。そして、変調信号生成部１３２から取得した変調信号を、決定された特性の偏波を用いて、アンテナ１４を介して送信する。
【００３３】
特性の異なる偏波の生成方法、つまり、偏波の特性を変化させる方法は、各アンテナ１４に供給される電力の分配比、位相差などを制御する方法が考えられる。例えば、直交する水平偏波と垂直偏波とを組み合わせて直線偏波を形成する場合、この直線偏波の横断面上の向きは、偏波の位相および電力配分比に依存する。ゆえに、二つのアンテナ１４に供給される信号の電力比および位相を調整することにより、直線偏波の特性を変化させることができる。
【００３４】
図４は、偏波の特性の調整を説明する図である。図４の左側には、第１偏波３１および第２偏波３２の波形が示されている。第１偏波３１および第２偏波３２は、直線偏波を構成する偏波である。図４の例では、第１偏波３１は、ＹＺ平面上で振幅している垂直偏波であり、第２偏波３２は、ＺＸ平面上で振幅している水平偏波である。第１偏波３１および第２偏波３２の偏波間の位相差が０度または１８０度の場合、合成される偏波は直線偏波となる。なお、以降、偏波の位相差を記号φで表す。
【００３５】
図４の右側には、直線偏波３３の例が、第１偏波３１と第２偏波３２との合成ベクトルにより示されている。このように直線偏波の向きは、構成する電波の合成で表される。ゆえに、アンテナ１４への供給電力の大きさおよび位相を変化させると、直線偏波の向きが変化する。なお、図４では、ｙ軸を基準に、直線偏波の向きを角度θで表している。
【００３６】
例えば、現状が図４の右上段に示された方向である場合に、第１偏波３１の電力を小さくすると、図４の右中段に示されるように変化する。また、第１偏波３１の位相を１８０度変化させると、図４の右下段に示されるように変化する。したがって、各アンテナ１４から放射される偏波に対し、その電力および位相の少なくともいずれかを調整することにより、偏波の特性の一つである、直線偏波の向きが調整できる。このようにして、偏波送信部が、偏波ビット列が示す値に応じて供給電力などを調整することにより、直線偏波の向きを変えてもよい。
【００３７】
また、第１偏波３１および第２偏波３２の偏波間の位相差φを±９０度とすることにより、円偏波を生成することができる。また、当該位相差φを、０度より大きく１８０度より小さい範囲（つまり０＜φ＜１８０）、または１８０度より大きく３６０度より小さい範囲（つまり１８０＜φ＜３６０）にすることにより、楕円偏波を生成することができる。このようにして、偏波送信部が、偏波ビット列が示す値に応じて二つの偏波間の位相差φを調整することにより、偏波の種類を変えてもよい。
【００３８】
なお、右旋と左旋が異なる円偏波および楕円偏波は、偏波の種類が異なるとみなしてよい。図５は、円偏波の特性の違いを説明する図である。図５の左側に示された円偏波は左旋であり、図５の右側に示された円偏波は右旋である。これら２つの円偏波は、特性が異なるとして、異なる偏波ビット列が割り当てられてもよい。
【００３９】
図６は楕円偏波の特性の違いを説明する図である。左から１番目および２番目の楕円偏波と、左から３番目および４番目の楕円偏波とは、楕円の傾きが異なる。また、左から１番目および３番目の楕円偏波は右旋であるが、左から２番目および４番目の楕円偏波は、左旋である。したがって、これら４つの楕円偏波は、それぞれ特性が異なるとして、異なる偏波ビット列が割り当てられてもよい。
【００４０】
また、偏波の種類を変える際に、偏波の向きの変更を行ってもよい。つまり、直線偏波、円偏波、および楕円偏波を用いる場合において、直線偏波を用いるときは、直線偏波の向き変化させ、円または楕円偏波を用いるときは、回転方向を変化させるとしてもよい。このようにして、特性により区別可能な偏波の数を増やすことにより、偏波ビット列の長さを長くすることができる。つまり、１度に伝送可能な情報量を増やすことができる。
【００４１】
なお、上記の例では、二つの偏波を合成する場合を説明したが、三つ以上の偏波を合成してもよい。また、合成された偏波は複数同時に送信されてもよい。但し、その場合、複数の合成された偏波の電力比を十分に大きいものとし、複数の偏波が受信側で区別できるようにする。
【００４２】
図７は、伝送ビット列が、特性が異なる偏波により送られることを示す概念図である。図７の例では、ＱＰＳＫ変調が用いられている。また、直線偏波の向きθが、４５度、９０度、１３５度、１８０度である４つの偏波により、伝送ビット列が送られている。通常のＱＰＳＫ変調では、１シンボルにつき２ビットの情報が送られるが、図７の例では、さらに偏波の特性が示す２ビットが追加される。結果、「００」、「１０」、「１０」、「００」、「０１」、「１０」、「１１」、「１１」という１６ビットの伝送ビット列が、４つのシンボルで送信されている。このようにして、本実施形態では、偏波の特性が示すビット列分、伝送レートが向上する。なお、図７の例では、直線偏波の向きθと９０度との差分の絶対値が同じである偏波同士は区別されない場合を示しており、θが４５度の偏波とθが１３５度の偏波は、同じビット列を示している。詳細は、後述する。
【００４３】
なお、図７のように、偏波を切り替えるタイミングは、シンボルの変化と一致する。なお、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を用いる場合には、ＯＦＤＭ信号のシンボルごとに偏波を切り替えればよい。
【００４４】
このようにして偏波の特性を調整するために、偏波生成部は、電力分配比を調整するための分配器、位相差を調整するための位相器などを備えていることが考えられる。図８は、偏波送信部１３３の内部構成の一例を示す図である。電力分配器制御部１３３１は、偏波ビット列に基づき、各アンテナ１４から放射される偏波の電力値を決定する。位相制御部１３３２は、偏波ビット列に基づき、各アンテナ１４から放射される偏波の位相値を決定する。電力分配器制御部１３３１および位相制御部１３３２は、記憶部１２内の対応関係データを参照して、これらの値を決定すればよい。電力分配器１３３３は、アンテナ１４ごとに決定された偏波の電力値に基づき、各位相器に電力を分配する。各位相器１３３４は、それぞれに接続されたアンテナ１４から放射される偏波の位相が、位相制御部１３３２により決定された位相値になるように調整する。
【００４５】
なお、送信装置１が位相を制御しない仕様の場合、例えば、直線偏波の向きだけを調整する場合は、位相制御部１３３２および位相器１３３４は省略されてもよい。
【００４６】
アンテナ１４は、偏波送信部１３３からの給電により、偏波を放射することができればよく、公知のものを用いてよい。
【００４７】
次に、伝送ビット列の送信の処理の流れについて説明する。図９は、伝送ビット列の送信の処理の概略フローチャートの一例を示す図である。
【００４８】
まず、信号処理部１１が伝送データを伝送ビット列に変換する（Ｓ１０１）。ビット列分割部１３１は、分配規則に基づき、伝送ビット列を、変調ビット列と、偏波ビット列と、に分ける（Ｓ１０２）。変調信号生成部１３２は、変調ビット列を取得して、変調ビット列から変調信号を生成する（Ｓ１０３）。一方、偏波送信部１３３は、対応関係データに基づき、偏波ビット列から対応する偏波の特性を認識する（Ｓ１０４）。そして、偏波送信部１３３は、電力比および位相比を調整することにより、当該特性を有する偏波を、アンテナ１４を介して生成し、当該偏波により、変調信号を送信する（Ｓ１０５）。こうして、伝送ビット列が伝送される。
【００４９】
なお、このフローチャートは一例であり、必要とされる処理結果を得ることができれば処理の順序等は限られるものではない。例えば、変調信号生成部１３２が変調ビット列から変調信号を生成する処理（Ｓ１０３）の後に、偏波送信部１３３が偏波ビット列から対応する偏波の特性を抽出する処理（Ｓ１０４）を実行してもよい。また、各処理の処理結果は記憶部１２に逐次記憶され、各構成要素は記憶部１２を参照して処理結果を取得してもよい。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、偏波の特性ごとに情報を予め割り当てておく。そして、伝送対象のビット列を送信する際に、当該伝送対象のビット列の一部（偏波ビット列）に対応する偏波を選択し、選択された偏波により、当該伝送対象のビット列の残りの一部（変調ビット列）を送信する。これにより、変調方式による通信を行うとともに、偏波の特性に割り当てられた情報を送ることができる。ゆえに、通常の変調方式による通信よりも、伝送レートが向上する。また、これにより、ＲＦ系統数の低減および素子占有面積の効率化を図ることもできる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る無線通信装置の一例を示すブロック図である。第２の実施形態に係る無線通信装置２は、記憶部２１と、伝送ビット列受信部２２と、信号処理部２３と、複数のアンテナ２４と、を備える。伝送ビット列受信部２２は、偏波測定部２２１と、復調部２２２と、偏波特性推定部２２３と、ビット列統合部２２４と、を備える。
【００５２】
無線通信装置２は、受信側であり、特性が異なる複数の偏波を受信することにより、第１の実施形態で示された送信装置１からの伝送ビット列を受信する。以降、無線通信装置２を受信装置２と記載する。但し、受信装置２は、受信のみを行うわけではなく、送信を行ってもよい。
【００５３】
受信装置２の処理の詳細について、内部構成とともに説明する。なお、一般的に用いられている公知の構成要素、第１の実施形態と同様の点は、説明を省略する。
【００５４】
記憶部２１は、送信装置１の記憶部１２と同様に、情報を記憶する。対応関係データ、分配規則など受信処理に必要な情報は、受信処理の開始前に記憶部２１に記憶されているものとする。
【００５５】
伝送ビット列受信部２２は、各アンテナ２４からの信号に基づき、伝送ビット列を受信する。具体的な処理は、内部構成とともに説明する。
【００５６】
伝送ビット列受信部２２内の偏波測定部２２１は、各アンテナ２４からの信号を測定する。測定結果は、偏波の特性の推定に用いられる。また、各アンテナ２４の信号を合成して、変調信号を復元する。
【００５７】
図１１は、偏波測定部２２１の内部構成の一例を示す図である。各アンテナ２４に対し、電力測定器２２１１および位相測定器２２１２が接続されている。これらの電力測定器２２１１および位相測定器２２１２により、各アンテナ２４が受信した水平偏波、垂直偏波などの電力および位相がそれぞれ測定される。これにより、直線偏波の向き、偏波の種類などを推定することができる。また、合成器２２１３により、各アンテナ２４の信号が合成されて、送られてきた変調信号が復元される。
【００５８】
なお、位相を測定しなくても偏波の特性が推定可能な場合もある。そのような場合は、位相測定器は省略されてもよい。
【００５９】
伝送ビット列受信部２２内の復調部２２２は、受信信号を復調することにより、変調ビット列を検出する。復調方法は公知の手法でよい。図１２は、復調部２２２の内部構成の一例を示す図である。偏波測定部２２１からの信号は、フィルタ２２２１とアンプ２２２２を介して調整された上で、発振器２２２３とシフト器２２２４により、位相が９０度異なる信号（Ｉ成分とＱ成分）に分けられる。当該二つの信号はそれぞれ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２２５により、フィルタリングされた上で、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２２２６により、アナログ信号からデジタル信号に変換される。そして、チャネル推定部２２２７と等化部２２２８とにより、チャネルの伝搬特性が考慮された上で、二つのデジタル信号から、送信装置１から送られた変調信号が復元される。そして、検出部２２２９が、変調信号から変調ビット列を検出する。このようにして、復調部２２２は、変調ビット列を検出すればよい。
【００６０】
伝送ビット列受信部２２内の偏波特性推定部２２３は、偏波測定部２２１の測定結果に基づき、偏波の特性を推定する。そして、対応関係データに基づき、推定された偏波の特性から、偏波ビット列を算出（復元）する。
【００６１】
なお、偏波の位相が測定されない場合は、偏波特性推定部２２３は電力のみに基づき、偏波の特性を推定する。例えば、偏波の特性が直線偏波の向き、言い換えると、図４で示された角度θの相違で示される場合において、偏波特性推定部２２３は、各アンテナ２４からの信号の電力のみに基づき、角度θを推定する。
【００６２】
直線偏波の垂直成分である垂直偏波３１は、偏波の振幅Ａ、直線偏波の向きθを用いて、Ａｃｏｓθと表される。また、直線偏波の水平成分である水平偏波３２はＡｓｉｎθと表される。そして、デシベル変換により、垂直偏波の電力強度は（Ａｓｉｎθ）２／Ａ２と、水平偏波の電力強度は（Ａｃｏｓθ）２／Ａ２と表される。以降、電力強度は、単に強度と記載する。したがって、垂直偏波および水平偏波の強度、つまり電力を測定することにより、角度θの範囲を推測することができる。
【００６３】
図１３は、偏波の特性の推定を説明する図である。垂直偏波の強度と角度θとの関係を示すグラフ４１と、水平偏波の強度と角度θとの関係を示すグラフ４２と、が示されている。グラフ４１および４２を参照することにより、測定された垂直偏波および水平偏波の強度から、角度θの値を推測することができる。
【００６４】
例えば、偏波ビット列の長さが４ビットであり、角度θを０度から６度ずつずらした、１６個の偏波を用いて送信が行われるとする。そのような場合に、偏波特性推定部２２３は、図１３のようなグラフを参照することにより、垂直偏波および水平偏波の強度から６度から８４度までの角度を推測できる。なお、例えば、６＜θ＜１２の範囲では、水平偏波の強度の変化が少ないため、水平偏波の強度からは角度θが推測しにくいが、垂直偏波の強度の変化は大きいため、垂直偏波の強度から角度θが推測することができる。逆に、例えば、７８＜θ＜８４の範囲では、垂直偏波の強度の変化が少ないため、垂直偏波の強度からは角度θが推測しにくいが、水平偏波の強度の変化は大きいため、水平偏波の強度から角度θを推測することができる。
【００６５】
また、水平偏波成分が測定できなかった場合では、角度θは０度と推定し、垂直偏波成分が測定できなかった場合には、角度θは９０度と推定すればよい。このようにすれば、１６個の偏波全てを特定することができる。
【００６６】
なお、上記の説明では、各偏波の角度θは、等間隔に割り当てられていたが、等間隔でなくてもよい。例えば、９０度付近では、グラフ４１および４２両方とも変化量が小さいため、９０度付近の２つの角度θを判別することは難しい。したがって、送信装置１が、変化量が小さい領域内の角度θの偏波をあまり用いずに、変化量が大きい領域内の角度θの偏波を用いるとしてもよい。
【００６７】
なお、上記では、角度を０度から９０度までの範囲において変更したが、当該範囲は、０度から１８０度までとしてもよい。但し、０度から１８０度までの範囲において角度θを変更する場合では、角度θと９０度との差分の絶対値が同じの偏波は、電力値が同じであるため、電力だけでは判断することができない。
【００６８】
図１４は、角度θの範囲を０度から１８０度までとした場合における偏波の特性の推定を説明する図である。図１４に示すように、グラフ４１および４２両方とも、９０度を境に対称の形状である。ゆえに、０よりも大きく９０よりも小さい数値を記号Ｘで表すとすると、角度θが（９０−Ｘ）度である偏波と、角度θが（９０＋Ｘ）度である偏波とでは、測定される電力値が同じである。そのため、電力値だけでは、（９０−Ｘ）度である偏波と（９０＋Ｘ）度である偏波とを区別することができない。
【００６９】
したがって、用いられる偏波を決める際に、送信装置１は、受信装置２が偏波の位相を測定するかを問い合わせてもよい。位相が測定されない場合は、角度θと９０度との差分の絶対値が全ての偏波で異なるようにしてもよい。あるいは、角度θと９０度との差分の絶対値が同じ偏波は、同じ偏波ビット列を示すことにしてもよい。
【００７０】
そして、偏波特性推定部２２３は、記憶部２１に記憶されている対応関係データに基づき、このようにして推定された偏波の特性から、偏波ビット列を認識する。
【００７１】
伝送ビット列受信部２２内のビット列統合部２２４は、偏波ビット列と、復調された変調ビット列と、所定の分配規則に基づき統合する。これにより統合されたビット列は、伝送ビット列と同等になる。受信装置２は、このようにして、伝送ビット列を取得することができる。
【００７２】
伝送ビット列の受信の処理の流れについて説明する。図１５は、伝送ビット列の受信の処理の概略フローチャートの一例を示す図である。
【００７３】
まず、偏波測定部２２１がアンテナ２４から信号を受信する（Ｓ２０１）。そして、偏波測定部２２１は当該信号の電力、位相などを測定する（Ｓ２０２）。また、偏波測定部２２１は各信号を合成する（Ｓ２０３）。
【００７４】
復調部２２２は、合成信号を復調することにより、復調ビット列を検出する（Ｓ２０４）。一方、偏波特性推定部２２３は、対応関係データに基づき、測定結果から偏波ビット列を推定する（Ｓ２０５）。より具体的には、偏波特性推定部２２３は、測定結果に基づき、複数の偏波のいずれにより、前記受信信号が送られたかを推定し、対応関係データに基づき、推定された偏波に対応する偏波ビット列を導出する。そして、ビット列統合部２２４が、分配規則に基づき、復調部２２２からの復調ビット列と、偏波特性推定部２２３からの偏波ビット列と、を統合する。統合されたビット列は、伝送ビット列である。ゆえに、こうして、伝送ビット列が受信される。
【００７５】
以上のように、本実施形態によれば、変調された信号を復調するだけでなく、偏波の特性に基づく情報を抽出する。これにより、受信装置２が伝送ビット列を正しく取得することができる。
【００７６】
なお、これまでの実施形態の無線通信装置の構成要素は、プロセッサなどを実装しているＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）などの専用のハードウェアにより実現されてもよい。例えば、送信装置１は、信号送信部を実現する送信回路と、信号処理部を実現する処理（制御）回路と、を備えていてもよい。各構成要素の内部構成も、専用の回路で実現されてもよい。あるいは、構成要素がソフトウェア（プログラム）を用いて実現されてもよい。ソフトウェア（プログラム）を用いる場合は、上記に説明した実施形態は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用い、コンピュータ装置に搭載された中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサにプログラムを実行させることにより、実現することが可能である。
【００７７】
これまでの実施形態で用いられる用語は、広く解釈されるべきである。例えば用語“プロセッサ”は、汎用目的プロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、マイクロコントローラ、状態マシンなどを包含してもよい。状況によって、“プロセッサ”は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）などを指してもよい。“プロセッサ”は、複数のマイクロプロセッサのような処理装置の組み合わせ、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサを指してもよい。
【００７８】
別の例として、用語“メモリ”は、電子情報を格納可能な任意の電子部品を包含してもよい。“メモリ”は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光学データストレージを指してもよく、これらはプロセッサによって読み出し可能である。プロセッサがメモリに対して情報を読み出しまたは書き込みまたはこれらの両方を行うならば、メモリはプロセッサと電気的に通信すると言うことができる。メモリは、プロセッサに統合されてもよく、この場合も、メモリは、プロセッサと電気的に通信していると言うことができる。
【００７９】
上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１  送信装置
１１  （送信側）信号処理部
１２  （送信側）記憶部
１３  信号送信部
１３１  ビット列分割部
１３２  変調信号生成部
１３３  偏波送信部
１３２１  変調部
１３２２  デジタルアナログ変換器
１３２３  （送信側）ローパスフィルタ
２  受信装置
２１  （受信側）記憶部
２２  伝送ビット列受信部
２２１  偏波測定部
２２１１  電力測定器
２２１２  位相測定器
２２１３  合成器
２２２  復調部
２２３  偏波特性推定部
２２４  ビット列統合部
２３  （受信側）信号処理部
【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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【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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