(57)【要約】【課題】ＳＤＭを利用した無線データ伝送システムであって、従来の無線通信システムとのコンパチビリティを備えた無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置を提供する。【解決手段】送信装置及び受信装置を含む無線データ伝送システムにおいて、送信装置は、受信装置に対してデータ送信を開始するときに、送信に使用可能なアンテナの最大数と使用可能なデータ系列の最大数を前記空間分割多重制御データに含めて送信し、前記受信装置から、前記送信アンテナ数及びデータ系列数により受信が可能でないとの判別結果を受信した場合には、前記送信アンテナ数及びデータ系列数のそれぞれを減じたものを前記空間分割多重制御データに含めて送信することを特徴とする無線データ伝送システム。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のアンテナを備え、１系列以上のデータを同一の周波数チャンネルを用いて空間分割多重して無線送信する送信装置であって、
前記２以上のアンテナのうち送信に用いるアンテナ数と送信するデータの系列数とを含む空間分割多重制御データを生成し、該空間分割多重制御データを少なくとも１系列のデータに含めて送信する手段を備えた送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信装置から無線送信されたデータを受信可能な受信装置であって、
受信したデータに含まれる前記空間分割多重制御データから、前記送信装置が送信に用いるアンテナ数及び送信するデータの系列数を取得し、該送信アンテナ数及びデータ系列数によりデータを受信可能かどうか判別し、判別結果を前記送信装置に送信する手段を備えた受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の送信装置と、請求項２に記載の受信装置とを、それぞれ１以上含んで構成される無線データ伝送システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線データ伝送システムにおいて、
前記送信装置は、受信装置に対してデータ送信を開始するときに、送信に使用可能なアンテナの最大数と使用可能なデータ系列の最大数を前記空間分割多重制御データに含めて送信し、前記受信装置から、前記送信アンテナ数及びデータ系列数により受信が可能でないとの判別結果を受信した場合には、前記送信アンテナ数及びデータ系列数のそれぞれを減じたものを前記空間分割多重制御データに含めて送信することを特徴とする無線データ伝送システム。
【請求項５】
前記送信装置は、送信データをＯＦＤＭ方式で変調して送信する手段を備えており、
前記受信装置は、受信データをＯＦＤＭ方式で復調する手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の無線データ伝送システム。
【請求項６】
請求項１に記載の送信装置と、請求項２に記載の受信装置とを備え、無線データの送信及び受信が可能であることを特徴とする無線データ送受信装置。
【請求項７】
請求項３に記載の無線データ伝送システムにおいて、
前記送信装置及び受信装置は、前記空間分割多重した送信データに、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１方式のプリアンブルを付加したデータパケットとして送信することを特徴とする無線データ伝送システム。
【請求項８】
請求項３に記載の無線データ伝送システムにおいて、
前記送信装置及び受信装置は、前記空間分割多重した送信データに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式のプリアンブルを付加したデータパケットとして送信することを特徴とする無線データ伝送システム。
【請求項９】
前記送信装置は、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、前記空間分割多重した送信データの変調方式を示すデータを含んで送信し、
前記受信装置は、前記シグナルフィールドに示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１０】
前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データが空間分割多重方式によるデータであるかどうかを示すデータを含んで送信することを特徴とする請求項９に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１１】
前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データのデータ長を示すデータを含んで送信することを特徴とする請求項９に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１２】
前記送信装置は、さらに、前記送信データの変調方式及びデータ長を示すデータを含んだシグナルフィールドを、前記送信データの先頭に付加して送信することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１３】
前記送信装置は、さらに、送信データのＭＡＣ制御情報を、前記ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１方式又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式のデータパケットのデータフィールドに含めて送信することを特徴とする請求項１２に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１４】
前記送信装置は、前記データパケットに含まれるプリアンブルの一部分のデータ長を、送信データの変調方式により変化させて送信し、
前記受信装置は、前記プリアンブルの一部分のデータ長により、受信データの変調方式を識別し、該変調方式により受信データを復調することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線データ伝送システム。
【請求項１５】
前記送信装置は、前記データパケット中の送信データの先頭に付加される伝播路推定用プリアンブルに、該送信データの変調方式を示すデータを含めて送信し、
前記受信装置は、前記伝播路推定用プリアンブルにより示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線データ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、５ＧＨｚ帯を使用した無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置に関し、特に、伝送データを分割多重してデータ伝送を高速化した無線データ伝送システム、並びにこれを実現するための無線データ送信装置及び受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、５ＧＨｚ帯を使用した免許不要の小電力無線通信システムが複数提案され、規格化されている。例えば、ＡＲＩＢ（電波産業会）のＨｉＳＷＡＮ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）規格では、５ＧＨｚ帯において主に屋内向けの無線通信システムを提供する。
【０００３】
また、ＩＥＥＥ（米国電気電子学会）による無線ＬＡＮ規格の一つであるＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、５．２ＧＨｚ周辺の周波数帯域を使用し、変調方式にはＯＦＤＭ方式、ＭＡＣ層にはＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を採用しており、伝送速度は３６〜５４Ｍｂｐｓの高速無線通信が可能な無線通信システムを提供している。
【０００４】
しかしながら、このような小電力無線通信システムに許可されている５．１５ＧＨｚ〜５．２５ＧＨｚ帯には、周波数帯域２０ＭＨｚ（占有信号周波数帯域は１８ＭＨｚ）のチャンネルが４つしかなく、無線通信システムとしてのスループットを向上させることは難しいと言われている。
【０００５】
このような状況下、伝送速度を向上させる技術として、ＳＤＭ（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：空間分割多重）という技術が提案されている。ＳＤＭを利用した無線通信システムでは、送信装置は複数のアンテナを用いて異なるデータを同時に同一の周波数帯で送信し、受信装置はこれらの多重された信号を受信し分離することを特徴とする。
【０００６】
このようなＳＤＭを利用した無線通信システムの一例について簡単に説明する。本例では、送信装置及び受信装置ともに２つのアンテナを備えており、送受信されるデータ系列も２つであるものとする。また、データの変調方式はどのようなものでも可能であるが、ここでは５ＧＨｚ帯で仕様化が決められているＯＦＤＭ変調方式を利用するものとする。
【０００７】
図１３は、本例における無線通信システムの構成を概略的に示す図である。図１３において、本無線通信システムの送信装置は２本のアンテナＴｘＡｎｔ＿Ａ及びＴｘＡｎｔ＿Ｂを備えており、受信装置もまた２本のアンテナＲｘＡｎｔ＿Ａ及びＲｘＡｎｔ＿Ｂを備えている。
【０００８】
送信装置から受信装置にデータを伝送する際には、送信装置は２つに分割したデータＴｘ（Ａ）及びＴｘ（Ｂ）のそれぞれを、アンテナＴｘＡｎｔ＿Ａ及びＴｘＡｎｔ＿Ｂから同時に同一の周波数帯で送信する。
【０００９】
アンテナＴｘＡｎｔ＿Ａから送信されたデータＴｘ（Ａ）は、伝播路Ｈ１１及びＨ１２を通り、それぞれ受信装置のアンテナＲｘＡｎｔ＿Ａ及びＲｘＡｎｔ＿Ｂで受信される。同様に、アンテナＴｘＡｎｔ＿Ｂから送信されたデータＴｘ（Ｂ）は、伝播路Ｈ２１及びＨ２２を通り、それぞれ受信装置のアンテナＲｘＡｎｔ＿Ａ及びＲｘＡｎｔ＿Ｂで受信される。
【００１０】
受信装置のアンテナＲｘＡｎｔ＿Ａでは、伝播路Ｈ１１及びＨ２１からの受信データを、合成された受信データＲｘ（Ａ）として受信する。同様に、アンテナＲｘＡｎｔ＿Ｂでは、伝播路Ｈ１２及びＨ２２からの受信データを、合成された受信データＲｘ（Ｂ）として受信する。
【００１１】
ここで、受信装置の各アンテナにおける受信データＲｘ（Ａ）及びＲｘ（Ｂ）を、伝播路Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ２１及びＨ２２と、送信装置の各アンテナにおける送信データＴｘ（Ａ）及びＴｘ（Ｂ）とを用いて、以下の行列式（１）により表わすことができる。
【００１２】
【数１】
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【００１３】
受信装置において、伝播路Ｈ１１〜Ｈ２２が予め分かっている場合には、受信データＲｘ（Ａ）及びＲｘ（Ｂ）から送信データＴｘ（Ａ）及びＴｘ（Ｂ）が求められる。Ｈ１１〜Ｈ２２で示される行列式をＨ（以下、「伝播路行列」と呼ぶ）とし、その逆行列をＨ−１とすると、送信データＴｘ（Ａ）及びＴｘ（Ｂ）は、以下の行列式（２）により表わすことができる。
【００１４】
【数２】
2004297172.tif 000004
【００１５】
伝播路行列Ｈは通信環境によって変化するので、データ伝送を行うに先立ち、送信装置から既知のデータを受信装置に伝送することにより伝播路行列Ｈを求めるようにするのが一般的である。この既知のデータを伝播路測定用プリアンブルという。
【００１６】
例えば、伝播路測定用プリアンブルとして、送信装置のアンテナＴｘＡｎｔ＿Ａからａ、ａというデータを、アンテナＴｘＡｎｔ＿Ｂからａ、−ａというデータを、バーストの先頭に含めて送信した場合を考える。図１４は、この伝播路測定用プリアンブルの送信時のパケットフォーマットの例を示す図である。送信装置の各アンテナから送信された伝播路測定用プリアンブルは、伝播路Ｈを通って重畳され、受信装置の各アンテナＲｘＡｎｔ＿Ａ及びＲｘＡｎｔ＿Ｂにより受信される。
【００１７】
このとき、受信装置のアンテナＲｘＡｎｔ＿Ａで受信されたデータをｒ１、ｒ２とし、アンテナＲｘＡｎｔ＿Ｂで受信されたデータをｒ３、ｒ４とすると、次の行列式が成立する。
【００１８】
【数３】
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【００１９】
上式において、ｒ１〜ｒ４は受信装置における受信データであり、ａ及び−ａは予め既知のパイロット信号であるので、（３）式を変形して、伝播路行列Ｈは次の式で表されることになる。
【００２０】
【数４】
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【００２１】
但し、本例における無線通信システムでは、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているため、ＯＦＤＭの各サブキャリアについて（４）式で示す伝播路行列Ｈを求められなければならない。
【００２２】
次に、既に仕様が確定している５ＧＨｚ帯を利用したＯＦＤＭ無線通信方式について簡単に説明する。この方式は、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１に規定されているＣＳＭＡ／ＣＡ方式であり、使用する周波数帯域を含めた各国での法規制を除いては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａと同じ仕様となっている。
【００２３】
図１５は、このＯＦＤＭ無線通信方式において使用する通信パケットの構成を概略的に示す図である。図１５において、通信パケットは、プリアンブル信号を含んだＢ領域及びＣ領域と、ＳＦで示されるシグナルフィールドと、ＤＦで示されるデータフィールドとから構成されている。
【００２４】
プリアンブル信号は送信装置及び受信装置間で既知のデータであるが、Ｂ領域及びＣ領域に含まれるプリアンブル信号を受信装置においてどのように使用するかについては、仕様書では特に規定されていない。通常、Ｂ領域は０．８μｓのデータの繰り返し（０．８μｓ×１０個）になっており、ＡＧＣ制御、粗い周波数オフセット推定、シンボル同期等のデータ伝送に使用される。また、Ｃ領域は伝播路推定、細かい周波数オフセット推定等のデータ伝送に使用される。
【００２５】
図１６は、シグナルフィールド（ＳＦ）に含まれるデータの構成を示す図である。ＳＦは２４ビットのデータで構成されており、以下に続くデータフィールド（ＤＦ）の変調レートが４ビット分、データフィールドの長さ（バイト長）が１２ビット分、リザーブが１ビット分、シグナルフィールド（ＳＦ）用のパリティビットが１ビット分、シグナルフィールド（ＳＦ）用の誤り訂正テールビットが６ビット分含まれている。
【００２６】
図１７は、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１仕様（以下、単に「Ｔ−７１」と略記する）による受信装置において、上記の無線伝送波を受信し復調する処理の流れを示すフローチャートである。
受信装置は電波を検出すると（ステップＳ１７０１）、プリアンブルを取得し、その電波がＴ−７１フォーマットの電波か否かを判定する（ステップＳ１７０２）。受信電波がＴ−７１の電波である場合には、シグナルフィールド（ＳＦ）を復調し、パリティビット等に基づいてシグナルフィールド（ＳＦ）が正しいかどうかを判定する（ステップＳ１７０３）。
【００２７】
シグナルフィールド（ＳＦ）が正しい場合には、さらに、そこに含まれているデータフィールド（ＤＦ）の変調レートに基づいて後続のデータフィールド（ＤＦ）を復調する（ステップＳ１７０４）。受信装置は、シグナルフィールド（ＳＦ）に含まれるデータフィールド（ＤＦ）のデータ長（Ｌｅｎｇｔｈ）に達するまで、受信したＯＦＤＭシンボルデータの復調を継続する（ステップＳ１７０５）。
【００２８】
一方で、上記ステップＳ１７０２において、受信した電波がＴ−７１フォーマットの電波ではないと判定した場合には、受信電波の電波強度を測定し（ステップＳ１７０６）、この電波強度と予め設定された閾値Ｌ１との大小を比較する（ステップＳ１７０７）。受信電波強度が閾値Ｌ１以上である場合には、伝送キャリアが使用中であると判断して、受信電波強度が閾値Ｌ１より小さくなるまで待機する。
【００２９】
また、上記ステップＳ１７０３において、Ｔ−７１フォーマットの電波を受信したが、そのシグナルフィールド（ＳＦ）に誤りがあると判定した場合には、受信電波の強度を測定し（ステップＳ１７０８）、この電波強度と予め設定された閾値Ｌ２との大小を比較する（ステップＳ１７０９）。受信電波強度が閾値Ｌ２以上である場合には、伝送キャリアが使用中であると判断して、受信電波強度が閾値Ｌ２より小さくなるまで待機する。
【００３０】
上記ステップＳ１７０７及びＳ１７０９において、受信電波強度が閾値Ｌ１又はＬ２より小さくなるまで他の処理を行わないようにしているのは、受信装置が伝送キャリア使用中に送信動作をおこさないよう保護するためである。Ｔ−７１ではＣＳＭＡ／ＣＡ方式をとっているため、無線伝送データ同士の衝突を回避する必要があるからである。また、受信装置では、ステップＳ１７０１〜Ｓ１７０９の処理を行っている間は、送信動作を行うことができないようになっているものとする。
【００３１】
また、予め設定された閾値Ｌ１及びＬ２は異なる値であり、Ｌ１＞Ｌ２となるよう設定しているものとする。同じ通信システムの電波に対してより安全性を高めるために、Ｌ２の値はＬ１より低いものとしている。
【００３２】
尚、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに用いられるＭＡＣ層の仕様は、ＩＥＥＥ８０２．１１に記載されている。上記したように、Ｔ−７１により送信を行うためには伝送キャリアが使用されていないと判断しなければならないが、このような物理的なキャリアの使用状況判断の他に、論理的にも使用されていないことを確認する必要がある。ＩＥＥＥ８０２．１１では、各パケットのヘッダにそのパケット通信における一連の動作に必要となる時間が示されている。したがって、Ｔ−７１により送信を行おうとする装置は、その論理的な予約状況も確認して、送信を行う必要がある。
【特許文献１】
特開２００２−３７４２２４号公報
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにＳＤＭ方式を使用すると、同じ周波数帯でアンテナの本数に応じて送受信するデータ系列の数を増やすことが可能となるので、ＳＤＭ方式を用いないシステムに比べて高速大容量の通信を行うことができる。また、無線通信システムの通信容量に応じて、使用するアンテナ数と送受信データ系列の数を調整することにより、電波資源を効率的に使用することができる。
【００３４】
一方で、従来の無線通信システムにおいては、１周波数帯域で送受信するデータ系列は１つのみである。このため、通信を開始するときには、送信装置が特定の周波数帯域において無線電波を発信するとともに、受信装置が特定の周波数帯域における無線電波を受信し、これをデータに復調することにより通信が確立できていた。もちろん、送信装置及び受信装置において、通信の品質を改善するために複数のアンテナを使用することはあったが、これはダイバイシティによるゲインを得るためだけのものであり、送信装置及び受信装置ともに、使用アンテナ本数を認知している必要はなかった。
【００３５】
ところが、ＳＤＭを利用した無線通信システムにおいては、送信装置及び受信装置において複数のアンテナを使用することにより、１周波数帯域で複数のデータ系列の送受信が可能となり、理論上は少なくとも送信アンテナ本数分のデータ系列を多重して送受信することが可能である。したがって、受信装置では、送信装置から送信されるデータの種類と送信に使用された送信アンテナ数を検出することが必要となる。本発明は、これ可能にするような無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置を提供しようとするものである。
【００３６】
さらに、上記のＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式を５ＧＨｚ帯で使用するためには、従来から存在するＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１やＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の無線通信システムとコンパチビリティがあることが望ましい。しかしながら、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の無線通信システムと、従来の無線通信システムとの共存を可能にするようなシステム構成は未だ提案されていない。
【００３７】
したがって、本発明はまた、ＳＤＭを利用した無線データ伝送システムであって、従来の無線通信システムとのコンパチビリティを備えた無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置を提供しようとするものである。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、以下のような構成を有する無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置に想到した。
すなわち、本発明は、２以上のアンテナを備え、１系列以上のデータを同一の周波数チャンネルを用いて空間分割多重して無線送信する送信装置であって、前記２以上のアンテナのうち送信に用いるアンテナ数と送信するデータの系列数とを含む空間分割多重制御データを生成し、該空間分割多重制御データを少なくとも１系列のデータに含めて送信する手段を備えた送信装置を提供するものである。
【００３９】
本発明は、また、上記の送信装置から無線送信されたデータを受信可能な受信装置であって、受信したデータに含まれる前記空間分割多重制御データから、前記送信装置が送信に用いるアンテナ数及び送信するデータの系列数を取得し、該送信アンテナ数及びデータ系列数によりデータを受信可能かどうか判別し、判別結果を前記送信装置に送信する手段を備えた受信装置を提供するものである。
【００４０】
これら本発明の送信装置及び受信装置によれば、空間分割多重を用いた無線データ伝送において、送信装置及び受信装置で利用可能なアンテナ数及びデータ系列数を通知しあうことにより、空間分割多重による効果を最大限にし、データ伝送レートを向上させることが可能となる。
本発明は、また、上記の送信装置と受信装置とをそれぞれ１以上含んで構成される無線データ伝送システムを提供するものである。
【００４１】
上記本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、受信装置に対してデータ送信を開始するときに、送信に使用可能なアンテナの最大数と使用可能なデータ系列の最大数を前記空間分割多重制御データに含めて送信し、前記受信装置から、前記送信アンテナ数及びデータ系列数により受信が可能でないとの判別結果を受信した場合には、前記送信アンテナ数及びデータ系列数のそれぞれを減じたものを前記空間分割多重制御データに含めて送信することを特徴とする。
【００４２】
送信装置は、受信装置から受信可能との判別結果を受信するまで、送信アンテナ数及びデータ系列数を減じながら送信し続けることにより、受信装置において受信可能な最大限の送信アンテナ数及びデータ系列数を検知することができる。
【００４３】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、送信データをＯＦＤＭ方式で変調して送信する手段を備えており、前記受信装置は、受信データをＯＦＤＭ方式で復調する手段を備えていることを特徴とする。
本発明の無線データ伝送システムは、典型的にはＯＦＤＭ変調した送信信号をさらに空間分割多重（ＳＤＭ）し、複数のアンテナ及びデータ系列を用いて送信するＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式を採用する。
【００４４】
本発明は、また、上記の送信装置と受信装置とを備え、無線データの送信及び受信が可能な無線データ送受信装置を提供するものである。
また、上記本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置及び受信装置は、前記空間分割多重した送信データに、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１方式又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式のプリアンブルを付加したデータパケットとして送信することを特徴とする。
【００４５】
これら従来の無線通信方式は、本発明の空間分割多重による無線通信方式と同一の周波数帯を利用するものであるから、本発明のシステムにおけるデータパケットにこれらと共通するプリアンブルを付加することにより、従来の無線通信方式と高いコンパチビリティを有する無線データ伝送システムを構築することが可能となる。
【００４６】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、前記空間分割多重した送信データの変調方式を示すデータを含んで送信し、前記受信装置は、前記シグナルフィールドに示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
【００４７】
これにより、本発明の送受信装置は、受信したパケットデータが本発明の空間分割多重方式により伝送されているものであるか、従来の無線通信方式により伝送されているものであるかを、パケットのシグナルフィールドから判別することが可能となり、いずれの方式のパケットであっても同様の動作で受信処理することが可能となる。
【００４８】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データが空間分割多重方式によるデータであるかどうかを示すデータを含んで送信することを特徴とする。
【００４９】
これにより、従来の無線通信方式による送受信装置において本発明の空間分割多重方式によるデータパケットを受信した場合であっても、その通信方式のパケットであることをシグナルフィールドから判別することが可能となる。当該送受信装置で復調できないデータがパケットに含まれていると判断した場合には、そのパケットを破棄すればよい。
【００５０】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記データパケットのプリアンブルに含まれるシグナルフィールドに、送信データのデータ長を示すデータを含んで送信することを特徴とする。
【００５１】
このようなデータパケットを受信した送受信装置は、プリアンブルの後に続くデータフィールドのデータ長を正確に認識することができる。特に、従来の無線通信方式による送受信装置において本発明の空間分割多重方式によるデータパケットを受信した場合には、後に続くデータフィールドを復調できなくとも、そのデータ長を正確に認識することができるので、当該データの伝送が完了するのを待って次の送受信動作を行うことができる。
【００５２】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、前記送信データの変調方式及びデータ長を示すデータを含んだシグナルフィールドを、前記送信データの先頭に付加して送信することを特徴とする。
【００５３】
これにより、上記のように従来の無線通信方式によるデータパケットのプリアンブルにおいて前記送信データの変調方式及びデータ長を示すデータを含めて送信する場合とは異なり、各データ系列で同一のデータの変調方式及びデータ長を用いる必要がなくなる。このため、より多様な形態のデータ伝送を行うことが可能となる。
【００５４】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、さらに、送信データのＭＡＣ制御情報を、前記ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１方式又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式のデータパケットのデータフィールドに含めて送信することを特徴とする。
【００５５】
送信データのＭＡＣ制御情報には、伝送キャリアの論理的な使用状況を示すデータが含まれており、上記の構成によれば、従来のＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７１方式又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ方式の送受信装置においても、このＭＡＣ制御情報を取得することが可能となり、より信頼性の高い無線データ伝送システムを構築することが可能となる。
【００５６】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケットに含まれるプリアンブルの一部分のデータ長を、送信データの変調方式により変化させて送信し、前記受信装置は、前記プリアンブルの一部分のデータ長により、受信データの変調方式を識別し、該変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
【００５７】
本発明の無線データ伝送システムにおいて、前記送信装置は、前記データパケット中の送信データの先頭に付加される伝播路推定用プリアンブルに、該送信データの変調方式を示すデータを含めて送信し、前記受信装置は、前記伝播路推定用プリアンブルにより示された変調方式により受信データを復調することを特徴とする。
これらの方法によれば、従来の方式で既に規定されているプリアンブルのデータを改変することなく、送信データの変調方式を示すデータをプリアンブルに含めることが可能となる。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図１２は、本発明の各実施形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、これらの基本的な構成及び動作は同様であるものとする。また、以下の各実施形態においては、送受信装置が持つアンテナ数ｎは２とし、送受信するデータ系列の数も２としている。また、変調方式は従来の技術で挙げた例と同様にＯＦＤＭ方式によるものとする。
【００５９】
［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態にかかる無線データ伝送システムについて、送信装置における構成及び動作と、受信装置における構成及び動作とに分けて順に説明する。
【００６０】
図１は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図１において、本実施形態の送信装置は、送信データ生成部１０１と、空間分割多重制御データ生成部１０２と、送信制御回路１０３と、ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ａ及び１０４Ｂと、ＲＦ部１０５Ａ及び１０５Ｂと、アンテナ１０６Ａ及び１０６Ｂとから構成されている。
【００６１】
送信データ生成部１０１は、送信データを生成し、ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ａ及び１０４Ｂに出力するものであり、上位層（ここでは図示しない）から送信すべき情報データを受け取り、誤り訂正等の処理を行いＯＦＤＭフォーマットで伝送できるような信号を生成する回路を備えている。
【００６２】
空間分割多重制御データ生成部１０２は、空間分割多重（ＳＤＭ）方式による通信において使用する送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を、空間分割多重制御データとしてＯＦＤＭ信号生成部１０４Ｂに出力する。空間分割多重制御データ生成部１０２もまた、送信データ生成部１０１と同様に、上位層から送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を受け取り、これらの値に必要な処理を施し、ＯＦＤＭ信号フォーマットで伝送可能な信号として出力する回路を備えている。尚、本実施形態では、送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１はともに、１又は２の値を取ることになる。
【００６３】
送信制御回路１０３は、送信装置が実際に使用するアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘを示すデータを生成し出力する。このアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘは、上記ｋｔｘ及びｋ１と同様に上位層から指示される値であり、本実施形態では、これらは１又は２の値を取ることになる。
【００６４】
ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ａ及び１０４Ｂは、それぞれ、送信データ生成部１０１から受信した送信信号をＯＦＤＭ信号に変調して、ＲＦ部１０５Ａ及び１０５Ｂに出力する。また、ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ｂでは、空間分割多重制御データ生成部１０２から受信した空間分割多重制御データを送信信号に多重化する。
【００６５】
ＲＦ部１０５Ａ及び１０５Ｂは、ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ａ及び１０４Ｂにおいて変調された信号を実際に無線通信で用いる周波数に変換し、それぞれアンテナ１０６Ａ及び１０６Ｂに出力する。アンテナ１０６Ａ及び１０６Ｂはこれらの信号を無線送信する。
【００６６】
上記のように構成された本実施形態の送信装置によりデータ送信を行う動作について説明する。
まず、ＳＤＭ方式を用いて通信を行う場合は、送信に用いるアンテナ数及びデータ系列数を予め受信装置に通知しておく必要がある。したがって、本実施形態の送信装置において無線通信を行うに先立って、まず、空間分割多重制御データ生成部１０２で生成する空間分割多重制御データ、すなわち、送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を受信装置に送信しなければならない。
【００６７】
この空間分割多重制御データの送信にあたっては、受信装置側での状況が未知であるから、ｋｔｘ＝ｋ１＝２（それぞれの最大値）として送信を行う。この場合、送信装置では、空間分割多重制御データ生成部１０２、ＯＦＤＭ信号生成部１０４Ｂ、ＲＦ部１０５Ｂ及びアンテナ１０６Ｂを使用して、空間分割多重制御データを受信装置に送信することになる。
【００６８】
しかしながら、無線データ伝送システムを構成する各装置の状況が既に分かっている場合には、必ずしもｋｔｘ及びｋ１に最大値を設定して送信する必要はなく、そのシステムにおいて受信可能なアンテナ数及びデータ系列数で送信すればよい。
【００６９】
後述するように、上記の空間分割多重制御データを受信した受信装置は、当該制御データに含まれるアンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１での通信が可能であるかどうかを判定する。受信装置は、上記制御データを受信したのと同じデータ系列により、アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１で通信可能である場合にはＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：その条件により通信可能であることを意味する）を、通信不可能であればＮａｃｋ（Ｎｏｎ−Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ：その条件では通信不可能であることを意味する）を、返信データとして送信装置に送信する。
【００７０】
送信装置は、返信データとしてＡｃｋを受信した場合には、上記制御データにより送信したアンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１で通信を行い、Ｎａｃｋを受信した場合には、アンテナ数及びデータ系列数をより低い値に変更して、再び制御データを送信する。これを繰り返すことにより、アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１の値が受信装置が受信可能な値となったときに、送信装置はＡｃｋを受信することとなる。
【００７１】
図２は、送信装置における空間分割多重制御データの送信動作の流れを示すフローチャートである。尚、図２に示すフローチャートでは、送信装置におけるアンテナ数及び送信データ系列数の最大値を２とはせず、任意の値として示している。また、説明を簡略化するため、送信に使用するアンテナ数とデータ系列数が同じである場合を示している。
【００７２】
送信を開始する前の送信装置において、送信制御回路１０３には、ｋｘ及びｋ１ｘの値はともに１にセットされている。また、送信装置では、空間分割多重制御データを送信したにも関わらずＡｃｋを受信できなかった回数を示すパラメータＮａｃｋを記憶しており、現在Ｎａｃｋの値には初期値として０が設定されている。さらに、送信装置の空間分割多重制御データ生成部１０２では、データ送信に用いる送信アンテナ数としてｋｔｘ＝ｎ、データ系列数としてｋ１＝ｎが設定されているものとする（ステップＳ２００）。
【００７３】
まず、送信装置は、空間分割多重制御データ生成部１０２において設定されている送信アンテナ数ｋｔｘに、ｎからＮａｃｋの値を減じた値を代入する。また、データ系列数ｋ１にも、ｎからＮａｃｋの値を減じた値を代入する（ステップＳ２０１）。ここでは、Ｎａｃｋ＝０なので、ｋｔｘ＝ｋ１＝ｎのままである。また、この後、ｋｔｘ＝０であるかどうかを判定し、ｋｔｘ＝０であれば処理を終了する（ステップＳ２０２）。
【００７４】
次に、送信装置は、空間分割多重制御データ生成部１０２において現在設定されている送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１により、空間分割多重制御データを受信装置に送信する（ステップＳ２０３）。
【００７５】
受信装置からＡｃｋを受信した場合（ステップＳ２０４）には、送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１での通信が可能であると判断して、送信制御回路１０３において以降の通信に使用するアンテナ数ｋｘにｋｔｘの値を、データ系列数ｋ１ｘにｋ１の値を、それぞれ代入する（ステップＳ２０６）。その後、上記の条件によりデータ通信を開始することができる（ステップＳ２０７）。
【００７６】
受信装置からＮａｃｋを受信した場合、あるいは一定時間内に返信データを受信しなかった場合（ステップＳ２０４）には、Ｎａｃｋの値を１増加させ（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０１において、空間分割多重制御データ生成部１０２における送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を再設定した後、ｋｔｘが０でない限り（ステップＳ２０２）、再び、空間分割多重制御データを受信装置に送信する。
【００７７】
このようにして、送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を１ずつ減じながら空間分割多重制御データを受信装置に送信し、受信装置からＡｃｋを受信した時点での送信アンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１を、以降の通信に使用するアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘとして設定し、データ通信を行うようになっている。ただし、受信装置からＡｃｋを受信する前にｋｔｘ＝０となった場合（ステップＳ２０２）には、受信装置が受信不能あるいは存在しないと判断して、処理を中断する。
このように送信装置の送信動作を制御することにより、受信装置が受信可能な範囲で最大のアンテナ数及びデータ系列数を用いた通信を確立することができる。
【００７８】
図３は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図３において、本実施形態の受信装置は、アンテナ３０１Ａ及び３０１Ｂと、ＲＦ部３０２Ａ及び３０２Ｂと、ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ａ及び３０３Ｂと、空間分割多重制御データ解析回路３０４と、受信制御回路３０５と、ＳＤＭ処理部３０６と、受信データ処理部３０７とから構成されている。
【００７９】
ＲＦ部３０２Ａ及び３０２Ｂは、無線データ伝送により送信装置から受信したＲＦ信号をディジタル処理できる周波数帯域に変換するＲＦ回路を備えている。
ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ａ及び３０３Ｂは、ＲＦ部３０２Ａ及び３０２Ｂにおいて周波数変換された受信信号に対してＯＦＤＭ復調処理を行うための回路を備えている。ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ｂは、また、受信信号に含まれる空間分割多重制御データを抽出し、空間分割多重制御データ解析回路３０４に出力する。
【００８０】
空間分割多重制御データ解析回路３０４は、ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ｂから受信した空間分割多重制御データを解析し、その結果を受信制御回路３０５に出力する。具体的には、空間分割多重制御データに含まれるｋｔｘ及びｋ１を検出し出力するものとする。
【００８１】
受信制御回路３０５は、空間分割多重制御データ解析回路３０４から受信した空間分割多重制御データに基づいて、ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ａ及び３０３ＢとＳＤＭ処理部３０６とを制御する。この制御の方法については、所定のアルゴリズムによるものであるが、後に詳しく説明する。
【００８２】
受信制御回路３０５は、また、図１に示す送信装置の送信制御回路１０３と同様に、受信装置においてデータ受信に使用するアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘを制御する信号を出力する。
受信データ処理部３０７は、復調された受信信号に対し、誤り訂正などの必要な処理を施す回路を備えている。
【００８３】
本実施形態では、受信制御回路３０５においてｋｘ＝ｋ１ｘ＝１と設定されている場合には、アンテナ３０１Ｂ、ＲＦ部３０２Ｂ、ＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ｂ及び受信データ処理部３０７により受信動作を行う。受信制御回路３０５においてｋｘ＝ｋ１ｘ＝２と設定されている場合には、アンテナ３０１Ａ、ＲＦ部３０２Ａ及びＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ａと、アンテナ３０１Ｂ、ＲＦ部３０２Ｂ及びＯＦＤＭ信号受信回路３０３Ｂとの２つのデータ系列で受信信号を処理した後、ＳＤＭ処理部３０６においてこれら２つのデータ系列からのＯＦＤＭ信号を合成して受信データ処理部３０７により処理を行う。尚、ＳＤＭ処理部３０６におけるＯＦＤＭ信号の合成処理は、上記従来の技術で説明したのと同様な逆行列演算回路により行うものとする。
【００８４】
尚、図３では、受信装置における受信アンテナ数及びデータ系列数も、送信装置と同様、２つとしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の数の受信アンテナ数及びデータ系列数を備えた受信装置を用いることができる。
【００８５】
図４は、上記受信装置における空間分割多重制御データの受信動作の流れを示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートでは、受信装置において使用するアンテナ数及び送信データ系列数の最大値を２とはせず、任意の値ｋｒｘａとして示している。また、説明を簡略化するため、受信に使用するアンテナ数とデータ系列数が同じである場合を示している。
【００８６】
データ受信開始前の受信装置では、受信制御回路３０５において、受信に使用するアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘはともに１に設定されている（ステップＳ３００）。送信装置から空間分割多重制御データを受信すると、これを空間分割多重制御データ解析回路３０４において解析し、データに含まれるｋｔｘ及びｋ１の値を取得する（ステップＳ３０１）。
【００８７】
受信制御回路３０５は、ｋｔｘ及びｋ１の値とｋｒｘａの値とを比較する（ステップＳ３０２）。本例では、ｋｔｘとｋ１の値は等しいので、ｋ１の値を比較に用いる。
ステップＳ３０２において、ｋ１≦ｋｒｘａである場合には、ｋｔｘ及びｋ１で示されるアンテナ数及びデータ系列数での受信が可能であることになるので、受信装置にＡｃｋを送信するとともに（ステップＳ３０３）、受信制御回路３０５において、受信に使用するアンテナ数ｋｘ及びデータ系列数ｋ１ｘに、それぞれ、ｋｔｘ及びｋ１の値を代入する（ステップＳ３０４）。Ａｃｋを送信した後は、送信装置からアンテナ数ｋｔｘ及びデータ系列数ｋ１によりデータ送信が開始されるので、これを受信することができる（ステップＳ３０５）。
【００８８】
ステップＳ３０２において、また、ｋ１＞ｋｒｘａである場合には、ｋｔｘ及びｋ１で示されるアンテナ数及びデータ系列数での受信が不可能であることになるので、受信装置にＮａｃｋを送信するか、あるいは全く動作を行わずに処理を終了する。
【００８９】
このように受信装置の受信動作を制御することにより、上記した送信装置の送信動作と連携して、送信装置及び受信装置の間で使用可能な範囲で最大のアンテナ数及びデータ系列数を用いた通信を確立することができる。
【００９０】
尚、上記では本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置及び受信装置を別個の装置として構成した例を示したが、これらを一体化した送受信装置として利用することも可能である。
【００９１】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態にかかる無線データ伝送システムの構成を概略的に示す図である。図５において、本実施形態の無線データ伝送システムは、送受信装置Ａ、送受信装置Ｂ及び送受信装置Ｃから構成されている。
【００９２】
送受信装置Ａ及び送受信装置Ｂは、第１実施形態に示したのと同様のＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置であり、それぞれ２本のアンテナと２系列の信号処理回路（図示せず）とを備えている。一方、送受信装置Ｃは、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１やＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の従来の５ＧＨｚ帯を使用する無線通信システムで動作する送受信装置であり、無線通信は全て５ＧＨｚ帯を用いて行うものである。
【００９３】
尚、本実施形態では、図５に示すように、送受信装置ＣがＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１仕様のものである場合を例にとって説明する。また、図５に示すように、送受信装置Ａ及び送受信装置Ｂの間ではＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式による無線通信の他、Ｔ−７１方式による無線通信をも行うことが可能であるが、送受信装置Ａ又は送受信装置Ｂと送受信装置Ｃとの間では、Ｔ−７１方式による無線通信のみを行うことができるものとする。
【００９４】
上記のように構成された本実施形態の無線データ伝送システムにおいて、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置が、５ＧＨｚ帯を使用する従来のＴ−７１方式の送受信装置とコンパチビリティを持ちながら通信する方法を説明する。
【００９５】
ここでは、送受信装置Ａから送受信装置Ｂにデータ伝送を行う場合について考える。図５に示すように、送受信装置Ａは、２本のアンテナＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ａ及びＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ｂを用い、送受信装置Ｂは、２本のアンテナＴＲｘＢ＿Ａｎｔ＿ａ及びＴＲｘＢ＿Ａｎｔ＿ｂを用いてデータ伝送を行うことができる。
【００９６】
図６は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて、送受信装置Ａから送受信装置Ｂに送信されるパケットの構成を概略的に示す図である。図６において、ｆｒｏｍ  ＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ａは、送受信装置ＡのアンテナＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ａから送信されるパケットを、ｆｒｏｍ  ＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ｂは、アンテナＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ｂから送信されるパケットを示している。
【００９７】
図６に示す各パケットにおける領域Ｂ、Ｃ、ＳＦについては、図１５で示した従来技術のものと同様であり、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１仕様に従って生成されるものとする。また、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）はデータフィールドであり、図１５に示すＤＦと同様である。本実施形態においては、送信データ１／２づつを、それぞれ、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）に割り当てるものとし、割り当て方は任意の方法によるものとする。また、各パケットのプリアンブルには、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦに加えて、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ用の伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’をそれぞれ含んでいる。
【００９８】
尚、図６に示す２つのパケットにおいて、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦは全く同じデータであるため、送受信装置Ａ及びＢは必ずしも両方のアンテナからこれらのデータを送信する必要はなく、例えば、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦのデータについては、アンテナＴＲｘＡ＿Ａｎｔ＿ａからのみ送信するようにしてもよい。
【００９９】
これらのパケットを受信した送受信装置Ｂでは、まず、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦまでをＴ−７１のモードで信号処理し、それ以降の領域をＳＤＭのモードで信号処理することにより、これらのパケットに含まれるデータを復調することができる。
【０１００】
また、送受信装置Ｃがこれらのパケットを受信した場合でも、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦまでは信号処理を行いデータを復調することができる。
【０１０１】
図６に示す２つのパケットのＳＦに含まれるデータについては、図１６に示した従来技術のものと同様である。すなわち、ＳＦは２４ビットのデータで構成されており、ＤＦの変調方式（Ｒａｔｅ）を示すデータが４ビット分、ＤＦの長さを示すデータが１２ビット分含まれている。
【０１０２】
ＤＦの変調方式を示すデータが４ビット割り当てられているので、最大で１６種類の変調方式が指定できることになる。しかしながら、Ｔ−７１では現状、８種類の変調方式しか使用されておらず、これら以外の変調方式は規定されていない。具体的には変調方式としてＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの４種類、誤り訂正符号の符号化率として１／２、２／３、３／４が定義されていて、これらの組み合わせによりＤＦの伝送レートが決まるようになっている。
【０１０３】
Ｔ−７１では、送受信に使用するデータ系列数は１であるので、上記８種類のＤＦの変調方式を、伝送レート（変調方式、符号化率、データ系列数）の形式で表わすと、６Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，  １／２，  １）、９Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，３／４，１）、１２Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，１／２，１）、１８Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，３／４，１）、２４Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ，１／２，１）、３６Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ，３／４，１）、４８Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，２／３，１）、５４Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，３／４，１）となる。
【０１０４】
上記ＳＦのＲａｔｅでは、これら８種類のＤＦの変調方式を示すビットデータとして、上記の順に従って、１１０１、１１１１、０１０１、０１１１、１００１、１０１１、０００１、００１１をそれぞれ割り当てている。
【０１０５】
本実施形態では、ＳＦのＲａｔｅはさらに、ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードでの通信におけるＤＦの変調方式として、１２Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，  １／２，  ２）、１８Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，３／４，２）、２４Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，１／２，２）、３６Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，３／４，２）、４８Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ，１／２，２）、７２Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ，３／４，２）、９６Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，２／３，２）、１０８Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，３／４，２）の８種類を含んでいることを特徴とする。尚、ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードでの送受信に使用するデータ系列数は２としている。
【０１０６】
これらＳＤＭ−ＯＦＤＭモードで使用するＤＦの変調方式を示すビットデータとしては、上記の順に従って、１１００、１１１０、０１００、０１１０、１０００、１０１０、００００、００１０が割り当てられている。これらは、上記のＴ−７１モードでのＤＦの変調方式に対するビットデータの割り当てと比較すると、変調方式及び符号化率が同じもの同士は上位３ビットが共通しており、Ｔ−７１モードかＳＤＭ−ＯＦＤＭモードかによって下位１ビットのみが異なるように割り当てられている。このため、ビットデータの下位１ビットから、送受信に使用するデータ系列数が判断できることになる。
【０１０７】
また、上記においてＴ−７１モード及びＳＤＭ−ＯＦＤＭモードそれぞれの変調方式による伝送レートを比較すると、データ系列数は違うものの、伝送レートが同じになる組み合わせがある。例えば、１２Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，１／２，１）と１２Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，１／２，２）などである。このように複数の変調方式において伝送レートが重複していても、送信データ系列数により適した伝播環境が異なるため、一概に無駄であるとは言えない。しかしながら、ＳＦ中で割り当てられた少ないビット数を有効に利用するためには、このような重複を生じる割り当ては最適なものとは言えない。
【０１０８】
ＳＦ中のＤＦの変調方式を示すビットデータを、各種変調方式に効率よく割り当てるためには、異なる変調方式間で伝送レートが同じとなるような場合には、データ系列数が少ない方の変調方式を優先的に使用するようにすれば、データの送受信処理も簡単になり、送受信装置における消費電力の低減にも効果的である。また、重複する変調方式のうちデータ系列数が多い方の変調方式については、これにビットデータを割り当てないようにし、代わりによりデータ系列数の多い変調方式に割り当てるようにしてもよい。
【０１０９】
例えば、上記において、ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードの１２Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，  １／２，  ２）、１８Ｍｂｐｓ（ＢＰＳＫ，３／４，２）、２４Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，１／２，２）、３６Ｍｂｐｓ（ＱＰＳＫ，３／４，２）、４８Ｍｂｐｓ（１６ＱＡＭ，１／２，２）に対してはＳＦ中でのビットデータの割り当てを行わず、これに代えて、よりデータ系列数の多い１４４Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，２／３，３）、１６２Ｍｂｐｓ（６４ＱＡＭ，３／４，３）等にビットデータの割り当てを行うことができる。
【０１１０】
一方、図６に示すパケットを受信した送受信装置Ｂでは、ＳＦに含まれるＤＦの変調方式を示すビットパターンを検出する。上記の例では、ビットパターンの下位１ビットが１である場合にはＴ−７１モードであると判断し、０である場合にはＳＤＭ−ＯＦＤＭモードであると判断する。ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードの場合には、データ系列数が２以上であるので、パケットに含まれる伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’を取得し、ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードにより受信信号を復調するための伝播路推定を行う。また、ＤＦについてもＳＤＭ−ＯＦＤＭモーによる変調方式のデータとして受信する。
【０１１１】
図７は、上記のようにＴ−７１モード及びＳＤＭ−ＯＦＤＭモードの両方により無線データ伝送を行うことが可能な送受信装置Ａ及びＢにおいて、無線データを受信する際の動作の流れを示すフローチャートである。図７において、ステップＳ７０１からＳ７０９までの処理については、図１７に示す従来の受信装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１２】
本実施形態において、図６に示すパケットを受信した送受信装置Ａ及びＢは、このパケットがＴ−７１方式のプリアンブルを含んでおり、かつ、そのプリアンブル中のＳＦに含まれるデータが正しいと判定すると、さらにＳＦに含まれるＤＦの変調方式を示すビットデータを検出し、このパケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭモードで送信されているのか、あるいはＴ−７１モードで送信されているのかを判定する（ステップＳ７１１）。その判定基準及び方法は、上記した通りである。
【０１１３】
送受信装置Ａ及びＢは、受信パケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭモードで送信されたものであると判定した場合には、ＤＦに含まれるデータをＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式により復調する（ステップＳ７１２及びＳ７１３）。この復調処理については、上記した第１実施形態の送信装置及び受信装置における処理と同様であるものとする。
【０１１４】
ところで、図５に示す送受信装置Ｃにおいて図６に示すパケットを受信した場合には、Ｔ−７１モードで送信されたパケットのみを受信処理できることになる。すなわち、図７において、ステップＳ７０１〜Ｓ７０５の一連の処理を行うことができる。しかしながら、ＳＦにおいてＤＦの変調方式を示すビットパターンとしてＳＤＭ−ＯＦＤＭを示すものが含まれている場合には、ＳＦに規定外のデータが含まれていることととなるので、ステップＳ７０３においてＳＦに誤りがあると判断し、ステップＳ７０８の処理に進むようになっている。
【０１１５】
また、このとき、ステップＳ７０９において、受信電波強度が所定の閾値Ｌ２以上である場合には、Ｔ−７１伝送キャリアが使用中であると判断して、送受信装置Ｃは送信動作を行うことができないようになっている。
【０１１６】
尚、本実施形態の無線データ伝送システムでは、Ｔ−７１方式とＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式とにおいて同一のプリアンブルを用いるものとし、これらを識別するための情報は、ＤＦの変調方式を示すビットデータとしてＳＦに含める構成としているので、Ｔ−７１方式の送受信装置とＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置とがシステム中に混在していても、これらの間で無線データ伝送を行うことができるようになっている。
【０１１７】
［第３実施形態］
第２実施形態の無線データ伝送システムにおいて、Ｔ−７１方式の送受信装置Ｃは、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットを受信してもパケット中のＳＦを正常に取得できないため、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式で無線通信が行われているときの伝送キャリアの使用状況を判断する手段としては、受信電波強度を測定する以外にはない。このように受信電波強度のみに基づいてキャリアの使用状況を判断していると、他の送受信装置において電波を受信中であっても、これを判別できずに送信動作を行ってしまう可能性があるという問題点がある。
【０１１８】
第２実施形態の無線データ伝送システムでは、Ｔ−７１方式による信号とＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式による信号とを区別する方法として、送信パケットのＳＦにおいてＤＦの変調方式（Ｔ−７１方式かＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式か）を示すビットデータを含めておき、これを受信した送受信装置はこのビットデータに基づいていずれの方式によるパケットかを判断することとしている。
【０１１９】
これに対して本実施形態では、パケットのＳＦに含まれるリザーブビット（図１６におけるＲｅｓｅｒｖｅ）を用いることを特徴としている。具体的には、パケットがＴ−７１方式によるものである場合にはリザーブビットに０を割り当て、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式によるものである場合には１を割り当てることとする。その他、本実施形態の無線データ伝送システム及び送受信装置は、第２実施形態のものと同様に構成し、同様に動作するものとする。
【０１２０】
これにより、Ｔ−７１方式の送受信装置が、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットを受信した場合であっても、ＳＦのＲｅｓｅｒｖｅが１であることを検出すれば、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットであると認識できるので、ＳＦ中に規定外のデータが含まれていても誤りであると判断せず、ＤＦのデータ長分の時間、送受信を行わない待機状態を保つようにすることができる。
【０１２１】
ところで、第２実施形態の無線データ伝送システムでは、送信パケットのＳＦにおいてＤＦのデータ長を示すビットデータ（図１６におけるＬｅｎｇｔｈ）を含めて送信している。Ｔ−７１方式の送受信装置Ｃは、受信したＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットのＳＦからＬｅｎｇｔｈを取得することはできたとしても、ＤＦの変調方式を認識することができないので、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ用のプリアンブル及びＤＦを含めたデータ部分の受信に要する時間を正確に認識することができないこととなる。
【０１２２】
したがって、上記のようにＳＦのＲｅｓｅｒｖｅを利用することにより、Ｔ−７１方式の送受信装置は、受信パケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットであることは認識できるものの、当該パケットの送受信が完了するまでの待機時間を判断することができない。これに対処するために、Ｔ−７１方式の送受信装置では、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットのＳＦから取得したＬｅｎｇｔｈの値に基づいてパケット送受信に要する時間を概算し、これを待機時間とすることが考えられる。
【０１２３】
一般的に、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式はＴ−７１方式に比べてデータ伝送が高速であことから、上記の概算した待機時間は、通常、実際の送受信に要する時間よりも長いものになると考えられる。この場合には、実際の送信が終了した後に、電波が送信されていないにも関わらず送受信装置が受信状態のままとなる期間があり、電力を無駄に消費してしまう上に、送信のタイミングが遅れることになる。
【０１２４】
一方、上記の概算した待機時間が実際の送受信に要する時間よりも短いものになった場合には、送受信装置は再び電波検出の動作（図１７のステップＳ１７０１）を行うが、受信電波中にＴ−７１のプリアンブルを検出できないため、受信電波強度に基づいて伝送キャリアの使用状況を判断し、伝送キャリアの開放待ちの状態（図１７のステップＳ１７０６〜Ｓ１７０７）となる。しかしながら、このときはＴ−７１方式（但し、プリアンブル以降はさらにＳＤＭ−ＯＦＤＭ変調されている）のデータ伝送が行われていることが分かっているにも関わらず、図１７に示すように、受信電波がＴ−７１方式でないと判断した場合の受信電波強度の判定基準Ｌ１を用いることになってしまう。
【０１２５】
したがって、第２実施形態の無線データ送信システムでは、Ｔ−７１方式による送受信装置とＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式による送受信装置が混在する状況下では、特にＴ−７１方式による送受信装置において上記のような不都合が生じるため、データ伝送が効率良く行われていないという問題点がある。
【０１２６】
そこで、本実施形態ではさらに、ＳＤＭ−ＯＦＤＭモードで送信するパケットについては、ＳＦ内のＬｅｎｇｔｈに、ＤＦのデータ長と伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’のデータ長とを加えたデータ長を含めて送信することを特徴としている。ここで、加算する伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’のデータ長は、当該パケットの送信に用いる変調方式で受信した場合に要する時間に応じたデータ長であるものとする。
【０１２７】
このようにして、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケット中、Ｔ−７１方式のパケットに対して冗長となる伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’の実際の受信時間に応じたデータ長示すデータをＳＦに含めて送信することにより、Ｔ−７１方式による送受信装置は、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットを受信した場合であっても、そのパケット長を正確に認識することが可能となる。したがって、当該パケット長に相当する期間は待ち状態にしておけばよい。
【０１２８】
以下に具体的な例を示す。ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式で送信データ系列数が２、双方のアンテナから１００バイトのデータ（合計２００バイト）を１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４で送受信する場合を考える（Ｔ−７１方式で送受信する場合には、１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４では１ＯＦＤＭシンボルで１８バイトのデータを送受信することができる）。また、ＳＤＭ−ＯＦＤＭの伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’の送受信に要する時間を２ＯＦＤＭシンボル時間とする。
【０１２９】
このとき、ＳＦのＲａｔｅには、ＤＦの変調方式として１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４及び送信データ系列数として２を設定し、Ｌｅｎｇｔｈには、ＤＦのデータ長である１００バイトと、伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’のデータ長である２×１８＝３６バイト（２ＯＦＤＭシンボル時間）とを加算した値である１３６バイトに相当するビットデータを設定する。また、ＳＦのＲｅｓｅｒｖｅ（リザーブビット）を１に設定する。
【０１３０】
ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置は、このように設定され送信されたパケット受信すると、パケット中のＳＦにおいて、Ｒｅｓｅｒｖｅが１になっていること、Ｌｅｎｇｔｈによりデータ長が１３６バイトに設定されていること、及びＲａｔｅにより変調方式が１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４に設定されていることを検出する。また、送受信装置は、変調方式１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４では、伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’のデータ長が２ＯＦＤＭシンボル時間分に相当する１８バイトであると判断し、ＤＦのデータ長が１００バイトであると算出することができる。ＳＦのＲａｔｅによりデータ系列数が２であることから、ＳＤＭ−ＯＦＤＭのデータ長は、トータルで２００バイトであると判断し、そのように受信信号の復調を行う。
【０１３１】
一方、Ｔ−７１方式の送受信装置が上記の送信パケットを受信した場合には、パケット中のＳＦにおいて、Ｒｅｓｅｒｖｅが１になっていること、Ｌｅｎｇｔｈによりデータ長が１３６バイトに設定されていること、及びＲａｔｅにより変調方式が１６ＱＡＭ  Ｒ＝３／４に設定されていることを検出する。送受信装置は、Ｒｅｓｅｒｖｅが１であるからパケットが復調不可能なデータを含んでいることを認識できるので、ＳＦに誤りがあるという判断は行わない。さらに、伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’分を含めたデータ長が１３６バイトであることが分かるので、送受信装置は、これに相当する期間、送受信を行わない待機状態を保つことができる。
【０１３２】
［第４実施形態］
上記した第２実施形態及び第３実施形態の無線データ伝送システムにおいて、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式により２本のアンテナ及び２つのデータ系列を用いてデータの送受信を行う場合には、送信側において送信データを２つに分割し、それぞれを送信パケットのＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）に含めて送信するよう規定している。また、これら２つのＤＦは、同一のデータ長であり、同一の変調方式により変調されて送信されることとなっている。
【０１３３】
しかしながら、これら２つのデータ系列において異なる２つのデータを送信することもできれば便利である。この場合、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）のデータ長は必ずしも等しくはならないが、第２実施形態及び第３実施形態の無線データ伝送システムにおいては、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）のデータ長を同一にして送信する必要がある。また、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）を異なる変調方式で変調して送信することもできない。
【０１３４】
本発明の第４実施形態にかかる無線データ伝送システムは、このような不都合を解消するために規定したパケット構成によりデータを送受信することを特徴とするものである。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、第２実施形態及び第３実施形態のものと同様であるものとする。
【０１３５】
図８は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。尚、図８に示すパケットにおいて、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦ、Ｄ、Ｄ’については、図６に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
本実施形態におけるパケット構成では、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の伝播路推定シンボルＤ及びＤ’とＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）との間に、それぞれ、シグナルフィールドＳＦ（ａ）及びＳＦ（ｂ）を挿入していることを特徴する。ＳＦ（ａ）及びＳＦ（ｂ）は、それぞれ、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）の変調方式（Ｒａｔｅ）及びデータ長（Ｌｅｎｇｔｈ）を示すデータを含んでいる。また、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、ＳＦのＲｅｓｅｒｖｅには、このパケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式によるものであるかどうかを示す情報を含んでいる。さらに、ＳＦのＬｅｎｇｔｈにおいても、第２実施形態又は第３実施形態と同様のデータを含んでいるのが好ましい。
【０１３７】
これにより、これらのパケットを受信したＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置は、まず、ＳＦのＲｅｓｅｒｖｅにより受信パケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータを含んでいることを認識すると、さらに、後に続くＳＦ（ａ）及びＳＦ（ｂ）に基づいて、ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）に含まれるデータの復調処理を行うことができる。こうして、異なるデータを含む２つのパケットを、それぞれ異なるデータ系列により送受信し、受信側ではそれぞれのパケットに対して独立した復調処理を行ってデータを取得することができる。
【０１３８】
尚、本実施形態において、ＳＦ（ａ）、ＳＦ（ｂ）のフォーマットについては、図１６に示す従来のＳＦと同様に構成しているので、本実施形態の送受信装置において従来同様に処理することができる。このため、本実施形態を利用するにあたっては、何ら新たな仕様を決める必要もない。
また、本実施形態のパケットをＴ−７１方式の送受信装置が受信した場合には、第２実施形態及び第３実施形態と同様に処理するものとする。
【０１３９】
［第５実施形態］
上記の第２〜第４実施形態では、送受信装置において受信電波を測定することにより、伝送キャリアの物理的な使用状況は確認できるが、この方法では伝送キャリアの論理的な使用状況は確認できない。ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式では、パケットのデータフィールド中にＭＡＣ制御情報中を含んでおり、このＭＡＣ制御情報には、一連の通信に必要となる媒体の予約時間を示すデータが含まれているので、このデータより伝送キャリアの論理的な使用状況が分かるようになっている。
【０１４０】
しかしながら、Ｔ−７１方式による無線通信のみを行う送受信装置においては、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式によるパケットのデータフィールドを復調することはできないので、伝送キャリアの論理的な使用状況を確認することができない。ところが、本発明の無線データ伝送システムがより安定して動作するためには、Ｔ−７１方式による無線通信のみを行う送受信装置においても、このＭＡＣ制御情報から伝送キャリアの論理的な使用状況を取得できるのが好ましい。
【０１４１】
そこで、本発明の第５実施形態にかかる無線データ通信システムでは、Ｔ−７１方式の送受信装置でもＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットに含まれるＭＡＣ制御情報を受信することができるよう構成したパケット用いて通信を行うことを特徴としている。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、第２〜第４実施形態のものと同様であるものとする。
【０１４２】
図９は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。尚、図９に示すパケットにおいて、領域Ｂ、Ｃ、ＳＦ、Ｄ、Ｄ’、ＳＦ（ａ）、ＳＦ（ｂ）については、図６及び図７に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４３】
図９に示すパケットにおいて、上記の第３〜第４実施形態と同様に、ＳＦのＲｅｓｅｒｖｅ（リザーブビット）を、このパケットがＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式であるかＴ−７１方式であるかを示すフラグとして用いている。また、ＳＦのＬｅｎｇｔｈは、長さを示すデータを含んでいる。ＤＦは、ＭＡＣ制御情報のみをデータとして含んでいる。ＤＦ（ａ）及びＤＦ（ｂ）は、それぞれ、ＭＡＣ制御情報を除いた伝送データを含んでいる。
【０１４４】
このような構成のパケットを受信したＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置は、パケット中のＢ、Ｃ、ＳＦ、ＤＦをＴ−７１方式で復調するとともに、ＳＦ中のＲｅｓｅｒｖｅの値に基づいて、Ｄ、Ｄ’、ＳＦ（ａ）、ＳＦ（ｂ）、ＤＦ（ａ）、ＤＦ（ｂ）をＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式により復調する。
【０１４５】
また、上記パケットを受信したＴ−７１方式の送受信装置は、パケット中のＢ、Ｃ、ＳＦ、ＤＦをＴ−７１方式で復調する。ＤＦには伝送データは含まれていないが、ＭＡＣ制御情報を含んでいるので、これにより送受信装置は伝送キャリアの論理的なの使用状況を認識することが可能となる。
【０１４６】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態にかかる無線データ伝送システムは、パケット中のプリアンブルパターンにより送信データ系列数が識別可能であることを特徴としている。尚、このパケット構成を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、上記の各実施形態のものと同様であるものとする。
【０１４７】
図１０は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。図１０の上段に示すパケットは、送信データ系列数が１であるときに送信されるパケットであり、下段に示すパケットは、送信データ系列数が２であるときに送信されるパケットである。これらのパケット中、Ｃ、ＳＦ、ＤＦ、Ｄ、Ｄ’、ＤＦ（ａ）、ＤＦ（ｂ）については、図６及び図７に示すものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４８】
図１０の上段に示すパケットは、従来のＴ−７１方式によるパケットと同様の構成であり、Ｔ−７１方式及びＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のいずれの送受信装置においても受信可能である。このパケットのプリアンブルＢは、全体としては周期がＴＢであり、周期Ｔｂの等しいパターンの信号ｂを１０回繰り返すことにより生成されている。
【０１４９】
一方、図１０の下段に示すパケットでは、プリアンブルＢが、上段に示すパケットの２倍の長さであり、即ち、周期Ｔｂの等しいパターンの信号ｂを２０回繰り返すことにより生成されている。ここで、下段に示すパケットのプリアンブルＢの長さを上段に示すものの２倍としているが、これはパケットの一構成例に過ぎず、本実施形態ではプリアンブルＢの長さを任意の値に設定することができる。
【０１５０】
Ｔ−７１方式及びＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置は、上記の各パケットを含んだ信号を受信すると、受信信号を期間Ｔｂだけ遅延させた信号を生成し、この遅延信号と受信信号との相関を取り、この相関のパターンから信号の有無の検出及び受信タイミングの検出を行っている。ここで、２つの信号間の相関とは、上記遅延信号及び受信信号それぞれが含む複素信号の類似度のことを意味している。具体的には、両信号が含む複素信号の振幅を複素乗算し、期間Ｔｂの間積分した値を相関値としている。
【０１５１】
図１１は、図１０に示す各パケットのプリアンブル信号から上記のように算出されて出力される相関値の出力波形を示す図である。図１１の上段は、図１０の上段に示すパケットの相関値として出力される波形である。このパケットのプリアンブルＢは、周期Ｔｂの信号ｂを１０回繰り返して生成されているので、その遅延信号との相関をとると、ほぼ期間９×Ｔｂの間、相関値が大きくなる。また、図１１の下段は、図１０の下段に示すパケットの相関値として出力される波形であり、上記同様、その遅延信号との相関値は、ほぼ期間１９×Ｔｂの間大きくなる。
尚、図１１に示す波形図では、各種のノイズ成分については無視しているため、直線的な波形となっている。また、上段及び下段の両図とも横軸に時間を、縦軸に相関値をとっており、相関値の値が大きいほど相関が強いことになる。
【０１５２】
図１１に示すように、Ｔ−７１方式及びＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置では、受信信号から検出される相関値に対して、一定の閾値を設定している。送受信装置は、受信したプリアンブル信号の相関値がこの閾値を超える期間Ｔｃｏｒを検出し、これに基づいて受信信号の種類を識別することができるようになっている。
【０１５３】
例えば、図５に示す送受信装置Ｂは、Ｔ−７１方式及びＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の双方によるパケットを受信するため、受信装置Ｂでは、受信したプリアンブル信号の相関値が所定の閾値を超える期間Ｔｃｏｒを算出し、Ｔｃｏｒ＞１５×Ｔｂである場合にはＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置として動作し、Ｔｃｏｒ≦１５×Ｔｂである場合にはＴ−７１方式の送受信装置として動作するよう構成している。これにより、送受信装置は、受信パケットがＴ−７１方式によるものであるかＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式によるものであるかを適切に判断し、該当する方の方式による送受信装置として動作することが可能となる。ここで、受信パケットの通信方式を判定する基準として、Ｔｃｏｒが１５×Ｔｂを超えるかどうかを境界条件としているが、相関値に対する閾値とともに、任意の値を設定することができる。
【０１５４】
一方、図５に示す送受信装置Ｃは、従来のＴ−７１方式専用の送受信装置であるため、上記のような受信パケットの通信方式を判定する機能は備えていないが、図１０の上段に示すようなＴ−７１方式のパケットを受信し復調できることは当然である。送受信装置Ｃが図１０の下段に示すＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットを受信した場合には、伝送データを復調することは受信できないが、パケットのプリアンブルパターンはＴ−７１方式と共通しているため、受信電波を検出することは可能であり、図５に示すような無線データ伝送システムにおいて上記のようなＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットが送受信されていても、システムへの悪影響を及ぼすことはない。
【０１５５】
上記したように、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式において使用する送信アンテナの本数により、送信パケットのプリアンブルパターンを変えることにより、現状運用されているＴ−７１方式の無線データ伝送システムの上に、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のシステムを展開することが可能となる。
【０１５６】
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態にかかる無線データ伝送システムは、受信側の装置においてパケット中のＳＤＭ−ＯＦＤＭ伝播路推定用プリアンブルにより受信パケットの通信方式を識別することができるよう構成していることを特徴としている。
【０１５７】
図１２は、本実施形態の無線データ伝送システムにおいて用いるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットの構成例を概略的に示す図である。図１２に示すパケットにおいて、Ｂ、Ｃ、ＳＦは従来のＴ−７１方式によるパケットと同様に構成されているものとする。したがって、上記した各実施形態のように、パケットの通信方式を識別するためのデータをＳＦのＲａｔｅやＲｅｓｅｒｖｅに含めたり、Ｂのデータ長により通信方式を示したりする構成はとっていない。
【０１５８】
図１２において、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ伝播路推定用プリアンブルＤ及びＤ’は、それぞれ、Ｄ１とＤ２及びＤ１と−Ｄ２というデータを含んでいる。Ｄ１はＤ及びＤ’の先頭に共通して含まれるデータであり、このデータにより受信装置は以下にＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータが続くことを識別することが可能となる。例えば、受信装置において、Ｄ１と同じ波形を受信したときに相関値を算出するような相関器を備えるよう構成すればよい。
【０１５９】
ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の受信装置は、図１２に示すパケットを受信すると、Ｔ−７１方式によりＢ、Ｃ、ＳＦを復調するとともに、相関器を動作させ、ＳＦに続く信号が波形Ｄ１と相関をもっているかどうかを検出する。相関を検出した（相関器により算出される相関値が所定の閾値を超える）場合には、以下に続くデータはＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータであると判断し、Ｄ１及びＤ２（−Ｄ２）により推定される伝播路行列を用いてＤＦ（ａ）又はＤＦ（ｂ）を復調する。
【０１６０】
図１２に示すパケット構成及び上記のような受信装置の構成によれば、Ｔ−７１で既に定義されているＳＦのデータに変更を加えることなく、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットを生成し送受信することが可能となる。
【０１６１】
尚、本実施形態の無線データ伝送システムでは、Ｔ−７１方式のパケットを受信している場合であっても、ＳＦに続くＤＦの最初のＯＦＤＭシンボルの波形が偶然Ｄ１と一致していたり、高い相関を有していたりするために、受信装置においてこのパケットを誤ってＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のパケットであると判断してしまうことが起こり得る。このような検出ミスを回避するためには、例えば、ＳＦとＳＤＭ−ＯＦＤＭ信号の伝播路推定用プリアンブルＤ又はＤ’との間に、Ｎｕｌｌ（無信号状態）を挿入すればよい。
尚、上記において説明した構成部分を除いて、本実施形態の無線データ伝送システム及びこれに用いる送受信装置の構成及び動作については、従来技術のものと同様である。
【０１６２】
以上、本発明の無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置について、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。
【０１６３】
特に、上記各実施形態では、説明を簡略化するため、２本のアンテナ及び２つのデータ系列数を用いたシステムのみを示しているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、任意の空間多重数による空間分割多重伝送システムを確立することができる。
【０１６４】
また、上記各実施形態では、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式とあわせて使用する従来の通信方式としてＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１を例示しているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどにも応用が可能である。
【０１６５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置によれば、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式により、複数のアンテナを使用して、同一周波数帯域で複数のデータ系列での送受信ができるような無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置が提供される。
【０１６６】
さらに、このようなＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式を５ＧＨｚ帯で使用するにあたって、従来のＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１やＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の無線通信システムとのコンパチビリティを備えた無線データ伝送システム及び無線データ送受信装置が提供される。本発明の無線データ伝送システムにおいて、ＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式の送受信装置と従来の方式による送受信システムとが混在していても、一方の送受信装置が通信中に他方の送受信装置が送信を開始することがないよう構成することができるため、安定した通信システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて用いる送信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す送信装置における空間分割多重制御データの送信動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて用いる受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図３に示す受信装置における空間分割多重制御データの受信動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる無線データ伝送システムの構成を概略的に示す図である。
【図６】図５に示す無線データ伝送システムにおいて送受信されるパケットの構成を概略的に示す図である。
【図７】図５に示す送受信装置Ａ及びＢにおいて受信動作を行う際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１１】図１０に示す各パケットのプリアンブル信号から算出される当該信号の相関値の出力波形を示す図である。
【図１２】本発明の第７実施形態にかかる無線データ伝送システムにおいて送受信されるＳＤＭ−ＯＦＤＭ方式のデータのパケット構成を概略的に示す図である。
【図１３】従来技術におけるＳＤＭを利用した無線通信システムの一構成例を概略的に示す図である。
【図１４】図１３に示す送信装置のアンテナＴｘＡｎｔ＿Ａ及びＴｘＡｎｔ＿Ｂから送信される伝播路測定用プリアンブルのパケットフォーマットの例を示す図である。
【図１５】５ＧＨｚ帯を利用したＯＦＤＭ無線通信方式において使用する通信パケットの構成を概略的に示す図である。
【図１６】図１５に示す通信パケットのシグナルフィールド（ＳＦ）に含まれるデータの構成を示す図である。
【図１７】ＡＲＩＢ−ＳＴＤ  Ｔ−７１仕様による受信装置において、無線通信伝送波を受信し復調する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１    送信データ生成部
１０２    空間分割多重制御データ生成部
１０３    送信制御回路
１０４Ａ、１０４Ｂ  ＯＦＤＭ信号生成部
１０５Ａ、１０５Ｂ  ＲＦ部
１０６Ａ、１０６Ｂ  アンテナ
３０１Ａ、３０１Ｂ  アンテナ
３０２Ａ、３０２Ｂ  ＲＦ部
３０３Ａ、３０３Ｂ  ＯＦＤＭ信号受信回路
３０４    空間分割多重制御データ解析回路
３０５    受信制御回路
３０６    ＳＤＭ処理部
３０７    受信データ処理部
【図１】
2004297172.tif 000007
【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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【図１７】
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