(57)【要約】【課題】  伝送フレームにおいて送信する情報データに応じて伝送方式を選択することにより、実質的に情報データの伝送の高速化を実現する。【解決手段】  複数の送信アンテナ（２７ａ、２７ｂ）を備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、複数のアンテナ（２７ａ、２７ｂ）を用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部２４と、複数または単一のアンテナ（２７ａ、２７ｂ）を用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部２５と、伝送フレームの長さを伝送方式毎に算出する算出部２１と、算出された伝送フレームの長さが最も短い伝送方式を選択する伝送方式選択部２２と、を備え、第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、選択された伝送方式で情報を無線送信する。【選択図】  図２
2005318419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、
複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、
複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、
伝送フレームの長さを前記伝送方式毎に算出する算出部と、
前記算出された伝送フレームの長さが最も短い伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、
前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、
複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、
複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、
伝送フレームに含まれるシンボル数を前記伝送方式毎に算出する算出部と、
前記算出されたシンボル数が最小である伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、
前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴とする無線送信装置。
【請求項３】
前記算出部は、送信データ量を示す情報、空間分割多重数を示す情報、変調方式情報、および符号化方式情報に基づいて前記伝送フレームの長さまたは前記シンボル数を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、
複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、
複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、
一定の長さの伝送フレームに含まれる送信データの伝送量を前記伝送方式毎に算出する算出部と、
前記算出された送信データの伝送量が最も多い伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、
前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴とする無線送信装置。
【請求項５】
前記算出部は、伝送フレームの長さを示す情報、空間分割多重数を示す情報、変調方式情報、および符号化方式情報に基づいて前記送信データの伝送量を算出することを特徴とする請求項４記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記算出部が前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量を算出する頻度、および前記伝送方式選択部が前記伝送方式を選択する頻度を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記伝送方式選択部は、
前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量に応じて伝送方式を対応付けるテーブルと、
前記算出部により算出された前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量に対応する伝送方式を前記テーブルから抽出する抽出部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方は、前記抽出された伝送方式を示す情報を無線送信することを特徴とする請求項７記載の無線送信装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線送信装置と、
請求項８記載の無線送信装置から送信された前記伝送方式を示す情報を受信する無線受信装置と、を備え、
前記無線送信装置は、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方を使用して、前記無線受信装置が受信した伝送方式で情報を無線送信することを特徴とする移動局。
【請求項１０】
請求項８記載の無線送信装置を備える基地局または集中制御局と、請求項９記載の移動局と、から構成されることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、その選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の分野においては、限られた周波数でいかに高品質で大容量の無線通信システムを構築するかということが大きな課題である。このような課題を解決する技術として、送信側および受信側において、複数のアンテナを用いて、同一周波数で伝送データを空間分割多重し、周波数利用効率を高める空間分割多重方式の適用が検討されている。この空間分割多重方式では、変調方式は従来と同様であるが、同一周波数において複数の送信アンテナから異なる情報を送信して空間で多重するため、たとえば、２本のアンテナを用いる場合、使用する周波数帯域を増加することなく伝送容量を２倍にすることができる。この空間分割多重を用いるシステムとして、「Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ（以下、「ＭＩＭＯ」と呼称する。）システム」と呼ばれるものがある。
【０００３】
関連する先行技術文献としては、例えば、特開２００３−２０４３１７号公報には、通信品質を維持しつつ、周波数利用効率を伝送速度を向上させるための「無線送信装置および無線通信方法」が開示されており、特開２００３−３１８８５３号公報には、空間多重伝送と空間ダイバーシチ伝送とを切り替えるＯＦＤＭ信号伝送において、伝送容量を維持しつつ伝送品質を向上させるための「ＯＦＤＭ信号伝送装置、ＯＦＤＭ信号送信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置」が開示されている。また、「２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−５−１２」には、「ＭＩＭＯシステムにおけるスループット最大化送信制御法」が開示されている。また、特開２００３−２８３４４１号公報には、送信装置と受信装置の間の伝送路状態を精度良く検出するための「信号伝送システム、送信装置および受信装置」が開示されており、「電子情報通信学会ＲＣＳ２００３−２１」には、「ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおけるタイミング／周波数同期方式」が開示されている。
【０００４】
上記の先行技術では、伝搬路の状況を取得し、取得した伝搬路の状況に応じて、複数のアンテナの各送信周波数および複数のアンテナから送信される情報の個数を制御する手法、同一周波数で異なる信号を送信する空間多重方式と同一周波数で同一の信号を送信する空間ダイバーシチを切り替えて制御する手法、そして、送信アンテナの選択及び組み合わせ、変調方式、符号化率を制御することにより、通信品質を維持しつつ、周波数利用効率と伝送速度を向上させる手法が採られている。
【０００５】
より具体的には、取得した伝搬路状況が良好な場合は、空間分割多重方式を用いてデータの送信を行なう一方、伝搬路状況が不良な場合は、例えば、空間ダイバーシチのように空間多重方式を用いずにデータの送信を行なう。また、取得した伝搬路状況により複数の送信アンテナの選択と組み合わせ、変調方式、符号化率を制御する。これらの手法を採ることにより、受信側で空間多重された信号から送信信号を分離検出することができない状況を回避している。
【０００６】
図１０は、従来の無線通信装置の概略構成を示す図である。従来の無線通信装置１２０は、無線送信装置１２１と無線受信装置１２２とから構成される。無線送信装置１２１において、送信制御部１２３は、無線送信装置１２１全体の制御を行なう。送信制御部１２３は、無線受信装置１２２における受信品質測定手段１２４において測定された受信品質に応じて、空間分割多重送信処理部１２５および非空間分割多重送信処理部１２６の動作と、データ選択スイッチ１２７〜１２９の切り替えを制御する制御信号を出力する。
【０００７】
ここで、例えば、受信品質測定手段１２４において、受信品質として受信データの誤り率を測定する場合について説明する。送信制御部１２３は、受信品質測定手段１２４により測定された誤り率が予め設定した閾値よりも高い場合は、データ選択スイッチ１２７に対して、送信制御部１２３から入力される信号が非空間分割多重送信処理部１２６に出力されるようにデータ選択スイッチ１２７を切り替える制御信号を出力する。また、送信制御部１２３は、非空間分割多重送信処理部１２６に対して、データ選択スイッチ１２７から入力される信号を非空間分割多重送信処理して出力させる制御信号を出力する。また、送信制御部１２３は、データ選択スイッチ１２８およびデータ選択スイッチ１２９に対して、非空間分割多重送信処理部１２６から入力される信号を周波数変換部１３０、１３１の少なくとも一方に出力させる制御信号を出力する。
【０００８】
一方、送信制御部１２３は、受信品質測定手段１２４により測定された誤り率が予め設定した閾値よりも低い場合は、データ選択スイッチ１２７に対して、送信制御部１２３から入力される信号が空間分割多重送信処理部１２５に出力されるようにデータ選択スイッチ１２７を切り替える制御信号を出力する。また、送信制御部１２３は、空間分割多重送信処理部１２５に対して、データ選択スイッチ１２７から入力される信号を空間分割多重送信処理して出力させる制御信号を出力する。また、送信制御部１２３は、データ選択スイッチ１２８およびデータ選択スイッチ１２９に対して、空間分割多重送信処理部１２５から入力される信号を周波数変換部１３０、１３１に出力させる制御信号を出力する。
【０００９】
周波数変換部１３０、１３１は、入力された信号を無線周波数にアップコンバートして出力する。アップコンバートされた送信信号は送信アンテナ１３２または１３３の少なくとも一方を介して送信される。なお、上記の非空間分割多重送信処理は、空間ダイバーシチ処理、または空間ダイバーシチ処理を行わない通常の送信処理を意味する。
【００１０】
一方、無線受信装置１２２において、受信アンテナ１３５または１３６の少なくとも一方で受信された受信信号は、周波数変換部１３７、１３８の少なくとも一方においてダウンコンバートされる。受信制御部１３９は、無線受信装置１２２全体を制御すると共に、データ選択スイッチ１４０および１４１を切り替える制御信号を出力し、受信データを空間分割多重受信処理部１４３または非空間分割多重受信処理部１４４のいずれか一方に出力させる。また、受信制御部１３９は、データ選択スイッチ１４２を切り替える制御信号を出力し、空間分割多重受信処理部１４３または非空間分割多重受信処理部１４４のいずれか一方が出力する信号を受信制御部１３９へ出力させる。また、受信品質測定手段１２４は、受信制御部１３９による制御を受けて、受信品質として受信データの誤り率を測定する。
【００１１】
以上のように、従来の無線通信装置は、伝搬環境が悪く受信品質が悪い、つまり誤り率が高い場合においては、非空間分割多重送信および非空間分割多重受信を行ない、伝搬環境が良く受信品質が良い、つまり誤り率が低い場合においては、空間分割多重送信および空間分割多重受信を行なって、通信品質を維持しつつ伝送容量の増大を図っていた。すなわち、伝搬状況に応じて伝送方式を適応的に切り替えることにより、通信品質を維持しつつ伝送データの容量の増大を図っていた。
【特許文献１】特開２００３−２０４３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３１８８５３号公報
【特許文献３】特開２００３−０６０６０４号公報
【特許文献４】特開２００３−２８３４４１号公報
【非特許文献１】須藤、原、大槻著「ＭＩＭＯシステムにおけるスループット最大化送信制御法」、２００３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−５−１２
【非特許文献２】電子情報通信学会ＲＣＳ２００３−２１「ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおけるタイミング／周波数同期方式」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記の従来の技術においては、物理レイヤにおける伝送データの容量の増大のみしか考慮されていないため、必ずしも情報データの容量の増大が実現できない場合がある。図１１は、空間分割多重送信を行わない通常の送信に用いられる伝送フレーム構成の一例を示す。図１２は、空間分割多重送信に用いられる伝送フレームの構成の一例を示す。ここで、図１２において、紙面に対して上側から下側へ、空間分割多重数２と、空間分割多重数３と、空間分割多重数４である場合の伝送フレームの構成の一例と、概略構成として空間分割多重数Ｘの場合の伝送フレームの構成の一例を示す。なお、ここではパイロット信号の表記はすべて統一しているが、すべて同じ信号であるということに限定しているものではない。
【００１３】
例えば、従来提案されている伝送フレーム構成では、伝送フレームは伝搬路推定用のパイロット信号とデータ信号から構成されており、一つの送信アンテナより送信される伝送フレーム中のパイロット信号の割合（以下、「オーバヘッド」と呼称する。）が空間分割多重方式を用いた場合では空間分割多重方式を用いない場合より増加し、データ信号の量が少ない場合には空間分割多重方式を用いた場合の方が空間分割多重方式を用いない場合に比べて伝送フレーム長がオーバヘッドにより長くなるという不都合が生じる場合がある。また、伝送フレーム長が短い場合にはデータ信号の送信区間が短く、空間分割多重方式を用いた場合の方が空間分割多重方式を用いない場合に比べて伝送フレームにおいて送信可能な情報データのデータ伝送量がオーバヘッドにより少なくなるという不都合が生じる場合がある。また、使用するアンテナの数を増やして空間多重する送信信号の数を増やすにつれて、言い換えれば空間分割多重数を増やすにつれて１つの伝送フレームに割り当てるパイロット信号の量が多くなってパイロット信号区間が長くなり、それに伴いオーバヘッドは大きくなり、上記不都合が顕著に現れるという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、伝送フレームにおいて送信する情報データに応じて伝送方式を選択することにより、実質的に情報データの伝送の高速化を実現することができる無線送信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る無線送信装置は、複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、伝送フレームの長さを前記伝送方式毎に算出する算出部と、前記算出された伝送フレームの長さが最も短い伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴としている。
【００１６】
このように、伝送フレームの長さを伝送方式毎に算出し、伝送フレームの長さが最も短い伝送方式を選択し、その選択した伝送方式で情報を無線送信するので、伝送占有時間を短くすることができ、伝送効率の向上を図ることが可能となる。例えば、空間分割多重方式であっても伝送フレーム長が大きくなる場合は、空間分割多重方式を使用せず、非空間分割多重方式を使用するのである。これにより、伝送効率を高めることができる。その結果、空間分割多重方式および非空間分割多重方式それぞれの長所を生かした送信を行なうことが可能となる。
【００１７】
（２）また、本発明に係る無線送信装置は、複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、伝送フレームに含まれるシンボル数を前記伝送方式毎に算出する算出部と、前記算出されたシンボル数が最小である伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴としている。
【００１８】
このように、伝送フレームに含まれるシンボル数を伝送方式毎に算出し、シンボル数が最小である伝送方式を選択し、その選択した伝送方式で情報を無線送信するので、伝送占有時間を短くすることができ、伝送効率の向上を図ることが可能となる。例えば、空間分割多重方式であっても伝送フレームに含まれるシンボル数が多くなる場合は、空間分割多重方式を使用せず、非空間分割多重方式を使用するのである。これにより、伝送効率を高めることができる。その結果、空間分割多重方式および非空間分割多重方式それぞれの長所を生かした送信を行なうことが可能となる。
【００１９】
（３）また、本発明に係る無線送信装置は、前記算出部は、送信データ量を示す情報、空間分割多重数を示す情報、変調方式情報、および符号化方式情報に基づいて前記伝送フレームの長さまたは前記シンボル数を算出することを特徴としている。
【００２０】
この構成により、各伝送方式に特有な伝送フレームの長さまたはシンボル数を算出することが可能となる。
【００２１】
（４）また、本発明に係る無線送信装置は、複数の送信アンテナを備え、複数の伝送方式からいずれか一つの伝送方式を選択し、前記選択した伝送方式によって情報を無線送信する無線送信装置であって、複数の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重して送信する第１の送信部と、複数または単一の前記アンテナを用いて情報を空間分割多重することなく送信する第２の送信部と、一定の長さの伝送フレームに含まれる送信データの伝送量を前記伝送方式毎に算出する算出部と、前記算出された送信データの伝送量が最も多い伝送方式を選択する伝送方式選択部と、を備え、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方が、前記選択された伝送方式で情報を無線送信することを特徴としている。
【００２２】
このように、一定の長さの伝送フレームに含まれる送信データの伝送量を伝送方式毎に算出し、送信データの伝送量が最も多い伝送方式を選択し、その選択した伝送方式で情報を無線送信するので、伝送効率を高めることができ、より多くの伝送容量を実現することができる。例えば、空間分割多重方式であっても一定の長さの伝送フレームに含まれる送信データの伝送量が少なくなる場合は、空間分割多重方式を使用せず、非空間分割多重方式を使用するのである。これにより、伝送効率を高めることができる。その結果、空間分割多重方式および非空間分割多重方式それぞれの長所を生かした送信を行なうことが可能となる。
【００２３】
（５）また、本発明に係る無線送信装置は、前記算出部は、伝送フレームの長さを示す情報、空間分割多重数を示す情報、変調方式情報、および符号化方式情報に基づいて前記送信データの伝送量を算出することを特徴としている。
【００２４】
この構成により、各伝送方式に特有な送信データの伝送量を算出することが可能となる。
【００２５】
（６）また、本発明に係る無線送信装置は、前記算出部が前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量を算出する頻度、および前記伝送方式選択部が前記伝送方式を選択する頻度を制御する制御部をさらに備えることを特徴としている。
【００２６】
このように、算出部および伝送方式選択部が動作する頻度を制御するので、例えば、データ伝送量が、数伝送フレームに渡ってある程度一定である場合には、頻度を下げることによって、必要の無い動作を停止させて演算量の低減および消費電力の削減を図ることが可能となる。一方、頻度を上げる場合、例えば、伝送フレームが送信される度に算出部および伝送方式選択部を動作させる場合は、伝送効率を高めることができる。
【００２７】
（７）また、本発明に係る無線送信装置は、前記伝送方式選択部は、前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量に応じて伝送方式を対応付けるテーブルと、前記算出部により算出された前記伝送フレームの長さ、前記シンボル数、または前記送信データの伝送量に対応する伝送方式を前記テーブルから抽出する抽出部と、を備えることを特徴としている。
【００２８】
このように、伝送フレームの長さ、シンボル数、または送信データの伝送量に応じて伝送方式を対応付けるテーブルを有しており、算出部により算出された伝送フレームの長さ、シンボル数、または送信データの伝送量に対応する伝送方式をテーブルから抽出するので、伝送フレーム毎に伝送フレームの長さ、シンボル数、または送信データの伝送量を演算する場合と比較して伝送方式を選択する処理を簡略化させ、演算量を低減させることが可能となる。その結果、消費電力の削減を図ることが可能となる。
【００２９】
（８）また、本発明に係る無線送信装置は、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方は、前記抽出された伝送方式を示す情報を無線送信することを特徴としている。
【００３０】
このように、抽出された伝送方式を示す情報を無線送信するので、他の無線通信装置に対して選択した伝送方式を使用するように指示することができる。例えば、本無線送信装置が、通信システムの基地局または集中制御局および移動局として使用される場合、制御エリア内に存在する移動局が増加すると、各移動局はそれぞれ独自に選択した伝送方式を基地局または集中制御局に通知し、基地局または集中制御局は伝送方式の切り替え動作を移動局毎に頻繁に行なわなければならなくなる。このため、基地局または集中制御局が伝送方式を示す情報を送信することによって、移動局に対して使用すべき伝送方式を指示することができる。移動局においては、指示された伝送方式で情報の送信を行なうことによって、通信システムの制御に関する統一性が向上し、複雑な処理を回避することが可能となる。
【００３１】
（９）また、本発明に係る移動局は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線送信装置と、請求項８記載の無線送信装置から送信された前記伝送方式を示す情報を受信する無線受信装置と、を備え、前記無線送信装置は、前記第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方を使用して、前記無線受信装置が受信した伝送方式で情報を無線送信することを特徴としている。
【００３２】
このように、移動局において、受信した伝送方式を示す情報に基づいて、第１の送信部または第２の送信部のいずれか一方を使用して、情報を無線送信するので、通信システムの制御に関する統一性が向上し、複雑な処理を回避することが可能となる。
【００３３】
（１０）また、本発明に係る無線通信システムは、請求項８記載の無線送信装置を備える基地局または集中制御局と、請求項９記載の移動局と、から構成されることを特徴としている。
【００３４】
このように、本発明に係る無線通信システムによれば、伝送フレームの長さ、シンボル数、または送信データの伝送量を伝送方式毎に算出し、最も適切な伝送方式を選択し、その選択した伝送方式で情報を無線送信するので、伝送効率の向上を図ることが可能となる。また、空間分割多重方式および非空間分割多重方式それぞれの長所を生かした送信を行なうことが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、最も適切な伝送方式を選択し、その選択した伝送方式で情報を無線送信するので、伝送効率の向上を図ることが可能となる。また、空間分割多重方式および非空間分割多重方式それぞれの長所を生かした送信を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る無線送信装置は、複数の送信アンテナを備え、伝送フレーム長を計算し、最も伝送フレーム長が短くなる伝送方式を選択し、選択した伝送方式によって情報を無線送信する。これにより、伝送占有時間の短縮化、および伝送効率の向上を図っている。
【００３７】
図１は、第１の実施形態に係る無線送信装置を自動車電話機や携帯電話機等の移動端末機に適用した例を示す図である。この無線通信装置１は、無線送信装置としての送信部２、無線受信装置としての受信部３、各部を制御する送受制御部４、共用器５、複数のアンテナ６−１〜６−ｎ、送話器７、受話器８、液晶パネル等による表示器９、および各種のファンクションキー等を含むダイヤルキー１０から構成されている。
【００３８】
図２は、無線送信装置としての送信部２の構成を示す図である。送信部２は、複数のアンテナを用いて空間分割多重送信を行なう機能と、非空間分割多重送信を行なう機能とを有している。送信部２において、送信制御部２０は、無線送信装置としての送信部２の送信に係る全体の制御を行ない、上位レイヤより転送された情報データを下位レイヤに転送する。送信に関するパラメータとしては、変調方式、符号化率、データ伝送量が転送される。
【００３９】
伝送フレーム長計算部２１は、送信制御部２０より入力された変調方式、符号化率、データ伝送量に基づいて、空間分割多重送信を行なう場合と非空間分割多重送信を行なう場合の伝送フレーム長の計算を行なう。この伝送フレーム長計算部２１は、算出部を構成する。伝送フレームは、伝搬路推定やタイミング同期のために用いるパイロット信号とデータ信号とから構成される。変調多値数をＭ、符号化率をＲ、送信データ量をＤ、空間分割多重数をＮとおくと、１つの送信アンテナより送信されるデータ信号のシンボル数は次式で表わされる。
【００４０】
【数１】
2005318419.tif 000003
上式から求められたデータ信号のシンボル数に既知であるパイロット信号のシンボル数を合わせたものが伝送フレームの全体のシンボル数になる。
【００４１】
【数２】
2005318419.tif 000004
パイロット信号は、使用する伝送方式によって異なる。空間分割多重送信と非空間分割多重送信では異なる長さのパイロット信号が使用され、計算によって求められたデータ信号のシンボル数にそれぞれのパイロット信号をあわせて、１つの送信アンテナより送信される伝送フレームの全体のシンボル数からフレーム長を算出する。
【００４２】
伝送方式選択部２２は、伝送フレーム長計算部２１から入力された算出結果を基に、最も伝送フレーム長が短くなる伝送方式の選択を行なう。この選択結果に応じて、送信制御部２０は、データ選択スイッチや送信処理部の制御を行なう。すなわち、送信制御部２０は、通知された伝送方式が空間分割多重送信であれば、データ選択スイッチ２３ａに対して、入力される信号を空間分割多重送信処理部２４に出力させる制御信号を出力する。そして、空間分割多重送信処理部２４に対して、入力された信号を空間分割多重送信処理して出力させる制御信号を出力する。また、データ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃに対して、空間分割多重送信処理部２４から入力される信号を出力させる制御信号を出力する。
【００４３】
一方、送信制御部２０は、通知された伝送方式が非空間分割多重送信であれば、データ選択スイッチ２３ａに対して、入力される信号を非空間分割多重送信処理部２５に出力させる制御信号を出力する。また、送信制御部２０は、非空間分割多重送信処理部２５に対して、入力される信号を非空間分割多重送信処理して出力させる制御信号を出力する。また、送信制御部２０は、データ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃに対して、非空間分割多重送信処理部２５から入力される信号を出力させる制御信号を出力する。
【００４４】
周波数変換部２６ａ、２６ｂの少なくとも一方は、入力された信号を無線周波数にアップコンバートして出力する。アップコンバートされた送信信号はアンテナ２７ａまたは２７ｂの少なくとも一方を介して送信される。
【００４５】
無線受信装置としての受信部３は、無線送信装置より通知された伝送方式に関する制御情報に従って非空間分割多重か、空間分割多重かに応じた処理を行なう。これは、報知信号または制御メッセージを送信するなどの手法によって実現することができる。すなわち、従来と同様の方式で実現できる。
【００４６】
図３には、３本のアンテナを有する場合の無線送信装置（送信部）の構成を示す。このように、空間分割多重数が複数選択可能である場合は、伝送フレーム長計算部２１は、それぞれの空間分割多重数における伝送フレーム長を算出する。そして、伝送方式選択部２２は、伝送フレーム長計算部２１から入力された算出結果を基に、最も伝送フレーム長が短くなる伝送方式の選択を行なう。この選択結果に応じて、送信制御部２０は、データ選択スイッチや送信処理部の制御を行なう。すなわち、送信制御部２０は、上記操作と同様の操作を３本の送信アンテナに拡張し、さらに、空間分割多重送信として３本の送信アンテナを用いて空間分割多重数３で送信を行なう場合は、データ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのすべてに対して、空間分割多重送信処理部２４から入力される信号を出力させる制御信号を出力する。空間分割多重送信として２本の送信アンテナを用いて空間分割多重数２で送信を行なう場合は、データ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのいずれか２つに対して、空間分割多重送信処理部２４から入力される信号を出力させる制御信号を出力し、残りの１つに対しては、空間分割多重送信処理部２４から入力される信号を出力させない制御信号を出力する。
【００４７】
また、送信制御部２０は、非空間分割多重送信として３本の送信アンテナを用いて送信ダイバーシチ送信を行なう場合はデータ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのすべてに対して、非空間分割多重送信処理部２５から入力される信号を出力させる制御信号を出力する。また、非空間分割多重送信として２本の送信アンテナを用いて送信ダイバーシチ送信を行なう場合はデータ選択スイッチ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのいずれか２つに対して非空間分割多重送信処理部２５から入力される信号を出力して残りの１つに対して非空間分割多重送信処理部２５から入力される信号を出力しない制御信号を出力する。
【００４８】
このように、空間分割多重送信処理部２４は、送信制御部２０から入力される制御信号に従い動作し、空間分割多重送信を行なうように通知された場合は、入力される信号に対して空間分割多重送信処理を行なって出力する。また、非空間分割多重送信処理部２５は、送信制御部２０から入力される制御信号に従って動作し、非空間分割多重送信を行なうように通知された場合は、入力される信号に対して非空間分割多重送信処理を行なって出力する。そして、周波数変換部２６ａ〜２６ｃの少なくとも一つは、入力された信号を無線周波数にアップコンバートして出力する。アップコンバートされた送信信号はアンテナ２７ａ〜２７ｃの少なくとも一つを介して送信される。
【００４９】
なお、第１の実施形態では、機能を説明する都合上、空間分割多重送信処理部２４と非空間分割多重送信処理部２５とを独立した２つのブロックに分けた構成を示したが、本発明は、これに限定されるわけではない。すなわち、これらの各処理部が１つのブロックとして共用された形でも一般性は失わない。この場合には、各々に関連した必要なブロックが動作するように制御される。また、非空間分割多重送信に関しては、１本のアンテナであっても、送信ダイバーシチのような手段を用いても、伝送フレーム長に変化は及ぼさないので、本発明は一般性を失わない。
【００５０】
次に、以上のように構成された第１の実施形態に係る無線送信装置の動作について図４に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、１伝送フレームに対する処理を示す。まず、データ伝送量と変調方式と符号化率から情報の送信に必要なシンボル数を計算する（ステップＰ１）。次に、空間分割多重数に応じてそれぞれに必要なシンボル数を再計算する（ステップＰ２）。ここでは、１つの送信アンテナから送信されるシンボル数が計算され、空間分割多重数が異なる伝送方式すべてに対してシンボル数が計算される。たとえば、最大空間分割多重数が４である場合、空間分割多重数が４である伝送方式と、空間分割多重数が３である伝送方式と、空間分割多重数が２である伝送方式と、空間分割多重数が１である伝送方式のそれぞれに対してシンボル数の計算を行なう。
【００５１】
次に、１つの伝送フレームのパイロット信号のシンボル数を加算する（ステップＰ３）。ここでは、空間分割多重数によって異なるパイロット信号のシンボル数をステップＰ２において計算した情報の送信に必要なシンボル数に対して空間分割多重数に応じてそれぞれ加算する。以上の計算結果に基づいて、伝送フレーム長を計算する（ステップＰ４）。伝送フレーム長は、ステップＰ３において計算したシンボル数から計算する。ここで、すべての伝送方式について伝送フレーム長を計算し終わったかどうかを判断し（ステップＰ５）、すべての伝送方式について伝送フレームを計算し終わっていない場合は、ステップＰ２へ移行する。一方、すべての伝送方式について伝送フレームを計算し終わった場合は、最も伝送フレーム長が短い伝送方式を選択する（ステップＰ６）。ここで選択した伝送方式を用いて送信を行ない、当該伝送フレームについての処理が終了する。そして、次の伝送フレームに対して、再度ステップＰ１から処理を行なう。
【００５２】
なお、上記フローチャートにおけるステップＰ４を省略し、直接伝送フレームのシンボル数を基に、伝送フレームのシンボル数が最も少ない伝送方式を選択する形態を採ることも可能である。
【００５３】
以上のように、第１の実施形態によれば、同一の送信データ量を送る場合の伝送フレーム長が最も短くなる伝送方式を選択できるようになるため、データ通信に必要となる通信時間が短くなり、通信の効率化を図ることができるようになる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図５に示すように、第２の実施形態に係る無線送信装置（送信部）は、図２に示す第１の実施形態の構成において伝送フレーム長計算部２１と伝送方式選択部２２が、それぞれ伝送データ量計算部３０と伝送方式選択部３１とに置き換わった構成を採る。この伝送データ量計算部３０は、算出部を構成する。その他の構成は、第１の実施形態に係る無線送信装置と同様である。
【００５５】
第２の実施形態では、伝送フレーム長が固定、あるいはシステムによってあらかじめ決められているものとして説明する。第１の実施形態では、同一の送信データ量を送る場合に最も短くなる伝送フレーム長を選択した。これに対し、第２の実施形態では、伝送フレーム長が上位層から与えられた場合に、図５に示す伝送データ量計算部３０で、送信制御部２０より入力された変調方式、符号化率、伝送フレーム長に基づいて、空間分割多重送信を行なう場合と非空間分割多重送信を行なう場合の送信可能なデータ伝送量の計算を行なう。
【００５６】
上記の第１の実施形態と同様に、伝送フレームの全体区間からパイロット信号の送信のための区間を除き、送信に用いることができる区間を伝送フレーム長に応じて算出する。算出した区間において送信可能なシンボル数をＳ、変調方式をＭ、符号化率をＲ、空間分割多重数をＮとおくと、送信可能なデータ伝送量は次式となる。
【００５７】
【数３】
2005318419.tif 000005
算出した結果は伝送方式選択部３１に出力され、伝送方式選択部３１は、最もデータ伝送量が多い伝送方式を選択して、選択結果を示すデータを送信制御部２０に出力する。
【００５８】
従って、上位層から伝送フレーム長が与えられると、最もデータ伝送量が多く送ることのできる伝送方式が選ばれることになる。
【００５９】
図６は、第２の実施形態に係る無線送信装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、送信可能なデータ伝送量に基づいて、伝送方式の選択を行なう。なお、このフローチャートは、１伝送フレームに対する処理を示す。まず、伝送フレーム長とパイロット信号区間の長さからデータ伝送フレーム長を計算する（ステップＱ１）。ここで、データ伝送フレーム長は、伝送フレームにおけるパイロット信号区間を除いたデータ信号の送信に用いることができる区間を指す。また、異なるパイロット信号を用いる異なる空間分割多重数に応じてそれぞれデータ伝送フレーム長を計算する。また、計算したデータ伝送フレーム長の単位がシンボル数となるように計算する。次に、データ伝送フレーム長と変調方式と符号化率と空間分割多重数から送信可能なデータ伝送量を計算する（ステップＱ２）。ここで、送信可能なデータ伝送量は空間分割多重数に応じたトータルの送信可能なデータ伝送量である。
【００６０】
ここで、すべての伝送方式について送信可能なデータ伝送量を計算し終わったかどうかを判断し（ステップＱ３）、すべての伝送方式について送信可能なデータ伝送量を計算し終わっていない場合は、ステップＱ１へ移行する。一方、すべての伝送方式について送信可能なデータ伝送量を計算し終わった場合は、送信可能なデータ伝送量が最も多い伝送方式を選択する（ステップＱ４）。ここで、選択した伝送方式を用いて送信を行ない、当該伝送フレームについての処理が終了する。そして、次の伝送フレームに対して、再度ステップＱ１から処理を行なう。
【００６１】
以上のように、第２の実施形態によれば、伝送フレーム長が固定、あるいはシステムによってあらかじめ決められている場合のデータ伝送量が最も多くなる伝送方式を選択することができるため、伝送速度が高くなり、通信の効率化を図ることができるようになる。
【００６２】
（第３の実施形態）
上記の第１の実施形態では、伝送フレーム毎に伝送フレーム長が最短となる伝送方式を選択した。これに対し、第３の実施形態では、予め定められたいくつかの伝送フレームを送信する間、伝送方式を選択する動作を停止する。すなわち、予め定められたいくつかの伝送フレーム毎に、各伝送方式について伝送フレーム長を算出して、伝送フレーム長が最も短くなる伝送方式を選択する。
【００６３】
図７は、予め定められた数伝送フレームの間、伝送方式の選択を停止する切り替えカウンタを機能させる場合のフローチャートである。ここでは、図４に示すフローチャートに対して切り替えカウンタの動作を加えた例を示している。図７に示すように、まず、データ伝送量と変調方式と符号化率から情報の送信に必要なシンボル数を計算する（ステップＲ１）。次に、空間分割多重数に応じてそれぞれに必要なシンボル数を再計算する（ステップＲ２）。ここでは、１つの送信アンテナから送信されるシンボル数が計算され、空間分割多重数が異なる伝送方式すべてに対してシンボル数が計算される。たとえば、最大空間分割多重数が４である場合、空間分割多重数が４である伝送方式と、空間分割多重数が３である伝送方式と、空間分割多重数が２である伝送方式と、空間分割多重数が１である伝送方式のそれぞれに対してシンボル数の計算を行なう。
【００６４】
次に、１つの伝送フレームのパイロット信号のシンボル数を加算する（ステップＲ３）。ここでは、空間分割多重数によって異なるパイロット信号のシンボル数をステップＲ２において計算した情報の送信に必要なシンボル数に対して空間分割多重数に応じてそれぞれ加算する。以上の計算結果に基づいて、伝送フレーム長を計算する（ステップＲ４）。伝送フレーム長は、ステップＲ３において計算したシンボル数から計算する。ここで、すべての伝送方式について伝送フレームを計算し終わったかどうかを判断し（ステップＲ５）、すべての伝送方式について伝送フレームを計算し終わっていない場合は、ステップＲ２へ移行する。一方、すべての伝送方式について伝送フレームを計算し終わった場合は、最も伝送フレーム長が短い伝送方式を選択する（ステップＲ６）。ここで、選択した伝送方式を用いて送信を行なう。
【００６５】
このように、ステップＲ６において伝送方式を設定した後、初期値が０であるｎに対して１を加算して（ステップＲ７）、加算したｎが任意に設定したＮと等しいかどうかを判断する（ステップＲ８）。この判断の結果、加算したｎが任意に設定したＮと等しい場合は、ｎを０にして（ステップＲ９）、伝送フレームに対してステップＲ１から処理を行なう。一方、判断の結果、加算したｎが任意に設定したＮと等しくない場合は、その時の伝送フレームに対しては伝送方式の選択の処理を行わず、ｎに対して１を加算して再度ｎが任意に設定したＮと等しいかどうかの判断を行なう。
【００６６】
データ伝送量が、数伝送フレームに渡ってある程度一定である場合には、第３の実施形態によれば、頻繁に伝送方式を選択せずにＮの単位で選択が行われることができるようになる。なお、以上の説明では、第１の実施形態に対応して、伝送フレーム長を計算して最も伝送フレーム長が短い伝送方式を選択する場合を示したが、第３の実施形態は、第２の実施形態のように、伝送フレーム長に応じてデータ伝送量を計算し、最もデータ伝送量が多い伝送方式を選択する場合にも適用することが可能である。
【００６７】
（第４の実施形態）
図８に示すように、第４の実施形態に係る無線送信装置（送信部）は、図２に示す第１の実施形態の構成に対して、基準情報生成・保持部４０を追加した構成を採る。その他の構成は、図２に示す第１の実施形態に係る無線送信装置と同様である。第４の実施形態では、基準情報生成・保持部４０において、基準信号をもち、それを指標として選ぶことが可能となっている。
【００６８】
図８において、基準情報生成・保持部４０は、あらかじめ送信データ量または伝送フレーム長により、選択する方式を図９に示すテーブルとして生成、保持しておく。図９（ａ）は、基準情報の１例を示す。伝送フレーム長を基に伝送方式を選択する場合は、伝送フレーム長Ｌが、Ｌ１より小さければ伝送方式Ａを選択、伝送フレーム長Ｌが、Ｌ２より小さくＬ１以上であれば伝送方式Ｂを選択、伝送フレーム長Ｌが、Ｌ３より小さくＬ２以上であれば伝送方式Ｃを選択、伝送フレーム長Ｌが、Ｌ３以上であれば伝送方式Ｄを選択するというテーブルから基準情報は構成される。送信データ量を基に伝送方式を選択する場合は、図９（ｂ）に示すように、送信データ量Ｍが、Ｍ１より小さければ伝送方式Ａを選択、送信データ量Ｍが、Ｍ２より小さくＭ１以上であれば伝送方式Ｂを選択、送信データ量Ｍが、Ｍ３より小さくＭ２以上であれば伝送方式Ｃを選択、送信データ量Ｍが、Ｍ３以上であれば伝送方式Ｄを選択するというテーブルから基準情報は構成される。
【００６９】
図９において、たとえば、伝送方式Ａは空間分割多重数１の通常送信、伝送方式Ｂは空間分割多重数２の空間分割多重送信、伝送方式Ｃは空間分割多重数３の空間分割多重送信、伝送方式Ｄは空間分割多重数４の空間分割多重送信とすることができる。第１および第２の実施形態では、伝送フレーム毎に、伝送フレーム長やデータ伝送量を計算することを基本としたが、第４の実施形態では、基準信号として保有することで、計算の頻度を減らすことができるようになる。なお、ここでは生成を行なうプロセスを示しているが、基準信号はあらかじめ記憶手段（メモリ）等に格納し、必要に応じて読み出すようにしても良い。
【００７０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第１から第４の実施形態に係る無線送信装置が、通信システムの基地局または集中制御局として動作することとする。第５の実施形態に係る基地局または集中制御局は、第４の実施形態で示した基準情報を、移動局に対して報知送信を行なう。移動局は、基地局または集中制御局から受信した基準情報に基づいた伝送方式で基地局または集中制御局に対して情報を無線送信する。
【００７１】
すなわち、基地局または集中制御局と移動局の間の通信が、一対一の通信であれば、基準情報を報知送信する必要はない。しかし、基地局または集中制御局が制御するエリア内に存在する移動局が増えてくると、各移動局はそれぞれで決定した伝送方式を基地局または集中制御局に通知する結果、基地局または集中制御局は、伝送方式の切り替えを移動局毎に頻繁に変更する事態が生じ、通信システムの複雑性が増加してしまう。
【００７２】
このため、第５の実施形態では、基地局または集中制御局が、伝送方式の選択に関する基準情報を各移動局へ報知送信する。各移動局は、上記のいずれかに記載の無線送信装置と、基地局または集中制御局の無線送信装置から送信された伝送方式を示す情報としての基準情報を受信する無線受信装置と、を備えており、移動局の無線送信装置は、受信した伝送方式で情報を無線送信する。このように、移動局において、受信した基準情報（伝送方式を示す情報）に基づいて情報を無線送信するので、通信システムの制御に関する統一性が向上し、複雑な処理を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】無線送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】無線送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】無線送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】無線送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】無線送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】無線送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】無線送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】（ａ）無線送信装置が有するテーブルを示す図である。  （ｂ）無線送信装置が有するテーブルを示す図である。
【図１０】無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】伝送フレームの構成を示す図である。
【図１２】伝送フレームの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  無線通信装置
２  送信部
３  受信部
４  送受制御部
５  共用器
６−１〜６−ｎ  アンテナ
７  送話器
８  受話器
９  表示器
１０  ダイヤルキー
２０  送信制御部
２１  伝送フレーム長計算部
２２  伝送方式選択部
２３ａ〜２３ｄ  データ選択スイッチ
２４  空間分割多重送信処理部
２５  非空間分割多重送信処理部
２６ａ〜２６ｃ  周波数変換部
２７ａ〜２７ｃ  アンテナ
３０  伝送データ量計算部
３１  伝送方式選択部
４０  基準情報生成・保持部
【図１】
2005318419.tif 000006
【図２】
2005318419.tif 000007
【図３】
2005318419.tif 000008
【図４】
2005318419.tif 000009
【図５】
2005318419.tif 000010
【図６】
2005318419.tif 000011
【図７】
2005318419.tif 000012
【図８】
2005318419.tif 000013
【図９】
2005318419.tif 000014
【図１０】
2005318419.tif 000015
【図１１】
2005318419.tif 000016
【図１２】
2005318419.tif 000017