(57)【要約】【課題】従来のＴＤＤ方式よりもレイテンシを小さくし、かつ時々刻々と変化する伝播路の状況に応じたＡＡＳ制御を行うことができる無線通信装置及び無線通信装置の制御方法を提供する。【解決手段】アダプティブアレイアンテナ１２１を有する無線通信装置１であって、あるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替える無線通信部１２と、前記直前のスロットで受信した受信信号に基づき伝播路情報を計算する伝播路情報計算部１４１と、前記伝播路情報に基づき前記アダプティブアレイアンテナ１２１のアンテナウェイトを制御して、前記スロットにおける送信処理を行う送信処理部１５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2013176007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプティブアレイアンテナを有する無線通信装置であって、
あるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替える無線通信部と、
前記直前のスロットで受信した受信信号に基づき伝播路情報を計算する伝播路情報計算部と、
前記伝播路情報に基づき前記アダプティブアレイアンテナのアンテナウェイトを制御して、前記スロットにおける送信処理を行う送信処理部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記無線通信部は、前記送信周波数帯域及び該送信周波数帯域と異なる前記受信周波数帯域をスロット毎に入れ替えることにより、前記スロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける前記送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切り替え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】
前記送信処理部は、最初のスロットにおいて、前記アダプティブアレイアンテナを無指向性に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
アダプティブアレイアンテナを有する無線通信装置の制御方法であって、
あるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替えるステップと、
前記直前のスロットで受信した受信信号に基づき伝播路情報を計算するステップと、
前記伝播路情報に基づき前記アダプティブアレイアンテナのアンテナウェイトを制御して、前記スロットにおける送信処理を行う送信処理ステップと、
を含む無線通信装置の制御方法。
【請求項５】
前記送信周波数帯域及び該送信周波数帯域と異なる前記受信周波数帯域をスロット毎に入れ替えることにより、前記スロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける前記送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切り替えることを特徴とする、請求項４に記載の無線通信装置の制御方法。
【請求項６】
前記送信処理ステップは、最初のスロットにおいて、前記アダプティブアレイアンテナが無指向性に制御することを特徴とする、請求項４又は５に記載の無線通信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＦＤＤ（周波数分割複信）方式の無線通信装置は、送信周波数帯域と、受信周波数帯域を異ならせることにより、送信及び受信を同時に行っている（例えば特許文献１）。一方、ＴＤＤ（時分割複信）方式の無線通信装置は、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが同一であり、同一の周波数帯域を時間分割して送信又は受信を行っている。
【０００３】
また従来のＡＡＳ（アダプティブ・アレイアンテナ・システム）は、受信信号から算出した伝播路情報を用いてアンテナ指向性を適応的に制御している。すなわち、従来のＡＡＳは、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが同一であることを前提としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０５４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＤＤ方式の無線通信装置では、送信周波数帯域と受信周波数帯域とが異なるため、受信信号から算出した伝播路情報を用いても、所望のアンテナ指向性を得ることができない。図４（ａ）は、従来のＦＤＤ方式の無線通信装置のフレーム構成を示す。図４（ａ）に示すように、受信信号（Ｒｘ）の受信周波数帯域は周波数帯域Ｂであるため、受信信号（Ｒｘ）のスロットから算出した伝播路情報は、周波数帯域Ａにおいては使用することができない。
【０００６】
図４（ｂ）は、従来のＴＤＤ方式の無線通信装置のフレーム構成を示す。図４（ｂ）に示すように、受信信号のスロットから算出した伝播路情報は、送信信号のスロットを送信する際のＡＡＳ制御に用いることができる。しかしながら、ＴＤＤ方式では、送受信を同時に行うことができないためレイテンシが大きくなってしまう。また、図４（ｂ）に示すようなＴＤＤ方式のフレーム構成では、ある受信信号から算出した伝播路情報を直後の送信信号のスロットにおいて使用することができず、時々刻々と変化し得る伝播路の状況に応じたＡＡＳ制御をすることができなかった。
【０００７】
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、従来のＴＤＤ方式よりもレイテンシを小さくし、かつ時々刻々と変化する伝播路の状況に応じたＡＡＳ制御を行うことができる無線通信装置及び無線通信装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る無線通信装置は、
アダプティブアレイアンテナを有する無線通信装置であって、
あるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替える無線通信部と、
前記直前のスロットで受信した受信信号に基づき伝播路情報を計算する伝播路情報計算部と、
前記伝播路情報に基づき前記アダプティブアレイアンテナのアンテナウェイトを制御して、前記スロットにおける送信処理を行う送信処理部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る無線通信装置は、
前記無線通信部が、前記送信周波数帯域及び該送信周波数帯域と異なる前記受信周波数帯域をスロット毎に入れ替えることにより、前記スロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける前記送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切り替えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る無線通信装置は、
前記送信処理部は、最初のスロットにおいて、前記アダプティブアレイアンテナを無指向性に制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る無線通信装置の制御方法は、
アダプティブアレイアンテナを有する無線通信装置の制御方法であって、
あるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替えるステップと、
前記直前のスロットで受信した受信信号に基づき伝播路情報を計算するステップと、
前記伝播路情報に基づき前記アダプティブアレイアンテナのアンテナウェイトを制御して、前記スロットにおける送信処理を行う送信処理ステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る無線通信装置の制御方法は、
前記送信周波数帯域及び該送信周波数帯域と異なる前記受信周波数帯域をスロット毎に入れ替えることにより、前記スロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける前記送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切り替えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信装置の制御方法は、
前記送信処理ステップが、最初のスロットにおいて、前記アダプティブアレイアンテナが無指向性に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明における無線通信装置及び無線通信装置の制御方法によれば、従来のＴＤＤ方式よりもレイテンシを小さくし、かつ時々刻々と変化する伝播路の状況に応じたＡＳＳ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の送信及び受信のフレーム構成の概念図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のＦＤＤ方式及びＴＤＤ方式のフレーム構成の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る無線通信装置１のブロック図である。無線通信装置１は、スロット切替判定部１１と、無線通信部１２と、無線リソース割当部１３と、受信処理部１４と、送信処理部１５とを備える。
【００１８】
スロット切替判定部１１は、無線通信装置１のフレーム内のスロット切替を判定し、スロット切替が生じたタイミングで、後述する送信周波数帯域切替部１２２、受信周波数帯域切替部１２３、及び無線リソース割当部１３に、スロット切替の検知を通知する。ここで無線通信装置１のフレームは、所定数のスロットにより構成されている。スロット切替判定部１１は、当該所定数スロットのうち、あるスロットから後続のスロットへの切替りを検知する。なお１つのスロットの時間長は一定であるため、スロット切替判定部１１は、一定時間間隔毎にスロット切替の検知の通知をする。
【００１９】
無線通信部１２は、アダプティブアレイアンテナ１２１を介して、所定の送信周波数帯域及び所定の受信周波数帯域で信号の送受信を行う。無線通信部１２は、送信周波数帯域切替部１２２と、受信周波数帯域切替部１２３とを備える。送信周波数帯域切替部１２２は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、送信周波数帯域を切り替える。具体的には送信周波数帯域切替部１２２は、スロット切替直後のスロットの送信周波数帯域を、スロット切替の直前のスロットにおける受信周波数帯域と同一に切り替える。
【００２０】
同様に受信周波数帯域切替部１２３は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、受信周波数帯域を切り替える。具体的には受信周波数帯域切替部１２３は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、スロット切替直後のスロットにおける受信周波数帯域を、スロット切替の直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域にする。このようにすることで、あるスロットにおける送信周波数帯域と受信周波数帯域とが相違するため、無線通信装置１は送受信を同時に行うことができる。
【００２１】
無線リソース割当部１３は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、無線リソース、つまり受信周波数帯域及び送信周波数帯域を、無線通信装置１の通信相手先の各ユーザに割当てる。すなわち、無線リソース割当部１３は所定のスロットの送信周波数帯域の一部及び受信周波数帯域の一部を各ユーザに割当てる。ここで無線リソース割当部１３は、スロット切替の直前のスロットにおいてユーザに割当てられた受信周波数帯域を、スロット切替直後のスロットにおける該ユーザの送信周波数帯域として割当てる。例えば、あるユーザに、スロット切替の直前のスロットにおいて受信周波数帯域Ａ１を割当てていた場合、スロット切替直後のスロットにおける該ユーザの送信周波数帯域として周波数帯域Ａ１を割当てる。なお受信周波数帯域Ａ１は、周波数帯域Ａの一部であるとしている。
【００２２】
受信処理部１４は、所定の受信周波数帯域で受信した信号の復調処理を行う。受信処理部１４は、伝播路情報計算部１４１を備える。伝播路情報計算部１４１は、受信した信号に基づき、ユーザ毎の伝播路情報を算出する。すなわち、伝播路情報計算部１４１は、各ユーザに割当てた受信周波数帯域毎に、伝播路情報を算出する。また伝播路情報計算部１４１は、このようにして算出した伝播路情報を、伝播路情報保持部１５１に格納する。伝播路情報計算部１４１は、伝播路情報保持部１５１に既に伝播路情報が格納されている場合、算出した伝播路情報により既に格納されている伝播路情報を更新する。
【００２３】
送信処理部１５は、所定の送信周波数帯域で送信する信号の変調処理を行う。送信処理部１５は、伝播路情報保持部１５１から伝播路情報を取得し、該伝播路情報を用いてアダプティブアレイアンテナ１２１のアンテナウェイトを制御し、各ユーザに最適なアンテナ指向性にして信号の送信処理をする。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係るフレームの構成を示す概念図である。送信用（Ｔｘ）のフレームは、１０個のＤＬ（ダウンリンク）のスロットにより構成されている。各スロットにおける周波数帯域は、１番目のスロット（最も左側のスロット）から１０番目のスロット（最も右側のスロット）まで順番に、それぞれ周波数帯域Ａ、周波数帯域Ｂ、周波数帯域Ａ、・・・、周波数帯域Ｂと、交互に周波数帯域を異ならせている。なお送信用のフレームを構成するスロットの数は１０個である例を示したがこれに限られず、スロットの数は１０個よりも多くても少なくてもよい。
【００２５】
受信用（Ｒｘ）のフレームは、１０個のＵＬ（アップリンク）のスロットにより構成されている。各スロットにおける周波数帯域は、１番目のスロット（最も左側のスロット）から１０番目のスロット（最も右側のスロット）まで順番に、それぞれ周波数帯域Ｂ、周波数帯域Ａ、周波数帯域Ｂ、・・・、周波数帯域Ａと、交互に周波数帯域を異ならせている。なお送信用のフレームを構成するスロットの数は１０個である例を示したがこれに限られず、スロットの数は１０個よりも多くても少なくてもよい。
【００２６】
また図２に示すフレームの構成では、あるスロットの送信周波数帯域は、該スロットの直前のスロットの受信周波数帯域と同一である。具体的には、例えば２番目のスロットの送信周波数帯域は、直前のスロットである１番目のスロットの受信周波数帯域と同一の、周波数帯域Ｂである。したがって、直前のスロットで受信した受信信号に基づき算出した伝播路情報を、直後の送信スロットにおけるアダプティブアレイアンテナ１２１のアンテナウェイトの制御に用いることができる。
【００２７】
なお１番目の送信スロットについては、伝播路情報が存在しないため、無線通信装置１はアンテナウェイトの制御をしない。すなわち無線通信装置１は、アダプティブアレイアンテナ１２１を無指向性にして通信を行う。その他、仮にある時刻において受信信号を受信できなかった場合等、伝播路情報が算出できなかった場合にも、無線通信装置１はアンテナウェイトの制御をしない。
【００２８】
なお、図２のフレーム構成では、２つの周波数帯域（周波数帯域Ａ及び周波数帯域Ｂ）をスロット毎に入れ替えることにより送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域としている。このようにすることで、送信周波数帯域と受信周波数帯域として２種類の異なる周波数帯域のみを用いればよく、広い周波数帯域を占有することなく本発明のフレーム構成を実現することができる。
【００２９】
なお、上述のように図２のフレーム構成では、２つの周波数帯域（周波数帯域Ａ及び周波数帯域Ｂ）を用いる例を示したが、これに限られない。例えば３つの周波数帯域（周波数帯域Ａ、周波数帯域Ｂ、及び周波数帯域Ｃ）を用い、１番目のスロットから１０番目のスロットまで順番に、送信周波数帯域を周波数帯域Ａ、周波数帯域Ｂ、周波数帯域Ｃ、周波数帯域Ａ、・・・、周波数帯域Ａとし、一方受信周波数帯域を、周波数帯域Ｂ、周波数帯域Ｃ、周波数帯域Ａ、周波数帯域Ｂ、・・・、周波数帯域Ｂとしてもよい。すなわち、使用する周波数帯域が２種類以上であればよい。
【００３０】
次に、本発明に係る一実施形態に係る無線通信装置１について、図３に示すフローチャートによりその動作を説明する。
【００３１】
はじめにスロット切替判定部１１は、無線通信装置１のフレーム内のスロット切替を判定する（ステップＳ１）。スロット切替があった場合、スロット切替判定部１１は、送信周波数帯域切替部１２２、受信周波数帯域切替部１２３、及び無線リソース割当部１３に、スロット切替の検知を通知しステップＳ２に進む。スロット切替がない場合、ステップＳ１が繰り返し行われる。
【００３２】
次に無線通信部１２の送信周波数帯域切替部１２２は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、送信周波数帯域を切り替える。具体的には送信周波数帯域切替部１２２は、スロット切替直後のスロットの送信周波数帯域を、スロット切替の直前のスロットにおける受信周波数帯域と同一に切り替える。また受信周波数帯域切替部１２３は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、受信周波数帯域を切り替える。具体的には受信周波数帯域切替部１２３は、スロット切替判定部１１からスロット切替の通知を受けると、スロット切替直後のスロットの受信周波数帯域を、スロット切替の直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切り替える（ステップＳ２）。
【００３３】
続いて無線リソース割当部１３は、受信周波数帯域及び送信周波数帯域を各ユーザに割当てる。すなわち、無線リソース割当部１３は所定のスロットの送信周波数帯域の一部及び受信周波数帯域の一部を各ユーザに割当てる（ステップＳ３）。ここで無線リソース割当部１３は、スロット切替の直前のスロットにおいてユーザに割当てられた受信周波数帯域を、スロット切替直後のスロットにおける該ユーザの送信周波数帯域として割当てる。
【００３４】
続いて送信処理部１５は、伝播路情報保持部１５１から伝播路情報を取得する（ステップＳ４）。そして受信処理部１４及び送信処理部１５は受信処理及び送信処理を行う（ステップＳ５）。このとき送信処理部１５は、伝播路情報保持部１５１から取得した伝播路情報を用いてアダプティブアレイアンテナ１２１のアンテナウェイトを制御し、各ユーザに最適なアンテナ指向性にして信号の送信処理をする。なおステップＳ４において、第一番目のスロットの場合等、伝播路情報が取得できない場合は、送信処理部１５は、送信処理の際にアンテナウェイトの制御は行わない。
【００３５】
続いて伝播路情報計算部１４１は、受信した信号に基づき、ユーザ毎の伝播路情報を算出し、算出した伝播路情報を伝播路情報保持部１５１に格納する（ステップＳ６）。伝播路情報計算部１４１は、伝播路情報保持部１５１に既に伝播路情報が格納されている場合、算出した伝播路情報により情報を更新する。そしてステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を繰り返す。
【００３６】
このように本発明によれば、無線通信部１２があるスロットにおける受信周波数帯域を、該スロットの直前のスロットにおける受信周波数帯域と異なる周波数帯域に切替え、かつ該スロットにおける送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域と同一の周波数帯域に切替えることにより送受信を同時に行うことができるため、従来のＴＤＤ方式よりもレイテンシを小さくし、かつ直前のスロットにおける伝播路情報を活用するため、時々刻々と変化する伝播路の状況に応じたＡＳＳ制御を行うことができる。
【００３７】
また、図２のフレーム構成のように、２つの周波数帯域（周波数帯域Ａ及び周波数帯域Ｂ）をスロット毎に入れ替えることにより送信周波数帯域を前記直前のスロットにおける前記受信周波数帯域とする場合、送信周波数帯域と受信周波数帯域として２種類の異なる周波数帯域のみを用いればよく、広い周波数帯域を占有することなく本発明のフレーム構成を実現することができる。
【００３８】
また、１番目の送信スロットについては、アダプティブアレイアンテナ１２１を無指向性にして通信を行うことにより、伝播路情報が存在しない１番目の送信スロットについても、無指向性にして動作し、従来のＴＤＤ方式よりもレイテンシを小さくすることができる。
【００３９】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  無線通信装置
１１  スロット切替判定部
１２  無線通信部
１２１  アダプティブアレイアンテナ
１２２  送信周波数帯域切替部
１２３  受信周波数帯域切替部
１３  無線リソース割当部
１４  受信処理部
１４１  伝播路情報計算部
１５  送信処理部
１５１  伝播路情報保持部
【図１】
2013176007.tif 000003
【図２】
2013176007.tif 000004
【図３】
2013176007.tif 000005
【図４】
2013176007.tif 000006