(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを有する通信装置が、複数のアンテナを有する相手通信装置との間でデータ通信を行う通信方法であって、
空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う通信工程と、
前記複数の伝送路における伝搬特性を示す情報を複数回取得する取得工程と、
取得した複数の情報に基づいて、伝搬特性の変化量を求める工程と、
求めた伝搬特性の変化量に基づいて、データを時空間ブロック符号化して送信するか否かを判断する判断工程と、を有し、
求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合は、前記時空間ブロック符号化を行ってデータを送信し、求めた伝搬特性の変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合は、前記時空間ブロック符号化を行わないことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
複数のアンテナを有する通信装置が、複数のアンテナを有する相手通信装置との間でデータ通信を行う通信方法であって、
空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う通信工程と、
前記複数の伝送路における伝搬特性を示す情報を複数回取得する取得工程と、
取得した複数の情報に基づいて、伝搬特性の変化量を求める工程と、
求めた伝搬特性の変化量に基づいて、データを時空間ブロック符号化して送信するか否かを判断する判断工程と、を有し、
求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、前記取得工程において取得した前記情報を既定の基準と比較し、該比較の結果、前記取得工程において取得した前記情報が伝播特性が良好でないことを示す場合は、前記時空間ブロック符号化を行ってデータ通信し、前記比較の結果、前記取得工程において取得した前記情報が伝播特性が良好であることを示す場合は、前記時空間ブロック符号化を行わずにデータ通信することを特徴とする通信方法。
【請求項３】
前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式と、前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式と、を切替える切替え工程を有し、
前記切替え工程にいて伝送方式を切替える場合に、伝送レートを変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信方法。
【請求項４】
前記切替え工程において、前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式から前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式に切替える場合に、伝送レートを高くすることを特徴とする請求項３に記載の通信方法。
【請求項５】
前記切替え工程において、前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式から前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式に切替える場合に、伝送レートを低くすることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記取得工程において取得する伝搬特性を示す情報は、チャネル応答行列として表されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の通信方法を実行することが可能な通信装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項に記載の通信方法をコンピュータに実行させるための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、複数のアンテナを有する通信装置、通信方法、当該通信方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格として標準化された無線ＬＡＮ方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの登場により高速化が進み、現在では１００Ｍｂｐｓを超えるＩＥＥＥ８０２．１１ｎの標準化が進められている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式の採用が検討されている。
【０００３】
ＭＩＭＯ伝送方式とは、送信側と受信側双方で複数のアンテナ素子を具備し、空間分割多重によって複数の論理的な固有パスを形成することにより、伝送容量を拡大し、通信速度の向上を達成する技術である（特許文献１）。
【０００４】
また、複数個の時空間ブロック符号化したデータを用いて送信ダイバーシティ効果を得ることによって無線伝送の信頼性を向上させる技術として、ＳＴＢＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある（特許文献２）。ＳＴＢＣでは信頼性の高い無線通信が可能となるが、ＳＴＢＣを使用しない場合よりも最大の通信速度は劣化する。
【０００５】
特許文献３には、送信データの優先度と伝送路の状態に応じて、ＳＴＢＣを用いた通信と、ＳＴＢＣを用いない高速性重視の通信と、を切替る技術が記載されている。なお、特許文献３では、チャネル応答行列から計算される固有値を合計し、合計が大きいほど伝送路の状態が良く、固有値の合計が小さいほど伝送路の状態が悪いと判断している。
【０００６】
また、特許文献４には、チャネル応答行列から計算される固有値より、直接波を受信しているか否かを判断し、直接波を受信している場合はＳＴＢＣによる通信を行い、直接波を受信していない場合はＳＴＢＣを用いない高速性重視の通信を行う技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−０１９８８０
【特許文献２】特開２００６−０７４５６３
【特許文献３】特開２００６−３３３２８３
【特許文献４】特開２００５−０３９８０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マルチパスフェ―ジングの影響が大きい環境下にある無線通信システムにおいて、一時的な伝搬特性に基づいて通信方法を決定すると、実際の環境に適していない通信方法を選択してしまう可能性がある。例えば、伝搬特性が瞬間的に劣化した際にＳＴＢＣを使用した通信に切替えることにより、ＳＴＢＣを使用しないで通信を継続していた場合に比べ、通信速度が低下し、システム全体のスループットが落ちてしまうことが考えられる。
【０００８】
また、送信側あるいは受信側の無線装置の移動が激しい場合等、伝搬特性が時間の経過にともなって大きく変動する場合にも同様の問題が起こりうる。
【０００９】
本発明は、それぞれ複数のアンテナを有する通信装置間で空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う場合に、前記複数の伝送路における伝搬特性の変動を考慮して、適切な通信方式を選択することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数のアンテナを有する通信装置が、複数のアンテナを有する相手通信装置との間でデータ通信を行う通信方法であって、空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う通信工程と、前記複数の伝送路における伝搬特性を示す情報を複数回取得する取得工程と、取得した複数の情報に基づいて、伝搬特性の変化量を求める工程と、求めた伝搬特性の変化量に基づいて、データを時空間ブロック符号化して送信するか否かを判断する判断工程と、を有し、求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合は、前記時空間ブロック符号化を行ってデータを送信し、求めた伝搬特性の変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合は、前記時空間ブロック符号化を行わないことを特徴とする。また、複数のアンテナを有する通信装置が、複数のアンテナを有する相手通信装置との間でデータ通信を行う通信方法であって、空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う通信工程と、前記複数の伝送路における伝搬特性を示す情報を複数回取得する取得工程と、取得した複数の情報に基づいて、伝搬特性の変化量を求める工程と、求めた伝搬特性の変化量に基づいて、データを時空間ブロック符号化して送信するか否かを判断する判断工程と、を有し、求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合、前記取得工程において取得した前記情報を既定の値と比較し、該比較の結果、前記取得工程において取得した前記情報が伝播特性が良好でないことを示す場合は、前記時空間ブロック符号化を行ってデータ通信し、前記比較の結果、前記取得工程において取得した前記情報が伝播特性が良好であることを示す場合は、前記時空間ブロック符号化を行わずにデータ通信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、それぞれ複数のアンテナを有する通信装置間で空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う場合に、前記複数の伝送路における伝搬特性の変化量に基づいて、信頼性の高い通信を行うか否かを判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
以下、図面を示しながら本発明における実施形態の説明を行う。
【００１３】
図１は本実施形態における、無線通信システムの代表的な構成を示した図である。
【００１４】
１０１は無線基地局（ＡＰ；アクセスポイント）であり、有線ＬＡＮ１０３に接続される。１０２は無線端末（ＳＴＡ；ステーション）である。無線端末１０２は、無線基地局１０１を介して他の無線端末との間で無線通信を行う。なお、以下の説明では無線端末が無線基地局を介して通信を行うインフラストラクチャモードを用いた場合について説明するが、無線基地局を経由せず、無線端末間で直接通信するアドホックモードにおいても本発明は適用可能である。
【００１５】
無線基地局１０１及び無線端末１０２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格、及びこの拡張規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格に対応した無線ＬＡＮ機能を備えている。
【００１６】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎではＭＩＭＯ伝送方式を用いた無線通信が可能である。前述したように、ＭＩＭＯ伝送方式とは、送信側と受信側双方で複数のアンテナ素子を具備し、空間分割多重によって複数の論理的な伝送路（固有パス）を形成することにより、伝送容量を拡大し、通信速度の向上を達成する技術である。
【００１７】
更に、無線基地局１０１及び無線端末１０２は、、ＳＴＢＣを用いた通信を行うことが可能である。前述したように、ＳＴＢＣとは、複数個の時空間ブロック符号化したデータを用いてダイバーシティ効果を得ることにより、データ伝送の信頼性を向上させる技術である。
【００１８】
図６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで採用される予定のＭＩＭＯ伝送方式の概念を説明するための図である。
【００１９】
６０１は、送信側のアンテナ数がＭ、受信側のアンテナ数がＮ、の場合の無線通信における伝送路を示したものである。α１１・・αＮＭの行列は、ＭＩＭＯチャネルの伝搬特性を表すチャネル応答行列である。チャネル応答行列の要素ａｎｍは、ｍ番目の送信アンテナからｎ番目の受信アンテナへの伝達関数である。
【００２０】
６０２は、チャネル応答行列を特異値分解（ＳＶＤ；Ｓｉｎｇｕｌａｒ  Ｖａｌｕｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）することにより求めた等価回路を表現した図である。
【００２１】
【数１】
0004871801.tif 000002
【００２２】
は送信側アンテナの固有ベクトル、Ｅｒは受信側アンテナの固有ベクトル、
【００２３】
【数２】
0004871801.tif 000003
【００２４】
は仮想的な伝送路（固有パス）を示している。なおλ１、λ２、・・・λＭ０は固有値と呼ばれる。予め送信側および受信側において固有ベクトル
【００２５】
【数３】
0004871801.tif 000004
【００２６】
とＥｒを設定することにより、送信側から受信側に対してＭ０個の信号を干渉なく伝送することが可能となる。なお、固有パスの振幅利得は
【００２７】
【数４】
0004871801.tif 000005
【００２８】
であり、固有パスの大きさによって伝送容量のサイズが異なる。固有ベクトル
【００２９】
【数５】
0004871801.tif 000006
【００３０】
は、上述したチャネル応答行列を取得し、取得した行列を基に計算を行うことにより求められる。
【００３１】
なお、以降の説明では、チャネル応答行列を取得する処理、取得したチャネル応答行列から固有ベクトル、及び固有値を計算する処理をＭＩＭＯチャネル推定処理と呼ぶ。ＭＩＭＯチャネル推定処理を行うことにより、ＭＩＭＯチャネルの伝搬特性を推定することができる。
【００３２】
図２は、無線基地局１０１及び無線端末１０２のブロック構成を示した図である。
【００３３】
２０１は制御部であり、機器全体の動作を制御する機能を有する。
【００３４】
制御部２０１は、ＭＩＭＯチャネル推定処理を行い、複数回分のＭＩＭＯチャネル推定処理結果を記憶部（不図示）に記憶する機能を有する。
【００３５】
さらに制御部２０１は、ＭＩＭＯチャネル推定処理を行った回数を計測するためのカウンター機能も具備しており、カウンターの値は任意に設定可能な構造となっている。
【００３６】
２０２はＭＡＣ処理部であり、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤの処理を行う。また、ＭＡＣ処理部２０２は、符号／復号化処理部２０３との間でＭＡＣフレームを送受信する。データ部分はＭＡＣフレーム中のフレームボディに格納される。また、無線通信路における各種の情報（ＭＩＭＯチャネル推定情報、設定情報、アドレス情報、認証情報、シーケンス制御情報等）も該ＭＡＣフレームの内部に格納される。なお、ＭＡＣ処理部２０２は、８０２．１１ｎで規定されるＭＡＣフレームも解析することが可能である。
【００３７】
２０３は符号／復号化処理部である。データを送信する場合、符号／復号化処理部２０３は、ＭＡＣ処理部２０２から送られてくるＭＡＣフレームを固有パス
【００３８】
【数６】
0004871801.tif 000007
【００３９】
数に分割してアンテナウエイト処理部２０４へ送信する。なお、固有パスの数は、制御部２０１から符号／復号化処理部２０３へ通知される。
【００４０】
データを受信する場合、符号／復号化処理部２０３はアンテナウエイト処理部２０４から送られてくる固有パス数のストリームからＭＡＣフレームを生成し、ＭＡＣ処理部２０２へ送信する。
【００４１】
なお、ＳＴＢＣ伝送方式を使用してデータを送信する場合、符号／復号化処理部２０３は、データを時空間ブロック符号化して送信する。
【００４２】
ＳＴＢＣ伝送方式を使用してデータを受信する場合、符号／復号化処理部２０３は、複数個の時空間ブロック符号化されたデータを受信し、ＭＡＣフレームを生成してＭＡＣ処理部２０２へ送信する。
【００４３】
２０４はアンテナウエイト処理部であり、送信信号夫々に重み（ウエイト）付け処理を行い、アンテナ２０７へ送信する。また、アンテナウエイト処理部２０４は、アンテナ２０７が受信した各受信信号に重み付け処理を行い、符号／復号化処理部２０３へ送信する。
【００４４】
なお、上記重み付け処理は、送信信号又は受信信号の時間情報と振幅を変化させる処理であり、固有ベクトル
【００４５】
【数７】
0004871801.tif 000008
【００４６】
に基づいた値が重みとして設定される。
【００４７】
２０５は操作入力部であり、オペレータによる入力操作を検出し、検出結果を制御部２０１へ通知する機能を有する。
【００４８】
２０６は表示部であり、制御部２０１からの指示に従って、無線端末の状態等をオペレータへ表示する機能を有する。
【００４９】
次に、ＭＩＭＯ伝送方式を用いた無線通信を行う場合において、データ伝送の信頼性を向上させるＳＴＢＣを用いるか否かを制御する方法について説明する。
【００５０】
本説明では、データの送信側を無線端末１０２とし、データの受信側を無線基地局１０１とする。
【００５１】
図３は、本実施形態における無線端末１０２の動作フローチャートである。
【００５２】
まず、ステップ３０２において、無線端末１０２は無線部を起動する。ステップ３０３において、無線端末１０２は、対向機器である無線基地局１０１と無線接続することにより、無線基地局１０１が形成するネットワークに参加する。なお、無線端末１０２が無線基地局に無線接続するための接続要求、及び接続要求に対する応答中には、無線端末１０２、及び無線基地局１０１の機器情報が含まれており、該機器情報の中にはＭＩＭＯ伝送方式に対応しているか否かの情報も含まれている。
【００５３】
ステップ３０４において、無線端末１０２は、無線基地局１０１に対してＭＩＭＯチャネル推定信号を送信する。ここで、ＭＩＭＯチャネル推定信号とは、チャネル応答行列を取得するために用いる信号のことをいう。ＭＩＭＯチャネル推定信号の一例としては、スキャッタード型のプリアンブル信号、ＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）型のプリアンブル信号等がある。
【００５４】
なお、ステップ３０４の処理は、データ通信開始前に行ってもよいし、データ通信開始後の任意のタイミングで行ってもよい。
【００５５】
ステップ３０５において、無線端末１０２は、ＭＩＭＯチャネル推定信号を受信した無線基地局１０１からフィードバックされた情報に基づいて、ＭＩＭＯチャネル推定処理（チャネル応答行列の取得、固有ベクトル、固有パスの計算）を行う。無線端末１０２の制御部２０１は、取得したチャネル応答行列の値、チャネル応答行列から計算した固有ベクトル、及び固有値を記憶部に記憶する。
【００５６】
なお、ＭＩＭＯチャネル推定信号を無線基地局１０１から無線端末１０２に対して送信するようにしてもよい。かかる場合、ステップ３０４で無線端末１０１は、無線基地局１０２から送信されるＭＩＭＯチャネル推定信号を受信する。そして、ステップ３０５で無線端末１０２は、受信したＭＩＭＯチャネル推定信号よりＭＩＭＯチャネル推定処理（チャネル応答行列の取得、固有ベクトル、固有パスの計算）を行う。
【００５７】
ステップ３０６において、無線端末１０２の制御部２０１は、ＭＩＭＯチャネル推定処理を行った回数を計測するためのカウンターをカウントアップする。
【００５８】
ステップ３０７において、無線端末１０２の制御部２０１は、カウンターで計測されたＭＩＭＯチャネル推定処理の回数が規定回数（複数回）に達しているかどうかを判定する。ＭＩＭＯチャネル推定処理が規定回数終了していなければ、ステップ３０４に戻る。ＭＩＭＯチャネル推定処理が規定回数終了していれば、ステップ３０８に進み、無線端末１０２の制御部２０１はカウンターをリセットする。
【００５９】
ステップ３０９において、無線端末１０１の制御部２０１は、規定回数分のチャネル推定処理結果に基づいて、ＭＩＭＯチャネルの伝搬特性の変化量を求める。
【００６０】
ここで、伝搬特性の変化量の求め方について、例を上げて説明する。１つの方法としては、取得した規定回数分のチャネル応答行列の差を取り、比較することにより、時間が変化するにつれてＭＩＭＯチャネルの伝搬特性がどのように変化しているかが分かる。例えば、無線通信システムがマルチパスフェ―ジングの影響が大きい環境下にある場合、チャネル応答行列の変化量が大きくなり、無線通信は不安定になる。また、無線通信システムの送信側あるいは受信側の無線装置の移動が激しい場合も、チャネル応答行列の変化量が大きくなりやすい。
【００６１】
また、上述したように、固有パスの振幅利得は
【００６２】
【数８】
0004871801.tif 000009
【００６３】
であり、固有値λｉは、チャネル応答行列を特異値分解することによって求めることができる。従って、２つ目の方法としては、取得した規定回数分のチャネル応答行列から、各回における固有パスの振幅利得
【００６４】
【数９】
0004871801.tif 000010
【００６５】
を計算し、計算した値を比較することによって、伝搬特性の変化量が分かる。
【００６６】
また、上述したように、ＭＩＭＯ伝送方式では、チャネル応答行列を特異値分解（ＳＶＤ）することによって、固有ベクトル
【００６７】
【数１０】
0004871801.tif 000011
【００６８】
を求めることができる。３つ目の方法としては、取得した規定回数分のチャネル応答行列から、各回における固有ベクトル
【００６９】
【数１１】
0004871801.tif 000012
【００７０】
を計算し、計算した固有ベクトルの値を比較することによって、伝搬特性の変化量が分かる。
【００７１】
ステップ３１０において、無線端末１０２は、求めた変化量が、予め定められた閾値よりも大きいか小さいかを判定する。変化量が大きい時は、伝搬特性が大きく変動していることを表すため、ステップ３１１で信頼性の高いＳＴＢＣを用いて通信を行う。また、前記変化量が小さい場合は、ステップ３１２でＳＴＢＣを用いず、高速通信を行う。
【００７２】
そして、ステップ３１３において、無線端末１０２は、通信が終了したか否かを判定する。通信が終了していれば、ステップ３１４で処理を終了し、通信が終了していなければ、ステップ３０４に戻る。ステップ３１３の判定は、定期的に行ってもよいし、不定期に行っても良い。
【００７３】
また、上記説明では無線端末１０２が送信側、無線基地局１０１が受信側の場合について説明したが、無線基地局１０１が送信側、無線端末１０２が受信側であっても良い。かかる場合、ＳＴＢＣを用いるか否かの判断は、送信側である無線基地局１０１が行う。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、ＭＩＭＯチャネルにおける伝搬特性の変動を評価し、変動が大きい場合は信頼性の高いＳＴＢＣを用いて通信を行い、変動が小さい場合はＳＴＢＣを用いないで高速通信を行う。
【００７５】
以上の処理により、ＭＩＭＯチャネル伝送方式において、実際の通信環境に適した通信方法を用いて無線通信を行うことができる。
【００７６】
＜実施形態２＞
実施形態１では、複数回のＭＩＭＯチャネル推定処理の結果に基づいて、ＭＩＭＯチャネルにおける伝搬特性の変動を評価し、評価結果に応じて信頼性の高いＳＴＢＣを用いるか否かを判断する処理について説明した。
【００７７】
しかし、伝搬特性の変動が大きくても、無線機器間のデータの送受信が十分可能な範囲で変動するのであれば、ＳＴＢＣは用いなくてもデータ伝送の信頼性を十分確保できる場合もある。このような場合、ＳＴＢＣを用いて通信を行うことにより、データ伝送速度が遅くなり、無線通信システム全体としてのスループットが落ちてしまう。
【００７８】
本実施形態では、このような場合も考慮してＳＴＢＣを用いるか否かを判断する処理方法について説明する。なお、システム構成、及び無線基地局１０１、無線端末１０２のブロック構成は第１の実施形態と同様であるため（図１、図２）、説明を省略する。
【００７９】
図４は、本実施形態における無線端末１０２の動作フローチャートである。本実施形態においても、送信側を無線端末１０２とし、データ受信側を無線基地局１０１とする。
【００８０】
ステップ４０１から４０９までは、実施形態１（図３）におけるステップ３０１から３０９までの動作と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
ステップ４１０において、無線端末１０２は、ステップ４０９で求めた変化量が、予め定められた閾値よりも大きいか小さいかを判定する。変化量が小さい場合はステップ４１３に進み、無線端末１０２はＳＴＢＣを用いず、高速通信を行う。
【００８２】
ステップ４０９で求めた変化量が大きい時は、ステップ４１１に進む。そして、ステップ４１１において、取得した規定回数分のチャネル応答行列から計算した固有値に基づいて、伝搬特性が所定の基準よりも良好か否かを判断する。
【００８３】
固有パスの振幅利得は
【００８４】
【数１２】
0004871801.tif 000013
【００８５】
であり、固有値λｉの合計値が大きければ、送受信間の伝送容量が大きいことを表す。取得したチャネル応答行列から固有値の合計値（λ１＋λ２＋・・・＋λＭ０）を求め、求めた合計値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、取得した規定回数分のチャネル応答行列から求められる固有値の合計値のうち、予め定められた回数分の合計値が所定の閾値よりも大きい場合に、伝搬特性が良好であると判断する。
【００８６】
伝搬特性が所定の基準よりも良好であると判断した場合は、ステップ４１３に進み、無線端末１０２は、ＳＴＢＣを用いないで高速通信を行う。伝搬特性が所定の基準よりも悪いと判断した場合には、ステップ４１２に進み、無線端末１０２は、ＳＴＢＣを用いた信頼性の高い通信を行う。
【００８７】
そして、ステップ４１４において、無線端末１０２は、通信が終了したか否かを判定する。通信が終了していれば、ステップ４１５で処理を終了し、通信が終了していなければ、ステップ４０４に戻る。ステップ４１４の判定は、定期的に行ってもよいし、不定期に行っても良い。
【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、伝搬特性が大きく変動する場合であっても、無線機器間のデータの送受信が十分可能な範囲で変動するのであれば、ＳＴＢＣを用いないで通信を行う。これにより、ＳＴＢＣを用いなくともデータ伝送の信頼性が確保できる場合にＳＴＢＣを用いた通信を行うことにより、データ伝送速度が低下してしまうのを防ぐことができる。
【００８９】
＜実施形態３＞
本実施形態では、ＳＴＢＣを用いるか否かに応じて、伝送レートを制御する処理例について説明する。前述したように、ＳＴＢＣでは、ダイバーシティ効果を得ることで信頼性の高い通信を行うことが可能である。ＭＩＭＯ伝送方式においてＳＴＢＣを用いる場合、送信アンテナ本数及び受信アンテナ本数に応じたダイバーシティーゲインを得ることができる。従って、ＳＴＢＣを用いない通信からＳＴＢＣを用いた通信に移行する場合、ＳＴＢＣを用いない通信で使用していた伝送レートよりも高い伝送レートを用いても、データ伝送の信頼性は確保される。そして、より高い伝送レートを用いることで、システム全体のスループットを向上させることができる。
【００９０】
なお、本実施形態で説明する伝送レートは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のサブキャリアの変調方式、畳み込み符号化の符号化率を変更することによって制御可能である。具体的には、は変調方式として、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの４種類を用意し、符号化率としては１／２と３／４の２種類を用意し、それぞれを組み合わせることで計８通りの組み合わせの伝送レートを実現可能である。最大の伝送レートを実現するためには、変調方式として６４ＱＡＭを用い、符号化率として３／４を用いれば良いが、この場合、他の組み合わせと比較して誤り耐性が低くなる。したがって、より確実に伝送するためには、変調方式として段階的に１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫを選択すればよい。符号化率についても同様に３／４より１／２の方が誤り耐性が強い。
【００９１】
以下、本実施形態における処理例について説明する。なお、システム構成、及び無線基地局１０１、無線端末１０２のブロック構成は第１の実施形態と同様であるため（図１、図２）、説明を省略する。
【００９２】
図５は、本実施形態における無線端末１０２の動作フローチャートである。本実施形態においても、送信側を無線端末１０２とし、データ受信側を無線基地局１０１とする。
【００９３】
ステップ５０１から５１０までは、実施形態２の図４におけるステップ４０１から４１０までの動作と同様であるため、説明を省略する。
【００９４】
ステップ５１１において、無線端末１０２は、伝搬特性が所定の基準よりも悪いと判断した場合には、ステップ５１２に進む。ステップ５１２において、無線端末１０２は、このステップに至るまでにＳＴＢＣを用いない通信を行っていた場合に、それまでの伝送レートよりも高い伝送レートに切替る。そして、ステップ５１３に進み、無線端末１０２はＳＴＢＣを用いて通信を行う。このように、ＳＴＢＣを用いる場合はそれまでよりも伝送レートを高くすることにより、ＳＴＢＣに切替ることによる伝送速度の低下を抑えることができる。
【００９５】
ステップ５１１において、無線端末１０２が、伝搬特性が所定の基準よりも良好であると判断した場合は、ステップ５１４に進む。ステップ５１４において、無線端末１０２は、このステップに至るまでにＳＴＢＣを用いた通信を行っていた場合に、それまでの伝送レートよりも低い伝送レートに切替る。そして、ステップ５１５に進み、無線端末１０２はＳＴＢＣを用いないで通信を行う。このように、ＳＴＢＣを用いない伝送方式に切替える場合はそれまでよりも伝送レートを低くすることにより、データ伝送の信頼性が低下するのを抑えることができる。
【００９６】
そしてステップ５１６において、無線端末１０２は、通信が終了したかどうかを判定する。通信が終了していれば、ステップ５１７で処理を終了し、通信が終了していなければ、ステップ５０４に戻る。このステップ５１６の判定は、定期的に行ってもよいし、不定期に行っても良い。
【００９７】
なお、ステップ５１１でＹｅｓの場合にステップ５１４における伝送レートの制御を行い、ステップ５１０でＮｏの場合は伝送レートの制御を行わないようにしてもよい。このようにすることにより、伝搬特性の変動が小さい場合はそのまま高い伝送レートを用いて通信することができる。そして、伝搬特性の変動が大きい場合であっても、無線機器間のデータの送受信が十分可能な範囲で変動する場合は、データ伝送の信頼性が低下するのを抑えることができる。
【００９８】
また、ステップ５１４における伝送レートの制御を省略してもよい。すなわち、ＳＴＢＣを用いた通信に切替える際には伝送レートを高くし、ＳＴＢＣを用いない通信に切替える際には伝送レートを変更しないようにしてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、実施形態２における図４の処理フローを基に説明を行ったが、実施形態１における図３の処理フローを基にしてもよい。かかる場合、ステップ５１１の判断処理が省略される。
【０１００】
このように、本実施形態によれば、ＳＴＢＣを用いた通信とＳＴＢＣを用いない通信を切替える場合に、伝送レートを変更することにより、伝送速度及びデータの信頼性の低下を抑えることができる。
【０１０１】
なお、上記各実施形態では、８０２．１１ｎ無線ＬＡＮを用いる場合について説明したが、ＭＩＭＯ伝送方式を利用した他の無線通信にも本発明は適用可能である。
【０１０２】
また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【０１０３】
この場合、記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０１０４】
このプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１０５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではない。当該プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０６】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。そして、当該プログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０７】
以上説明したように、上記説明では、複数のアンテナを有する通信装置が、複数のアンテナを有する相手通信装置との間でデータ通信を行う場合に。空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う。そして、前記通信装置は、前記複数の伝送路における伝搬特性を示す情報を複数回取得し、取得した複数の情報に基づいて、伝搬特性の変化量を求める。更に、前記通信装置は、求めた伝搬特性の変化量に基づいて、データを時空間ブロック符号化して送信するか否かを判断する。
【０１０８】
例えば、求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合は、前記時空間ブロック符号化を行ってデータを送信し、求めた伝搬特性の変化量が前記所定の閾値よりも小さい場合は、前記時空間ブロック符号化を行わない。こうすることにより、それぞれ複数のアンテナを有する通信装置間で空間分割多重により形成される複数の伝送路を用いてデータ通信を行う場合に、前記複数の伝送路における伝搬特性の変化量に基づいて、信頼性の高い通信を行うか否かを判断することができる。
【０１０９】
また、前記通信装置は、求めた伝搬特性の変化量が所定の閾値よりも大きい場合に、前記取得工程において取得した情報に基づいて、前記複数の伝送路における伝搬特性が所定の基準よりも良好か否かを判定する。そして、前記通信装置は、判定結果に基づいて、前記時空間ブロック符号化を行うか否かを判断する。これにより、時分割ブロック符号化を用いなくともデータ伝送の信頼性が確保できる場合に時分割ブロック符号化を用いた通信を行うことにより、データ伝送速度が低下してしまうのを防ぐことができる。
【０１１０】
また、前記通信装置は、前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式と、前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式と、を切替える場合に伝送レートを変更する。例えば、前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式から前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式に切替える場合に、伝送レートを高くする。また、前記時空間ブロック符号化を行う伝送方式から前記時空間ブロック符号化を行わない伝送方式に切替える場合に、伝送レートを低くする。これにより、伝送方式を切替える場合も、伝送速度及びデータの信頼性が必要以上に低下するのを防ぎ、適切な伝送レートで通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】各実施形態における無線通信システムの構成図
【図２】無線基地局１０１及び無線端末１０２のブロック構成図
【図３】第１の実施形態における無線端末１０２の動作フローチャート
【図４】第２の実施形態における無線端末１０２の動作フローチャート
【図５】第３の実施形態における無線端末１０２の動作フローチャート
【図６】ＭＩＭＯの伝送路表現
【符号の説明】
【０１１２】
２０１  制御部
２０２  ＭＡＣ処理部
２０３  符号／復号化処理部
２０４  アンテナウエイト処理部
２０５  操作入力部
２０６  表示部
【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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