WO2005048627A1

WO2005048627A1 - 送信装置及び利得制御方法

Info

Publication number: WO2005048627A1
Application number: PCT/JP2004/016865
Authority: WO
Inventors: Atsushi Sumasu; Shoji Miyamoto; Sadaki Futagi; Keiji Takakusaki; Takao Nihei
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2005-05-26
Also published as: CN100539726C; JP4245459B2; JP2005151109A; US7418242B2; EP1677553A1; US20060285582A1; CN1883218A

Abstract

　指向性及び無指向性にてデータを送信する通信において、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐことができる装置。この装置では、利得制御用信号多重部（２０３）は、指向性送信信号と利得制御用信号とを時分割多重する。送信レベル制御部（２０４）は、利得制御用信号の送信電力レベルを、指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さい送信電力レベルで、かつ受信側において無指向性送信信号の受信電力レベルよりは大きい受信電力レベルになるように送信電力レベルを制御するとともに、指向性送信信号の送信電力レベルを、受信側において無指向性送信信号の受信電力レベル及び利得制御用信号の受信電力レベルよりは大きい受信電力レベルになるように送信電力を制御する。

Description

明細書

送信装置及び利得制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、指向性を設けてデータを送信する送信装置及び利得制御方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、ァダプティブアレイアンテナ (以下「AAA」と記載する）受信時に得られた各ダイバーシチブランチに対する合成重みに応じて、 AAA送信を行う基地局が知られている。この技術を用いると、下り回線では移動局における受信電界強度が向上し、受信時に干渉源となった他の基地局に接続された移動局に対する干渉も低下する。

[0003] AAA送信するシステムにおいて、無指向性通信と指向性通信が混在するような場合がある (例えば、特許文献 1。 ) o指向をつけた信号のみならず無指向の信号も送信する場合、特に下り回線で AAAを用いる際には、通常全ての端末に必要なパイ口ット信号や制御信号等は無指向にて送信し、各端末宛の個別データ等は指向性送信する。以下、無指向性にて送信される全ての端末に必要な制御信号等を無指向性送信信号、各端末宛に指向性送信される個別データを指向性送信信号という。このような場合、各端末での受信信号レベルを考えると、無指向性信号を受信している場合に比べて指向性信号を受信している場合の方が受信信号レベルは大きくなる可能性が高い。また、端末宛のデータがバースト的に送信されるシステムの場合、低い電力レベルで無指向性信号を受信している最中に、突然、大きな電力レベルの指向性信号を受信することが生じる。

[0004] 図 1A及び図 1Bは、従来の無指向性受信信号 # 11、 # 13及び指向性受信信号

# 12の受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図である。図 1Aより、指向性受信信号 # 12を受信する時刻 tlOにおいて、初めてダイナミックレンジを高くする処理が開始される。これにより、指向性受信信号 # 12の電力レベルを含むダイナミックレンジが設定されるのは時刻 ti lとなる。

特許文献 1：特開 2003—134025号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、従来の送信装置及び利得制御方法は、通常、受信機では、受信信号の入力レベルは自動利得制御 (AGC)によって受信アナログ Zディジタル変換器のダイナミックレンジを効率良く使うように制御されている力 S、突然信号レベルが大きくなると、図 1Bに示すように、大きな信号レベルに対応したダイナミックレンジの設定が (tl l-tlO)時間遅れることにより、自動利得制御が追随できずに受信復調に失敗するという問題がある。受信復調が失敗した場合は再送が必要となるが、指向性通信がバースト的に短時間のみである場合は、再送のオーバーヘッドが大きくなることにより伝送効率が劣化するという問題がある。

[0006] 本発明の目的は、指向性及び無指向性にてデータを送信する通信において、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐことができる送信装置及び利得制御方法を提供することである。課題を解決するための手段

[0007] 本発明の送信装置は、通信相手の受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段と、バースト送信される指向性送信信号を送信するフレームの所定時間前に前記利得制御用信号が送信されるように前記指向性送信信号と前記利得制御用信号とを時分割多重する利得制御用信号多重手段と、前記指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さい送信電力レベルでかつ無指向性送信信号の通信相手における受信電力レベルよりも大きい前記受信電力レベルになるように前記利得制御用信号の送信電力レベルを設定する送信レベル制御手段と、前記指向性送信信号と前記送信レベル制御手段にて設定された前記送信電力レベルの前記利得制御用信号とを指向性送信するとともに前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

[0008] また、本発明の送信装置は、通信相手における受信電力レベルが所定のレベルまで徐々に大きくなるようにバースト送信される指向性送信信号の送信電力レベルを設定する送信レベル制御手段と、前記送信レベル制御手段にて設定された前記送信電力レベルにて前記指向性送信信号を指向性送信するとともに前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

[0009] また、本発明の送信装置は、指向性送信信号を送信する前に前記指向性送信信号の前記通信相手における受信電力レベルの情報である電力レベル情報が前記通信相手に送信されるように前記指向性送信信号と前記電力レベル情報とを時分割多重する制御信号多重手段と、前記制御信号多重手段にて多重された前記電カレべル情報と前記指向性送信信号とを指向性送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

[0010] 本発明の受信装置は、受信信号に含まれる受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号の受信電力レベルと前記利得制御用信号以外の受信信号の受信電力レベルとを求める受信レベル検波手段と、前記受信レベル検波手段にて測定された前記利得制御用信号の受信電力レベルと前記利得制御用信号以外の受信信号の受信電力レベルとに基づ、て利得を設定する利得設定手段と、前記利得設定手段にて設定された利得にて受信信号の利得を増幅する利得調整手段と、を具備する構成を採る。

[0011] また、本発明の受信装置は、受信信号に含まれる所定時間後の受信電力レベルを示す情報である電力レベル情報に追従した利得を設定する利得設定手段と、前記利得設定手段にて設定された利得にて受信信号を増幅する利得調整手段と、を具備する構成を採る。

[0012] 本発明の利得制御方法は、通信相手の受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号を生成するステップと、バースト送信される指向性信号を送信するフレームの所定時間前に前記利得制御用信号が送信されるように前記指向性信号と前記利得制御用信号とを時分割多重するステップと、前記指向性信号の送信電カレベルよりも小さい送信電力レベルでかつ無指向性信号の通信相手における受信電力レベルよりも大きヽ前記受信電力レベルとなるように前記利得制御用信号の送信電力レベルを設定するステップと、前記指向性信号と設定された前記送信電力レベルの前記利得制御用信号とを指向性送信するとともに前記無指向性信号を無指向性にて送信するステップと、受信した前記無指向性信号、前記利得制御用信号及び前記指向性信号の前記受信電力レベルが含まれるようなダイナミックレンジにて利得制御するステップと、を具備するようにした。

[0013] また、本発明の利得制御方法は、通信相手における受信電力レベルが所定のレべルまで徐々に大きくなるようにバースト送信される指向性信号の前記送信電力レベルを設定するステップと、設定された前記送信電力レベルにて前記指向性信号を指向性送信するとともに前記無指向性信号を無指向性にて送信するステップと、受信した前記無指向性信号及び前記指向性信号の前記受信電力レベルが含まれるようなダイナミックレンジにて利得制御するステップと、を具備するようにした。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、指向性及び無指向性にてデータを送信する通信において、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐことができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1A]従来の受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 1B]従来の時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る指向性信号生成部の構成を示すブロック図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 5A]本発明の実施の形態 1に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 5B]本発明の実施の形態 1に係る時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図

[図 6]本発明の実施の形態 2に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 7]本発明の実施の形態 2に係る指向性信号生成部の構成を示すブロック図

[図 8]本発明の実施の形態 2に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 9]本発明の実施の形態 2に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 10]本発明の実施の形態 3に係る指向性信号生成部の構成を示すブロック図 [図 11]本発明の実施の形態 3に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 12]本発明の実施の形態 4に係る指向性信号生成部の構成を示すブロック図 [図 13]本発明の実施の形態 4に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 14]本発明の実施の形態 4に係る MCSテーブルを示す図

[図 15]本発明の実施の形態 5に係る指向性信号生成部の構成を示すブロック図

[図 16]本発明の実施の形態 5に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

[図 17]本発明の実施の形態 6に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 18]本発明の実施の形態 6に係る送受信装置の構成を示すブロック図

[図 19]本発明の実施の形態 6に係る受信電力レベルと受信タイミングとの関係を示す図

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

[0017] (実施の形態 1)

図 2は、本発明の実施の形態 1に係る送受信装置 100の構成を示すブロック図である。

[0018] 切替部 102—1— 102-nは、アンテナ 101— 1— 101—nにて受信した受信信号の R

F部 103— 1— 103— nへの出力と、 RF部 114— 1一 114 nから入力した送信信号のアンテナ 101—1— 101— n力らの送信とを切り替える。

[0019] RF部 103—1— 103-nは、切替部 102-1— 102-n力も入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバート等して検波部 104— 1一 104— nへ出力する。

[0020] 検波部 104-1は、 RF部 103— 1から入力した受信信号を直交検波し、直交検波した結果をウェイト計算部 105及び乗算器 106- 1へ出力する。即ち、検波器 104-1は、 RF部 103— 1から入力した受信信号を直交検波することにより、 I成分と Q成分とを実部及び虚部とする複素ベースバンド信号としてウェイト計算部 105及び乗算器 106 1へ出力するとともに、指向性信号生成部 111へ出力する。

[0021] 検波部 104— 2— 104-nは、 RF部 103— 2— 103—n力も入力した受信信号を直交検波し、直交検波した結果をウェイト計算部 105及び乗算器 106- 2— 106-nへ出力する。即ち、検波器 104— 2— 104-nは、 RF部 103— 2— 103—n力も入力した受信信号を直交検波することにより、 I成分と Q成分とを実部及び虚部とする複素ベースバンド信号としてウェイト計算部 105及び乗算器 106— 2— 106-nへ出力する。

[0022] ウェイト計算部 105は、検波部 104-1— 104-n力も入力したベースバンド信号より、希望信号が互いに強め合うとともに干渉信号が互いに相殺し合うような合成ウェイトを算出して、算出した合成ウェイトを乗算器 106— 1一 106— nへ出力し、算出した合成ウェイトの情報を位相差算出部 108へ出力する。

[0023] 乗算器 106— 1— 106— nは、検波部 104— 1— 104— nから入力したベースバンド信号に対して、ウェイト計算部 105から入力した合成ウェイトを乗算して重み付けして合成部 107へ出力する。

[0024] 合成部 107は、各乗算器 106—1— 106-n力入力した重み付けされたベースバンド信号を加算合成して指向性信号生成部 111へ出力するとともに、受信データを得る。

[0025] 位相差算出部 108は、ウェイト計算部 105から入力した合成ウェイトの情報より、各ブランチの位相差を検出して符号反転部 109へ出力する。

[0026] 符号反転部 109は、位相差算出部 108から入力した各ブランチの位相差の情報における信号の正と負を反転して乗算器 112— 1一 112— nへ出力する。

[0027] 変調部 110は、入力した無指向性送信データを変調して無指向性送信信号を生成するとともに、生成した無指向性送信信号を加算器 113へ出力する。

[0028] 指向性信号生成部 111は、指向性送信データを変調して指向性送信信号を生成するとともに、タイミング制御情報に基づいて、指向性送信信号と利得制御用信号とを時分割多重してバースト送信する指向性送信信号を生成する。ここで、指向性送信信号は、例えば通信相手毎に固有のデータである個別チャネルの個別データである。また、利得制御用信号とは、受信側にて利得制御する際に用いられる所定の電力レベルを有する信号であって、データの伝送には用いられない信号である。さらに、指向性信号生成部 111は、利得制御用信号の送信電力レベル及び指向性送信信号の送信電力レベルを設定する。そして、指向性信号生成部 111は、送信電力レベルの設定と時分割多重処理が終了した後に、利得制御用信号と指向性送信信号とから構成される指向性送信信号を各乗算器 112-1— 112-nへ出力する。なお、指向性信号生成部 111の詳細については後述する。

[0029] 乗算器 112-1— 112-nは、符号反転部 109から入力した位相反転後の位相差の情報より位相差と指向性信号生成部 111から入力した指向性送信信号とを乗算する

。そして、乗算器 112— 1は、位相差と指向性送信信号とを乗算して加算器 113へ出力し、乗算器 112— 2— 112— nは、位相差と指向性送信信号とを乗算して各 RF部 1

14— 2— 114 nへ出力する。

[0030] 加算器 113は、乗算器 112 - 1から入力した指向性送信信号と変調部 110から入力した無指向性送信信号とを加算して RF部 114 1へ出力する。

[0031] RF部 114-1は、加算器 113から入力した指向性送信信号及び無指向性送信信号をベースバンド周波数力無線周波数にアップコンバートするとともに、所定の送信レベルまで増幅して切替部 ₁₀2—1へ出力する。

[0032] RF部 114 2— 114 nは、乗算器 112— 2— 112— n力入力した位相差と指向性送信信号とを乗算した信号をベースバンド周波数力無線周波数にアップコンバートするとともに、所定の送信レベルまで増幅して各切替部 102-2— 102-nへ出力する

[0033] 次に、指向性信号生成部 111の詳細について、図 3を用いて説明する。図 3は、指向性信号生成部 111の構成を示すブロック図である。

[0034] 利得制御用信号生成部 201は、指向性送信信号を送信するフレームの 2フレーム前のタイミングにてタイミング制御情報が入力した場合には、利得制御用信号を生成して利得制御用信号多重部 203へ出力する。そして、利得制御用信号生成部 201 は、利得制御用信号を利得制御用信号多重部 203へ出力した場合には、利得制御用信号を出力したタイミングを示すタイミング制御情報を送信レベル制御部 204へ出力する。

[0035] 変調部 202は、指向性送信データを変調して利得制御用信号多重部 203へ出力する。

[0036] 利得制御用信号多重部 203は、変調部 202から入力した指向性送信信号と利得制御用信号生成部 201から入力した利得制御用信号とを時分割多重し、時分割多重した指向性送信信号と利得制御用信号とを送信レベル制御部 204へ出力する。

[0037] 送信レベル制御部 204は、利得制御用信号生成部 201からタイミング制御信号が入力しない場合には、通信相手である受信側における指向性送信信号の受信電力レベルを、受信側における無指向性送信信号の受信電力レベルよりも大き、レベルになるように送信電力レベルを制御する。また、送信レベル制御部 204は、利得制御用信号生成部 201からタイミング制御信号を入力したタイミングで、利得制御用信号多重部 203から時分割多重された利得制御用信号の送信電力レベルを、指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さ!/、送信電力レベルで、かつ受信側にお!、て無指向性送信信号の受信電力レベルよりは大きい受信電力レベルになるように送信電力レベルを制御するとともに、利得制御用信号多重部 203から時分割多重された指向性送信信号が入力するタイミングにおヽて、指向性送信信号の送信電力レベルを、受信側において無指向性送信信号の受信電力レベル及び利得制御用信号の受信電力レベルよりは大きい受信電力レベルになるように送信電力を制御する。そして、送信レベル制御部 204は、送信電力レベルを設定した後に指向性送信信号及び利得制御用信号を乗算器 112-1— 112-nへ出力する。送信レベル制御部 204は、受信側において無指向性送信信号の受信電力レベルよりは大きい受信電力レベルになるように利得制御用信号の送信電力レベルを制御する方法として、検波部 104— 1 力も入力した 1本のアンテナ 101— 1における受信信号の受信電力レベルと、合成部 107から入力した指向性受信した受信信号の受信電力レベルとの受信電力レベル比を求め、利得制御用信号の送信電力レベルを、求めた 1本アンテナ 101—1における受信信号の受信電力レベルと指向性受信した受信信号の受信電力レベルとの受信電力レベル比で除算した値が無指向性送信信号の送信電力レベルより大きくなるように利得制御用信号の送信電力レベルを設定する。なお、指向性送信信号及び無指向性送信信号を送信するのに必要な電力レベルは各システムによって異なる。

[0038] 次に、送受信装置 100の通信相手である送受信装置 300の構成について、図 4を用いて説明する。図 4は、送受信装置 300の構成を示すブロック図である。

[0039] 切替部 302は、アンテナ 301にて受信した受信信号の RF部 303への出力と、 RF 部 310から入力した送信信号のアンテナ 301からの送信とを切り替える。

[0040] RF部 303は、切替部 302から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数へダウンコンバートして可変利得増幅器 304へ出力する。

[0041] 利得調整手段である可変利得増幅器 304は、ゲインが可変である増幅器であり、ゲイン切替部 308の制御により受信信号を増幅する。復調部 305は、受信信号を復調して受信データを得る。

[0042] 受信レベル検波部 306は、可変利得増幅器 304から入力した受信信号の受信レベルを測定し、受信レベルの測定値の情報である測定値情報を AGC制御部 307へ出力する。受信レベル検波部 306は、利得制御用信号を受信した場合には、無指向性送信信号を受信した場合の受信レベルよりも大き、受信レベルで、かつ指向性送信信号を受信した場合の受信レベルよりも小さ、受信レベルを、利得制御用信号の受信レベルとして測定することができる。

[0043] 利得設定手段である AGC制御部 307は、受信レベル検波部 306によって測定される受信レベルが所望の受信レベルとなるように可変利得増幅器 304のゲインを決定し、決定したゲインの情報であるゲイン情報をゲイン切替部 308へ出力する。具体的には、利得制御用信号を受信していない場合、 AGC制御部 307は、受信レベル検波部 306から入力した受信レベルの測定値情報より、受信レベルの測定値を所定時間平均して平均値を求め、求めた受信レベルの平均値に追従したゲインを決定する。一方、利得制御用信号を受信した場合、 AGC制御部 307は、受信レベルの測定値を平均する処理を中止して、受信レベル検波部 306から入力した利得制御用信号の受信レベルの測定値情報より、受信レベルの測定値に追従したゲインを決定する。この際、 AGC制御部 307は、送受信装置 100から送信される指向性送信信号を受信するまで、利得制御用信号を受信する毎に利得制御用信号の受信レベルに基づいて設定したゲインを更新して保持する。なお、 AGC制御部 307は、利得制御用信号が入力するタイミングをタイミング制御情報より知ることができる。また、利得制御用信号が入力するタイミングはシステムによって予め決められている力、または制御情報によって通知される。

[0044] ゲイン切替部 308は、 AGC制御部 307から入力したゲイン情報により指示されたゲインになるように可変利得増幅器 304を制御する。したがって、ゲイン切替部 308は、利得制御用信号を受信したタイミングにて AGC制御部 307より所望のゲイン情報が入力することにより、指向性送信信号の AGCを行う前に所望のゲインを設定することができる。

[0045] 変調部 309は、送信データを変調して RF部 310へ出力する。

[0046] RF部 310は、変調部 309から入力した送信データをベースバンド周波数力も無線周波数へアップコンバートして切替部 302へ出力する。

[0047] 図 5Aは、受信側である送受信装置 300にて受信した無指向性受信信号 # 401、

# 405、指向性受信信号 # 404及び利得制御用信号 # 402、 # 403の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。図 5Bは、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示すものである。また、図 5Bにおいて、実線 # 406は利得制御用信号 # 402、 # 403を受信した場合のダイナミックレンジの範囲を示すものであり、破線 # 407は利得制御用信号 # 402、 # 403を受信しな、場合のダイナミックレンジの範囲を示すものである。図 5A及び図 5Bに示すように、指向性受信信号 # 404は、指向性利得により、指向性受信信号 # 404の受信電力レベルは無指向性受信信号 # 401、 # 405の受信電力レベルに比べて非常に大き、レベルになる。なお、図 5Aの時間軸と図 5Bの時間軸とを対応させてある。

[0048] 送受信装置 300は、図 5Aに示すように、指向性受信信号 # 404を含むフレームの 2フレーム前のフレームを受信する時刻 tlにて、無指向性受信信号 # 401よりも大き V、電力レベルでかつ指向性受信信号 # 404よりも小さ、電力レベルの利得制御用信号 # 402を受信する。これにより、受信側にて利得制御用信号 # 402の受信レべルに合わせてゲインを制御するので、図 5Bに示すように時刻 tl力ダイナミックレンジを高くすることができる。さらに、送受信装置 300は、利得制御用信号 # 402を含むフレームの次のフレームにて、無指向性受信信号 # 401の電力レベル及び利得制御用信号 # 402の電力レベルよりも大き、電力レベルでかつ指向性受信信号 # 4 04の電力レベルよりも小さ、電力レベルの利得制御用信号 # 403を受信する。これにより、送受信装置 300は、利得制御用信号 # 402に合わせてゲインを制御することにより、指向性受信信号 # 404を受信する時刻 t2において、指向性受信信号 # 404 の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0049] これに対して、図 5Bに破線で示す従来のダイナミックレンジを設定する際には、利得制御用信号 # 402、 # 403を受信することがないので、指向性受信信号 # 404を受信する時刻 t2において、初めてダイナミックレンジを高くする処理が開始されることより、指向性受信信号 # 404の電力レベルを含むダイナミックレンジが設定されるのは時刻 t3となり、利得制御用信号 # 402、 # 403を送信する場合に比べて、指向性受信信号 # 404の電力レベルを含むダイナミックレンジが設定される時刻が (t3— 2 )時間遅れることとなる。

[0050] このように、本実施の形態 1によれば、指向性送信信号の送信を開始するフレームよりも所定フレーム前にて、指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さい送信電力レベルでかつ無指向性送信信号の受信側における受信電力レベルよりも大きい受信電力レベルとなるように設定された送信電力レベルの利得制御用信号を送信するので、受信側にて利得制御用信号の受信電力レベルに基づいて指向性送信信号を受信する前に大きいダイナミックレンジを設定することが可能になる。これにより、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐことができる。また、本実施の形態 1によれば、利得制御用信号は指向性送信されるので、他の受信装置に対する与干渉が増大することを防ぐことができる。

[0051] なお、本実施の形態 1にお、て、利得制御用信号を所定の時間間隔を設けて 2回送信することとしたが、これに限らず、 1回または所定の時間間隔を設けて 3回以上にしても良いし、所定の時間内にて継続して送信し続けても良い。また、本実施の形態 1において、フレーム毎に利得制御用信号を送信することとした力これに限らず、スロット毎に利得制御用信号を送信する等の任意のタイミングにて利得制御用信号を送信することができる。また、本実施の形態 1において、指向性送信信号の送信を開始するフレームの 2フレーム前に利得制御用信号を送信することとしたが、これに限らず、指向性送信信号の送信を開始するフレームの 2フレーム前以外のフレームにて利得制御用信号を送信しても良いし、指向性送信信号を開始するフレームと同じフレームにて利得制御用信号を送信しても良、。

[0052] (実施の形態 2)

図 6は、本発明の実施の形態 2に係る送受信装置 500の構成を示すブロック図である。

[0053] 本実施の形態 2に係る送受信装置 500は、図 2に示す実施の形態 1に係る送受信装置 100において、図 6に示すように、拡散部 501を追加する。なお、図 6においては、図 2と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、送受信装置 500の通信相手である受信装置の構成は図 4と同一構成であるので、その説明は省略する。

[0054] 拡散部 501は、変調部 110から入力した無指向性送信信号を所定の拡散コードを用いて拡散処理して加算器 113へ出力する。

[0055] コード多重手段である加算器 113は、乗算器 112— 1から入力した指向性送信信号と拡散部 501から入力した無指向性送信信号とを加算することにより、利得制御用信号と無指向性送信信号とをコード多重して RF部 114 1へ出力する。

[0056] 次に、指向性信号生成部 111の構成について、図 7を用いて説明する。図 7は、指向性信号生成部 111の構成を示すブロック図である。

[0057] 本実施の形態 2に係る指向性信号生成部 111は、図 3に示す実施の形態 1に係る指向性信号生成部 111において、図 7に示すように、利得制御用信号多重部 203を除き、拡散部 601を追加する。なお、図 7においては、図 3と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

[0058] 拡散部 601は、変調部 202から入力した指向性送信信号と利得制御用信号生成部 201から入力した利得制御用信号とを所定の拡散コードを用いて拡散処理するとともに時分割多重して指向性送信信号を生成し、生成した指向性送信信号を送信レベル制御部 204へ出力する。

[0059] 送信レベル制御部 204は、利得制御用信号生成部 201からタイミング制御信号が入力しない場合には、受信側における指向性送信信号の受信電力レベルを、無指向性送信信号の受信電力レベルよりも大きいレベルになるように送信電力レベルを制御する。また、送信レベル制御部 204は、利得制御用信号生成部 201からタイミング制御信号が入力した場合には、拡散部 601から時分割多重された利得制御用信号が入力するタイミングにおいて、利得制御用信号の送信電力レベルを、指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さ!/ヽ送信電力レベルで、かつ指向性送信信号を送信するフレームに近づくほど送信電力レベルが高くなるように制御するとともに、拡散部 601から時分割多重された指向性送信信号が入力するタイミングにおいて、指向性送信信号の送信電力レベルを、受信側における無指向性送信信号の受信電力レベル及び利得制御用信号の受信電力レベルよりは充分に大きい受信電力レベルになるように送信電力レベルを制御する。そして、送信レベル制御部 204は、送信電力レベルを設定した後に指向性送信信号及び利得制御用信号を乗算器 112— 1一 11 2 - nへ出力する。

[0060] 次に、送受信装置 500の通信相手である送受信装置 700の構成について、図 8を用いて説明する。図 8は、送受信装置 700の構成を示すブロック図である。

[0061] 本実施の形態 2に係る送受信装置 700は、図 4に示す実施の形態 1に係る送受信装置 300において、図 8に示すように、逆拡散部 701を追加する。なお、図 8においては、図 4と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

[0062] 受信レベル検波部 306は、可変利得増幅器 304から入力した受信信号の受信レベルを測定し、測定結果を AGC制御部 307へ出力する。したがって、受信レベル検波部 306は、利得制御用信号と無指向性送信信号とがコード多重された受信信号を受信した場合には、無指向性送信信号のみを受信した場合の受信レベルよりも大き V、受信レベルで、かつ指向性送信信号と無指向性送信信号とをコード多重した受信信号を受信した場合の受信レベルよりも小さヽ受信レベルを、利得制御用信号と無指向性送信信号とをコード多重した受信信号の受信レベルとして測定することができる。

[0063] AGC制御部 307は、受信レベル検波部 306によって測定される受信レベルが所望の受信レベルとなるように可変利得増幅器 304のゲインを決定し、決定したゲインの情報であるゲイン情報をゲイン切替部 308へ出力する。即ち、 AGC制御部 307は、受信レベル検波部 306から入力した受信レベルの測定結果を所定時間平均し、平均した受信レベルに応じたゲインを決定する。なお、 AGC制御部 307は、利得制御用信号と無指向性送信信号とがコード多重された受信信号が入力した場合において、指向性送信信号と無指向性送信信号とがコード多重された受信信号が入力した場合及び無指向性送信信号のみが入力した場合と同様の処理を行う。

[0064] 逆拡散部 701は、可変利得増幅器 304から入力した受信信号を逆拡散して復調部 305へ出力する。

[0065] 図 9は、受信装置にて受信した無指向性受信信号 # 801、指向性受信信号 # 804 及び利得制御用信号 # 802、 # 803の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。なお、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図は、図 5Bと同一であるのでその説明は省略する。

[0066] 受信装置は、図 9に示すように、指向性受信信号 # 804を含むフレームの 2フレーム前のフレームを受信する時刻 tlにて、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 802がコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 80 1と利得制御用信号 # 802とがコード多重された受信信号は、利得制御用信号 # 80 2が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 801の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 802とがコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 801と指向性受信信号 # 804とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置 700は、利得制御用信号 # 802と無指向性送信信号 # 801 とをコード多重した受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 tl力もダイナミックレンジを高くすることができる。

[0067] さらに、送受信装置 700は、利得制御用信号 # 802を含むフレームの次のフレームにて、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 803がコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 803がコード多重された受信信号は、利得制御用信号 # 803が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 801の電力レベルよりも大きい電力レベルになるとともに、利得制御用信号 # 803の電力レベルは利得制御用信号 # 802の電力レベルよりも大きいので、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 802がコード多重された受信信号の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 801と利得制御用信号 # 803がコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 801と指向性受信信号 # 804とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電カレべルになる。これにより、送受信装置 700は、利得制御用信号 # 803と無指向性送信信号 # 801とをコード多重した受信信号の受信電力レベルに合わせてゲイン制御することにより、時刻 t2において、無指向性受信信号 # 801と指向性受信信号 # 804とをコード多重した受信信号の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0068] このように、本実施の形態 2によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、利得制御用信号と無指向性送信信号とをコード多重することにより、利得制御用信号を受信した後は受信信号全体の電力レベルが指向性送信信号を受信するまで徐々に高くなるので、送信側及び受信側において、利得制御用信号の送信タイミング及び受信タイミングを意識することなぐ受信電力レベルを所定時間平均化する通常の AGC 処理を行うことが可能になり、 AGC処理を簡単にすることができる。

[0069] なお、本実施の形態 2にお、て、利得制御用信号を時刻 tl一 t2まで継続して送信し続けることとしたが、これに限らず、 1回または所定の時間間隔を設けて複数回送信するようにしても良い。また、本実施の形態 2において、フレーム毎に利得制御用信号の電力レベルを異ならせることとした力これに限らず、スロット毎に利得制御用信号の電力レベルを異ならせる等の任意のタイミングにて利得制御用信号の電カレベルを異ならせることができる。また、本実施の形態 2において、指向性送信信号の送信を開始するフレームの 2フレーム前に利得制御用信号の送信を開始することとしたが、これに限らず、指向性送信信号の送信を開始するフレームの 2フレーム前以外のフレームにて利得制御用信号の送信を開始しても良い。

[0070] (実施の形態 3)

図 10は、本発明の実施の形態 3に係る指向性信号生成部 111の構成を示すブロック図である。

[0071] 本実施の形態 3に係る指向性信号生成部 111は、図 3に示す実施の形態 1に係る指向性信号生成部 111において、図 10に示すように、変調部 202の代わりに変調部 901及び送信レベル制御部 204の代わりに送信レベル制御部 903を有し、利得制御用信号生成部 201及び利得制御用信号多重部 203を除き、拡散部 902を追加する。なお、図 10においては、図 3と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、送受信装置及び送受信装置の通信相手である受信装置の構成は、図 2及び図 4と同一構成であるので、その説明は省略する。

[0072] 変調部 901は、指向性送信データを変調して指向性送信信号を生成するとともに、生成した指向性送信信号を拡散部 902へ出力する。

[0073] 拡散部 902は、変調部 901から入力した指向性送信信号を所定の拡散コードを用いて拡散処理して送信レベル制御部 903へ出力する。

[0074] 送信レベル制御部 903は、タイミング制御情報が入力した場合には、拡散部 902から入力した指向性送信信号の送信電力レベルを、フレーム毎に所定のレベルまで徐々に大きくなるように設定する。そして、送信レベル制御部 903は、送信電力レベルを設定した後に指向性送信信号を乗算器 112— 1一 112— nへ出力する。

[0075] 図 11は、受信装置にて受信した無指向性受信信号 # 1001及び指向性受信信号

# 1002、 # 1003、 # 1004の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。なお、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図は、図 5Bと同一であるのでその説明は省略する。

[0076] 送受信装置は、図 11に示すように、指向性受信信号 # 1004を含むフレームの 2フレーム前のフレームを受信する時刻 tlにて、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1002がコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1002とがコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1002が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1001の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1002とがコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1004とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性送信信号 # 1001と指向性送信信号 # 1002とがコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 tl力もダイナミックレンジを高くすることができる。 [0077] さらに、送受信装置は、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1002がコード多重された受信信号を含むフレームの次のフレームにて、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1003とがコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 901と指向性受信信号 # 1003がコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1003が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1001の電力レベルよりも大きい電力レベルになるとともに、指向性受信信号 # 1003の電力レベルは指向性受信信号 # 1002の電力レベルよりも大きいので、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1002とがコード多重された受信信号の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1003がコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1004とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1003がコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 t2において、無指向性受信信号 # 1001と指向性受信信号 # 1004とをコード多重した受信信号の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0078] このように、本実施の形態 3によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、指向性送信信号の電力レベルが所定の値になるまで指向性送信信号の電力レベルを段階的に引き上げるように設定するので、データを送信する指向性送信信号を用いてダイナミックレンジを調整することができることにより無線リソースを有効に使用することができる。

[0079] なお、本実施の形態 3において、フレーム毎に電力レベルを異ならせることとしたが、これに限らず、スロット毎に電力レベルを異ならせる等の任意のタイミングにて電力レベルを異ならせることができる。また、本実施の形態 3において、利得を制御する指向性送信信号 # 1002、 # 1003と無指向性送信信号とをコード多重することとした力これに限らず、指向性送信信号 # 1002、 # 1003を送信する時には無指向性送信信号を送信しないようにしても良い。また、本実施の形態 3において、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 1004を最初に受信するフレームの 2フレーム前カも徐々に受信信号の電力レベルが大きくなるように、指向性送信信号の送信電力レベルを制御することとしたが、これに限らず、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 100 4を最初に受信するフレームの 2フレーム前以外のフレームから、受信側における指向性送信信号の受信信号の電力レベルが徐々に大きくなるように指向性送信信号の電力レベルを制御しても良い。

[0080] (実施の形態 4)

図 12は、本発明の実施の形態 4に係る指向性信号生成部 111の構成を示すブロック図である。

[0081] 本実施の形態 4に係る指向性信号生成部 111は、図 3に示す実施の形態 1に係る指向性信号生成部 111において、図 12に示すように、利得制御用信号生成部 201 及び利得制御用信号多重部 203を除き、変調部 202の代わりに変調部 1103及び送信レベル制御部 204の代わりに送信レベル制御部 1105を有し、 MCS選択部 11 01、誤り訂正符号ィ匕部 1102及び拡散部 1104を追加する。なお、図 12においては、図 3と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、送受信装置及び送受信装置の通信相手である受信装置の構成は、図 2及び図 4と同一構成であるので、その説明は省略する。

[0082] 伝送レート選択手段である MCS選択部 1101は、 MCS選択情報を保存した MCS テーブルを有しており、タイミング制御情報が入力した場合には、各通信相手の受信品質の情報である CQI (Channel Quality Indicator)等の受信品質情報に基づ!/、て、指向性送信信号の MCSを選択する。即ち、 MCS選択部 1101は、送信電力レベル力、さい指向性送信信号力所定の最大送信電力レベルの指向性送信信号まで、伝送レートが順次高くなるような MCSを選択する。そして、 MCS選択部 1101は、選択した MCSより、符号ィ匕率を示す情報である符号ィ匕率情報を誤り訂正符号ィ匕部 11 02へ出力し、変調方式を示す情報である変調方式情報を変調部 1103へ出力するとともに、拡散率を示す拡散率情報を拡散部 1104へ出力する。また、 MCS選択部 1 101は、 MCSの選択を開始したタイミングを示すタイミング制御情報を送信レベル制御部 1105へ出力する。

[0083] 誤り訂正符号ィ匕部 1102は、 MCS選択部 1101から入力した符号ィ匕率情報の符号化率にて指向性送信信号を符号化して変調部 1103へ出力する。

[0084] 変調部 1103は、 MCS選択部 1101から入力した変調方式情報の変調方式にて誤り訂正符号化部 1102から入力した指向性送信信号を変調して指向性送信信号を生成し、生成した指向性送信信号を拡散部 1104へ出力する。

[0085] 拡散部 1104は、 MCS選択部 1101から入力した拡散率情報の拡散率にて変調部

1103から入力した指向性送信信号を拡散処理して送信レベル制御部 1105へ出力する。

[0086] 送信レベル制御部 1105は、 MCS選択部 1101から入力したタイミング制御情報より、所定のタイミングにて拡散部 1104から入力した指向性送信信号の送信電カレべルを、フレーム毎に所定のレベルまで徐々に大きくなるように設定する。そして、送信レベル制御部 1105は、送信電力レベルを設定した後に指向性送信信号を乗算器 1 12— 1— 112— nへ出力する。

[0087] 図 13は、受信装置にて受信した無指向性受信信号 # 1201及び指向性受信信号

# 1202、 # 1203、 # 1204の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。なお、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図は、図 5Bと同一であるのでその説明は省略する。

[0088] 送受信装置は、図 13に示すように、指向性受信信号 # 1204を含むフレームの 2フレーム前のフレームを受信する時刻 tlにて、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202がコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202とがコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1202が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1201の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202とがコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1204とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202とがコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 tl力もダイナミックレンジを高くすることができる。

[0089] さらに、送受信装置は、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202がコード多重された受信信号を含むフレームの次のフレームにて、無指向性受信信号 #

1201と指向性受信信号 # 1203とがコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1203がコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1203が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1201 の電力レベルよりも大きい電力レベルになるとともに、指向性受信信号 # 1203の電カレベルは指向性受信信号 # 1202の電力レベルよりも大きいので、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1202とがコード多重された受信信号の電カレべルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1203がコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1204とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1203とがコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 t2において、無指向性受信信号 # 1201と指向性受信信号 # 1204とをコード多重した受信信号の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0090] MCS選択部 1101は、図 14に示すような MCSテーブルを有している。そして、各指向性受信信号 # 1202、 # 1203、 # 1204は、 MCS選択部 1101にて送信電力レベルに応じた MCSが設定される。即ち、指向性受信信号 # 1202には MCS = 2 が設定され、指向性受信信号 # 1203には MCS = 3が設定され、指向性受信信号 # 1204には MCS=4が設定される。ここで、 MCSは、 MCS = 1、 MCS = 2, MCS = 3、 MCS =4の順番に伝送レートが高くなる。したがって、符号ィ匕率が変化しなければ変調多値数が大きいほど伝送レートが高くなり、変調方式が変化しなければ符号ィ匕率が大きいほど伝送レートが高くなる。このように、選択した MCSに応じて変調方式及び符号化率が異なるので、指向性送信信号は、選択した MCSに応じて異なる変調方式及び符号化率にて拡散処理、変調及び符号化される。

[0091] このように、本実施の形態 4によれば、上記実施の形態 1及び実施の形態 3の効果に加えて、指向性送信信号の送信電力レベルを所定のレベルまで徐々に引き上げるように設定するとともに、送信電力レベルに応じた MCSを選択するので、誤り率特性の劣化を防ぐことができるとともに、受信側にて確実に受信復調することができる。

[0092] なお、本実施の形態 4において、フレーム毎に電力レベルを異ならせることとしたが、これに限らず、スロット毎に電力レベルを異ならせる等の任意のタイミングにて電力レベルを異ならせることができる。また、本実施の形態 4において、利得を制御する指向性送信信号 # 1202、 # 1203と無指向性送信信号とをコード多重することとした力これに限らず、指向性送信信号 # 1202、 # 1203を送信する時には無指向性送信信号を送信しないようにしても良い。また、本実施の形態 4において、図 14に示す MCSテーブルを用いることとした力これに限らず、 MCS = 1から MCS =4になるにしたがって伝送レートが高くなるような任意の変調方式及び符号ィ匕率を組み合わせた MCSテーブルを用いることが可能である。また、本実施の形態 4において、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 1204を最初に受信するフレームの 2フレーム前から徐々に受信信号の電力レベルが大きくなるように、指向性送信信号の送信電力レベルを制御することとしたが、これに限らず、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 1204を最初に受信するフレームの 2フレーム前以外のフレームから、受信側における指向性送信信号の受信信号の電力レベルが徐々に大きくなるように指向性送信信号の電力レベルを制御しても良い。

[0093] (実施の形態 5)

図 15は、本発明の実施の形態 5に係る指向性信号生成部 111の構成を示すブロック図である。

[0094] 本実施の形態 5に係る指向性信号生成部 111は、図 3に示す実施の形態 1に係る指向性信号生成部 111において、図 15に示すように、利得制御用信号生成部 201 及び利得制御用信号多重部 203を除き、変調部 202の代わりに変調部 1403及び送信レベル制御部 204の代わりに送信レベル制御部 1405を有し、拡散率選択部 1 401、誤り訂正符号ィ匕部 1402及び拡散部 1404を追加する。なお、図 15においては、図 3と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。また、送受信装置及び送受信装置の通信相手である受信装置の構成は、図 2及び図 4と同一構成であるので、その説明は省略する。

[0095] 拡散率選択部 1401は、タイミング制御情報が入力した場合には、指向性送信信号の拡散率を選択する。即ち、拡散率選択部 1401は、送信電力レベルが小さい指向性送信信号から所定の最大送信電力レベルの指向性送信信号まで、拡散率が順次小さくなるような拡散率を選択する。そして、拡散率選択部 1401は、選択した拡散率を示す情報である拡散率情報を拡散部 1404へ出力する。また、拡散率選択部 140 1は、拡散率の選択を開始したタイミングの情報であるタイミング制御信号を送信レべル制御部 1405へ出力する。

[0096] 誤り訂正符号ィ匕部 1402は、指向性送信信号を符号化して変調部 1403へ出力する。

[0097] 変調部 1403は、誤り訂正符号ィ匕部 1402から入力した指向性送信データを変調して指向性送信信号を生成し、生成した指向性送信信号を拡散部 1404へ出力する。

[0098] 拡散部 1404は、変調部 1403から入力した指向性送信信号を所定の拡散コードを用いて拡散処理して送信レベル制御部 1405へ出力する。

[0099] 送信レベル制御部 1405は、拡散率選択部 1401から入力したタイミング制御情報より、拡散部 1404から指向性送信信号が入力するタイミングにて、拡散部 1404から入力した指向性送信信号の送信電力レベルをフレーム毎に所定のレベルまで徐々に大きくなるように設定する。そして、送信レベル制御部 1405は、送信電力レベルを設定した後に指向性送信信号を加算器 113と乗算器 112-1— 112-nへ出力する。

[0100] 図 16は、受信装置にて受信した無指向性受信信号 # 1501及び指向性受信信号

# 1502、 # 1503、 # 1504の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。なお、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図は、図 5Bと同一であるのでその説明は省略する。

[0101] 送受信装置は、図 16に示すように、指向性受信信号 # 1504を含むフレームの 2フレーム前のフレームを受信する時刻 tlにて、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502がコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502とがコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1502が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1501の電力レベルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502とがコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1504とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502とがコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 tl力もダイナミックレンジを高くすることができる。

[0102] さらに、送受信装置は、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502がコード多重された受信信号を含むフレームの次のフレームにて、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1503とがコード多重された受信信号を受信する。この時、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1503がコード多重された受信信号は、指向性受信信号 # 1503が多重されている分だけ無指向性受信信号 # 1501 の電力レベルよりも大きい電力レベルになるとともに、指向性受信信号 # 1503の電カレベルは指向性受信信号 # 1502の電力レベルよりも大きいので、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1502とがコード多重された受信信号の電カレべルよりも大きい電力レベルになる。また、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1503がコード多重された受信信号は、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1504とをコード多重した受信信号の電力レベルよりは小さい電力レベルになる。したがって、受信側である送受信装置は、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1503とがコード多重された受信信号の受信電力レベルに合わせてゲインを制御することにより、時刻 t2において、無指向性受信信号 # 1501と指向性受信信号 # 1504とをコード多重した受信信号の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0103] 各指向性受信信号 # 1502、 # 1503、 # 1504は、拡散率選択部 1401にて送信電力レベルに応じた拡散率が選択される。即ち、指向性受信信号 # 1502には拡散率 SF= 16が設定され、指向性受信信号 # 1503には拡散率 SF = 8が設定され、指向性受信信号 # 1504には拡散率 SF=4が設定される。ここで、 SF= 16、 SF=8、 SF= 4の順番に拡散率が小さくなる。

[0104] このように、本実施の形態 5によれば、上記実施の形態 1及び実施の形態 3の効果に加えて、指向性送信信号の送信電力レベルを所定のレベルまで徐々に引き上げるように設定するとともに、送信電力レベルに応じた拡散率を選択するので、誤り率特性の劣化を防ぐことができるとともに、受信側にて確実に受信復調することができる

[0105] なお、本実施の形態 5において、フレーム毎に電力レベルを異ならせることとしたが、これに限らず、スロット毎に電力レベルを異ならせる等の任意のタイミングにて電力レベルを異ならせることができる。また、本実施の形態 5において、利得を制御する指向性送信信号 # 1502、 # 1503と無指向性送信信号とをコード多重することとした力これに限らず、指向性送信信号 # 1502、 # 1503を送信する時には無指向性送信信号を送信しないようにしても良い。また、本実施の形態 5において、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 1504を最初に受信するフレームの 2フレーム前カも徐々に受信信号の電力レベルが大きくなるように、指向性送信信号の送信電力レベルを制御することとしたが、これに限らず、所定の電力レベルの指向性送信信号 # 150 4を最初に受信するフレームの 2フレーム前以外のフレームから、受信側における指向性送信信号の受信信号の電力レベルが徐々に大きくなるように指向性送信信号の電力レベルを制御しても良い。

[0106] (実施の形態 6)

図 17は、本発明の実施の形態 6に係る送受信装置 1600の構成を示すブロック図である。

[0107] 本実施の形態 6に係る送受信装置 1600は、図 2に示す実施の形態 1に係る送受信装置 100において、図 17に示すように、指向性信号生成部 111を除き、制御信号生成部 1601、制御信号多重部 1602及び変調部 1603を追加する。なお、図 17においては、図 2と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する

[0108] 制御信号生成部 1601は、検波部 104— 1から入力した 1本のアンテナ 101— 1における受信信号の受信電力と、合成部 107から入力した指向性受信した受信信号の受信電力との比を求め、求めた受信電力の比の情報及び指向性送信信号を送信するタイミングの情報 (電力レベル情報)を含む制御信号を生成する。そして、制御信号生成部 1601は、タイミング制御情報に基づいて、指向性送信信号の送信が開始されるフレームよりも 3フレーム前のフレームにお!/、て送信されるタイミングにて、生成した制御信号を制御信号多重部 1602へ出力する。なお、制御信号は、受信電力の比の情報に限らず、検波部 104— 1から入力した 1本のアンテナ 101— 1にて受信した受信信号の受信電力と、合成部 107から入力した複数のアンテナ 101-1— 101-nにて指向性受信した受信信号の受信電力との差の情報でも良い。

[0109] 制御信号多重部 1602は、変調部 110から入力した無指向性送信信号に制御信号を含めて多重して加算器 113へ出力する。

[0110] 変調部 1603は、指向性送信信号を変調して指向性送信信号を生成し、生成した指向性送信信号を乗算器 112-1— 112-nへ出力する。

[0111] 加算器 113は、制御信号多重部 1602から入力した制御信号及び無指向性送信信号と、乗算器 112 - 1から入力した指向性送信信号とを加算することにより制御信号と指向性送信信号とを時分割多重して RF部 114 1へ出力する。

[0112] 次に、送受信装置 1600の通信相手である送受信装置 1700の構成について、図 1 8を用いて説明する。図 18は、送受信装置 1700の構成を示すブロック図である。

[0113] 本実施の形態 6に係る送受信装置 1700は、図 4に示す実施の形態 1に係る送受信装置 300において、図 18に示すように、受信レベル決定部 1701を追加する。なお、図 18においては、図 4と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

[0114] 受信レベル決定部 1701は、復調部 305から入力した復調された受信信号より制御信号を抽出し、抽出した制御信号より送受信装置 1600から送信される指向性送信信号の受信電力レベルを知ることができるので、制御信号を用いて指向性送信信号の受信電力レベルを決定する。そして、受信レベル決定部 1701は、決定した指向性送信信号の受信電力レベルの情報と受信タイミングの情報とを AGC制御部 307へ出力する。

[0115] AGC制御部 307は、上記実施の形態 1と同様な方法により受信レベル検波部 306 によって測定される受信レベルが所望の受信レベルとなるように可変利得増幅器 30 4のゲインを決定し、決定したゲインの情報であるゲイン情報をゲイン切替部 308へ出力する。一方、 AGC制御部 307は、受信レベル決定部 1701より受信電力レベルの情報及び受信タイミングの情報が入力した場合には、受信レベル検波部 306の検波結果を用いずに、受信レベル決定部 1701から入力した受信タイミングの情報より指向性送信信号を受信するタイミングにて受信レベル決定部 1701で決定した受信電力レベルに追従したゲインを決定し、決定したゲインの情報であるゲイン情報をゲイン切替部 308へ出力する。

[0116] 図 19は、受信装置にて受信した無指向性受信信号 # 1801、 # 1802、 # 1804、指向性受信信号 # 1803の受信タイミングと受信電力レベルとの関係を示す図である。なお、時間の推移によって AGCによるダイナミックレンジの範囲の変化を示す図は、図 5Bと同一であるのでその説明は省略する。

[0117] 受信装置は、図 19に示すように、指向性受信信号 # 1803を含むフレームの 3フレーム前のフレームを受信する時刻 tOにて、無指向性受信信号 # 1801に含まれている制御情報を抽出して、指向性受信信号 # 1803の送信電力を把握する。これにより、時刻 tlからダイナミックレンジを高くすることができるとともに、指向性受信信号 # 1 803を受信する時刻 t2において、指向性受信信号 # 1803の電力レベルを含むダイナミックレンジを設定することができる。

[0118] このように、本実施の形態 6によれば、無指向性送信信号に無指向性送信信号の電力レベルと指向性送信信号の電力レベルとの差分の情報を含めるとともに、指向性送信信号の送信タイミングの少し前のタイミングにて差分の情報が送信されるようにするので、指向性送信信号を受信する前に大き、ダイナミックレンジを設定することが可能になることにより、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐことができる。

[0119] なお、本実施の形態 6において、指向性送信信号の送信を開始するフレームから 3 フレーム前のフレームにて制御信号を送信することとした力これに限らず、指向性送信信号の送信を開始するフレームの前の任意のフレームにて制御信号を送信することが可能であり、指向性送信信号を送信する所定時間前の任意のタイミングにて制御信号を送信することが可能である。また、制御信号は、指向性送信信号を送信するフレームの 3フレーム前に送信することとしたが、これに限らず、指向性送信信号を送信するフレームと同じフレームにて送信することも可能である。

[0120] なお、上記実施の形態 1一実施の形態 6の送受信装置 100、 500、 1600は通信端末装置または基地局装置に適用することが可能である。また、上記実施の形態 1一実施の形態 6の送受信装置 300、 700、 1700は、基地局装置または通信端末装置に適用することが可能である。

産業上の利用可能性

[0121] 本発明の送信装置及び利得制御方法は、指向性及び無指向性にてデータを送信する通信において、受信復調に失敗する可能性を低くすることができるとともに、再送により伝送効率が劣化することを防ぐ効果を有し、利得制御するのに有用である。

[0122] 本明細書は、 2003年 11月 14日出願の特願 2003— 385081に基づく。この内容はすべてここに含めておく。

Claims

請求の範囲

[1] 通信相手の受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段と、

バースト送信される指向性送信信号を送信するフレームの所定時間前に前記利得制御用信号が送信されるように前記指向性送信信号と前記利得制御用信号とを時分割多重する利得制御用信号多重手段と、

前記指向性送信信号の送信電力レベルよりも小さい送信電力レベルでかつ無指向性送信信号の通信相手における受信電力レベルよりも大きい前記受信電カレべルになるように前記利得制御用信号の送信電力レベルを設定する送信レベル制御手段と、

前記指向性送信信号と前記送信レベル制御手段にて設定された前記送信電力レベルの前記利得制御用信号とを指向性送信するとともに前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する送信手段と、

を具備する送信装置。

[2] 前記無指向性送信信号と前記利得制御用信号とをコード多重するコード多重手段を具備し、

前記送信レベル制御手段は、前記コード多重手段にてコード多重された前記利得制御用信号の前記受信電力レベルと前記無指向性送信信号の前記受信電カレべルとを加算した受信電力レベルが前記指向性送信信号の前記受信電力レベルよりも小さくなるように前記利得制御用信号の前記送信電力レベルを設定し、

前記送信手段は、前記利得制御用信号と前記指向性送信信号とを指向性送信するとともに、前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する請求項 1記載の送信装置。

[3] 前記送信レベル制御手段は、通信相手力送信された信号を受信した 1本のアンテナにおける受信信号の受信電力レベルと、前記通信相手から送信された信号を前記 1本のアンテナを含む複数本のアンテナにて指向性受信した受信信号の受信電カレベルとの受信電力レベル比を求めるとともに、前記利得制御用信号の送信電力レベルを前記受信電力べレル比で除算することにより求めた電力レベルが、前記無指向性送信信号の送信電力レベルよりも大きくなるように前記利得制御用信号の送信電力レベルを設定する請求項 1記載の送信装置。

[4] 通信相手における受信電力レベルが所定のレベルまで徐々に大きくなるようにバ一スト送信される指向性送信信号の送信電力レベルを設定する送信レベル制御手段と、

前記送信レベル制御手段にて設定された前記送信電力レベルにて前記指向性送信信号を指向性送信するとともに前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する送信手段と、

を具備する送信装置。

[5] 前記送信レベル制御手段にて前記送信電力レベルが設定された前記指向性送信信号の前記受信電力レベルが大きくなるほど高い伝送レートを前記指向性送信信号に設定する伝送レート選択手段を具備し、

前記送信手段は、前記伝送レート選択手段にて伝送レートを設定された前記指向性送信信号を指向性送信するとともに、前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する請求項 4記載の送信装置。

[6] 前記送信レベル制御手段にて前記送信電力レベルが設定された前記指向性送信信号の前記受信電力レベルが大きくなるほど小さい拡散率にて前記指向性送信信号を拡散処理する拡散手段を具備し、前記送信手段は、前記拡散手段にて拡散処理された前記指向性送信信号を指向性送信するとともに、前記無指向性送信信号を無指向性にて送信する請求項 4記載の送信装置。

[7] 指向性送信信号を送信する前に前記指向性送信信号の前記通信相手における受信電力レベルの情報である電力レベル情報が前記通信相手に送信されるように前記指向性送信信号と前記電力レベル情報とを時分割多重する制御信号多重手段と前記制御信号多重手段にて多重された前記電力レベル情報と前記指向性送信信号とを指向性送信する送信手段と、

を具備する送信装置。

[8] 前記通信相手力送信された信号を受信した 1本のアンテナにおける受信信号の受信電力レベルと前記通信相手力送信された信号を指向性受信した受信信号の受信電力レベルとの受信電力レベル比を求めるとともに、前記受信電力レベル比の情報である前記電力レベル情報を生成する制御信号生成手段を具備し、

前記制御信号多重手段は、前記制御信号生成手段にて生成された前記電カレべル情報が前記通信相手に送信されるように前記指向性送信信号と前記電力レベル情報とを時分割多重する請求項 7記載の送信装置。

[9] 受信信号に含まれる受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号の受信電力レベルと前記利得制御用信号以外の受信信号の受信電力レベルとを求める受信レベル検波手段と、

前記受信レベル検波手段にて測定された前記利得制御用信号の受信電力レベルと前記利得制御用信号以外の受信信号の受信電力レベルとに基づいて利得を設定する利得設定手段と、

前記利得設定手段にて設定された利得にて受信信号の利得を増幅する利得調整手段と、

を具備する受信装置。

[10] 前記利得設定手段は、前記利得制御用信号を受信しな!ヽ場合には前記受信レべル検波手段にて測定された受信電力レベルの測定値を所定時間平均化した平均値に追従した利得を設定し、前記利得制御用信号を受信した場合には前記受信レべル検波手段にて測定された前記測定値に追従した利得を設定する請求項 9記載の受信装置。

[11] 受信信号に含まれる所定時間後の受信電力レベルを示す情報である電力レベル情報に追従した利得を設定する利得設定手段と、

前記利得設定手段にて設定された利得にて受信信号を増幅する利得調整手段とを具備する受信装置。

[12] 送信装置を具備する基地局装置であって、

前記送信装置は、

通信相手の受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号を生成する利得制御用信号生成手段と、

を具備する。

[13] 受信装置を具備する基地局装置であって、

前記受信装置は、

受信信号に含まれる受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号の受信電力レベルと前記利得制御用信号以外の受信信号の受信電力レベルとを求める受信レベル検波手段と、

を具備する。

[14] 送信装置を具備する通信端末装置であって、

前記送信装置は、

を具備する。

[15] 受信装置を具備する通信端末装置であって、

前記受信装置は、

を具備する。

[16] 通信相手の受信信号の利得を調整するための信号である利得制御用信号を生成するステップと、

バースト送信される指向性信号を送信するフレームの所定時間前に前記利得制御用信号が送信されるように前記指向性信号と前記利得制御用信号とを時分割多重するステップと、

前記指向性信号の送信電力レベルよりも小さい送信電力レベルでかつ無指向性信号の通信相手における受信電力レベルよりも大きい前記受信電力レベルとなるように前記利得制御用信号の送信電力レベルを設定するステップと、

前記指向性信号と設定された前記送信電力レベルの前記利得制御用信号とを指向性送信するとともに前記無指向性信号を無指向性にて送信するステップと、受信した前記無指向性信号、前記利得制御用信号及び前記指向性信号の前記受信電力レベルが含まれるようなダイナミックレンジにて利得制御するステップと、を具備する利得制御方法。

通信相手における受信電力レベルが所定のレベルまで徐々に大きくなるようにバ一スト送信される指向性信号の前記送信電力レベルを設定するステップと、設定された前記送信電力レベルにて前記指向性信号を指向性送信するとともに前記無指向性信号を無指向性にて送信するステップと、

受信した前記無指向性信号及び前記指向性信号の前記受信電力レベルが含まれるようなダイナミックレンジにて利得制御するステップと、

を具備する利得制御方法。