专利名称：控制方法及利用该方法的无线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术，尤其是涉及从多根天线发送信号、或由多根天线接收信号时的控制方法及利用该方法的无线装置。
背景技术：
作为一边可高速传输数据、一边适合多径(multipath)环境下的通信方式，有多载波(multicarrier)方式之一的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)调制方式。该OFDM调制方式适用于作为无线LAN(Local Area Network)的标准化规范IEEE802.11a，g和HIPERLAN/2。这样的无线LAN中的成组(burst)信号，一般通过与时间共同变动的传输路径环境来传输，且由于受频率选择性衰减(fading)的影响，故接收装置一般动态地实行传输路径推测。
接收装置为了执行传输路径推测，在成组信号内设有2种已知信号。一种是在成组信号的开头部分，针对所有载波设置的已知信号，即被称之为所谓的前同步码和训练(training)信号。另一种是在成组信号的数据区间中针对部分载波设置的已知信号，即被称之为所谓的导频(pilot)信号(例如，参照非专利文献1)。
非专利文献1Sinem Coleri，Mustafa Ergen，Anuj Puri，and AhmadBahai，“Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDMSystems”，IEEE Transactions on broadcasting，vol.48，No.3，pp.223-229，Sept.2002.
在无线通信中，用于有效利用频率资源的技术之一，是自适应阵列天线技术。自适应阵列天线技术是通过控制分别对应于多根天线的信号振幅和相位，而控制天线的定向性图形(以下，将这样的定向性图形称为“适应性图形”)。根据这样的自适应阵列天线技术使数据速率高速化用的技术，是MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统。在MIMO系统中，发送装置和接收装置分别具有多根天线，设定对应于各个天线的信道。为此，MIMO系统针对发送装置和接收装置之间的通信，通过设定到最大天线数为止的信道来提高数据速率。并且，在这样的MIMO系统中，若组合OFDM调制方式，则可使数据速率进一步高速化。
在MIMO系统中，通过增减应使用于数据通信的天线数，也可调节数据速率。并且，通过使用适当调制，从而可使数据速率的调节更细。为了切实地执行这样的数据速率调节，发送装置最好是从接收装置取得适于与接收装置之间的无线传输路径的数据速率相关的信息(以下，称“速率信息”)。另一方面，在MIMO系统中，在不定期传输速率信息的情况下，发送装置对接收装置发送用于请求发送速率信息的信号(以下，称“速率请求信号”)。
而且，MIMO系统的发送装置和接收装置中的天线的定向性图形的组合，例如如下所示。其一，发送装置的天线具有全向图形(omni pattern)，接收装置的天线具有相应的图形。其它的为，发送装置的天线和接收装置的天线两者具有适应性图形。前者可简化系统，但后者由于可更详细地控制天线的定向性，故可提高特性。在后者的情况下，为了让发送装置执行发送的自适应阵列信号处理，可由接收装置预先提供传输路径推测用的已知信号。为了提高自适应阵列天线控制的精度，发送装置最好是取得发送装置所包含的多根天线、和接收装置所包含的多根天线间的各自的传输路径特性。为此，接收装置从所有天线发送传输路径推测用的已知信号。以下，将与应在数据通信中使用的天线的根数无关、由多根天线发送的传输路径推测用的已知信号称之为“训练信号”。
本发明人在这样的情况下认识到以下的课题。若在由接收装置进行的速率信息的决定中含有误差，则在基于MIMO系统的通信中产生错误，引起传输质量的降低及实际数据速率的降低。为此，需要正确地进行基于接收装置的速率信息的决定。而且，为了有效提高数据速率，在发送装置和接收装置间，希望数据以外的信号，例如速率请求信号和训练信号的传输少。并且，与发送数据的天线数相比较，若发送训练信号的天线数急剧增加，则信号强度也增加。其结果，接收装置在接收训练信号时，有可能在信号中产生畸变。
发明内容
本发明就是鉴于这种状况而进行的，其目的在于提供一种提高了传输数据时的控制精度的控制技术。
为了解决上述课题，本发明的一种方式的无线装置，其中具有接收部，其从通信对象的无线装置接收成组信号，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列的个数还多的已知信号；取得部，其以在接收部中接收到的成组信号为基础，取得配置了已知信号的序列数；决定部，其在由取得部取得的序列数的范围内，决定可接收数据的序列数；和通知部，其将在决定部中决定的数据的序列数通知给通信对象的无线装置。
“已知信号”是在通信对象的无线装置中用于推测传输路径的特性的信号。而且，在通信对象的无线装置中，用于设定AGC的信号既可包含于“已知信号”，或也可不包含在内。
若根据该方式，则由于在配置有已知信号的序列数的范围内，决定可接收的数据的序列数，故可抑制数据的序列数的急剧增加，可抑制数据的序列数增加失败的可能性。
也可以预先规定为接收部接收的成组信号中、配置了已知信号的序列的个数，与配置了数据的序列的个数相比仅增大规定值，并规定为根据配置了数据的序列数的增减，配置了已知信号的序列数也增减。此时，由于配置了已知信号的序列数和配置数据的序列数有规定的关系，故可使两者信号的强度差变小，可抑制已接收信号的恶化。
也可以还具备导出在接收部中接收到的成组信号质量的导出部。决定部以由取得部取得的序列数为上限值，以由导出部导出的质量为基础，来决定可接收的数据的序列数。此时，由于将配置了已知信号的序列数设为上限值，故可抑制可接收数据的序列数急剧增加。
本发明的其它方式还是无线装置。该装置具有发送部，其向通信对象的无线装置发送成组信号，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；接收部，其由通信对象的无线装置接收与可接收的数据的序列数有关的通知；决定部，其以在接收部接收的通知为基础，决定配置了数据的序列数、和配置了已知信号的序列数；和生成部，其以决定部的决定为基础来生成成组信号，并将所生成的成组信号输出到发送部。
根据该方式，由于以接收到的通知为基础来决定配置了数据的序列数和配置了已知信号的序列数，故可抑制数据的序列数急剧增加，可抑制数据的序列数增加失败的可能性。
在决定部中，也可以预先规定配置了已知信号的序列数，以便与配置了数据的序列数相比仅增大规定值，以所接收的通知为基础，决定配置了数据的序列数之后，通过对配置了数据的序列数加上规定的值而决定配置了已知信号的序列数。此时，由于配置了已知信号的序列数和配置了数据的序列数有规定的关系，故可以减小两者信号强度之差，从而可抑制接收的信号的恶化。
本发明的另一方式，是控制方法。该方法是在自通信对象的无线接收装置接收在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号的成组信号的情况下的控制方法，其中，以接收到的成组信号为基础，取得配置了已知信号的序列数之后，在取得的序列数的范围内决定可接收的数据的序列数，将决定后的数据的序列数通知给通信对象的无线装置。
本发明的又一方式，是控制方法。该方法是在向通信对象的无线装置发送成组信号的情况下的控制方法，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号，其中，从通信对象的无线装置接收与可接收的数据的序列数有关的通知，并以接收到的通知为基础，决定配置了数据的序列数、和配置了已知信号的序列数之后，生成成组信号。
本发明的再一方式，是控制方法。该方法具有从通信对象的无线装置接收成组信号的步骤，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；以接收到的成组信号为基础，取得配置了已知信号的序列数的步骤；在所取得的序列数的范围内，决定可接收的数据的序列数的步骤；和将决定的数据的序列数通知给通信对象的无线装置的步骤。
也可以预先规定为在接收的步骤所接收的成组信号中、配置了已知信号的序列数，与配置了数据的序列数相比仅增大规定值，并规定为根据配置了数据的序列数的增减，配置了已知信号的序列数也增减。也可以还具有导出接收的步骤中接收的成组信号的质量的步骤，决定的步骤以所取得的序列数为上限值，以所导出的质量为基础来决定可接收的数据的序列数。
本发明的其他方式，是控制方法。该方法具有向通信对象的无线装置发送成组信号的步骤，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；从通信对象的无线装置接收与可能接收的数据序列数有关的通知的步骤；以接收到的通知为基础，决定配置了数据的序列数、与配置了已知信号的序列数的步骤；和以决定为基础生成成组信号，并将所生成的成组信号输出到发送步骤的步骤。
也可以在决定的步骤中，预先规定配置了已知信号的序列数，以便与配置了数据的序列数相比，仅增大规定值，并以接收到的通知为基础来在决定配置数据的序列数，然后通过对配置了数据的序列数加上规定的值，从而决定配置了已知信号的序列数。
再者，以上构成要素的任意组合以及在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等之间变换本发明的表现的方式，作为本发明的方式也是有效的。
图1是表示本发明的实施例的多载波信号的频谱图。
图2是表示本发明的实施例的通信系统的构成的图。
图3(a)-(b)是表示图2的通信系统中的成组格式的构成的图。
图4是表示成为图2的通信系统中的比较对象的通信顺序的顺序图。
图5是表示成为图2的通信系统中的比较对象的其它通信顺序的顺序图。
图6是表示图2的第1无线装置的构成的图。
图7是表示图6中的频域信号的构成的图。
图8是表示图6的第1处理部的构成的图。
图9是表示图2的通信系统中的数据速率设定顺序的顺序图。
图10是表示图6的第1无线装置中的数据速率设定顺序的流程图。
图11是表示图2的通信系统中的数据速率设定的其它顺序的顺序图。
图12是表示图6的第1无线装置中的数据速率设定的其它顺序的流程图。
图13是表示图2的通信系统中的通信顺序的顺序图。
图14是表示图13的第2无线装置中的发送顺序的流程图。
图15是表示图2的通信系统中的数据速率设定的其它顺序的顺序图。
图16是表示图6的第1无线装置中的数据速率设定的另一顺序的流程图。
图17是表示图6的控制部的构成的图。
图18是表示存储在图17的存储部中的判断基准的结构的图。
图19(a)-(c)是表示图2的通信系统中的成组格式的其它构成的图。
图20是表示对应于图19(a)-(c)的成组格式的数据速率设定顺序的流程图。
图21是表示图20的第2无线装置中的数据速率设定顺序的流程图。
图22是表示图20的第1无线装置中的数据速率设定顺序的流程图。
图23是表示发送使图19(a)-(c)的成组格式变形后的成组格式的发送装置的构成的图。
图24是表示使图19(a)-(c)的成组格式变形后的成组格式的构成的图。
具体实施例方式
在具体说明本发明前，叙述概况。本发明的实施例，涉及由2个无线装置(以下，为了方便称为“第1无线装置”和“第2无线装置”)构成的MIMO系统。MIMO系统中的第1无线装置和第2无线装置都执行自适应阵列信号处理。而且，MIMO系统通过改变天线的根数、调制方式、纠错编码率的各值，而变更数据速率。此时，发送侧的无线装置对接收侧的无线装置发送速率请求信号。例如，第1无线装置在向第2无线装置发送数据的情况下，第1无线装置对第2无线装置发送速率请求信号。
第2无线装置，将自己的速率信号通知给第1无线装置，但该速率信号在以下的情况下包含错误。第一，是第2无线装置决定速率信息之后，需要某种程度的时间的情况。第二，是当第2无线装置决定了速率信息时，在接收来自第1无线装置的数据时，使用于发送的第1无线装置的天线根数不同的情况。而且，这些具体的说明后述。本实施例涉及的第1无线装置，为了使由第2无线装置取得的速率信息正确，在发送速率信息时，还附加训练信号。其结果，第2无线装置由于可由训练信号更新速率，故速率信号变得正确。
而且，在由第1无线装置向第2无线装置发送数据的情况下，第1无线装置根据训练信号，必须预先导出发送加权向量。因此，第1无线装置对第2无线装置请求训练信号的发送(以下，将用于请求的信号称之为“训练请求信号”)。第2无线装置按照训练请求信号，向第1无线装置发送训练信号。此时，为了降低耗电，第2无线装置不是由所有的天线发送训练信号，而是由应从第1无线装置接收数据的天线发送训练信号。
而且，在与发送数据的天线数相比，在发送训练信号的天线数更大的情况下，在接收侧有时数据中产生误差，或传输路径特性的推测精度恶化。在与训练信号的功率相符、接收侧设定AGC的增益的情况下，对数据的放大变得不充分，有在数据中产生错误的可能性。而且，在与训练信号的功率相符、接收侧设定AGC的增益的情况下，在推测传输路径时，有在数据中产生畸变的可能性。因此，在实施例的第1无线装置和第2无线装置(以下，将这些统称为“无线装置”)中，发送训练信号的天线数设定为比发送数据的天线数多一个。并且，通过阶段性增减发送数据的天线数，从而增减发送训练信号的天线数。
图1示出了本发明的实施例的多载波信号的频谱。尤其是，图1示出了OFDM调制方式中的信号频谱。一般将OFDM调制方式中的多个载波之一称之为副载波，但在此，由“副载波序号”指定一个副载波。在此，与IEEE802.11a的规范相同，规定从副载波序号“-26”到“26”共53个副载波。而且，副载波序号“0”，是为了降低基带信号中的直流成分的影响而设定为零的。各个副载波由可变设定的调制方式进行调制。调制方式使用BPSK(Binrry Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAM其中之一。
而且，在这些信号中，作为纠错方式，适用卷积编码。卷积编码的编码率设定为1/2、3/4等。并且，MIMO系统中使用的天线根数设定为可变。其结果，通过可变地设定调制方式、编码率、天线根数的值，从而数据速率也被可变地设定。以下，如上所述，将与数据速率有关的信息称之为“速率信息”，但速率信息包含调制方式、编码率、天线根数各值。在此，除非特别需要，不说明调制方式、编码率、天线根数各值。
图2示出了本发明实施例的通信系统100的构成。通信系统100包括统称为无线装置10的第1无线装置10a、第2无线装置10b。而且，第1无线装置10a包括统称为天线12的第1天线12a、第2天线12b、第3天线12c、第4天线12d。第2无线装置10b包括统称为天线14的第1天线14a、第2天线14b、第3天线14c、第4天线14d。第1无线装置10a和第2无线装置10b之一对应发送装置，另一方对应接收装置。而且，第1无线装置10a和第2无线装置10b之一对应基站装置，另一方对应终端装置。
在说明通信系统100的构成之前，说明MIMO系统的概况。假设数据从第1无线装置10a发送到第2无线装置10b。第1无线装置10a由从第1天线12a到第4天线12d的每一个发送不同的数据。其结果，数据速率为高速。第2无线装置10b由从第1天线14a到第4天线14d接收数据。并且，第2无线装置10b通过自适应阵列信号处理，分离接收到的数据，独立解调由从第1天线12a到第4天线12d的每一个发送的数据。
在此，由于天线12的根数为“4”，天线14的根数也为“4”，故天线12和天线14之间的传输路径的组合为“16”。将从第i天线12i到第j天线14j之间的传输路径特性示为hij。在图中，将从第1天线12a到第1天线14a之间的传输路径特性示为h11、将从第1天线12a到第2天线14b之间的传输路径特性示为h12、将从第2天线12b到第1天线14a之间的传输路径特性示为h21、将从第2天线12b到第2天线14b之间的传输路径特性示为h22、将从第4天线12d到第4天线14d之间的传输路径特性示为h44。而且为了使附图明了化，省略这些之外的传输路径。
第2无线装置10b，通过自适应阵列信号处理，以可独立解调由从第1天线12a到第2天线12b的每一个发送的数据的方式动作。并且，第1无线装置10a也对从第1天线12a到第4天线12d执行自适应阵列信号处理。这样，即使在作为发送侧的第1无线装置10a中，也通过执行自适应阵列信号处理，而切实地分割MIMO系统中的空间。其结果，由于在多个天线12中，所发送的信号间的干涉变小，故可提高数据的传输特性。
第1无线装置10a，从第1天线12a、第4天线12d发送各不相同的数据。而且，根据应发送的数据的速率和容量，第1无线装置10a控制应使用的天线12的根数。例如，若应发送的数据的容量大，则使用“4”根天线12；若应发送的数据的容量小，则使用“2”根天线12。而且，第1无线装置10a在决定应使用的天线12的根数时，参照第2无线装置10b中的速率信息。例如，在第2无线装置10b指示由“2”根天线14接收的情况下，第1无线装置10a使用“2”根天线12。并且，第1无线装置10a在发送数据时，对天线12执行自适应阵列信号处理。因此，第1无线装置10a从第2无线装置10b，预先接收训练信号，根据训练信号导出发送加权向量。详细内容后述。
再者，第1无线装置10a，作为至少一个数据，规定至少一个序列，由后述的转向矩阵(steering matrix)将序列数扩张为多根天线12的数，同时也可由多根天线12执行发送。在此，将成为转向矩阵对象的数据称为“序列”。而且，在矩阵中，也可包含训练信号等已知信号。训练信号所包含的各个已知信号，也可作为“序列”来规定。
第2无线装置10b对从第1天线14a到第4天线14d，执行自适应阵列信号处理，接收来自第1无线装置10a的数据。而且，如上所述，第2无线装置10b，对第1无线装置10a通知速率信息或发送训练信号。而且，第1无线装置10a和第2无线装置10b的动作也可相反。
图3(a)-(b)表示通信系统100中的成组格式的构成。图3(a)，是所使用的天线12的数为“2”时的成组格式。图的上段示出了由第1天线12a发送的成组信号，图的下段示出了由第2天线12b发送的成组信号。“Legacy STS(Short Training Sequence)”、“Legacy LTS(Long TrainingSequence)”、“Legacy信号”，是与如遵循IEEE802.11a规范的无线LAN系统那样的不对应于MIMO的通信系统具有互换性的信号。“Legacy STS”使用于定时同步及AGC(Automatic Gain Control)等；“Legacy LTS”使用于传输路径推测；“Legacy信号”包含控制信息。“MIMO信号”以后，是MIMO系统中特有的信号，“MIMO信号”包含对应于MIMO系统的控制信息。“第1MIMO-STS”和“第2MIMO-STS”使用于定时同步及AGC等，“第1MIMO-LTS”和“第2MIMO-LTS”使用于传输路径推测，“第1数据”和“第2数据”是应发送的数据。
图3(b)与图3(a)同样，是为了发送数据而使用“2”根天线12时的成组格式。但是，附加有上述训练信号。在图中，训练信号与从“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”到“第4MIMO-STS”、“第4MIMO-LTS”对应。而且，从“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”到“第4MIMO-STS”、“第4MIMO-LTS”，分别由从第1天线12a到第4天线14d发送。而且，如上所述，发送训练信号的天线12的数量，也可比“4”小。从“第1MIMO-STS”到“第4MIMO-STS”，由互相的干涉变小那样的图形构成。从“第1MIMO-LTS”到“第4MIMO-LTS”也同样。在此，省略这些构成的说明。一般，“Legacy LTS”或图3(a)中的“第1MIMO-LTS”等，有时也称为训练信号，但在此，将训练信号限定为如前所述的图3(b)的信号。即，所谓“训练信号”是为了使通信对象的无线装置10执行传输路径推测，不管应发送的数据的数量、即序列数，而相当于所推测的传输路径所对应的序列数的1MIMO-LTS。以下，从“第1MIMO-STS”到“第4MIMO-STS”统称为“MIMO-STS”；从“第1MIMO-LTS”到“第4MIMO-LTS”统称为“MIMO-LTS”，“第1数据”和“第2数据”统称为“数据”。
图4是表示成为通信系统100中的比较对象的通信顺序的顺序图。在此，表示第1无线装置10a取得第2无线装置10b的速率信息的动作，为了简化说明，省略自适应阵列信号处理的动作。第1无线装置10a对第2无线装置10b发送速率请求信号(S10)。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送速率信息(S12)。第1无线装置10a，根据速率信息来设定数据速率(S14)。即，边参照速率信息、边设定数据速率。第1无线装置10a，根据所设定的数据速率，发送数据(S16)。第2无线装置10b，对数据执行接收处理(S18)。
通过以上动作，如前所述，第2无线装置10b中的速率信息，在以下情况下包含错误。其一，是第2无线装置10b决定速率信息之后，需要某种程度的时间的情况。即，第1无线装置10a和第2无线装置10b之间的传输路径的特性一般是变动的，与此对应，速率信息的内容也变动。例如，当决定速率信息时，可以进行50Mbps下的接收，但当由第1无线装置10a来接收数据时，有时限定为10Mbps下的接收。其二，是当第2无线装置10b决定速率信息时，在由第1无线装置10a接收数据时，所使用的第1无线装置的天线根数不同的情况。即，在第2无线装置10b决定速率信息时，如果不接收来自所有天线12的训练信号，则存在未知的传输路径，不能导出正确的速率信息。例如，如果根据来自第1天线12a和第2天线12b的信号导出速率信息，则不考虑第3天线12c和第4天线12d的影响，其结果，在速率信息中包含误差。
图5是表示成为通信系统100中的比较对象的其它通信顺序的顺序图。在此，表示由MIMO传输数据的动作。第1无线装置10a对第2无线装置10b发送速率请求信号(S20)。准备请求信号包含于图3(a)的“第1数据”和“第2数据”中。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送训练信号(S22)。第1无线装置10a，根据接收到的训练信号，导出发送加权向量，并设定其(S24)。第1无线装置10a，边使用发送加权向量，边发送数据(S26)。第2无线装置10b，针对接收数到的数据，导出接收加权向量，并设定其(S28)。进而，第2无线装置10b，根据接收加权向量，执行接收处理(S30)。
根据以上动作，由于第2无线装置10b由所有的天线14发送训练信号，故增加耗电。另一方面，在速率信息中的数据速率低到某种程度的情况下，应使用的天线14的数量有时也可变少。此时，即使不由使用的未预定的天线14发送训练信号，也可抑制传输质量的恶化。尤其是第2无线装置10b是终端装置，为蓄电池驱动的情况下，可望降低耗电。
图6示出了第1无线装置10a的构成。第1无线装置10a包括统称为无线部20的第1无线部20a、第2无线部20b、第4无线部20d；统称为处理部22的第1处理部22a、第2处理部22b、第4处理部22d；统称为调制解调部24的第1调制解调部24a、第2调制解调部24b、第4调制解调部24d；IF部26；选择部28；控制部30；速率信息管理部32。而且，作为信号，包括统称为时域信号200的第1时域信号200a、第2时域信号200b、第4时域信号200d；统称为频域信号202的第1频域信号202a、第2频域信号202b、第4频域信号202d。而且，第2无线装置10b也具有同样的构成。此外，第1无线装置10a和第2无线装置10b根据是基站装置还是终端装置而包含不同的构成，但在此，为便于说明而省略这些。
无线部20，作为接收动作，对在天线12中接收到的无线频率信号进行频率变换，导出基带信号。无线部20将基带信号作为时域信号200输出到处理部22。一般，由于基带信号由同相成分和正交成分形成，故应由两条信号线传输，但在此，为便于理解附图，只显示一条信号线。而且，还包括AGC或A/D转换部。无线部20，作为发送动作，对来自处理部22的基带信号进行频率变换，导出无线频率信号。在此，来自处理部22的基带信号也表示为时域信号200。无线部20将无线频率信号输出到天线12。而且，还包括PA(Power Amplifier)、D/A转换部。时域信号200是变换为时域的多载波信号，设为数字信号。并且，在无线部200中处理的信号，形成成组信号，该成组信号如图3(a)-(b)所示。
处理部22，作为接收动作，将多个时域信号200分别变换到频域，对频域信号进行自适应阵列信号处理。处理部22，将自适应阵列信号处理的结果作为频域信号202输出。一个频域信号202，对应于由图2中的一个天线14发送的信号，这相当于对应于一个传输路径的信号。处理部22，作为发送动作，由调制解调部24输入作为频域的信号的频域信号202，对频域的信号执行自适应阵列信号处理。并且，处理部22将自适应阵列信号处理后的信号变换到时域，作为时域信号200输出。在发送处理中应使用的天线12的数量由控制部30指定。在此，作为频域的信号的频域信号202，如图1所示，包含多个副载波成分。为便于说明附图，频域的信号按副载波序号的顺序排列，形成串行信号。
图7示出了频域的信号的构成。在此，将图1所示的副载波序号从“-26”到“26”的一个组合，称之为“OFDM符号”。第“i”号OFDM符号，按从副载波序号“1”到“26”，从副载波序号“-26”到“-1”的顺序，排列副载波成分。而且，在第“i”号OFDM符号前，配置第“i-1”号OMDM符号，在第“i”号OFDM符号后，配置第“i+1”号OMDM符号。
回到图6，调制解调部24，作为接收处理，对来自处理部22的频域信号202执行解调及解码。而且，解调及解码，以副载波为单位进行。调制解调部24将解调后的信号输出到IF部26。另外，调制解调部24，作为发送处理，执行编码及调制。调制解调部24将调制后的信号作为频域信号202输出到处理部22。在发送处理时，调制方式及编码率由控制部30指定。该指定根据上述速率信息进行。
IF部26，作为接收处理，合成来自多个调制解调部24的信号，形成一个数据流。IF部26输出数据流。而且，IF部26，作为发送处理，输入一个数据流并分离其。进而，将分离后的数据输出到多个调制解调部24。
根据以上构成，说明发送请求信号的情况。处理部22如图3(a)或(b)，由多个天线12中的至少一个发送对应于各天线12的数据。在应使用的天线数为“2”的情况下，相当于图3(a)或(b)中的“第1数据”和“第2数据”。应使用于数据发送的天线12的数量由控制部30指示。并且，处理部22，还附加图3(a)的“Legacy STS”等数据以外的信号。而且，若应使用于数据发送的天线12的数量为“4”，则附加未在图3(a)-(b)中示出的“第3数据”和“第4数据”。这样的数据，被发送到与可变速率对应的第2无线装置10b。
控制部30生成用于使第2无线装置10b提供第2无线装置10b中的速率信息的请求信号。并且，控制部30将生成的请求信号输出到调制解调部24。处理部22在发送请求信号时，由还包含用于发送数据的天线12以外的天线12的多根天线12，还发送对应于多根天线12的每一个的已知信号。在此，请求信号被分配为图3(b)的“第1数据”和“第2数据”。而且，已知信号在图3(b)中，相当于从“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”到“第4MIMO-STS”、“第4MIMO-LTS”。其结果，如图3(b)，即使用于发送数据的天线12的根数为“2”，处理部22也由“4”根天线12发送已知信号、即训练信号。这样，通过组合、发送请求信号和训练信号，第1无线装置10a可针对第2无线装置10b，根据训练信号生成速率信息，取得所生成的速率信息。其结果，提高由第1无线装置10a取得的第2无线装置10b的速率信息的精度。
对应以上说明，说明第2无线装置10b接收请求信号和训练信号的情况。控制部30，根据接收到的训练信号，生成速率信息。速率信息的生成方法可以是任意的。例如，测量在无线部20中接收的信号的信号强度，通过将测定的信号强度与阈值比较，也可生成速率信息。或也可根据在处理部22中导出的加权向量生成速率信息。而且，后述速率信息生成的一例。并且，根据在调制解调部24中解调的结果，也可生成速率信息。决定后的速率信息经由调制解调部24、处理部22、无线部20发送，同时保持在速率信息管理部32中。而且，速率信息管理部32还保持通信对称的无线装置10中的速率信息。
在以上构成中，为了降低耗电，第1无线装置10a如下那样的动作。无线部20通过多根天线12从第2无线装置10b接收训练信号。选择部28，根据接收到的训练信号，选择多根天线12中、接收来自第2无线装置10b的数据时应使用的至少一个。更具体的如下。选择部28以在无线部中接收到的训练信号为基础，导出分别对应于多根天线12的信号强度。选择部28优先选择强度大的天线12。例如，在接收数据时应使用的天线12的数为“3”的情况下，选择部28从强度大的天线12选择“3”个天线12。而且，应选择的天线12的总数，根据应传输的数据速率和耗电值另外指定。处理部22，边使用在选择部28中选定的天线12，边发送训练信号。这样，通过减少应发送训练信号的天线12的数量，而降低耗电。
而且，以上的动作，即使在不发送请求信号的情况下也可执行。即，即使在由第2无线装置10b接收了准备请求信号的情况下，也可适用。即，选择部28选择多根天线12中、接收来自第2无线装置10b的数据时应使用的至少一个。此时，根据来自控制部30的指示进行选择。处理部22，针对第2无线装置10b，从多个天线12中的至少一个发送对应于各天线12的数据，且在数据发送时，与应使用的天线12的根数无关，还发送对应于选择部28所选择的各天线12的训练信号。例如，数据由“2”个天线12发送，训练信号由“3”个天线12发送。
该构成在硬件上，可用任意的计算机的CPU、存储器、其它LSI来实现，在软件上可由装载在存储器中的有通信功能的程序等来实现，但在此，描述由这些的协同来实现的功能模块。因此，本领域的技术人员可以理解这些功能模块仅由硬件、仅由软件、或由这些组合可以以各种形式实现。
图8示出了第1处理部22a的构成。第1处理部22a，包括FFT(FastFourier Transform)部40、合成部42、参考信号生成部44、接收加权向量计算部54、分离部46、发送加权向量计算部52、IFFT部48、前同步码附加部50。另外，合成部42包括统称为乘法部56的第1乘法部56a、第2乘法部56b、第4乘法部56d和加法部60。此外，分离部46包括统称为乘法部58的第1乘法部58a、第2乘法部58b、第4乘法部58d。
FFT部40，输入多个时域信号200，分别对其执行傅立叶变换，导出频域的信号。如前所述，一个频域的信号，按副载波序号的顺序串行排列对应于副载波的信号。
乘法部56，根据来自接收加权向量计算部54的接收加权向量，对频域的信号进行加权，加法部60对乘法部56的输出进行加法运算。在此，由于频域的信号按副载波序号的顺序配置，故来自接收加权向量计算部54的接收加权向量也配置为与其对应。即，一个乘法部56，逐次输入按副载波序号的顺序配置的接收加权向量。因此，加法部60，以副载波为单位对乘法结果进行加法运算。其结果，加法运算后的信号也如图7所示，按副载波序号的顺序排列。而且，加法运算后的信号为上述频域信号202。
而且，即使在以下的说明中，在处理对象的信号对应于频域的情况下，基本上也以副载波为单位执行。在此，为简化说明，说明一个副载波的处理。因此，在对多个副载波的处理中，通过并行或串行地执行一个副载波的处理来对应。
参考信号生成部44，将“Legacy STS”、“Legacy LTS”、“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”期间中预先存储的“Legacy STS”、“Legacy LTS”、“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”作为参考信号输出。并且，这些期间以外，根据预先规定的阈值判断频域信号202，并将该结果作为参考信号输出。而且判断也可不是硬判断，而是软判断。
接收加权向量计算部54，根据来自FFT部40的频域的信号、频域信号202、参考信号，导出接收加权向量。接收加权向量的导出方法可以是任意的，其中之一，是基于LMS(Least Mean Squeare)算法的导出。而且，接收加权向量也可由相关处理来导出。此时，频域的信号和参考信号，不仅从第1处理部22a输入，而且通过未图示的信号线，还从第2处理部22b等输入。如果将第1处理部22a中的频域的信号示为x1(t)、将第2处理部22b中的频域的信号示为x2(t)，将第1处理部22a中的参考信号示为S1(t)、将第2处理部22b中的参考信号示为S2(t)，则x1(t)和x2(t)如下式所示。
式1x1(t)＝h11S1(t)+h21S2(t)x2(t)＝h12S1(t)+h22S2(t)在此，忽略噪声。第1相关矩阵R1以E为非采样平均，如下式所示。
式2R1=E[x1S1*]E[x1S2*]E[x2S1*]E[x2S2*]]]>参考信号间的第2相关矩阵R2如下式计算。
式3R2=E[S1S1*]E[S1S2*]E[S2S1*]E[S2S2*]]]>最终，通过对第2相关矩阵R2的逆矩阵和第1相关矩阵R1进行乘法运算，而导出接收响应向量。
式4h11h21h12h22=R1R2-1]]>而且，接收加权向量计算部54根据接收响应向量计算接收加权向量。
发送加权向量计算部52，根据接收加权向量，推断频域信号202的加权所需的发送加权向量。发送加权向量的推断方法为任意的，但作为最简易的方法，也可原封不动地使用接收加权向量。或者，也可考虑由接收处理和发送处理之间的时间差产生的传输环境的多普勒频率变化，根据现有技术，修正接收加权向量。另外，在此，设为将接收加权向量原封不动地用作发送加权向量。
乘法部58，根据发送加权向量对频域信号202进行加权，并将该结果输出到IFFT部48。而且，IFFT部48对来自乘法部58的信号执行逆傅立叶变换，变换为时域的信号。前同步码附加部50，如图3(a)-(b)所示，将前同步码附加到成组信号的开头部分。在此，附加“Legacy STS”、“Legacy LTS”、“第1MIMO-STS”、“第1MIMO-LTS”。前同步码附加部50，将附加了前同步码的信号作为时域信号200输出。而且，以上动作由图6的控制部30控制。在图8中，第1时域信号200a等在2处显示。这些是一个方向的信号，这些对应于图6中的双方向信号的第1时域信号200a等。
说明基于以上构成的通信系统100的动作。图9是表示通信系统100中的数据速率设定顺序的顺序图。图9是发送速率请求信号和训练信号时的顺序图，对应于图4。第1无线装置10a对第2无线装置10b，如图3(b)所示，发送速率请求信号和训练信号(S40)。第2无线装置10b根据训练信号，进行传输路径推测(S42)。在此，传输路径推测相当于上述接收加权向量的导出。第2无线装置10b根据推测出的传输路径，更新速率信息(S44)。在此，省略对速率信息的更新的说明。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送速率信息(S46)。第1无线装置10a边参照接收到的速率信息、边设定数据速率(S48)。
图10是表示第1无线装置10a中的数据速率设定顺序的流程。图10对应于图9中的第1无线装置10a的动作。处理部22，以图3(b)所示的训练信号的格式，发送速率请求信号(S50)。经由天线12、无线部20、处理部22、调制解调部24，IF部26若不接收速率信息(S52为否)，则一直等到接收。另一方面，IF部26若接收速率信息(S52为是)，则控制部30进行数据速率设定(S54)。而且，速率信息管理部32保持速率信息。
图11是表示通信系统100中的数据速率设定的其它顺序的顺序图。图11是对图9，考虑自适应阵列信号处理，且以低耗电化为目的的处理的顺序图，对应于图5。第1无线装置10a对第2无线装置10b发送准备请求信号(S60)。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送训练信号(S62)。第1无线装置10a根据接收到的训练信号的强度，选择天线12(S64)。第1无线装置10a对第2无线装置10b，如图3(b)所示，发送速率请求信号和训练信号(S66)。而且，训练信号由所选择的天线12发送。
第2无线装置10b根据训练信号，进行传输路径推测(S68)。第2无线装置10b，根据推测出的传输路径，更新速率信息(S70)。而且，第2无线装置10b，导出发送加权向量并设定其(S72)。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送速率信息(S74)。此时，通过使用发送加权向量来执行自适应阵列信号处理。第1无线装置10a根据包含速率信息的成组信号，设定接收加权向量(S76)。并且，使用接收加权向量，同时接收处理速率信息(S78)。第1无线装置10a参照接收到的速率信息，同时设定数据速率(S80)。
图12是第1无线装置10a中的数据速率设定的其它顺序的流程图。图12对应于图11中的第1无线装置10a的动作。处理部22发送准备请求信号(S90)。无线部20接收训练信号(S92)。选择部28，以天线12单位测量接收到的训练信号的强度，根据测定的强度，选择天线12(S94)。处理部22，以图3(b)中所示的训练信号的格式，从选定的天线12发送训练信号，并且还发送速率请求信号(S96)。
经由天线12、无线部20、处理部22、调制解调部24，IF部26若不接收速率信息(S98为否)，则一直等到接收。另一方面，IF部26若接收速率信息(S98为是)，则处理部22设定接收加权向量(S100)。而且，处理部22、调制解调部24、IF部26执行接收处理(S102)。控制部30进行数据速率的设定(S104)。并且，速率信息管理部32保持速率信息。
图13是表示通信系统100中的通信顺序的顺序图。图13是在训练信号的发送中，以低耗电为目的的处理的顺序图。第1无线装置10a对第2无线装置10b发送准备请求信号(S110)。第2无线装置10b在接收数据时，选择应使用的天线14(S112)。而且，第2无线装置10b由选择的天线14，对第1无线装置10a发送训练信号(S114)。第1无线装置10a，根据接收到的训练信号的强度，设定发送加权向量(S116)。第1无线装置10a，一边使用发送加权向量，一边对第2无线装置10b发送数据(S118)。第2无线装置10b，从包含数据的成组信号中导出接收加权向量，并设定其(S120)。第2无线装置10b，根据接收加权向量来执行接收处理(S122)。
图14是表示第2无线装置10b中的发送顺序的流程图。图14对应于图13中的第2无线装置10b的动作。通过天线12、无线部20、处理部22、调制解调部24，IF部26若不接收速率信息(S130为否)，则不开始处理。另一方面，IF部26若接收速率信息(S130为是)，则控制部30，选择在接收时应使用的天线14(S132)。处理部22，从选定的天线14发送训练信号(S134)。
在截至目前的实施例中，在发送训练信号时，第1无线装置10a不执行自适应阵列信号处理、即波束形成(beam forming)。这是由于在第2无线装置10b中，在天线的定向性为无定向性的状态下进行传输路径推测的缘故。即，是因为对第2无线装置10b，在接近原来的传输路径的状态下进行传输路径推测。如前所述，在组合训练信号和速率请求信号的情况下，第1无线装置10a通过执行以下处理，而高速地产生在第2无线装置10b中决定的速率信息。第1无线装置10a若执行波束形成，则与不执行时相比较，第2无线装置10b中的接收时的SNR(Signal to Noise Ratio)被改善。第2无线装置10b根据SNR，在决定数据速率的情况下，通过SNR的改善，所决定的数据速率也变高。因此在此，在发送速率请求信号的情况下，第1无线装置10a至少对训练信号执行波束形成。
图15是表示通信系统100中的数据速率设定的其它顺序的顺序图。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送数据(S140)。在此，在第1无线装置10a和第2无线装置10b之间已执行通信，数据速率设定为规定值。第1无线装置10a，根据接收到的数据，导出接收加权向量(S142)。第1无线装置10a，根据推测出的接收加权向量，导出发送加权向量并设定其(S144)。而且，第1无线装置10a对接收到的数据执行接收处理。第1无线装置10a，由导出的发送加权向量进行波束形成，同时，对第2无线装置10b，如图3(b)所示，发送速率请求信号和训练信号(S146)。
第2无线装置10b根据训练信号，进行传输路径推测(S148)。第2无线装置10b根据推测出的传输路径，更新速率信息(S150)。而且，第2无线装置10b导出发送加权向量并设定其(S152)。第2无线装置10b对第1无线装置10a发送速率信息(S154)。此时，通过使用发送加权向量，从而执行自适应阵列信号处理。第1无线装置10a根据包含速率信息的成组信号，设定接收加权向量(S156)。并且，一边使用加权向量、一边接收处理速率信息(S158)。第1无线装置10a一边参照接收的速率信息，一边重新设定数据速率(S160)。
图16是表示第1无线装置10a中的数据速率设定的另一顺序的流程图。图16对应于图15中的第1无线装置10a的动作。无线部20接收数据(S170)。处理部22计算接收加权向量(S172)，设定发送加权向量(S174)。处理部22以图3(b)中所示的训练信号的格式，根据发送加权向量执行波束形成，同时从天线12发送训练信号，并且还发送速率请求信号(S176)。
通过天线12、无线部20、处理部22、调制解调部24，IF部26若不接收速率信息(S178为否)，则一直等待接收。另一方面，IF部26若接收速率信息(S178为是)，则处理部22设定接收加权向量(S180)。而且，处理部22、调制解调部24、IF部26执行接收处理(S182)。控制部30进行数据速率的设定(S184)。而且，速率信息管理部32保持速率信息。
下面，对速率信息的生成进行说明。速率信息的生成在图9的步骤44中进行，而且由第2无线装置10b执行。速率请求信号的传输方向，当为从第2无线装置10b到第1无线装置10a时，速率信息的生成也在第1无线装置10a中进行，但在此，作为第2无线装置10b中的处理说明。此时，图6的构成由天线12变更为天线14。图17示出了控制部30的构成。控制部30包括相关计算部70、功率比计算部72、处理对象决定部74、速率决定部76、存储部78。
作为控制部30的处理的前提，如前所述，图6的无线部20、处理部22、调制解调部24，通过天线14接收来自第1无线装置10a的训练信号。训练信号如图3(b)，由还包括用于发送第1数据和第2数据的第1天线12a、第2天线12b以外的天线12的多根天线12发送。训练信号相当于“MIMO-LTS”。而且，规定为各个训练信号分别对应于多个天线12。接收加权向量计算部54，以接收到的训练信号为基础，计算分别对应于多个天线12的接收响应向量。由于接收响应向量的计算方法如同前述，故省略说明。而且，在所接收的训练信号中，如前所述，适用OFDM调制方式，使用多个副载波。因此，分别对应于多个副载波，计算接收响应向量。
相关计算部70，根据接收响应向量计算分别对应于多个天线12的接收响应向量间的相关。在图1中，对应于第1天线12a的传输路径特性、即接收响应向量，显示为“h11”、“h12”、“h13”、“h14”，但在此，汇总其，统称为“h1”，设天线12的数量为“2”。若设想为以上的情况，则相关计算部70如下计算相关值S。
式5S=h1Hh2h1Hh1h2Hh2]]>这样的相关值S，为对应于一个副载波的值，相关计算部70分别导出对应于多个副载波的相关值S。而且，式5中的分子也可是相关值S。
功率比计算部72，根据接收响应向量计算分别对应于多个天线的接收响应向量间的功率比。功率比计算部72，如下计算功率比R。
式6R=h1Hh1h2Hh2]]>这样的功率比R是对应于一个副载波的值，功率比计算部72分别导出对应于多个副载波的功率比R。
处理对象决定部74，输入分别对应于多个副载波的多个相关值S和多个功率比R。处理对象决定部74，根据多个相关值S和多个功率比R，对决定数据速率时使用的对象进行决定。决定方法之一，是选择多个副载波的任一个所对应的相关值S和功率比R。此时，未图示的测量部，测量分别对应于副载波的信号强度，处理对象决定部74选择信号强度大的副载波。或者，针对多个相关值S和多个功率比R，分别执行统计处理、例如平均，计算统计处理后的相关值S和统计处理后的功率比R。以下，由处理对象决定部74决定的相关值S和功率比R，也称为相关值S和功率比R。
速率决定部76，根据来自处理对象决定部74的相关值S和功率比R，决定对应于数据的数据速率。此时，参照存储在存储部78中的判定基准。图18示出了存储在存储部78的判断基准的结构。判定基准以由相关值和功率比形成二维空间的方式规定，如图所示，二维空间由多个部分区域“A”、“B”、“C”、“D”分割。在此，部分区域“A”到“D”的每一个，对应规定的数据速率。例如，若对应于天线12的根数，则“A”对应“4根”、“B”对应“3根”、“C”对应“2根”、“D”对应“1根”。
另外，调制方式和编码率也可同样地规定，根据这些组合，二维空间还可由更多的部分区域分割。回到图17，速率决定部76使输入的相关值S和功率比R对应于判定基准，特定包含输入的相关值S和功率比R的部分区域。并且，速率决定部76，导出由所特定的部分区域预先规定的数据速率。此外控制部30，在接收速率请求信号时，执行以上的处理。而且，在发送速率信息时，包含决定的数据速率。另外，速率决定部76也可根据来自处理对象决定部74的相关值S和功率比R的任意一方，来决定对应于数据的数据速率。此时，可使处理简化。
至此，在发送训练信号时，由比应发送数据的天线12的数量还多的天线12发送“MIMO-LTS”。而且，不管应发送数据的天线12的数量，设定应发送“MIMO-LTS”的天线12的数量。例如，在图3(b)中，由4个天线12发送“MIMO-LTS”、由2个天线12发送“数据”。另外，在图3(b)中，应发送“MIMO-STS”的天线12的数量，规定为应发送“MIMO-LTS”的天线12的数量，但也可以应发送“MIMO-STS”天线12的数量成为应发送“数据”天线12的数量的方式进行规定。即，在图3(b)中，也可仅由第1天线12a和第2天线12b发送“MIMO-STS”。
在此，根据应发送数据天线12的数，说明设定应发送“MIMO-LTS”天线12的数的情况。即，在此，以仅比配置“数据”的序列数大规定值的方式，规定配置“MIMO-LTS”的序列数。作为一例，应发送“MIMO-LTS”天线12的数量，根据在对应于发送天线12的个数上加“1”的数来规定。另外，也可为“1”以外的值。例如，若应发送“数据”的天线12的数为“2”，则第1无线装置10a将应发送“MIMO-LTS”天线12的数设定为“3”之后，执行发送。另一方面，接收训练信号的无线装置10，不是发送“数据”的天线12的数，而是在发送“MIMO-LTS”的天线12的数量范围内生成速率信息。即，作为速率信息，生成在天线12的数量“3”的范围内可实现的数据速率。
第1无线装置10a，根据接收到的速率信息，设定发送“数据”的天线12的数。此时，所设定的天线12的数，若比此前的天线12的数还多，则通过反复进行以上处理，阶段性地增加应发送“数据”的天线12的数。与此同时，还增加应发送“MIMO-LTS”的天线12的数。
图19(a)-(c)表示通信系统100中的成组格式的其它构成。图19(a)示出了“数据”的序列数为“1”时的成组格式。如图所示，一个序列的“数据”被配置在成组信号的后段。而且，比“数据”的序列数还多的“MIMO-LTS”被配置在其前段。另外，“MIMO-STS”的序列数被规定为与“数据”的序列数相同。在此，图3(a)-(b)中的“Legacy STS”等被省略。图19(b)示出了“数据”的序列数为“2”时的成组格式。如图所示，配置2个序列的“数据”。而且，“MIMO-LTS”的序列数与“数据”的序列数之间的关系与图9(a)相同。图19(c)，示出了“数据”的序列数为“3”时的成组格式。如上所述，由第1无线装置10a发送的成组信号的格式，通过从图19(a)阶段性地变化到图19(c)，从而也增加训练信号的数。
在第1无线装置10a中，无线部20等将如图9(a)-(c)所示的成组信号发送到第2无线装置10b。“数据”的序列数也可使用从前使用的数。控制部30，通过无线部20等，由第2无线装置10b接收速率信息。尤其是在速率信息中包含与可接收数据的序列数有关的通知。
并且，控制部30根据速率信息，决定配置“数据”的序列数和配置“MIMO-LTS”的序列数。即，根据可接收数据的序列数，控制部30决定配置“数据”的序列数，例如，控制部30以与可接收的数据的序列数相等的方式，决定配置“数据”的序列数。而且，如前所述，控制部30，作为配置“MIMO-LTS”的序列数，决定对配置“数据”的序列数加“1”。即，在控制部30中，以根据配置“数据”的序列数的增减，配置“MIMO-LTS”的序列数也增减的方式进行规定。调制解调部24、处理部22等，以控制部30中的决定为基础，生成成组信号，并发送所生成的成组信号。
在第2无线装置10b中，无线部20等从第1无线装置10a接收成组信号。在控制部30中，以成组信号为基础，取得配置“MIMO-LTS”的序列数。这相当于对配置“数据”的序列数加“1”。
控制部30导出接收到的成组信号的质量。在此，作为成组信号的质量，例如，也可导出位错率。而且，由图17所示的控制部30的构成，也可导出质量。并且，控制30在所取得的序列数的范围内，决定可接收的数据的序列数。即，控制部30，以配置“MIMO-LTS”的序列数为上限值，以质量为基础，决定可接收的数据的序列数。为了决定其，如图18所示，也可预定判断基准。另外，所决定的可接收的数据的序列数，作为速率信息。无线部20等，将在决定部中决定的数据的序列数通知给通信对象的无线装置10。
图20是表示对应于图19(a)-(c)的成组格式的数据速率设定顺序的顺序图。第1无线装置10a对第2无线装置10b，发送速率请求信号和训练信号(S200)。此时，如图19(a)所示发送一个序列的“数据”。第2无线装置10b根据训练信号，进行传输路径推测(S202)。在此，传输路径推测相当于上述接收响应向量的导出。第2无线装置10b，根据推测出的传输路径，更新速率信息(S204)。另外，由于第2无线装置10b检测配置为2个序列的“MIMO-LST”，故决定以2个序列为上限值的速率信息。在此，决定对应于2个序列数的速率信息。第2无线装置10b，对第1无线装置10a发送速率信息(S206)。第1无线装置10a参照接收到的速率信息、同时设定数据速率(S208)。而且，第1无线装置10a，以所设定的数据速率为基础，增减应发送的数据的序列数(S210)。即，应发送的数据的序列数从“1”增加到“2”。
第1无线装置10a对第2无线装置10b，发送速率请求信号和训练信号(S212)。此时，发送2个序列的数据。第2无线装置10b根据训练信号，进行传输路径推测(S214)。第2无线装置10b，根据推测出的传输路径，更新速率信息(S216)。另外，由于第2无线装置10b检测配置为3个序列的“MIMO-LST”，故决定以3个序列为上限值的速率信息。在此，决定对应于3个序列的速率信息。第2无线装置10b，对第1无线装置10a发送速率信息(S218)。第1无线装置10a，参照接收的速率信息、同时设定数据速率(S220)。
图21是表示第2无线装置10b中的数据速率设定顺序的流程图。无线部20接收数据(S240)。若接收到的数据是速率请求信号(S224为是)，则控制部30取得MIMO-LTS的序列数(S244)。控制部30导出接收到的数据的质量(S246)。控制部30以所取得的序列数作为上限值，根据质量生成速率信息(S248)。无线部20发送速率信息(S250)。另一方面，接收到的数据若不是速率要求信息(S242为否)，则调制解调部24处理数据(S252)。
图22是表示第1无线装置10a中的数据速率设定顺序的流程图。若控制部30根据速率信息，取得数据的序列数(S260)，则将“MIMO-LTS”的序列数设定为“数据的序列数+1”(S262)。调制解调部24等生成成组信号(S264)，无线部20发送成组信号(S266)。控制部30接收速率信息(S268为是)，若变更数据的序列数(S270为是)，则在变更数据的序列数之后进行设定(S272)。若不变更数据的序列数(S270为否)，则控制部30维持当前的序列数(S274)。如果数据的序列数不是最大值(S276为否)则返回步骤262。而且，控制部30若不接收速率信息(S268为否)、或数据的序列数为最大值(S276为是)，则结束处理。
在此之前的说明中，设序列数与天线数相等。进一步说明图19(a)-(c)的成组格式的变形例。无线装置10与图19(a)-(c)同样，生成包含被配置为多个序列中至少一个的MIMO-STS、和被配置为多个序列的MIMO-LTS、和被配置为与MIMO-STS同一序列的数据的多个序列的成组信号。并且，无线装置10，通过对MIMO-STS、数据分别乘以转向矩阵，使MIMO-STS和数据增加到多个序列数。而且，发送装置即使对MIMO-LTS，也进行乘以转向矩阵的运算。以下，乘以转向矩阵的多个序列的成组信号，也不与此前区别，称为“多个序列的成组信号”。
另外，在转向矩阵中，在序列单位中包含可以执行循环时移的成分。循环时移被称为CDD(Cyclic Delay Diversity)，对MIMO-STS等，进行循环时移。即使对MIMO-LTS和数据，也进行同样的处理。而且，时移量以多个序列的成组信号为单位而不同。如以上处理那样，无线装置10使多个序列的成组信号变形，由多个天线12分别发送变形后的多个序列的成组信号。
对应如上的实施例的课题也可如以下所示。即，数据的序列数即使是不满天线12的数量的情况下，也希望由所有的天线12毫无遗漏地发送MIMO-STS、MIMO-LTS、数据。希望使分别连接于多个天线12的多个发送用放大器的负荷均一化。而且，希望由提高通信对象的无线装置中的传输路径推测的精度那样的成组格式，发送训练信号。而且，希望通过提高通信对象的无线装置中的速率信息的精度那样的成组格式，发送训练信号。而且，即使在发送这样的训练信号的情况下，也希望由抑制数据的通信质量恶化那样的成组格式发送数据。而且，希望为了接收数据，有效利用训练信号。
图23是表示发送使图19(a)-(c)的成组格式变形后的成组格式的发送装置300的构成图。在此，图23的发送装置300，相当于图6的第1无线装置10a的一部分。发送装置300包括纠错部310；交织部312；调制部314；前同步码附加部316；空间分散部318；统称为无线部20的第1无线部20a、第2无线部20b、第3无线部20c；统称为天线12的第1天线12a、第2天线12b、第3天线12c。
纠错部310对数据进行用于纠错的编码。在此，定为进行卷积编码，其编码率从预先规定的值中选择。交织部312，交织卷积编码后的数据。并且，交织部312将数据分离为多个序列后输出。在此，如图19(b)，分离为2个序列。2个序列的数据可以说为相互独立的数据。
调制部314分别对2个序列的数据进行调制。前同步码附加部316对调制后的数据附加前同步码。因此，作为前同步码，前同步码附加部316存储MIMO-STS、MIMO-LTS等。前同步码附加部316，生成包括分别配置为多个序列的MIMO-STS和MIMO-LTS、和配置为多个序列中至少1个的数据的多个序列的成组信号。因此，如前所述，数据由2个序列形成。在此，由于设多个序列的数为“3”，故对3个序列的成组信号配置MIMO-LTS，对3个序列的成组信号中的2个，分别配置MIMO-STS和数据。其结果，由前同步码附加部316输出3个序列的成组信号。在此，3个序列的成组信号的格式如图19(b)所示。
在此，对MIMO-STS的详细情况省略说明，但例如至少规定为对应于多个序列的成组信号中的1个MIMO-STS，对于对应于其它序列的成组的MIMO-STS，也可使用至少一部分不同的副载波。而且，也可以规定为在MIMO-STS中，应使用于各MIMO-STS的载波数相等，并且使用相互不同的载波。而且，如前所述，多个序列的成组信号的每一个，使用多个副载波，在配置为多个序列的成组信号的MIMO-LTS间进行音调交织(tone interleave)。
空间分散部318，通过对多个序列的成组信号分别乘以转向矩阵，生成乘以转向矩阵后的MIMO-LTS、和增加到多个序列数的MIMO-STS及数据。在此，空间分散部318，在执行乘法运算前，将输入的MIMO-STS及数据的次数扩张到多个序列数。输入的MIMO-STS及数据为“2”，在此，由“Nin”代表。因此，输入的数据由“Nin×1”的向量表示。而且，多个序列数为“3”，在此，由“Nout”代表。空间分散部318，使所输入的数据的次数由Nin扩张为Nout。即，将“Nin×1”的向量扩张为“Nout×1”的向量。此时，将“0”插入到从第Nin+1行到第Nout行的成分中。
而且，转向矩阵S如下式表示。
式7S(I)＝C(I)W转向矩阵(steering matrix)为“Nout×Nout”的矩阵。而且，W为正交矩阵，是“Nout×Nout”的矩阵。正交矩阵的一例为沃尔什矩阵(Walshmatrix)。在此，I表示副载波序号，基于转向矩阵的乘法运算，以副载波为单位执行。并且，C如以下所示，为CDD所使用。
式8C(I)＝diag(1 exp(-j2πIδ/Nout)…exp(-j2πIδ(Nout-1)/Nout))在此，δ表示位移量。即，空间分散部318，根据对应于多个序列的每一个的位移量，以乘以正交矩阵的MIMO-LTS内的循环时移为序列单位来执行，同时，以增加到多个序列数的MIMO-STS内或数据内的循环时移为序列单位执行。另外，位移量以序列为单位被设定为不同的值。以上处理的结果，空间分散部318变形为多个序列的成组信号。
无线部20，仅设置与天线12相同的数。无线部20发送变形后的多个序列的成组信号。此时，无线部20一边使变形后的多个序列的成组信号对应于多个天线12、一边发送。而且，无线部20包括未图示的IFFT部、GI部、正交调制部、频率变换部、放大部。IFFT部进行IFFT，将使用多个副载波的频域的信号变换为时域。GI部对时域的数据附加保护区间。正交调制部执行正交调制。频率变换部将正交调制后的信号频率变换为无线频率的信号。放大部是放大无线频率的信号的功率放大器。另外，空间分散部318也可设在未图示的IFFT部的后级。
图24表示使图19(a)-(c)的成组格式变形后的成组格式的构成。在此，特别设天线12的数为“3”，对应于由空间分散部318变形图19(b)的成组格式的情况。图19(b)的“第1MIMO-STS”和“第2MIMO-STS”，成为转向矩阵的乘法运算的结果，为3个序列的MIMO-STS。在图24中，将其作为从“第1MIMO-STS”到“第3MIMO-STS’”显示。而且，MIMO-LTS，进行转向矩阵的乘法运算的结果，成为“MIMO-LTS’”。在图24中，将其作为从“第1MIMO-LTS(1)’”到“第3MIMO-STS(1)’”等显示。图19(b)的“第1数据”和“第2数据”与MIMO-STS同样，作为从“第1数据’”到“第3数据’”显示。
根据本发明的实施例，由于在对通信对象的无线装置发送请求信号时，由多个天线发送训练信号，故可以取得作为通信对象的无线装置中的速率信息、且根据训练信号而生成的速率信息，可提高速率信息的精度。而且，通过使用训练信号，由于一边考虑各种各样的传输路径的影响，一边决定速率信息，故可提高速率信息的精度。而且，由于连续发送请求信号和训练信号，故可取得最新的速率信息。而且，由于可取得最新的速率信息，故即使在传输路径变化的情况下，也可使速率信息的误差变小。而且，当需要通信对象的无线装置的速率信息时，通过发送请求信号，即使在定期不发送速率信息的情况下，也可取得正确的速率信息。而且，通过提高速率信息的精度，从而降低数据的错误，可提高传输数据时的控制精度。而且，由于组合并发送速率请求信号和训练信号，故可有效抑制数据速率的降低。
而且，由于削减应发送训练信号的天线的数量，故可降低耗电。而且，由于由应使用于通信的天线发送训练信号，故可抑制特性的恶化。而且，由于可降低耗电，故在蓄电池驱动的情况下，可延长工作时间。而且，由于可降低耗电，故可使无线装置小型化。而且，由于优先选择信号强度高的天线，故可抑制数据传输质量的恶化。而且，由于根据无线质量选择天线，故可降低耗电，同时可抑制数据传输质量的恶化。而且，由于由应接收数据的天线发送已知信号，故可抑制在通信对象的无线装置中导出的发送加权向量的恶化，而且由于选择应接收数据的天线，故可降低耗电。而且，由于可正确地产生所导出的发送加权向量，故可抑制天线定向性的恶化。
而且，在发送训练信号时，通过执行波束形成，从而可增加通信对象的无线装置中的信号强度，可取得具有更高速的值的速率信息。而且，由于在实际发送数据时也执行波束形成，故在发送数据时，可取得合适的数据速率。而且，在决定数据速率时，由于考虑接收响应向量间的相关值和接收响应向量间的强度比，故可反映由多个天线的每一个发送的信号间的影响。而且，可提高所决定的速率信息的正确性。而且，在MIMO系统中，由于若相关值变小，则传输特性提高，而且若强度比不变小则提高，故可以反映这样的特性的方式决定数据速率。而且，根据相关值和强度比的数据速率的决定，可适用于使用多个载波的系统。而且，在接收训练信号时，由于也接收速率请求信号，故可通知所决定的速率信息，可提供精度高的速率信息。
而且，由于在配置了MIMO-LTS的序列数的范围内，决定速率信息、尤其是可接收的数据的序列数，故可抑制数据序列数的急剧增加。而且，由于可抑制数据序列数的急剧增加，故可抑制数据序列数增加失败的可能性。而且，由于一个一个地增加数据的序列数，故可抑制功率的急剧变化。而且，由于配置了MIMO-LTS的序列数和配置了数据的序列数有规定的关系，故可使两者的信号强度之差变小。而且，由于MIMO-LTS和数据的强度差变小，故即使将MIMO-STS的序列数与MIMO-LTS的序列数合并在一起的情况下，也可抑制数据接收质量的恶化。而且，由于MIMO-LTS和数据的强度差变小，故即使将MIMO-STS的序列数与数据的序列数合并在一起的情况下，也可抑制传输路径推测的恶化。而且，由于将配置了MIMO-LTS的序列数设为上限值，故可抑制可接收数据序列数的急剧增加。
而且，即使数据的序列数比MIMO-LTS的序列数还少，由于执行基于正交矩阵的乘法运算和循环时移处理，故可使数据序列数与MIMO-LTS的序列数一致。而且，即使在MIMO-LTS中，由于也执行与数据序列数同样的处理，故对成为通信对象的无线装置，在接收数据时，使用MIMO-LTS。而且，由于由所有的天线发送MIMO-LTS，故接收侧可推测所有的天线所对应的传输路径。而且，数据的序列数即使与天线数不等，也可通过对数据执行基于沃尔什矩阵和CDD的处理，从而由所有天线毫无遗漏地发送信号。而且，可将数据电量与MIMO-LTS合并在一起。
以上，根据实施例说明了本发明。该实施例是示例，对这些各构成要素和各种处理过程的组合可形成各种变形例，而且这样的变形例也在本发明的范围内，是本领域的普通技术人员可以理解的。
在本发明的实施例中，选择部28优先选择接收到的信号强度大的天线12。然而不限于此，例如，也可以天线12为单位导出延迟扩展，优先选择延迟扩展(spread)小的天线12。根据本变形例，可优先选择延迟波影响小的天线12。亦即，也可选择无线质量好的天线12。
在本发明的实施例中，第1无线装置10a，以使在发送训练信号时应使用天线12的根数和在接收训练信号时应使用天线12的根数相同的方式进行控制。然而不限于此，例如也可进行使这些不同的控制。即，处理部22根据多个天线数12，由第2无线装置10b接收接收用的训练信号，选择部28在多个天线12中，选择应发送训练信号的至少1个天线12。此时，选择部28也可根据接收到的接收用训练信号，导出分别对应于多个天线12的无线质量，优先选择无线质量好的天线12。根据本变形例，可独立设定发送用天线12的根数和接收用天线12的根数。
权利要求
1.一种无线装置，其中具备接收部，其从通信对象的无线装置接收成组信号，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；取得部，其以在所述接收部中接收的成组信号为基础，取得配置了已知信号的序列数；决定部，其在由所述取得部取得的序列数的范围内，决定速率信息；和通知部，其将在所述决定部中决定的速率信息通知给所述通信对象的无线装置。
2.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，预先规定为在所述接收部中接收的成组信号中、配置了已知信号的序列数，与配置了数据的序列数相比仅增大规定值，并规定为配置数据的序列数的增减，配置已知信号的序列数也增减。
3.根据权利要求1所述的无线装置，其特征在于，还具有导出在所述接收部中接收的成组信号的质量的导出部，所述决定部以由上述取得部取得的序列数为上限值，以由所述导出部导出的质量为基础，决定速率信息。
4.一种无线装置，其中具备发送部，其将成组信号发送到通信对象的无线装置，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；接收部，其从所述通信对象的无线装置接收与速率信息有关的通知；决定部，其以在所述接收部中接收到的通知为基础，决定配置了数据的序列数、与配置了已知信号的序列数；和生成部，其以所述决定部中的决定为基础生成成组信号，并将所生成的成组信号输出到所述发送部。
5.根据权利要求4所述的无线装置，其特征在于，在所述决定部中，规定配置了已知信号的序列数，以使其与配置了数据的序列数相比仅大规定值，并在以所接收的通知为基础决定配置了数据的序列数之后，通过对配置了数据的序列数加上规定的值，从而决定配置了已知信号的序列数。
6.一种控制方法，其中包括从通信对象的无线装置接收成组信号的步骤，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；以接收到的成组信号为基础，取得配置了已知信号的序列数的步骤；在取得的序列数的范围内，决定速率信息的步骤；和将决定后的速率信息通知给通信对象的无线装置的步骤。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，预先规定为在所述接收的步骤中接收的成组信号中、配置了已知信号的序列数，与配置了数据的序列数相比仅大规定值，并规定为根据配置了数据的序列数的增减，配置已知信号的序列数也增减。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还具有导出在所述接收的步骤中接收的成组信号的质量的步骤，决定的步骤以所取得的序列数为上限值，以所导出的质量为基础，决定速率信息。
9.一种控制方法，其中包括将成组信号发送到通信对象的无线装置的步骤，该成组信号在后段配置至少一个序列的数据、且在前段配置序列比数据的序列数还多的已知信号；从通信对象的无线装置接收与速率信息有关的通知的步骤；以接收到的通知为基础，决定配置了数据的序列数、与配置了已知信号的序列数的步骤；和以决定为基础生成成组信号，并向发送的步骤输出所生成的成组信号的步骤。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在所述决定的步骤中，规定配置了已知信号的序列数，以使其与配置了数据的序列数相比仅大规定值，并在以所接收的通知为基础决定配置了数据的序列数之后，通过对配置了数据的序列数加上规定的值，从而决定配置了已知信号的序列数。
全文摘要
本发明提供一种无线装置。处理部(22)，由多根天线(12)中的至少一根，发送对应于各天线(12)的数据。控制部(30)，用于使第2无线装置提供第2无线装置中的速率信息的请求信号。处理部(22)在发送请求信号时，由还包含用于发送数据的天线(12)以外的天线(12)的多根天线(12)，还发送对应于多根天线(12)的每一个的已知信号。因此，可以提高数据发送中的控制精度。
文档编号H04B7/08GK1838657SQ20061006809
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年3月24日
发明者中尾正悟 申请人:三洋电机株式会社