(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022052394
(43)【公開日】2022-04-04
(54)【発明の名称】無線通信システム
(51)【国際特許分類】
H04B 7/10 20060101AFI20220328BHJP
H04B 7/15 20060101ALI20220328BHJP
【FI】
H04B7/10 B
H04B7/15
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020158769
(22)【出願日】2020-09-23
(71)【出願人】
【識別番号】000004330
【氏名又は名称】日本無線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126561
【弁理士】
【氏名又は名称】原嶋 成時郎
(74)【代理人】
【識別番号】100141678
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】川上 慎司
(72)【発明者】
【氏名】安川 正浩
(72)【発明者】
【氏名】池田 直弥
【テーマコード(参考)】
5K072
【Fターム(参考)】
5K072AA04
5K072AA15
5K072AA24
5K072BB02
5K072BB25
5K072FF02
5K072FF24
5K072GG05
5K072GG10
5K072GG12
5K072GG13
(57)【要約】
【課題】偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を有効に利用して転送レートを向上させる。
【解決手段】送信装置2が、MACフレームに制御情報を付与して送信用フレームを生成する送信フレーム生成部22と、送信用フレームを偏波信号に変換する送信部23,24と、垂直偏波信号に対応する垂直偏波アンテナ25Vおよび水平偏波信号に対応する水平偏波アンテナ25Hと、を備え、送信部23,24が、送信フレーム生成部22から前後して出力される送信用フレームを垂直偏波信号や水平偏波信号に変換し、垂直偏波アンテナ25Vや水平偏波アンテナ25Hが、垂直偏波信号や水平偏波信号を逐次送信し、受信装置3が、垂直偏波信号や水平偏波信号から送信用フレームを取り出す受信部32,33と、取り出された送信用フレームを制御情報の番号に従って並べるとともに制御情報を取り除いたうえで結合してMACフレームを再現するデータ結合部34と、を備える。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信装置と受信装置との間で無線通信を行うシステムであり、
前記送信装置が、
送信対象のデータ信号としてのMACフレームに制御情報を付与して送信用フレームを生成して出力する送信フレーム生成部と、
前記送信フレーム生成部から出力される前記送信用フレームを偏波信号に変換する送信部と、
複数種類の偏波信号のそれぞれに対応するアンテナと、を備え、
前記制御情報に、前記送信装置から送信される前記送信用フレームの順番を表す番号が含まれるとともに、
前記送信部が、前記送信フレーム生成部から前後して出力される前記送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号に変換し、
前記偏波信号に対応する前記アンテナが、前記偏波信号を逐次送信し、
前記受信装置が、
前記送信装置から送信される前記偏波信号から前記送信用フレームを取り出す受信部と、
取り出された前記送信用フレームを前記制御情報の前記番号に従って並べるとともに前記制御情報を取り除いたうえで結合して前記MACフレームを再現するデータ結合部と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項2】
前記送信フレーム生成部が、前記MACフレームを64 Byte ごとに分割したうえで前記分割したMACフレームに前記制御情報を付与して送信用フレームを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、無線通信システムに関し、特に、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を用いて通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【0002】
互いに直交した第1の偏波成分および第2の偏波成分を用いて情報を伝達するための無線通信システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、相互に異なる2つの偏波成分(具体的には例えば、垂直偏波成分と水平偏波成分)を用いる多重通信は2つの偏波成分を仮想的な1つの通信回線に見立てることができると考えられるものの、2つの偏波成分を用いて情報を伝達する従来の無線通信システムでは、2つの偏波成分を1つの通信回線に見立てたうえで、特に転送レートを向上させるために2つの偏波成分を1つの通信回線として有効に利用しているとは言えない。
【0005】
そこでこの発明は、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を有効に利用して転送レートを向上させることが可能な、無線通信システム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】
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、送信装置と受信装置との間で無線通信を行うシステムであり、前記送信装置が、送信対象のデータ信号としてのMACフレームに制御情報を付与して送信用フレームを生成して出力する送信フレーム生成部と、前記送信フレーム生成部から出力される前記送信用フレームを偏波信号に変換する送信部と、複数種類の偏波信号のそれぞれに対応するアンテナと、を備え、前記制御情報に、前記送信装置から送信される前記送信用フレームの順番を表す番号が含まれるとともに、前記送信部が、前記送信フレーム生成部から前後して出力される前記送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号に変換し、前記偏波信号に対応する前記アンテナが、前記偏波信号を逐次送信し、前記受信装置が、前記送信装置から送信される前記偏波信号から前記送信用フレームを取り出す受信部と、取り出された前記送信用フレームを前記制御情報の前記番号に従って並べるとともに前記制御情報を取り除いたうえで結合して前記MACフレームを再現するデータ結合部と、を備える、ことを特徴とする無線通信システムである。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の無線通信システムにおいて、前記送信フレーム生成部が、前記MACフレームを64 Byte ごとに分割したうえで前記分割したMACフレームに前記制御情報を付与して送信用フレームを生成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、前後する送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号に変換して逐次送信するようにしているので、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を有効に利用して転送レートを向上させることが可能となる。
【0009】
請求項2に記載の発明によれば、MACフレームの最小サイズである64[Byte]ごとにMACフレームを分割するようにしているので、各偏波に対応する通信回線の使用率の偏りを小さくすることができ、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を一層有効に利用して転送レートを一層向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】この発明の実施の形態に係る無線通信システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【
図2】MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する処理(方法1)を説明する図である。
【
図3】MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する場合(方法1)の制御情報の内容を説明する図である。
【
図4】MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する場合(方法1)の送信用フレームの送信の仕方を説明する図である。
【
図5】MACフレームを分割して送信用フレームを生成する処理(方法2)を説明する図である。
【
図6】MACフレームを分割して送信用フレームを生成する場合(方法2)の制御情報の内容を説明する図である。
【
図7】MACフレームを分割して送信用フレームを生成する場合(方法2)の送信用フレームの送信の仕方を説明する図である。
【
図8】MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する場合(方法1)の元のMACフレームの再現の仕方を説明する図である。
【
図9】MACフレームを分割して送信用フレームを生成する場合(方法2)の元のMACフレームの再現の仕方を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【0012】
図1は、この発明の実施の形態に係る無線通信システム1の概略構成を示す機能ブロック図である。
【0013】
無線通信システム1は、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を用いて通信を行う仕組みであり、送信装置2と、受信装置3と、を有する。
【0014】
この実施の形態では、複数種類の偏波信号として垂直偏波信号と水平偏波信号とが用いられ、無線通信システム1は垂直偏波のマイクロ波と水平偏波のマイクロ波とにデータ信号を重畳させて送受信を行う(尚、垂直偏波と水平偏波とは同一周波数帯である)。マイクロ波に重畳させるデータ信号は、イーサネット(登録商標)における伝送フレームであるMACフレーム(Media Access Control Frame)である。
【0015】
実施の形態に係る無線通信システム1は、送信装置2と受信装置3との間で無線通信を行うシステムであり、送信装置2が、送信対象のデータ信号としてのMACフレームに制御情報を付与して送信用フレームを生成して出力する送信フレーム生成部22と、送信フレーム生成部22から出力される送信用フレームを偏波信号に変換する第1の送信部23および第2の送信部24と、垂直偏波信号に対応する垂直偏波アンテナ25Vおよび水平偏波信号に対応する水平偏波アンテナ25Hと、を備え、制御情報に、送信装置2から送信される送信用フレームの順番を表す番号が含まれるとともに、第1の送信部23および第2の送信部24が、送信フレーム生成部22から前後して出力される送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号(具体的には、垂直偏波信号と水平偏波信号)に変換し、垂直偏波信号に対応する垂直偏波アンテナ25Vや水平偏波信号に対応する水平偏波アンテナ25Hが、垂直偏波信号や水平偏波信号を逐次送信し、受信装置3が、送信装置2から送信される垂直偏波信号や水平偏波信号から送信用フレームを取り出す第1の受信部32および第2の受信部33と、取り出された送信用フレームを制御情報の番号に従って並べるとともに制御情報を取り除いたうえで結合してMACフレームを再現するデータ結合部34と、を備える、ようにしている。
【0016】
送信装置2は、送信対象のデータ信号としてのMACフレームを受信装置3へと無線送信するための送信側の無線通信装置として働く機序であり、この発明における送信装置として機能するための主な構成として、入力部21、送信フレーム生成部22、第1の送信部23、第2の送信部24、ならびに、垂直偏波アンテナ25Vおよび水平偏波アンテナ25Hを備える。
【0017】
入力部21は、送信装置2と外部との間のインタフェースとして働く機能を備え、送信装置2の外部から入力/転送されるMACフレームの入力を受け付け、入力された前記MACフレームを送信フレーム生成部22へと転送する。
【0018】
送信フレーム生成部22は、入力部21から転送されるMACフレームに制御情報を付与して送信用フレームを生成する機能を備える処理回路である。
【0019】
送信フレーム生成部22が実行する処理として、MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する処理(方法1)と、MACフレームを分割して送信用フレームを生成する処理(方法2)と、が挙げられる。
【0020】
〈方法1〉MACフレームを分割しないで送信用フレームを生成する方法
この場合は、
図2に示すように、入力部21から転送されるMACフレームのそれぞれに対して、転送されてきた順に制御情報を付与し、〔制御情報+MACフレーム〕のそれぞれを1つの塊とみなして送信用フレームとして第1の送信部23と第2の送信部24とに対して交互に出力する(別言すると、交互に振り分ける)。
【0021】
図2に示す例では、入力部21から転送されて送信フレーム生成部22へと「MACフレーム01」,「MACフレーム02」,「MACフレーム03」,および「MACフレーム04」が順次入力され、送信フレーム生成部22において各MACフレームについて下記の処理が行われる。
【0022】
(ア)MACフレーム01について
MACフレーム01の先頭側に対して「制御情報01」が付与されて「送信用フレーム01」が生成され、生成された送信用フレーム01(即ち、制御情報01+MACフレーム01)が第1の送信部23へと出力される(
図4参照)。
【0023】
(イ)MACフレーム02について
MACフレーム02の先頭側に対して「制御情報02」が付与されて「送信用フレーム02」が生成され、生成された送信用フレーム02(即ち、制御情報02+MACフレーム02)が第2の送信部24へと出力される(
図4参照)。
【0024】
(ウ)MACフレーム03について
MACフレーム03の先頭側に対して「制御情報03」が付与されて「送信用フレーム03」が生成され、生成された送信用フレーム03(即ち、制御情報03+MACフレーム03)が第1の送信部23へと出力される(
図4参照)。
【0025】
(エ)MACフレーム04について
MACフレーム04の先頭側に対して「制御情報04」が付与されて「送信用フレーム04」が生成され、生成された送信用フレーム04(即ち、制御情報04+MACフレーム04)が第2の送信部24へと出力される(
図4参照)。
【0026】
制御情報は、送信対象のデータ信号として送信装置2へと入力されたもとのMACフレームを受信装置3において再現/再生するための情報である。なお、制御情報は、MACフレーム内の情報の種類や内容自体には関係のない情報として生成されて付与される。
【0027】
方法1では、制御情報として、
図3に示すように、プリアンブル、番号、および有効Byte数が付与される。
【0028】
プリアンブルは、デジタル通信で一般的に用いられるプリアンブルと同様に、データ本体に先立って送信される、データの先頭情報であり、例えば所定のパターンのビット列によって構成されるデータ始まりの区切りである。プリアンブルは、この実施の形態では、4[Byte]である。
【0029】
番号は、制御情報を付与した順番に付けられる連続番号であって、送信装置2から送信される送信用フレームの順番を表す順序数であり、送信装置2から送信された送信用フレームの順番を受信装置3において再現するために使用される情報である。番号は、この実施の形態では、0~255の符号なし整数とし、1[Byte]である。
【0030】
有効Byte数は、MACフレームのサイズである。有効Byte数は、この実施の形態の方法1では、2[Byte]である。
【0031】
図2に示す例における制御情報を構成する各項目の内容は、それぞれ、
図2内に示すようになる。
【0032】
〈方法2〉MACフレームを分割して送信用フレームを生成する方法
この場合は、
図5に示すように、入力部21から転送されるMACフレームのそれぞれを所定の分割サイズごとに分割して分割MACフレームを生成したうえで、分割MACフレームのそれぞれに対して、転送されてきた順に且つ分割前の並びの順に制御情報を付与し、〔制御情報+分割MACフレーム〕のそれぞれを1つの塊とみなして送信用フレームとして第1の送信部23と第2の送信部24とに対して交互に出力する(別言すると、交互に振り分ける)。
【0033】
MACフレームの分割サイズは、具体的には、MACフレームの最小サイズである64[Byte]に設定される。
【0034】
図5に示す例では、入力部21から転送されて送信フレーム生成部22へと「MACフレーム01」,「MACフレーム02」,「MACフレーム03」,および「MACフレーム04」が順次入力され、送信フレーム生成部22において各MACフレームについて下記の処理が行われる。
【0035】
(カ)MACフレーム01について
MACフレーム01(192[Byte])が「分割MACフレーム01_01」(64[Byte]),「分割MACフレーム01_02」(64[Byte]),および「分割MACフレーム01_03」(64[Byte])に分割されるとともに、分割MACフレーム01_01の先頭側に対して「制御情報01」が付与されて「送信用フレーム01」が生成され、分割MACフレーム01_02の先頭側に対して「制御情報02」が付与されて「送信用フレーム02」が生成され、さらに、分割MACフレーム01_03の先頭側に対して「制御情報03」が付与されて「送信用フレーム03」が生成される。
【0036】
そして、生成された送信用フレーム01(即ち、制御情報01+分割MACフレーム01_01)が第1の送信部23へと出力され、送信用フレーム02(即ち、制御情報02+分割MACフレーム01_02)が第2の送信部24へと出力され、さらに、送信用フレーム03(即ち、制御情報03+分割MACフレーム01_03)が第1の送信部23へと出力される(
図7参照)。
【0037】
(キ)MACフレーム02について
MACフレーム02(64[Byte])が「分割MACフレーム02」(64[Byte])とされる(即ち、MACフレーム02はもとより64[Byte]であるので形式的に分割されてそのまま分割MACフレーム02となる)とともに、分割MACフレーム02の先頭側に対して「制御情報04」が付与されて「送信用フレーム04」が生成される。
【0038】
そして、生成された送信用フレーム04(即ち、制御情報04+分割MACフレーム02)が第2の送信部24へと出力される(
図7参照)。
【0039】
(ク)MACフレーム03およびMACフレーム04について
MACフレーム03(74[Byte])が「分割MACフレーム03_01」(64[Byte])および「分割MACフレーム03_02」(10[Byte])に分割される。
【0040】
そして、分割MACフレーム03_01の先頭側に対して「制御情報05」が付与されて「送信用フレーム05」が生成され、生成された送信用フレーム05(即ち、制御情報05+分割MACフレーム03_01)が第1の送信部23へと出力される(
図7参照)。
【0041】
一方、分割MACフレーム03_02は10[Byte]であって64[Byte]には54[Byte]だけ足りないところ、MACフレーム03に続いて次のMACフレーム04が有る。この場合は、MACフレーム04(64[Byte])が「分割MACフレーム04_01」(54[Byte])および「分割MACフレーム04_02」(10[Byte])に分割され、分割MACフレーム04_01は分割MACフレーム03_02の最後につなげられる(言い換えると、末尾に継ぎ足される)。
【0042】
そのうえで、〔分割MACフレーム03_02+分割MACフレーム04_01〕の先頭側に対して「制御情報06」が付与されて「送信用フレーム06」が生成される。
【0043】
そして、送信用フレーム06(即ち、制御情報06+分割MACフレーム03_02+分割MACフレーム04_01)が第2の送信部24へと出力される(
図7参照)。
【0044】
また、分割MACフレーム04_02は10[Byte]であって64[Byte]には54[Byte]だけ足りないところ、MACフレーム04に続く次のMACフレームが無い。この場合は、制御情報に続くフレームのByte数をMACフレームの分割サイズである64[Byte]に揃えるため、足りない54[Byte]分のNULL信号が分割MACフレーム04_02に付加される。そのうえで、〔分割MACフレーム04_02+NULL信号〕の先頭側に対して「制御情報07」が付与されて「送信用フレーム07」が生成される。
【0045】
そして、生成された送信用フレーム07(即ち、制御情報07+分割MACフレーム04_02+NULL信号)が第1の送信部23へと出力される(
図7参照)。
【0046】
方法2では、制御情報として、
図6に示すように、プリアンブル、番号、有効Byte数、およびステータスが付与される。そして、ステータスとして、具体的には、SOF(Start Of Frame の略)フラグ、EOF(End Of Frame の略)フラグ、および継続フラグが付与される。
【0047】
プリアンブル(4[Byte])および番号(1[Byte])は、方法1におけるプリアンブルおよび番号と同様である。
【0048】
有効Byte数は、方法2では、当該の分割MACフレーム中に分割前の元のMACフレームのEOFが、無い場合にはMACフレームの分割サイズ[Byte]である64が入力され、有る場合には前記EOFが有る位置[Byte]、即ち前記EOFまでのByte数が入力される。有効Byte数は、この実施の形態の方法2では、1[Byte]である。
【0049】
ステータスのうちのSOFフラグは、当該の分割MACフレームの先頭が分割前の元のMACフレームの先頭であるか否かを示すフラグであり、この実施の形態では、当該のMACフレームの先頭が、元のMACフレームの先頭である場合には1が入力され、元のMACフレームの先頭でない場合には0が入力される。SOFフラグは、この実施の形態では、1[bit]である。
【0050】
ステータスのうちのEOFフラグは、当該の分割MACフレーム中に分割前の元のMACフレームの最後が有るか否かを示すフラグであり、この実施の形態では、元のMACフレームの最後が、有る場合には1が入力され、無い場合には0が入力される。EOFフラグ=1である場合には、有効Byte数によって示される位置[Byte]までが1つの元のMACフレームである。EOFフラグは、この実施の形態では、1[bit]である。
【0051】
ステータスのうちの継続フラグは、当該の分割MACフレーム中においてMACフレームのEOFの後に次のMACフレームが続いているか(言い換えると、当該の分割MACフレームが複数の元のMACフレームが混在して生成されているか)否かを示すフラグであり、この実施の形態では、次のMACフレームが、続いている(言い換えると、複数の元のMACフレームが混在している)場合に1が入力され、続いていない(言い換えると、複数の元のMACフレームが混在していない)場合に0が入力される。
図5に示す例では、元のMACフレーム03と元のMACフレーム04とが混在して生成される、すなわち分割MACフレーム03_02と分割MACフレーム04_01とがつなげられて生成される送信用フレーム06に含められる制御情報06ではSOFフラグ=0、EOFフラグ=1、および継続フラグ=1となり、これにより、有効Byte数によって位置が特定されるEOFの後に次のMACフレームが続いていることが指示される。継続フラグは、この実施の形態では、1[bit]である。
【0052】
この実施の形態では、ステータス全体が1[Byte](即ち、8[bit])になるように、継続フラグの後に5[bit]分のNULL信号が付加される。
【0053】
図5に示す例における制御情報を構成する各項目の内容は、それぞれ、
図5内に示すようになる。
【0054】
ここで、制御情報について、この実施の形態では、方法1と方法2とのどちらも全体で7[Byte]に揃えられている。制御情報のデータ長を揃えることにより、例えば、方法1と方法2とを切り替えて通信を行う場合に信号処理の操作が平易になるという利点がある。ただし、制御情報のデータ長は、7[Byte]に限定されるものではなく(つまり、制御情報を構成する各項目のByte数/bit数はこの実施の形態における例に限定されるものではなく)、また、方法1と方法2とで相互に異なるようにしてもよい。
【0055】
第1の送信部23と第2の送信部24とは、それぞれ、例えばデジタル信号処理部(DPU:Digital Processing Unit の略)や変調部などを備えて構成され、送信フレーム生成部22から出力される送信用フレームを搬送波に重畳させた電気信号を、必要に応じて増幅したうえで、垂直偏波アンテナ25V,水平偏波アンテナ25Hへと転送する。なお、第1の送信部23および第2の送信部24は、各々の機能を備える一体の機序として構成されるようにしてもよい。
【0056】
第1の送信部23は、送信フレーム生成部22から出力される送信用フレーム(具体的には、方法1では送信用フレーム01,03、方法2では送信用フレーム01,03,05,07)を偏波変換して垂直偏波信号を生成し、生成した前記垂直偏波信号を垂直偏波アンテナ25Vへと転送する。
【0057】
第2の送信部24は、送信フレーム生成部22から出力される送信用フレーム(具体的には、方法1では送信用フレーム02,04、方法2では送信用フレーム02,04,06)を偏波変換して水平偏波信号を生成し、生成した前記水平偏波信号を水平偏波アンテナ25Hへと転送する。
【0058】
すなわち、第1の送信部23と第2の送信部24とにより、送信フレーム生成部22から出力される連続する送信用フレームについて、相互に前後する送信用フレームが、相互に異なる種類の偏波信号に変換される。具体的には例えば、送信用フレーム01と送信用フレーム02とが、それぞれ、垂直偏波信号と水平偏波信号とに変換され、また、送信用フレーム02と送信用フレーム03とが、それぞれ、水平偏波信号と垂直偏波信号とに変換される。
【0059】
垂直偏波アンテナ25Vは垂直偏波信号/垂直偏波成分を送信するためのアンテナであり、水平偏波アンテナ25Hは水平偏波信号/水平偏波成分を送信するためのアンテナである。なお、垂直偏波アンテナ25Vおよび水平偏波アンテナ25Hは、垂直アンテナ素子と水平アンテナ素子とを備える一体のアンテナとして構成されるようにしてもよい。
【0060】
垂直偏波アンテナ25Vは、第1の送信部23から転送される垂直偏波信号の入力を受け、前記垂直偏波信号を送信/放射する。
【0061】
水平偏波アンテナ25Hは、第2の送信部24から転送される水平偏波信号の入力を受け、前記水平偏波信号を送信/放射する。
【0062】
ここで、送信用フレームのそれぞれには、制御情報として、送信装置2から送信される送信用フレームの順番を表す順序数である番号が付与される。このため、受信装置3における送信用フレームの受信/捕捉のタイミングがどのような順番であったとしても、送信装置2から送信された送信用フレームの順番を受信装置3において再現することができるので、第1の送信部23および垂直偏波アンテナ25Vと第2の送信部24および水平偏波アンテナ25Hとは、送信用フレームの送信タイミングを相互に同期する必要はない。すなわち、送信部およびアンテナは、他の送信部およびアンテナから送信用フレームが送信されたことを確認してから送信用フレームを送信するようにしたり、他の送信部およびアンテナから送信された送信用フレームが受信装置3において受信されたことを確認してから送信用フレームを送信するようにしたりする必要はなく、送信用フレームを生成次第逐次連続して送信するようにして構わない。
【0063】
受信装置3は、送信装置2から無線送信されるデータ信号(具体的には、MACフレーム)を受信するための受信側の無線通信装置として働く機序であり、この発明における受信装置として機能するための主な構成として、垂直偏波アンテナ31Vおよび水平偏波アンテナ31H、第1の受信部32、第2の受信部33、データ結合部34、ならびに、出力部35を備える。
【0064】
なお、例えば双方向で通信が行われる場合などには、送信装置2の機能と受信装置3の機能との両方を備える一体の通信装置として構成されて、前記一体の通信装置が送信側と受信側とのそれぞれに配置されるようにしてもよい。
【0065】
垂直偏波アンテナ31Vは垂直偏波信号/垂直偏波成分を受信するためのアンテナであり、水平偏波アンテナ31Hは水平偏波信号/水平偏波成分を受信するためのアンテナである。なお、垂直偏波アンテナ31Vおよび水平偏波アンテナ31Hは、垂直アンテナ素子と水平アンテナ素子とを備える一体のアンテナとして構成されるようにしてもよい。
【0066】
垂直偏波アンテナ31Vは、垂直偏波信号/垂直偏波成分を受信し、受信した前記垂直偏波信号を電気信号に変換して第1の受信部32へと転送する。
【0067】
水平偏波アンテナ31Hは、水平偏波信号/水平偏波成分を受信し、受信した前記水平偏波信号を電気信号に変換して第2の受信部33へと転送する。
【0068】
第1の受信部32は、例えば復調部やデジタル信号処理部などを備えて構成され、垂直偏波アンテナ31Vから転送される電気信号の入力を受け、入力された前記電気信号を必要に応じて増幅したうえで、前記電気信号から送信用フレームを取り出す。第1の受信部32は、前記電気信号から取り出した送信用フレーム(具体的には、方法1では送信用フレーム01,03、方法2では送信用フレーム01,03,05,07)をデータ結合部34へと出力する。
【0069】
第2の受信部33は、例えば復調部やデジタル信号処理部などを備えて構成され、水平偏波アンテナ31Hから転送される電気信号の入力を受け、入力された前記電気信号を必要に応じて増幅したうえで、前記電気信号から送信用フレームを取り出す。第2の受信部33は、前記電気信号から取り出した送信用フレーム(具体的には、方法1では送信用フレーム02,04、方法2では送信用フレーム02,04,06)をデータ結合部34へと出力する。
【0070】
なお、第1の受信部32および第2の受信部33は、各々の機能を備える一体の機序として構成されるようにしてもよい。
【0071】
データ結合部34は、第1の受信部32と第2の受信部33とから出力される送信用フレームを適切に結合して、送信対象のデータ信号として送信装置2へと入力されたもとのMACフレームを再現/再生する機能を備える処理回路である。
【0072】
データ結合部34は、第1の受信部32や第2の受信部33から出力される送信用フレームに含まれている制御情報のうちの、送信装置2から送信される送信用フレームの順番を表す順序数である番号を確認して前記番号の順に送信用フレームを並べつつ、前記制御情報を取り除いたうえで、送信用フレームのうちのMACフレームまたは分割MACフレームを結合する。
【0073】
すなわち、上記の方法1の場合には、
図8に示すように、制御情報のうちの番号の順に送信用フレーム01,02,03,04を並べつつ、これら送信用フレーム01乃至04のそれぞれから制御情報01,02,03,04を取り除いたうえで、各送信用フレーム01乃至04のうちのMACフレーム01,02,03,04のみを結合する。これにより、送信装置2において入力部21から転送されるMACフレーム01,MACフレーム02,MACフレーム03,およびMACフレーム04の並びがデータ結合部34において再現される。
【0074】
また、上記の方法2の場合には、
図9に示すように、制御情報のうちの番号の順に送信用フレーム01,02,・・・,07を並べつつ、これら送信用フレーム01乃至07のそれぞれから制御情報01,02,・・・,07を取り除くとともに送信用フレーム07からNULL信号を取り除いたうえで、各送信用フレーム01乃至07のうちの分割MACフレーム01乃至04のみを結合する。これにより、送信装置2において入力部21から転送されるMACフレーム01,MACフレーム02,MACフレーム03,およびMACフレーム04の並びがデータ結合部34において再現される。なお、送信用フレーム07については、制御情報のうちのEOFフラグが1であるとともに有効Byte数が10であり、尚且つ、継続フラグが0であるので(
図5参照)、元のMACフレームの末尾が存在し且つ次のMACフレームが無いと判断して11[Byte]目以降のNULL信号を削除する。
【0075】
データ結合部34は、第1の受信部32と第2の受信部33とから出力される送信用フレームを結合して生成したMACフレームを出力部35へと転送する。
【0076】
出力部35は、受信装置3と外部との間のインタフェースとして働く機能を備え、データ結合部34から転送されるMACフレームの入力を受け、入力された前記MACフレームを受信装置3の外部へと出力する。これにより、送信対象のデータ信号として送信装置2へと入力されたもとのMACフレームが、受信装置3の出力部35から出力される。
【0077】
上記のような無線通信システム1によれば、相互に前後する送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号に変換して逐次送信するようにしているので、偏波が相互に異なる2種類の偏波信号を有効に利用して転送レートを向上させることが可能となる。すなわち、上記のような無線通信システム1の送信装置2と受信装置3との間における転送レートは垂直偏波の転送レートと水平偏波の転送レートとが加算されたレートとなり、例えば垂直偏波の転送レートと水平偏波の転送レートとが同じである場合には、送信装置2と受信装置3との間における転送レートは、一方の偏波のみの転送レートと比べて2倍となる。なお、上記のような無線通信システム1は、垂直偏波に対応する回線と水平偏波に対応する回線とを1つに集約して仮想的に1本の通信回線(別言すると、論理リンク)に見立てるという点でリンクアグリゲーション(或いは、ポートトランキング)の考え方と共通する。
【0078】
上記のような無線通信システム1によれば、また、MACフレームを分割して送信用フレームを生成する場合(方法2)に特に、MACフレームの最小サイズである64[Byte]ごとにMACフレームを分割するようにしているので、各偏波に対応する通信回線の使用率の偏りを小さくすることができ、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号を一層有効に利用して転送レートを一層向上させることが可能となる。
【0079】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。
【0080】
例えば、上記の実施の形態では垂直偏波と水平偏波とが用いられるようにしているが、この発明に係る無線通信システム1が利用する偏波は垂直偏波や水平偏波に限定されるものではなく、相互に異なる偏波角度であれば他の任意の偏波角度の偏波が用いられるようにしてもよい。
【0081】
また、上記の実施の形態では2種類の偏波が用いられるようにしているが、この発明に係る無線通信システム1が利用する偏波の数は2種類に限定されるものではなく、偏波角度が相互に異なる3種類以上の偏波が用いられるようにしてもよい。この場合は、送信装置2が、利用する偏波の数と同じ数の送信部を備えるとともに、送信フレーム生成部22が、生成した送信用フレームを前記利用する偏波の数と同じ数の送信部に対して順繰りに振り分けて出力し、また、受信装置3が、前記利用する偏波の数と同じ数の受信部を備える。
【0082】
また、上記の実施の形態では、送信フレーム生成部22から出力される連続する送信用フレームについて、相互に前後する送信用フレームが、常に相互に異なる種類の偏波信号に変換されるようにしている。しかしながら、相互に前後する送信用フレームが常に相互に異なる種類の偏波信号に変換されるようにすることはこの発明において必須の手順ではなく、具体的には例えば、連続する2つの送信用フレームごとに偏波信号の種類が変えられるようにしてもよく、或いは、ランダムに偏波信号の種類が変えられるようにしてもよい。例えば、送信用フレーム01および送信用フレーム02が垂直偏波信号に変換され、続く送信用フレーム03および送信用フレーム04が水平偏波信号に変換されるようにしてもよい。あるいは、偏波信号の種類を変えるタイミングがランダムに制御されて、例えば、送信用フレーム01が垂直偏波信号に変換され、送信用フレーム02および送信用フレーム03が水平偏波信号に変換され、送信用フレーム04が垂直偏波信号に変換されるようにしてもよい。ただし、各偏波に対応する通信回線の使用率の偏りを小さくするため、連続する3フレーム以内に偏波信号の種類が変えられることが好ましく、また、連続する2フレーム以内に偏波信号の種類が変えられることが一層好ましく、さらに、1フレームごとに偏波信号の種類が変えられる(即ち、相互に前後する送信用フレームが常に偏波が相互に異なる偏波信号に変換される)ことが最も好ましい。なお、上記に例示したように偏波信号の種類を変えるタイミングが種々あり得ることを、この発明の説明では「送信フレーム生成部から前後して出力される送信用フレームを偏波が相互に異なる偏波信号に変換する」と表現する。
【0083】
なお、複数種類の偏波のうちのいずれかの偏波の受信状況が悪化した場合には受信状況が良好である偏波のみを使用して通信を行う仕組みをさらに備えるようにしてもよい。具体的には例えば、受信装置3が、偏波が相互に異なる複数種類の偏波信号それぞれの受信レベルを監視する仕組みと、受信レベルが所定の程度よりも低下した場合に送信装置2に対して受信レベルが低下した偏波を通知したり受信レベルが所定の程度以上に回復した場合に送信装置2に対して受信レベルが回復した偏波を通知したりするための信号(「偏波情報信号」と呼ぶ)を送信する仕組みとをさらに備えるようにするとともに、送信装置2が、受信装置3から送信される偏波情報信号を受信する仕組みと、偏波情報信号を受信した場合に通信で使用する偏波を切り替える(言い換えると、偏波情報信号において指定されている偏波の使用を中断したり再開したりする)仕組みとをさらに備えるようにすることが考えられる。
【符号の説明】
【0084】
1 無線通信システム
2 送信装置
21 入力部
22 送信フレーム生成部
23 第1の送信部
24 第2の送信部
25V 垂直偏波アンテナ
25H 水平偏波アンテナ
3 受信装置
31V 垂直偏波アンテナ
31H 水平偏波アンテナ
32 第1の受信部
33 第2の受信部
34 データ結合部
35 出力部