JP2022052394A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【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

Description

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。

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。）。

特開２０１３－２０７３７４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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）。

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。

（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）。

（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）。

（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）。

（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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〈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）。

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。

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。

（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。

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）。

（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。

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）。

（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。

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）。

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）。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (2)

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。
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。

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