JP2007166068A - Wireless communication apparatus and wireless communication method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless communication apparatus and a wireless communication method capable of detecting a jamming wave with smaller power consumption and avoiding interference in consideration of a frequency use efficiency in the UWB communication adopting the OFDM modulation system. <P>SOLUTION: The wireless communication apparatus detects a signal level to determine DAA before applying digital conversion processing to a received analog signal. When detecting a jamming wave from another communication system, the wireless communication apparatus drives a digital circuit with a frequency selection action, applies DAA determination to a narrow band signal being the jamming wave in the unit of a subcarrier, and a transmission system provides a notch only to a frequency band including the jamming wave to establish the UWB communication. On the other hand, when the jamming wave is not detected in an analog signal, a data transmission is started depending on a result of the DAA determination. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のサブキャリアの直交性を保持したまま時間軸上に並んだ信号に変換して送信するOFDM変調方式の無線通信装置及び無線通信方法に係り、特に、伝送信号を広帯域に拡散したUWB通信においてOFDM変調方式を採用した無線通信装置及び無線通信方法に関する。   The present invention relates to an OFDM modulation type radio communication apparatus and radio communication method for converting and transmitting a signal arranged on a time axis while maintaining orthogonality of a plurality of subcarriers, and in particular, spreads a transmission signal over a wide band. The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method that employ an OFDM modulation method in UWB communication.

さらに詳しくは、本発明は、狭帯域信号を使用する従来の通信システムとの干渉を回避しながらUWB通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法に係り、特に、周波数利用効率を考慮して、他システムの狭帯域信号への干渉を回避しながらUWB通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法に関する。   More particularly, the present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method for performing UWB communication while avoiding interference with a conventional communication system using a narrowband signal. The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication method that perform UWB communication while avoiding interference with narrowband signals of a system.

近年、「ウルトラワイドバンド(UWB)通信」と呼ばれる、非常に広い周波数帯域を使用した無線通信方式が注目を集めている。UWBは、100Mbps以上の高速伝送を可能にする技術であり、米国ではFCC(FederalCommunications Commission:連邦通信委員会)によりUWB用のスペクトラム・マスクが規定されており、室内環境において3.1GHzから10.6GHzの帯域でUWB伝送を行なうことができる。UWB通信は、送信電力の関係から近距離向けの無線通信方式であるが高速な無線伝送が可能であることから、通信距離が10m程度のPANが想定され、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとしてその実用化が期待されている。   In recent years, a wireless communication system using an extremely wide frequency band called “ultra wide band (UWB) communication” has attracted attention. UWB is a technology that enables high-speed transmission of 100 Mbps or more. In the United States, a spectrum mask for UWB is defined by the FCC (Federal Communications Commission), and 3.1 GHz to 10.3 in an indoor environment. UWB transmission can be performed in a 6 GHz band. UWB communication is a short-range wireless communication system because of transmission power, but high-speed wireless transmission is possible, so a PAN with a communication distance of about 10 m is assumed, and wireless that realizes short-range ultrahigh-speed transmission. The practical use is expected as a communication system.

また、無線信号のフェージングによる伝送品質の劣化を避け、無線伝送の高速化・高品質化を実現する技術として、OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式が期待されている。例えば、IEEE802.11a/gでは、無線LANの標準規格としてOFDM変調方式が採用されている。IEEE802.15.3aにおける標準化会議においても、UWB伝送方式として、DS(DirectSpread:直接拡散)の情報信号の拡散速度を極限まで高くしたDSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)−UWB方式と、OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)変調方式を採用したOFDM_UWB方式の2通りについて定義され、それぞれの方式について試作が行なわれている。   Further, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission system is expected as a technique for realizing high speed and high quality wireless transmission while avoiding deterioration of transmission quality due to fading of wireless signals. For example, in IEEE802.11a / g, an OFDM modulation scheme is adopted as a standard for a wireless LAN. Also in the standardization meeting in IEEE802.15.3a, as a UWB transmission method, a DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) -UWB method in which a spreading speed of a DS (Direct Spread) information signal is increased to the limit, and an OFDM (Orthogonal Frequent Frequency). Two types of OFDM_UWB systems that employ a Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation system are defined, and trial production is performed for each system.

OFDM伝送方式では、送信系列を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル/パラレル変換して出力される複数のデータを各サブキャリアに割り当て、その複数サブキャリアについて例えば逆FFTを行なうことで周波数領域に並んだ各サブキャリアの直交性を保持したまま時間軸上に並んだ信号に変換して送信する。サブキャリアが互いに直交するとは、任意のサブキャリアのスペクトラムのピーク点が常に他のサブキャリアのスペクトラムのゼロ点と一致していることを意味する。   In the OFDM transmission system, a plurality of data output by serial / parallel conversion of a transmission sequence for each symbol period slower than an information transmission rate is assigned to each subcarrier, and, for example, inverse FFT is performed on the plurality of subcarriers. Are converted into signals arranged on the time axis and transmitted while maintaining the orthogonality of the subcarriers arranged in the same manner. That subcarriers are orthogonal to each other means that the peak point of the spectrum of an arbitrary subcarrier always coincides with the zero point of the spectrum of another subcarrier.

OFDM変調方式によれば、送信データを周波数の異なる複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数利用効率が非常に高く、周波数選択性フェージング妨害に強い。   According to the OFDM modulation scheme, transmission data is distributed and transmitted to a plurality of carriers having different frequencies, so that the bandwidth of each carrier is narrow, the frequency utilization efficiency is very high, and it is resistant to frequency selective fading interference.

また、オフィスなどでは、狭い空間に複数の無線ネットワークが構築されるという通信環境が想定され、ネットワーク同士の共存の問題がある。そこで、使用する周波数帯を柔軟に変更する周波数ホッピング(FH)方式が採り入れられている。この通信方式によれば、周波数を毎回ランダムに変化させながらパケットの送受信を行ない、他のシステムからの影響により通信できなくなることもあるが、絶えず周波数を変化させることにより、通信が途絶することはほとんどない。すなわち、他のシステムとの共存が可能であり、フェージング耐性に優れるとともに、スケーラビリティが容易である。   In offices and the like, a communication environment in which a plurality of wireless networks are constructed in a narrow space is assumed, and there is a problem of coexistence of networks. Therefore, a frequency hopping (FH) method for flexibly changing the frequency band to be used is adopted. According to this communication method, packets are sent and received while changing the frequency randomly each time, and communication may not be possible due to the influence of other systems, but communication may be interrupted by constantly changing the frequency. rare. That is, it can coexist with other systems, has excellent fading resistance, and is easy to scale.

例えば、上述したIEEE802.15.3における標準化会議では、DSSS−UWB方式とOFDM_UWB方式のいずれにおいても、FCCで定められた3.1GHzから10.6GHzまでの帯域をそれぞれ528MHz幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピング(FH)するマルチバンド方式が検討されている。   For example, in the above-described standardization conference in IEEE802.15.3, in both the DSSS-UWB system and the OFDM_UWB system, a band from 3.1 GHz to 10.6 GHz defined by the FCC is a plurality of sub-bands each having a width of 528 MHz. A multi-band scheme in which the frequency band hopping (FH) is performed between the sub-bands by dividing into bands is under study.

図5には、マルチバンドを採用したOFDM_UWB通信方式(以下、「マルチバンドOFDM」とも呼ぶ)において規定されている周波数割り当て例を示している(例えば、非特許文献1を参照のこと)。図示の例では、無線LANが使用する5GHz帯はヌル(Null)バンドとし、それ以外の帯域を13個のサブバンドに分割している。そして、各サブバンドをAからDの4つのグループに分け、グループ単位で周波数を管理し通信を行なうようになっている。   FIG. 5 shows an example of frequency allocation defined in an OFDM_UWB communication system (hereinafter also referred to as “multiband OFDM”) employing multiband (see, for example, Non-Patent Document 1). In the illustrated example, the 5 GHz band used by the wireless LAN is a null band, and the other bands are divided into 13 subbands. Each subband is divided into four groups A to D, and the frequency is managed and communication is performed in units of groups.

また、図6には、マルチバンドOFDM方式において、時間軸のOFDMシンボルに対して周波数ホッピングしながらデータ伝送を行なう様子を示している。図示の例では、バンド#1〜#3からなるグループAが用いられ、1OFDMシンボル毎に中心周波数を変えながら周波数ホッピングし、128ポイントからなるIFFT/FFTを用いたOFDM変調が行なわれている。   FIG. 6 shows a state in which data transmission is performed while performing frequency hopping on a time-axis OFDM symbol in the multiband OFDM scheme. In the illustrated example, group A consisting of bands # 1 to # 3 is used, and frequency hopping is performed while changing the center frequency for each OFDM symbol, and OFDM modulation using IFFT / FFT consisting of 128 points is performed.

ところで、オフィスなど最近の無線通信環境では、複数の通信システムが共存することが想定され、互いの伝送信号が他のシステムの妨害波となることが懸念されている。このため、UWB送信波が引き起こす他システムへの干渉レベルを緩和する必要があり、ディテクト・アンド・アボイド(以下、「DAA」とも呼ぶ)、すなわち、UWB送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査し、存在する場合はUWB送信波を一定レベル以下(微弱なレベル)で出力する、という処置が不可欠となっている。   By the way, in a recent wireless communication environment such as an office, it is assumed that a plurality of communication systems coexist, and there is concern that mutual transmission signals become interference waves of other systems. For this reason, it is necessary to mitigate the level of interference with other systems caused by UWB transmission waves, and detect and avoid (hereinafter also referred to as “DAA”), that is, transmission signals of other systems within the UWB transmission band. It is indispensable to check whether it exists, and to output a UWB transmission wave below a certain level (weak level) if it exists.

DAAの基本的な手法は、各端末が他の情報送信がないことを確認してから自らの情報送信を開始することによって衝突を回避するものである。ここで、DAAで問題となる他システムの信号が通常は狭帯域信号であるのに対し、UWB通信方式によれば伝送信号が広帯域に拡散されることから、UWB通信システムが他システムに及ぼす影響は、使用帯域の一部に過ぎない。このため、他システムからの送信信号の検出によりすべての帯域(1OFDMシンボル)に渡って衝突回避するのは、周波数の利用効率がよくない。   The basic method of DAA is to avoid collision by starting each terminal's own information transmission after confirming that each terminal has no other information transmission. Here, the signal of the other system, which is a problem in DAA, is usually a narrowband signal, whereas the transmission signal is spread over a wide band according to the UWB communication system, so the influence of the UWB communication system on the other system. Is only part of the bandwidth used. For this reason, avoiding collisions over all bands (1 OFDM symbol) by detecting transmission signals from other systems is not efficient in frequency utilization.

そこで、広帯域に拡散されるUWB出力レベルを(1OFDMシンボルの)すべての帯域にわたって規定レベル以下に一律に下げてしまうのではなく、信号が検出された周波数帯(すなわち該当するサブキャリア)についてのみ、選択的にUWB出力レベルを規定レベル以下に下げることが、周波数利用効率の観点から好ましく、ひいては高速な通信方式として望ましいと思料される。   Therefore, rather than lowering the UWB output level spread over a wide band uniformly below a specified level over all bands (one OFDM symbol), only for the frequency band (ie, the corresponding subcarrier) in which the signal is detected, It is preferable that the UWB output level is selectively lowered below a specified level from the viewpoint of frequency utilization efficiency, and as a high-speed communication method.

例えば、UWB帯域内の狭帯域キャリアを検出すると、送信信号に対してスペクトラム整形を行なうことで、他システムの送信信号が検出された周波数帯域のサブキャリアにのみ切り欠きを入れて(図7を参照のこと)、他システムとの干渉を回避しながら、それ以外の周波数帯域を利用してUWB通信を行なうことができる(例えば、非特許文献2を参照のこと)。   For example, when a narrow-band carrier in the UWB band is detected, by performing spectrum shaping on the transmission signal, only the subcarrier in the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected is cut out (see FIG. 7). It is possible to perform UWB communication using other frequency bands while avoiding interference with other systems (see, for example, Non-Patent Document 2).

端末は、受信系において受信信号をA/D変換した後、デジタル回路にて信号レベルを算出して、DAAの判定を行なうことができる。また、FFTには周波数検出作用があることから、OFDM変調方式の場合であれば、受信信号をA/D変換し、さらにFFTを行なうことで、サブキャリア単位で妨害波のある周波数帯域を検査することができる(例えば、特許文献1を参照のこと)。すなわち、OFDM復調した結果に基づいてサブキャリア単位でDAAの判定を行なうことができる(図8を参照のこと)。   The terminal can perform DAA determination by A / D converting the received signal in the receiving system and then calculating the signal level in the digital circuit. In addition, since FFT has a frequency detection function, in the case of OFDM modulation, the received signal is A / D converted and further subjected to FFT to inspect the frequency band with the interference wave in subcarrier units. (For example, see Patent Document 1). That is, DAA can be determined on a subcarrier basis based on the result of OFDM demodulation (see FIG. 8).

しかしながら、デジタル回路による信号レベル検出は、一般に、多くの乗算器など多大な演算処理を必要とすることから、装置コストの増大を招来する。また、マルチバンドOFDM通信方式のように広帯域を使用するシステムの場合、FFTをフル稼働させると消費電力が増大し、データ伝送の前処理としては負担が過大である。デジタル回路による受信信号レベルの検出を行おうとすると、数ミリ〜数十ミリ・ワットに及ぶ電力を要する可能性がある。狭帯域信号からなる妨害波は存在しないことが多いことを考慮すると、データ伝送ではなく単なる信号検出を目的としたこの種のデジタル回路の動作はコスト的に見合うものでない。   However, signal level detection by a digital circuit generally requires a large amount of arithmetic processing such as many multipliers, resulting in an increase in device cost. Further, in the case of a system using a wide band such as a multiband OFDM communication system, power consumption increases when the FFT is fully operated, and the burden is excessive as preprocessing for data transmission. An attempt to detect the received signal level by a digital circuit may require power ranging from several millimeters to several tens of milliwatts. In view of the fact that there is often no interference wave consisting of a narrowband signal, the operation of this type of digital circuit for the purpose of mere signal detection rather than data transmission is not worth the cost.

特開2004−188035号公報、段落番号0018〜0019JP 2004-188035 A, paragraph numbers 0018 to 0019. “MBOFDM PHY Specification Final Release 1.0,” Wimedia alliance,April27,2005“MBOFDM PHY Specification Final Release 1.0,” Wimedia alliance, April 27, 2005. http://wimedia.org/en/index.asphttp://wimedia.org/en/index.asp

本発明の目的は、OFDM変調方式を採用したUWB通信において、狭帯域信号を使用する従来の通信システムとの干渉を回避しながら通信動作を好適に行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an excellent radio communication apparatus and radio capable of suitably performing a communication operation while avoiding interference with a conventional communication system using a narrowband signal in UWB communication adopting an OFDM modulation scheme. It is to provide a communication method.

本発明のさらなる目的は、OFDM変調方式を採用したUWB通信において、周波数利用効率を考慮して、他システムの狭帯域信号への干渉を回避しながら通信を好適に行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。   A further object of the present invention is an excellent wireless communication capable of suitably performing communication while avoiding interference with narrowband signals of other systems in consideration of frequency utilization efficiency in UWB communication employing an OFDM modulation scheme. A communication device and a wireless communication method are provided.

本発明のさらなる目的は、OFDM変調方式を採用したUWB通信において、より少ない消費電力で妨害波を検出するとともに、周波数利用効率を考慮した干渉回避を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent radio communication apparatus and radio capable of detecting interference waves with less power consumption and avoiding interference in consideration of frequency utilization efficiency in UWB communication employing an OFDM modulation scheme. It is to provide a communication method.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、周波数軸上に並ぶ複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送受信する無線通信装置であって、
受信信号をアナログ処理する受信アナログ回路部と、
アナログ処理後の受信信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換部と、
前記アナログ/デジタル変換部によるデジタル信号に変換する前に、受信アナログ信号のレベルを検出するアナログ・レベル検出部と、
デジタル変換後の受信信号から元の各サブキャリアに復調する復調処理部と、
復調処理後のマルチキャリア信号から受信データを再現するデータ再現部と、
送信データを生成する送信データ生成部と、
送信データを複数のサブキャリアからなるマルチキャリア送信信号に変調する変調処理部と、
変調処理後の送信信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換部と、
アナログ変換後の送信信号をアナログ処理する送信アナログ回路部と、
送受信動作を制御する通信動作制御部を備え、
前記通信動作制御部は、データ送信動作を開始する前に、前記アナログ・レベル検出部における検出結果に基づいて、他の通信システムからの送信信号の有無を検査する、
ことを特徴とする無線通信装置である。
The present invention has been made in consideration of the above problems, and is a wireless communication apparatus that transmits and receives a multicarrier signal composed of a plurality of subcarriers arranged on the frequency axis,
A reception analog circuit unit for analog processing of the received signal;
An analog / digital converter that converts the received signal after analog processing into a digital signal;
An analog level detector for detecting the level of the received analog signal before converting it to a digital signal by the analog / digital converter;
A demodulation processing unit that demodulates the received signal after digital conversion into the original subcarriers;
A data reproduction unit that reproduces received data from the demodulated multicarrier signal;
A transmission data generation unit for generating transmission data;
A modulation processing unit that modulates transmission data into a multicarrier transmission signal composed of a plurality of subcarriers;
A digital / analog converter that converts the modulated transmission signal into an analog signal;
A transmission analog circuit unit for analog processing of the transmission signal after analog conversion;
A communication operation control unit that controls transmission and reception operations is provided.
The communication operation control unit checks the presence or absence of a transmission signal from another communication system based on the detection result in the analog level detection unit before starting the data transmission operation.
This is a wireless communication device.

近年、非常に広い周波数帯域を使用したUWB通信が近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして期待され、OFDM変調方式を採用するとともに、周波数ホッピングを行なうマルチバンドOFDM通信方式について標準化作業が行なわれている。   In recent years, UWB communication using a very wide frequency band is expected as a wireless communication system realizing near-field ultra-high-speed transmission, and standardization work has been carried out for a multiband OFDM communication system that employs an OFDM modulation method and performs frequency hopping It is.

一方、UWB送信波が引き起こす他システムへの干渉レベルを緩和するため、UWB送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査し、存在する場合はUWB送信波を一定レベル以下(微弱なレベル)で出力するというディテクト・アンド・アボイド(DAA)の仕組みが不可欠である。   On the other hand, in order to mitigate the interference level to other systems caused by the UWB transmission wave, it is checked whether there is a transmission signal of another system in the UWB transmission band, and if it exists, the UWB transmission wave is below a certain level (weak) Detect and Avoid (DAA) mechanism is essential for output at a certain level.

通常、DAAで問題となる他システムの信号が狭帯域信号であり、UWB通信システムが他システムに及ぼす影響は使用帯域の一部に過ぎない。したがって、信号が検出された周波数帯についてのみ、選択的にUWB出力レベルを規定レベル以下に下げることが、周波数利用効率の観点から好ましく、ひいては高速な通信方式として望ましい。例えば、通信端末は、受信系において受信信号をA/D変換した後、デジタル回路にて信号レベルを算出して、DAAの判定を行なうことができる。デジタル回路内のFFT又はウェーブレット変換器などの周波数検出手段を用いれば、サブキャリア単位で狭帯域信号を検出し、送信系では、他システムの送信信号が検出された周波数帯域にのみ切り欠きを入れることで、他システムとの干渉を回避したUWB通信を行なうことができる。   Usually, the signal of another system that is a problem in DAA is a narrowband signal, and the influence of the UWB communication system on the other system is only a part of the use band. Accordingly, it is preferable to selectively lower the UWB output level below a specified level only for the frequency band in which a signal is detected from the viewpoint of frequency utilization efficiency, and as a high-speed communication method. For example, the communication terminal can perform DAA determination by A / D converting the received signal in the receiving system and then calculating the signal level with a digital circuit. If frequency detection means such as FFT or wavelet transformer in a digital circuit is used, a narrowband signal is detected in units of subcarriers, and in the transmission system, a cutout is made only in the frequency band in which the transmission signal of another system is detected. Thus, UWB communication that avoids interference with other systems can be performed.

しかしながら、デジタル回路による信号レベル検出は、多くの乗算器など多大な演算処理を必要とするという問題がある。また、UWB通信のように広帯域を使用するシステムの場合、すべての帯域にわたってFFT又はウェーブレット変換器をフル稼働させると消費電力が増大し、データ伝送の前処理としては負担が過大である。UWBのような広帯域なシステムにおいては、デジタル回路による受信信号レベルの検出を行おうとすると、数ミリ〜数十ミリ・ワットに及ぶ電力を要する可能性がある。   However, signal level detection by a digital circuit has a problem that a large amount of arithmetic processing such as many multipliers is required. In the case of a system using a wide band such as UWB communication, if the FFT or wavelet converter is fully operated over the entire band, the power consumption increases, and the burden is excessive as preprocessing for data transmission. In a wide-band system such as UWB, when a received signal level is detected by a digital circuit, electric power ranging from several millimeters to several tens of milliwatts may be required.

これに対し、本発明に係る無線通信装置は、受信アナログ信号をデジタル変換処理する前に、アナログ・レベル検出部が受信アナログ信号のレベルを検出することにより、他の通信システムからの送信信号の有無を検査するようにしている。このようなアナログ・レベル検出部は、受信回路と同一のシリコン・チップ上に安価に配置することが可能であり、消費電力も数十マイクロ・ワット程度で構成することができる。したがって、DAAの判定を行なう際に、デジタル回路の動作を行なわないので、信号検出時における余分な電力の消費を抑制することができる。   On the other hand, in the wireless communication device according to the present invention, the analog level detector detects the level of the received analog signal before digitally converting the received analog signal, so that the transmission signal from another communication system is detected. The presence is checked. Such an analog level detector can be arranged on the same silicon chip as the receiving circuit at low cost, and can be configured with power consumption of about several tens of microwatts. Therefore, since the operation of the digital circuit is not performed when performing DAA determination, it is possible to suppress the consumption of extra power during signal detection.

また、アナログ・レベル検出部により他の通信システムからの妨害波(すなわち干渉)が検知されると、さらにFFT若しくはウェーブレット変換といった周波数選択作用を持つデジタル回路を駆動させて、OFDM復調した結果に基づいてDAAの判定を行なうようにしている。これによって、妨害波となる狭帯域信号の存在をサブキャリア単位で検出することができる。そして、送信系では、1OFDMシンボル全体で送信出力を低下させるのではなく、他システムの送信信号が検出された周波数帯域にのみ切り欠きを入れUWB通信を行なうことにより、周波数利用効率のよい干渉回避を実現することができる。例えば、スペクトラム整形などの手段により、マルチキャリア信号のうち特定のサブキャリアに切り欠きを入れることができる。   Further, when an interference wave (that is, interference) from another communication system is detected by the analog level detection unit, a digital circuit having a frequency selection function such as FFT or wavelet transform is further driven and based on the result of OFDM demodulation. The DAA is determined. As a result, the presence of a narrowband signal that becomes an interference wave can be detected in units of subcarriers. In the transmission system, instead of lowering the transmission output for one OFDM symbol as a whole, notching is performed only in the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected, and UWB communication is performed, thereby avoiding interference with good frequency utilization efficiency. Can be realized. For example, it is possible to cut out a specific subcarrier in the multicarrier signal by means such as spectrum shaping.

一方、アナログ・レベル検出部により他の通信システムからの妨害波が検出されないときには、このDAA判定結果に応じてデータ送信動作が開始される。すなわち、妨害波の検出のためにFFT若しくはウェーブレット変換といった周波数選択作用を持つデジタル回路を駆動させることはなく、信号検出時における余分な電力の消費を抑制することができる。   On the other hand, when an interference wave from another communication system is not detected by the analog level detection unit, a data transmission operation is started according to the DAA determination result. That is, it is not necessary to drive a digital circuit having a frequency selection function such as FFT or wavelet transform to detect an interference wave, and it is possible to suppress the consumption of extra power during signal detection.

ここで、アナログ・レベル検出部は、送受信に使用する周波数帯域内の任意の信号を整流する検波器と、この検波器の出力を直流信号に変換する低周波通過フィルタと、直流信号を所定の基準レベルと比較する比較器で構成することができ、比較結果に基づいて、受信アナログ信号のレベルを検出することができる。また、他の通信システムからの送信信号検出時における前記受信アナログ回路部が持つ利得、熱雑音の変化、又は伝搬路が持つ周波数特性のいずれかに応じて比較器に与える基準レベルを設定するようにしてもよい。   Here, the analog level detection unit includes a detector that rectifies an arbitrary signal within a frequency band used for transmission and reception, a low-frequency pass filter that converts the output of the detector into a DC signal, and a DC signal that is a predetermined signal. The comparator can be configured to compare with the reference level, and the level of the received analog signal can be detected based on the comparison result. Further, a reference level to be given to the comparator is set according to any of gain, thermal noise change, or frequency characteristic of the propagation path that the reception analog circuit section has when detecting a transmission signal from another communication system. It may be.

本発明によれば、OFDM変調方式を採用したUWB通信において、周波数利用効率を考慮して、他システムの狭帯域信号への干渉を回避しながら通信を好適に行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in UWB communication employing an OFDM modulation scheme, excellent wireless communication that can suitably perform communication while avoiding interference with narrowband signals of other systems in consideration of frequency utilization efficiency. An apparatus and a wireless communication method can be provided.

また、本発明によれば、OFDM変調方式を採用したUWB通信において、より少ない消費電力で妨害波を検出し、周波数利用効率を考慮した干渉回避を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。   Further, according to the present invention, in UWB communication adopting the OFDM modulation scheme, an excellent radio communication apparatus and radio that can detect an interference wave with less power consumption and perform interference avoidance considering frequency utilization efficiency A communication method can be provided.

本発明に係る無線通信装置によれば、DAAの判定を行なう際に、デジタル回路の動作を行なわないので、信号検出時における余分な電力の消費を抑制することができる。一方、一旦妨害波が検出されるとFFT若しくはウェーブレット変換といった周波数選択作用を持つデジタル回路を駆動させて、OFDM復調した結果に基づいてサブキャリア単位でDAAの判定を行なうことにより、周波数利用効率の高い干渉回避動作を行なうことができる。   According to the wireless communication apparatus of the present invention, since the operation of the digital circuit is not performed when performing DAA determination, it is possible to suppress the consumption of extra power during signal detection. On the other hand, once a jamming wave is detected, a digital circuit having a frequency selection function such as FFT or wavelet transform is driven, and DAA is determined in units of subcarriers based on the result of OFDM demodulation. High interference avoidance operation can be performed.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明は、OFDM変調方式を採用したUWB通信を行なう無線通信装置に関するものであり、具体的には、FCCで定められた3.1GHzから10.6GHzまでの帯域をそれぞれ528MHz幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピング(FH)するマルチバンドOFDM通信を行なうことができる。   The present invention relates to a wireless communication apparatus that performs UWB communication adopting an OFDM modulation scheme, and specifically, a plurality of bands each having a bandwidth of 3.1 GHz to 10.6 GHz defined by the FCC and each having a width of 528 MHz. It is possible to perform multiband OFDM communication by dividing the subbands and performing frequency hopping (FH) between the subbands.

本発明に係る無線通信装置は、UWB送信波が引き起こす他システムへの干渉レベルを緩和するため、DAAの仕組みを導入しており、UWB送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査してからデータ送信を開始するようになっている。   The wireless communication apparatus according to the present invention introduces a DAA mechanism in order to mitigate the interference level to other systems caused by UWB transmission waves, and checks whether transmission signals of other systems exist within the UWB transmission band. Data transmission is started after inspection.

図1には、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示している。図示の無線通信装置1は、送受信共用のアンテナ2がアンテナ・スイッチ3を介して受信系統と送信系統で共用され、通信動作制御部31によって送受信動作が制御される。   FIG. 1 shows a configuration of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. In the illustrated wireless communication apparatus 1, a transmission / reception shared antenna 2 is shared by a reception system and a transmission system via an antenna switch 3, and a transmission / reception operation is controlled by a communication operation control unit 31.

受信系統は、受信信号をアナログ処理する受信アナログ回路部と、アナログ処理を施した後の受信信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器15と、受信アナログ信号のレベルを検出するアナログ・レベル検出回路20と、デジタル変換された受信信号の処理を行なう受信デジタル回路部で構成される。   The reception system includes a reception analog circuit unit that performs analog processing on the reception signal, an analog / digital converter 15 that converts the reception signal after the analog processing into a digital signal, and an analog level that detects the level of the reception analog signal. It comprises a detection circuit 20 and a reception digital circuit section that processes a digitally converted reception signal.

受信アナログ回路部は、低雑音増幅器(LNA)11と、周波数変換器12と、周波数選択部13と、利得調整部14を備えている。アンテナ2による受信信号は、低雑音増幅器11で増幅された後、周波数変換部12によりローカル周波数を乗算してダウンコンバートされ、周波数選択部13によりUWB帯域外の信号が除去され、利得調整部14により適切な信号レベルに調整される。   The reception analog circuit unit includes a low noise amplifier (LNA) 11, a frequency converter 12, a frequency selection unit 13, and a gain adjustment unit 14. The received signal from the antenna 2 is amplified by the low noise amplifier 11, then down-converted by the frequency conversion unit 12 by multiplying by the local frequency, the signal outside the UWB band is removed by the frequency selection unit 13, and the gain adjustment unit 14. Is adjusted to an appropriate signal level.

受信デジタル回路部は、FFT16を備え、アナログ/デジタル変換器15によりデジタル変換された受信信号に高速フーリエ変換を行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各サブキャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル/シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。FFTの代わりに、ウェーブレット変換器を配設することもできる。   The reception digital circuit unit includes an FFT 16, performs fast Fourier transform on the reception signal digitally converted by the analog / digital converter 15, converts a time-axis signal into a frequency-axis signal, and modulates each subcarrier. Demodulation corresponding to the system is performed, and parallel / serial conversion is performed to reproduce the information sent as the original serial signal. A wavelet transformer may be provided instead of the FFT.

アナログ・レベル検出回路20は、アナログ/デジタル変換器15に入力される直前の受信アナログ信号のレベルを検出する。本実施形態では、アナログ・レベル検出回路20は、検波器21と、低周波通過フィルタ22と、比較器23で構成され、送受信に使用する周波数帯域内の任意の信号を検波器21で整流し、その出力を低域通過フィルタ22で直流信号に変換し、この直流信号を比較器23が所定の基準レベルと比較することで、受信アナログ信号のレベルを検出することができる。この際、基準レベル設定器24は、他の通信システムからの送信信号検出時における受信アナログ回路部が持つ利得、熱雑音の変化、又は伝搬路が持つ周波数特性のいずれかに応じて比較器23に与える基準レベルを設定するようになっている。   The analog level detection circuit 20 detects the level of the received analog signal immediately before being input to the analog / digital converter 15. In this embodiment, the analog level detection circuit 20 includes a detector 21, a low-frequency pass filter 22, and a comparator 23, and rectifies an arbitrary signal within a frequency band used for transmission / reception by the detector 21. The output is converted into a DC signal by the low-pass filter 22, and the comparator 23 compares the DC signal with a predetermined reference level, whereby the level of the received analog signal can be detected. At this time, the reference level setting unit 24 compares the comparator 23 according to any one of the gain of the reception analog circuit unit, the change of thermal noise, or the frequency characteristic of the propagation path when detecting a transmission signal from another communication system. The reference level to be given to is set.

アナログ・レベル検出回路20は、受信回路と同一のシリコン・チップ上に安価に配置することが可能であり、消費電力も数十マイクロ・ワット程度で構成することができる。一方、UWBのような広帯域なシステムにおいては、デジタル回路による受信信号レベルの検出を行おうとすると、数ミリ〜数十ミリ・ワットに及ぶ電力を要する可能性があり、希にしか存在しない狭帯域信号の検出を行なうには負担が大きい。   The analog level detection circuit 20 can be arranged at low cost on the same silicon chip as the reception circuit, and can be configured with power consumption of about several tens of microwatts. On the other hand, in a wide-band system such as UWB, when a received signal level is detected by a digital circuit, it may require power ranging from several millimeters to several tens of milliwatts, and a narrow band that rarely exists. It is a heavy burden to detect a signal.

また、送信系統は、送信データをデジタル処理する送信デジタル回路部と、デジタル/アナログ変換器45と、送信信号をアナログ処理する送信アナログ回路部で構成される。   The transmission system includes a transmission digital circuit unit that digitally processes transmission data, a digital / analog converter 45, and a transmission analog circuit unit that performs analog processing of transmission signals.

送信デジタル回路部では、送信データ生成部47で生成した送信データ信号を複数のサブキャリアに割り当ててサブキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数サブキャリアについてIFFT46により逆高速フーリエ変換して、各サブキャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換する。   The transmission digital circuit unit assigns the transmission data signal generated by the transmission data generation unit 47 to a plurality of subcarriers, modulates the amplitude and phase for each subcarrier, and performs inverse fast Fourier transform on the plurality of subcarriers by the IFFT 46. The signal is converted into a time axis signal while maintaining the orthogonality of each subcarrier.

デジタル/アナログ変換器45は、変調処理後の送信データ信号をアナログ信号に変換する。   The digital / analog converter 45 converts the transmission data signal after the modulation processing into an analog signal.

送信アナログ回路部は、周波数選択部44と、利得調整部43と、周波数変換器42と、高出力増幅器(PA)41を備えている。アナログ信号に変換された送信信号は、周波数選択部44により所望帯域以外の信号成分が除去され、利得調整部43により適切な信号レベルに調整され、周波数変換器42によりアップコンバートされ、高出力増幅器41により送信電力が増幅され、アンテナ・スイッチ3経由でアンテナ2から出力される。   The transmission analog circuit unit includes a frequency selection unit 44, a gain adjustment unit 43, a frequency converter 42, and a high output amplifier (PA) 41. The transmission signal converted into the analog signal is removed from the signal component other than the desired band by the frequency selection unit 44, adjusted to an appropriate signal level by the gain adjustment unit 43, up-converted by the frequency converter 42, and a high output amplifier The transmission power is amplified by 41 and output from the antenna 2 via the antenna switch 3.

本実施形態では、UWB送信波が引き起こす他システムへの干渉レベルを緩和するため、DAAの仕組みを導入している。このため、通信動作制御部31は、データ送信の際には、UWB送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査してからデータ送信動作を開始するようになっている。   In this embodiment, a DAA mechanism is introduced to mitigate the level of interference with other systems caused by UWB transmission waves. For this reason, the communication operation control unit 31 starts the data transmission operation after checking whether or not there is a transmission signal of another system in the UWB transmission band at the time of data transmission.

FFT16やウェーブレット変換器の出力に基づいて周波数検査を行なうことで、サブキャリア単位で他システムからの狭帯域信号を検出することかできる。しかしながら、UWBのような広帯域なシステムにおいては、デジタル回路による受信信号レベルの検出を行おうとすると、数ミリ〜数十ミリ・ワットに及ぶ電力を要する可能性がある。また、狭帯域信号からなる妨害波は存在しないことが多いことを考慮すると、データ伝送ではなく単なる信号検出を目的としたこの種のデジタル回路の動作はコスト的に見合うものでない。   By performing frequency inspection based on the output of the FFT 16 or wavelet transformer, it is possible to detect a narrowband signal from another system in units of subcarriers. However, in a wide-band system such as UWB, when a received signal level is detected by a digital circuit, electric power in the range of several millimeters to several tens of milliwatts may be required. In view of the fact that there is often no interference wave consisting of narrowband signals, the operation of this type of digital circuit for the purpose of mere signal detection rather than data transmission is not cost-effective.

これに対し、本実施形態では、アナログ・レベル検出回路20がアナログ/デジタル変換器15に入力する直前の受信アナログ信号のレベルを検出することにより、他の通信システムからの送信信号の有無を検査するようにしている。アナログ・レベル検出回路20は、受信回路と同一のシリコン・チップ上に安価に配置することが可能であり、消費電力も数十マイクロ・ワット程度で構成することができる(前述)。したがって、通信動作制御部31は、デジタル回路の動作を行なわないでDAAの判定を行なうことにより、信号検出時における余分な電力の消費を抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the analog level detection circuit 20 detects the level of a received analog signal immediately before being input to the analog / digital converter 15 to check whether there is a transmission signal from another communication system. Like to do. The analog level detection circuit 20 can be arranged at low cost on the same silicon chip as the receiving circuit, and can be configured with power consumption of about several tens of microwatts (described above). Therefore, the communication operation control unit 31 can suppress the consumption of excess power during signal detection by performing the DAA determination without operating the digital circuit.

また、通信動作制御部31は、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波(すなわち干渉)が検知されると、信号検出のために受信デジタル回路部を駆動させて、FFT16により高速フーリエ変換(若しくはウェーブレット変換)を行なうことにより、周波数選択作用を利用したDAAの判定動作を行なう。すなわち、OFDM復調した結果に基づいて、妨害波となる狭帯域信号の存在をサブキャリア単位で検出する。   When the analog level detection circuit 20 detects an interference wave (that is, interference) from another communication system, the communication operation control unit 31 drives the reception digital circuit unit for signal detection, and performs an FFT 16 By performing fast Fourier transform (or wavelet transform), DAA determination operation utilizing frequency selection is performed. That is, based on the result of OFDM demodulation, the presence of a narrowband signal that becomes an interference wave is detected in units of subcarriers.

そして、通信動作制御部31は、送信系統に対して、1OFDMシンボル全体にわたって送信出力レベルを低下するのではなく、他システムの送信信号が検出された周波数帯域にのみ切り欠きを入れUWB通信を行なわせることにより、周波数利用効率のよい干渉回避を実現する。例えば、スペクトラム整形などの手段により、マルチキャリア信号のうち特定のサブキャリアに切り欠きを入れることができる。あるいは、インパルス信号列からなる信号から、該信号を1/f秒だけ遅延させて生成した遅延信号を減じて減算信号を生成し、この減算信号を送信することにより、狭帯域信号が存在する周波数帯域fにおける与干渉を低減させることができる(例えば、特開2002−335188号公報を参照のこと)。   Then, the communication operation control unit 31 performs UWB communication with the transmission system by notching only the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected, instead of lowering the transmission output level over the entire OFDM symbol. By doing so, interference avoidance with high frequency utilization efficiency is realized. For example, it is possible to cut out a specific subcarrier in the multicarrier signal by means such as spectrum shaping. Alternatively, by subtracting the delayed signal generated by delaying the signal by 1 / f second from the signal made up of the impulse signal sequence and generating the subtraction signal, and transmitting this subtraction signal, the frequency at which the narrowband signal exists The interference in the band f can be reduced (for example, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 2002-335188).

一方、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波が検出されないときには、通信動作制御部31は、このDAA判定結果に応じてデータ送信動作を即座に開始する。   On the other hand, when no interference wave from another communication system is detected by the analog level detection circuit 20, the communication operation control unit 31 immediately starts the data transmission operation according to the DAA determination result.

したがって、妨害波の検出のためにFFT若しくはウェーブレット変換といった周波数選択作用を持つデジタル回路を駆動させることはないので、信号検出時における余分な電力の消費を抑制することができる。アナログ・レベル検出回路20による信号検出は、数十マイクロ・ワット程度の消費電力で済む。これに対し、一方、UWBのような広帯域なシステムにおいて、デジタル回路による受信信号レベルの検出を行おうとすると、数ミリ〜数十ミリ・ワットに及ぶ電力を要する(前述)。   Therefore, since a digital circuit having a frequency selection function such as FFT or wavelet transform is not driven to detect an interference wave, it is possible to suppress the consumption of extra power during signal detection. Signal detection by the analog level detection circuit 20 requires power consumption of about several tens of microwatts. On the other hand, in a wideband system such as UWB, when a received signal level is detected by a digital circuit, power ranging from several millimeters to several tens of milliwatts is required (described above).

アナログ・レベル検出回路20内では、比較器23に与える基準レベルを基準レベル設定器24により設定することは既に述べた。この基準レベルの設定は、一般には、利得調整部14であらかじめ定められたある利得に設定しておき、その利得値に対応したある適切なレベルに固定されていれば問題がない。但し、問題となる狭帯域信号が極めてレベルが高いためにアナログ部の飽和が生じる場合などには、アナログ回路の誤動作を回避するよう、受信器として利得設定を変更する必要があることが想定される。この場合、基準レベルは、その利得調整部14の利得設定に基づいて適切な値に変更される必要がある。基準レベル設定器24は、受信の利得調整部14で設定した利得に基づいて、自動的に最適なレベルに設定されることが望ましい。図2には、デジタル/アナログ変換器を用いて、利得設定情報から基準レベルを生成する回路構成を模式的に示している。   As described above, the reference level setting unit 24 sets the reference level to be supplied to the comparator 23 in the analog level detection circuit 20. In general, there is no problem if the reference level is set to a certain gain determined in advance by the gain adjusting unit 14 and fixed to a certain appropriate level corresponding to the gain value. However, when the analog part is saturated due to the extremely high level of the narrowband signal in question, it is assumed that it is necessary to change the gain setting as a receiver to avoid malfunction of the analog circuit. The In this case, the reference level needs to be changed to an appropriate value based on the gain setting of the gain adjusting unit 14. It is desirable that the reference level setting unit 24 is automatically set to an optimum level based on the gain set by the reception gain adjusting unit 14. FIG. 2 schematically shows a circuit configuration for generating a reference level from gain setting information using a digital / analog converter.

図3には、本実施形態に係る無線通信装置1が、DAA判定結果に基づいてデータ送信動作を開始するための動作手順をフローチャートの形式で示している。   FIG. 3 shows an operation procedure for the wireless communication apparatus 1 according to the present embodiment to start a data transmission operation based on the DAA determination result in the form of a flowchart.

無線通信装置1内で、通信プロトコルの上位層からデータ送信要求が発生すると、まず、アナログ・レベル検出回路20が作動して(ステップS1)、アナログ/デジタル変換器15に入力する直前の受信アナログ信号のレベルをチェックする(ステップS2)。   When a data transmission request is generated from the upper layer of the communication protocol in the wireless communication device 1, first, the analog level detection circuit 20 is activated (step S1), and the reception analog immediately before being input to the analog / digital converter 15 is processed. The signal level is checked (step S2).

ここで、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波が検出されないときには(ステップS2のNo)、通信動作制御部31は、このDAA判定結果に応じてデータ送信動作を即座に開始する(ステップS6)。   Here, when the interference level from another communication system is not detected by the analog level detection circuit 20 (No in step S2), the communication operation control unit 31 immediately starts the data transmission operation according to the DAA determination result. (Step S6).

一方、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波が検出されたときには(ステップS2のYes)、続いて、信号検出のために受信デジタル回路部を駆動させて、FFT16により高速フーリエ変換(若しくはウェーブレット変換)を行なうことにより、周波数選択作用を利用したDAAの判定動作を行なう(ステップS3)。   On the other hand, when an interference wave from another communication system is detected by the analog level detection circuit 20 (Yes in step S2), the reception digital circuit unit is subsequently driven for signal detection, and fast Fourier transform is performed by the FFT 16. By performing transformation (or wavelet transformation), DAA determination operation using frequency selection is performed (step S3).

デジタル回路が持つ周波数選択作用によるDAA判定の結果、妨害波となる狭帯域信号の存在をサブキャリア単位で検出する(ステップS5)。そして、通信動作制御部31は、送信系統に対して、他システムの送信信号が検出された周波数帯域に切り欠きを入れUWB通信を行なわせる(ステップS6)。   As a result of the DAA determination by the frequency selection action of the digital circuit, the presence of a narrowband signal that becomes an interference wave is detected in subcarrier units (step S5). Then, the communication operation control unit 31 causes the transmission system to perform UWB communication by notching the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected (step S6).

また、図4には、本実施形態に係る無線通信装置1が、DAA判定結果に基づいてデータ送信動作を行なうタイミング・チャートを示している。   FIG. 4 shows a timing chart in which the wireless communication apparatus 1 according to this embodiment performs a data transmission operation based on the DAA determination result.

図4Aには、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波が検出されず、このDAA判定結果に応じてデータ送信動作を即座に開始する場合のタイミング・チャートを示している。この場合、FFT動作が起動されることなく、全帯域(Full Band)を利用した通常のOFDM伝送が開始される。ほとんどの場合、DAA判定結果に応じてデータ送信動作を即座に開始することが想定される。   FIG. 4A shows a timing chart when the analog level detection circuit 20 does not detect an interference wave from another communication system and starts the data transmission operation immediately according to the DAA determination result. In this case, normal OFDM transmission using the entire band (Full Band) is started without starting the FFT operation. In most cases, it is assumed that the data transmission operation is started immediately according to the DAA determination result.

また、図4Bには、アナログ・レベル検出回路20により他の通信システムからの妨害波が検出されたときのタイミング・チャートを示している。この場合、さらに信号検出のために受信デジタル回路部を駆動させて、FFTを行なうことにより周波数選択作用を利用したDAAの判定動作を行なってからデータ送信動作を行なう。そして、1OFDMシンボルの全帯域(Full Band)ではなく、他システムの送信信号が検出された周波数帯域に切り欠きを入れUWB通信を行なう。   FIG. 4B shows a timing chart when an interference wave from another communication system is detected by the analog level detection circuit 20. In this case, the reception digital circuit unit is further driven for signal detection, and the data transmission operation is performed after performing the DAA determination operation using the frequency selection effect by performing the FFT. Then, UWB communication is performed by notching the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected, not the entire band (Full Band) of one OFDM symbol.

図4と図8に示した従来例とを比較すると、狭帯域の信号が存在する場合には、アナログ回路のレベル検出が前置きされる分だけ、アナログ検出時間だけ検出が遅れる(図4Bを参照のこと)。アナログ検出に要する時間は、主に、アナログ・レベル検出器20内の低域通過フィルタの時定数によって決定されるが、本実施形態のような500MHz(1シンボル分)にわたる信号を濾派するためには、せいぜい数マイクロ秒要すれば所望の特性が得られるものと考えられる。また、多くの場合、UWB帯域内に狭帯域信号が存在しないと考えられることから、図4Aに示すようにデジタル回路によるレベル検出手順を省くことが可能となるメリットは大きい。   Comparing FIG. 4 with the conventional example shown in FIG. 8, when a narrow-band signal is present, the detection is delayed by the analog detection time by the amount that the analog circuit level detection is preceded (see FIG. 4B). ) The time required for the analog detection is mainly determined by the time constant of the low-pass filter in the analog level detector 20, but in order to filter the signal over 500 MHz (for one symbol) as in this embodiment. Therefore, it is considered that desired characteristics can be obtained if it takes several microseconds at most. Further, in many cases, it is considered that there is no narrowband signal in the UWB band, so that there is a great merit that the level detection procedure by the digital circuit can be omitted as shown in FIG. 4A.

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。   The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.

本明細書では、マルチバンド方式を採用したOFDM_UWB通信に適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。UWB通信以外のOFDM変調方式を採用した無線通信装置、あるいはOFDM以外のマルチキャリア伝送方式を採用した無線通信装置に対しても、同様に本発明を適用することができる。   In this specification, the embodiment applied to the OFDM_UWB communication adopting the multiband method has been mainly described, but the gist of the present invention is not limited to this. The present invention can be similarly applied to a wireless communication apparatus adopting an OFDM modulation scheme other than UWB communication, or a wireless communication apparatus employing a multicarrier transmission scheme other than OFDM.

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。   In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims should be taken into consideration.

図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、デジタル/アナログ変換器を用いて、利得設定情報から基準レベルを生成する回路構成を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a circuit configuration for generating a reference level from gain setting information using a digital / analog converter. 図3は、DAA判定結果に基づいてデータ送信動作を開始するための動作手順を示したフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure for starting a data transmission operation based on the DAA determination result. 図4Aは、他の通信システムからの妨害波が検出されず、データ送信動作を即座に開始する場合(Dominant case)の送信動作のタイミング・チャートを示した図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a timing chart of a transmission operation in a case where an interference wave from another communication system is not detected and a data transmission operation is immediately started (Dominant case). 図4Bは、他の通信システムからの妨害波が検出されたとき(Non−dominant case)の送信動作のタイミング・チャートを示した図である。FIG. 4B is a diagram illustrating a timing chart of a transmission operation when an interference wave from another communication system is detected (non-dominant case). 図5は、マルチバンドを採用したOFDM_UWB通信方式において規定されている周波数割り当て例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of frequency allocation defined in the OFDM_UWB communication system employing multiband. 図6は、マルチバンドOFDM方式において、時間軸のOFDMシンボルに対して周波数ホッピングしながらデータ伝送を行なう様子を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which data transmission is performed while performing frequency hopping on an OFDM symbol in the time axis in the multiband OFDM scheme. 図7は、他システムの送信信号が検出された周波数帯域にのみ切り欠きを入れて、他システムとの干渉を回避しながら、それ以外の周波数帯域を利用してUWB通信を行なう様子を示した図である。FIG. 7 shows a state in which UWB communication is performed using other frequency bands while notching only the frequency band in which the transmission signal of the other system is detected to avoid interference with the other system. FIG. 図8は、OFDM復調した結果に基づいてサブキャリア単位でDAAの判定を行なうタイミング・チャートを示した図である。FIG. 8 is a timing chart for performing DAA determination in units of subcarriers based on the result of OFDM demodulation.

符号の説明Explanation of symbols

1…無線通信装置
2…アンテナ
3…アンテナ・スイッチ
11…低雑音増幅器
12…周波数変換器
13…周波数選択部
14…利得調整部
15…アナログ/デジタル変換器
16…FFT
17…データ再現部
20…アナログ・レベル検出回路
21…検波器
22…低域通過フィルタ
23…比較器
24…基準レベル設定器
31…通信動作制御部
41…高出力増幅器
42…周波数変換器
43…利得調整部
44…周波数選択部
45…デジタル/アナログ変換器
46…IFFT
47…送信データ生成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless communication apparatus 2 ... Antenna 3 ... Antenna switch 11 ... Low noise amplifier 12 ... Frequency converter 13 ... Frequency selection part 14 ... Gain adjustment part 15 ... Analog / digital converter 16 ... FFT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 ... Data reproduction part 20 ... Analog level detection circuit 21 ... Detector 22 ... Low-pass filter 23 ... Comparator 24 ... Reference level setting device 31 ... Communication operation control part 41 ... High output amplifier 42 ... Frequency converter 43 ... Gain adjusting unit 44 ... frequency selecting unit 45 ... digital / analog converter 46 ... IFFT
47 ... Transmission data generation unit

Claims (10)

周波数軸上に並ぶ複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送受信する無線通信装置であって、
受信信号をアナログ処理する受信アナログ回路部と、
アナログ処理後の受信信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換部と、
前記アナログ/デジタル変換部によるデジタル信号に変換する前に、受信アナログ信号のレベルを検出するアナログ・レベル検出部と、
デジタル変換後の受信信号から元の各サブキャリアに復調する復調処理部と、
復調処理後のマルチキャリア信号から受信データを再現するデータ再現部と、
送信データを生成する送信データ生成部と、
送信データを複数のサブキャリアからなるマルチキャリア送信信号に変調する変調処理部と、
変調処理後の送信信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナログ変換部と、
アナログ変換後の送信信号をアナログ処理する送信アナログ回路部と、
送受信動作を制御する通信動作制御部を備え、
前記通信動作制御部は、データ送信動作を開始する前に、前記アナログ・レベル検出部における検出結果に基づいて、他の通信システムからの送信信号の有無を検査する、
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device for transmitting and receiving a multicarrier signal composed of a plurality of subcarriers arranged on a frequency axis,
A reception analog circuit unit for analog processing of the received signal;
An analog / digital converter that converts the received signal after analog processing into a digital signal;
An analog level detector for detecting the level of the received analog signal before converting it to a digital signal by the analog / digital converter;
A demodulation processing unit that demodulates the received signal after digital conversion into the original subcarriers;
A data reproduction unit that reproduces received data from the demodulated multicarrier signal;
A transmission data generation unit for generating transmission data;
A modulation processing unit that modulates transmission data into a multicarrier transmission signal composed of a plurality of subcarriers;
A digital / analog converter that converts the modulated transmission signal into an analog signal;
A transmission analog circuit unit for analog processing of the transmission signal after analog conversion;
A communication operation control unit that controls transmission and reception operations is provided.
The communication operation control unit checks the presence or absence of a transmission signal from another communication system based on the detection result in the analog level detection unit before starting the data transmission operation.
A wireless communication apparatus.
前記通信動作制御部は、前記アナログ・レベル検出部において他の通信システムからの送信信号が検出されたときには、さらに前記アナログ/デジタル変換部による受信アナログ信号のデジタル変換、及び前記復調処理部による復調処理を行なって、該送信信号が存在する周波数帯域を特定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
When the analog level detection unit detects a transmission signal from another communication system, the communication operation control unit further converts the received analog signal into a digital signal by the analog / digital conversion unit and demodulates by the demodulation processing unit. Process to identify the frequency band in which the transmitted signal exists,
The wireless communication apparatus according to claim 1.
前記通信動作制御部は、前記変調処理部に対して、他の通信システムからの送信信号が検出された周波数帯域のサブキャリアを除いて、送信データの変調処理を行なわせる、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
The communication operation control unit causes the modulation processing unit to perform transmission data modulation processing except for subcarriers in a frequency band in which a transmission signal from another communication system is detected;
The wireless communication apparatus according to claim 2.
前記アナログ・レベル検出部は、
送受信に使用する周波数帯域内の任意の信号を整流する検波器と、
前記検波器の出力を直流信号に変換する低周波通過フィルタと、
該直流信号を所定の基準レベルと比較する比較器を備え、
該比較結果に基づいて、受信アナログ信号のレベルを検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
The analog level detector is
A detector for rectifying an arbitrary signal in a frequency band used for transmission and reception;
A low-frequency pass filter that converts the output of the detector into a DC signal;
A comparator for comparing the DC signal with a predetermined reference level;
Based on the comparison result, the level of the received analog signal is detected.
The wireless communication apparatus according to claim 1.
他の通信システムからの送信信号検出時における前記受信アナログ回路部が持つ利得、熱雑音の変化、又は伝搬路が持つ周波数特性のいずれかに応じて前記比較器に与える基準レベルを設定する基準レベル設定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
A reference level for setting a reference level to be given to the comparator according to any of gain, thermal noise change, or propagation path frequency characteristics of the reception analog circuit unit when detecting a transmission signal from another communication system Further comprising setting means,
The wireless communication apparatus according to claim 1.
周波数軸上に並ぶ複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送受信する無線通信方法であって、データ送信動作を開始する前に、
受信信号をアナログ処理する受信アナログ処理ステップと、
受信アナログ信号のレベルを検出するアナログ・レベル検出ステップと、
前記アナログ・レベル検出ステップにおける検出結果に基づいて、他の通信システムからの送信信号の有無を判定する妨害波判定ステップと、
他の通信システムからの送信信号が存在すると判定したことに応答して、アナログ処理後の受信信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換ステップと、
デジタル変換後の受信信号から元の各サブキャリアに復調する復調処理ステップと、
復調処理後の信号から妨害波が存在する周波数帯域を特定する周波数検査ステップと、
を実行することを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for transmitting and receiving a multicarrier signal composed of a plurality of subcarriers arranged on a frequency axis, before starting a data transmission operation,
A reception analog processing step for analog processing of the received signal;
An analog level detection step for detecting the level of the received analog signal;
Based on the detection result in the analog level detection step, an interference wave determination step for determining the presence or absence of a transmission signal from another communication system,
In response to determining that there is a transmission signal from another communication system, an analog / digital conversion step of converting the received signal after analog processing into a digital signal;
A demodulation processing step for demodulating the received signal after digital conversion into the original subcarriers;
A frequency inspection step for identifying a frequency band in which an interfering wave exists from the demodulated signal;
The wireless communication method characterized by performing.
前記周波数検査ステップにおいて他の通信システムからの送信信号が検出された周波数帯域のサブキャリアを除いて、送信データの変調処理を行ない、データ送信を行なうデータ送信ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。
A data transmission step of performing data transmission processing by performing modulation processing of transmission data except for subcarriers in a frequency band in which a transmission signal from another communication system is detected in the frequency inspection step;
The wireless communication method according to claim 6.
前記妨害波判定ステップにおいて他の通信システムからの送信信号が存在しないと判定したことに応答して、データ送信を行なうデータ送信ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。
In response to determining that there is no transmission signal from another communication system in the interference wave determination step, the method further includes a data transmission step of performing data transmission.
The wireless communication method according to claim 6.
前記アナログ・レベル検出ステップでは、
送受信に使用する周波数帯域内の任意の信号を整流した後、低周波域のみ通過して直流信号に変換し、該直流信号を所定の基準レベルと比較することにより受信アナログ信号のレベルを検出する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。
In the analog level detection step,
After rectifying an arbitrary signal in the frequency band used for transmission / reception, it passes only in the low frequency band and converts it to a DC signal, and the level of the received analog signal is detected by comparing the DC signal with a predetermined reference level. ,
The wireless communication method according to claim 6.
他の通信システムからの送信信号検出時における前記受信アナログ処理ステップにおける利得、熱雑音の変化、又は伝搬路が持つ周波数特性のいずれかに応じて前記基準レベルを設定する、
ことを特徴とする請求項9に記載の無線通信方法。
The reference level is set according to any of the gain in the reception analog processing step when detecting a transmission signal from another communication system, a change in thermal noise, or a frequency characteristic of the propagation path.
The wireless communication method according to claim 9.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009017235A (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Toyo Networks & System Integration Co Ltd Ofdm communication system
EP2079184A2 (en) 2008-01-11 2009-07-15 Sony Corporation Power control for multicarrier transmission
EP2114017A2 (en) 2008-05-02 2009-11-04 Sony Corporation Communication apparatus
JP2010206788A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Sick Ag Optoelectronic sensor
JP2011521507A (en) * 2008-04-09 2011-07-21 ウィ−ラン・インコーポレイテッド System and method for utilizing spectrum resources in wireless communication
US8437260B2 (en) 2008-12-29 2013-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Victim system detector, method of detecting a victim system, wireless communication device and wireless communication method
JP2014161074A (en) * 2008-10-16 2014-09-04 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for avoiding interference between coexisting wireless systems
US8848644B2 (en) 2009-01-30 2014-09-30 Wi-Lan, Inc. Wireless local area network using TV white space spectrum and long term evolution system architecture
US8937872B2 (en) 2009-06-08 2015-01-20 Wi-Lan, Inc. Peer-to-peer control network for a wireless radio access network
US8989248B2 (en) 2010-09-08 2015-03-24 Electronics And Telecommunications Research Institute System and method for detecting victim signal in MB-OFDM UWB communication system
US8995292B2 (en) 2008-11-19 2015-03-31 Wi-Lan, Inc. Systems and etiquette for home gateways using white space
US9124476B2 (en) 2008-10-03 2015-09-01 Wi-Lan, Inc. System and method for data distribution in VHF/UHF bands

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009017235A (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Toyo Networks & System Integration Co Ltd Ofdm communication system
EP2079184A2 (en) 2008-01-11 2009-07-15 Sony Corporation Power control for multicarrier transmission
US8374259B2 (en) 2008-01-11 2013-02-12 Sony Corporation Transmitting apparatus, communication system, transmitting method and program
US8675677B2 (en) 2008-04-09 2014-03-18 Wi-Lan, Inc. System and method for utilizing spectral resources in wireless communications
JP2011521507A (en) * 2008-04-09 2011-07-21 ウィ−ラン・インコーポレイテッド System and method for utilizing spectrum resources in wireless communication
EP2114017A2 (en) 2008-05-02 2009-11-04 Sony Corporation Communication apparatus
US8335285B2 (en) 2008-05-02 2012-12-18 Sony Corporation Communication apparatus
US9124476B2 (en) 2008-10-03 2015-09-01 Wi-Lan, Inc. System and method for data distribution in VHF/UHF bands
JP2014161074A (en) * 2008-10-16 2014-09-04 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for avoiding interference between coexisting wireless systems
US8995292B2 (en) 2008-11-19 2015-03-31 Wi-Lan, Inc. Systems and etiquette for home gateways using white space
US8437260B2 (en) 2008-12-29 2013-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Victim system detector, method of detecting a victim system, wireless communication device and wireless communication method
US8848644B2 (en) 2009-01-30 2014-09-30 Wi-Lan, Inc. Wireless local area network using TV white space spectrum and long term evolution system architecture
JP2010206788A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Sick Ag Optoelectronic sensor
US8937872B2 (en) 2009-06-08 2015-01-20 Wi-Lan, Inc. Peer-to-peer control network for a wireless radio access network
US8989248B2 (en) 2010-09-08 2015-03-24 Electronics And Telecommunications Research Institute System and method for detecting victim signal in MB-OFDM UWB communication system

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