JP2006295464A

JP2006295464A - Ｄｓｓｓ／ｏｆｄｍ両面待ち受信方法および無線ｌａｎ装置

Info

Publication number: JP2006295464A
Application number: JP2005112213A
Authority: JP
Inventors: Shuji Kubota; 修司久保田; Mayuko Ueno; 真由子上野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: JP4476154B2

Abstract

【課題】精度よくＤＳＳＳのＡＧＣ処理を実現するＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法および無線ＬＡＮ装置を提供する。
【解決手段】ＤＳＳＳ方式およびＯＦＤＭ方式の両方式に対応した無線ＬＡＮ装置における受信方法であって、受信信号がＤＳＳＳ方式またはＯＦＤＭ方式であるかを判断するために各方式における相関を検出する相関検出工程と、前記ＯＦＤＭ方式での相関が検出されたことによるＯＦＤＭサーチトリガの発生によりＯＦＤＭ方式で受信するＯＦＤＭ受信工程と、前記ＯＦＤＭ受信工程で、前記ＤＳＳＳ方式での相関が検出されたことによるＤＳＳＳサーチトリガが発生した場合に、該ＯＦＤＭ受信工程を中断し、前記ＤＳＳＳ方式での受信に移行するＤＳＳＳ受信移行工程と、前記ＤＳＳＳ方式で受信するＤＳＳＳ受信工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮ装置におけるＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法および無線ＬＡＮ装置に関する。

無線ＬＡＮ技術はＩＥＥＥ８０２．１１（Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.11）において標準化が進み、従前の有線式のネットワークに代え、あるいは有線式のネットワークと並存する形で無線ＬＡＮの導入が進んでいる。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（以下、１１ｂと記す）ではＤＳＳＳ（Direct Sequence Spread Spectrum）方式が規定され、ＩＥＥＥ８０２．１１ａではＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が規定されており、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ（以下、１１ｇと記す）ではこれらのＤＳＳＳ方式とＯＦＤＭ方式の両方式に対応する内容が規定されている。

ＩＥＥＥ８０２.１１規格はバースト信号を対象としているが、このバースト信号の先頭には信号検出および同期処理等を行うためのプリアンブル信号が付加されている。上記１１ｇ規格は１１ｂ規格の上位互換を実現し、さらに高速通信を行うために、１１ｂで使用されているＤＳＳＳ/ＣＣＫ変調に加えてＯＦＤＭ変調をサポートしている。

１１ｇ規格においては１１ｂと上位互換を実現するために、ＤＳＳＳ/ＣＣＫとＯＦＤＭ信号のどちらを送信するかはプロトコルで規定されており、同じネットワーク内に１１ｂの端末が存在する場合にはＤＳＳＳ/ＣＣＫ変調信号によるパケット送信であらかじめネットワークを占有する時間を知らせて、その時間内でＯＦＤＭ通信を行うようになっている。

このように１１ｇ規格対応受信機はＤＳＳＳ/ＣＣＫとＯＦＤＭ変調の両方を同時に受信対象とする必要があるため、両復調器を同時に平行動作させる必要がある。しかし消費電力を抑える目的においても、両復調器を同時動作させておくのは好ましくない。そこで両方の信号検出器のみ動作させ、信号検出した後で検出により選択された方の復調器を動作させる方式が望ましい。

ただし、両方の信号検出器はＡＧＣ処理やアンテナ切り替えも含めて考えないといけないので、すべての処理を両方パラレルで動作させることも難しく、ＡＧＣなどのＲＦ制御はシーケンシャルに処理する必要がある。

ＯＦＤＭのプリアンブル検出器はパワーが大きい時はＲＳＳＩ検出で初期トリガを実現できるが、パワーが小さい信号の場合も相関検出器で高速に検出する必要がある。そのため、最初の信号検出は1シンボル０．８μｓｅｃで相関検出による初期トリガを行う。そのため、相関処理は相互相関によりおこなう。また確実にトリガがかかるように検出閾値はあまり上げすぎない。とりあえずトリガを立てて後処理で確実に判断を下すようにする。

初期検出後、ＯＦＤＭ受信機はＲＳＳＩ信号値を利用してＡＧＣ処理を高速に行う。また、バースト波受信時にアンテナ切り替えも毎回行う。ＯＦＤＭのＡＧＣ処理とアンテナ切り替え処理は０．８μｓｅｃのショートプリアンブル周期×１０=８μｓｅｃのうち、約５μｓｅｃの時間で行う必要がある。ＡＧＣが決まった段階で残りの３μｓｅｃ程度で詳細な相関検出と同期処理、周波数オフセットの疎調整を行う。

ＤＳＳＳの受信のプリアンブル検出器は、Ｂｅｒｋｅｒコードの相関処理により行う。一般にＢｅｒｋｅｒ相関器はノイズに強いため入力信号がＯＦＤＭプリアンブル信号でも、弁別能力が高い。

ＤＳＳＳ部のＡＧＣ処理はＤＳＳＳを使わないフィードバッグ方式のため処理に時間がかかる。又、周波数オフセットの問題もあり、ＡＧＣ精度を求める場合、フィードバックの回数を増やす必要がある。

ＤＳＳＳの１シンボル時間は１μｓｅｃ、ＯＦＤＭの１シンボル時間は０．８μｓｅｃであるため、ＯＦＤＭ検出器の方が先に判断を下すことになる。

ここで今、ＤＳＳＳの信号が入力された場合を考える。ＤＳＳＳの入力信号は方形波のような波形をしており、ＯＦＤＭの相関器は相互相関器なので、方形波のような波形に対して誤検出しやすい。そのため、先に初期トリガが判断を下すＯＦＤＭで誤って検出した場合、ＯＦＤＭのＡＧＣ/ＡＮＴ処理の後、同期検出処理まで行うことになり、同期ミスを検出して、ＯＦＤＭからＤＳＳＳへの処理に移る。

しかしながら、信号入力の２０μｓｅｃまでにＡＧＣ処理する必要があるため、ＯＦＤＭ処理から同期ミスで遷移するための８μｓｅｃ時間かかることを考えるとＤＳＳＳ処理により早く移ったほうがより望ましい。

本発明はこのような問題点に鑑み、精度よくＤＳＳＳのＡＧＣ処理を実現するＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法および無線ＬＡＮ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明にあっては、ＤＳＳＳ方式およびＯＦＤＭ方式の両方式に対応した無線ＬＡＮ装置における受信方法であって、受信信号がＤＳＳＳ方式またはＯＦＤＭ方式であるかを判断するために各方式における相関を検出する相関検出工程と、前記ＯＦＤＭ方式での相関が検出されたことによるＯＦＤＭサーチトリガの発生によりＯＦＤＭ方式で受信するＯＦＤＭ受信工程と、前記ＯＦＤＭ受信工程で、前記ＤＳＳＳ方式での相関が検出されたことによるＤＳＳＳサーチトリガが発生した場合に、該ＯＦＤＭ受信工程を中断し、前記ＤＳＳＳ方式での受信に移行するＤＳＳＳ受信移行工程と、前記ＤＳＳＳ方式で受信するＤＳＳＳ受信工程とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にあっては、前記相関検出工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルは、前記ＯＦＤＭ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルよりも高いことを特徴とする。

また、本発明にあっては、前記ＯＦＤＭ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルは、前記ＤＳＳＳ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルよりも高いことを特徴とする。

また、本発明にあっては、ＤＳＳＳ方式およびＯＦＤＭ方式の両方式に対応した無線ＬＡＮ装置であって、受信信号がＤＳＳＳ方式またはＯＦＤＭ方式であるかを判断するために各方式における相関を検出する相関検出手段と、前記ＯＦＤＭ方式で受信するＯＦＤＭ受信手段と、前記ＤＳＳＳ方式で受信するＤＳＳＳ受信手段とを有し、前記ＯＦＤＭ受信手段でＯＦＤＭ方式で受信中に、前記相関検出手段で前記ＤＳＳＳ方式での相関が検出されたことによるＤＳＳＳサーチトリガが発生した場合に、前記ＯＦＤＭ受信手段での受信を中断し、前記ＤＳＳＳ受信手段での受信に移行することを特徴とする。

また、本発明にあっては、前記相関検出手段は、前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルを可変とすることを特徴とする。

本発明によれば、精度よくＤＳＳＳのＡＧＣ処理を実現するＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法および無線ＬＡＮ装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

図１は本発明の一実施形態にかかる無線ＬＡＮ装置の構成例を示す図である。なお、受信に関する機能部のみを示しており、送信に関する機能部は省略してある。

図１において、無線ＬＡＮ装置は、アンテナ１Ａ、１Ｂと、単体のＩＣチップから構成されるＲＦ部２と、別の単体のＩＣチップから構成されるＢＢ／ＭＡＣ部３とから構成され、ＢＢ／ＭＡＣ部３は無線ＬＡＮにより通信を行うアプリケーションを含む上位の装置であるＰＣ（Personal Computer）、プリンタ等のホストＣＰＵ４と接続されるようになっている。

また、ＢＢ／ＭＡＣ部３は、ＲＦ部２から出力されるコンバージョン（搬送波周波数の信号とのミキシング）後の受信信号のＩ成分（ＲＸＩ）、Ｑ成分（ＲＸＱ）および受信信号強度を示すＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）信号を入力してデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部３１と、ＲＦ部２とのインタフェースを行い、次に説明するＯＦＤＭ部３３およびＤＳＳＳ部３４の動作を制御するＲＦインタフェース部３２と、ＯＦＤＭ方式の復調を行うＯＦＤＭ部３３と、ＤＳＳＳ方式の復調を行うＤＳＳＳ部３４とを備えている。なお、ＯＦＤＭ部３３とＤＳＳＳ部３４には、ＲＦ部２のゲインを制御するＡＧＣ処理部３３１、３４１、所望の方式の信号であるか否かを検出する相関検出部３３２、３４２、データを復調する復調部３３３、３４３等がそれぞれ設けられている。

ＲＦインタフェース部３２とＯＦＤＭ部３３、ＤＳＳＳ部３４との間で交わされる信号として、本発明に関係するものは次の信号である。

Ｒ_ＸＩ，Ｑ：デジタル化された受信信号
ＲＳＳＩ＿ＴＲＩＧ：キャリア検出時に発生するトリガ信号
ＯＦＤＭ＿ＡＣＴ：ＯＦＤＭ部３３の動作中に発生する信号
ＯＦＤＭ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ：ＯＦＤＭ部３３の相関検出部３３２によりＯＦＤＭ信号が検出された場合に発生するトリガ信号
ＯＦＤＭ＿ＳＹＮＣＬＯＳＳ＿ＴＲＩＧ：ＯＦＤＭ部３３の復調部３３３において同期誤りが発生した場合に発生するトリガ信号
ＯＦＤＭ＿ＥＮＤ＿ＴＲＩＧ：ＯＦＤＭ部３３の復調部３３３において復調が終了した場合に発生するトリガ信号
ＤＳＳＳ＿ＡＣＴ：ＤＳＳＳ部３４の動作中に発生する信号
ＤＳＳＳ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ：ＤＳＳＳ部３４の相関検出部３４２によりＤＳＳＳ信号が検出された場合に発生するトリガ信号
ＤＳＳＳ＿ＥＮＤ＿ＴＲＩＧ：ＤＳＳＳ部３４の復調部３４３において復調が終了した場合に発生するトリガ信号
更に、ＢＢ／ＭＡＣ部３は、次に説明するＭＡＣ部３６とのインタフェースを行うＭＡＣインタフェース部３５と、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）等のメディアアクセス制御（MAC: Media Access Control）を行うＭＡＣ部３６とを備えている。

本発明の実施の形態における無線ＬＡＮ装置の構成は以上のようになっている。次に、具体的な処理について説明する。まず、キャリアが検出されると、ＯＦＤＭ部３３の相関検出部３３２ならびにＤＳＳＳ部２４の相関検出部３４２は、相関検出を開始する。この相関検出においてＤＳＳＳ部２４の相関検出部３４２は、バーカー検出を行う。このバーカー検出はノイズに強く、ＯＦＤＭプリアンブルとも弁別能力が高いため相関検出部３４２の検出結果を優先することが望ましい。

したがって、ＤＳＳＳ信号が入力され、仮にＯＦＤＭ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ信号が発生したとしても、ＯＦＤＭの同期ミスを判定するまでに、バーカー検出が行われた場合、入力信号はＤＳＳＳ信号と判断して即座にＤＳＳＳ部３４へ処理を移すようにすることで、ＤＳＳＳ部３４でのＡＧＣ処理に時間をかけることができ、より精度よくＡＧＣ処理を実現できる。

このことを、具体的に図２を用いて説明する。図２は、ＯＦＤＭ部とＤＳＳＳ部の処理を示す図である。ＯＦＤＭ部とＤＳＳＳ部は、まずともに相関検出を行う。ＯＦＤＭ部が、ＯＦＤＭ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ信号を発生し、ＯＦＤＭ処理を開始する。このときＤＳＳＳ部は、相関検出を続けて行う。そして、ＤＳＳＳ部がバーカー検出するとＤＳＳＳ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ信号を発生し、バーカー検出が優先されるので、ＯＦＤＭ部は、ＯＦＤＭ処理を中断し、ＤＳＳＳ部は、ＤＳＳＳ処理を実行する。

次に、閾値レベルを変える処理について、図３を用いて説明する。この説明において、閾値レベルが低いほど、入力信号がＤＳＳＳ信号であるかどうかの判定が厳しくなる。すなわち低い閾値レベルでＤＳＳＳ信号と判定された入力信号ほど、ＤＳＳＳ信号である確度が高い。

図３に示されるように、相関検出を開始した当初の閾値レベルは、ＤＳＳＳ信号を取りこぼすことなく検出するために判定を甘くして、比較的高い閾値レベルを設定する。ＯＦＤＭ＿ＳＥＡＲＣＨ＿ＴＲＩＧ信号が発生した後のＯＦＤＭ処理中の相関検出は補助的に使うものであるので、確実にＤＳＳＳ信号であると判断しなければならないため、当初の閾値レベルよりは低くして判定を厳しくする。

次に、ＯＦＤＭ処理で同期ミスによりＯＦＤＭ＿ＳＹＮＣＬＯＳＳ＿ＴＲＩＧ信号が発生し、ＤＳＳＳ部に処理が移った後は、さらに閾値レベルをより低い閾値にする。ＤＳＳＳ部に処理が移った後にＡＧＣ処理が行われるが、この時点ではＤＳＳＳ信号であるかどうかの判定を行うというより、ＤＳＳＳ信号の消失を判断することを目的としている。

ＤＳＳＳ信号が消失した場合、すぐに初期状態（ＯＦＤＭとＤＳＳＳが初期トリガ検出待ち状態になること）に戻る必要がある。その理由はＤＳＳＳのプリアンブル信号が非常に長いため、その間の状態の変化に対応するためである。このように本実施の形態における無線ＬＡＮ装置は、閾値レベルが可変となっている。特に上記説明のように、三段階の閾値レベルをもち、それらの閾値レベルで可変とするようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかる無線ＬＡＮ装置の構成例を示す図である。ＯＦＤＭ部とＤＳＳＳ部の処理を示す図である。閾値レベル（三段階）を可変とする例を示す図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂアンテナ
２ＲＦ部
３ＢＢ／ＭＡＣ部
３１Ａ／Ｄ変換部
３２ＲＦインタフェース部
３３ＯＦＤＭ部
３３１ＡＧＣ処理部
３３２相関検出部
３３３復調部
３４ＤＳＳＳ部
３４１ＡＧＣ処理部
３４２相関検出部
３４３復調部
３５ＭＡＣインタフェース部
３６ＭＡＣ部
４ホストＣＰＵ

Claims

ＤＳＳＳ方式およびＯＦＤＭ方式の両方式に対応した無線ＬＡＮ装置における受信方法であって、
受信信号がＤＳＳＳ方式またはＯＦＤＭ方式であるかを判断するために各方式における相関を検出する相関検出工程と、
前記ＯＦＤＭ方式での相関が検出されたことによるＯＦＤＭサーチトリガの発生によりＯＦＤＭ方式で受信するＯＦＤＭ受信工程と、
前記ＯＦＤＭ受信工程で、前記ＤＳＳＳ方式での相関が検出されたことによるＤＳＳＳサーチトリガが発生した場合に、該ＯＦＤＭ受信工程を中断し、前記ＤＳＳＳ方式での受信に移行するＤＳＳＳ受信移行工程と、
前記ＤＳＳＳ方式で受信するＤＳＳＳ受信工程と
を備えたことを特徴とするＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法。
請求項１に記載のＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法において、
前記相関検出工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルは、前記ＯＦＤＭ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルよりも高いことを特徴とするＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法。
請求項２に記載のＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法において、
前記ＯＦＤＭ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルは、前記ＤＳＳＳ受信工程での前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルよりも高いことを特徴とするＤＳＳＳ／ＯＦＤＭ両面待ち受信方法。
ＤＳＳＳ方式およびＯＦＤＭ方式の両方式に対応した無線ＬＡＮ装置であって、
受信信号がＤＳＳＳ方式またはＯＦＤＭ方式であるかを判断するために各方式における相関を検出する相関検出手段と、
前記ＯＦＤＭ方式で受信するＯＦＤＭ受信手段と、
前記ＤＳＳＳ方式で受信するＤＳＳＳ受信手段とを有し、
前記ＯＦＤＭ受信手段でＯＦＤＭ方式で受信中に、前記相関検出手段で前記ＤＳＳＳ方式での相関が検出されたことによるＤＳＳＳサーチトリガが発生した場合に、前記ＯＦＤＭ受信手段での受信を中断し、前記ＤＳＳＳ受信手段での受信に移行することを特徴とする無線ＬＡＮ装置。
請求項４に記載の無線ＬＡＮ装置において、
前記相関検出手段は、前記ＤＳＳＳ方式における相関を検出するための閾値レベルを可変とすることを特徴とする無線ＬＡＮ装置。