JP2007221500A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信パケットがＭＭパケット又はＧＦパケットのいずれであるかを正確に判別し、ＧＦパケット受信時の無駄な復号動作と、通信の非効率化を回避する。
【解決手段】ＭＭパケットでは５２トーンのＯＦＤＭシンボルが送信されるのに対し、ＧＦパケットでは５６トーンのＯＦＤＭシンボルが送信されることから、ＦＦＴ出力にサブキャリア・インデックスで±２７及び２８に信号が存在するかどうかを検証して、受信パケットのフォーマットを判別する。あるいは、フォーマット毎のＣｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔ量の相違を基に、パケット・フォーマットを判別する。ＧＦパケットであれば、Ｌ−ＳＩＧ以降の復号処理を停止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のパケット・フォーマットを規定した仕様に基づく通信環境下で通信動作を行なう無線通信装置及び無線通信方法に係り、特に、規定のパケット・フォーマットのうち少なくとも一部に対応していない無線通信装置及び無線通信方法に関する。

さらに詳しくは、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの互換性を持つＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅで受信動作を行なう無線通信装置及び無線通信方法に係り、特に、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄには対応していないがＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄパケット受信時に効率的な通信動作を行なう無線通信装置及び無線通信方法に関する。

旧来の有線通信方式における配線から解放するシステムとして、無線ネットワークが注目されている。無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．１５を挙げることができる。

例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇでは、無線ＬＡＮの標準規格として、マルチキャリア方式の１つであるＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）変調方式が採用されている。ＯＦＤＭ変調方式では、ＯＦＤＭ変調方式によれば、送信データを相互に直交する周波数が設定された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。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇの規格では最大で５４Ｍｂｐｓの通信速度を達成する変調方式をサポートしているが、さらなる高ビットレートを実現できる次世代の無線ＬＡＮ規格が求められている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇの拡張規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信を採用することによって、実効スループットで１００ＭＢＰＳを超える高速な無線ＬＡＮ技術の開発を目指している。

ＭＩＭＯ通信は、空間多重した複数の空間ストリームを用いて無線通信の高速化を実現する技術である。送信機側では複数のアンテナを用いて送信データを複数のストリームに分配して送出し、受信機は複数のアンテナにより受信した空間多重信号に対してチャネル特性を利用した信号処理を行なうことによって空間分離し、ストリーム毎の信号をクロストークなしに取り出すことができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。ＭＩＭＯ通信方式によれば、周波数帯域を増大させることになく、アンテナ本数に応じて伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成することができる。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＰＨＹ層は、従来のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとは変調方式や符号化方式などの伝送方式（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ：ＭＣＳ）が全く相違する高スループット（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ：ＨＴ）伝送モード（以下では、「ＨＴモード」とも呼ぶ）を持つとともに、従来のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇと同じパケット・フォーマット及び同じ周波数領域でデータ伝送を行なう動作モード（以下では、「レガシー・モード」とも呼ぶ）も備えている。また、ＨＴモードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇに準拠する従来端末（以下では、「レガシー端末」とも呼ぶ）との互換性を持つ“Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ（ＭＭ）”と呼ばれる動作モードと、レガシー端末との互換性を全く持たない“Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ（ＧＦ）”と呼ばれる動作モードに分けられる（例えば、非特許文献１を参照のこと）。

図１２〜図１４には、レガシー・モード、ＭＭ、ＧＦの各動作モードにおけるパケット・フォーマットをそれぞれ示している。但し、各図において１ＯＦＤＭシンボルは４マイクロ秒であるとする。

図１２に示すレガシー・モード下のパケット（以下、「レガシー・パケット」とも呼ぶ）はＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇと全く同じフォーマットである。レガシー・パケットのヘッダ部は、レガシー・プリアンブルとして、パケット発見用の既知ＯＦＤＭシンボルからなるＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）と、同期獲得並びに等化用の既知トレーニング・シンボルからなるＬ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）と、伝送レートやデータ長などを記載したＬ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ ＳＩＧＮＡＬ Ｆｉｅｌｄ）で構成され、これに続いてペイロード（Ｄａｔａ）が送信される。

また、図１３に示すパケット（以下、「ＭＭパケット」とも呼ぶ）のヘッダ部は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとまったく同じフォーマットからなるレガシー・プリアンブルと、これに続くＩＥＥＥ８０２．１１ｎに特有のフォーマット（以下では、「ＨＴフォーマット」とも呼ぶ）からなるプリアンブル（以下では、「ＨＴプリアンブル」とも呼ぶ）及びデータ部で構成される。ＭＭパケットは、レガシー・パケットにおけるＰＨＹペイロードに相当する部分がＨＴフォーマットで構成されており、このＨＴフォーマット内は、再帰的にＨＴプリアンブルとＰＨＹペイロードで構成されると捉えることもできる。

ＨＴプリアンブルは、ＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦで構成される。ＨＴ−ＳＩＧには、ＰＨＹペイロード（ＰＳＤＵ）で適用するＭＣＳやペイロードのデータ長などのＨＴフォーマットを解釈するために必要となる情報が記載される。また、ＨＴ−ＳＴＦは、ＭＩＭＯシステムにおけるＡＧＣ（自動利得制御）を向上するためのトレーニング・シンボルからなる。また、ＨＴ−ＬＴＦは、受信機側で空間変調（マッピング）された入力信号毎にチャネル推定を行なうためのトレーニング・シンボルからなる。

なお、２本以上の伝送ブランチを使用するＭＩＭＯ通信の場合、受信機側では、受信信号の空間分離する、送受信アンテナ毎にチャネル推定してチャネル行列を獲得する必要がある。このため、送信機側では、各送信アンテナからＨＴ−ＬＴＦを時分割で送信するようになっている。したがって、空間ストリーム数に応じて１以上のＨＴ−ＬＴＦフィールドが付加されることになる。

ＭＭパケット中のレガシー・プリアンブルは、レガシー・パケットのプリアンブルと全く同じフォーマットであるとともに、レガシー端末がデコード可能な伝送方式で伝送される。これに対し、ＨＴプリアンブル以降のＨＴフォーマット部分はレガシー端末が対応していない伝送方式で伝送される。レガシー端末は、ＭＭパケットのレガシー・プリアンブル中のＬ−ＳＩＧをデコードして、自局宛てでないことと、データ長情報などを読み取り、適切な長さのＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）すなわち送信待機期間を設定して、衝突を回避することができる。この結果、ＭＭパケットはレガシー端末との互換性を実現することができる。但し、ＭＭパケットは、レガシー・プリアンブル部分を持つことにより、冗長なフォーマットとなり、スループットの点で不利である。

また、図１４に示すパケット（以下、「ＧＦパケット」とも呼ぶ）は、ＨＴフォーマット部分のみで構成される。ＧＦパケットのプリアンブルは、パケット発見用のＬ−ＳＴＦフィールド、チャネル推定用のＨＴ−ＬＴＦフィールド、ＨＴフォーマットを解釈するために必要となる情報が記載されたＨＴ−ＳＩＧフィールド、並びに２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦフィールドからなる。ＭＩＭＯ通信では、空間ストリーム毎にチャネル推定してチャネル行列を取得する必要があるから、２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦフィールドでは送信アンテナ本数分のＨＴ−ＬＴＦが時分割で送信される（同上）。ＧＦパケットは、レガシー端末とは全く互換性がないが、レガシー・プリアンブルを含まないので、ＭＭパケットよりも高いスループットを実現することが可能である。

現在のＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（ＥＷＣ）では、Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ（ＭＭ）への対応は必須であるが、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ（ＧＦ）への対応はオプショナルである。このような場合、ＭＭに対応するＭＭ端末として、ＧＦに対応するＭＭ端末とＧＦには非対応のＭＭ端末の２種類が製造されるというケースが想定される。以下では、ＧＦ非対応のＭＭ端末が上記のＧＦパケットを受信する処理について考察してみる。

まず、最初のＬ−ＳＴＦについては、ＭＭパケットでもＧＦパケットでも同様なので、ＭＭ端末は問題なく受信することができる。しかしながら、これに続くフィールドは、ＭＭパケットではＬ−ＬＴＦを受信するのに対し、ＧＦパケットではＨＴ−ＬＴＦを受信する（図１３及び図１４を参照のこと）。Ｌ−ＬＴＦは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａのＬＴＦシンボルと同じであり、２０ＭＨｚ並びに４０ＭＨｚ動作時のＬＴＦ ＯＦＤＭシンボルはそれぞれ下式（１）、（２）で表される。

また、２０ＭＨｚ並びに４０ＭＨｚ動作時のＨＴ−ＬＴＦシーケンスは、それぞれ下式（３）、（４）で表される。

ＭＭ端末は、Ｌ−ＬＴＦとＨＴ−ＬＴＦとの相違を識別することができれば、この時点でＧＦパケットを受信したと判断することができる。そして、それ以降のフィールドにおける無駄な復号処理を行なわないことで、受信処理の低消費電力化を図ることができる。しかしながら、Ｌ−ＬＴＦやＨＴ−ＬＴＦにはパリティ・チェックやＣＲＣなどの機構が設けられておらず、シーケンスの相違はごく僅かでしかないことから、通常の受信処理で見分けることはできない。

さらに続いて、ＭＭパケットであればＬ−ＳＩＧを受信するが、ＧＦパケットであればＨＴ−ＳＩＧを受信する（図１３及び図１４を参照のこと）。図１５にＬ−ＳＩＧフィールドのフォーマットを示す。図示の通り、Ｌ−ＳＩＧはパリティ・チェックの機構が設けられているが（上位から１７ビット目で、０〜１６ビットに対する偶数パリティを行なう）、１ビットしかないため、ＧＦパケットにおけるＨＴ−ＳＩＧを誤ってＬ−ＳＩＧとして受信してしまう可能性は低くない。また、ＨＴ−ＳＩＧをＬ−ＳＩＧと誤解したときには、１シンボル目のＨＴ−ＳＩＧの５〜１６をＬｅｎｇｔｈとして読み取ることになる。ここで、Ｌｅｎｇｔｈとして読み取った値が実際のパケット長よりも長くなる場合には、再送タイミングが遅れることになるから、通信の非効率化を招来する。また、ＧＦパケットと誤解すると、余分なフィールドを復号処理してしまい、装置の動作電力の浪費になる。

特開２００２−４４０５１号公報 ＥＷＣ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＷＩｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ） ＰＨＹ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ

本発明の目的は、複数のパケット・フォーマットを規定した仕様に基づく通信環境下で通信動作を行なうとともに、自分が対応していないパケット・フォーマットを受信したときに効率的な通信動作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。

本発明のさらなる目的は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの互換性を持つＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅで受信動作を行なうが、非対応であるＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄパケットを受信したときには余分な復号処理を行なうことなく、通信の効率化と低消費電力化を図ることができる、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。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、フォーマットが相違するパケットが往来する通信環境下でパケットの受信処理を行なう無線通信装置であって、
パケット送信元からの伝送信号をアンテナ経由で受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段による受信信号を復号するデータ復号手段と、
前記データ復号手段による復号データを処理するデータ処理手段と、
前記信号受信手段による受信信号に基づいてパケット・フォーマットを判別するフォーマット判別手段と、
前記フォーマット判別手段により判別されたパケット・フォーマットには前記データ処理手段が対応していないときに、判別した以降のフィールドにおける前記データ復号手段の動作を停止する制御手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。

本発明は、ＭＩＭＯ通信にＯＦＤＭ変調方式を適用した通信システムにおいて、ＭＩＭＯ信号を受信する無線通信装置に関するものであり、具体的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠するＭＩＭＯ受信機であって、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ用のレガシー・パケットとＩＥＥＥ８０２．１１ｎ用のＨＴフォーマットを含むＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ（ＭＭ）パケットの双方を受信するＭＭ端末として動作する無線通信装置である。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、高スループットを実現するＨＴモードとして、さらにＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ（ＧＦ）が検討されている。ＧＦパケットはＨＴフォーマットのみからなるから、レガシー・プリアンブルを含むＭＭパケットよりもさらに高いスループットを実現することができる。

ＭＭパケットがＬ−ＳＴＦから始まり、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧと続くのに対し、ＧＦパケットはＬ−ＳＴＦから始まり、Ｈ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＳＩＧと続く。ＧＦに非対応のＭＭ端末は、Ｌ−ＬＴＦとＨＴ−ＬＴＦとの相違を識別することができれば、この時点でＧＦパケットを受信したと判断して、それ以降のフィールドにおける無駄な復号処理を行なわないことができる。

しかしながら、Ｌ−ＬＴＦやＨＴ−ＬＴＦにはパリティ・チェックやＣＲＣなどの機構が設けられておらず、シーケンスの相違はごく僅かでしかないことから、通常の受信処理で見分けることはできない。このため、ＧＦパケットに対応していないＭＭ端末は、通常の受信動作ではＧＦパケットを受信してもすぐには判断できないために余分なフィールドを復号しなければならない、プリアンブルから誤った情報を読み取ってしまうと再送タイミングが遅れるなどの非効率的な通信動作を行なう可能性がある、といった問題がある。

これに対し、本発明に係る無線通信装置は、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違に着目し、受信パケットがいずれであるかを正確に判別する受信動作を行なうことにより、ＧＦパケット受信時の無駄な復号動作の回避による低消費電力化と、通信の非効率化を回避するようにした。

例えば、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違点として、各々のパケット・フォーマットにおけるＯＦＤＭシンボルに含まれるトーン数の相違に着目して、受信パケットがＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ又はＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄのいずれのパケット・フォーマットであるかを判別することができる。

具体的には、ＭＭパケットの先頭から１〜５番目のＯＦＤＭシンボルに相当するＬ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧの各フィールドは５２トーンからなるのに対し、ＧＦパケットの先頭から１〜５番目のＯＦＤＭシンボルに相当するＨＴ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＳＩＧ、２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦの各フィールドは５６トーンからなる。したがって、受信パケットの先頭から１〜５番目のＯＦＤＭシンボルにおいて、ＦＦＴ出力にサブキャリア・インデックスで±２７及び２８に信号が存在するかどうかを検証することによって、受信パケットのフォーマットを判別することができる。

サブキャリア・インデックスで±２７及び２８の位置に信号が存在するかどうかを検出する方法として、当該ＯＦＤＭシンボルの両端のサブキャリアの電力値を所定の閾値と比較する絶対的な判断方法や、隣接するサブキャリア（すなわちサブキャリア・インデックスで±２６以内の数キャリア）が持つ電力との比較により判断する相対的な判断方法などが考えられる。

また、１番目のＯＦＤＭシンボルだけを見て判断するのではなく、１〜３番目のＯＦＤＭシンボルにわたって同様に両端のサブキャリアの電力測定結果の平均とることで、ノイズの影響を排除して正確に判断することができる。あるいは、シンボル電力の微小な差を検出して、この結果に基づいて受信パケットのフォーマットを判別することもできる。

また、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの他の相違点として、レガシー・プリアンブルとＨＴフォーマットにおけるＣｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔの相違を挙げることができる。

ＭＩＭＯ通信では異なる空間ストリームを通して同一又は類似する信号が伝送される際に意図しないビームが形成されるが、送信機が空間ストリーム間で送信タイミングに時間差を設けて送信することで、この問題を解決することが知られている。空間ストリームに時間差信号を付加することを、“Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔ”若しくは“Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＣＤＤ）”と呼ぶ。送信タイミングに設ける適切な時間差は、空間ストリーム本数に応じて異なる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、同じ空間ストリーム数であっても、レガシー・フォーマット部分に比し、ＨＴフォーマット部分により大きな時間差が設定されている。したがって、受信信号の遅延プロファイルをとって、遅延量が大きければＨＴフォーマットであると判断することができる。

上述したように、Ｌ−ＬＴＦフィールドとＨＴ−ＬＴＦフィールドのシンボル・トーン数や空間ストリーム間での送信タイミングの時間差の相違に着目した場合、受信パケットの３シンボル目より以前（ＭＭパケットであればＬ−ＳＩＧの手前）でパケット・フォーマットの判別を行なうことができる。この場合、ＧＦパケットと判別したときにはＬ−ＳＩＧ以降のすべてのフィールドで復号処理を停止することができ、省電力化の効果が高い。

勿論、Ｌ−ＳＩＧ以降のフィールドにおけるＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違点を利用することもできる。例えば、パケットのプリアンブル中でＨＴ−ＳＩＧが現れるシンボル位置の相違を挙げることができる。

ＨＴ−ＳＩＧフィールドは、Ｌ−ＳＩＧフィールドに対して９０度だけ回転させた位相空間上でＢＰＳＫ変調を行なうようになっている。したがって、位相回転してＢＰＳＫ変調したＯＦＤＭシンボルの位置を確認することで、ＭＭ又はＧＦいずれのパケット・フォーマットであるかを判別することができる。例えば、ＭＭパケットにおいてＨＴ−ＳＩＧフィールドに相当する受信位置のＯＦＤＭシンボルの絶対的な位相値を測定したり、あるいは位相回転が施されていない隣接するシンボルとの相対的な位相差を測定したりして、当該シンボルがＨＴ−ＳＩＧであるかどうかを判別することができる。

また、ＭＭパケットのレガシー・パートに含まれるＬ−ＳＩＧフィールド内のパリティ・チェックの正否により、受信パケットがＭＭパケット・フォーマットであるかどうかを判別することができる。さらに、ＭＭパケットにおいてＨＴ−ＳＩＧフィールドに相当するＯＦＤＭシンボルを復号したデータを用いてＣＲＣチェックを行ない、これらの結果を組み合わせることで、フォーマット判別の精度を上げることができる。

本発明によれば、複数のパケット・フォーマットを規定した仕様に基づく通信環境下で通信動作を行なうとともに、自分が対応していないパケット・フォーマットを受信したときに効率的な通信動作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。

また、本発明によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠して、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの互換性を持つＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅで受信動作を行なうが、非対応であるＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄパケットを受信したときには余分な復号処理を行なうことなく、通信の効率化と低消費電力化を図ることができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することかできる。

本発明に係る無線通信装置は、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄに非対応にも拘らず、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄパケットを受信したときには余分なフィールドを長期にわたって受信処理することはなく、装置電力の浪費を防ぐことができる。

また、本発明に係る無線通信装置は、Ｇｒｅｅｎ ＦｉｅｌｄパケットのＨＴ−ＳＩＧをパケット・フェイルせずに偶然受信してしまい、意味もなく長いＮＡＶを設定して再送タイミングが遅れるといった通信の非効率かを防ぐことができる。

また、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄに対応した無線通信装置においては、本発明を適用することで、受信パケットがＭＭパケット又はＧＦパケットのいずれであるかを判断することができる。

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。

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。

本発明は、ＭＩＭＯ通信にＯＦＤＭ変調方式を適用した通信システムにおいて、ＭＩＭＯ信号を受信する無線通信装置に関するものであり、その具体例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠するＭＩＭＯ受信機である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、高スループットを実現するＨＴモードとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの互換性を持つ動作モード“Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ（ＭＭ）”の他に、レガシー端末との互換性を全く持たない動作モード“Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ（ＧＦ）”が検討されている。

図１には、本発明の一実施形態に係るＭＩＭＯ受信機におけるデジタル処理部分の構成を示している。図示の受信機は、２本の受信アンテナ（図示しない）を備え、２本の空間ストリームからなるＭＩＭＯ信号を受信するものとする。以下の説明では、この受信機は、図１３に示したＭＭパケットには対応するが、図１４に示したＧＦパケットには対応しない場合を想定する。

図示しないＲＦ処理部からは、各受信アンテナにおける受信信号をＲＦ処理して得られた２つのデジタル・ベースバンド信号Ａ及びＢが入力される。図示のデジタル処理部側では、これらデジタル・ベースバンド信号をＭＩＭＯ合成して２本の独立した空間ストリームに分離し、各ストリームをそれぞれ復調し、デインターリーブ、デパンクチャやチャネル復号を経て、元のビット列を出力するようになっている。

Ｌ−ＳＴＦを受信してパケットが発見されると、タイミング検出部（Ｔｉｍｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）２１は、Ｌ−ＳＴＦにおける受信信号の自己相関や、Ｌ−ＬＴＦにおける受信信号と受信機自身が持つ既知トレーニング・シーケンスとの相互相関によって同期タイミングを求める。各バッファ１及び１１からは、この同期タイミングに従ってＯＦＤＭシンボル毎にデジタル・ベースバンド信号が切り分けられる。

これと同時に、周波数オフセット補正部（Ｏｓｃ）２及び１２では、周波数誤差推定部（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）２２からの周波数誤差推定値に基づいて、それぞれのデジタル・ベースバンド信号Ａ及びＢに対し周波数補正が行なわれる。

その後、各デジタル・ベースバンド信号Ａ及びＢは、プリアンブルとデータ部分に分離され、ガード除去部（Ｇｕａｒｄ ｒｅｍｏｖｅｒ）６及び１６でガード・インターバルが除去された後、それぞれ高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）３及び１３へ送られる。ＦＦＴ３及び１３は、時間領域のデジタル・ベースバンド信号Ａ及びＢを周波数領域のサブキャリアに分解する。

チャネル行列生成部（Ｍａｔｒｉｘ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２４は、送信機の各送信アンテナ（図示しない）から時分割送信されたＨＴ−ＬＴＦのＦＦＴ出力を基に、チャネル行列Ｈをサブキャリア毎に生成する。ＭＩＭＯチャネル合成部（ＭＩＭＯ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）２３では、このチャネル行列Ｈを利用して、パケットのデータ部のＦＦＴ出力をサブキャリア毎に合成して、各空間ストリームに分離する。

ＭＩＭＯチャネル合成は、具体的には、チャネル行列Ｈから受信重み行列Ｗを算出し、これをＦＦＴ後の受信信号に乗算することにより行なわれる。チャネル行列Ｈから受信重み行列Ｗを求めるアルゴリズムとして、例えばＺｅｒｏ Ｆｏｒｃｅ（ゼロ化規範）、ＭＭＳＥ（ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）、ＳＶＤ（Ｓｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ：特異値分解）−ＭＩＭＯなどが挙げられるが、ここでは特に限定されない。

ＭＩＭＯ合成された各ストリーム信号はそれぞれ、等化・位相トラッキング部（Ｅｑｕａｌｉｚｅ ＆ Ｐｈａｓｅ−Ｔｉｍｉｎｇ Ｔｒａｃｋ）４及び１４に送られ、残留周波数オフセットと位相トラッキングの補正が行なわれた後、復調部（Ｄｅｍａｐｐｅｒ）５及び１５で位相空間（ｃｏｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）上に変調点から元の値に復調され、復号部（Ｄｅｃｏｄｅｒ）２６により元のデータ・シーケンスに復号される。

［背景技術］の欄でも説明したように、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、高速伝送を目的とするＨＴモードとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇとの互換性を保証するＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅの他にＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄを検討している。Ｍｉｘｅｄ Ｍｏｄｅが必須であるのに対し、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄがオプショナルであることから、前者の動作モードにのみ対応するＭＭ端末がＧＦパケットを受信するというケースが想定される。

ＭＭパケットがＬ−ＳＴＦから始まり、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧと続くのに対し、ＧＦパケットはＬ−ＳＴＦから始まり、Ｈ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＳＩＧと続く。ＧＦに非対応のＭＭ端末は、Ｌ−ＬＴＦとＨＴ−ＬＴＦとの相違を識別することができれば、この時点でＧＦパケットを受信したと判断して、それ以降のフィールドにおける無駄な復号処理を行なわないことができる。しかしながら、Ｌ−ＬＴＦやＨＴ−ＬＴＦにはパリティ・チェックやＣＲＣなどの機構を設けておらず、シーケンスの相違はごく僅かでしかないことから、通常の受信処理で見分けることはできない。Ｌ−ＬＴＦとＨＴ−ＬＴＦとの相違を識別できないと、ＨＴ−ＳＩＧをＬ−ＳＩＧと誤解する可能性があり、不適当な期間のＮＡＶを設定するといった通信の非効率化を招来する。

そこで、本実施形態に係る無線通信装置は、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違に着目し、受信パケットのフォーマットを正確に判別することができる受信動作を導入している。

例えば、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違点として、各フィールドのＯＦＤＭシンボルに含まれるトーン数の相違に着目することができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＥＷＣ ＰＨＹ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎでは、パケットのレガシー・パート及びＨＴパートの各フィールドにおけるＯＦＤＭシンボルのトーン数をそれぞれ下表のように規定している（非特許文献１を参照のこと）。

なお、表２において、ＨＴ−ＳＩＧのトーン数は、ＭＭパケットでは５２本又は１０４本であり、ＧＦでは５６本又は１０４本となる。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで規定するレガシー・パケット、ＭＭパケット、ＧＦパケットのフォーマットの概略については図１２〜図１４を参照しながら既に述べた。図２〜図４には各フィールドのトーン数を考慮してこれらのパケット・フォーマットを改めて図解している。

図３と図４を比較すると、ＭＭパケットを受信した場合には、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＩＧの１〜５番目のＯＦＤＭシンボルは５２トーンからなる。これに対し、ＧＦパケットを受信した場合には、ＨＴ−ＬＴＦ、ＨＴ−ＳＩＧ、２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦの１〜５番目のＯＦＤＭシンボルは５６トーンからなる。すなわち、周波数領域で比較すると、ＧＦパケットの１〜５番目の各ＯＦＤＭシンボルは、ＭＭパケットの対応する各フィールドと比較して、両端で２個のサブキャリアが付加されていることになる。

したがって、コントローラ３０は、ＦＦＴ３及び１３の出力にサブキャリア・インデックスで±２７及び２８に信号が存在するかどうかを検証し、これらのサブキャリア・インデックスに信号が存在する場合には、受信したパケットがＧＦパケットであると推定し、逆に信号が存在しなければＭＭパケットであると推定することができる。

サブキャリア・インデックスで±２７及び２８の位置に信号が存在するかどうかを検出する方法として、当該ＯＦＤＭシンボルの両端のサブキャリアの電力値を所定の閾値と比較する絶対的な判断方法や、隣接するサブキャリア（すなわちサブキャリア・インデックスで±２６以内の数キャリア）が持つ電力との比較により判断する相対的な判断方法などが考えられる。

また、１番目のＯＦＤＭシンボルだけを見て判断するのではなく、１〜３番目のＯＦＤＭシンボルにわたって同様に両端のサブキャリアの電力測定結果の平均とることで、ノイズの影響を排除して正確に判断することができる。

あるいは、５２トーン（若しくは１０４トーン）のときと、５６トーン（若しくは１１４トーン）のときとで、シンボル電力の微小な差を検出して、この結果に基づいて受信パケットのフォーマットを判別することもできる。

また、ＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの他の相違点として、レガシー・プリアンブルとＨＴフォーマットにおけるＣｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔの相違を挙げることができる。

ＭＩＭＯ通信では、異なる空間ストリームを通して同一又は類似する信号が伝送される際に、意図しないビームが形成されるという問題がある。このため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、送信機が空間ストリーム間で送信タイミングに時間差を設ける方法が検討されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。（空間ストリームに時間差信号を付加することを、“Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔ”若しくは“Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＣＤＤ）”と呼ぶ。

送信タイミングに設ける適切な時間差は、空間ストリーム本数に応じて異なる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、同じ空間ストリーム数であっても、ＭＭパケットのレガシー・フォーマット部分と、ＨＴフォーマット部分のそれぞれについて空間ストリーム本数に応じた時間差値が別個に規定されている。レガシー・フォーマット部分におけるＣｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔの時間差値を表３に、ＨＴフォーマット部分におけるＣｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔの時間差値を表４に、それぞれ示す。これらの表を比較すると、例えばともに空間ストリーム数が２本の場合であっても、レガシー・フォーマット部分では−２００ナノ秒、ＨＴフォーマット部分では−４００ナノ秒と、ＨＴフォーマット部分に対してより大きな時間差が与えられる。

受信機側では、通常、受信したレガシー・プリアンブル中のＬ−ＳＴＦ部分における自己相関のピークを基準にして、Ｌ−ＬＴＦ受信信号と既知トレーニング・シンボルとの相互相関を求め、そのピークが現れた位置に基づいて同期を獲得する。時間差信号が付加されていない場合はおよそ基準以降に相関が現れるのに対し（図５を参照のこと）、前方へ送信タイミングがずれた時間差信号が付加されている場合には、基準より前に相関が膨らむ（図６を参照のこと）。そして、時間差が大きくなると、遅延プロファイルにおける前方への膨らみはより大きくなることから、遅延量が大きければ、コントローラ３０はＨＴフォーマットであると判断することができる。

図３と図４のパケット・フォーマットを比較すると、１番目のＯＦＤＭシンボルがＭＭパケットではＬ−ＬＴＦすなわちレガシー・フォーマットであるのに対し、ＧＦパケットではＨＴ−ＬＴＦすなわちＨＴフォーマットである。したがって、例えばタイミング検出部２１がタイミング獲得のために作成する遅延プロファイルを参照して、遅延量の大きさに基づいてパケット・フォーマットを判別することができる。そして、コントローラ３０は、ＧＦパケットと判断したときに、以降のフィールドにおけるデータ復号処理を停止させることで、電力の浪費を抑制することができる。

以上説明したようなＬ−ＬＴＦフィールドとＨＴ−ＬＴＦフィールドのシンボル・トーン数や、空間ストリーム間での送信タイミングの時間差の相違に着目した場合、受信パケットの３シンボル目より以前（ＭＭパケットであればＬ−ＳＩＧの手前）でパケット・フォーマットの判別を行なうことができる。この場合、ＧＦパケットと判別したときにはＬ−ＳＩＧ以降のすべてのフィールドで復号処理を停止することができ、省電力化の効果が高い。図７には、この場合の無線通信装置の通信動作の手順をフローチャートの形式で示している。

無線通信装置は、受信待機中に、Ｌ−ＳＴＦフィールドを受信したことによりパケットを発見すると（ステップＳ１）、続いて受信するＯＦＤＭシンボルのトーン数の相違、又は空間ストリーム間での送信タイミングの時間差の相違に基づいて、受信パケットのフォーマットを判別する（ステップＳ２）。

ここで、ＧＦパケットと判別したときには（ステップＳ２のＹｅｓ）、以降のフィールドの復号処理を停止して、低消費電力化を図る。

また、受信パケットがＧＦパケットでないと判断したときには、Ｌ−ＬＴＦフィールドに続くＬ−ＳＩＧフィールドを受信し、これを復号して（ステップＳ３）、パリティ・チェックを行なう（ステップＳ４）。ここで、パリティ・エラーが発生すると、以降のフィールドの復号処理を停止する。

続いて、Ｌ−ＳＩＧのＲａｔｅフィールドに記載されている転送レートを読み取って、自分がサポートしているレートかどうかをチェックする（ステップＳ５）。

ここで、受信パケットが当該受信機においてサポート外のレートであると判別したときには（ステップＳ５のＮｏ）、当該パケットのデータ部分の送信が終わるまでの残り時間を計算し（ステップＳ１１）、この時間が経過するまでの間動作を停止して待機する（ステップＳ１２）。

また、サポートするレートで受信パケットが送信される場合には（ステップＳ５のＹｅｓ）、４番目のＯＦＤＭシンボルを受信して、受信パケットがＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＭＭパケットであるかどうかを判別する（ステップＳ６）。ＭＭパケットであれば、４〜５番目のＯＦＤＭシンボルからなるＨＴ−ＳＩＧフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドに対して９０度だけ回転させた位相空間上でＢＰＳＫ変調が行なわれていることから（後述）、レガシー・パケット又はＭＭパケットのいずれであるかを判別することができる。

受信パケットがレガシー・パケットであると判別したときには（ステップＳ６のＮｏ）、パケットの最後に到達するまで（ステップＳ１４）、Ｌ−ＳＩＧに続いて始まるデータ・シンボルの受信を繰り返し行なう（ステップＳ１３）。

また、受信パケットがＭＭパケットであると判別したときには（ステップＳ６のＹｅｓ）、Ｌ−ＳＩＧに続くＯＦＤＭシンボルをＨＴ−ＳＩＧとして復号処理する（ステップＳ７）。そして、ＨＴ−ＳＴＦフィールドを用いてＡＧＣ（図１には図示しない）のトレーニングを行なうとともに、２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦでチャネル行列Ｈのトレーニングを行なう（ステップＳ８）。

そして、パケットの最後に到達するまで（ステップＳ１０）、ＨＴ−ＬＴＦに続いて始まるデータ・シンボルの受信を繰り返し行なう（ステップＳ９）。データ・シンボルはＭＩＭＯ信号で構成されており、チャネル行列Ｈを基に算出される受信重み行列Ｗを受信信号に乗算することで、クロストークなしに元の各空間ストリーム信号に分離することができる。

ここまでは、Ｌ−ＳＩＧより前のフィールドにおけるＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違点を利用する方法について説明してきたが、勿論、Ｌ−ＳＩＧ以降のフィールドにおけるＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの相違点を利用することもできる。例えば、パケットのプリアンブル中でＨＴ−ＳＩＧが現れるシンボル位置の相違を挙げることができる。

図８には、ＨＴ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示している。図示のように、ＨＴ−ＳＩＧは２ＯＦＤＭシンボルで構成され、ＰＨＹペイロード（ＰＳＤＵ）で適用するＭＣＳやペイロードのデータ長などのＨＴフォーマットを解釈するために必要となる情報が記載される（非特許文献１（Ａｐｐｅｎｄｉｘ．Ａ）を参照のこと）。

ＭＭパケットとＧＦパケットのいずれであっても、ＨＴ−ＳＩＧフィールドにおける記載内容は同じである。また、ＭＭパケットとＧＦパケットのいずれであっても、ＨＴ−ＳＩＧフィールドを含むプリアンブル部分は、レガシー・プリアンブル並びにＨＴプリアンブルともに、符号化率１／２のＢＰＳＫ変調を適用するように取り決められている。このような低いデータレートを用いるのは、パケット受信に必要な処理や情報通知を確実に実現するためでもある。

さらに、ＨＴ−ＳＩＧフィールドは、Ｌ−ＳＩＧフィールド（若しくは前後のフィールド）に対して９０度だけ回転させた位相空間上でＢＰＳＫ変調を行なうようになっている（非特許文献１並びに図９を参照のこと）。このような位相空間の回転は、レガシー・パケットとＭＭパケットを区別することを目的とした規定である。レガシー・パケットの判別方法自体は本発明の要旨に関連しないので、ここではこれ以上説明しない。

本実施形態において重要となるのは、位相回転してＢＰＳＫ変調したＯＦＤＭシンボルの位置がＭＭパケットとＧＦパケットで異なることである。再び図３と図４を比較すると、ＭＭパケットでは４〜５番目のＨＴ−ＳＩＧに相当するＯＦＤＭシンボルで９０度だけ位相回転したＢＰＳＫ変調が行なわれるのに対し、ＧＦパケットでは３〜４番目のＨＴ−ＳＩＧに相当するＯＦＤＭシンボルで９０度だけ位相回転したＢＰＳＫ変調が行なわれる。したがって、コントローラ３０は、復号部２６における復号結果を参照して、以下のいずれかの方法によって受信パケットのフォーマットを判別することができる。

（１）受信パケットの３番目のＯＦＤＭシンボルの絶対的な位相空間からはパケット・フォーマットを判別する。位相空間が９０度だけ回転していればＨＴ−ＳＩＧであり、３番目のＯＦＤＭシンボルがＨＴ−ＳＩＧであれば、ＧＦパケットであると判断することができる。但し、絶対的な位相空間を判断するには、事前に位相補正を行なう必要がある。

（２）受信パケットの５番目のＯＦＤＭシンボルの絶対的な位相空間からはパケット・フォーマットを判別する。位相空間が９０度だけ回転していればＨＴ−ＳＩＧであり、５番目のＯＦＤＭシンボルがＨＴ−ＳＩＧであれば、ＭＭパケットであると判断することができる。但し、絶対的な位相空間を判断するには、事前に位相補正を行なう必要がある。

（３）受信パケットの２番目と３番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差から、パケット・フォーマットを判別する。図３に示したように、ＭＭパケットであれば、２番目のシンボルはＬ−ＬＴＦフィールド、３番目のシンボルはＬ−ＳＩＧフィールドであり、位相空間に相違はない。これに対し、ＧＦパケットの場合には、２番目のフィールドはＨＴ−ＬＴＦフィールドであるが３番目のフィールドはＨＴ−ＳＩＧフィールドであるからその位相空間は図９に示したように９０度だけ回転が施されており、これらのシンボル間では相対的な位相差がある。したがって、受信したパケットの２番目と３番目のＯＦＤＭシンボル間での相対位相差が検出されたときには、ＧＦパケットと判別することができる。なお、相対位相差を検出する場合は、事前の位相補正処理が必要でない（以下同様）。

（４）受信パケットの３番目と４番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差から、パケット・フォーマットを判別する。図３に示したように、ＭＭパケットであれば、３番目のフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドであるが４番目のフィールドはＨＴ−ＳＩＧフィールドであるから、その位相空間は図９に示したように９０度だけ回転が施されているおり、これらのシンボル間では相対的な位相差がある。これに対し、ＧＦパケットの場合には、３番目及び４番目のシンボルはともにＨＴ−−ＳＩＧフィールドであり、位相空間に相違はない。したがって、受信したパケットの３番目と４番目のＯＦＤＭシンボル間での相対位相差が検出されたときには、ＭＭパケットと判別することができる。

（５）受信パケットの４番目と５番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差から、パケット・フォーマットを判別する。図３に示したように、ＭＭパケットであれば、３番目及び４番目のシンボルはともにＨＴ−−ＳＩＧフィールドであり、位相空間に相違はない。これに対し、ＧＦパケットの場合には、４番目のフィールドはＨＴ−ＳＩＧフィールドであるが５番目のフィールドはＨＴ−ＬＴＦフィールドであるから、その位相空間は図９に示したように９０度だけ回転が施されているおり、これらのシンボル間では相対的な位相差がある。したがって、受信したパケットの４番目と５番目のＯＦＤＭシンボル間での相対位相差が検出されたときには、ＧＦパケットと判別することができる。

また、Ｌ−ＳＩＧ以降のフィールドにおけるＭＭパケットとＧＦパケットのフォーマットの他の相違点として、パリティ・ビットの有無を挙げることができる。

ＭＭパケットの場合、３番目のＯＦＤＭシンボルとして受信されるＬ−ＳＩＧフィールドには、伝送レートやデータ長とともに、パリティ・ビットが設けられている。図１５にはＬ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示したが、同図によれば、上位から１７ビット目でパリティ・チェックの機構が設けられており、０〜１６ビットに対する偶数パリティを行なう。

これに対し、ＧＦパケットの場合、３番目のＯＦＤＭシンボルは前半のＨ−ＳＩＧフィールド（Ｈ−ＳＩＧ１）に相当し、その１７番目のビット位置は、ＰＳＤＵ（ＰＨＹ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）内のデータ長フィールドの一部であり、パリティ・ビットではない。

したがって、コントローラ３０は、復号部２６による３番目のＯＦＤＭシンボルの復号結果を参照し、Ｌ−ＳＩＧであることを前提としてパリティ・チェックを行ない、エラーを生じればＭＭパケットではなくＧＦパケットであると推定することができる。

但し、パリティは１ビットだけなので、ＧＦパケットであっても偶然にパリティ・エラーを生じない可能性もある。この代替案として、ＨＴ−ＳＩＧフィールド内のＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ：巡回冗長符号）を用いた誤り検出を行なう方法が挙げられる。あるいは、ＭＭパケットにおけるＬ−ＳＩＧのパリティ・チェックとＨＴ−ＳＩＧのＣＲＣチェックを併用する方法が考えられる。

図８に示したように、ＨＴ−ＳＩＧは前半のＨＴ−ＳＩＧ１と後半のＨＴ−ＳＩＧ２からなるが、ＨＴ−ＳＩＧ１の０〜２３ビットとＨＴ−ＳＩＧ２の０〜９ビットは、ＨＴ−ＳＩＧ２の１０〜１７の７ビットのＣＲＣフィールドを用いてＣＲＣ保護が施されている。参考のため、ＨＴ−ＳＩＧにおけるＣＲＣ誤り検出のための計算方法を下式と図１０に示しておく。

図３に示したように、ＭＭパケットであれば、受信パケットの４〜５番目のＯＦＤＭシンボルがＨＴ−ＳＩＧフィールドに相当する。したがって、コントローラ３０は、復号部２６による当該フィールドの復号結果を参照して、ＣＲＣによる誤り検出を行なうことで、受信パケットのフォーマットを判別することができる。

なお、無線通信装置がＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄに対応していないＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ端末であれば、パケット・フォーマット毎のＨＴ−ＳＩＧの出現位置を利用したパケット・フォーマットの判別を行なうには、ＭＭパケットにおけるＨＴ−ＳＩＧのＣＲＣに相当するフィールドにおけるＣＲＣ誤り検出結果を利用するしかない。これに対し、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄに対応した端末であれば、ＧＦパケットにおけるＨＴ−ＳＩＧのＣＲＣフィールドに相当するにおけるＣＲＣ誤り検出結果を基にパケット・フォーマットの判別を行なうことができる。

図１１には、ＨＴ−ＳＩＧの出現位置の相違に基づいてＬ−ＳＩＧ以降のフィールドでパケット・フォーマットの判別を行なう場合の無線通信装置の通信動作の手順をフローチャートの形式で示している。この場合、無線通信装置は受信パケットがＭＭパケット・フォーマットであることを前提に受信処理を行なう。

無線通信装置は、受信待機中に、Ｌ−ＳＴＦフィールドを受信したことによりパケットを発見すると（ステップＳ２１）、続くＬ−ＳＩＧフィールドの受信並びにその復号処理を試みる（ステップＳ２２）。

そして、Ｌ−ＳＩＧフィールドに相当する３番目のＯＦＤＭシンボルの１７番目のビット位置を用いてパリティ・チェックを行なう（ステップＳ２３）。

ここで、パリティ・エラーを生じれば（ステップＳ２３のＮｏ）、受信パケットはＭＭパケットではなくＧＦパケットであると推定する。この場合、以降のフィールドの復号処理を停止して、低消費電力化を図る。

一方、パリティ・エラーを生じない場合には（ステップＳ２３のＹｅｓ）、さらに、（１）３番目のＯＦＤＭシンボルの絶対的な位相空間、（２）受信パケットの５番目のＯＦＤＭシンボルの絶対的な位相空間、（３）受信パケットの２番目と３番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差、（４）受信パケットの３番目と４番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差、又は（５）受信パケットの４番目と５番目のＯＦＤＭシンボル間での相対的な位相差のうち少なくとも１つをチェックして、受信パケットがＧＦパケットであるかどうかをチェックする（ステップＳ２４）。ここで、受信パケットはＭＭパケットではなくＧＦパケットであると推定した場合には、以降のフィールドの復号処理を停止して、低消費電力化を図る。

一方、受信パケットはＭＭパケット又はレガシー・パケットと推定する。そして、Ｌ−ＳＩＧのＲａｔｅフィールドに記載されている転送レートを読み取って、自分がサポートしているレートかどうかをチェックする（ステップＳ２５）。

ここで、受信パケットが当該受信機のサポート外のレートであると判別したときには（ステップＳ２５のＮｏ）、当該パケットのデータ部分の送信が終わるまでの残り時間を計算し（ステップＳ３１）、この時間が経過するまでの間動作を停止して待機する（ステップＳ３２）。

また、サポートするレートで受信パケットが送信される場合には（ステップＳ２５のＹｅｓ）、４番目のＯＦＤＭシンボルを受信して、受信パケットがＩＥＥＥ８０２．１１ｎのＭＭパケットであるかどうかを判別する（ステップＳ２６）。ＭＭパケットであれば、４〜５番目のＯＦＤＭシンボルからなるＨＴ−ＳＩＧフィールドはＬ−ＳＩＧフィールドに対して９０度だけ回転させた位相空間上でＢＰＳＫ変調が行なわれていることから（前述）、レガシー・パケット又はＭＭパケットのいずれであるかを判別することができる。

受信パケットがレガシー・パケットであると判別したときには（ステップＳ２６のＮｏ）、パケットの最後に到達するまで（ステップＳ３４）、Ｌ−ＳＩＧに続いて始まるデータ・シンボルの受信を繰り返し行なう（ステップＳ３３）。

また、受信パケットがＭＭパケットであると判別したときには（ステップＳ２６のＹｅｓ）、Ｌ−ＳＩＧに続くＯＦＤＭシンボルをＨＴ−ＳＩＧとして復号処理する（ステップＳ２７）。そして、ＨＴ−ＳＴＦフィールドを用いてＡＧＣ（図１には図示しない）のトレーニングを行なうとともに、２ｎｄ ＨＴ−ＬＴＦでチャネル行列Ｈのトレーニングを行なう（ステップＳ２８）。

そして、パケットの最後に到達するまで（ステップＳ３０）、ＨＴ−ＬＴＦに続いて始まるデータ・シンボルの受信を繰り返し行なう（ステップＳ２９）。データ・シンボルはＭＩＭＯ信号で構成されており、チャネル行列Ｈを基に算出される受信重み行列Ｗを受信信号に乗算することで、クロストークなしに元の各空間ストリーム信号に分離することができる。

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。

本明細書では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した通信システム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。複数のパケット・フォーマットを規定した仕様に基づくその他の通信システムに対しても、同様に本発明を適用することができる。

また、本明細書では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおいて、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄに対応していないＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅ端末に本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、勿論、Ｇｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄ端末が受信パケットをＭＭパケット又はＧＦパケットのいずれであるかを判断する手法として本発明を適用することも可能である。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係るＭＩＭＯ受信機におけるデジタル処理部分の構成を示した図である。 図２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるレガシー・パケットのフォーマットを示した図である。 図３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅパケットのフォーマットを示した図である。 図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄパケットのフォーマットを示した図である。 図５は、Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔによる時間差信号が付加されていないＬ−ＬＴＦを用いて相互相関をとったときにおよそ基準以降に相関が現れる様子を示した図である。 図６は、Ｃｙｃｌｉｃ Ｓｈｉｆｔによる時間差信号が付加されたＬ−ＬＴＦを用いて相互相関をとったときに基準より前に相関が膨らむ様子を示した図である。 図７は、Ｌ−ＬＴＦフィールドとＨＴ−ＬＴＦフィールドの相違に基づいてＬ−ＳＩＧの前にパケット・フォーマットの判別を行なう場合の無線通信装置の通信動作の手順を示したフローチャートである。 図８は、ＨＴ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示した図である。 図９は、Ｌ−ＳＩＧフィールドに対して９０度だけ回転させた位相空間上でＨＴ−ＳＩＧフィールドのＢＰＳＫ変調を行なう仕組みを説明するための図である。 図１０は、ＨＴ−ＳＩＧにおけるＣＲＣ計算方法を示した図である。 図１１は、ＨＴ−ＳＩＧの出現位置の相違に基づいてＬ−ＳＩＧ以降のフィールドでパケット・フォーマットの判別を行なう場合の無線通信装置の通信動作の手順を示したフローチャートである。 図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで規定されるレガシー・モードにおけるパケット・フォーマットを示した図である。 図１３は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで規定されるＭｉｘｅｄ Ｍｏｄｅにおけるパケット・フォーマットを示した図である。 図１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎで規定されるＧｒｅｅｎ Ｆｉｅｌｄにおけるパケット・フォーマットを示した図である。 図１５は、Ｌ−ＳＩＧフィールドのデータ構造を示した図である。

符号の説明

１、１１…バッファ
２、１２…周波数オフセット補正部
３、１３…高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）
５、１５…復調部
６、１６…ガード除去部
２０…加算器
２１…タイミング検出部
２２…周波数誤差推定部
２３…ＭＩＭＯチャネル合成部
２４…チャネル行列生成部
２５…残留周波数オフセット推定部
２６…復号部
３０…コントローラ

Claims (11)

1. フォーマットが相違するパケットが往来する通信環境下でパケットの受信処理を行なう無線通信装置であって、
   パケット送信元からの伝送信号をアンテナ経由で受信する信号受信手段と、
   前記信号受信手段による受信信号を復号するデータ復号手段と、
   前記データ復号手段による復号データを処理するデータ処理手段と、
   前記信号受信手段による受信信号に基づいてパケット・フォーマットを判別するフォーマット判別手段と、
   前記フォーマット判別手段により判別されたパケット・フォーマットには前記データ処理手段が対応していないときに、判別した以降のフィールドにおける前記データ復号手段の動作を停止する制御手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記通信環境下ではＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式が適用され、且つ少なくとも一部のパケット・フィールドにおいてフォーマット毎に１ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアのトーン数が相違しており、
   前記フォーマット判別手段は、前記信号処理手段によりＦＦＴ処理した後の端部におけるサブキャリアの有無によってパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記フォーマット判別手段は、フォーマット毎に１ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアのトーン数が相違するパケット・フィールドにおける端部の信号電力値に基づいてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記フォーマット判別手段は、フォーマット毎に１ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアのトーン数が相違する複数のパケット・フィールドにわたる端部の信号電力値の平均値に基づいてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
5. 前記フォーマット判別手段は、フォーマット毎に１ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアのトーン数が相違するパケット・フィールドにおける端部の信号電力とこれに隣接する位置の信号電力との相対値に基づいてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
6. 前記フォーマット判別手段は、フォーマット毎に１ＯＦＤＭシンボルに含まれるサブキャリアのトーン数が相違するパケット・フィールドにおけるシンボル電力に基づいてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
7. パケット送信元からの伝送信号は、複数の空間ストリームを多重したＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｏｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）信号であるとともに、空間ストリーム間で送信タイミングに所定の時間差を設け、且つ少なくとも一部のパケット・フィールドにおける送信タイミングの時間差がパケット・フォーマット毎に相違しており、
   前記フォーマット判別手段は、受信信号の遅延プロファイルをとって、遅延量の大きさに基づいてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
8. 一部のパケット・フィールドにおいて前後のパケット・フィールドに対して所定角度だけ位相空間を回転させた位相変調処理が施され、且つパケット・フォーマットに応じて位相空間を回転させた位相変調処理が施されるフィールドが相違しており、
   前記フォーマット判別手段は、位相空間を回転させた位相変調処理が施されるフィールドを特定することによってパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
9. 前記データ処理手段が対応するパケット・フォーマットにおいて一部のフィールドにパリティ・チェック機構が設けられており、
   前記フォーマット判別手段は、該パリティ・チェックの結果に応じてパケット・フォーマットを判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
10. 一部のパケット・フィールドにＣＲＣが設けられ、且つ、パケット・フォーマットに応じてＣＲＣが設けられるフィールドが相違しており、
    前記フォーマット判別手段は、前記データ処理手段が対応するパケット・フォーマットでＣＲＣが設けられたフィールド、又は前記データ処理手段が非対応のパケット・フォーマットでＣＲＣが設けられたフィールドのいずれかにおいてＣＲＣによる誤り検出を行なった結果に基づいてパケット・フォーマットを判別する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
11. フォーマットが相違するパケットが往来する通信環境下でパケットの受信処理を行なう無線通信方法であって、
    パケット送信元からの伝送信号をアンテナ経由で受信する信号受信ステップと、
    前記信号受信ステップにおける受信信号を復号するデータ復号ステップと、
    前記データ復号ステップにおける復号データを処理するデータ処理ステップと、
    前記信号受信ステップにおける受信信号に基づいてパケット・フォーマットを判別するフォーマット判別ステップと、
    前記フォーマット判別ステップにおいて判別されたパケット・フォーマットには前記データ処理ステップが対応していないときに、判別した以降のフィールドにおける前記データ復号ステップの実行を停止する制御ステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信方法。