JP2008103859A - Radio communication device, radio communication system, radio communication method and ofdm signal demodulating method - Google Patents

Radio communication device, radio communication system, radio communication method and ofdm signal demodulating method Download PDF

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Taku Fujita
卓 藤田
Kazuaki Takahashi
和晃 高橋
Takenori Sakamoto
剛憲 坂本
Yutaka Murakami
豊 村上
Yoichi Nakagawa
洋一 中川
Hidekuni Yomo
英邦 四方
Shuta Okamura
周太 岡村
Masanori Kunieda
賢徳 國枝
Seiho Kobayashi
聖峰 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a mutual recognition interfering neither a UWB radio communication device conducting a multi-carrier communication nor the UWB radio communication device conducting a single carrier communication without deteriorating a throughput even in a utilization environment mixing both UWB radio communication devices by using the same frequency band. <P>SOLUTION: A transmission system 110 for a UWB radio communication system has a plurality of modulators 112 and 113 modulating with an OFDM modulation system and the modulator 114 for an ASK modulating with an ASK modulation system. The transmission system 110 inserts an ASK signal for a line spectrum to a frequency between the frequency channels of a sub-carrier for an OFDM signal as a control channel and transmits the ASK signal. A receiving system 120 has a plurality of demodulators 125 and 126 demodulating with an OFDM demodulation system, the demodulator 127 for an ASK demodulating with an ASK demodulation system and an ASK discriminating section 129. The receiving system 120 receives the OFDM signal while demodulating the ASK signal for the line spectrum inserted between the frequency channels of the sub-carrier for the OFDM signal, and conducts an ASK discrimination. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びOFDM信号復調方法に関し、特に、複数の変調方式による通信を行う無線通信装置、UWB無線通信システム及び無線通信方法の相互認識の改良に関する。   The present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and an OFDM signal demodulation method, and more particularly, to an improvement in mutual recognition of a wireless communication device, a UWB wireless communication system, and a wireless communication method that perform communication using a plurality of modulation schemes. .

従来の携帯電話や無線LANと比べ、より高速、かつ携帯電話等のポータブル機器への搭載が可能な超低消費電力の無線方式としてUWB(Ultra Wide Band)が注目を浴びている。現在使われている無線システムでは数十MHz程度の周波数帯域を用いて通信を行うのに対し、UWB通信は数百MHz〜数GHzの帯域を用いて通信を行う無線システムであり、2002年に米FCCから、Part15で定められたPC(Personal Computer)等の不要輻射レベル以下であれば、3.1〜10.6GHzの周波数帯域を用いた短パルス通信をUWB通信として許容する骨子の法制化が発表されことにともない、検討が活発に行われている。   Compared to conventional mobile phones and wireless LANs, UWB (Ultra Wide Band) is attracting attention as a wireless method that is faster and can be mounted on portable devices such as mobile phones. The wireless system currently used performs communication using a frequency band of about several tens of MHz, whereas UWB communication is a wireless system that performs communication using a band of several hundred MHz to several GHz. From the US FCC, if it is below the unnecessary radiation level of PC (Personal Computer) etc. stipulated in Part 15, the basic legislation that allows short pulse communication using the frequency band of 3.1 to 10.6 GHz as UWB communication Is being actively studied.

UWB無線システムの実現方式としては、短パルス通信を含むシングルキャリア通信と、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を用いたマルチキャリア通信の双方が検討されている。マルチキャリア通信は周波数利用効率が高い通信方式であり、大容量の伝送に向くとされている。また、シングルキャリア通信はOFDMと異なり、FFT/IFFT等の大規模な信号処理が不要であるため低消費電力での実現に向くとされ、特に携帯端末への搭載を期待されている。両方式の優劣は容易につけがたく、UWB無線システムは複数の変調方式が共存する通信システムとなることが考えられる。   As a method for realizing a UWB wireless system, both single carrier communication including short pulse communication and multicarrier communication using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) are being studied. Multi-carrier communication is a communication method with high frequency utilization efficiency and is suitable for large-capacity transmission. Also, unlike OFDM, single carrier communication does not require large-scale signal processing such as FFT / IFFT, and is therefore suitable for realization with low power consumption, and is particularly expected to be mounted on a portable terminal. The superiority or inferiority of both types is difficult to attach, and it is conceivable that the UWB wireless system is a communication system in which a plurality of modulation methods coexist.

このため、同一の周波数帯を用い、マルチキャリア通信を行うUWB無線装置とシングルキャリア通信を行うUWB無線装置が混在する利用環境となることが想定され、少なくとも、双方が干渉しない相互認識の方法の実現が望まれる。   For this reason, it is assumed that a UWB wireless device that performs multicarrier communication and a UWB wireless device that performs single carrier communication use the same frequency band, and at least a mutual recognition method that does not interfere with each other. Realization is desired.

複数の変調方式の通信を済み分ける方法としては、IEEE802.11等で採用されている方法がある。ここでは、通信フレームに、共通の変調方式によるヘッダを用いており、ここで通信チャネルや通信タイミングの調整を行っている。   As a method of separating a plurality of modulation schemes, there is a method adopted in IEEE 802.11 or the like. Here, a header based on a common modulation method is used for the communication frame, and the communication channel and communication timing are adjusted here.

また、これとは異なる方法として、使用可能な周波数帯を分割して通信を行う方法が、特許文献1に開示されている。図10は、特許文献1に記載の車両内通信システムの合成信号の周波数配置を示す図である。図10において、QAM(QuadratureAmplitude Modulation)変調信号1及びUWB信号2の分布範囲は相違し両者は独立した分布となる。この方法では、OFDM通信とパルス通信(シングルキャリア通信)を共に送受信に備え、OFDM用の通信にはQAM変調信号1の狭い帯域を、パルス通信にはUWB信号2の広い帯域を使うが、通信を行う周波数が違うため、これを復調する際は受信フィルタの帯域が異なるものを使えば分離できる。
特開2004−221896号公報
As a different method, Patent Document 1 discloses a method of performing communication by dividing a usable frequency band. FIG. 10 is a diagram showing the frequency arrangement of the composite signal of the in-vehicle communication system described in Patent Document 1. In FIG. 10, the distribution ranges of the QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation signal 1 and the UWB signal 2 are different, and both have independent distributions. In this method, both OFDM communication and pulse communication (single carrier communication) are prepared for transmission / reception, a narrow band of the QAM modulation signal 1 is used for OFDM communication, and a wide band of the UWB signal 2 is used for pulse communication. Since the frequency at which the reception is performed is different, it can be separated by demodulating it by using a different reception filter band.
JP 2004-221896 A

しかしながら、このような従来の複数の変調方式による通信を行うUWB無線装置にあっては、複数の変調方式で復調可能な共通ヘッダを設けていたため、データ部分の伝送量が少なくなり、大きなスループットの低下を招き、実効的なデータ転送速度の向上が困難である。   However, in such a conventional UWB wireless apparatus that performs communication using a plurality of modulation schemes, since a common header that can be demodulated by a plurality of modulation schemes is provided, the transmission amount of the data portion is reduced, and a large throughput is achieved. It causes a decrease and it is difficult to improve the effective data transfer rate.

また、使用する帯域を分割することでは、たとえ利用可能な周波数帯域が6〜7GHzと非常に広いUWB通信であっても、3〜5つ程度のチャネルしか確保できず、異なる変調方式間での通信調整を行わなければ、お互いの干渉が頻繁に起こるといった問題がある。   In addition, by dividing the band to be used, even if the usable frequency band is 6 to 7 GHz and UWB communication is very wide, only about 3 to 5 channels can be secured, and between different modulation schemes. If communication adjustment is not performed, there is a problem that mutual interference frequently occurs.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、同一の周波数帯を用い、マルチキャリア通信を行うUWB無線通信装置とシングルキャリア通信を行うUWB無線通信装置が混在する利用環境においても、スループットを低下させることなく、双方が干渉しない相互認識の方法を実現する無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びOFDM信号復調方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of this point, and it is possible to achieve throughput even in a usage environment in which a UWB wireless communication apparatus that performs multicarrier communication and a UWB wireless communication apparatus that performs single carrier communication use the same frequency band. An object of the present invention is to provide a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and an OFDM signal demodulation method that realize a mutual recognition method in which both do not interfere with each other without reducing the frequency.

本発明の無線通信装置は、ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、前記第2の無線装置が送信に用いるOFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に、ASK信号を挿入する構成を採る。   The wireless communication device of the present invention is a wireless communication device including a first wireless device that performs communication using an ASK modulation method and a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method, and the second wireless device. Adopts a configuration in which an ASK signal is inserted between subcarrier frequency channels of an OFDM signal used for transmission.

本発明の無線通信装置は、ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、前記第1の無線装置は、前記第2の無線装置が送信に用いるOFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間の周波数でASK信号を送信する構成を採る。   The wireless communication device of the present invention is a wireless communication device including a first wireless device that performs communication using an ASK modulation method and a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method, and the first wireless device. Adopts a configuration in which the second radio apparatus transmits an ASK signal at a frequency between frequency channels of subcarriers of an OFDM signal used for transmission.

本発明の無線通信装置は、ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、前記第2の無線装置は、前記第1の無線装置がASK変調方式で送信したASK信号を受信する構成を採る。   The wireless communication device of the present invention is a wireless communication device including a first wireless device that performs communication using an ASK modulation method and a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method, and the second wireless device. Adopts a configuration in which the first wireless device receives an ASK signal transmitted by the ASK modulation method.

本発明の無線通信システムは、上記のいずれかに記載の無線通信装置、前記第1の無線装置、又は前記第2の無線装置の少なくともいずれか一つを備え、OFDM信号及び/又はASK信号を用いて通信を行う構成を採る。   A wireless communication system according to the present invention includes at least one of the wireless communication device described above, the first wireless device, or the second wireless device, and transmits an OFDM signal and / or an ASK signal. It adopts a configuration to communicate using.

本発明の無線通信方法は、OFDM信号を送信するステップと、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間の周波数でASK信号を送信するステップとを有する。   The wireless communication method of the present invention includes a step of transmitting an OFDM signal and a step of transmitting an ASK signal at a frequency between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal.

本発明の無線通信方法は、OFDM信号を受信するステップと、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間に挿入されたASK信号を受信するステップとを有する。   The wireless communication method of the present invention includes a step of receiving an OFDM signal and a step of receiving an ASK signal inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal.

本発明のOFDM信号復調方法は、OFDM信号を復調するOFDM信号復調方法であって、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間に挿入されたASK信号を復調するステップを有する。   An OFDM signal demodulation method of the present invention is an OFDM signal demodulation method for demodulating an OFDM signal, and includes a step of demodulating an ASK signal inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal.

本発明によれば、同一の周波数帯を用い、マルチキャリア通信を行うUWB無線通信装置とシングルキャリア通信を行うUWB無線通信装置が混在する利用環境においても、スループットを低下させることなく、双方が干渉しない相互認識を実現することができる。   According to the present invention, even in a usage environment in which a UWB wireless communication device that performs multicarrier communication and a UWB wireless communication device that performs single carrier communication using the same frequency band, both interfere with each other without reducing throughput. Mutual recognition can be realized.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係るUWB無線通信システムの送信系及び受信系の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、本発明をOFDM通信装置に適用した例である。OFDM変調における1次変調方式は、BPSK,QPSKなどが用いることが可能である。なお、本実施の形態では、1次変調で主にQPSKを用い、一部、ASK変調を行う例について説明する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission system and a reception system of a UWB wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is applied to an OFDM communication apparatus. BPSK, QPSK, etc. can be used as the primary modulation scheme in OFDM modulation. In this embodiment, an example in which QPSK is mainly used in primary modulation and ASK modulation is partially performed will be described.

図1(a),(b)において、UWB無線通信システムは、ASK(Amplitude Shift Keying)変調を含む複数の変調方式で一次変調された信号をOFDM変調して送信する送信系110と、送信系110から送信されたOFDM信号を受信する受信系120とから構成される。   1 (a) and 1 (b), a UWB wireless communication system includes a transmission system 110 that transmits OFDM-modulated signals that are primarily modulated by a plurality of modulation schemes including ASK (Amplitude Shift Keying) modulation, and a transmission system. And a receiving system 120 that receives the OFDM signal transmitted from 110.

送信系110は、OFDM変調信号を生成する変調部であり、シリアルパラレル変換部(S/P)111、第3の変調方式(ここではQPSK変調方式)で変調する複数の変調器112,113、第1の変調方式(ここではASK変調方式)で変調するASK用変調器114、逆高速フーリエ変換部(IFFT)115、D/A変換部(DAC)116、増幅部(AMP)117、及び送信アンテナ118を備えて構成される。   The transmission system 110 is a modulation unit that generates an OFDM modulation signal, and includes a serial / parallel conversion unit (S / P) 111, a plurality of modulators 112 and 113 that modulate with a third modulation method (here, QPSK modulation method), ASK modulator 114, an inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 115, a D / A conversion unit (DAC) 116, an amplification unit (AMP) 117, and a transmitter that modulates with the first modulation method (here, ASK modulation method) An antenna 118 is provided.

また、受信系120は、OFDM信号を復調する復調部であり、受信アンテナ121、増幅部(AMP)122、A/D変換部(ADC)123、高速フーリエ変換部(FFT)124、第3の復調方式(ここではQPSK復調方式)で復調する複数の復調器125,126、第1の復調方式(ここではASK復調方式)で復調するASK用復調器127、パラレルシリアル変換部(P/S)128、及びASK識別部129を備えて構成される。   The reception system 120 is a demodulation unit that demodulates the OFDM signal, and includes a reception antenna 121, an amplification unit (AMP) 122, an A / D conversion unit (ADC) 123, a fast Fourier transform unit (FFT) 124, a third A plurality of demodulators 125 and 126 that demodulate using a demodulation method (here, QPSK demodulation method), an ASK demodulator 127 that demodulates using a first demodulation method (here, ASK demodulation method), and a parallel-serial conversion unit (P / S) 128 and an ASK identification unit 129.

送信系110では、送信データはシリアルパラレル変換部(S/P)111によりシリアルパラレル変換され、シリアルパラレル変換された信号は、各変調器112,113により第3の変調方式で変調されるとともに、ASK用変調器114により第1の変調方式で変調される。変調器112,113及びASK用変調器114により第1及び第3の変調方式で変調された各信号は、逆高速フーリエ変換部(IFFT)115により逆高速フーリエ変換処理される。これによって、周波数軸上に配置された信号が時間波形に変換されてOFDM信号が得られる。IFFT115の出力信号は、D/A変換部(DAC)116によりD/A変換され、増幅部(AMP)117により増幅後、送信アンテナ118から発信される。特に、送信系110は、OFDM信号の送信する信号がない周波数(詳細は後述するように、サブキャリアの周波数チャンネルの間の周波数)でASK信号を送信する。   In the transmission system 110, the transmission data is serial-parallel converted by the serial-parallel converter (S / P) 111, and the serial-parallel converted signal is modulated by the modulators 112 and 113 using the third modulation method. Modulation is performed by the ASK modulator 114 using the first modulation method. Each signal modulated by the modulators 112 and 113 and the ASK modulator 114 in the first and third modulation schemes is subjected to inverse fast Fourier transform processing by an inverse fast Fourier transform unit (IFFT) 115. As a result, a signal arranged on the frequency axis is converted into a time waveform to obtain an OFDM signal. The output signal of IFFT 115 is D / A converted by a D / A converter (DAC) 116, amplified by an amplifier (AMP) 117, and transmitted from a transmission antenna 118. In particular, the transmission system 110 transmits the ASK signal at a frequency at which there is no signal to be transmitted by the OFDM signal (as will be described in detail later, a frequency between subcarrier frequency channels).

受信系120では、受信アンテナ121で受信された受信信号が増幅部(AMP)122により増幅後、A/D変換部(ADC)123によりAD変換され、高速フーリエ変換部(FFT)124の入力信号として入力される。FFT124は入力信号に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより、各サブキャリア毎の受信信号を得る。FFT124により得られたサブキャリア毎の受信信号は、各復調器125,126により第3の復調方式で変調されるとともに、ASK用復調器127により第1の復調方式で復調される。復調器125,126及びASK用復調器127により第1及び第3の復調方式で復調された各信号は、パラレルシリアル変換部(P/S)128によりシリアル信号に変換され、ASK識別部129によりASK信号を検出してASK識別を行う。このように、受信系120は、OFDM信号の送信する信号がない周波数(サブキャリアの周波数チャンネルの間の周波数)に挿入されたASK信号を受信する。   In the reception system 120, the reception signal received by the reception antenna 121 is amplified by the amplification unit (AMP) 122, then AD-converted by the A / D conversion unit (ADC) 123, and input to the fast Fourier transform unit (FFT) 124. Is entered as The FFT 124 performs a fast Fourier transform process on the input signal to obtain a received signal for each subcarrier. The received signal for each subcarrier obtained by the FFT 124 is modulated by the demodulator 125 and 126 by the third demodulation method and demodulated by the ASK demodulator 127 by the first demodulation method. Each signal demodulated by the demodulators 125 and 126 and the ASK demodulator 127 by the first and third demodulation methods is converted into a serial signal by the parallel-serial conversion unit (P / S) 128, and is converted by the ASK identification unit 129. An ASK signal is detected and ASK identification is performed. In this way, the receiving system 120 receives an ASK signal inserted at a frequency (frequency between subcarrier frequency channels) where there is no signal to be transmitted by the OFDM signal.

図2は、ASKの送信系及び受信系の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an ASK transmission system and reception system.

図2(a),(b)において、ASKの送信系210は、変調器211、周波数変換器212、搬送波信号源213、AMP117、及び送信アンテナ118を備えて構成され、ASKの受信系220は、受信アンテナ121、AMP122、周波数変換器221、復調器222、及び検波器223を備えて構成される。   2A and 2B, an ASK transmission system 210 includes a modulator 211, a frequency converter 212, a carrier signal source 213, an AMP 117, and a transmission antenna 118, and an ASK reception system 220 includes , Receiving antenna 121, AMP 122, frequency converter 221, demodulator 222, and detector 223.

ASKの送信系210では、基本的に信号の有無のみに情報があるため、搬送波となる正弦波をオン/オフしたASK送信信号を増幅部(AMP)117により増幅後、送信アンテナ118から発信する。ここでは、データ信号を変調器211により1次変調し、1次変調した信号を周波数変換器212に入力する。搬送波信号源213は、周波数チャネル変更に従って、周波数チャンネルに対応する搬送波となる正弦波を生成している。周波数変換器212は、変調器211により1次変調した信号を基に、搬送波信号源213で生成された搬送波となる正弦波をオン/オフして2次変調を行う。送信側では、上記ミキサ回路を使って1次変調したベースバンド信号を使用可能な周波数帯の信号に周波数シフトする。周波数変換器212により変調された信号は、AMP117で送信電力レベルに調整され、送信アンテナ118から送出される。   Since the ASK transmission system 210 basically has information only on the presence / absence of a signal, an ASK transmission signal in which a sine wave serving as a carrier wave is turned on / off is amplified by an amplification unit (AMP) 117 and then transmitted from the transmission antenna 118. . Here, the data signal is first-order modulated by the modulator 211, and the first-order modulated signal is input to the frequency converter 212. The carrier signal source 213 generates a sine wave that becomes a carrier wave corresponding to the frequency channel in accordance with the frequency channel change. The frequency converter 212 performs secondary modulation by turning on / off the sine wave, which is a carrier wave generated by the carrier wave signal source 213, based on the signal subjected to the primary modulation by the modulator 211. On the transmission side, the baseband signal subjected to the primary modulation using the mixer circuit is frequency-shifted to a signal in a usable frequency band. The signal modulated by the frequency converter 212 is adjusted to the transmission power level by the AMP 117 and transmitted from the transmission antenna 118.

ASKの受信系220は、2つの系に分かれており、信号の有無を判別して復調データを生成する周波数変換器221及び復調器222の系と、なんらかの信号を受信しているか否かを判別するキャリアセンスの系である。周波数変換器221及び復調器222は、例えばエンベロープ検波用の検波器(図示略)と、この検波器出力を2値化するためのコンパレータ(図示略)から構成される。キャリアセンス用の検波器223も受信電力のエンベロープ検波を行うが、周波数変換器221及び復調器222に比べ時定数の長いフィルタを用いることで、キャリアの有無を検出する。受信側では、周波数変換器221が周波数を搬送波(例えば60GHz帯)からベースバンド信号に周波数シフトし、復調器222がASK信号の復調を行う。具体的には、アナログ信号を0,1の2値信号(デジタル信号)に変換する。   The ASK reception system 220 is divided into two systems. The system includes a frequency converter 221 and a demodulator 222 that determine the presence or absence of a signal to generate demodulated data, and whether or not any signal is received. This is a career sense system. The frequency converter 221 and the demodulator 222 include, for example, a detector for envelope detection (not shown) and a comparator (not shown) for binarizing the detector output. The carrier sense detector 223 also performs envelope detection of received power, but detects the presence or absence of a carrier by using a filter having a longer time constant than the frequency converter 221 and the demodulator 222. On the receiving side, the frequency converter 221 shifts the frequency from a carrier wave (for example, 60 GHz band) to a baseband signal, and the demodulator 222 demodulates the ASK signal. Specifically, the analog signal is converted into a binary signal (digital signal) of 0 and 1.

図2では、変調器と復調器を2段構成とした例を示しているが、これは送信信号に所定の系列の信号を1次変調として用いることを可能にするためであり、直接変調のみであれば1段構成でよい。   FIG. 2 shows an example in which the modulator and the demodulator have a two-stage configuration, but this is to make it possible to use a signal of a predetermined series as a primary modulation for a transmission signal, and only direct modulation. If so, a one-stage configuration is sufficient.

以下、上述のように構成されたUWB無線通信システムの動作を説明する。   The operation of the UWB wireless communication system configured as described above will be described below.

図3は、本実施の形態のUWB無線通信システムの利用の一形態を説明する図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining one form of use of the UWB wireless communication system of the present embodiment.

図3において、2つの別々のUWB無線通信システムが近い通信エリアに共存している。1つ目の無線通信システム300は、事務所に設置された広告用コンテンツサーバ310と、広告用コンテンツサーバ310をP−P(Point to Point)ストリーミング通信でつなぐ広告用大型ディスプレー320とから構成される。2つ目の無線通信システム400は、無線通信システム300の設置場所と近接又は重複して配置されたコンテンツサーバ410と、コンテンツサーバ410にアクセスし、データのダウンロードを行う無線端末装置などのダウンロード端末420とから構成される。いま、該当ユーザAがダウンロード端末420を携帯し、コンテンツサーバ410とアクセスしようとする。   In FIG. 3, two separate UWB wireless communication systems coexist in close communication areas. The first wireless communication system 300 includes an advertising content server 310 installed in an office, and an advertising large display 320 that connects the advertising content server 310 with PP (Point to Point) streaming communication. The The second wireless communication system 400 includes a content server 410 arranged close to or overlapping with the installation location of the wireless communication system 300, and a download terminal such as a wireless terminal device that accesses the content server 410 and downloads data. 420. Now, the user A carries the download terminal 420 and tries to access the content server 410.

無線通信システム300では、ストリーミング通信で、大きなディスプレーに高精細な映像を提供するために、例えばHDMIのような数Gbpsの高速インターフェースでの伝送をOFDM変調を用いて行っている。ここでは、広告用コンテンツサーバ310は、事務所内など広告用大型ディスプレー320から数mから十数m離れた位置にあり、使用するアンテナ311はユーザAや、ユーザA以外の人体がその通信路を遮断しないように、天井近くの高い位置に設置されている。   In the wireless communication system 300, in order to provide high-definition video on a large display by streaming communication, transmission using a high-speed interface of several Gbps such as HDMI is performed using OFDM modulation. Here, the advertisement content server 310 is located at a position several m to tens of meters away from the large advertisement display 320 such as in an office, and the antenna 311 to be used is connected to the communication path of the user A or a human body other than the user A. It is installed at a high position near the ceiling so as not to block.

ユーザAは、この広告用大型ディスプレー320に表示されるコンテンツや別の機会に知った所望のコンテンツの購入を行うために、無線通信システム400を構成するコンテンツサーバ410に立ち寄ったところである。コンテンツ購入は、コンテンツサーバ410からユーザAが携帯するダウンロード端末420に対して行われ、これもまたP−Pコンテンツダウンロード通信であるが、ダウンロード端末420の電池寿命の点から、用いられている変調方式はシングルキャリアの変調方式で、本実施の形態では、ASK変調を用いて説明する。   User A has just stopped at the content server 410 constituting the wireless communication system 400 in order to purchase the content displayed on the large advertisement display 320 and the desired content known at another opportunity. The content purchase is performed from the content server 410 to the download terminal 420 carried by the user A, which is also a P-P content download communication, but the modulation used from the point of battery life of the download terminal 420 is used. The method is a single carrier modulation method, and in this embodiment, description will be made using ASK modulation.

ここで、OFDM通信は、指向性を絞って通信を行っているため、OFDM通信の近傍でASK通信を行ってもその影響は小さいが、設置条件によっては通信品質に問題を与えるため、何らかの認証によりASK通信が始まることを検知し、その対策を採ることが必要となる。本UWB無線通信システムは、異なる変調方式が混在する利用環境において、ASK通信が始まることを検知し、双方が干渉しない相互認識の方法を実現する。   Here, since OFDM communication performs communication with a narrow directivity, even if ASK communication is performed in the vicinity of OFDM communication, the effect is small, but depending on the installation conditions, there is a problem in communication quality, so some kind of authentication is required. Therefore, it is necessary to detect the start of ASK communication and take countermeasures. This UWB wireless communication system detects the start of ASK communication in a usage environment where different modulation schemes coexist, and realizes a mutual recognition method in which both do not interfere.

図4及び図5は、マルチアクセスをFDMA(Frequency Division Multiple Access:周波数分割)で干渉回避を行った場合の周波数配置の一例を示す図である。   4 and 5 are diagrams illustrating an example of a frequency arrangement when multi-access is performed by interference avoidance using FDMA (Frequency Division Multiple Access).

図4では、周波数帯に60GHzを用い、1チャネルあたりを1.5GHzとして分割した場合を示している。この場合、OFDM通信は59.5GHz〜61.0GHzを、ASK通信はOFDM通信と違う帯域である62.5GHz〜64.0GHzを選択している。このように、OFDM通信の送信スペクトル500とASK通信の送信スペクトル600とが違う帯域であれば、それぞれの通信機がチャネルに応じたフィルタを備えることで、信号を分割することが可能となり、お互いの通信の影響は小さい。   FIG. 4 shows a case where 60 GHz is used for the frequency band and the frequency is divided into 1.5 GHz per channel. In this case, 59.5 GHz to 61.0 GHz is selected for OFDM communication, and 62.5 GHz to 64.0 GHz, which is a band different from OFDM communication, is selected for ASK communication. In this way, if the transmission spectrum 500 of OFDM communication and the transmission spectrum 600 of ASK communication are different bands, each communication device can be divided into signals by providing a filter corresponding to the channel. The impact of communication is small.

なお、OFDM通信では、1.5GHzの帯域すべてを一度に使うのではなく、図4に示すように、4つのサブチャネル501〜504を形成し、一度にはサブチャネル501〜504のいずれかにより通信を行い、一定の周期で使用するサブチャネルを変更する周波数ホッピングを行っている。   In OFDM communication, not all of the 1.5 GHz band is used at once, but four subchannels 501 to 504 are formed as shown in FIG. 4, and one of the subchannels 501 to 504 is formed at a time. Communication is performed and frequency hopping is performed to change the subchannel to be used at a certain period.

しかし、図5に示すように、OFDM通信とASK通信の両方が同一チャネル(図5では59.5GHz〜61.0GHz)を使おうとした場合、互いが相互に干渉源となる。すなわち、OFDM通信とASK通信とが同一帯域を選択しようとすると、干渉が発生する可能性がある。これは、例えば図3に示すUWB無線通信システムの利用形態などで発生する。   However, as shown in FIG. 5, when both OFDM communication and ASK communication try to use the same channel (59.5 GHz to 61.0 GHz in FIG. 5), they become mutual interference sources. That is, if OFDM communication and ASK communication try to select the same band, interference may occur. This occurs, for example, in the usage form of the UWB wireless communication system shown in FIG.

図6は、本実施の形態のUWB無線通信システムの周波数配置の一例を示す図であり、OFDM通信とASK通信が同一チャネル(図5の59.5GHz〜61.0GHz)を使用する場合の例である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the frequency arrangement of the UWB wireless communication system according to the present embodiment, where OFDM communication and ASK communication use the same channel (59.5 GHz to 61.0 GHz in FIG. 5). It is.

図6において、UWB無線通信システムでは、OFDM通信の送信スペクトル500の各サブチャネル501〜504の周波数の間に、ASK通信の制御チャンネルである線状のスペクトル(以下、線スペクトルという)701〜705を生成し、OFDM通信の各サブチャネルの間の周波数に相当する周波数で初期のASK通信を行う。OFDM通信の送信スペクトル500は、各サブチャネル501〜504のOFDM通信となり、ASK通信の送信スペクトルは、各サブチャネル501〜504の周波数の間の、線スペクトル701〜705となる。また、ASK通信の線スペクトル701〜705は、線スペクトル703がスペクトルのセンタ、線スペクトル701,702,704,705がその高次成分のスプリアスである。したがって、ASK通信の線スペクトル701〜705は、同じ情報が重畳され、ASK通信の制御チャンネルとして用いることを特徴とする。この制御チャンネルは、複数の変調方式による通信を行うUWB無線通信システムの相互認識、例えば周波数チャネル調整や送信タイミング調整のために挿入される。   In FIG. 6, in the UWB wireless communication system, a linear spectrum (hereinafter referred to as a line spectrum) 701 to 705 which is a control channel for ASK communication between the frequencies of the subchannels 501 to 504 of the transmission spectrum 500 for OFDM communication. And the initial ASK communication is performed at a frequency corresponding to the frequency between the subchannels of the OFDM communication. The transmission spectrum 500 of OFDM communication is OFDM communication of each subchannel 501 to 504, and the transmission spectrum of ASK communication is line spectrum 701 to 705 between the frequencies of each subchannel 501 to 504. In the line spectrums 701 to 705 of the ASK communication, the line spectrum 703 is the spectrum center, and the line spectra 701, 702, 704, and 705 are high-order component spurious. Therefore, the same information is superimposed on the line spectrum 701 to 705 of ASK communication and is used as a control channel of ASK communication. This control channel is inserted for mutual recognition of a UWB wireless communication system that performs communication using a plurality of modulation schemes, for example, frequency channel adjustment and transmission timing adjustment.

図7は、ASK通信の線スペクトルを生成するためのデータ列の一例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data string for generating a line spectrum of ASK communication.

前記図6の周波数配置例では、1.5GHzの帯域を4つのチャネルに分割しているため、ASK通信の線スペクトルの周期は1.5GHz/4=375MHzである。ASK通信のパルス周期が約1GHzであるとすると、例えば375MHz周期の信号を作るにはパルス幅を1/375MHz=2.7nsecとすればよいので、0.9nsecの幅を有するパルスを3個ずつまとめて送ればよい。図7では、3つずつ「1」と「0」を繰り返している。このように、固定パターンの繰り返しにより、図6に示すASK通信の線スペクトル701〜705を生成することができる。また、通常のASK通信では0.9nsecのパルスを用い、1/0.9nsec=1.1GHzの繰り返し周期で通信することが可能である。   In the frequency arrangement example of FIG. 6, since the 1.5 GHz band is divided into four channels, the period of the line spectrum of ASK communication is 1.5 GHz / 4 = 375 MHz. Assuming that the pulse period of ASK communication is about 1 GHz, for example, to generate a signal with a period of 375 MHz, the pulse width may be set to 1/375 MHz = 2.7 nsec. Therefore, three pulses each having a width of 0.9 nsec are required. Send them all together. In FIG. 7, “1” and “0” are repeated three by three. Thus, the line spectrum 701 to 705 of ASK communication shown in FIG. 6 can be generated by repeating the fixed pattern. Further, in normal ASK communication, 0.9 nsec pulses are used, and communication can be performed with a repetition period of 1 / 0.9 nsec = 1.1 GHz.

ここで、上記固定パターンを低レートで変調することで、ASK変調の線スペクトラムを増やすことでOFDMスペクトラムとの重なりを発生させ、OFDM復調器が信号を受信しやすくすることでOFDMのASK変調信号受信を容易にする態様をとることも可能である。この場合は、「1」と「0」をすべて3つずつとせず、所定位置の「1」と「0」のデータ列を4個とか2個とかにすることで容易に実現できる。また、あらかじめOFDM通信で用いる直交となる周期の一つと同一の周期で変調するようにしておけば、そのままOFDMの信号の一つとして読み出すことも可能である。この場合は、OFDM側で周波数同期を取る必要がある。   Here, by modulating the fixed pattern at a low rate, the ASK modulation line spectrum is increased to cause an overlap with the OFDM spectrum, and the OFDM demodulator makes it easy to receive the signal, so that the OFDM ASK modulation signal can be received. It is also possible to take a mode that facilitates reception. In this case, it can be easily realized by setting the number of data strings of “1” and “0” at predetermined positions to four or two instead of using all three “1” and “0”. Further, if modulation is performed in advance at the same period as one of the orthogonal periods used in OFDM communication, it can be read as one of OFDM signals as it is. In this case, it is necessary to achieve frequency synchronization on the OFDM side.

図8は、UWB無線通信システムの送信決定のフローチャートであり、OFDM通信が行われている環境で、ASK通信を行う際の通信ステップの一例を示す。   FIG. 8 is a flowchart of transmission determination in the UWB wireless communication system, and shows an example of communication steps when performing ASK communication in an environment where OFDM communication is performed.

図8では、OFDM通信によりすでに通信を行っているステップS1から開始した例を示している。図3に示したように、OFDM通信はストリーミング通信を行っているため、ほぼすべての時間を使って通信を行っている。但し、一般的なTVやラジオ放送のように完全一方向の通信ではなく、データ量の違いはあるものの双方向通信を用いる。   FIG. 8 shows an example starting from step S1 in which communication is already performed by OFDM communication. As shown in FIG. 3, since OFDM communication performs streaming communication, communication is performed using almost all the time. However, it is not completely one-way communication as in general TV and radio broadcasting, but two-way communication is used although there is a difference in data amount.

ASK通信機器は、通信の開始を行う際に、まず一般的なキャリアセンスを実施する(ステップS2)。これは、OFDM通信信号の検出、ASK通信信号の検出の両方を行うためである。ここで、ASK端末が他の通信機器と通信を行っていることを検出し、前述の1.5GHz周波数チャネルを切り替えることで通信を行う場合、干渉は発生しないので、ここでは記載を省略する。   When the ASK communication device starts communication, it first performs general carrier sense (step S2). This is because both detection of the OFDM communication signal and detection of the ASK communication signal are performed. Here, when it is detected that the ASK terminal is communicating with another communication device and communication is performed by switching the above-described 1.5 GHz frequency channel, interference does not occur, so the description is omitted here.

ステップS2でASK通信機器がキャリアセンスを行った結果、ステップS3で他に使用している機器があるか否かを判別する。他に使用している機器を発見できなければ通信可能と判断して、ステップS4でASK通信が開始される。ASK通信開始に当たって、ビーコン等の通信が開始される。ビーコン等の通信開始にあたっての認証等を行う信号(以下、認証用信号という)の送信は、端末側、コンテンツサーバ側のいずれが行ってもよいが、一般的には消費電力がある程度増えることが許容されるサーバ側が行う。図3の場合には、認証用信号の送信は、ダウンロード端末420からではなく、コンテンツサーバ410が行う。この認証用信号は、図6及び図7に示す信号を用いて送られる。なお、図7では、すべての「1」「0」信号を3つずつとした例で示しているが、長い時間でなければ認証用のデータを送っても構わない。   As a result of the carrier sensing performed by the ASK communication device in step S2, it is determined whether or not there is another device used in step S3. If no other device is found, it is determined that communication is possible, and ASK communication is started in step S4. At the start of ASK communication, communication such as a beacon is started. A signal for performing authentication or the like at the start of communication such as a beacon (hereinafter referred to as an authentication signal) may be transmitted on either the terminal side or the content server side. However, in general, power consumption increases to some extent. Performed by the allowed server side. In the case of FIG. 3, the content server 410 transmits the authentication signal, not from the download terminal 420. This authentication signal is sent using the signals shown in FIGS. Note that FIG. 7 shows an example in which all “1” and “0” signals are three, but if the time is not long, authentication data may be sent.

上記ステップS3で他に使用している機器を発見されたときは通信不可能と判断することになるが、固定設置するASK通信機器(ここではコンテンツサーバ410)を設置する際に、OFDM通信と干渉する位置には設置しないため、原則、この条件に当てはまることはない(ステップS5)。   When other devices used in step S3 are found, it is determined that communication is impossible. However, when installing an ASK communication device (in this case, the content server 410) that is fixedly installed, OFDM communication and Since it is not installed at the position of interference, in principle, this condition does not apply (step S5).

ステップS6でASK通信機器からの認証信号送信を受け、OFDM通信装置はASK通信機器の通信開始希望の検出を行う。このOFDM通信装置は、適宜他通信装置の認証信号検出を行っている。ステップS7でOFDM通信装置がASK通信機器の通信開始信号を検出できたか否かを判別する。通信開始信号を検出できなければ、OFDM通信装置にとって干渉とならない信号レベルであり干渉は発生しない、又は、干渉が発生していても通信開始信号が検出できない原因不明の通信路品質劣化と判断して、ステップS8でOFDM通信装置は通信レート引き下げ等の対策を実行する。   In step S6, the authentication signal is transmitted from the ASK communication device, and the OFDM communication device detects the communication start request of the ASK communication device. This OFDM communication apparatus appropriately detects an authentication signal of another communication apparatus. In step S7, it is determined whether or not the OFDM communication apparatus has detected a communication start signal of the ASK communication device. If the communication start signal cannot be detected, the signal level does not cause interference for the OFDM communication apparatus and interference does not occur, or the communication start signal cannot be detected even if interference occurs, and it is determined that the communication channel quality is unknown. In step S8, the OFDM communication apparatus executes a countermeasure such as a communication rate reduction.

上記ステップS7でOFDM通信装置がASK通信機器の通信開始希望を検出した場合、ステップS9で通信干渉を防ぐための対策を開始し、ステップS10で通信相手のOFDM通信装置と通信開始を希望するASK通信機器に干渉除去のための対策を提案する。対策としては、周波数チャネル調整(FDMA)、送信時間調整(TDMA)等がある。また、OFDM通信が行われているにもかかわらずASK通信機器の送信が開始されているため、ASK通信装置はOFDM通信の信号を検出できていない、又は検出しているが自通信可能な信号レベルと判断している状態であるため、OFDM通信機器が調整を行うためには、例えば、送信電力を大きくする、通信フレームの最初や最後にASK通信装置が読み取り可能な信号を挿入する等を行ってもよい。これらの対策を実行しても調整が不成立となった場合には、通信路品質の劣化を許容し、通信レート引き下げ等の対策を実行する。また、調整は1度のみならず、成立するまで継続して行われることは言うまでもない。すなわち、ステップS11で周波数チャネル調整により調整が成功したか否かを判別し、周波数チャネル調整により調整成功のときはステップS12で変更した周波数チャネルで通信を継続する。上記ステップS11で周波数チャネル調整により調整不成立のときはステップS13で例えばTDMAにより通信時間を調整してステップS14に進む。なお、調整ステップの繰り返し回数は個々の無線システムの設計に依存し、複数回で終了(調整断念)しても、調整できるまで続けても良い。   When the OFDM communication apparatus detects the communication start request of the ASK communication device in step S7, a countermeasure for preventing communication interference is started in step S9, and the ASK that desires to start communication with the communication partner OFDM communication apparatus in step S10. Propose measures to eliminate interference in communication equipment. Countermeasures include frequency channel adjustment (FDMA) and transmission time adjustment (TDMA). In addition, since transmission of the ASK communication device has started even though OFDM communication is being performed, the ASK communication device has not detected the signal of OFDM communication, or has detected but is capable of communicating with itself In order for the OFDM communication equipment to make adjustments, for example, the transmission power is increased, or a signal that can be read by the ASK communication apparatus is inserted at the beginning or end of the communication frame. You may go. If adjustment is not established even after these measures are taken, the communication channel quality is allowed to deteriorate, and measures such as reduction of the communication rate are executed. Needless to say, the adjustment is performed not only once but continuously until it is established. That is, in step S11, it is determined whether or not the adjustment is successful by the frequency channel adjustment. If the adjustment is successful by the frequency channel adjustment, the communication is continued using the frequency channel changed in step S12. If the adjustment is not established due to the frequency channel adjustment in step S11, the communication time is adjusted by TDMA, for example, in step S13, and the process proceeds to step S14. Note that the number of repetitions of the adjustment step depends on the design of the individual wireless system, and may be completed (adjustment of adjustment) a plurality of times or continued until adjustment is possible.

ステップS14では、通信時間調整により調整が成功したか否かを判別し、通信時間調整により調整成功したときはステップS15で取り決めた時間単位で通信を継続する。通信時間調整によっても調整不成立のときは、ステップS16でOFDM通信装置は通信路品質の劣化を許容し通信レート引き下げ、誤り訂正機能の強化等の対策を実行する。   In step S14, it is determined whether or not the adjustment is successful by adjusting the communication time. If the adjustment is successful by adjusting the communication time, the communication is continued in the time unit decided in step S15. If the adjustment is not established due to the communication time adjustment, the OFDM communication apparatus accepts the deterioration of the channel quality in step S16, and implements measures such as lowering the communication rate and strengthening the error correction function.

次に、OFDM通信機器とASK通信機器が互いの信号を検出する方法について説明する。なお、一般的なキャリアセンスによってその電力のみを検出する方法については周知の技術であるため説明を省略する。   Next, a method in which the OFDM communication device and the ASK communication device detect each other's signals will be described. Note that a method of detecting only the electric power by general carrier sense is a well-known technique, and a description thereof will be omitted.

〔UWB無線通信システムの送信系及び受信系の動作〕
前記図1は、UWB無線通信システムの送信系及び受信系の機能ブロック図であり、OFDM通信装置の送信部と受信部に適用される。
[Operations of transmission system and reception system of UWB wireless communication system]
FIG. 1 is a functional block diagram of a transmission system and a reception system of a UWB wireless communication system, and is applied to a transmission unit and a reception unit of an OFDM communication apparatus.

送信データは、まずS/P111で複数の変調系に分割され、変調器112,113及びASK用変調器114によりそれぞれ変調された後、直交関係となる系列を用いてIFFT115によりIFFT処理される。この信号は、ガードインターバルを挿入された後、DAC116によりDA変換され、AMP117で適当な電力に振幅調整されて、送信アンテナ118より自由空間に無線信号として放射される。   The transmission data is first divided into a plurality of modulation systems by the S / P 111, modulated by the modulators 112 and 113 and the ASK modulator 114, respectively, and then subjected to IFFT processing by the IFFT 115 using a sequence having an orthogonal relationship. After this guard interval is inserted, this signal is DA-converted by the DAC 116, adjusted in amplitude to an appropriate power by the AMP 117, and radiated as a radio signal from the transmitting antenna 118 to free space.

送信系110から放射された無線信号は、受信アンテナ121で受信され、AMP122で増幅後、ADC123によりデジタル信号に変換され、ガードインターバルが除去されたのち、FFT124により直交関係を基に複数のデータ系列に分割され、復調器125,126及びASK用復調器127により分割された信号それぞれを復調した後、P/S128でシリアルデータに戻され、受信データとして図示しない信号処理部で処理される。   A radio signal radiated from the transmission system 110 is received by the reception antenna 121, amplified by the AMP 122, converted to a digital signal by the ADC 123, and after the guard interval is removed, a plurality of data series is obtained based on the orthogonal relationship by the FFT 124. After being demodulated by the demodulators 125 and 126 and the ASK demodulator 127, the signals are demodulated, returned to serial data at P / S 128, and processed as received data by a signal processing unit (not shown).

図9は、OFDM通信装置の周波数配置及び時間波形の一例を示す図であり、一般的なOFDM信号の周波数スペクトラム及び時間波形の直交信号を示す。OFDM通信は、一般的なマルチキャリア通信と比べ、各サブキャリアが周波数的な重なりを許されていることが特徴である。OFDM変調の基本的な技術については、周知の技術であるため説明を省略する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a frequency arrangement and a time waveform of the OFDM communication apparatus, and shows a frequency spectrum of a general OFDM signal and an orthogonal signal of a time waveform. The OFDM communication is characterized in that each subcarrier is allowed to overlap in frequency compared to general multicarrier communication. Since the basic technique of OFDM modulation is a well-known technique, description thereof is omitted.

本実施の形態では、ASK通信を検出方法として、OFDM通信装置がASK信号を検出するための復調系をもつことである。図1(b)に示すように、OFDM通信装置は受信信号をP/S128により複数の復調系に分割し、それぞれを復調することでデータを再生する。そこで、この1つの系統をASK復調に割り当て、そこで復調を行うことでASK信号を検出すればよい。図1では、複数の復調系のうち、ASK用復調器127をASK復調に割り当てている。   In this embodiment, ASK communication is used as a detection method, and the OFDM communication apparatus has a demodulation system for detecting an ASK signal. As shown in FIG. 1B, the OFDM communication apparatus divides the received signal into a plurality of demodulation systems by P / S 128, and regenerates data by demodulating each. Therefore, this one system may be assigned to ASK demodulation, and the ASK signal may be detected by performing demodulation there. In FIG. 1, among the plurality of demodulation systems, the ASK demodulator 127 is assigned to ASK demodulation.

OFDMの受信系でASK信号を検出する方法についてさらに詳細に説明する。   A method for detecting an ASK signal in the OFDM reception system will be described in more detail.

受信アンテナ121で受信された信号はFFT124によりFFT処理されるが、この際に、1つの復調器(ここではASK用復調器127)に対して、図6に示すASKの線スペクトル701〜705を出力し、復調処理を行う。復調結果はOFDMの1次変調方法に依存するが、例えばQPSK(Quaternary PSK)であればASK用変調器114が送信する信号の周波数が大きく変動しない限り、I/Q軸の4つの位置のいずれかの信号として復調され、ASK信号がなければ雑音なのでランダムなデータとして復調される。復調された信号は、他のOFDM信号と共にP/S変換され、1つのデータ列となる。このデータはASK識別部129に入力され、ASK用復調器127のデータが存在する位置でのデータが、特定のデータ列であるのか、ランダムなデータであるのかによってASKの線スペクトルの有無を検出することができる。   The signal received by the receiving antenna 121 is subjected to FFT processing by the FFT 124. At this time, the ASK line spectra 701 to 705 shown in FIG. 6 are applied to one demodulator (here, the ASK demodulator 127). Output and perform demodulation. The demodulation result depends on the primary modulation method of OFDM. For example, in the case of QPSK (Quaternary PSK), any of the four positions on the I / Q axis can be used as long as the frequency of the signal transmitted by the ASK modulator 114 does not vary greatly. If there is no ASK signal, it is demodulated as random data. The demodulated signal is P / S converted together with other OFDM signals to form one data string. This data is input to the ASK identification unit 129, and the presence / absence of the ASK line spectrum is detected depending on whether the data at the position where the data of the ASK demodulator 127 exists is a specific data string or random data. can do.

なお、P/S変換した後のデータ列で判別する場合を説明したが、この復調結果のみ個別のデータ系として判別するようにしてもよい。   In addition, although the case where it discriminate | determines with the data sequence after P / S conversion was demonstrated, you may make it discriminate | determine as an individual data system only about this demodulation result.

また、ASKの線スペクトルの有無のみを判別する場合を説明したが、ASK用の復調系を持っているので、これによる復調で情報を取得してもよい。   Further, the case of determining only the presence or absence of the ASK line spectrum has been described, but since the ASK demodulation system is provided, information may be acquired by demodulation using this.

また、ASK信号の検出を容易にするため、ASK復調用に割り当てられた系列では、受信信号の直交性を用いて、OFDM信号以外の信号を抽出してこれをASK信号であると判断したり、この復調系独自の同期系を持ったりしてもよい。また、ASK通信機器でもこの復調に合わせて、OFDMの直交周期に応じた変調を行うことで、OFDM通信に合わせる送信を行ってもよい。   Further, in order to facilitate the detection of the ASK signal, in the sequence allocated for ASK demodulation, signals other than the OFDM signal are extracted using the orthogonality of the received signal, and this is determined to be an ASK signal. The demodulating system may have its own synchronization system. In addition, the ASK communication device may perform transmission according to OFDM communication by performing modulation according to the orthogonal period of OFDM in accordance with this demodulation.

さらに、ASK通信機器が用いる周波数が決まっていることを用いて、受信系のFFT処理において上記周波数を抽出し、ASK信号として復調することも同様に実施可能である。   Furthermore, using the fact that the frequency used by the ASK communication device is determined, the frequency can be extracted and demodulated as an ASK signal in the FFT processing of the receiving system.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、UWB無線通信システムの送信系110は、OFDM変調方式で変調する複数の変調器112,113と、ASK変調方式で変調するASK用変調器114とを備え、OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間の周波数に線スペクトルのASK信号を、制御チャネルとして挿入して送信し、受信系120は、OFDM復調方式で復調する複数の復調器125,126と、ASK復調方式で復調するASK用復調器127と、ASK識別部129とを備え、OFDM信号を受信するとともに、OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間に挿入された線スペクトルのASK信号を復調し、ASK識別を行うので、図6に示すようにOFDM通信とASK通信とが同一帯域を使用する場合であっても、干渉を発生させることなく異なる変調方式で送信された信号を受信することができる。これにより、図3に示すUWB無線通信システムの利用形態に適用して好適である。また、変調方式を早期に識別して復調処理することができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, transmission system 110 of the UWB wireless communication system includes a plurality of modulators 112 and 113 that modulate with the OFDM modulation scheme, and modulation for ASK that modulates with the ASK modulation scheme. 114, and a line spectrum ASK signal is inserted as a control channel at a frequency between subcarrier frequency channels of the OFDM signal and transmitted, and the receiving system 120 is a plurality of demodulators that demodulates using the OFDM demodulation method. 125, 126, an ASK demodulator 127 that demodulates in accordance with the ASK demodulation method, and an ASK identification unit 129, which receives the OFDM signal and that has a line spectrum inserted between the frequency channels of the subcarriers of the OFDM signal. Since the ASK signal is demodulated and ASK identification is performed, OFDM communication and ASK communication are in the same band as shown in FIG. Even when used, it can receive signals transmitted by different modulation schemes without causing interference. Thus, the present invention is suitable for use in the usage form of the UWB wireless communication system shown in FIG. In addition, the modulation scheme can be identified early and demodulated.

また、本実施の形態では、OFDM信号のサブキャリアの周波数チャンネルの間にASK信号を挿入するので、周波数が重ならないように送信することができる。   In this embodiment, since the ASK signal is inserted between the frequency channels of the subcarriers of the OFDM signal, transmission can be performed so that the frequencies do not overlap.

また、送信に用いる周波数チャネルを所定の時間ごとに変更して送信を行うので、周波数ホッピングすることができる。   Moreover, since the frequency channel used for transmission is changed every predetermined time, and transmission is performed, frequency hopping can be performed.

また、送信するASK信号は認証用のデータであり、この認証用のデータを用いて、重ならない周波数で認証を行うことで現状の通信を邪魔せずに認証を行うことができる。   The ASK signal to be transmitted is authentication data, and authentication can be performed without interfering with the current communication by performing authentication at a frequency that does not overlap using the authentication data.

また、送信する信号がない周波数に送信信号を配置する態様の一例として、通信レートを変更するようにすれば、特定の通信速度とすることで周波数スペクトラムを所定の位置関係に分散させることができる。   Further, as an example of an aspect in which transmission signals are arranged at frequencies where there is no signal to be transmitted, if the communication rate is changed, the frequency spectrum can be dispersed in a predetermined positional relationship by setting a specific communication speed. .

また、送信した信号を検出した場合、その後の送信信号の電力を変更して送信を行う。具体的には、信号電力を変える、具体的には電力を上げることで、ASK通信機器に通信中であることを送信することも可能である。また、送信した信号を検出した場合、その後の送信信号にASK通信機器が受信可能な信号を付加する態様も可能である。これにより、干渉を未然に回避することができる。   When a transmitted signal is detected, transmission is performed by changing the power of the subsequent transmission signal. Specifically, by changing the signal power, specifically, by increasing the power, it is possible to transmit that communication is being performed to the ASK communication device. Further, when a transmitted signal is detected, a mode in which a signal receivable by the ASK communication device is added to the subsequent transmission signal is also possible. Thereby, interference can be avoided beforehand.

以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。   The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this.

また、本実施の形態では無線通信装置、UWB無線通信システム及び無線通信方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、OFDM通信装置、無線システム、送受信装置、変調方法、復調方法等であってもよいことは勿論である。   In this embodiment, the names wireless communication device, UWB wireless communication system, and wireless communication method are used. However, this is for convenience of explanation, and an OFDM communication device, a wireless system, a transmission / reception device, a modulation method, a demodulation method, and the like. Of course, it may be.

さらに、上記無線通信装置を構成する送信系、受信系の各回路部、例えば復調器の種類、その数及び接続方法など、さらには復調方式などは前述した実施の形態に限られない。当然のことながら、送信系、受信系はそれぞれ送信装置、受信装置など単独の装置でもよく、また例えば送信系ではASK用変調器はOFDM変調器と別個に組み込まれる態様でも良い。   Further, the circuit units of the transmission system and the reception system that constitute the wireless communication apparatus, for example, the type, number and connection method of the demodulator, and the demodulation method are not limited to the above-described embodiments. As a matter of course, each of the transmission system and the reception system may be a single device such as a transmission device and a reception device. For example, in the transmission system, the ASK modulator may be incorporated separately from the OFDM modulator.

以上説明した無線通信方法及びOFDM信号復調方法は、この無線通信方法及びOFDM信号復調方法を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。   The wireless communication method and the OFDM signal demodulation method described above are also realized by a program for causing the wireless communication method and the OFDM signal demodulation method to function. This program is stored in a computer-readable recording medium.

本発明に係る無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びOFDM信号復調方法は、複数の変調方式による通信を行う無線通信システムの相互認識の改良に有効である。   The radio communication apparatus, radio communication system, radio communication method, and OFDM signal demodulation method according to the present invention are effective in improving mutual recognition of radio communication systems that perform communication using a plurality of modulation schemes.

本発明の実施の形態に係る無線通信システムの送信系及び受信系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the transmission system of the radio | wireless communications system which concerns on embodiment of this invention, and a receiving system 本実施の形態に係る無線通信システムのASKの送信系及び受信系の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an ASK transmission system and reception system of the wireless communication system according to the present embodiment. 本実施の形態に係る無線通信システムの利用の一形態を説明する図The figure explaining one form of utilization of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment 本実施の形態に係る無線通信システムのマルチアクセスをFDMAで行った場合の周波数配置の一例を示す図The figure which shows an example of the frequency arrangement | positioning at the time of performing multi-access of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment by FDMA 本実施の形態に係る無線通信システムのマルチアクセスをFDMAで行った場合の周波数配置の一例を示す図The figure which shows an example of the frequency arrangement | positioning at the time of performing multi-access of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment by FDMA 本実施の形態に係る無線通信システムの周波数配置の一例を示す図The figure which shows an example of the frequency arrangement | positioning of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment 本実施の形態に係る無線通信システムのASK通信の線スペクトルを生成するためのデータ列の一例を示す図The figure which shows an example of the data sequence for producing | generating the line spectrum of ASK communication of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る無線通信システムの送信決定のフロー図Flow chart of transmission determination of radio communication system according to the present embodiment 本実施の形態に係る無線通信システムのOFDM通信装置の周波数配置及び時間波形の一例を示す図The figure which shows an example of the frequency arrangement | positioning and time waveform of the OFDM communication apparatus of the radio | wireless communications system which concerns on this Embodiment 従来の車両内通信システムの合成信号の周波数配置を示す図The figure which shows the frequency arrangement | positioning of the synthetic | combination signal of the conventional in-vehicle communication system

符号の説明Explanation of symbols

110 送信系
111 シリアルパラレル変換部(S/P)
112,113 変調器
114 ASK用変調器
115 逆高速フーリエ変換部(IFFT)
116 D/A変換部(DAC)
117,122 増幅部(AMP)
118 送信アンテナ
120 受信系
121 受信アンテナ
123 A/D変換部(ADC)
124 高速フーリエ変換部(FFT)
125,126 復調器
127 ASK用復調器
128 パラレルシリアル変換部(P/S)
129 ASK識別部
210 ASKの送信系
211 変調器
212,221 周波数変換器
213 搬送波信号源
220 ASKの受信系
222 復調器
223 検波器
110 Transmission system 111 Serial / parallel converter (S / P)
112,113 Modulator 114 ASK Modulator 115 Inverse Fast Fourier Transform (IFFT)
116 D / A converter (DAC)
117,122 Amplifier (AMP)
118 transmitting antenna 120 receiving system 121 receiving antenna 123 A / D converter (ADC)
124 Fast Fourier Transform (FFT)
125, 126 Demodulator 127 ASK Demodulator 128 Parallel Serial Converter (P / S)
129 ASK identification unit 210 ASK transmission system 211 modulator 212, 221 frequency converter 213 carrier signal source 220 ASK reception system 222 demodulator 223 detector

Claims (11)

ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、
OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、
前記第2の無線装置が送信に用いるOFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に、ASK信号を挿入することを特徴とする無線通信装置。
A first wireless device that performs communication using the ASK modulation method;
A wireless communication device comprising a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method,
A wireless communication apparatus, wherein an ASK signal is inserted between frequency channels of subcarriers of an OFDM signal used for transmission by the second wireless apparatus.
ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、
OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、
前記第1の無線装置は、前記第2の無線装置が送信に用いるOFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間の周波数でASK信号を送信することを特徴とする無線通信装置。
A first wireless device that performs communication using the ASK modulation method;
A wireless communication device comprising a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method,
The wireless communication device, wherein the first wireless device transmits an ASK signal at a frequency between frequency channels of subcarriers of an OFDM signal used for transmission by the second wireless device.
ASK変調方式で通信を行う第1の無線装置と、
OFDM変調方式で通信を行う第2の無線装置とを備える無線通信装置であって、
前記第2の無線装置は、前記第1の無線装置がASK変調方式で送信したASK信号を受信することを特徴とする無線通信装置。
A first wireless device that performs communication using the ASK modulation method;
A wireless communication device comprising a second wireless device that performs communication using an OFDM modulation method,
The wireless communication device, wherein the second wireless device receives an ASK signal transmitted by the first wireless device using an ASK modulation method.
前記第2の無線装置は、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に制御チャネルとして挿入されたASK信号を受信することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の無線通信装置。   4. The radio according to claim 1, wherein the second radio apparatus receives an ASK signal inserted as a control channel between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal. 5. Communication device. 前記ASK信号は、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に挿入された線状のスペクトルであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the ASK signal is a linear spectrum inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal. 前記ASK信号は、ASK通信を通知する認証用データであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の無線通信装置。   The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the ASK signal is authentication data for notifying ASK communication. 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の無線通信装置、前記第1の無線装置、又は前記第2の無線装置の少なくともいずれか一つを備え、OFDM信号及び/又はASK信号を用いて通信を行うことを特徴とする無線通信システム。   A wireless communication device according to any one of claims 1 to 6, the first wireless device, or the second wireless device, comprising an OFDM signal and / or an ASK signal. A wireless communication system characterized by performing communication. 前記ASK信号は、前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に挿入された線状のスペクトルであることを特徴とする請求項7記載の無線通信システム。   The wireless communication system according to claim 7, wherein the ASK signal is a linear spectrum inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal. OFDM信号を送信するステップと、
前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間の周波数でASK信号を送信するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
Transmitting an OFDM signal;
Transmitting an ASK signal at a frequency between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal;
A wireless communication method comprising:
OFDM信号を受信するステップと、
前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に挿入されたASK信号を受信するステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。
Receiving an OFDM signal; and
Receiving an ASK signal inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal;
A wireless communication method comprising:
OFDM信号を復調するOFDM信号復調方法であって、
前記OFDM信号のサブキャリアの周波数チャネルの間に挿入されたASK信号を復調するステップを有することを特徴とするOFDM信号復調方法。
An OFDM signal demodulation method for demodulating an OFDM signal, comprising:
A method of demodulating an OFDM signal, comprising demodulating an ASK signal inserted between frequency channels of subcarriers of the OFDM signal.
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