JP2010011346A - 受信装置、受信方法、および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】受信装置、受信方法、および無線通信システムを提供すること。
【解決手段】無線信号を受信する受信部と、前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する伝達関数推定部と、前記受信部により受信される無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算する相互相関演算部と、を備える受信装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、受信装置、受信方法、および無線通信システムに関する。

近日、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１に規定される無線通信装置が広く普及している。このような無線通信装置間における無線通信の流れを簡単に以下に示す。
（１）送信側の無線通信装置におけるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信処理
（２）ＲＦ送信処理により得られた高周波信号を無線信号として無線伝送路を介して送信
（３）受信側の無線通信装置における無線信号の受信およびＲＦ受信処理
（４）ＲＦ受信処理により得られた受信信号と、既知信号パターンとの相互相関演算
（５）相互相関が検出されたタイミングに基づく受信信号の復調、復号処理

ここで、上記（４）の相互相関演算についてより詳細に説明すると、送信側の無線通信装置は、既知信号パターンであるＬ−ＬＴＦを含む無線信号を送信する。そして、受信側の無線通信装置は、ＲＦ受信処理により得られた受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦと、既知信号パターンであるＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算することにより、同期タイミングを検出する。なお、相互相関演算については、例えば特許文献１に記載されている。

特開２００７−３２４７２９号公報

しかし、ＲＦ受信処理により得られた受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦは、既知信号パターンとして受信側の無線通信装置が保持しているＬ−ＬＴＦと異なる。これは、送信側の無線通信装置におけるＲＦ送信処理、無線伝送路、受信側の無線通信装置におけるＲＦ受信処理などにおいて、Ｌ−ＬＴＦに伝達関数が混入してしまうことに起因する。その結果、上記（４）の相互相関演算における相互相関の演算精度が劣化してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、相互相関の演算精度を向上することが可能な、新規かつ改良された受信装置、受信方法、および無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、無線信号を受信する受信部と、前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する伝達関数推定部と、前記受信部により受信される無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算する相互相関演算部と、を備える受信装置が提供される。

前記受信装置は、前記既知の同期信号を記憶している記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記既知の同期信号に、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を乗算する補正部と、をさらに備えてもよい。

前記記憶部は、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を前記無線信号の送信元装置と対応付けて記憶し、前記補正部は、前記受信部により受信された無線信号の送信元装置の伝達関数を前記記憶部から抽出し、当該伝達関数を前記既知の同期信号に乗算してもよい。

前記受信装置は、前記既知の同期信号に、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を乗算する補正部と、前記補正部により前記伝達関数が乗算された前記既知の同期信号を記憶する記憶部と、をさらに備えてもよい。

前記伝達関数推定部は、以降に連続的に無線信号が送信されることを示す情報を含む第１の無線信号に基づいて前記伝達関数を推定し、前記相互相関演算部は、前記第１の無線信号の以降に連続的に送信される第２の無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部において前記第１の無線信号に基づいて推定された伝達関数が乗算された前記既知の同期信号との相互相関を演算してもよい。

前記通信路の伝達関数には、前記無線信号の無線伝送路の伝達関数、前記受信部の伝達関数、または前記無線信号の送信元装置の伝達関数の少なくともいずれかが含まれてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線信号を受信する第１のステップと、前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する第２のステップと、無線信号を受信する第３のステップと、前記第３のステップにおいて受信した無線信号に含まれる同期信号と、前記第２のステップにおいて推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算するステップと、を含む受信方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線信号を送信する送信装置と、前記送信装置から送信された無線信号を受信する受信部、前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する伝達関数推定部、および前記受信部により受信される無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算する相互相関演算部、を有する受信装置と、を備える無線通信システムが提供される。

以上説明したように本発明にかかる受信装置、受信方法、および無線通信システムによれば、相互相関の演算精度を向上することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔１〕本実施形態に関連する無線通信システム
〔２〕本発明の第１の実施形態
〔２−１〕本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の構成
〔２−２〕本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の動作
〔３〕本発明の第２の実施形態
〔４〕まとめ

〔１〕本実施形態に関連する無線通信システム
まず、本実施形態を説明する前に、本実施形態に関連する無線通信システム１１について説明する。

図１は、本実施形態に関連する無線通信システム１１の構成を示した説明図である。図１に示したように、無線通信システム１１は、複数の無線通信装置１００および１００’と、無線伝送路１６とを含む。また、図１においては、無線通信装置１００’が送信側として機能し、無線通信装置１００が受信側として機能する例を示している。

図１に示したように、無線通信装置１００’は、ベースバンドの送信信号をＲＦ送信処理して高周波信号に変換するＲＦ送信処理部１１０を備える。ＲＦ送信処理部１１０によりＲＦ送信処理された送信信号は、無線伝送路１６を介して無線信号として送信される。ここで、無線通信装置１００’から送信される無線信号の先頭には、図２に示すプリアンブルが付加される。

図２は、プリアンブルの構成例を示した説明図である。図２に示したように、プリアンブルは、Ｌ−ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）と、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）と、Ｌ−ＳＩＧと、を含み、その後にデータ（Ｌ−Ｄａｔａ）が付加される。本明細書においては、このようにプリアンブルとデータを含む１単位をパケットと称する場合もある。

Ｌ−ＳＴＦ（第１の同期信号）では、周期が０．８μｓである既知信号パターンが１０回繰り返され、受信側ではかかるＬ−ＳＴＦに基づいて無線信号の受信を検出する。Ｌ−ＬＴＦ（第２の同期信号）では、周期が３．２μｓである既知信号パターンの後半部分（１．６μｓ）の後に、当該信号パターンが２回繰り返される（計８μｓ）。すなわち、Ｌ−ＬＴＦ先頭に付加される信号パターンの後半部分はガードインターバルとして機能する。

Ｌ−ＳＩＧは、当該フレームに含まれるデータの伝送速度や変調方式などの情報を含む。このようなプリアンブルは、事前に時間領域の信号として無線通信装置１００’に保持されており、無線通信装置１００’は、保持しているプリアンブルを送信信号の先頭に付加してもよい。

ここで、図１を参照して本実施形態に関連する無線通信システム１１の説明に戻る。無線通信装置１００は、ＲＦ受信処理部１２０、Ｌ−ＬＴＦテーブル１３４および相互相関演算部１３８を含む同期回路部１３０、および復調部１４０を備える。

ＲＦ受信処理部１２０は、無線伝送路１６を介して無線通信装置１００に到達した無線信号をＲＦ受信処理し、ベースバンドの受信信号に変換する。Ｌ−ＬＴＦテーブル１３４には、図２に示したＬ−ＬＴＦの信号パターンが保持されており、相互相関演算部１３８は、受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦと、Ｌ−ＬＴＦテーブル１３４に保持されているＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算する。以下、図３を参照し、相互相関の演算について簡単に説明する。

図３は、相互相関演算を概念的に示した説明図である。上記説明したように、相互相関演算部１３８は、Ｌ−ＬＴＦテーブル１３４に保持されている３．２μｓ分のＬ−ＬＴＦと、受信信号のうちでＬ−ＬＴＦと推定される部分付近との相互相関を演算する。ここで、図３に示したように、受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦの先頭が相互相関のピーク値となると考えられるため、相互相関演算部１３８は、Ｌ−ＬＴＦの先頭を相互相関のピーク値により検出することができる。なお、Ｌ−ＬＴＦにおいては、同一の信号パターンが繰り返されるためピーク値が複数現れることも想定されるが、相互相関演算部１３８が、図３に示したようにＬ−ＬＴＦの先頭のみを検出するよう構成される例を説明している。

相互相関演算部１３８によりＬ−ＬＴＦの先頭が検出されると、復調部１４０などにより、受信信号の復調および復号がＬ−ＬＴＦの先頭の検出タイミング（同期タイミング）に基づいて行なわれる。したがって、相互相関演算部１３８によるＬ−ＬＴＦの先頭の検出精度は受信信号の正確な復調および復号のために重要である。しかし、本実施形態に関連する無線通信システム１１においては、Ｌ−ＬＴＦの先頭を適確に検出できない場合があった。以下、その理由を説明する。

図１に示したように、送信信号は、ＲＦ送信処理部１１０の伝達関数（送信ＲＦ伝達関数）が乗算され、無線伝送路の伝達関数が乗算され、ＲＦ受信処理部１２０の伝達関数（受信ＲＦ伝達関数）が乗算されて同期回路部１３０へ入力される。したがって、同期回路部１３０へ入力される受信信号Ｙは、送信信号をＸ、送信ＲＦ伝達関数をαｔｘ、無線伝送路の伝達関数をαｐ、受信ＲＦ伝達関数をαｒｘとすると、以下の数式１のように表現される。

（数式１）

このため、受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦと、Ｌ−ＬＴＦテーブル１３４に保持されているＬ−ＬＴＦが一致せず、図４に示すように、相互相関演算部１３８がＬ−ＬＴＦの先頭を適確に検出できない場合が想定された。

図４は、相互相関演算の失敗例を示した説明図である。図４に示したように、受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦが各伝達関数の影響を受けることにより、Ｌ−ＬＴＦの先頭においてピーク値が現れない場合が想定された。また、受信信号に含まれるＬ−ＬＴＦが各伝達関数の影響を受けることにより、Ｌ−ＬＴＦの先頭と異なる位置でピーク値が現れ、Ｌ−ＬＴＦの先頭が誤って検出されてしまう場合も想定された。その結果、復調部１４０などで正しい処理が行われず、スループットの低下やコネクションの切断などの問題が発生しかねなかった。

そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態にかかる無線通信装置２０を創作するに至った。本実施形態にかかる無線通信装置２０によれば、相互相関の演算精度を向上することにより、Ｌ−ＬＴＦの先頭をより適確に検出することが可能である。以下、このような無線通信装置２０の第１の実施形態および第２の実施形態について順次に説明する。

〔２〕本発明の第１の実施形態
〔２−１〕本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の構成
図５は、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信システム１の構成、および無線通信装置２０の構成を示した説明図である。図５に示したように、無線通信システム１は複数の無線通信装置２０および２０’を含む。なお、以下では無線通信装置２０’が送信側として機能し、無線通信装置２０が受信側として機能する例に重きをおいて説明するが、無線通信装置２０および２０’は、送信側としての機能および受信側としての機能の双方を有する。

無線通信装置２０は、アンテナ１２Ａおよび１２Ｂ、セレクタ１８Ａおよび１８Ｂ、ＭＡＣ処理部３０、変調部３２、送信信号処理部４０、信号パターン保持部４２、ＩＦＦＴ部５２Ａおよび５２Ｂ、送信フィルタ５４Ａおよび５４Ｂ、ＤＡＣ５６Ａおよび５６Ｂ、ＲＦ送信処理部５８Ａおよび５８Ｂ、ＲＦ受信処理部６０Ａおよび６０Ｂ、ＡＤＣ６２Ａおよび６２Ｂ、受信フィルタ６４Ａおよび６４Ｂ、同期回路部７０、ＦＦＴ部７２Ａおよび７２Ｂ、チャネル推定部７４Ａおよび７４Ｂ、ＲＦ伝達関数推定部７６、信号合成部８０、および復調部９２を備える。

なお、本明細書においては、同一機能を有する複数の構成の各々は、同一符号の後に異なるアルファベットを付することで区別する。しかし、同一機能を有する複数の構成の各々を特に区別する必要が無い場合、同一符号のみを付する。例えば、ＩＦＦＴ部５２Ａおよび５２Ｂを特に区別する必要が無い場合、単にＩＦＦＴ部５２と総称する。

ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部３０は無線通信におけるアクセス制御を行う。例えば、ＭＡＣ処理部３０は、送信データに対して自装置のＭＡＣアドレス、宛先装置のＭＡＣアドレスなどの制御情報を付加し、ビット列として出力する。

変調部３２は、ＭＡＣ処理部３０から出力されたビット列を変調する。例えば、変調部３２は、無線伝送路１６の状況に応じ、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、８ＰＳＫなどのいずれかの変調方式により変調を行なってもよい。また、変調部３２は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を実現するために、各サブキャリアに割当てられたビットごとに変調してもよい。

送信信号処理部４０は、変調部３２から出力されたビット列のＭＩＭＯ送信処理を行う。ＭＩＭＯ送信処理としては、例えば、各ブランチへのビット列の割り振り、ビームフォーミングなどがあげられる。

ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部５２は、送信信号処理部４０における信号処理により得られた周波数領域の信号を、高速逆フーリエ変換することにより、時間領域の送信信号（ＯＦＤＭ信号）に変換する。送信フィルタ５４は、ＩＦＦＴ部５２において得られた時間領域の送信信号から、所定の周波数成分を抽出する。なお、当該時間領域の送信信号にはガードインターバルが付加されていてもよい。

ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換部）５６は、送信フィルタ５４により抽出された周波数成分を有する送信信号を、デジタル形式からアナログ形式に変換する。そして、ＲＦ送信処理部５８が、アナログ形式に変換された送信信号を例えばＩＱ変調し、高周波信号（例えば、５ＧＨｚ帯）に変換する。

セレクタ１８は、アンテナ１２（受信部）と、ＲＦ送信処理部５８またはＲＦ受信処理部６０のいずれかを接続する。アンテナ１２とＲＦ送信処理部５８がセレクタ１８により接続されると、ＲＦ送信処理部５８において得られた高周波信号がアンテナ１２から無線信号として送信され、無線通信装置２０が送信装置として機能する。また、アンテナ１２とＲＦ受信処理部６０がセレクタ１８により接続されると、アンテナ１２において受信された無線信号が高周波信号としてＲＦ受信処理部６０へ供給され、無線通信装置２０が受信装置として機能する。

ＲＦ受信処理部６０は、アンテナ１２から入力される高周波信号をダウンコンバーションし、アナログ形式のベースバンド受信信号（受信信号）を生成する。

ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換部）６２は、ＲＦ受信処理部６０により生成されたアナログ形式のベースバンド受信信号をデジタル形式のベースバンドの受信信号に変換して出力する。受信フィルタ６４は、ＡＤＣ６２から出力されるデジタル形式のベースバンド受信信号に含まれる所定の周波数成分を抽出する。

同期回路部７０は、図２を参照して説明したＬ−ＳＴＦを検出するための自己相関演算部２１０、およびＬ−ＬＴＦを検出するための相互相関演算部２２０を備え、プリアンブルに続くパケットフレームの切り出しのための同期タイミングを検出する。なお、当該同期回路部７０の構成については図６を参照して後述する。

ＦＦＴ部７２は、同期回路部７０により検出された同期タイミングに基づいてパケットフレームを切り出し、切り出したパケットフレームごとにＦＦＴ処理を行い、周波数領域の受信信号を生成する。そして、チャネル推定部７４は、無線信号の伝送路である無線伝送路１６の伝達関数を推定する伝達関数推定部としての機能を有する。なお、チャネル推定部７４により推定される伝達関数には、送信元装置である無線通信装置２０’の伝達関数が含まれてもよい。また、詳細については後述するが、ＲＦ伝達関数推定部７６は、ＲＦ受信処理部６０の伝達関数を推定する。

信号合成部８０は、チャネル推定部７４およびＲＦ伝達関数推定部７６により推定された伝達関数を考慮してＭＩＭＯ受信処理を行う。例えば、信号合成部８０は、チャネル推定部７４から出力される信号に、チャネル推定部７４およびＲＦ伝達関数推定部７６により推定された伝達関数（例えば、チャネル行列Ｈ）の逆行列を乗算してもよい。

復調部９２は、信号合成部８０により得られた信号を復調し、ビット列として出力する。ＭＡＣ処理部３０は、復調部９２からビット列が入力され、ビット列に含まれる制御情報を解析するとともに、ビット列に含まれる制御情報以外の情報を上位層へ供給する。

以上、無線通信装置２０が送信装置として機能するための基本構成、および受信装置として機能するための基本構成について説明した。続いて、無線通信装置２０においてキャリブレーションを行なうための信号パターン保持部４２およびＲＦ伝達関数推定部７６について説明する。なお、キャリブレーションの対象としては、以下に示すものがあげられ、これらを対象とするキャリブレーションの一例として、ＩＱキャリブレーションおよびアンテナキャリブレーションについて説明する。
・送信フィルタ５４、ＲＦ送信処理部５８内のアナログフィルタ、ＲＦ受信処理部６０内のアナログフィルタなどの周波数特性を有する構成
・ＤＡＣ５６、ＡＤＣ６２などのアパーチャ効果と関連する構成
・ＰＡ（ゲインが非線形性である構成）
・ＩＱモジュレータ、ＩＱデモジュレータ（ＩＱインバランスを生じる構成）
・配長線の違い
・無線通信装置間の周波数誤差成分

（ＩＱキャリブレーションについて）
ＩＱキャリブレーションは、送信側のＩＱキャリブレーションと受信側のＩＱキャリブレーションに分けられる。送信側のＩＱキャリブレーションは、主にＤＡＣ５６とＲＦ送信処理部５８内のＩＱモジュレータのキャリブレーションを目的としている。送信側のＩＱキャリブレーションに際しては、信号パターン保持部４２に保持されている既定のキャリブレーションデータが送信フィルタ５４Ａへ供給され、ＲＦ送信処理部５８内のＩＱモジュレータとＡＤＣ６２が接続される。

その結果、ＤＡＣ５６からＩＱモジュレータにキャリブレーションデータが入力されると、ＩＱモジュレータによりキャリブレーションデータがＩＱ変調され、さらに整流、絶対値化されてＡＤＣ６２へ入力される。

ＲＦ伝達関数推定部７６は、ＡＤＣ６２を介して帰還されたキャリブレーションデータを観測することにより、送信側のＩＱ振幅誤差およびＩＱ位相誤差を補正するための補正係数を取得することができる。

一方、受信側のＩＱキャリブレーションは、主にＲＦ受信処理部６０内のＩＱデモジュレータとＡＤＣ６２のキャリブレーションを目的としている。受信側のＩＱキャリブレーションに際しては、ＲＦ送信処理部５８内のＩＱモジュレータとＲＦ受信処理部６０内のＩＱデモジュレータが接続される。

その結果、ＤＡＣ５６からＩＱモジュレータにキャリブレーションデータが入力されると、ＩＱモジュレータによりＩＱ変調されたキャリブレーションデータがＩＱデモジュレータに入力される。ＩＱデモジュレータは入力された信号をダウンコンバージョンし、ＡＤＣ６２を介してＲＦ伝達関数推定部７６に帰還させる。

ここで、送信側のＩＱインバランスは既に補正されているので、帰還された信号からは、受信側のＩＱインバランスの影響のみ観測することが可能となる。ＲＦ伝達関数推定部７６は、かかる帰還された信号から受信側の伝達関数としてのＩＱ振幅誤差とＩＱ位相誤差を見積り、その誤差に応じた補正係数を取得することが可能となる。

（アンテナキャリブレーションについて）
アンテナキャリブレーションは、ＲＦ送信処理部５８内のアナログフィルタやアンテナ１２などの伝達関数のインバランスの解消を目的としており、通常ＩＱキャリブレーションの後に行われる。詳細な説明は省略するが、まず、アンテナキャリブレーションにおいては、アンテナ１２Ａから送信したキャリブレーションデータをアンテナ１２Ｂが受信してＲＦ伝達関数推定部７６へ帰還させる。その後、アンテナ１２Ｂから送信したキャリブレーションデータをアンテナ１２Ａが受信してＲＦ伝達関数推定部７６へ帰還させる。そして、ＲＦ伝達関数推定部７６が、帰還された双方のキャリブレーションデータに基づいてＲＦ送信処理部５８内のアナログフィルタやアンテナ１２などの伝達関数の推定、および補正係数の算出を行なう。

（同期回路部７０について）
次に、図６および図７を参照し、同期回路部７０についてより詳細に説明する。

図６は、同期回路部７０の詳細な構成、および無線通信装置２０の一部の構成を示した機能ブロック図である。図６に示したように、同期回路部７０は、自己相関演算部２１０と、相互相関演算部２２０と、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０と、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０と、を備える。

自己相関演算部２１０は、受信信号と、所定時間遅延させた受信信号との自己相関を演算することにより、Ｌ−ＳＴＦの開始、またはＬ−ＳＴＦの終了などを検出する。例えば、自己相関演算部２１０は、受信信号をＬ−ＳＴＦにおける信号パターンの繰り返し周期である０．８μｓ遅延させ、現在入力された受信信号と、遅延された受信信号の複素共役とを乗算してもよい。Ｌ−ＳＴＦが終了すると自己相関値が減少するため、自己相関演算部２１０はかかる自己相関値の減少によりＬ−ＳＴＦの終了、およびＬ−ＬＴＦの開始を検出することができる。

相互相関演算部２２０は、受信信号と、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０から供給されるＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算することにより、以降の処理で利用される同期タイミングを検出する。

Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０は、既知信号パターンの同期信号であるＬ−ＬＴＦを記憶している記憶部として機能する。かかるＬ−ＬＴＦテーブル２３０は、例えば、レジスタ、不揮発性メモリ、磁気ディスク、または光ディスクなどの記憶媒体であってもよい。不揮発性メモリとしては、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などがあげられる。また、磁気ディスクとしては、ハードディスク、円盤型磁性体ディスク、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクなどがあげられる。また、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））―Ｒ／ＢＤ−ＲＥなどがあげられる。

Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０（補正部）は、送信元装置に応じてＬ−ＬＴＦテーブル２３０に保持されているＬ−ＬＴＦを補正し、相互相関演算部２２０へ供給する。以下では、送信元装置の判別方法、および具体的な補正方法について説明する。

（送信元装置の判別方法）
送信元装置は、送信データが１パケットに収まらない場合、複数のパケットをＳＩＦＳ（１６μｓ）またはＲＩＦＳ（２μｓ）間隔でバースト的に送信する（バースティングモード）。また、送信元装置は、バースティングモード時、パケットのＭＡＣヘッダに含まれるＡＣＫポリシーというフィールドにその旨を記載する。また、ＭＡＣヘッダには、送信元装置のアドレスが記載される。

したがって、無線通信装置２０のＭＡＣ処理部３０は、ＭＡＣヘッダに含まれるＡＣＫポリシーを参照することにより、次に受信されるパケットの送信元装置を判断することができる。

なお、ＡＣＫポリシーは、ＡＣＫパケットの送信を要求するか否かを示すフィールドである。例えば、バースト的に送信された最後のパケットでのみＡＣＫパケットの送信が要求される。このため、無線通信装置２０のＭＡＣ処理部３０は、あるパケット（第１の無線信号）ＡＣＫポリシーにおいてＡＣＫパケットの送信が要求されていない場合、次に受信されるパケット（第２の無線信号）の送信元装置も同一であると判断する。

（Ｌ−ＬＴＦの補正方法）
送信元装置のＲＦ送信処理部５８の伝達関数および無線伝送路１６の伝達関数（以下、チャネル伝達関数と称する。）は、同一の送信元装置および同一の無線伝送路１６であれば、大きな変動は無い。そこで、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、一度受信したパケットの送信元装置と対応付けて、当該送信元装置のチャネル伝達関数を保持しておく。

そして、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、ＭＡＣ処理部３０により判断された次に受信されるパケットの送信元装置に対応するチャネル伝達関数を検索する。ここで、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、次に受信されるパケットの送信元装置に対応するチャネル伝達関数を保持していた場合、当該チャネル伝達関数およびＲＦ伝達関数推定部７６により推定された伝達関数を、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０のＬ−ＬＴＦに乗算する。その後、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、乗算による補正後のＬ−ＬＴＦを相互相関演算部２２０へ供給する。

図７は、本実施形態にかかる相互相関演算の様子を模式的に示した説明図である。図７に示したように、相互相関演算部２２０は、チャネル伝達関数および受信ＲＦ伝達関数を考慮して補正されたＬ−ＬＴＦを利用して相互相関を演算する。このため、本実施形態によれば、受信されたパケットにチャネル伝達関数や受信ＲＦ伝達関数が混入していた場合であっても、相互相関演算部２２０における同期タイミングの検出精度の向上を図ることができる。その結果、復調部９２におけるより正確な復調処理が期待されるため、スループットが低下してしまう場合や、コネクションが切断してしまう場合を防止することが可能である。

なお、「（送信元装置の判別方法）」において説明したように、ＭＡＣ処理部３０は、バースティングモード時に最初に受信されたパケットの送信元装置を、当該パケットの相互相関演算時に把握することは困難である。このため、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、バースティングモード時に最初に受信されたパケットについては、送信元装置に依存しない受信ＲＦ伝達関数を利用してＬ−ＬＴＦを補正し、相互相関演算部２２０に補正後のＬ−ＬＴＦを供給してもよい。

また、上記では、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０が送信元装置ごとにチャネル伝達関数を保持しておく例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、チャネル伝達関数の乗算による補正後のＬ−ＬＴＦを送信元装置ごとに保持していてもよい。かかる構成によれば、受信時にＬ−ＬＴＦの補正処理を行わなくてよいため、より迅速に相互相関演算部２２０へ補正後のＬ−ＬＴＦを供給することが可能となる。

また、無線通信装置２０と送信元装置との初期位相の相違により、チャネル伝達関数の推定値が正確に得られない場合がある。そこで、無線通信装置２０は、初期位相が、０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度、３１５度である場合の各々で自己相関値を求め、最もピークが鋭く現れる組合せを選択して同期タイミングとしてもよい。

〔２−２〕本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の動作
以上、図５〜図７を参照し、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の機能を説明した。続いて、図８を参照し、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の動作を説明する。

図８は、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の動作の流れを示したフローチャートである。図８に示したように、まず、無線通信装置２０のＲＦ伝達関数推定部７６は、キャリブレーションにより、ＲＦ受信処理部６０やＡＤＣ６２などが有するＲＦ伝達関数を推定する（Ｓ３０４）。続いて、無線通信装置２０が無線信号を受信すると（Ｓ３０８）、チャネル推定部７４が、送信元装置のＲＦ送信処理部５８の伝達関数および無線伝送路１６の伝達関数を含むチャネル伝達関数を推定する（Ｓ３１２）。Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、チャネル推定部７４により推定されたチャネル伝達関数を、送信元装置と対応付けて保持しておく。

その後、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、チャネル伝達関数を保持している送信元装置から無線信号を受信する場合（Ｓ３１６）、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０のＬ−ＬＴＦを、該当するチャネル伝達関数および受信ＲＦ伝達関数を用いて補正する（Ｓ３２０）。そして、相互相関演算部２２０が、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０による補正後のＬ−ＬＴＦと、無線信号に含まれるＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算することにより同期タイミングを検出する（Ｓ３２４）。

一方、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、チャネル伝達関数を保持していない送信元装置から無線信号を受信する場合（Ｓ３１６）、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０に保持されているＬ−ＬＴＦを相互相関演算部２２０に供給する（Ｓ３２８）。そして、相互相関演算部２２０は、Ｌ−ＬＴＦテーブルに保持されているＬ−ＬＴＦと、無線信号に含まれるＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算することにより同期タイミングを検出する。なお、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、チャネル伝達関数を保持していない送信元装置から無線信号を受信する場合（Ｓ３１６）、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０のＬ−ＬＴＦ受信ＲＦ伝達関数を用いて補正して相互相関演算部２２０に供給してもよい。

〔３〕本発明の第２の実施形態
次に、図９を参照し、本発明の第２の実施形態を説明する。図９は、本発明の第２の実施形態にかかる同期回路部７１の構成、および無線通信装置２０のその他の構成の一部を示した機能ブロック図である。本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置２０は、第１の実施形態と実質的に同一の機能も包含するため、以下では、第１の実施形態と異なる機能に重きをおいて説明する。

図９に示したように、本実施形態にかかる同期回路部７１は、自己相関演算部２１０と、相互相関演算部２２０と、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３２と、を備える。

自己相関演算部２１０は、受信信号と、所定時間遅延させた受信信号との自己相関を演算することにより、Ｌ−ＳＴＦの開始、またはＬ−ＳＴＦの終了などを検出する。また、相互相関演算部２２０は、受信信号と、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３２から供給されるＬ−ＬＴＦとの相互相関を演算することにより、以降の処理で利用される同期タイミングを検出する。

第１の実施形態においては、無線信号の通信経路の伝達関数として、送信元装置のＲＦ送信処理部５８の伝達関数、無線伝送路１６の伝達関数、ＲＦ受信処理部６０などの伝達関数を利用する例を説明したが、本実施形態ではＲＦ受信処理部６０の伝達関数を利用する。

具体的には、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３２は、ＲＦ受信処理部６０の伝達関数を含む受信ＲＦ伝達関数による補正後のＬ−ＬＴＦを保持している。なお、当該補正は、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４２が、ＲＦ伝達関数推定部７６により推定された受信ＲＦ伝達関数に基づいて行う。

かかる構成によれば、第１の実施形態よりは相互相関の演算精度が落ちるが、何の補正もされていないＬ−ＬＴＦを用いて相互相関演算を行なう本実施形態に関連する無線通信装置１００よりは同期特性を向上することが可能である。

〔４〕まとめ
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、相互相関演算部２２０が、チャネル伝達関数および受信ＲＦ伝達関数を考慮して補正されたＬ−ＬＴＦを利用して相互相関を演算する。このため、本発明の第１の実施形態態によれば、受信された無線信号にチャネル伝達関数や受信ＲＦ伝達関数が混入していた場合であっても、相互相関演算部２２０における同期タイミングの検出精度の向上を図ることができる。その結果、復調部９２におけるより正確な復調処理が期待されるため、スループットが低下してしまう場合や、コネクションが切断してしまう場合を防止することが可能である。

なお、第２の実施形態において説明したように、受信された無線信号に混入している伝達関数の一部を考慮してＬ−ＬＴＦを補正してもよい。このような本発明の第２の実施形態によれば、第１の実施形態よりは相互相関の演算精度が落ちるが、何の補正もされていないＬ−ＬＴＦを用いて相互相関演算を行なう本実施形態に関連する無線通信装置１００よりは同期特性を向上することが可能である。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態ではチャネル推定部７４およびＲＦ伝達関数推定部７６を異なる構成として説明したが、チャネル伝達関数および受信ＲＦ伝達関数を併せて推定可能な構成を無線通信装置２０に設けてもよい。

また、上記第１の実施形態では、受信ＲＦ伝達関数が補正されていない状態で受信信号が同期回路部７０に入力される例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、無線通信装置２０は、受信ＲＦ伝達関数を補正した状態で受信信号を同期回路部７０に入力してもよい。この場合、Ｌ−ＬＴＦ補正部２４０は、Ｌ−ＬＴＦテーブル２３０のＬ−ＬＴＦをチャネル伝達関数を利用し、受信ＲＦ伝達関数を利用せずに補正して相互相関演算部２２０へ供給してもよい。

また、本明細書の無線通信装置２０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、無線通信装置２０の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）を含んでもよい。

本実施形態に関連する無線通信システムの構成を示した説明図である。 プリアンブルの構成例を示した説明図である。 相互相関演算を概念的に示した説明図である。 相互相関演算の失敗例を示した説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる無線通信システムの構成、および無線通信装置の構成を示した説明図である。 同期回路部の詳細な構成、および無線通信装置の一部の構成を示した機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる相互相関演算の様子を模式的に示した説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置の動作の流れを示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態にかかる同期回路部の構成、および無線通信装置のその他の構成の一部を示した機能ブロック図である。

符号の説明

１２ アンテナ
２０ 無線通信装置
３０ ＭＡＣ処理部
４２ 信号パターン保持部
５２ ＩＦＦＴ部
６０ ＲＦ受信処理部
６２ ＡＤＣ
６４ 受信フィルタ
７０、７１ 同期回路部
７２ ＦＦＴ部
７４ チャネル推定部
７６ ＲＦ伝達関数推定部
９２ 復調部
２１０ 自己相関演算部
２２０ 相互相関演算部
２３０、２３２ Ｌ−ＬＴＦテーブル
２４０、２４２ Ｌ−ＬＴＦ補正部

Claims (8)

1. 無線信号を受信する受信部と；
   前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する伝達関数推定部と；
   前記受信部により受信される無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算する相互相関演算部と；
   を備える、受信装置。
2. 前記受信装置は、
   前記既知の同期信号を記憶している記憶部と；
   前記記憶部に記憶されている前記既知の同期信号に、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を乗算する補正部と；
   をさらに備える、請求項１に記載の受信装置。
3. 前記記憶部は、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を前記無線信号の送信元装置と対応付けて記憶し、
   前記補正部は、前記受信部により受信された無線信号の送信元装置と対応付けられている伝達関数を前記記憶部から抽出し、当該伝達関数を前記既知の同期信号に乗算する、請求項２に記載の受信装置。
4. 前記受信装置は、
   前記既知の同期信号に、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数を乗算する補正部と；
   前記補正部により前記伝達関数が乗算された前記既知の同期信号を記憶する記憶部と；
   をさらに備える、請求項１に記載の受信装置。
5. 前記伝達関数推定部は、以降に連続的に無線信号が送信されることを示す情報を含む第１の無線信号に基づいて前記伝達関数を推定し、
   前記相互相関演算部は、前記第１の無線信号の以降に連続的に送信される第２の無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部において前記第１の無線信号に基づいて推定された伝達関数が乗算された前記既知の同期信号との相互相関を演算する、請求項１に記載の受信装置。
6. 前記通信路の伝達関数には、前記無線信号の無線伝送路の伝達関数、前記受信部の伝達関数、または前記無線信号の送信元装置の伝達関数の少なくともいずれかが含まれる、請求項１〜５に記載の受信装置。
7. 無線信号を受信する第１のステップと；
   前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する第２のステップと；
   無線信号を受信する第３のステップと；
   前記第３のステップにおいて受信した無線信号に含まれる同期信号と、前記第２のステップにおいて推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算するステップと；
   を含む、受信方法。
8. 無線信号を送信する送信装置と；
   前記送信装置から送信された無線信号を受信する受信部、
   前記無線信号の通信経路の伝達関数を推定する伝達関数推定部、および、
   前記受信部により受信される無線信号に含まれる同期信号と、前記伝達関数推定部により推定された伝達関数が乗算された既知の同期信号との相互相関を演算する相互相関演算部、
   を有する受信装置と；
   を備える、無線通信システム。
   
   

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