JP2010074460A - Wireless communication system, communication apparatus, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システム、通信装置、および、プログラムに関し、特に、消費電力の低減に好適な無線通信システム、通信装置、および、プログラムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system, a communication device, and a program, and more particularly, to a wireless communication system, a communication device, and a program suitable for reducing power consumption.
無線LAN(Local Area Network:構内通信網)などの無線通信に用いられる2次変調方式として、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式が採用されている(例えば、IEEE802.11aなど)。 An OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method is adopted as a secondary modulation method used for wireless communication such as a wireless LAN (Local Area Network) (for example, IEEE802.11a). .
OFDMを利用したパケット通信では、特定のサブキャリアに既知の信号を載せたショートトレーニングシンボルと全サブキャリアに既知の信号を載せたロングトレーニングシンボルが、同期信号(プリアンブル信号)として送信される。受信側では、このような同期信号に基づいてシンボルタイミング同期とキャリア同期がおこなわれる。そして、このような同期動作の後で、データ部に記録されているアドレス情報により、自己宛のパケットであるか判断している(例えば、特許文献1)。 In packet communication using OFDM, a short training symbol carrying a known signal on a specific subcarrier and a long training symbol carrying a known signal on all subcarriers are transmitted as synchronization signals (preamble signals). On the receiving side, symbol timing synchronization and carrier synchronization are performed based on such a synchronization signal. After such a synchronization operation, it is determined whether the packet is addressed to itself based on the address information recorded in the data portion (for example, Patent Document 1).
このような、従来のOFDMによる通信では、パケットが送信されるたびに、全端末がシンボルタイミング同期、キャリア同期、アドレスの受信までをおこなう必要があった。つまり、自端末以外を宛先とするパケットが送信された場合であっても、同期動作後のアドレス受信までおこなうことになる。 In such conventional OFDM communication, every time a packet is transmitted, all terminals need to perform symbol timing synchronization, carrier synchronization, and address reception. That is, even when a packet destined for a destination other than the own terminal is transmitted, the address reception after the synchronization operation is performed.
ここで、同期動作については、パケットのプリアンブル信号として付加されている同期信号に基づいておこなうことができるが、同期後におこなうアドレスの受信は、プリアンブル信号に続くデータ部の復調動作を伴う。このため、送信されたパケットの宛先ではない端末にとっては、自己以外のアドレス情報を得るために復調動作をおこなうことになる。よって、このような復調動作を制限する制御ができれば、電力消費のさらなる低減を図ることができる。 Here, the synchronization operation can be performed based on a synchronization signal added as a preamble signal of a packet. However, reception of an address performed after synchronization is accompanied by a demodulation operation of a data portion following the preamble signal. Therefore, for a terminal that is not the destination of the transmitted packet, a demodulation operation is performed in order to obtain address information other than itself. Therefore, if control for limiting such demodulation operation can be performed, power consumption can be further reduced.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、消費電力の低減を図ることのできる無線通信システム、通信装置、および、プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wireless communication system, a communication apparatus, and a program capable of reducing power consumption.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点にかかる無線通信システムは、
2次変調によって付加される同期信号で受信同期をおこなって無線通信する複数の通信装置を含む無線通信システムにおいて、
送信元の通信装置は、
送信先の通信装置に割り当てられている識別情報と対応づけられたパターンとなる同期信号を設定した変調信号を送信し、
前記送信先の通信装置は、
受信した前記変調信号の同期信号のパターンが当該送信先の通信装置に割り当てられている識別情報と対応する場合に、前記変調信号の復調にかかる動作をおこなう、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a wireless communication system according to a first aspect of the present invention includes:
In a wireless communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
The source communication device is
Transmits a modulation signal in which a synchronization signal that is a pattern associated with identification information assigned to a destination communication device is set,
The destination communication device is:
When the received synchronization signal pattern of the modulated signal corresponds to the identification information assigned to the destination communication device, the operation for demodulation of the modulated signal is performed.
It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点にかかる通信装置は、
2次変調によって付加される同期信号で受信同期をおこなって無線通信する通信装置において、
無線通信によって送信された変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した変調信号に含まれている同期信号のパターンと、当該通信装置に割り当てられている識別情報に対応づけられている同期信号のパターンとが一致するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって同期信号のパターンが一致すると判別された場合、前記受信手段が受信した変調信号の復調にかかる動作をおこなう復調手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a communication apparatus according to the second aspect of the present invention provides:
In a communication apparatus that performs radio communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
Receiving means for receiving a modulated signal transmitted by wireless communication;
Discrimination for determining whether or not the pattern of the synchronization signal included in the modulated signal received by the receiving means matches the pattern of the synchronization signal associated with the identification information assigned to the communication device Means,
A demodulating means for performing an operation related to demodulation of the modulated signal received by the receiving means when the discriminating means determines that the patterns of the synchronization signals match;
It is characterized by providing.
上記通信装置において、
前記判別手段は、当該通信装置に割り当てられている識別情報に対応する同期信号を係数とする1以上のレジスタを含むマッチトフィルタから構成されることが望ましい。
In the communication device,
The discriminating means is preferably composed of a matched filter including one or more registers whose coefficients are synchronization signals corresponding to identification information assigned to the communication device.
上記通信装置は、
当該通信装置に割り当てられている識別情報に基づいて、前記マッチトフィルタのレジスタに係数を設定する係数設定手段をさらに備えていることが望ましい。
The communication device is
It is desirable to further include coefficient setting means for setting a coefficient in the matched filter register based on the identification information assigned to the communication device.
上記通信装置において、
前記同期信号は、直交周波数分割多重方式による2次変調で付加されるトレーニングシンボルとすることができ、この場合、
前記係数設定手段は、前記識別情報に対応づけられた、ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルの位相パターンを示す係数を設定することが望ましい。
In the communication device,
The synchronization signal may be a training symbol added by secondary modulation using an orthogonal frequency division multiplexing method,
Preferably, the coefficient setting means sets a coefficient indicating a phase pattern of a short training symbol and a long training symbol, which is associated with the identification information.
上記通信装置は、
複数のサブキャリアを含んだ変調信号を送信する送信手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記送信手段は、送信先の装置に割り当てられている識別情報に対応したパターンとなる同期信号を各サブキャリアに付加して送信することが望ましい。
The communication device is
It is desirable to further include transmission means for transmitting a modulated signal including a plurality of subcarriers.
It is desirable that the transmission means adds a synchronization signal having a pattern corresponding to identification information assigned to a transmission destination device to each subcarrier for transmission.
上記目的を達成するため、本発明の第3の観点にかかるプログラムは、
2次変調によって付加される同期信号で受信同期をおこなって無線通信する通信装置を制御するコンピュータに、
受信した同期信号を検出するためのマッチトフィルタのレジスタに、前記通信装置に割り当てられている識別情報に基づく係数を設定する機能、
を実現させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a program according to the third aspect of the present invention is:
To a computer that controls a communication device that performs radio communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
A function for setting a coefficient based on identification information assigned to the communication device in a matched filter register for detecting a received synchronization signal;
It is characterized by realizing.
上記プログラムは、
前記コンピュータに、
送信する変調信号に、送信先の装置に割り当てられている識別情報に対応するパターンの同期信号を各サブキャリアに付加させる機能、
をさらに実現させることが望ましい。
The above program
In the computer,
A function of adding a synchronization signal of a pattern corresponding to identification information assigned to a transmission destination device to each subcarrier to a modulation signal to be transmitted;
It is desirable to realize further.
本発明によれば、通信装置の消費電力を低減することができる。 According to the present invention, the power consumption of the communication device can be reduced.
本発明にかかる実施形態を、図面を参照して以下に説明する。本実施形態では、本発明にかかる通信システムを、無線LANシステムで実現する場合を例に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the communication system according to the present invention is realized by a wireless LAN system will be described as an example.
この場合の本実施形態にかかる無線LANシステム1を、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態にかかる無線LANシステム1の構成を模式的に示した図である。なお、本実施形態にかかる無線LANシステム1は、例えば、IEEE802.11aなどのような、2次変調にOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式などのマルチキャリア伝送方式を採用した無線LANシステムであるものとする。
A
この場合に送受信されるデータのフレーム構成を、図2を参照して説明する。図示するように、OFDM方式で伝送されるデータは、通常、受信同期に用いられる同期信号としての「プリアンブル」から始まり、物理レイヤのヘッダ情報を含んだ「SIGNAL」と実データの「データ」が続くフレーム構成となっている。 A frame configuration of data transmitted and received in this case will be described with reference to FIG. As shown in the figure, data transmitted by the OFDM method usually starts with a “preamble” as a synchronization signal used for reception synchronization, and includes “SIGNAL” including physical layer header information and “data” of actual data. The following frame configuration.
OFDM方式は、デジタル放送のような放送で用いられることもあり、このような場合は、同期確立に要する時間がある程度許容された「連続モード」が用いられるが、無線LANの場合、送信側からのパケットの到来がいつになるか受信側では分からないため、短時間で同期確立をおこなうための「パケットモード」が採用される。このパケットモードでは、フレームの先頭に付加されたプリアンブルの同期信号によって、短時間での同期を実現している。 The OFDM system is sometimes used in broadcasting such as digital broadcasting. In such a case, “continuous mode” in which the time required for establishing synchronization is allowed to some extent is used. Since the receiving side does not know when the next packet will arrive, the “packet mode” for establishing synchronization in a short time is adopted. In this packet mode, synchronization in a short time is realized by a preamble synchronization signal added to the head of a frame.
この同期信号(プリアンブル)は、図2に示すように、10個のシンボル(t1〜t10)から構成された「ショートトレーニングシンボル」と、ガードインターバル(GI)と2個のシンボル(T1、T2)から構成された「ロングトレーニングシンボル」によって構成されている。ショートトレーニングシンボルの各シンボルの信号長は0.8μsであるため、ショートトレーニングシンボルの信号長は8μsとなる。また、ロングトレーニングシンボルにおけるGIの信号長は1.6μs、2つのシンボルそれぞれの信号長は3.2μsであるため、ロングトレーニングシンボルの信号長も8μsとなる。よって、プリアンブル(同期信号)の信号長は16μsとなる。このようなショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルによって既知の固定パターンを表すことによって、短時間での受信同期を実現している。 As shown in FIG. 2, this synchronization signal (preamble) includes a “short training symbol” composed of 10 symbols (t1 to t10), a guard interval (GI), and two symbols (T1, T2). It is comprised by the "long training symbol" comprised from. Since the signal length of each symbol of the short training symbol is 0.8 μs, the signal length of the short training symbol is 8 μs. In addition, since the signal length of GI in the long training symbol is 1.6 μs and the signal length of each of the two symbols is 3.2 μs, the signal length of the long training symbol is also 8 μs. Therefore, the signal length of the preamble (synchronization signal) is 16 μs. By representing a known fixed pattern with such short training symbols and long training symbols, reception synchronization in a short time is realized.
ここで、OFDM方式は、複数のサブキャリア(周波数)にデータ信号を分散させ、並列に多重化して送信するマルチキャリア伝送方式である。OFDM方式を用いた無線LANでは、通常、52のサブキャリアを多重化している。この場合、プリアンブルでは、例えば、図3に示すような固定パターンとなるようショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルが設定されている。つまり、52のサブキャリア(周波数)を多重化している場合、±26の周波数に分散されたサブキャリアが多重化されていることになり、このうちの、12のサブキャリアにショートトレーニングシンボルを設定し、52すべてのサブキャリアにロングトレーニングシンボルを設定することで、既知の固定パターンを表している。 Here, the OFDM scheme is a multicarrier transmission scheme in which data signals are distributed over a plurality of subcarriers (frequencies) and multiplexed and transmitted in parallel. In a wireless LAN using the OFDM system, 52 subcarriers are usually multiplexed. In this case, in the preamble, for example, a short training symbol and a long training symbol are set so as to have a fixed pattern as shown in FIG. In other words, when 52 subcarriers (frequency) are multiplexed, subcarriers distributed at a frequency of ± 26 are multiplexed, and among these, short training symbols are set to 12 subcarriers. In addition, by setting long training symbols for all 52 subcarriers, a known fixed pattern is represented.
本実施形態にかかる無線LANシステム1は、このようなデータ構成となるOFDM方式で2次変調した変調信号(電波)を送受信することで通信をおこなうものであり、このような無線LANシステム1は、図1に示すように、無線通信をおこなう2以上の通信装置100から構成される。
The
この場合、無線LANシステム1を構成している2以上の通信装置100は、種々の形態をとりうる。つまり、通信装置100は、例えば、無線LANアクセスポイント(AP)、無線LANクライアント機能を内蔵した端末装置(例えば、携帯電話機やスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistants:携帯情報端末)、パーソナルコンピュータ、など)、無線LANカード(無線LANモジュール)、その他無線LAN機能を用いる種々の装置(例えば、デジタルカメラ、ゲーム機、産業用途の無線通信装置、など)、などとして具現化することができる。
In this case, the two or
これらのうち、無線LANアクセスポイント(AP)として機能する通信装置100については、他の通信装置100と無線通信をおこなうための構成の他、有線LANなどの基幹回線NWを介して通信するための構成を有していることとする。
Among these, the
本実施形態にかかる無線LANシステム1においては、2以上の通信装置100のうちの少なくとも1つが無線LANアクセスポイント(AP)として機能するものとし、他の通信装置100は、無線LANアクセスポイント(AP)として機能している通信装置100と無線通信をおこなうものとする(すなわち、インフラストラクチャモード)。なお、本実施形態にかかる無線LANシステム1は、2次変調にOFDMを採用しているIEEE802.11aに準拠しているものとし、OFDMのパケットモードで通信がおこなわれるものとする。
In the
このように、本実施形態にかかる通信装置100の形態は一に限られるものではないが、無線通信にかかる基本的な構成や機能については同一である。このような通信装置100の構成を、図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施形態にかかる通信装置100における無線通信にかかる構成を概略的に示すブロック図である。
Thus, although the form of the
図示するように、通信装置100は、制御部110、記憶部120、無線通信部200、などから構成されている。
As illustrated, the
制御部110は、例えば、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)などの演算装置などから構成され、記憶部120に格納されているプログラムを実行することで種々の処理をおこない、通信装置100の各部を制御する。
The
記憶部120は、例えば、フラッシュメモリなどのような不揮発性の半導体記憶装置などから構成され、制御部110が実行するプログラムを格納する他、処理に必要なデータや処理結果のデータなどを記憶する。
The
無線通信部200は、通信装置100における無線通信動作をおこなうための構成である。本実施形態にかかる無線通信部200の構成を、図5を参照して説明する。図5は、無線通信部200の構成を示すブロック図である。
The
本実施形態にかかる通信装置1は、上述したように、無線LANのアクセスポイント(AP)や無線LANクライアントであるため、無線通信によって送受信をおこなう。よって、図5に示すように、無線通信部200は、送信部300と受信部400から構成されており、送受信の双方に用いられるアンテナ210と、アンテナ210を送信部300と受信部400が共用するためのアンテナスイッチ220を含む。
As described above, the
送信部300は、図5に示すように、直列並列変換部310、サブキャリア変調部320、IFFT部330、並列直列変換部340、RF部350、などから構成される。
As illustrated in FIG. 5, the
直列並列変換部310は、OFDM方式によって並列に多重化するため、インターリーブ処理によるビットの並び換えをおこなうことで、送信対象データのデータ列を、サブキャリア数(例えば、52)に分割した並列データに変換する。
The serial-to-
サブキャリア変調部320は、サブキャリア数分の変調回路などから構成され、分割されたサブキャリア毎に変調(1次変調)をおこなう。このとき、各サブキャリアのフレーム処理がおこなわれ、同期信号となるプリアンブルが付加される。本実施形態では、このような同期信号の付加を、制御部110による制御によっておこなうことで、従来、既知の固定パターンのみであった同期信号のパターンを、受信対象となる通信装置を特定する識別情報(例えば、アドレス)などに応じたパターンにする。
The
IFFT部330は、逆高速フーリエ変換(Inversed Fast Fourier Transform:IFFT)をおこなう回路であり、サブキャリア変調部320によって変調されたサブキャリアを逆高速フーリエ変換することで、複数のサブキャリア変調信号を合成したマルチキャリア信号を生成する。
The
並列直列変換部340は、IFFT部330によって生成されたマルチキャリア信号にガードインターバルを挿入した上でシンボル整形などをおこなった後、DAC(Digital-Analog Converter:デジタル−アナログ変換器)によってアナログ信号に変換する。
The parallel-
RF部350は、変換されたアナログ信号を高周波無線信号(RF信号(RF:Radio Frequency))に変換する。RF部350は、例えば、中間周波数発振器や直交変調回路などによって中間周波数の無線信号に変換した後、無線周波数発振器やHPA(High Power Amplifier:高出力増幅器)などによって無線周波数(RF)の信号に変換し、アンテナ210から送信する。
The
このような構成により、通信装置100が送信側となるとき、送信対象データがOFDM方式で2次変調されて送信される。
With such a configuration, when the
次に受信部400の構成を説明する。図5に示すように、受信部400は、RF部410、同期処理部420、並列直列変換部430、FFT部440、復調部450、などから構成される。
Next, the configuration of the receiving unit 400 will be described. As illustrated in FIG. 5, the reception unit 400 includes an
RF部410は、他の通信装置100から送信され、アンテナ210で受信した高周波無線信号(RF信号(RF:Radio Frequency))を処理するものであり、例えば、LNA(Low Noise Amplifier:低雑音アンプ)などの高周波増幅回路や、無線周波数発振器、AGC(Automatic Gain Control:自動利得制御)、などから構成され、受信したRF信号の受信レベルを補正する。
The
同期処理部420は、入力された変調信号における同期信号に基づいて、受信同期動作をおこなう。本実施形態では、送信されたOFDM信号の同期信号として、受信側の装置を特定する識別情報(例えば、アドレス)に対応したパターンの同期信号が付加されているものとし、同期処理部420による受信同期動作時に、同期信号に基づいて、自己宛のパケットであるか否かを峻別する。このような動作をおこなう同期処理部420の構成を、図6を参照して説明する。
The
図6は、本実施形態にかかる同期処理部420の構成を示すブロック図である。図示するように、同期処理部420は、直交検波部421、ローカル発振器422、ADC423、AFC424、タイミング検出部500、などから構成される。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the
直交検波部421は、中間周波数発振器であるローカル発振器422からの発振信号に基づき、入力されたRF信号を中間周波数の無線信号に変換してADC423に出力する。
The
ADC423は、アナログ−デジタル変換器(Analog-Digital Converter:ADC)であり、入力された中間周波数信号をデジタルデータに変換してAFC424とタイミング検出部500に出力する。
The
AFC424は、自動周波数制御(Automatic Frequency Control:AFC)をおこなう回路であり、タイミング検出部500でのタイミング検出動作に基づいて、送信側と受信側の無線周波数の差を補正する動作(キャリア周波数同期)をおこなう。AFC424は、プリアンブルにおける繰り返し信号区間の相関に基づいて平均位相回転量を検出することでキャリア周波数誤差を求め、キャリア周波数同期をおこなう。
The
タイミング検出部500は、デジタルデータに変換されたプリアンブルの同期信号から、OFDMシンボルのタイミングを検出するシンボルタイミング同期をおこなう。本実施形態では、タイミング検出部500によるシンボルタイミング同期の際に、同期信号のパターンに基づいて、受信したパケットの宛先が自己宛であるかの峻別がなされる。このような動作をおこなう、本実施形態にかかるタイミング検出部500を、図7を参照して説明する。
まず、図7(a)を参照して、タイミング検出部500の構成を説明する。図7(a)は、本実施形態にかかるタイミング検出部500の構成を示すブロック図である。図示するように、本実施形態にかかるタイミング検出部500は、マッチトフィルタ510、シンボルタイミング検出部520、などから構成される。
First, the configuration of the
マッチトフィルタ510は、入力されたOFDM信号の時間軸での各サンプル値をタップ係数に用いてピーク値を出力することで、プリアンブル信号の繰り返し信号区間でのピーク信号を検出する。OFDMの場合、上述したように、ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルによってプリアンブルが構成されており、ショートトレーニングシンボルが繰り返し信号区間となる。よって、ショートトレーニングシンボル受信時に繰り返し検出される相関ピーク信号がロングトレーニングシンボル受信時に消失することを利用してタイミング検出がおこなわれる。つまり、プリアンブルがマッチトフィルタに入力されると、図7(b)に示すような、ショートトレーニングシンボルの各シンボル間でのピーク部分が顕在化した信号が出力される。
The matched
このような、マッチトフィルタを用いたタイミング検出は従来おこなわれている。従来のマッチトフィルタの構成を図8(a)に示す。一般的なマッチトフィルタにおいては、受信したOFDM信号(R0〜RN−1)をレジスタとし、マルチパスや雑音などの影響を受けていないOFDM信号を記憶したタップ係数(M0〜MN−1)との乗算をサンプル毎におこない、その乗算結果を加算して出力する構成となっている。OFDM信号は時間軸方向の各サンプルとは相関が無いため、受信したOFDM信号の各サンプル値と各タップ係数に保持された信号が一致した場合にのみ、鋭いピーク値が出力される。 Such timing detection using a matched filter is conventionally performed. A configuration of a conventional matched filter is shown in FIG. In a general matched filter, received OFDM signals (R 0 to R N-1 ) are used as registers, and tap coefficients (M 0 to M N ) storing OFDM signals that are not affected by multipath or noise. -1 ) is multiplied for each sample, and the multiplication results are added and output. Since the OFDM signal has no correlation with each sample in the time axis direction, a sharp peak value is output only when each sample value of the received OFDM signal matches the signal held in each tap coefficient.
通常のOFDM信号では、ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルによって既知の固定パターンとなっているため、タップ係数に既知の値を記憶させておくことで、タイミング同期に必要なピーク検出をおこなうことができる。 Since a normal OFDM signal has a known fixed pattern based on a short training symbol and a long training symbol, a peak value necessary for timing synchronization can be detected by storing a known value in a tap coefficient. .
本実施形態では、固定パターンであったショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルによる位相を、受信側のアドレスに応じて変えることで、受信側での同期処理の段階で自己宛のパケットであるか峻別できるようにする。このような動作を実現するために、本実施形態では、図8(b)に示すような構成のマッチトフィルタ510を用いる。
In this embodiment, by changing the phase of the short training symbol and the long training symbol, which are fixed patterns, according to the address on the receiving side, it is possible to distinguish whether the packet is addressed to itself at the stage of synchronization processing on the receiving side. Like that. In order to realize such an operation, in this embodiment, a matched
すなわち、従来のマッチトフィルタでは、図8(a)に示すように、受信信号のみをレジスタとしていたが、本実施形態にかかるマッチトフィルタ510では、図8(b)に示すように、受信信号のレジスタ511だけでなく、タップ係数のレジスタ512も用意することで、可変のタップ係数によってタイミング検出をおこなえるようにする。この場合、レジスタ512には、制御部110によってタップ係数が設定される。
That is, in the conventional matched filter, as shown in FIG. 8A, only the received signal is used as a register. However, in the matched
この場合、通信装置100に割り当てられているアドレスに対応する受信信号をタップ係数として設定することで、当該アドレスに対応するパターンの同期信号が入力された場合のみ、マッチトフィルタ510はピーク信号を含んだ同期信号をシンボルタイミング検出部520に出力する。
In this case, by setting the received signal corresponding to the address assigned to the
シンボルタイミング検出部520は、マッチトフィルタ510からの出力で示されているピーク位置に基づいて、シンボルタイミングの検出をおこなう。上述したように、OFDMにおいては、ショートシンボル受信時にピーク値が現れるが、ロングトレーニングシンボル受信時にはピーク値が現れないよう信号設計がなされているので、マッチトフィルタ510の出力信号でのピーク信号が出現しないことを検出することで、ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルのタイミング検出をおこなうことができる。
The symbol
ここで、本実施形態にかかるマッチトフィルタ510では、上述したように、自己のアドレスに対応したパターンとなっている同期信号が入力された場合にのみピーク信号が顕在化した信号を出力しているので、自己宛のパケットについての同期信号を処理した場合にのみシンボルタイミング検出がおこなわれることになる。すなわち、自己宛ではないパケットを受信した場合には、同期処理の段階においてシンボルタイミング検出がなされないため、同期処理より後段には受信信号が送出されないことになる。
Here, as described above, the matched
つまり、自己に割り当てられているアドレスに対応した同期信号パターンを示すタップ係数をマッチトフィルタ510に設定することにより、受信同期時の同期信号処理の段階で、自己宛のパケットであるかが峻別されることになる。ここで、自己宛のパケットを受信した場合、シンボルタイミング検出部520によってシンボルタイミングが検出され、受信信号が後段の並列直列変換部430に出力される。
In other words, by setting the tap coefficient indicating the synchronization signal pattern corresponding to the address assigned to itself to the matched
この場合に受信信号を処理する並列直列変換部430以降の構成を、図5を参照して説明する。
In this case, the configuration after the parallel-
並列直列変換部430は、シンボルタイミング検出部520によって検出されたシンボルタイミングを用いて、受信したOFDM信号からガードインターバルを除去する。
The parallel /
FFT部440は、ガードインターバルが除去されたOFDM信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)することで、複数のサブキャリアが多重化されたOFDM信号をサブキャリアに分波する。
The
復調部450は、分波されたサブキャリア毎に変調信号(1次変調)を復調する。この復調動作の前後には、チャネル等化やデインタリーブ処理、ビタビ復号などがおこなわれ、復号データとして制御部110に出力される。
Demodulation section 450 demodulates the modulated signal (primary modulation) for each subcarrier that has been demultiplexed. Before and after the demodulation operation, channel equalization, deinterleaving processing, Viterbi decoding, and the like are performed and output to the
このように、本実施形態にかかる通信装置100では、送信時におけるプリアンブル付加時に、受信対象のアドレスに対応するパターンの同期信号を設定し、このような同期信号が付加された変調信号を受信した通信装置100では、自己宛のパケットが多重化されたOFDM信号を受信した場合のみ、同期処理より後段の処理がおこなわれる。すなわち、自己宛以外のパケットを受信した場合には、ガードインターバル除去、フーリエ変換によるサブキャリアへの分波、復調動作などといった復調にかかる各処理がおこなわれないので、通信装置100の消費電力の低減を図ることができる。
As described above, in the
このような動作は、無線通信部200の動作を制御部110が制御することで実現される。この場合に、制御部110によって実現される機能を、図9を参照して説明する。図9は、記憶部120に格納されているプログラムを制御部110が実行することで実現される機能を示す機能ブロック図である。
Such an operation is realized by the
図示するように、制御部110は、パターン取得部111、同期信号設定部112、係数設定部113、などとして機能する。
As illustrated, the
パターン取得部111は、送信時に受信側のアドレスを指定したOFDM信号を送信する場合、および、受信時に自己宛のパケットであるか峻別して電力消費の低減を図る場合に必要となる、アドレスと同期信号パターンとの対応関係を示す情報を記憶部120から取得する。
The
本実施形態で例示しているような無線LANシステムの場合、アクセスポイントとして機能する通信装置100(AP)と、これと通信する通信装置100によって構成されるが(図1参照)、このように通信相手が特定されている無線通信システムにおいては、各通信装置100において、アドレスと同期信号パターンを対応づけた情報を予め共有しておくことで、上述した動作が可能となる。
In the case of a wireless LAN system as exemplified in the present embodiment, the wireless LAN system includes a communication device 100 (AP) that functions as an access point and a
この場合、図10に示すような対応テーブルを、無線LANシステム1を構成している各通信装置100の記憶部120に格納しておく。この対応テーブルは、図10に示すように、通信装置100に割り当てられるアドレス毎に、ロングトレーニングシンボルに対する位相としてショートトレーニングシンボルが設定されるサブキャリアの組み合わせが対応づけられたものである。つまり、従来は既知の固定パターンであったショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルの位相を、複数のアドレスに応じた複数のパターンに拡張してアドレスと対応づけたものである。
In this case, a correspondence table as shown in FIG. 10 is stored in the
図10に例示した対応テーブルでは、52のサブキャリアを用いるOFDM信号において、ショートトレーニングシンボルに用いる12のサブキャリアが52のサブキャリアのうちのどのサブキャリアを用いるかによって、8つの異なるアドレスを表した場合を示している。なお、同期信号パターンと対応づけられるアドレスは、各通信装置100に一意に割り当てられたものである必要はなく、複数の通信装置100によって構成されるグループを示すアドレスなどであってもよい。
In the correspondence table illustrated in FIG. 10, in an OFDM signal using 52 subcarriers, eight different addresses are displayed depending on which of 12 subcarriers used for 12 subcarriers used for a short training symbol. Shows the case. The address associated with the synchronization signal pattern does not need to be uniquely assigned to each
パターン取得部111は、当該通信装置100が送信側となる場合には、受信対象となる通信装置100に割り当てられているアドレスに対応する同期信号パターン(ショートトレーニングシンボルが設定されるサブキャリアの組み合わせ)を記憶部120から取得し、当該通信装置100が受信側となる場合には、当該通信装置100に割り当てられているアドレスに対応する同期信号パターン(ショートトレーニングシンボルが設定されるサブキャリアの組み合わせ)を記憶部120から取得する。
When the
同期信号設定部112は、当該通信装置100が送信側となる場合に、パターン取得部111が取得した同期信号パターンを送信部300のサブキャリア変調部320に設定することで、パケットの宛先となる通信装置100のアドレスを示す同期信号パターンを付加させる。
When the
係数設定部113は、当該通信装置100が受信側となる場合に、パターン取得部111が取得した同期信号パターンを示すタップ係数をタイミング検出部500のマッチトフィルタ510に設定することで、自己宛のパケットを受信した場合にのみシンボルタイミング検出がおこなわれるようにする。
The coefficient setting unit 113 sets the tap coefficient indicating the synchronization signal pattern acquired by the
制御部110によって実現されるこのような機能によっておこなわれる処理を説明する。
Processing performed by such a function realized by the
まず、通信装置100が送信動作をおこなう場合に実行される「アドレス指定処理」を、図11に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、制御部110が送信対象データを送信部300の直列並列変換部310に入力して送信動作をおこなう際に実行される。
First, “address designation processing” executed when the
処理が開始されると、制御部110は、通常の通信動作に基づき、送信するパケットが、受信側のアドレスを指定する対象となっているパケットであるか否かを判別する(ステップS101)。
When the process is started, the
ここで、例えば、ブロードキャスト送信するパケットなどのような、受信側の通信装置100を指定しないパケットを送信する場合、アドレス指定の対象ではないので(ステップS101:No)、本処理を終了し、通常の送信動作によって送信をおこなう。
Here, for example, when transmitting a packet that does not specify the
一方、受信側の通信装置100を指定するパケットを送信する場合、アドレス指定の対象となるパケットであるので(ステップS101:Yes)、パターン取得部111が記憶部120の対応テーブルにアクセスし、送信先の通信装置100のアドレスに対応する同期信号パターンを取得する(ステップS102)。
On the other hand, when transmitting a packet specifying the
この場合、パターン取得部111は、取得した同期信号パターンを示す情報を同期信号設定部112に通知する。同期信号設定部112は、通知された同期信号パターン(ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルの位相パターン)のプリアンブルが付加されるようサブキャリア変調部320に設定して(ステップS103)、処理を終了する。
In this case, the
このような処理により、受信側のアドレスに対応する同期信号パターンが付加されたOFDM信号(変調信号)が送信される。 By such processing, an OFDM signal (modulated signal) to which a synchronization signal pattern corresponding to the address on the receiving side is added is transmitted.
次に、通信装置100が受信側となる場合に実行される「消費電力低減処理」を、図12に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、通信装置100の起動時などに実行される。
Next, the “power consumption reduction process” executed when the
処理が開始されると、制御部110は、当該通信装置100にアドレスが割り当てられているか判別する(ステップS201)。この場合、図10に示すような対応テーブルが記憶部120に格納されているかを判別することなどにより、無線LANシステム1を構成する通信装置100で互いに認識され得るアドレスが割り当てられているか判別する。
When the process is started, the
当該通信装置100にアドレスが割り当てられていない場合(ステップS201:No)、同期信号のパターンによって自己宛のパケットであるか峻別する動作をおこなうことができないので、本処理を終了し、通常の受信動作をおこなう。 If no address is assigned to the communication device 100 (step S201: No), it is not possible to perform an operation of distinguishing whether the packet is addressed to itself by the pattern of the synchronization signal. Take action.
一方、当該通信装置100にアドレスが割り当てられている場合(ステップS201:Yes)、パターン取得部111は、記憶部120の対応テーブルにアクセスし、当該通信装置100に割り当てられているアドレスに対応する同期信号パターンを取得する(ステップS202)。
On the other hand, when an address is assigned to the communication device 100 (step S201: Yes), the
この場合、パターン取得部111は、取得した同期信号パターンを示す情報から、当該同期信号を示すタップ係数を生成し、マッチトフィルタ510のレジスタ512に設定して(ステップS203)、処理を終了する。
In this case, the
このような処理により、受信側のアドレスに対応する同期信号パターンを示すタップ係数がマッチトフィルタ510のレジスタ512に設定されるので、当該同期信号パターンが付加された変調信号を受信した場合のみ、シンボルタイミング検出をおこなうことのできるピーク値を含んだ信号がマッチトフィルタ510から出力される。すなわち、受信したパケットが自己宛であるか否かが同期処理の段階で峻別され、自己宛の場合のみ、同期処理後におこなわれる復調にかかる各処理が実行され、自己宛でない場合にはこれらの処理が実行されない。これにより、受信動作時の消費電力が低減される。
By such processing, the tap coefficient indicating the synchronization signal pattern corresponding to the address on the receiving side is set in the
以上説明したように、本発明を上記実施形態の如く適用することで、無線通信装置の消費電力を低減することができる。 As described above, the power consumption of the wireless communication apparatus can be reduced by applying the present invention as in the above embodiment.
すなわち、OFDMなどのようなプリアンブルに設定された同期信号によって高速な同期確立を図る方式の無線通信であれば、宛先のアドレスを示す同期信号パターンを適宜設定するだけでよいので、消費電力の低減を容易に実現することができる。 In other words, if wireless communication is a method of establishing high-speed synchronization by using a synchronization signal set in a preamble such as OFDM, it is only necessary to appropriately set a synchronization signal pattern indicating a destination address, thereby reducing power consumption. Can be easily realized.
この場合において、任意に設定可能なタップ係数のレジスタをもつマッチトフィルタを用いることで、自己宛のパケットであるか同期確立時に峻別することができるので、極めて簡易な構成で消費電力の低減を図ることができる。 In this case, by using a matched filter with a register of tap coefficients that can be arbitrarily set, it is possible to distinguish between packets addressed to the self or when synchronization is established, thus reducing power consumption with an extremely simple configuration. You can plan.
上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。 The said embodiment is an example and the application range of this invention is not restricted to this. That is, various applications are possible, and all embodiments are included in the scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、本発明にかかる無線通信システムを無線LANシステムによって実現した場合を例示したが、プリアンブルとして付加される同期信号を用いて同期確立する無線通信をおこなうものであれば、無線LANに限られず、任意の無線通信システムに本発明を適用して消費電力の低減を図ることができる。 For example, in the above-described embodiment, the case where the wireless communication system according to the present invention is realized by a wireless LAN system is exemplified. However, if wireless communication for establishing synchronization using a synchronization signal added as a preamble is performed, wireless communication is performed. The power consumption can be reduced by applying the present invention to any wireless communication system, not limited to a LAN.
また、上記実施形態では、2次変調方式としてOFDMが用いられる場合を例示したが、複数種類のパターンを示すことができる同期信号がプリアンブルとして付加されるものであればよく、変調方式がOFDMに限られるものではない。 Further, in the above embodiment, the case where OFDM is used as the secondary modulation scheme has been exemplified, but any synchronization signal that can indicate a plurality of types of patterns may be added as a preamble, and the modulation scheme is OFDM. It is not limited.
なお、上記実施形態では、マッチトフィルタ510でタップ係数が設定されるレジスタが1つである場合を例示したが、複数のタップ係数を設定できる複数のレジスタを備えるマッチトフィルタとしてもよい。このような構成によれば、1つの通信装置100に複数のアドレスを指定し、指定されたアドレスのいずれかを宛先としたパケットを受信した場合にのみ、その復調動作をおこなうようにすることができる。これにより、例えば、ブロードキャストメッセージなどのような、自己のアドレスではないが自己も受信対象として含まれるようなアドレスが設定されたパケットについても受信することができる。この場合、上記実施形態で説明した「アドレス指定処理」において、ブロードキャストアドレスなどについてもアドレス指定対象として処理すればよい。
In the above embodiment, the case where there is one register in which the tap coefficient is set in the matched
なお、上記実施形態では、任意のタップ係数を設定可能なマッチトフィルタを用いることで自己宛のパケットであるか峻別できるようにしたが、プリアンブルとして付加された同期信号のパターンに基づいて峻別するのであれば、マッチトフィルタ以外の方法によって受信信号の復調動作を制御してもよい。例えば、制御部110による論理的処理により、受信した同期信号のパターンと、対応テーブルに記録されているパターンとのマッチング処理をおこなうことなどによって峻別するようにしてもよい。この場合、制御部110が受信部400全体の動作を制御することで、峻別結果に応じた復調動作となるよう制御して消費電力の低減を図ってもよい。
In the above embodiment, a matched filter in which an arbitrary tap coefficient can be set is used to discriminate whether the packet is addressed to itself. However, discrimination is performed based on a synchronization signal pattern added as a preamble. In this case, the demodulating operation of the received signal may be controlled by a method other than the matched filter. For example, it may be discriminated by performing a matching process between the pattern of the received synchronization signal and the pattern recorded in the correspondence table by logical processing by the
なお、上記実施形態で例示した通信装置100のように、同期確立時に自己宛のパケットであるか峻別できる機能を予め備えた受信装置として提供できることはもとより、上述した制御部110が実行したプログラムと同様のプログラムを既存の通信装置に適用することで、本発明にかかる通信装置として機能させてもよい。
Note that, as with the
このようなプログラムを通信装置に適用する方法は任意であり、例えば、インターネットなどの通信媒体を介して取得したプログラムを通信装置に適用することができる他、記録媒体からの読み出しが可能な通信装置であれば、対応する記録媒体にプログラムを記録して適用することもできる。 A method for applying such a program to a communication device is arbitrary. For example, a program acquired via a communication medium such as the Internet can be applied to the communication device, and a communication device that can be read from a recording medium. If so, the program can be recorded and applied to a corresponding recording medium.
1…無線LANシステム、NW…基幹回線、100…通信装置、110…制御部、111…パターン取得部、112…同期信号設定部、113…係数設定部、
120…記憶部、200…無線通信部、210…アンテナ、220…アンテナスイッチ、300…送信部、310…直列並列変換部、320…サブキャリア変調部、330…IFFT部、340…並列直列変換部、350…RF部、400…受信部、410…RF部、420…同期処理部、421…直交検波部、422…ローカル発振器、423…ADC、424…AFC、430…並列直列変換部、440…FFT部、450…復調部、500…タイミング検出部、510…マッチトフィルタ、511…レジスタ、512…レジスタ、520…シンボルタイミング検出部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
送信元の通信装置は、
送信先の通信装置に割り当てられている識別情報と対応づけられたパターンとなる同期信号を設定した変調信号を送信し、
前記送信先の通信装置は、
受信した前記変調信号の同期信号のパターンが当該送信先の通信装置に割り当てられている識別情報と対応する場合に、前記変調信号の復調にかかる動作をおこなう、
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
The source communication device is
Transmits a modulation signal in which a synchronization signal that is a pattern associated with identification information assigned to a destination communication device is set,
The destination communication device is:
When the received synchronization signal pattern of the modulated signal corresponds to the identification information assigned to the destination communication device, the operation for demodulation of the modulated signal is performed.
A wireless communication system.
無線通信によって送信された変調信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した変調信号に含まれている同期信号のパターンと、当該通信装置に割り当てられている識別情報に対応づけられている同期信号のパターンとが一致するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって同期信号のパターンが一致すると判別された場合、前記受信手段が受信した変調信号の復調にかかる動作をおこなう復調手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。 In a communication apparatus that performs radio communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
Receiving means for receiving a modulated signal transmitted by wireless communication;
Discrimination for determining whether or not the pattern of the synchronization signal included in the modulated signal received by the receiving means matches the pattern of the synchronization signal associated with the identification information assigned to the communication device Means,
A demodulating means for performing an operation related to demodulation of the modulated signal received by the receiving means when the discriminating means determines that the patterns of the synchronization signals match;
A communication apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 The determination unit is configured by a matched filter including one or more registers whose coefficients are synchronization signals corresponding to identification information assigned to the communication device.
The communication device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載の通信装置。 Further comprising coefficient setting means for setting a coefficient in a register of the matched filter based on the identification information assigned to the communication device;
The communication apparatus according to claim 3.
前記係数設定手段は、前記識別情報に対応づけられた、ショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルの位相パターンを示す係数を設定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の通信装置。 The synchronization signal is a training symbol added by secondary modulation using orthogonal frequency division multiplexing.
The coefficient setting means sets a coefficient indicating a phase pattern of a short training symbol and a long training symbol, which is associated with the identification information.
The communication apparatus according to claim 4.
前記送信手段は、送信先の装置に割り当てられている識別情報に対応したパターンとなる同期信号を各サブキャリアに付加して送信する、
ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の通信装置。 A transmission means for transmitting a modulated signal including a plurality of subcarriers;
The transmission means adds a synchronization signal having a pattern corresponding to identification information assigned to a transmission destination device to each subcarrier for transmission.
The communication apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein
受信した同期信号を検出するためのマッチトフィルタのレジスタに、前記通信装置に割り当てられている識別情報に基づく係数を設定する機能、
を実現させることを特徴とするプログラム。 To a computer that controls a communication device that performs radio communication by performing reception synchronization with a synchronization signal added by secondary modulation,
A function for setting a coefficient based on identification information assigned to the communication device in a matched filter register for detecting a received synchronization signal;
A program characterized by realizing.
送信する変調信号に、送信先の装置に割り当てられている識別情報に対応するパターンの同期信号を各サブキャリアに付加させる機能、
をさらに実現させることを特徴とする請求項7に記載のプログラム。 In the computer,
A function of adding a synchronization signal of a pattern corresponding to identification information assigned to a transmission destination device to each subcarrier to a modulation signal to be transmitted;
The program according to claim 7, further comprising:
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