JP2010147759A - 無線通信装置および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】シンボル単位にダイバシティ制御を行ったときのチャネル補正の精度の劣化を抑制することができる無線通信装置および無線通信システムを提供すること。
【解決手段】チャネル補正部５５は、アンテナ切り替えパターンによって同じアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を平均化した値を用いてチャネル補正を行い、アンテナ切り替えパターンによって異なるアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を用いてチャネル補正を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信システムに関し、特に、マルチバンドを使用して超広帯域（Ultra Wide Band：ＵＷＢ）無線通信でデータを送受信する無線通信装置および無線通信システムに関する。

近年、ＰＡＮ（Personal Area Network）と言われる近距離無線通信では、パソコンやＡＶ（Audio and Visual）機器間において、映像や音が高品質な通信や大量なデータのやりとりが実現できる技術として、ワイヤレスＵＳＢ（Universal Serial Bus）が注目されている。

このワイヤレスＵＳＢには、無線通信方式として、ＷｉＭｅｄｉａ Ａｌｌｉａｎｃｅが推進するＵＷＢ方式が採用されている。ＵＷＢ方式は、低消費電力でありながら、現在普及しているＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１ａ／ｂ／ｇをはるかに上回る高速通信が可能であることから、オフィスでの効率化や生活の利便性向上のために、様々な機器に搭載されていくことが期待されている。

ＵＷＢの中でもＭＢ−ＯＦＤＭ（Multi Band - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式では、図１２に示すように、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域を１バンド５２８ＭＨｚ帯域で１４バンドに分割し、低域のバンドからバンド＃１、バンド＃２と番号が付けられている。

また、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、１４の各バンドが３つまたは２つのバンドからなるバンドグループに割り当てられる。例えば、バンドグループ＃１で通信を行う場合には、ホッピングパターンによって、図１３に示すように１つのバンドのみで通信を行ったり、図１４に示すように３つのバンドを用いて通信を行ったりする。

図１５は、ＷｉＭｅｄｉａ規格で定義されているホッピングパターンのリストを示している。このように、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、１つのバンドの中でＯＦＤＭ方式を用いて通信を行いながら、ホッピングパターンによって順次他のバンドに遷移する方式である。

ＷｉＭｅｄｉａ Ａｌｌｉａｎｃｅで策定された仕様書である"MultiBand OFDM Physical Layer Specification Version1.2"によれば、ＭＢ−ＯＦＤＭ信号は、帯域幅５２８ＭＨｚで１２８個のサブキャリアを持つ。

これらのサブキャリアのうち、６個はヌル・サブキャリアが割り当てられ、１０個はガード・サブキャリアが割り当てられ、１２個はパイロット・サブキャリアが割り当てられ、残りの１００個は、データ伝送に割り当てられている。

また、上記仕様書では、図１６に示すように、変調方式、周波数領域拡散（Frequency-Domain Spreading、ＦＤＳ）および時間領域拡散（Time-Domain Spreading、ＴＤＳ）等のＰＨＹ（Physical）レイヤのパラメータに応じて、様々な伝送速度が規定されている。

オフィスや公衆における無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントは、多くの場合、専任のネットワーク管理者によって、予め近隣のアクセスポイントと電波干渉をしないように、適切なチャネルで適切な場所に設定される。

しかしながら、ＰＡＮのような近距離無線通信では専任のネットワーク管理者を置くことがないため、近隣の無線装置との電波干渉を考慮したチャネルを設定することができない。すなわち、ワイヤレスＵＳＢでは、電波干渉が起こることは避けられず、電波干渉に強い無線受信装置が要求される。

そのため、ＷｉＭｅｄｉａ規格では、複数のホッピングパターンを規定して、複数のネットワークが同時に共存できるようにしている。これにより、共通のホッピングパターンに基づいてチャネルを遷移させることで小規模ネットワークを構成させ、異なるホッピングパターンを用いることで同時に４つまでの小規模ネットワークの共存を可能としている。

しかしながら、１つのバンドグループが最大でも３バンドといった少ないバンドで構成されるため、データが衝突を起こす可能性がある。そのため、ＷｉＭｅｄｉａ規格では、低レートのモードにおいて衝突によるデータ損失を考慮したＴｉｍｅ−Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ方式を採用している。

Ｔｉｍｅ−Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ方式は、１シンボル分のデータフレームを２つのシンボル区間で繰り返し送信するため、衝突により１つのシンボルで損失が生じても、別のタイミングで送信された同じデータのシンボルにより救済されるため、衝突が頻出する場合には有効な手法である。

一方、互いに特性の相関が低い複数のアンテナを装備し、衝突、干渉現象または電波伝搬状況による無線品質の低下が起こった際に、別のアンテナに切り替えることで通信品質の改善を目指すアンテナダイバシティ技術がある。

アンテナダイバシティ技術には、選択ダイバシティや合成ダイバシティ等、特性を改善する方法がいくつもあるが、ここでは、最も簡単な構成で実現可能な選択ダイバシティをＭＢ−ＯＦＤＭ受信機に適応させた例について説明する。

ＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、非常に広い周波数帯域で通信が行われるが、アンテナ素子の放射特性における周波数特性の面から、広い周波数帯域の全てにわたって安定したアンテナ特性を得ることは難しく、アンテナが指向性を持つことになる。

そのため、選択ダイバシティは、複数のアンテナをそれぞれ異なる方向に指向させることで、ＮＬＯＳ（None Line of Sight）環境下のように直接波の受信信号強度より反射波の受信信号強度の方が大きい場合等に有効で、端末を使用するユーザがアンテナの向きを気にせずに利用することができる。

また、受信する電波状況のみならず、近くに存在する他の無線通信機器からの受信電波の影響を受けないように、アンテナの指向性を利用して複数のアンテナから最適なアンテナを選択することも、受信性能を上げるための重要な機能となる。

一般的に、選択ダイバシティでは、プリアンブルの先頭で、どちらのアンテナで受信した方がより強い受信強度で受信できるかが判断されて、アンテナが選択された後、通常の受信動作が行われる。

しかし、少ない数のバンドに分割してホッピング動作を行うシステムにおいては、前述したように異なるホッピングパターンの小規模ネットワークによる干渉で衝突が発生する可能性がある。

そのため、ホッピング動作により他の小規模ネットワークと共存させるような方式にアンテナダイバシティ機能を組み込む場合には、特定チャネルでの受信特性に基づいてアンテナを選択し、フレーム内のすべてシンボルに対して１つのアンテナを用いることは、必ずしも特性改善にはつながらない。これは、他の小規模ネットワークとの衝突により、特定チャネルでの受信特性だけが劣化する状況が生じる可能性があるからである。

そこで、周波数ホッピング方式を用いて通信を行う無線通信システムに最適なアンテナダイバシティ技術を提供する技術として、シンボル単位でアンテナを切り替えて、ホッピングパターンにおいて衝突する確率の高いシンボルでのＳＩＲ（Signal-Interference Power Ratio、信号電力対干渉波電力比）を改善させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、通信装置が、複数のアンテナの各々のホッピングパターン１周期における受信レベルの変動パターンを監視するとともに、ホッピングパターン１周期におけるシンボル消失の出現パターンを監視し、その受信レベルの変動パターンおよびシンボル消失の出現パターンの少なくとも一方に基づいてダイバシティ制御のためのアンテナ切り替えパターンを更新する。

すなわち、ＷｉＭｅｄｉａ規格のＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、６シンボルをホッピングパターン１周期として管理し、ネットワーク毎に図１５に示すような複数のホッピングパターンから１つのホッピングパターンを選択して通信を行う。しかし、３バンドという少ないバンド間でホッピングを行うため、他のホッピングパターンのネットワークと共存する場合には、衝突を避けられない。

そこで、上述した従来の技術では、予め衝突するパターンを監視しておいて、ホッピングパターンのうち衝突するシンボルでは、よりＳＩＲ比の良い方のアンテナを選択して受信し、シンボルでのエラーを回避させていた。
特開２００６−３４０２４０号公報

一般的に、チャネル推定は、送信機と受信機間で既知の系列を送受信することで行われる。すなわち、送信機は、チャネル推定用のトレーニング系列（以下、「チャネル推定用シーケンス」という）をフレームのプリアンブルに含めて送信し、受信機は、受信したプリアンブルに既知のシーケンスを複素除算することによって、伝搬路上での位相回転量および振幅変動量を取得し、ペイロードを位相回転量だけ逆回転し、振幅を元に戻すことでチャネル補正を行う。

また、ＯＦＤＭ伝送方式の場合には、１つのチャネル推定用シーケンスは、例えば、１つのＯＦＤＭシンボルで構成される。この場合には、チャネル推定用シーケンスのうち一部のサブキャリアがフェージングの影響により欠けてしまうことがあり、正しくチャネル推定を行えなくなることがある。

このため、チャネル推定用のＯＦＤＭシンボルに含まれる個々のサブキャリアについて、隣り合う複数本のサブキャリアと周波数軸上で移動平均処理を行うことで、フェージングの影響を除去することが一般に行われている。

さらに、ＲＦ（Radio Frequency）アナログ処理を行う際に付加される熱雑音によるチャネル推定の精度の低下を回避するために、送信側からチャネル推定用シーケンスを複数回送信し、受信側で複数のチャネル推定値を時間軸上で平均化することにより、熱雑音の影響を低減してチャネル推定の精度を向上させることが一般に行われている。

図１７は、ＯＦＤＭ伝送方式におけるチャネル推定およびチャネル補正の仕組みを模式的に示している。ただし、送信機からの伝送フレームは、図１８に示すように、ペイロードの前のプリアンブルとして、同期用シーケンスと、チャネル推定用シーケンスとが付加されているものとする。

また、チャネル推定用シーケンスには、チャネル毎に１つのＯＦＤＭシンボルからなる既知のシーケンスが２つ含まれているとする。ＷｉＭｅｄｉａ規格では、２４シンボルのプリアンブルの後に、３チャネルに対して２シンボル、すなわち、６シンボルのチャネル推定用シーケンスが付加されている。

受信機は、時間軸信号として送られてきた受信信号をＲＦ部でベースバンド信号にダウンコンバート処理し、さらに、ベースバンド部においてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行って周波数軸上に並んだサブキャリアに分離した後、図１７に示すように、フレームのチャネル推定用シーケンスをチャネル推定用シーケンス格納部８０から取り出して、既知のチャネル推定用シーケンスと複素除算器８１で複素除算し、相関値を求める。

その後、受信機は、周波数軸平均処理部８２によって、隣り合う複数本のサブキャリアと周波数軸上で平均化することでフェージングの影響を除去し、時間軸平均処理部８３によって、チャネル推定用の複数のＯＦＤＭシンボルを用いたチャネル推定値を時間軸上で平均化してチャネル推定の精度を向上させる。ここで、チャネルあたり少なくとも２シンボルのチャネル推定用シンボルが送信されてくるため、受信機は、２つのシンボル間で平均化を行う。

受信機は、このようにして得られたチャネル推定の結果（以下、単に「チャネル推定結果」という。）を複素除算器８４でフレームのペイロードに複素除算して、チャネル特性に起因する振幅変動並びに位相回転を補正するチャネル補正を行う。

このように、受信機は、複数のＯＦＤＭシンボル間のチャネル推定結果を時間軸上で平均化することにより、ＲＦ帯のアナログ信号を処理する際に付加される熱雑音の影響を除去して、より精度の高いチャネル推定結果を得ている。

以上で説明したような一般的なチャネル推定においては、チャネル推定結果がフレーム内で変更されずに使用される。しかしながら、上述した従来の技術のように、シンボル単位でダイバシティ制御を行う場合には、同一バンドに対して異なるアンテナを選択したときに、選択したアンテナ毎にチャネル推定結果が異なるため、これらを平均化することにより、チャネル推定結果に誤差が生じてしまい、チャネル補正の精度が劣化してしまうといった課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、シンボル単位にダイバシティ制御を行ったときのチャネル補正の精度の劣化を抑制することができる無線通信装置および無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、複数のアンテナと、予め定められたホッピングパターンに従って、複数のチャネルのなかで周波数ホッピングを行いながら前記複数のアンテナの何れか１つを介してＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記ＯＦＤＭ信号が表すフレームのなかで、前記周波数ホッピングの順序でチャネル推定用シーケンスとして送られたＯＦＤＭシンボルに基づいて、各チャネルに対するチャネル推定を行い、該チャネル推定の結果を用いて該ＯＦＤＭ信号のペイロードのチャネル補正を行うチャネル補正部と、前記チャネル補正部によってチャネル補正が行われたＯＦＤＭ信号のペイロードを復調する復調部と、前記アンテナ毎に、前記周波数ホッピングのホッピングパターンに同期した切り替え順序を規定するアンテナ切り替えパターンを更新するアンテナ切り替えパターン更新部と、前記アンテナ切り替えパターン更新部によって更新されたアンテナ切り替えパターンに従って、前記複数のアンテナに対するダイバシティ制御を行うダイバシティ制御部と、を備えた無線通信装置において、前記チャネル補正部は、前記アンテナ切り替えパターンによって同じアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を平均化した値を用いて前記チャネル補正を行い、前記アンテナ切り替えパターンによって異なるアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を用いて前記チャネル補正を行うように構成されている。

この構成により、本発明の無線通信装置は、シンボル毎にアンテナ切り替えを行うチャネルに対しては、アンテナ毎のチャネル推定の結果を用いてチャネル補正を行うため、シンボル単位にダイバシティ制御を行ったときのチャネル補正の精度の劣化を抑制することができる。

なお、前記受信部は、３つのチャネルのなかで周波数ホッピングを行いながら２つのアンテナの何れかを介して前記ＯＦＤＭ信号を受信するようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信装置は、ＷｉＭｅｄｉａ規格に好適に準拠することができる。

また、本発明の無線通信システムは、前記無線通信装置と、前記無線通信装置にフレームを前記ＯＦＤＭ信号として送信する送信機とを備え、前記送信機は、前記無線通信装置に送信するフレームに、前記チャネル推定用シーケンスとして１２個のＯＦＤＭシンボルを含めるようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信システムは、チャネル推定用シーケンスを倍に増やして１２個のＯＦＤＭシンボルからなるシーケンスにすることで、各チャネルで用いるアンテナに対して、少なくとも２つのチャネル推定の結果を得ることができるため、シンボル毎にアンテナ切り替えを行った場合であってもチャネル推定の結果を平均化することができ、熱雑音によるチャネル補正の精度の悪化を回避することできる。

また、前記送信機は、前記チャネル推定用シーケンスのうち、最初の６個のＯＦＤＭシンボルと、後続する６個のＯＦＤＭシンボルとで異なるカバーシーケンスを用いるようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信システムは、最初の６個のＯＦＤＭシンボルに基づいて、後続する６個のＯＦＤＭシンボルがチャネル推定用シーケンスであるか否かを無線通信装置に判断させることができるため、無線通信装置を１２個のＯＦＤＭシンボルのチャネル推定用シーケンスに対応させつつ、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠させることができる。

また、前記無線通信装置は、１２個のＯＦＤＭシンボルを含むチャネル推定用シーケンスを認識することができる場合には、該チャネル推定用シーケンスを認識することができる旨を表す情報を前記送信機に送信するようにしてもよい。

この構成により、本発明の無線通信システムは、無線通信装置を１２個のＯＦＤＭシンボルのチャネル推定用シーケンスに対応できることを送信機に認識させることができる。

本発明は、シンボル単位にダイバシティ制御を行ったときのチャネル補正の精度の劣化を抑制することができる無線通信装置および無線通信システムを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態としての無線通信システムを示すブロック図である。

図１において、本発明の第１の実施の形態としての無線通信システム１は、送信機２と、無線通信装置３とを備えている。なお、図１において、それぞれ１つの送信機２と、無線通信装置３とが示されているが、本発明の無線通信システムを構成する送信機と、無線通信装置との数を限定するものではない。

図２は、送信機２を示すブロック図であり、図３は、送信機２の一部を詳細に示すブロック図である。なお、図２および図３において、本発明の説明上必要としないブロックは、省略してあり、受信や送信に係る詳細な機能についての説明を省略する。

図２において、送信機２は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成するベースバンド部１０と、ベースバンド部１０によって生成されたベースバンドのＯＦＤＭ信号をＲＦ帯のＯＦＤＭ信号に変換するＲＦ部１１と、ＲＦ帯のＯＦＤＭ信号を送信するアンテナ１２とを備えている。

図３に示すように、ベースバンド部１０は、図示しないＭＡＣ（Media Access Control）部等の上位レイヤから入力された信号を複数のサブキャリアに変調する変調部２０と、変調部２０によって変調された複数のサブキャリアをシンボル毎に時間ドメインのＯＦＤＭ信号に変換するＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部２１と、ＩＦＦＴ部２１によって変換されたＯＦＤＭ信号にガードインターバル（以下、単に「ＧＩ」という。）を挿入するＧＩ挿入部２２と、ＯＦＤＭ信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成部２３と、ＯＦＤＭ信号にプリアンブルを挿入してフレームを生成するフレーム生成部２４と、ＯＦＤＭ信号をディジタル信号からアナログ信号に変換するディジタルアナログ変換部（以下、「ＤＡＣ」という）２５とを備えている。

プリアンブル生成部２３は、図４に示すように、２４シンボルの同期用シーケンスを生成するための拡散部３０と、６シンボルのチャネル推定用シーケンスを生成するための拡散部３１とを有している。

拡散部３０は、既知のカバーシーケンスを２４シンボルのベースシーケンスに拡散することにより、同期用シーケンスを生成するようになっている。また、拡散部３１は、既知のカバーシーケンス（例えば、{1,1,1,1,1,1}）を６シンボルのシーケンスに拡散することにより、チャネル推定用シーケンスを生成するようになっている。

図５は、無線通信装置３を示すブロック図であり、図６は、無線通信装置３の一部を詳細に示すブロック図である。なお、図５および図６において、本発明の説明上必要としないブロックは、省略してあり、受信や送信に係る詳細な機能についての説明を省略する。

図５において、無線通信装置３は、アンテナ４０ａ、４０ｂと、アンテナ４０ａ、４０ｂの間で使用するアンテナを切り換えるアンテナ切り替え部４１と、アンテナ４０ａ、４０ｂからアンテナ切り替え部４１を介してＲＦ帯のＯＦＤＭ信号を受信してベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換するＲＦ部４２と、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を処理するベースバンド部４３とを備えている。

なお、本実施の形態において、アンテナ切り替え部４１およびＲＦ部４２は、本発明に係る受信部を構成し、予め定められたホッピングパターンに従って、複数のチャネルのなかで周波数ホッピングを行いながら複数のアンテナの何れか１つを介してＯＦＤＭ信号を受信するようになっている。

図６に示すように、ベースバンド部４３は、ＯＦＤＭ信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログディジタル変換部（以下、「ＡＤＣ」という）５０と、ＲＦ部４２におけるゲインを調整するためのＡＧＣ（Automatic Gain Control）制御信号をＲＦ部４２に出力するＡＧＣ処理部５１と、ＯＦＤＭ信号から同期用シーケンスを検出してフレーム同期処理、周波数同期処理、および、上位レイヤによって定められたホッピングパターンに従ったチャネル切り替え制御信号の出力処理等を行う同期処理部５２と、同期処理部５２によって検出された同期用シーケンスに基づいて、ＯＦＤＭ信号のシンボル間に挿入されたＧＩをＯＦＤＭ信号から除去するＧＩ除去部５３と、ＯＦＤＭ信号をシンボル毎に周波数ドメインの複数のサブキャリアに変換するＦＦＴ部５４と、ＯＦＤＭ信号のペイロードのチャネル補正を行うチャネル補正部５５と、チャネル補正されたＯＦＤＭ信号のペイロードを復調する復調部５６とを有し、復調部５６の出力信号は、上位レイヤへと渡される。

また、ベースバンド部４３は、周波数ホッピングのホッピングパターンに同期したアンテナ４０ａ、４０ｂの切り替え順序を規定するアンテナ切り替えパターンを格納するアンテナ切り替えパターン格納部５７と、アンテナ切り替えパターン格納部５７に格納されたアンテナ切り替えパターンを更新するアンテナ切り替えパターン更新部５８と、アンテナ切り替えパターンに基づいてアンテナ切り替え制御信号をアンテナ切り替え部４１に出力することにより、アンテナ４０ａ、４０ｂの間で使用するアンテナを切り換えるようアンテナ切り替え部４１を制御するアンテナ切り替え制御部５９とを有している。

図７は、本実施の形態におけるホッピングパターンの遷移の一例を示している。このホッピングパターンの遷移は、ＷｉＭｅｄｉａ ＭＢ−ＯＦＤＭ方式の仕様として提案されたものの１つに基づいている。

図７は、ホッピング遷移のための周波数帯域としてＢａｎｄ＃１、Ｂａｎｄ＃２、Ｂａｎｄ＃３の３つの周波数チャネルが設定され、６シンボルを１周期として、このチャネル間を順次ホッピングしていく例を示している。

このように、同じホッピングパターンを用いる装置間でピコネットと呼ばれる小規模ネットワークを構成することにより、ホッピングパターンが異なる４つのピコネットを共存させることができる。

各ホッピングパターンは、干渉を完全に回避していない。例えば、各パターンの最初のスロットは全て同じ周波数チャネルＢａｎｄ＃１から始まっているので、ホッピング周期の開始時刻が同じであった場合には、どのチャネル間においても干渉を起こすことになる。

実際には異なる小規模ネットワーク間でのホッピング周期の開始時刻は必ずしも一致はしないが、それ以外にも干渉するスロットは存在するため、全体として衝突や干渉を回避できてはいない。

このため、アンテナ切り替えパターン更新部５８は、例えば、ホッピングシーケンス期間における受信レベル変動パターンやフレーム消失の出現パターン等に基づいて、アンテナ切り替えパターン格納部５７に格納されたアンテナ切り替えパターンを更新するようになっている。

図８および図９は、アンテナ切り替えパターン格納部５７に格納されたアンテナ切り替えパターンの例を示している。なお、図８および図９は、ともにＷｉＭｅｄｉａ規格のＴＦＣ（Time Frequency Code）３に基づくホッピングパターンにおける各アンテナ４０ａ、４０ｂの受信状況を示している。

図８および図９における○、△、×は、受信状況を示しており、○は衝突や干渉が少ない良好な受信状態、×は衝突や干渉によって受信状況が悪い状態、△はこれらの中間的な状態をそれぞれ示している。

図８に示すアンテナ切り替えパターンでは、アンテナ切り替え制御部５９は、シンボル５とシンボル６とに対してはアンテナ４０ｂ（以下、「ＡＮＴ２」ともいう）を選択し、それ以外のシンボルに対してはアンテナ４０ａ（以下、「ＡＮＴ１」ともいう）を選択するようにアンテナ切り換え制御信号をアンテナ切り替え部４１に出力する。

一方、図９に示すアンテナ切り替えパターンでは、アンテナ切り替え制御部５９は、シンボル１とシンボル６とに対してはＡＮＴ２を選択し、それ以外のシンボルに対してはＡＮＴ１を選択するようにアンテナ切り換え制御信号をアンテナ切り替え部４１に出力する。

このように、アンテナ切り替え制御部５９は、アンテナ切り替えパターン格納部５７に格納されたアンテナ切り替えパターンに従って、アンテナ４０ａ、４０ｂに対して、ホッピングシーケンスに同期したダイバシティ制御を行うようになっている。

チャネル補正部５５は、ＯＦＤＭ信号から同期用シーケンスの後ろに配置されたチャネル推定用シーケンス信号を取得し、取得したチャネル推定用シーケンス信号に基づいてチャネル推定を行い、チャネル推定結果を用いてＯＦＤＭ信号のペイロードのチャネル補正を行うようになっている。

なお、チャネル補正部５５は、アンテナ切り替え制御部５９によってアンテナ切り換え制御信号が出力され、このアンテナ切り換え制御信号に従って、アンテナ切り替え部４１によってアンテナが切り換えられた後に、チャネル推定を行うようになっている。

チャネル補正部５５は、図１０に示すように、既知のチャネル推定用シーケンスを格納するチャネル推定用シーケンス格納部６０と、ＯＦＤＭ信号から取得したチャネル推定用シーケンスとチャネル推定用シーケンス格納部６０に格納されたチャネル推定用シーケンスとを複素除算してチャネル推定結果を求める複素除算器６１と、隣り合う複数のサブキャリアを周波数軸上で平均化する周波数軸平均処理部６２と、チャネル推定結果を時間軸上でバンド単位に平均化する時間軸平均処理部６３と、平均化されたチャネル推定結果をＯＦＤＭ信号に複素除算する複素除算器６４とを有している。

チャネル補正部５５は、アンテナ切り替えパターンによって同じアンテナが選択されるチャネルに対しては、時間軸平均処理部６３を機能させてチャネル推定結果を平均化した値を用いてチャネル補正を行うようになっている。

例えば、図８に示したアンテナ切り替えパターンの場合には、各ＢＡＮＤ＃１、ＢＡＮＤ＃２およびＢＡＮＤ＃３において、２回とも同じアンテナが選択される。このため、チャネル補正部５５は、各チャネルに対して、２つのＯＦＭＤシンボルから得られたチャネル推定結果を平均化した値を用いてチャネル補正を行う。

一方、アンテナ切り替えパターンによって異なるアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、チャネル補正部５５は、時間軸平均処理部６３を機能させずに、各アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定結果を用いてチャネル補正を行うようになっている。

例えば、図９に示したアンテナ切り替えパターンの場合には、ＢＡＮＤ＃２においては、２回とも同じアンテナが選択されるが、ＢＡＮＤ＃１とＢＡＮＤ＃３においては、シンボル毎に異なるアンテナが選択される。

このため、チャネル補正部５５は、ＢＡＮＤ＃２に対しては、２つのＯＦＭＤシンボルから得られたチャネル推定結果を平均化した値を用いてチャネル補正を行い、ＢＡＮＤ＃１とＢＡＮＤ＃３とに対しては、２つのチャネル推定結果を平均化せずに、各アンテナ４０ａ、４０ｂが選択されたときに得られたチャネル推定結果を用いてチャネル補正を行う。

このように、本発明の第１の実施の形態としての無線通信システム１は、無線通信装置３がシンボル毎にアンテナ切り替えを行うチャネルに対しては、アンテナ毎のチャネル推定結果を用いてチャネル補正を行うため、シンボル単位にダイバシティ制御を行ったときのチャネル補正の精度の劣化を抑制することができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に対して、送信機２のベースバンド部１０におけるプリアンブル生成部２３が相違する。

すなわち、本発明の第１の実施の形態において、プリアンブル生成部２３は、図４に示すように、２４シンボルの同期用シーケンスを生成するための拡散部３０と、６シンボルのチャネル推定用シーケンスを生成するための拡散部３１とを有するものとして説明したが、本実施の形態においては、プリアンブル生成部２３は、図１１に示すように、拡散部３０および拡散部３１に加えて、さらに６シンボルのチャネル推定用シーケンスを生成するための拡散部３２を有する。

ここで、１２シンボルのチャネル推定用シーケンスは、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠しないため、無線通信装置３は、ＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠した６シンボルのチャネル推定用シーケンスでも、本実施の形態に特有の１２シンボルのチャネル推定用シーケンスでも扱えるようにするのが好ましい。

具体的には、プリアンブル生成部２３が最初の６シンボルのカバーシーケンスを通常のものとは異なるシーケンスに置き換え、無線通信装置３は、位相の変化を検出して、チャネル推定用シーケンスが１２シンボルかどうかを判断し、後続の６シンボルをチャネル推定に用いるかどうかを切り替えるように構成する。

すなわち、拡散部３１は、通常のものとは異なるカバーシーケンス（例えば、{1,-1,1,-1,1,-1}等）を６シンボルのシーケンスに拡散することにより、チャネル推定用シーケンスを生成するように構成する。

また、拡散部３２は、既知のカバーシーケンス（例えば、{1,1,1,1,1,1}）を６シンボルのシーケンスに拡散することにより、チャネル推定用シーケンスを生成するように構成する。

また、無線通信装置３のチャネル補正部５５は、最初のチャネル推定用シーケンスが通常のものとは異なるカバーシーケンスを用いたものであると認識したときには、１２シンボルのチャネル推定用シーケンス信号に基づいてチャネル補正を行うように構成する。

これにより、チャネル補正部５５は、１つのチャネルに対して、少なくとも２個、最大４個のチャネル推定結果を得ることができるため、時間軸平均処理部６３を常に機能させてチャネル推定結果を平均化した値を用いてチャネル補正を行うことができる。

また、無線通信装置３は、送信側が通常のＷｉＭｅｄｉａ規格に準拠した送信機の場合であっても、本実施の形態に特有の１２シンボルのチャネル推定用シーケンスをサポートしている送信機の場合であっても、対応することができる。

なお、無線通信装置３は、１２シンボルのチャネル推定用シーケンスを要求する場合には、当該要求を表す情報をビーコン信号等の空き情報ビットに収めて送信することで、送信機２に対して自己が１２シンボルのチャネル推定用シーケンスをサポートしているかどうかを通知するようにし、送信機３のプリアンブル生成部２３は、この通知に応じて１２シンボルのチャネル推定用シーケンスを含むプリアンブルを生成するか、６シンボルのチャネル推定用シーケンスを含むプリアンブルを生成するかを選択するようにしてもよい。

このように、本発明の第２の実施の形態としての無線通信システム１は、チャネル推定用シーケンスを倍に増やして１２個のＯＦＤＭシンボルからなるシーケンスにすることで、各チャネルで用いるアンテナに対して、少なくとも２つのチャネル推定結果を得ることができるため、シンボル毎にアンテナ切り替えを行った場合であってもチャネル推定結果を平均化することができ、熱雑音によるチャネル補正の精度の悪化を回避することできる。

本発明の第１の実施の形態としての無線通信システムのブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての送信機のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての送信機を構成するベースバンド部のブロック図である。 図３に示すベースバンド部を構成するプリアンブル生成部のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての無線通信装置のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての無線通信装置を構成するベースバンド部のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態としての無線通信システムにおけるホッピングパターンの遷移の一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態としての無線通信装置を構成するアンテナ切り替えパターン更新部によって更新されたアンテナ切り替えパターンの一例を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態としての無線通信装置を構成するアンテナ切り替えパターン更新部によって更新されたアンテナ切り替えパターンの他の一例を示す概念図である。 図６に示すベースバンド部を構成するチャネル補正部のブロック図である。 本発明の第２の実施の形態としての無線通信装置を構成するベースバンド部におけるプリアンブル生成部のブロック図である。 ＭＢ−ＯＦＤＭ方式における各バンドを示す概念図である。 ＭＢ−ＯＦＤＭ方式におけるバンドグループが使用するバンドの一例を示す概念図である。 ＭＢ−ＯＦＤＭ方式におけるバンドグループが使用するバンドの他の一例を示す概念図である。 ＷｉＭｅｄｉａ規格で定義されているホッピングパターンのリストを示す概念図である。 ＷｉＭｅｄｉａ規格で定義されている伝送速度に対するＰＨＹレイヤのパラメータを示す概念図である。 従来の無線通信装置を構成するチャネル補正部のブロック図である。 ＯＦＤＭ信号から得られるフレームを示す概念図である。

符号の説明

１ 無線通信システム
２ 送信機
３ 無線通信装置
１０、４３ ベースバンド部
１１、４２ ＲＦ部
１２、４０ａ、４０ｂ アンテナ
２０ 変調部
２１ ＩＦＦＴ部
２２ ＧＩ挿入部
２３ プリアンブル生成部
２４ フレーム生成部
２５ ＤＡＣ
３０、３１、３２ 拡散部
４１ アンテナ切り替え部
５０ ＡＤＣ
５１ ＡＧＣ処理部
５２ 同期処理部
５３ ＧＩ除去部
５４ ＦＦＴ部
５５ チャネル補正部
５６ 復調部
５７ アンテナ切り替えパターン格納部
５８ アンテナ切り替えパターン更新部
５９ アンテナ切り替え制御部
６０、８０ チャネル推定用シーケンス格納部
６１、６４、８１、８４ 複素除算器
６２、８２ 周波数軸平均処理部
６３、８３ 時間軸平均処理部

Claims (5)

1. 複数のアンテナと、
   予め定められたホッピングパターンに従って、複数のチャネルのなかで周波数ホッピングを行いながら前記複数のアンテナの何れか１つを介してＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
   前記ＯＦＤＭ信号が表すフレームのなかで、前記周波数ホッピングの順序でチャネル推定用シーケンスとして送られたＯＦＤＭシンボルに基づいて、各チャネルに対するチャネル推定を行い、該チャネル推定の結果を用いて該ＯＦＤＭ信号のペイロードのチャネル補正を行うチャネル補正部と、
   前記チャネル補正部によってチャネル補正が行われたＯＦＤＭ信号のペイロードを復調する復調部と、
   前記アンテナ毎に、前記周波数ホッピングのホッピングパターンに同期した切り替え順序を規定するアンテナ切り替えパターンを更新するアンテナ切り替えパターン更新部と、
   前記アンテナ切り替えパターン更新部によって更新されたアンテナ切り替えパターンに従って、前記複数のアンテナに対するダイバシティ制御を行うダイバシティ制御部と、を備えた無線通信装置において、
   前記チャネル補正部は、前記アンテナ切り替えパターンによって同じアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を平均化した値を用いて前記チャネル補正を行い、前記アンテナ切り替えパターンによって異なるアンテナを選択するよう規定されたチャネルに対しては、該アンテナが選択されたときに得られたチャネル推定の結果を用いて前記チャネル補正を行うことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記受信部は、３つのチャネルのなかで周波数ホッピングを行いながら２つのアンテナの何れかを介して前記ＯＦＤＭ信号を受信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の無線通信装置と、
   前記無線通信装置に前記フレームを前記ＯＦＤＭ信号として送信する送信機とを備え、
   前記送信機は、前記無線通信装置に送信するフレームに、前記チャネル推定用シーケンスとして１２個のＯＦＤＭシンボルを含めることを特徴とする無線通信システム。
4. 前記送信機は、前記チャネル推定用シーケンスのうち、最初の６個のＯＦＤＭシンボルと、後続する６個のＯＦＤＭシンボルとで異なるカバーシーケンスを用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記無線通信装置は、１２個のＯＦＤＭシンボルを含むチャネル推定用シーケンスを認識することができる場合には、該チャネル推定用シーケンスを認識することができる旨を表す情報を前記送信機に送信することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の無線通信システム。

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