JP2012129866A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類のＯＦＤＭシンボル長を持つパケット単位の無線信号が使用される無線通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信されるＯＦＤＭ信号のシンボル長を短時間に判定する無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した高周波信号を直交検波する直交検波部と、前記直交検波部で検波したベースバンド信号とシンボル長に応じた既知シンボルデータとの相関を検出する相関検出部と前記相関検出部で検出した相関信号によりシンボル長を判定するシンボル長判定部と、前記直交検波部で検波したベースバンド信号から受信データを抽出する信号処理部と、を備え、前記相関検出部はパケット信号の先頭に付加されるプリアンブル信号と既知シンボルデータとの相関を検出することにより相関信号を出力し、前記シンボル長判定部は何れの相関検出部により相関信号が検出されたかを判定することによりシンボル長を判定する特徴とする無線通信装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関し、特に、シンボル長の判定に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００１−６９１１４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「比較的簡単な回路構成によりＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号のガードインターバル相関値に基づきシンボル長を自動的に検出するために、ガードインターバル相関検出回路は、ＯＦＤＭ信号のガードインターバルの相関を検出してその相関値を出力する。相関ピーク検出回路は、ガードインターバル相関値がピーク（最大）となる点を検出してパルスを出力する。シンボルカウンタは、シンボル長推定回路が推定したシンボル長に相当する時間をカウントしてパルスを出力する。相関値累算回路は、パルスに応じて相関値を所定回数累算する。判定回路は、相関値累算回路の出力値が最大になったか否かを判定する。判定保護回路は、判定回路の判定結果の正しさを判断する。シンボル長設定回路は、判定保護回路の判断結果に基づきシンボル長を推定して正しいシンボル長を出力する」と記載されている。

特開２００１−６９１１４号公報

前記特許文献１にはＯＦＤＭ信号のガードインターバル相関値に基づきシンボル長を自動的に検出する方法が記載されている。しかし特許文献１のＯＦＤＭ信号のシンボル長検出装置は、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することができない。

そこで、本発明では、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、無線通信装置または無線通信方法であって、無線電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した高周波信号を直交検波する直交検波部と、前記直交検波部で検波したベースバンド信号とシンボル長に応じた既知シンボルデータとの相関を検出する相関検出部と前記相関検出部で検出した相関信号によりシンボル長を判定するシンボル長判定部と、前記直交検波部で検波したベースバンド信号から受信データを抽出する信号処理部と、を備え、前記相関検出部はパケット信号の先頭に付加されるプリアンブル信号と既知シンボルデータとの相関を検出することにより相関信号を出力し、前記シンボル長判定部は何れの相関検出部により相関信号が検出されたかを判定することによりシンボル長を判定する特徴とする。

本発明によれば、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置を提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成図の例である。 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。 ＯＦＤＭパケット信号の一例を時系列で表した概略図である。 複数種類のＯＦＤＭシンボル長とショートトレーニングシンボルの繰り返し周期の関係の例を示す表である。 複数種類のＯＦＤＭシンボル長とＯＦＤＭサブキャリアキャリア間隔及び信号帯域幅の関係の一例を周波数軸上で示した概略図である。 受信ＯＦＤＭパケット信号と相関検出信号と相関ピーク信号との関係を時系列で示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成図の例である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。 本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構成図の例である。 本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構成図の例である。 本発明の実施の形態４に係る無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。 本発明の実施の形態４に係る受信ＯＦＤＭパケット信号と相関検出信号と相関ピーク信号との関係を時系列で示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
本実施形態においては、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置の例を説明する。

図１は、本実施例の無線通信装置の構成図の例である。図１において無線通信装置１０は、受信アンテナ１１、ＲＦ受信部１２、直交検波部１３、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１４、相関検出部１５−１及び１５−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ（ガードインターバル）除去部１８、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理部１９、復調部２０、クロック制御部２１、を備える。

受信アンテナ１１は無線電波を受信し、高周波信号を出力する。ここで受信アンテナ１１が取り付けられる位置は、無線通信装置１０の筐体内部または筐体外部などが想定されるが、本実施例で限定されるものではない。ＲＦ受信部１２は、受信アンテナ１１から供給された高周波信号を所望の信号レベルとなるように増幅または減衰させると共に、所望の周波数帯域以外の信号をフィルタにより除去し、受信チャネル信号を出力する。直交検波部１３は、ＲＦ受信部１２から供給された受信チャネル信号に対して直交検波を行い、Ｉ軸信号及びＱ軸信号からなるアナログベースバンドＩ／Ｑ信号を出力する。

Ａ／Ｄ変換部１４は、直交検波部１３から供給されたアナログベースバンドＩ／Ｑ信号をクロック制御部２１から供給されるクロックタイミングに応じてアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルベースバンドＩ／Ｑ信号を出力する。以下、この「デジタルベースバンドＩ／Ｑ信号」を「ベースバンド信号」と記し、Ｉ軸信号とＱ軸信号とを含めて表現する。

相関検出部１５−１は、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のシンボルからなるプリアンブル信号の相関を検出するもので、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号と既知のシンボルからなるプリアンブル信号との相関を検出し、相関検出信号を出力する。ピーク検出部１６−１は、相関検出部１５−１から供給された相関検出信号の信号レベルを判定し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となる相関ピーク信号を出力する。

相関検出部１５−２は、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のシンボルからなるプリアンブル信号の相関を検出するもので、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号と既知のシンボルからなるプリアンブル信号との相関を検出し、相関検出信号を出力する。ピーク検出部１６−２は、相関検出部１５−２から供給された相関検出信号の信号レベルを判定し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となる相関ピーク信号を出力する。

本実施形態において、相関検出部１５−１及びピーク検出部１６−１と、相関検出部１５−２及びピーク検出部１６−２とは、夫々異なるシンボル長に対応した構成として設けられている。即ち、図１の例においては、受信アンテナ１１が受信した無線電波が第１のシンボル長を有している場合、相関検出部１５−１によって相関が検出されてピーク検出部１６−１がピーク信号を出力する。他方、受信アンテナ１１が受信した無線電波が第２のシンボル長を有している場合、相関検出部１５−２によって相関が検出されてピーク検出部１６−１がピーク信号を出力する。

シンボル長判定部１７は、ピーク検出部１６−１及び１６−２から供給される相関ピーク信号から、どちらの相関ピーク信号にパルスがあるかを判別することにより受信したＯＦＤＭ信号のシンボル長を判定し、シンボル長種別信号を出力する。

ＧＩ除去部１８は、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づき、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号から、ガードインターバル期間の信号を除去し、有効シンボル信号を出力する。ＦＦＴ処理部１９は、ＧＩ除去部１８から供給された有効シンボル信号に対して、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づいたシンボル長に対するＦＦＴ処理を実行し、各キャリアのシンボルデータを出力する。復調部２０はＦＦＴ処理部１９から供給された各キャリアのシンボルデータを復調し、受信データを出力する。即ち、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９及び復調部２０が連動して、受信データを抽出する信号処理部として機能する。

クロック制御部２１はクロック信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部１４、相関検出部１５−１及び１５−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９、復調部２０に供給する。Ａ／Ｄ変換部１４、相関検出部１５−１及び１５−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９、復調部２０は供給されるクロックを用いてそれぞれ前述のデジタル信号処理を行う。本実施例の無線通信装置におけるクロック制御部２１で生成されるクロック周波数の一例として、説明を簡略化するため２０ＭＨｚを用いて詳述するが、本実施例で限定されるものではない。

次に相関検出部１５−１及び１５−２においてプリアンブル信号の相関を検出する構成について図２を用いて説明する。図２は本実施例の無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。なお、相関検出部１５−１及び１５−２は、ほぼ同じ構成を備えるため、説明を簡略化するために、図２においては相関検出部１５として説明する。

図２において相関検出部１５は、複数のシフトレジスタ１５１−１〜ｒ（ｒは自然数であり、ＯＦＤＭシンボル長により決定する）、複数の乗算器１５２−１〜ｒ（ｒは自然数であり、ＯＦＤＭシンボル長により決定する）、不揮発性メモリ１５３、加算器１５４、を備える。相関検出部１５−１と相関検出部１５−２とでは、上記“ｒ”の値が異なる。また、複数のシフトレジスタ１５１−１〜ｒによりシフトレジスタ部が構成されると共に、複数の乗算器１５２−１〜ｒにより乗算部が構成される。

図２においてシフトレジスタ１５１−１〜ｒはデータ保持機能を備え、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号をクロックのタイミングに応じてシフトレジスタ１５１−１からシフトレジスタ１５１−ｒ方向へ順次シフトするものである。また、乗算器１５２−１〜ｒには、夫々に応じた既知のプリアンブル信号データが不揮発性メモリ１５３から供給されており、乗算器１５２−１〜ｒは、シフトレジスタ１５１−１〜ｒから供給されるベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から供給されるプリアンブル信号データとを乗算し、その結果を出力する。

まず初めにクロックタイミング“ｓ（０）”においてシフトレジスタ１５１−１は、保持していたベースバンド信号（クロックタイミング“ｓ（−１）”でデジタル信号に変換されたベースバンド信号）を次のシフトレジスタ１５１−２に供給し、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号（クロックタイミング“ｓ（０）”でデジタル信号に変換されたベースバンド信号）を保持すると共に、ベースバンド信号を乗算器１５２−１に供給する。

次にクロックタイミング“ｓ（１）”においてシフトレジスタ１５１−１は、保持していたベースバンド信号（クロックタイミング“ｓ（０）”でデジタル信号に変換されたベースバンド信号）を次のシフトレジスタ１５１−２に供給し、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号（クロックタイミング”ｓ（１）”でデジタル信号に変換されたベースバンド信号）を保持すると共にベースバンド信号を乗算器１５２−１に供給する。

シフトレジスタ１５１−２〜ｒは以下同様に、クロックタイミングに応じて保持していたベースバンド信号を下流側のシフトレジスタ１５１−３〜ｒに供給し、上流側のシフトレジスタ１５１から供給されたベースバンド信号を保持すると共にベースバンド信号を乗算器１５２―２〜ｒに供給する。なお、シフトレジスタ１５１−ｒは下流側のシフトレジスタが存在せず、シフトすべきベースバンド信号を破棄する。

不揮発性メモリ１５３は、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のプリアンブル信号データ（Ｍ［１：ｒ］）を保持し、Ｍ［１］を乗算器１５２−１に、Ｍ［２］を乗算器１５２−２に、以下同様にＭ［ｒ］を乗算器１５２−ｒに供給する。乗算器１５２−１は、シフトレジスタ１５１−１から供給されたベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から供給される既知のプリアンブル信号データ（Ｍ［１］）を乗算し、乗算結果を出力する。乗算器１５２−２〜ｒは以下同様に、シフトレジスタ１５１−２〜ｒから供給されたベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から供給される既知のプリアンブル信号データ（Ｍ［２］〜Ｍ［ｒ］）を乗算し、乗算結果を出力する。加算器１５４は、乗算器１５２−１〜ｒから供給される乗算結果を全て加算し、相関検出信号を出力する。

本実施例の無線通信装置における相関検出部１５−１を構成するシフトレジスタ１５１と乗算器１５２と不揮発性メモリ１５３で保持される信号データの数要素“ｒ”の一例として”１６”を用いる。また、本実施例の無線通信装置における相関検出部１５−２を構成するシフトレジスタ１５１と乗算器１５２と不揮発性メモリ１５３で保持される信号データの要素数“ｒ”の一例として”３２”を用いる。この“１６”や“３２”といった数値は、検出するべきシンボル長に応じて設定される値である。ここで、本実施例の無線通信装置で送受信するＯＦＤＭパケット信号の一例について図３及至図５を用いて説明する。図３はＯＦＤＭパケット信号の一例を時系列で表した概略図である。

ＯＦＤＭパケット信号は、送受信すべき情報データから生成されるＯＦＤＭシンボルに対して、受信装置においてパケット単位で受信同期処理を行うために必要となるプリアンブル信号を付加したものである。ＯＦＤＭパケット信号は図３に示すように、ショートプリアンブル信号とロングプリアンブル信号とシグナル部と少なくとも一つのＯＦＤＭシンボルを含むデータ部で構成される。

ＤＡＴＡは送受信すべき情報データを元に生成されたＯＦＤＭシンボルであり、そのＯＦＤＭシンボルのシンボル長をＴｓとする。また、ＯＦＤＭシンボル波形の後端からシンボル長の１／ｍ（ｍは自然数）をコピーしたガードインターバル（ＧＩ）信号をＯＦＤＭシンボルの前に付加している。以下、送受信すべき情報データ長に応じてＧＩ信号とＯＦＤＭシンボルとの組み合わせが続く。

ショートプリアンブル信号は、無線パケット信号の冒頭に含まれ、無線パケット信号の検出・受信機の自動利得制御・キャリア周波数誤差の粗調整・シンボルタイミング検出などに利用されることを想定した信号で、図３においてｔ１〜ｔ１０として示した規定の固定信号パターンのショートトレーニングシンボルが１０回繰り返された信号、即ち繰り返しパターンの信号である。このショートトレーニングシンボルのシンボル長、即ち繰り返し周期をＴｓｐとする。

ロングプリアンブル信号は、キャリア周波数誤差の微調整とシンボルタイミング検出などに利用されることを想定した信号で、図２においてＴ１及びＴ２として示した規定の固定パターンのロングトレーニングシンボルが２回繰り返されたＯＦＤＭシンボルと前記ＯＦＤＭシンボルの後端をコピーしたガードインターバル信号ＧＩ２から構成される。このロングトレーニングシンボル１個あたりのシンボル長はＴｓ、ＧＩ２の長さは２×Ｔｓ／ｍとする。

ＳＩＧＮＡＬは、後続するデータ部のキャリア変調方式と誤り訂正の符号化率とデータの長さを示す情報を含むＯＦＤＭシンボルである。このＳＩＧＮＡＬのシンボル長およびＧＩ長はＤＡＴＡと同一とする。

図４は複数種類のＯＦＤＭシンボル長とショートトレーニングシンボルの繰り返し周期の関係の一例を示す表であり、図５は複数種類のＯＦＤＭシンボル長とＯＦＤＭサブキャリアキャリア間隔及び信号帯域幅の関係の一例を周波数軸上で示した概略図である。

図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号では、ＯＦＤＭシンボル長が３．２［マイクロ秒］（以下、［μｓ］と記す）のＯＦＤＭシンボルを用いるＯＦＤＭパケット信号であり、ガードインターバル長は０．８［μｓ］、ショートトレーニングシンボルの繰り返し周期は０．８［μｓ］、ＯＦＤＭ信号のキャリア間隔は３１２．５ｋＨｚである。このようなＯＦＤＭシンボル長を用いるＯＦＤＭパケット信号の例として、コンピュータネットワーク通信で用いられる無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術標準であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇがあり、図３においてｔ１〜ｔ１０として示したショートトレーニングシンボルの固定信号パターンが規定されている。

ここで、この長さ０．８［μｓ］のショートトレーニングシンボルを２０［ＭＨｚ］のサンプルクロック（サンプル間隔０．０５［μｓ］）でサンプリングすると、そのサンプル数は１６個になる。図２において、相関検出部１５−１における数要素“ｒ”の例として用いた“１６”は、このサンプル数に対応したものである。この１６個の規定データ系列を“Ｓａ［０：１５］”とする。また、技術標準（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）におけるＯＦＤＭ信号は、図５の（ａ）で示すように、伝送チャネルの中心を除いた５２本のサブキャリアを用いて、約１６．６ＭＨｚの信号帯域幅を持つ。

図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号は、ＯＦＤＭシンボル長が６．４［μｓ］のＯＦＤＭシンボルを用いるＯＦＤＭパケット信号であり、ガードインターバル長は１．６［μｓ］、ショートトレーニングシンボルの繰り返し周期は１．６［μｓ］、ＯＦＤＭ信号のキャリア間隔は１５６．２５ｋＨｚである。このようなＯＦＤＭシンボル長を用いるＯＦＤＭパケット信号の例として、５ＧＨｚ帯無線アクセスシステムの技術標準であるＩＥＥＥ８０２．１１ｊにおける１０ＭＨｚシステムがあり、図３においてｔ１〜ｔ１０として示したショートトレーニングシンボルの固定信号パターンが規定されている。

ここで、この長さ１．６［μｓ］のショートトレーニングシンボルを２０［ＭＨｚ］のサンプルクロック（サンプル間隔０．０５［μｓ］）でサンプリングすると、そのサンプル数は３２個になる。図２において、相関検出部１５−２における数要素“ｒ”の例として用いた“３２”は、このサンプル数に対応したものである。この３２個の規定データ系列を“Ｓｂ［０：３１］”とする。また、技術標準（ＩＥＥＥ８０２．１１ｊ）におけるＯＦＤＭ信号は、図５の（ｂ）で示すように、伝送チャネルの中心を除いた５２本のサブキャリアを用いて、約８．３ＭＨｚの信号帯域幅を持つ。

以上のように構成された無線通信装置１０において、パケット単位の無線信号が使用される無線通信システム内でＯＦＤＭシンボル長が複数種類存在する場合の一例として、図４の行（ａ）及び行（ｂ）で示したＯＦＤＭパケット信号を用いて送受信する場合に、パケット単位で間欠的に送受信されるＯＦＤＭ信号のシンボル長を短時間に判定する動作について、図６を用いて説明する。

まず初めに、図１の相関検出部１５−１において、不揮発性メモリ１５３で保持する信号データは、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号、即ち、シンボル長が３．２μｓであるＯＦＤＭパケット信号の既知のショートトレーニングシンボルをサンプリングした１６個の規定データ系列“Ｓａ［０：１５］”であり、Ｍ［１］＝Ｓａ［１５］、Ｍ［２］＝Ｓａ［１４］、以下順にＭ［ｒ］＝Ｓａ［０］までを保持する。一方、図１の相関検出部１５−２において、不揮発性メモリ１５３で保持する信号データは、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号、即ち、シンボル長が６．４μｓであるＯＦＤＭパケット信号の既知のショートトレーニングシンボルをサンプリングした３２個の規定データ系列“Ｓｂ［０：３１］”であり、Ｍ［１］＝Ｓｂ［３１］、Ｍ［２］＝Ｓｂ［３０］、以下順にＭ［ｒ］＝Ｓｂ［０］までを保持する。不揮発性メモリ１５３が保持しているこれらの規定データ系列は、検波対象の無線通信方式におけるショートトレーニングシンボルの繰り返し周期に応じて予め格納されているパターンデータである。

図６は受信したＯＦＤＭパケット信号と相関検出信号と相関ピーク信号との関係を時系列で示す概略図である。図６において、ＯＦＤＭパケット信号６０１は、本実施例における無線通信装置で受信されるＯＦＤＭパケット信号の一例であり、相関検出部１５−１及び１５−２から出力される相関検出信号の時間変化の一例を６０２に、ピーク検出部１６−１及び１６−２から出力される相関ピーク信号の時間変化の一例を６０３に示す。

図２における相関検出部１５−１に対して、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ０．８［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした１６個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、シフトレジスタ１５１−１、シフトレジスタ１５１−２、シフトレジスタ１５１−３・・・の順に保持される。

そして、１６個のデジタルベースバンド信号のデータ系列の全てが、相関検出部１５−１内のシフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６に夫々格納された時、シフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６に格納されたベースバンド信号と相関検出部１５−１内の不揮発性メモリ１５３から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］、即ち、Ｓａ［０：１５］が一致するため、相関検出部１５２−１〜相関検出部１５２−１６の全てがデジタルベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から入力される信号との相関を検出した信号を出力する。その結果、加算器１５４が、図６に示すように、相関検出信号のピーク６０４を出力する。

次に、ピーク検出部１６−１は、相関検出部１５−１から供給された相関検出信号の信号レベルを検出し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となるため、相関検出信号のピーク６０４と同期して相関ピーク信号６０３が図６における変化点６０５のように“０”→“１”→“０”と変化する。

以下同様に、図６に示すｔ１〜ｔ１０のショートトレーニングシンボルに従い、０．８［μｓ］毎に相関ピーク信号の変化が１０回出力される。一方、相関検出部１５−１に対して、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルと相関検出部１５−１内の不揮発性メモリ１５３から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］とが一致しないため、相関検出信号６０２のピークが生じず、相関ピーク信号６０３の変化も生じない。

図２における相関検出部１５−２に対して、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ１．６［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした３２個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、シフトレジスタ１５１−１、シフトレジスタ１５１−２、シフトレジスタ１５１−３・・・の順に保持される。

そして、３２個のデジタルベースバンド信号のデータ系列の全てが、相関検出部１５−２内のシフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−３２に夫々格納された時、シフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−３２に格納されたベースバンド信号と相関検出部１５−２内の不揮発性メモリ１５３から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［３２］が一致するため、相関検出部１５２−１〜相関検出部１５２−３２の全てがデジタルベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から入力される信号との相関を検出した信号を出力する。その結果、加算器１５４が、図６に示すように、相関検出信号のピーク６０４を出力する。次に、ピーク検出部１６−２は、相関検出部１５−２から供給された相関検出信号の信号レベルを検出し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となるため、相関検出信号のピーク６０４と同期して相関ピーク信号６０３が図６における変化点６０５のように“０”→“１”→“０”と変化する。

以下同様に、図６に示すｔ１〜ｔ１０のショートトレーニングシンボルに従い、１．６［μｓ］毎に相関ピーク信号の変化が１０回出力される。一方、相関検出部１５−２に対して、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルと相関検出部１５−２内の不揮発性メモリ１５３から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［３２］とが一致しないため、相関検出信号６０２のピークが生じず、相関ピーク信号６０３の変化も生じない。

このように無線通信装置１０が図４における行（ａ）で示したＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号を受信した場合、ピーク検出部１６−１から０．８［μｓ］間隔で１０回の相関ピーク信号のパルスが出力され、無線通信装置１０が図４における行（ｂ）で示したＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号を受信した場合、ピーク検出部１６−２から１．６［μｓ］間隔で１０回の相関ピーク信号のパルスが出力される。即ち、相関検出部１５−１、１５−２とピーク検出部１６−１、１６−２とが連動することにより繰り返しパターン検知部として機能する。本実施形態に係る無線通信装置１０においては、繰り返しパターンの繰り返し周期が異なる複数の無線通信方式に対応して複数の繰り返しパターン検知部を設けることにより、上述したような機能を実現している。

次に、シンボル長判定部１７は、ピーク検出部１６−１から供給される相関ピーク信号にパルスがある場合に、受信したＯＦＤＭパケット信号が３．２［μｓ］のシンボル長であると判定し、受信したＯＦＤＭパケット信号が３．２［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号を出力する。また、シンボル長判定部１７は、ピーク検出部１６−２から供給される相関ピーク信号にパルスがある場合に、受信したＯＦＤＭパケット信号が６．４［μｓ］のシンボル長であると判定し、受信したＯＦＤＭパケット信号が６．４［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号を出力する。

ここで、本実施形態において、ピーク検出部１６−１及びピーク検出部１６−２は、図６に示すように、相関ピーク信号のパルスを出力する場合、ｔ１〜ｔ１０のショートトレーニングシンボルに従い、パルスを１０回出力する。従って、シンボル長判定部１７は、ピーク検出部１６−１及びピーク検出部１６−２が出力するパルスに基づいてシンボル長を判定する際に、所定期間内に所定数以上のパルスを検出したことを条件としてシンボル長を判定することができる。これにより、シフトレジスタ１５１−１〜１５１−ｒに保持されたデジタルベースバンド信号が、不揮発性メモリ１５３から出力されるデータ系列と偶然一致してしまうような場合の誤検知を回避することができる。

なお、ＯＦＤＭシンボル長の判別は、ＯＦＤＭパケット信号を受信してから一つのショートトレーニングシンボルを受信した段階で判定することが可能であるため、ＯＦＤＭパケット信号の先頭でＯＦＤＭシンボル長を短時間に判定し、シグナル部移行のＯＦＤＭシンボルを適切にＦＦＴ処理することが可能となる。そして最後に、ＧＩ除去部１８は及びＦＦＴ処理部１９は、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づいて適切なＧＩ期間の除去とＦＦＴ処理を行うことができる。

以上のように本実施例における無線通信装置では、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置を提供することができる。

本実施例における無線通信装置では、相関検出部１５及びピーク検出部１６をそれぞれ２系統備え、２種類のＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号が運用される無線通信システムにおいてＯＦＤＭシンボル長を判定する形態について説明した。一方、相関検出部１５及びピーク検出部１６をさらに複数系統備え、各系統の相関検出部１５が判定すべきＯＦＤＭシンボル長とショートトレーニングシンボルの組み合わせに基づく要素数のシフトレジスタ１５１及び乗算器１５２及び不揮発性メモリ１５３での保持データを備えることにより、備えた系統数のＯＦＤＭシンボル長の種別を判定する無線通信装置を提供することができる。

実施の形態２．
本実施形態においては、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対して、より少ない回路構成で対応する無線通信装置の例を図７及び図８を用いて説明する。

図７は本実施例の無線通信装置の構成図の例である。図７において無線通信装置３０は、受信アンテナ１１、ＲＦ受信部１２、直交検波部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、相関検出部３１−１及び３１−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９、復調部２０、クロック制御部２１、不揮発性メモリ３２、を備える。

図７の無線通信装置３０は、図１の無線通信装置１０のうち相関検出部１５−１及び１５−２の内部構成を変更し、不揮発性メモリ３２が追加された構成となる。その他の構成は、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

相関検出部３１−１及び３１−２は、既に説明した図１に示された相関検出部１５−１及び１５−２と機能的には同一のもので、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のシンボルからなるプリアンブル信号の相関を検出するもので、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号と既知のシンボルからなるプリアンブル信号との相関を検出し、相関検出信号を出力する。

不揮発性メモリ３２は、既に説明した図２に示された不揮発性メモリ１５３と同様に、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のプリアンブル信号データ（Ｍ［１：ｒ］）を保持し、そのプリアンブル信号データ（Ｍ［１：ｒ］）を相関検出部３１−１及び３１−２に供給する。

次に相関検出部３１−１及び３１−２においてプリアンブル信号の相関を検出する構成について図８を用いて説明する。図８は本実施例の無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。なお、相関検出部３１−１及び３１−２は、ほぼ同じ構成を備えるため、説明を簡略化するために、図８においては相関検出部３１として説明する。

図８において相関検出部３１は、複数のシフトレジスタ１５１−１〜ｒ（ｒは自然数である）、複数の乗算器１５２−１〜ｒ（ｒは自然数である）、加算器１５４、複数のシフトレジスタ３１１−１〜３１１−ｒを備える。図８の相関検出部３１は、図２の相関検出部１５のうち、それぞれのシフトレジスタ１５１間に追加のシフトレジスタ３１１−１〜３１１−ｒが追加され、不揮発性メモリ１５３が削除された構成となる。なお、それぞれのシフトレジスタ１５１間に追加されるシフトレジスタの要素数を複数追加することも可能であり、その要素数を“Ｄ”（“Ｄ”は整数）とする。図８の相関検出部３１のうち、既に説明した図２に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有する部分については、説明を省略する。

シフトレジスタ３１１は、シフトレジスタ１５１と同様の機能を持ち、シフトレジスタ３１１−１はＡ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号をクロックのタイミングに応じてシフトレジスタ１５１−１へ、シフトレジスタ１５１−１はシフトレジスタ３１１−１から供給されたベースバンド信号をクロックのタイミングに応じてシフトレジスタ３１１−２へ、以下、シフトレジスタ１５１−ｒ方向へ順次シフトするものである。

本実施例の無線通信装置における相関検出部３１−１及び３１−２を構成するシフトレジスタ１５１と乗算器１５２とシフトレジスタ３１１の要素数“ｒ”の一例として”１６”を用いる。但し、相関検出部３１−１におけるシフトレジスタ３１１の要素数“Ｄ”は“０”とし、本発明の第１の実施例における相関検出部１５−１と同じ構成となる。一方、相関検出部３１−２におけるシフトレジスタ３１１の要素数“Ｄ”は“１”とする。即ち、相関検出部３１−２は、シフトレジスタ３１１およびシフトレジスタ１５１を併せて３２個のシフトレジスタを有し、その内のシフトレジスタ１５１−１〜１６に格納されたデータがそれぞれ乗算器１５１−１〜１６に供給されることとなる。

以上のように構成された無線通信装置３０において、パケット単位の無線信号が使用される無線通信システム内でＯＦＤＭシンボル長が複数種類存在する場合の一例として、図４の行（ａ）及び行（ｂ）で示したＯＦＤＭパケット信号を用いて送受信する場合に、パケット単位で間欠的に送受信されるＯＦＤＭ信号のシンボル長を短時間に判定する動作について、図６を用いて説明する。

まず初めに、図７の不揮発性メモリ３２で保持する信号データは、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号の既知のショートトレーニングシンボルをサンプリングした１６個の規定データ系列“Ｓａ［０：１５］”であり、Ｍ［１］＝Ｓａ［１５］、Ｍ［２］＝Ｓａ［１４］、以下順にＭ［ｒ］＝Ｓａ［０］までを保持する。一方、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号の既知のショートトレーニングシンボルは、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号の既知のショートトレーニングシンボルを時間方向へ２倍に伸張させた信号であり、これをサンプリングした３２個の規定データ系列“Ｓｂ［０：３１］”は、Ｓａ［０］＝Ｓｂ［０］、Ｓａ［１］＝Ｓｂ［２］、Ｓａ［２］＝Ｓｂ［４］、以下順にＳａ［ｎ］＝Ｓｂ［２ｎ］の関係が成立するものとする。

図８における相関検出部３１−１に対して、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ０．８［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした１６個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、シフトレジスタ１５１−１、シフトレジスタ１５１−２、シフトレジスタ１５１−３・・・の順に保持される。

そして、１６個のデジタルベースバンド信号のデータ系列の全てが、相関検出部３１−１内のシフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６に格納された時、シフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６に格納されたベースバンド信号と不揮発性メモリ３２から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］、即ち、Ｓａ［０：１５］が一致するため、相関検出部１５２−１〜相関検出部１５２−１６の全てがデジタルベースバンド信号と不揮発性メモリ１５３から入力される信号との相関を検出した信号を出力する。その結果、加算器１５４が、図６に示すように、相関検出信号のピーク６０４を出力する。

次に、ピーク検出部１６−１は、相関検出部３１−１から供給された相関検出信号の信号レベルを検出し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となるため、相関検出信号のピーク６０４と同期して相関ピーク信号６０３が図６における変化点６０５のように“０”→“１”→“０”と変化する。

以下同様に、図６に示すｔ１〜ｔ１０のショートトレーニングシンボルに従い、０．８［μｓ］毎に相関ピーク信号の変化が１０回出力される。一方、相関検出部３１−１に対して、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルと相関検出部不揮発性メモリ３２から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］とが一致しないため、相関検出信号６０２のピークが生じず、相関ピーク信号６０３の変化も生じない。

図８における相関検出部３１−２に対して、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ１．６［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした３２個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、シフトレジスタ２１１−１、シフトレジスタ１５１−１、シフトレジスタ３１１−２、シフトレジスタ１５１−２・・・の順に保持される。

ここで、３２個のデジタルベースバンド信号のデータ系列の全てが、相関検出部３１−２内のシフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６及びシフトレジスタ３１１−１〜シフトレジスタ３１１−１６に夫々格納された時、図８に示すように、シフトレジスタ１５１−１〜１５１−１６の間には、シフトレジスタ３１１−１〜３１１−ｒが交互に挿入されているため、シフトレジスタ１５１−１〜１５１−１６に保持されるデジタルベースバンド信号は、Ｓｂ［０］、Ｓｂ［２］、Ｓｂ［４］・・・Ｓｂ［３２］である。そして、上述したように、“Ｓｂ［０：３１］”は、Ｓａ［０］＝Ｓｂ［０］、Ｓａ［１］＝Ｓｂ［２］、Ｓａ［２］＝Ｓｂ［４］、以下順にＳａ［ｎ］＝Ｓｂ［２ｎ］の関係が成立するものであり、シフトレジスタ１５１−１〜シフトレジスタ１５１−１６に格納されたベースバンド信号と不揮発性メモリ３２から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］、即ち、Ｓａ［０：１５］が一致するため、相関検出部１５２−１〜相関検出部１５２−１６の全てがデジタルベースバンド信号と不揮発性メモリ３２から入力される信号との相関を検出した信号を出力する。その結果、加算器１５４が、図６に示すように、相関検出信号のピーク６０４を出力する。

次に、ピーク検出部１６−２は、相関検出部１５−２から供給された相関検出信号の信号レベルを検出し、相関検出信号の信号レベルが予め設定した閾値以上の場合に“１”、閾値未満の場合に“０”となるため、相関検出信号のピーク６０４と同期して相関ピーク信号６０３が図６における変化点６０５のように“０”→“１”→“０”と変化する。

以下同様に、図６に示すｔ１〜ｔ１０のショートトレーニングシンボルに従い、１．６［μｓ］毎に相関ピーク信号の変化が１０回出力される。一方、相関検出部３１−２に対して、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルと不揮発性メモリ３２から供給される規定データ系列Ｍ［１］〜Ｍ［１６］とが一致しないため、相関検出信号６０２のピークが生じず、相関ピーク信号６０３の変化も生じない。

このように無線通信装置１０が図４における行（ａ）で示したＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号を受信した場合、ピーク検出部１６−１から０．８［μｓ］間隔で１０回の相関ピーク信号のパルスが出力され、無線通信装置１０が図４における行（ｂ）で示したＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号を受信した場合、ピーク検出部１６−２から１．６［μｓ］間隔で１０回の相関ピーク信号のパルスが出力される。以下、実施の形態１と同様に、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づいて適切なＧＩ期間の除去とＦＦＴ処理を行うことができる。

以上のように本実施例における無線通信装置では、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置を提供することができる。また、本実施例における無線通信装置では、乗算器１５１−１〜ｒが、シフトレジスタ１５１−１〜ｒとシフトレジスタ３１１−１〜ｒによって構成されるシフトレジスタ部のうち、シフトレジスタ１５１−１〜ｒにのみ接続されている。そして、シフトレジスタ３１１−１〜ｒは、繰り返しパターンの繰り返し周期の伸縮に応じて、シフトレジスタ１５１−１〜ｒ夫々の間に挿入されるものであるため、乗算器１５１−１〜ｒは、シフトレジスタ部を構成するシフトレジスタのうち、繰り返しパターンの繰り返し周期の伸縮に応じた間隔毎のシフトレジスタに接続されていることになる。これにより、相関検出部３１−２における乗算器１５２の要素数を削減し、不揮発性メモリ３２を共用することにより、より少ない回路構成で対応する無線通信装置を提供することができる。

実施の形態３．
本実施形態においては、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対して、ＦＦＴ処理を同一の回路構成で対応する無線通信装置の例を図９を用いて説明する。

図９は本実施例の無線通信装置の構成図の例である。図９において無線通信装置４０は、受信アンテナ１１、ＲＦ受信部１２、直交検波部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、相関検出部１５−１及び１５−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９、復調部２０、クロック制御部２１、レート変換部４１、クロック変換部４２、を備える。

図９の無線通信装置４０は、図１の無線通信装置１０に対して、レート変換部４１及びクロック変換部４２を追加した構成となる。その他の構成は、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

図９においてレート変換部４１は、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号を、シンボル長判定部１７から供給されたシンボル長種別信号に基づいてサンプルレートを変換するのもで、例えば、Ａ／Ｄ変換部１４において２０ＭＨｚでサンプリングされたベースバンド信号をデータの間引きにより１０ＭＨｚのサンプリングレートに変換することができる。クロック変換部４２は、クロック制御部２１から供給されたクロック信号の周波数を、シンボル長判定部１７から供給されたシンボル長種別信号に基づいて変換するもので、例えば、２０ＭＨｚのクロック信号を１０ＭＨｚのクロック信号に変換する。

本実施例の無線通信装置におけるクロック制御部２１で生成されるクロック周波数の一例として、説明を簡略化するため２０ＭＨｚを用いて詳述するが、本実施例で限定されるものではない。以上のように構成された無線通信装置４０において、パケット単位の無線信号が使用される無線通信システム内でＯＦＤＭシンボル長が複数種類存在する場合の一例として、図４の行（ａ）及び行（ｂ）で示したＯＦＤＭパケット信号を用いて送受信する場合に、パケット単位で間欠的に送受信されるＯＦＤＭ信号のシンボル長を短時間に判定する動作について説明する。

図９の無線通信装置４０において、受信したＯＦＤＭパケット信号をシンボル長判定部１７が判定するまでの動作については、第１の実施例における無線通信装置１０における動作と同じである。図９のレート変換部４１は、受信したＯＦＤＭパケット信号が３．２［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、サンプリングレート２０ＭＨｚのベースバンド信号を変換せずにＧＩ除去部１８に供給する。また、レート変換部４１は、受信したＯＦＤＭパケット信号が６．４［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、サンプリングレート２０ＭＨｚのベースバンド信号をサンプリングレート１０ＭＨｚのベースバンド信号に変換してＧＩ除去部１８に供給する。

図９のクロック変換部４２は、受信したＯＦＤＭパケット信号が３．２［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、クロック制御部２１から供給された２０ＭＨｚのクロック信号を変換せずに出力する。また、クロック変換部４２は、受信したＯＦＤＭパケット信号６．４［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、クロック制御部２１から供給された２０ＭＨｚのクロック信号を１０ＭＨｚのクロック信号に変換して出力する。

図９のＦＦＴ処理部１９は、受信したＯＦＤＭパケット信号が３．２［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、ＧＩ処理部１８から供給された有効シンボル信号（３．２［μｓ］）に対して、２０ＭＨｚクロック信号で６４サンプルのＦＦＴ処理を行い、各キャリアのシンボルデータを出力する。また、図９のＦＦＴ処理部１９は、受信したＯＦＤＭパケット信号が６．４［μｓ］のシンボル長であることを示すシンボル長種別信号をシンボル長判定部１７から供給された場合、ＧＩ処理部１８から供給された有効シンボル信号（６．４［μｓ］）に対して、１０ＭＨｚクロック信号で６４サンプルのＦＦＴ処理を行い、各キャリアのシンボルデータを出力する。

実施の形態１に係る無線通信装置１０において、ＧＩ除去部１８及びＦＦＴ処理部１９は、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づいてＧＩ除去及びＦＦＴ処理を実行するため、その分回路構成が複雑化する。これに対して、本実施形態に係るＧＩ除去部１８及びＦＦＴ処理部１９は、クロック変換部４２から入力されるクロックに基づいて同一の処理を実行する。即ち、クロック変換部４２を設けることによりＧＩ除去部１８及びＦＦＴ処理部１９の回路構成を簡略化できるため、無線通信装置１０の構成をトータルで簡略化することができる。

以上のように本実施例における無線通信装置では、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対して、ＦＦＴ処理を同一の回路構成で対応する無線通信装置を提供することができる。

本実施例における無線通信装置３０では、相関検出部１５及びピーク検出部１６をそれぞれ２系統備え、２種類のＯＦＤＭシンボル長によるＯＦＤＭパケット信号が運用される無線通信システムにおいてＯＦＤＭシンボル長を判定する形態について説明した。一方、相関検出部１５及びピーク検出部１６をさらに複数系統備え、各系統の相関検出部１５が判定すべきＯＦＤＭシンボル長とショートトレーニングシンボルの組み合わせに基づく要素数のシフトレジスタ１５１及び乗算器１５２及び不揮発性メモリ１５３での保持データを備えることにより、備えた系統数のＯＦＤＭシンボル長の種別を判定し、そのＯＦＤＭシンボル長に応じたレート変換及びクロック変換を行うことにより、複数の無線パケット通信システムに対して、ＦＦＴ処理を同一の回路構成で対応する無線通信装置を提供することができる。

実施の形態４．
本実施形態においては、実施の形態１、２とは異なる構成の相関検出部の例について説明する。図１０は本実施例の無線通信装置の構成図の例である。図１０において無線通信装置５０は、受信アンテナ１１、ＲＦ受信部１２、直交検波部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、相関検出部５１−１及び５１−２、ピーク検出部１６−１及び１６−２、シンボル長判定部１７、ＧＩ除去部１８、ＦＦＴ処理部１９、復調部２０、クロック制御部２１、不揮発性メモリ３２、を備える。

図１０の無線通信装置５０は、図１の無線通信装置１０のうち相関検出部１５−１及び１５−２の内部構成が変更された構成となる。その他の構成は、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。

相関検出部５１−１及び５１−２は、既に説明した図１に示された相関検出部１５−１及び１５−２と機能的には同一のもので、パケット単位で間欠的に送信されるＯＦＤＭ信号の先頭に付加される既知のシンボルからなるプリアンブル信号の相関を検出するもので、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されたベースバンド信号と既知のシンボルからなるプリアンブル信号との相関を検出し、相関検出信号を出力する。

次に相関検出部５１−１及び５１−２においてプリアンブル信号の相関を検出する構成について図１１を用いて説明する。図１１は本実施例の無線通信装置における相関検出部の構成図の例である。なお、相関検出部５１−１及び５１−２は、ほぼ同じ構成を備えるため、説明を簡略化するために、図１１においては相関検出部５１として説明する。図１１に示すように、相関検出部５１は、遅延回路５１１、複素共役回路５１２、乗算器５１３及び平均回路５１４を備える。このように、本実施形態に係る相関検出部５１は、実施の形態１、２に係る相関検出部１５、相関検出部３１よりも大幅に回路規模が低減されている。

遅延回路５１１は、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されるデジタルベースバンド信号を保持し、所定期間遅延させた遅延ベースバンド信号として出力する。また、複素共役回路５１２は、この遅延ベースバンド信号の共役複素数をとる。即ち、遅延回路５１１及び複素共役回路５１２が、遅延信号出力部として機能する。そして、乗算器５１３は、実施の形態１、２における乗算器１５２１〜ｒと同様の機能を有し、複素共役回路５１２から入力される遅延ベースバンド信号と、Ａ／Ｄ変換部１４から供給されるデジタルベースバンド信号とを乗算し、その結果を出力する。平均回路５１４は、ＯＦＤＭ信号のショートプリアンブル信号の期間を移動平均区間として、乗算器５１３が出力する乗算結果の移動平均を計算して自己相関値を求め、その自己相関値を相関検出信号６０２として出力する。即ち、平均回路５１４が、移動平均値出力部として機能する。

ここで、本実施形態に係る相関検出部５１−１と相関検出部５１−２とでは、遅延回路５１１の遅延時間が異なる。本実施形態に係る相関検出部５１は、図６に示すように繰り返し周期Ｔｓｐで繰り返されるショートトレーニングシンボルの自己相関を求めるものであり、遅延回路５１１がデジタルベースバンド信号を遅延させて遅延ベースバンド信号を出力する期間は、シンボル長を検出する対象のＯＦＤＭパケット信号におけるショートトレーニングシンボルのＴｓｐに等しい。

即ち、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号を検出対象とする相関検出部５１−１における遅延回路の遅延時間は、０．８［μｓ］であり、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号を検出対象とする相関検出部５１−２における遅延回路の遅延時間は、１．６［μｓ］である。

図１１における相関検出部５１−１に対して、図４において（ａ）で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ０．８［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした１６個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、遅延回路５１１及び乗算器５１３に入力される。

ここで、遅延回路５１１に入力された信号は０．８［μｓ］遅延されるため、図３に示すｔ１の期間は、乗算器５１３はＡ／Ｄ変換部１４から直接入力されるｔ１のデジタルベースバンド信号と、ｔ１が入力される前のデジタルベースバンド信号とを乗算してその結果を出力する。次に、図３に示すｔ２の期間になると、遅延回路５１１は、ｔ１の遅延ベースバンド信号を出力する。これにより、乗算器５１３には、ｔ２のデジタルベースバンド信号であるＳａ［０：１５］と、複素共役回路５１２を経たｔ１の遅延ベースバンド信号Ｓａ［０：１５］とが入力される。これにより、乗算器５１３は、デジタルベースバンド信号と遅延ベースバンド信号との相関を検出した信号を出力する。

その後、図３に示すショートトレーニングシンボルｔ３、ｔ４・・・ｔ１０の期間においても同様に、乗算器５１３は、Ａ／Ｄ変換部１４から直接入力されるデジタルベースバンド信号と遅延回路５１１、複素共役回路５１２を経て入力される遅延ベースバンド信号との相関を検出した信号を出力し続ける。この相関検出信号は、図１２に示すように、矩形状となる。これにより、平均回路５１４が出力する相関検出信号は、図１２に示すように、ショートトレーニングシンボルｔ２の期間以降上昇し続ける。

このようにして相関検出信号が上昇し、ピーク検出部１６−１において設定されている所定の信号レベルとなると、図１２に示すように、ピーク検出部１６−１が出力する相関ピーク信号６０３が、変化点６０５のように、“０”→“１”→“０”と変化する。一方、相関検出部５１−１に対して、図４において（ｂ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルの繰り返し周期と、遅延回路５１１の遅延期間とが異なるため、乗算器５１３によってデジタルベースバンド信号と遅延ベースバンド信号との相関が検出されることはなく、その結果ピーク検出部１６−１が出力する相関ピーク信号６０３に変化点が生じることもない。

図１１における相関検出部５１−２に対して、図４において（ｂ）で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、図３において示した長さ１．６［μｓ］のショートトレーニングシンボル（例えばｔ１）をＡ／Ｄ変換部１４において０．０５［μｓ］でサンプリングした３２個のデジタルベースバンド信号のデータ系列は、先頭から順番に、遅延回路５１１及び乗算器５１３に入力される。

ここで、遅延回路５１１に入力された信号は１．６［μｓ］遅延されるため、図３に示すｔ１の期間は、乗算器５１３はＡ／Ｄ変換部１４から直接入力されるｔ１のデジタルベースバンド信号と、ｔ１が入力される前のデジタルベースバンド信号とを乗算してその結果を出力する。次に、図３に示すｔ２の期間になると、遅延回路５１１は、ｔ１の遅延ベースバンド信号を出力する。これにより、乗算器５１３には、ｔ２のデジタルベースバンド信号であるＳｂ［０：３１］と、複素共役回路５１２を経たｔ１の遅延ベースバンド信号Ｓｂ［０：３１］とが入力される。これにより、乗算器５１３は、デジタルベースバンド信号と遅延ベースバンド信号との相関を検出した信号を出力する。

その後、図３に示すショートトレーニングシンボルｔ３、ｔ４・・・ｔ１０の期間においても同様に、乗算器５１３は、Ａ／Ｄ変換部１４から直接入力されるデジタルベースバンド信号と遅延回路５１１、複素共役回路５１２を経て入力される遅延ベースバンド信号との相関を検出した信号を出力し続ける。この相関検出信号は、図１２に示すように、矩形状となる。これにより、平均回路５１４が出力する相関検出信号は、図１２に示すように、ショートトレーニングシンボルｔ２の期間以降上昇し続ける。

このようにして相関検出信号が上昇し、ピーク検出部１６−２において設定されている所定の信号レベルとなると、図１２に示すように、ピーク検出部１６−２が出力する相関ピーク信号６０３が、変化点６０５のように、“０”→“１”→“０”と変化する。一方、相関検出部５１−２に対して、図４において（ａ）行で示したＯＦＤＭパケット信号が入力された場合、ショートトレーニングシンボルの繰り返し周期と、遅延回路５１１の遅延期間とが異なるため、乗算器５１３によってデジタルベースバンド信号と遅延ベースバンド信号との相関が検出されることはなく、その結果ピーク検出部１６−２が出力する相関ピーク信号６０３に変化点が生じることもない。

このようにしてピーク検出部１６−１及びピーク検出部１６−２のいずれか一方から相関ピーク信号が出力されることにより、実施の形態１、２と同様に、シンボル長判定部５２がシンボル長を判定することができる。以下、実施の形態１、２と同様に、シンボル長判定部１７から供給されるシンボル長種別信号に基づいて適切なＧＩ期間の除去とＦＦＴ処理を行うことができる。

尚、図１２の例においては、平均回路５１４が、ショートトレーニングシンボルｔ２〜ｔ１０までの期間に相当する期間、即ち、相関検出部５１−１においては７．２［μｓ］分、相関検出部５１−２においては、１４．４［μｓ］分の移動平均を計算する場合を示しているため、ｔ２からｔ１０の期間、相関検出信号が上昇し続ける。そして、ピーク検出部１６−１における信号レベルの設定値により、ｔ１０の期間にのみ、即ち、相関検出信号が上昇しきった場合において相関ピーク信号のパルスが出力される場合を例として説明した。

しかしながら、これは一例であり、平均回路５１４の移動平均の計算期間の設定によっては、図１２に示すショートトレーニングシンボルのｔ３、ｔ４の期間で相関検出信号が最大値に到達し、以降ｔ１０の期間まで同一の値となるようにすることもできる。また、図１２と同様に、平均回路５１４が、ショートトレーニングシンボルｔ２〜ｔ１０までの期間に相当する７．２［μｓ］分の移動平均を計算する場合であっても、ピーク検出部１６−１における信号レベルの設定値により、ｔ３、ｔ４の期間で相関ピーク信号が“０”→“１”に変化するように構成することも可能である。

このような平均回路５１４による移動平均の計算期間及びピーク検出部１６−１における信号レベルの設定値は、無線通信装置１０の使用態様により適宜設定され得るものである。例えば、図１２に示すｔ３、ｔ４の期間において相関ピーク信号の変化点が発生するように構成する場合、移動平均の計算期間を短くし、若しくはピーク検出部１６−１における信号レベルを低く設定するため、誤検知の可能性が高くなる。他方、図１２の例のように、ｔ１０の期間において相関ピーク信号の変化点が発生するように構成する場合、ショートトレーニングシンボル繰り返し期間の最後においてシンボル長が検出されることとなるため、それだけ後の処理におけるタイミングの余裕が少なくなる。

何れの場合においても、少なくともＯＦＤＭパケット信号のショートトレーニングシンボルの繰り返し期間内にシンボル長を判定することができるため、シンボル長が異なる無線信号が使用される無線パケット通信システムにおいて、パケット単位で間欠的に送受信される信号のシンボル長を短時間に判定することにより複数の無線パケット通信システムに対応する無線通信装置を提供することができる。また、本実施例における無線通信装置では、相関検出部３１−２における乗算器１５２の要素数を削減し、不揮発性メモリ３２を共用することにより、より少ない回路構成で対応する無線通信装置を提供することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０、３０、４０ 無線通信装置
１１ 受信アンテナ
１２ ＲＦ受信部
１３ 直交検波部
１４ Ａ／Ｄ変換部
１５、３１、５１ 相関検出部
１６ ピーク検出部
１７ シンボル長判定部
１８ ＧＩ除去部
１９ ＦＦＴ処理部
２０ 復調部
２１ クロック制御部
１５１、３１１ シフトレジスタ
１５２、５１３ 乗算器
１５３ 、３２ 不揮発性メモリ
１５４ 加算器
４１ レート変換部
４２ クロック変換部
５１１ 遅延回路
５１２ 複素共役
５１４ 平均回路

Claims (8)

1. 伝送信号に含まれるシンボル長が異なる複数の無線通信方式に対応可能な無線通信装置であって、
   無線電波を受信する受信アンテナと、
   前記受信された高周波信号を直交検波する直交検波部と、
   前記検波された信号から、無線通信方式における通信単位の冒頭において複数回繰り返される繰り返しパターンを検知する繰り返しパターン検知部と、
   前記検知された繰り返しパターンにより、前記シンボル長を判定するシンボル長判定部と、
   前記判定されたシンボル長に基づき、前記検波された信号から受信データを抽出する信号処理部と、
   を備え、
   前記パターン検知部は、前記繰り返しパターンの繰り返し周期が異なる複数の無線通信方式に対応して複数設けられ、
   前記シンボル長判定部は、前記複数のパターン検知部のうち前記繰り返しパターンを検知したパターン検知部に基づいて前記シンボル長を判定することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記繰り返しパターン検知部は、前記検波された信号における前記繰り返しパターンの信号と、前記繰り返しパターンに応じて予め記憶媒体に格納されたパターンデータとの相関に基づいて前記繰り返しパターンを検知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記繰り返しパターン検知部は、
   直列に接続されている複数のシフトレジスタにより、前記検波された信号を順次格納するシフトレジスタ部と、
   前記シフトレジスタ部に格納されたデータと前記予め記憶媒体に格納されたパターンデータとを乗算する乗算部と、
   前記乗算部での乗算結果を全て加算してその加算結果を出力する加算部とを含み、
   前記加算結果に基づいて前記繰り返しパターンを検知することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記繰り返しパターンの繰り返し周期が異なる複数の無線通信方式において、一の無線通信方式の前記繰り返しパターンの信号は他の無線通信方式の繰り返しパターンの信号を時系列方向に伸縮したものであり、
   前記乗算部は、前記シフトレジスタ部に含まれる直列に接続されている複数のシフトレジスタのうち、前記繰り返しパターンの伸縮に応じた間隔毎のシフトレジスタに接続されており、
   前記複数の繰り返しパターン検知部夫々に含まれる前記乗算器が同一の前記パターンデータを用いることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記繰り返しパターン検知部は、前記繰り返しパターンの自己相関値に基づいて前記繰り返しパターンを検知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
6. 前記繰り返しパターン検知部は、
   前記検波された信号を前記繰り返しパターンの繰り返し周期に応じた期間遅延させて出力する遅延信号出力部と、
   前記検波された信号と前記遅延された信号とを乗算する乗算器と、
   前記乗算器での乗算結果の移動平均値を計算してその計算結果を出力する移動平均値出力部とを含み、
   前記移動平均の計算結果に基づいて前記繰り返しパターンを検知することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記判定されたシンボル長に基づき、クロック周波数を変換するクロック変換部と、
   前記変換されたクロック変換部に基づき、前記検波された信号をデジタル信号に変換するデジタル変換部とを更に含み、
   前記繰り返しパターン検知部は、前記変換されたデジタル信号から、前記繰り返しパターンを検知し、
   前記信号処理部は、前記変換されたクロック周波数に従って前記受信データを抽出することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の無線通信装置。
8. 伝送信号に含まれるシンボル長が異なる複数の無線通信方式に対応可能な無線通信方法であって、
   受信アンテナによって無線電波を受信し、
   前記受信された無線電波の高周波信号を直交検波し、
   前記繰り返しパターンの繰り返し周期が異なる複数の無線通信方式に対応して複数設けられたパターン検知部により、前記検波された信号から、無線通信方式における通信単位の冒頭において複数回繰り返される繰り返しパターンを検知し、
   前記複数のパターン検知部のうち前記繰り返しパターンを検知したパターン検知部に基づいて前記シンボル長を判定し、
   前記判定されたシンボル長に基づき、前記検波された信号から受信データを抽出することを特徴とする無線通信方法。

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