JP2012199666A

JP2012199666A - 受信機、送受信機及び通信方法

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Publication number: JP2012199666A
Application number: JP2011061261A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Kawada; 友春河田; Akifumi Nagao; 彰文長尾
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】回路規模を抑えながら、受信信号のデータレートを判定する。
【解決手段】データ列を有するペイロードと、第１拡散符号を前記ペイロードのデータレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を受信する受信機であって、前記受信された信号と前記第１拡散符号との間の相関を第１相関信号として求める第１相関検出部と、前記受信された信号と前記第２拡散符号との間の相関を第２相関信号として求める第２相関検出部と、前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求める遅延時間測定部と、前記時間差に基づいて前記データレートを判定し、前記判定されたデータレートを示すデータレート判定信号を出力するデータレート判定部と、前記データレート判定信号に基づいて、前記受信された信号を復調する復調部とを有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、受信信号のデータレートを判定する受信機等に関する。

一般に、受信機では送信されたデータのデータレートを知る必要がある。データレートを受信機に伝えるために、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等では、データレートを示すフィールドが用いられる。

また、デリミタ（delimiter）の種類とデータレートとを対応させておくことにより、デリミタの種類によってデータレートを判別する、次のような受信機が知られている。図１２は、データレートを判定する受信機の例を示すブロック図である。図１２の受信機９４０は、シンボル同期検出部９４２と、ＳＦＤ保持部９４４Ａ，９４４Ｂ，…，９４４Ｚと、ＳＦＤ相関検出部９４６Ａ，９４６Ｂ，…，９４６Ｚと、電力比較部９５３と、データレート判定部９５４と、復調部９５６とを有する。

送信信号には、データレートに対応するデリミタ（ＳＦＤ１，ＳＦＤ２，…，ＳＦＤｎのいずれか）が含まれている。デリミタＳＦＤ１〜ＳＦＤｎは、いずれもＳＦＤ（start frame delimiter）である。高周波部９１８は、アンテナ９１２で受信された送信信号を、アンテナスイッチ９１６を経由して受信し、受信した信号をより低い周波数の信号に変換する。変換された信号は、受信機９４０に受信信号ＲＳとして入力される。

シンボル同期検出部９４２は、受信信号ＲＳのシンボル同期を検出し、その結果をシンボル同期信号として出力する。ＳＦＤ相関検出部９４６Ａ，９４６Ｂ，…，９４６Ｚは、デリミタＳＦＤ１，ＳＦＤ２，…，ＳＦＤｎをそれぞれ格納し、出力する。ＳＦＤ相関検出部９４６Ａは、受信信号ＲＳとデリミタＳＦＤ１との間の相関を求め、相関信号ＣＲ１として出力する。他のＳＦＤ相関検出部９４６Ｂ〜９４６Ｚも、同様に、受信信号ＲＳとそれぞれに入力されるデリミタとの相関を求め、相関信号ＣＲ２〜ＣＲＺとして出力する。

電力比較部９５３は、相関信号ＣＲ１〜ＣＲＺのそれぞれの電力を求めて比較し、電力が最大である相関信号を示す比較結果信号を出力する。データレート判定部９５４は、比較結果信号が示す相関信号（デリミタＳＦＤ１〜ＳＦＤｎの１つに対応する）に対応するデータレートを示すデータレート判定信号を出力する。復調部９５６は、データレート判定信号に基づいて、シンボル同期信号のタイミングで受信信号ＲＳを復調する。

関連する技術が特許文献１及び２に記載されている。

米国特許第７，１８４，４６０号明細書特開平５−２１８９１４号公報

しかしながら、データレートを伝えるために専用のフィールドを用いると、オーバーヘッドが増大する。また、図１２の受信機では、使用され得るデリミタの種類にそれぞれ対応する多数の検出器を用い、これらを並列に動作させることが必要である。このため、デリミタの種類が多い場合には回路規模や消費電力が増大するという問題がある。

本発明は、オーバーヘッドや回路規模を抑えながら、受信信号のデータレートを判定することを目的とする。

本発明の実施形態による受信機は、データ列を有するペイロードと、第１拡散符号を前記ペイロードのデータレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を受信する受信機であって、前記受信された信号と前記第１拡散符号との間の相関を第１相関信号として求める第１相関検出部と、前記受信された信号と前記第２拡散符号との間の相関を第２相関信号として求める第２相関検出部と、前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求める遅延時間測定部と、前記時間差に基づいて前記データレートを判定し、前記判定されたデータレートを示すデータレート判定信号を出力するデータレート判定部と、前記データレート判定信号に基づいて、前記受信された信号を復調する復調部とを有する。

本発明の実施形態による送受信機は、第１データ列を有するペイロードと、第１拡散符号を前記ペイロードの第１データレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を受信する受信機と、送信機とを有する。前記受信機は、前記受信された信号と前記第１拡散符号との相関を第１相関信号として求める第１相関検出部と、前記受信された信号と前記第２拡散符号との相関を第２相関信号として求める第２相関検出部と、前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求める遅延時間測定部と、前記時間差に基づいて前記第１データレートを判定し、前記判定された第１データレートを示すデータレート判定信号を出力するデータレート判定部と、前記データレート判定信号に基づいて、前記受信された信号を復調する復調部とを有する。前記送信機は、前記第１拡散符号を第２データレートに対応するビット数だけローテートさせ、得られたビット列を出力するローテート部と、前記第２データレートに基づいて第２データ列を変調し、得られた変調結果を出力する変調部と、前記ローテート部で得られたビット列、前記第２拡散符号、及び前記変調部で得られた変調結果を選択して出力するセレクタとを有する
本発明の実施形態による通信方法は、第１送受信機と第２送受信機との間における通信方法であって、前記第１送受信機が、前記第２送受信機との間で通信を行うことによって、前記第２送受信機との間でのデータレートを決定し、前記第１送受信機が、第１拡散符号を前記データレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を生成して送信し、前記第２送受信機が、前記第１送受信機から送信された信号を受信し、前記受信された信号と前記第１拡散符号との相関を第１相関信号として求め、前記受信された信号と前記第２拡散符号との相関を第２相関信号として求め、前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求め、前記時間差に基づいて前記データレートを判定し、前記判定されたデータレートに従って、前記受信された信号を復調する。

本発明の実施形態によれば、求められる２つの相関信号の時間差から受信信号のデータレートを判定することができる。データレートの種類の数に関わらず２つの相関信号を求めればよいので、回路規模を抑えることができ、消費電力を抑えることもできる。プリアンブル等を利用して拡散符号を伝送できるので、オーバーヘッドを増加させることもない。

本発明の実施形態に係る送受信機の構成例を示すブロック図である。図１のシンボル同期検出部の構成例を示すブロック図である。受信信号の構成例を示す説明図である。拡散符号の例についての説明図である。図２のプリアンブル相関検出部の構成例を示すブロック図である。図１の受信機における信号の例を示すタイミングチャートである。図１の送受信機の他の構成例を示すブロック図である。（ａ）は、理想的な状態におけるプリアンブル相関信号の例を示すグラフである。（ｂ）は、伝送路歪みが付加されたプリアンブル相関信号の例を示すグラフである。複数の送受信機を有する通信システムの例を示す説明図である。図９の通信システムにおける処理の例の前半を示すフローチャートである。図９の通信システムにおける処理の例の後半を示すフローチャートである。データレートを判定する受信機の例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において下２桁が同じ参照番号で示された構成要素は、互いに対応しており、同一の又は類似の構成要素である。

図１は、本発明の実施形態に係る送受信機の構成例を示すブロック図である。図１の送受信機１００は、アンテナスイッチ１１６と、高周波部１１８，１１９と、送信機１２０と、受信機１４０とを有する。送信機１２０は、拡散符号保持部１２２と、ローテート部１２４と、プリアンブル生成部１２６と、ＳＦＤ（start frame delimiter）生成部（デリミタ生成部）１２８と、変調部１３２と、セレクタ１３４とを有する。受信機１４０は、シンボル同期検出部１４２と、ＳＦＤ保持部１４４と、ＳＦＤ相関検出部１４６と、遅延時間測定部１４８と、同期信号補正部１５２と、データレート判定部１５４と、復調部１５６とを有する。図２は、図１のシンボル同期検出部１４２の構成例を示すブロック図である。シンボル同期検出部１４２は、プリアンブル相関検出部１６２と、同期確立検出部１６４とを有する。

図１の送受信機の受信時の動作について説明する。アンテナ１２は、送信された信号を受信し、アンテナスイッチ１１６に供給する。アンテナスイッチ１１６は、供給された信号を、制御部（図示せず）から入力されたアンテナ切り替え信号ＡＳに基づいて、高周波部１１８に出力する。高周波部１１８は、アンテナスイッチ１１６から出力された信号を、より低い周波数の信号に変換し、受信機１４０によって受信された信号ＲＳとして、シンボル同期検出部１４２のプリアンブル相関検出部１６２、ＳＦＤ相関検出部１４６、及び復調部１５６に出力する。

図３は、受信信号ＲＳの構成例を示す説明図である。図３のように、受信信号ＲＳは、プリアンブルと、ＳＦＤ部と、ペイロードとを有する。プリアンブルには、いずれも同じ拡散符号であるＰ１，Ｐ２，…，及びＰ８が含まれる。ＳＦＤ部には、いずれも同じ拡散符号であるＳ１及びＳ２が含まれる。ペイロードには、伝送されるデータ列が含まれる。

図４は、拡散符号の例についての説明図である。図４のように、コードと、ペイロードのデータレートと、拡散符号とが対応している。コード０の拡散符号は、基本となる１６ビットのビット列である。他の拡散符号は、コード０の拡散符号をペイロードのデータレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列である。具体的には、コード１の拡散符号は、コード０の拡散符号を２ビットだけ右ローテートさせて得られる。右ローテートは、ビット列を右にビットシフトし、右にはみ出したビットをビット列の左端のビットとする操作である。同様に、コード２の拡散符号は、コード１の拡散符号を２ビットだけ右ローテートさせて得られる。以下、同様に、コード２の拡散符号を２ビットずつ右ローテートさせる毎に、コード３，４，５，６，及び７の拡散符号が得られる。

プリアンブルのＰ１は、図４の拡散符号のうち、データレートに対応した拡散符号である。ＳＦＤ部のＳ１は、所定の拡散符号であるが、ここでは、コード０の拡散符号と同じであるとする。図１の拡散符号保持部１２２は、例えば、図４のコード０の拡散符号ＳＣを保持し、これをプリアンブル相関検出部１６２に出力する。拡散符号ＳＣを、送受信機１００の外部から設定するようにしてもよい。以上の拡散符号は、図４の符号には限られず、例えばＰＮ（pseudo noise）符号を用いることができる。

図２のプリアンブル相関検出部１６２は、受信信号ＲＳと拡散符号ＳＣとの間の相関をプリアンブル相関信号ＰＣとして求めて出力する。同期確立検出部１６４は、プリアンブル相関信号ＰＣに基づいて、同期確立の条件を満たしているかを判定し、満たしている場合には、同期確立を示す同期確立信号ＹＥと、シンボル毎にパルスを有するシンボル同期信号ＳＹを出力する。例えば、同期確立検出部１６４は、プリアンブル相関信号ＰＣのピーク値の間隔を複数周期分監視し、ピーク値が発生する間隔が複数周期にわたって一定になることを同期確立の条件とする。なお、その他の条件を同期確立の条件としてもよい。

図５は、図２のプリアンブル相関検出部１６２の構成例を示すブロック図である。プリアンブル相関検出部１６２は、保持部１６５と、乗算部１６６と、加算器１６７とを有する。保持部１６２は、直列に接続された１６個のフリップフロップを有する。これらのフリップフロップには、受信信号ＲＳが順次クロック毎に入力され、格納される。これらのフリップフロップは、それぞれが格納するビットを乗算部１６６に出力する。

乗算部１６６には、拡散符号ＳＣが格納される。乗算部１６６は、保持部１６２から出力されたビットを、拡散符号ＳＣの対応するビットが１の場合にはそのまま出力し、拡散符号ＳＣの対応するビットが０の場合には符号を反転させて出力する。加算器１６７は、乗算部１６６から出力された１６ビットを加算し、その結果をプリアンブル相関信号ＰＣとして出力する。これにより、受信信号のパターンが拡散符号ＳＣのパターンと一致した時に、プリアンブル相関信号ＰＣが正の最大値となる。

なお、乗算部１６６を用いず、加算器１６７が拡散符号ＳＣの各ビットに従って、対応するフリップフロップの出力に加算又は減算を行い、プリアンブル相関信号ＰＣを求めてもよい。ここでは、プリアンブルが１６ビットの拡散符号を有する場合について説明したが、プリアンブルの構成に合わせて、プリアンブル相関検出部１６２が他のビット数のビット列間の相関を求めるようにしてもよい。

図１のＳＦＤ保持部１４４は、既知のＳＦＤを格納し、出力する。ＳＦＤは、例えば前述のように、図４のコード０の拡散符号であるとする。送受信機１００の外部から、ＳＦＤ保持部１４４にＳＦＤを格納させてもよい。ＳＦＤ相関検出部１４６は、拡散符号ＳＣに代えてＳＦＤが入力され、プリアンブル相関信号ＰＣに代えてＳＦＤ相関信号ＣＲを出力する点の他は、図５のプリアンブル相関検出部１６２とほぼ同様に構成されている。ＳＦＤ相関検出部１４６は、受信信号ＲＳとＳＦＤとの間の相関をＳＦＤ相関信号ＣＲとして求め、同期確立信号ＹＥが同期確立を示している時には、ＳＦＤ相関信号ＣＲを出力する。

遅延時間測定部１４８は、プリアンブル相関信号ＰＣのパルスのエッジとＳＦＤ相関信号ＣＲのパルスのエッジとの間の時間差を求め、求められた時間差を示す遅延時間信号ＤＴを出力する。同期信号補正部１５２は、相関が高いことをＳＦＤ相関信号ＣＲが示す場合に、シンボル同期信号ＳＹのタイミングを、遅延時間信号ＤＴが示す時間だけ相対的に早くなるようにし、得られた信号をデータ同期信号ＤＹとして出力する。

データレート判定部１５４は、遅延時間信号ＤＴが示す時間差に対応するデータレートを示すデータレート判定信号ＤＲを生成して出力する。復調部１５６は、データ同期信号ＤＹのタイミングとデータレート判定信号ＤＲが示すデータレートとに基づいて、受信信号ＲＳを復調し、得られた復調信号ＤＥを出力する。

図１の送受信機の送信時の動作について説明する。ローテート部１２４は、データレート判定信号ＤＲが示すデータレートに基づいて、図４のいずれの拡散符号を用いるべきかを判定する。ローテート部１２４は、その判定された拡散符号が得られるように、拡散符号保持部１２２から出力された拡散符号ＳＣをデータレート判定信号ＤＲが示すデータレートに対応するビット数だけローテートし、得られたローテート後の拡散符号ＲＣを出力する。

プリアンブル生成部１２６は、ローテート後の拡散符号ＲＣを８回繰り返すプリアンブル信号ＰＡを出力する。プリアンブル信号ＰＡには、図３の拡散符号Ｐ１〜Ｐ８が含まれる。ＳＦＤ生成部１２８は、ＳＦＤ保持部１４４から出力されたＳＦＤを２回繰り返すＳＦＤ信号ＳＦを出力する。ＳＦＤ信号ＳＦには、図３の拡散符号Ｓ１及びＳ２が含まれる。変調部１３２は、データレート判定信号ＤＲが示すデータレートに基づいて送信データ列ＳＤを変調し、得られた変調信号ＭＤを出力する。なお、データレート判定信号ＤＲ以外の信号に基づいて、ローテート部１２４が拡散符号ＲＣを生成し、変調部１３２が変調信号ＭＤを出力してもよい。

セレクタ１３４は、プリアンブル信号ＰＡ、ＳＦＤ信号ＳＦ、及び変調信号ＭＤを、例えばこの順序で選択し、送信信号ＳＳとして出力する。高周波部１１９は、送信信号ＳＳを、送信用のより高い周波数の信号に変換し、出力する。送信時には、アンテナスイッチ１１６は、制御部（図示せず）から入力されたアンテナ切り替え信号ＡＳに基づいて、高周波部１１９の出力信号を選択し、アンテナ１２に供給する。アンテナ１２からは、高周波部１１９の出力信号が送信される。

図６は、図１の受信機１４０における信号の例を示すタイミングチャートである。図６の信号Ｘ１を参照して、コード０の拡散符号がプリアンブルとして用いられる場合について説明する。この場合、プリアンブルに用いられる拡散符号と、ＳＦＤとして用いられる拡散符号とが同じであるので、プリアンブル相関信号ＰＣとＳＦＤ相関信号ＣＲとの間に時間差は生じない。

このため、遅延時間測定部１４８から出力される遅延時間信号ＤＴは、０クロックを示す。データレート判定部１５４は、遅延時間信号ＤＴから、プリアンブルの拡散符号としてコード０の拡散符号が使われたことがわかり、図４の関係から、データレートが２５０kbpsであると判定する。データレート判定部１５４は、このデータレートを示すデータレート判定信号ＤＲを出力する。

同期信号補正部１５２は、遅延時間信号ＤＴに基づいて、シンボル同期信号ＳＹを、タイミングを変更せずにそのままデータ同期信号ＤＹとして出力する。復調部１５６は、データ同期信号ＤＹのタイミングで、データレート判定信号ＤＲに従って、低速（２５０kbps）で受信信号ＲＳを復調する。データ同期信号ＤＲは、受信信号ＲＳの８個のプリアンブルが終了しても、ペイロードのシンボル同期として使用されるので、同期信号補正部１５２は、カウンタ等を用いて同様のタイミングのデータ同期信号ＤＹを出力する。

なお、図６では、受信信号にＳＦＤが２つ含まれる場合について説明したが、含まれるＳＦＤは１つのみでもよい。また、複数のＳＦＤに基づいてＳＦＤ相関信号ＣＲを求めてもよい。

図６の信号Ｘ２を参照して、コード１の拡散符号がプリアンブルとして用いられる場合について説明する。この場合、プリアンブルに用いられる拡散符号は、ＳＦＤとして用いられる拡散符号を２ビット右ローテートした符号であるので、プリアンブル相関信号ＰＣとＳＦＤ相関信号ＣＲとの間に２クロックの時間差が生じる。

このため、遅延時間測定部１４８から出力される遅延時間信号ＤＴは、２クロックを示す。データレート判定部１５４は、遅延時間信号ＤＴから、プリアンブルの拡散符号としてコード１の拡散符号が使われたことがわかり、図４の関係から、データレートが２Mbpsであると判定する。データレート判定部１５４は、このデータレートを示すデータレート判定信号ＤＲを出力する。

同期信号補正部１５２は、遅延時間信号ＤＴに基づいて、シンボル同期信号ＳＹのタイミングを２クロック早くして、シンボルの本来のタイミングを有するデータ同期信号ＤＹとして出力する。復調部１５６は、データ同期信号ＤＹのタイミングで、データレート判定信号ＤＲに従って、高速（２Mbps）で受信信号ＲＳを復調する。なお、復調部１５６は、受信信号ＲＳのペイロードを復調する時、ペイロードの変調方式によっては、データ同期信号ＤＹのタイミングで復調を行わない場合があってもよい。

以上のように、図４のようにローテートされた拡散符号にデータレートを割り当てているので、プリアンブル相関信号ＰＣとＳＦＤ相関信号ＣＲとの間の遅延時間を測定することによりデータレートを判定することができる。回路構成が比較的簡単であり、消費電力も比較的小さくすることができる。

図７は、図１の送受信機の他の構成例を示すブロック図である。図７の送受信機２００は、アンテナスイッチ１１６と、高周波部１１８，１１９と、送信機２２０と、受信機２４０とを有する。送信機２２０は、データレート決定部２３６を更に有する点の他は、図１の送信機１２０とほぼ同様に構成されている。受信機２４０は、受信電力測定部２７２と、距離算出部２７４と、電波状態検出部２７６と、情報種類検出部２７８とを更に有する点の他は、図１の受信機１４０とほぼ同様に構成されている。

受信電力測定部２７２は、受信信号ＲＳの電力を測定し、求められた電力を示す強度信号ＲＰを出力する。距離算出部２７４は、強度信号ＲＰに基づいて、受信信号ＲＳを送信した送信機と図７の送受信機２００との間の距離を推定し、求められた距離を示す距離通知信号ＤＮを出力する。電波状態検出部２７６は、所定の期間において、プリアンブル相関信号ＰＣのピーク値とプリアンブル相関信号ＰＣの平均電力との間の差を求め、求められた差を状態通知信号ＣＮとして出力する。

図８（ａ）は、理想的な状態におけるプリアンブル相関信号ＰＣの例を示すグラフである。図８（ｂ）は、伝送路歪みが付加されたプリアンブル相関信号ＰＣの例を示すグラフである。理想的な状態においては、図８（ａ）のように、プリアンブル相関信号ＰＣの電力のピーク値とプリアンブル相関信号ＰＣの平均電力との間の差は大きい。しかし、伝送路歪み等の影響を受けると、図８（ｂ）のように、プリアンブル相関信号ＰＣの電力のピーク値とプリアンブル相関信号ＰＣの平均電力との間の差は小さくなる。

情報種類検出部２７８は、復調信号ＤＥに基づいて、伝送された情報の種類を検出し、検出された情報の種類を示す情報種類通知信号ＫＮを出力する。データレート決定部２３６は、データレート判定信号ＤＲ、距離通知信号ＤＮ、状態通知信号ＣＮ、及び情報種類通知信号ＫＮに基づいて、データレートを決定し、決定されたデータレートを示すデータレート通知信号ＳＲを出力する。

ローテート部１２４及び変調部１３２は、データレート通知信号ＳＲに基づいて、図１の場合と同様に動作する。具体的には、ローテート部１２４は、データレート通知信号ＳＲが示すデータレートに基づいて、図４のいずれの拡散符号を用いるべきかを判定する。ローテート部１２４は、その判定された拡散符号が得られるように、拡散符号保持部１２２から出力された拡散符号ＳＣをデータレート通知信号ＳＲが示すデータレートに対応するビット数だけローテートし、得られたローテート後の拡散符号ＲＣを出力する。変調部１３２は、データレート通知信号ＳＲが示すデータレートに基づいて送信データ列ＳＤを変調し、得られた変調信号ＭＤを出力する。

図９は、複数の送受信機を有する通信システムの例を示す説明図である。図９の通信システムは、中央制御装置２と、情報端末Ａと、情報端末Ｂとを含む。中央制御装置２としては図７の送受信機２００が用いられ、情報端末Ａ，Ｂとしては図１の送受信機１００が用いられる。中央制御装置２と情報端末Ａとの間、及び中央制御装置２と情報端末Ｂとの間で通信が行われるが、情報端末Ａと情報端末Ｂとの間では通信は行われないものとする。

図１０は、図９の通信システムにおける処理の例の前半を示すフローチャートである。図１１は、図９の通信システムにおける処理の例の後半を示すフローチャートである。Ｓ１２では、中央制御装置２は、予め定められた通信品質が高い低速のデータレート（２５０kbps）で情報端末Ａと通信を開始する。Ｓ１３では、情報端末Ａは、図１を参照して説明したように、受信信号のプリアンブルからデータレートを判定して、判定されたデータレートで中央制御装置２と通信を行う。Ｓ１４では、中央制御装置２は、距離通知信号ＤＮ、状態通知信号ＣＮ、及び情報種類通知信号ＫＮから、情報端末Ａの解析をする。

Ｓ１６では、中央制御装置２は、解析結果に基づいて、情報端末Ａとの間のデータレートを決定する。例えば、情報端末Ａとの間の距離が閾値より大きい場合には、データレート決定部２３６は、データレートを、低速データレート（例えば２５０kbps）に決定する。例えば、情報端末Ａとの間の距離が閾値以下である場合には、データレート決定部２３６は、データレートを、高速データレート（例えば２Mbps）に決定する。このように、Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ１６において、中央制御装置２は、情報端末Ａとの間で通信を行うことによって、情報端末Ａとの間でのデータレートを決定する。

Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２２においては、中央制御装置２は、情報端末Ｂとの間でＳ１２〜Ｓ１４，Ｓ１６と同様の処理を行う。すなわち、、中央制御装置２は、情報端末Ｂとの間で通信を行うことによって、情報端末Ｂとの間でのデータレートを決定する。

Ｓ２４では、中央制御装置２は、通信開始準備を行う。Ｓ２６では、ローテート部１２４は、図７を参照して説明したように、拡散符号保持部１２２から出力された拡散符号ＳＣ（コード０の拡散符号）を、決定されたデータレートに対応するビット数だけローテートさせ、得られるビット列を８回繰り返すプリアンブルを生成する。

Ｓ２８では、ＳＦＤ生成部１２８は、ＳＦＤ保持部１４４から出力されたＳＦＤを２回繰り返すＳＦＤ信号ＳＦを出力する。中央制御装置２は、生成されたプリアンブルとＳＦＤ信号ＳＦと伝送する信号を生成して送信を開始する。Ｓ２９では、図１を参照して説明したように、情報端末Ａは、受信信号のプリアンブルからデータレートを判定して、判定されたデータレートで中央制御装置２との間で通信を行う。

Ｓ３０では、中央制御装置２は、情報端末Ａの情報種類、受信電力、状態等に変化があるか否かを判定する。変化がない場合には、Ｓ２９に戻って通信を継続する。変化がある場合には、Ｓ３２に進む。

Ｓ３２では、Ｓ１６と同様に、中央制御装置２は、情報端末Ａとの間のデータレートを決定する。Ｓ３４では、ローテート部１２４は、決定されたデータレートに対応する拡散符号を生成する。Ｓ３６では、中央制御装置２は、生成された拡散符号を用いて送信を開始する。Ｓ３７では、情報端末Ａは、受信信号のプリアンブルからデータレートを判定して、中央制御装置２との間で通信を行う。

図１１のＳ４４，Ｓ４６，Ｓ４８，Ｓ４９，Ｓ５０，Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ５６，Ｓ５７においても、情報端末Ｂに関して処理を行う点以外は、図１０のＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ２９，Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６，Ｓ３７と同様の処理が行われる。Ｓ５６の後、図１０のＳ２４に戻り、処理が繰り返される。

中央制御装置２と情報端末Ａ又はＢとの間の距離に基づいてデータレートを決定する例について説明したが、これには限られない。例えば、図８（ｂ）のように、プリアンブル相関信号ＰＣが示すプリアンブル相関値のピーク値と、プリアンブル相関値の平均電力との間の差が所定値より小さい場合には、データレート決定部２３６は、電波状態が悪いと判断し、中央制御装置２と情報端末Ａとの間のデータレートを低速にする。図８（ａ）のように、プリアンブル相関信号ＰＣが示すプリアンブル相関値のピーク値と、プリアンブル相関値の平均電力との間の差が所定値以上である場合には、データレート決定部２３６は、電波状態がよいと判断し、中央制御装置２と情報端末Ａとの間のデータレートを高速にする。

また、データレート決定部２３６は、例えば、伝送された情報の種類が、高い通信品質を必要とする種類（例えば制御に関係する情報）である場合には、中央制御装置２と情報端末Ａとの間のデータレートを低速にし、それほど通信品質を必要としない種類（例えば映像情報）である場合には、データレートを高速にする。以上のようなデータレート決定部２３６によると、より信頼性の高い通信を実現することができる。

２ビットずつローテートされて得られた拡散符号を用いる場合について説明した。データレート決定部２３６は、プリアンブル相関信号ＰＣに基づいて、電波状態が悪いと判断した場合には、より多くのビット数ずつ（例えば４ビットずつ）ローテートさせて得られた拡散符号を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば図４のコード０，２，４，６に対応する拡散符号のみを用いるようにしてもよい。これにより、データレートの判定をより確実に行うことができる。

データレート決定部２３６は、複数の情報を組み合わせてデータレートを判定してもよい。送受信機にアンテナを１本用いる場合について説明したが、アンテナを２本以上用いてもよい。例えば、受信専用のアンテナと送信専用のアンテナとを用いるようにしてもよい。

ＳＦＤが一定の拡散符号であり、プリアンブルとしてデータレートに対応した拡散符号を用いる場合について説明したが、逆に、プリアンブルを一定の拡散符号とし、ＳＦＤとしてデータレートに対応した拡散符号を用いるようにしてもよい。

本明細書における各機能ブロックは、典型的にはハードウェアで実現され得る。例えば各機能ブロックは、ＩＣ（集積回路）の一部として半導体基板上に形成され得る。ここでＩＣは、ＬＳＩ（large-scale integrated circuit）、ＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）等を含む。代替としては各機能ブロックの一部又は全ては、ソフトウェアで実現され得る。例えばそのような機能ブロックは、プロセッサ上で実行されるプログラムによって実現され得る。換言すれば、本明細書で説明される各機能ブロックは、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せで実現され得る。

本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、オーバーヘッドや回路規模を抑えながら、受信信号のデータレートを判定することができるので、本発明は、受信機及び送受信機等について有用である。

１００，２００送受信機
１２０，２２０送信機
１２４ローテート部
１３２変調部
１３４セレクタ
１４０，２４０受信機
１４６ＳＦＤ相関検出部（第２又は第１相関検出部）
１４８遅延時間測定部
１５４データレート判定部
１５６復調部
１６２プリアンブル相関検出部（第１又は第２相関検出部）
２３６データレート決定部

Claims

データ列を有するペイロードと、第１拡散符号を前記ペイロードのデータレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を受信する受信機であって、
前記受信された信号と前記第１拡散符号との間の相関を第１相関信号として求める第１相関検出部と、
前記受信された信号と前記第２拡散符号との間の相関を第２相関信号として求める第２相関検出部と、
前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求める遅延時間測定部と、
前記時間差に基づいて前記データレートを判定し、前記判定されたデータレートを示すデータレート判定信号を出力するデータレート判定部と、
前記データレート判定信号に基づいて、前記受信された信号を復調する復調部とを備える
受信機。
送受信機であって、
第１データ列を有するペイロードと、第１拡散符号を前記ペイロードの第１データレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を受信する受信機と、
送信機とを備え、
前記受信機は、
前記受信された信号と前記第１拡散符号との相関を第１相関信号として求める第１相関検出部と、
前記受信された信号と前記第２拡散符号との相関を第２相関信号として求める第２相関検出部と、
前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求める遅延時間測定部と、
前記時間差に基づいて前記第１データレートを判定し、前記判定された第１データレートを示すデータレート判定信号を出力するデータレート判定部と、
前記データレート判定信号に基づいて、前記受信された信号を復調する復調部とを有し、
前記送信機は、
前記第１拡散符号を第２データレートに対応するビット数だけローテートさせ、得られたビット列を出力するローテート部と、
前記第２データレートに基づいて第２データ列を変調し、得られた変調結果を出力する変調部と、
前記ローテート部で得られたビット列、前記第２拡散符号、及び前記変調部で得られた変調結果を選択して出力するセレクタとを有する
送受信機。
請求項２に記載の送受信機において、
前記第２データレートは、前記データレート判定信号が示すデータレートである
送受信機。
請求項２に記載の送受信機において、
前記受信機は、前記復調部で復調されて得られた情報の種類を求める情報種類検出部を更に有し、
前記送信機は、前記情報の種類に基づいて前記第２データレートを決定するデータレート決定部を更に有する
送受信機。
請求項２に記載の送受信機において、
前記受信機は、前記受信された信号を送信した装置との距離を算出する距離算出部を更に有し、
前記送信機は、前記距離に基づいて前記第２データレートを決定するデータレート決定部を更に有する
送受信機。
請求項５に記載の送受信機において、
前記受信された信号の電力を測定する受信電力測定部を更に有し、
前記距離算出部は、前記電力に基づいて前記距離を算出する
送受信機。
請求項２に記載の送受信機において、
前記受信機は、前記第１相関信号のピーク値と前記第１相関信号の平均電力との間の差を求めて出力する電波状態算出部を更に有し、
前記送信機は、前記差に基づいて前記第２データレートを決定するデータレート決定部を更に有する
送受信機。
請求項７に記載の送受信機において、
前記データレート決定部は、前記差が所定値より大きい場合には、前記第２データレートをより大きな値に決定する
送受信機。
請求項２に記載の送受信機において、
前記受信機は、前記第１相関信号のピーク値と前記第１相関信号の平均値との間の差を求めて出力する電波状態算出部を更に有し、
前記ローテート部は、前記差が所定値より小さい場合には、異なる前記第２データレートに対応する、前記第１拡散符号をローテートさせるビット数の間の差を、より大きな値にする
送受信機。
第１送受信機と第２送受信機との間における通信方法であって、
前記第１送受信機が、前記第２送受信機との間で通信を行うことによって、前記第２送受信機との間でのデータレートを決定し、
前記第１送受信機が、第１拡散符号を前記データレートに対応するビット数だけローテートさせて得られるビット列と、第２拡散符号とを伝送する信号を生成して送信し、
前記第２送受信機が、前記第１送受信機から送信された信号を受信し、前記受信された信号と前記第１拡散符号との相関を第１相関信号として求め、前記受信された信号と前記第２拡散符号との相関を第２相関信号として求め、前記第１相関信号のエッジと前記第２相関信号のエッジとの間の時間差を求め、前記時間差に基づいて前記データレートを判定し、前記判定されたデータレートに従って、前記受信された信号を復調する
通信方法。