JP4123433B2 - Uwb受信方法及びuwb受信装置 - Google Patents
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Description
UWBシステムとして検討されているものの代表として、Impulse Radioがある。通常はガウス関数を2,3回微分したものがよく使われる。しかしながら、そのような波形では、周波数帯域が広くなり過ぎるので、米連邦通信委員会(以下「FFC」という。)で定められた室内使用における放射電力制限を満たすことが困難である。本実施例では、UWB Impulse Radioの信号波形s0(t)として、式(1)で表わせるような正弦波にガウス関数の重み付けをした図3に示すようなものを用いた。
ここで、tは時間、aはガウス関数のパラメータ、τはパルス幅の半分、f0は正弦波の周波数であり、それぞれa=loge10,τ=0.5×10−9[s],f0=4.2[GHz]である。この信号波形は、FCCの室内放射電力制限に準拠するものとなっている。
次に、UWB受信器におけるIEEE802.11aからの被干渉の影響を、シミュレーションにより評価する。IEEE802.11aは、5.15GHzから5.35GHzまでの8チャネルで構成されている。したがって、周波数の最も低いチャネルが、UWBと重なるので、UWBに影響を及ぼす。そのチャネルは、中心周波数が5.180GHzであり、312.5kHz間隔の52波のサブキャリアからなるOFDM(orthogonal frequency division multiplex:直交周波数分割多重)信号である。
ra/ru=√{(D/U)(Ptaλa)/(Ptuλu)} ・・・(2)
このような干渉を軽減するため、UWB受信器側において受信波形と相関をとるテンプレート波形を、ガボール変換の考え方を用いてマルチキャリアで設計する。なお、送信パルス波形など送信側は前述と同じものを使用する。
≒Σn=1 11Xnexp(−at2/τ’2)sin(2πfnt) ・・・(3)
次に、マルチキャリア・テンプレートを用いた干渉軽減方式について説明する。干渉波が存在すると想定した場合、マルチキャリア・テンプレートから干渉波の周波数帯域付近のサブキャリアを外してテンプレート波形を構成する。具体的には、中心周波数5.18GHzのIEEE802.11aとの共存が考えられる場合、5.2GHz、5.0GHz、4.8GHzのうちのいずれかのサブキャリアを除去すればよいことになる。二本除いた場合のスペクトル及び時間波形について、それぞれ図11及び図12[2]に示す。図10に、IEEE802.11a干渉波が存在しない場合で、サブキャリアを5.2GHzのみ一本除いたテンプレート波形、5.2GHz及び5.0GHzの二本除いたテンプレート波形、そして5.2GHz、5.0GHz及び4.8GHzの三本除いたテンプレート波形による、それぞれの符号誤り率特性を示す。当然のことながら、除いたサブキャリアの本数が多いほど相関値が低くなるので、符号誤り率特性は劣化する。しかし、一本除いた場合はほとんど特性に劣化はなく、三本除いた場合でも0.5dB程度の劣化に抑えることができる。
本実施例では、FCCの放射電力制限を満たす送信パルスを用いた場合に、5GHzの無線LAN規格IEEE802.11a干渉波から受ける影響と、マルチキャリア・テンプレートを用いることにより送信側の構成を変えずに、受信側のみで干渉を軽減できる方法とについて説明した。一例として、テンプレートの波形を、11本のサブキャリアで200MHz間隔に配置することにより構成した。その結果、干渉波が存在する場合、その周波数付近のサブキャリアを除いてテンプレート波形を構成することにより、その干渉波から受ける影響を大きく改善できることを示した。マルチキャリア・テンプレートを適用することにより、干渉波の有無にかかわらず、6次チェビチェフフィルタを干渉除去フィルタとして使用した場合よりも良好な符号誤り率特性が得られる。
11 テンプレート波形記憶手段
12 受信波形入力手段
13 相関手段
14 データ値判定手段
21 干渉波検出手段
22 テンプレート波形作成手段
30 UWB受信器(UWB受信装置)
31 テンプレート波形メモリ(テンプレート波形記憶手段)
32 バンドパスフィルタ(受信波形入力手段)
33 相関器(相関手段)
34 積分器(相関手段)
35 判定器(データ値判定手段)
A 受信波形
B テンプレート波形
C 相関出力
D データ値
E 干渉波
F 周波数成分
Claims (6)
- 干渉波となる周波数成分をUWBの送信波形から取り除いたテンプレート波形を予め作成しておき、
UWBの受信波形を入力し、この受信波形と前記テンプレート波形との相関出力に基づきデータ値を判定する、
UWB受信方法。 - 干渉波となる周波数成分を検出し、この周波数成分をUWBの送信波形から取り除いたテンプレート波形を予め作成しておき、
UWBの受信波形を入力し、この受信波形と前記テンプレート波形との相関出力に基づきデータ値を判定する、
UWB受信方法。 - 複数のサブキャリアからなるマルチキャリアによって前記送信波形を近似し、前記干渉波となる周波数成分に対応する前記サブキャリアを前記マルチキャリアから取り除くことにより、前記テンプレート波形を作成する、
請求項1又は2記載のUWB受信方法。 - 干渉波となる周波数成分を送信波形から取り除いたテンプレート波形を記憶するテンプレート波形記憶手段と、
UWB通信で利用される周波数帯域からなる受信波形を入力する受信波形入力手段と、
この受信波形入力手段から入力された受信波形と前記テンプレート波形記憶手段で記憶されたテンプレート波形との相関出力を得る相関手段と、
この相関手段で得られた相関出力に基づきデータ値を判定するデータ値判定手段と、
を備えたUWB受信装置。 - 干渉波となる周波数成分を検出する干渉波検出手段と、
この干渉波検出手段で検出された周波数成分をUWBの送信波形から取り除いたテンプレート波形を作成するテンプレート波形作成手段と、
このテンプレート波形作成手段で作成されたテンプレート波形を記憶するテンプレート波形記憶手段と、
UWB通信で利用される周波数帯域からなる受信波形を入力する受信波形入力手段と、
この受信波形入力手段から入力された受信波形と前記テンプレート波形記憶手段で記憶されたテンプレート波形との相関出力を得る相関手段と、
この相関手段で得られた相関出力に基づきデータ値を判定するデータ値判定手段と、
を備えたUWB受信装置。 - 複数のサブキャリアからなるマルチキャリアによって前記送信波形を近似し、前記干渉波となる周波数成分に対応する前記サブキャリアを前記マルチキャリアから取り除くことにより、前記テンプレート波形が作成された、
請求項4又は5記載のUWB受信装置。
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