JP4153916B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば無線ＬＡＮシステム等に用いられる無線通信装置に関する。

一般的に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおける無線端末は、例えば５ＧＨｚ帯等の搬送波に載せられたＲＦ信号をアンテナを通じて無線部で受信し、その受信信号をベースバンド信号に変換してから信号処理を行う。

現在、無線部において使用される方式としては、スーパーへテロダイン方式やダイレクトコンバージョン方式などがある。

スーパーへテロダイン方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａにおける無線端末の無線部に多く使用されている方式である。このスーパーへテロダイン方式の場合、アンテナで受信されたＲＦ信号を中間周波数帯（以下ＩＦ帯と称す）へ変換し、ＩＦフィルターを通して利得制御を行う。その後、ＩＦ帯の周波数の信号をベースバンドへ周波数変換し、直交復調部においてＩ，Ｑ信号に変換することになる。このとき直交復調部では、ＤＣオフセットが発生し、信号に対して印加される。しかしながら、受信信号はＩＦ帯で利得制御されているため、利得制御された後の信号に固定的にＤＣオフセットが乗ることになる。そのため無線端末では、ＡＣカップリング等をすることによってＤＣオフセットを取り除くことができ、ＤＣオフセットが乗ったとしてもあまり大きな影響を受けない。

一方、ダイレクトコンバージョン方式を採用した無線端末では、ＲＦ信号を直接ベースバンド信号へ変換するためＩＦ帯が存在せず、ベースバンド信号で利得制御することになる。

つまり、直交復調部で発生するＤＣオフセットを受信信号へ印加後に利得制御することになり、ベースバンド信号での利得制御量に応じてＤＣオフセット量が可変になる。そのため、ダイレクトコンバージョン方式を採用する無線端末では、利得制御量に応じてＤＣオフセットをキャンセルする必要がある。なお、今後、無線部のコスト削減のために、スーパーヘテロダイン方式よりも部品点数の少ないダイレクトコンバージョン方式へ移行する可能性が高い。

ＤＣオフセットによる受信劣化を回避するための先行技術としては、Ａ／Ｄ変換出力（パケットのプリアンブル分）を積分してＤＣオフセット値を推定し、受信信号からその推定値を減算するＯＦＤＭ受信方法の技術が既に提案されている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、パケット通信において、この受信方法では、特に周波数オフセットがある場合、ＤＣオフセットの推定精度が悪く、受信信号にＤＣオフセットが残留してしまうという問題があった。
特開２００３−３２２１６号公報

無線部にダイレクトコンバージョン方式を採用する無線端末の場合、無線ＬＡＮのようなパケット通信では、パケットのプリアンブルを利用してベースバンドで利得制御を行う。そのとき、プリアンブルでＤＣオフセット量を推定し、受信信号からＤＣオフセットキャンセルすることになるが、プリアンブルがあまり長くないためにＤＣオフセット推定値の精度が高くない。

このため、ＤＣオフセットを完全に取り除くことができず、受信信号にはＤＣオフセットが残留して、受信特性を劣化させてしまう。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、ＤＣオフセットの残留の有無にかかわらず受信特性の劣化を抑えることができる無線通信装置を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、複数のサブキャリアを用いてＯＦＤＭ変調された信号を受信し、送受信間の無線周波数のずれ量を検出する自動周波数制御部を備えた無線通信装置において、前記自動周波数制御部により検出された前記送受信間の無線周波数のずれ量を基に、直流成分により干渉を受けるサブキャリアを指定する制御部と、前記制御部より指定されたサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に０から１以下の重み係数を乗算する重み乗算部と、前記重み乗算部により重み係数が乗算された復調信号の誤り訂正を行う誤り訂正復号部とを具備したことを特徴とする。

本発明では、制御部は、自動周波数制御部により検出された無線周波数のずれ量を基に、ＤＣオフセットにより干渉を受けるサブキャリアを指定し、重み乗算部は、復調部により復調された復調信号のうち、制御部から指定されたサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に予め設定されていた重み係数を乗算することで、ＤＣオフセットにより干渉を受けるサブキャリアのデータをＤＣオフセットの干渉を受け難い値にする。
なお、重み係数は、０よりも大きく１と同じかまたは１よりも小さな値の範囲で設定することが好ましい。

以上説明したように本発明によれば、ＤＣオフセットの残留の有無にかかわらず受信特性の劣化を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る一つの実施形態の無線ＬＡＮシステムの無線ＬＡＮ端末の構成を示す図、図２は図１の無線ＬＡＮ端末の重み乗算部の構成を示す図、図３はデジタル信号（パケット）のフォーマットを示す図である。
（第１実施形態）
この実施形態の無線ＬＡＮシステムは、マルチキャリア無線伝送（直交周波数分割多重：ＯＦＤＭ）を使用したものであり、ＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置としての複数の無線ＬＡＮ端末を備えており、それぞれの端末が送信側または受信側に成り得るよう構成されている。なお無線ＬＡＮ端末を送信側のみ、または受信側のみとして利用する場合は、それぞれの機能のみを備えていればよい。
送信側となる無線ＬＡＮ端末には、誤り訂正符号化器が備えられている。誤り訂正符号化器としては、例えば畳み込み符号化器やターボ符号化器が用いられる。

図１に示すように、受信側となる無線ＬＡＮ端末は、無線部１１、アナログデジタル変換部１２（以下ＡＤＣ部１２と称す）、自動周波数制御部としてのオートフリクエンシーコントロール部（以下ＡＦＣ部１３と称す）、伝送路応答推定部１４、制御部１５、復調部１６、重み乗算部１７、誤り訂正復号器の一例としてのビタビ復号部１８を有している。誤り訂正復号器は、送信側と対応させて用いるため、送信側にターボ符号化器を用いる場合はビタビ復号部１８の代わりにターボ復号器を用いる。

無線部１１は、アンテナ２１、低雑音増幅器２２(以下ＬＮＡ２２と称す)、ローカル発振器２３、直交復調部２４、自動利得制御部としてのオートゲインコントロール部２５（以下ＡＧＣ部２５と称す）を有している。

ローカル発振器２３は、直交復調用のキャリア周波数（無線周波数）の局部発振信号(ローカル信号：ＬＯ)を発し、直交復調部２４へ入力する。直交復調部２４は、ミキサ等であり、受信されたＯＦＤＭのＲＦ信号をローカル信号ＬＯで直交復調してＩ成分の信号（Ｉ信号），Ｑ成分の信号（Ｑ信号）からなるＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、Ｉ信号，Ｑ信号を各ＡＧＣ部２５へ出力する。ＡＧＣ部２５は、入力された信号を所定のレベルへ利得制御してＡＤＣ部１２へ出力する。

つまり無線部１１は、ダイレクトコンバージョン方式によって、アンテナ２１で受信したＲＦ信号をベースバンド信号へ変換する。

ＡＤＣ部１２は、無線部１１より入力されたＩ信号，Ｑ信号それぞれをデジタル信号へ変換しＡＦＣ部１３へ出力する。
ＡＦＣ部１３は、各ＡＤＣ部１２より入力されたデジタル信号に含まれるショートプリアンブル６１を使用して粗いＡＦＣを行うことで周波数オフセット値を得る。また、ＡＦＣ部１３は、ロングプリアンブル６２を使用して精度の高いＡＦＣを行うことで、周波数オフセット値を得る。

伝送路応答推定部１４は、デジタル信号に含まれるロングプリアンブル６２を使用して、受信信号が伝送路で受けたひずみを推定する。

復調部１６は、受信信号をＦＦＴ処理して周波数軸へ変換し、伝送路応答推定値を利用して復調を行うことで、各周波数のサブキャリアにマッピングされたデータ信号（復調信号）を生成する。各データ信号は、それぞれ高さ（振幅値）を持っており、この値が大きいほど、ＤＣオフセットの影響を受け易くなる。ＦＦＴは、高速フーリエ・コサイン・サイン変換の略称である。なおＦＦＴの出力データ数は、６４値あるがその中で有効なデータ数は５２値であり、それらはサブキャリア番号、−２６、−２５、…、−２、−１、＋１、＋２、…、＋２５、＋２６に対応する。

重み乗算部１７は、制御部１５からの命令によって、復調部１６から入力されたデータ信号に予め設定された重み係数Ａを乗算する。重み係数Ａは、０＜Ａ＜１の範囲内で、制御部１５から指定されたサブキャリアのデータ信号に乗算されるものであり、ＤＣオフセット位置に近いほど小さい値とされ、遠くなるにつれて大きい値とされる。
ＤＣオフセット位置とは、ローカル信号が漏れて自分自身とミキシングして発生する直流電圧の位置を言う。

ビタビ復号部１８は、重み乗算部１７から出力されたデータ信号の誤り訂正を行い、誤り訂正後のデータ信号を出力する。

制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数オフセット値（無線周波数のずれ量）、つまりキャリア周波数ずれ検出値（以下周波数ずれ量Δｆと称す）を読み出し、その値に応じて、重みを付けるべきサブキャリア番号を決定し重み乗算部１７へ通知する。

重み乗算部１７は、図２に示すように、サブキャリア番号検出処理部１７１、記憶部１７２、振幅重み係数乗算処理部１７３を有している。
サブキャリア番号検出処理部１７１は、入力されたデータがどのサブキャリアにマッピングされていたかを検出する。記憶部１７２には、データの振幅値に乗算すべき重み係数Ａが予め記憶されている。

振幅重み係数乗算処理部１７３は、復調部１６より入力されるデータ信号のうち、制御部１５により指定されたサブキャリア番号にマッピングされていたデータ信号の振幅値に、記憶部１７２に予め記憶されていた重み係数Ａを乗算する。

図３はマルチキャリア無線伝送（ＯＦＤＭ）を使用した無線ＬＡＮシステムにおいて通信されるデジタル信号のフォーマットである。

図３に示すように、デジタル信号は、ショートプリアンブル６１、ロングプリアンブル６２、シグナルフィールド６３、複数のデータフィールド６４を有している。

ショートプリアンブル６１は、伝送されるパケットの先頭に位置し、利得制御と粗ＡＦＣを行うためのものである。ロングプリアンブル６２は、伝送路応答推定とＡＦＣを行うためのものである。シグナルフィールド６３には、データレートとデータ長の情報が含まれている。

以下、図４乃至図６を参照してのフローチャートを参照してこの無線ＬＡＮシステムにおける無線ＬＡＮ端末の動作（第１動作例）を説明する。図４は無線ＬＡＮ端末の第１動作例を示すフローチャート、図５はデータ変調方式が例えばＱＰＳＫの場合の復調器出力と、そのときのサブキャリア番号±１番目に対応するデータ位置の例を示す図、図６は図５の復調器出力に対して重み係数Ａ（＜１）を乗算した結果を示す図である。

この無線ＬＡＮ端末では、図４に示すように、まず、他の無線ＬＡＮ端末から送信されたＲＦ信号の受信を開始すると（Ｓ１０１）、無線部１１は、アンテナ２１で受信されたＲＦ信号を直交復調することによりベースバンド信号へ変換する。このとき、直交復調されたベースバンド信号には、Ｉ軸、Ｑ軸それぞれにＤＣオフセット値が印加される。
このＤＣオフセットが印加されたそれぞれのＩ信号およびＱ信号はＡＤＣ部１２へ入力され、デジタル信号に変換され、ＡＦＣ部１３へ出力される。

そして、ＡＦＣ部１３は、入力されたデジタル信号のショートプリアンブル６１を使用して粗いＡＦＣを行う。またＡＦＣ部１３は、デジタル信号のロングプリアンブル６２を使用して精度の高いＡＦＣを行う（Ｓ１０２）。

デジタル信号のロングプリアンブル６２は既知信号であることから、伝送路応答推定部１４がこのロングプリアンブル６２を使用して伝送路応答推定を行う（Ｓ１０３）。

復調部１６は、受信されたデジタル信号からＦＦＴへの入力分のデータを切り出し、時間軸信号から周波数軸信号へ変換を行い、伝送路応答推定値の共役の複素数を乗算することで、デジタル信号のデータフィールド６４（データ部）を復調し重み乗算部１７へ出力する（Ｓ１０４）。

重み乗算部１７は、制御部１５からの命令によって、復調部１６から入力されてきたデータ（軟判定値系列）に対して重み係数を乗算する（Ｓ１０５）。この動作例では、サブキャリア番号±１番にマッピングされたデータに対して、記憶部１７２に記憶されていた一定の重み係数Ａ（＜１）を乗算する。

ところで、１つのサブキャリアにマッピングされたデータ数は、データ変調がＢＰＳＫの場合は１個、ＱＰＳＫの場合は２個、１６ＱＡＭの場合は４個、６４ＱＡＭの場合は６個であるため、受信したパケットのデータ変調方式によって、重み係数を乗算する１サブキャリアあたりのデータ数が異なることになる。

例えばＱＰＳＫの場合には、１つのサブキャリアあたりに２個の情報がマッピングされているため、図５に示すように、−１番目のサブキャリアにマッピングされているデータ５１の数は２個、＋１番目のサブキャリアにマッピングされているデータ５２の数は２個となり、これら４つのデータ５１、５２のそれぞれの振幅値に対して重み係数Ａを乗算することになる。但し重み係数Ａの値は、０よりも大きく、１未満の数であり、重み係数Ａの値の範囲を０＜Ａ＜１と記述する。

この乗算結果、図６に示すように、４つのデータ５１，５２の振幅値が小さな値になり、このように重み係数Ａが乗算されたデジタル信号が重み乗算部１７からビタビ復号部１８へ出力され、ビタビ復号部１８において誤り訂正が行われ、誤り訂正されたデータが出力される。
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規定では、周波数誤差は２０ｐｐｍ以下という規定があるため、最大周波数誤差は１１８kＨｚとなる。送信側及び受信側の無線ＬＡＮ端末で、共に１１８kＨｚずれたときが最も大きなずれとなり、総合すると、その２倍の２３６kＨｚの周波数ずれまで許されることになる。また、サブキャリアの間隔は３１２．５ｋHzであることから、ＤＣオフセットは、サブキャリア番号、−１と＋１の間に入ることになる。よって、最も干渉の影響を受けるのは、±１番目のサブキャリアとなる。
重み係数Ａを乗算後、ＤＣオフセットの干渉を受ける±１番目のサブキャリアの誤り訂正後のデータについては、誤り訂正の際の信頼度が低くなり、周波数ずれ量Δｆが大きい場合でもＤＣオフセットの干渉の影響を受け難くなる。

以下、この無線ＬＡＮシステムにおける他の動作例について説明する。
ここでは、まず、図７Ａ〜図７Ｄを用いてＤＣオフセットが干渉を起こす理由について説明する。
図７Ａは送信側の無線ＬＡＮ端末がパケットを送信したときのサブキャリアの模式図であり、サブキャリア番号、−２６、−２５、…、−１、＋１、…、＋２５、＋２６にデータが乗っている。なお、サブキャリア番号の０番は使用しない。

送信側と受信側の無線ＬＡＮ端末間に周波数誤差Δｆが存在する場合、受信側の無線ＬＡＮ端末では、図７Ｂに示すように、周波数が全体的にΔｆだけずれることになる。

つまり送信側の無線ＬＡＮ端末における送信信号のキャリア周波数をｆｔ［Ｈｚ］とし、受信側の無線ＬＡＮ端末におけるキャリア周波数をｆｒ［Ｈｚ］としたとき、Δｆ＝ｆｔ−ｆｒとなる。

そして、受信側の無線ＬＡＮ端末の無線部１１（直交復調部２４）において、ＤＣオフセットが発生すると、図７Ｃに示すように、サブキャリア番号「０」のところにＤＣ成分が現れる。

そして、無線部１１より出力されてＡＤＣ部１２を通じて、ＤＣ成分が現れたデジタル信号がＡＦＣ部１３に入力されると、ＡＦＣ部１３は、そのデジタル信号に対してＡＦＣを行なう。これにより、図７Ｄに示すように、サブキャリア番号−２６、−２５、…、−１、＋１、…、＋２６の各サブキャリアは、本来の周波数の位置に戻されることになる。
一方、ＤＣオフセットは、ＡＦＣ部１３によるＡＦＣによって、−Δｆの周波数成分となり、他のサブキャリアと直交関係がくずれることになるため、ＤＣオフセット成分が他のサブキャリアへの干渉成分となる。

上記のようにＤＣオフセット成分によって特に干渉を受けるのは、ＤＣ成分に近いサブキャリアであり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規定の無線ＬＡＮ端末では、±１番目のサブキャリアがＤＣオフセットの影響を最も受けることになる。

ところで、ビタビ復号部１８は、軟判定復号をしており、振幅の大きい信号の方が振幅の小さい信号よりも信頼度が高いものとして計算する。

したがって、±１番目のサブキャリアは、干渉の影響を受け信頼度が低いことを考慮して、事前に、該当するデータの振幅値に重み係数Ａ（＜１）を乗算する。つまり、±１番目のサブキャリアにマッピングされたデータの信頼度を故意に低くさせてビタビ復号させる。これにより、ＤＣオフセットが印加された場合に、誤り訂正の効率を向上することができる。

上記第１動作例では、重み乗算部１７に対して重み係数の乗算を指定する上で、±１番目のサブキャリアにマッピングされたデータに常に一定の重み係数Ａを乗算するように指示していたが、以下に示す各動作例のような応用動作が可能である。

図８のフローチャートを参照して第２動作例を説明する。
この第２動作例では、図８に示すように、ＡＦＣ部１３により周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が検出され（Ｓ２０１）、制御部１５に通知された際に、制御部１５は、検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］と予め自身に設定されていた閾値ＴＨ［Ｈｚ］とを比較して（Ｓ２０２）、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも大きい場合に（Ｓ２０２のＹｅｓ）、±１番目のサブキャリアにマッピングされているデータに対し重み係数を乗算することを決定し（Ｓ２０３）、それぞれのサブキャリアのデータに重み付けする重み係数の値を決定し（Ｓ２０４）、決定した内容（サブキャリア番号、重み係数等）を重み乗算部１７へ指示する一方、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも小さい場合は（Ｓ２０２のＮｏ）、該当サブキャリアのデータに重み係数を乗算しない。なお、データに重み係数を乗算しないという方法以外に、例えば重み係数を１として該当サブキャリアのデータに乗算する、ということにしてもよい。

図９のフローチャートを参照して第３動作例を説明する。
この第３動作例では、図９に示すように、ＡＦＣ部１３により周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が検出され（Ｓ２１１）、制御部１５に通知された際に、制御部１５は、検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］と予め自身に設定されていた閾値ＴＨ［Ｈｚ］とを比較して（Ｓ２１２）、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも大きい場合に（Ｓ２１２のＹｅｓ）、±１番目のサブキャリアではなくてΔｆの符号に対応する番号に対してのみ重み付けすることを決定する。
例えば制御部１５は、Δｆ＞０ならば（Ｓ２１３のＹｅｓ）、−１番目のサブキャリアにマッピングされているデータだけに重みを乗算し（Ｓ２１４のＹｅｓ）、Δｆ＜０ならば（Ｓ２１３のＮｏ）、＋１番目のサブキャリアにマッピングされたデータだけに重みを乗算する（Ｓ２１５）。
そして、制御部１５は、該当サブキャリアのデータに重み付けする重み係数の値を決定し（Ｓ２１６）、決定した内容（サブキャリア番号、重み係数等）を重み乗算部１７へ指示する。なお、この場合も周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも小さい場合は（Ｓ２１２のＮｏ）、該当サブキャリアのデータに重み係数を乗算しない。なお、データに重み係数を乗算しないという方法以外に、例えば重み係数を１として該当サブキャリアのデータに乗算する、ということにしてもよい。

図１０のフローチャートを参照して第４動作例を説明する。
この第４動作例では、図１０に示すように、ＡＦＣ部１３により周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が検出され（Ｓ２２１）、制御部１５に通知された際に、制御部１５は、検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］と予め自身に設定されていた閾値ＴＨ［Ｈｚ］とを比較して（Ｓ２２２）、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも大きい場合に（Ｓ２２２のＹｅｓ）、±１番目サブキャリアだけではなく、±２番のサブキャリアにマッピングしているデータにも重み係数を乗算することを決定し（Ｓ２２３）、それぞれのサブキャリアのデータに重み付けする重み係数の値を決定し（Ｓ２２４）、決定した内容（サブキャリア番号、重み係数等）を重み乗算部１７へ指示する一方、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも小さい場合は（Ｓ２２２のＮｏ）、該当サブキャリアのデータに重み係数を乗算しない。なお、データに重み係数を乗算しないという方法以外に、例えば重み係数を１として該当サブキャリアのデータに乗算する、ということにしてもよい。

図１１のフローチャートを参照して第５動作例を説明する。
この第５動作例では、図１１に示すように、ＡＦＣ部１３により周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が検出され（Ｓ２３１）、制御部１５に通知された際に、制御部１５は、検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］と予め自身に設定されていた閾値ＴＨ［Ｈｚ］とを比較して（Ｓ２３２）、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも大きい場合に（Ｓ２３２のＹｅｓ）、その周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が「０」よりも大きいか否かを判定し（Ｓ２３３）、この判定結果に応じて、重み係数を乗算するサブキャリア番号を決定し（Ｓ２３４、Ｓ２３６）、そのサブキャリア番号に適した重み係数を予め自身に記憶されている中から選定する（Ｓ２３５、Ｓ２３７）。

例えば制御部１５は、周波数ずれ量Δｆ＞０ならば（Ｓ２３３のＹｅｓ）、±１番目のサブキャリアに重み係数を乗算することを決定し（Ｓ２３４）、決定した＋１番目のサブキャリアにマッピングされているデータに第１重み係数Ａ１を、−１番目のサブキャリアにマッピングされているデータに第２重み係数Ａ２をそれぞれ乗算する一方（Ｓ２３４のＹｅｓ）、周波数ずれ量Δｆ＜０ならば（Ｓ２３３のＮｏ）、±１番目のサブキャリアに重み係数を乗算することを決定し（Ｓ２３６）、決定した＋１番目のサブキャリアにマッピングされているデータに重み第２重み係数Ａ２を、−１番目のサブキャリアにマッピングされているデータに第１重み係数Ａ１をそれぞれ乗算するものと決定する（Ｓ２１５）。
そして、制御部１５は、決定した内容（サブキャリア番号、重み係数等）を重み乗算部１７へ指示する。なお、この場合も周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が閾値ＴＨ［Ｈｚ］よりも小さい場合は（Ｓ２３２のＮｏ）、該当サブキャリアのデータに重み係数を乗算しないものとする。なお、データに重み係数を乗算しないという方法以外に、例えば重み係数を１として該当サブキャリアのデータに乗算する、ということにしてもよい。

つまり、制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数ずれ量Δｆの値に応じて、例えばΔｆ＞０ならば＋１番サブキャリアにマッピングされたデータには第１重み係数Ａ１を乗算し、−１番サブキャリアにマッピングされたデータには第２重み係数Ａ２を乗算するというように、サブキャリアのデータ毎に乗算する重み係数を変える。ただし、重み係数の値の範囲は、１＞Ａ１＞Ａ２＞０の関係が成り立つ範囲とする。

次に、上記無線ＬＡＮ端末の他の構成例（他の実施形態）について説明する。
マルチキャリア無線伝送システムにおいて、受信側の無線ＬＡＮ端末が、複数のアンテナ（複数の無線部）を備える場合を考える。このとき、マルチキャリア無線伝送システムは、送信側の無線ＬＡＮ端末も受信側と同様に複数のアンテナを備え、各アンテナからは異なる信号を送信するＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)システムであるものとする。
ＭＩＭＯシステムでは、送信側の無線機の複数アンテナから、アンテナ毎に異なるデータを送信し、受信側の無線機では複数のアンテナを用いてそれら合成されたデータを分離、復調するシステムであり、伝送効率を大きく向上できる。

図１２に示すように、このＭＩＭＯシステムの無線ＬＡＮ端末は、第１無線部３１、第２無線部４１、第１ＡＤＣ部３２、第２ＡＤＣ部４２、第１ＡＦＣ部３３、第２ＡＦＣ部４３、第１伝送路応答推定部３４、第２伝送路応答推定部４４、第１制御部３５、第２制御部４５、第１復調部３６、第２復調部４６、第１重み乗算部３７、第２重み乗算部４７、第１ビタビ復号部３８、第２ビタビ復号部４８、干渉キャンセラ５０を有している。

第１無線部３１、第２無線部４１、第１ＡＤＣ部３２、第２ＡＤＣ部４２、第１ＡＦＣ部３３、第２ＡＦＣ部４３、第１伝送路応答推定部３４、第２伝送路応答推定部４４、第１制御部３５、第２制御部４５、第１復調部３６、第２復調部４６、第１重み乗算部３７、第２重み乗算部４７、第１ビタビ復号部３８、第２ビタビ復号部４８は、それぞれ上記図１で示した実施形態の対応する各部と同様の動作を行う。
干渉キャンセラ５０は、２つの第１無線部３１および第２無線部４１のそれぞれのアンテナから受信された信号を利用して干渉成分を除去した後、それぞれの重み乗算部（第１重み乗算部３７、第２重み乗算部４７）へデータを送る機能を有している。

このＭＩＭＯシステムの無線ＬＡＮ端末の場合、図１３に示すように、まず、受信側の無線ＬＡＮ端末において、第１無線部３１及び第２無線部４１それぞれの無線部がＲＦ信号の受信を開始する（Ｓ３０１）。

第１無線部３１でＲＦ信号を受信すると、第１無線部３１は、受信したＲＦ信号をベースバンド信号へ変換する。このとき、第１無線部３１では、直交復調されたベースバンド信号には、Ｉ軸、Ｑ軸それぞれにＤＣオフセット値が印加される。
このＤＣオフセット値が印加された信号は、第１ＡＤＣ部３２へ入力され、デジタル信号に変換され、第１ＡＦＣ部３３へ出力される。

第１ＡＦＣ部３３は、入力されたデジタル信号のショートプリアンブル６１を使用して粗いＡＦＣを行う。また第１ＡＦＣ部３３は、デジタル信号のロングプリアンブル６２を使用して精度の高いＡＦＣを行う（Ｓ３０２）。
デジタル信号のロングプリアンブル６２は既知信号であることから、第１伝送路応答推定部３４は、それぞれ入力されたロングプリアンブル６２を使用して伝送路応答推定を行い（Ｓ３０３）、第１復調部３６へ出力する。

第１復調部３６は、入力されたデジタル信号からＦＦＴへの入力分のデータを切り出し、時間軸信号から周波数軸信号へ変換を行い、伝送路応答推定値の共役の複素数を乗算することでデジタル信号のデータ部の復調を行い（Ｓ３０４）、干渉キャンセラ５０へ出力する。

一方、第２無線部４１についても、第１無線部３１と同時にＲＦ信号の受信を開始しているため（Ｓ３０５）、第２無線部４１は、受信したＲＦ信号をベースバンド信号へ変換する。このとき、直交復調されたベースバンド信号には、Ｉ軸、Ｑ軸それぞれにＤＣオフセット値が印加される。
このＤＣオフセット値が印加された信号は、第２ＡＤＣ部４２へ入力され、デジタル信号に変換され、第２ＡＦＣ部４３へ出力される。

第２ＡＦＣ部４３は、入力されたデジタル信号のショートプリアンブル６１を使用して粗いＡＦＣを行う。また第２ＡＦＣ部４３は、デジタル信号のロングプリアンブル６２を使用して精度の高いＡＦＣを行う（Ｓ３０６）。
デジタル信号のロングプリアンブル６２は既知信号であることから、第２伝送路応答推定部４４は、入力されたロングプリアンブル６２を使用して伝送路応答推定を行い（Ｓ３０７）、第２復調部４６へ出力する。

第２復調部４６は、入力されたデジタル信号からＦＦＴへの入力分のデータを切り出し、時間軸信号から周波数軸信号へ変換を行い、伝送路応答推定値の共役の複素数を乗算することでデジタル信号のデータ部の復調を行い（Ｓ３０８）、干渉キャンセラ５０へ出力する。

干渉キャンセラ５０は、第１無線部３１と第２無線部４１により直交復調されたそれぞれのデジタル信号を利用して干渉除去を行い（Ｓ３０９）、干渉成分が除去されたデジタル信号を第１重み乗算部３７と第２重み乗算部４７へそれぞれ出力する。
第１重み乗算部３７は、第１制御部３５からのサブキャリアの指定命令によって、干渉キャンセラ５０から出力された、該当サブキャリアにマッピングされたデータに対して重み係数を乗算する（Ｓ３１０）。この例では、サブキャリア番号±１番にマッピングされたデータに対して、重み係数Ａ１（＜１）を乗算する。
そして、重み係数Ａ１が乗算されたデジタル信号は、第１ビタビ復号部３８へ入力されてビタビ復号、つまり誤り訂正が行われる（Ｓ３１１）。そして誤り訂正されたデータが出力される。

第２重み乗算部４７は、第２制御部４５からのサブキャリアの指定命令によって、干渉キャンセラ５０から出力された、該当サブキャリアにマッピングされたデータに対して重み係数を乗算する（Ｓ３１２）。この例では、サブキャリア番号±１番にマッピングされたデータに対して、重み係数Ａ２（＜１）を乗算する。重み係数Ａ１と重み係数Ａ２は、それぞれの無線部（第１無線部３１、第２無線部４１）の性能（受信特性等）に応じて予め設定するものであり、同じ値でもよく、また異なる値でもよい。

そして、重み係数Ａ２が乗算されたデジタル信号は、第２ビタビ復号部４８へ入力されてビタビ復号、つまり誤り訂正が行われる（Ｓ３１３）。そして誤り訂正されたデータが出力される。

このようにこの実施形態の無線ＬＡＮシステムによれば、受信側の無線ＬＡＮ端末に、重み乗算部１７を設けたことで、ＤＣオフセットが十分キャンセルできなかった場合でも、誤り訂正する際にＤＣオフセットの干渉の影響を受け難くなる。

制御部１５が、ＤＣオフセットの干渉が予想されるサブキャリアとして、−から＋までの番号が付与されたサブキャリアのうち、ＤＣオフセットの近傍の±１番目のサブキャリアを指定することで、ＤＣオフセットの干渉の影響を受け易い位置のサブキャリアのデータを小さな値とし、ＤＣオフセットの干渉の影響を受け難くすることができる。

制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の絶対値｜Δｆ｜が予め設定されていた所定の閾値ＴＨ［Ｈｚ］より大きい場合に±１番目のサブキャリアを指定することで、直交復調部２４で発生するＤＣオフセットが干渉する場合だけ誤り耐性を強くできる。ＤＣオフセットが干渉しない場合に重み付けをすると、受信特性が多少劣化してしまうため、それを避けることができる。

制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の絶対値｜Δｆ｜が予め設定されていた所定の閾値ＴＨ［Ｈｚ］より大きく、かつ、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の符号が正（＋）であるときは−１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に重み係数Ａを乗算するよう指示する一方、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の符号が負（−）であるときは＋１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に重み符号Ａを乗算するよう指示するので、直交復調部２４で発生するＤＣオフセットが干渉する場合だけ、誤り耐性を強くできる。ＤＣオフセットが干渉しない場合に重み付けをすると、多少受信特性が劣化してしまうため、それを避けることができる。

制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の絶対値｜Δｆ｜が所定の閾値ＴＨ［Ｈｚ］より大きい場合のみ±１番目と±２番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に重み係数Ａを乗算するよう指示するので、直交復調部２４で発生するＤＣオフセットが干渉する場合だけ、誤り耐性を強くできる。ＤＣオフセットが干渉しない場合に重み付けをすると、多少受信特性が劣化してしまうため、それを避けることができる。

制御部１５は、ＡＦＣ部１３により検出された周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］の絶対値｜Δｆ｜が所定の閾値ＴＨ［Ｈｚ］より大きい場合、周波数ずれ量が「０」よりも大きいか否かを判定し、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が０よりも大きい場合、＋１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に第１重み係数Ａ１を乗算するよう指示し、−１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に第２重み係数Ａ２を乗算するよう指示する一方、周波数ずれ量Δｆ［Ｈｚ］が「０」よりも小さい場合、＋１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に第２重み係数Ａ２を乗算するよう指示し、−１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に第１重み係数Ａ１を乗算するよう指示するので、直交復調部２４で発生するＤＣオフセットが干渉する場合だけ、誤り耐性を強くできる。ＤＣオフセットが干渉しない場合に重み付けをすると、多少受信特性が劣化してしまうため、それを避けることができる。サブキャリアの受ける干渉量に応じて重みがかけられるので、受信特性をより向上することができる。

この無線ＬＡＮシステムに誤り訂正手段としてビタビ復号器を用いる場合は、送信側の誤り訂正符号化部として畳み込み符号化器を用いる。また、送信側の誤り訂正符号化部としてターボ符号化器を用いる場合、受信側の誤り訂正復号部としてターボ復号器を用いる。

上記各実施形態では、送信側の誤り訂正符号化を畳み込み符号化器とし、受信側の誤り訂正復号をビタビ復号部としたが、これらに代わる他の符号化方式、例えばターボ符号化器とターボ復号化器との組み合わせでもよい。

なお、本発明は上記実施形態だけに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る一つの実施の形態の無線ＬＡＮシステムの無線ＬＡＮ端末の構成を示す図。 図１の無線ＬＡＮ端末の重み乗算部の構成を示す図。 この無線ＬＡＮシステムのパケットの構成を示す図。 無線ＬＡＮ端末の動作を示すフローチャート。 データ変調がＱＰＳＫの場合の復調器出力の軟判定値系列を示す図。 重み乗算された後の軟判定値系列を示す図。 送信時のサブキャリアを示す図。 受信信号がΔｆだけ周波数ずれを起こした状態のサブキャリアを示す図。 受信側でＤＣオフセットが印加されたときのサブキャリアを示す図。 受信側でＡＦＣ後のサブキャリアを示す図。 第２動作例を示すフローチャート。 第３動作例を示すフローチャート。 第４動作例を示すフローチャート。 第５動作例を示すフローチャート。 ＭＩＭＯを用いた受信側の無線ＬＡＮ端末の構成を示す図。 図１２の無線ＬＡＮ端末ムにおける受信動作を示すフローチャート。

符号の説明

１１…無線部、１２…デジタルアナログ変換部（ＡＤＣ部）、１３…ＡＦＣ部、１４…伝送路応答推定部、１５…制御部、１６…復調部、１７…重み乗算部、１８…ビタビ復号部、２１…アンテナ、２２…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、２３…ローカル発振器、２４…直交復調部、２５…オートゲインコントロール部（ＡＧＣ部）、３１…第１無線部、３２…第１デジタルアナログ変換部（第１ＡＤＣ部）、３３…第１ＡＦＣ部、３４…第１伝送路応答推定部、３５…第１制御部、３６…第１復調部、３７…第１重み乗算部、３８…第１ビタビ復号部、４１…第２無線部、４２…第２デジタルアナログ変換部（ＡＤＣ部）、１３…第２ＡＦＣ部、４４…第２伝送路応答推定部、４５…第２制御部、４６…第２復調部、４７…第２乗算部、４８…第２ビタビ復号部、５０…干渉キャンセラ、６１…ショートプリアンブル、６２…ロングプリアンブル、６３…シグナルフィールド、６４…データフィールド、１７１…サブキャリア番号検出処理部、１７２…記憶部、１７３…係数乗算器、１７３…乗算器。

Claims (8)

1. 複数のサブキャリアを用いてＯＦＤＭ変調された信号を受信し、送受信間の無線周波数のずれ量を検出する自動周波数制御部を備えた無線通信装置において、
   前記自動周波数制御部により検出された前記送受信間の無線周波数のずれ量を基に、直流成分により干渉を受けるサブキャリアを指定する制御部と、
   前記制御部より指定されたサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に０から１以下の重み係数を乗算する重み乗算部と、
   前記重み乗算部により重み係数が乗算された復調信号の誤り訂正を行う誤り訂正復号部と
   を具備したことを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記制御部は、
   前記直流成分に対応するサブキャリア番号を０番としたとき、前記直流成分による干渉が予想されるサブキャリアとして、−から＋までの番号が付与されたサブキャリアのうち、±１番目のサブキャリアを指定することを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項２記載の無線通信装置において、
   前記制御部は、
   前記自動周波数制御部により検出された無線周波数のずれ量の絶対値が予め設定されていた所定の閾値より大きい場合に±１番目のサブキャリアを指定することを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記制御部は、
   前記自動周波数制御部により検出された無線周波数のずれ量の絶対値が予め設定されていた所定の閾値より大きく、かつ、無線周波数のずれ量の符号が正であるときは−１番目のサブキャリアにマッピングされた復調信号の振幅値に重み係数を乗算するよう指示する一方、前記無線周波数のずれ量の符号が負であるときは＋１番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に重み符号を乗算するよう指示することを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記制御部は、
   前記自動周波数制御部により検出された無線周波数のずれ量の絶対値が予め設定された所定の閾値より大きい場合、±１番目と±２番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に重み係数を乗算するよう指示することを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記制御部は、
   前記自動周波数制御部により検出された無線周波数のずれ量の絶対値が予め設定された所定の閾値より大きい場合、無線周波数のずれ量が０よりも大きいか否かを判定し、無線周波数のずれ量が０よりも大きい場合、＋１番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に第１重み係数を乗算するよう指示し、−１番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に第２重み係数を乗算するよう指示する一方、無線周波数のずれ量が０よりも小さい場合、＋１番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に第２重み係数を乗算するよう指示し、−１番目のサブキャリアによって搬送された信号の復調信号の振幅値に第１重み係数を乗算するよう指示することを特徴とする無線通信装置。
7. 請求項１乃至６いずれか１記載の無線通信装置において、
   送信側の誤り訂正符号化部が畳み込み符号化器であり、受信側の誤り訂正復号部がビタビ復号器であることを特徴とする無線通信装置。
8. 請求項１乃至６いずれか１記載の無線通信装置において、
   送信側の誤り訂正符号化部がターボ符号化器であり、受信側の誤り訂正復号部がターボ復号器であることを特徴とする無線通信装置。

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