JP4424047B2 - 無線通信方法および装置 - Google Patents
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Description
また、規格化された無線通信において、前記規格から逸脱することなく、任意の付加データをプリアンブルに付加することでスループットの向上を実現できる無線通信方法および装置を提供できる効果がある。
μsecの時間は受信信号にはデータが存在しない。この実施例1では、ロングフレームフォーマットにおいて、プリアンブル信号送信時に使用されていないQchのデータ領域を用いて任意のデータを転送する。
図1は、この実施例1の無線通信方法および装置を説明するためのIEEE802.11bの無線通信におけるデータ送信手順を示すフローチャートである。図1のフローチャートに示すように、先ず、フレームフォーマットに従い送信フレームを作成する。この送信フレームの作成では、MAC層からの送信命令に従い、その送信データ、レート、データ長の設定を行い(ステップS1)、送信フレームの組み立てを行う(ステップS2)。その後、スクランブルをかけ(ステップS3)、MAC層で決定される送信レートに従った変調方式を用いて送信データを作成する。
図1のフローチャートではステップS4がDSSS変調、ステップS5がCCK変調である。DSSS変調には1Mbpsと2Mbpsの転送レートがあり、前者の1Mbpsでは:DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying) + Barker符号拡散、後者の2Mbpsでは:DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) + Barker符号拡散となっている。また、CCK変調は5.5Mbps、11Mbpsがある。
ここでは深く述べないが、5.5Mbps、11Mbpsの転送レートを実現するCCK変調では、DQPSKを用いた変調を行うので、Ich,Qchの両方のデータを使用することになる。
物理層で変調されたデータは高周波信号処理回路によって2.4ギガヘルツ帯の電波によってAirを媒介にして転送される。この時、Ich、Qchデータは電波の位相として存在する。それを受信した端末はその電波を高周波信号処理回路へ通し、物理層にIch、Qchデータとして入力する。この時、プリアンブル信号を用いて受信データの同期とフレーム検出を行う。図7は、現状のシステムにおけるヘッダーを受信するまでに必要な処理と時間を示すフレームフォーマット図である。
AGC(Automatic Gain Control)は自動利得制御を行なっており、異なる受信レベルの信号を適性なレベルに補正している。この自動利得制御期間は14μsec必要である。
次にシンボル同期を行いDBPSKでデコードを開始する。このシンボル同期期間としては10μsecが必要である。
その後、チャネル推定を行なっており、周波数帯を補正している。このチャネル推定
期間としては64.5μsec必要である。
そして、チャネルI補償のためのSymbol同期を行う。このチャネルI補償期間としては8μsec必要である。
ロングフレームフォーマットにおいて、プリアンブル信号の先頭から96.5μsec後にはデータの受信準備が整っている。且つ、ヘッダー信号もDBPSK + Barker符号拡散を用いた1Mbpsの転送レートを用いている。
以上の2点から、IEEE802.11bのロングフレームフォーマットにおいてプリアンブル信号とヘッダー信号の転送時にQchデータにDBPSK + Barker符号拡散による変調を用いた任意のデータを転送することが可能である。勿論、IEEE802.11bの規格には反することはない。
(1) Qchに信号があることを知らせるフラグ信号
(2) 付加する付加データをDBPSK + Barker拡散変復調する回路
(2)の付加する付加データをDBPSK + Barker拡散変復調する回路は、通常のロングフレームフォーマットでの転送に妨げがないように完全に切り離せるようにしておく必要がある。
フォーマットNo2を用いた場合、フラグ信号を8bitと付加データを16bitの構成にする。図10は、フォーマットNo2を用いた場合の前記フラグ信号と前記付加データの挿入位置を示す解説図である。送信側は図10に示すようにSYNC Fieldの下位8bit目から前記フラグ信号(ここでは10111011とする)と、SFD Fieldにおいては前記付加データ16bitとをDBPSK + Barker拡散変調を行なって送信する。受信側ではQchのDBPSK + Barker拡散復調は常に行なっておく。通常のロングフレームフォーマットがSDFを検出し、ヘッダーの復調を始める信号をトリガーにしてQchの復調された信号24bitをラッチする。その上位8bitがフラグ信号と一致していれば、下位16bitは送信側の物理層から送信された任意の付加データと判断して処理を行う。
また、CCK変調では、5.5Mbps、11Mbpsの転送レートを実現し、DQPSKを用いた変調を行うので、Ich,Qchの両方のデータを使用することになる。
また、フォーマットNo3を用いる場合、フラグ信号を16bitと付加データを48bitの構成にする。そして、図11に示すようにSFD Fieldに合わせて前記フラグ信号と、ヘッダーフィールドにおいては前記付加データをDBPSK + Barker拡散変調を行なって送信する。
Qchアナログ信号はADコンバータ114へ出力される。ADコンバータ114ではQchアナログ信号をディジタル信号へ変換し、Qchディジタル信号をディジタルローパスフィルタ115へ出力する。ディジタルローパスフィルタ115では、Qchディジタル信号に含まれるノイズ成分を除去し、Qchデータとして出力する。
CCK復調部123では、CCK制御部141およびCCK復調部142によりCCK復調処理が行われる。なお、CCK変調では、DQPSKを用いた変調を行うので、Ich,Qchの両方のデータを使用することになるため、Qchのデータ領域を用いた任意のデータの転送はない。
Claims (24)
- IチャネルまたはQチャネルのうちのいずれか一方のチャネルを使用し、他方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施された同期処理用前置信号を送信する、規格化された無線通信における前置期間において、前記他方のチャネルへ付加データを挿入し、前記一方のチャネルは使用しない変調方式で前記付加データに位相変調処理を施し、前記一方のチャネルを使用した前記同期処理用前置信号と、前記他方のチャネルへ挿入した前記付加データを位相合成し送信することを特徴とする無線通信方法。
- 前記前置期間から受信側が前記同期処理用前置信号をもとに受信準備を行うのに必要な受信準備期間を差し引いた残存期間に相当する前記他方のチャネルの期間へ、前記付加データを挿入し送信することを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が送信される同期信号期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が送信されるフレームフォーマット種別判別信号期間を有したプリアンブル信号期間であることを特徴とする請求項2記載の無線通信方法。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号と、ヘッダ信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が送信される同期信号期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が送信されるフレームフォーマット種別判別信号期間を有したプリアンブル信号期間と、前記ヘッダー信号が送信されるヘッダー信号期間とを含むことを特徴とする請求項2記載の無線通信方法。
- 前記付加データは、前記他方のチャネルへ付加データが挿入されていることを示す付加データ挿入識別データを含むことを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
- 前記変調方式は、DBPSKと Barker符号拡散とからなる変調方式であることを特徴とする請求項1記載の無線通信方法。
- IチャネルまたはQチャネルのうちのいずれか一方のチャネルを使用し、他方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施された同期処理用前置信号を受信する、規格化された無線通信における前置期間において、前記他方のチャネルへ挿入されている、前記一方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施されている付加データに復調処理を施し、前記他方のチャネルを使用し前記付加データを受信することを特徴とする無線通信方法。
- 前記付加データは、前記前置期間から前記同期処理用前置信号をもとに受信準備を行うのに必要な受信準備期間を差し引いた残存期間に相当する前記他方のチャネルの期間へ挿入されていることを特徴とする請求項7記載の無線通信方法。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が受信される同期信号受信期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が受信されるフレームフォーマット種別判別信号受信期間を有したプリアンブル信号受信期間であることを特徴とする請求項8記載の無線通信方法。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号と、ヘッダ信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が受信される同期信号受信期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が受信されるフレームフォーマット種別判別信号受信期間を有したプリアンブル信号受信期間と、前記ヘッダー信号が受信されるヘッダー信号受信期間とを含むことを特徴とする請求項8記載の無線通信方法。
- 前記付加データは、前記他方のチャネルへ付加データが挿入されていることを示す付加データ挿入識別データを含むことを特徴とする請求項7記載の無線通信方法。
- 前記変調方式は、DBPSKと Barker符号拡散とからなる変調方式であり、前記復調処理の方式は、DBPSKとBarker符号拡散とからなる復調方式であることを特徴とする請求項7記載の無線通信方法。
- IチャネルまたはQチャネルのうちのいずれか一方のチャネルを利用しプリアンブル信号を送信する位相変調方式の無線通信装置であって、
IチャネルまたはQチャネルのうちのいずれか一方のチャネルを使用し、他方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施された同期処理用前置信号を送信する、規格化された無線通信における前置期間において、前記他方のチャネルへ付加データを挿入し、前記一方のチャネルは使用しない変調方式で前記付加データに位相変調処理を施す付加データ用変調回路と、
前記一方のチャネルを使用した前記同期処理用前置信号と、前記他方のチャネルを使用した前記付加データとを送信する送信側高周波信号処理回路と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記付加データ用変調回路は、前記前置期間から受信側が前記同期処理用前置信号をもとに受信準備を行うのに必要な受信準備期間を差し引いた残存期間に相当する前記空きチャネルの期間へ、前記付加データを挿入することを特徴とする請求項13記載の無線通信装置。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が送信される同期信号期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が送信されるフレームフォーマット種別判別信号期間を有したプリアンブル信号期間であることを特徴とする請求項14記載の無線通信装置。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号と、ヘッダ信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が送信される同期信号期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が送信されるフレームフォーマット種別判別信号期間を有したプリアンブル信号期間と、前記ヘッダー信号が送信されるヘッダー信号期間とを含むことを特徴とする請求項14記載の無線通信装置。
- 前記付加データは、前記他方のチャネルへ付加データが挿入されていることを示すフラグ信号を含むことを特徴とする請求項13記載の無線通信装置。
- 前記変調方式は、DBPSKとBarker符号拡散とからなる変調方式であることを特徴とする請求項13記載の無線通信装置。
- IチャネルまたはQチャネルのうちのいずれか一方のチャネルを利用した位相変調されたプリアンブル信号を受信する無線通信装置であって、
前記一方のチャネルを使用した前記同期処理用前置信号と、他方のチャネルを使用した付加データとを受信する受信側高周波信号処理回路と、
前記一方のチャネルを使用し、前記他方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施された同期処理用前置信号を受信する、規格化された無線通信における前置期間において、前記他方のチャネルへ挿入されている、前記一方のチャネルは使用しない変調方式で位相変調処理が施されている前記付加データを復調する付加データ用復調回路と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記付加データ用復調回路は、前記前置期間から前記同期処理用前置信号をもとに受信準備を行うのに必要な受信準備期間を差し引いた残存期間に相当する前記他方のチャネルの期間へ挿入された前記付加データを復調することを特徴とする請求項19記載の無線通信装置。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が受信される同期信号期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が受信されるフレームフォーマット種別判別信号期間を有したプリアンブル信号受信期間であることを特徴とする請求項20記載の無線通信装置。
- 前記同期処理用前置信号は、同期信号と、フレームフォーマットのロングまたはショートを判別するフレームフォーマット種別判別信号と、ヘッダ信号とを含み、前記前置期間は、前記同期信号が受信される同期信号受信期間および前記フレームフォーマット種別判別信号が受信されるフレームフォーマット種別判別信号受信期間を有したプリアンブル信号受信期間と、前記ヘッダー信号が受信されるヘッダー信号受信期間とを含むことを特徴とする請求項20記載の無線通信装置。
- 前記付加データは、前記空きチャネルへ付加データが挿入されていることを示すフラグ信号を含むことを特徴とする請求項19記載の無線通信装置。
- 前記変調方式は、DBPSKとBarker符号拡散とからなる変調方式であり、前記復調の方式は、DBPSKとBarker符号拡散とからなる復調方式であることを特徴とする請求項19記載の無線通信装置。
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