JP5282119B2

JP5282119B2 - 送信方法および無線装置

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Description

本発明は、無線装置に関し、特に複数のサブキャリアを使用する送信方法および無線装置に関する。

高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮにおけるバースト信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して伝送され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は一般的に伝送路推定を動的に実行する。

受信装置が伝送路推定を実行するために、バースト信号内に、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、バースト信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、バースト信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号といわれるものである（例えば、非特許文献１参照）。

ＳｉｎｅｍＣｏｌｅｒｉ，ＭｕｓｔａｆａＥｒｇｅｎ，ＡｎｕｊＰｕｒｉ，ａｎｄＡｈｍａｄＢａｈａｉ，"ＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓＢａｓｅｄｏｎＰｉｌｏｔＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｎＯＦＤＭＳｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．

ワイヤレス通信において、周波数資源を有効利用するための技術のひとつが、アダプティブアレイアンテナ技術である。アダプティブアレイアンテナ技術は、複数のアンテナのそれぞれにおいて、処理対象の信号の振幅と位相を制御することによって、アンテナの指向性パターンを制御する。このようなアダプティブアレイアンテナ技術を利用して、データレートを高速化するための技術にＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）システムがある。当該ＭＩＭＯシステムは、送信装置と受信装置がそれぞれ複数のアンテナを備え、並列に送信されるべき複数のパケット信号を設定する（以下、複数のパケット信号のそれぞれを「系列」といい、複数の系列をまとめた単位、あるいはそれぞれを「パケット信号」という）。すなわち、送信装置と受信装置との間の通信に対して、最大アンテナ数までの系列を設定することによって、データレートを向上させる。

さらに、このようなＭＩＭＯシステムに、ＯＦＤＭ変調方式を組合せれば、データレートはさらに高速化される。このようなＭＩＭＯシステムにおいても、一般的に、基地局装置は、当該基地局装置との通信を希望する端末装置に対して、通信のための制御情報が含まれた信号（以下、「ビーコン」という）を報知する。端末装置は、ビーコンを受信すると、ビーコンの内容にしたがって、基地局装置に通信の開始を要求する。なお、ＭＩＭＯシステムでのビーコンには、以下のことが要求される。ひとつ目の要求は、ひとつのアンテナあたりの送信電力を低減するために、複数の系列から送信されることである。ふたつ目の要求は、ビーコンがなるべく多くの端末装置に受信されるように、ビーコンを送信する際のアンテナ指向性が無指向性に近くなっていることである。３つ目の要求は、雑音の低減を目的として、伝搬路を推定するときにサブキャリア間において平滑化処理を実行する端末装置に対しても、受信可能であることである。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の系列に適したビーコンを送信する送信方法および無線装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、複数のサブキャリアを使用したバースト信号であって、かつ通信のための制御情報が含まれたバースト信号をそれぞれ報知する複数のアンテナと、複数のアンテナのそれぞれに対応したタイムシフト量によって、複数のサブキャリアを使用した場合の時間領域での周期内における循環的なタイムシフトの実行がアンテナ単位に規定されており、当該規定にしたがいながら、複数のアンテナからそれぞれ報知されるバースト信号を生成する生成部とを備える。生成部は、複数のアンテナのそれぞれに対応したタイムシフト量を変化させながら、バースト信号を生成する。

この態様によると、様々なタイムシフト量にてバースト信号を生成するので、様々な要求条件に適応できる。

生成部は、所定のタイムシフト量と、所定のタイムシフト量よりも長いタイムシフト量とをバースト信号を単位に切りかえながら、バースト信号を生成してもよい。この場合、バースト信号単位にタイムシフト量を切りかえるので、指向性に対する要求と相関に対する要求とを満足できる。

生成部において生成されるバースト信号は、固定的なタイムシフト量によってタイムシフトが実行される部分を含み、当該部分の後段に、タイムシフト量を切りかえながらタイムシフトが実行される部分を含んでもよい。

生成部は、所定のタイムシフト量によってバースト信号を生成している場合に、バースト信号のうち、固定的なタイムシフト量によってタイムシフトが実行される部分に、受信の際のサブキャリア間の処理の許可を示した情報を含めてもよい。

「サブキャリア間の処理」の一例は、サブキャリアごとに伝搬路特性を導出する際のサブキャリア間での伝搬路係数の平滑化である。例えば、隣り合うサブキャリアで導出された伝播路係数が、ｈ−１、ｈ０、ｈ１、ｈ２、ｈ３であったときに、平滑化処理の一例は、
ｈ０’＝(ｈ−１＋２×ｈ０＋ｈ１)／４、ｈ１’＝(ｈ０＋２×ｈ１＋ｈ２)／４等として、雑音の影響を減らすことである。

生成部は、所定のタイムシフト量よりも長いタイムシフト量によってバースト信号を生成している場合に、固定的なタイムシフト量によってタイムシフトが実行される部分に、受信の際のサブキャリア間の処理の禁止を示した情報を含めてもよい。

生成部は、平滑化処理の許可あるいは禁止が示された情報をバースト信号に含めてもよい。この場合、タイムシフト量を変化させると共に、平滑化処理の許可あるいは禁止を指示できる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数の系列に適したビーコンを送信できる。

本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。図３（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおけるパケットフォーマットを示す図である。図２の第１無線装置の構成を示す図である。図４における周波数領域の信号の構成を示す図である。図４のベースバンド処理部の構成を示す図である。図４の第１無線装置によるビーコンの生成手順を示すフローチャートである。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、少なくともふたつの無線装置によって構成されるＭＩＭＯシステムに関する。無線装置のうちの一方は、基地局装置に相当し、他方は、端末装置に相当する。基地局装置は、ビーコンを報知するが、その際に、ひとつのアンテナにおける送信電力を低減するために、複数のアンテナからの報知を実行する。複数のアンテナからビーコンが報知される場合、それらの間の干渉を低減する必要があり、その解決手段のひとつがＣＤＤ（ＣｙｃｌｉｃＤｅｌａｙＤｉｖｅｒｓｉｔｙ）の実行である。ここで、ＣＤＤとは、所定の区間において、時間領域の波形をシフト量だけ後方にシフトさせ、所定の区間の最後部から押し出された波形を所定の区間の先頭部分に循環的に配置させる処理である。また、複数のアンテナからビーコンが報知される場合、複数のアンテナのそれぞれに対して異なった値のシフト量を対応づける。

このような状況下、シフト量が小さければ、複数のアンテナから送信される信号は類似しているので、信号を強めあう方向と信号を弱めあう方向とが生じる。すなわち、ビームフォーミングの効果が発生する。その結果、アンテナは指向性を有し、ビーコンの届かない方向が生じる。よって、なるべく多くの端末装置での受信が要求されるというビーコンへの要求が満足されなくなる。一方、シフト量が大きければ、ビームフォーミングの効果が低減されるので、アンテナの指向性が無指向性に近くなり、なるべく多くの端末装置での受信が要求されるというビーコンへの要求が満足される。しかしながら、シフト量が大きいことは、遅延時間の長い遅延波の存在と等価であるので、伝搬路係数のサブキャリア間の相関が小さくなる。その結果、サブキャリア間での信号処理、例えば、サブキャリア間での統計処理、平滑化処理を実行している端末装置が、伝搬路係数のサブキャリア間の相関の小さいビーコンを受信すると、誤りが発生しやすくなる。特に、平滑化処理の機能をオフにできない端末装置は、このようなビーコンを受信できない。なお、一般的に、平滑化処理は、伝搬路推定における雑音の低減を目的として実行される。

本実施例に係る基地局装置は、これらの課題を解決するために、以下の処理を実行する。基地局装置は、小さいシフト量の第１シフト量と、大きいシフト量の第２シフト量とを規定する。ここで、第１シフト量と第２シフト量は、複数のアンテナに対するシフト量を組み合わせたグループとして規定される。また、第１シフト量と第２シフト量には、ゼロとなるシフト量が含まれてもよい。

図１は、本発明の実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。特に、図１は、ＯＦＤＭ変調方式での信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ＭＩＭＯシステムには、サブキャリア番号「−２８」から「２８」までの５６サブキャリアが規定されている。なお、サブキャリア番号「０」は、ベースバンド信号における直流成分の影響を低減するため、ヌルに設定されている。一方、従来システムには、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までの５２サブキャリアが規定されている。なお、従来システムの一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。

また、それぞれのサブキャリアは、可変に設定された変調方式によって変調されている。変調方式には、ＢＰＳＫ（ＢｉｎａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、ＱＳＰＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭのいずれかが使用される。

また、これらの信号には、誤り訂正方式として、畳み込み符号化が適用されている。畳み込み符号化の符号化率は、１／２、３／４等に設定される。さらに、並列に送信すべきデータの数は、可変に設定される。なお、データは、バースト信号として送信されており、ここでは、並列に送信すべきバースト信号のそれぞれを「系列」と呼ぶ。その結果、変調方式、符号化率、系列の数の値が可変に設定されることによって、データレートも可変に設定される。なお、「データレート」は、これらの任意の組合せによって決定されてもよいし、これらのうちのひとつによって決定されてもよい。

図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、無線装置１０と総称される第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂを含む。また、第１無線装置１０ａは、アンテナ１２と総称される第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ、第３アンテナ１２ｃ、第４アンテナ１２ｄを含み、第２無線装置１０ｂは、アンテナ１４と総称される第１アンテナ１４ａ、第２アンテナ１４ｂ、第３アンテナ１４ｃ、第４アンテナ１４ｄを含む。ここで、第１無線装置１０ａが、基地局装置に対応し、第２無線装置１０ｂが、端末装置に対応する。

通信システム１００の構成を説明する前に、ＭＩＭＯシステムの概略を説明する。データは、第１無線装置１０ａから第２無線装置１０ｂに送信されているものとする。第１無線装置１０ａは、第１アンテナ１２ａから第４アンテナ１２ｄのそれぞれから、複数の系列のデータをそれぞれ送信する。その結果、データレートが高速になる。第２無線装置１０ｂは、第１アンテナ１４ａから第４アンテナ１４ｄによって、複数の系列のデータを受信する。さらに、第２無線装置１０ｂは、アダプティブアレイ信号処理によって、受信したデータを分離して、複数の系列のデータを独立に復調する。

ここで、アンテナ１２の本数は「４」であり、アンテナ１４の本数も「４」であるので、アンテナ１２とアンテナ１４の間の伝送路の組合せは「１６」になる。第ｉアンテナ１２ｉから第ｊアンテナ１４ｊとの間の伝送路特性をｈｉｊと示す。図中において、第１アンテナ１２ａと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ１１、第１アンテナ１２ａから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ１２、第２アンテナ１２ｂと第１アンテナ１４ａとの間の伝送路特性がｈ２１、第２アンテナ１２ｂから第２アンテナ１４ｂとの間の伝送路特性がｈ２２、第４アンテナ１２ｄから第４アンテナ１４ｄとの間の伝送路特性がｈ４４と示されている。なお、これら以外の伝送路は、図の明瞭化のために省略する。

図３（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるパケットフォーマットを示す。特に、ここでは、ビーコンにおけるパケットフォーマットを説明する。ビーコンとは、基地局装置との通信を希望する端末装置に対し、基地局装置が所定の間隔にて送信する信号である。また、ビーコンには、一般的に、当該基地局装置に関する情報が含められる。なお、通信におけるデータ用のパケットフォーマットも、これらと同様に形成されるが、ここでは、説明を省略する。図３（ａ）は、アンテナ１２から報知されるビーコンのパケットフォーマットを示す。ここでは、図２のアンテナ１２のうち、第１アンテナ１２ａと第２アンテナ１２ｂからビーコンが報知されるものとする。

第１アンテナ１２ａから報知されるビーコンを上段に示し、第２アンテナ１２ｂから報知されるビーコンを下段に示す。上段において、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」は、従来システムに対応したタイミング推定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、制御信号にそれぞれ相当する。また、「ＨＴ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ」は、ＭＩＭＯシステムに対応した制御信号、タイミング推定用の既知信号、伝送路推定用の既知信号、データにそれぞれ相当する。

一方、下段における「Ｌ−ＳＴＦ＋固定ＣＤＤ」、「Ｌ−ＬＴＦ＋固定ＣＤＤ」、「Ｌ−ＳＩＧ＋固定ＣＤＤ」、「ＨＴ−ＳＩＧ＋固定ＣＤＤ」は、固定のシフト量によって、「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」にＣＤＤを実行させた結果にそれぞれ相当する。固定のシフト量は、同一の値でなくてもよい。また、「ＨＴ−ＳＴＦ＋可変ＣＤＤ」、「ＨＴ−ＬＴＦ＋可変ＣＤＤ」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ＋可変ＣＤＤ」は、可変のシフト量によって、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ」にＣＤＤを実行させた結果にそれぞれ相当する。可変のシフト量は、同一の値でなくてもよい。ここでは、説明を簡易にするために、固定のシフト量は、第１シフト量であるとする。また、可変のシフト量には、パケットを単位にして、第１シフト量と第２シフト量が交互に選択される。なお、３つ以上のアンテナ１２からビーコンが報知される場合、第２アンテナ１２ｂと第３アンテナ１２ｃに対するシフト量が異なるように規定される。例えば、第２アンテナ１２ｂに対するシフト量が５０ｎｓｅｃと規定され、第３アンテナ１２ｃに対するシフト量が１００ｎｓｅｃと規定される。

図３（ｂ）は、第１無線装置１０ａの内部にて処理されるビーコンのパケットフォーマットを示す。上段が、第１の系列に相当し、下段が第２の系列に相当する。第１の系列は、図３（ａ）の上段とほぼ同一の構成になっている。第２の系列は、「ＨＴ−ＬＴＦ」のみを有する。すなわち、図３（ｂ）では、「ＨＴ−ＬＴＦ」だけが、複数の系列に配置されている。図３（ｃ）は、アンテナ１２から報知されるビーコンのパケットフォーマットであって、図３（ｂ）に対応したパケットフォーマットである。上段の「Ｌ−ＳＴＦ」、「Ｌ−ＬＴＦ」、「Ｌ−ＳＩＧ」、「ＨＴ−ＳＩＧ」と、下段の「Ｌ−ＳＴＦ＋固定ＣＤＤ」、「Ｌ−ＬＴＦ＋固定ＣＤＤ」、「Ｌ−ＳＩＧ＋固定ＣＤＤ」、「ＨＴ−ＳＩＧ＋固定ＣＤＤ」は、図３（ａ）と同様である。

上段の「ＨＴ−ＳＴＦ’」と下段の「ＨＴ−ＳＴＦ’’＋可変ＣＤＤ」は、図３（ｂ）の「ＨＴ−ＳＴＦ」に対して後述の直交行列を乗算した後に、下段に対してＣＤＤをさらに実行した結果に相当する。すなわち、「ＨＴ−ＳＴＦ」に対して直交行列が乗算されることによって、「ＨＴ−ＳＴＦ’」と「ＨＴ−ＳＴＦ’’」が生成され、下段に対して、可変のシフト量のＣＤＤが施されている。上段の「ＨＴ−ＬＴＦ’’’」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ’」と、下段の「ＨＴ−ＬＴＦ’’’’＋可変ＣＤＤ」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ’’＋可変ＣＤＤ」も同様である。

図４は、第１無線装置１０ａの構成を示す。第１無線装置１０ａは、無線部２０と総称される第１無線部２０ａ、第２無線部２０ｂ、第４無線部２０ｄ、ベースバンド処理部２２、変復調部２４、ＩＦ部２６、制御部３０を含む。また信号として、時間領域信号２００と総称される第１時間領域信号２００ａ、第２時間領域信号２００ｂ、第４時間領域信号２００ｄ、周波数領域信号２０２と総称される第１周波数領域信号２０２ａ、第２周波数領域信号２０２ｂ、第３周波数領域信号２０２ｃ、第４周波数領域信号２０２ｄを含む。なお、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対応するように構成される。

無線部２０は、受信動作として、アンテナ１２によって受信した無線周波数の信号を周波数変換し、ベースバンドの信号を導出する。無線部２０は、ベースバンドの信号を時間領域信号２００としてベースバンド処理部２２に出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）やＡ／Ｄ変換部も含まれる。無線部２０は、送信動作として、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号を周波数変換し、無線周波数の信号を導出する。

ここで、ベースバンド処理部２２からのベースバンドの信号も時間領域信号２００として示す。無線部２０は、無線周波数の信号をアンテナ１２に出力する。また、ＰＡ（ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。時間領域信号２００は、時間領域に変換されたマルチキャリア信号であり、デジタル信号であるものとする。特に、無線部２０は、複数のアンテナ１２から、複数のサブキャリアを使用したビーコンであって、図３（ａ）、（ｃ）のようなパケットフォーマットを有したビーコンをそれぞれ報知する。

ベースバンド処理部２２は、受信動作として、複数の時間領域信号２００をそれぞれ周波数領域に変換し、周波数領域の信号に対してアダプティブアレイ信号処理を実行する。ベースバンド処理部２２は、アダプティブアレイ信号処理の結果を周波数領域信号２０２として出力する。ひとつの周波数領域信号２０２が、図示しない第２無線装置１０ｂから送信された複数の系列のそれぞれに含まれたデータに相当する。また、ベースバンド処理部２２は、送信動作として、変復調部２４から、周波数領域の信号としての周波数領域信号２０２を入力し、周波数領域の信号を時間領域に変換し、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応づけながら時間領域信号２００として出力する。

送信処理において使用すべきアンテナ１２の数は、制御部３０によって指定されるものとする。ここで、周波数領域の信号である周波数領域信号２０２は、図１のごとく、複数のサブキャリアの成分を含むものとする。図を明瞭にするために、周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に並べられて、シリアル信号を形成しているものとする。

図５は、周波数領域の信号の構成を示す。ここで、図１に示したサブキャリア番号「−２８」から「２８」のひとつの組合せを「ＯＦＤＭシンボル」というものとする。「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルは、サブキャリア番号「１」から「２８」、サブキャリア番号「−２８」から「−１」の順にサブキャリア成分を並べているものとする。また、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの前に、「ｉ−１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置され、「ｉ」番目のＯＦＤＭシンボルの後ろに、「ｉ＋１」番目のＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。

図４に戻る。また、ベースバンド処理部２２は、ビーコンを生成するために、ＣＤＤを実行する。図３（ｂ）が入力される場合には、直交行列の乗算も実行する。ここでは、後者の場合を先に説明する。ベースバンド処理部２２には、図３（ｂ）のパケットフォーマットを有したビーコンが入力される。ベースバンド処理部２２は、「ＨＴ−ＳＴＦ」、「ＨＴ−ＬＴＦ」、「ＨＴ−ＤＡＴＡ」に対してステアリング行列をそれぞれ乗算する。ここで、ベースバンド処理部２２は、乗算を実行する前に、入力したデータの次数を複数の系列の数まで拡張する。

入力したデータの数は、「１」であり、ここでは、「Ｎｉｎ」によって代表させる。そのため、入力したデータは、「Ｎｉｎ×１」のベクトルによって示される。また、複数の系列の数は、「２」であり、ここでは、「Ｎｏｕｔ」によって代表させる。ベースバンド処理部２２は、入力したデータの次数をＮｉｎからＮｏｕｔに拡張させる。すなわち、「Ｎｉｎ×１」のベクトルを「Ｎｏｕｔ×１」のベクトルに拡張させる。その際、Ｎｉｎ＋１行目からＮｏｕｔ行目までの成分に「０」を挿入する。なお、第２の系列の「ＨＴ−ＬＴＦ」に関しても同様の処理がなされる。

また、ステアリング行列Ｓは、次のように示される。

ステアリング行列は、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。また、Ｗは、直交行列であり、「Ｎｏｕｔ×Ｎｏｕｔ」の行列である。直交行列の一例は、ウォルシュ行列である。ここで、ｌは、サブキャリア番号を示しており、ステアリング行列による乗算は、サブキャリアを単位にして実行される。さらに、Ｃは、以下のように示される。

ここで、δは、シフト量を示す。すなわち、ベースバンド処理部２２は、複数の系列のそれぞれに対応したシフト量によって、複数の系列の数まで増加させたＨＴ−ＳＴＦ等内での循環的なタイムシフトを系列単位に実行する。また、シフト量は、系列を単位にして異なった値に設定される。その際に、前述のごとく、シフト量が、第１シフト量と第２シフト量のいずれかに、切りかえられながら決定される。一方、「Ｌ−ＳＴＦ」等や図３（ａ）の場合には、上述の説明のうち、ＣＤＤに関する処理が実行される。

変復調部２４は、受信処理として、ベースバンド処理部２２からの周波数領域信号２０２に対して、復調および復号を実行する。なお、復調および復号は、サブキャリア単位でなされる。変復調部２４は、復号した信号をＩＦ部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、符号化および変調を実行する。変復調部２４は、変調した信号を周波数領域信号２０２としてベースバンド処理部２２に出力する。送信処理の際に、変調方式および符号化率は、制御部３０によって指定されるものとする。

ＩＦ部２６は、受信処理として、複数の変復調部２４からの信号を合成し、ひとつのデータストリームを形成する。ＩＦ部２６は、データストリームを出力する。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、ひとつのデータストリームを入力し、これを分離する。さらに、分離したデータを複数の変復調部２４に出力する。

制御部３０は、第１無線装置１０ａのタイミング等を制御する。さらに、制御部３０は、ビーコンの生成に関する制御を実行する。すなわち、前述のごとく、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応したシフト量によって、複数のサブキャリアを使用した場合の時間領域での周期内におけるＣＤＤの実行がアンテナ１２単位に規定されている。「複数のサブキャリアを使用した場合の時間領域での周期」とは、ＩＦＦＴの期間、ガードインターバルの期間をもとに規定される期間である。ベースバンド処理部２２は、当該規定にしたがいながら、複数のアンテナ１２からそれぞれ報知されるビーコンを生成する。その際、制御部３０は、複数のアンテナ１２のそれぞれに対応したシフト量を変化させながら、ベースバンド処理部２２にビーコンを生成させる。

パケットフォーマットのうち、シフト量を変化させる部分は、図３（ａ）、（ｃ）のうち、可変ＣＤＤと示される部分である。また、シフト量の変化は、第１シフト量と第２シフト量とをパケット信号を単位に切りかえることによって、実現される。例えば、「複数のサブキャリアを使用した場合の時間領域での周期」が３２００ｎｓｅｃである場合、第１シフト量は５０ｎｓｅｃと規定され、第２シフト量は４００ｎｓｅｃと規定される。さらに制御部３０は、図３（ａ）、（ｃ）のごとく、パケット信号の中に、固定的なシフト量によってＣＤＤが実行される部分を含ませ、当該部分の後段に、シフト量を切りかえながらＣＤＤが実行される部分を含ませる。

なお、制御部３０は、第１シフト量を使用している場合に、Ｌ−ＳＩＧあるいはＨＴ−ＳＩＧに、受信の際において、サブキャリアごとに伝搬路係数を導出するときに、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の許可を示した情報を含める。すなわち、制御部３０は、ビーコンを受信すべき無線装置１０、例えば、第２無線装置１０ｂに対して、受信したビーコンに対するサブキャリア間の伝搬路係数の平滑処理を許可する。一方、制御部３０は、第２シフト量を使用している場合に、Ｌ−ＳＩＧあるいはＨＴ−ＳＩＧに、受信の際において、サブキャリアごとに伝送路係数を導出するときに、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の禁止を示した情報を含める。すなわち、制御部３０は、ビーコンを受信すべき無線装置１０、例えば、第２無線装置１０ｂに対して、受信したビーコンに対するサブキャリア間の伝搬路係数の平滑処理を禁止する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、ベースバンド処理部２２の構成を示す。ベースバンド処理部２２は、受信用処理部５０、送信用処理部５２を含む。受信用処理部５０は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、受信動作に対応する部分を実行する。すなわち、受信用処理部５０は、時間領域信号２００に対してアダプティブアレイ信号処理を実行しており、そのために受信ウエイトベクトルの導出を実行する。また、受信用処理部５０は、アレイ合成した結果を周波数領域信号２０２として出力する。

具体的に、受信用処理部５０の処理を説明する。受信用処理部５０は、複数の時間領域信号２００を入力し、それぞれに対してフーリエ変換を実行して、周波数領域の信号を導出する。前述のごとく、ひとつの周波数領域の信号は、サブキャリア番号の順に、サブキャリアに対応した信号をシリアルに並べている。

また、受信用処理部５０は、受信ウエイトベクトルによって、周波数領域の信号を重みづけし、重みづけされた複数の信号が加算される。ここで、周波数領域の信号は、複数のサブキャリアによって構成されるので、以上の処理もサブキャリアを単位にして実行される。その結果、加算された信号も、図５のごとく、サブキャリア番号の順にシリアルに並べられている。また、加算された信号が、前述の周波数領域信号２０２である。

受信用処理部５０は、適応アルゴリズム、例えば、ＬＭＳアルゴリズムによって受信ウエイトベクトルを導出する。あるいは、相関処理によって受信応答ベクトルを導出し、受信応答ベクトルから受信ウエイトベクトルを導出してもよい。ここでは、後者を説明する。第１時間領域信号２００ａに対応した周波数領域の信号をｘ１（ｔ）、第２時間領域信号２００ｂに対応した周波数領域の信号をｘ２（ｔ）と示し、第１の系列における参照信号をＳ１（ｔ）、第２の系列における参照信号をＳ２（ｔ）と示せば、ｘ１（ｔ）とｘ２（ｔ）は、次のように示される。

ここで、雑音は無視する。第１の相関行列Ｒ１は、Ｅをアンサンブル平均として、次のように示される。

参照信号間の第２の相関行列Ｒ２は、次のように計算される。

最終的に、第２の相関行列Ｒ２の逆行列と第１の相関行列Ｒ１を乗算することによって、受信応答ベクトルが導出される。

さらに、受信用処理部５０は、受信応答ベクトルから受信ウエイトベクトルを計算する。

送信用処理部５２は、ベースバンド処理部２２における動作のうち、送信動作に対応する部分を実行する。すなわち、送信用処理部５２は、ＣＤＤを実行し、また直交行列の乗算を実行する。

図７は、第１無線装置１０ａによるビーコンの生成手順を示すフローチャートである。前回のビーコンを第１シフト量にて生成していれば（Ｓ１０のＹ）、制御部３０は、第２シフト量を設定する（Ｓ１２）。一方、前回のビーコンを第１シフト量にて生成していなければ（Ｓ１０のＮ）、制御部３０は、第１シフト量を設定する（Ｓ１４）。制御部３０は、以上のような設定のもと、ベースバンド処理部２２とともに、ビーコンを生成する（Ｓ１６）。ベースバンド処理部２２、無線部２０は、ビーコンを送信する（Ｓ１８）。

本発明の実施例によれば、複数のアンテナからビーコンを報知する際に、ＣＤＤを実行するので、ビーコン間の干渉を小さくできる。また、ＣＤＤを実行する際に、シフト量を変化させることによって、アンテナの指向性に関する要求条件と、サブキャリア間の相関に関する要求条件を満足できる。第１シフト量と第２シフト量を切りかえながらＣＤＤを実行することによって、第１シフト量の場合にサブキャリア間の伝搬路係数の相関を大きくでき、第２シフト量の場合にアンテナの指向性を無指向性に近くできる。アンテナの指向性を無指向性に近くするタイミングが存在することによって、第１シフト量でのＣＤＤによって生成されたビーコンを受信できない端末装置に、第２シフト量でのＣＤＤによって生成されたビーコンを受信させることができる。

また、サブキャリア間の相関を大きくするタイミングが存在することによって、第２シフト量でのＣＤＤによって生成されたビーコンを受信できない端末であって、かつ平滑化処理をオフにできない端末装置に、第１シフト量でのＣＤＤによって生成されたビーコンを受信させることができる。また、第１シフト量でのＣＤＤによってビーコンを生成する際に、平滑化処理を許可する情報を含めることによって、端末装置が伝搬路係数を導出するときに平滑化処理を実行できる。また、平滑化処理を実行できるので、雑音の影響を低減できる。また、第２シフト量をもとにＣＤＤによってビーコンを生成する際に、平滑化処理を禁止する情報を含めることによって、平滑化処理をオフにできない端末装置は、受信処理を中断できる。また、受信処理を中断することによって、端末装置の消費電力を低減させられる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、制御部３０は、シフト量として、第１シフト量と第２シフト量のいずれかを選択している。すなわち、シフト量の大きさに応じて、２段階のシフト量を規定している。しかしながらこれに限らず例えば、２段階以上のシフト量を規定してもよい。本変形例によれば、シフト量を詳細に制御できる。つまり、シフト量として、値の大きいシフト量と値の小さいシフト量が含まれていればよい。

本発明の実施例において、無線装置１０は、図３（ａ）のパケットフォーマットのシフト量を可変に調節しながら、ビーコンを送信したり、図３（ｃ）のパケットフォーマットのシフト量を可変に調節しながら、ビーコンを送信している。しかしながらこれに限らず例えば、第１シフト量のときに図３（ａ）のパケットフォーマットを使用し、第２シフト量のときに図３（ｃ）のパケットフォーマットを使用してもよい。その際、ＨＴ−ＳＩＧの中に、どちらのパケットフォーマットを使用してるかの情報が含まれてもよい。この場合、ビーコンのパケットフォーマットを多様に規定できる。つまり、シフト量として、値の大きいシフト量と値の小さいシフト量が含まれていればよい。

１０無線装置、１２アンテナ、１４アンテナ、２０無線部、２２ベースバンド処理部、２４変復調部、２６ＩＦ部、３０制御部、５０受信用処理部、５２送信用処理部、１００通信システム。

Claims

ＣＤＤ（ＣｙｃｌｉｃＤｅｌａｙＤｉｖｅｒｓｉｔｙ）が適用された複数系列のパケット信号であって、かつ制御信号の後段にデータが配置されたパケット信号を生成する生成部と、
前記生成部において生成したパケット信号を複数のアンテナから送信する送信部とを備え、
前記生成部は、複数のアンテナから送信されるパケット信号におけるＣＤＤのシフト量が小さくなれば、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の許可を示した情報を制御信号に含め、複数のアンテナから送信されるパケット信号におけるＣＤＤのシフト量が大きくなれば、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の禁止を示した情報を制御信号に含めることを特徴とする無線装置。
ＣＤＤ（ＣｙｃｌｉｃＤｅｌａｙＤｉｖｅｒｓｉｔｙ）が適用された複数系列のパケット信号であって、かつ制御信号の後段にデータが配置されたパケット信号を生成するステップと、
生成したパケット信号を複数のアンテナから送信するステップとを備え、
前記生成するステップは、複数のアンテナから送信されるパケット信号におけるＣＤＤのシフト量が小さくなれば、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の許可を示した情報を制御信号に含め、複数のアンテナから送信されるパケット信号におけるＣＤＤのシフト量が大きくなれば、サブキャリア間の伝搬路係数の平滑化処理の禁止を示した情報を制御信号に含めることを特徴とする送信方法。