JP6334494B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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しかしながら、干渉信号を検出する感度(以下、「干渉検出感度」という)が高い通信装置では、変調方式がASK(Amplitude Shift Keying)などの特定の変調方式に限定される場合があった。
図1は、第1の実施形態の通信システム1の構成を示す図である。
通信システム1は、2つの無線通信システムを含む。第1の実施形態では、1つ目の無線通信システムを自システムと呼び、2つ目の無線通信システムを他システムと呼ぶ。自システムは、無線通信装置11と、無線通信装置12を備える。無線通信装置11から無線通信装置12へ信号を無線送信する。他システムは、無線通信装置21と、無線通信装置22を備える。無線通信装置21と無線通信装置22とは双方向で信号を無線通信する。
これらの無線通信装置11、12、21、22はすべて、60GHz帯のミリ波を使用する無線通信装置である。
なお、上記した自システムおよび他システムの例は、一例であり、上記したシステムに限定されない。
自システムにおいて、無線通信装置11は無線通信装置12に対して60GHz帯のch2で信号を伝送する。伝送する信号の例としては、カメラモジュール(図示せず)で撮影した映像信号である。無線通信装置11から無線通信装置12に映像信号を伝送し、無線通信装置12で受信した映像信号をディスプレイモジュール(図示せず)に表示させる。
第1の実施形態では、他システムの無線通信装置21、22が60GHz帯のch2を使用して信号を無線送信することを想定する。無線通信装置21が、無線通信装置11、12の近くに存在することを想定する。無線通信装置12は他システムの無線通信装置21が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINR(Signal−to−Interference−plus−Noise Ratio)が劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの被干渉)。これにより、無線通信装置12において、ディスプレイモジュールに表示される映像が劣化する場合がある。
一方、他システムの無線通信装置21は、無線通信装置11が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINRが劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの与干渉)。
また、無線通信装置11において干渉を検出することができると、無線通信装置12だけで干渉を検出する場合よりも、近接システムの干渉検出感度を高めることができる。
以下では、無線通信装置11において干渉を検出する機能について説明する。
無線通信装置11は、アンテナ31と、サーキュレータ32と、第1のRF部33と、第2のRF部34と、干渉検出部35を備える。
第1のRF部33は、送信デジタル信号を入力して変調し、この変調信号を第1の周波数にアップコンバートしてRF信号を生成し、このRF信号をサーキュレータ32に出力する。ここで、第1のRF部33は、送信デジタル信号をアナログ信号であるRF信号へ変換するデジタルアナログ変換(DA変換)の機能を有する。なお、第1のRF部33は、チャネル設定(ch設定)の機能および信号増幅(アンプ)の機能も有する。
サーキュレータ32は、第1のRF部33から入力したRF信号をアンテナ31に出力する。
アンテナ31は、第1のRF部33からサーキュレータ32を介して入力したRF信号を電波に変換して放出する。この電波が無線信号として伝送する。
サーキュレータ32は、アンテナ31から入力したRF信号を第2のRF部34に出力する。また、サーキュレータ32は、第1のRF部33から入力したRF信号のレベルを減衰して第2のRF部34に出力する。
第2のRF部34は、サーキュレータ32から入力したRF信号をダウンコンバートして復調し、これにより受信デジタル信号を生成して干渉検出部35に出力する。ここで、第2のRF部34は、ダウンコンバートされたアナログ信号を受信デジタル信号へ変換するアナログデジタル変換(AD変換)の機能を有する。なお、第2のRF部34は、チャネル設定(ch設定)の機能および信号増幅(アンプ)の機能も有する。
また、干渉検出部35は、干渉を検出したと判定した場合に、上位のレイヤ(図示せず)に干渉を検出したことを通知してもよい。また、干渉検出部35は、干渉を検出したと判定した場合に、無線通信装置11に備えられた表示部(図示せず)に干渉を検出したことを示してユーザーに通知してもよい。また、干渉検出部35は、干渉を検出したと判定した場合に、送信デジタル信号に干渉を検出したことを意味するメッセージを含めて、その送信デジタル信号を通信相手に送信してもよい。この通信相手は、第1の実施形態では、無線通信装置12である。
また、無線通信装置11の通信相手は、受信電力が小さくなったことを検出した場合に、自動的にチャネルをサーチしてチャネルを切り替えてもよい。この通信相手は、第1の実施形態では、無線通信装置12である。また、この通信相手において、ユーザーがチャネルを切り替えてもよい。
図3は、第2の実施形態の通信システム51の構成を示す図である。
図3に示される自システムの無線通信装置61、62は、図1に示される自システムの無線通信装置11、12と比べて、無線通信装置61、62がTDD(Time Division Duplex)で双方向に通信する点が異なっている。また、図3に示される他システムの無線通信装置71、72は、図1に示される他システムの無線通信装置21、22と同じである。
以下では、第1の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第1の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
第2の実施形態では、他システムの無線通信装置71、72が60GHz帯のch2を使用してTDDで信号を無線送信する。無線通信装置71が、無線通信装置61、62の近くに存在することを想定する。無線通信装置61および無線通信装置62は他システムの無線通信装置71が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINRが劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの被干渉)。これにより、無線通信装置62において、ディスプレイモジュールに表示される映像が劣化する場合がある。また、無線通信装置61において、制御信号が劣化し、カメラモジュールを所望どおり制御することができなくなる場合がある。
一方、他システムの無線通信装置71は、無線通信装置61または無線通信装置62が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINRが劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの与干渉)。
以下では、無線通信装置61において干渉を検出する機能について説明する。なお、無線通信装置62は、無線通信装置61と同様の構成であっても構わない。
無線通信装置61は、アンテナ81と、サーキュレータ82と、第1のRF部83と、第2のRF部84と、第1の干渉検出部85と、demux(デマルチプレクサ)86と、第2の干渉検出部87と、干渉制御部88を備える。
ここで、アンテナ81と、サーキュレータ82と、第1のRF部83は、それぞれ、図2に示されるアンテナ31と、サーキュレータ32と、第1のRF部33と同じである。また、第2のRF部84は、図2に示される第2のRF部34と比べて、受信デジタル信号を第1の干渉検出部85およびdemux86に出力する点で異なっている。また、第1の干渉検出部85は、図2に示される干渉検出部35と比べて、干渉検出タイミングに基づいて動作する点で異なっている。なお、第2の実施形態では、2個の干渉検出部があるため、第1の干渉検出部85および第2の干渉検出部87と呼んでいる。
第1の干渉検出部85と、第2の干渉検出部87とで、干渉を検出する閾値が異なる値に設定されてもよい。
例えば、サーキュレータ82における第1のRF部83から第2のRF部84への減衰量が小さく、通信相手からの受信信号より大きなレベルで受信することができる場合を考える。この場合、回り込み信号のレベルが大きい。そして、この場合、第1の干渉検出部85におけるBERの閾値を第2の干渉検出部87におけるBERの閾値よりも小さくして、第1の干渉検出部85と第2の干渉検出部87とで干渉検出感度が同程度になるように設定してもよい。
第1の干渉検出部85および第2の干渉検出部87は、干渉を検出したと判定した場合に、上位のレイヤ(図示せず)に干渉を検出したことを通知してもよい。また、第1の干渉検出部85および第2の干渉検出部87は、干渉を検出したと判定した場合に、無線通信装置61に備えられた表示部(図示せず)に干渉を検出したことを示してユーザーに通知してもよい。また、第1の干渉検出部85および第2の干渉検出部87は、干渉を検出したと判定した場合に、送信デジタル信号に干渉を検出したことを意味するメッセージを含めて、その送信デジタル信号を通信相手に送信してもよい。この通信相手は、第2の実施形態では、無線通信装置62である。
また、無線通信装置61は、通信相手からチャネルを切り替えるように指示する通知を受信した場合には、その通知に従い、チャネルを切り替えてもよい。この通信相手は、第2の実施形態では、無線通信装置62である。
無線通信装置61では、通信相手からの受信信号を受信しながら干渉信号を検出することができ、かつ、通信相手への送信信号を送信しながら干渉信号を検出することができ、干渉検出感度を高めることができる。無線通信装置61では、干渉を検出した場合には、通信のチャネルを切り替えることで、他システムへの与干渉を低減することができる。このように、無線通信装置61では、送信中においても、受信中においても、干渉信号の有無を検出することができる。また、第2の実施形態の干渉検出の構成は、様々な変調方式に適用されることが可能であり、例えば、ASK、FSK、QAM等に適用されることも可能である。
一例として、第1の干渉検出部85の機能を第2の干渉検出部87に備え、第1の干渉検出部85を備えない構成例を説明する。この構成例では、第2の干渉検出部87が第1の干渉検出部85の役割を兼ねる。demux86は、上位のレイヤ(図示せず)からタイミング情報を入力する。demux86は、タイミング情報に基づいて、受信信号を受信した場合と、送信信号の回り込みを受信した場合とで、それぞれに応じた多重分離を行う。ここで、受信信号を受信した場合は、TDDで受信するタイミングである。また、送信信号の回り込みを受信した場合は、TDDで送信するタイミングである。demux86は、受信信号を受信した場合には、受信信号に含まれる既知信号を第2の干渉検出部87に送る処理を行い、送信信号の回り込みを受信した場合には、送信信号を第2の干渉検出部87に出力する。なお、送信信号に含まれる既知信号が誤り検出に用いられる場合には、demux86は送信信号に含まれる既知信号を第2の干渉検出部87に出力してもよい。第2の干渉検出部87は、受信信号を受信した場合には受信信号に基づいてビット誤り率を測定し、送信信号の回り込みを受信した場合は、demux86から入力した信号と予めレジスタに保存されている信号とを比較してビット誤り率を測定する。第2の干渉検出部87は、測定されたビット誤り率が予め定められた値より大きいと判定した場合、干渉を検出したと判定する。なお、この構成例では、干渉制御部88の機能はdemux86に備えられており、干渉制御部88は備えられなくてもよい。
このような構成により、送信時と受信時の干渉検出の機能を1個の干渉検出部にまとめて、回路面積を小さくすることができる。
なお、送信信号と受信信号とで信号フォーマットが異なる場合には、demux86はそれぞれに応じた多重分離を行うことが可能である。
例えば、第1の干渉検出部85における干渉検出処理は、第2の干渉検出部87における干渉検出処理に対して、閾値を変更したものであり、送信信号の既知信号のビット誤り率で干渉を検出する。
図5は、第3の実施形態の通信システム101の構成を示す図である。
図5に示される自システムの無線通信装置111、112は、図3に示される自システムの無線通信装置61、62と比べて、無線通信装置111、112がFDD(Frequency Division Duplex)で双方向に通信する点が異なっている。また、図5に示される他システムの無線通信装置121、122は、図3に示される他システムの無線通信装置71、72と同じである。
以下では、第2の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第2の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
第3の実施形態では、他システムの無線通信装置121、122が60GHz帯のch2を使用してTDDで信号を無線送信する。無線通信装置121が、無線通信装置111、112の近くに存在することを想定する。無線通信装置112は他システムの無線通信装置121が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINRが劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの被干渉)。
一方、他システムの無線通信装置121は、無線通信装置111が送信した無線信号を干渉信号として受信することで、SINRが劣化するため通信品質が劣化する場合がある(自システムの与干渉)。
以下では、無線通信装置111において干渉を検出する機能について説明する。なお、無線通信装置112は、無線通信装置111と同様の構成であっても構わない。
無線通信装置111は、第1のアンテナ131と、第1のRF部132と、第2のアンテナ133と、第2のRF部134と、第1の干渉検出部135と、demux136と、第2の干渉検出部137と、干渉検出タイミング生成部138と、干渉制御部139を備える。
ここで、図6に示される構成は、図4に示される構成と比べて、送信用の第1のアンテナ131および受信用の第2のアンテナ133を備えた点と、干渉検出タイミング生成部138を備えた点で、異なっている。なお、第3の実施形態では、2個のアンテナがあるため、第1のアンテナ131および第2のアンテナ133と呼んでいる。
第1のアンテナ131は、第1のRF部132から入力したRF信号を電波に変換して放出する。
第2のRF部134は、第2のアンテナ133から入力したRF信号をダウンコンバートして復調し、これにより受信デジタル信号を生成して第1の干渉検出部135およびdemux136に出力する。また、第2のRF部134は、干渉制御部139からチャネル設定情報を入力し、チャネル設定情報に従い、受信チャネルを設定する。
第1の干渉検出部135は、図4に示される第1の干渉検出部85と同じ干渉検出処理を行う。
第2の干渉検出部137は、図4に示される第2の干渉検出部87と同じ干渉検出処理を行い、さらに、第3の実施形態では、干渉信号検出結果として、測定されたビット誤り率を干渉検出タイミング生成部138に出力する。
干渉制御部139は、第1の干渉検出部135で干渉検出を行うタイミングで、第1の干渉検出部135に干渉検出を行うように干渉検出タイミング信号を出力する。干渉制御部139は、第1の干渉検出部135で干渉検出を行わないタイミングで、第2の干渉検出部137に干渉検出を行うように干渉検出タイミング信号を出力する。
図7は、第3の実施形態の干渉検出タイミング生成部138の構成を示すブロック図である。
干渉検出タイミング生成部138は、タイマー151と、遷移カウンタ152と、閾値設定部153と、大小比較部154と、判断部155を備える。
タイマー151は、予め定められた一定周期で遷移カウンタ152と閾値設定部153にタイミング情報を出力し、一定周期が経過したことを通知する。
遷移カウンタ152は、制御信号に含まれる制御情報のバイナリデータを入力し、バイナリデータが0(Low)から1(High)に、あるいは、1から0に、遷移した回数をカウントする。遷移カウンタ152は、タイマー151から一定周期が経過したことを示すタイミング情報を入力すると、カウントしたカウント値を大小比較部154に出力し、出力後にカウント値を0に設定する。
閾値設定部153は、ビット誤り率と、一定周期が経過したことを示すタイミング情報を入力する。閾値設定部153は、ビット誤り率に応じた閾値を対応付けた閾値テーブルを予め保存している。閾値設定部153は、一定周期が経過したことを示すタイミング情報を入力すると、入力したビット誤り率に応じて閾値テーブルで対応する閾値を選択し、選択した閾値を大小比較部154に出力する。
大小比較部154は、カウント値と閾値を入力し、これらの大小を比較して、比較結果を判断部155に出力する。
判断部155は、大小比較部154から比較結果を入力する。判断部155は、比較結果に基づいて、第1の干渉検出部135が干渉検出を行うタイミングの情報を出力する。
図8には、横軸を時間として、縦軸にビット誤り率(BER)の状態1001、制御信号のHigh(H)とLow(L)の状態1011、制御信号の遷移カウンタ152のカウント値の状態1021について、具体例を示してある。なお、ビット誤り率に関して「e−n(nは−2、−3、・・・)」は、10−nを表わしている。
第3の実施形態では、一定の周期であるBER測定周期P1が予め設定されている。BER測定周期P1ごとのタイミングを時刻t1〜t7で表している。
図8の例では、制御信号として、時刻t2から時刻t5の間の期間に有意な信号を受信している。この期間は、有意な制御信号があるため、無線通信装置111ではch4で制御信号を受信することが望ましい。また、時刻t2以前、および、時刻t6以降は有意な信号を受信していない。これらの期間は、無線通信装置111ではch4で制御信号を受信せずにch2で干渉検出を行っても構わないと考えられる。
そこで、遷移カウンタ152が制御信号の遷移回数をカウントし、大小比較部154がカウント値が閾値(ここでは、0)を超えているか否かを判定する。
判断部155は、時刻t3〜時刻t5では、カウント値が閾値を超えている比較結果を取得することから、ch4で制御信号を受信することを判断する。一方、判断部155は、時刻t2以前、および、時刻t6〜時刻t7では、カウント値が閾値を超えていない比較結果を取得することから、ch2で干渉検出を行うことを判断する。
図9には、図8と同じ横軸および縦軸を示してある。図9の例では、ビット誤り率(BER)の状態1101、制御信号のHigh(H)とLow(L)の状態1111、制御信号の遷移カウンタ152のカウント値の状態1121が、図8の例とは異なっている。
なお、第3の実施形態においてch2で干渉検出を行うことを判断する期間では、必ずしもch2で干渉検出が行われなくてもよく、他の条件に基づいてch2で干渉検出を行うか否かが判断されてもよい。すなわち、判断部155は、カウント値が閾値を超えていないタイミングでは、ch2で干渉検出を行うことを判断してもよく、または、必ずしもch2で干渉検出を行うことを判断しなくてもよい。例えば、判断部155は、ch2で干渉検出を行う前に、一定以上の時間が経過し、かつ、カウント値が閾値を超えていないタイミングのときにch2で干渉検出を行うことを判断してもよい。これにより、有意な制御信号を見落とす可能性を低減することが可能である。
なお、図6に示される構成では、第1のアンテナ131から送信された信号が第2のアンテナ133により受信されて回り込み信号となる。
無線通信装置111では、送信チャネルにおいても、受信チャネルにおいても、干渉信号の有無を検出することができる。また、第3の実施形態の干渉検出の構成は、様々な変調方式に適用されることが可能であり、例えば、ASK、FSK、QAM等に適用されることも可能である。
図10は、第4の実施形態の無線通信装置201の構成を示すブロック図である。
第4の実施形態では、図5に示される通信システム101と同じ通信システムを想定している。そして、図10に示される無線通信装置201は、図6に示される無線通信装置111の他の構成例である。
以下では、第3の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第3の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
ここで、概略的には、図10に示される構成は、図6に示される構成と比べて、送信時の干渉検出の機能と受信時の干渉検出の機能を1個の干渉検出部220にまとめてある点と、mux213、同期部217、通知信号識別部219および通知信号生成部222を備えた点で、異なっている。なお、1個の干渉検出部220にまとめる点については、第2の実施形態で説明した内容と同様である。
mux213は、映像信号、制御信号、同期信号、および、誤り訂正符号化されたメッセージを入力し、これらを多重化して送信デジタル信号を生成し、生成した送信デジタル信号を第1のRF部212に出力する。
第1のRF部212および第1のアンテナ211の機能は、それぞれ、図6に示される第1のRF部132および第1のアンテナ131の機能と同じである。
demux216は、第2のRF部215から受信デジタル信号を入力し、干渉制御部221からdemuxパターンを入力し、同期部217から同期タイミングの情報を入力する。demux216は、入力した受信デジタル信号を、入力したdemuxパターンで、かつ、入力した情報に基づく同期タイミングで、既知信号と制御信号と通知信号に多重分離して出力する。demux216は、既知信号を同期部217に出力し、制御信号を制御信号IFおよび干渉検出タイミング生成部218に出力し、通知信号を通知信号識別部219に出力する。
通知信号識別部219は、demux216から通知信号を入力し、入力した通知信号に対して誤り訂正復号を行い、これによりメッセージを生成する。通知信号識別部219は、メッセージにチャネルの切り替えの指示が含まれていると判定した場合、チャネルを切り替えて干渉検出を行うことが為されないように、干渉検出タイミング生成部218に識別結果として通知信号を出力する。通知信号識別部219は、生成したメッセージを干渉制御部221に出力する。
干渉制御部221は、干渉検出タイミング生成部218から、第1の干渉検出処理を行うタイミングの情報を入力する。干渉制御部221は、第1の干渉検出処理を行うタイミングで、第2のRF部134に、第1のRF部132と同じチャネルに設定するようにチャネル設定情報を出力する。干渉制御部221は、それ以外のタイミングで、第2のRF部134に、予め定められた通信相手からの送信信号と同じチャネルに設定するようにチャネル設定情報を出力する。
干渉制御部221は、第1の干渉検出処理を行うタイミングで、同期部217に、送信信号の回り込みで同期処理を行うように、送信信号に含まれる既知信号の同期パターンを出力する。一方、干渉制御部221は、第1の干渉検出処理を行わないタイミングで、同期部217に、通信相手からの受信信号で同期処理を行うように、通信相手からの受信信号に含まれる既知信号の同期パターンを出力する。
干渉制御部221は、第1の干渉検出処理を行うタイミングで、demux216に、送信信号の回り込みで多重分離処理を行うように、送信信号のdemuxパターンを出力する。一方、干渉制御部221は、第1の干渉検出処理を行わないタイミングで、demux216に、通信相手からの受信信号で多重分離処理を行うように、通信相手からの受信信号のdemuxパターンを出力する。
干渉制御部221は、干渉検出部220により得られた干渉検出処理の結果を入力する(その結果を伝送する矢印等は図示せず)。干渉制御部221は、その結果を基に、チャネルの切り替えの指示を生成すること、あるいは、第1の干渉検出処理で干渉検出を行う場合に送信信号の停止の指示を生成すること、を行う。
干渉制御部221は、通知信号識別部219からメッセージを入力する。干渉制御部221は、入力したメッセージがチャネルの切り替えの指示である場合、当該メッセージに従い、チャネルを切り替えるように、第1のRF部212に指示を出力すること(伝送する矢印等は図示せず)、または、第2のRF部215に指示を出力することを行う。
なお、第1のRF部212のチャネルを切り替えることは、例えば、通信相手が受信チャネルで干渉を検出して、当該通信相手がメッセージで干渉の検出を自装置(自己の無線通信装置201)に通知した場合に、自装置の送信チャネルを切り替えるために使用される。
また、他の構成例として、干渉検出部220は、送信信号に含まれる既知信号の代わりに、送信信号の全体を用いて干渉検出を行ってもよい。この場合、干渉検出部220には、送信デジタル信号が入力され、受信デジタル信号に含まれる回り込み信号が入力される。この場合、回り込み信号は送信信号に対応する。
図11は、第4の実施形態の送信信号停止に関する無線通信装置201、202の処理の流れを示すシーケンス図である。図11の例では、無線通信装置201の通信相手を無線通信装置202と呼ぶ。
無線通信装置202は、無線通信装置201に、チャネルの切り替えが無いことを示す通知信号を送信する(通信処理T1)。
無線通信装置201は、制御信号のビット遷移確率がビット誤り率の2倍以下であると判定した場合、送信信号で干渉検出を行うことを開始することを示す通知信号を無線通信装置202に送信する(通信処理T2)。第4の実施形態では、この通知信号は、送信信号の停止の指示を示す通知信号となる。無線通信装置202は、この通知信号を受信したことに応じて、制御信号の送信待ちの状態へ遷移する。
また、無線通信装置201は、第2の干渉検出処理で干渉検出を行うように切り替え、それに合わせて、同期パターンを切り替え、demuxパターンを切り替え、チャネルを切り替える。
このように、無線通信装置201では、送信中においても、受信中においても、干渉信号の有無を検出することができる。また、第4の実施形態の干渉検出の構成は、様々な変調方式に適用されることが可能であり、例えば、ASK、FSK、QAM等に適用されることも可能である。
したがって、無線通信装置201では、干渉検出のタイミングを通信相手に通知することで、通信相手によって無駄に送信が行われることを防止することができる。また、無線通信装置201では、上位のレイヤ(図示せず)から有意な信号が送られてきたときには、その信号の送信を待たせることができる。
なお、第4の実施形態では、一例として、送信信号と受信信号との一方または両方は、低遅延で応答を要する制御信号を含む。
図12は、第5の実施形態の無線通信装置301の構成を示すブロック図である。
第5の実施形態では、図5に示される通信システム101と同じ通信システムを想定している。そして、図12に示される無線通信装置301は、図6に示される無線通信装置111の他の構成例である。
以下では、第4の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第4の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
ここで、概略的には、図12に示される構成は、図10に示される構成と比べて、送信側の同期部315、シリアライザ313およびデシリアライザ318を備えた点で、異なっている。
なお、図12の例では、第1のRF部312および第2のRF部317はアナログ処理に対応し、シリアライザ313およびデシリアライザ318は高速処理に対応し、他の処理部は低速処理に対応する。
シリアライザ313は、mux314と第1のRF部312との間に備えられている。シリアライザ313は、mux314から24ビットのパラレル信号を入力し、当該パラレル信号に対して24b/28bの変換を行い、これにより28ビットのシリアル信号を生成して第1のRF部312に出力する。なお、24bは24ビットを表わしており、28bは28ビットを表わしている。
デシリアライザ318は、第2のRF部317とdemux319との間に備えられている。デシリアライザ318は、第2のRF部317から28ビットのシリアル信号を入力し、当該シリアル信号に対して28b/24bの変換を行い、これにより24ビットのパラレル信号を生成してdemux319に出力する。
このように、無線通信装置301では、送信中においても、受信中においても、干渉信号の有無を検出することができる。また、第5の実施形態の干渉検出の構成は、様々な変調方式に適用されることが可能であり、例えば、ASK、FSK、QAM等に適用されることも可能である。
第6の実施形態では、図12に示されるのと同様な構成において、さらに第2のRF部317の利得を制御する機能を有する無線通信装置301を示す。
以下では、第5の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第5の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。また、以下では、第5の実施形態(図12)と同じ符号を用いて説明する。
なお、第6の実施の形態において、ASKで変調された信号を送信し、また、受信する場合、第1の干渉検出処理、および、第2の干渉検出処理におけるビット判定の閾値を制御してもよい。すなわち、干渉制御部324は、第1の干渉検出処理で干渉を検出するタイミングで第2のRF部317に利得制御信号を送信し(図12の例では、ch設定タイミングと同じ伝送線で示す)、これにより、予め定められた利得に設定するように第2のRF部317に指示する。第1の干渉検出処理では、第1の干渉検出処理で干渉を検出するタイミングで予め定められたビット判定の閾値でBERを測定する。また、干渉制御部324は、第2の干渉検出処理で干渉を検出するタイミングで第2のRF部317に利得制御信号を送信し、これにより、受信信号にあわせて自動的に利得を制御するように第2のRF部317に指示する。また、干渉制御部324は、第2の干渉検出処理で干渉を検出するタイミングで制御した利得の値を入力し(第2のRF部317から干渉制御部324へ入力する線は図示せず)、その利得の値に応じて第2の干渉検出処理で干渉を検出するタイミングでビット判定の閾値を干渉検出部323に出力する。干渉検出部323は入力したビット判定の閾値でビット判定する。ここで、ASKのビット判定の閾値を制御する技術としては、任意の技術が用いられてもよく、例えば、ASKの一つであるOOK(On−Off Keying)では信号対雑音比によってビット誤り率が最も小さくなる閾値が知られており、受信信号の電力レベルから信号対雑音比を推定してビット誤り率が最も小さくなる閾値に設定しても良い。
この効果としては、例えば、干渉信号を受信していないときにはBER特性が小さくなり、干渉信号を受信しているときにはBER特性が高くなり、干渉信号の有無の判断がつきやすくなることがある。
図13は、第7の実施形態の無線通信装置401の構成を示すブロック図である。
第7の実施形態では、図5に示される通信システム101と同じ通信システムを想定している。そして、図13に示される無線通信装置401は、図6に示される無線通信装置111の他の構成例である。
以下では、第3の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第3の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
ここで、第7の実施形態では、第3の実施形態との相違点を明確にするために「第3のアンテナ413」、「第2のアンテナ416」、「第3のRF部414」および「第4のRF部417」と呼んでいるが、これは便宜上呼んだものである。
また、図13の例では、第2のアンテナ416および第4のRF部417が第2の干渉検出部419の系統に専用に備えられている点で、図6の例とは異なっている。図13の例における第2のアンテナ416および第4のRF部417は、それぞれ、demux418に受信デジタル信号を入力する系統に関して、図6の例における第2のアンテナ133および第2のRF部134と同様な機能を有している。
なお、図13の例では、図6の例における干渉検出タイミング生成部138および干渉制御部139に対応する構成については、図示を省略してあるが、図6の例と同様な構成が用いられてもよい。
第1の干渉検出部415は、常に、送信デジタル信号と受信デジタル信号とを比較し、両者の間でビット誤り率を算出する。そして、第1の干渉検出部415は、ビット誤り率の算出結果が予め定められた値(閾値)よりも大きいと判定した場合、干渉を検出したと判定する。ここで、第1の干渉検出部415は、常に、送信信号と同じチャネルで干渉の検出を行う。
第2の干渉検出部419は、常に、受信された既知信号に関してビット誤り率を算出する。そして、第2の干渉検出部419は、ビット誤り率の算出結果が予め定められた値(閾値)よりも大きいと判定した場合、干渉を検出したと判定する。ここで、第2の干渉検出部419は、常に、受信信号と同じチャネルで干渉の検出を行う。
したがって、無線通信装置401では、特定のタイミングだけでなく、常に送信信号の回りこみで干渉の検出を行うことができ、干渉の検出を容易化することができる。
図14は、第8の実施形態の無線通信装置501の構成を示すブロック図である。
第8の実施形態では、図5に示される通信システム101と同じ通信システムを想定している。そして、図14に示される無線通信装置501は、図6に示される無線通信装置111の他の構成例である。
以下では、第7の実施形態とは異なる点について詳しく説明し、第7の実施形態と同様な点については詳しい説明を省略する。
ここで、第8の実施形態では、第7の実施形態との一致点および相違点を明確にするために「第1のアンテナ511」、「第2のアンテナ516」、「第3のRF部514」および「第4のRF部517」と呼んでいるが、これは便宜上呼んだものである。
サーキュレータ512は、第1のRF部513から入力したRF信号を第1のアンテナ511に出力する。
第1のアンテナ511は、第1のRF部513からサーキュレータ512を介して入力したRF信号を電波に変換して放出する。この電波が無線信号として伝送する。
第1のアンテナ511は、受信した電波をRF信号に変換してサーキュレータ512に出力する。この電波は無線信号として伝送してきたものである。
サーキュレータ512は、第1のアンテナ511から入力したRF信号を第3のRF部514に出力する。また、サーキュレータ512は、第1のRF部513から入力したRF信号のレベルを減衰して第3のRF部514に出力する。
第3のRF部514は、第1のRF部513からの回り込み信号を受信し、受信デジタル信号を第1の干渉検出部515に出力する。
したがって、無線通信装置501では、特定のタイミングだけでなく、常に送信信号の回りこみで干渉の検出を行うことができ、干渉の検出を容易化することができる。
図15、図16および図17は、第9の実施形態における無線通信装置の概要を示す図である。図15に示す無線通信装置は、ノートブック型コンピュータ601であり、通信モジュール605を備えている。通信モジュール605は、第1〜第8の実施形態における無線通信装置11、61、111、201、301、401、501が備える構成要素を含み構成されてもよい。例えば、通信モジュール605は、第1〜第8の実施形態(図2、図4、図6、図10、図12、図13、図14)のうちの1つの実施形態における無線通信装置11、61、111、201、301、401、501が備える機能の一部または全部を備える。
また、通信モジュール605は、アナログIC(Integrated Circuit)、および、ベースバンド信号処理用の集積回路を含み構成されてもよい。アナログICは、例えば、RF部33、34、83、84、132、134、212、215、312、317、412、414、417、513、514、517からアンテナ31、81、131、133、211、214、311、316、411、413、416、511、516までの回路の一部または全部を実装する。ベースバンド信号処理用の集積回路は、例えば、第1のRF部33、83、132、212、312、412、513によりDA変換される前の送信デジタル信号を処理する回路および第2のRF部34、84、134、215、317または第3のRF部414、514または第4のRF部417、517によりAD変換された後の受信デジタル信号を処理する回路の一部または全部を実装する。
図18は、第10の実施形態に係る端末(基地局を含む)に搭載される無線通信装置701のハードウェア構成例を示したものである。このハードウェア構成は一例であり、ハードウェア構成は種々の変更が可能である。図18に示した無線通信装置701の基本的な動作は、これまで第1〜第8の実施形態で説明した無線通信装置と同様であるため、以下では、ハードウェア構成上の違いを中心に説明し、詳細な動作の説明は省略する。
ベースバンド部711は、制御回路712と、送信処理回路713と、受信処理回路714と、DA変換回路715、716と、AD変換回路717、718とを含む。RF部721とベースバンド部711は、まとめて1チップのIC(集積回路)として構成されてもよいし、別々のチップで構成されてもよい。
第10の実施形態の通信処理装置は、例えば、制御回路712と送信処理回路713と受信処理回路714に対応する。第10の実施形態の通信処理装置は、1チップICの形態、複数のチップICからなる形態のいずれも含む。
送信回路722は、DA変換回路715、716によりDA変換されたフレーム(より詳細にはフレームを含む物理パケット)の信号から所望帯域の信号を抽出する送信フィルタ、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、フィルタリング後の信号を無線周波数にアップコンバートするミキサ、アップコンバート後の信号を増幅するパワーアンプ(PA)等を含む。RF部721は、PAにより増幅された送信信号をアンテナ741−1〜741−Nに出力する。
受信回路723は、アンテナ742−1〜742−Nで受信された信号を増幅するLNA(低雑音増幅器)、発振装置から供給される一定周波数の信号を利用して、増幅後の信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサ、ダウンコーバート後の信号から所望帯域の信号を抽出する受信フィルタ等を含む。より詳細には、受信回路723は、不図示の低雑音増幅部で低雑音増幅された受信信号を互いに90 °位相のずれた搬送波により直交復調して、受信信号と同位相のI(In−phase)信号と、これより90 °位相が遅れたQ(Quad−phase)信号とを生成する。これらのI信号とQ信号は、ゲインが調整された後に、受信回路723から出力される。
受信処理回路714は、AD変換後の信号の復調処理(MIMO復調を含んでもよい)、プリアンブルおよびPHYヘッダを取り除く処理などを行い、処理後のフレームを制御回路712に渡す。
第1の実施形態に係る図2に示される無線通信装置11において、第1のRF部33のDA変換後のアナログ処理機能は送信回路722に実装されてもよく、D/A変換機能はDA変換回路715、716に実装されてもよい。第2のRF部34のAD変換前のアナログ処理機能は受信回路723に実装されてもよく、AD変換機能はAD変換回路717、718に実装されてもよい。第1のRF部33のDA変換前のデジタル処理機能は送信処理回路713に実装されてもよい。第2のRF部34のAD変換後のデジタル処理機能は受信処理回路714に実装されてもよい。干渉検出部35の機能は、例えば、受信処理回路714または制御回路712のうちの1つに、または2つ以上に分散して、実装されてもよい。
例えば、プロセッサは、プログラムを実行することにより、デジタル処理を行う機能として動作してもよい。
このように、前述の各実施形態の無線通信装置11、61、111、201、301、401、501が備える各構成要素において、ソフトウェア機能部が用いられてもよく、または、ソフトウェア機能部の代わりに、LSI等のハードウェア機能部が用いられてもよい。
Claims (17)
- 送信デジタル信号を送信RF信号に変換する第1のRF部と、
受信RF信号を受信デジタル信号に変換する第2のRF部と、
前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号との違いに基づいて干渉信号を検出する第1の干渉検出処理と、前記受信デジタル信号に含まれる既知信号のビット誤り率に基づいて干渉信号を検出する第2の干渉検出処理を行うベースバンド部と、を備え、
前記ベースバンド部は、前記送信デジタル信号を送信中は前記第1の干渉検出処理により干渉信号を検出し、前記受信デジタル信号を受信中は前記第2の干渉検出処理により干渉信号を検出する、
無線通信装置。 - 前記違いは、前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号とでビットが異なる割合である、
請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記送信RF信号を送信し、前記受信RF信号を受信するアンテナを備えた、
請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 送信デジタル信号を送信RF信号に変換する第1のRF部と、
受信RF信号を受信デジタル信号に変換する第2のRF部と、
前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号との違いに基づいて干渉信号を検出する第1の干渉検出処理を行い、前記受信デジタル信号に含まれる既知信号のビット誤り率に基づいて干渉信号を検出する第2の干渉検出処理を行い、前記受信デジタル信号と前記第2の干渉検出処理の干渉信号検出結果に基づいて干渉検出タイミングを生成する干渉検出タイミング生成処理を行い、前記干渉検出タイミング生成処理により生成された前記干渉検出タイミングに基づいて、前記第1の干渉検出処理により干渉信号を検出するタイミングで前記第2のRF部の受信周波数として前記第1のRF部の送信周波数と同じ周波数を設定するベースバンド部と、
を備え、FDDで前記送信デジタル信号および前記受信デジタル信号を通信する無線通信装置。 - 前記違いは、前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号とでビットが異なる割合である、
請求項4に記載の無線通信装置。 - 前記ベースバンド部は、前記受信デジタル信号に含まれる少なくとも制御信号と前記既知信号を多重分離するdemux処理を行い、前記干渉検出タイミング生成処理において、前記第2の干渉検出処理により測定された前記ビット誤り率を2倍した値が前記demux処理により得られた前記制御信号のビット遷移確率の値よりも小さい場合には前記第1の干渉検出処理により干渉信号を検出するタイミングとせず、それ以外の少なくとも一部のタイミングで前記第1の干渉検出処理により干渉信号を検出するタイミングとする、
請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記ベースバンド部は、前記第1の干渉検出処理において、前記送信デジタル信号に含まれる既知信号のビット誤り率に基づいて干渉信号を検出し、
前記第1の干渉検出処理と前記第2の干渉検出処理とは、ビット誤り率に関する閾値を変更したものである、
請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記ベースバンド部は、干渉信号を検出するタイミングの情報を含む通知信号を生成する通知信号生成処理を行い、前記通知信号生成処理により生成された通知信号を前記送信デジタル信号に含めるmux処理を行い、前記受信デジタル信号に含まれる通知信号を識別する通知信号識別処理を行い、前記干渉検出タイミング生成処理において、前記通知信号識別処理の識別結果に基づいて、前記干渉検出タイミングを生成する、
請求項4から請求項7のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記ベースバンド部は、前記第1の干渉検出処理を行うタイミングで、前記第2のRF部の利得を固定する、
請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記送信RF信号を送信する第1のアンテナと、
前記受信RF信号を受信する第2のアンテナを備えた、
請求項4から請求項9のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記第2のRF部は、前記第1の干渉検出処理のために前記受信RF信号を前記受信デジタル信号に変換する第3のRF部と、前記第2の干渉検出処理のために前記受信RF信号を前記受信デジタル信号に変換する第4のRF部と、を有する、
請求項4から請求項8のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 前記送信RF信号を送信する第1のアンテナと、
前記第4のRF部の処理のために前記受信RF信号を受信する第2のアンテナと、
前記第3のRF部の処理のために前記受信RF信号を受信する第3のアンテナと、を備えた、
請求項11に記載の無線通信装置。 - 前記送信RF信号を送信し、前記第3のRF部の処理のために前記受信RF信号を受信する第1のアンテナと、
前記第4のRF部の処理のために前記受信RF信号を受信する第2のアンテナと、を備えた、
請求項11に記載の無線通信装置。 - 前記ベースバンド部は、前記第1の干渉検出処理と前記第2の干渉検出処理を、共通の干渉検出部により行う、
請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 通信相手となる他の無線通信装置とで同じチャネルで同時に干渉信号を検出することが可能である、
請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - 第1のRF部が、送信デジタル信号を送信RF信号に変換し、
第2のRF部が、受信RF信号を受信デジタル信号に変換し、
ベースバンド部が、前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号との違いに基づいて干渉信号を検出する第1の干渉検出処理と、前記受信デジタル信号に含まれる既知信号のビット誤り率に基づいて干渉信号を検出する第2の干渉検出処理を行い、
前記ベースバンド部は、前記送信デジタル信号を送信中は前記第1の干渉検出処理により干渉信号を検出し、前記受信デジタル信号を受信中は前記第2の干渉検出処理により干渉信号を検出する、
無線通信方法。 - 前記違いは、前記受信デジタル信号と前記送信デジタル信号とでビットが異なる割合である、
請求項16に記載の無線通信方法。
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