JPH0818486A - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遅延波の与える符号間干渉を低減し、高品質
な無線伝送を可能とする。 【構成】 送信機１は、パケット送信の際に、チャ−プ
周波数間隔及び周期に基づいて、直接波と遅延波が分離
できるよう送信信号の搬送波周波数を変化させて信号を
送出する。受信機２は、受信した信号の通過帯域を搬送
波周波数の変化に追従して変化させて、受信した信号を
直接波と遅延波に分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信システムおよ
び無線通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化の進展に伴いオフィスや工
場等においてコンピュータや端末等の装置間でデータを
送受信する通信システムの導入が盛んである。また、小
型コンピュータや携帯電話等の普及に伴って、端末の可
搬利用への応用等の多様なニーズから端末間を無線化し
た無線ＬＡＮ等の無線通信システムの導入の要望が高ま
っている。

【０００３】しかし、建物内で電波を放射すると、壁や
天井等で反射・散乱・遮蔽等の影響でマルチパスと呼ば
れる現象が生じる。このマルチパス現象は、時間軸上で
見た場合には信号到着までの遅延時間にばらつきが生
じ、そのために復調系で符号間干渉を来す原因となる。
図８はこの符号間干渉を説明する図である。同図（ａ）
は送信アンテナからインパルスとして送信された電波が
伝送路を伝搬した後、受信アンテナに到来した様子を示
したものであり、直接受信アンテナに到着した直接波
と、壁や天井等で反射した後受信アンテナに到着した遅
延波の２波が到着した例である。同図（ｂ）は（ａ）と
同じ伝送路に対し、送信アンテナから複数のシンボル列
を送出した場合を示したものである。同図に示すように
送信されたシンボル列の直接波と遅延波が第２番目以降
のシンボルで重なることが判る。これによって第２番目
以降のシンボルでは前のシンボルの遅延波によって符号
間干渉が生じるようになる。従って、このような劣悪な
伝送環境では自ずと伝送速度あるいは伝送距離に限界が
出てくることになる。よって、上述した無線通信システ
ムの実現にあたってはマルチパス対策が重要なポイント
となる。

【０００４】従来のマルチパス対策として考えられてい
るものを以下に説明する。

【０００５】（１）ダイバーシチ効果 マルチパスのある送受信アンテナ間の伝送特性は、アン
テナ位置、ならびに搬送周波数により大きく変化する。
これを利用したのがダイバーシチであり、送信あるいは
受信側で複数のアンテナを用いる空間（アンテナ）ダイ
バーシチや、異なる周波数にて同時伝送する周波数ダイ
バーシチが代表的である。

【０００６】空間ダイバーシチでは、２本のアンテナの
位置を 1/2波長離しただけで、Ｅb／Ｎ0 にて15dB程度
の改善が可能で、これによりＭＳＫ変調の伝送速度の上
限を２倍程度高められ、さらにビット誤り率も一桁程度
改善、すなわち室内見通しにて2.5Mb/s 、誤り率10^-5程
度まで伝送することができよう。

【０００７】また、図９に示すように、２本のアンテナ
で受信した信号の帯域内の振幅偏差を最小にするように
干渉波を逆相で合成するこの最小振幅偏差型スペースダ
イバーシチ等もある。

【０００８】（２）指向性アンテナ アンテナに指向性を持たせることにより、不要波受信の
防止、少ない送信電力でより長距離の伝送が可能とな
る。しかし、ノートブック型パソコン等のような可搬型
機器に適用するには指向性の制御が課題となる。

【０００９】（３）マルチキャリア伝送 上述したように一つのキャリアで伝送できる速度には限
界があるが、図１０に示すように、例えば10Mb/sの情報
速度を複数のキャリアにて並列伝送すれば、キャリア当
たりの伝送速度を低減できる。ただしキャリア数が増え
れば変復調器数の増加、出力段増幅器での非線形性に起
因した相互変調が問題となってくる。前述した消費電
力、無線装置の大きさ等を考慮すると、４キャリア程度
までが現実的と言えよう。

【００１０】（４）スペクトラム拡散技術 スペクトラム拡散変調とは、図１１に示すように、ＱＰ
ＳＫなど通常の狭帯域変調信号をさらに拡散変調するこ
とによって情報を広帯域に拡散させる方式である。情報
の拡散に伴う周波数ダイバシチ効果により冗長性を持た
せられるため、多少の周波数選択性フェージングあるい
は妨害波等に遭遇しても伝送品質の劣化を抑圧できる。
他に電力密度が低くなることなどから他へ妨害を与えに
くい、情報の秘話・秘匿性に優れている、過負荷通話が
可能等の特徴があり、移動通信を含めた幅広い応用が各
所で研究されている。拡散変調にはＰＮ系列（拡散符
号）を直接乗じる直接拡散（ＤＳ：direct sequence ）
方式と、送信周波数をＰＮ系列に応じて切り換え（ホッ
プ）る周波数ホッピング（ＦＨ：frequency hopping）
方式、あるいはこれらを組み合わせた方式等がある。基
底帯域幅と拡散帯域幅との比である拡散率を 100以上に
設定するのが一般的である。米国ＦＣＣがＩＳＭバンド
にてスペクトラム拡散変調を認めたことが契機となっ
て、無線ＬＡＮの商品化が相次ぐようになってきてい
る。

【００１１】（５）耐マルチパス変調技術 耐マルチパス変調技術とは、図１２に示すように、ＱＰ
ＳＫ等の狭帯域変調を行う際にシンボル単位で中心周波
数を変化させて周波数ダイバシチ効果を狙ったり（ＱＰ
ＳＫ−ＶＰ）、ＲＺ（return to zero）信号を用いて遅
延分散に伴う符号間干渉を抑圧したり（ＰＳＫ−ＲＺ）
するものである。一般に、所要周波数帯域幅が狭帯域変
調の２倍程度必要になるが、室内見通しにて3Mb/s （ビ
ット誤り率：10^-6以下）まで伝送可能とする実験報告が
ある。

【００１２】（６）波形等化技術 波形等化技術とは、受信側にて反射波の伝送路特性を推
定し、これをもとに生成した疑似反射波成分を受信波か
ら除去しようとするものである。図１３は適用等化器の
基本構成を示した図である。このように、受信器の前段
にデジタル通信系に存在する符号間干渉や雑音による劣
化を補償するための等化器を配置し、この等化器を伝送
路の特性に応じて制御するものである。この等化器は、
移動通信等では伝送速度が低いためデジタル信号処理技
術が広く用いられているが、10Mb/sもの高速になるとＣ
ＣＤ等を用いたアナログ信号処理技術の適用が現実的と
なろう。なお、適応フィルタにて常時最適化が図られる
ため、移動体通信など伝送環境が刻々変化するものへの
適用に向いている。

【００１３】上述のような各種対策を施しても誤りなし
に伝送することは困難であり、何らかの誤り制御が必要
になる。誤り制御には受信側からの応答信号の返送を前
提とする再送方式（ＡＲＱ：automatic repeat reques
t）と、順方向伝送路だけで通信品質の改善を図ろうと
する順方向誤り訂正方式とに大別され、さらに後者は誤
り訂正符号方式と多数回送出方式と分類することができ
る。

【００１４】再送方式 再送方式は前述の時間ダイバシチ効果を期待したもの
で、応答信号の有無を一定時間監視する必要があるため
最大システム遅延時間に問題を生じ、無線モジュールに
て終端、すなわちブリッジ機能を各モジュールに内蔵さ
せる必要がある。 誤り訂正符号方式 誤り訂正符号方式は情報に冗長ビットを付加し誤り検出
と訂正を行うもので、設計想定量以下の誤りであれば受
信側で正しい情報に復元することができる。しかしなが
ら、リードソロモン等の複雑な符号方式では一般に復号
処理に 100μSオーダの時間を要し最大システム遅延時
間に支障を来す。フェージングの影響が大きい時は激し
いバースト誤りを生じるのに対して、緩慢な時はビット
誤りを生じない（エラーフリー）等、室内無線伝搬に特
有な誤り発生パターンの特徴を踏まえた処理時間の短い
符号方式の選択が必要である。

【００１５】多数回送出方式 多数回送出方式は時間または周波数ダイバシチ効果を利
用したもので、同じ情報を複数回送出し受信側にて多数
決判定または誤りのなかった情報を選択する方式であ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このようにマルチパス
による符号間干渉を防止するため、従来から各種の技術
が提案されているが、その効果が完全でないことから、
各種の誤り制御を行う必要があった。

【００１７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、マルチパスによる符号間干渉を防止
し、高品質で高速の無線通信を実現することができる無
線通信システム及び無線通信方法を提供することを目的
としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、無線伝送路の伝搬特性に関
する情報を参照して直接波と遅延波が分離できるよう送
信信号の搬送波周波数を変化させて信号を送出する送信
手段と、受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の
変化に追従して変化させて、受信した信号の直接波と遅
延波を分離する受信手段とを具備する。

【００１９】請求項２記載の発明は、無線伝送路の伝搬
特性に関する情報を記録する記録手段と、前記記録手段
により記録された情報を参照して直接波と遅延波とが分
離できるよう送信信号の搬送波周波数を変化させて信号
を送出する送信手段と、受信した信号の通過帯域を前記
搬送波周波数の変化に追従して変化させて、受信した信
号の直接波と遅延波とを分離する受信手段とを具備す
る。

【００２０】請求項３記載の発明は、無線通信システム
を構成する１つ無線端末にテスト信号を送信させ、該テ
スト信号を受信した他の無線端末に該テスト信号の受信
結果を応答させることによって無線伝送路の伝搬特性に
関する情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手
段により収集された情報を記録する記録手段と、前記記
録手段により記録された情報を参照して直接波と遅延波
とが分離できるよう送信信号の搬送波周波数を変化させ
て信号を送出する送信手段と、受信した信号の通過帯域
を前記搬送波周波数の変化に追従して変化させて、受信
した信号の直接波と遅延波とを分離する受信手段とを具
備する。

【００２１】請求項４記載の発明は、無線伝送路の伝搬
特性に関する情報から直接波と遅延波との到着時間差を
算出し、搬送波周波数が変化する周波数帯域及び周期を
含む搬送波変化パターンを算出するパターン算出手段
と、前記パターン算出手段により算出された搬送波変化
パターンに基づき、送信信号の搬送波周波数を変化させ
て信号を送出する送信手段と、受信した信号の通過帯域
を前記搬送波周波数の変化に追従して変化させて、受信
した信号の直接波と遅延波を分離する受信手段とを具備
する。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１記載の無
線通信システムにおいて、前記送信手段は、パケット送
信前に搬送波周波数を変化させたトレーニング信号を送
出し、前記受信手段は、該トレーニング信号を受信して
前記搬送波周波数の変化パターンを学習するものであ
る。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１記載の無
線通信システムにおいて、前記受信手段は、受信した信
号の位相変化量を推定する手段と、この位相変化量を補
正する手段を具備する。

【００２４】請求項７記載の無線通信方法は、送信時
に、無線伝送路の伝搬特性に関する情報を参照して直接
波と遅延波が分離できるよう送信信号の搬送波周波数を
変化させて信号を送出し、受信時に、受信した信号の通
過帯域を前記搬送波周波数の変化に追従して変化させ
て、受信した信号の直接波と遅延波を分離するものであ
る。

【００２５】

【作用】本発明では、送信時に、無線伝送路の伝搬特性
に関する情報を参照して直接波と遅延波が分離できるよ
う送信信号の搬送波周波数を変化させて信号を送出し、
受信時に、受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数
の変化に追従して変化させて、受信した信号の直接波と
遅延波を分離しているので、符号間干渉を低減でき、高
品質で高速の無線通信が実現可能となる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づき
説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施例に係る無線通信シ
ステムの構成を示す図であり、図中１は送信機、２は受
信機である。送信機１はパケットを使ってデータを無線
で送信する機能を有する。受信機２は、無線で送信され
たパケットを受信してデータを再生する機能を有する。
ここでは、送信機１と受信機２は、それぞれ送信機能、
受信機能だけをもつように説明しているが、実際には例
えばトランシーバーが想定される。

【００２８】パケットの送信に先だち、送信機１と受信
機２との間で、以下の手順で無線伝送路の伝搬特性が測
定され、その結果がやりとりされる。

【００２９】まず、送信機１は、受信機２に対して例え
ば図２に示すテスト信号３を送出する。図２に示すテス
ト信号３は、周期Ｔ0 の間に周波数がｆ0 からｆn まで
一次関数的にチャ−プする信号を３回繰り返したもので
ある。

【００３０】送信機１は、このテスト信号３を送信した
後、受信機２に対して周波数がｆ0を使って受信機２の
アドレスを含んだパケット４を送出する。

【００３１】受信機２は、テスト信号３及びパケット４
を周波数ｆ0 で受信する。

【００３２】図３に受信機による２テスト信号３及びパ
ケット４の受信例を示す。テスト信号３は周波数がチャ
−プされているため周波数ｆ0 で受信した信号はインパ
ルス応答の形で受信される。このため、同図に示すよう
に、送信された信号の直接波と遅延波の２波が別々に到
着する。ここで、５ａ〜５ｃは送信されたテスト信号の
直接波を示し、６ａ〜６ｃは送信されたテスト信号の遅
延波を示す。

【００３３】受信機２は、この直接波と遅延波の信号レ
ベルおよび到着時間を求め、送信機１にこれらの情報を
含んだパケットを返答する。ここでは、送信機１と受信
機２は、実際にはトランシーバーであると想定してい
る。

【００３４】以上の手順で、送信機１は、受信機２より
無線伝送路の伝搬特性について応答をもらう。送信機１
は、受信した無線伝送路の伝搬特性に基づき、搬送波周
波数のチャ−プ周波数間隔と周期を算出する。送信機１
は、求めたチャ−プ周波数間隔及び周期の結果をメモリ
上に記録する。送信機１は、メモリ上に記録されたチャ
−プ周波数間隔及び周期の結果をその後のパケット送信
の際に参照する。つまり、送信機１は、パケット送信の
際に、メモリ上に記録されたチャ−プ周波数間隔及び周
期の結果をもとに、直接波と遅延波が分離できるよう送
信信号の搬送波周波数を変化させて信号を送出する。一
方、受信機２は、受信した信号の通過帯域を搬送波周波
数の変化に追従して変化させて、受信した信号を直接波
と遅延波に分離する。これにより、遅延波の与える符号
間干渉を低減し、高品質な無線伝送を可能とする。

【００３５】なお、上述した手順は、必ずしもパケット
ごとにやる必要はない。上述した手順は、送信機１と受
信機２の間の伝搬環境が変化しないような期間で実行す
ればよい。これにより、符号間干渉をなくしつつ、通信
効率の向上が図れる。

【００３６】また、上述の説明では送信機１上のメモリ
上に記録するとしたが、特別に上記情報を管理する無線
端末をシステム内に設け、この無線端末上のメモリ内に
上記情報を記録しておき、送信を要求する別の無線端末
は、常にこの上記情報を記録した無線端末３に聞くよう
にしてもよい。これにより、各無線端末のメモリ資源を
有効に利用できるようになる。

【００３７】さらに、上述の例では送信機１と受信機２
との間で、テスト信３号及びパケット４のやりとりをし
たが、予め測定器等を使って測定した結果を送信機１に
入力するようにしてもよい。これにより、上記の手順を
送信機１と受信機２との間で行うことは不要となり、通
信効率の向上及びメモリ資源の有効利用が図れる。特
に、この方法は、伝搬環境が変化しないシステムには有
効である。

【００３８】次に、搬送波周波数の変化パターンについ
て具体的な例を示して説明する。

【００３９】例えば、受信機２から通知された直接波と
反射波の遅延時間差がＴであり、要求されている伝送速
度がＲであるとする。このとき、搬送波周波数が時間Ｔ
の間に少なくとも伝送帯域分シフトするように、周波数
間隔Ｂ、周期Ｔ0 は、以下の関係を満足するように求め
てよい。

【００４０】 Ｔ0 ＝ａＴ（ａ≧1 ） …（１） Ｂ ＝ｂＲ（ｂ≧1 ） …（２） ここで、送信信号の１シンボル時間をＴs とし、直接波
と遅延波の遅延時間差Ｔの２倍の間にｎシンボル分シフ
トするものとすれば、 Ｔ0 ＝ 2Ｔ …（１ａ） ｎ ＝Ｔ0 ／Ｔs …（３） Ｂ ＝ｎＲ＝（ 2Ｔ／Ｔs ）×Ｒ …（２ａ） となる。

【００４１】図４は搬送波を変化させたときの信号の到
着例を示したものであり、図中横軸は時間を示し、縦軸
は受信レベル、斜軸は周波数を示している。

【００４２】伝送速度をＲ＝100Mb/s 、チャープ周波数
の初期値をｆ0 ＝60GHz とし、直接波と遅延波の遅延時
間差は上述した送信機１と受信機２とのやりとりの結果
がＴ＝20nsecであったときの例である。ここでは、
（１）〜（３）式を使ってチャープの周期はＴ0 ＝40ns
ec、１周期に送られるシンボル数はｎ＝4 、チャープの
周波数間隔Ｂ＝400MHzとしている。直接波と遅延波は、
20sec の遅延差を保ちながら共に周波数が 60GHz〜60.4
GHz まで変化する。そのため、時刻ｔ＝40nsecのときに
は、受信アンテナにはｆ0 ＝60GHz の遅延波とｆ2 ＝6
0.2GHz の直接波とが同時に到着する。しかしながら、
この遅延波の周波数ｆ0 と直接波の周波数ｆ2では200MH
zの周波数差があるため、受信側で60.2GHz を中心に通
過帯域幅100MHzのフィルタを通せばｆ2 ＝60.2GHz の直
接波成分のみが取り出せることがわかる。 以上は直接
波と遅延波の２波の遅延時間の差から搬送波の変化パタ
ーンを求めた例を示したが、本発明では、受信側で直接
波のみ取り出せるようなパターンを伝送路の特性から算
出すればよいのでって、従ってさらに多くの波が到着す
る環境では受信レベルの情報も参照して搬送波の変化パ
ターンを設定するようにすればよい。

【００４３】図５に送信機１の具体的構成を示す。な
お、以下の説明では、本発明の動作を容易に理解できよ
うにするため、搬送波の変化パターンは、一定周期でチ
ャープするものとする。図５において、１０は変調器、
２０はミキサー、３０はバンドパスフィルタ、４０はア
ンテナ、５０は送信データのシンボル数を計数するカウ
ンタ、６０はチャープ制御回路である。また、７０は送
信相手ごとに搬送波変化パターン（例えば、チャープす
べき搬送波の帯域幅およびチャープ周期）が記録された
メモリ、８０は入力された電圧に応じて発振周波数が変
わる電圧制御発振器、９０は送信開始信号、９１は送信
データ、９２は送信クロックである。

【００４４】送信データ９１は、送信開始信号９０およ
び送信クロック９２と共に変調器１０に入力され変調信
号が生成される。この変調器１は、ＱＰＳＫやＦＳＫ等
の従来用いられている変調器を用いてよい。また、送信
データ９１の変調と並行して、チャープ制御回路６０
は、メモリ７０上に書き込まれた搬送波変化パターンを
読み出し、この搬送波変化パターンに従って、電圧制御
発振器８０の発振周波数をチャープするよう制御する。
このとき、カウンタ５０は、変調器１０に入力された送
信データ９１のシンボル数を計測し、ｎシンボル毎にチ
ャープ制御回路６０にリセット信号１１を送信する。チ
ャープ制御回路６０はリセット信号１１を受信すると、
電圧制御発振器８０に対して発振周波数を初期値に変更
した後に再び発振周波数をチャープするよう指示する。
つまり、電圧制御発振器８０の発振周波数がｎシンボル
の周期でｆc0〜ｆcnまでチャープされる。ミキサー２０
に入力された変調信号は、電圧制御発振器８０からのロ
ーカル周波数ｆc （ｆc0＜ｆc ＜ｆcn）が乗じられた
後、周波数ｆi ±ｆc の高周波信号に変換されてバンド
パスフィルタ３０に出力される。バンドパスフィルタ３
０は、ｆi ＋ｆc0〜ｆi＋ｆcnの信号のみ通過させ不要
な周波数成分をカットする。バンドパスフィルタ３０の
出力信号は、アンテナ４０を介して無線電波として送信
される。ちなみに、このとき、アンテナ４０から送信さ
れる無線電波の最も低い周波数ｆ0 はｆ0＝ｆi ＋ｆc0
であり、最も高い周波数ｆn はｆn ＝ｆi ＋ｆcnとな
る。

【００４５】図６に受信機２の具体的構成を示す。同図
において、１３０は受信アンテナ、１３１はバンドパス
フィルタ、１３２はミキサー、１３４は電圧制御発振
器、１３５はローパスフィルタ、１３６はサンプリング
回路、１３７はＡ／Ｄコンバータ、１３８はメモリ、１
３９は位相推定回路、１４０は位相補正回路、１４１は
積分器、１４２は判定器である。アンテナ１３０にて受
信した信号は、バンドパスフィルタ１３１にて帯域を制
限された後、ミキサー１３２にて電圧制御発振器１３４
から出力された局部周波数信号によって周波数を変換さ
れ、ローパスフィルタ１３５によってベースバンド帯の
信号として抽出される。このとき、電圧制御発振器１３
４から出力される局部周波数信号は、後述するチャープ
同期方法によって受信信号に同期してチャープするた
め、ローパスフィルタ１３５からはその時点における搬
送波周波数を中心とした帯域ＷＬの信号が主成分となっ
て取り出される。そのため、図４で説明したように、そ
の時点での直接波のみこのローパスフィルタ１３５を通
過する。したがって、前のシンボルの信号の遅延波が後
ろのシンボルに与える符号干渉の影響を回避した復調が
可能となる。

【００４６】このローパスフィルタ１３５から後段はチ
ャープ同期が受信側で確実に取れていた場合には、従来
の無線受信機にて使用されている復調回路によってデー
タの復調が可能である。しかし、実際は受信側のローカ
ル周波数のチャープと送信元のチャープの同期がずれて
いる場合が生じる。ここでは、このずれを補正する復調
方式である蓄積一括変換方式による復調方式を例に取り
上げて説明する。

【００４７】この蓄積一括方式による復調では、ローパ
スフィルタ１３５からの出力は、サンプリング回路１３
６にてサンプリングされた後、Ａ／Ｄ変換１３７によっ
てデジタル値に変換される。デジタル化されたサンプル
データは、メモリ１３８上に蓄積される。位相推定回路
１３９は、メモリ１３８上のサンプルデータから位相の
変化のオフセット周波数及び初期位相誤差を推定する。
その後、位相補正回路１４０は、メモリ１３８上のサン
プルデータを取り出し、位相推定回路１３９が推定した
周波数及び初期位相誤差を参照して各サンプル値の位相
補正を行う。位相の補正が行われたサンプルデータは、
１シンボル毎に積分器１４１によって合成され、その
後、判定器１４２によってデータの符号種別が判定され
る。

【００４８】ここで、位相推定回路１３９による位相推
定アルゴリズムは、例えば変調方式がＱＰＳＫの場合に
は以下のようにして実現できる。

【００４９】まず、アンテナ１３０で受信した信号Ｓ
(t) は、時刻ｔにおいて直接波である搬送波周波数ｆk
の信号をＳk(t)とし、遅延波である搬送波周波数ｆi の
信号をＳi(t)とすれば、以下の式で表される。

【００５０】 Ｓ(t) ＝Ｓk(t)＋Ｓi(t) …（４） 但し、 Ｓk(t)＝ak(t) ・ cos(2πfk・t)＋bk(t) ・ sin(2πfk・t) …（５） Ｓi(t)＝ai(t) ・ cos(2πfi・t)＋bi(t) ・ sin(2πfi・t) …（６） ここで、ａk(t)、ａi(t)は、同相成分データ信号、ｂk
(t)、ｂi(t)は直交成分データ信号、ｆk 、ｆi は搬送
波周波数である。ミキサー１３２において、Ｓ(t) を参
照周波数ｆr にて乗算し、帯域Ｗのローパスフィルタ１
３５を通過させたとき、このローパスフィルタ１３５の
出力の同相成分ｃ(t) 、直交成分ｄ(t) は以下の式で示
される。

【００５１】 ｃ(t) =ak(t)・ cos(2π△ f・t+θ0)-bk(t)・ sin(2π△ f・t+θ0) …（７） ｄ(t) =bk(t)・ cos(2π△ f・t+θ0)+ak(t)・ sin(2π△ f・t+θ0) …（８） ここで、△ｆは希望信号の搬送波周波数ｆk と受信側の
参照周波数ｆr とのオフセット周波数であり、θ0 は位
相誤差である。

【００５２】（７）、（８）式で示した同相成分ｃ(t)
および直交成分ｄ(t) は、周期Ｔsのサンプリングによ
って以下の式の値をもつＸi 、Ｘq としてメモリ１３８
に蓄積される。

【００５３】

【数１】 次に、これらの蓄積されたデータからオフセット△ｆと
位相誤差θ0 を求める。 時刻τj の信号の位相θj は
メモリ上に蓄積されたサンプル値より以下の式で表され
る。

【００５４】 θj ＝ tan^-1［Ｘi(τj)／Ｘq(τj)］ …（１１） 上述した位相推定回路１３９は、（８）式を使ってメモ
リ１３８に蓄積されたデータからそれに対応する位相θ
j を求める。これをプロットしたものを図７（ａ）に示
す。同図において、○はＱＰＳＫ送信時の位相シフトが
0 の場合、●はπ/4の場合を示している。同図に示すよ
うに（１１）式によって算出される位相θは±πの値を
とる。次に、連続するサンプル間で位相の差θi −θi-
1 を求めると図７（ｂ）に示すようにシンボル間で送信
時の位相が変化した場合及び位相が±πを跨ぐ場合に他
と大きく異なる値をとることがわかる。そして、１サン
プル時間の間におけるサンプルの位相変化がπ/4の範囲
になるように補正を行った後、これらの値を順に加えれ
ば、図７（ｃ）に示すような一次直線が得られる。この
直線の傾きならびに縦軸の切片を回帰計算によって求め
れば、それぞれ△ｆおよびθ0 が得られる。ここで求め
た△ｆおよびθ0 を以下の式に代入すれば、位相補正回
路１４０では復調データの同相成分と直交成分に対し位
相変化量の補正が可能となる。

【００５５】

【数２】 その後、このａ(nT)およびｂ(nT)をそれぞれ１シンボル
毎に集めてその後符号の判定を行えば復調データが得ら
れる。

【００５６】かくして、受信機２においてアンテナ１３
０に到着した信号のうち直接波成分を取り出して復調を
行うことができる。

【００５７】なお、チャープ信号の同期は、図２と同様
に送信機１がパケットの送信に先立って周波数ｆ0 から
ｆn の範囲を周期Ｔ0 で変化するテスト信号を送出し、
受信２は周波数ｆ0 で待機し、周波数ｆ0 にて受信され
た信号からチャープ信号の同期を算出するようにしても
よい。

【００５８】また、上記で説明した位相推定アルゴリズ
ムを使ってメモリ上に蓄積されたデータからオフセット
周波数△ｆ及び初期位相誤差θ0 を求めて、周期Ｔ0 を
以下の式を使って算出してもよい。

【００５９】 Ｔ0 ＝（ｆn −ｆ0 ）／△ｆ … （１４）

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、マルチパスによって引
き起こされる符号間干渉の影響を低減することができ
る。これにより、高品質な高速伝送を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る無線通信システムの
構成例。

【図２】 本発明の一実施例に係るテスト信号およびパ
ケットの送信例。

【図３】 本発明の一実施例に係るテスト信号およびパ
ケットの受信例。

【図４】 本発明の原理を説明するための搬送波を変化
させた信号の到着例。

【図５】 図１に示す送信機の構成例。

【図６】 図１に示す受信機の構成例。

【図７】 本発明の一実施例に係る位相推定回路の動作
説明図。

【図８】 符号間干渉を説明するための図。

【図９】 従来のマルチパス対策技術である最小振幅偏
差スペースダイバーシチを説明する図。

【図１０】 従来のマルチパス対策技術であるマルチキ
ャリア伝送を説明する図。

【図１１】 従来のマルチパス対策技術であるスペクト
ル拡散方式の原理図。

【図１２】 従来のマルチパス対策技術であるＱＰＳＫ
−ＶＰを説明する図。

【図１３】 従来のマルチパス対策技術である適応等価
化器を説明する図。

【符号の説明】

１…送信機、２…受信機、３…テスト信号、４…パケッ
ト、５ａ〜５ｃ…テスト信号の直接波、６ａ〜６ｃ…テ
スト信号の遅延波、７…パケット、１０…変調器、２０
…ミキサー、３０…バンドパスフィルタ、４０…送信ア
ンテナ、５０…カウンタ、６０…チャープ制御回路、７
０…メモリ、８０…電圧制御発振器、１３０…受信アン
テナ、１３１…バンドパスフィルタ、１３２…ミキサ
ー、１３４…電圧制御発振器、１３５…ローパスフィル
タ、１３６…サンプリング回路、１３８…メモリ、１３
９…位相推定回路、１４０…位相補正回路、１４１…積
分器１４２…判定器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/28 27/20 Ｚ 9297−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/00 ３１０ Ｂ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線伝送路の伝搬特性に関する情報を参
   照して直接波と遅延波が分離できるよう送信信号の搬送
   波周波数を変化させて信号を送出する送信手段と、 受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の変化に追
   従して変化させて、受信した信号の直接波と遅延波を分
   離する受信手段とを具備することを特徴とする無線通信
   システム。
2. 【請求項２】 無線伝送路の伝搬特性に関する情報を記
   録する記録手段と、 前記記録手段により記録された情報を参照して直接波と
   遅延波とが分離できるよう送信信号の搬送波周波数を変
   化させて信号を送出する送信手段と、 受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の変化に追
   従して変化させて、受信した信号の直接波と遅延波とを
   分離する受信手段とを具備することを特徴とする無線通
   信システム。
3. 【請求項３】 無線通信システムを構成する１つ無線端
   末にテスト信号を送信させ、該テスト信号を受信した他
   の無線端末に該テスト信号の受信結果を応答させること
   によって無線伝送路の伝搬特性に関する情報を収集する
   情報収集手段と、 前記情報収集手段により収集された
   情報を記録する記録手段と、 前記記録手段により記録された情報を参照して直接波と
   遅延波とが分離できるよう送信信号の搬送波周波数を変
   化させて信号を送出する送信手段と、 受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の変化に追
   従して変化させて、受信した信号の直接波と遅延波とを
   分離する受信手段とを具備することを特徴とする無線通
   信システム。
4. 【請求項４】 無線伝送路の伝搬特性に関する情報から
   直接波と遅延波との到着時間差を算出し、搬送波周波数
   が変化する周波数帯域及び周期を含む搬送波変化パター
   ンを算出するパターン算出手段と、 前記パターン算出手段により算出された搬送波変化パタ
   ーンに基づき、送信信号の搬送波周波数を変化させて信
   号を送出する送信手段と、 受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の変化に追
   従して変化させて、受信した信号の直接波と遅延波を分
   離する受信手段とを具備することを特徴とする無線通信
   システム。
5. 【請求項５】 請求項１記載の無線通信システムにおい
   て、 前記送信手段は、パケット送信前に搬送波周波数を変化
   させたトレーニング信号を送出し、 前記受信手段は、該トレーニング信号を受信して前記搬
   送波周波数の変化パターンを学習することを特徴とする
   無線通信システム。
6. 【請求項６】 請求項１記載の無線通信システムにおい
   て、 前記受信手段は、受信した信号の位相変化量を推定する
   手段と、この位相変化量を補正する手段を具備すること
   を特徴とする無線通信システム。
7. 【請求項７】 送信時に、無線伝送路の伝搬特性に関す
   る情報を参照して直接波と遅延波が分離できるよう送信
   信号の搬送波周波数を変化させて信号を送出し、 受信
   時に、受信した信号の通過帯域を前記搬送波周波数の変
   化に追従して変化させて、受信した信号の直接波と遅延
   波を分離することを特徴とする無線通信方法。