KR100887006B1 - 송신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

MIMO 시스템의 프리앰블의 구성을 절환한다. 기억부(116)는, 종래 시스템에서 규정된 프리앰블 신호와, MIMO 시스템에서 규정된 프리앰블 신호를 기억한다. 감시부(112)는, MIMO 시스템에 대응하지 않고 종래 시스템에 대응한 통신 장치의 존재를 감시한다. 전송로 특성 취득부(114)는, 수신 장치와의 사이의 무선 전송로의 특성을 도출한다. 선택부(110)는, 감시부(112)에서의 감시 결과에 기초하여, 패킷 포맷을 선택한다. 또한 선택부(110)는, 전송로 특성 취득부(114)에서 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, LTS의 배치를 선택한다.
프리앰블, 전송로, MIMO 시스템, 패킷 포맷, 푸리에 변환

Description

송신 방법 및 장치{SENDING METHOD AND DEVICE}
본 발명은, 송신 기술에 관한 것으로, 특히 패킷 형식의 신호를 송신하는 송신 방법 및 장치에 관한 것이다.
와이어리스 통신에서, 일반적으로 한계가 있는 주파수 자원의 유효 이용이 기대되고 있다. 주파수 자원을 유효하게 이용하기 위한 기술의 하나가, 어댑티브 어레이 안테나 기술이다. 어댑티브 어레이 안테나 기술은, 복수의 안테나에 의해 각각 송수신되는 신호의 진폭과 위상을 제어하여, 안테나의 지향성 패턴을 형성한다. 즉, 어댑티브 어레이 안테나를 구비한 장치는, 복수의 안테나에 의해 수신한 신호의 진폭과 위상을 각각 변화시키고, 변화된 복수의 수신 신호를 각각 가산하여, 그 진폭과 위상과의 변화량(이하, 「웨이트」라고 함)에 따른 지향성 패턴의 안테나에 의해 수신되는 신호와 동등한 신호를 수신한다. 또한, 웨이트에 따른 안테나의 지향성 패턴에 의해 신호가 송신된다.
어댑티브 어레이 안테나 기술에서, 웨이트를 산출하기 위한 처리의 일례는, 최소 제곱 오차(MMSE:Minimum Mean Square Error)법에 기초한 방법이다. MMSE법에서, 웨이트의 최적값을 부여하는 조건으로서 위너 해가 알려져 있으며, 또한 위너 해를 직접 푸는 것보다도 계산량이 적은 점화식도 알려져 있다. 점화식으로서는, 예를 들면, RLS(Recursive Least Squares) 알고리즘이나 LMS(Least Mean Squares) 알고리즘 등의 적응 알고리즘이 사용된다. 한편, 데이터의 전송 속도의 고속화와 전송 품질의 개선을 목적으로 하여, 데이터를 멀티 캐리어 변조하여, 멀티 캐리어 신호를 전송하는 경우가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특개평 10-210099호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
어댑티브 어레이 안테나 기술을 이용하여, 데이터의 전송 속도를 고속화하기 위한 기술에 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템이 있다. 상기 MIMO 시스템은, 송신 장치와 수신 장치가 각각 복수의 안테나를 구비하고 있으며, 각각의 안테나에 대하여 하나의 채널을 설정한다. 즉, 송신 장치와 수신 장치 사이의 통신에 대하여, 최대 안테나수까지의 채널을 설정하여, 데이터 전송 속도를 향상시킨다. 또한, 이러한 MIMO 시스템에 멀티 캐리어 신호를 전송하는 기술을 조합하면, 데이터의 전송 속도는 더욱 고속화된다. 한편, 송신 장치로부터 송신된 신호가 수신 장치로 정확하게 수신되기 위해서, 일반적으로 송신 신호는 기지 신호인 프리앰블을 포함한다. 일반적으로, 프리앰블 신호는 고정의 패턴으로 규정되어 있다. 그러나, 무선 전송로의 특성이나 패킷 이용 효율을 고려하여, 프리앰블 신호의 패턴이 변화되면, 무선 전송로의 특성 등에 대하여, 플렉시블한 무선 통신 시스템을 실현할 수 있다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 프리앰블 신호의 형식을 변화시키는 송신 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 임의의 양태의 송신 장치는, 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 제1 무선 통신 시스템과는 상이한 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 기억부와, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와, 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 송신부를 구비한다.
이 양태에 따르면, 제1 기지 신호의 유무를 절환하므로, 제2 무선 통신 시스템으로서, 제1 무선 통신 시스템과의 호환성과, 패킷 이용 효율의 향상을 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 양태도 또한, 송신 장치이다. 이 장치는, 복수의 캐리어를 사용하여 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 제1 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하기 위한 캐리어수와 동일한 캐리어수를 사용하면서 복수의 안테나로부터 병행하여 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 기억부와, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와, 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 송신부를 구비한다.
이 양태에 따르면, 제1 기지 신호의 유무를 절환하므로, 제2 무선 통신 시스 템으로서, 제1 무선 통신 시스템과의 호환성과, 패킷 이용 효율의 향상을 선택할 수 있다.
기억부에 기억된 제2 기지 신호는, 제2 무선 통신 시스템에서 신호를 송신할 안테나의 수에 따라서 복수의 종류 규정되어 있어도 된다. 안테나수에 따라서, 제2 기지 신호의 패턴을 변경하므로, 통신 품질을 개선할 수 있다.
선택부는, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 신호를 전송할 안테나의 수가 하나로 되면, 복수의 종류 규정된 제2 기지 신호 중 하나를 배치하여도 된다. 안테나수가 복수로부터 하나로 되어도, 복수의 안테나 중 하나에 대응한 제2 기지 신호를 사용하므로, 제1 무선 통신 시스템에의 절환이 불필요하게 된다.
선택부는, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 제1 기지 신호와 제2 기지 신호 사이에, 제2 기지 신호가 배치되어 있다는 취지를 나타낸 정보를 배치하여도 된다. 제1 기지 신호 뒤에 제2 기지 신호가 배치되어 있다는 취지를 나타낸 정보를 삽입하므로, 제1 무선 통신 시스템의 통신 장치에 대하여, 후단의 신호의 내용을 알릴 수 있다.
제2 무선 통신 시스템에 대응하지 않고 제1 무선 통신 시스템에 대응한 통신 장치의 존재를 감시하는 감시부를 더 구비하고, 선택부는 감시부에서의 감시 결과에 기초하여, 패킷 포맷을 선택하여도 된다. 제1 기지 신호의 유무의 절환을 제1 무선 통신 시스템의 단말 장치의 유무에 기초하여 실행하므로, 절환을 실행하여도 다른 통신 장치에 영향을 주지 않는다.
본 발명의 다른 양태도 또한, 송신 장치이다. 이 장치는, 소정의 패킷 포맷으로 규정된 신호를 복수의 안테나로부터 병렬로 송신하는 송신부와, 패킷 포맷의 선두 부분에 배치할 기지 신호를 기억하는 기억부와, 기지 신호를 패킷 포맷의 선두 부분에 배치할 때에, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 동일한 타이밍에서 송신되는 배치와, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 상이한 타이밍에서 송신되는 배치 중 어느 하나를 선택하는 선택부를 구비한다.
이 양태에 따르면, 복수의 안테나로부터 송신할 기지 신호의 배치를 변경하므로, 신호의 전송 품질과 패킷의 이용 효율을 선택할 수 있다.
신호를 송신할 무선 전송로의 특성을 도출하는 도출부와, 선택부는, 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, 기지 신호의 배치를 선택하여도 된다. 복수의 안테나로부터 송신할 기지 신호의 구성의 변경을 무선 전송로의 품질에 기초하여 실행하므로, 무선 전송로의 품질에 적합한 기지 신호의 구성을 선택할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 송신 방법이다. 이 방법은, 복수의 캐리어를 사용하여 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 제1 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하기 위한 캐리어수와 동일한 캐리어수를 사용하면서 복수의 안테나로부터 병행하게 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호가 규정되어 있으며, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하여, 신호를 전송한다.
본 발명의 또 다른 양태도, 송신 방법이다. 이 방법은, 제1 무선 통신 시스 템에서 규정된 제1 기지 신호와, 제1 무선 통신 시스템과는 상이한 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 스텝과, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 스텝과, 선택하는 스텝에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 스텝을 구비한다.
본 발명의 또 다른 양태도, 송신 방법이다. 이 방법은, 복수의 캐리어를 사용하여 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 제1 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하기 위한 캐리어수와 동일의 캐리어수를 사용하면서 복수의 안테나로부터 병행하게 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 스텝과, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 스텝과, 선택하는 스텝에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 스텝을 구비한다.
기억하는 스텝에 기억된 제2 기지 신호는, 제2 무선 통신 시스템에서 신호를 송신할 안테나의 수에 따라서 복수의 종류 규정되어도 된다. 선택하는 스텝은, 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 신호를 전송할 안테나의 수가 하나로 되면, 복수의 종류 규정된 제2 기지 신호 중 하나를 배치하여도 된다. 선택하는 스텝은, 제2 기지 신호의 전단에 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 제1 기지 신호와 제2 기지 신호 사이에, 제2 기지 신호가 배치되어 있다는 취지를 나타낸 정보를 배치하여도 된다.
제2 무선 통신 시스템에 대응하지 않고 제1 무선 통신 시스템에 대응한 통신 장치의 존재를 감시하는 스텝을 더 구비하고, 선택하는 스텝은, 감시하는 스텝에서의 감시 결과에 기초하여, 패킷 포맷을 선택하여도 된다. 기억하는 스텝에 기억된 제2 기지 신호는, 신호의 패턴이 상이한 복수의 부분을 포함하고, 선택하는 스텝은, 복수의 안테나로부터 동일한 타이밍에서 복수의 부분 중 적어도 하나를 각각 전송하는 제2 기지 신호의 배치와, 복수의 안테나로부터 상이한 타이밍에서 복수의 부분 중 적어도 하나를 각각 전송하는 제2 기지 신호의 배치를 선택하여도 된다. 신호를 전송할 무선 전송로의 특성을 도출하는 스텝과, 선택하는 스텝은, 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, 제2 기지 신호의 배치를 선택하여도 된다.
본 발명의 또 다른 양태도, 송신 방법이다. 이 방법은, 복수의 안테나로부터 병렬로 송신할 신호의 패킷 포맷의 선두 부분에 배치할 기지 신호에 대하여, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 동일한 타이밍에서 송신되는 배치와, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 상이한 타이밍에서 송신되는 배치 중 어느 하나를 선택한다.
본 발명의 또 다른 양태도, 송신 방법이다. 이 방법은, 소정의 패킷 포맷으로 규정된 신호를 복수의 안테나로부터 병렬로 송신하는 스텝과, 패킷 포맷의 선두 부분에 배치할 기지 신호를 기억하는 스텝과, 기지 신호를 패킷 포맷의 선두 부분에 배치할 때에, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 동일한 타이밍에서 송신되는 것과 같은 배치와, 기지 신호가 복수의 안테나로부터 상이한 타이밍에서 송신되는 배치 중 어느 하나를 선택하는 스텝을 구비한다. 신호를 송신할 무선 전송로의 특성을 도출하는 스텝과, 선택 스텝은, 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, 기지 신호의 배치를 선택하여도 된다.
또한，이상의 구성 요소의 임의인 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템, 기록 매체, 컴퓨터 프로그램 등의 사이에서 변환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
<발명의 효과>
본 발명에 따르면, 프리앰블 신호의 형식을 변화시키는 송신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 캐리어 신호의 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 포맷의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 개념을 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 송신 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 도 4의 제어부의 구성을 도시하는 도면.
도 6의 (a)~도 6의 (b)는 도 5의 선택부에서 선택되는 패킷 포맷을 도시하는 도면.
도 7의 (a)~도 7의 (b)는 도 5의 선택부에서 선택되는 LTS의 포맷을 도시하는 도면.
도 8은 도 5의 선택부에서 선택할 때에 사용되는 관계로서, 송신용 안테나의 수와 송신용 안테나로부터 송신되는 STS의 패턴의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 도 3의 수신 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 10은 도 9의 제1 무선부의 구성을 도시하는 도면.
도 11은 도 10의 상관부의 구성을 도시하는 도면.
도 12는 도 9의 제1 처리부의 구성을 도시하는 도면.
도 13은 도 3의 송신 장치에서의 송신 처리의 수순을 나타내는 플로우차트.
도 14는 도 3의 송신 장치에서의 송신 처리의 수순을 나타내는 다른 플로우차트.
<부호의 설명>
10 : 송신 장치
12 : 수신 장치
14 : 송신용 안테나
16 : 수신용 안테나
20 : 데이터 분리부
22 : 변조부
24 : 무선부
26 : 제어부
28 : 오류 정정부
30 : 인터리브부
32 : 프리앰블 부가부
34 : IFFT부
36 : GI부
38 : 직교 변조부
40 : 주파수 변환부
42 : 증폭부
100 : 통신 시스템
110 : 선택부
112 : 감시부
114 : 전송로 특성 취득부
116 : 기억부
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본 발명을 구체적으로 설명하기 전에, 개요를 설명한다. 본 발명의 실시예는, 복수의 안테나를 구비한 송신 장치와, 복수의 안테나를 구비한 수신 장치에 의해 구성되는 MIMO 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 실시예에 따른 MIMO 시스템은, 멀티 캐리어, 구체적으로는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식에 의해서 신호를 전송하고, 또한 전송되는 신호는 패킷 형식으로 규정되어 있다. 패킷 포맷의 선두 부분에는 프리앰블 신호가 배치되어 있으며, 신호를 수신한 수신 장치는, 프리앰블 신호에 기초하여 AGC(Automatic Gain Control)의 설정, 타이밍 동기, 캐리어 재생 등을 실행한다. MIMO 시스템에서는, 송신 장치의 복수의 안테나로부터 독립한 신호가 전송되고, 수신 장치는 어댑티브 어레이 신호 처리에 의해 수신한 신호를 분리하여, 원하는 신호를 복조한다.
한편, 송신 장치의 주변에 MIMO 시스템에 대응하고 있지 않는 수신 장치가 존재하는 경우가 있다(이하, MIMO 시스템에 대응하고 있지 않는 시스템을 「종래 시스템」이라고 함). 종래 시스템은, MIMO 시스템과 마찬가지로 OFDM 변조 방식에 의해 신호를 전송하지만, MIMO 시스템과 상이하고, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 하나의 채널을 설정하여 신호를 전송한다. 여기서, MIMO 시스템에만 대응한 프리앰블 신호를 부가하면, MIMO 시스템에서의 패킷 포맷에서의 신호 용장도를 작게 할 수 있지만, 종래 시스템에서는, 그와 같은 프리앰블 신호를 인식할 수 없으므로, 신호의 도래를 인식할 수 없는 경우가 있다. 이는, 종래 시스템이 CSMA를 사용하고 있으면, 캐리어 센스가 정확하게 실행되지 않는 것에 상당하고, 신호가 송신되어 있지 않다고 판단하여 스스로가 신호를 송신하므로, 신호의 충돌의 발생 확률이 증가한다.
그에 대하여, MIMO 시스템에서도, MIMO 시스템에만 대응한 프리앰블 신호의 전단에 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호를 부가하면, 종래 시스템의 수신 장치도 프리앰블 신호를 인식할 수 있으므로, 상술과 같은 문제가 발생하기 어려워진다. 그러나, 두 가지 시스템에 대응한 프리앰블 신호를 부가하므로, MIMO 시스템의 패킷 포맷에서의 신호 용장도가 커진다. 그 때문에, 본 실시예에 따른 송신 장치는, 종래 시스템에 대응한 수신 장치가 주변에 존재하고 있으면, 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호를 패킷 포맷의 선두에 부가하고, 한편, 종래 시스템에 대응한 수신 장치가 주변에 존재하고 있지 않으면, 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호를 패킷 포맷의 선두에 부가하지 않는다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 캐리어 신호의 스펙트럼을 나타낸다. 이는, 종래 시스템에서 송신되는 멀티 캐리어 신호와, MIMO 시스템의 하나의 안테나로부터 송신되는 멀티 캐리어 신호에 상당한다. 여기서, 종래 시스템은 IEEE802.11a 규격에 준거한 무선 LAN(Local Area Network)이라고 한다(이하, IEEE802.11a 규격에 준거한 무선 LAN도 「종래 시스템」이라고 함). OFDM 방식에서의 복수의 캐리어의 하나를 서브 캐리어라고 일반적으로 부르지만, 여기서는 하나의 서브 캐리어를 「서브 캐리어 번호」에 의해 지정하는 것으로 한다. IEEE802.11a 규격에서는 도시한 바와 같이, 서브 캐리어 번호 「-26」부터 「26」까지의 53서브 캐리어가 규정되어 있다. 또한, 서브 캐리어 번호 「O」은, 베이스 밴드 신호에서의 직류 성분의 영향을 저감하기 위해서, 널로 설정되어 있다. 또한, 각각의 서브 캐리어는, BPSK(Binary Phase Shift Keying), QSPK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM으로 변조되어 있다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 패킷 포맷의 구성을 나타낸다. 이는, 종래 시스템의 통화 채널에 상당한다. OFDM 변조 방식에서는, 일반적으로 푸리에 변환의 사이즈와 가드 인터벌의 심볼수의 합계를 하나의 단위로 한다. 이 하나의 단위를 본 실시예에서는 OFDM 심볼이라고 한다. 또한, 종래 시스템에서는, 푸리에 변환의 사이즈가 64(이하, 하나의 FFT(Fast Fourier Transform)의 포인트를 「FFT 포인트」라고 함), 가드 인터벌의 FFT 포인트수가 16이므로，OFDM 심볼은 80FFT 포인트에 상당한다.
패킷 신호는, 선두로부터 「40FDM 심볼」의 「프리앰블」, 「10FDM 심볼」의 「시그널」, 임의의 길이의 「데이터」를 배치한다. 프리앰블은, 수신 장치에서 AGC의 설정, 타이밍 동기, 캐리어 재생 등을 위해서 송신되는 기지 신호이다. 시그널은 제어 신호이며, 데이터는 송신 장치로부터 수신 장치에 전송할 정보이다. 또한, 도시한 바와 같이, 「40FDM 심볼」의 「프리앰블」은, 「20FDM 심볼」의 「STS(Short Training Sequence)」와 「20FDM 심볼」의 「LTS(Long Training Sequence)」로 분리된다. STS는, 10개의 신호의 단위 「t1」부터 「t10」에 의해 구성되어 있으며, 하나의 단위 「t1」 등은 16FFT 포인트로 되어 있다. 이와 같이 STS는, 시간 영역의 단위를 16FFT 포인트로 하고 있지만, 주파수 영역에서는, 상술한 도 1에 도시한 53서브 캐리어 중의 12 서브 캐리어를 사용하고 있다. 또한，STS는, 특히 AGC의 설정, 타이밍 동기에 사용된다. 한편，LTS는, 두가지 신호의 단위 「T1」과 「T2」와, 2배의 길이의 가드 인터벌 「GI2」에 의해 구성되어 있으며, 하나의 단위 「T1」 등은 64FFT 포인트로 되어 있으며, 「GI2」는, 32FFT 포인트로되어 있다. LTS는, 특히 캐리어 재생에 사용된다.
도 1에 도시한 바와 같은 주파수 영역의 신호는, S-26, 26으로 나타내고, 첨자가 서브 캐리어 번호를 나타낸다. 이러한 표기를 사용하면, 종래 시스템의 STS는, 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00001
「1+j」는, QPSK 변조된 STS의 신호점을 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템(100)의 개념을 나타낸다. 통신 시스템(100)은, 송신 장치(10), 수신 장치(12)를 포함한다. 또한, 송신 장치(10)는, 송신용 안테나(14)로 총칭되는 제1 송신용 안테나(14a), 제2 송신용 안테나(14b)를 포함하고, 수신 장치(12)는, 수신용 안테나(16)로 총칭되는 제1 수신용 안테나(16a), 제2 수신용 안테나(16b)를 포함한다.
송신 장치(10)는, 소정의 신호를 송신하지만, 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 상이한 신호를 송신한다. 수신 장치(12)는, 제1 수신용 안테나(16a)와 제2 수신용 안테나(16b)에 의해, 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신된 신호를 수신한다. 또한, 수신 장치(12)는, 어댑티브 어레이 신호 처리에 의해, 수신한 신호를 분리하여, 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신된 신호를 독립하여 복조한다. 여기서, 제1 송신용 안테나(14a)와 제1 수신용 안테나(16a) 사이의 전송로 특성을 h11, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 제2 수신용 안테나(16b) 사이의 전송로 특성을 h12, 제2 송신용 안테나(14b)와 제1 수신용 안테나(16a) 사이의 전송로 특성을 h21, 제2 송신용 안테나(14b)로부터 제2 수신용 안테나(16b) 사이의 전송로 특성을 h22로 하면, 수신 장치(12)는, 어댑티브 어레이 신호 처리에 의해, h11과 h22만을 유효하게 하여, 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신된 신호를 독립하여 복조할 수 있도록 동작한다.
여기서, 종래 시스템의 프리앰블 신호, 예를 들면 STS를 도 3의 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 각각 송신한 경우의 과제를 설명한다. 제1 송신용 안테나(14a)로부터 송신되는 신호를 S1(t), 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신되는 신호를 S2(t), 노이즈를 n1(t) 및 n2(t)로 하면, 제1 수신용 안테나(16a)에서 수신하는 신호를 X1(t), 제2 수신용 안테나(16b)에서 수신하는 신호를 X2(t)는, 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00002
제1 수신용 안테나(16a)에서 수신한 신호의 16FFT 단위에서의 강도는, 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00003
여기서, ∑S*1(t)S2(t)=Xc, ∑S*i(t)nj(t)=0, |nj(t)|2≒0의 관계를 사용하면, 강도는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00004
송신되는 신호 S1(t)와 S2(t)가 동일하며, 또한 h11=-h21의 경우는, 수신한 신호의 강도가 0으로 되므로, 수신 장치(12)의 AGC는 정확하게 동작하지 않는다. 또한, 일반적으로는 데이터 구간에서는 Xc가 0으로 간주할 수 있는 정도로 작아지므로, 데이터 구간의 수신 전력은 ｜h11｜2+｜h22｜2로 된다. 따라서, 데이터 구간과 STS 구간의 수신 전력의 차는, 수학식 4의 우변 제3항에서 나타낸 바와 같이, 2Re[h11h*21X*c]로 된다. 이로부터 알 수 있듯이, STS 구간의 Xc가 큰 경우에는, STS 구간의 전력과 데이터 구간의 전력이 크게 다르기 때문에，AGC가 정상적으로 동작하지 않는다. 따라서, MIMO 시스템에 대하여, 종래 시스템의 STS와 별개의 STS가 필요하게 되고, 또한 그들의 상호 상관값은 낮은 쪽이 바람직하다.
다음으로, 상술한 바와 같은 MIMO 시스템에 적합한 STS 등의 프리앰블 신호를 패킷 포맷의 선두 부분에 부가한 경우의 문제점을 설명한다. MIMO 시스템에 적합한 프리앰블 신호를 부가한 패킷 신호가 송신 장치(10)로부터 송신된 경우, 수신 장치(12)는 그 패킷 신호를 수신할 수 있다. 한편, 도시하지 않은 종래 시스템의 수신 장치도, MIMO 시스템에 적합한 프리앰블 신호를 부가한 패킷 신호를 수신한다. 그러나, 수신 장치가 미리 보유하고 있는 종래 시스템에서의 프리앰블 신호는, 패킷 신호에 부가된 프리앰블 신호와 서로 다르므로, 양자 사이에서 상관 처리를 실행하여도, 상관값이 소정의 값보다 커지지 않는다. 그 결과, 수신 장치는 패킷 신호를 검출할 수 없다. 또한, 수신 장치와 송신 장치가 일체로 통신 장치를 구성하고 있으면, 상술한 동작은, 통신 장치에서 패킷 신호가 검출되지 않은 것에 상당하므로, 통신 장치는 신호를 송신한다. 이는, 통신 장치에서 캐리어 센스가 정확하게 실행되고 있지 않는 것에 상당하고, 그 때문에 신호의 충돌이 발생하기 쉬워진다.
도 4는, 송신 장치(10)의 구성을 나타낸다. 송신 장치(10)는, 데이터 분리부(20), 변조부(22)로 총칭되는 제1 변조부(22a), 제2 변조부(22b), 제N 변조부(22n), 무선부(24)로 총칭되는 제1 무선부(24a), 제2 무선부(24b), 제N 무선부(24n), 제어부(26), 제N 송신용 안테나(14n)를 포함한다. 또한, 제1 변조부(22a)는, 오류 정정부(28), 인터리브부(30), 프리앰블 부가부(32), IFFT부(34), GI부(36), 직교 변조부(38)를 포함하고, 제1 무선부(24a)는, 주파수 변환부(40), 증폭부(42)를 포함한다.
데이터 분리부(20)는, 송신할 데이터를 안테나수에 따라서 분리한다. 오류 정정부(28)는, 오류 정정을 위한 부호화를 데이터에 행한다. 여기서는, 컨볼루션 부호화를 행하는 것으로 하고, 그 부호화율은 미리 규정된 값 중에서 선택한다. 인터리브부(30)는, 컨볼루션 부호화한 데이터를 인터리브한다. 프리앰블 부가부(32)는, 패킷 신호의 선두에 프리앰블 신호를 부가한다. 여기서, 프리앰블 부가부(32)가 부가하는 프리앰블 신호는 복수의 종류 규정되어 있으며, 제어부(26)로부터의 지시에 기초하여 어느 하나를 선택하지만, 그 상세 내용은 후술한다.
IFFT부(34)는 FFT 포인트 단위로 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 행하고, 복수의 서브 캐리어를 사용한 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환한다. GI부(36)는, 시간 영역의 데이터에 대하여, 가드 인터벌을 부가한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 프리앰블 신호와 데이터 신호에 대하여 부가하는 가드 인터벌은 상이하다. 직교 변조부(38)는, 직교 변조한다. 주파수 변환부(40)는, 직교 변조된 신호를 무선 주파수의 신호에 주파수 변환한다. 증폭부(42)는, 무선 주파수의 신호를 증폭하는 파워 앰프이다. 최종적으로, 복수의 송신용 안테나(14)로부터 신호가 병행하여 송신된다. 또한, 본 실시예에서는, 송신용 안테나(14)의 지향성은 무지향성이라고 하고, 송신 장치(10)는 어댑티브 어레이 신호 처리를 행하고 있지 않는 것으로 한다. 제어부(26)는, 송신 장치(10)의 타이밍 등을 제어하고, 또한 프리앰블 부가부(32)에서 부가할 프리앰블 신호를 선택한다.
이 구성은, 하드웨어적으로는 임의의 컴퓨터의 CPU, 메모리, 그 밖의 LSI로 실현할 수 있으며, 소프트웨어적으로는 메모리가 로드된 예약 관리 기능이 있는 프로그램 등에 의해 실현되지만, 여기서는 그들의 제휴에 의해 실현되는 기능 블록을 그리고 있다. 따라서, 이들 기능 블록이 하드웨어만, 소프트웨어만, 또는 그들 조합에 의해 여러가지 형으로 실현할 수 있는 것은, 당업자에게는 이해되는 바이다.
도 5는, 제어부(26)의 구성을 나타낸다. 제어부(26)는, 선택부(110), 감시부(112), 전송로 특성 취득부(114), 기억부(116)를 포함한다.
기억부(116)는, 종래 시스템에서 규정된 프리앰블 신호와, MIMO 시스템에서 규정된 프리앰블 신호를 기억한다. 상술한 바와 같이, 종래 시스템은, 복수의 서브 캐리어를 사용하여 신호를 전송하고, MIMO 시스템은, 종래 시스템의 서브 캐리어수와 동일한 서브 캐리어수를 사용하면서 복수의 송신용 안테나(14)로부터 병행하게 신호를 전송한다. 또한，MIMO 시스템에서 규정된 프리앰블 신호는, 신호를 송신할 송신용 안테나(14)의 수에 따라서 복수의 종류 규정되어 있다. 복수의 종 류 규정된 프리앰블 신호에 관해서는, 후술한다. MIMO 시스템의 프리앰블 신호도, 도 2에 도시한 종래 시스템의 프리앰블 신호와 마찬가지로，STS와 LTS를 포함하도록 규정되어 있다. 여기에서, STS와 LTS는, 신호의 패턴이 상이하다.
감시부(112)는, MIMO 시스템에 대응하지 않고 종래 시스템에 대응한 통신 장치의 존재를 감시한다. 여기에서, 송신 장치(10)와 도시하지 않은 수신 장치가 일체적으로 통신 장치, 예를 들면 MIMO 시스템에 대응한 기지국 장치를 구성하고 있는 것으로 한다. 수신 장치는, 수신한 신호 중, 종래 시스템의 통신 장치로부터 수신한 신호를 검색한다. 즉, 수신한 패킷 신호의 패킷 포맷이 도 2에 도시한 종래 시스템의 패킷 포맷에 해당하는지를 판정한다. 감시부(112)는, 소정의 기간에 걸쳐 수신 장치가 종래 시스템에서 규정된 패킷 신호를 검출하지 않은 경우에, 종래 시스템에 대응한 통신 장치가 존재하지 않는다고 판정한다. 한편, 소정의 기간 중에 수신 장치가 종래 시스템에서 규정된 패킷 신호를 검출한 경우에, 종래 시스템에 대응한 통신 장치가 존재한다고 판정한다.
전송로 특성 취득부(114)는, 수신 장치(12)와의 사이의 무선 전송로의 특성을 도출한다. 무선 전송로의 특성은, 소정의 방법으로 측정된다. 하나의 방법은, 도 3의 수신 장치(12)가 측정하는 것이며, 다른 방법은, 송신 장치(10)를 포함한 통신 장치가 측정하는 것이다. 전자는 송신 장치(10)로부터 수신 장치(12)를 향하는 무선 전송로의 특성에 상당하고, 후자는 수신 장치(12)로부터 송신 장치(10)를 향하는 무선 전송로의 특성에 상당한다. 또한, 전자의 경우, 수신 장치(12)를 포함한 통신 장치가, 송신 장치(10)를 포함한 통신 장치에 측정 결과를 통지하는 것 으로 한다. 여기에서, 무선 전송로의 특성은, 수신 전력, 지연 프로파일, 지연 스프레드, 오류율 등을 포함하는 것으로 한다.
선택부(110)는, 감시부(112)에서의 감시 결과에 기초하여, 패킷 포맷을 선택한다. 여기에서, 패킷 포맷은 2종류 규정되어 있다. 도 6의 (a)~도 6의 (b)는, 선택부(110)에서 선택되는 패킷 포맷을 나타낸다. 도 6의 (a)는, MIMO 시스템에 대응한 프리앰블 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷이다(이하, 「전용 포맷」이라고 함). 여기에서는, 송신용 안테나(14) 중 제1 송신용 안테나(14a)와 제2 송신용 안테나(14b)로부터 신호를 송신하는 것으로 하고, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 송신되는 신호의 패킷 포맷을 상단에 나타내고, 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신되는 신호의 패킷 포맷을 하단에 나타낸다. 제1 송신용 안테나(14a)로부터는 프리앰블 신호로서 「STS1」과 「LTS1」이 송신되고, 제2 송신용 안테나(14b)로부터는, 프리앰블 신호로서 「STSa」와 「LTSa」가 송신된다. 여기에서, 「STS1」과 「STSa」, 및 「LTS1」과 「LTSa」는, 상호 패턴이 상이한 신호이다. 이들 신호의 상세 내용은 후술한다.
도 6의 (b)는, MIMO 시스템에 대응한 프리앰블 신호의 전단에 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호를 더 배치한 패킷 포맷이다(이하, 「혼재 포맷」이라고 함). 여기에서, 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호의 STS와 LTS는, 「종래용 STS」와 「종래용 LTS」로 각각 나타낸다. 또한, 종래용 STS의 패턴은, 도 2에서 설명한 바와 같다. 또한，MIMO 시스템의 프리앰블 신호에 대응한 부분은, 도 6의 (a)와 동일하다. 여기에서, 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호와 MIMO 시스템에 대응 한 프리앰블 신호와의 사이에는, 「시그널」이 배치되어 있다. 「시그널」에는, MIMO 시스템에 대응한 프리앰블 신호가 배치되었다는 취지를 나타낸 정보가 포함되어 있다. 그 때문에, 종래 시스템의 통신 장치가 상기 패킷 신호를 수신하여도, 「시그널」의 내용으로부터 그 패킷 신호를 파기하여도 된다. 또한，프리앰블 신호가 배치되었다는 취지를 나타낸 정보는, 패킷 신호의 길이이어도 되고, 즉 어떠한 신호가 임의의 시간 계속하는 것을 판단할 수 있으면 된다.
전용 포맷은, 용장인 신호 성분이 적으므로 패킷의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 혼재 포맷은 종래 시스템에 대응한 패킷 신호가 부가되어 있으므로, 종래 시스템에 대응한 통신 장치에서 검출된다. 감시부(112)가 종래 시스템에 대응한 통신 장치를 검출하고 있지 않으면, 선택부(110)는 전용 포맷을 선택하고, 감시부(112)가 종래 시스템에 대응한 통신 장치를 검출하고 있으면, 선택부(110)는 혼재 포맷을 선택한다.
또한, 선택부(110)는, 전송로 특성 취득부(114)에서 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, LTS의 배치를 선택한다. 도 7의 (a)~도 7의 (b)는, 선택부(110)에서 선택되는 LTS의 포맷을 나타낸다. 도 7의 (a)~도 7의 (b)는 전용 포맷으로 기재하고 있지만, 혼재 포맷이어도 되고, 그 경우는, MIMO 시스템의 프리앰블 신호의 부분이 도시된 것이다. 도 7의 (a)는, 복수의 송신용 안테나(14)로부터 동일한 타이밍에서 LTS를 각각 전송하는 경우(이하, 이러한 포맷을 「연속 포맷」이라고 함)이며, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 「LTS1」이 송신되고, 제2 송신용 안테나(14b)로부터 「LTSa」가 송신된다. 도 7의 (b)는, 복수의 송신용 안테나(14)로 부터 상이한 타이밍에서 LTS를 각각 전송하는 경우(이하, 이러한 포맷을 「분리 포맷」이라고 함)이며, 도시한 바와 같이 「LTS1」과 「LTSa」가 송신되는 타이밍이 어긋나 있다.
연속 포맷은, 용장인 신호 성분이 적으므로 패킷의 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 분리 포맷은 「LTS1」과 「LTSa」가 상이한 타이밍에서 송신되고, 신호 간의 간섭이 저감되므로, 후술의 수신 장치(12)에서 이루어지는 전송로 특성의 추정이나, 응답 벡터, 웨이트 벡터의 추정이 정확해지고, 통신 품질이 향상한다. 전송로 특성 취득부(114)에서 취득한 무선 전송로의 특성, 예를 들면 오류율이 임계값보다 악화하고 있지 않으면, 선택부(110)는 연속 포맷을 선택하고, 오류율이 임계값보다 악화하고 있으면, 선택부(110)는 분리 포맷을 선택한다.
도 8은 선택부(110)에서 선택할 때에 사용되는 관계로서, 송신용 안테나의 수와 송신용 안테나로부터 송신되는 STS의 패턴의 관계를 나타낸다. 또한，LTS에 대해서 여기서는 설명을 생략하지만, 마찬가지로 선택되는 것으로 한다. 여기에서는, 도면의 세로 방향에 송신용 안테나(14)의 개수가 나타나 있으며, 도면의 가로 방향에 송신용 안테나(14)의 개수에 따라서, 사용할 송신용 안테나(14) 및 그것에 대응한 STS를 나타내고 있다. 즉, 송신용 안테나(14)의 수가 「1」인 경우, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 종래용 STS가 송신된다. 또한, 선택부(110)는, 전용 포맷인 경우에, 신호를 전송할 송신용 안테나(14)의 수가 하나로 되면, MIMO 시스템에서 규정된 「STS1」을 송신하여도 된다. 이에 의해, 종래 시스템에 대응한 프리앰블 신호에의 절환을 생략할 수 있다.
또한, 송신용 안테나(14)의 수가 「2」인 경우, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 「STS1」이 송신되고, 제2 송신용 안테나(14b)로부터 「STSa」가 송신된다. 또한, 송신용 안테나(14)의 수가 「3」인 경우, 제1 송신용 안테나(14a)로부터 「STS 1」이 송신되고, 제2 송신용 안테나(14b)로부터 「STS2」가 송신되고, 제3 송신용 안테나(14c)로부터 「STSb」가 송신된다. 여기에서, 상술한 문제점을 해소하기 위해서 「STS1」, 「STSa」, 「STS2」, 「STSb」는 상호 상관값이 작아지는 값으로 규정되어 있다.
또한, 송신용 안테나(14)의 수가 「2」인 경우의 제2 송신용 안테나(14b)로부터 송신되는 「STSa」와, 송신용 안테나(14)의 수가 「3」인 경우의 제3 송신용 안테나(14c)로부터 송신되는 「STSb」 사이의 패턴의 차이에 의해, 신호를 송신하고 있는 송신용 안테나(14)의 개수를 수신 장치(12)에 알리는 기능을 갖는다. 그 때문에, 수신 장치(12)가 수신한 신호로부터 「STSa」와 「STSb」를 식별 가능한 정도로, 이들 STS는 상이하다. 즉, 「STSa」와 「STSb」 사이의 상호 상관값은, 작아지도록 규정되어 있다.
또한, 송신용 안테나(14)의 수는, 제어부(26)에서 결정된다. 제어부(26)는, 전송로 특성 취득부(114)에서 취득한 무선 전송로의 특성에 따라, 송신용 안테나(14)의 수를 결정한다. 즉, 무선 전송로의 특성이 양호하면, 송신용 안테나(14)의 수를 증가시킨다. 또한, 제어부(26)는, 송신할 정보의 용량에 기초하여 송신용 안테나(14)의 수를 결정하여도 된다. 예를 들면, 송신할 정보의 용량이 크면, 송신용 안테나(14)의 수를 증가시킨다.
도 9는, 수신 장치(12)의 구성을 나타낸다. 수신 장치(12)는, 제N 수신용 안테나(16n), 무선부(50)로 총칭되는 제1 무선부(50a), 제2 무선부(50b), 제N 무선부(50n), 처리부(52)로 총칭되는 제1 처리부(52a), 제2 처리부(52b), 제N 처리부(52n), 복조부(54)로 총칭되는 제1 복조부(54a), 제2 복조부(54b), 제N 복조부(54n), 데이터 결합부(56), 제어부(58)를 포함한다. 또한 신호로서, 무선 수신 신호(200)로 총칭되는 제1 무선 수신 신호(200a), 제2 무선 수신 신호(200b), 제N 무선 수신 신호(200n), 베이스 밴드 수신 신호(202)로 총칭되는 제1 베이스 밴드 수신 신호(202a), 제2 베이스 밴드 수신 신호(202b), 제N 베이스 밴드 수신 신호(202n), 합성 신호(204)로 총칭되는 제1 합성 신호(204a), 제2 합성 신호(204b), 제N 합성 신호(204n)를 포함한다.
무선부(50)는, 무선 주파수의 무선 수신 신호(200)로부터 베이스 밴드의 베이스 밴드 수신 신호(202) 사이의 주파수 변환 처리, 증폭 처리, AD 변환 처리 등을 행한다. 여기에서는, 무선 수신 신호(200)의 무선 주파수는, 5㎓대에 대응하는 것으로 한다. 또한 타이밍 검출을 위해서 상관 처리도 행한다. 처리부(52)는, 베이스 밴드 수신 신호(202)에 대하여 어댑티브 어레이 신호 처리를 행하고, 송신된 복수의 신호에 상당하는 합성 신호(204)를 출력한다. 복조부(54)는, 합성 신호(204)를 복조한다. 또한, 가드 인터벌의 제거, FFT, 디인터리브, 복호도 실행한다. 데이터 결합부(56)는, 도 4의 데이터 분리부(20)에 대응하여, 복조부(54)로부터 각각 출력된 신호를 결합한다. 제어부(58)는, 수신 장치(12)의 타이밍 등을 제어한다.
도 10은, 제1 무선부(50a)의 구성을 나타낸다. 제1 무선부(50a)는, LNA부(60), 주파수 변환부(62), 직교 검파부(64), AGC(66), AD 변환부(68), 상관부(70)를 포함한다.
LNA부(60)는, 제1 무선 수신 신호(200a)를 증폭한다. 주파수 변환부(62)는, 처리 대상으로 하는 신호에 대하여 무선 주파수의 5㎓대와, 중간 주파수 사이의 주파수 변환을 행한다. AGC(66)는, 신호의 진폭을 AD 변환부(68)의 다이내믹 레인지내의 진폭으로 하기 위해서, 이득을 자동적으로 제어한다. 또한，AGC(66)의 초기의 설정에서는, 수신한 신호 중 STS를 사용하고, STS의 강도가 미리 규정한 값에 근접하도록 제어한다. AD 변환부(68)는, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 직교 검파부(64)는, 중간 주파수의 신호를 직교 검파하여, 베이스 밴드의 디지털 신호를 생성하고, 제1 베이스 밴드 수신 신호(202a)로서 출력한다. 또한, 일반적으로 베이스 밴드의 신호는 동상 성분과 직교 성분의 두 가지 성분을 포함하고 있으므로, 두 가지 신호선에 의해 나타내어야 하지만, 여기에서는 도면의 명료성으로부터 베이스 밴드 신호를 하나의 신호선에 의해 나타낸다. 이하도 마찬가지이다.
상관부(70)는, 제1 베이스 밴드 수신 신호(202a)로부터 STS를 검출하기 위해서, 제1 베이스 밴드 수신 신호(202a)와 미리 기억한 STS에서 상관 처리를 실행하고, 상관값을 출력한다. MIMO 시스템에서，STS는 송신용 안테나(14)의 하나 단위로 설정되어 있으므로, 상관부(70)는 복수의 STS에 대하여 상관 처리를 각각 실행하고, 복수의 상관값을 출력한다. 상관값은, 도시하지 않은 신호선에 의해, 도 9 의 제어부(58)에 입력된다. 제어부(58)는, 복수의 상관부(70)로부터 입력한 복수의 상관값에 기초하여 패킷 신호의 수신 개시를 판단하고, 그 취지를 처리부(52), 복조부(54) 등에 통지한다. 또한, 복수의 신호를 복조하기 위해서, 각 신호에 대한 처리부(52)와 복조부(54)의 할당을 결정하고, 처리부(52), 복조부(54) 등에 통지한다.
도 11은, 상관부(70)의 구성을 나타낸다. 상관부(70)는, 종래 STS용 상관부(330), STSa용 상관부(332), STSb용 상관부(334), 선택부(336)를 포함한다.
STSa용 상관부(332)는, STSa를 시간 영역으로 변환한 신호 계열을 미리 기억하고 있으며, 기억한 신호 계열과 수신한 신호 계열의 상관값을 계산한다(이하, 「2안테나용 상관값」이라고 함). STSb용 상관부(334)는, STSb를 시간 영역으로 변환한 신호 계열을 미리 기억하고 있으며, 기억한 신호 계열과 수신한 신호 계열의 상관값을 계산한다(이하, 「3안테나용 상관값」이라고 함).
종래 STS용 상관부(330)는, 상술한 종래용 STS를 시간 영역으로 변환한 신호 계열, 혹은 종래용 STS의 일부의 서브 캐리어 신호를 시간 영역으로 변환한 신호 계열을 미리 기억하고 있다. 또한, 종래 STS용 상관부(330)는, 기억한 신호 계열과 수신한 신호의 상관값을 계산한다(이하, 「1안테나용 상관값」이라고 함). 또한, 종래 STS용 상관부(330)가 기억한 신호 계열은, MIMO 시스템에 대응한 STS, 예를 들면, 도 8의 STS1에 상당하는 것이어도 된다.
선택부(336)는, 2안테나용 상관값, 3안테나용 상관값, 1안테나용 상관값의 크기를 비교하여, 최대의 상관값을 선택한다. 도시하지 않은 추정부는, 선택한 상 관값에 기초하여, 데이터를 송신하고 있는 송신용 안테나(14)의 수를 결정한다. 즉, 2안테나용 상관값이 크면 송신용 안테나(14)의 수를 「2」로 결정하고, 3안테나용 상관값이 크면 송신용 안테나(14)의 수를 「3」으로 결정하고, 1안테나용 상관값이 크면 송신용 안테나(14)의 수를 「1」로 결정한다.
도 12는, 제1 처리부(52a)의 구성을 나타낸다. 제1 처리부(52a)는, 합성부(80), 수신 응답 벡터 계산부(82), 참조 신호 기억부(84)를 포함한다. 합성부(80)는, 승산부(86)로 총칭되는 제1 승산부(86a), 제2 승산부(86b), 제N 승산부(86n), 가산부(88)를 포함한다. 또한 신호로서, 수신 웨이트 신호(206)로 총칭되는 제1 수신 웨이트 신호(206a), 제2 수신 웨이트 신호(206b), 제N 수신 웨이트 신호(206n), 참조 신호(208)를 포함한다.
참조 신호 기억부(84)는, LTS1 등을 기억한다. 또한, 종래 STS용 상관부(330)에서 선택된 STS에 따라, LTS도 선택되는 것으로 한다.
수신 응답 벡터 계산부(82)는, 송신 신호에 대한 수신 신호의 수신 응답 특성으로서 수신 웨이트 신호(206)를, 베이스 밴드 수신 신호(202), 참조 신호(208)로부터 계산한다. 수신 웨이트 신호(206)의 계산 방법은 임의인 것으로 되지만, 일례로서 다음에 나타내는 바와 같이, 상관 처리에 기초하여 실행된다. 또한, 수신 웨이트 신호(206)와 참조 신호(208)는, 제1 처리부(52a) 내로부터뿐만 아니라, 도시하지 않은 신호선에 의해, 제2 처리부(52b) 등으로부터도 입력되는 것으로 한다. 제1 베이스 밴드 수신 신호(202a)를 x1(t), 제2 베이스 밴드 수신 신호(202b)를 x2(t)로 나타내고, 제1 송신용 안테나(14a)에 대응하는 참조 신호(208)를 S1(t), 제2 송신용 안테나(14b)에 대응하는 참조 신호(208)를 S2(t)로 나타내면, x1(t)과 x2(t)는, 다음 식으로 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00005
여기에서, 잡음은 무시한다. 제1 상관 행렬 R1은, E를 앙상블 평균으로 하여, 다음 식으로 표현된다.
Figure 112007008079229-pct00006
참조 신호(208) 사이의 제2 상관 행렬 R2도 다음 식과 같이 계산된다.
Figure 112007008079229-pct00007
최종적으로, 제2 상관 행렬 R2의 역행렬과 제1 상관 행렬 R1을 승산하고, 다음의 식으로 나타내는 수신 웨이트 신호(206)가 구해진다.
Figure 112007008079229-pct00008
또한, 수신 웨이트 신호(206)는, LMS 알고리즘 등의 적응 알고리즘에 도출되 어도 된다.
승산부(86)는, 베이스 밴드 수신 신호(202)를 수신 웨이트 신호(206)에서 가중치 부여하고, 가산부(88)는 승산부(86)의 출력을 가산하여, 합성 신호(204)를 출력한다.
도 13은, 송신 장치(10)에서의 송신 처리의 수순을 나타내는 플로우차트이다. 감시부(112)는, 종래 시스템에 대응한 통신 장치가 존재하는지의 여부를 감시한다. 종래 시스템에 대응한 통신 장치가 존재하면(S10의 예), 선택부(110)는 혼재 포맷을 선택한다(S12). 한편, 종래 시스템에 대응한 통신 장치가 존재하지 않으면(S10의 아니오), 선택부(110)는, 전용 포맷을 선택한다(S14). 또한, 선택부(110)는, 기억부(116)로부터 송신용 안테나(14)의 수에 따른 STS와 LTS를 선택하고(S16), 선택한 포맷 내에 배치한다. 송신 장치(10)는, 패킷 신호를 송신한다(S18).
도 14는, 송신 장치(10)에서의 송신 처리의 수순을 나타내는 다른 플로우차트이다. 전송로 특성 취득부(114)는, 무선 전송로의 특성, 예를 들면 오류율을 취득한다. 무선 전송로의 특성이 양호하면(S50의 예), 즉 오류율이 임계값보다 낮으면, 선택부(110)는 연속 포맷을 선택한다(S52). 한편, 무선 전송로의 특성이 양호하지 않으면(S50의 아니오), 선택부(110)는, 분리 포맷을 선택한다(S54). 또한, 선택부(110)는, 기억부(116)로부터 송신용 안테나(14)의 수에 따른 STS와 LTS를 선택하고(S56), 선택한 포맷 내에 배치한다. 송신 장치(10)는, 패킷 신호를 송신한다(S58).
본 발명의 실시예에 따르면, 종래 시스템에서의 프리앰블 신호를 패킷 신호의 선두 부분에 부가하므로, 종래 시스템의 통신 장치에 패킷 신호를 수신시킬 수 있다. 또한, 종래 시스템과의 호환성을 유지할 수 있다. 또한, 종래 시스템의 통신 장치에 패킷 신호의 존재를 알릴 수 있다. 또한, 종래 시스템의 통신 장치에 의한 신호의 송신을 방지할 수 있으므로, 신호의 충돌 확률을 개선할 수 있다. 또한, 종래 시스템의 프리앰블 신호의 유무를 절환하므로, 종래 시스템과의 호환성과, 패킷 이용 효율의 향상을 선택할 수 있다. 또한, 종래 시스템의 프리앰블 신호의 유무의 절환을 종래 시스템의 단말 장치의 유무에 기초하여 실행하므로, 다른 통신 장치에 영향을 주지 않는다.
또한, 안테나수에 따라서, 프리앰블 신호의 패턴을 변경하므로, 통신 품질을 개선할 수 있다. 또한, 안테나수가 복수로부터 하나가 되어도, 복수의 안테나 중 하나에 대응한 프리앰블 신호를 사용하므로, 종래 시스템에의 절환이 불필요하게 된다. 또한, 종래 시스템의 프리앰블 신호의 뒤에 시그널을 삽입하므로, 종래 시스템의 통신 장치에 대하여, 후단의 신호의 내용을 알릴 수 있다. 또한, 복수의 안테나로부터 송신할 프리앰블 신호의 구성을 변경하므로, 신호의 전송 품질과 패킷의 이용 효율을 선택할 수 있다. 복수의 안테나로부터 송신할 프리앰블 신호의 구성의 변경을 무선 전송로의 품질에 기초하여 실행하므로, 무선 전송로의 품질에 적합한 프리앰블의 구성을 선택할 수 있다.
이상, 본 발명을 실시 형태에 기초하여 설명하였다. 이 실시 형태는 예시이며, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 공정의 조합에 여러가지의 변형예가 가능한 것, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.
본 발명의 실시예에서, 종래 시스템으로서, IEEE802.11a 규격에 준거한 무선 LAN을 예시하였다. 그러나 이에 한정되지 않고 예를 들면, 다른 통신 시스템이어도 된다. 또한, 통신 시스템(100)은, MIMO 시스템으로서 설명했지만, 다른 통신 시스템이어도 된다. 또한, 멀티 캐리어 신호를 전송하지 않아도 된다. 본 변형예에 따르면, 여러가지 통신 시스템(100)에 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 종래 시스템과 통신 시스템(100)은, 동일한 무선 주파수인 어느 정도의 호환성을 갖고 있으면 된다.
본 발명에 따르면, 프리앰블 신호의 형식을 변화시키는 송신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템과는 상이한 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 기억부와,
    상기 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 상기 제2 기지 신호의 전단에 상기 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 송신부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  2. 역고속 푸리에 변환한 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 복수의 안테나로부터 병행하게, 역고속 푸리에 변환한 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 기억부와,
    상기 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 상기 제2 기지 신호의 전단에 상기 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로, 역고속 푸리에 변환한 신호를 전송하는 송신부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 복수의 캐리어를 사용하여 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하기 위한 캐리어수와 동일한 캐리어수를 사용하면서 복수의 안테나로부터 병행하게 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호를 기억하는 기억부와,
    상기 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 상기 제2 기지 신호의 전단에 상기 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 신호를 전송하는 송신부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기억부에 기억된 제2 기지 신호는, 상기 제2 무선 통신 시스템에서 신호를 송신할 안테나의 수에 따라서 복수의 종류로 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 선택부는, 상기 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 신호를 전송할 안테나의 수가 하나로 되면, 복수의 종류로 규정된 제2 기지 신호 중 하나를 배치하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 선택부는, 상기 제2 기지 신호의 전단에 상기 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷을 선택하는 경우에, 상기 제1 기지 신호와 상기 제2 기지 신호 사이에, 상기 제2 기지 신호가 배치되어 있다는 취지를 나타낸 정보를 배치하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 무선 통신 시스템에 대응하지 않고 상기 제1 무선 통신 시스템에 대응한 통신 장치의 존재를 감시하는 감시부를 더 구비하고,
    상기 선택부는, 상기 감시부에서의 감시 결과에 기초하여, 패킷 포맷을 선택하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기억부에 기억된 제2 기지 신호는, 신호의 패턴이 상이한 복수의 부분을 포함하고,
    상기 선택부는, 복수의 안테나로부터 동일한 타이밍에서 상기 복수의 부분 중 적어도 하나를 각각 전송하는 상기 제2 기지 신호의 배치와, 복수의 안테나로부터 상이한 타이밍에서 상기 복수의 부분 중 적어도 하나를 각각 전송하는 상기 제2 기지 신호의 배치를 선택하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    신호를 전송할 무선 전송로의 특성을 도출하는 도출부와,
    상기 선택부는, 도출한 무선 전송로의 특성에 기초하여, 상기 제2 기지 신호의 배치를 선택하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 선택부는, 제2 기지 신호가 복수의 안테나에 동일의 타이밍에서 배치되는 패킷 포맷과, 제2 기지 신호가 복수의 안테나에 상이한 타이밍에서 배치되는 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 복수의 캐리어를 사용하여 신호를 전송할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 기지 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템에서 신호를 전송하기 위한 캐리어수와 동일한 캐리어수를 사용하면서 복수의 안테나로부터 병행하게 신호를 전송할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 기지 신호가 규정되어 있으며, 상기 제2 기지 신호가 선두 부분에 배치된 패킷 포맷과, 상기 제2 기지 신호의 전단에 상기 제1 기지 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하여, 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  16. 삭제
  17. OFDM 신호를 사용해야 할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 롱 트레이닝 신호와, 상기 제1 무선 통신과는 상이하고, 또한 OFDM 신호를 사용해야 할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 롱 트레이닝 신호를 기억하는 기억부와,
    상기 제2 롱 트레이닝 신호가 선두 부분에 배치되고, 또한 제2 롱 트레이닝 신호의 후방에 데이터를 배치한 패킷 포맷과, 상기 제2 롱 트레이닝 신호의 전방에 상기 제1 롱 트레이닝 신호를 더 배치하고, 또한 제2 롱 트레이닝 신호의 후방에 데이터를 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 패킷 신호를 전송하는 송신부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  18. OFDM 신호를 사용해야 할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 롱 트레이닝 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템과는 상이하고, 또한 OFDM 신호를 사용해야 할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 롱 트레이닝 신호를 기억하는 기억부와,
    데이터의 전방에 상기 제2 롱 트레이닝 신호를 배치한 패킷 포맷과, 데이터의 전방에 상기 제2 롱 트레이닝 신호를 배치하고, 또한 상기 제2 롱 트레이닝 신호의 전방에 상기 제1 롱 트레이닝 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택한 패킷 포맷으로 패킷 신호를 전송하는 송신부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  19. OFDM 신호를 사용해야 할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 롱 트레이닝 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템과는 상이하고, 또한 OFDM 신호를 사용해야 할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 롱 트레이닝 신호가 규정되어 있고, 상기 제2 롱 트레이닝 신호가 선두 부분에 배치되고, 또한 제2 롱 트레이닝 신호의 후방에 데이터를 배치한 패킷 포맷과, 상기 제2 롱 트레이닝 신호의 전방에 상기 제1 롱 트레이닝 신호를 더 배치하고, 또한 제2 롱 트레이닝 신호의 후방에 데이터를 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하여, 패킷 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  20. OFDM 신호를 사용해야 할 제1 무선 통신 시스템에서 규정된 제1 롱 트레이닝 신호와, 상기 제1 무선 통신 시스템과는 상이하고, 또한 OFDM 신호를 사용해야 할 제2 무선 통신 시스템에서 규정된 제2 롱 트레이닝 신호가 규정되어 있고, 데이터의 전방에 상기 제2 롱 트레이닝 신호를 배치한 패킷 포맷과, 데이터의 전방에 상기 제2 롱 트레이닝 신호를 배치하고, 또한 상기 제2 롱 트레이닝 신호의 전방에 상기 제1 롱 트레이닝 신호를 더 배치한 패킷 포맷 중 어느 하나를 선택하여, 패킷 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
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