KR20070089897A - 무선 송신기, 무선 수신기, 무선 통신 시스템, 및 무선신호 제어 방법 - Google Patents

무선 송신기, 무선 수신기, 무선 통신 시스템, 및 무선신호 제어 방법

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KR20070089897A
KR20070089897A KR1020070076854A KR20070076854A KR20070089897A KR 20070089897 A KR20070089897 A KR 20070089897A KR 1020070076854 A KR1020070076854 A KR 1020070076854A KR 20070076854 A KR20070076854 A KR 20070076854A KR 20070089897 A KR20070089897 A KR 20070089897A
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가부시키가이샤 엔티티 도코모
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Abstract

무선 송신기는, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를 격납한 ID 신호 격납 수단과, 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 수단과, 변조된 변조 신호와 상기 격납된 ID 신호를 관련짓고, ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 수단과, 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 수단을 구비한다.
무선 송신기, 무선 수신기, 무선 통신 시스템, 무선 신호

Description

무선 송신기, 무선 수신기, 무선 통신 시스템, 및 무선 신호 제어 방법{Wireless transmitter, wireless receiver, wireless communication system, and wireless signal control method}
본 발명은, 복수의 사용자 그룹 또는 복수의 사업자(이하, 이들을 「복수의 그룹」이라고 총칭함)가 공통의 주파수 대역을 이용하여 동시에 무선으로 통신을 하는 환경에 존재하는, 무선 송신기, 무선 수신기 및 무선 통신 시스템, 및, 이들 무선 송신기, 무선 수신기 및 무선 통신 시스템에 의해 실행되는 무선 신호 제어 방법에 관한 것이다.
무선 리소스의 공평한 이용 방법으로서, 복수의 그룹이 공통의 주파수 대역을 이용하여 통신을 하는 것이 검토되어 있다. 상기와 같은 동일 주파수를 복수의 그룹이 공통으로 사용하기 위한 조건으로서는, 다른 그룹의 통신을 방해하지 않고, 공평성을 유지하여 통신을 하는 것이 긴요해진다.
종래의 주파수 공용기술로서, 예를 들면, 무선 LAN 시스템을 들 수 있다. 무선 LAN 시스템에서는, 캐리어센스를 행함으로써, 주변에서 소정의 주파수가 사용되고 있는지의 여부를 판정하고, 주변에서 사용되고 있을 때에 신호를 송신함으로 써, 복수의 무선국이 혼재하는 환경에 있어서 자율적으로 동일 주파수상에서의 무선 신호의 공존을 실현하고 있다(CSMA/CA). CSMA/CA에 있어서는, 주파수가 사용되고 있는 비지(busy)상태가 종료하면, 일정한 시간 간격으로 랜덤인 시간을 더한 시간만큼 기다리고 나서 신호의 송신을 한다. 이와 같이 각 사용자는, 랜덤인 시간을 더한 시간만큼 기다린 후에 통신을 개시하기 때문에, 각 사용자가 통신을 할 수 있는 확률은 공평하게 되어, 사용자간에서 통신의 공평성을 유지할 수 있다(문헌「"IEEE Std 802.11a-1999" The Institute of Electrical and Electronics Engineers, 1999.」를 참조함).
또한, 복수의 사업자가 동일 주파수대에 존재하는 복수의 무선채널을 공통으로 사용하는 무선 시스템으로서, PHS가 있다. PHS는, 복수의 사업자가 미리 준비된 복수의 통신용 캐리어를 공통으로 사용한다. PHS에 있어서는, 각 사업자에게 개별로 준비되는 제어용 캐리어에 의해 사업자마다의 호출 제어(呼制御)를 하여, 비어 있는 통신용 캐리어로부터 사용하는 통신용 캐리어를 기지국이 선택하여 사용한다. 선택된 공통의 통신용 캐리어에 있어서, 시간 분할 다중 액세스(TDMA)에 의해서, 복수 사용자 각각이 주파수를 사용 가능한 시간을 구분한 후에, 각 사용자가 데이터 신호를 송신함으로써, 사용자간의 공평성을 유지하고 있다(문헌「"ARIB RCR STD-28" Association of Radio Industries and Businesses, 1993.」을 참조함).
그런데, 상기의 무선 LAN 시스템에 있어서는, CSMA/CA에 의해, 사용자간의 공평성을 얻는 것이 가능하지만, 에티켓에 위반하여 무선 리소스를 계속 사용하는 사용자가 존재하는 경우, 그 외의 사용자는 그 주파수 대역을 사용 불능이 된다. 또한, 복수의 그룹이 혼재하는 환경에 있어서는, 사용자수가 적은 그룹은, 사용자수가 많은 그룹과 비교하여 통신을 확립할 수 있을 확률이 저하하여, 그룹간의 공평성을 담보할 수 없다는 문제가 있다. 이 때문에, 무선 LAN 시스템에서는, 주파수를 점거하고 있는 사용자 또는 상기 사용자가 속하는 그룹을 판별하기 위한 ID를 무선 신호에 부여하여, 에티켓 위반의 단속이나 사업자간의 공평성을 담보하는 것이 중요하게 된다.
또한, PHS에서는, 상기 문제에 더하여, 복수의 그룹에 대하여 전용의 제어용 캐리어를 준비하여 통신 제어를 하기 때문에, 그룹 수가 증가하면 , 주파수 자원이 유한하기 때문에, 제어용 캐리어를 각 그룹에 할당하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 여분의 주파수 자원을 사용하지 않고서, 무선 신호에 대하여 상기 무선 신호가 소속하는 그룹의 ID를 부여하여, 통신이 행하여지고 있는 무선 신호로부터, 상기 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 기술이 중요하게 된다.
그룹 판별이 가능해지면, 예를 들면, CSMA/CA를 사용하는 무선 LAN 시스템에 있어서, 그룹의 판별결과로부터 얻어지는 통계량(예를 들면, 신호 송신을 하기 전의 소정의 시간구간에서의 각 그룹의 신호 송출 회수의 비율 등)에 기초하여 상술한 랜덤시간을 제어함으로써, 그룹간의 공평성을 제어하는 것이 가능해진다 (문헌「"IEEE Std 802. 11e-2005" The Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2005.」를 참조함).
또한, TDMA/TDD를 사용하는 PHS 등의 통신방식에 있어서도 마찬가지로, 그룹의 판별결과로부터 얻어지는 통계량에 기초하여 송신 슬롯이나 주파수 할당 기회를 제어함으로써, 그룹간의 공평성을 제어하는 것이 가능해진다.
무선 LAN 시스템에서는, 무선 신호에 대하여 상기 무선 신호가 소속하는 그룹의 ID를 부여하기 위해서, 예를 들면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 무선 송신기(11)가, 무선 신호(13)내에, 상기 무선 신호(13)가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID(무선 신호 ID: 예를 들면 MAC 어드레스)를 삽입한 후에, 무선 신호(13)를 송신한다. 상기 무선 신호(13)를 수신한 무선 수신기(12)는, 수신된 무선 신호(13)를 신호 분리기(14)에 의해 복조하여 무선 신호 ID와 데이터 신호로 분리한 후, ID 판별기(15)에 의해 무선 신호 ID에 기초하여 상기 무선 신호(13)가 소속하는 그룹을 판별하는 일련의 처리방법이 생각된다.
그렇지만, 상기와 같은 방법에서는, 무선 신호를 수신한 무선기는, 상기 무선 신호가 자국 앞인지의 여부에 관계없이, 매회, 수신된 무선 신호내의 무선 신호 ID를 복조하여, 상기 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 처리를 할 필요가 있다. 그 때문에, 처리량의 관점으로부터, 무선 신호의 수신측의 무선기에 막대한 부담이 든다는 문제가 있다. 예를 들면 802.11a 방식에 기초하는 무선 LAN 시스템을 사용하는 경우는, 그룹을 판별하기 위해서, 수신된 무선 신호에 대하여 프리앰블을 사용한 심벌 타이밍 동기 확립·캐리어 주파수 동기 확립을 한 후에, 상기 무선 신호의 데이터부분에 대하여 FFT에 의한 복조를 하고, 오류 정정 복호를 할 필요가 있다. 이와 같이 그룹을 판별하기 위해서는, 일련의 데이터 복조 처리를 실 행할 필요가 있다.
그래서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 복수의 그룹이 존재하는 환경에서, 수신된 신호에 대하여 복잡한 데이터 복조 처리를 하지 않고서, 상기 신호가 소속하는 그룹을 판별 가능하게 하는, 무선 송신기, 무선 수신기, 무선 통신 시스템, 및 무선 신호 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 무선 송신기는, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납한 ID 신호 격납 수단과, 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 수단과, 상기 데이터 변조 수단에 의해 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 수단과, 상기 무선 신호 ID 부여 수단에 의해 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 송신신호가 소속하는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 부가하여, 그룹마다의 ID를 부여하는 것이 가능해진다.
또, 상기의 무선 송신기에서는, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호를 상기 변조 신호에 가산함으로써, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을 상기 변조 신호에 부여하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 데이터 신 호를 변조하여 얻어지는 변조 신호와 ID 신호를 가산함으로써, 가산 후의 신호에 있어서, 변조 신호의 성질과는 상관없이, ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질의 특징이 출현한다. 이 때문에, 상기 고차 통계적 성질을 추출함으로써, 송신신호가 소속하는 그룹을 판별 가능해진다.
또한, 상기 무선 송신기에서는, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호를 상기 변조 신호에 승산함으로써, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을 상기 변조 신호에 부여하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 데이터 신호만으로서는 발현하지 않는 고차 통계적 성질을 더하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 상기 고차 통계적 성질을 관측함으로써, 송신신호가 소속하는 그룹을 판별 가능해진다.
또한, 상기의 무선 송신기는, 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고, 상기 ID 신호 격납 수단은, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 따라서, 상기 그룹에 고유의 고차 통계적 성질이 출현하도록 각 서브 캐리어에 있어서의 송신 내용을 정한 ID 신호를 격납하고, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여 각 서브 캐리어의 송신 내용을 설정함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 멀티캐리어 전송의 특성을 이용하여 송신신호의 내용을 조작함(즉, ID 신호에 기초하여 각 서브 캐리어의 송신 내용을 설정함)으로써, 고정밀도로 판별 가능해지는 고차 통계적 성질을 각 그룹의 송신신호에 할당하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 무선 송신기는, 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고, 상기 ID 신호 격납 수단은, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 대응지어진, 소정의 주파수의 정현파 또는 상기 정현파의 신호를 이산화한 송신 심벌을, 상기 ID 신호로서 격납하고, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에 있어서, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 상기 정현파 또는 상기 송신 심벌을 송신하도록 설정함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 서브 캐리어내의 소정의 주파수 성분에 있어서 신호의 에너지가 집중하게 된다. 이렇게 소정의 주파수 성분에 신호의 에너지를 집중시킴으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 두드러지게 하여 출현시키는 것이 가능해져, 고정밀도인 ID 검출을 하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 무선 송신기는, 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고, 상기 ID 신호 격납 수단은, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 따라서, 모든 서브 캐리어중 통신에 사용하는 서브 캐리어를 정한 ID 신호를 격납하고, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 의해 정해진 소정의 서브 캐리어만을 사용하는, 상기 송신되는 신호를 생성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 선택된 서브 캐리어끼리를 승산하여 구하는 주파수 자기상관에서는 주파수 자기 상관 피크가 존재하고, 반대로, 선택된 서브 캐리어와 선택되지 않은 서브 캐리어와의 주파수 자기상관은 제로가 되기 때문에, 무선 수신기에 있어서 주파수 자기 상관 피크 검출만을 사용하여 ID 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 무선 송신기에서는, 상기 ID 신호 격납 수단은, 전송되는 데이터 신호와 소정의 지연 시간만큼 지연시킨 전송되는 데이터 신호로부터 얻어지는 고차 통계적 성질에 있어서, 상기 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 변화가, 상기 지연 시간에 의해서 생기도록 결정된 ID 신호를 격납하고, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여, 상기 그룹에 고유의 변화가 생기는 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 주파수 자기상관에 시간 차의 개념을 받아들임으로써 차원이 증가하고, 무선 신호가 소속하는 것보다 많은 그룹에 ID를 할당하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 많은 그룹이 혼재하는 조건이어도 개별의 ID를 할당하는 것이 가능해진다.
또한, 상기의 무선 송신기에서는, 상기 ID 신호 격납 수단은, 오류 정정 부호를 사용하여 얻어지는 계열과 상기 고차 통계적 성질에 있어서의 전력 피크가 얻어지는 주파수 및 지연 시간 차를 대응시켜 상기 오류 정정 부호에 기초하여 상기 주파수 및 지연 시간 차를 정하고, 상기 고차 통계적 성질의 전력 피크의 출현 패턴을 상기 오류 정정 부호에 대응시킴으로써 결정되는 고차 통계적 성질을, 상기 송신되는 신호에 출현시키는 ID 신호를 격납하고, 상기 무선 신호 ID 부여 수단은, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여, 상기 송신되는 신호를 생성하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 잡음이 큰 조건하에서 주파수 자기 상관치의 피크 검출에 있어서 오류가 발생하더라도, 그 오류를 정정함으로써, 고정밀도로 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 것이 가능해진다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 무선 수신기는, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납한 고차 통계적 성질 데이터베이스와, 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 수단과, 상기 무선 신호 수신 수단에 의해 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 데이터베이스에 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 데이터 복조를 하지 않고서, 무선 송신기에 있어서 부가된 고차통계량을 관측하는 것만으로 ID를 판별하는 것이 가능해진다. 또한, 고차 통계적 성질을 사용함으로써, 잡음성분이 억압됨으로써, 수신된 신호가 소속하는 그룹을 고정밀도로 판정하는 것이 가능해진다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은, 무선 송신기와, 상기 무선 송신기의 주변에 존재하는 무선 수신기를 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템으로서, 상기 무선 송신기는, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납한 ID 신호 격납 수단과, 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 수단과, 상기 데이터 변조 수단에 의해 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 수단과, 상기 무선 신호 ID 부여 수단에 의해 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 수단을 구비하고, 상기 무선 수신기는, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납한 고차 통계적 성질 데이터베이스와, 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 수단과, 상기 무선 신호 수신 수단에 의해 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 데이터베이스에 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 무선 송신기에 있어서, 송신되는 신호의 고차 통계적 성질만을 사용하여 상기 신호가 소속하는 그룹에 ID를 부여하고, 무선 수신기에 있어서 데이터 복조를 하지 않고 ID를 판별하는 것이 가능해진다. 또한, 고차 통계적 성질을 사용함으로써, 잡음성분이 억압됨으로써, 수신된 신호가 소속하는 그룹을 고정밀도로 판정하는 것이 가능해진다.
그런데, 본 발명은, 상기의 무선 송신기, 무선 수신기 및 무선 통신 시스템의 각각으로부터 실행되는 무선 신호 제어 방법에 따른 발명으로서 파악할 수 있고, 아래와 같이 기술할 수 있다. 이들은 각각, 대응하는 상기의 무선 송신기에 따른 발명, 무선 수신기에 따른 발명, 무선 통신 시스템에 따른 발명과 동일한 작용·효과를 나타낸다.
본 발명에 따른 무선 신호 제어 방법은, 무선 송신기가, 통신에 앞서서, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유 의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납하여 두는 ID 신호 격납 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 데이터 변조 스텝에서 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 스텝에서 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 무선 신호 ID 부여 스텝에서 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 신호 제어 방법은, 무선 수신기가, 통신에 앞서서, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납하여 두는 고차 통계적 성질 격납 스텝과, 상기 무선 수신기가, 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 스텝과, 상기 무선 수신기가, 상기 무선 신호 수신 스텝에서 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 격납 스텝에서 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 신호 제어 방법은, 무선 송신기와, 상기 무선 송신기의 주변에 존재하는 무선 수신기를 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템에 있어서의 무선 신호 제어 방법으로서, 상기 무선 송신기가, 통신에 앞서서, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납하여 두는 ID 신호 격납 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 데이터 변조 스텝에서 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 스텝에서 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 스텝과, 상기 무선 송신기가, 상기 무선 신호 ID 부여 스텝에서 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 스텝과, 상기 무선 수신기가, 통신에 앞서서, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납하여 두는 고차 통계적 성질 격납 스텝과, 상기 무선 수신기가, 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 스텝과, 상기 무선 수신기가, 상기 무선 신호 수신 스텝에서 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 격납 스텝에서 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 복수의 그룹이 존재하는 환경에 있어서, 수신된 신호에 대하여 복잡한 데이터 복조 처리를 하지 않고서, 상기 신호가 소속하는 그룹을 판별 가능해진다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 따른 실시 형태에 관해서 설명한다.
[무선 송수신 장치의 구성]
우선, 본 실시 형태에 따른 무선 송수신 장치의 구성에 관해서 설명한다. 도 13에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에 따른 무선 송수신 장치(10)는, 후술하는 도 2의 무선 송신기(1)의 구성과 도 3의 무선 수신기(2)의 구성의 양쪽을 겸비하고 있고, 복수의 무선 송수신 장치(10)에 의해서 무선 통신 시스템(100)이 형성되어 있다. 또, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 무선 통신 시스템(100)에 상당하지만, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템이 무선 송신기(1)의 구성과 무선 수신기(2)의 구성의 양쪽을 겸비한 복수의 무선 송수신 장치(10)에 의해 구성되는 것은 필수가 아니다. 즉, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은, 무선 송신기(1)와 무선 수신기(2)가 혼재하는 구성이면 좋고, 예를 들면, 상기의 무선 송수신 장치(10) 이외에, 무선 송신기(1)의 구성만을 구비한 장치 또는 무선 수신기(2)의 구성만을 구비한 장치를 포함한 구성이어도 좋다. 또한, 본 실시 형태의 무선 통신 시스템(100)에서는, 복수의 그룹이 공통의 주파수 대역을 이용하여 동시에 무선으로 통신을 한다. 요컨대, 복수의 무선 송수신 장치(10)끼리가, 복수의 그룹 중 어느 하나의 그룹에 소속하는 무선 신호를, 공통의 주파수 대역을 이용하여, 송수신한다. 송수신되는 무선 신호가 소속하는 그룹은, 개개의 무선 송수신 장치(10)에 의해 여러가지이고, 또한, 동일한 무선 송수신 장치(10)에 있어서도, 항상 동일한 그룹에 소속하는 무선 신호를 송수신한다고는 한정하지 않는다(상기 그룹은 변동할 수 있음).
상기의 무선 송신기(1)는, 송신되는 무선 신호가, 상기 무선 신호가 소속하 는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 갖도록, 무선 신호를 생성하여 송신하는 기능을 구비한다. 무선 수신기(2)는, 수신된 무선 신호가 갖는 고차 통계적 성질을 계산하고, 상기 고차 통계적 성질과 미리 기억한 그룹마다의 고차 통계적 성질에 기초하여, 상기 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 기능을 구비한다.
도 2는 무선 송신기(1)의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 무선 송신기(1)는 기능적으로, 데이터 생성 수단(20)과, ID 신호 격납 수단(21)과, 데이터 변조 수단(22)과, 무선 신호 ID 부여 수단(23)과, 무선 신호 송신 수단(24)을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 도 3은 무선 수신기(2)의 기능적 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 무선 수신기(2)는 기능적으로, 무선 신호 수신 수단(31)과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)와, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)과, 스위치(34)와, 데이터 복조 수단(35)을 구비하여 구성되어 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 사용하여, 각 기능 요소에 관해서 상세하게 설명한다.
무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에는, 송신되는 신호가 소속하는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 갖는 ID 신호 데이터가 격납되어 있다. 고차 통계적 성질이란, 주파수 상관, 시간 상관, 주기 자기 상관, 큐뮬런트, 및 모멘트 등의 통계량에 출현하는 성질이고, 2차 이상인 것이 해당한다. 여기에서, ID 신호 격납 수단(21)은, 예를 들면 주기 자기 상관 특성에 특징이 출현하도록 특정한 주파수를 갖는 정현파를, ID 신호 데이터로서 보유한다. 지연 시간 t 및 사이클릭 주파수α에 대한 시간신호 x(t)의 주기 자기 상관 특성은,
Figure 112007055910977-PAT00001
에 의해 주어지고, 정현파의 주기 자기 상관 특성은, 지연 시간이 0일 때,
Figure 112007055910977-PAT00002
가 되고, 정현파의 주파수의 2배 지점에서 피크가 출현하고, 다른 영역에서는 0이 된다.
데이터 생성 수단(20)은, 송신되는 데이터 신호 D1을 생성하고, 생성한 데이터 신호 D1을 데이터 변조 수단(22)으로 출력한다.
데이터 변조 수단(22)은, 송신되는 데이터 신호 D1을 무선통신에 적합한 형식으로 변조하고, 변조된 신호(이하「변조 신호」라고 함)를 무선 신호 ID 부여 수단(23)으로 출력한다. 또, 본 실시 형태에서는, 무선 송신기(1)가 데이터 생성 수단(20)을 구비한 예를 설명하였지만, 무선 송신기(1)가 데이터 생성 수단(20)을 구비하는 것은 필수 요건이 아니다. 예를 들면, 송신되는 데이터 신호 D1이 외부로부터 무선 송신기(1)로 입력되는 형태를 채용하여도 좋다.
무선 신호 ID 부여 수단(23)은, 입력된 변조 신호에, ID 신호 격납 수단(21)에서 보유하고 있는 정현파를 가산함으로써, 송신되는 신호를 생성하고, 생성한 송신되는 신호를 무선 신호 송신 수단(24)으로 출력한다.
무선 신호 송신 수단(24)은, 상기 송신되는 신호에 증폭, 대역 제한, 주파수 변환 등의 소정의 신호 처리를 실시한 후, 안테나(24A)를 통하여 통신의 상대방의 무선 수신기(2)를 향하여 상기 신호 처리 후의 무선 신호 S를 송신한다.
도 3에 도시하는 무선 수신기(2)의 무선 신호 수신 수단(31)은, 안테나(31A)를 통하여 무선 신호 S를 수신하고, 수신된 무선 신호 S에 대하여, 증폭, 대역 제한, 주파수 변환 등의 소정의 신호 처리를 실시하고, 처리 후의 신호를 무선 신호 그룹 판별 수단(33) 및 스위치(34)로 출력한다.
또, 상기의 무선 신호 S는, 무선 송신기(1)로부터 본 경우 「송신신호」라고 부르고, 무선 수신기(2)로부터 본 경우「수신 신호」라고 부른다.
고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질의 특징량과, 그 특징량을 주는 ID 신호의 시간파형의 정보가, 대응지어져 격납되어 있다. 여기에서는, 고차 통계적 성질로서, 예를 들면, 주기 자기 상관 특성의 정보가 격납되어 있다.
무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의한 소정의 신호 처리 후의 수신 신호의 주기 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 주기 자기 상관 특성과 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납된 고차 통계적 성질의 특징량을 비교함으로써, 수신된 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별한다.
여기에서, 고차 통계적 성질의 특징량은, 예를 들면, 주파수 자기 상관 특성의 전력 피크가 출현하는 주파수 시프트량이고, ID 신호로서 정현파를 가산하는 경우는, 정현파의 주파수의 2배의 주파수가 주파수 시프트량에 해당한다. 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 그룹마다의 특징량으로서, 상기 주파수 시프트량이 격납된다. 이때, 소속할 가능성이 있는 그룹 각각 고유의 특징량이 되는 주파수 시프트량에 있어서, 수신 신호의 고차 통계적 성질의 전력을 관측하고, 관측된 전력의 크기끼리를 비교함으로써, 전력 피크가 출현하는 주파수 시프트량에 대응하는 그룹을, 수신 신호가 소속하는 그룹으로서 판별할 수 있다.
또한, 1개의 ID 신호로 복수의 주파수 시프트에 대하여 고차 통계적 성질의 전력 피크가 출현하는 경우는, 그 전력 피크가 출현하는 주파수 시프트량과, 그것에 대응하는 전력치가, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 수신 신호에 대하여 고차 통계적 성질을 계산하고, 그 계산결과의 고차 통계적 성질의 전력치와, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 주파수 시프트량 및 그것에 대응하는 전력치와의 사이의 상관검출을 하고, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 특징량 중, 가장 상관이 높은 특징량에 대응하는 그룹을, 수신 신호가 소속하고 있는 그룹으로서 판별한다.
무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 판별결과에 따른 제어신호를 스위치(34)로 출력한다. 구체적으로는, 수신 신호가 소속하는 그룹의 판별의 결과, 수신 신호가 자국 앞의 신호인 경우에는, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 스위치(34)를 온으로 하는 제어신호를 출력하고, 한편, 수신 신호가 자국 앞이 아닌 경우에는, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 스위치(34)를 오프로 하는 제어신호를 출력한다. 또한, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 수신 신호가 자국 앞의 신호인 경우, 수신 신호가 소속하는 그룹의 판별결과를 데이터 복조 수단(35)으로 출력한다.
스위치(34)는, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)으로부터 입력된 제어신호에 따라서, 스위치(34)를 온/오프한다. 이로써, 수신 신호가 자국 앞인 경우에는, 무선 신호 수신 수단(31)으로부터 입력된 수신 신호가 데이터 복조 수단(35)으로 출력되고, 수신 신호가 자국 앞이 아닌 경우에는, 수신 신호는 데이터 복조 수단(35)으로는 출력되지 않고, 처리가 종료한다.
데이터 복조 수단(35)은, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)으로부터 수신 신호의 소속그룹의 판별결과가 입력되면, 그 그룹에 대응하는 ID 신호의 파형을 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)로부터 추출하고, 추출된 ID 신호의 파형을 수신 신호로부터 감산하고, 감산결과의 신호를 복조함으로써, 데이터 신호 D2를 얻는다.
[무선 송수신에 관한 동작]
계속해서, 복수의 무선 송수신 장치(10)간에서 실행되는 무선 송수신 방법에 관한 동작(이하「무선 송수신 동작」이라고 함)에 관해서 설명한다. 도 5에는, 어떤 무선 송수신 장치(10)의 무선 송신기(1; 이하 단지 「무선 송신기(1)」라고 함)와, 다른 무선 송수신 장치(10)의 무선 수신기(2; 이하 단지 「무선 수신기(2)」라고 함)의 사이에서 실행되는 무선 송수신 동작(주로, 송신신호로의 ID 부여 및 수신 신호의 ID 판별)에 관한 순서를 나타낸다.
본 실시 형태에 따른 무선 송수신 동작에 있어서, 무선 신호에 대하여 ID 부여를 함(즉, ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성함)에 있어서, 우선 무선 송신기(1)에서는, 데이터 생성 수단(20)이 데이터 신호 D1을 생성하고(S51), 데이터 변조 수 단(22)이 데이터 신호 D1을 무선통신에 적합한 형식으로 변조하고, 변조된 데이터 신호 D1을 무선 신호 ID 부여 수단(23)에 출력한다(S52).
무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는, 송신되는 신호가 소속하는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 갖는 ID 신호로서, 특정한 주파수를 갖는 정현파를 추출하고, 추출한 정현파를 상기 변조된 데이터 신호에 가산함(즉, 데이터 신호에 ID 신호를 부여함)으로써, 송신되는 신호를 생성한다(S53). 송신되는 신호는 무선 신호 송신 수단(24)으로 출력된다.
무선 신호 송신 수단(24)은, 상기 송신되는 신호에 대하여, 증폭, 대역 제한, 주파수 변환 등의 소정의 신호 처리를 실시하고, 안테나(24A)를 통하여 통신의 상대방의 무선 수신기(2)를 향하여, 상기 신호 처리 후의 무선 신호 S를 송신한다(S54).
무선 신호 S는, 무선 송신기(1)의 주변에 존재하는 무선 수신기(2; 실제로는 무선 수신기(2)의 기능을 구비한 도 13의 무선 송수신 장치(10))에 의해 수신된다.
무선 수신기(2)에서는, 무선 신호 수신 수단(31)이, 무선 신호 S를 수신한 후, 무선 신호 S에 대하여, 증폭, 대역 제한, 주파수 변환 등의 소정의 신호 처리를 실시한다(S55). 그리고, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 수신된 무선 신호 S에 관한 고차 통계적 성질(여기에서는, 주기 자기 상관 특성)을 계산한다(S56). 계속해서, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는, 수신된 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질(여기에서는 주기 자기 상관 특성)의 특징량과, 스텝 S56의 계산에 의해 얻어 진 고차 통계적 성질을 비교하고(S57), 그 비교결과에 기초하여, 수신된 무선 신호 S가 소속하는 그룹을 판별한다(S58). 이때의 비교처리 및 판별처리에 있어서는, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 예를 들면, 도 6과 같이, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 고차 통계적 성질의 특징량(여기서는 주기 자기 상관 출현 패턴(62)과 계산에서 얻어진 61과의 사이에서 상관 검출 등에 의해 패턴 매칭을 하여(S1), 실제로 출현한 주기 자기상관치(61)에 가장 합치하고 있는 주기 자기상관 출현 패턴(62)에 대응하는 ID를 갖는 그룹을, 수신된 무선 신호 S가 소속하는 그룹이라고 판별한다(S2).
계속해서, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 스텝 S58에서의 판별결과에 기초하여, 수신된 무선 신호 S가 자국 앞의 신호인지의 여부를 판정한다(S59). 여기에서, 무선 신호 S가 자국 앞의 신호인 경우는, 스위치(34)를 온으로 하여 데이터 복조 수단(35)에 무선 신호 S가 입력하도록 하고, 데이터 복조 수단(35)은, 아래와 같이 하여 무선 신호 S에 대하여 데이터 복조 처리를 하고(S60), 처리를 종료한다. 이때, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 데이터 복조 수단(35)에 대하여 무선 신호 S가 소속하는 그룹의 판별결과를 출력하고, 데이터 복조 수단(35)은, 상기 그룹 판별 결과에 기초하여, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 ID 신호 파형을 추출하고, 추출한 ID 신호 파형을 무선 신호 S로부터 감산함으로써 복조 처리를 한다. 또, 스텝 S59에 있어서, 수신된 무선 신호 S가 자국 앞의 신호가 아닌 경우는, 복조 처리를 하지 않고서 처리를 종료한다.
[본 실시 형태의 효과]
계속해서, 본 실시 형태의 효과에 관해서 설명한다. 상기의 무선 송수신 동작에 있어서는, 무선 송신기(1)의 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, 송신되는 데이터 신호에 ID 신호로서 정현파를 가산하고, 무선 수신기(2)의 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 수신된 무선 신호의 고차 통계적 성질로서 주기 자기 상관 특성을 계산하여 상기 주기 자기 상관 특성에 기초하여, 수신된 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 도 7은, 송신되는 신호(73; 즉, 데이터 신호(71)와 ID 신호(72)의 합)와, 수신된 신호의 주기 자기 상관 특성(74)의 관계를 도시하는 도면이다. 소속하는 그룹에 고유의 소정의 주파수의 정현파(ID 신호(72))를 데이터 신호(71)에 가산하여 얻어지는 송신신호(73)에 관한 주기 자기 상관 특성(74)에 있어서는, 도 7과 같이, 데이터 신호(71)에 대응하는 사이클릭 주파수로써 상관치의 피크(데이터 신호에 대응하는 주기 자기 상관 특성)가 출현함과 동시에, 상기 소정의 주파수의 2배의 사이클릭 주파수로써 상관치의 피크(ID 신호에 대응하는 주기 자기 상관 특성)가 출현한다. 그 때문에, 상기 중, ID 신호에 대응하는 주기 자기 상관 특성(구체적으로는 상관치의 피크의 출현 개소)에 의해서, 수신된 무선 신호의 그룹을 판별하는 것이 가능해진다. 이 결과, 무선 수신기(2)에서는, 수신된 무선 신호의 데이터 복조 처리를 하지 않고서, 상기 무선 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 것이 가능해진다. 또한, 주기 자기 상관 특성은, 상대적인 주파수차(주기 자기상관에서는 사이클릭 주파수)에 의해 정해지고, 수신된 무선 신호 중에 포함되는 주파수 성분의 절대치로 정해지는 것이 아니며, 캐리어 주파수 오프셋이나 심벌 타이밍 오프셋의 영향을 받지 않는다. 이 때문에, 수신된 무선 신호에 대하여 자동 주파 수 제어(Automatic Frequency Control: AFC)에 의한 고정밀도인 주파수 제어, 및 심벌 타이밍의 엄밀한 동기 확립 등을 하지 않고서 특성을 산출하여 ID의 검출을 하는 것이 가능해진다. 이 사실로부터, 데이터 복조를 하는 경우와 비교하여, 보다 고속으로 ID를 검출하는 것이 가능해진다.
[무선 송수신 장치의 변형예]
계속해서, 상기 실시 형태에 따른 무선 송수신 장치의 각종 변형예에 관해서 설명한다.
제 1 변형예는, 무선 송수신 장치(10)에 있어서, ID 신호로서 복수의 정현파를 사용하도록 한 것이다. 즉, ID 신호 격납 수단(21)에는, 복수의 정현파가 가산된 합성파가 ID 신호로서 격납되고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 상기 ID 신호(복수의 정현파가 가산된 합성파)를, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 가산함으로써 송신신호를 생성하여, 생성한 송신신호를 출력한다. 이로써, 주기 자기 상관 특성은, 복수의 정현파의 주파수의 차에 따른 사이클릭 주파수에 있어서 상관치의 피크가 출현하게 되고, 대상이 되는 그룹 수(데이터 신호가 소속할 수 있는 그룹 수)가 증가하더라도, 각 그룹에 할당되는 고유의 ID 신호를 확보하는 것이 가능해진다.
제 2 변형예는, 무선 송수신 장치(10)에 있어서, ID 신호로서 소정의 신호 대역폭을 갖는 변조 신호를 사용하도록 한 것이다. 즉, ID 신호 격납 수단(21)에는, 소정의 대역폭을 갖는 변조 신호가 ID 신호로서 격납되고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 상기 ID 신호(소정의 대역폭 을 갖는 변조 신호)를, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 가산함으로써 송신신호를 생성하고, 생성한 송신신호를 출력한다. 이로써, 주기 자기 상관 특성은, ID 신호의 신호 대역폭에 따른 사이클릭 주파수에 있어서, 지연 시간 0(제로) 부근에서 상관치의 전력 피크가 출현하는 한편, 지연 시간을 많이 취하면 상관이 없어진다. 이로써, 정현파와는 다른 상관치의 특징이 출현하기 때문에, 대상이 되는 그룹 수(데이터 신호가 소속할 수 있는 그룹 수)가 증가하더라도, 각 그룹에 할당되는 고유의 ID 신호를 확보하는 것이 가능해진다.
제 3 변형예는, 무선 송수신 장치(10)에 있어서, 고차 통계적 성질로서, 주기 자기 상관 특성 대신에, 주파수 자기 상관 특성을 사용하는 예이다. 이때, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에는, 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성을 갖는 ID 신호가 격납되고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호에 가산함으로써, 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성의 특징량이 격납되고, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주파수 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 각 그룹의 주파수 자기 상관 특성의 특징량의 비교를 하여, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 도 8에는, 고차 주파수 자기 상관 특성의 예로서, 2차 주파수 자기 상관 특성(82), 및, 3차 주파수 자기상관의 특수예인 바이스펙트럼(Bispectrum; 83)을 나타낸다. 이 중 2차 주파수 자기 상관 특성(82)은, 신호가 갖는 주파수 특성과, 소정량의 주파수 시프트를 실시한 신호의 주파수 특성을 승산하여 주파수 방향의 평균을 취함으로써 상관치를 산출한 것이다. 2차 주파수 자기 상관 특성(82)의 수학적 정의는, 수신 신호의 주파수 특성(81)을 X(f)로 할 때,
Figure 112007055910977-PAT00003
로 주어진다. 여기에서, Ef는 주파수 f에 관한 기대치를, α는 주파수 시프트를 나타낸다. 또한, 3차의 주파수 자기상관의 특수예인 바이스펙트럼(83)은, 신호가 갖는 주파수 특성과, 제 1 소정량의 주파수 시프트를 실시한 신호의 주파수 특성과, 제 2 소정량의 주파수 시프트를 실시한 신호의 주파수 특성을 승산한 것이다. 바이스펙트럼(83)의 수학적 정의는, 수신 신호의 주파수 특성(81)을 X(f)로 할 때,
Figure 112007055910977-PAT00004
로 주어진다. 이와 같이 주파수 자기 상관 특성을 사용함으로써, 특히 ID 신호로서 복수의 정현파를 사용하는 경우에, 복수의 정현파의 주파수차에 따른 주파수에 있어서 주파수 자기 상관 피크가 출현하기 때문에, 국부발진기로 정현파를 생성하는 등, 정확한 주파수의 정현파의 생성은 곤란하지만, 상대적인 주파수차를 정확하게 정하는 것이 가능한 상황에 있어서는, 주파수 자기 상관 피크가 출현하는 주파수를 정확하게 정하는 것이 가능해진다.
제 4 변형예는, 무선 송수신 장치(10)에 있어서, 고차 통계적 성질로서, 주 파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 사용하는 예이다. 이 경우, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에는, 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 갖는 ID 신호가 격납되고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호에 가산함으로써, 송신신호를 생성한다. 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량이 격납되고, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)에서는, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량의 비교를 하여, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이로써, 동일의 주파수 자기 상관 특성을 보유하면서 다른 주기 자기 상관 특성을 갖는 복수의 수신 신호끼리에 관해서도, 그것들의 ID의 판별이 가능해져, 대상이 되는 그룹 수(데이터 신호가 소속할 수 있는 그룹 수)가 증가하더라도, 각 그룹에 할당되는 고유의 ID 신호를 확보하는 것이 가능해진다.
제 5 변형예는, 무선 송신기(1)의 무선 신호 ID 부여 수단(23)이, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 ID 신호를 승산함으로써, ID 부여를 하도록 한 것이다. 여기에서 말하는 「승산」이란, 데이터 신호를 변조한 변조 신호 s(t)에, ID 신호 gid(t)를 시간마다 승산하여, 송신신호 x(t)를
Figure 112007055910977-PAT00005
로 하여도 좋고, 주파수축상에서 승산(시간축상에서의 컨벌루션(convolution) 연산에 상당)하고,
Figure 112007055910977-PAT00006
로 하여도 좋다. 본 변형예에서는, 시간마다 승산한다.
이때, ID 신호 격납 수단(21)은, ID 신호로서, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 상기 ID 신호를 승산함으로써 소정의 고차 통계적 성질이 출현하는 ID 신호를 격납하여 둔다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 승산하여 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주기 자기 상관 특성의 특징량과 ID 신호의 신호 파형 패턴이 격납된다. 데이터 복조 수단(35)은, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있다, 수신 신호가 소속하는 그룹의 ID 신호의 파형 패턴에 의해서 수신 신호를 제산함으로써, ID 신호성분으로부터의 영향을 받지 않고서, 데이터 신호성분을 복조하는 것이 가능해진다.
도 9에는, ID 신호의 승산에 의한 ID 부여방법의 예를 도시한다. 무선 송신기(1)는, 데이터 신호(91)에 ID 신호(92)를 승산함으로써, 송신신호(93)를 생성한다. 무선 수신기(2)는, 수신된 상기 송신신호(93)의 고차 통계적 성질을 계산하 여, ID 검출을 한다. 도 9의 예에서는, 고차 통계적 성질로서 주기 자기 상관 특성(94)을 사용한 경우를 도시한다. 도 9에서는, 데이터 신호(91)에 ID 신호(92)를 승산함으로써, 동일한 파형이 주파수축상에서 반복하여(3회) 출현하는 송신신호(93)가 생성되어 있다. 예를 들면 ID 신호(92)가 데이터 신호(91)(s(t))를 fc만큼 주파수 시프트하여 데이터 신호의 원신호에 가산하는 것이며, 상기 ID 신호(92)를 데이터 신호(91)에 승산한 후의 송신신호 x(t)가,
Figure 112007055910977-PAT00007
에 의해 나타난다고 하면, 시간 차가 0일 때의 주기 자기 상관 특성(94)은,
Figure 112007055910977-PAT00008
에 의해 나타난다. 이 때문에, 사이클릭 주파수 α가, ID 신호(92)에 의한 주파수 시프트량 fc 또는 상기 주파수 시프트량의 2배(즉, 2fc)와 일치하면, 상관피크가 출현한다. 이와 같이, ID 신호를 데이터 신호에 승산함으로써, 고차 통계적 성질을 데이터 신호가 소속하는 그룹마다 고유하게 할당할 수 있고, ID 할당 및 판별을 하는 것이 가능해진다.
제 6 변형예는, 제 5 변형예에 있어서, 고차 통계적 성질로서, 주기 자기 상관 특성 대신에, 주파수 자기 상관 특성을 사용하는 것이다. 이때, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에는, ID 신호로서, 송신신호에 상기 ID 신호를 승 산함으로써 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성을 부가하는 ID 신호가 격납된다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호에 승산하여 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성의 특징량과 ID 신호 파형이 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주파수 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 주파수 자기 상관 특성의 특징량과의 비교를 하여, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이와 같이 주파수 자기 상관 특성을 사용함으로써, 특히 ID 신호로서 복수의 정현파를 사용하는 경우에, 복수의 정현파의 주파수차에 따른 주파수에 있어서 주파수 자기 상관 피크가 출현하기 때문에, 국부발진기에서 정현파를 생성하는 등, 정확한 주파수의 정현파의 생성은 곤란하지만, 상대적인 주파수차를 정확하게 정하는 것이 가능한 상황에 있어서는, 주파수 자기 상관 피크가 출현하는 주파수를 정확하게 정하는 것이 가능해진다.
제 7 변형예는, 제 5 변형예에 있어서, 고차 통계적 성질로서, 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 사용하는 예이다. 이 경우, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에는, ID 신호로서, 송신신호에 상기 ID 신호를 승산함으로써 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 부가하는 ID 신호가 격납된다. 무선 신호 ID 부여 수 단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호에 승산함으로써, 송신신호를 생성한다. 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량이 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량의 비교를 하여, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이로써, 동일 주파수 자기 상관 특성을 보유하면서 다른 주기 자기 상관 특성을 갖는 복수의 수신 신호끼리에 관해서도, 그것들의 ID의 판별이 가능해져, 대상이 되는 그룹 수(데이터 신호가 소속할 수 있는 그룹 수)가 증가하더라도, 각 그룹에 할당되는 고유의 ID 신호를 확보하는 것이 가능해진다.
제 8 변형예는, 무선 송신기(1)가 멀티캐리어 전송에 의해 무선 신호를 전송할 때에, 부여하는 ID 신호에 기초하여 각 서브 캐리어의 송신 내용을 설정하(바꾸어 말하면, 멀티캐리어 전송의 서브 캐리어의 송신 내용에 의해서 ID 부여를 함)도록 한 것이다. 이하에서는, 본 변형예에 따른 멀티캐리어 전송시의 ID 부여와 고차의 통계적 성질의 관계로서, ID 부여와 2차 주파수 자기 상관 특성의 관계를 설명한다. 또, 2차 주파수 자기 상관 특성 이외의 고차의 통계적 성질을 사용하는 경우라도 동일한 수법으로 ID 부여를 하는 것이 가능하다.
멀티캐리어 전송에서는, 주파수 Δf마다, 복수의 서브 캐리어가 나란히 전송되는 것으로 한다. 이때, 멀티캐리어 전송으로 송신되는 송신신호는,
Figure 112007055910977-PAT00009
로 표현된다. 이때, sk(t)는 송신 신호 파형을, Ts는 샘플링 레이트를, K는 서브 캐리어의 수를, 각각 나타낸다. 이때, 송신신호의 주파수 특성은,
Figure 112007055910977-PAT00010
가 된다. 단, Sk(f)는 서브 캐리어에서 송신하는 신호 sk(t)의 주파수 표현이고,
Figure 112007055910977-PAT00011
로 한다. 이때, 2차 주파수 자기 상관 특성은,
Figure 112007055910977-PAT00012
이고, α=β Af(β∈Z)로 하면,
Figure 112007055910977-PAT00013
가 된다. 즉, 원신호와 β개 인접하는 서브 캐리어의 신호의 각각을 승산하여 합을 취한 것이 2차의 주파수 자기 상관 특성이 된다. 단, 샘플링 시간 간격을 충분히 작게 할 수 없는 조건에서는, 샘플링 레이트에 의해 정해지는 관측 주파수 대역으로부터 벗어난 신호의 고주파 성분은 저주파 영역에 순회하여 출현한다. 이때, 관측 주파수 대역이 0≤f≤KΔf로 하면, 식(13)은 아래와 같이 된다.
Figure 112007055910977-PAT00014
본 변형예는 이 특징을 이용한 것으로, (1)소정의 주파수 시프트량으로 2차 주파수 자기상관을 0에 가깝게 하거나, 또는, (2)반대로 피크가 출현하도록 송신되는 심벌의 내용을 변경함으로써, 2차 주파수 자기 상관 특성이 각각 다르도록, 데이터 신호가 소속하는 그룹에 대하여 ID를 부여하는 것이 가능해진다.
이렇게 하여 결정되는 서브 캐리어(ID 신호 송신에 사용되는 서브 캐리어)와, 상기 서브 캐리어로 송신되는 ID 신호의 내용이, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에 격납되고, 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 출현하는 주파수 자기 상관 특성의 특징량 및 신호 파형이 격납된다.
여기에서, ID 신호의 내용의 구체예에 관해서 설명한다. 예를 들면 5개의 서브 캐리어에 있어서 ID 신호를 송신하는 케이스를 생각한다. 이때, 이들 5개의 서브 캐리어에서 송신하는 신호의 주파수 특성을 sk(f)로 한다. 여기에서, k는 ID 신호를 송신하는 서브 캐리어의 인덱스이고, k={0,1,2,3,4}로 한다. 또한, 이들 5 개의 서브 캐리어는 소정의 주파수 간격 Δf씩 떨어져 존재하는 것으로 한다. 여기에서, 소정의 시간신호 gid(t)의 주파수 특성을 Gid(f)로 할 때,
Figure 112007055910977-PAT00015
로 하면,
Figure 112007055910977-PAT00016
이 된다. 또한,
Figure 112007055910977-PAT00017
로 하면,
Figure 112007055910977-PAT00018
이 된다. 이때, 식(16)의 주파수 자기상관의 특징을 출현시키기 위해서는, 식(15)에 기초하여, 5개의 서브 캐리어에 있어서의 ID 신호의 내용 sk(t),(k=0,1,2,3,4) 을, 소정의 시간신호 파형 gid(t)를 사용하고,
Figure 112007055910977-PAT00019
로 한다. 또한, 식(18)의 주파수 자기상관의 특징을 출현시키기 위해서는, 식(17)에 기초하여, 5개의 서브 캐리어에 있어서의 ID 신호의 내용을
Figure 112007055910977-PAT00020
로 한다.
또한, 본 변형예에서는, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에서 송신되는 ID 신호의 내용을 ID 신호 격납 수단(21)에 격납된 내용에 설정하고, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호를 그 밖의 서브 캐리어에서 송신하도록 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 주파수 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 비교하여, 상기 비교 결과에 기초하여 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이때, 데이터 복조 수단(35)은, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 상기 판별된 그룹의 ID 신호 파형에 기초하여, 수신 신호의 전송로를 추정할 수 있고, 상기 ID 신호 파형을 이용하여 고정밀도인 데이터 복조를 하는 것이 가능해진다. 또한, 본 변형예에서는, 데이터 신호를 송신하기 위한 서브 캐리어와 ID 신호를 송신하기 위한 서브 캐리어를 나누도록 하면, 데이터 신호를 송신하는 동시에 ID 신호를 송신할 수 있다. 한편, 서브 캐리어로 ID 신호만을 송신하도록 하면, 수많은 그룹에 고유의 ID를 할당하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에서는, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에서 송신하는 신호를, 소정의 주파수 성분에 신호의 에너지가 집중하도록 설정할 수도 있다. 구체적으로는, ID 신호 격납 수단(21)에 소정의 주파수의 정현파를 격납하여 두고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은 ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에 있어서, 격납되어 있는 소정의 주파수의 정현파를 송신하도록 설정함으로써, 서브 캐리어내의 소정의 주파수 성분에 있어서 신호의 에너지가 집중한다. 이와 같이 소정의 주파수 성분에 신호의 에너지를 집중시킴으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹에 고유의 고차 통계적 성질을 두드러지게 하여 출현시키는 것이 가능해져, 고정밀도인 ID 검출을 하는 것이 가능해진다. 또한, 송신신호로서 정현파를 사용하는 대신에, 디지털 신호의 제 i 번째의 송신 심벌로서
Figure 112007055910977-PAT00021
을 송신하도록 설정하여도 좋다. 여기에서, k=1/8일 때의 송신 심벌의 예를 도 14에 도시한다. 이 송신 심벌은, 정현파의 신호를 이산화한 것이며, 이산화하지 않은 경우의 정현파 신호와 마찬가지로, 소정의 주파수 성분에 대하여 신호의 에너지가 집중한다. ID 신호 격납 수단(21)은 ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어마다 소정의 주파수 성분에 있어서 신호의 에너지가 집중하도록 식(21)에 따라서 생성된 송신 심벌을 격납하여 두고, 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단에 격납되어 있는 송신 심벌을, 그 송신 심벌에 대응하는 ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에서 송신하도록 설정하여 송신신호를 생성한다. 이러한 이산화한 신호 를 사용함으로써, ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어 이외의 신호와 동일한 방법으로, 소정의 주파수 성분에 신호의 에너지를 집중시켜, 고정밀도인 ID 검출이 가능해지는 신호를 생성하는 것이 가능해진다. 또한, 이산화한 신호를 사용함으로써, OFDM 신호 송신기에 있어서 역푸리에 변환에 의한 신호생성이 가능해지고, 소정의 서브 캐리어에 있어서 소정의 주파수에 전력이 집중한 신호를 생성하는 것이 가능해진다. 또, OFDM 신호에 있어서는, 전송로 추정에 사용하는 파일럿 서브 캐리어에서 송신하는 신호의 값으로서 식(21)과 같은 신호를 송신함으로써, 전송 효율을 희생으로 하지 않고, 신호에 ID를 부여하는 것이 가능해진다.
제 9 변형예는, 멀티캐리어 전송시에, 일부의 서브 캐리어만을 사용하는 것, 즉, 사용하지 않은 서브 캐리어에 입력하는 심벌을 0(무입력)으로 한 것이다. 이때, ID 신호 격납 수단(21)에는, 무입력으로 하는 서브 캐리어와, 무입력으로 하는 서브 캐리어의 입력 심벌인 「0」이 격납된다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 무입력으로 하는 서브 캐리어의 신호를 「0」으로 하고, 무입력으로 지정된 서브 캐리어 이외의 서브 캐리어로 변조 신호를 송신하도록, 송신신호를 생성한다. 이 경우, 예를 들면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 무입력의 서브 캐리어에서 송신되는 신호와, 무입력의 서브 캐리어 이외의 서브 캐리어에서 송신되는 신호와의 사이에서, 상관이 출현하지 않게 되기 때문에, 일부의 주파수 시프트에 있어서의 2차 주파수 자기 상관을 0에 가깝게 하는 것이 용이해진다. 이 때문에, 무입력으로 하는 서브 캐리어의 선택에 의해서, 여러 가지의 상관 출현 패턴을 실현하는 송신신호를 용이하게 생성하는 것이 가능해진다.
802.11a 무선 LAN에서는, 동기 확립이나 자동 주파수 제어를 하기 위해서 일부의 서브 캐리어를 사용하여 쇼트 트레이닝 신호를 송신하고, 쇼트 트레이닝을 사용하여 심벌 타이밍 동기 확립 및 캐리어 주파수 동기 확립을 위한 주파수 오차 보상을 실시한 후에, 전(全)서브 캐리어를 사용하여 송신되는 무선 신호 프레임의 데이터부를 FFT 처리 후에 오류 정정 복호를 하여 신호 송신처의 MAC 어드레스를 취득하여, 수신 신호가 소속하는 그룹을 얻을 수 있다.
그렇지만, 이들 일련의 데이터 복조 처리가 필요하기 때문에, 데이터 신호가 소속하는 그룹의 판별에 요하는 처리시간이 크다는 문제가 있다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 다른 고차 통계적 성질을 얻기 위해서 사용하는 서브 캐리어의 배치를 변경함으로써 무선 신호가 소속하는 그룹마다 ID를 할당하고, 그 고차 통계적 성질만을 구하고, 구한 고차 통계적 성질에 기초하여 ID를 판별한다. 그 때문에, 수신 신호가 소속하는 그룹을 고속으로 판별하는 것이 가능해진다. 이 경우, 종래의 802.11a 무선 LAN과 마찬가지로, 쇼트 트레이닝 심벌은, 심벌 동기 확립 및 캐리어 주파수 동기 확립에 이용되는 동시에, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별하기 위해서 이용할 수 있다.
제 10 변형예는, 무선 송신기(1)가 송신신호를 송신할 때에, 시간변동하는 ID 신호를 송신하도록 한 것이다. 구체적으로는, ID 신호 격납 수단(21)은, 고차 통계적 성질의 전력 피크가 출현하는 주파수가 지연 시간 차에 의해서 변하는 고차 통계적 성질을 부가하는 ID 신호를 격납한다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호에 의해서, 고차 통계적 성질의 전력 피크가 출현하는 주파수가 지연 시간 차에 의해서 변하는 고차 통계적 성질을 갖는 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)는, 지연 시간 차와 주파수에 의해 변동하는 고차 통계적 성질의 특징량을 격납한다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 지연 시간 차와 주파수를 변동시키고, 수신 신호의 고차 통계적 성질을 계산하고, 계산에서 얻어진 고차 통계적 성질과 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 고차 통계적 성질의 특징량을 비교함으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹의 판별을 한다.
이하에, 보다 구체적인 예에 관해서 설명한다. 도 11은, 구체예의 개념을 도시하는 것이다. 이 도 11은, 무선 송신기(1)가 멀티캐리어 전송을 하는 경우의 ID 부여와 2차 주파수 자기 상관 특성의 관계를 도시하고, 도 11에 도시하는 신호 A는, 무선 신호를 송신하기 위한 서브 캐리어가 시간에 의하지 않고 일정하게 되는 송신신호이고, 신호 B는, 무선 신호를 송신하기 위한 서브 캐리어를 시간에 의해 바꾸어 송신하는 송신신호이다. 이때, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)은, 데이터 신호 전송에 사용하지 않은 서브 캐리어의 정보와, 상기 서브 캐리어를 사용하지 않은 시간 정보와, 데이터 신호 전송에 사용하지 않은 서브 캐리어에서 송신하는 송신 데이터 「0」을 격납한다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, 데이터 신호 전송에 사용하지 않은 서브 캐리어에, 지정된 시간분만 「0(무입력)」을 입력하고, 그 밖의 서브 캐리어에, 데이터 신호를 변조하여 얻어진 변조 신호를 입력함으로써, 송신신호를 생성한다.
여기에서, 도 11의 신호 A 및 신호 B의 주파수 자기 상관 특성에 대하여 설 명한다. 신호 x(t)의 단구간의 주파수 특성을
Figure 112007055910977-PAT00022
로 하고, 시간 차를 고려하는 2차 주파수 특성을
Figure 112007055910977-PAT00023
에 의해 정의한다. 이때, 식(22)의 구간 적분의 시간폭 T0을 τ0으로 하고, 신호 A의 주파수 특성 XA(f, t)를
Figure 112007055910977-PAT00024
로 하면, k=0,1,2,···, M-1, 및 0≤t0≤(M-k) τ0에 대하여,
Figure 112007055910977-PAT00025
가 성립한다. 이 식(25)로부터, 신호 A의 2차 주파수 자기상관은, 시간 차 kτ0에 의존하고 있지 않고, 임의의 α에 대하여,
Figure 112007055910977-PAT00026
이 성립하는 것을 알 수 있다. 이것에 대하여, 신호 B의 주파수 특성 XB(f, t)를 n=1,2,…,M-1에 대하여,
Figure 112007055910977-PAT00027
로 하면, k=0,1,2,…, M-1, 및 0≤t0≤(M-2k-1)τ0에 대하여,
Figure 112007055910977-PAT00028
이 된다. 즉, 신호 B의 2차의 주파수 자기상관은 시간 차에 의해 변동하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 지연 시간의 차이에 의해서 고차의 통계적 성질을 변동 가능한(지연 시간을 고려함으로써 고차 통계적 성질의 출현의 방법이 변한) 것을 알 수 있다. 본 변형예에서는, 이러한 특성을 이용하여, 송신신호의 주파수 특성을 시간에 의해서 일정한 패턴으로 변동시킴으로써, 지연 시간의 차이에 의해서 고차의 통계적 성질을 변동시킨다. 이로써, 데이터 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 대하여, 각각 고유의 고차의 통계적 성질을 갖는 ID 신호의 부여를 하는 것을 가능하게 하고, 할당 가능한 ID 수를 증가시키는 것이 가능해진다.
제 11 변형예는, 제 10 변형예에 있어서의 고차 통계적 성질로서, 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성을 사용한 것이다. 이때, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)은, 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 3차 이상의 주파수 자기 상 관 특성을 부가하는 ID 신호를, 상기 ID 신호의 송신에 사용하는 서브 캐리어의 정보와 동시에 격납한다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 서브 캐리어로 ID 신호를 송신하고, 그 밖의 캐리어로, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호를 송신하는 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)는, 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성의 특징량이 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성의 특징량을 비교함으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이와 같이, 3차 이상의 주파수 자기 상관 특성을 사용함으로써, 잡음에 의한 ID 판별로의 영향을 저감하는 것이 가능해져, 고정밀도인 ID 판별을 하는 것이 가능해진다.
제 12 변형예는, 제 10 변형예에 있어서의 고차 통계적 성질로서, 주기 자기 상관 특성을 사용한 것이다. 이때, 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)은, 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 주기 자기 상관 특성을 부가하는 ID 신호를, 상기 ID 신호의 송신에 사용하는 서브 캐리어의 정보와 동시에 격납한다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 서브 캐리어로 ID 신호를 송신하고, 그 밖의 캐리어에서, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호를 송신하는 송신신호를 생성한다. 또한, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주기 자기 상관 특성의 특징량이 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주기 자기 상관 특성을 계산하고, 계산에서 얻어진 주기 자기 상관 특성과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주기 자기 상관 특성의 특징량을 비교함으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이와 같이 주기 자기 상관 특성을 사용함으로써, 주파수 자기상관을 사용하는 경우에 필수인 「수신 신호의 푸리에 변환」을 할 필요가 없어지기 때문에, 간이한 구성으로 ID 판별을 하는 것이 가능해진다.
제 13 변형예는, 제 10 변형예에 있어서의 고차 통계적 성질로서, 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 사용한 것이다. 이 경우, 무선 수신기(2)의 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에는, 수신 신호가 소속할 가능성이 있는 그룹에 고유의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량이 격납된다. 무선 신호 그룹 판별 수단(33)은, 무선 신호 수신 수단(31)에 의해 수신된 수신 신호에 관해서 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽을 계산하고, 계산에서 얻어진 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽과, 고차 통계적 성질 데이터베이스(32)에 격납되어 있는 그룹마다의 주파수 자기 상관 특성과 주기 자기 상관 특성의 양쪽의 특징량을 비교함으로써, 수신 신호가 소속하는 그룹을 판별한다. 이로써, 동일의 주파수 자기 상관 특성을 보유하면서 다른 주기 자기 상관 특성을 갖는 복수의 수신 신호에 관해서도 ID의 판별이 가능해져, 그룹 수의 증가에 대하여 ID의 수를 확보하는 것이 가능해진다.
제 14 변형예는, 무선 송수신 장치에 있어서, 오류 정정 부호와 고차 통계적 성질의 특징량을 대응시켜, 고차 통계적 성질의 피크가 출현하는 주파수 시프트량을 정하고, 상기 피크의 위치에 따라서 ID 신호의 형식을 정하도록 한 것이다. 도 12는, 본 변형예에 의해, 오류 정정 부호와 주파수 자기 상관 피크를 대응시키는 방법의 개념을 도시하는 도면이다. 본 변형예에서는, 우선, 오류 정정 부호화법에 의해 소정의 길이의 부호열을 생성한다. 계속해서, 부호열과 고차 통계적 성질의 피크를 대응시켜, 피크의 위치(출현 개소)를 정한다. 정한 피크의 위치에 따라서, 예를 들면 식(8)으로부터 역산하여 송신 신호 형식을 정한다.
구체적으로는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 무선 송신기(1)는, 오류 정정 부호화법에 의해 소정의 길이의 부호열을 생성하고(S01), 부호열과 고차 통계적 성질의 피크를 대응시켜 피크의 출현 개소를 정하고, 상기 피크의 출현 개소의 위치로부터 ID 신호를 결정하고(S02), 상기 결정된 ID 신호를 무선 송신기(1)의 ID 신호 격납 수단(21)에 격납한다. 무선 신호 ID 부여 수단(23)은, ID 신호 격납 수단(21)에 격납되어 있는 ID 신호를, 데이터 신호를 변조하여 얻어지는 변조 신호와 관련지어(예를 들면 가산하여), 송신신호를 생성한다. 이로써, 할당되는 ID 신호끼리 피크의 출현 개소가 상위하게 되고, 상기 ID 신호간의 상관이 낮아진다(예를 들면 도 12의 사용자의 ID 신호와 사용자 2의 ID 신호와 같이, 서로의 상관이 낮아짐). 따라서, 패턴 매칭 후의 ID 판별 오류를 감소시키는 것이 가능해진다.
또, 제 14 변형예에 있어서는, 오류 정정 부호로서 0과 1의 2치를 사용하여 고차 통계적 성질의 피크의 유무만에 의해 ID를 할당하였지만, 다치의 오류 정정 부호에 대하여, 고차 통계적 성질의 크기(전력)를 할당하도록 하여도 좋다. 이 경우, 다치의 오류 정정 부호에 대응시킴으로써, 그룹 수가 증가하더라도, ID 수를 확보하고, 더욱이 ID 판별 오류를 감하는 것이 가능해진다.
또한, 제 14 변형예에 있어서는, 고차 통계적 성질의 위상에 정보를 갖게 하도록 하여도 좋다. 이 경우, 고차 통계적 성질의 위상에 의해 다른 ID를 할당함으로써, 할당 가능한 ID 수를 증가시키는 것이 가능하다. 위상에 정보를 갖게 하는 방법은, 플랫 페이딩(flat fading) 환경에서는, 주파수에 의해서 위상의 상대치가 변동하지 않기 때문에, 특히 유효하다.
도 1은, 복조를 동반하는 무선 신호 ID 부여방법 및 ID 판별방법에 관한 종래 기술을 도시하는 도면.
도 2는, 무선 송신기의 기능적 구성을 도시하는 블록도.
도 3은, 무선 수신기의 기능적 구성을 도시하는 블록도.
도 4는, 고차 통계적 성질 데이터베이스의 구성도.
도 5는, 무선 송수신 동작의 순서를 도시하는 흐름도.
도 6은, 주파수 자기상관에 대한 패턴 매칭에 의한 ID 검출법을 도시하는 도면.
도 7은, ID 신호가산에 의해 ID를 부여된 송신신호와 주기 자기 상관 특성의 관계를 도시하는 도면.
도 8은, 고차의 주파수 자기상관의 개념도.
도 9는, ID 신호의 승산에 의한 ID 부여방법의 구성예를 도시하는 도면.
도 10은, 멀티캐리어 전송과 주파수 자기 상관 특성의 관계의 예를 도시하는 도면.
도 11은, 지연 시간을 고려하는 고차 주파수 자기상관에 의한 무선 신호 ID 할당의 예를 도시하는 도면.
도 12는, 오류 정정 부호를 사용하는 고차 주파수 자기상관에 의한 ID 부여방법을 도시하는 도면.
도 13은, 무선 송수신 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 14는, ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에서 송신하는 신호를, 소정의 주파수 성분에 상기 신호의 에너지가 집중하도록 설정하는 변형예에 있어서 적용 가능한 송신 심벌의 일례를 도시하는 도면.

Claims (13)

  1. 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납한 ID 신호 격납 수단과,
    상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 수단과,
    상기 데이터 변조 수단에 의해 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 수단과,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단에 의해 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 수단을 구비하는 무선 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호를 상기 변조 신호에 가산함으로써, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을 상기 변조 신호에 부여하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호를 상기 변조 신호에 승산함으로써, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을 상기 변조 신호에 부여하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 송신기는 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고,
    상기 ID 신호 격납 수단은 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 따라서, 상기 그룹에 고유의 고차 통계적 성질이 출현하도록 각 서브 캐리어에서의 송신 내용을 정한 ID 신호를 격납하고,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여 각 서브 캐리어의 송신 내용을 설정함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 송신기는 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고,
    상기 ID 신호 격납 수단은 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 대응지어진, 소정의 주파수의 정현파 또는 상기 정현파의 신호를 이산화한 송신 심벌을, 상기 ID 신호로서 격납하고,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 ID 신호 송신에 사용하는 서브 캐리어에 있어서, 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 상기 정현파 또는 상기 송신 심벌을 송신 하도록 설정함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 송신기는 복수의 서브 캐리어를 사용하는 멀티캐리어 전송에 의해 신호를 송신하는 무선 송신기이고,
    상기 ID 신호 격납 수단은 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹에 따라서, 모든 서브 캐리어중 통신에 사용하는 서브 캐리어를 정한 ID 신호를 격납하고,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 의해 정해진 소정의 서브 캐리어만을 사용하는, 상기 송신되는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 ID 신호 격납 수단은 전송되는 데이터 신호와 소정의 지연 시간만큼 지연시킨 전송되는 데이터 신호로부터 얻어지는 고차 통계적 성질에 있어서, 상기 데이터 신호가 소속하는 그룹에 고유의 변화가, 상기 지연 시간에 의해서 생기도록 결정된 ID 신호를 격납하고,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여, 상기 그룹에 고유의 변화가 생기는 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 상기 송신되는 신호를 생성하는 것을 특징 으로 하는 무선 송신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 ID 신호 격납 수단은 오류 정정 부호를 사용하여 얻어지는 계열과 상기 고차 통계적 성질에 있어서의 전력 피크가 얻어지는 주파수 및 지연 시간 차를 대응시켜 상기 오류 정정 부호에 기초하여 상기 주파수 및 지연 시간 차를 정하고, 상기 고차 통계적 성질의 전력 피크의 출현 패턴을 상기 오류 정정 부호에 대응시킴으로써 결정되는 고차 통계적 성질을, 상기 송신되는 신호에 출현시키는 ID 신호를 격납하고,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단은 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호에 기초하여, 상기 송신되는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 송신기.
  9. 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납한 고차 통계적 성질 데이터베이스와,
    도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 수단과,
    상기 무선 신호 수신 수단에 의해 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 데이터베이스에 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 수단을 구비하는 무선 수신기.
  10. 무선 송신기와, 상기 무선 송신기의 주변에 존재하는 무선 수신기를 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 무선 송신기는,
    전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납한 ID 신호 격납 수단과,
    상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 수단과,
    상기 데이터 변조 수단에 의해 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 수단에 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 수단과,
    상기 무선 신호 ID 부여 수단에 의해 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 수단을 구비하고,
    상기 무선 수신기는,
    수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납한 고차 통계적 성질 데이터베이스와,
    도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 수단과,
    상기 무선 신호 수신 수단에 의해 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 데이터베이스에 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 무선 송신기가, 통신에 앞서서, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납하여 두는 ID 신호 격납 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 데이터 변조 스텝에서 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 스텝에서 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 무선 신호 ID 부여 스텝에서 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 스텝을 구비하는 무선 신호 제어 방법.
  12. 무선 수신기가 통신에 앞서서, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납하여 두는 고차 통계적 성질 격납 스텝과,
    상기 무선 수신기가 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 스텝과,
    상기 무선 수신기가 상기 무선 신호 수신 스텝에서 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 격납 스 텝에서 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 스텝을 구비하는 무선 신호 제어 방법.
  13. 무선 송신기와 상기 무선 송신기의 주변에 존재하는 무선 수신기를 포함하여 구성되는 무선 통신 시스템에 있어서의 무선 신호 제어 방법으로서,
    상기 무선 송신기가 통신에 앞서서, 전송되는 데이터 신호가 소속하는 그룹을 식별하기 위한 ID 신호로서 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 주는 상기 ID 신호를, 격납하여 두는 ID 신호 격납 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 데이터 변조 스텝에서 변조된 변조 신호와 상기 ID 신호 격납 스텝에서 격납된 ID 신호를 관련짓고, 상기 ID 신호에 대응한 고차 통계적 성질을, 상기 ID 신호에 관련지어진 변조 신호에 부여함으로써, 송신되는 신호를 생성하는 무선 신호 ID 부여 스텝과,
    상기 무선 송신기가 상기 무선 신호 ID 부여 스텝에서 생성된 신호를 무선으로 송신하는 무선 신호 송신 스텝과,
    상기 무선 수신기가 통신에 앞서서, 수신되는 신호가 소속할 가능성이 있는 모든 그룹마다 고유의 고차 통계적 성질을 격납하여 두는 고차 통계적 성질 격납 스텝과,
    상기 무선 수신기가, 도래하여 온 신호를 무선으로 수신하는 무선 신호 수신 스텝과,
    상기 무선 수신기가 상기 무선 신호 수신 스텝에서 수신된 신호에 관한 고차 통계적 성질을 구하고, 구해진 고차 통계적 성질과 상기 고차 통계적 성질 격납 스텝에서 격납된 그룹마다의 고차 통계적 성질을 비교함으로써, 상기 수신된 신호가 소속하는 그룹을 판별하는 무선 신호 그룹 판별 스텝을 구비하는 무선 신호 제어 방법.
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