WO2007099785A1

WO2007099785A1 - 無線通信装置及び無線通信方法

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Publication number: WO2007099785A1
Application number: PCT/JP2007/052813
Authority: WO
Inventors: Hiroyuki Yamasuge
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2007-09-07
Also published as: JP4356702B2; KR20080113361A; TWI332777B; TW200737806A; CN101395816A; US20090041087A1; JP2007243234A; EP1993214A1

Abstract

　周波数軸並びに時間軸上で拡散された伝送データを効率的に受信する。　拡散信号を受信する際、ＳＮＲが所定値を超えていると、すべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要でないと判断し、ブロック選択フローを起動する。逆拡散なしに復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するときには、そのブロックのみ復号処理し、周波数軸及び時間軸の逆拡散処理を停止する。また、一部のブロックのみを逆拡散して復号するときには、周波数軸上での逆拡散処理を優先して行なうことにより、逆拡散を行なわない時間軸上の拡散信号に関してＦＦＴを効率的に停止する。

Description

明細書

無線通信装置及び無線通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、 OFDM変調方式を採用するとともに伝送信号を広帯域に拡散した UW B通信を行なう無線通信装置及び無線通信方法に係り、特に、周波数軸並びに時間軸上で拡散された伝送データの受信処理を行なう MB— OFDM方式の無線通信装置及び無線通信方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、「ウルトラワイドバンド (UWB)通信」と呼ばれる、非常に広い周波数帯域を使用して 100Mbps以上の高速伝送を可能にする無線通信方式が注目を集めている。例えば米国では、 FCC (Federal Communications Commission:連邦通信委員会）により UWB用のスペクトラム.マスクが規定されており、室内環境において 3· 1 GHzから 10. 6GHzの帯域で UWB伝送を行なうことができる。 UWB通信は、送信電力の関係から近距離向けの無線通信方式であるが高速な無線伝送が可能であることから、通信距離が 10m程度の PAN (Personal Area Network)が想定され、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとしてその実用化が期待されている

[0003] 例えば、 IEEE802. 15. 3の標準会議では、 UWB通信のアクセス制御方式として、プリアンブルを含んだパケット構造のデータ伝送方式が考案されている。同会議では、 UWB伝送方式として、 DS (DirectSpread:直接拡散）の情報信号の拡散速度を極限まで高くした DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)—UWB方式とともに、 OFDM変調方式を採用した OFDM_UWB方式が定義され、それぞれの方式について試作が行なわれている。 OFDM (Orthogonal Frequency Divis ion Multiplexing：直交周波数分割多重）伝送によれば、無線信号のフェージングによる伝送品質の劣化を避け、無線伝送の高速化'高品質化を実現することができる

[0004] 後者の OFDM UWB方式では、 FCCで定められた 3. 1GHzから 10. 6GHzまでの帯域をそれぞれ 528MHz幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピング（FH)するマルチバンド方式（以下、「MB— OFDM方式」とする）が検討されている。 FH方式によれば、他のシステムからの影響により通信できなくなることもある力絶えず周波数を変化させることにより、通信が途絶することはほとんどない。すなわち、他のシステムとの共存が可能であり、フエージング耐性に優れるとともに、スケーラビリティが容易である。

[0005] また、 UWBの他のアプリケーションとして、パソコン向けの汎用インターフェースとして普及している USB (Universal Serial Bus)の無線版、すなわち" Wireless U WB"が検討されている。 UWBは近距離大容量の無線通信方式であることから、ストレージ.デバイスを含む超高速な近距離用の DAN (Device Area Network)など、超近距離エリアにおける高速データ伝送を実現することができる。例えば、デジタノぃカメラや音楽再生機器などのモパイル'デジタル機器とテレビやパソコンを近い距離で無線接続し、動画像や CD1枚分の音楽データといった大容量のデータを高速且つ短時間で転送することが可能になる。 Wireless USBは、通信方式 (Phy層及び MAC層）として MB— OFDM方式を利用する。

[0006] 現在、 MB— OFDM方式に関しては、 IEEE802. 15. 3TG3aにおける議論の内力 Sほぼそのまま £CMA (European し omputer Manufacturer Association )標準となっており、 ECMA— 368には UWB通信システムにおける PHY層及び M AC層の標準仕様が記載されている (例えば、非特許文献 1を参照のこと)。

[0007] 上記標準仕様によれば、 MB— OFDM通信システムでは、周波数軸及び時間軸上で伝送データを拡散する通信方式が採用されている。ここで言う「拡散」とは、同じデータについて周波数軸並びに時間軸の複数の拡散位置（以下では、「ブロック」とも呼ぶ）を利用して複数回の伝送を行なうことを意味する。 OFDM伝送において周波数軸と時間軸方向の 2次元的な拡散を行なうことで、回線の状況によって拡散率を最適化して、最適な性能を引き出すことができる (例えば、特許文献 1を参照のこと)。また、受信側では、複数回にわたって受信した同じデータを重畳することで、 SNR (S ignal-to-Noise Ratio)を向上させることができる。

[0008] 図 12には、このような拡散方式によるデータ通信の仕組みを図解している。周波数軸上では、中心周波数がそれぞれ Fl、 F2、 F3からなる 3つのサブバンド（周波数チャネル）が設けられ、 OFDMシンボル毎にサブバンド間をラウンドロビン方式に周波数ホッピングする。また、時間軸上で見ると、所定の伝送タイミング Tl、 Τ2、 Τ3、 · · · で OFDM信号が伝送される。

[0009] 1つの OFDMシンボルは、中心周波数で 2つのブロックに分割され、前半と後半のブロックで同じデータを伝送する。例えば、時刻 T1に中心周波数 F1のサブバンド上で伝送される OFDMシンボルの前半と後半に乗せられる A1と A2は同じデータ Aである。また、連続する 2個の OFDMシンボルを使って同じデータを伝送する。したがつて、時刻 T2に中心周波数 F2のサブバンド上で伝送される OFDMシンボルの前半と後半のブロックに乗せられる A3及び A4は、 A1と同じデータ Aである。データ Aが 1 つの OFDMシンボルの前半と後半で 2回送信されることは、周波数軸上の異なる拡散位置で同じデータを複数回送信することになるから、「周波数軸拡散 (Frequency Domain Spreading： FDS)」に相当する。また、連続する 2つの OFDMシンボルにまたがってデータ Aを送信することは、時間軸上の異なる拡散位置で同じデータを複数回送信するから、「時間軸拡散 (Time Domain Spreading： TDS)」に相当する。他のブロック B1〜B4、並びに C1〜C4についても同様である。

[0010] ところで、蓄積交換型（Stored and Forward Switching)の通信システムでは、一般に、通信局間では伝送データをパケットと呼ばれる伝送単位にアセンブルして送受信するパケット通信が採り入れられている。パケットは、基本的に、パケット発見や同期タイミングを獲得するための既知トレーニング 'シーケンスからなるプリアンプ

ダと、 Phyペイロードとしての PSDU (Physical Layer Service Data Unit)で構成される。図 13には、パケット（Phyフレーム）のフォーマット例を示している。図示の通り、 PLCPヘッダには、 MACヘッダや Phyヘッダといった重要な情報が含まれている。

ECMA標準仕様によれば、 53. 3Mbps, 80Mbps, 106. 7Mbps, 160Mbps, 2 00Mbps, 320Mbps, 400Mbps, 480Mbpsとレヽつた複数のデータレー卜を規定し、また、送信データの拡散回数 (こ関して fま、 53. 3Mbps〜80Mbpsで 4回、 106. 7 Mbps〜200Mbpsで 2回、 320Mbps〜480Mbpsで 1回と規定してレヽる。通信状況などに応じてデータレートや符号化率、変調方式を、データ拡散回数とともに適応的に設定するリンク'ァダプテーシヨンが可能である。但し、パケット伝送にとって重要な情報を記載する PLCPヘッダ部に関しては、通信環境に関係なく最も低レ、データレート（53. 3Mbps)で送ることとし、さらに SNRを改善するために周波数軸及び時間軸上で送信データを拡散するように定められてレ、る。

[表 1]

[0013] 良好な通信環境にも拘らず周波数軸拡散及び時間軸拡散を行なって SNRを改善すると、通信の特性が過剰に良好となること自体に問題はない。し力ながら、受信機側で拡散信号の受信並びに逆拡散処理を行なうことは、消費電力をいたずらに増大してしまうという問題まで招来することになる。

[0014] また、 Wireless USBにおいても、 MMC (Micro— scheduled Management Commands)と呼ばれる制御パケットのペイロード部では、通信環境に関係なく低レ、データレートで送受信するとともに、 SNRを改善するために周波数軸及び時間軸上でデータの拡散を行なうようになっており、上述と同様の問題がある。

[0015] 特許文献 1 :特開 2002— 190788号公報

非特許文献 1 : h tp:z / www. ecma— international, org/ publications/ sta ndards/Ecma— 368. htm

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0016] 本発明の目的は、周波数軸並びに時間軸上で拡散された伝送データの受信処理を効率的に行なうことができる、優れた MB— OFDM方式の無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

[0017] 本発明のさらなる目的は、 MB_〇FDM通信ではPhyフレームのPLCPへッダ部や、 Wireless USBにおける MMCのペイロード部のように、通信環境と無関係に低いデータレートで且つ周波数軸及び時間軸上で拡散処理して送受信されるデータについて、電力の浪費を抑えて効率的に受信処理することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0018] 本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、送信データが周波数軸又は時間軸上の複数のブロックに拡散された伝送信号の受信処理を行なう無線通信装置であって、伝送信号を受信処理する受信処理部と、受信信号のチャネル推定及び S NR推定を行なうチャネル推定及び SNR推定部と、受信信号の逆拡散を行なう逆拡散部と、前記逆拡散部を通過した受信信号の復号処理を行なう復号部と、チャネル推定及び SNR推定の結果に基づいて前記逆拡散部及び前記受信処理部の動作を制御する制御部とを具備することを特徴とする無線通信装置である。

[0019] 非常に広い周波数帯域を使用した UWB通信が近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして期待され、標準化作業が行なわれている。例えば OFDM— U WB通信システムでは、同じデータを周波数軸並びに時間軸の複数の位置を利用して複数回の伝送を行なう拡散データ通信方式が採用されている。このようなデータ伝送方式によれば、受信側では、受信した拡散信号を重畳することで、 SNRを向上させること力 Sできる。

[0020] し力ながら、良好な通信環境においてにも拘らず周波数軸拡散及び時間軸拡散を行なうと、受信機側で複数回にわたって拡散信号の受信処理を行なうことは、 SNR の改善には問題がないが、通信の特性が過剰に良好となること自体に問題はないが、消費電力をいたずらに増大することになり問題である。

[0021] 例えば、 MB— OFDM通信では Phyフレームの PLCPヘッダ部や、 Wireless US Bにおける MMCのペイロード部は、通信環境と無関係に周波数軸拡散及び時間軸拡散を行なうことが規定されている。良好な通信環境下では 1回のデータで受信処理を行なうことができるにも拘らず、受信機がこれらの拡散信号に対して逆拡散処理を行なうことは、消費電力をいたずらに増大してしまうことになる。

[0022] これに対し、本発明に係る無線通信装置は、 MB— OFDM信号の受信処理を行なう際に、パケットのプリアンブル部を用いてチャネル推定値並びに SNR推定値に基づいて、周波数軸上での逆拡散、並びに時間軸上での逆拡散のオン/オフを選択するようにしてレ、る。すなわち、推定した SNRの値が一定の値を超えているときには、逆拡散をオフするためのブロック選択の処理フローを起動する。したがって、不要な逆拡散処理を停止することで、消費電力を低減することができる。

[0023] 図 12に示したように周波数軸及び時間軸の 2次元空間上の複数のブロックを利用して同じデータを複数回送信する場合、各ブロックは使用帯域が違うため、それぞれ異なるフェージングの影響を受けている。そこで、ブロック選択方法として、同じデータが拡散されてレ、る複数のブロックの中から特性のょレ、ものを 1つ又は 2つ選ぶ。そして、選ばれたブロック以外の時間帯では逆拡散処理を行なわず、該当する回路の動作を停止することで、低消費電力化を実現することができる。

[0024] 拡散信号を受信する際に、制御部は、まず、 SNR推定結果に基づいて前記逆拡散部による受信信号の逆拡散処理が必要であるかどうかを判断する。 SNRが所定値を下回るときには、 SNR改善を図るために、周波数軸及び時間軸上の 2次元に拡散されているすべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要であると判断して、逆拡散部を動作させる。一方、 SNRが所定値を超えているときには、すべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要でないと判断し、さらに各ブロックのチャネル推定結果に基づいて復号処理又は拡散処理するブロックを選択するためのブロック選択フローを起動する。

[0025] このブロック選択では、制御部は、同じデータが拡散されている複数のブロックの中で、逆拡散なしに復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するかどうかを判別する。例えば、 FFT出力された OFDMシンボルの各ブロックについて、チャネル推定結果が第 1の閾値を超えるサブキャリアの本数 (若しくは割合）が所定値以上であるかどうかに基づいて、逆拡散なしに復号処理が可能であるかどうかを判断することができる。そして、チャネル推定結果が良好なブロックが存在すれば、前記逆拡散部における逆拡散処理を停止して、このブロックのみ前記復号部における復号処理を行なわせるようにする。ただ 1つのブロックのみ復号処理することは、周波数軸及び時間軸の双方についての逆拡散処理を停止することになる

[0026] また、受信した拡散信号の中に逆拡散なしに復号処理が可能なブロックが存在しなレ、ときには、制御部は、続いて、他の一部のブロックと逆拡散することにより復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するかどうかを判別する。そして、このような一部のブロックの存在が確認できたならば、これらの一部のブロックについてのみ逆拡散処理して、前記復号部における復号処理を行なわせるようにする。使用しないブロックについては、該当する回路を停止することで、低消費電力化を図ることができる。

[0027] 例えば、チャネル推定結果が第 1の閾値を超えるサブキャリアを含まないが、第 1の閾値よりも低い第 2の閾値を超えるサブキャリアの本数 (若しくは割合)が所定値以上となるブロックが存在する場合には、これら一部のブロックだけ逆拡散処理して SNR の改善を図れば復号処理が可能であると判断することができる。

[0028] さらに、本発明に係る無線通信装置は、ブロック選択により逆拡散処理を停止したブロックにおいては、 RFアナログ処理部や AD変換器、あるいは、 FFTやチャネル補正回路などのデジタル処理回路部分の動作を併せて停止することによって、低消費電力の効果をさらに高めることができる。例えば、復号処理を行なわない OFDMシンボルに関しては FFTやチャネル補正回路の動作を停止することができる。また、 OF DMシンボルのうち復号処理若しくは逆拡散処理を行なわないブロック部分についてはチャネル補正回路を停止することができる。

[0029] 例えば、逆拡散処理を停止して、ただ 1つのブロックのみ復号処理する場合には、復号しない OFDMシンボル部分については、 FFT及びチャネル補正回路を停止すること力 Sできる。また、当該 OFDMシンボル内の復号しないブロックについてはチヤネル補正回路を停止することができる。 [0030] また、上記のブロック選択により、同じデータが拡散されている複数のブロックのうち一部のみを逆拡散して復号するときには、制御部は、周波数軸上での逆拡散処理を優先して行なうことにより、逆拡散を行なわない時間軸上の拡散信号に関して FFTを効率的に停止して、低消費電力効果を高めることができる。

[0031] 図 12に示したように、 1つの OFDMシンボルが複数のブロックで構成され、且つ〇 FDMシンボル内のすべてのブロックで同じデータを伝送することで周波数軸上の拡散を行なうとともに、連続する 2以上の OFDMシンボルで同じデータを伝送することで時間軸上の拡散を行なう通信方式においては、前記制御部は、まず、 FFT出力された OFDMシンボル内の各ブロックが他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つかどうか、すなわち該 OFDMシンボル内での逆拡散処理だけで復号処理が可能であるかどうかを判別する。そして、 OFDMシンボル内での逆拡散処理だけで復号処理が可能であれば、該 OFDMシンボル内のブロックについて逆拡散処理してから、前記復号部における復号処理を行なわせるようにする。これは、周波数軸上の逆拡散はオンにする力時間軸上の逆拡散をオフにするというブロック選択動作となる。このような場合、前記制御部は、逆拡散処理を行なわなレ、OFDMシンボルに関しては、 FFT及びチャネル補正回路の動作を停止させて、より高い低消費電力効果を得ることができる。

[0032] 一方、 1つの OFDMシンボル内のブロックだけではチャネル推定結果が良好なものが集まらず、逆拡散処理しても SNRの改善が不十分で復号処理が可能とならなレヽと判断される場合には、制御部は、時間軸で拡散した 2以上の OFDMシンボルにわたって、他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチヤネル推定結果を持つブロックを探し出す。そして、該 OFDMシンボル間において、このようなチャネル推定結果を満たす一部のブロックを集めて逆拡散処理して SNRを改善し、前記復号部における復号処理を行なわせる。これは、周波数軸上の逆拡散はオフにするが、時間軸上の逆拡散をオンにするというブロック選択動作となる。この場合、各 OFDMシンボルから逆拡散に用いるブロックを取り出す必要があるから、 F FTを停止させることはできなレ、。但し、逆拡散処理を行なわないブロックに関してはチャネル補正回路の動作を停止させることができる。発明の効果

[0033] 本発明によれば、周波数軸並びに時間軸上で拡散された伝送データの受信処理を効率的に行なうことができる、優れた MB— OFDM方式の無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

[0034] また、本発明によれば、拡散信号の逆拡散やその他の受信処理を通信環境に応じて効率的に行なうことができる、優れた MB— OFDM方式の無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

[0035] 本発明に係る無線通信装置は、 MB— OFDM通信では Phyフレームの PLCPへッダ部や、 Wireless USBにおける MMCのペイロード部のように、通信環境と無関係に低いデータレートで且つ周波数軸及び時間軸上で拡散処理して送受信されるデータを受信する際に、通信環境に応じて拡散信号の逆拡散処理やその他の信号処理のオン/オフ切り替えを行なうことによって、電力の浪費を抑制した効率的な受信処理を実現することができる。

[0036] 本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態に係る MB— OFDM受信機のハードウェア構成を模式的に示した図である。

[図 2]図 2は、逆拡散回路 18の内部構成を示した図である。

[図 3]図 3は、オン/オフ切り替え部 17と逆拡散回路 18の組み合わせからなるブロック選択のための等価回路を模式的に示した図である。

[図 4]図 4は、図 1に示した受信機における拡散信号の受信処理手順を示したフローチャートである。

[図 5]図 5は、ブロック選択処理の具体的な手順を示したフローチャートである。

[図 6]図 6は、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果の一例を示した図である。

[図 7]図 7は、図 6に示したチャネル推定結果の場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示した図である。 [図 8]図 8は、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果の一例を示した図である。

園 9]図 9は、図 8に示したチャネル推定結果の場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示した図である。

[図 10]図 10は、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果の一例を示した図である。

[図 11]図 11は、図 10に示したチャネル推定結果の場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示した図である。

園 12]図 12は、拡散方式により送信データが周波数軸方向と時間軸方向の 2次元上に配置された様子を示した図である。

[図 13]図 13は、パケット（Phyフレーム）のフォーマットを示した図である。

符号の説明

[0038] 11 · ' ·アンアナ

12· '•RF処理部

13· ' 変換器

14· ' •-FFT

15- ' -チャネル推定及び SNR推定部

16- ' -チャネル補正回路

18- · -逆拡散回路

19- ' -デインタリーバ

20- ' -デコーダ

21 - • -ィネーブル制御回路発明を実施するための最良の形態

[0039] 本発明は、 OFDM変調方式を採用した UWB通信を行なう無線通信装置に関するものであり、具体的には、 FCCで定められた 3. 1GHzから 10. 6GHzまでの帯域をそれぞれ 528MHz幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピング（FH)する MB— OFDM方式の通信装置である。以下、図面を参照しな力 Sら本発明の実施形態について詳解する。 [0040] 図 1には、本発明の一実施形態に係る MB— OFDM受信機のハードウェア構成を模式的に示している。この受信機が受信する信号は、図 12に示したように、周波数軸及び時間軸上で伝送データの拡散処理が施されているものとする。

[0041] RF処理部 12内では、アンテナ 11で受信した RF信号をミキサ（図示しなレ、）で周波数合成処理してアナログ 'ベースバンド信号にダウンコンバートし、さらに希望信号以外の不要成分をバンドパス ·フィルタ（BPF) (図示しなレ、）を用いて除去するとともに可変利得増幅器 (VGA) (図示しない）で増幅する。そして、 AD変換器 13は、所定のサンプリング 'レートでベースバンド信号を AD変換する。 FFT14は、 AD変換後のデジタル 'ベースバンド信号をフーリエ変換して、周波数領域に並んだサブキャリアを生成する。

[0042] チャネル推定及び SNR推定部 15では、 FFTした後のプリアンブル受信信号を既知トレーニング系列と乗算して、チャネル推定並びに SNR推定を行なう。チャネル推定並びに SNR推定の方法自体は本発明の要旨に直接関連しないので、ここでは詳細な説明を省略する。

[0043] チャネル補正回路 16では、等化処理、位相トラッキング、残留周波数オフセット補正といったチャネル補正処理が行なわれる。チャネル補正の方法自体は本発明の要旨に直接関連しないので、ここでは詳細な説明を省略する。

[0044] 逆拡散回路 18は、周波数軸及び時間軸上で拡散されている受信信号に対して、周波数軸上及び時間軸上で逆拡散処理を施す。図 2には、逆拡散回路 18の内部構成を模式的に示している。図 12に示した伝送データ Aに関して説明すると、周波数軸上で拡散されている (若しくは 1シンボル内で伝送される）データ'ブロック A1と A2 、並びに A3と A4を合成することで、周波数軸上の逆拡散処理が行なわれる。続いて、時間軸上で拡散されている（若しくは連続する 2シンボルに分けて伝送されている）データ ·ブロック (_A1 +A2)と（A3 + A4)を合成することで、時間軸上の逆拡散処理が行なわれる。

[0045] ディンタリーバ 19は、送信機側（図示しなレ、）で施されたインタリーブに関し、ディンタリーブ処理を行なう。そして、デコーダ 20では、各サブキャリアについて位相及び振幅を復調するとともに、位相空間上の信号点から元の信号系列に復号し、得られたデータを上位レイヤ（図示しない）に渡す。

[0046] 例えば、 MB— OFDM通信では Phyフレームの PLCPヘッダ部や、 Wireless US Bにおける MMCのペイロード部は、通信環境と無関係に周波数軸拡散及び時間軸拡散を行なうことが規定されており、良好な通信環境下では 1回のデータで受信処理を行なうことができるにも拘らず、受信機が拡散信号の受信並びに逆拡散処理を行なうことは、消費電力をいたずらに増大してしまうことになる（前述）。

[0047] これに対し、本実施形態に係る受信機では、ィネーブル制御回路 21は、チャネル推定及び SNR推定部 15における推定結果をィネーブル制御情報として受け取って、周波数軸上での逆拡散、並びに時間軸上での逆拡散のオン Zオフを選択するようにしている。すなわち、推定した SNRの値が一定の値を超えているときには、逆拡散をオフするためのブロック選択の処理フローを起動して、オン/オフ切り替え部 17にオン/オフ切り替え信号を出力する。不要な逆拡散処理を停止することで、消費電力を低減することができる。

[0048] 図 2には逆拡散回路 18の内部構成を示したが、図 3には、オン/オフ切り替え部 1 7と逆拡散回路 18の組み合わせからなるブロック選択のための等価回路を模式的に示している。以下では、図 12に示した伝送データ Aに関して説明する。

[0049] 第 1の選択部において周波数軸上での逆拡散をオフにすると、各 OFDMシンボルからは、前半及び後半の受信データ'ブロックのうち選択した一方のみが出力される

[0050] また、第 2の選択部において時間軸上での逆拡散をオフにすると、選択した OFD Mシンボルのデータ ·ブロック（若しくは OFDMシンボル内で周波数軸上逆拡散されたデータ'ブロック）のみが出力される。

[0051] このような構成によれば、周波数軸上での逆拡散処理のオン Zオフと、時間軸上での逆拡散処理のオン/オフを独立して制御することができる。

[0052] また、ィネーブル制御回路 21は、 RF処理部 12、 AD変換器 13、 FFT14、チヤネル補正回路 16のそれぞれに対し回路動作を起動並びに停止するためのイネ一ブル信号を持つ。そして、上述したブロック選択処理に併せて、逆拡散処理を停止したデータ 'ブロックにおいては、 RF処理部 12、 AD変換器 13、 FFT14、チャネル補正回路 16などのデジタル処理回路部分の動作を併せて停止することによって、低消費電力の効果をさらに高めることができる。

[0053] 図 4には、図 1に示した受信機における拡散信号の受信処理手順をフローチャートの形式で示している。

[0054] FFTにより周波数領域のサブキャリアに分解された OFDMシンボルについて、チャネル推定及び SNR推定部 15がチャネル推定及び SNR推定を行なう（ステップ S1 )。ィネーブル制御回路 21は、 SNRの推定結果を基に、逆拡散処理の必要性をチェックする（ステップ S 2)。

[0055] ここで、 SNRが所定値を下回るときには（ステップ S2の No)、 SNR改善を図るために、周波数軸及び時間軸上の 2次元に拡散されているすべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要であると判断し、逆拡散回路 18をオンにする（ステップ S6)。

[0056] 一方、 SNRが所定値を超えているときには（ステップ S2の Yes)、すべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要でないと判断することができる。この場合、さらに各ブロックのチャネル推定結果に基づいて復号処理又は拡散処理するブロックを選択するためのブロック選択フローを起動する（ステップ S3)。

[0057] このブロック選択処理では、まず、同じデータが拡散されている複数のブロックの中で、逆拡散なしに復号処理が可能となる良好なチャネル品質を持つブロックが存在するかどうかを判別する。そして、チャネル品質が良好なブロックが存在すれば、逆拡散回路 18をオフして、チャネル品質が良好な 1つのブロックのみ前記復号部における復号処理を行なわせるようにする（ステップ S4)。

[0058] また、逆拡散なしに復号処理が可能となるチャネル品質を持つブロックが存在しなレ、ときには、続いて、拡散されたブロック総数よりも少ない所定数のブロックだけ逆拡散して復号処理が可能となるブロックの組が存在するかどうかを判別する。一部のブロックのみを逆拡散して SNRを十分に改善させることができる場合には、周波数軸又は時間軸上の一部の逆拡散処理をオフにすることができる（ステップ S5)。

[0059] また、 SNRは所定値を超えてレ、るが、チャネル推定結果を考慮すると、周波数軸及び時間軸上の 2次元に拡散されているすべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要であると判断される場合には、逆拡散回路 18をオンにする（ステップ S6)。 [0060] 図 12に示したように周波数軸及び時間軸の 2次元空間上の複数のブロックを利用して同じデータを複数回送信する場合、各ブロックは使用帯域が違うため、それぞれ異なるフェージングの影響を受けている。そこで、ステップ S3におけるブロック選択処理では、チャネル品質が良好で逆拡散処理を全く必要としないブロックが少なくとも 1 つ存在すれば、それだけをブロック選択すればよレ、。また、チャネル品質はそれほど良好でないが、他のブロックと逆拡散すれば十分な SNRの改善を行なうことができる場合には、これら一部のブロックのみを用いて逆拡散処理を行なうようにすればよい

[0061] そして、受信機は、ブロック選択により逆拡散処理を停止したブロックを受信する時間帯においては、 RFアナログ処理部 12や AD変換器 13、あるいは、 FFT14やチヤネル補正回路 16などのデジタル処理回路部分の動作を併せて停止することによって、低消費電力の効果をさらに高めることができる。例えば、復号処理を行なわない OF DMシンボルに関しては FFT14やチャネル補正回路 16の動作を停止することができる。また、 OFDMシンボルのうち復号処理若しくは逆拡散処理を行なわないブロック部分についてはチャネル補正回路 16を停止することができる。

[0062] また、同じデータが拡散されている複数のブロックのうち一部の逆拡散処理を停止する際、周波数軸上での逆拡散処理を優先して行なうことにより、逆拡散を行なわない時間軸上の拡散信号に関して FFTを効率的に停止して、低消費電力効果を高めること力 Sできる。

[0063] 図 12に示したような拡散方式の場合、 OFDMシンボル内の 2個のブロックのチヤネル推定結果が良好で、これらだけを逆拡散処理して SNRを改善することにより復号処理が可能であれば、周波数軸上の逆拡散はオンにするが、時間軸上の逆拡散をオフにするというブロック選択動作を行なう。このような場合、逆拡散処理を行なわない OFDMシンボルの受信時間帯で FFT及びチャネル補正回路の動作を停止させることができ、より高い低消費電力効果を得ることができる。

[0064] 一方、 OFDMシンボル内の少なくとも一方のブロックのチャネル推定結果が劣悪で当該 OFDMシンボル内のブロックだけを逆拡散処理しても十分な SNRの改善を見込めない場合には、続いて FFT出力される OFDMシンボルにわたって、他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックを探し出す。そして、該 OFDMシンボル間において、該チャネル推定結果を満たす一部のブロックを逆拡散処理してから復号処理を行なう。これは、周波数軸上の逆拡散はオフにするが、時間軸上の逆拡散をオンにするというブロック選択動作となる。この場合、各 OFDMシンボルから逆拡散に用いるブロックを取り出す必要があるから、 FFTを停止させることはできなレ、。但し、各 OFDMシンボル内で逆拡散処理を行なわないブロックを受信する時間帯ではチャネル補正回路の動作を停止させること力 Sできる。

[0065] 図 5には、受信信号の SNRが所定値を下回ったときに起動される、ブロック選択処理の具体的な手順をフローチャートの形式で示している。

[0066] ブロック選択処理が起動すると、まず、 FFT出力された OFDMシンボルに含まれるブロックの中で、逆拡散なしに復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するかどうかを判別する（ステップ Sl l)。

[0067] 例えば、 FFT出力された OFDMシンボルの各ブロックについて、チャネル推定結果が第 1の閾値 P1を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上であるかどうかに基づいて、逆拡散なしに復号処理が可能であるかどうかを判断することができる。

[0068] そして、 FFT出力された OFDMシンボルの中にチャネル推定結果が良好なブロックが存在すれば (ステップ S11の Yes)、逆拡散処理を停止して、このブロックのみ復号処理を行なうようにする（ステップ S12)。ただ 1つのブロックのみ復号処理することは、周波数軸及び時間軸の双方についての逆拡散処理を停止することになる。

[0069] 例えば、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果が図 6に示すような場合、ブロック A1においてチャネル推定結果が第 1の閾値 P1を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となっており、逆拡散なしに復号処理が可能であること力 S分力、る。図 7には、この場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示している。ブロック A1のみを受信処理し、その他のブロック A2〜A4は受信する必要がない。したがって、ィネーブル制御回路 21は、一方の OFDMシンボル F1を受信する時間帯のみ FFT14をイネ一ブルし、さらに、この FFT出力のうちブロック A1を受信する時間帯のみチャネル補正回路 16をイネ一ブルするだけでよい。 [0070] 一方、 FFT出力された OFDMシンボルの中に逆拡散なしに復号処理が可能なブロックが存在しないときには（ステップ S11の No)、続いて、 OFDMシンボル内の各ブロックを逆拡散することにより復号処理が可能になることを示すチャネル推定結果を持つかどうかを判別する（ステップ S 13)。

[0071] 例えば、 FFT出力された OFDMシンボル内に、第 1の閾値 P1よりも低い第 2の閾値 P2を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となるブロックが複数存在する場合には、当該 OFDMシンボル内のブロックだけを逆拡散処理して SNRの改善を図れば復号処理が可能であると判断することができる。

[0072] そして、 OFDMシンボル内での逆拡散処理だけで復号処理が可能であれば、該〇 FDMシンボル内のブロックにつレ、て逆拡散処理してから、復号処理を行なわせるようにする（ステップ S14)。これは、周波数軸上の逆拡散はオンにする力時間軸上の逆拡散をオフにするというブロック選択動作となる。このような場合、逆拡散処理を行なわなレ、〇FDMシンボルに関しては、 FFT及びチャネル補正回路の動作を停止させること力 Sできる。

[0073] 例えば、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果が図 8に示すような場合、ブロック A1及び A2はいずれも逆拡散なしに復号することはできないが、これらのチャネル推定結果は第 2の閾値 P2を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となっており、 OFDMシンボル F1内での逆拡散処理だけで復号処理が可能となることが分かる。図 9には、この場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示してレ、る。一方の OFDMシンボル F1のみを受信処理し、 OFDMシンボル F2は受信する必要がない。したがって、ィネーブル制御回路 21は、一方の OFDMシンボル F 1を受信する時間帯のみ、 FFT14並びにチャネル補正回路 16をイネ一ブルするだけでよい。

[0074] また、 FFT出力された OFDMシンボル内の少なくとも一方のブロックのチャネル推定結果が劣悪で、当該 OFDMシンボル内のブロックだけを逆拡散処理しても十分な SNRの改善を見込めない場合には（ステップ S13の No)、続いて FFT出力される O FDMシンボルにわたって、他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックがあるかどうかをチェックする（ステツプ S15)。具体的には、同じデータが拡散されている次の OFDMシンボルにおいて、第 2の閾値 P2を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となるブロックの存在を確認する。

[0075] そして、別の OFDMシンボルで該チャネル推定結果を満たすブロックを見つけ出すことができた場合には（ステップ S15の Yes)、これらのブロックについてのみ逆拡散処理してから復号処理を行なう（ステップ S16)。これは、周波数軸上の逆拡散はオフにするが、時間軸上の逆拡散をオンにするというブロック選択動作となる。この場合、各 OFDMシンボルから逆拡散に用いるブロックを集める必要があるから、 FFTを停止させることはできなレ、。但し、逆拡散処理を行なわないブロックに関してはチヤネル補正回路の動作を停止させることができる。

[0076] 例えば、データ Aを伝送する OFDMシンボル F1及び F2のチャネル推定結果が図 10に示すような場合、 OFDMシンボル F1及び F2はいずれもシンボル内のブロックだけを逆拡散しても復号することはできなレ、が、それぞれのシンボルに含まるブロック A1及び A3のチャネル推定結果は第 2の閾値 P2を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となっており、これらのブロックを OFDMシンボルにわたって逆拡散することで復号処理が可能となることが分かる。図 11には、この場合のィネーブル制御回路 21の動作例を示している。双方の OFDMシンボル F1及び F2を受信処理する必要があるため、ィネーブル制御回路 21は、 FFT14をイネ一ブルし続ける。但し、各シンボル内ではそれぞれブロック A1並びに A3を受信する時間帯のみチャネル補正回路 16をイネ一ブルするだけでよい。

[0077] また、ブロック選択フローにおいて、第 2の閾値 P2を超えるサブキャリアの割合が所定値 M以上となるチャネル推定結果を持つブロックをブロック内又はブロック間において取り出すことができない場合には (ステップ S 15の No)、周波数軸及び時間軸上の 2次元に拡散されているすべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要であると判断し、逆拡散回路 18の停止を行なわず、ィネーブル制御回路 21はすべての時間にわたり FFT14並びにチャネル補正回路 16をイネ一ブルし続ける（ステップ S 17)。

[0078] このように、受信信号の SNRが所定値以上の場合には、チャネル推定値に基づいて受信するブロックを選択する。選択されなかったブロックを受信しないことで、そのブロックの時間帯は受信回路を停止することができる。また、停止することで、逆拡散以前の回路を停止することができる。上述したように、ィネーブル制御回路 21は、 FF T14やチャネル補正回路 16などのデジタル回路を停止するだけでもよいが、 RF処理回路 12や AD変換器 13などのアナログ回路を合わせて停止すると、より一層の低消費電力化を図ることができる。

産業上の利用可能性

[0079] 以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明につレ、て詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

[0080] 本明細書では、 OFDM— UWB通信を行なう MB— OFDM通信方式に本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。周波数軸又は時間軸のいずれか一方においてのみ拡散処理を行なう通信システムや、その他の軸上でデータ拡散処理を行なう通信システムであっても、本発明を適用することで、受信機は SNRやチャネル推定結果に基づいて適応的に逆拡散処理や受信回路の動作を停止して、通信環境に応じた低消費電力化を図ることができる。

[0081] 要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、請求の範囲の記載を参酌すべきである。

Claims

請求の範囲

[1] 送信データが周波数軸又は時間軸上の複数のブロックに拡散された伝送信号の受信処理を行なう無線通信装置であって、

拡散信号を受信処理する受信処理部と、

受信信号のチャネル推定及び SNR推定を行なうチャネル推定及び SNR推定部と受信信号の逆拡散を行なう逆拡散部と、

前記逆拡散部を通過した受信信号の復号処理を行なう復号部と、

チャネル推定及び SNR推定の結果に基づいて前記逆拡散部及び前記受信処理部の動作を制御する制御部と、

を具備することを特徴とする無線通信装置。

[2] 前記制御部は、

SNR推定結果に基づいて前記逆拡散部による受信信号の逆拡散処理が必要であるかどうかを判断し、

すべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要でないと判断したときには、各ブロックのチャネル推定結果に基づいて復号処理又は逆拡散処理するブロックを選択する、ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。

[3] 前記制御部は、同じデータが拡散されている複数のブロックの中で、逆拡散なしに復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するかどうかを判別し、存在すれば前記逆拡散部における逆拡散処理を停止し、該ブロックのみ前記復号部における復号処理を行なわせる、

ことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。

[4] 伝送信号は OFDM変調されており、

前記制御部は、 OFDM復調した後の各ブロックについて、チャネル推定結果が第

1の閾値を超えるサブキャリアの本数 (若しくは割合）が所定値以上であるかどうかに基づいて、逆拡散なしに復号処理が可能であるかどうかを判断する、

ことを特徴とする請求項 3に記載の無線通信装置。

[5] 前記制御部は、逆拡散なしに復号処理が可能となることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在しないときには、他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つブロックが存在するかどうかを判別し、存在すれば該一部のブロックについてのみ逆拡散処理してから前記復号部における復号処理を行なわせる、

ことを特徴とする請求項 3に記載の無線通信装置。

[6] 伝送信号は OFDM変調されており、

前記制御部は、同じデータが拡散されている複数のブロックの中で、第 1の閾値よりも低い第 2の閾値を超えるサブキャリアの本数 (若しくは割合）が所定値以上となる一部のブロックを取り出して、該一部のブロックだけで逆拡散処理してから前記復号部における復号処理を行なわせる、

ことを特徴とする請求項 5に記載の無線通信装置。

[7] 送信データは周波数軸及び時間軸上で拡散されており、

前記制御部は、同じデータが拡散されている複数のブロックのうち一部のみを逆拡散する場合には、周波数軸上での逆拡散処理を優先して行なう、

ことを特徴とする請求項 6に記載の無線通信装置。

[8] 1つの OFDMシンボルは複数のブロックで構成され、且つ OFDMシンボル内のすベてのブロックで同じデータを伝送することで周波数軸上の拡散が行なわれているとともに、 2以上の OFDMシンボルで同じデータを伝送することで時間軸上の拡散が行なわれており、

前記制御部は、

OFDMシンボル内の各ブロックが同シンボル内の他のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチャネル推定結果を持つかどうかを判別し、

該チャネル推定結果を持つ複数のブロックが同シンボル内に存在すれば、同シンボル内のブロック同士で逆拡散処理してから前記復号部における復号処理を行なわせる、

ことを特徴とする請求項 7に記載の無線通信装置。

[9] 受信処理部は、受信信号を OFDM復調する FFT及びチャネル補正回路を含み、前記制御部は、逆拡散処理を行なわなレ、OFDMシンボルに関しては FFT及びチャネル補正回路の動作を停止させる、

ことを特徴とする請求項 8に記載の無線通信装置。

[10] 前記制御部は、該チャネル推定結果を持つ複数のブロックが 1つの OFDMシンポノレ内に存在しない場合には、同じデータが拡散されている複数の OFDMシンボルにわたって他の一部のブロックとの逆拡散により復号処理が可能であることを示すチヤネル推定結果を持つブロックを取り出し、該チャネル推定結果を満たすブロックについて逆拡散処理してから前記復号部における復号処理を行なわせる、

ことを特徴とする請求項 8に記載の無線通信装置。

[11] 受信処理部は、受信信号を OFDM復調する FFT及びチャネル補正回路を含み、前記制御部は、逆拡散処理を行なわないブロックに関してはチャネル補正回路の動作を停止させる、

ことを特徴とする請求項 10に記載の無線通信装置。

[12] 送信データが周波数軸又は時間軸上の複数のブロックに拡散された伝送信号の受信処理を行なうための無線通信方法であって、

拡散信号を受信処理する受信処理ステップと、

受信信号のチャネル推定及び SNR推定を行なうチャネル推定及び SNR推定ステップと、

SNR推定結果に基づいて受信信号の逆拡散処理が必要であるかどうかを判断する判断ステップと、

すべてのブロックにわたり逆拡散処理が必要でないと判断したときには、各ブロックのチャネル推定結果に基づいて復号処理又は逆拡散処理するブロックを選択するブロック選択ステップと、

逆拡散処理すると選択されたブロックについて逆拡散する逆拡散処理ステップと、逆拡散なしに復号処理すると決定されたブロックの信号、又は逆拡散すると選択された複数のブロックを逆拡散した後の信号を復号する復号ステップと、

を具備することを特徴とする無線通信方法。