JP2006157643A - 無線通信システム、無線通信方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な通信装置の構成で、チャネル間干渉を少なくした無線通信システム、無線通信方法及び通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 各無線通信装置の送信部１０は、送信すべき送信系列を所定の拡散系列で拡散する拡散部１４と、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する擬周期系列生成手段１３と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部１５とを有し、
各無線通信装置の受信部２０は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部２２と、拡散された信号系列を逆拡散する逆拡散部２７とを有し、
前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有することを特徴とする無線通信システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法及び通信装置に関する。

無線通信は、各通信装置が無線空間を共用するので、通信システムとして、自己マルチパス干渉の他に、チャネル間干渉に対する対策が必要である。
チャネル間干渉が無い信号設計法として、既に多相有限長（疑似周期）系列となる信号を使用した近似同期ＣＤＭＡシステムが知られている(特許文献１参照)。
特許第３１４５６４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている発明では、２相又は４相のチップからなる基本系列を準備し、この基本系列を１個ないし複数個、繰り返して得られる、スペクトラムが櫛歯状になる有限長周期系列の前部外側と後部外側に該有限長周期系列の後部と前部の複数チップを複製して付加することにより、拡張送信フレームを構成し、受信側では、拡張前の該有限長周期系列の整合フィルタを用いて復調すること必要があり、通信装置の構成が複雑になってしまうという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、簡単な通信装置の構成で、チャネル間干渉を少なくした無線通信システム、無線通信方法及び通信装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。

請求項１に記載された発明は、複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおいて、各無線通信装置の送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列（例えば、図３に示されている信号ａ（ｔ）_１、信号ａ（ｔ）_２、信号ａ（ｔ）_３、信号ａ（ｔ）_４、図１６に示されている信号）を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、各無線通信装置の受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なる（例えば、それぞれ、式（３）の関係で異ならせる。）ことを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、各無線通信装置の送信部は、前記搬送周波数を変更する周波数制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、他の無線通信装置が使用している搬送周波数を検出する搬送周波数検出部を有し、前記周波数制御部は、前記搬送周波数検出部の出力に基づいて、前記搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とすることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、各無線通信装置の送信部は、前記搬送周波数を変更する周波数制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、混信の状況を検出する混信状況検出部を有し、前記周波数制御部は、前記混信状況検出部の出力に基づいて、前記搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とすることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおいて、各無線通信装置の送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、各無線通信装置の受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成手段は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成することを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項４記載の無線通信システムにおいて、各無線通信装置の送信部は、前記周期系列生成手段により生成される周期系列の繰り返し方を制御する周期系列制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、混信の状況を検出する混信状況検出部を有し、前記混信状況検出部の出力に基づいて、前記周期系列制御部により、前記周期系列生成手段により生成される周期系列の繰り返し方を制御して、混信の少ない周期系列とすることを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、請求項４又は５記載の無線通信システムにおいて、前記周期系列生成手段は、前記周期系列生成手段は、(１、１、１、１)、(１、ｊ、−１、−ｊ)、(１、−１、１、−１)、(１、−ｊ、−１、ｊ)の特性を有するフィルタの内の一つを用い周期系列を生成することを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項１ないし６いずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記拡散系列又はマルチパス特性測定用のパイロット信号は、ゼロコリレーションゾーン系列であることを特徴とする。

請求項８に記載された発明は、請求項１ないし７いずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信システムが、移動通信システムであることを特徴とする。

請求項９に記載された発明は、請求項１ないし７いずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信システムが、無線ＬＡＮ通信システムであることを特徴とする。

請求項１０に記載された発明は、複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおける無線通信方法において、送信工程と受信工程とを有し、前記送信工程は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成工程と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調工程とを有し、前記受信工程は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調工程を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各時点で各無線通信装置から送信される搬送周波数が異なることを特徴とする。

請求項１１に記載された発明は、複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおける無線通信方法において、送信工程と受信工程とを有し、前記送信工程は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成工程と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調工程とを有し、前記受信工程は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調工程を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成工程は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成する工程を有することを特徴とする。

請求項１２に記載された発明は、請求項１１記載の無線通信方法において、前記周期系列生成工程は、前記周期系列生成手段は、(１、１、１、１)、(１、ｊ、−１、−ｊ)、(１、−１、１、−１)、(１、−ｊ、−１、ｊ)の特性を有するフィルタの内の一つを用い周期系列を生成することを特徴とする。

請求項１３に記載された発明は、請求項８ないし１０いずれか一項に記載の無線通信方法において、前記拡散系列又はマルチパス特性測定用のパイロット信号は、ゼロコリレーションゾーン系列であることを特徴とする。

請求項１４に記載された発明は、送信部と受信部を有する通信装置において、前記送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、前記受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なることを特徴とする。

請求項１５に記載された発明は、送信部と受信部を有する通信装置において、前記送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、前記受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成手段は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な通信装置の構成で、チャネル間干渉を少なくした無線通信システム及び無線通信方法を提供することができる。

本発明は、複数の無線通信装置を有する無線通信システムに適用できる。本発明における各通信装置は、「無線通信装置の送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する擬周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、各無線通信装置の受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有するもの」であり、更に、
（１）各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なるもの。
（２）周期系列生成手段を用いて、送信すべき送信系列に、ＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算する等して、周期系列を生成するもの。

である。

なお、本発明の適用される無線通信システムは、移動通信システム、無線ＬＡＮ通信システム等の無線通信システムである。

図１を用いて、本発明の無線通信システムの例を説明する。図１（Ａ）は、無線通信システムにおける送信側の送信装置１０であり、図１（Ｂ）は、無線通信システムにおける受信側の無線通信装置の受信装置２０である。

図１（Ａ）の送信装置１０は、符号化部１１、パイロット信号付加部１２、擬周期系列生成部１３、拡散部１４、変調部１５、アンテナ１６、拡散系列発生部１７及び発振器１８から構成されている。なお、擬周期系列生成部１３と拡散部１４の処理順序を逆にしてもよい。なお、拡散部１４及び拡散系列発生部１７が無くても本発明は実施できる。

ディジタルデータである送信データは、符号化部１１で符号化され、パイロット信号付加部１２で、マルチパス特性測定用のパイロット信号が付加される。また、送信データとして、誤り訂正符号を用いてもよい。

図２に、パイロット信号付加部１２で、マルチパス特性測定用のパイロット信号が付加された離散時間信号である送信信号系列ａ（ｔ）を示す。送信信号系列ａ（ｔ）は、マルチパス特性用信号４１１、符号化された送信データ信号４１２から構成されている。

したがって、信号系列ａ（ｔ）を、

と表現したとき、ａ（ｔ）には、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を含む信号である。なお、本発明では、マルチパス特性測定用のパイロット信号の付加の態様は、図２の態様に限らず実施できる。

なお、以下の説明において、a_０(ｔ)、a_１(ｔ−Ｔ)、ａ_２(ｔ−２Ｔ)、・・、ａ_Ｎ−１(ｔ−(Ｎ−１)Ｔ)を、a_０、a_１、ａ_２、・・、ａ_Ｎ−１と表記する。

マルチパス特性測定用のパイロット信号が付加された送信信号ａ（ｔ）は、擬周期系列生成部１３で、所定数繰り返えされた周期系列を生成する。例えば、送信信号ａ（ｔ）を４回繰り返して、図３（Ａ）の信号ａ（ｔ）_１を生成する。なお、送信信号ａ（ｔ）と送信信号ａ（ｔ）の間に、送信信号の存在しない期間を有しているが、この期間は無くてもよい。

拡散部１４は、擬周期系列生成部１３の出力信号に対して、拡散系列発生部１７で発生された所定の拡散信号（ｍ_１(ｔ)）を用いて、スペクトラムの拡散を行う。変調部１５は、拡散部１４でスペクトラム拡散された信号に対して、発振器１８の周波数ｆ_１を乗算して、周波数シフトを行う。なお、拡散信号（ｍ_１(ｔ)）は、

であり、送信信号の系列ａ（ｔ）と同じタイミングの信号で、同じ系列長（長さＮ、時間長Ｔ）の信号である。したがって、各系列ａ（ｔ）毎に、拡散信号（ｍ_１(ｔ)）で拡散される。拡散信号として、Ｍ系列、ＺＣＺ系列等の信号を用いることができる。

また、図１（Ｂ）の受信装置２０は、アンテナ２１、復調部２２、発振器２３、マルチパス特性測定部２４、拡散系列発生部２５、マルチパス除去部／利用部２６、マッチドフィルタ（逆拡散部）及び復号部２８から構成されている。なお、拡散系列発生部２５は、送信装置１０の拡散系列生成部１７の拡散信号（ｍ_１(ｔ)）と同じ拡散信号を生成する。

復調部２２は、アンテナ２１で受信した受信波に、発振器２３の周波数ｆ_１を乗算等して、検波を行い、ベースバンド信号を出力する。復調部２２からのベースバンド信号は、マルチパス特性測定部２４に供給される。マルチパス特性測定部２４では、ベースバンド信号と、拡散系列発生部２５からの所定の拡散信号（ｍ_１(ｔ)）とにより、マルチパス特性測定用のパイロット信号を抽出し、更に、抽出したパイロット信号に基づいて、伝送路のマルチパス特性を推定する。

マルチパス除去部／利用部２６では、マルチパス特性測定部２４で推定されたマルチパス特性に基づいて、ベースバンド信号からマルチパス成分を除去したり、利用したりする。例えば、マルチパス除去部／利用部２６では、マルチパス特性測定部２４で推定されたマルチパス特性に基づいて、ベースバンド信号からマルチパス成分を、単に、除去しても良いし、ＲＡＫＥ受信のように、複数のマルチパス信号を合成するようにしてもよい。何れにしても、マルチパス除去部／利用部２６から出力された信号からは、マルチパスは除去されてその、マルチパス波の影響は無くなる。マルチパス成分が除去された信号をマッチドフィルタ２７に供給して逆拡散を行う。マッチドフィルタ２７を経た信号に対して、復号部２８が復号を行い、受信データを出力する。

ところで、搬送周波数ｆ_１を有する送信装置１０において、図３（Ａ）に示されているように、送信信号ａ（ｔ）が周期Ｔ毎に４回繰り返して、アンテナ１６から送信される。このように、送信信号ａ（ｔ）が周期Ｔ毎に繰り返し（理想的には無限に繰り返す）て、アンテナ１６から送信されると、そのスペクトラムは、図４（Ａ）に示すように、周波数ｆ_１に対して、１／Ｔ毎に立つ櫛の歯状のスペクトラムとなる。

また、搬送周波数ｆ_２を有する別の送信部から、図３（Ａ）に示されているように、送信信号ａ（ｔ）が周期Ｔ毎に４回繰り返して送信された場合は、図４（Ｂ）に示されているように、周波数ｆ_２に対して、１／Ｔ毎にスペクトラムが立った櫛の歯状のスペクトラムとなる。

そこで、
Δｆ＝ｆ_１−ｆ_２ ・・・（３）
として、
Δｆを、１／Ｔの１／２とすると、図４（Ｂ）のスペクトラムは、図４（Ａ）のスペクトラムの真ん中の位置となる。また、Δｆを、１／Ｔの１／４とすると、図４（Ｂ）のスペクトラムは、図４（Ａ）のスペクトラムから、１／４ずれた位置のスペクトラムとなる。

このように、Δｆを調整することにより、複数の通信を混信なく通信することが可能となる。

このように複数の通信を混信なく通信することが可能な無線通信装置とするために、例えば、図５に示された無線通信装置を用いる。

図５の無線通信装置３１は、送信部３１１と受信部３１２とから構成され、送信部３１１は、搬送周波数を決定する可変周波数発振器ＶＣＯ３１１１とＶＣＯの周波数を制御する周波数制御部３１１２を有し、受信部３１２は、他の無線通信装置が使用している搬送周波数を検出する搬送周波数検出部３１２１を有している。

周波数制御部３１１２は、搬送周波数検出部３１２１の出力に基づいて、送信部３１１から出力される搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とするように、可変周波数発振器ＶＣＯ３１１１を制御する。なお、周波数制御部３１１２は、式（３）に基づいて、制御するようにしてもよい。

また、図６に示された無線通信装置を用いることもできる。

図６の無線通信装置３２は、送信部３２１と受信部３２２とから構成され、送信部３２１は、搬送周波数を決定する可変周波数発振器ＶＣＯ３２１１とＶＣＯの周波数を制御する周波数制御部３２１２を有し、受信部３２２は、混信の状況を検出する混信検出部３２２１を有している。

周波数制御部３２１２は、混信検出部３２２１の出力に基づいて、送信部３２１から出力される搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とするように、可変周波数発振器ＶＣＯ３２１１を制御する。なお、周波数制御部３２１２は、式（３）に基づいて、制御するようにしてもよい。また、周波数制御部３２１２は、信号ａ（ｔ）_１、信号ａ（ｔ）_２、信号ａ（ｔ）_３、信号ａ（ｔ）_４を切り替えるように制御してもよい。

ところで、受信装置２０では、１／Ｔ毎に立つ櫛の歯状のスペクトラムを受信する。本実施の形態のように送信信号ａ（ｔ）が周期Ｔ毎に無限に送信される場合は、１／Ｔ毎に立つ櫛の歯状のスペクトラムとなるものの、本実施の形態では送信信号ａ（ｔ）が周期Ｔ毎に４回だけ、繰り返して送信されたものであるので、完全な櫛の歯状のスペクトラムを受信することはできない。

受信装置２０では、長さがＮ（その時間長は４Ｔである。）のマッチドフィルタ２７で、マルチパス成分が除去された信号に対して、自己相関と取る。これにより、疑似的に、完全な櫛の歯状のスペクトラムであるとして処理することができる。

なお、マッチドフィルタ２７の長さを、２Ｎ、３Ｎ又は４Ｎとすることもできる。この場合は、完全な櫛の歯状のスペクトラムであるとして処理することができる期間は減少するものの、相関をより精確に行うことができる。

次に、周期系列生成手段を用いて、送信すべき送信系列に、ＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、周期系列を生成することにより、チャネル間干渉を少なくする発明について説明する。なお、この場合は、各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なせる必要はない。
ところで、図３に示されているa１(t)、a２(t)、a３(t)及びa４(t)の４つの信号は、計算により求めれば、それぞれ、図７に示されているように、異なる位置に、順に、スペクトラムが発生したものである。

なお、a１(t)は、信号長Ｔを単位として、図８に示された(１、１、１、１)の特性を有するフィルタを経た信号であり、a２(t)は、図９に示された(１、ｊ、−１、−ｊ)の特性を有するフィルタを経た信号であり、a３(t)は、(１、−１、１、−１)の特性を有するフィルタを経た信号であり、a４(t)は、(１、−ｊ、−１、ｊ)の特性を有するフィルタを経た信号であるとも見られる。

また、

とも表現できるので、図１１は図１２にように表記できる。

ここで、ベクトルａ＝（ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）とし、
ベクトルａ_１＝（ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４））
ベクトルａ_２＝（ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、−ｊａ（１）、−ｊａ（２）、−ｊａ（３）、−ｊａ（４）、−ａ（１）、−ａ（２）、−ａ（３）、−ａ（４）、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４））とし、
ベクトルａ_３＝（ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、−ａ（１）、−ａ（２）、−ａ（３）、−ａ（４）、ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、−ａ（１）、−ａ（２）、−ａ（３）、−ａ（４））とし、
ベクトルａ_４＝（ａ（１）、ａ（２）、ａ（３）、ａ（４）、ｊａ（１）、ｊａ（２）、ｊａ（３）、ｊａ（４）、−ａ（１）、−ａ（２）、−ａ（３）、−ａ（４）、−ｊａ（１）、−ｊａ（２）、−ｊａ（３）、−ｊａ（４））とすると、次にように表現できる。

ここで、a_１(t)、a_２(t)、a_３(t)及びa_４(t)の４つの信号は、ベクトルａ_１、ベクトルａ_２、ベクトルａ_３、ベクトルａ_４に対応し、a(t)は、ベクトルａに対応する
このように、図１２に示す４行４列のＤＦＴ行列のベクトルを用いれば、a１(t)は、ａ（ｔ）の４つの信号と４行４列のＤＦＴ行列の第１行目のベクトルとから生成され、a２(t)は、ａ（ｔ）の４つの信号を、４行４列のＤＦＴ行列の第２行目のベクトルから生成され、a３(t)は、ａ（ｔ）の４つの信号を、４行４列のＤＦＴ行列の第３行目のベクトルから生成され、a４(t)は、ａ（ｔ）の４つの信号を、４行４列のＤＦＴ行列の第４行目のベクトルから生成される。

なお、Ｎ個の系列の場合は、図１３に示すＮ行Ｎ列のＤＦＴ行列の各行ベクトル成分を順に用いて、周期系列を生成することができる。

ここで、図１４に示された送信装置と図１５に示された送信装置を用いて説明する。
図１４に示された送信装置は、擬周期系列生成部５１で生成された図３（Ａ）に示されている送信信号ａ_１（ｔ）を、拡散部５２で、散系列発生部５５で発生された所定の拡散信号（ｍ_１(ｔ)）を用いて、スペクトラムの拡散を行う。更に、変調部５３は、拡散部５２でスペクトラム拡散された信号に対して、発振器５６の周波数ｆ_１を乗算して、周波数シフトを行う。なお、拡散部５２が無くても本発明は実施できる。

また、図１５に示された送信装置は、擬周期系列生成部６１で生成された図３（Ｂ）に示されている送信信号ａ_２（ｔ）を、拡散部６２で、散系列発生部６５で発生された所定の拡散信号（ｍ_１(ｔ)）を用いて、スペクトラムの拡散を行う。更に、変調部６３は、拡散部６２でスペクトラム拡散された信号に対して、発振器６６の周波数ｆ_１を乗算して、周波数シフトを行う。この場合は、図１４の発振器の周波数と図１５の発振器の周波数が同一の場合について説明する。なお、拡散部６２が無くても本発明は実施できる。

図１４に示された送信装置から送信される信号と、図１５に示された送信装置から送信される信号とは、同じ拡散符号で拡散され、同じ搬送周波数ｆ_１で伝送されるので、一見混信を起こすように見える。しかしながら、図７に示されているように、図１４に示された送信装置から送信される信号ａ_１（ｔ）と、図１５に示された送信装置から送信される信号ａ_２（ｔ）とは、図７で示したように、異なる位置に、スペクトラムが立っており、混信することはない。

同様に、送信信号ａ_３（ｔ）又は送信信号ａ_４（ｔ）を、同じ拡散符号（ｍ_１(ｔ)）で拡散し、同じ搬送周波数ｆ_１で伝送したとしても、a_１(t)、a_２(t)、a_３(t)及びa_４(t)の４つの信号の間で混信することはない。

なお、a_１(t)、a_２(t)、a_３(t)及びa_４(t)の４つの信号は、ａ（ｔ）を４回繰り返したパターンであるが、本発明は、これに限らず実施できる。例えば、図１６に、ａ（ｔ）をa_２(t)のパターンで６回繰り返した例を示す。７２が基本部分でありa_２(t)と同じである。この基本部分７２の前後に拡張部分７１、７２を設けたものである。拡張部分７１は、−ja(t)であり、拡張部分７２は、a(t)である。このように、a_２(t)のパターンで拡張が行われる。なお、繰り返し数は任意である。

受信装置におけるマッチドフィルタの長さは４Ｔであるの、その範囲で相関信号処理を行っている間は、疑似的に、完全な櫛の歯状のスペクトラムであるとして処理することができる。

このように、信号を拡張することにより、スペクトラムの分離が確実となり、正確な通信を行うことができる。

次に、散系列生成部で生成される拡散系列を説明する。自己相補系列とは、N個の系列の自己相関関数の総和が０シフト以外のすべてのシフトで０となる系列であり、相互相補系列系とは、二つの組があって両組のN個の系列に１からNまで番号がついていて、同じ番号の系列の相互相関関数（N個ある）の総和がすべてのシフトで０になる時、この二つの系列系は相互相補系列系となる系列である。

また、位数Nの完全相補系列系とは、N個の系列から作られた２個の組があって、それぞれの組の系列に１からNまで番号を付け、N組の系列のうち、任意の２個の組が相互相補系列系である系列をいう。図１７に、位数８の完全相補系列の例を示す。

また、自己相関関数と相互相関関数がある範囲でゼロとなる一次元系列をＺＣＺ（zero Correlation Zone Sequence）といい、図１８に、図１７の位数８の完全相補系列から生成された二つのＺＣＺ系列を示す。なお、ＺＣＺ系列は、４つの組から構成される完全相補系列からは二つ、１６つの組から構成される完全相補系列からは四つ生成される。なお、「０」の数は、ベクトルＸとベクトルＹとで、同じである必要があるものの、いくつでもよい。

このＺＣＺ系列は拡散符号となる。

図１８に示す信号Ａを信号Ａのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００８０００００００
の出力が得られ、
信号Ａを信号Ｂのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００００００００００
の出力が得られ、
図１８に示す信号Ｂを信号Ｂのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００８０００００００
の出力が得られ、
信号Ｂを信号Ａのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００００００００００
が得られる。

したがって、信号Ａと信号Ｂとは、拡散系列として使用できる。

つまり、図１における送信装置１０の拡散系列発生部１７で発生される系列が、図１９に示す信号Ａである場合、周期系列生成部１３からの出力の内から一つの「１」を見た場合、その「１」は、拡散されて、１、１、１、-1、０、０、０、０、０、１、-1、１、１の信号となり、図１における受信装置２０の拡散系列発生部２５で発生される系列が、図１９に示す信号Ａである場合、マッチドフィルタ２７で逆拡散され「１」が出力される。

また、マルチパス特性が（１、０、−1/2、０、j/4、０）の場合、周期系列生成部１３からの出力されたマルチパス特性測定用のパイロット信号の内の「１」の信号は、マルチパス特性測定部２４で、逆拡散されて、０００００００８０-4０２ｊ０００が出力される。マルチパス特性測定部２４は、この出力とマルチパス特性の無いときの出力０００００００８０００００００と比較することにより、マルチパス特性が（１、０、−1/2、０、j/4、０）であることを推測する。

図１９に、１ １ １ -1 ０ ０ ０ ０ ０ １ -1 １ １のマッチドフィルタの例を示す。

図１９のマッチドフィルタは、９τ時間遅延する遅延素子１０１、τ時間遅延する遅延素子１０２、１０３、２τ時間遅延する遅延素子１０４、１０５、反転素子１０６、１０７及び加算素子１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３から構成されている。

なお、上記実施の形態では、「拡散信号（ｍ_１(ｔ)）」について、「送信信号の系列ａ（ｔ）と同じタイミングの信号で、同じ系列長（長さＮ）の信号である。」として説明したが、拡散信号（ｍ_１(ｔ)）は、送信信号の系列ａ（ｔ）の高調波の関係にある拡散信号系列であってもよい。

例えば、拡散信号（ｍ_１(ｔ)）の信号発生タイミングは、送信信号の系列ａ（ｔ）のタイミングに対して、その１／Ｍであり、拡散信号（ｍ_１(ｔ)）は、時間Ｔ内における系列数が、ＮＭ個のものであってもよい。

また、上記実施の形態では、図１４の発振器の周波数と図１５の発振器の周波数が同一の場合について説明したが、図１４の発振器の周波数と図１５の発振器の周波数は同一で無くてもよい。

本発明では、マルチパス特性測定用のパイロット信号が、送信データ信号と共に、繰り返して、送信されるので、受信装置において、マルチパス特性測定用のパイロット信号を確実に受信できるようになり、確実な通信を行うことができる。

また、拡散系列又はマルチパス特性測定用のパイロット信号は、ゼロコリレーションゾーン系列を用いることができる。

また、本発明では、送信データ信号を繰り返して送信するので、データの送信速度は低下するものの、混信が低減されるので、確実な通信を行うことができる。

本発明の無線通信システムを説明するための図である。 送信信号形式を説明するための図である。 所定数繰り返えされる送信信号を説明するための図である。 送信信号のスペクトラムを説明するための図である。 無線通信装置(その１)である。 無線通信装置(その２)である。 a_１(t)、a_２(t)、a_３(t)及びa_４(t)の４つの信号のスペクトラムを説明するための図である。 (１、１、１、１)の特性を有するフィルタの例である。 (１、ｊ、−１、−ｊ)の特性を有するフィルタの例である。 ４行４列のＤＦＴ行列(その１)である。 ４行４列のＤＦＴ行列(その２)である。 ４行４列のＤＦＴ行列(その３)である。 Ｎ行Ｎ列のＤＦＴ行列である。 送信装置（その１）である。 送信装置（その２）である。 ａ_４（ｔ）をa２(t)のパターンで６回繰り返した例を説明するための図である。 完全相補系列の例である。 ＺＣＺ系列の例である。 １ １ １ -1 ０ ０ ０ ０ ０ １ -1 １ １のマッチドフィルタの例を説明するための図である。

符号の説明

１０ 送信装置
１１ 符号化部
１２ パイロット信号付加部
１３、５１、６１ 擬周期系列生成部
１４、５２、６２ 拡散部
１５、５３、６３ 変調部
１６、２１ アンテナ
１７、２５、５５、６５ 拡散系列発生部
１８、２３、５６、６６ 発振器
２０ 受信装置
２２ 復調部
２４ マルチパス特性測定部
２６ マルチパス除去部／利用部
２７ マッチドフィルタ
２８ 復号部
３１、３２ 無線通信装置
４１ 送信信号ａ（ｔ）

Claims (15)

1. 複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおいて、
   各無線通信装置の送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する擬周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、
   各無線通信装置の受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、
   前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なることを特徴とする無線通信システム。
2. 各無線通信装置の送信部は、前記搬送周波数を変更する周波数制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、他の無線通信装置が使用している搬送周波数を検出する搬送周波数検出部を有し、
   前記周波数制御部は、前記搬送周波数検出部の出力に基づいて、前記搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とすることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 各無線通信装置の送信部は、前記搬送周波数を変更する周波数制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、混信の状況を検出する混信状況検出部を有し、
   前記周波数制御部は、前記混信状況検出部の出力に基づいて、前記搬送周波数を他の無線通信装置が使用していない搬送周波数とすることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおいて、
   各無線通信装置の送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、
   各無線通信装置の受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、
   前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成手段は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成することを特徴とする無線通信システム。
5. 各無線通信装置の送信部は、前記周期系列生成手段により生成される周期系列の繰り返し方を制御する周期系列制御部を有し、各無線通信装置の受信部は、混信の状況を検出する混信状況検出部を有し、
   前記混信状況検出部の出力に基づいて、前記周期系列制御部により、前記周期系列生成手段により生成される周期系列の繰り返し方を制御して、混信の少ない周期系列とすることを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. 前記周期系列生成手段は、(１、１、１、１)、(１、ｊ、−１、−ｊ)、(１、−１、１、−１)、(１、−ｊ、−１、ｊ)の特性を有するフィルタの内の一つを用い周期系列を生成することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信システム。
7. 前記拡散系列又はマルチパス特性測定用のパイロット信号は、ゼロコリレーションゾーン系列であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか一項に記載の無線通信システム。
8. 前記無線通信システムが、移動通信システムであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか一項に記載の無線通信システム。
9. 前記無線通信システムが、無線ＬＡＮ通信システムであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか一項に記載の無線通信システム。
10. 複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおける無線通信方法において、
    送信工程と受信工程とを有し、
    前記送信工程は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成工程と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調工程とを有し、
    前記受信工程は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調工程を有し、
    前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各時点で各無線通信装置から送信される搬送周波数が異なることを特徴とする無線通信方法。
11. 複数の無線通信装置を有する無線通信システムにおける無線通信方法において、
    送信工程と受信工程とを有し、
    前記送信工程は、送信すべき送信系列を所定の拡散系列で拡散する拡散工程と、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成工程と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調工程とを有し、
    前記受信工程は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調工程と、拡散された信号系列を逆拡散する逆拡散工程とを有し、
    前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成工程は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成する工程を有することを特徴とする無線通信方法。
12. 前記周期系列生成工程は、(１、１、１、１)、(１、ｊ、−１、−ｊ)、(１、−１、１、−１)、(１、−ｊ、−１、ｊ)の特性を有するフィルタの内の一つを用いて周期系列を生成することを特徴とする請求項１１記載の無線通信方法。
13. 前記拡散系列又はマルチパス特性測定用のパイロット信号は、ゼロコリレーションゾーン系列であることを特徴とする請求項８ないし１０いずれか一項に記載の無線通信方法。
14. 送信部と受信部を有する通信装置において、
    前記送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、
    前記受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、
    前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、各無線通信装置から送信される搬送周波数がそれぞれ異なることを特徴とする通信装置。
15. 送信部と受信部を有する通信装置において、
    前記送信部は、送信すべき送信系列が所定数繰り返えされた周期系列を生成する周期系列生成手段と、送信すべき送信系列を搬送周波数で変調する変調部とを有し、
    前記受信部は、搬送周波数で変調された受信波を復調する復調部を有し、
    前記送信すべき送信系列は、マルチパス特性測定用のパイロット信号と送信データ信号を有し、更に、前記周期系列生成手段は、送信すべき送信系列に、所定のＤＦＴ行列のベクトル成分を順次乗算して、前記周期系列を生成することを特徴とする通信装置。

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