JP2006157643A - 無線通信システム、無線通信方法及び通信装置 - Google Patents
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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
【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
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)。
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。
(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、
なお、以下の説明において、a0(t)、a1(t−T)、a2(t−2T)、・・、aN−1(t−(N−1)T)を、a0、a1、a2、・・、aN−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(m1(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f1を乗算して、周波数シフトを行う。なお、拡散信号(m1(t))は、
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(m1(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f1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(m1(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f1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f1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f2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f2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=f1−f2 ・・・(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。
Δf=f1−f2 ・・・(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。
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、
ここで、ベクトルa=(a(1)、a(2)、a(3)、a(4)とし、
ベクトルa1=(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a2=(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a3=(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a4=(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。
ベクトルa1=(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a2=(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a3=(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a4=(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a1(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(m1(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f1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。
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a1(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(m1(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f1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a2(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(m1(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f1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f1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a1(t)と、図15に示された送信装置から送信される信号a2(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a3(t)又は送信信号a4(t)を、同じ拡散符号(m1(t))で拡散し、同じ搬送周波数f1で伝送したとしても、a1(t)、a2(t)、a3(t)及びa4(t)の4つの信号の間で混信することはない。
なお、a1(t)、a2(t)、a3(t)及びa4(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a2(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a2(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、a2(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。
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(m1(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(m1(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(m1(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(m1(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。
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)
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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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