JP4119400B2 - 無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法及び無線受信方法 - Google Patents

Description

この発明は、無線通信システムに関する。

高速な無線通信を可能とするＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定されている無線フレームは、システム固有の信号パターンを有するプリアンブルフィールド、変調方式や無線フレーム長を通知するシグナルフィールド及びデータフィールドにより構成される。

当該無線フレームを受信する受信装置は、プリアンブルフィールドに含まれるショートプリアンブルにより初期タイミング同期や粗い周波数同期を、ロングプリアンブルにより厳密な周波数同期や伝搬路の推定を行い、推定された伝搬路の情報を基に、以後のシグナルフィールド及びデータフィールドの受信データを正確に復調することができる。

上述したロングプリアンブルは２シンボルにて構成されており正確な伝搬路の推定を行うために十分であるとは言い難い。また、今後はその通信速度の向上を目的としてさらなる多値変調やＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）技術が導入されていくと考えられているが、これらの技術は誤り耐性には優れておらず、伝搬路の推定精度が低い場合には無線信号を正確に復調することが困難である。よって、さらなる伝搬路の推定精度の向上が必要となっている。

伝搬路の推定精度の向上を目的として、シンボル単位に、データフィールドの復調結果を再度変調した信号を利用することで、伝搬路の推定結果を更新していくものもある（例えば特許文献１参照）。

しかし、この手法では、伝搬路の推定精度を向上するものの、データシンボル毎に所定の信号処理を行うことで推定結果を更新していくので、その処理負荷が大きくなってしまう問題点がある。

また、伝搬路の推定精度を向上させるために、システム固有の信号パターンを無線フレームの途中に含めて再度伝搬路の推定を行うことも可能であるが、この場合にもやはり数シンボル程度のシステム固有信号が必要であるため、結果としてオーバヘッドを増大させてしまう問題がある。
特開２００２−２７１２９３公報 図１及び図２

このように、従来の無線通信システムでは、オーバヘッドを増大させることなく伝送路の推定精度を向上させることが困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、オーバヘッドを増大させることなく容易に伝搬路の推定精度を向上させることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線送信装置は、（ａ）ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列と該データ系列の前の特定位置に配置された該ＭＡＣフレームのアドレス情報を有するデータフィールドを生成し、（ｂ）プリアンブル列、シグナルフィールド及び前記データフィールドを順次配置してパケット信号を生成し、（ｃ）前記パケット信号を変調し、（ｄ）変調されたパケット信号を送信する。

前記アドレス情報は、前記無線送信装置のアドレスもしくは、前記無線送信装置が送信するパケット信号の宛先である無線受信装置のアドレスである。

本発明の無線受信装置は、第１のプリアンブル列、第２のプリアンブル列、シグナルフィールド及び、ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列の前に該ＭＡＣフレームのアドレス情報を配置して生成されたデータフィールドを含む変調されたパケット信号を受信するものであって、（ａ）前記パケット信号のうち前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号を用いて伝送路推定を行い、（ｂ）伝送路推定結果を用いて前記データ系列を復調する。

本発明によれば、無線送信装置は、無線受信装置にとって既知である信号（ＭＡＣフレームに含まれている、無線送信装置のアドレスあるいは無線受信装置自身のアドレス情報）を、伝搬路の推定に用いるプリアンブル信号に時間的にできるだけ近い位置に配置されたフレーム信号を送信し、無線受信装置では、プリアンブル信号を用いた伝送路推定に加えて、当該既知信号を用いて伝搬路推定を行うことにより、結果として、伝搬路の推定に適用するシステム固有の信号パターンを増加させた場合と同様に伝搬路の推定精度を向上させることが可能となる。

本発明によれば、オーバヘッドを増大させることなくしかも容易に伝搬路推定精度を向させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

まず、IEEE 802.11aで規定されているフレーム信号の構成例を図１を参照して説明する。図１に示すように、フレーム信号は、ショートプリアンブル列２０１、ロングプリアンブル列２０２、シグナルフィールド(SIGNAL)２０３及びデータフィールド２０４を有する。ショートプリアンブル列２０１及びロングプリアンブル列２０２は、一定長の信号系列を繰り返して構成されており、当該信号系列の長さはロングプリアンブルの方が相対的に大きい。。

ショートプリアンブル列２０１とロングプリアンブル列２０２との間、ロングプリアンブル列２０２とシグナルフィールド２０３の間、シグナルフィールド２０３とデータフィールド２０４の間、図示しないデータフィールドの構成単位であるデータシンボルの間にはガードインターバル(Guard Interval)ＧＩがそれぞれ配置される。

ショートプリアンブル列２０１は主に、タイミング検出、自動周波数制御（ＡＦＣ）の粗調整に利用され、ロングプリアンブル列２０２は主にＡＦＣの微調整、伝送路推定に利用される。

シグナルフィールド２０３には、後続して送信されるデータフィールド２０４内のデータの伝送速度と長さ、及び１ビットのパリティビットが含まれている。また、後続するデータフィールド２０４とは別に畳み込み符号化が行われている。

データフィールド２０４には、スクランブル符号を識別するためのデータが格納されるサービスフィールド（Service）２０５、ＰＳＤＵ（PLCP Service data unit）２０６、畳み込み符号化を終端するための６ビットのＴａｉｌビット列２０７、当該フレーム信号に隙間無く信号を配置するために余ったビットを補填するための可変長のパディング(Padding)ビット列２０８が含まれている。

ＰＳＤＵ２０６は、ＭＡＣ（Media Access Control）フレームが含まれている。ＭＡＣフレームは、ＭＡＣヘッダ２０９とデータ本体（Data Body）２１０とデータ本体の誤り検出用のＦＣＳ（フレーム・チェック・シーケンス）２１１とを含む。ＭＡＣヘッダ２０９には、フレーム制御フィールド（Frame Control）や最大４つのアドレスフィールド（Ａｄｄｒ１、Ａｄｄｒ２、Ａｄｄｒ３、Ａｄｄｒ４）などが含まれている。基本的には、Ａｄｄｒ１フィールド２３２には、当該ＭＡＣフレームを受信すべき無線局（受信装置）のアドレスが格納される。

IEEE 802.11a標準の信号処理では、シグナルフィールド２０３及びデータフィールド２０４は畳み込み符号化される。畳み込む符号器は、例えば符号化率が１／２の場合には、現在の入力ビットから過去数ビットまでを畳み込んで２つの出力ビット列に符号化するものである。また、データフィールド２０４は、シグナルフィールド２０３とは別に符号化される。すなわち、データフィールド２０４の先頭から新たに畳み込み符号化される。従って、データフィールド２０４の先頭に配置されているデータが受信側で既知のデータであるならば、畳み込み符号化されてもやはり受信側では既知データである。

ＭＡＣヘッダ２０９に含まれるＡｄｄｒ１フィールドには、受信側のアドレスが格納されるが、受信側から見れば、自分のアドレスは既知データである。従って、ＭＡＣヘッダ２０９中の図１に示す位置に配置されているＡｄｄｒ１フィールドをデータフィールド２０４の前、あるいはデータフィールド２０４の先頭に配置して、Ａｄｄｒ１フィールドから畳み込み符号化を行えば、あるいはＡｄｄｒ１フィールドの次に配置されるサービスフィールド２０５から畳み込み符号化を行えば、データフィールド２０４の先頭には、常に受信側で既知のデータが存在することになる。

受信側で既知のデータをデータフィールド２０４の先頭に配置することで、伝送路推定を行うためのロングプリアンブル列２０２から時間的に近傍に既知データを配置することになるため、受信側では、ロングプリアンブル列２０２を用いた伝送路推定結果の他に、さらに当該既知データを用いた伝送路推定を行えるため、これらを合わせて、伝送路推定を行うことにより、精度の高い伝送路推定結果を得ることができるのである。

以下、上記原理を適用した無線通信システムについて説明する。

（第１の実施形態）
図２は第１の実施形態にかかる無線通信システムの送信装置の構成例を示したもので、図３は、受信装置の構成例を示したものである。

図２に示す送信装置は、アンテナ１、無線処理部２、変調処理部３、符号化処理部４、送信バッファ５、固有信号生成部６、制御信号生成部７、伝送レート制御部８、配置変換制御部９、ＭＡＣ処理部１０及び入力制御部１１を含む。

ＭＡＣ処理部１０は、例えば、図１に示すような、ＭＡＣヘッダ２０９、データ本体（Data Body）２１０、ＦＣＳ（フレーム・チェック・シーケンス）２１１を含む予め定められたフォーマットの送信データ（ＭＡＣフレーム２０６）を生成して、送信バッファ５へ出力する。また、当該ＭＡＣフレームに対して指定する伝送レート情報を伝送レート制御部８へ通知する。

伝送レート制御部８は通知された伝送レートを変調処理部３、符号化処理部４及び制御信号生成部７に通知する。

固有信号生成部６はショートプロアンブル列及びロングプロアンブル列といった、システム固有の信号パターンを生成し、それらを変調処理部３へ出力する。

制御信号生成部７は伝送レート制御部８から通知された伝送レート情報と、ＭＡＣ処理部１０から通知された制御データから、図１の無線フレームに含まれるシグナルフィールド２０３、サービスフィールド２０５を生成する。シグナルフィールド２０３は畳み込み符号化した後、変調処理部３へ出力され、サービスフィールド２０５は、入力制御部１１へ出力される。

送信バッファ５には、図４（ａ）に示すようなフォーマットのＭＡＣフレームが入力する。配置変換制御部９は、送信バッファ５に対して、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールド２３２を最初に出力するよう制御する。Ａｄｄｒ１フィールド２３２を出力した後に、フレーム制御フィールド２３１から順に（Ａｄｄｒ１フィールド２３２が除かれた）ＭＡＣフレーム中の各データを出力する。

入力制御部１１には、送信バッファ５から出力されたデータが入力するとともに、制御信号生成部７で生成された、サービスフィールド２０５が入力する。そして、配置変換制御部９からの制御の下、符号化処理部４で符号化する順に送信データが符号化処理部４へ出力するようになっている。すなわち、入力制御部１１は、図４（ｂ）に示すように、まず、Ａｄｄｒ１フィールド２３２を出力し、次に、サービスフィールド２０５を出力する。その後、フレーム制御フィールド２３１から順に（Ａｄｄｒ１フィールド２３２が除かれた）ＭＡＣフレーム中の各データを出力する。

このようにして、Ａｄｄｒ１フィールド２３２がデータフォールド２０４内の先頭になるように配置変換されたデータ系列が符号化処理部４へ入力する。

符号化処理部４は、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従い、入力制御部１１から出力されたデータ系列に対し、入力された順に畳み込み符号化処理を行うと共に、パンクチャ処理やインタリーブ処理を行い、Ｔａｉｌビット列２０７、パディングビット列２０８の付加された、図４（ｃ）に示すような並びの符号化されたデータ系列を変調処理部３へ出力する。

変調処理部３は、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従い、固有信号生成部６から出力されたショートプリアンブル列及びロングプロアンブル列、制御信号生成部７から出力されたシグナルフィールド２０３に続いて、符号化処理部４から出力された、図４（ｃ）に示すような符号化されたデータ系列を変調し、図５に示すような、プリアンブル列２００、シグナルフィールド２０３，Ａｄｄｒ１フィールド２３２、Ａｄｄｒ１フィールド２３２の削除されたＭＡＣフレームを含むデータフィールドをこの順に含むフレーム信号を出力する。

図１に示すデータフィールド２０４ではサービスフィールド２０５が先頭に配置されているのに対し、図５では、Ａｄｄｒ１フィールド２３２は、データフィールド２０４の先頭に配置されている。

図５に示すようなフォーマットのフレーム信号は、無線処理部２へ出力される。無線処理部２は、入力されたフレーム信号に対し、Ｄ／Ａ変換、直交変調、アップコンバード、帯域制限、電力増幅等の所定の無線処理を行い、無線信号を生成する。生成された無線信号はアンテナ１から送信される。

次に、図３を参照して受信装置について説明する。

図３に示す受信装置は、アンテナ１０１、無線処理部１０２、同期処理部１０３、伝搬路推定処理部１０４、復調処理部１０５、伝送レート制御部１０６、復号処理部１０７、受信バッファ１０８、配置変換制御部１０９及びＭＡＣ処理部１１０を含む。

アンテナ１０１で受信された無線信号は、無線処理部１０２に入力される。無線処理部１０２は入力された無線信号に対して帯域制限、ダウンコンバート、直交復調、Ａ／Ｄ変換等の所定の無線処理を行い、図５に示すフォーマットの受信信号中のショートプリアンブル列に対応するショートプリアンブル信号を同期処理部１０３へ出力し、受信信号中のロングプリアンブル列に対応するロングプリアンブル信号、及びロングプリアンブル信号に続くシグナルフィールド２０３及びデータフィールド２０４に相当する信号は復調処理部１０５へ出力する。

同期処理部１０３は、入力されたショートプリアンブル信号を用いてタイミング同期及び周波数同期等の所定の同期処理を行い、その結果を復調処理部１０５へ通知する。

復調処理部１０５は、まず、入力されたロングプリアンブル信号を伝搬路推定処理部１０４へ出力する。伝搬路推定処理部１０４は、まず、入力されたロングプリアンブル信号を用いて、伝送路で歪んだ振幅・位相を推定する伝搬路推定処理を行い、その結果を復調処理部１０５へ通知する。

続いて、復調処理部１０５は、同期処理部１０３から通知されたタイミング情報や伝送路推定処理部１０４から通知されたロングプリアンブル信号を用いた伝搬路推定結果を用いて、無線処理部１０２から出力された信号のうち、まず、シグナルフィールド２０３に対応する信号を復調し、その結果を伝送レート制御部１０６へ出力する。伝送レート制御部１０６では、受け取った信号を復号して、後続のデータフィールド２０４の伝送レートなどを得る。得られた伝送レートを復調処理部１０５と復号処理部１０７へ通知する。

復調処理部１０５は、伝送レート制御部１０６から通知された伝送レートに従って、同期処理部１０３から通知されたタイミング情報や伝送路推定処理部１０４から通知されたロングプリアンブル信号を用いた伝搬路推定結果を用いて、データフィールド２０４に対応する信号のうち、まず、上記Ａｄｄｒ１フィールド２３２に対応する信号（以下、この信号を既知信号と呼ぶ）を復調して、伝送路推定処理部１０４と復号処理部１０７へ出力する。

伝搬路推定処理部１０４は、復調処理部１０５から出力された既知信号を用いて、ロングプリアンブル信号を用いた伝送路推定処理と同様にして、伝送路推定処理を行う。そして、先に行われた、入力されたロングプリアンブル信号を用いた伝搬路推定と合わせた伝送路推定結果を復調処理部１０５へ通知する。

復調処理部１０５は、伝送レート制御部１０６から通知された伝送レートに従って、同期処理部１０３から通知されたタイミング情報や伝送路推定処理部１０４から通知されたロングプリアンブル信号と既知信号とを用いた伝搬路推定結果を用いて、データフィールド２０４に対応する信号のうち、Ａｄｄｒ１フィールド２３２の次のサービスフィールド２０５に対応する信号以降を復調して、その結果を復号処理部１０７へ出力する。

復号処理部１０７では、伝送レート制御部１０６から通知された伝送レートに従って、復調処理部１０５から出力された信号、すなわち、図６（ａ）に示すようなフォーマットの信号に対して、デインタリーブ処理やデパンクチャ処理を行うと共に、ビタビ復号等の所定の復号処理を行い、さらにサービスフィールド２０５、Ｔａｉｌビット２０７，パディングビット２０８などを削除して、図６（ｂ）に示すフォーマットのデータ系列を受信バッファ１０８へ出力する。

受信バッファ１０８は、配置変換制御部１０９からの制御に従って、ＭＡＣ処理部１１０に入力するデータ系列のフォーマットが図６（ｃ）に示すような並びになるように、受信データを出力する。

ＭＡＣ処理部１１０には、図６（ｃ）に示したフォーマットのデータ系列すなわち、ＭＡＣフレーム２０６が入力される。

このように、受信装置では、図５に示すフォーマットのフレーム信号を受信すると、まず、伝送路推定処理部１０４では、ロングプリアンブル信号を用いて伝送路推定を行い、その結果を用いて、復調処理部１０５で図５のシグナルフィールド２０３に対応する信号を復調する。シグナルフィールド２０３からは伝送レートが得られるので、その後、この伝送レートに従って、復調処理部１０５でフレーム信号に対する復調処理が行われる。その際、まず、図５のＡｄｄｒ１フィールド２３２に対応する信号（既知信号）が復調されて伝送路推定処理部１０４へ出力される。

伝搬路推定処理部１０４は、当該既知信号を用いて再度伝搬路の推定処理を行い、先の伝搬路推定結果と合わせたもので伝送路推定結果を更新し、結果を復調処理部１０５へ出力する。復調処理部１０５は以後の受信データの復調処理に、更新された伝搬路推定結果を適用する。

また、配置変換制御部１０９は受信バッファ１０８に対して、Ａｄｄｒ１フィールド２３２の配置位置を元の配置位置に戻すので、ＭＡＣ処理部１１０には、図６（ｃ）に示すように、予め規定されたフォーマットのＭＡＣフレームが入力される。

このように、送信装置は、受信装置にとって既知である信号（受信装置のアドレス）を、伝搬路の推定に用いるプリアンブル信号に時間的にできるだけ近い位置（ここでは、データフィールド２０４の先頭）に配置されたフレーム信号を送信し、受信装置では、プリアンブル信号を用いた伝送路推定に加えて、当該既知信号を用いて伝搬路推定を行うことにより、結果として、伝搬路の推定に適用するシステム固有の信号パターンを増加させた場合と同様に伝搬路の推定精度を向上させることが可能となる。

なお、上記実施形態では、送信装置では、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールドをデータフィールド２０４の先頭に配置したフレーム信号を送信し、受信装置では当該Ａｄｄｒ１フィールドに対応する信号を用いて伝送路推定を行う場合を述べたが、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールドに格納されている受信装置のアドレスのみならず、例えば、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ２フィールドに格納される送信装置（例えばアクセスポイント）のアドレスが受信装置側で既知であるなら、当該Ａｄｄｒ２フィールドを用いて伝送路推定を行うこともできる。すなわち、送信バッファ５，入力制御部１１で、受信装置側で既知のデータが格納されるＭＡＣフレーム内のフィールドを（サービスフィールド２０５の前）データフィールド２０４の先頭に並ぶように、データの配置変換を行えばよい。この場合も上記同様に、伝送路推定に用いることのできる受信装置で既知の信号パターンを増加することができ、伝搬路の推定精度を向上させることが可能となる。

ここで、図７を参照して、図３の伝送路推定処理１０４における、Ａｄｄｒ１フィールドを用いた伝送路推定処理について説明する。ここでは、Ａｄｄｒ１フィールド２３２のデータ（受信装置のアドレス）がＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）にて変調されている場合を例にとり説明する。この場合、当該データは複素平面上において「＋１」あるいは「−１」の値を有して送信されていることを意味する。

図７（ａ）の受信信号点ｒは、受信装置で受信されたフレーム信号中のＡｄｄｒ１フィールドの「＋１」のシンボルをＩ（In-phase同相成分）−Ｑ（Quadrature-phase直交成分）平面上に示したものである。ベクトルｈは、当該信号の伝送路推定値を示す。伝搬路推定処理部１０４は、Ａｄｄｒ１フィールドのうちの「＋１」の信号は、当該信号の伝搬路推定値をｈとする。

図７（ｂ）の受信信号点ｒは、受信装置で受信されたフレーム信号中のＡｄｄｒ１フィールドの「−１」のシンボルをＩ−Ｑ平面上に示したものである。伝搬路推定処理部１０４は、Ａｄｄｒ１フィールドのうちの「−１」の信号は、当該信号に対して１８０度の位相回転を行い、その結果得られる信号点ｒ´の伝搬路推定値を当該信号の伝送路推定値とする。

上述したように、伝送路推定処理部１０４では、上記ロングプリアンブル信号の他に、Ａｄｄｒ１フィールドの信号（既知信号）を用いて伝送路推定を行う。

この場合に、図８に示すように、ロングプリアンブル列を構成する単位プリアンブルＬＰ１、ＬＰ２のそれぞれに対応する信号ｒ（ＬＰ１）、ｒ（ＬＰ２）から推定される伝送路推定値ｈ（ＬＰ１）、ｈ（ＬＰ２）と、既知信号Ａｄｄｒ１に対応する信号ｒ（Ａｄｄｒ１）から推定される伝送路推定値ｈ（Ａｄｄｒ１）を、Ｉ−Ｑ平面上にて加算（ベクトル演算）する。その結果得られるベクトルＲを、データフィールド２０４を復調する際に用いる伝送路推定値とする。これは、ロングプリアンブル列と既知信号は時間的に近接して送信されているため、ベクトル的に加算することで信号対雑音電力比を向上させることとなり、結果として伝搬路推定精度を向上させることが可能になるためである。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールドをデータフィールド２０４の先頭になるように配置換えを行った上で、データフィールド２０４を畳み込む符号化する場合を説明した。そして、変調処理部３では、データフィールド２０４全体を同じ復調方式（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16-Position Quadrature Amplitude Moduration）、６４ＱＡＭ（64-Position Quadrature Amplitude Moduration）等のうちのいずれか）を用いて復調する。

第２の実施形態では、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２と、それ以外の部分とで変調方式を変える場合について説明する。

図９は、第２の実施形態にかかる送信装置の構成例を示したものである。なお、図９において、図２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図９では、配置変換制御部９から変調処理部３へ、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２と、それ以外の部分とで変調方式を変えるための制御信号が出力するようになっている。

第１の実施形態で説明したように、符号化処理部４から変調処理部３へは、図４（ｃ）に示すようなフォーマットの信号が入力し、変調処理部３では、この信号にさらに、ショートプリアンブル列、ロングプリアンブル列、シグナルフィールドを付加して、変調を行う。第２の実施形態では、配置変換制御部９は変調処理部３に対し、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号についてのみＢＰＳＫやＱＰＳＫの誤り耐性の大きい変調方式にて変調するよう指示し、それ以外の信号に対しては所定の変調方式で変調するよう指示する。

その結果、図１０に示すように、データフィールド２０４において、Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号についてのみＢＰＳＫあるいはＱＰＳＫといった変調方式にて変調され、それ以外の信号に対しては１６ＱＡＭといった変調方式で変調された信号が変調処理部３から出力される。

受信装置の構成例は、図３とほぼ同様であり、配置変換制御部１０９は、復調処理部１０５へ、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２と、それ以外の部分とを復調する際に用いる方式を変えるための制御信号が出力するようになっている。

受信装置側で伝送路推定に用いる既知信号（Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号）が誤り耐性の大きい変調方式（例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫなど）にて変調されていることにより、当該既知信号の信頼性が向上し、第１の実施形態の場合よりも伝送路推定精度をさらに向上することができる。

（第３の実施形態）
上記第１及び第２の実施形態では、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールドをデータフィールド２０４の先頭になるように配置換えを行った上で、データフィールド２０４全体を畳み込む符号化する場合を説明した。

第３の実施形態では、符号化処理部４では、データフィールド２０４の先頭に配置されたＡｄｄｒ１フィールド２３２には畳み込み符号化を行わず、その後のサービスフィールド２０５から畳み込み符号化を開始し、変調処理部３では、上記第２の実施形態と同様に、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２と、それ以外の部分とで変調方式を変える場合について説明する。

図１１は、第２の実施形態にかかる送信装置の構成例を示したものである。なお、図９において、図９と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図１１では、配置変換制御部９から符号化処理部４へ、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２に対しては符号化を行わず、その後のサービスフィールド２０５から符号化を行うための制御信号が出力するようになっている。

第１の実施形態で説明したように、入力制御部１１から符号化処理部４へは、図４（ｂ）に示すようなフォーマットの信号が入力する。

第３の実施形態では、符号化処理部４は、Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールド２３２には符号化を行わず、その次のサービスフィールド２０５から畳み込み符号化を行い、Ｔａｉｌビット列とパディングビット列の付加された、図１３（ａ）に示すようなフォーマットのデータ系列を出力する。

変調処理部３は、図１３（ａ）に示したフォーマットの信号にさらに、ショートプリアンブル列、ロングプリアンブル列、シグナルフィールドを付加して、変調を行う。この場合、上記第２の実施形態と同様、配置変換制御部９は変調処理部３に対し、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号についてのみＢＰＳＫやＱＰＳＫの誤り耐性の大きい変調方式にて変調するよう指示し、それ以外の信号に対しては所定の変調方式で変調するよう指示する。その結果、図１３（ｂ）に示すように、データフィールド２０４において、Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号についてのみＢＰＳＫあるいはＱＰＳＫといった変調方式にて変調され、それ以外の信号に対しては１６ＱＡＭといった変調方式で変調された信号が変調処理部３から出力される。

受信装置の構成例を、図１２に示す。なお、図１２において、図３と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、配置変換制御部１０９は、復調処理部１０５へ、データフィールド２０４の先頭に配置されているＡｄｄｒ１フィールド２３２と、それ以外の部分とを復調する際に用いる方式を変えるための制御信号を出力するとともに、符号化処理部１０７へ、Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールド２３２をとばして（復号を行わず）、その次のサービスフィールド２０５から復号を開始させるための制御信号を出力する。伝送路推定処理部１０４は、復調処理部１０５で復調された、符号化されていない既知信号を用いて伝送路推定を行う。

受信装置側で伝送路推定に用いる既知信号（Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号）に対しては符号化を行わないため、当該既知信号に対し誤り耐性の大きい変調方式を適用した場合においても、過大なオーバヘッドを発生させることなく通信を行うことが可能となる。

（第４の実施形態）
ここでは、受信装置において、上記既知信号（Ａｄｄｒ１フィールドに対応する信号）を用いて伝送路推定を行う際に、当該既知信号の信頼性の有無を判定し、信頼性があると判定されたときに、伝送路推定処理部１０４で当該既知信号を用いた伝送路推定を行う場合について説明する。

図１４は、第４の実施形態に係る受信装置の構成例を示したもので、ここでは、図１２の受信装置の構成例に、さらに、上記信頼度を判定するための信頼度判定部１１１が追加されている場合を示している。なお、図３の受信装置の構成例に上記信頼度判定部１１１が追加されている場合も同様であり、以下、図１４に示す受信装置の構成例を参照して説明する。なお、図１４において、図１２と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。すなわち、図１４では、上記信頼度判定部１１１が新たに追加されている。

図１５は、信頼度判定部１１１の処理動作を説明するためのフローチャートである。以下、図１５を参照して、信頼度判定部１１１について説明する。

復調処理部１０５では、伝送路推定処理部１０４から通知された、ロングプリアンブル信号を用いた伝送路推定結果を用いて、Ａｄｄｒ１フィールドに対応する信号を復調し、その結果得られるビット列が信頼度判定部１１１に入力される（ステップＳ１）。信頼度判定部１１１は、当該入力されたビット列と、信頼度判定部１１１で予め保持されているＡｄｄｒ１フィールドに対応するビット列（この場合、当該ビット列は符号化されていない、当該受信装置自身のアドレス）とを比較して、当該入力されたビット列の誤りビット数を判定する（ステップＳ２）。

Ａｄｄｒ１フィールドは４８ビットであるが、このうち、当該入力されたビット列の誤りビット数が予め定められた閾値よりも小さい場合（すなわち、信頼度が高い、あるいは信頼性がある場合）には（ステップＳ３）、当該入力されたビット列を用いて伝送路推定を行うべく、伝送路推定部１０４へ当該ビット列を出力する。一方、誤りビット数が上記閾値以上の場合（すなわち、信頼度が低い、あるいは信頼性がない場合）には（ステップＳ３）、当該入力されたビット列は伝送路推定処理部１０４へは出力せず、当該入力されたビット列を用いた伝送路推定は行わないようにする。

ステップＳ３で、Ａｄｄｒ１フィールドに対応する信号を復調した結果得られるビット列の信頼性がないと判定されたときには、復調処理部１０５では、ロングプリアンブル信号を用いた伝送路推定結果のみを用いて、データフィールド２０４に対応する信号を復調する。

なお、図３の受信装置の構成例に上記信頼度判定部１１１が追加されている場合には、Ａｄｄｒ１フィールドに対応する信号を復調した結果得られるビット列は符号化されている。従って、この場合には、信頼度判定部１１１は、受信装置自身のアドレスを畳み込み符号化を行った結果得られるビット列を予め保持し、ステップＳ２では、この受信装置自身のアドレスを畳み込み符号化を行った結果と、復調した結果得られたビット列とを比較して、当該復調した結果得られたビット列の誤りビット数を判定すればよい。

上記第４の実施形態によれば、受信装置では、伝送路推定に用いることできる既知信号（Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドに対応する信号）を実際に伝送路推定に用いるか否かを当該既知信号の誤りビット数に基づく信頼度の有無に応じて決定し、当該既知信号の信頼性があるときのみ、当該既知信号を用いて伝送路推定を行うことにより、誤って伝搬路の推定精度を劣化させてしまうことなく、伝搬路の推定に適用するシステム固有の信号パターンを増加させた場合と同様に伝搬路の推定精度を向上させることが可能となる。

（第５の実施形態）
第１乃至第４の実施形態では、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールド２３２を、ＭＡＣフレーム中の当該Ａｄｄｒ１フィールドの本来の配置位置（図１参照）からデータフィールド２０４の先頭に移動させる場合を説明した。すなわち、この場合、符号化処理部４で符号化されるデータフィールド２０４の中のＭＡＣフレームには、Ａｄｄｒ１フィールドは含まれていない。

しかし、この場合に限らず、ＭＡＣフレーム中のＡｄｄｒ１フィールド２３２はそのままにして、データフィールド２０４の前にＡｄｄｒ１フィールド２３２に格納されているアドレス情報のコピーを追加するようにしてもよい。

この場合、図２、図９、図１１の送信装置の送信バッファ５は、図４（ａ）、図１６（ａ）に示すようなフォーマットのＭＡＣフレームが入力すると、Ａｄｄｒ１フィールド２３２のコピーをまず最初に出力し、その後に、当該ＭＡＣフレームを入力された順に出力する。入力制御部１１は、まず、Ａｄｄｒ１フィールド２３２のコピーを出力し、次に、サービスフィールド２０５を出力する。その後、フレーム制御フィールド２３１から順にＭＡＣフレームを出力する（図１６（ｂ）参照）。

符号化処理部４では、入力された順に畳み込み符号化を行い（図１１の送信装置の場合には、先頭のＡｄｄｒ１フィールドに対しては畳み込み符号化は行わない）、図１６（ｃ）に示すようなフォーマットのデータ系列を変調処理部３へ出力する。

変調処理部３は、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従い、固有信号生成部６から出力されたショートプリアンブル列及びロングプロアンブル列、制御信号生成部７から出力されたシグナルフィールド２０３に続いて、符号化処理部４から出力された、図１６（ｃ）に示した送信データを変調し、図１７に示すように、プリアンブル列２００、シグナルフィールド２０３、Ａｄｄｒ１フィールド２３２、データフィールド２０４をこの順に含むフレーム信号を出力する。ここでは、便宜上、Ａｄｄｒ１フィールド２３２、データフィールド２０４を分けているが、Ａｄｄｒ１フィールド２３２とデータフィールド２０４をデータフィールドと呼ぶ。

図３、図１２、図１４に示した受信装置の復調処理部１０５は、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従って、同期処理部１０３から通知されたタイミング情報や伝送路推定処理部１０４から通知されたロングプリアンブル信号を用いた伝搬路推定結果を用いて、まず、図１７のデータフィールド２０４の前に配置されたＡｄｄｒ１フィールド２３２に対応する信号（既知信号と呼ぶ）を復調して、伝送路推定処理部１０４へ出力する。

伝搬路推定処理部１０４は、復調処理部１０５から出力された既知信号を用いて伝送路推定処理を行う。そして、先に行われた、ロングプリアンブル信号を用いた伝搬路推定と合わせた伝送路推定結果を復調処理部１０５へ通知する。

復調処理部１０５は、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従って、同期処理部１０３から通知されたタイミング情報や伝送路推定処理部１０４から通知されたロングプリアンブル信号と既知信号とを用いた伝搬路推定結果を用いて、図１７のデータフィールド２０４に対応する信号を復調して、その結果を復号処理部１０７へ出力する。

復号処理部１０７では、伝送レート制御部８から通知された伝送レートに従って、復調処理部１０５から出力された信号、すなわち、図１８（ａ）に示すようなフォーマットの信号に対して、デインタリーブ処理やデパンクチャ処理を行うと共に、ビタビ復号等の所定の復号処理を行い、さらにサービスフィールド２０５、Ｔａｉｌビット２０７，パディングビット２０８などを削除して、図１８（ｂ）に示すフォーマットの受信データを受信バッファ１０８へ出力する。復号処理部１０７から出力される受信データは、ＭＡＣフレームそのものである。

受信バッファ１０８は、入力された順にＭＡＣフレームをＭＡＣ処理部１１０へ出力する。

上記第５の実施形態の場合も、前述した第１乃至第４の実施形態の場合と全く同じ効果が得られる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定されているフレーム信号のフォーマットを示した図。 第１の実施形態にかかる送信装置の構成例を示した図。 第１の実施形態にかかる受信装置の構成例を示した図。 送信装置の処理動作を説明するための図。 変調処理部から出力されるフレーム信号のフォーマットを示した図。 受信装置の処理動作を説明するための図。 ロングプロアンブル列を用いた一般的な伝送路推定処理について説明するための図。 ロングプリアンブル信号とＡｄｄｒ１フィールドの信号（既知信号）を用いて伝送路推定を行う場合の伝送路推定処理について説明するための図。 第２の実施形態にかかる送信装置の構成例を示した図。 変調処理部から出力されるフレーム信号について説明するための図。 第３の実施形態にかかる送信装置の構成例を示した図。 第３の実施形態にかかる受信装置の構成例を示した図。 （ａ）図は符号化処理部から出力される送信データについて説明するための図で、（ｂ）図は変調処理部から出力される信号について説明するための図。 第４の実施形態にかかる受信装置の構成例を示した図。 信頼度判定部の処理動作を説明するためのフローチャート。 第５の実施形態にかかる送信装置の動作を説明するための図。 変調処理部から出力されるフレーム信号について説明するための図。 第５の実施形態にかかる受信装置の動作を説明するための図。

符号の説明

１…アンテナ、２…無線処理部、３…変調処理部、４…符号化処理部、５…送信バッファ、６…固有信号生成部、７…制御信号生成部、８…伝送レート制御部、９…配置変換制御部、１０…ＭＡＣ処理部、１１…入力制御部、１０１…アンテナ、１０２…無線処理部、１０３…同期処理部、１０４…伝送路推定処理部、１０５…復調処理部、１０６…伝送レート制御部、１０７…復号処理部、１０８…受信バッファ、１０９…配置変換制御部、１１０…ＭＡＣ処理部、１１１…信頼度判定部。

Claims (17)

1. ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列と該データ系列の前の特定位置に配置された該ＭＡＣフレームのアドレス情報を有するデータフィールドを生成する手段と、
   プリアンブル列、シグナルフィールド及び前記データフィールドを順次配置してパケット信号を生成する手段と、
   前記パケット信号を変調する手段と、
   変調されたパケット信号を送信する手段とを具備したことを特徴とする無線送信装置。
2. 前記アドレス情報は、前記無線送信装置のアドレスもしくは、前記無線送信装置が送信するパケット信号の宛先である無線受信装置のアドレスであることを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
3. 前記ＭＡＣフレームはアドレスフィールドを含み、前記アドレス情報は該アドレスフィールドに格納された特定のアドレス情報をコピーして生成されることを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
4. 前記データフィールドを生成する手段は、特定のアドレス情報を有するアドレスフィールドを含むＭＡＣフレームを受け、該特定のアドレス情報を前記特定位置に移動してデータフィールドを生成することを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
5. 前記変調手段は、前記パケット信号のうち前記アドレス情報を相対的に誤り耐性の大きい変調方式で変調することを特徴とする請求項２記載の無線送信装置。
6. 第１のプリアンブル列、第２のプリアンブル列、シグナルフィールド及び、ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列の前に該ＭＡＣフレームのアドレス情報を配置して生成されたデータフィールドを含む変調されたパケット信号を受信する受信装置であって、
   前記パケット信号のうち前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号を用いて伝送路推定を行う伝送路推定手段と、
   前記伝送路推定手段での推定結果を用いて前記データ系列を復調する復調手段と、
   を具備したことを特徴とする無線受信装置。
7. 前記アドレス情報は、前記無線受信装置のアドレスであることを特徴とする請求項６記載の無線受信装置。
8. 前記伝送路推定手段は、前記アドレス情報に対応する信号を復調した結果得られるビット列中の誤りビット数が予め定められた閾値未満のとき、前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号を用いて伝送路推定を行い、前記誤りビット数が前記閾値以上のとき前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号のうち前記第２のプリアンブル列に対応する信号のみを用いて伝送路推定を行うことを特徴とする請求項６記載の無線受信装置。
9. 前記伝送路推定手段は、
   前記第２のプリアンブル列に対応する信号を用いた第１の伝送路推定結果と、前記アドレス情報に対応する信号を用いた第２の伝送路推定結果との和を前記推定結果として求めることを特徴とする請求項６記載の無線受信装置。
10. ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列と該データ系列の前の特定位置に配置された該ＭＡＣフレームのアドレス情報を有するデータフィールドを生成する第１のステップと、
    プリアンブル列、シグナルフィールド及び前記データフィールドを順次配置してパケット信号を生成する第２のステップと、
    前記パケット信号を変調する第３のステップと、
    変調されたパケット信号を送信する第４のステップとを有することを特徴とする無線送信方法。
11. 前記アドレス情報は、該無線送信方法でパケット信号を送信する無線送信装置のアドレスもしくは、前記無線送信装置が送信するパケット信号の宛先である無線受信装置のアドレスであることを特徴とする請求項１０記載の無線送信方法。
12. 前記ＭＡＣフレームはアドレスフィールドを含み、前記アドレス情報は該アドレスフィールドに格納された特定のアドレス情報をコピーして生成されることを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
13. 前記第１のステップは、特定のアドレス情報を有するアドレスフィールドを含むＭＡＣフレームを受け、該特定のアドレス情報を前記特定位置に移動してデータフィールドを生成することを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
14. 前記第３のステップは、前記パケット信号のうち前記アドレス情報を相対的に誤り耐性の大きい変調方式で変調することを特徴とする請求項１１記載の無線送信方法。
15. 第１のプリアンブル列、第２のプリアンブル列、シグナルフィールド及び、ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含むデータ系列の前に該ＭＡＣフレームのアドレス情報を配置して生成されたデータフィールドを含む変調されたパケット信号を受信する第１のステップと、
    前記アドレス情報に対応する信号を復調した結果得られるビット列中の誤りビット数が予め定められた閾値未満のとき、前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号を用いて伝送路推定を行い、前記誤りビット数が前記閾値以上のとき前記第２のプリアンブル列及び前記アドレス情報に対応する信号のうち前記第２のプリアンブル列に対応する信号のみを用いて伝送路推定を行う第２のステップと、
    前記第２のステップでの推定結果を用いて前記データ系列を復調する第３のステップと、
    を有することを特徴とする無線受信方法。
16. 前記アドレス情報は、前記無線受信装置のアドレスであることを特徴とする請求項１５記載の無線受信方法。
17. 第１のプリアンブル列と、
    第２のプリアンブル列と、
    シグナルフィールドと、
    ＭＡＣ（Media Access control）フレームを含み、その先頭が、該ＭＡＣフレームに含まれ、通信相手の装置が予め把握している特定アドレス情報であるデータフィールドと、
    より成るパケット信号を送信する無線送信装置。

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