JP4805287B2

JP4805287B2 - 無線通信装置

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Publication number: JP4805287B2
Application number: JP2008028922A
Authority: JP
Inventors: 猛江島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: TWI384769B; TW200950359A; US8638837B2; CN101939921A; EP2241015A4; WO2009099017A1; EP2241015A1; JP2009188898A; KR20100096281A; EP2241015B1; KR101156283B1; US20100284450A1

Description

本発明は、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式で変調した信号を無線通信する無線通信装置に関する。

ＵＷＢ（Ultra Wide Band）は、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの７．５ＧＨｚという、広い周波数帯域を使用する無線通信方式である。ＵＷＢの物理レイヤの規格は、標準規格の策定を行う米国電気電子学会（ＩＥＥＥ：The Institute of Electrical and Electronic Engineers）のＩＥＥＥ８０２．１５．３ａによって標準化されている。

ＵＷＢの物理層には、ＭＢ−ＯＦＤＭ（Multi Band-Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と、ＤＳ−ＵＷＢ（Direct Spread-UWB）との２つの変調方式が用いられる。

ＭＢ−ＯＦＤＭでは、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの帯域を１４のバンド（周波数帯）に分割し、各バンドに対して、ディジタル信号を電波に乗せるための１次変調としてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を行い、他の電波からの干渉に強い通信を実現するための２次変調としてＯＦＤＭ変調を行った信号を送信する。

ＤＳ−ＵＷＢでは、３．１ＧＨｚから４．９ＧＨｚまでのローバンドと、６．２ＧＨｚから９．７ＧＨｚまでのハイバンドとの２つのバンド（デュアルバンド）を使用して、１次変調としてＱＰＳＫまたはＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を行い、２次変調としてＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）を行った信号を送信する。また、ＤＳ−ＵＷＢでは、信号を送信するときに直接周波数拡散方式を使用する。

これらの変調方式を用いることにより、ＵＷＢでは、送信電力レベルを抑制している。具体的には、ＦＣＣ（米国連邦通信委員会：Federal Communications Commission）では、ＵＷＢにおける１ＭＨｚ当たりの送信電力レベルの規制値を表すＥＩＲＰ（Equivalent Isotropically Radiated Power）を、−４１．２５ｄＢｍ以下と定めている。これは、総電力に換算すると、０．５ｍＷ程度であり、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）の総電力の約２０分の１である。

ＭＢ−ＯＦＤＭでは、１４の各バンドが３つまたは２つのバンドからなるバンドグループに割り当てられ、バンド１〜３がバンドグループ１に割り当てられ、バンド４〜６がバンドグループ２に割り当てられ、バンド７〜９がバンドグループ３に割り当てられ、バンド１０〜１２がバンドグループ４に割り当てられ、バンド１３、１４がバンドグループ５に割り当てられている。

さらに、ＭＢ−ＯＦＤＭでは、周波数ホッピングが用いられている。周波数ホッピングは、図１２に示すように、通信バンドをあるバンドから他のバンドに遷移させながら通信を行う技術である。

このように通信バンドを遷移させることにより、ある特定の周波数で発生したノイズの影響を受けて通信データにエラーが発生した場合であっても、他のバンドで通信したデータによってエラーが発生したデータを訂正することが可能となる。

ＭＢ−ＯＦＤＭでは、周波数ホッピングのパターンが時間周波数コード（Time Frequency Code、以下、「ＴＦＣ」という。）として、例えば、図１３に示すように定義されている。図１３においては、ＴＦＣ１が、バンド１ → バンド２ → バンド３ → バンド１ → バンド２ → バンド３と遷移する周波数ホッピングパターンを持つ時間周波数コードであることが示されている。また、ＴＦＣ５は、周波数ホッピングが行われず、バンド１のみを使用する時間周波数コードであることが示されている。

バンドグループは、どのチャネルを用いてどのデータを送信するかについて上位層で特に指定されていない場合には、使用する国等の地域に応じて規定されている。一方、ＴＦＣは、ＭＢ−ＯＦＤＭに規定されている順序にしたがって選択される。このように、バンドグループとＴＦＣが決まることにより、チャネルが決定される。

また、従来の無線通信装置においては、受信した電気信号の振幅の変動を抑制し、一定の振幅の信号に変換する自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）が行われている。ＡＧＣは、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）に基づいて、振幅の小さな信号に対してはゲイン（増幅度）を大きくする一方、振幅の大きな信号に対してはゲインを小さくする。

このようなＡＧＣを行うものとして、例えば、フロントエンドまたは高周波増幅器とミキサとの間に設けられた第１のアッテネータと、受信信号からＲＳＳＩ出力信号を生成するＲＳＳＩ回路と、ＲＳＳＩ回路の前段に設けられ、入力信号レベルを調整するための第２のアッテネータとを備え、ＲＳＳＩ出力信号を２つの閾値と比較し、閾値外であれば、まず第２のアッテネータの減衰量を調整し、次いで、第１のアッテネータの減衰量を調整することにより、ＲＳＳＩ回路の入出力におけるダイナミックレンジを実質的に拡大し、弱電界時における復調性能を犠牲にすることなく、強電界時における、ミキサ、ＡＧＣ回路その他システム個々の回路が飽和することを防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、受信信号のＲＳＳＩを測定するＲＳＳＩ回路と、受信信号を増幅するアナログ増幅器と、増幅された受信信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換器と、ディジタル信号に変換された受信信号に基づいてディジタル利得を決定するディジタル自動利得制御ループと、ディジタル自動利得制御ループから得られるディジタル利得をアナログ増幅器に設定するディジタルアナログ変換器とを備えることにより、スペクトル拡散システムにおいて、雑音を平均化させながら、急なトラッキングの変動に追従するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

また、周波数ホッピングを行うことによってバンドが切り替わる度に、ＡＧＣに先立って各バンドに対応したゲイン補正を行うものもある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００２−９４４０８号公報特表２００５−５３４２５２号公報特開２００６−２２９７３９号公報

前述の通り、ＴＦＣは、複数のバンドから構成されたバンドグループによって構成されており、ＴＦＣの中には、複数のバンドを遷移しながら送受信を行う周波数ホッピングを行うものもある。

しかしながら、受信信号強度を測定するＲＳＳＩ回路等の信号強度測定回路は、各バンドに対する測定性能が均一でないことがある。例えば、同じ強度の受信信号であっても、ある特定のバンドにおいて信号強度測定回路から得られる測定値が、他のバンドにおいて得られる測定値より、高くなってしまうことが起こり得る。

したがって、上記特許文献１および特許文献２に記載されたような従来の無線通信装置においては、各バンド間における信号強度測定回路の測定誤差を考慮したＡＧＣ処理を行うことができないといった課題があった。

また、ＭＢ−ＯＦＤＭの規格書では、周波数ホッピングにおけるバンドの切り替え周期が３１２．５ｎｓｅｃと高速に規定されているため、特許文献３に記載されたような従来の無線通信装置においては、ＭＢ−ＯＦＤＭに適用させる場合、特に、アナログの自動利得制御を行う場合には、高速なバンドの切り替えにＡＧＣ処理が追従することができないといった課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたもので、各バンド間における信号強度測定回路の測定誤差を考慮しつつ、高速なバンドの切り替えに追従するＡＧＣ処理を行うことができる無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、周波数帯を順次変化させたベースバンド信号を送信する送信部と、前記ベースバンド信号を減衰させる減衰器と、前記減衰器による減衰率を設定する減衰率設定部と、前記チャネルの係数を決定する係数決定部と、を更に備え、前記信号強度測定回路は、前記ベースバンド信号を前記受信信号として信号強度を測定し、前記係数決定部は、該信号強度に基づいて、前記各周波数帯に最適な係数を決定する構成を有している。

また、本発明の無線通信装置は、周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、前記周波数ホッピングを行わないチャネルに対して、該チャネルの周波数帯に最適な係数を該チャネルの係数として決定し、前記周波数ホッピングを行うチャネルに対して、ホッピングする各周波数帯に最適な係数の平均値を該チャネルの係数として決定する係数決定部を備えた構成を有している。

また、本発明の無線通信装置は、周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、前記周波数ホッピングを行わないチャネルに対して、該チャネルの周波数帯に最適な係数を該チャネルの係数として決定し、前記周波数ホッピングを行うチャネルに対して、ホッピングする各周波数帯に最適な係数の標本分散に基づいて該チャネルの係数を決定する係数決定部を備えた構成を有している。

本発明は、各バンド間における信号強度測定回路の測定誤差を考慮しつつ、高速なバンドの切り替えに追従するＡＧＣ処理を行うことができる無線通信装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置１には、ホストコントローラ２がＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス３を介して接続されている。ホストコントローラ２は、メインＣＰＵ１０およびメモリ１１を備えている。

メインＣＰＵ１０は、メモリ１１を用いてオペレーティングシステム１２を実行させ、オペレーティングシステム１２上でデバイスドライバ１３を実行させるようになっている。

デバイスドライバ１３は、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス３を介して無線通信装置１とデータの送受信を行うと共に、後述するＭＡＣ部２２のレジスタに対して値の読み書きを行うことにより無線通信装置１を制御するようになっている。

無線通信装置１は、サブＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、メモリ２１と、データフレームの生成やデータフレームフィルタリング等の処理を行うＭＡＣ（Media Access Controller）部２２と、周波数変換等の信号処理を行うＰＨＹ（Physical Layer）部２３と、アンテナ２４とを備えている。

サブＣＰＵ２０は、メモリ２１を用いてリアルタイムオペレーティングシステム２５を実行し、リアルタイムオペレーティングシステム２５上で、ＭＡＣ部２２の各部を制御するためのファームウェア２６を実行させるようになっている。

ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０は、ＭＡＣ部２２の図示しないレジスタの設定や、ホストコントローラ２との間のデータの送受信等を行うようになっている。また、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０は、ＰＨＹ部２３の後述するＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１の値の読み書きをＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェースバス２７を介して行うようになっている。

ＭＡＣ部２２およびＰＨＹ部２３は、それぞれＷｉＭｅｄｉａＭＡＣおよびＭＢ−ＯＦＤＭの各規格に基づいた処理を実行するようになっている。また、ＭＡＣ部２２およびＰＨＹ部２３との間の通信は、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース仕様書によって規定されている。したがって、異なるベンダーのＭＡＣ部２２とＰＨＹ部２３とを接続して使用することも可能である。

なお、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース仕様書では、図２に示すように、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１に対して、ベースアドレス（基準アドレス）に対するオフセットが０ｘ００番地から０ｘ１Ｆ番地までの範囲は、動的な設定を格納するための領域（ダイナミックレジスタ群）として規定されている。

例えば、図３に示すように、０ｘ０２番地のＴＸＣＨＡＮレジスタは、送信するＴＦＣとバンドグループ（Band Group）とが設定され、０ｘ０４番地のＲＸＣＨＡＮレジスタは、受信するＴＦＣとバンドグループとが設定されるように規定されている。

このため、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０は、ＴＦＣとバンドグループとをＭＡＣ部２２を介してＴＸＣＨＡＮレジスタに書き込むことによって送信チャネルを設定し、ＴＦＣとバンドグループとをＭＡＣ部２２を介してＲＸＣＨＡＮレジスタに書き込むことによって受信チャネルを設定するようになっている。

また、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース仕様書では、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１に対して、ベースアドレスに対するオフセットが０ｘ２０番地から０ｘ７Ｆ番地までの範囲は、無線通信装置１がサポートする通信速度および信号送出レベルの設定値の数等の静的な設定を格納するための領域（スタティックレジスタ群）として規定されている。

また、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース仕様書では、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１に対して、ベースアドレスに対するオフセットが０ｘ８０番地から０ｘＦＦ番地までの範囲は、ベンダーによる独自の設定を格納するための領域（以下、「ベンダー領域」という。）として規定されている。

図１において、ＭＡＣ部２２は、ＰＨＹ部２３に送信するデータフレームにＭＡＣヘッダを付加し、ＭＡＣヘッダを付加したデータフレームを暗号化し、暗号化したデータフレームをＰＨＹ部２３にＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェースバス２７を介して送信するようになっている。

また、ＭＡＣ部２２は、ＰＨＹ部２３から受信されたデータフレームの暗号を解除し、暗号が解除されたデータフレームを解析し、解析した結果に基づいて、データフレームから得られたデータのなかで上位プロトコルに渡すべきデータをフィルタリングするようになっている。

ＰＨＹ部２３は、ＲＦ（Radio Frequency）部４０、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１およびベースバンド部４２を有し、ベースバンド部４２は、送信部５０および受信部５１を有している。

ＲＦ部４０は、ベースバンド部４２の送信部５０から入力されたベースバンド信号をＭＢ−ＯＦＤＭ変調し、この信号を電波としてアンテナ２４を介して空中に送出するようになっている。

また、ＲＦ部４０は、アンテナ２４に受信されたＭＢ−ＯＦＤＭ変調された信号をベースバンド信号に復調し、復調したベースバンド信号をベースバンド部４２の受信部５１に出力するようになっている。

ベースバンド部４２の送信部５０は、ＭＡＣ部２２からＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェースバス２７を介して送信されたディジタルのデータフレームをディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換することによってアナログのベースバンド信号を生成し、生成したベースバンド信号をＲＦ部４０に出力するようになっている。

ベースバンド部４２の受信部５１は、ＲＦ部４０から入力されたベースバンド信号をアナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換することによりディジタルのデータフレームを生成し、生成したデータフレームをＭＡＣ部２２にＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェースバス２７を介して送信するようになっている。

図４は、ベースバンド部４２の受信部５１の構成を示している。ベースバンド部４２の受信部５１は、ＲＳＳＩ回路６０、ゲイン値算出部６１、Ａ／Ｄコンバータ６２、増幅器６３および信号処理部６４を備えている。

ＲＳＳＩ回路６０は、ＲＦ部４０から入力されたアナログのベースバンド信号の受信信号強度としてＲＳＳＩを測定し、測定したＲＳＳＩを表す信号をゲイン値算出部６１に出力するようになっている。なお、ＲＳＳＩ回路６０は、本発明における信号強度測定回路を構成する。

ゲイン値算出部６１は、ＲＳＳＩ回路６０から入力された信号が表すＲＳＳＩと、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１に設定された値とに基づいてゲイン値を算出し、算出したゲイン値を表す信号を増幅器６３に出力するようになっている。

ここで、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１に設定された値とは、図２に示したＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１におけるベンダー領域内の特定の番地（例えば、ベースアドレスに対するオフセットが０ｘＡ０番地）に書き込まれたゲイン制御用のパラメータ（以下、「ＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタ」という。）のことをいう。

ＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタは、図５に示すように、ＲＳＳＩから入力信号を求めるための一次線形関数における傾きを表す係数ｇｒａｄｉｅｎｔが上位４ビットに、切片を表す係数ｉｎｔｅｒｃｅｐｔが下位４ビットに割り当てられている。

各チャネルに対するｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとは、メモリ２１に予め格納されているテーブルによって対応付けられている。このように、メモリ２１は、本発明におけるテーブル記憶部を構成する。なお、各チャネルに対するｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとは、事前の測定によって予め算出されているものとする。

例えば、チャネルが周波数ホッピングを行わない場合には、そのチャネルのバンドに最適なｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとがテーブルに設定されている。一方、チャネルが周波数ホッピングを行う場合には、各バンドに最適値なｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとの各平均値がテーブルに設定されている。

ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０は、ＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１にＲＸＣＨＡＮレジスタを設定するのに先立って、ＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタを設定するようになっている。

図４において、ゲイン値算出部６１は、ＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタが表すｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとを各係数とした一次線形関数にＲＳＳＩを代入することによって補正したＲＳＳＩ（以下、「ｃＲＳＳＩ」という。）に基づいてゲイン値を算出するようになっている。

具体的には、図６に示すように、ゲイン値算出部６１は、ＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタが表すｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとを各係数とした一次線形関数ｆ（ｘ）にＲＳＳＩ（＝α）を入力し、この一次線形関数の出力値であるｃＲＳＳＩ（＝ｆ（α））を、予め定められた一次線形関数ｇ（ｘ）に代入することにより、増幅器６３のゲイン値ｇ（ｆ（α））を算出するようになっている。

例えば、同一強度の信号に対して、あるバンドにおいてＲＳＳＩ回路６０によって測定されたＲＳＳＩが、基準とするバンドにおいて測定されたＲＳＳＩより高くなる場合には、基準とするバンドに対する一次線形関数ｆ（ｘ）よりｇｒａｄｉｅｎｔおよびｉｎｔｅｒｃｅｐｔの少なくとも一方の値が小さい一次線形関数ｆ'（ｘ）を用いることにより、ｆ'（ｘ）にＲＳＳＩ（＝α）を入力して得られるｃＲＳＳＩ（＝ｆ'（α））は、基準とするバンドのｃＲＳＳＩ（＝ｆ（α））に対して相対的に小さくなる。

すなわち、ＲＳＳＩ回路６０によって測定されたＲＳＳＩを低めに見積もることにより、ゲイン値算出部６１によって算出されるゲイン値は、ｇ（ｆ'（α））となり、ゲイン値ｇ（ｆ（α））に比べて大きくなる。

図４において、Ａ／Ｄコンバータ６２は、ＲＦ部４０から入力されたアナログの受信信号をディジタル信号に変換し、このディジタル信号をゲイン制御部５３に出力するようになっている。

増幅器６３は、Ａ／Ｄコンバータ６２から入力されたディジタル信号を、ゲイン値算出部６１から入力された信号が表すゲイン値に基づいて増幅し、増幅したディジタル信号を信号処理部６４に出力するようになっている。

信号処理部６４は、例えば、増幅したディジタル信号に周波数変換等を施してデータフレームとしてＭＡＣ部２２に送信するようになっている。

以上のように構成された無線通信装置１の受信チャネルの設定動作について図７を用いて説明する。

なお、ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース仕様書において、通信途中でチャンネルを変更する場合には、ＣｈａｎｎｅｌＣｈａｎｇｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｌｅｍｅｎｔ（以下、「Channel Change IE」という。）を付加したビーコンフレームを通信相手側の装置に対して送信するように規定されている。

Channel Change IEは、次の新しいチャネル、および、新しいチャンネルに遷移するまでの時間等の情報を含む。通信相手側の装置は、このビーコンフレームを受信すると、Channel Change IEに含まれる情報に基づいて、送信チャネルまたは受信チャネルを新しいチャネルとする。

このように、受信チャネルの設定動作は、起動時や通信状態の悪化等に伴って実行される他に、通信相手側の装置によって送信されたChannel Change IEに含まれる情報に基づいて実行される。

まず、設定する受信チャネルに対応するｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとが、メモリ２１に格納されたテーブルから、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０によって特定される（Ｓ１）。

次いで、サブＣＰＵ２０によって特定されたｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとが、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０によってＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１のＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタにＭＡＣ部２２を介して設定される（Ｓ２）。

次いで、設定する受信チャネル、すなわちＴＦＣとバンドグループとが、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０によってＰＨＹ／ＲＦレジスタ４１のＲＸＣＨＡＮレジスタにＭＡＣ部２２を介して設定される（Ｓ３）。

これにより、ＰＨＹ部２３で受信チャネルが切り替わると（Ｓ４）、受信チャネルが切り替わった旨が、ＰＨＹ部２３からＭＡＣ部２２を介してサブＣＰＵ２０に通知される（Ｓ５）。

このように、本発明の一実施の形態の無線通信装置１は、各チャネルに対して個別の係数を有する関数にＲＳＳＩを代入することによってゲイン値を算出する。したがって、無線通信装置１は、周波数ホッピングを行うチャネルにおいてバンドを切り換える度にゲイン値を変更しないため、各バンド間における信号強度測定回路の測定誤差を考慮しつつ、高速なバンドの切り替えに追従するＡＧＣ処理を行うことができる。

なお、本実施形態において、増幅器６３は、Ａ／Ｄコンバータ６２から入力されたディジタル信号を増幅するものとして説明したが、図８に示すように、アナログの受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡ／Ｄコンバータ６２に出力するようにしてもよい。

この場合には、アナログの受信信号から信号強度を測定し、アナログの受信信号を増幅するため、高速かつ信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の高い受信信号を増幅する場合に、ＡＧＣの特性が向上する。

また、本実施の形態においては、ゲイン値算出部６１が、一次線形関数を用いてＲＳＳＩからｃＲＳＳＩを算出する例について説明したが、ゲイン値算出部６１は、ＲＳＳＩ回路６０の周波数特性に対応する他の線形関数を用いてＲＳＳＩからｃＲＳＳＩを算出するようにしてもよい。

また、チャネルが周波数ホッピングを行う場合には、各バンドに最適値なｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとの各平均値がメモリ２１に格納されたテーブルに設定されているものとして説明したが、図９に示すように、ホッピングする各バンドに最適な各係数の偏りを考慮し、各バンドに最適値なｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとの各標本分散が最も小さくなる各値がメモリ２１に格納されたテーブルに設定されていてもよい。

例えば、各バンドに最適な係数をＣ１、Ｃ２およびＣ３とすると、以下の（式１）から得られる標本分散Ｖが最も小さくなるＣａを当該チャネルの係数としてもよい。

（式１）
Ｖ＝（Ｃ１−Ｃａ）^２＋（Ｃ２−Ｃａ）^２＋（Ｃ３−Ｃａ）^２

また、（式１）において、各項（（Ｃ１−Ｃａ）^２、（Ｃ２−Ｃａ）^２および（Ｃ３−Ｃａ）^２）に重み付けをし、重み付けをした各項よりなる標本分散が最も小さくなる各係数がメモリ２１に格納されたテーブルに設定されていてもよい。

例えば、各バンドに最適な係数をＣ１、Ｃ２およびＣ３とし、ゲイン値をＣ３、Ｃ２、Ｃ１の順に高めに設定する場合には、以下の（式２）から得られる標本分散Ｖが最も小さくなるＣａを当該チャネルの係数としてもよい。

（式２）
Ｖ＝１×（Ｃ１−Ｃａ）^２＋２×（Ｃ２−Ｃａ）^２＋３×（Ｃ３−Ｃａ）^２

これにより、ホッピングするバンドの中で、他のバンドに最適な係数と比べて、ある１つのバンドに最適な係数が大きくかけ離れているような場合に、このバンドにおけるゲイン値が不適切な値になってしまうことを防止できる。

なお、（式２）においては、重みをそれぞれ１、２、３としたが、（式２）に用いる重みを限定するものではない。

また、本実施の形態においては、各チャネルに対するｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとは、事前の測定によって予め算出されているものとして説明したが、図１０に示すように、ベースバンド部４２の送信部５０によって出力されるベースバンド信号を減衰させて受信部５１に受信させる減衰器５２をベースバンド部４２に設けることにより、各チャネルに対するｇｒａｄｉｅｎｔとｉｎｔｅｒｃｅｐｔとをメモリ２１に格納されたテーブルに設定するようにしてもよい。

例えば、図１１に示すように、ホストコントローラ２からの要求に応じて、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０は、測定対象とするバンドをＭＡＣ部２２を介して設定する（Ｓ１１）。

次いで、サブＣＰＵ２０は、受信部５１に受信される信号の強度が予め定められた各基準レベルになるよう、送信部５０から送信された信号を減衰器５２に減衰させる（Ｓ１２）。ここで、サブＣＰＵ２０は、ＲＳＳＩ回路６０によって測定された各ＲＳＳＩを取得する（Ｓ１３）。

ここで、ステップＳ１２およびＳ１３は、ＲＳＳＩ回路６０によって測定されたＲＳＳＩをｃＲＳＳＩに補正するための線形関数の係数の数分のサンプルが得られるまで（Ｓ１４）、基準レベルと減衰器５２の減衰率とを変化させながら、繰り返し実行される。例えば、ゲイン値算出部６１が一次線形関数を用いてＲＳＳＩをｃＲＳＳＩに補正する場合には、ステップＳ１２およびＳ１３は、２回実行される。

線形関数の係数の数分のサンプルが得られると、サブＣＰＵ２０は、各基準レベルと、各ＲＳＳＩに基づいて、当該バンドに対する最適な係数を算出する（Ｓ１５）。

次いで、サブＣＰＵ２０は、全てのバンドに対して最適な係数が算出されたか否かを判断し（Ｓ１６）、全てのバンドに対して最適な係数が算出されていないと判断した場合には、ステップＳ１１を実行する。

一方、全てのバンドに対して最適な係数が算出されたと判断した場合には、サブＣＰＵ２０は、算出した各バンドの係数に基づいて、各チャネルに対する係数を決定し（Ｓ１７）、決定した係数をメモリ２１に格納されたテーブルに設定する（Ｓ１８）。

このように、ファームウェア２６を実行するサブＣＰＵ２０によって、本発明における係数決定部を構成するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる無線通信装置は、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式を用いた無線通信システムに有用であり、特に、信号強度測定回路がバンド毎に異なる特性を持つ場合に、その効果を大きく発揮する。

本発明の一実施の形態の無線通信装置のブロック図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するＰＨＹ／ＲＦレジスタの割り当てを示す概念図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するＰＨＹ／ＲＦレジスタに割り当てられるＴＸＣＨＡＮおよびＲＸＣＨＡＮレジスタ内の割り当てを示す概念図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するベースバンド部の受信部のブロック図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するＰＨＹ／ＲＦレジスタに割り当てられるＡＧＣ＿ＰＡＲＡＭレジスタ内の割り当てを示す概念図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するゲイン値算出部によるゲイン値の算出処理を説明するための概念図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置の受信チャネルの設定動作を示すフローチャートである。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するベースバンド部の受信部の他の態様を表すブロック図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するゲイン値算出部によって参照される係数の決定方法の一例を示す概念図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置を構成するベースバンド部の他の態様を表すブロック図である。本発明の一実施の形態の無線通信装置の係数設定動作を示すフローチャートである。周波数ホッピングを説明するための概念図である。ＭＢ−ＯＦＤＭにおけるＴＦＣとバンドの関係を示す概念図である。

符号の説明

１無線通信装置
２ホストコントローラ
３ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバス
１０メインＣＰＵ
１１メモリ
１２オペレーティングシステム
１３デバイスドライバ
２０サブＣＰＵ
２１メモリ
２２ＭＡＣ部
２３ＰＨＹ部
２４アンテナ
２５リアルタイムオペレーティングシステム
２６ファームウェア
２７ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェースバス
４０ＲＦ部
４１ＰＨＹ／ＲＦレジスタ（レジスタ）
４２ベースバンド部
５０送信部
５１受信部
５２減衰器
５３ゲイン制御部
６０ＲＳＳＩ回路
６１ゲイン値算出部
６２Ａ／Ｄコンバータ
６３増幅器
６４信号処理部

Claims

周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、
前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、
前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、
前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、
周波数帯を順次変化させたベースバンド信号を送信する送信部と、
前記ベースバンド信号を減衰させる減衰器と、
前記減衰器による減衰率を設定する減衰率設定部と、
前記チャネルの係数を決定する係数決定部と、を更に備え、
前記信号強度測定回路は、前記ベースバンド信号を前記受信信号として信号強度を測定し、
前記係数決定部は、該信号強度に基づいて、前記各周波数帯に最適な係数を決定することを特徴とする無線通信装置。
前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために一次線形関数を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース規格に準拠して用いられるレジスタと、
前記レジスタに値の書き込みを行うＭＡＣ部と、をさらに備え、
前記ＭＡＣ部は、前記受信信号を受信するチャネルを表す値を前記レジスタに書き込むのに先立って、前記係数を前記レジスタに書き込み、
前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、前記レジスタに書き込まれた係数を用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記ＭＡＣ部は、前記ＷｉＭｅｄｉａＭＡＣ−ＰＨＹインタフェース規格において、ベンダーによって独自に割り当てることが許可されている前記レジスタの領域に前記係数を書き込むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
前記受信信号を受信するチャネルと前記係数とが対応付けられたテーブルを記憶するテーブル記憶部を備え、
前記ＭＡＣ部は、前記テーブル記憶部に記憶されたテーブルに基づいて、前記係数をレジスタに書き込むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
前記受信信号をアナログからディジタルに変換するアナログディジタル変換部を備え、
前記信号強度測定回路は、前記アナログの受信信号の信号強度を測定し、
前記増幅器は、前記アナログディジタル変換部によってディジタルに変換された受信信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記信号強度測定回路は、アナログの前記受信信号の信号強度を測定し、
前記増幅器は、前記アナログの受信信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、
前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、
前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、
前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、
前記周波数ホッピングを行わないチャネルに対して、該チャネルの周波数帯に最適な係数を該チャネルの係数として決定し、前記周波数ホッピングを行うチャネルに対して、ホッピングする各周波数帯に最適な係数の平均値を該チャネルの係数として決定する係数決定部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
周波数ホッピングを行うチャネルを含む複数のチャネルの中から１つのチャネルを介して受信された受信信号を増幅する増幅器と、
前記受信信号の信号強度を測定する信号強度測定回路と、
前記信号強度測定回路によって測定された信号強度に基づいて前記増幅器のゲイン値を算出するゲイン値算出部と、を備え、
前記ゲイン値算出部は、前記ゲイン値を算出するために用いる関数の係数として、各チャネルに対して個別の値を用いる無線通信装置において、
前記周波数ホッピングを行わないチャネルに対して、該チャネルの周波数帯に最適な係数を該チャネルの係数として決定し、前記周波数ホッピングを行うチャネルに対して、ホッピングする各周波数帯に最適な係数の標本分散に基づいて該チャネルの係数を決定する係数決定部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
前記係数決定部は、前記標本分散の各項に重み付けをすることを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。