JP6051959B2

JP6051959B2 - 通信方法および通信装置

Info

Publication number: JP6051959B2
Application number: JP2013044449A
Authority: JP
Inventors: 一平青木; 勇次掛樋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: JP2014175719A

Description

本発明は、固定配列パターンのビット列を含み同期のために用いられる同期データ部および固定配列パターンのビット列を含み物理レイヤで取り扱うデータを有する物理データ部によって構成されたパケットを、送信局と受信局との間で送受信する通信方法および通信装置に関するものである。

一般に、無線通信を行う送信局と受信局との間の距離は様々であり、一定ではない。そのため、受信局のアンテナに入力される電力は様々な値を取る。その一方で、無線通信において使用される一つのＡＤ（analog - digital）コンバータが単独で広範囲の信号電力を精度良く処理することは困難であり、それを可能とするＡＤコンバータは少ない。そのため、入力信号に対して、ＡＤコンバータが適切に動作できるようにゲインを調整する必要がある。このような技術は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control；自動利得制御）と呼ばれる。

また、無線通信を行う送信局の発振周波数と受信局の発振周波数とが僅かに異なって動作している状態において、その両者はパケットを受信する度に高精度に一致させる必要がある。このような技術は、周波数同期と呼ばれる。

さらに、無線通信を行う送信局から受信局に有意なデータの開始や終了などのタイミングを通知して、受信局において有意なデータを抽出できるようにする必要がある。このような技術は、タイミング同期あるいはフレーム同期などと呼ばれる。

以上のように、一般的な無線通信において、受信動作を行う際には、ゲイン調整・周波数同期・タイミング同期が必要である。これらの動作を実行するためには、送信局から受信局に冗長な信号を送る必要がある。通信方式の標準化規格により、それぞれいくつかの方式が規定されている。

近年、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance）を用いた、送信タイミングを各端末で決定する自律分散型のシステムが広く利用されている。ＣＳＭＡ／ＣＡを利用したシステムとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）や、Bluetooth（登録商標）などがよく知られている。また、PAN（Personal Area Network）を対象としてIEEE（The Institute of Electrical and Electronic Engineers）で標準化された規格としてIEEE 802.15.4があり、この規格でもＣＳＭＡ／ＣＡが既定されている。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｄでは、パケットは図２に示すように構成される。パケットは、ＳＨＲ１０１（synchronization header）、ＰＨＲ１０２（PHY header）およびPHY payload１０３から構成される。さらに、ＳＨＲ１０１は、プリアンブル1011およびＳＦＤ1012（start of frame delimiter）から構成される。

プリアンブル1011は、既知の固定配列パターンのビット列を含む。ＳＦＤ1012は、プリアンブル1011の終わりを示すとともに、ＳＦＤ1012の次に受信する信号がＰＨＲ102であることを示す信号である。

PHR１０２は、Mode switch１０２１、Reserved bit１０２２、FCS type１０２３、data whitening１０２４およびFrame length１０２５により構成される。Mode switch１０２１は、データの伝送レート・変調方法に変更があるかどうかを示す値である。Reserved bit１０２２は、特に使用されない信号である。FCS（Frame Check Sequence） type１０２３は、CRC（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）で使用するバイト数を示す信号である。Data whitening１０２４は、データホワイトニングの使用の有無を示す信号である。Frame length１０２５は、PHY payload１０３の長さを示す。

PHY payload１０３は、MHR（MAC header）１０３１、MAC payload１０３２およびMFR（MAC Footer）１０３３から構成される。MHR１０３１は、宛先局のMAC（Media Access Control）アドレスと発呼局のMACアドレスとを含んでいる。MAC payload１０３２は、送付するペイロードデータを含んでいる。MFR１０３３は、FCSを含んでいる。

図９は、従来技術に係る処理フローを示すフローチャートである。まず、工程２０１においてプリアンブル探索を行う。プリアンブル１０１１を受信したとき、受信局は受信信号から送信局の発振周波数を検出し、検出された送信局の周波数に自身（受信局）の発振周波数を合わせる。同時に、後続の信号を受信する上で最適なゲインを設定する。続いて、工程２０２においてプリアンブルが検出されると、次の工程２０３に進む。続いて、工程２０３においてＳＦＤが検出されると、検出されたＳＦＤを利用してタイミング同期が実行され、次の工程２０４に進む。続いて、工程２０４においてＰＨＲ復調が行われ、工程２０５においてＰＨＹペイロード復調が行われ、工程２０６においてＦＣＳの結果を確認する。

ＩＥＥＥ８０２．１１においても、同様に、パケット中のPLCP（Physical Layer Convergence Protocol） preambleと呼ばれる箇所において、ゲイン調整・周波数同期・タイミング同期が実行される。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｄ、ＩＥＥＥ８０２．１１のように、プリアンブル1011とＳＦＤ１０１２を利用してパケットを検出する手法を用いる場合、雑音のみの無信号入力状態において復調した信号が、規定されているプリアンブル1011およびSFD1012の固定配列パターンのビット列と偶発的に等しくなってしまうことがあり得る。その結果、単なる雑音を、到来したパケットであると判定してしまい、復調処理を行なってしまう。このパケット誤検出の発生頻度は、ＳＨＲ１０１のビット長が短くなるほど高くなる。

このようなパケット誤検出を回避する手法として、受信局が保有するプリアンブルパターンのビット列（レプリカ）と到来した受信信号との相互相関を算出した上で、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）に基づいて設定した閾値と相互相関とを比較する手法が公開されている（特許文献１参照）。

しかしながら、この文献で公開されている手法では相互相関を算出する必要があり、これによって演算部へ負担をかけてしまう。

この他、パケット誤検出防止のための既存技術として次の４つの技術が既に知られている。
（１）受信信号を復調したり、送信信号を変調したりするＲＦ処理部から出力されるＲＳＳＩ信号のレベルから、信号強度（電力）に変換し、その信号強度がある閾値よりも大きいか否かにより受信パケットの到来を判断するもの。
（２）ＲＦ処理部から出力される復調信号（Ｉ信号、Ｑ信号）レベルから、電力値を計算し、その電力値とある閾値との比較によって、受信パケットの到来を判断するもの。
（３）プリアンブル（レプリカ）と受信信号との相互相関を算出し、その相関値とある閾値とを比較することによって、受信パケットを検出するもの。
（４）受信信号のプリアンブル部の自己相関値を算出し、その相関値とある閾値とを比較することによって、受信パケットを検出するもの。

特開2009-278409号（請求項１、図３）特開2011-146974号（請求項１０、図３）特開2003-244118号

図１０は、従来技術の課題を説明するためのタイミングチャートである。受信局の受信信号は、雑音５０１１、所望パケット５０１２、雑音５０１３がこの順に続くものとする。受信局の動作は、プリアンブル探索５０２１、フレーム復調処理（パケット誤検出）５０２２、プリアンブル探索５０２３がこの順に続くものとする。

プリアンブル探索５０２１において、雑音５０１１の一部をプリアンブルおよびＳＨＲであると誤検出すると、後続のＰＨＲ・ＰＨＹペイロードから成るフレームの復調処理が開始される。フレーム復調処理５０２２の間に所望パケット５０１２が到来しても、既に開始されているフレーム復調処理が継続される。所望パケット５０１２が通過した後に、フレーム復調が完了する。復調完了後、雑音５０１３に対してプリアンブル探索５０２３が実行される。このように、従来技術では、所望パケット５０１２が適切に検出されないことが発生し得ることとなる。

本発明の目的は、正規のパケットを受信したものと適切かつ簡易に判定できる通信方法および通信装置を提供することである。

本発明は、固定配列パターンのビット列を含み同期のために用いられる同期データ部および固定配列パターンのビット列を含み物理レイヤで取り扱うデータを有する物理データ部によって構成されたパケットを、送信局と受信局との間で送受信する通信方法であって、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する同期配列パターン検出工程と、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する物理配列パターン検出工程と、
前記受信局が正規のパケットを受信したか否かを判定する正規受信判定工程とを含み、
前記同期配列パターン検出工程において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出し、かつ前記物理配列パターン検出工程において、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定することを特徴とする通信方法である。

また本発明は、固定配列パターンのビット列を含み同期のために用いられる同期データ部および固定配列パターンのビット列を含み物理レイヤで取り扱うデータを有する物理データ部によって構成されたパケットを、受信する通信装置であって、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する同期配列パターン検出手段と、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する物理配列パターン検出手段と、
前記受信局が正規のパケットを受信したか否かを判定する正規受信判定手段とを含み、
前記同期配列パターン検出手段において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出し、かつ前記物理配列パターン検出手段において、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記正規受信判定手段において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定することを特徴とする通信装置である。

以上のように本発明によれば、同期配列パターン検出工程において、同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出し、かつ物理配列パターン検出工程において、物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、正規受信判定工程において、受信局が正規のパケットを受信したものと判定するので、正規のパケットを受信したものと適切かつ簡易に判定することができる。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態１の通信システムで使用するパケットの構成を示す構成図である。実施の形態１に係る処理フローを示すフローチャートである。実施の形態１の動作を説明するタイミングチャートである。本発明の実施の形態２に係る処理フローを示すフローチャートである。本発明の実施の形態３に係る処理フローを示すフローチャートである。本発明の実施の形態４に係る処理フローを示すフローチャートである。本発明の実施の形態５に係る処理フローを示すフローチャートである。従来技術に係る処理フローを示すフローチャートである。従来技術の課題を説明するためのタイミングチャートである。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図である。通信システムは、送信局１０および受信局２０によって構成される。送信局１０は、無線通信でパケットを送信し、この送信されたパケットを受信局２０が受信する。送信局１０は、演算部１１、ＲＦ（Radio Frequency）処理部１２およびアンテナ１３を備えている。受信局２０は、演算部２１、ＲＦ処理部２２およびアンテナ２３を備えている。ここで説明した送信局１０および受信局２０（特に、受信局２０）は、本発明の通信装置に相当する。

ここでは例としてＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇに基づくシステムを仮定するが、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、ＩＥＥＥ８０２．１１などのパケット中で固定となる値が存在するパケットフォーマットを使用するシステムに対しても適用可能である。このことから、無線ＬＡＮやbluetooth（登録商標）などにも適用できる。また、このシステムは1対1の無線通信に限らず1対Ｎなどのネットワークで使用されても良い。

図２は、実施の形態１の通信システムで使用するパケットの構成を示す構成図である。パケットは、ＳＨＲ１０１（synchronization header）、ＰＨＲ１０２（PHY header）およびＰＨＹペイロード（PHY payload）１０３から構成される。ＳＨＲ１０１は、同期のために用いられる同期データ部に相当し、プリアンブル1011およびＳＦＤ1012（start of frame delimiter）から構成される。ＰＨＲ１０２およびＰＨＹペイロード１０３は、物理データ部１００を構成する。物理データ部１００は、パケットの中で物理レイヤで取り扱うデータを有する部分を構成する。

PHR１０２は、Mode switch１０２１、Reserved bit１０２２、FCS type１０２３、data whitening１０２４およびFrame length１０２５により構成される。Mode switch１０２１は、データの伝送レート・変調方法に変更があるかどうかを示す値であり、システムによっては単一の値を使用する場合もある。Reserved bit１０２２は、特に使用されない信号である。FCS（Frame Check Sequence） type１０２３は、CRC（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）で使用するバイト数を示す信号である。Data whitening１０２４は、データを乱処理（スクランブル）するデータホワイトニングの使用の有無を示す信号である。PHY payload103にのみデータホワイトニングが実行される。このデータホワイトニングの値もシステムによって終始単一の値を使用する場合がある。Frame length１０２５は、PHY payload１０３の長さを示す。ここではMode switch1021、reserved bit1022、FCS type1023、data whitening1024が固定値であるシステムを考える。固定値も、固定配列パターンのビット列を含む。

図３は、実施の形態１に係る処理フローを示すフローチャートである。工程３０１においてプリアンブルを探索し、工程３０２において、受信して復調した信号のビット列が規定されたプリアンブルの配列パターン（レプリカ）に一致するか否かを判定する。規定されたプリアンブルのビット列（レプリカ）は、パケットフォーマットとして規定されたプリアンブルのビット列よりも短くても良い。このとき、受信して復調された信号のビット列の一部がプリアンブルのビット列（レプリカ）と一致していれば工程３０３に進み、一致していなければ工程３０１に戻る。

次に工程３０３において、プリアンブルに続く信号がＳＦＤの配列パターンのビット列（レプリカ）と一致しているか否かを判定する。もしも、プリアンブルに続く信号がＳＦＤと一致しなければ工程３０１に戻り、一致すれば工程３０４に進む。工程３０４では、ＳＦＤに続く信号を復調してＰＨＲとして処理する。

次に工程３０５において、ＰＨＲとして復調したビット列で、Mode switch、reserved bit、FCS type、data whiteningが記載された箇所が、システム内で固定の値かどうかを判定する。固定値も固定配列パターンのビット列を成すので、プリアンブルやＳＦＤと同様に、固定配列パターンのビット列であるか否かを判定することができる。それらの値が固定値でない場合、工程３０１に戻り、固定値である場合は工程３０６に進む。工程３０６では、ＰＨＲに記載されているFrame length分だけ後続の信号に対して復調を行ない、工程３０７に進む。工程３０７では、復調された信号に基づいてＣＲＣを実行し、復調した信号に誤りが無いかどうか（すなわちＦＣＳの結果）を確認する。その後、工程３０１に戻り、工程３０１〜３０７の処理を繰り返し実行する。

ここで説明した、工程３０２または工程３０３は本発明の同期配列パターン検出工程（手段）に、工程３０４は本発明の復調工程に、工程３０５は本発明の物理配列パターン検出工程（手段）および正規受信判定工程（手段）に、それぞれ相当する。

このように、工程３０２および工程３０３において、パケットのうち同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出すると共に、工程３０５において、パケットのうち物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、受信局が正規のパケットを受信したものと判定し、次の工程３０６に進む。従って、正規のパケットを受信したものと適切かつ簡易に判定することができる。

また、ＰＨＲの復調（工程３０４）およびＰＨＹペイロードの復調（工程３０６）から成る物理データ部の復調工程においては、同期データ部が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、物理データ部の復調を一旦開始する、すなわちＰＨＲの復調を行う（工程３０４）。しかしながら、正規のパケットを受信したものと判定しなかった場合は、物理データ部の復調を終了する、すなわちＰＨＹペイロードの復調は行わず、プリアンブル探索（工程３０１）を再開する。従って、同期データ部が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、物理データ部の復調を一旦開始したとしても、物理データ部が規定通りの配列パターンであることを検出しない場合に、物理データ部の復調を終了することで、迅速に復調工程を終了させてプリアンブル探索を再開することができる。

なお、工程３０５においては、Mode switch、reserved bit、FCS type、data whiteningのうちのいずれかが規定通りの固定値（固定配列パターン）になっていることを検出するだけで復調工程を開始すれば充分である。なぜならば、同期データ部（プリアンブルおよびＳＦＤ）が規定通りであることを検出できたことに加えて、物理データ部の一つでも規定通りの固定値であることを検出できれば、パケット全体に渡って特筆するような信号劣化は見られないと判断できるためである。

また、同工程３０５においては、Mode switch、reserved bit、FCS type、data whiteningのうちのいずれかが規定通りの固定値（固定配列パターン）になっていないことを検出するだけで、パケット誤検出であると判定し、復調工程を終了してプリアンブル探索３０１を再開すれば充分である。なぜならば、Mode switch、reserved bit、FCS type、data whiteningのうちのいずれかに誤りがある場合、この誤りの主な発生原因は他の送信局からの干渉や、受信している信号レベルが低いということが挙げられるが、このような場合、後続のパケットに対しても誤りが発生している可能性が高く、正規のパケットと扱わずに例えば廃棄してしまったとしても、受信局の性能自体に大きな影響を及ぼすものではないからである。

図４は、実施の形態１の動作を説明するタイミングチャートである。受信局の受信信号は、雑音７０１１、所望パケット７０１２、雑音７０１３がこの順に続くものとする。受信局の動作は、プリアンブル探索７０２１、フレーム復調処理（パケット誤検出）７０２２、プリアンブル探索７０２３、フレーム復調処理（パケット正規検出）７０２４およびプリアンブル探索７０２５がこの順に続くものとする。

プリアンブル探索７０２１において、雑音７０１１の一部をプリアンブルおよびＳＨＲであると誤検出すると、後続のＰＨＲ・ＰＨＹペイロードから成るフレームの復調処理が開始される。ここで、ＰＨＲに含まれる固定値が検出された場合、パケット誤検出と判定してプリアンブル探索７０２３が再開される。この後、所望パケット７０１２が到来したら、プリアンブルおよびＳＨＲが適切に検出され、正規のパケットを受信したと判定され、適切に所望パケット７０１２の受信・復調が実行される。ここで、再びプリアンブル探索７０２５が再開される。

図１０と対比すると、図１０では所望パケット５０１２が復調できないことにより、送信局がパケットを再送することを要するのに対し、図４では所望パケット７０１２に対して適切なタイミングでフレーム復調７０２４を実行することができ、パケットを再送する必要がなくなるので、送信局を省電力化することができる。

以上説明したように実施の形態１では、パケットのうち同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出すると共に、パケットのうち物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、受信局が正規のパケットを受信したものと判定するので、正規のパケットを受信したものと適切かつ簡易に判定することができる。

また、同期データ部が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、物理データ部の復調を一旦開始したとしても、物理データ部が規定通りの配列パターンであることを検出しない場合に、物理データ部の復調を終了することで、迅速に復調工程を終了させることができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る処理フローを示すフローチャートである。実施の形態１ではＰＨＲに含まれる固定値を用いてパケット誤検出を判定したが、実施の形態２では、ＰＨＲとＰＨＹ payload中のＭＨＲの両方の固定値を用いて誤検出を判定する。

工程１２０１〜工程１２０５は、図３の工程３０１〜工程３０５と同一の処理を示すため、説明を省略する。工程１２０５において、ＰＨＲに含まれる信号が規定の固定値（固定配列パターン）であると判定した場合、工程１２０６に進み、ＭＨＲを復調する。ＭＨＲを復調した後、工程１２０７において、ＰＨＲに含まれる信号が規定の固定値（固定配列パターン）であるか否かを判定する。規定の固定値でない（パケット誤検出の）場合は、工程１２０１に戻ってプリアンブル探索を再開する。規定の固定値である（正規のパケット検出の）場合は、工程１２０８に進む。工程１２０８では、ＭＡＣペイロードおよびＦＣＳ、すなわちパケットの残余部分の復調処理を実行する。続いて、工程１２０９においてＦＣＳの結果を確認し、先頭のプリアンブル探索（工程１２０１）に戻って、工程１２０１〜工程１２０９の処理を繰り返す。

ここで説明した、工程１２０２または工程１２０３は本発明の同期配列パターン検出工程（手段）に、工程１２０６は本発明の復調工程（手段）に、工程１２０５および工程１２０７は本発明の物理配列パターン検出工程（手段）に、工程１２０７は正規受信判定工程（手段）に、それぞれ相当する。

以上のように実施の形態２では、パケットのうち物理データ部は複数の固定値（固定配列パターン）を含む、特に、ＰＨＲに１以上の固定値を含み、ＭＨＲにも１以上の固定値を含む。これら複数の固定値のいずれもが規定通りの配列パターンに一致した場合に、受信したパケットを正規のパケットとして判定する。このため、正規のパケットを受信したものであることをより適切に判定することができる。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る処理フローを示すフローチャートである。実施の形態３は、実施の形態１にＰＨＹペイロードのデータ長が規定通りか否かを判定する工程を追加したものである。

工程１００１〜工程１００５は、図３の工程３０１〜工程３０５と同一の処理を示すため、説明を省略する。工程１００５において、ＰＨＲに含まれる信号が規定の固定値（固定配列パターン）であると判定した場合、工程１００６に進み、ＰＨＹペイロードのデータ長を規定の閾値と比較することによって当該データ長が規定通りか否かを判定する。すなわち、ＰＨＹペイロードのデータ長が規定の閾値（最大値）以下となっているか否かを判定する。規定のデータ長でない場合は、工程１００１に戻ってプリアンブル探索を再開する。規定のデータ長である場合は、工程１００７に進む。工程１００７〜工程１００８は、図３の工程３０６〜工程３０７と同一の処理を示すため、説明を省略する。

ここで説明した、工程１００２または工程１００３は本発明の同期配列パターン検出工程（手段）に、工程１００４は本発明の復調工程（手段）に、工程１００５は本発明の物理配列パターン検出工程（手段）および正規受信判定工程（手段）に、工程１００６は本発明のデータ長比較工程（手段）に、それぞれ相当する。

以上のように実施の形態３では、パケットのうち物理データ部がペイロードデータから成るペイロード部（PHY payload）およびペイロード部のデータ長を示す情報から成るデータ長部（Frame length）を含む。また、ペイロード部のデータ長を所定の閾値と比較してデータ長が閾値を超えたか否かを判定するデータ長比較工程において、ペイロード部のデータ長が閾値を超えないと判定された場合に、正規のパケットを受信したものと判定する。データ長が閾値を超えたと判定された場合に、パケット誤検出と判定する。従って、正規のパケットを受信したものであることをより適切に判定することができる。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る処理フローを示すフローチャートである。実施の形態３では、プリアンブルとＳＦＤによってパケットを検出し、ＰＨＲの固定値を利用して、復調している信号が所望のパケットであることを判定したが、実施の形態４では、ＳＦＤ検出とＰＨＲの固定値によるパケット誤検出判定を同時に実行する。

工程１１０３において、ＳＦＤとＰＨＲに該当する信号を復調した後、工程１１０４において、それらの信号がＳＦＤとＰＨＲに含まれる固定値が規定通りの固定値（固定配列パターン）と等しければ工程１１０５に進み、そうでなければ工程１１０１へ戻る。それ以外の工程１１０１，１１０２，１１０５〜１１０７は、図６の工程１００１，１００２，１００６〜１００８と同一の処理を示すので、説明は省略する。

ここで説明した、工程１１０４は本発明の同期配列パターン検出工程（手段）、物理配列パターン検出工程（手段）および正規受信判定工程（手段）に、工程１１０３は本発明の復調工程（手段）に、工程１１０５は本発明のデータ長比較工程（手段）に、それぞれ相当する。

以上のように実施の形態４では、パケットのうち同期データ部に含まれる固定値が規定通りの固定値（固定配列パターン）であることを検出する工程と、物理データ部に含まれる固定値が規定通りの固定値（固定配列パターン）であることを検出する工程とを同時に実行する。これにより、正規のパケットを受信したものであることをより適切に判定することができると共に、処理フローを簡略化して処理時間を短縮することができる。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る処理フローを示すフローチャートである。実施の形態５は、実施の形態１に通信品質が規定通りか否かを判定する工程を追加したものである。

工程４０１〜工程４０５は、図３の工程３０１〜工程３０５と同一の処理を示すため、説明を省略する。工程４０５において、ＰＨＲに含まれる信号が規定の固定値（固定配列パターン）であると判定した場合、工程４０６に進み、通信品質を規定の閾値と比較することによって通信品質が規定通りか否かを判定する。すなわち、例えばＳＦＤを受信したときにそのＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を検出しておき、当該ＳＮＲ検出値が規定の閾値（最大値）以上となっているか否かを判定する。規定の通信品質でない場合は、工程４０１に戻ってプリアンブル探索を再開する。規定の通信品質である場合は、工程４０７に進む。工程４０７〜工程４０８は、図３の工程３０６〜工程３０７と同一の処理を示すため、説明を省略する。

ここで説明した、工程４０２または工程４０３は本発明の同期配列パターン検出工程（手段）に、工程４０４は本発明の復調工程に、工程４０５は本発明の物理配列パターン検出工程（手段）および正規受信判定工程（手段）に、工程４０６は本発明の品質検出工程（手段）および品質比較工程（手段）に、それぞれ相当する。

以上のように実施の形態５では、パケットのうち同期データ部、特にＳＦＤを受信したときの通信品質を検出する品質検出工程（手段）と、検出された通信品質を所定の閾値と比較してその閾値を超えたか否かを判定する品質比較工程（手段）とを含む。品質比較工程において通信品質が閾値を超えたと判定された場合に、受信局が正規のパケットを受信したものと判定する。これによって、正規のパケットを受信したものであることをより適切に判定することができる。

なお、通信品質（ＳＮＲ）の検出は、ＳＦＤに相当する信号を受信した際、その受信信号を利用してＳＮＲを算出することによって実行される。具体的には、受信信号をＩＱ平面状に配置し、ある信号点に対応する受信信号の平均の信号点を所望信号点とし、所望信号の分散を算出する。また、その所望信号点と受信信号の差分を基に雑音の分散を算出する。所望信号の分散を雑音の分散で割った値をＳＮＲとする。

また、図８では工程４０６を工程４０５の直後に配置しているが、ＳＦＤを基にＳＮＲを算出する場合は、工程４０６を工程４０３の直後に配置することも可能である。

さらに、ゲイン調整と周波数同期とが完了した後に受信したプリアンブル・ＳＦＤ・ＰＨＲを用いてＳＮＲを算出し、工程４０６において、算出したＳＮＲが閾値を超えているかどうかを判定し、超えていれば工程４０７に進み、そうでなければ工程４０１に戻るようにしても良い。これにより、より適切なＳＮＲを算出することができるので、正規のパケットを受信したものであることを更に適切に判定することができる。

１０送信局
１１，２１演算部
１２，２２ＲＦ処理部
１３，２３アンテナ
２０受信局
１００物理データ部
１０１ＳＨＲ（同期データ部）
１０１１プリアンブル
１０１２ＳＦＤ
１０２ＰＨＲ
１０２１ Mode switch
１０２２ Reserved bit
１０２３ FCS type
１０２４ Data whitening
１０２５ Frame length
１０３ PHY payload
１０３１ＭＨＲ
１０３２ MAC payload
１０３３ＭＦＲ

Claims

固定配列パターンのビット列を含み同期のために用いられる同期データ部および固定配列パターンのビット列を含み物理レイヤで取り扱うデータを有する物理データ部によって構成されたパケットを、送信局と受信局との間で送受信する通信方法であって、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する同期配列パターン検出工程と、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する物理配列パターン検出工程と、
前記受信局が正規のパケットを受信したか否かを判定する正規受信判定工程と、
前記パケットのうち前記物理データ部を復調する復調工程とを含み、
前記同期配列パターン検出工程において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出し、かつ前記物理配列パターン検出工程において、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定し、
前記同期配列パターン検出工程において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記復調工程において、前記物理データ部の復調を開始し、
前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定しなかった場合に、前記復調工程における復調を終了することを特徴とする通信方法。
前記物理データ部は、複数の固定配列パターンのビット列を含み、
前記物理配列パターン検出工程において、前記物理データ部に含まれる複数の固定配列パターンのビット列がともに規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
前記物理データ部は、ペイロードデータから成るペイロード部、およびペイロード部のデータ長を示す情報から成るデータ長部を含み、
前記通信方法は、前記ペイロード部のデータ長を所定の閾値と比較して、前記データ長が前記閾値を超えたか否かを判定するデータ長比較工程を更に含み、
前記データ長比較工程において、前記ペイロード部のデータ長が前記閾値を超えないと判定された場合に、前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
前記同期配列パターン検出工程と前記物理配列パターン検出工程とを同時に実行することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
前記パケットのうち前記同期データ部を受信したときの通信品質を検出する品質検出工程と、
前記品質検出工程において検出された前記通信品質を所定の閾値と比較して、前記通信品質が前記閾値を超えたか否かを判定する品質比較工程とを更に含み、
前記品質比較工程において前記通信品質が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記正規受信判定工程において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
固定配列パターンのビット列を含み同期のために用いられる同期データ部および固定配列パターンのビット列を含み物理レイヤで取り扱うデータを有する物理データ部によって構成されたパケットを、受信する通信装置であって、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する同期配列パターン検出手段と、
前記受信局において受信されたパケットのうち、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであるか否かを検出する物理配列パターン検出手段と、
前記受信局が正規のパケットを受信したか否かを判定する正規受信判定手段と、
前記パケットのうち前記物理データ部を復調する復調手段とを含み、
前記同期配列パターン検出手段において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出し、かつ前記物理配列パターン検出手段において、前記物理データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記正規受信判定手段において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定し、
前記同期配列パターン検出手段において、前記同期データ部に含まれる固定配列パターンのビット列が規定通りの配列パターンであることを検出した場合に、前記復調手段において、前記物理データ部の復調を開始し、
前記正規受信判定手段において、前記受信局が正規のパケットを受信したものと判定しなかった場合に、前記復調手段における復調を終了することを特徴とする通信装置。