JPH1174861A - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

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JPH1174861A
JPH1174861A JP23117497A JP23117497A JPH1174861A JP H1174861 A JPH1174861 A JP H1174861A JP 23117497 A JP23117497 A JP 23117497A JP 23117497 A JP23117497 A JP 23117497A JP H1174861 A JPH1174861 A JP H1174861A
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JP
Japan
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wireless communication
data
code
circuit
transmission
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JP23117497A
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Takashi Usui
隆志 臼居
Hisaki Hiraiwa
久樹 平岩
Takehiro Sugita
武広 杉田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/023—Multiplexing of multicarrier modulation signals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速データ伝送が可能であると共に、多数の
同期用ビットを設けることなく、送受信タイミングの設
定を行える無線通信システムを提供する。 【解決手段】 複数の無線通信端末と、無線通信の制御
を行う無線通信制御端末とから無線通信システムを構成
する。各無線通信端末及び無線通信制御端末間では、Ｏ
ＦＤＭ方式でデータ通信を行う。そして、所定シンボル
数のフレーム構造でＴＤＭＡ方式でデータの多重化を行
い、無線制御端末は、フレーム毎に複数の無線通信端末
に同期獲得用の符号を送り、各無線通信端末は、同期獲
得用の符号を受信し、同期獲得用の符号の受信タイミン
グによりタイマを設定し、タイマを基準にして送信及び
受信タイミングを設定する。ＯＦＤＭ方式を用いると、
ジッタが生じても、誤りなく復調することができる。そ
して、１フレームの先頭のＭ系列を基準にして送受信タ
イミングが設定されるため、各無線通信端末のタイマは
等しく設定され、受信時には、この時間情報を利用し
て、フレーム内の必要なシンボルのみ復調してデータを
再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の端末を無
線で接続する無線ＬＡＮに用いて好適な無線通信システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの高機能化に伴い、複数の
コンピュータを接続してＬＡＮ（Local Area Network）
を構成し、ファイルやデータの共有化を図ったり、電子
メールやデータの転送を行うことが盛んに行われてい
る。従来のＬＡＮは、光ファイバや同軸ケーブル、ある
いはツィストペアケーブルを用いて、有線で各コンピュ
ータが接続されている。
【０００３】ところが、このような有線によるＬＡＮで
は、接続のための工事が必要であり、手軽にＬＡＮを構
築することが難しいと共に、有線によるＬＡＮでは、ケ
ーブルが煩雑になる。そこで、従来の有線方式によるＬ
ＡＮの配線からユーザを解放するシスムとして、無線Ｌ
ＡＮが注目されている。
【０００４】無線ＬＡＮとしては、従来、スペクトラム
拡散を用いて、ＣＤＭＡ（Code Divsion Multiple Acce
ss）でデータ通信を行うようにしたものが提案されてい
る。ＣＤＭＡ方式では、送信データにＰＮ（Psuedeo No
ise Code）符号が乗算され、送信データのスペクトラム
が広げられる。このようにスペクトラム拡散されて送ら
れてきたデータは、送信側と同様のＰＮ符号を乗算する
ことにより復調される。ＣＤＭＡ方式は、秘話性が高い
と共に、耐干渉性に優れているという特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、情報のマルチメ
ディア化が進み、画像データや音声データのようなデー
タ量の大きいデータが扱われることが多くなってきてい
る。このことから、無線ＬＡＮに対しても、画像データ
や音声データのようなデータ量の大きなデータを送れる
ように、転送レートを高速化することが要求されてきて
いる。ところが、スペクトラム拡散変調では、例えば、
３０Ｍｂｐｓ程度の高速レートでデータ転送を行うと、
３００ＭＨｚ以上の帯域幅が必要になってくる。このよ
うな広い帯域幅は、現在の周波数割り当てでは確保する
ことができず、また、このような広い帯域幅を確保して
通信を行うことは困難である。
【０００６】また、スペクトラム拡散では、復調するた
めに、送られてきたデータの符号の位相と、復調のため
に受信機で発生する符号の位相とを合わせるための同期
捕捉時間が必要である。このため、スペクトラム拡散で
は、高速で同期獲得を行うために、同期用のビット列が
各パケットに挿入されており、このような同期用のビッ
ト列のために、有効データ以外のビットが増加するとい
う問題が生じる。
【０００７】したがって、この発明の目的は、高速デー
タ伝送が可能であると共に、多数の同期用ビットを設け
ることなく、送受信タイミングの設定を行える無線通信
システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、データ通信
を行う複数の無線通信端末と、無線通信の制御を行う無
線通信制御端末とからなる無線通信システムにおいて、
無線通信制御端末は、データの送受信をＯＦＤＭ方式で
行う送信手段及び受信手段と、同期獲得用の符号系列を
発生する同期符号発生手段とを備え、無線通信端末は、
データの送受信をＯＦＤＭ方式で行う送信手段及び受信
手段と、同期獲得用の符号系列を検出する同期符号検出
手段と、同期符号検出手段により設定されるタイマ手段
とを備え、複数の無線通信端末及び無線通信制御端末の
夫々の間は、ＯＦＤＭ方式でデータを変調し、所定シン
ボル数のフレーム構造で時分割でデータの多重化を行
い、無線通信制御端末は、フレーム毎に複数の無線通信
端末に同期獲得用の符号を送り、各無線通信端末は、同
期獲得用の符号を受信し、同期獲得用の符号の受信タイ
ミングによりタイマ手段を設定し、タイマ手段を基準に
して送信及び受信タイミングを設定するようしたことを
特徴とする無線通信システムである。
【０００９】データをＯＦＤＭ方式で送り、１フレーム
を単位としてＴＤＭＡによりデータ通信を行うようにし
ている。そして、１フレームの先頭でＭ系列を送り、こ
のＭ系列を基準にして、送受信タイミングを設定し、無
線通信制御端末からの制御情報よって、各無線通信制御
端末の送信及び受信時間を指示するようにしている。Ｏ
ＦＤＭ方式を用いると、ＯＦＤＭの性質から、転送レー
トを上げることができ、また、ジッタが生じても、誤り
なく復調することができる。そして、１フレームの先頭
のＭ系列を基準にして送受信タイミングが設定されるた
め、各無線通信端末のタイマは等しく設定され、受信時
には、この時間情報を利用して、フレーム内の必要なシ
ンボルのみ復調してデータを再生することができる。こ
のため、各バースト毎に受信に先立って同期獲得する必
要はなく、各バースト毎に同期用のビットを配する必要
はない。したがって、フレーム内のビットを有効利用す
ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
された無線ＬＡＮシステムの概要を示すものである。こ
の発明が適用された無線ＬＡＮシステムは、複数の無線
通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…と、無線通信制御端末
１０２とからなる。無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、
…は、コンピュータ等のデータ端末１０３Ａ、１０３
Ｂ、…に、無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…を
接続して構成される。無線通信制御端末１０２は、デー
タ端末１０６に、無線通信ユニット１０５を接続して構
成される。複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
間でデータ通信が行われ、無線通信制御端末１０２によ
り、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…間でのデー
タ通信が制御される。なお、無線通信制御端末１０２
は、無線通信ユニット１０５だけでも構成できる。
【００１１】無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…側の
各無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…は、夫々、
送信部１１１Ａ、１１１Ｂ、…、受信部１１２Ａ、１１
２Ｂ、…、制御部１１３Ａ、１１３Ｂ、…からなる。送
信部１１１Ａ、１１１Ｂ、…、受信部１１２Ａ、１１２
Ｂ、…は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division
Multiplexing）方式により無線でデータ通信を行える構
成とされている。
【００１２】無線通信制御端末１０２側の無線通信ユニ
ット１０５は、送信部１１５、受信部１１６、制御部１
１７とからなる。送信部１１５、受信部１１６は、ＯＦ
ＤＭ方式により無線でデータ通信を行える構成とされて
いる。また、この無線通信制御端末１０２側の無線通信
ユニット１０５には、無線通信端末のデータ通信の割り
当て時間に関する資源情報を格納するための資源情報格
納部１１８が設けられている。
【００１３】このシステムでは、データ通信がＯＦＤＭ
方式で行われる。そして、例えばＯＦＤＭの１４７４５
５シンボル（４ｍ秒に相当する）を１フレームとし、こ
のフレーム内でＴＤＭＡ（Time Divsion Multiple Acce
ss）方式でデータが送られる。
【００１４】１フレームの先頭には、無線通信制御端末
１０２の無線通信ユニット１０５から、同期獲得用のＭ
系列の符号が送信される。この同期獲得用のＭ系列の符
号は、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の無線通
信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…で受信され、この受
信タイミングを基準として、データの送受信のタイミン
グが設定される。
【００１５】無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…でデ
ータ通信要求がある場合には、無線通信端末１０１Ａ、
１０１Ｂ、…の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、
…から、通信通信制御端末１０２の無線通信ユニット１
０５に送信要求が送られる。無線通信制御端末１０２の
無線通信ユニット１０５では、この送信要求と資源情報
とに基づいて各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の
送信割り当て時間が決定され、この送信割り当て時間を
含む制御情報が無線通信制御端末１０２の無線通信ユニ
ット１０５から各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に送られ
る。各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂの無線通信ユニ
ット１０４Ａ、１０４Ｂで、この送信割り当て時間に従
って、データの送受信が行われる。このとき、データの
送受信のタイミングは、１フレームの先頭に送られてく
る同期獲得用のＭ系列を基準にして行われる。
【００１６】図２は、無線通信制御端末１０２側の無線
通信ユニット１０５の構成を示すものである。図２にお
いて、１１は通信コントローラであり、この通信コント
ローラ１１を介して、データ端末とのデータのやり取り
が行われる。
【００１７】通信コントローラ１１からの送信データ
は、ＤＱＰＳＫ（Differencially Encoded Quadrature
Phase Shift Keying）変調回路１２に供給される。ＤＱ
ＰＳＫ変調回路１２により、送信データがＤＱＰＳＫで
変調される。
【００１８】ＤＱＰＳＫ変調回路１２の出力がシリアル
/ パラレル変換回路１３に供給される。シリアル/ パラ
レル変換回路１３で、シリアルデータがパラレルデータ
に変換される。シリアル/ パラレル変換回路１３の出力
がＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）回路１
４に供給される。ＩＦＦＴ回路１４により、送信データ
が周波数領域のデータにマッピングされ、これが逆フー
リエ変換され、時間領域のデータに変換される。ＩＦＦ
Ｔ回路１４の出力がパラレル/ シリアル変換回路１５に
供給される。
【００１９】シリアル/ パラレル変換回路１３、ＩＦＦ
Ｔ回路１４、パラレル/ シリアル変換回路１５は、ＯＦ
ＤＭ方式によりマルチキャリアの信号に変換するもので
ある。ＯＦＤＭ方式は、周波数間隔をｆ0 として各キャ
リアを直交させて符号間干渉がないようにした複数のサ
ブキャリアを使用して、各サブキャリアに低ビットレー
トの信号を割り当て、全体として高いビットレートを得
られるようにしたものである。
【００２０】図３は、ＯＦＤＭ方式の伝送波形のスペク
トラムを示すものである。図３に示すように、ＯＦＤＭ
方式では、互いに直交する周波数間隔ｆ0 のサブキャリ
アを使って、信号が伝送される。
【００２１】ＯＦＤＭでは、信号の生成は、送信信号を
周波数領域にマッピングし、逆ＦＦＴにより周波数領域
から時間領域に変換することにより行われる。復号は、
逆に、ｆ0 間隔毎に受信した波形を取り込み、ＦＦＴに
より、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するこ
とにより行われる。
【００２２】この例では、図４に示すように、シリアル
/ パラレル変換回路１３により、ＤＱＰＳＫ変調回路１
２の出力の５１サンプルがパラレルデータに変換され、
周波数領域にマッピングされる。このシリアル/ パラレ
ル変換回路１３の出力は、ＩＦＦＴ回路１４により時間
領域のデータに変換され、ＩＦＦＴ回路１４からは、６
４サンプルの有効シンボルが出力される。この６４サン
プルの有効シンボルに対して、８シンボルのガードイン
ターバルが付加される。
【００２３】したがって、この例では、図５に示すよう
に、１シンボルは、６４サンプルの有効シンボルと、８
サンプルのガードインターバルの７２サンプルからな
る。シンボル周期Ｔsymbolは、例えば（Ｔsymbol＝１．
９５３μ秒）であり、サンプル周期Ｔsampleは、例えば
（Ｔsample＝２７．１２７ｎ秒）であり、サンプル周波
数ｆsampleは、例えば（ｆsample＝３６．８６４ＭＨ
ｚ）である。
【００２４】ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに分
散してデータを送信しているので、１シンボル当たりの
時間が長くなる。そして、時間軸でガードインターバル
を設けているため、ジッタに対する影響やマルチパスに
対する影響を受け難いという特徴がある。なお、ガード
インターバルは、有効シンボル長の１〜２割り程度に選
ばれている。
【００２５】つまり、ＯＦＤＭ方式では、復調時にＦＦ
Ｔの際に連続する受信信号の中から有効シンボル長を切
り出して、ＦＦＴを行う必要がある。ジッタ等によりこ
のように有効シンボルを切り出す際に誤差があったとし
ても、ガードインターバルが存在するため、周波数成分
は変化せず、位相差のみが生じる。このため、信号中に
既知パターンを挿入して位相補正を行うか、差動符号化
を用いて位相差を打ち消すことにより復調が可能であ
る。通常のＱＰＳＫ変調のみの場合、各ビット毎にタイ
ミングを合わせる必要があるが、ＯＦＤＭ方式の場合、
数ビットずれても感度が数ｄＢ劣化するのみで、復調が
可能である。
【００２６】図２において、パラレル/ シリアル変換回
路１５の出力がスイッチ回路１６の端子１６Ａに供給さ
れる。スイッチ回路１６の端子１６Ｂには、Ｍ系列（Ma
ximum Length Code ）発生回路３１の出力が供給され
る。
【００２７】スイッチ回路１６の出力が周波数変換回路
１７に供給される。周波数変換回路１７には、ＰＬＬシ
ンセサイザ１８から局部発振信号が供給される。周波数
変換回路１７により、送信信号が所定の周波数に変換さ
れる。送信周波数としては、例えば、準マイクロ波帯の
２．４ＧＨｚ、５．７ＧＨｚ、１９ＧＨｚ帯等を用いる
ことが考えられる。
【００２８】周波数変換回路１７の出力がパワーアンプ
１９に供給される。パワーアンプ１９で、送信信号が電
力増幅される。パワーアンプ１９の出力がスイッチ回路
２０の端子２０Ａに供給される。スイッチ回路２０は、
送信時と受信時とにより切り換えられるもので、データ
送信時には、スイッチ回路２０は、端子２０Ａ側に切り
換えられる。スイッチ回路２０の出力がアンテナ２１に
供給される。
【００２９】アンテナ２１からの受信信号は、スイッチ
回路２０に供給される。データ受信時には、スイッチ回
路２０は、端子２０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回
路２０の出力は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier ）２２
を介して増幅された後、周波数変換回路２３に供給され
る。
【００３０】周波数変換回路２３には、ＰＬＬシンセサ
イザ１８から局部発振信号が供給される。周波数変換回
路２３により、受信信号が中間周波数信号に変換され
る。
【００３１】周波数変換回路２３の出力がシリアル/ パ
ラレル変換回路２４に供給される。このシリアル/ パラ
レル変換回路２４の出力がＦＦＴ回路２５に供給され
る。ＦＦＴ回路２５の出力がパラレル/ シリアル変換回
路２６に供給される。
【００３２】シリアル/ パラレル変換回路２４、ＦＦＴ
回路２５、パラレル/ シリアル変換回路２６は、ＯＦＤ
Ｍ方式の復号を行うものである。つまり、シリアル/ パ
ラレル変換回路２４で、有効データが切り出され、受信
波形がｆ0 間隔毎に取り込まれて、パラレルデータに変
換される。このシリアル/ パラレル変換回路２４の出力
はＦＦＴ回路２５に供給され、ＦＦＴ回路２５で、時間
領域の信号が周波数領域の信号に変換される。このよう
に、ｆ0 間隔毎にサンプリングした波形をＦＦＴするこ
とにより、ＯＦＤＭ方式の復号が行われる。
【００３３】パラレル/ シリアル変換回路２６の出力が
ＤＱＰＳＫ復調回路２７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調
回路２７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰ
ＳＫ復調回路２７の出力が通信コントローラ１１に供給
される。通信コントローラ１１の出力から受信データが
出力される。
【００３４】全体の動作は、コントローラ２８により制
御される。データの送信及びデータの受信は、コントロ
ーラ２８からの指令に基づいて、通信コントローラ１１
により制御される。
【００３５】このシステムでは、１フレームを単位とし
てＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの
先頭の１シンボルには、同期獲得用のＭ系列の符号を送
るようにしている。このような制御を実現するために、
無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５に
は、Ｍ系列発生回路３１と、資源情報メモリ３０と、タ
イマ２９とが設けられる。１フレームの先頭のシンボル
のタイミングで、スイッチ回路１６が端子１６Ｂ側に切
り換えられる。これにより、フレーム先頭のタイミング
で、１シンボルのＭ系列が送信される。
【００３６】各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の
無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…から送信要求
が送られると、この送信要求がアンテナ２１で受信さ
れ、ＦＦＴ回路２５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰ
ＳＫ復調回路２７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信
コントローラ１１に供給される。そして、復調された受
信データは、通信コントローラ１１からコントローラ２
８に送られる。
【００３７】コントローラ２８には、資源情報メモリ３
０が設けられている。この資源情報メモリ３０には、１
フレームで送られる各無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂ、…の割り当て時間に関する資源情報が格納される。
コントローラ２８で、受信された送信要求と通信資源残
料とに基づいて、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、
…の送信割り当て時間が決定される。この送信割り当て
のための制御情報は、コントーラ２８から通信コントロ
ーラ１１に送られる。そして、通信コントローラ１１か
らのデータは、ＤＱＰＳＫ変調回路１２でＤＱＰＳＫ変
調され、ＩＦＦＴ回路１４でＯＦＤＭによる変換が行わ
れ、アンテナ２１から各無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂに向けて送ら
れる。
【００３８】図６は、無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂ、…の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…の構
成を示すものである。図６において、送信データは、通
信コントローラ５１を介して入力される。通信コントロ
ーラ５１からの送信データは、ＤＱＰＳＫ変調回路５２
に供給される。ＤＱＰＳＫ変調回路５２により、送信デ
ータがＤＱＰＳＫで変調される。
【００３９】ＤＱＰＳＫ変調回路５２の出力がシリアル
/ パラレル変換回路５３に供給される。シリアル/ パラ
レル変換回路５３で、シリアルデータがパラレルデータ
に変換される。シリアル/ パラレル変換回路５３の出力
がＩＦＦＴ回路５４に供給される。ＩＦＦＴ回路５４に
より、送信データが周波数領域のデータにマッピングさ
れ、これが逆フーリエ変換され、時間領域のデータに変
換される。ＩＦＦＴ回路５４の出力がパラレル/ シリア
ル変換回路５５に供給される。シリアル/ パラレル変換
回路５３、ＩＦＦＴ回路５４、パラレル/ シリアル変換
回路５５は、ＯＦＤＭ方式によりマルチキャリアの信号
に変換するものである。
【００４０】パラレル/ シリアル変換回路５５の出力が
周波数変換回路５７に供給される。周波数変換回路５７
には、ＰＬＬシンセサイザ５８から局部発振信号が供給
される。周波数変換回路５７により、送信信号が所定の
周波数に変換される。
【００４１】周波数変換回路５７の出力がパワーアンプ
５９に供給される。パワーアンプ５９で、送信信号が電
力増幅される。パワーアンプ５９の出力がスイッチ回路
６０の端子６０Ａに供給される。データ送信時には、ス
イッチ回路６０は、端子６０Ａ側に切り換えられる。ス
イッチ回路６０の出力がアンテナ６１に供給される。
【００４２】アンテナ６１からの受信信号は、スイッチ
回路６０に供給される。データ受信時には、スイッチ回
路６０は、端子６０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回
路６０の出力は、ＬＮＡ６２を介して増幅された後、周
波数変換回路６３に供給される。
【００４３】周波数変換回路６３には、ＰＬＬシンセサ
イザ６８から局部発振信号が供給される。周波数変換回
路６３により、受信信号が中間周波数信号に変換され
る。
【００４４】周波数変換回路６３の出力がシリアル/ パ
ラレル変換回路６４に供給されると共に、相関検出回路
７１に供給される。
【００４５】シリアル/ パラレル変換回路６４の出力が
ＦＦＴ回路６５に供給される。ＦＦＴ回路６５の出力が
パラレル/ シリアル変換回路６６に供給される。シリア
ル/パラレル変換回路６４、ＦＦＴ回路６５、パラレル/
シリアル変換回路６６は、ＯＦＤＭ方式の復調を行う
ものである。
【００４６】パラレル/ シリアル変換回路６６の出力が
ＤＱＰＳＫ復調回路６７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調
回路６７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰ
ＳＫ復調回路６７の出力が通信コントローラ５１に供給
される。通信コントローラ５１の出力から受信データが
出力される。
【００４７】全体の動作は、コントローラ６８により制
御される。データの送信及びデータの受信は、コントロ
ーラ６８からの指令に基づいて、通信コントローラ５１
により制御される。
【００４８】このシステムでは、１フレームを単位とし
てＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの
先頭の１シンボルには、無線通信制御端末１０２の無線
通信ユニット１０５から同期獲得用のＭ系列の符号が送
られてくる。このような制御を実現するために、無線通
信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…には、相関検出回路
７１と、タイマ７２とが設けられる。フレームの先頭の
タイミングで、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニ
ット１０５から送られてくるＭ系列がアンテナ６１で受
信され、相関検出回路７１に送られる。送信検出回路７
１は、受信された符号と予め設定されている符号との相
関を検出しており、相関が強いと判断されると、相関検
出信号が出力される。このような相関検出回路７１は、
例えば、マッチトフィルタにより実現できる。この相関
検出回路７１の出力がタイマ７２に送られる。タイマ７
２の時間は、この相関検出回路７１からの相関検出信号
に基づいて設定される。
【００４９】送りたいデータがある場合には、コントロ
ーラ６８からの指令により、通信コントローラ５１から
送信要求が送られる。この送信要求は、ＤＱＰＳＫ変調
回路５２でＤＱＰＳＫ変調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯ
ＦＤＭによる変換が行われ、アンテナ６１から、無線通
信制御端末１０２に向けて送られる。この送信要求は、
無線通信制御端末１０２で受信され、無線通信制御端末
１０２からは、送信割り当て時間を含む制御情報が返さ
れる。
【００５０】この制御情報は、アンテナ６１で受信さ
れ、ＦＦＴ回路６５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰ
ＳＫ復調回路６７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信
コントローラ５１に供給される。そして、復調された受
信データは、通信コントローラ５１からコントローラ６
８に送られる。
【００５１】この制御情報には、送信時間に関する情報
が含まれている。これらの時間は、タイマ７２の時間を
基準にして設定される。タイマ７２は、相関検出回路７
１の出力により、無線通信制御端末から送られてきたＭ
系列のタイミングにより設定されている。
【００５２】タイマ７２により、送信開始時間になった
と判断されると、コントローラ６８からの指令により、
通信コントローラ５１から送信データが出力され、この
送信データは、ＤＱＰＳＫ変調回路５２でＤＱＰＳＫ変
調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯＦＤＭによる変換が行わ
れ、アンテナ６１から出力される。また、タイマ７２に
より受信時間になったと判断されると、コントローラ６
８からの指令により、ＦＦＴ回路６５により受信データ
の復調処理が行われる。
【００５３】このように、このシステムでは、データを
ＯＦＤＭによりマルチキャリアを使って伝送している。
ＯＦＤＭ波は、前述したように、ジッタに強く、数サン
プルずれていても復調は可能である。しかしながら、そ
れ以上ずれて、２シンボルに跨がってしまうと復調がで
きない。したがって、ある程度のタイミング設定を行う
必要がある。そこで、このシステムでは、例えば１４７
４５５シンボル（４ｍ秒）を１フレームとし、このフレ
ーム内でＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、各フレ
ームの先頭の１シンボルには、Ｍ系列を配置し、このＭ
系列を利用して、復調タイミングを設定するようにして
いる。
【００５４】受信したＯＦＤＭ波に対して受信クロック
が６．８ｐｐｍずれを以ていると、４ｍ秒の１フレーム
の間に、２７．２ｎ秒の時間差が蓄積する。これは、３
６．８６４ＭＨｚのサンプリングレートに相当する。し
たがって、６．８ｐｐｍ程度の精度を持つクロックを用
意すれば、確実に復調できることになる。
【００５５】なお、同期用のシンボルとしては、Ｍ系列
の他に、周期の等しい２種類のＭ系列を用意し、これら
を加算して得られる符号系列であるゴールド（Ｇｏｌ
ｄ）符号や、バーカー符号、嵩符号等を用いることが可
能である。
【００５６】図７は、１フレームの構成を示すものであ
る。図７に示すように、１フレームは、制御データ伝送
時間と、情報データ伝送時間とに分けられる。制御デー
タ伝送時間は、非同期でデータ通信が行われ、情報伝送
時間では、アイソクロナス（等時）でデータ通信が行わ
れる。無線通信制御端末１０２から同期用のシンボルを
送り、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…から無線
通信制御端末１０２に送信要求を送り、無線通信制御端
末１０２から各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…に
送信割り当てを含む制御情報を送るような通信は、制御
データ伝送時間に、非同期通信で行われる。そして、こ
の送信割り当て時間に従って、各無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…間で行うデータ通信は、情報伝送時間
にアイソクロナスで行われる。
【００５７】なお、情報伝送時間には、非同期で行うこ
とも可能であり、また、非同期通信とアイソクロナス通
信とを混在させることも可能である。
【００５８】例えば、図１における無線通信端末１０１
Ａと無線通信端末１０１Ｂとの間でデータ通信を行うと
する。この場合、図８にシーケンス図で示すような処理
が行われ、１フレーム内では、図９に示すようにして、
ＴＤＭＡによりデータ通信が行われる。
【００５９】図８に示すように、先ず、１フレームの先
頭の１シンボルでは、無線通信制御端末１０２の無線通
信ユニット１０５から各無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂの無線通信端末１０４Ａ、１０４Ｂ、…にＭ系列が送
られる。このＭ系列は、無線通信端末１０１Ａ及び１０
１Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ及び１０４Ｂで受信さ
れ、このＭ系列により、タイマ７２が設定される。
【００６０】次に、時点ｔ1 で、無線通信制御端末１０
２の通信ユニット１０５により、無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…が呼び出される。無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…の通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、
…は、呼び出しを受けると、時点ｔ2 及びｔ3 で、この
呼び出しに対するアクノリッジ信号を返す。このとき、
送信要求がある場合には、このアクノリッジ信号に、送
信要求が含められる。ここで、例えば、無線通信端末１
０１Ａは無線通信端末１０１Ｂにデータを送るというデ
ータ転送要求があり、無線通信端末１０４Ｂは無線通信
端末１０４Ｂにデータを送るというデータ転送要求があ
ったとする。
【００６１】無線通信制御端末１０２の無線通信ユニッ
ト１０５で、この送信要求に基づいて、送信割り当て時
間が決められる。ここで、無線通信制御端末１０２の無
線通信ユニット１０５は、無線通信端末１０１Ａから無
線通信端末１０１Ｂへのデータ転送を時点ｔ5 から開始
し、無線通信端末１０１Ｂから無線通信端末１０２Ａへ
のデータ転送を時点ｔ6 から開始するよう決めたとす
る。
【００６２】時点ｔ4 で、この送信割り当て時間を含む
制御信号が無線通信制御端末１０２の通信ユニット１０
５から無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の無線通信
ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に送られる。
【００６３】Ｍ系列を受信して設定されたタイマ７２を
基準として時点ｔ5 に達すると、無線通信端末１０１Ａ
から無線通信端末１０１Ｂへのデータ転送が開始され
る。そして、タイマ７２を基準として時点ｔ6 に達する
と、無線通信端末１０４Ｂから無線通信端末１０４Ｂへ
のデータ転送が開始される。
【００６４】以上のような動作を１フレーム内の時間で
示すと、図９に示すようになる。図９に示すように、１
フレーム内では時分割でデータがやり取りされる。すな
わち、１フレームの先頭でＭ系列が送られ、時点ｔ1 で
各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…が呼び出され、
時点ｔ2 及びｔ3 でこの呼び出しに対するアクノリッジ
信号が返され、時点ｔ4 で送信割り当て時間を含む制御
信号が送られ、ｔ5 から無線通信端末１０１Ａから無線
通信端末１０１Ｂへのデータ転送が開始され、時点ｔ6
から無線通信端末１０４Ｂから無線通信端末１０４Ｂへ
のデータ転送が開始される。
【００６５】このように、このシステムでは、ＯＦＤＭ
方式を用いているため、高速のデータレートを実現する
ことが可能である。そして、１フレームを単位としてＴ
ＤＭＡによりデータ通信を行い、１フレームの先頭でＭ
系列を送り、このＭ系列を基準にして、送受信タイミン
グを設定するようにしている。
【００６６】各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…に
は、無線通信制御端末１０２からの制御情報よって、送
信及び受信時間が指示されている。そして、１フレーム
の先頭のＭ系列を基準にして送受信タイミングが設定さ
れるため、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…のタ
イマ７２は等しく設定される。このため、受信時には、
この時間情報を利用して、フレーム内の必要なシンボル
のみ復調してデータを再生することができる。しかも、
複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…から同一フ
レーム内にデータが多重され、ジッタがある場合でも、
同じ復調タイミングで復調することができる。したがっ
て、同時に複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
から到来する信号を夫々受信して、データをやり取りす
ることができる。
【００６７】なお、送信側のタイマと受信側のタイマと
に多少のずれが生じても、ＯＦＤＭの性質から、誤りな
く復調することができる。このため、各バースト毎に受
信に先立って同期獲得する必要はなく、各バースト毎に
同期用のビットを配する必要はない。したがって、フレ
ーム内のビットを有効利用することができる。
【００６８】なお、上述の例では、１フレームの先頭に
ＯＦＤＭの１シンボルに相当するＭ系列を送るようにし
ているが、この同期用のシンボルは、ＯＦＤＭの１シン
ボルに限定されるものではない。この同期用のシンボル
の長さは可変長であり、図１０に示すように、Ｍ系列の
長さを１シンボルより短い３１ビットとし、１フレーム
の先頭にスペースを設けるようにしても良いし、Ｍ系列
の長さを１シンボルより長いものを用いても良い。ま
た、フレーム同期用のＭ系列は、フレームの先頭に配置
する必要はなく、また、フレーム内の複数箇所にＭ系列
を配置するようにしても良い。
【００６９】また、図１１に示すように、サブキャリア
間の位相差に情報を持たせるようにしても良い。つま
り、ＤＱＰＳＫ変調では、周波数方向の差動化が行われ
る。受信時に、サンプルタイミングにずれがあると、Ｏ
ＦＤＭ復調時のＦＦＴ後の各サブキャリアのＱＰＳＫ波
は位相が回転する。このため、正確なＱＰＳＫ位相を得
るためには、既知の位相の信号をパイロット信号とし
て、ＯＦＤＭサブキャリアの一部に割り当てて、位相の
基準とする方法がある。図１１に示す例では、１番目の
キャリアにサブキャリア間の位相差に情報を持たせるよ
うしている。このようにすると、位相が回転しても、サ
ブキャリア間での回転量は少ないので、誤りが少ない。
なお、図１１では、基準位相を与えるキャリアは１番目
のキャリアとしているが、他のキャリアを基準位相とす
るようにしても良い。
【００７０】また、上述の例では、データをＤＱＰＳＫ
変調して、ＯＦＤＭによりマルチキャリアで伝送してい
るが、多値変調であるＱＡＭ（Quadrature Amplitude M
odulation ）を用いるようにしても良い。ＱＡＭとして
は、１６値、３２値、１２８値、２５６値等がある。更
に、符号化してトレリス符号変調を用いることもでき
る。
【００７１】なお、上述の例では、無線通信制御端末１
０２側の無線通信ユニット１０５にＭ系列発生回路３１
を設け、無線通信ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、…側の
無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に相関検出回
路７１を設けるようにしているが、１つの無線通信ユニ
ットにＭ系列発生回路と相関検出回路を設けておき、無
線通信制御端末として用いるか無線通信端末として用い
るかにより、Ｍ系列発生回路と相関検出回路とを切り換
えて使用できるように構成しても良い。
【００７２】
【発明の効果】この発明によれば、データをＯＦＤＭ方
式で送り、１フレームを単位としてＴＤＭＡによりデー
タ通信を行うようにしている。そして、１フレームの先
頭でＭ系列を送り、このＭ系列を基準にして、送受信タ
イミングを設定し、無線通信制御端末からの制御情報よ
って、各無線制御端末の送信開始時間を指示するように
している。ＯＦＤＭ方式を用いると、ＯＦＤＭの性質か
ら、転送レートを上げることができ、また、ジッタが生
じても、誤りなく復調することができる。そして、１フ
レームの先頭のＭ系列を基準にして送受信タイミングが
設定されるため、各無線通信端末のタイマは等しく設定
され、受信時には、この時間情報を利用して、フレーム
内の必要なシンボルのみ復調してデータを再生すること
ができる。このため、各バースト毎に受信に先立って同
期獲得する必要はなく、各バースト毎に同期用のビット
を配する必要はない。したがって、フレーム内のビット
を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの構
成を示すブロック図である。
【図２】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムにお
ける無線通信制御端末側の無線通信ユニットの一例のブ
ロック図である。
【図３】ＯＦＤＭ方式の説明に用いるスペクトラム図で
ある。
【図４】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムにお
けるＯＦＤＭ変調の説明に用いるブロック図である。
【図５】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムにお
けるＯＦＤＭ変調の説明に用いる略線図である。
【図６】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムにお
ける無線通信端末側の無線通信ユニットの一例の説明に
用いるブロック図である。
【図７】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの説
明に用いる略線図である。
【図８】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの説
明に用いるシーケンス図である。
【図９】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの説
明に用いる略線図である。
【図１０】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの
説明に用いる略線図である。
【図１１】この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの
説明に用いるスペクトラム図である。
【符号の説明】
１４，５４・・・ＩＦＦＴ回路，３１・・・Ｍ系列発生
回路，７１・・・相関検出回路，１０１，１０１Ｂ・・
・無線通信端末，１０２・・・無線通信制御端末，１０
４Ａ、１０４Ｂ、１０５…無線通信ユニット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データ通信を行う複数の無線通信端末
    と、無線通信の制御を行う無線通信制御端末とからなる
    無線通信システムにおいて、 上記無線通信制御端末は、データの送受信をＯＦＤＭ方
    式で行う送信手段及び受信手段と、同期獲得用の符号系
    列を発生する同期符号発生手段とを備え、 上記無線通信端末は、データの送受信をＯＦＤＭ方式で
    行う送信手段及び受信手段と、同期獲得用の符号系列を
    検出する同期符号検出手段と、上記同期符号検出手段に
    より設定されるタイマ手段とを備え、 上記複数の無線通信端末及び上記無線通信制御端末の夫
    々の間は、ＯＦＤＭ方式でデータを変調し、所定シンボ
    ル数のフレーム構造でＴＤＭＡ方式でデータの多重化を
    行い、 上記無線通信制御端末は、上記フレーム毎に上記複数の
    無線通信端末に上記同期獲得用の符号を送り、 上記各無線通信端末は、上記同期獲得用の符号を受信
    し、上記同期獲得用の符号の受信タイミングにより上記
    タイマを設定し、上記タイマを基準にして送信及び受信
    タイミングを設定するようしたことを特徴とする無線通
    信システム。
  2. 【請求項２】 上記同期獲得用の符号系列は、ＯＦＤＭ
    の１シンボルに相当するものであることを特徴とする請
    求項１に記載の無線通信システム。
  3. 【請求項３】 上記同期獲得用の符号系列は、可変長パ
    ケットであることを特徴とする請求項１に記載の無線通
    信システム。
  4. 【請求項４】 上記同期獲得用の符号は、Ｍ系列である
    請求項１に記載の無線通信システム。
  5. 【請求項５】 上記同期獲得用の符号は、ゴールド符号
    である請求項１に記載の無線通信システム。
  6. 【請求項６】 上記ＯＦＤＭ方式の各サブキャリアはＤ
    ＱＰＳＫ方式である請求項１に記載の無線通信システ
    ム。
  7. 【請求項７】 上記ＯＦＤＭ方式の各サブキャリアはＱ
    ＡＭ方式である請求項１に記載の無線通信システム。
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