(57)【要約】【課題】複数の通信方式に対して互換性を保ちつつ、各通信方式により規定された許容時間内に応答信号を返すことのできる無線通信装置及び無線通信方法を提供すること。【解決手段】  無線通信装置は、第１の通信方式に従ったフォーマットであって、前記第１の通信方式よりも高い周波数帯を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分と当該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含む前記フォーマットを有するパケットを受信する無線受信部１２０と、前記パケットのうち、前記第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、前記第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を出力する処理部１６０とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信方式に従ったフォーマットであって、前記第１の通信方式よりも高い周波数帯を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分と当該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含む前記フォーマットを有するパケットを受信する無線受信部と、
前記パケットのうち、前記第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、前記第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を出力する処理部と、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記パケットのフォーマットが前記第２フォーマット部分を含むか否かを判別する判別部、をさらに備える、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記判別部は、前記第１フォーマット部分のヘッダの信号配置に基づいて、前記パケットのフォーマットが前記第２フォーマット部分を含むか否かを判別する、
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記判別部は、前記パケットのうち前記第２フォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置に基づいて、前記パケットのフォーマットが前記第２フォーマット部分を含むか否かを判別する、
請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記パケットの前記第２フォーマット部分を一時的に記憶するメモリ部、をさらに備える、
請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記メモリ部に記憶された前記第２フォーマット部分を、演算装置を用いてソフトウェアにより処理する演算部、をさらに備える、
請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記パケットは、前記第１フォーマット部分と前記第２フォーマット部分とがそれぞれ個別に符号化されたパケットである、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記無線受信部は、前記第１フォーマット部分を用いて前記第２フォーマット部分の周波数オフセットを補正する周波数オフセット補正部を有する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第２フォーマット部分には、前記第１フォーマット部分よりも多くのサブキャリアが多重化されている、請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記第２フォーマット部分は、前記第１フォーマット部分よりも長い時間インターリーブ長を用いて時間インターリーブ処理されている、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記第２フォーマット部分は、リードソロモン符号によって符号化されている、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
第１の通信方式に従ったフォーマットであって、前記第１の通信方式よりも高い周波数帯を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分と当該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含む前記フォーマットを有するパケットを受信するステップと、
前記第１フォーマット部分を復調及び復号するステップと、
前記第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、前記第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を出力するステップと、
を含む無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の高速化に関する様々な技術が開発されている。例えば、無線通信に関する標準的な規格の１つであるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（以下、１１ｎと言う。）においては送信機及び受信機に複数本のアンテナを持ち、各アンテナ間の伝送路を互いに独立した仮想的な通信チャネルとみなして通信を行うＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）方式を採用することで、従来のＩＥＥＥ８０２．１１ａ（以下、１１ａと言う。）等の通信方式に比べて大幅なスループットの向上を図った。
【０００３】
このように、１１ｎにおいて一定のスループットの向上が達成できた。しかし、増大するコンテンツの情報量に対応するために更なる高速化が求められている。
【０００４】
ここで、新たな通信方式を検討する際に、他の通信方式に対する互換性を考慮することは重要である。例えば１１ｎは、１１ａなどの従来の通信規格に対して下位互換性を持つことが望ましい。従って、多くの場合１１ｎパケットを受信可能な無線通信装置は、１１ａパケットと１１ｎパケットとの両方のパケットを受信できるように設計されている。
【０００５】
また、受信側の無線通信装置は、データパケットを受信し終わると、当該パケットの受信に成功したことを通知するために送信側の無線通信装置に対して応答信号であるＡＣＫを送信する。例えば１１ａ及び１１ｎにおいては、このデータパケットの受信終了からＡＣＫの送信開始までの許容時間はＳＩＦＳ（Short  Inter  Frame  Space）として１６μ秒と規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１８６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の通信方式に対してさらなる高スループットを実現するための一つの手段としては、無線通信装置のアンテナの本数を増やすことが考えられる。しかしながら、アンテナの本数を増やすと複数のストリームチャネルを処理するための計算量、例えばストリームチャネルの空間分離を行うための計算量が増大する。
【０００８】
ストリームチャネルの空間分離を行うための計算量は、アンテナ本数の増加に対して累乗的に増加する。そのため、無線通信装置のアンテナ本数を増やした場合には、例えば空間分離などの処理にかかる計算がＳＩＦＳとして規定された時間内に終わらない場合があるという問題があった。この場合、アンテナ本数を増やした無線通信装置は、例えば１１ａ及び１１ｎといったＳＩＦＳを規定している通信方式に対する互換性が保てないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数の通信方式に対して互換性を保ちつつ、各通信方式により規定された許容時間内に応答信号を返すことのできる、新規かつ改良された無線通信装置及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１の通信方式に従ったフォーマットであって、上記第１の通信方式よりも高い周波数帯を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分と当該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含む上記フォーマットを有するパケットを受信する無線受信部と、上記パケットのうち、上記第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、上記第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を出力する処理部とを有する無線通信装置が提供される。
【００１１】
また上記無線通信装置は、上記パケットのフォーマットが前記第２フォーマット部分を含むか否かを判別する判別部をさらに有してもよい。
【００１２】
また上記判別部は、上記第１フォーマット部分のヘッダの信号配置に基づいて、上記パケットのフォーマットが上記第２フォーマット部分を含むか否かを判別してもよい。
【００１３】
また上記判別部は、上記パケットのうち上記第２フォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置に基づいて、上記パケットのフォーマットが上記第２フォーマット部分を含むか否かを判別してもよい。
【００１４】
また上記無線通信装置は、上記パケットの上記第２フォーマット部分を一時的に記憶するメモリ部をさらに有してもよい。
【００１５】
また上記無線通信装置は、上記メモリ部に記憶された上記第２フォーマット部分を、演算装置を用いてソフトウェアにより処理する演算部をさらに有してもよい。
【００１６】
また上記パケットは、上記第１フォーマット部分と上記第２フォーマット部分とがそれぞれ個別に符号化されたパケットであってもよい。
【００１７】
また上記無線受信部は、上記第１フォーマット部分を用いて上記第２フォーマット部分の周波数オフセットを補正する周波数オフセット補正部を有するものであってもよい。
【００１８】
また上記第２フォーマット部分には、上記第１フォーマット部分よりも多くのサブキャリアが多重化されていてもよい。
【００１９】
また上記第２フォーマット部分は、上記第１フォーマット部分よりも長い時間インターリーブ長を用いて時間インターリーブ処理されていてもよい。
【００２０】
また上記第２フォーマット部分は、リードソロモン符号によって符号化されていてもよい。
【００２１】
また上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１の通信方式に従ったフォーマットであって、上記第１の通信方式よりも高い周波数帯を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分と当該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含む上記フォーマットを有するパケットを受信するステップと、上記第１フォーマット部分を復調及び復号するステップと、上記第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、上記第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を出力するステップとを含む無線通信方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、複数の通信方式に対して互換性を保ちつつ、各通信方式により規定された許容時間内に応答信号を返すことのできる無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般的なＭＩＭＯ無線通信システムを示す模式図である。
【図２】一実施形態に係る無線通信システムにおけるパケットの送受信シーケンスを説明する説明図である。
【図３】パケットフォーマットの一例を示す説明図である。
【図４】パケットフォーマットの他の一例を示す説明図である。
【図５】一実施形態に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の無線通信装置の無線受信部の詳細を示すブロック図である。
【図７】図５の無線通信装置の判別制御部の詳細を示すブロック図である。
【図８】図５の無線通信装置の復調復号部の詳細を示すブロック図である。
【図９】図５の無線通信装置の符号化変調部の詳細を示すブロック図である。
【図１０】図５の無線通信装置の無線送信部の詳細を示すブロック図である。
【図１１】データパケットのＨＴ−ＳＩＧの信号配置の一例を示す説明図である。
【図１２】データパケットのＶＨＴ−ＳＩＧの信号配置の一例を示す説明図である。
【図１３】サブキャリア間隔を変更する変形例を示す説明図である。
【図１４】図７の判別制御部の変形例を示すブロック図である。
【図１５】従来のパケットの送受信シーケンスを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
なお、当該「発明を実施するための形態」を以下の順序で説明する。
１．無線通信装置の概要
１−１．背景 
１−２．本発明の一実施形態に係るパケット送受信シーケンス
２．パケットフォーマット
３．無線通信装置の機能構成
３−１．無線通信装置の全体構成
３−２．アンテナ部の構成
３−３．無線受信部の構成
３−４．判別制御部の構成
３−５．チャネル等化部の構成
３−６．復調復号部の構成
３−７．処理部の構成
３−８．符号化変調部の構成
３−９．無線送信部の構成
４．パケットフォーマットの判別方法
５．変形例
５−１．変形例１（サブキャリア間隔の変形例）
５−２．変形例２（判別制御部の変形例）
【００２６】
＜１．無線通信装置の概要＞
［１−１．背景］
まず、図１と図１５とを参照しながら、ＭＩＭＯ技術を用いた一般的な無線通信システム１０について説明する。図１は、一般的なＭＩＭＯ無線通信システムを示す模式図である。
【００２７】
無線通信システム１０は、無線通信装置１００ａと無線通信装置１００ｂとを含む。無線通信装置１００ａは、Ｍ本の送信アンテナを有する。また無線通信装置１００ｂは、Ｎ本の受信アンテナを有する。
【００２８】
無線通信装置１００ａは、ｋ個のデータを空間符号化して生成した無線信号をＭ本の送信アンテナに分配して各ＭＩＭＯチャネルに送出する。一方、無線通信装置１００ｂは、無線通信装置１００ａから送信された無線信号を、ＭＩＭＯチャネル経由でＮ本の受信アンテナにより受信し、空間復号化してｋ個の受信データを得る。
【００２９】
従って、ＭＩＭＯ通信における通信チャネルの特性は、送信側の無線通信装置１００ａのＭ本の各送信アンテナと受信側の無線通信装置１００ｂのＮ本の各受信アンテナとの間の個々に対応するチャネル特性を要素とする、Ｍ行×Ｎ列のチャネル行列Ｈで表される。
【００３０】
無線通信装置１００ｂは、例えばプリアンブル信号やパイロット信号のような既知信号を用いてチャネル行列Ｈを推定する。そして、無線通信装置１００ｂは、推定されたチャネル行列Ｈを用いて受信した無線信号の空間分離を行う。このように、ストリームチャネルの空間分離処理は行列計算を含む。そのため、例えば、ストリームチャネルの空間分離にかかる計算量は、アンテナの本数に対応して累乗的に増える。
【００３１】
次に図１５を参照しながらパケット送受信シーケンスの一般的な例について説明する。図１５は、従来の通信方式に従ったパケットの送受信シーケンスを説明する説明図である。例えば１１ａや１１ｎなどの通信方式においては、隠れ端末対策としてＲＴＳ／ＣＴＳ（Request  To  Send／Clear  To  Send）方式が導入されている。
【００３２】
ＲＴＳ／ＣＴＳ方式では、まずデータパケットの送信元である送信側の無線通信装置（以下、送信装置という。）がＲＴＳを送信する。ＲＴＳを受信した受信側の無線通信装置（以下、受信装置という。）は、ＲＴＳへの応答として、受信準備を完了したことを通知するＣＴＳを送信装置に対して送信する。そして、送信装置は、ＣＴＳを受信した後、受信装置に対してデータパケットを送信する。
【００３３】
さらに、受信装置は、データパケットを受信し終わると、当該パケットの受信に成功したことを通知するために送信装置に対して応答信号であるＡＣＫを送信する。このデータパケットの受信終了からＡＣＫの送信開始までの許容時間は通常各通信方式によって規定されている。例えば１１ａ及び１１ｎにおいては、上記許容時間はＳＩＦＳとして１６μ秒と規定されている。
【００３４】
１１ｎは、４×４本までのアンテナを使用することを前提として規定された通信方式である。よって１１ｎに対して更なる高スループットを実現するために、アンテナ本数を４×４本以上とした場合には、上述の計算量の増大により、受信装置は、所定の通信方式により規定された許容時間内に応答信号を返すことが出来ない場合がある。受信装置が所定の通信方式によって規定された時間以内に応答信号を返すことが出来ない場合には、無線通信装置は当該通信方式に対して互換性を保つことが出来ない。
【００３５】
そこで、各通信方式に対して互換性を保つための手段の１つとして、空間分離処理などの計算速度を高めて上記許容時間内に計算し、応答信号を返すことが考えられる。例えば、計算速度を高めるためには専用の処理回路を無線通信装置に導入することが考えられる。しかしその場合、無線通信装置のハードウェア規模が大きくなってしまう。
【００３６】
一方、本発明の一実施形態に係る無線通信装置及び無線通信方法は、ハードウェア規模を抑えつつ各通信方式に対して互換性を保つために、通信方式によって規定された時間以内に応答信号を返した上で、空間分離処理などの計算にかかる処理時間を十分に確保する。以下に、この無線通信装置及び無線通信方法を実現する具体的な手段について説明する。
【００３７】
［１−２．本発明の一実施形態に係るパケット送受信シーケンス］
まず図２を参照しながら本発明の一実施形態に係るパケット送受信シーケンスについて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るパケットの送受信シーケンスを説明する説明図である。
【００３８】
本発明の一実施形態に係るパケットの送受信シーケンスにおいては、図１５において示した一般的な例において説明したＲＴＳ／ＣＴＳ方式が導入される。
【００３９】
ここで本実施形態において送受信されるデータパケットは、第１の通信方式に従ったフォーマットであって、第１の通信方式よりも高い周波数帯域を使用する第２の通信方式に従った第２フォーマット部分（図中網掛け部分）と該第２フォーマット部分を除く第１フォーマット部分とを含むフォーマットを有するパケットである。第１の通信方式及び第２の通信方式は無線通信に用いられる通信方式である。第１の通信方式は、例えば１１ａ及び１１ｎであってよい。一方、第２の通信方式は例えばＶＨＴ（Very  High  Throughput）であってよい。ＶＨＴは、１１ｎの後継無線通信方式であり、１１ｎに比べて高い周波数帯域を使用する無線通信方式である。
【００４０】
図２において、受信側の通信装置、即ち受信装置は、データパケットを受信すると、まず、第１フォーマット部分の復調及び復号を開始する。第１フォーマット部分の復調及び復号は、例えば、図２に示した期間Ｔ１内に終了する。そして、受信装置は、第１フォーマット部分の復調及び復号が終了すると、第２フォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず、応答信号であるＡＣＫを送信する。それにより、受信装置は、第１の通信方式によって規定されたＳＩＦＳなどの許容時間内に、ＡＣＫを返信することができる。
【００４１】
また、受信装置は、第１フォーマット部分の復調及び復号が終了した後、例えば図２に示した期間Ｔ２内に、第２フォーマット部分の復調及び復号を行う。従って、第２フォーマット部分の復調及び復号のための十分な処理時間が確保される。なお、受信装置は、第２フォーマット部分の復調及び復号が終了した後、さらにディレードＡＣＫなどの技術を用いて第２フォーマット部分についての応答信号を送信してもよい。
【００４２】
＜２．パケットフォーマット＞
次に、上記のデータパケットのフォーマットについて図３と図４とを参照しながら説明する。図３は、パケットフォーマットの一例を示す説明図である。また図４は、パケットフォーマットの他の一例を示す説明図である。
【００４３】
以下、本実施形態においては、第１の通信方式が１１ｎであり、第２の通信方式がＶＨＴである場合について説明する。第１の通信方式が１１ｎである場合には、第１フォーマット部分のことを１１ｎフォーマット部分と呼ぶ。また、第２の通信方式がＶＨＴである場合には、第２フォーマット部分のことをＶＨＴフォーマット部分と呼ぶ。
【００４４】
図３に示すデータパケット３０は、１１ｎフォーマットを有するパケットのデータ部の後半部分にＶＨＴフォーマット部分（図中の網掛け部分）を埋め込んだ一例である。このうち１１ｎフォーマット部分（図中の網掛け以外の部分）は、Ｌ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦとＬ−ＳＩＧとＨＴ−ＳＩＧとＨＴ−ＤＡＴＡとを含む。一方、ＶＨＴフォーマット部分は、ＶＨＴ−ＳＩＧとＶＨＴ−ＳＴＦとＶＨＴ−ＬＴＦとＶＨＴ−ＤＡＴＡとを含む。
【００４５】
受信装置は、ＶＨＴフォーマットを受信するまでの段階においては、１１ａまたは１１ｎなどの第１の通信方式で通信をしている。従って、ＶＨＴフォーマット部分を受信する際にアンテナ構成が変更される。そのためＡＧＣ（Automatic  Gain  Control）やチャネル行列取得などの処理を再度行う必要がある。従って、ＶＨＴフォーマット部分を受信する際にＡＧＣやチャネル行列取得を行うためにＶＨＴフォーマットはＶＨＴ−ＳＩＧ，ＶＨＴ−ＳＴＦ，ＶＨＴ−ＬＴＦなどのプリアンブルを含む。
【００４６】
図４に示すデータパケット４０は、１１ｎフォーマットを有するパケットのデータ部の中間部分にＶＨＴフォーマット部分を埋め込んだ一例である。このうち１１ｎフォーマット部分は、Ｌ−ＳＴＦとＬ−ＬＴＦとＬ−ＳＩＧとＨＴ−ＳＩＧとＨＴ−ＤＡＴＡ前半部とＨＴ−ＤＡＴＡ後半部とを含む。一方ＶＨＴフォーマット部分は、ＶＨＴ−ＳＩＧとＶＨＴ−ＳＴＦとＶＨＴ−ＬＴＦとＶＨＴ−ＤＡＴＡとを含む。
【００４７】
データパケット３０については、データパケットの終端部分がＶＨＴフォーマットに含まれる。このため、データパケット３０を送受信する無線通信装置は、データパケットの終端を判定するための処理を別途作りこむ必要がある。一方、データパケット４０についてはデータパケットの終端部分が１１ｎフォーマットに含まれる。よって、データパケット４０の場合には、データパケットの終端を判定する処理を作りこむ必要がないという利点がある。
【００４８】
また一方、データパケット４０は、１１ｎフォーマット部分が前後に分離されている。このため、データパケット４０を送信する無線通信装置は、例えば周波数インターリーブや畳み込み符号化、スクランブラーなどの処理をＶＨＴフォーマット部分を飛ばして処理する。しかし、データパケット３０を送受信する無線通信装置はその必要がなく、装置実装上有利である。
【００４９】
以上、図３と図４とに示したデータパケットは、１１ｎフォーマットのパケットにＶＨＴフォーマット部分を埋め込まれたパケットであるが、これに限られない。例えばデータパケットは、１１ａなど他の通信方式に従ったフォーマットを有するパケットであってもよい。
【００５０】
また、図示はしていないがデータパケットは、データ部の前半部分にＶＨＴフォーマットを埋め込む構成であってもよい。またこの他に、データパケットのデータ部の全体をＶＨＴフォーマットとしてもよい。
【００５１】
＜３．無線通信装置の機能構成＞
［３−１．無線通信装置の全体構成］
次に、本発明の一実施形態に係る無線通信装置１００の機能構成について図５〜図１０を参照しながら説明する。まず図５を用いて無線通信装置１００の全体構成について説明をし、次に各部の詳細について説明する。
【００５２】
以下、特に記載のない場合には、図３に示すデータパケットを処理する場合について例として説明する。
【００５３】
本発明の一実施形態に係る無線通信装置１００は、アンテナ部１１０と、無線受信部１２０と、判別制御部１３０と、チャネル等化部１４０と、復調復号部１５０と、処理部１６０と、符号化変調部１７０と、無線送信部１８０とを主に有する。
【００５４】
［３−２．アンテナ部の構成］
アンテナ部１１０は、例えば他の無線通信装置から無線信号を受信し、受信信号を無線受信部１２０に出力する。またアンテナ部１１０は、無線送信部１８０から入力された送信信号を他の無線通信装置に対して送信する。
【００５５】
アンテナ部１１０は、複数のアンテナとアンテナの本数に応じた数のスイッチ（ＳＷ）とを含む。本実施形態においては、説明を容易にするためアンテナが２本である場合を例にとって説明する。
【００５６】
［３−３．無線受信部の構成］
無線受信部１２０は、アンテナ部１１０において受信された受信信号を例えばアナログ信号からデジタル信号に変換して判別制御部１３０へ出力する。
【００５７】
次に、図６を用いて無線受信部１２０の詳細な機能構成について説明する。図６は、無線通信装置１００の無線受信部１２０の詳細を示すブロック図である。無線受信部１２０は、複数の受信アナログ回路１２１と、複数のＡＤ（Analog  to  Digital）変換部１２２と、同期部１２３と、周波数オフセット補正部１２４と、ガードインターバル除去部１２５と、ＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform：高速フーリエ変換）部１２６とを主に有する。
【００５８】
受信アナログ回路１２１は、アンテナ部１１０から入力された受信信号に対して信号の増幅及び周波数変換など各種の信号処理を行い、受信信号をＡＤ変換部１２２へ出力する。
【００５９】
ＡＤ変換部１２２は、受信アナログ回路１２１から入力された受信信号をデジタル信号に変換し、受信信号を同期部１２３に出力する。
【００６０】
同期部１２３は、ＡＤ変換部１２２から入力された受信信号から例えばパケットのヘッダを認識して同期タイミングを検出し、受信信号を周波数オフセット補正部１２４へ出力する。
【００６１】
周波数オフセット補正部１２４は、同期部１２３から入力された受信信号から周波数オフセットを推定した後、推定した周波数オフセットを用いて受信信号を補正する。周波数オフセット補正部１２４は、補正後の受信信号をガードインターバル除去部１２５へ出力する。
【００６２】
ガードインターバル除去部１２５は、送信装置において付加されたガードインターバルを、周波数オフセット補正部１２４から入力された受信信号から除去し、ガードインターバル除去後の受信信号をＦＦＴ部１２６に出力する。
【００６３】
ＦＦＴ部１２６は、ガードインターバル除去部１２５から入力された時間領域の信号である受信信号を、周波数領域のサブキャリア信号に分波し、判別制御部１３０に出力する。
【００６４】
［３−４．判別制御部の構成］
判別制御部１３０は、無線受信部１２０から入力された受信信号に含まれるパケットの種類を判別し、所定の順序でチャネル等化部１４０に受信信号を出力する制御を行う。
【００６５】
次に、図７を用いて判別制御部１３０の詳細な構成について説明する。図７は、無線通信装置１００の判別制御部１３０の詳細を示すブロック図である。判別制御部１３０は、判別部１３２と、メモリ部１３４と、スケジューラ１３６と、選択部１３８とを主に有する。
【００６６】
判別部１３２は、無線受信部１２０から入力された受信信号に含まれるパケットの種類を判別する。より具体的には、判別部１３２は、無線受信部から入力された受信信号に含まれるパケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含むか否かを判別する。
【００６７】
上記パケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含む場合、判別部１３２は、ＶＨＴフォーマット部分をメモリ部１３４に出力する。また、判別部１３２は、１１ｎフォーマット部分を選択部１３８に出力する。上記パケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含まない場合、判別部１３２は、上記パケットを選択部１３８に出力する。
【００６８】
例えば判別部１３２は、１１ｎフォーマット部分のヘッダの信号配置の違いに基づいて、受け取ったパケットの種類を判別してもよい。また判別部１３２は、ＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置の違いに基づいて、受け取ったパケットの種類を判別してもよい。ＶＨＴのヘッダより前にＬ−ＤＡＴＡやＨＴ−ＤＡＴＡが存在せず、１１ｎのヘッダのすぐ後ろにＶＨＴフォーマット部分がつながっているパケットをＶＨＴフォーマットを含むパケットとして用いる場合には、パケットの種類の判別にＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置を用いることができる。また、これらの判別方法については後に詳述する。
【００６９】
メモリ部１３４は、判別部１３２から入力されたＶＨＴフォーマット部分を一時的に記憶する。メモリ部１３４は、スケジューラ１３６による制御に基づいて、記憶したＶＨＴフォーマット部分の受信信号を選択部１３８に出力する。
【００７０】
スケジューラ１３６は、判別部１３２から入力された受信信号に関する情報に基づき、１１ｎフォーマット部分を優先的に処理するよう、１１ｎフォーマット部分の処理タイミングとＶＨＴフォーマット部分の処理タイミングとを制御する。スケジューラ１３６は、１１ｎフォーマット部分の処理が終わってからＶＨＴフォーマット部分の処理をするように処理タイミングを制御してもよい。または、スケジューラ１３６は１１ｎフォーマット部分の処理の空き時間を利用しながらＶＨＴフォーマット部分の処理をするように処理タイミングを制御してもよい。
【００７１】
選択部１３８は、判別部１３２から入力された１１ｎフォーマット部分とメモリ部１３４に記憶されたＶＨＴフォーマット部分の受信信号とを、スケジューラ１３６の制御に従ってチャネル等化部１４０に出力する。
【００７２】
［３−５．チャネル等化部の構成］
次に、図５に戻ってチャネル等化部１４０について説明する。チャネル等化部１４０は、受信信号に含まれる既知信号の位相と振幅とから、図１において一例として説明した送信側のＭ本のアンテナと受信側のＮ本のアンテナとの間の個々の対に対応するチャネル特性を要素とするチャネル行列Ｈを推定する。そしてチャネル等化部１４０は、チャネル行列Ｈを用いて受信信号を等化し、等化後の受信信号を復調復号部１５０に出力する。
【００７３】
［３−６．復調復号部の構成］
復調復号部１５０は、チャネル等化部１４０から入力された受信信号に対して復調及び復号処理を行い、受信信号を処理部１６０へ出力する。
【００７４】
次に、図８を参照しながら復調復号部１５０の詳細な構成について説明する。図８は、無線通信装置１００の復調復号部１５０の詳細を示すブロック図である。復調復号部１５０は、位相回転補正部１５２と、サブキャリア復調部１５４と、デインターリーブ処理部１５６と、復号部１５８とを主に有する。
【００７５】
位相回転補正部１５２は、チャネル等化部１４０から入力された受信信号に含まれる既知の信号パターンを用いて、受信信号の位相のずれを検出し、検出したずれを補正する。位相回転補正部１５２は、位相のずれを補正された受信信号をサブキャリア復調部１５４に出力する。
【００７６】
サブキャリア復調部１５４は、位相回転補正部１５２から入力された受信信号をサブキャリアごとに復調し、復調された受信信号をデインターリーブ処理部１５６に出力する。
【００７７】
デインターリーブ処理部１５６は、サブキャリア復調部１５４から入力された受信信号に対して、送信装置におけるインターリーブ処理によって並び替えられたデータビットの並びを元に戻し、受信信号を復号部１５８に出力する。
【００７８】
復号部１５８は、デインターリーブ処理部１５６から入力された受信信号を送信装置においてされた符号化の方式に従って復号し、処理部１６０に出力する。
【００７９】
［３−７．処理部の構成］
次に図５に戻って処理部１６０について説明する。処理部１６０は、復調復号部１５０から入力された受信信号に対してＭＡＣ層以上の処理を行う機能を有する。処理部１６０は、１１ｎフォーマット部分の復調及び復号が終了すると、ＶＨＴフォーマット部分の復調及び復号が終了しているか否かに関わらず応答信号を符号化変調部１７０に出力する。
【００８０】
即ち、無線信号を受信した場合、処理部１６０は１１ａや１１ｎなどの第１の通信方式でＳＩＦＳとして規定されている時間内に応答信号を送信する。よって、ＶＨＴなどの第２の通信方式は、第１の通信方式に対して互換性を保つことができる。また復調復号部１５０は、ＶＨＴフォーマット部分の復調及び復号処理に十分な処理時間を確保することができる。
【００８１】
また処理部１６０は、無線通信装置１００から無線信号を送信する際には、符号化変調部１７０に送信信号を出力する。
【００８２】
［３−８．符号化変調部の構成］
符号化変調部１７０は、処理部１６０から入力された送信信号に対して符号化処理及び変調処理を行い、無線送信部１８０に送信信号を出力する。
【００８３】
次に、図９を参照しながら符号化変調部１７０の詳細な構成について説明する。図９は、無線通信装置１００の符号化変調部１７０の詳細を示すブロック図である。符号化変調部１７０は、符号化部１７２と、インターリーブ処理部１７４と、サブキャリア変調部１７６とを主に有する。
【００８４】
符号化部１７２は、処理部１６０から入力された送信信号を符号化し、インターリーブ処理部１７４に符号化した送信信号を出力する。例えば符号化部１７２は、畳み込み符号化などの誤り訂正のための冗長符号化を行ってもよい。このとき符号化部１７２は、１１ｎフォーマット部分とＶＨＴフォーマット部分とを別に符号化処理する。
【００８５】
また符号化部１７２は、ＶＨＴフォーマット部分をリードソロモン符号によって符号化してもよい。リードソロモン符号による符号化は誤り訂正能力が高い。しかし、復号化にかかる処理量を多く必要とするため、高速な処理速度が求められる分野には利用できなかった。本実施形態においては、ＶＨＴフォーマット部分の符号化にかかる処理時間を十分に確保することができるため、リードソロモン符号による符号化を利用することができる。
【００８６】
インターリーブ処理部１７４は、符号化部１７２から入力された送信信号のデータビットを並び替え、サブキャリア変調部１７６に出力する。データビットを並び替えられた信号は、例えば畳み込み符号化などの連続符号誤りに対する訂正能力の低い符号を用いる場合に有効であり、例えば隣接ビットの伝送をなるべく離れたサブキャリアで行うようにビットの入れ替えを行う。
【００８７】
ここでＶＨＴフォーマット部分についてはデインターリーブ処理にかかる処理時間を十分確保することができる。そのため、インターリーブ処理部１７４は、ＶＨＴフォーマット部分を例えば１１ｎフォーマット部分よりも長い時間インターリーブ長を用いて時間インターリーブ処理してもよい。このように１１ｎフォーマット部分よりも長い時間インターリーブ長を用いて時間インターリーブ処理されたＶＨＴフォーマット部分の誤り訂正精度は、１１ｎフォーマット部分の誤り訂正精度よりも向上する。
【００８８】
サブキャリア変調部１７６は、インターリーブ処理部１７４から入力された送信信号をサブキャリアに分割して変調し、無線送信部１８０に出力する。
【００８９】
［３−９．無線送信部の構成］
無線送信部１８０は、例えば符号化変調部１７０から入力された送信信号に対する信号処理をし、さらに送信信号をデジタル信号からアナログ信号に変換してアンテナ部１１０へ出力する。
【００９０】
次に図１０を参照しながら無線送信部１８０の詳細な構成を説明する。図１０は、無線通信装置１００の無線送信部１８０の詳細を示すブロック図である。無線送信部１８０は、ＩＦＦＴ（Inverse  Fast  Fourier  Transform）部１８１と、ガードインターバル付与部１８２と、ヘッダ付与部１８３と、複数のＤＡ（Digital  to  Analog）変換部１８４と、複数の送信アナログ回路１８５とを主に有する。
【００９１】
ＩＦＦＴ部１８１は、符号化変調部１７０から入力された周波数領域の送信信号を時間領域の信号に変換し、ガードインターバル付与部１８２に出力する。
【００９２】
ガードインターバル付与部１８２は、ＩＦＦＴ部１８１から入力された送信信号にガードインターバルを付与し、ヘッダ付与部１８３に出力する。この時ガードインターバルは例えば受け取った送信信号の後端の一定期間をコピーして送信信号の先端につなぎ合わされたものである。
【００９３】
ヘッダ付与部１８３は、ガードインターバル付与部１８２から入力された送信信号にヘッダを付与する。ヘッダとは例えば、図３及び図４に一例として示したＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ，Ｌ−ＳＩＧ，ＨＴ−ＳＩＧ，ＶＨＴ−ＳＩＧ，ＶＨＴ−ＳＴＦ，ＶＨＴ−ＬＴＦなどを指す。
【００９４】
ＤＡ変換部１８４は、ヘッダ付与部１８３から入力された送信信号をアナログ信号に変換し、送信アナログ回路１８５に出力する。
【００９５】
送信アナログ回路１８５は、ＤＡ変換部１８４から入力された送信信号に対して信号の増幅及び周波数変換など各種の信号処理を行い、送信信号をアンテナ部１１０に出力する。
【００９６】
＜４．パケットフォーマットの判別方法＞
無線通信装置１００は、これまで説明してきたＶＨＴフォーマット部分を含むパケットの他に、ＶＨＴフォーマット部分を含まないパケットを受信することもできる。無線通信装置１００は受信したパケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含むか否かによって復調処理及び復号処理の処理タイミングにおいて異なる制御をする。そのため、上述したように、無線通信装置１００は受信したパケットの種類を判別部１３２において判別する。
【００９７】
そこで、次に無線通信装置１００の判別部１３２がパケットの種類をヘッダの信号配置に基づいて判別する方法の一例について、図１１と図１２とを参照しながら説明する。図１１は、ＨＴ−ＳＩＧの信号配置の一例を示す説明図である。図１２は、ＶＨＴ−ＳＩＧに相当する位置の信号配置の一例を示す説明図である。
【００９８】
判別部１３２は、例えば受信したパケットのヘッダの所定の位置のＩＱ空間上の信号配置に基づいてパケットの種類を判別することができる。ここで、判別部１３２は、１１ｎフォーマット部分のヘッダのＩＱ空間上の信号配置に基づいてパケットの種類を判別してもよいし、ＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置のＩＱ空間上の信号配置に基づいてパケットの種類を判別してもよい。
【００９９】
まず、１１ｎフォーマット部分のヘッダのＩＱ空間上の信号配置、例えばＨＴ−ＳＩＧの信号配置に基づいて、判別部１３２がパケットの種類を判別する例について、図１１を参照しながら説明をする。例えば、１１ａ及び１１ｎの場合には、データパケットのＨＴ−ＳＩＧのシンボル数は２Ｏｆｄｍシンボルである。そこで以下１シンボル目をＨＴ−ＳＩＧ１、２シンボル目をＨＴ−ＳＩＧ２と呼ぶことにする。
【０１００】
１１ａのＨＴ−ＳＩＧ１とＨＴ−ＳＩＧ２の信号配置は共にＢＰＳＫの信号配置である。また、１１ｎのＨＴ−ＳＩＧ１とＨＴ−ＳＩＧ２との信号配置は共にＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものである。そこで、ＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットについては、ＨＴ−ＳＩＧ１の信号配置はＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものであり、また、ＨＴ−ＳＩＧ２の信号配置はＢＰＳＫの信号配置であるとする。これら信号配置に基づいて判別部１３２はパケットの種類を判別することができる。
【０１０１】
上記の例によると、ＨＴ−ＳＩＧ１の信号配置がＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものである場合、判別部１３２は受信したパケットが１１ｎに従ったフォーマットを有するパケットもしくはＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットであると判別できる。さらにＨＴ−ＳＩＧ２の信号配置がＢＰＳＫの信号配置である場合には、判別部１３２は、受信したパケットがＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットであると判別することができる。
【０１０２】
次に、受信したパケットのうちＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置のＩＱ空間上の信号配置、例えばＶＨＴ−ＳＩＧに相当する位置の信号配置に基づいて、判別部１３２がパケットの種類を判別する例について、図１２を参照しながら説明をする。ＶＨＴ−ＳＩＧのシンボル数は２Ｏｆｄｍシンボルである。そこで、以下１シンボル目をＶＨＴ−ＳＩＧ１、２シンボル目をＶＨＴ−ＳＩＧ２と呼ぶことにする。
【０１０３】
１１ａに従ったフォーマットを有するパケットについては、通常、そのフォーマットがＶＨＴフォーマットである場合にＶＨＴ−ＳＩＧ１とＶＨＴ−ＳＩＧ２とに相当する位置の信号配置は、共にＢＰＳＫの信号配置である。また１１ｎに従ったフォーマットを有するパケットについては、ＶＨＴ−ＳＩＧ１とＶＨＴ−ＳＩＧ２とに相当する位置の信号配置は共にＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものである。そこで、ＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットについては、例えばＶＨＴ−ＳＩＧ１の信号配置はＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものであり、また、ＶＨＴ−ＳＩＧ２の信号配置はＢＰＳＫの信号配置であるとする。すると、これら信号配置に基づいて判別部１３２はパケットの種類を判別することができる。
【０１０４】
上記の例によると、受信したパケットのうちＶＨＴ−ＳＩＧ１に相当する位置の信号配置がＢＰＳＫの信号配置を９０度回転したものである場合、判別部１３２は受信したパケットが１１ｎに従ったフォーマットを有するパケットもしくはＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットであると判別できる。さらにＶＨＴ−ＳＩＧ２に相当する位置の信号配置がＢＰＳＫの信号配置である場合には、判別部１３２は、受信したパケットがＶＨＴフォーマット部分を含むフォーマットを有するパケットであると判別することができる。
【０１０５】
図１２に示すデータパケットはデータ部の一部ではなく全体がＶＨＴフォーマットである。このデータパケットは、ＨＴ−ＳＩＧの部分までは１１ｎフォーマットと同じである。また、ＨＴ−ＳＩＧの後にすぐＶＨＴフォーマットが繋がっている。つまり既存の１１ｎフォーマット部分のヘッダとＶＨＴフォーマット部分との間に例えばＨＴ−ＤＡＴＡなどの可変長データが存在しない。よって、ＶＨＴフォーマット部分を含むデータパケットとして、このようなフォーマットを有するパケットを用いる場合には、判別部１３２はＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置に基づいてパケットの種類を判別することができる。
【０１０６】
このようにＶＨＴフォーマット部分のヘッダに相当する位置の信号配置の違いによってパケットの種類を判別する場合には、Ｌ−ＳＴＦからＨＴ−ＳＩＧ２までは既存の１１ｎと同じフォーマットであるため、ハードウェア構成上作製が容易であるという利点がある。
【０１０７】
なお、パケットの種類を判別するために用いる信号配置は、パケットの種類が判別できるようパケットの種類毎に異なっていれば、上記の例に限られない。
【０１０８】
また、判別部１３２は、ＨＴ−ＳＩＧの信号配置に基づいて受信したパケットの種類を判別した後、さらにＶＨＴ−ＳＩＧに相当する位置の信号配置に基づいて受信したパケットの種類を判別するようにしてもよい。このように２段階の判別を行うことによって、判別部１３２はさらに確実にパケットの種類を判別できるようになる。
【０１０９】
＜５．変形例＞
次に、上記において説明してきた本発明の一実施形態に係る無線通信装置１００の各種変形例について説明する。
【０１１０】
［５−１．変形例１（サブキャリア間隔の変形例）］
まず、図１３を参照しながらＶＨＴフォーマット部分のサブキャリア間隔を１１ｎフォーマット部分より狭くすることによってスループットの向上を図る変形例について説明する。図１３は、サブキャリア間隔を変更する変形例を示す説明図である。なお、以下に示す機能部の符号は図５〜図１０に示す機能ブロック図の符号と対応する。
【０１１１】
一般に、送信装置のキャリア周波数と受信装置のキャリア周波数との間には誤差が生じる。この誤差が存在する場合、受信装置においてＦＦＴに入力される各サブキャリアの中心周波数は一様にずれてしまい、受信信号の特性は大きく劣化する。
【０１１２】
この誤差を補正するため、周波数オフセット補正部１２４は、受信した信号の繰り返し信号区間の位相回転量から周波数オフセットを推定する。そして周波数オフセット補正部１２４は、推定した周波数オフセットを用いて受信した信号を補正する。
【０１１３】
しかし、周波数オフセット補正部１２４は熱雑音の影響などによる制御誤差の発生を抑えることができない。このため残留キャリア周波数誤差と呼ばれる誤差が生じる。
【０１１４】
位相回転補正部１５２は、チャネル等化後のサブキャリア信号から抜き出したパイロットサブキャリアと呼ばれる既知の信号を用いて、残留キャリア周波数誤差を補正する。
【０１１５】
このように、周波数オフセット補正部１２４と位相回転補正部１５２との機能により、無線通信装置１００は高精度なオフセット補正を実現している。例えば図３及び図４に示したデータパケットのように、ＶＨＴフォーマット部分より前に１１ｎフォーマット部分のデータ領域を有するパケットのＶＨＴフォーマット部分に対する周波数オフセット補正を行う場合には、周波数オフセット補正部１２４は、１１ｎフォーマット部分を用いてＶＨＴフォーマット部分に対する周波数オフセット補正を行うことができる。これにより、周波数オフセット補正部１２４は、ＶＨＴフォーマット部分に対するオフセット補正を精度よく行うことができる。
【０１１６】
ＶＨＴフォーマット部分に対して高精度なオフセット補正をすることが可能である場合、サブキャリア変調部１７４は、ＶＨＴフォーマット部分において、例えば１１ｎフォーマット部分よりも多くのサブキャリアを多重化することができる。すなわち、サブキャリア間隔を狭くすることによって従来より多くのサブキャリアを多重化することができる。例えば図１３に示したように、ＶＨＴフォーマット部分のサブキャリア間隔を１１ｎフォーマット部分のサブキャリア間隔Ｄの２分の１（Ｄ／２）としてもよい。
【０１１７】
サブキャリア間隔を狭くすることにより、１Ｏｆｄｍシンボルの占有する時間を長くとることが可能になる。１Ｏｆｄｍシンボルの占有する時間を長くとるということは、データ領域に対してガードインターバルの割合を小さくする効果がある。ガードインターバルの割合が小さくなると、スループットは向上する。
【０１１８】
［５−２．変形例２（判別制御部の変形例）］
次に、判別制御部１３０の変形例である判別制御部２３０について図１４を用いて説明する。判別制御部２３０は、無線受信部１２０から入力された受信信号に含まれるパケットの種類を判別し、例えばチャネル等化部１４０に出力するデータと演算部２３９において処理されるデータとを振り分ける制御を行う。
【０１１９】
図１４は、無線通信装置１００の判別制御部２３０の詳細を示すブロック図である。判別制御部２３０は、判別部２３２と、メモリ部２３４と、演算部２３９とを主に有する。
【０１２０】
判別部２３２は、無線受信部１２０から入力されたパケットの種類を判別する。そして判別の結果、上記パケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含む場合、判別部２３２は、ＶＨＴフォーマット部分をメモリ部２３４に出力する。また、判別部２３２は、１１ｎフォーマット部分をチャネル等化部１４０に出力する。また上記パケットのフォーマットがＶＨＴフォーマット部分を含まない場合、判別部２３２は、上記パケットをチャネル等化部１４０に出力する。
【０１２１】
メモリ部２３４は、判別部２３２から入力されたＶＨＴフォーマット部分を一時的に記憶する。メモリ部２３４は、記憶したＶＨＴフォーマット部分を演算部２３９に出力する。
【０１２２】
演算部２３９は、メモリ部２３４から入力された受信信号に対する例えば復調処理及び復号処理にかかる演算をソフトウェアにより実行し、実行後の受信信号を処理部１６０へ出力する。演算部２３９は、例えばＣＰＵのような演算装置である。演算部２３９は、入力されたＶＨＴフォーマット部分のデータに対して例えば復調処理及び復号処理などの演算処理の手順を記述したプログラムを記憶した記憶媒体からプログラムを読み込み、プログラムを解釈して実行する。
【０１２３】
１１ｎフォーマット部分は、チャネル等化部１４０に出力された後、復調復号部１５０における処理を経て処理部１６０に出力される。処理部１６０は、１１ｎフォーマット部分の復調処理及び復号処理が終了すると、応答信号であるＡＣＫを符号化変調部１７０に出力する。このため、ＶＨＴフォーマット部分については、空間分離処理を含む一連の処理、即ち復調処理及び復号処理などにかかる処理時間が十分に確保される。そのため、無線通信装置１００は、回路を用いた演算よりも長い処理時間を要するＣＰＵによる演算処理を行う構成とすることができる。
【０１２４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２５】
１００          無線通信装置
１１０          アンテナ部
１２０          無線受信部
１３０、２３０  判別制御部
１３２、２３２  判別部
１３４、２３４  メモリ部
２３９          演算部
１４０          チャネル等化部
１５０          復調復号部
１６０          処理部
１７０          符号化変調部
１８０          無線送信部
【図１】
2010206730.tif 000003
【図２】
2010206730.tif 000004
【図３】
2010206730.tif 000005
【図４】
2010206730.tif 000006
【図５】
2010206730.tif 000007
【図６】
2010206730.tif 000008
【図７】
2010206730.tif 000009
【図８】
2010206730.tif 000010
【図９】
2010206730.tif 000011
【図１０】
2010206730.tif 000012
【図１１】
2010206730.tif 000013
【図１２】
2010206730.tif 000014
【図１３】
2010206730.tif 000015
【図１４】
2010206730.tif 000016
【図１５】
2010206730.tif 000017