(57)【要約】【課題】周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率を向上させる。【解決手段】複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置１０が提供される。送信部１１は、第１の期間Ｔ1において第１の周波数帯域Ｄ1内で第１のデータ信号３１ａを送信し、第１の期間Ｔ1より後の第２の期間Ｔ2において第２の周波数帯域Ｄ5内で第２のデータ信号３１ｂを送信する。送信部１１は、受信装置２０が第２のデータ信号３１ｂを受信するときの利得制御に用いられる既知信号３２を第２のデータ信号３１ｂより前に送信する。制御部１２は、送信部１１が既知信号３２を、第１の期間Ｔ1において第２の周波数帯域Ｄ5内で第１のデータ信号３１ａと並行して送信するよう制御する。【選択図】図１
2014110530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置であって、
第１の期間において第１の周波数帯域内で第１のデータ信号を送信し、前記第１の期間より後の第２の期間において第２の周波数帯域内で第２のデータ信号を送信し、また、受信装置が前記第２のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を前記第２のデータ信号より前に送信する送信部と、
前記送信部が前記既知信号を、前記第１の期間において前記第２の周波数帯域内で前記第１のデータ信号と並行して送信するよう制御する制御部と、
を有する送信装置。
【請求項２】
前記第２のデータ信号は、前記第２の周波数帯域内の所定の周波数を除いて送信され、
前記既知信号は、前記所定の周波数を用いて送信される、
請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記第２の期間は、前記第１の期間の直後の期間である、
請求項１又は２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記送信部は、データ信号の送信に用いる周波数帯域のキャリア信号を生成する第１のキャリア生成部と、当該データ信号と並行して送信される既知信号の送信に用いる周波数帯域のキャリア信号を生成する第２のキャリア生成部とを有する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の送信装置。
【請求項５】
複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置と通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から、第１の期間において第１の周波数帯域内で第１のデータ信号を受信し、前記第１の期間において第２の周波数帯域内で前記第１のデータ信号と並行して送信された既知信号を受信し、前記第１の期間より後の第２の期間において前記第２の周波数帯域内で第２のデータ信号を受信する受信部と、
前記第１のデータ信号と並行して送信された前記既知信号に基づいて、前記受信部が前記第２のデータ信号を受信するときの利得を制御する制御部と、
を有する受信装置。
【請求項６】
複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える無線通信システムであって、
第１の期間において第１の周波数帯域内で第１のデータ信号を送信し、前記第１の期間において第２の周波数帯域内で前記第１のデータ信号と並行して既知信号を送信し、前記第１の期間より後の第２の期間において前記第２の周波数帯域内で第２のデータ信号を送信する送信装置と、
前記第１の期間において前記第１のデータ信号と前記既知信号とを受信し、前記既知信号に基づいて、前記第２の期間において前記第２のデータ信号を受信するときの利得を制御する受信装置と、
を有する無線通信システム。
【請求項７】
複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置を制御するプログラムであって、
前記送信装置が備えるコンピュータに、
第１の期間において、データ信号を送信する周波数帯域を第１の周波数帯域に設定し、
前記第１の期間において、受信装置が前記第１の期間より後のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を、第２の周波数帯域を用いて前記第１の周波数帯域のデータ信号と並行して送信するように制御し、
前記第１の期間より後の第２の期間において、データ信号を送信する周波数帯域を、前記既知信号を送信済みである前記第２の周波数帯域に設定する、
処理を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、受信装置、無線通信システム、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいては、使用する周波数を継続的に変更しながらデータ信号を送信する周波数ホッピング（ＦＨ：Frequency Hopping）と呼ばれる通信方式が用いられることがある。周波数ホッピングでは、例えば、データ信号を送信する周波数帯域の中心周波数を、時間の経過に応じて規則的に（例えば、所定の周期で所定のホッピングパターンに従って）切り替える。周波数ホッピングを行う通信システムは、ある周波数で大きなノイズが発生した場合でも、他の周波数で伝送されたデータ信号を用いて誤り訂正を行い得るため、ノイズ耐性が高くなる。また、周波数ホッピングは、データ信号を送信する周波数が継続的に変更されることから、データ信号を傍受しづらく秘匿性が比較的高い。
【０００３】
ところで、受信装置が送信装置から受信する信号のレベルは、伝搬路の状況に応じて変化する。そこで、受信装置は、受信信号からデータ信号を抽出するにあたり、増幅器を通過した後の信号レベルが適切な範囲に収まるように、増幅器の増幅度を適応的に変化させる自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）を行うことが多い。
【０００４】
例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で通信を行う通信システムにおいて、受信装置が自動利得制御を行うものが提案されている。この通信システムの送信装置は、伝送フレーム毎に、データシンボルの前に所定のプリアンブルシンボルを付加する。受信装置は、プリアンブルシンボルの信号レベルを算出し、算出した信号レベルに応じてデータシンボルに対する自動利得制御を行う。
【０００５】
周波数ホッピングと自動利得制御の両方を行う無線通信システムとしては、ホッピング時間毎に受信信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに従って、当該ホッピング時間の受信信号を増幅するときの増幅度を制御するものが提案されている。この無線通信システムによれば、周波数によって伝搬路の状況が異なり、増幅前の信号レベルがホッピング前後で大きく変動する場合であっても、信号レベルの変動を増幅器により補正できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８２３３７号公報
【特許文献２】特開平６−３３４６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、通信システムにおいては、受信装置がデータ信号を抽出するにあたって利得制御を行えるように、送信装置がデータ信号の前に既知信号を送信することが考えられる。そして、このような通信システムが周波数ホッピングを行う場合、周波数によって伝搬路の状況が異なり得るため、切り替え前の周波数について既知信号を送信済みであっても、切り替え後の周波数について改めて既知信号を送信することが好ましい。
【０００８】
しかし、周波数を切り替えてから切り替え後の周波数についての既知信号を送信すると、データ信号の送信に使用できるリソースが減少することになり、データ信号の伝送効率が低下するという問題がある。特に、周波数ホッピングの周期を短くする（切り替え頻度を高くする）ほど、１つのホッピング時間内で使用できるリソースに占める既知信号の割合が高くなり、既知信号を送信するオーバヘッドが大きくなってしまう。
【０００９】
そこで、１つの側面では、本発明は、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率を向上させる送信装置、受信装置、無線通信システム、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置が提供される。送信装置は、送信部と制御部とを有する。送信部は、第１の期間において第１の周波数帯域内で第１のデータ信号を送信し、第１の期間より後の第２の期間において第２の周波数帯域内で第２のデータ信号を送信し、また、受信装置が第２のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を第２のデータ信号より前に送信する。制御部は、送信部が既知信号を、第１の期間において第２の周波数帯域内で第１のデータ信号と並行して送信するよう制御する。
【００１１】
また、１つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置と通信を行う受信装置が提供される。受信装置は、受信部と制御部とを有する。受信部は、送信装置から、第１の期間において第１の周波数帯域内で第１のデータ信号を受信し、第１の期間において第２の周波数帯域内で第１のデータ信号と並行して送信された既知信号を受信し、第１の期間より後の第２の期間において第２の周波数帯域内で第２のデータ信号を受信する。制御部は、第１のデータ信号と並行して送信された既知信号に基づいて、受信部が第２のデータ信号を受信するときの利得を制御する。
【００１２】
また、１つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える無線通信システムが提供される。また、１つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置を制御するプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
１つの側面では、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。
【図２】第２の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。
【図３】ＡＧＣプリアンブルを含む無線フレームの構造の例を示した図である。
【図４】第２の実施の形態に係る送信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
【図５】第２の実施の形態に係る送信装置が有するＦＨ制御部の例を示したブロック図である。
【図６】第２の実施の形態に係る送信装置が有するＯＦＤＭ信号送信部の例を示したブロック図である。
【図７】第２の実施の形態に係る受信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
【図８】第２の実施の形態に係る受信装置が有するＦＨ制御部の例を示したブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る受信装置が有するＯＦＤＭ信号受信部の例を示したブロック図である。
【図１０】他のＦＨ方式に係る無線通信システムの例を示した図である。
【図１１】ＦＨ方式に係る送信方法の例を示した図である。
【図１２】ＦＨ方式の高速化について説明する第１の図である。
【図１３】ＦＨ方式の高速化について説明する第２の図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第１の図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第２の図である。
【図１６】第２の実施の形態に係る送信方法の例を示した第１の図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る送信方法の例を示した第２の図である。
【図１８】複数の無線通信システム間の干渉について説明した図である。
【図１９】ＯＦＤＭ信号のスペクトラム波形を示した図である。
【図２０】複数の無線通信システム間の干渉を回避する方法について説明した図である。
【図２１】第２の実施の形態に係る送信装置の動作の例を示した図である。
【図２２】第２の実施の形態に係る受信装置の動作の例を示した図である。
【図２３】第２の実施の形態に係る送信装置及び受信装置の動作シーケンスの例を示した図である。
【図２４】第２の実施の形態の一変形例に係る送信方法の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。なお、ここでは第１の期間Ｔ1及び第２の期間Ｔ2に注目して説明するが、他の期間についても同様である。
【００１７】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る無線通信システム５は、送信装置１０と、受信装置２０とを含む。
送信装置１０は、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える。送信装置１０は、送信部１１と、制御部１２とを有する。
【００１８】
送信部１１は、第１の期間Ｔ1において第１の周波数帯域Ｄ1内で第１のデータ信号３１ａを送信し、第１の期間Ｔ1より後の第２の期間Ｔ2において第２の周波数帯域Ｄ5内で第２のデータ信号３１ｂを送信する。
【００１９】
送信部１１は、受信装置２０が第２のデータ信号３１ｂを受信するときの利得制御に用いられる既知信号３２を第２のデータ信号３１ｂより前に送信する。既知信号３２は、例えば、受信電力の検出に用いる既知のシンボルで形成されたＡＧＣプリアンブルである。なお、データ信号３１ａ、３１ｂは、既知信号３２を含まない信号である。
【００２０】
制御部１２は、送信部１１が既知信号３２を、第１の期間Ｔ1において第２の周波数帯域Ｄ5内で第１のデータ信号３１ａと並行して送信するよう制御する。
一方、受信装置２０は、受信部２１及び制御部２２を有する。受信部２１は、上記の送信装置１０から、第１の期間Ｔ1において第１の周波数帯域Ｄ1内で第１のデータ信号３１ａを受信する。受信部２１は、第１の期間Ｔ1において第２の周波数帯域Ｄ5内で第１のデータ信号３１ａと並行して送信された既知信号３２を受信する。
【００２１】
受信部２１は、第１の期間Ｔ1より後の第２の期間Ｔ2において第２の周波数帯域Ｄ5内で第２のデータ信号３１ｂを受信する。制御部２２は、第１のデータ信号３１ａと並行して送信された既知信号３２に基づいて、受信部２１が第２のデータ信号３１ｂを受信するときの利得を制御する。
【００２２】
上記のように、無線通信システム５では、周波数ホッピング及び利得制御が行われる。同じ期間に送信されるデータ信号３１ａと既知信号３２とは、それぞれ異なる中心周波数の帯域で送信される。データ信号３１ｂと同じ中心周波数で送信される既知信号３２は、データ信号３１ｂが送信される期間よりも前の期間に送信される。
【００２３】
上記のように、送信装置１０は、データ信号３１ｂの利得制御に用いる既知信号３２をデータ信号３１ｂに含めずに別途送信する、そのため、固定長の既知信号３２が無線フレームに占める割合は０となる。固定長の既知信号３２を無線フレームに含めて送信すると、無線フレームが短くなるにつれて既知信号３２の占める割合が増加するが、無線通信システム５においては、そのような割合の増加は発生しない。
【００２４】
つまり、周波数ホッピングの周期を短くしても、１つのホッピング時間内で使用できるリソースに占める既知信号３２の割合は増加せず、既知信号３２を送信するオーバヘッドが増大しない。従って、第１の実施の形態によれば、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率が向上する。
【００２５】
以上、第１の実施の形態について説明した。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００２６】
まず、図２を参照しながら、第２の実施の形態に係る無線通信システム１００について説明する。以下では、変調方式としてＯＦＤＭ方式を採用する無線通信システム１００を例に挙げるが、他の変調方式を採用してもよい。他の変調方式としては、例えば、Amplitude Shift Keying（ＡＳＫ）方式やPhase Shift Keying（ＰＳＫ）方式などがある。図２は、第２の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。
【００２７】
図２に示すように、無線通信システム１００は、送信装置１１０と受信装置１３０とを含む。送信装置１１０は、ユーザデータを含む無線フレームを変調してベースバンドＯＦＤＭ信号を生成し、ベースバンドＯＦＤＭ信号を無線周波数帯にアップコンバートしたＯＦＤＭ信号１０１を送信する。但し、この無線フレームはＡＧＣプリアンブルを含まない。
【００２８】
また、送信装置１１０は、ＡＧＣプリアンブルを変調して無線周波数帯にアップコンバートしたＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する。このとき、送信装置１１０は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信される期間の次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１と同じ搬送波周波数で、そのＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する。
【００２９】
受信装置１３０は、送信装置１１０が送信したＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信する。また、受信装置１３０は、ＯＦＤＭ信号１０１を受信する際に利得制御を行う。但し、受信装置１３０は、ＯＦＤＭ信号１０１の受信時に行う利得制御に、そのＯＦＤＭ信号１０１を受信した期間の１つ前の期間に受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２から検出した受信電力の情報を利用する。
【００３０】
あるＯＦＤＭ信号１０１を受信した期間の１つ前の期間に受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２の搬送波周波数は、そのＯＦＤＭ信号１０１の搬送波周波数と同じである。そのため、このＡＧＣプリアンブル信号１０２から検出した受信電力の情報を利用することで、ＯＦＤＭ信号１０１が伝送された伝搬路の状況を適切に反映した利得制御が可能になる。
【００３１】
また、無線フレームにＡＧＣプリアンブルを含まないため、無線フレームのフレーム長が短縮されても無線フレームに占めるＡＧＣプリアンブルの割合が０のままである。そのため、周波数ホッピングの高速化に伴う伝送効率の低下を抑制することができる。
【００３２】
ここで、図３を参照しながら、ＡＧＣプリアンブルを含む無線フレームの構造について説明する。図３は、ＡＧＣプリアンブルを含む無線フレームの構造の例を示した図である。但し、図３には、一例として、PLCP Protocol Data Unit（ＰＰＤＵ）フレームの構造が示されている。
【００３３】
ＰＰＤＵフレームの先頭には、Physical Layer Convergence Protocol（ＰＬＣＰ）プリアンブルが存在する。また、ＰＬＣＰプリアンブルに続いてＳＩＧＮＡＬ部が伝送される。ＳＩＧＮＡＬ部は、続いて伝送されるデータ部の伝送速度やデータ長などのパラメータを保持する部分である。ＳＩＧＮＡＬ部に続いてデータ部が伝送される。データ部では、ユーザデータがＯＦＤＭ変調されて複数のシンボルで伝送される。データ部のデータは、例えば、ＳＩＧＮＡＬ部で指定される伝送速度に対応する変調方式及び符号化率で変調され、連続したＯＦＤＭシンボルとして伝送される。
【００３４】
ＰＬＣＰプリアンブルは、パケットの検出、シンボルタイミング同期、搬送波周波数オフセット同期、伝送路特性の等化などを行うためのシンボルを含む。ＰＬＣＰプリアンブルは、大きく分けてショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルとに分けられる。先頭に位置する１０個の短いシンボルｔ1、ｔ2、…、ｔ0がショートトレーニングシンボル、続いて伝送される２個の長いシンボルＴ1、Ｔ2がロングトレーニングシンボルである。
【００３５】
ショートトレーニングシンボルは、パケット検出などを最初に行うために用いられる。また、ＡＧＣプリアンブルの機能は、ショートトレーニングシンボルを用いて実現される。一方、ロングトレーニングシンボルは、ＯＦＤＭシンボルを２つ連結すると共に、通常の倍の長さを有するガードインターバルを付加したものである。ロングトレーニングシンボルは、伝送路推定や詳細な周波数オフセット推定などに利用される。
【００３６】
以上、ＡＧＣプリアンブルを含む無線フレームの構造について説明した。
次に、図４〜図６を参照しながら、送信装置１１０の機能について説明する。
図４は、第２の実施の形態に係る送信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
【００３７】
図４に示すように、送信装置１１０は、制御部１１１と、ＦＨ制御部１１２と、ＧＰＳアンテナ１１３と、第１キャリア生成部１１４と、ＯＦＤＭ信号送信部１１５とを有する。さらに、送信装置１１０は、第２キャリア生成部１１６と、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７と、ミキサ１１８と、送信アンプ１１９と、送信アンテナ１２０と、読み取り装置１２１とを有する。
【００３８】
なお、読み取り装置１２１は、光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体７ａに記録されたプログラムやデータを読み取る装置である。
制御部１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１ａ及びメモリ１１１ｂを有する。ＣＰＵ１１１ａは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ１１１ｂは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。ＣＰＵ１１１ａは、例えば、読み取り装置１２１が記録媒体７ａから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ１１１ｂにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
【００３９】
ＦＨ制御部１１２は、ＣＰＵ１１２ａ及びメモリ１１２ｂを有する。ＣＰＵ１１２ａは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ１１２ｂは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。ＣＰＵ１１２ａは、例えば、読み取り装置１２１が記録媒体７ａから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ１１２ｂにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
【００４０】
制御部１１１は、ＦＨ制御部１１２、第１キャリア生成部１１４、ＯＦＤＭ信号送信部１１５、第２キャリア生成部１１６、及びＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７の動作を制御する。ＧＰＳアンテナ１１３は、Global Positioning System（ＧＰＳ）からＧＰＳ信号を受信するためのアンテナである。ＧＰＳ信号には、衛星送信時間を示す絶対時刻に関する情報が含まれる。ＦＨ制御部１１２は、ＧＰＳアンテナ１１３を介してＧＰＳ信号を受信する。なお、ここでは同期用の時刻情報を取得する方法としてＧＰＳを利用する方法を例示するが、同期用の時刻情報が得られるのであれば他の方法を利用してもよい。
【００４１】
ＦＨ制御部１１２は、第１キャリア生成部１１４を制御して期間毎にＯＦＤＭ信号１０１を送信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。また、ＦＨ制御部１１２は、第２キャリア生成部１１６を制御して期間毎にＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。
【００４２】
なお、ＦＨ制御部１１２は、上位レイヤから与えられるＦＨ規則、及びＧＰＳ信号から得られる絶対時刻の情報などに基づいて利用帯域の中心周波数を切り替える。例えば、ＦＨ制御部１１２は、絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングを判断し、期間ＴにおけるＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に利用する帯域の中心周波数をＦＨ規則に基づいて認識する。
【００４３】
利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングになった場合、ＦＨ制御部１１２は、ＯＦＤＭ信号１０１の送信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第１キャリア生成部１１４に入力する。また、ＦＨ制御部１１２は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第２キャリア生成部１１６に入力する。このとき、ＦＨ制御部１１２は、次回の切り替え時にＯＦＤＭ信号１０１の送信に利用する帯域の中心周波数を、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に利用する帯域の中心周波数にする。
【００４４】
第１キャリア生成部１１４は、ＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる搬送波を生成し、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第１キャリア生成部１１４は、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に供給する搬送波の周波数をＦＨ制御部１１２から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第１キャリア生成部１１４の機能は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）シンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
【００４５】
ＯＦＤＭ信号送信部１１５には、ユーザデータが入力される。ＯＦＤＭ信号送信部１１５は、入力されたユーザデータを変調してベースバンドＯＦＤＭ信号を生成する。また、ＯＦＤＭ信号送信部１１５は、第１キャリア生成部１１４から供給される搬送波とベースバンドＯＦＤＭ信号とをミキシングして周波数変換（アップコンバート）を行い、搬送波帯域のＯＦＤＭ信号１０１を生成する。ＯＦＤＭ信号送信部１１５により生成されたＯＦＤＭ信号１０１は、ミキサ１１８に入力される。
【００４６】
第２キャリア生成部１１６は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる搬送波を生成し、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第２キャリア生成部１１６は、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７に供給する搬送波の周波数をＦＨ制御部１１２から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第２キャリア生成部１１６の機能は、例えば、ＰＬＬシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
【００４７】
ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７は、既知のシンボルで形成されるＡＧＣプリアンブルを変調し、ベースバンド帯域のＡＧＣプリアンブル信号を生成する。また、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７は、第２キャリア生成部１１６から供給される搬送波とベースバンド帯域のＡＧＣプリアンブル信号とをミキシングして周波数変換（アップコンバート）を行い、搬送波帯域のＡＧＣプリアンブル信号１０２を生成する。ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７により生成されたＡＧＣプリアンブル信号１０２は、ミキサ１１８に入力される。
【００４８】
ＯＦＤＭ信号送信部１１５により生成されたＯＦＤＭ信号１０１と、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７により生成されたＡＧＣプリアンブル信号１０２とはミキサ１１８にて重畳され、送信アンプ１１９に入力される。また、重畳されたＯＦＤＭ信号１０１とＡＧＣプリアンブル信号１０２とは送信アンプ１１９で増幅され、送信アンテナ１２０を介して受信装置１３０へと送信される。
【００４９】
ここで、図５を参照しながら、ＦＨ制御部１１２の機能についてさらに説明する。図５は、第２の実施の形態に係る送信装置が有するＦＨ制御部の例を示したブロック図である。
【００５０】
図５に示すように、ＦＨ制御部１１２は、ＧＰＳ信号受信部１１２１と、タイミング信号生成部１１２２と、絶対時刻計算部１１２３とを有する。さらに、ＦＨ制御部１１２は、周波数計算部１１２４と、周波数切替制御部１１２５と、遅延部１１２６と、第１周波数設定部１１２７と、第２周波数設定部１１２８とを有する。
【００５１】
なお、絶対時刻計算部１１２３、周波数計算部１１２４、遅延部１１２６、第１周波数設定部１１２７、第２周波数設定部１１２８は、ＣＰＵ１１２ａに実行させるソフトウェアとして実現可能である。ＧＰＳ信号受信部１１２１、タイミング信号生成部１１２２、周波数切替制御部１１２５は、例えば、ＣＰＵ１１２ａ及びメモリ１１２ｂとは異なるハードウェアとして実装される。
【００５２】
ＧＰＳ信号受信部１１２１は、ＧＰＳアンテナ１１３を介してＧＰＳ信号を受信する。また、ＧＰＳ信号受信部１１２１は、ＧＰＳ信号から衛星送信時刻を示す絶対時刻の情報及び１マイクロ秒単位のタイミング信号を取得する。ＧＰＳ信号受信部１１２１によりＧＰＳ信号から取得されたタイミング信号は、タイミング信号生成部１１２２に入力される。また、ＧＰＳ信号受信部１１２１によりＧＰＳ信号から取得された絶対時刻の情報は、絶対時刻計算部１１２３に入力される。
【００５３】
タイミング信号生成部１１２２は、ＧＰＳ信号受信部１１２１から入力されたタイミング信号に基づき、周波数ホッピングの周期を示すＦＨタイミング信号を生成する。また、ＧＰＳ信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、タイミング信号生成部１１２２は、受信できたタイミング信号を用いて補間処理を実施し、受信できなかったタイミング信号を補間してＦＨタイミング信号を生成する。タイミング信号生成部１１２２により生成されたＦＨタイミング信号は、周波数切替制御部１１２５に入力される。
【００５４】
絶対時刻計算部１１２３は、ＧＰＳ信号受信部１１２１から入力された絶対時刻の情報を周波数計算部１１２４に入力する。また、ＧＰＳ信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、絶対時刻計算部１１２３は、受信できた絶対時刻の情報を用いて補間処理を実施し、受信できなかった絶対時刻の情報を生成する。
【００５５】
周波数切替制御部１１２５は、制御部１１１から受けた周波数ホッピングの開始指示に応じて搬送波周波数の切り替え制御を実施する。このとき、周波数切替制御部１１２５は、タイミング信号生成部１１２２から入力されたＦＨタイミング信号に同期して搬送波周波数の切り替え制御を実施する。また、周波数切替制御部１１２５は、搬送波周波数の切り替えタイミングを制御部１１１、周波数計算部１１２４、第１周波数設定部１１２７、及び第２周波数設定部１１２８に通知する。
【００５６】
周波数計算部１１２４は、上位レイヤから入力されたＦＨ規則、及び絶対時刻計算部１１２３から入力された絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数の切り替えパターンを計算する。例えば、周波数計算部１１２４は、ＦＨ規則を参照し、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数の情報を抽出する。また、周波数計算部１１２４は、周波数切替制御部１１２５から受ける切り替えタイミングの通知に応じて利用帯域の中心周波数の情報を遅延部１１２６及び第２周波数設定部１１２８に入力する。
【００５７】
遅延部１１２６には、遅延期間の情報が予め設定されている。遅延部１１２６は、周波数計算部１１２４から入力された利用帯域の中心周波数の情報の出力を遅延させる。例えば、遅延期間が１期間の場合、遅延部１１２６は、現在の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる利用帯域の中心周波数の情報を第１周波数設定部１１２７に入力する。このとき、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる利用帯域の中心周波数の情報が、周波数計算部１１２４から第２周波数設定部１１２８へと入力される。
【００５８】
第１周波数設定部１１２７は、遅延部１１２６から入力された利用帯域の中心周波数の情報に基づいて第１キャリア生成部１１４により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第１周波数設定部１１２７は、ＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数を設定する。また、第２周波数設定部１１２８は、第２キャリア生成部１１６により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第２周波数設定部１１２８は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる帯域の中心周波数を設定する。なお、第１周波数設定部１１２７及び第２周波数設定部１１２８による利用帯域の中心周波数の設定は、周波数切替制御部１１２５による切り替えタイミングの通知に応じて実行される。
【００５９】
以上、ＦＨ制御部１１２についてさらに説明した。
次に、図６を参照しながら、ＯＦＤＭ信号送信部１１５の例についてさらに説明する。図６は、第２の実施の形態に係る送信装置が有するＯＦＤＭ信号送信部の例を示したブロック図である。
【００６０】
図６に示すように、ＯＦＤＭ信号送信部１１５は、シンボルマッパ１１５１と、直並列変換器１１５２と、逆離散フーリエ変換器１１５３と、並直列変換器１１５４とを有する。さらに、ＯＦＤＭ信号送信部１１５は、実数部抽出器１１５５と、ミキサ１１５６と、バンドパスフィルタ１１５７とを有する。
【００６１】
ユーザデータが入力されると、シンボルマッパ１１５１によりユーザデータを形成する各ビットがコンステレーション上のシンボルにマッピングされ、シンボル列が生成される。シンボルマッパ１１５１から出力されるシンボル列は、直並列変換器１１５２に入力され、直並列変換される。直並列変換されたシンボルは逆離散フーリエ変換器１１５３に入力され、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）によりＯＦＤＭシンボルの標本値が生成される。逆離散フーリエ変換器１１５３として、例えば、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）器を使用できる。
【００６２】
逆離散フーリエ変換器１１５３により生成されたＯＦＤＭシンボルの標本値は、並直列変換器１１５４により並直列変換され、実数部抽出器１１５５により実数部が抽出されてベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。ベースバンドＯＦＤＭ信号は、ミキサ１１５６により、第１キャリア生成部１１４から供給される搬送波とミキシングされ、搬送波帯域のＯＦＤＭ信号１０１が生成される。ＯＦＤＭ信号１０１は、バンドパスフィルタ１１５７を介してミキサ１１８へと出力される。
【００６３】
以上、ＯＦＤＭ信号送信部１１５の例についてさらに説明した。なお、図６に示した要素の他、ガードインターバルを付加する要素、インターリーバ、誤り検出・誤り訂正符号化器などの要素を含んでいてもよい。
【００６４】
次に、図７〜図９を参照しながら、受信装置１３０の機能について説明する。
図７は、第２の実施の形態に係る受信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
【００６５】
図７に示すように、受信装置１３０は、制御部１３１と、ＧＰＳアンテナ１３２と、ＦＨ制御部１３３と、第２キャリア生成部１３４と、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５とを有する。また、受信装置１３０は、第１キャリア生成部１３６と、ＯＦＤＭ信号受信部１３７と、受信アンテナ１３８と、受信アンプ１３９と、利得制御部１４０と、読み取り装置１４１とを有する。
【００６６】
なお、読み取り装置１４１は、光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体７ｂに記録されたプログラムやデータを読み取る装置である。
制御部１３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１ａ及びメモリ１３１ｂを有する。ＣＰＵ１３１ａは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ１３１ｂは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。ＣＰＵ１３１ａは、例えば、読み取り装置１４１が記録媒体７ｂから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ１３１ｂにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
【００６７】
ＦＨ制御部１３３は、ＣＰＵ１３３ａ及びメモリ１３３ｂを有する。ＣＰＵ１３３ａは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ１３３ｂは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。ＣＰＵ１３３ａは、例えば、読み取り装置１４１が記録媒体７ｂから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ１３３ｂにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
【００６８】
制御部１３１は、ＦＨ制御部１３３、第２キャリア生成部１３４、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５、第１キャリア生成部１３６、ＯＦＤＭ信号受信部１３７、及び利得制御部１４０の動作を制御する。ＧＰＳアンテナ１３２は、ＧＰＳ信号を受信するためのアンテナである。ＦＨ制御部１３３は、ＧＰＳアンテナ１３２を介してＧＰＳ信号を受信する。なお、ここでは同期用の時刻情報を取得する方法としてＧＰＳを利用する方法を例示するが、同期用の時刻情報が得られるのであれば他の方法を利用してもよい。
【００６９】
ＦＨ制御部１３３は、第１キャリア生成部１３６を制御して期間毎にＯＦＤＭ信号１０１を受信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。また、ＦＨ制御部１３３は、第２キャリア生成部１３４を制御して期間毎にＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。
【００７０】
なお、ＦＨ制御部１３３は、上位レイヤから与えられるＦＨ規則、及びＧＰＳ信号から得られる絶対時刻の情報などに基づいて利用帯域の中心周波数を切り替える。例えば、ＦＨ制御部１３３は、絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングを判断し、期間ＴにおけるＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に利用する帯域の中心周波数をＦＨ規則に基づいて認識する。
【００７１】
利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングになった場合、ＦＨ制御部１３３は、ＯＦＤＭ信号１０１の受信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第１キャリア生成部１３６に入力する。また、ＦＨ制御部１３３は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第２キャリア生成部１３４に入力する。このとき、ＦＨ制御部１３３は、次回の切り替え時にＯＦＤＭ信号１０１の受信に利用する帯域の中心周波数を、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に利用する帯域の中心周波数にする。
【００７２】
第１キャリア生成部１３６は、ＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる搬送波を生成し、ＯＦＤＭ信号受信部１３７に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第１キャリア生成部１３６は、ＯＦＤＭ信号受信部１３７に供給する搬送波の周波数をＦＨ制御部１３３から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第１キャリア生成部１３６の機能は、例えば、ＰＬＬシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
【００７３】
第２キャリア生成部１３４は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる搬送波を生成し、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第２キャリア生成部１３４は、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５に供給する搬送波の周波数をＦＨ制御部１３３から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第２キャリア生成部１３４の機能は、例えば、ＰＬＬシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
【００７４】
ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５は、受信アンテナ１３８を介して受信された搬送波帯域のＡＧＣプリアンブル信号１０２と、第２キャリア生成部１３４から供給される搬送波とをミキシングして周波数変換（ダウンコンバート）を行い、ベースバンド帯域のＡＧＣプリアンブル信号を生成する。また、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５は、ベースバンド帯域のＡＧＣプリアンブル信号の受信電力を検出する。ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５により検出されたＡＧＣプリアンブル信号の受信電力は、利得制御部１４０に入力される。
【００７５】
利得制御部１４０は、ＡＧＣプリアンブル信号の受信電力に基づいて受信アンプ１３９による受信信号の増幅度を制御する。受信アンプ１３９は、利得制御部１４０による制御に応じて増幅度を設定し、設定した増幅度で、受信アンテナ１３８を介して受信されるＯＦＤＭ信号１０１を増幅する。受信アンプ１３９により増幅されたＯＦＤＭ信号１０１は、ＯＦＤＭ信号受信部１３７に入力される。
【００７６】
ＯＦＤＭ信号受信部１３７は、第１キャリア生成部１３６から供給される搬送波と搬送波帯域のＯＦＤＭ信号１０１とをミキシングして周波数変換（ダウンコンバート）を行い、ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成する。また、ＯＦＤＭ信号受信部１３７は、ベースバンドＯＦＤＭ信号を復調してユーザデータを復元する。ＯＦＤＭ信号受信部１３７により復元されたユーザデータは、上位レイヤへと出力される。
【００７７】
ここで、図８を参照しながら、ＦＨ制御部１３３の機能についてさらに説明する。図８は、第２の実施の形態に係る受信装置が有するＦＨ制御部の例を示したブロック図である。
【００７８】
図８に示すように、ＦＨ制御部１３３は、ＧＰＳ信号受信部１３３１と、タイミング信号生成部１３３２と、絶対時刻計算部１３３３とを有する。さらに、ＦＨ制御部１３３は、周波数計算部１３３４と、周波数切替制御部１３３５と、遅延部１３３６と、第１周波数設定部１３３７と、第２周波数設定部１３３８とを有する。
【００７９】
なお、絶対時刻計算部１３３３、周波数計算部１３３４、遅延部１３３６、第１周波数設定部１３３７、第２周波数設定部１３３８は、ＣＰＵ１３３ａに実行させるソフトウェアとして実現可能である。ＧＰＳ信号受信部１３３１、タイミング信号生成部１３３２、周波数切替制御部１３３５は、例えば、ＣＰＵ１３３ａ及びメモリ１３３ｂとは異なるハードウェアとして実装される。
【００８０】
ＧＰＳ信号受信部１３３１は、ＧＰＳアンテナ１３２を介してＧＰＳ信号を受信する。また、ＧＰＳ信号受信部１３３１は、ＧＰＳ信号から衛星送信時刻を示す絶対時刻の情報及び１マイクロ秒単位のタイミング信号を取得する。ＧＰＳ信号受信部１３３１によりＧＰＳ信号から取得されたタイミング信号は、タイミング信号生成部１３３２に入力される。また、ＧＰＳ信号受信部１３３１によりＧＰＳ信号から取得された絶対時刻の情報は、絶対時刻計算部１３３３に入力される。
【００８１】
タイミング信号生成部１３３２は、ＧＰＳ信号受信部１３３１から入力されたタイミング信号に基づき、周波数ホッピングの周期を示すＦＨタイミング信号を生成する。また、ＧＰＳ信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、タイミング信号生成部１３３２は、受信できたタイミング信号を用いて補間処理を実施し、受信できなかったタイミング信号を補間してＦＨタイミング信号を生成する。タイミング信号生成部１３３２により生成されたＦＨタイミング信号は、周波数切替制御部１３３５に入力される。
【００８２】
絶対時刻計算部１３３３は、ＧＰＳ信号受信部１３３１から入力された絶対時刻の情報を周波数計算部１３３４に入力する。また、ＧＰＳ信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、絶対時刻計算部１３３３は、受信できた絶対時刻の情報を用いて補間処理を実施し、受信できなかった絶対時刻の情報を生成する。
【００８３】
周波数切替制御部１３３５は、制御部１３１から受けた周波数ホッピングの開始指示に応じて利用帯域の中心周波数の切り替え制御を実施する。このとき、周波数切替制御部１３３５は、タイミング信号生成部１３３２から入力されたＦＨタイミング信号に同期して利用帯域の中心周波数の切り替え制御を実施する。また、周波数切替制御部１３３５は、利用帯域の中心周波数の切り替えタイミングを制御部１３１、周波数計算部１３３４、第１周波数設定部１３３７、及び第２周波数設定部１３３８に通知する。
【００８４】
周波数計算部１３３４は、上位レイヤから入力されたＦＨ規則、及び絶対時刻計算部１３３３から入力された絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数の切り替えパターンを計算する。例えば、周波数計算部１３３４は、ＦＨ規則を参照し、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数の情報を抽出する。また、周波数計算部１３３４は、周波数切替制御部１３３５から受ける切り替えタイミングの通知に応じて利用帯域の中心周波数の情報を遅延部１３３６及び第２周波数設定部１３３８に入力する。
【００８５】
遅延部１３３６には、遅延期間の情報が予め設定されている。この遅延期間は、送信装置１１０のＦＨ制御部１１２が有する遅延部１１２６に設定された遅延期間と同じである。遅延部１３３６は、周波数計算部１３３４から入力された利用帯域の中心周波数の情報の出力を遅延させる。例えば、遅延期間が１期間の場合、遅延部１３３６は、現在の期間に送信されたＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数の情報を第１周波数設定部１３３７に入力する。このとき、次の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数の情報が、周波数計算部１３３４から第２周波数設定部１３３８へと入力される。
【００８６】
第１周波数設定部１３３７は、遅延部１３３６から入力された利用帯域の中心周波数の情報に基づいて第１キャリア生成部１３６により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第１周波数設定部１３３７は、ＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数を設定する。また、第２周波数設定部１３３８は、第２キャリア生成部１３４により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第２周波数設定部１３３８は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる帯域の中心周波数を設定する。なお、第１周波数設定部１３３７及び第２周波数設定部１３３８による利用帯域の中心周波数の設定は、周波数切替制御部１３３５による切り替えタイミングの通知に応じて実行される。
【００８７】
以上、ＦＨ制御部１３３についてさらに説明した。
次に、図９を参照しながら、ＯＦＤＭ信号受信部１３７の例についてさらに説明する。図９は、第２の実施の形態に係る受信装置が有するＯＦＤＭ信号受信部の例を示したブロック図である。
【００８８】
図９に示すように、ＯＦＤＭ信号受信部１３７は、位相変換器１３７１と、ミキサ１３７２、１３７４と、ローパスフィルタ１３７３、１３７５と、標本化器１３７６とを有する。さらに、ＯＦＤＭ信号受信部１３７は、直並列変換器１３７７と、離散フーリエ変換器１３７８と、並直列変換器１３７９と、判定器１３８０とを有する。
【００８９】
ＯＦＤＭ信号受信部１３７に入力されたＯＦＤＭ信号１０１は、ミキサ１３７２、１３７４に入力される。ミキサ１３７２には、位相変換器１３７１により第１キャリア生成部１３６から供給された搬送波の位相をπ／２だけずらした信号が入力される。この信号とＯＦＤＭ信号１０１とがミキサ１３７２によりミキシングされ、ローパスフィルタ１３７３に入力されてベースバンドＯＦＤＭ信号の直交（Quadrature-phase）成分が抽出される。ベースバンドＯＦＤＭ信号の直交成分は、標本化器１３７６に入力される。
【００９０】
また、ミキサ１３７４には第１キャリア生成部１３６から供給された搬送波が入力され、この搬送波とＯＦＤＭ信号１０１とがミキサ１３７４によりミキシングされる。また、ミキサ１３７４から出力された信号がローパスフィルタ１３７５に入力され、ベースバンドＯＦＤＭ信号の同相（In-phase）成分が抽出される。ベースバンドＯＦＤＭ信号の同相成分は、標本化器１３７６に入力される。標本化器１３７６ではベースバンドＯＦＤＭ信号の同相成分及び直交成分に基づいて標本化が行われ、標本値が直並列変換器１３７７に入力される。
【００９１】
直並列変換器１３７７に入力された標本値は直並列変換され、離散フーリエ変換器１３７８により離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）が施されて複素シンボルが抽出される。離散フーリエ変換器１３７８として、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）器を使用できる。抽出された複素シンボルは、並直列変換器１３７９により並直列変換された後、判定器１３８０により各複素シンボルに対応するビットが判定され、ユーザデータのビット列が復元される。判定器１３８０から出力されたユーザデータは、上位レイヤへと出力される。
【００９２】
以上、ＯＦＤＭ信号受信部１３７の例についてさらに説明した。なお、図９に示した要素の他、ガードインターバルを除去する要素、デインターリーバ、誤り検出・誤り訂正復号器などの要素を含んでいてもよい。
【００９３】
以上、第２の実施の形態に係る無線通信システム１００、送信装置１１０、及び受信装置１３０の例について説明した。
ここで、図１０及び図１１を参照しながら、無線フレームにＡＧＣプリアンブルを挿入して送信する他の周波数ホッピング（ＦＨ）方式に係る無線通信システム９０の例を紹介する。
【００９４】
図１０は、他のＦＨ方式に係る無線通信システムの例を示した図である。
図１０に示すように、ＦＨ方式に係る無線通信システム９０は、送信装置９１と、受信装置９２とを含む。送信装置９１は、ＡＧＣプリアンブルを含む無線フレーム９３を送信する。受信装置９２は、無線フレーム９３を受信し、受信した無線フレーム９３からＡＧＣプリアンブルを抽出してＡＧＣ処理に利用する。なお、無線フレーム９３は、期間毎に異なる周波数で送信される。
【００９５】
例えば、無線フレーム９３は、図１１に示すような方法で送信される。図１１は、ＦＨ方式に係る送信方法の例を示した図である。
図１１に示すように、無線フレーム９３は、ＡＧＣプリアンブル、同期用プリアンブル、及びユーザデータを含む。ＡＧＣプリアンブルは、受信装置９２が受信電力の検出に用いる既知のシンボルである。同期用プリアンブルは、受信装置９２が受信タイミングの微調整や受信周波数の微調整に用いる既知のシンボルである。ユーザデータは、無線通信システム９０において送信装置９１から受信装置９２へと伝送される情報である。
【００９６】
図１１の例では、期間Ｔ1において中心周波数Ｆ1の帯域で無線フレーム９３が送信される。また、期間Ｔ1の次の期間Ｔ2では、中心周波数がＦ5に切り替えられ、中心周波数Ｆ5の帯域で無線フレーム９３が送信される。同様に、期間Ｔ3、Ｔ4、…では、それぞれ中心周波数Ｆ3、Ｆ2、…の帯域で無線フレーム９３が送信される。
【００９７】
以上、他のＦＨ方式に係る無線通信システム９０の例について説明した。
次に、図１２〜図１５を参照しながら、無線通信システム１００を適用した場合の効果について述べる。
【００９８】
図１２は、ＦＨ方式の高速化について説明する第１の図である。
一例として、１期間の長さが１０００マイクロ秒である場合について考える。この場合、ＦＨ方式の無線通信システムにおいては、図１２に示すように、１０００マイクロ秒毎に利用帯域の中心周波数が切り替えられる。また、ＡＧＣプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さが合計３００マイクロ秒であれば、ユーザデータの長さは７００マイクロ秒となる。なお、ＡＧＣプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さは固定の長さである。ＡＧＣプリアンブルの長さを短くすると受信側でＡＧＣ処理を正常に機能させることが難しくなるおそれがあるため、通常はＡＧＣプリアンブルの長さを固定する。
【００９９】
周波数ホッピングを短周期化（搬送波周波数の切り替えを高速化）する場合、周波数ホッピングのタイミング及びユーザデータの長さは、図１３のようになる。図１３は、ＦＨ方式の高速化について説明する第２の図である。
【０１００】
例えば、周波数ホッピングの周期を１／２にする場合、図１３に示すように、１期間の長さは、５００マイクロ秒になる。この場合、１期間に送信可能な無線フレームの長さも５００マイクロ秒になるが、上記のようにＡＧＣプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さは固定の長さである。従って、無線通信システム９０を適用する場合、ユーザデータの長さは、２００マイクロ秒に短縮される。一方、無線通信システム１００を適用する場合、ＡＧＣプリアンブルを含まない分、短縮される割合が小さくて済む。
【０１０１】
長周期の場合及び短周期の場合における伝送効率の違いについて図１４にまとめた。図１４は、第２の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第１の図である。なお、図１４において、長周期（搬送波周波数の切り替えが低速）の場合とは図１２の例を示し、短周期（搬送波周波数の切り替えが高速）の場合（Ａ）とは図１３の例を示す。短周期の場合（Ｂ）とは無線通信システム１００を適用した場合の例を示す。
【０１０２】
図１４に示すように、長周期の場合、ＡＧＣプリアンブルの長さと同期用プリアンブルの長さとを合計した固定シンボル長は、３００マイクロ秒である。また、無線フレームの長さが１０００マイクロ秒であることから、ユーザデータの長さは７００マイクロ秒となる。従って、無線フレームに占めるユーザデータの割合を示す伝送効率は７０％となる。
【０１０３】
同様にして短周期の場合（Ａ）における伝送効率を計算すると、その伝送効率は４０％となる。一方、無線通信システム１００のようにＡＧＣプリアンブルを無線フレームに含めない構造にすると、短周期の場合（Ｂ）に示すように、周波数ホッピングを高速化しても高い伝送効率（７０％）を維持することが可能になる。
【０１０４】
なお、ＡＧＣプリアンブル長及び同期用プリアンブル長を図１４に示した値に設定し、無線フレーム長を変化させた場合、無線フレーム長と伝送効率との関係は、図１５のようになる。図１５は、第２の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第２の図である。但し、図１５に破線で示したグラフは、ＡＧＣプリアンブル長が１５０マイクロ秒、同期用プリアンブル長が１５０マイクロ秒に設定された場合のデータを示している。一方、図１５に実線で示したグラフは、無線フレームに含まれるＡＧＣプリアンブル長を０とし、同期用プリアンブル長を１５０マイクロ秒に設定した場合のデータを示している。
【０１０５】
図１５から分かるように、無線フレーム長を短くするにつれて実線と破線との間隔が大きくなる。つまり、周波数ホッピングの周期を短くして１期間に送信される無線フレームの長さを短縮する場合に、無線フレームより前にＡＧＣプリアンブルを送信することで、無線フレームにＡＧＣプリアンブルを含めるよりも伝送効率の低下を抑制することが可能になる。なお、無線通信システム１００は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２を別途送信しており、受信装置１３０で適切にＡＧＣ処理を行っている。そのため、受信品質及び伝送効率を維持しつつ、周波数ホッピングの高速化を実現することができる。
【０１０６】
以上、無線通信システム１００を適用した場合の効果について説明した。
次に、図１６及び図１７を参照しながら、第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信方法について説明する。
【０１０７】
図１６は、第２の実施の形態に係る送信方法の例を示した第１の図である。
図１６には、周波数ホッピングを開始するまでに送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２及びＯＦＤＭ信号１０１の送信方法が示されている。なお、図１６は、ハッチングが施された領域に対応する期間に、その領域に対応する周波数の帯域で信号が送信されることを示している。但し、各領域に対応する信号は、その領域に対応する帯域の全てを利用して送信されなくてもよい。
【０１０８】
図１６に示すように、送信処理を開始すると、送信装置１１０は、一定期間、ＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する。図１６の例では、期間Ｔ1、Ｔ2、…、Ｔ5の期間、中心周波数Ｆ1の帯域Ｄ1でＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信される。この期間に送信されたＡＧＣプリアンブル信号１０２は、受信装置１３０により受信され、ＡＧＣ引き込み処理に利用される。そのため、ＡＧＣ引き込み処理を行うのに十分な長さのＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信される。なお、ＡＧＣ引き込み処理に用いるＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に利用する中心周波数Ｆ1は予め設定される。
【０１０９】
ＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信された後、周波数ホッピングの開始前までに少なくとも予め設定された期間だけＯＦＤＭ信号１０１が送信される。図１６の例では、期間Ｔ6、Ｔ7にＯＦＤＭ信号１０１が送信されている。また、図１６の例では期間Ｔ10からＯＦＤＭ信号１０１の周波数ホッピングが開始されるため、期間Ｔ9までの期間にＯＦＤＭ信号１０１が継続的に送信されている。なお、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力に基づいて受信装置１３０による利得制御が行われるため、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の周波数ホッピングは、ＯＦＤＭ信号の周波数ホッピングが開始される期間（Ｔ10）よりも前の期間（Ｔ9）に開始される。
【０１１０】
また、周波数ホッピングが開始される前に送信されるＯＦＤＭ信号１０１には、周波数ホッピングの開始時刻を示す情報がユーザデータとして含まれる。例えば、期間Ｔ9にＡＧＣプリアンブル信号１０２の周波数ホッピングを開始することを示す情報がＯＦＤＭ信号１０１に乗せて受信装置１３０に伝達される。
【０１１１】
受信装置１３０は、ＯＦＤＭ信号１０１に乗せて伝達された周波数ホッピングの開始時刻を参照して、送信装置１１０との間で周波数ホッピングの開始時刻を合わせる。
ＡＧＣプリアンブル信号１０２の周波数ホッピング開始時刻になると、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の利用帯域の中心周波数が切り替えられる。図１６の例では、次の期間Ｔ10に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の中心周波数Ｆ5と同じ周波数にＡＧＣプリアンブル信号１０２の中心周波数が切り替えられ、その中心周波数の帯域で期間Ｔ9にＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信されている。期間Ｔ10では、中心周波数Ｔ5の帯域でＯＦＤＭ信号１０１が送信されている。また、期間Ｔ11に送信されるＯＦＤＭ信号１０１と同じ中心周波数の帯域で期間Ｔ10にＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信されている。
【０１１２】
周波数ホッピングの開始後、図１７に示すように、利用帯域の中心周波数が期間毎に切り替えられながら、ＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信される。図１７は、第２の実施の形態に係る送信方法の例を示した第２の図である。
【０１１３】
図１７の例では、期間Ｔ9以降、ＯＦＤＭ信号１０１の中心周波数がＦ1、Ｆ5、Ｆ3、Ｆ2、Ｆ4…の順で期間毎に切り替えられている。また、この切り替えに伴い、期間Ｔ9以降、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の中心周波数がＦ5、Ｆ3、Ｆ2、Ｆ4、…の順で期間毎に切り替えられている。但し、ある期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の中心周波数と同じ周波数で、その前の期間にＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信されている。そのため、ある期間にＯＦＤＭ信号１０１を受信した受信装置１３０は、その前の期間に受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力に基づいて利得制御ができる。
【０１１４】
また、ＯＦＤＭ信号１０１にＡＧＣプリアンブルが含まれないため、周波数ホッピングを高速化しても無線フレームに占めるＡＧＣプリアンブルの割合は０のままであり、周波数ホッピングの高速化に伴う伝送効率の低下が抑制される。また、ＯＦＤＭ信号１０１の受信前に、そのＯＦＤＭ信号１０１と同じ中心周波数で送信されたＡＧＣプリアンブル信号１０２が受信装置１３０で得られているため、そのＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力に基づく適切な利得制御が可能になる。
【０１１５】
なお、図１６及び図１７の例ではＡＧＣプリアンブル信号１０２が各期間の全体（無線フレームと同じ長さ）で送信されるように記載されていたが、期間の一部（無線フレームより短い時間）だけで送信されるようにしてもよい。例えば、無線フレームの長さが１ミリ秒の場合に、１５０マイクロ秒だけＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信されるようにしてもよい。
【０１１６】
次に、図１８〜図２０を参照しながら、無線通信システム１００の変形例を説明する。当該変形例に係る無線通信システム１００Ａ、１００Ｂは、隣接する両システムで送信される信号同士の干渉が生じないように利用帯域の制限や帯域制御などを行う。例えば、無線通信システム１００Ａ、１００Ｂは、無線フレームを伝送する信号の利用帯域と送信タイミングとが隣接する両システム間で重ならないようにスケジューリングを行う。
【０１１７】
図１８は、複数の無線通信システム間の干渉について説明した図である。
無線通信システム１００Ａは、同じ期間にＯＦＤＭ信号１０１Ａ及びＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａを異なる中心周波数の帯域で送信する。同様に、無線通信システム１００Ｂは、同じ期間にＯＦＤＭ信号１０１Ｂ及びＡＧＣプリアンブル信号１０２Ｂを異なる中心周波数の帯域で送信する。そこで、無線通信システム１００Ａ、１００Ｂは、無線フレームを伝送するＯＦＤＭ信号１０１Ａ、１０１Ｂの利用帯域及び送信タイミングを適切にスケジューリングしつつ、ＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａ、１０２Ｂとの干渉が生じないようにする。
【０１１８】
ＯＦＤＭ信号のスペクトラム波形は、図１９のような形状をしている。図１９は、ＯＦＤＭ信号のスペクトラム波形を示した図である。図１９に示すように、ＯＦＤＭ信号は、中心周波数の前後に複数のサブキャリアを配置したスペクトラム波形を有する。一般に、中心周波数のサブキャリア（ゼロキャリア）は、受信側における復調の困難性やノイズ誤差などの影響を受けやすい性質があるために利用されない。従って、ＯＦＤＭ信号は、ゼロキャリアで送信される他の信号と干渉しない。
【０１１９】
そこで、図２０に示すように、同じ期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１のゼロキャリアを利用してＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する方法を提案する。図２０は、複数の無線通信システム間の干渉を回避する方法について説明した図である。なお、図２０の中で、Ａと表示されたハッチング部分は無線通信システム１００Ａで送信される信号を表し、Ｂと表示されたハッチング部分は無線通信システム１００Ｂで送信される信号を表す。
【０１２０】
図２０の例では、期間Ｔ9において、ゼロキャリアを含まないＯＦＤＭ信号１０１Ａ、１０１Ｂが互いに異なる帯域で送信されている。また、期間Ｔ9において、期間Ｔ10に送信されるＯＦＤＭ信号１０１ＡのゼロキャリアでＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａが送信され、期間Ｔ10に送信されるＯＦＤＭ信号１０１ＢのゼロキャリアでＡＧＣプリアンブル信号１０２Ｂが送信されている。期間Ｔ9においては、ＯＦＤＭ信号１０１Ａ、１０１Ｂ、ＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａ、１０２Ｂがそれぞれ異なる中心周波数で送信されているため、干渉は生じない。
【０１２１】
一方、期間Ｔ11に注目すると、ＯＦＤＭ信号１０１Ｂ及びＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａが同じ中心周波数Ｆ2で送信されている。仮にＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａがゼロキャリア以外で送信されたならば、期間Ｔ11でＯＦＤＭ信号１０１ＢとＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａとが干渉し得る。しかし、ＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａがゼロキャリアで送信されているため、期間Ｔ11でＯＦＤＭ信号１０１ＢとＡＧＣプリアンブル信号１０２Ａとの干渉が生じない。図２０の例における期間Ｔ13、Ｔ16、Ｔ18においても同様である。
【０１２２】
上記のような方法を適用すれば、ＯＦＤＭ信号１０１Ａ、１０１Ｂの中心周波数及び送信タイミングだけを適切にスケジューリングすることで容易に干渉を回避することができる。つまり、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の中心周波数で送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２の利用帯域及び送信タイミングを考慮せずとも干渉を回避することが可能になる。また、ＯＦＤＭ方式ではほとんど利用されないゼロキャリアを利用するため、無線帯域の有効利用に寄与する。
【０１２３】
以上、第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号１０１及びＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信方法について説明した。
次に、図２１〜図２３を参照しながら、第２の実施の形態に係る送信装置１１０及び受信装置１３０の動作について説明する。
【０１２４】
まず、送信シーケンスに沿って送信装置１１０の動作を説明する。図２１は、第２の実施の形態に係る送信装置の動作の例を示した図である。
（Ｓ１０１）ユーザがＦＨ規則及び初期周波数の情報を送信装置１１０に入力し、ＦＨ規則及び初期周波数を設定する。なお、初期周波数は、周波数ホッピングの開始前に送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２及びＯＦＤＭ信号１０１の送信に利用する帯域の中心周波数である。また、受信装置１３０にも同じＦＨ規則及び初期周波数が設定される。ユーザにより設定されたＦＨ規則及び初期周波数の情報はＦＨ制御部１１２に入力される。
【０１２５】
（Ｓ１０２）ユーザにより送信開始の指示が制御部１１１に入力される。
（Ｓ１０３）Ｓ１０２で入力された送信開始の指示に応じて、制御部１１１は、ＦＨ制御部１１２に対し、第１キャリア生成部１１４及び第２キャリア生成部１１６に初期周波数を設定するように指示を送る。
【０１２６】
（Ｓ１０４）Ｓ１０３で送られた指示に応じて、ＦＨ制御部１１２は、第２キャリア生成部１１６に初期周波数を設定する。
（Ｓ１０５）Ｓ１０３で送られた指示に応じて、ＦＨ制御部１１２は、第１キャリア生成部１１４に初期周波数を設定する。なお、Ｓ１０５の処理は、Ｓ１０４の処理と順序を入れ替えてもよい。
【０１２７】
（Ｓ１０６）制御部１１１は、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７に対し、周波数ホッピングの開始前にＡＧＣ引き込み処理に利用されるＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信開始を指示する。
【０１２８】
（Ｓ１０７）制御部１１１は、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に対し、周波数ホッピングの開始前に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信開始を指示する。
（Ｓ１０８）制御部１１１は、ＦＨ制御部１１２に対して周波数ホッピングの開始を指示する。
【０１２９】
（Ｓ１０９）周波数ホッピングの開始を指示されたＦＨ制御部１１２は、ＡＧＣプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を制御部１１１に通知する。
（Ｓ１１０）周波数ホッピングの開始時刻を通知された制御部１１１は、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に対して周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
【０１３０】
（Ｓ１１１）周波数ホッピングの開始時刻が設定されたＯＦＤＭ信号送信部１１５は、周波数ホッピングの開始前に送信するＯＦＤＭ信号１０１に乗せて、ＡＧＣプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を受信装置１３０に送信する。
【０１３１】
なお、図２１の符号Ｌで示した領域に含まれる処理Ｓ１１２〜Ｓ１１８は、周波数ホッピングの開始後に実行される処理である。また、これらの処理は、Ｓ１１９の処理で送信終了の指示を受けるまで繰り返し実行される。
【０１３２】
（Ｓ１１２）ＦＨ制御部１１２は、ＧＰＳ信号から抽出したタイミング信号を用いて周波数ホッピングの周期を示すＦＨタイミング信号を生成する。
（Ｓ１１３）ＦＨタイミング信号を取得したＦＨ制御部１１２は、ＦＨタイミング信号を制御部１１１に通知する。
【０１３３】
（Ｓ１１４）ＦＨ制御部１１２は、ＦＨ規則、及びＧＰＳ信号から生成した絶対時刻の情報に基づいて次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数を計算する。
【０１３４】
（Ｓ１１５）ＦＨ制御部１１２は、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数を第２キャリア生成部１１６に設定する。
（Ｓ１１６）ＦＨ制御部１１２は、現在の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数（前回のＳ１１４の処理で計算した利用帯域の中心周波数）を第１キャリア生成部１１４に設定する。なお、Ｓ１１６の処理は、Ｓ１１５の処理と順序を入れ替えてもよい。
【０１３５】
（Ｓ１１７）制御部１１１は、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７に対して１期間分のＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信するように指示する。
（Ｓ１１８）制御部１１１は、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に対して１期間分のＯＦＤＭ信号１０１を送信するように指示する。
【０１３６】
（Ｓ１１９）ユーザから受けた送信終了の指示が制御部１１１に入力される。
（Ｓ１２０）送信終了の指示が入力された制御部１１１は、ＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７に対して送信終了を指示する。この指示を受けたＡＧＣプリアンブル信号送信部１１７は、最後に設定された中心周波数の帯域で１期間分のＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する。
【０１３７】
（Ｓ１２１）送信終了の指示が入力された制御部１１１は、ＯＦＤＭ信号送信部１１５に対して送信終了を指示する。この指示を受けたＯＦＤＭ信号送信部１１５は、最後に設定された中心周波数の帯域で１期間分のＯＦＤＭ信号１０１を送信する。Ｓ１２１の処理を終えると、送信シーケンスにおける送信装置１１０の動作は終了する。
【０１３８】
以上、送信装置１１０の動作について説明した。
次に、受信シーケンスに沿って受信装置１３０の動作を説明する。図２２は、第２の実施の形態に係る受信装置の動作の例を示した図である。
【０１３９】
（Ｓ２０１）ユーザがＦＨ規則及び初期周波数の情報を受信装置１３０に入力し、ＦＨ規則及び初期周波数を設定する。ユーザにより設定されたＦＨ規則及び初期周波数の情報はＦＨ制御部１３３に入力される。
【０１４０】
（Ｓ２０２）ユーザにより受信開始の指示が制御部１３１に入力される。
（Ｓ２０３）Ｓ２０２で入力された受信開始の指示に応じて、制御部１３１は、ＦＨ制御部１３３に対し、第１キャリア生成部１３６及び第２キャリア生成部１３４に初期周波数を設定するように指示を送る。
【０１４１】
（Ｓ２０４）Ｓ２０３で送られた指示に応じて、ＦＨ制御部１３３は、第２キャリア生成部１３４に初期周波数を設定する。
（Ｓ２０５）Ｓ２０３で送られた指示に応じて、ＦＨ制御部１３３は、第１キャリア生成部１３６に初期周波数を設定する。なお、Ｓ２０５の処理は、Ｓ２０４の処理と順序を入れ替えてもよい。
【０１４２】
（Ｓ２０６）制御部１３１は、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５に対して受信開始を指示する。
（Ｓ２０７）ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５は、受信開始の指示に応じて、周波数ホッピングの開始前に送信装置１１０から送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信し、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を利得制御部１４０に通知する。
【０１４３】
（Ｓ２０８）ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力が通知された利得制御部１４０は、通知された受信電力に基づいて受信アンプ１３９の利得制御を実施する。
（Ｓ２０９）利得制御を完了した利得制御部１４０は、制御部１３１に対し、ＡＧＣ引き込み処理の完了を通知する。
【０１４４】
（Ｓ２１０）ＡＧＣ引き込み処理の完了通知を受けた制御部１３１は、ＯＦＤＭ信号受信部１３７に対して受信開始を指示する。
（Ｓ２１１）受信開始の指示を受けたＯＦＤＭ信号受信部１３７は、周波数ホッピングの開始前に送信装置１１０から送信されたＯＦＤＭ信号１０１を受信する。また、ＯＦＤＭ信号受信部１３７は、受信したＯＦＤＭ信号１０１を復調してＡＧＣプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を抽出する。
【０１４５】
（Ｓ２１２）周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を得たＯＦＤＭ信号受信部１３７は、制御部１３１に対して周波数ホッピングの開始時刻を通知する。
（Ｓ２１３）周波数ホッピングの開始時刻を通知された制御部１３１は、ＦＨ制御部１３３に対して、ＡＧＣプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
【０１４６】
なお、図２２の符号Ｌで示した領域に含まれる処理Ｓ２１４〜Ｓ２２４は、周波数ホッピングの開始後に実行される処理である。また、これらの処理は、Ｓ２２５の処理で受信終了の指示を受けるまで繰り返し実行される。
【０１４７】
（Ｓ２１４）ＦＨ制御部１３３は、ＧＰＳ信号から抽出したタイミング信号を用いて周波数ホッピングの周期を示すＦＨタイミング信号を生成する。
（Ｓ２１５）ＦＨタイミング信号を取得したＦＨ制御部１３３は、ＦＨタイミング信号を制御部１３１に通知する。
【０１４８】
（Ｓ２１６）ＦＨ制御部１３３は、ＦＨ規則、及びＧＰＳ信号から生成した絶対時刻の情報に基づいて次の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数を計算する。
【０１４９】
（Ｓ２１７）ＦＨ制御部１３３は、次の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数を第２キャリア生成部１３４に設定する。
（Ｓ２１８）ＦＨ制御部１３３は、現在の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数（前回のＳ２１６の処理で計算した利用帯域の中心周波数）を第１キャリア生成部１３６に設定する。なお、Ｓ２１８の処理は、Ｓ２１７の処理と順序を入れ替えてもよい。
【０１５０】
（Ｓ２１９）制御部１３３は、ＡＧＣプリアンブル信号受信部１３５に対して１期間分のＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信するように指示する。
（Ｓ２２０）制御部１３１は、利得制御部１４０に対してＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を検出するように指示する。
【０１５１】
（Ｓ２２１）利得制御部１４０は、次の期間でＯＦＤＭ信号１０１が送信される際に利用する中心周波数の帯域において受信されたＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を検出する。
【０１５２】
（Ｓ２２２）制御部１３１は、利得制御部１４０に対して受信アンプ１３９における信号の増幅度を制御するように指示する。
（Ｓ２２３）利得制御部１４０は、現在の期間よりも１つ前の期間に受信されたＡＧＣプリアンブル信号１０２から検出された受信電力に基づいて受信アンプ１３９における信号の増幅度を制御する。なお、上記のＳ２２１で検出された受信電力は、今回のＳ２２３の処理ではなく次回のＳ２２３の処理で利用されることになる。
【０１５３】
（Ｓ２２４）制御部１３１は、ＯＦＤＭ信号受信部１３７に対して１期間分のＯＦＤＭ信号１０１を受信するように指示する。
（Ｓ２２５）ユーザから受けた受信終了の指示が制御部１３１に入力される。Ｓ２２５の処理を終えると、受信シーケンスにおける受信装置１３０の動作は終了する。
【０１５４】
以上、受信装置１３０の動作について説明した。
次に、図２３を参照しながら、送信装置１１０と受信装置１３０との間で行われる信号の送受信を含めた無線通信システム１００における処理の流れについて説明する。図２３は、第２の実施の形態に係る送信装置及び受信装置の動作シーケンスの例を示した図である。なお、図２３には、一例として、初期周波数をＦ1とし、周波数ホッピングによって中心周波数をＦ5、Ｆ3へと順次切り替える処理の流れを示した。
【０１５５】
（Ｓ３０１）送信装置１１０は、初期周波数Ｆ1を設定する。
（Ｓ３０２）送信装置１１０は、周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
（Ｓ３０３）送信装置１１０は、周波数Ｆ1でＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信装置１３０に送信する。
【０１５６】
（Ｓ３０４）Ｓ３０３の処理でＡＧＣプリアンブル信号１０２が送信される前に、受信装置１３０は、初期周波数Ｆ1を設定する。
（Ｓ３０５）受信装置１３０は、初期周波数Ｆ1でＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信し、ＡＧＣ引き込み処理を実行する。
【０１５７】
（Ｓ３０６）送信装置１１０は、初期周波数Ｆ1でＯＦＤＭ信号１０１を受信装置１３０に送信する。
（Ｓ３０７）受信装置１３０は、初期周波数Ｆ1でＯＦＤＭ信号１０１を受信し、ＯＦＤＭ信号１０１を復調して周波数ホッピングの開始時刻を取得する。
【０１５８】
（Ｓ３０８、Ｓ３０９）送信装置１１０及び受信装置１３０は、周波数ホッピングを開始する。
（Ｓ３１０）送信装置１１０は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる帯域の中心周波数をＦ5に設定する。つまり、送信装置１１０は、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数Ｆ5をＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる帯域の中心周波数に設定する。
【０１５９】
（Ｓ３１１）受信装置１３０は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる帯域の中心周波数をＦ5に設定する。つまり、受信装置１３０は、次の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数Ｆ5をＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる帯域の中心周波数に設定する。
【０１６０】
（Ｓ３１２）送信装置１１０は、中心周波数Ｆ5の帯域でＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信装置１３０に送信する。
（Ｓ３１３）受信装置１３０は、中心周波数Ｆ5の帯域でＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信し、受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を検出する。
【０１６１】
（Ｓ３１４）送信装置１１０は、中心周波数Ｆ1の帯域でＯＦＤＭ信号１０１を受信装置１３０に送信する。
（Ｓ３１５）受信装置１３０は、中心周波数Ｆ1の帯域でＯＦＤＭ信号１０１を受信し、受信したＯＦＤＭ信号１０１を復調する。
【０１６２】
（Ｓ３１６）送信装置１１０は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる帯域の中心周波数をＦ3に設定する。つまり、送信装置１１０は、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数Ｆ3をＡＧＣプリアンブル信号１０２の送信に用いる帯域の中心周波数に設定する。また、送信装置１１０は、ＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数をＦ5に設定する。
【０１６３】
（Ｓ３１７）受信装置１３０は、ＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる帯域の中心周波数をＦ3に設定する。つまり、受信装置１３０は、次の期間に受信されるＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数Ｆ3をＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信に用いる帯域の中心周波数に設定する。また、受信装置１３０は、ＯＦＤＭ信号１０１の受信に用いる帯域の中心周波数をＦ5に設定する。
【０１６４】
（Ｓ３１８）送信装置１１０は、中心周波数Ｆ3の帯域でＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する。
（Ｓ３１９）受信装置１３０は、中心周波数Ｆ3の帯域でＡＧＣプリアンブル信号１０２を受信し、受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を検出する。
【０１６５】
（Ｓ３２０）受信装置１３０は、Ｓ３１３の処理で検出した受信電力に基づいて受信アンプ１３９による信号の増幅度を制御する。
（Ｓ３２１）送信装置１１０は、中心周波数Ｆ5の帯域でＯＦＤＭ信号１０１を送信する。
【０１６６】
（Ｓ３２２）受信装置１３０は、Ｓ３２０で設定された増幅度に従って中心周波数Ｆ5の帯域でＯＦＤＭ信号１０１を受信し、受信したＯＦＤＭ信号１０１を復調する。
送信処理及び受信処理の終了が指示されるまで、ＡＧＣプリアンブル信号１０２及びＯＦＤＭ信号１０１の送受信に用いる帯域の中心周波数が切り替えられながら、Ｓ３１６〜Ｓ３２２と同様の処理が繰り返し実行される。送信処理及び受信処理の終了が指示されると、送信装置１１０及び受信装置１３０の動作は終了する。
【０１６７】
以上、無線通信システム１００における処理の流れについて説明した。
ここで、第２の実施の形態の一変形例について説明する。これまで、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数で、現在の期間に送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する方法について説明してきた。しかし、現在の期間に送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２の利用帯域の中心周波数は、図２４に示すように、２つ後の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の利用帯域の中心周波数に設定されてもよい。図２４は、第２の実施の形態の一変形例に係る送信方法の例を示した図である。
【０１６８】
図２４の例では、期間Ｔ9に送信されるＡＧＣプリアンブル信号１０２は、中心周波数Ｆ3の帯域で送信される。この中心周波数Ｆ3は、２つ後の期間Ｔ11に送信されるＯＦＤＭ信号１０１の送信に用いる帯域の中心周波数である。この場合、受信装置１３０は、期間Ｔ9で受信したＡＧＣプリアンブル信号１０２の受信電力を用いて、期間Ｔ11でＯＦＤＭ信号１０１を受信する際の利得制御を行う。
【０１６９】
このように、同じ中心周波数の帯域で送信されるＯＦＤＭ信号１０１とＡＧＣプリアンブル信号１０２との送信タイミングを離すことで、ＯＦＤＭ信号１０１の送信帯域を外部から推測されにくくする効果が期待できる。
【０１７０】
また、同じ中心周波数の帯域で送信されるＯＦＤＭ信号１０１とＡＧＣプリアンブル信号１０２との送信タイミングを離す間隔は、３以上の期間であってもよい。但し、状況が短時間に変化するような伝搬路を利用する場合には、あまり長い期間に設定しない方が好ましい。例えば、図２０に示したように、次の期間に送信されるＯＦＤＭ信号１０１と同じ中心周波数の帯域でＡＧＣプリアンブル信号１０２を送信する方が、直前の伝搬路の状況を反映したＡＧＣ処理が可能になり、処理精度が向上する。
【０１７１】
以上、第２の実施の形態の一変形例について説明した。
【符号の説明】
【０１７２】
５、１００、１００Ａ、１００Ｂ  無線通信システム
１０、１１０  送信装置
１１  送信部
１２、２２、１１１、１３１  制御部
２０、１３０  受信装置
２１  受信部
３１ａ、３１ｂ  データ信号
３２  既知信号
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ  ＯＦＤＭ信号
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ  ＡＧＣプリアンブル信号
１１２、１３３  ＦＨ制御部
１１３、１３２  ＧＰＳアンテナ
１１４、１３６  第１キャリア生成部
１１５  ＯＦＤＭ信号送信部
１１６、１３４  第２キャリア生成部
１１７  ＡＧＣプリアンブル信号送信部
１１８  ミキサ
１１９  送信アンプ
１２０  送信アンテナ
１３５  ＡＧＣプリアンブル信号受信部
１３７  ＯＦＤＭ信号受信部
１３８  受信アンテナ
１３９  受信アンプ
１４０  利得制御部
【図１】
2014110530.tif 000003
【図２】
2014110530.tif 000004
【図３】
2014110530.tif 000005
【図４】
2014110530.tif 000006
【図５】
2014110530.tif 000007
【図６】
2014110530.tif 000008
【図７】
2014110530.tif 000009
【図８】
2014110530.tif 000010
【図９】
2014110530.tif 000011
【図１０】
2014110530.tif 000012
【図１１】
2014110530.tif 000013
【図１２】
2014110530.tif 000014
【図１３】
2014110530.tif 000015
【図１４】
2014110530.tif 000016
【図１５】
2014110530.tif 000017
【図１６】
2014110530.tif 000018
【図１７】
2014110530.tif 000019
【図１８】
2014110530.tif 000020
【図１９】
2014110530.tif 000021
【図２０】
2014110530.tif 000022
【図２１】
2014110530.tif 000023
【図２２】
2014110530.tif 000024
【図２３】
2014110530.tif 000025
【図２４】
2014110530.tif 000026