(57)【要約】  本発明に係るシステムおよび方法は、無線局が通信に用いている特定のチャンネル及び／又はシステムに基づいて中間周波数を変える無線通信方法及びそれに関連する装置を提供する。このようにして中間周波数の選択を行なうことにより、ヘテロダイン処理によって形成される画像に関連する信号エネルギを更に簡単に除去することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信のために使用されるべきチャンネルに基づいて複数の所定の中間周波数のうちの１つを選択するステップと、前記チャンネルによって信号を受けるステップと、前記複数の所定の中間周波数のうちの前記選択された１つを使用して前記信号をダウンコンバートすることによりダウンコンバート信号を生成するステップと、前記ダウンコンバート信号を復調するステップとを含む、無線通信方法。
【請求項２】
前記信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号および相補コードキーイング（ＣＣＫ）信号のうちの一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
選択する前記ステップは、前記チャンネルがチャンネルの第１の範囲内にある場合には第１の中間周波数を選択し、前記チャンネルがチャンネルの第２の範囲内にある場合には第２の中間周波数を選択するステップを更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記通信が８０２．１１ｂ／ｇシステムで起こり、チャンネルの前記第１の範囲がチャンネル１−６であり、チャンネルの前記第２の範囲がチャンネル７−１１であり、前記第１の中間周波数が＋２５ＭＨｚであり、前記第２の中間周波数が−２５ＭＨｚである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記通信が８０２．１１ｂ／ｇシステムおよび８０２．１１ａシステムのうちの一方で起こり、チャンネルの前記第１の範囲が前記８０２．１１ｂ／ｇシステムにおけるチャンネル１−１１であり、チャンネルの前記第２の範囲が前記８０２．１１ａシステム内の全てのチャンネルを含んでおり、前記第１の中間周波数が±２５ＭＨｚであり、前記第２の中間周波数が１０ＭＨｚである、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
信号を受けるためのアンテナと、複数の異なる中間周波数のうちの１つを使用して前記信号をダウンコンバートし、前記複数の異なる中間周波数のうちの前記１つが前記信号を受けるチャンネルに基づいて選択される少なくとも１つのミキサと、前記ダウンコンバートされた信号を処理して出力データを生成するためのプロセッサとを備える、受信器。
【請求項７】
前記信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号および相補コードキーイング（ＣＣＫ）信号のうちの一方である、請求項６に記載の受信器。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記チャンネルがチャンネルの第１の範囲内にある場合には第１の中間周波数を選択し、前記チャンネルがチャンネルの第２の範囲内にある場合には第２の中間周波数を選択することにより前記中間周波数を選択する、請求項６に記載の受信器。
【請求項９】
前記信号が８０２．１１ｂ／ｇシステムで受信され、チャンネルの前記第１の範囲がチャンネル１−６であり、チャンネルの前記第２の範囲がチャンネル７−１１であり、前記第１の中間周波数が＋２５ＭＨｚであり、前記第２の中間周波数が−２５ＭＨｚである、請求項８に記載の受信器。
【請求項１０】
前記信号が８０２．１１ｂ／ｇシステムおよび８０２．１１ａシステムのうちの一方で送信され、チャンネルの前記第１の範囲が前記８０２．１１ｂ／ｇシステムにおけるチャンネル１−１１であり、チャンネルの前記第２の範囲が前記８０２．１１ａシステム内の全てのチャンネルを含んでおり、前記第１の中間周波数が±２５ＭＨｚであり、前記第２の中間周波数が１０ＭＨｚである、請求項８に記載の受信器。
【請求項１１】
可変中心周波数を有し且つ前記ミキサが前記信号をダウンコンバートする前に前記受信された信号をフィルタリングするためのフィルタを更に備える、請求項６に記載の受信器。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記信号を受ける前記チャンネルに基づいて前記可変中心周波数を選択する、請求項１１に記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信システムに関し、特にＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報の通信に関連する技術は、この数十年にわたって急速に発展してきた。例えば、この２０年にわたって、無線通信技術は、当初は目新しい物と見なされていた製品を提供することから、モバイル通信のための基本的な手段である製品を提供することへと移行してきた。おそらく、これらの無線技術のうち最も影響力があるものが携帯電話システムおよび製品である。携帯電話技術は、既存の無線通信システムに対してモバイル拡張子を与え、それにより伝統的な回路切り換え無線経路を使用して遍在する受信可能範囲（サービスエリア）をユーザに与えるために出現した。しかしながら、つい最近、無線通信技術は、ほぼ全ての通信領域でワイヤライン接続に取って代わり始めてきている。ＷＬＡＮは、家庭およびオフィスの両方で従来の有線ネットワークに代わり急速にポピュラーになってきている。
【０００３】
今日のＷＬＡＮシステムの多くはＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格にしたがって動作する。当業者であれば分かるように、ＩＥＥＥ８０２．１１は、ＷＬＡＮ装置が２つのスペクトル拡散アクセス方法論のうちの一方、具体的には周波数ホッピングまたはコード拡散のいずれかを使用することを定めている。周波数ホッピングシステムにおいて、２つのＷＬＡＮユニット間の無線接続は、所定のホップシーケンスにしたがって周波数を定期的に変える。コード拡散（時として、「直接シ−ケンス拡散」とも称される）において、無線データ信号は、例えば擬似ランダムノイズ（ＰＮ）シーケンスを用いた乗算により比較的広帯域のチャンネルにわたって拡散される。他のＷＬＡＮはＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格または８０２．１１ｇ規格にしたがって構成されている。これらの規格は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用した信号の送信を与える。ＯＦＤＭシステムにおいて、信号は幾つかの狭帯域チャンネルに分けられ、各チャンネルは異なる周波数で送信される。受信側では、例えばホモダインまたはヘテロダイン受信器を使用して狭帯域チャンネルが回復され、その後、様々な狭帯域チャンネルからのデータを組み合わせることにより所望の信号が再形成される。
【０００４】
直接変換受信器またはゼロＩＦ受信器としても知られるホモダイン受信器は、受信信号を取得すると共に、その信号をその無線搬送周波数から直接にプロセッサにより動作可能なべースバンド周波数へと変換してそのペイロード情報をデコードする。ホモダイン受信器の一例が図１に示されている。ホモダイン受信器において、信号は、アンテナ１０を介して受信されて、例えば帯域通過フィルタ１２を使用して対象の帯域のみを得るようにフィルタリングされるとともに、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ）１４により増幅される。増幅された信号は、ミキサ１６，１８において局部発振器１７および移相器１９を使用してベースバンド周波数へとダウンコンバートされ、それによりＩ信号およびＱ信号が生成される。Ｉ信号およびＱ信号は、その後、ＬＰＦ２０，２２により所望の狭帯域チャンネルを抽出するために必要に応じてローパスフィルタリングされても良い。結果として得られるベースバンド信号は、その後、ユニット２４により示されるように受けられた情報をデコードするべく更に処理される。しかしながら、ホモダイン受信器は、ＤＣオフセット問題およびＩ／Ｑ不均衡問題に苦しむ。
【０００５】
一方、ヘテロダイン受信器は、最初に、その信号をベースバンドへ変換する前に無線搬送周波数を中間周波数（ＩＦ）へ変換する。ヘテロダイン受信器の一例が図２に示されており、図２中、図１のヘテロダイン受信器で見出される要素と類似する要素は、前述した態様と同様の態様で同じ参照符号および機能を使用して参照される。ヘテロダイン受信器が図１のホモダイン受信器に対して付加的な部分２６を有しているのが分かる。画像拒絶フィルタ２８はＲＦ信号に関連する画像帯域を拒絶する。ミキサ３０は、そのクロックソース／局部発振器３２を使用して無線周波数信号を中間周波数（ＩＦ）信号へとダウンコンバートする。結果として得られるＩＦ信号は、その後、例えば可変利得増幅器（ＶＧＡ）３４を使用して増幅されても良く、また、図１のホモダイン受信器に関して前述した方法と同様の方法でベースバンドへ変換されても良い。様々なホモダイン構造、例えば比較的低いＩＦを有する受信器または比較的高いＩＦを有する受信器を使用できる。高ＩＦ受信器は、画像拒絶フィルタ２８として使用される大型の弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタに伴う高いコストに苦しむ。低ＩＦ受信器は、８０２．１１ａ／ｂ／ｇシステムにおける画像拒絶のための非常に厳しい要件を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、従来技術の問題を回避するトランシーバを設けるための技術および装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るシステムおよび方法は、無線局が通信に用いている特定のチャンネル及び／又はシステムに基づいて中間周波数を変える無線通信方法及びそれに関連する装置を提供することにより、この必要性および他の必要性に対処する。このようにして中間周波数の選択を行なうことにより、ヘテロダイン処理によって形成される画像に関連する信号エネルギを更に簡単に除去することができる。
【０００８】
本発明の１つの典型的な実施形態によれば、無線通信方法は、通信のために使用されるべきチャンネルに基づいて複数の所定の中間周波数のうちの１つを選択するステップと、チャンネルによって信号を受けるステップと、複数の所定の中間周波数のうちの選択された１つを使用して信号をダウンコンバートすることによりダウンコンバート信号を生成するステップと、ダウンコンバート信号を復調するステップとを含んでいる。
【０００９】
本発明の他の典型的な実施形態によれば、受信器は、信号を受けるためのアンテナと、複数の異なる中間周波数のうちの１つを使用して信号をダウンコンバートし、複数の異なる中間周波数のうちの１つが信号を受けるチャンネルに基づいて選択される少なくとも１つのミキサと、ダウンコンバートされた信号を処理して出力データを生成するためのプロセッサとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面は本発明の典型的な実施形態を示している。
【００１１】
以下、本発明の詳細な説明は添付図面を参照する。異なる図面の同一の参照符号は同一或いは類似の要素を特定している。また、以下の詳細な説明は本発明を限定するものではない。それよりもむしろ、本発明の範囲は添付の請求項によって規定される。
【００１２】
この議論に関する何らかの脈絡を与えるため、まず初めに、典型的なＷＬＡＮシステムを図３に関して説明する。しかしながら、当業者であれば分かるように、本発明はＷＬＡＮシステムでの実施に限定されない。ＷＬＡＮシステムにおいて、ワイヤラインネットワーク４０（例えばイーサネットネットワーク）は、ファイルサーバ４２と、これに接続されたワークステーション４４とを有している。当業者であれば分かるように、一般的なワイヤラインネットワークは多くの所定のワークステーション４４を扱うが、簡単のため、図３には１つだけが描かれている。また、ワイヤラインネットワーク４０はルータ４８を介してＷＬＡＮ４６に接続されている。ルータ４８はＷＬＡＮ４６のアクセスポイント（ＡＰ）とワイヤラインネットワークとを相互に接続しており、ワイヤラインネットワークを介してアクセスポイントは例えばファイルサーバ４２と通信できる。図１の典型的なＷＬＡＮシステムにおいては、３つのセル５０，５２，５３（時として、ベーシックサービスセット（ＢＳＳ）またはベーシックサービスエリア（ＢＳＡ）と称される）がそれぞれ対応するＡＰを伴って示されているが、この場合も当業者であれば分かるように、ＷＬＡＮ４６にはこれよりも多くの或いは少ないセルが設けられても良い。各セル内において、それぞれのＡＰは、無線接続を介して多くの無線局（Ｗ）を扱う。
【００１３】
本発明の典型的な実施形態において、ＡＰと対応する無線局Ｗとの間の信号の送信は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａまたは８０２．１１ｂ／ｇにしたがってＯＦＤＭ信号を使用して行なわれる。特に、一方でＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ（２．４ＧＨｚ帯域）またはＩＥＥＥ８０２．１１ａ（５．０ＧＨｚ帯域）のいずれかを使用して通信することができるとともに、他方で低ＩＦヘテロダイン構造を使用し且つ厳しい画像拒絶要件を扱うことができるトランシーバを設けることが望ましい。本発明の典型的な実施形態に係る装置および方法は、画像拒絶の問題を隣接チャンネル干渉の問題へと変換する効果がある可変中間周波数を使用してそのようなＯＦＤＭ信号を受けるための技術を提供する。隣接チャンネル干渉を減少させるための帯域通過フィルタの構造は、画像拒絶のためのＳＡＷフィルタの構造に比べて複雑さを殆ど伴わず、したがって、それにより、８０２．１１ａまたは８０２，１１ｂ／ｇ周波数帯域のいずれかで動作できる費用効率が高いトランシーバ構造が得られる。
【００１４】
無線局Ｗと通信するために使用される特定のシステム及び／又はチャンネルに基づく特定のＩＦの選択および使用後に結果として得られる周波数領域信号を描く図４（ａ）−（ｄ）を考慮されたい。図４（ａ）において、８０２．１１ｂ／ｇシステム（２．４ＧＨｚ帯域）におけるチャンネル１は無線局Ｗとの通信のために使用される。本発明の典型的な実施形態において、無線局Ｗは、このシステム／チャンネル通信のために２５ＭＨｚのＩＦを選択する。ヘテロダイン受信器で使用するための特定のＩＦを選択する典型的な技術については以下で更に詳しく説明する。図４（ａ）では、望ましい信号（チャンネル１）が局部発振（ＬＯ）周波数から２５ＭＨｚのオフセットで示されており、一方、８０２．１１ｂ／ｇシステムにおける他の２つのチャンネルが５０ＭＨｚおよび７５ＭＨｚのオフセットでそれぞれ示されている。このケースにおいて、チャンネル１に関連する画像は図４（ａ）においては２３８７ＭＨｚで位置付けられており、スペクトルのこの部分は現在使用されていない。このことは、画像に関連する信号エネルギがあまり強くなく、また、当該信号エネルギを画像拒絶フィルタ（例えば、多相フィルタなど）によって抑制できることを意味している。あるいは、画像拒絶技術を使用する代わりにフィルタリングにより２．４ＧＨｚ帯域内干渉拒絶を達成することもできる。
【００１５】
ここで図４（ｂ）を参照すると、無線局Ｗは、チャンネル６が通信のために８０２．１１ｂ／ｇシステムで使用される場合にも２５ＭＨｚのＩＦを選択する。この場合も先と同様、このＩＦの選択により、画像信号エネルギは、送信のために使用できないものとして規定され且つ緩和画像拒絶フィルタにより容易に抑制できるスペクトルの部分へとシフトされる。しかしながら、８０２．１１ｂ／ｇシステムのチャンネル１１は無線局Ｗとの通信のために使用されるべきであり、その結果、無線局Ｗは、信号をダウンコンバートする際に使用するためのＩＦとして−２５ＭＨｚを選択する。チャンネル１１における異なるＩＦのこの選択により、図４（ｃ）に示されるダウンコンバートされた周波数スペクトルが得られる。ここでは、チャンネル１１の所望の信号が−２５ＭＨｚのＩＦに中心付けられ、一方、チャンネル１およびチャンネル６は−７５ＭＨｚおよび−５０ＭＨｚの信号エネルギをそれぞれ有している。この場合、適切なＩＦを選択することにより、チャンネル１１の画像に関連付けられた信号エネルギは、望ましい送信信号エネルギがあまり強くない周波数領域に再び入り込むためにＬＯ周波数の右側へシフトされ、それにより、画像拒絶構造を使用したその除去が可能になる。
【００１６】
しかしながら、無線局Ｗが８０２．１１ａ（５ＧＨｚ）システムと通信しなければならない場合には、図４（ｄ）に示されるように無線局は第３のＩＦを使用する。具体的には、本発明のこの典型的な実施形態において、無線局は１０ＭＨｚのＩＦを選択する。この場合、画像信号はＬＯ周波数から−１０ＭＨｚオフセットして位置付けられる。しかしながら、８０２．１１ｂ／ｇシステムとの通信のために使用される２５ＭＨｚまたは−２５ＭＨｚではなく、１０ＭＨｚのＩＦを選択することにより、８０２．１１ａシステムの隣接チャンネル拒絶要件がかなり緩和されて３５ｄＢ画像拒絶が性能要件を満たすのに十分となるため、画像拒絶要件が緩和される。
【００１７】
以上に基づき、本発明の典型的な実施形態に係る無線通信のための一般的な方法が図５のフローチャートに示されている。この方法では、ステップ４０において、無線局は、通信を確立するためにどのチャンネル（およびシステム）を使用するのかを決定する。これは、多くの異なる方法で達成することができる。例えば、無線局Ｗは、その現在の場所で利用できるシステムに耳を傾けることができるとともに、これらのシステムの中から選択することができる。あるいは、無線局Ｗは、特定のシステムおよびチャンネルを選択するように予めプログラムすることができる。更なる他の技術は、無線局へのチャンネル割り当てを送信するシステムを含んでいる。
【００１８】
どのようなチャンネル／システム割り当てが起こるのかにかかわらず、無線局Ｗは、特定のチャンネル及び／又はシステムを使用して、これと通信するために使用するＩＦを決定する。前述したように、本発明の１つの典型的な実施形態によれば、無線局Ｗは、ステップ４２において、通信のために特定されるチャンネルが例えば２．４ＧＨｚ帯域ではチャンネル１−６、２．４ＧＨｚ帯域ではチャンネル７−１１、あるいは、５ＧＨｚ帯域では任意のチャンネルのそれぞれであるかどうかに応じて、３つの異なるＩＦ、例えば２５ＭＨｚ，−２５ＭＨｚ，１０ＭＨｚの中から選択する。その後、受信器は、ステップ４４において、選択されたＩＦを使用して受信されたＲＦ信号をダウンコンバートするとともに、ステップ４６において、ダウンコンバートされた信号を復調／デコードする。
【００１９】
本発明を実施するために様々な受信器構成を使用できる。本発明の典型的な実施形態に係る汎用スライドＩＦ受信器構造が図６に示されている。この構造において、アンテナ６０は、帯域通過フィルタ６２により所望の帯域へとファイルタリングされ且つＬＮＡ６４により増幅される信号を受ける。フィルタ６６、この実施例では可変中心周波数を有する多相フィルタは、入力信号に対してフィルタリングまたは画像拒絶を行なう。フィルタ６６の中心周波数は、現在において受信を対象としているチャンネルに基づき、プロセッサ６８により制御される。多相フィルタ６６の中心周波数は、多相フィルタ６６のジャイレータ回路内のレジスタ（図示せず）のレジスタ切り換えにより調整できる。ミキサ７０は、無線周波数信号を図４（ａ）〜（ｄ）に関して説明したように例えば３つの異なる中間周波数のうちの１つへとダウンコンバートする。特定のＩＦの選択は、例えばプログラマブルＬＯ７２と協働して通信のために使用される現在のチャンネル及び／又はシステムに基づいてプロセッサ６８により行なわれる。結果として得られるＩＦ信号は、その後、例えば可変利得増幅器（ＶＧＡ）７４を使用して増幅されても良く、要素７６−８４を介してベースバンドへ変換されても良い。
【００２０】
前述した典型的な実施形態は、あらゆる点で例示的であり、本発明を限定しようとするものではない。したがって、本発明は、ここに含まれる説明から得られる詳細な実施形態における多くの変形が当業者により可能である。そのような変形および変更の全ては、以下の請求項により規定される本発明の範囲および思想内に入ると見なされる。この出願の明細書本文で使用される要素、動作または命令は、本発明にとって重要または必須のものであると明示的に記載されていなければ、そのようなものとして解釈されるべきではない。また、本明細書において使用される冠詞「１つの（ａ）」は１つ以上の項目を含もうとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】典型的なホモダイン受信器構成を示している。
【図２】典型的はヘテロダイン受信器構成を示している。
【図３】本発明を実施できる典型的なＷＬＡＮシステムを示している。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の典型的な実施形態にしたがって選択された中間周波数を使用する信号処理を示している。
【図５】本発明の典型的な実施形態に係る典型的な無線通信方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の典型的な実施形態に係る典型的な受信器構成を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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