(57)【要約】【課題】マルチパスによるシンボル間干渉が生じる場合にも、通信品質を向上することができる無線通信装置および無線通信システムを提供すること。【解決手段】送信側の無線通信装置１００は、送信フレーム中に、干渉発生見込期間のシンボルがとり得る各パタンに対して、符号判定対象シンボルが「１」である既知シンボル列と、「０」である既知シンボル列とを含めて送信する。受信側の無線通信装置１００には、既知シンボル列をそのパタンに応じて振り分けるデータ振分部１３０と、第１のパタンを持つ既知シンボル列から第１の符号判定しきい値を生成するしきい値検出部１３５と、第２の符号判定しきい値を生成するしきい値検出部１３６と、第１の符号判定しきい値および第２のしきい値を含むしきい値セットを用いて、受信信号の符号判定を行い、判定結果を復調データとして出力する符号判定部１２５と、を設ける。【選択図】図１
2008035171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遅延波を考慮した既知データを当該既知データのパタンに応じて振り分けるデータ振り分け手段と、
第１のパタンを持つ前記既知データから第１の符号判定しきい値を生成する第１のしきい値生成手段と、
第２のパタンを持つ前記既知データから第２の符号判定しきい値を生成する第２のしきい値生成手段と、
前記第１の符号判定しきい値および前記第２の符号判定しきい値を含むしきい値セットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記復調手段にて直前に行った符号判定結果に従って、前記しきい値セットからしきい値を選択するしきい値選択手段を具備し、
前記復調手段は、前記選択されたしきい値を用いて、現シンボルの符号判定を行う請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記既知データは、「１１」、「１０」、「０１」、「００」の各符号列を含み、
前記第１のしきい値生成手段は、「１１」、「１０」の符号列から、前記第１の符号判定しきい値を生成し、
前記第２のしきい値生成手段は、「０１」、「００」の符号列から、前記第２の符号判定しきい値を生成し、
前記しきい値選択手段は、前記直前の符号判定結果が「１」のときに前記第１の符号判定しきい値を選択し、前記直前の符号判定結果が「０」のときに前記第２の符号判定しきい値を選択する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
第３のパタンを持つ前記既知データから第３の符号判定しきい値を生成する第３のしきい値生成手段と、
第４のパタンを持つ前記既知データから第４の符号判定しきい値を生成する第４のしきい値生成手段と、
を具備し、
前記既知データは、「１１１」、「１１０」、「１０１」、「１００」、「０１１」、「０１０」、「００１」、「０００」の各符号列を含み、
前記第１のしきい値生成手段は、「１１１」、「１１０」の符号列から、前記第１の符号判定しきい値を生成し、
前記第２のしきい値生成手段は、「１０１」、「１００」の符号列から、前記第２の符号判定しきい値を生成し、
前記第３のしきい値生成手段は、「０１１」、「０１０」の符号列から、前記第３の符号判定しきい値を生成し、
前記第４のしきい値生成手段は、「００１」、「０００」の符号列から、前記第４の符号判定しきい値を生成し、
前記しきい値選択手段は、前記直前の符号判定結果が「１１」のときに前記第１の符号判定しきい値を選択し、前記直前の符号判定結果が「１０」のときに前記第２の符号判定しきい値を選択し、前記直前の符号判定結果が「０１」のときに前記第３の符号判定しきい値を選択し、前記直前の符号判定結果が「００」のときに前記第４の符号判定しきい値を選択する請求項２記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記復調手段は、
前記第１の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第１の符号判定手段と、
前記第２の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第２の符号判定手段と、
直前に行った符号判定結果に基づいて、前記第１の符号判定手段の符号判定結果および前記第２の符号判定手段の符号判定結果から選択し、選択された符号判定結果を復調データとして出力する符号判定選択手段と、
を具備する請求項１記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記既知データは、「１１」、「１０」、「０１」、「００」の各符号列を含み、
前記第１のしきい値生成手段は、「１１」、「１０」の符号列から、前記第１の符号判定しきい値を生成し、
前記第２のしきい値生成手段は、「０１」、「００」の符号列から、前記第２の符号判定しきい値を生成し、
前記符号判定選択手段は、前記直前の符号判定結果が「１」のときに前記第１の符号判定手段の符号判定結果を選択し、前記直前の符号判定結果が「０」のときに前記第２の符号判定手段の符号判定結果を選択する請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
第３のパタンを持つ前記既知データから第３の符号判定しきい値を生成する第３のしきい値生成手段と、
第４のパタンを持つ前記既知データから第４の符号判定しきい値を生成する第４のしきい値生成手段と、
前記第３の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第３の符号判定手段と、
前記第４の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第４の符号判定手段と、
を具備し、
前記既知データは、「１１１」、「１１０」、「１０１」、「１００」、「０１１」、「０１０」、「００１」、「０００」の各符号列を含み、
前記第１のしきい値生成手段は、「１１１」、「１１０」の符号列から、前記第１の符号判定しきい値を生成し、
前記第２のしきい値生成手段は、「１０１」、「１００」の符号列から、前記第２の符号判定しきい値を生成し、
前記第３のしきい値生成手段は、「０１１」、「０１０」の符号列から、前記第３の符号判定しきい値を生成し、
前記第４のしきい値生成手段は、「００１」、「０００」の符号列から、前記第４の符号判定しきい値を生成し、
前記符号判定選択手段は、前記直前の符号判定結果が「１１」のときに前記第１の符号判定手段の符号判定結果を選択し、前記直前の符号判定結果が「１０」のときに前記第２の符号判定手段の符号判定結果を選択し、前記直前の符号判定結果が「０１」のときに前記第３の符号判定手段の符号判定結果を選択し、前記直前の符号判定結果が「００」のときに前記第４の符号判定手段の符号判定結果を選択する請求項５記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記データ振り分け手段は、受信フレームに含まれる前記既知データを当該既知データのパタンに応じて振り分ける請求項１記載の無線通信装置。
【請求項９】
符号判定対象シンボルと、当該符号判定対象シンボルとのシンボル間干渉の発生が見込まれる長さのシンボルとからなるシンボル列の取り得る全パタンが含まれた無線フレームを受信する受信手段と、
前記シンボル列のパタンに応じて前記シンボル列を振り分ける振り分け手段と、
前記シンボル間干渉の発生が見込まれる長さのシンボルの各パタンに対応する符号判定しきい値を前記符号判定対象シンボルの電力値に基づいて生成するしきい値生成手段と、
前記しきい値生成手段にて生成されたしきい値のセットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項１０】
前記復調手段にて直前に行った符号判定結果のパタンと同一のパタンを持つ前記シンボル間干渉の発生が見込まれる長さのシンボルに対応するしきい値を、前記しきい値セットから選択するしきい値選択手段を具備し、
前記復調手段は、前記選択されたしきい値を用いて、現シンボルの符号判定を行う請求項９記載の無線通信装置。
【請求項１１】
マルチパスによる遅延時間に相当する長さを持つ符号列の全組み合わせを含むしきい値生成期間を有する無線フレームを送信する無線送信装置と、
前記しきい値生成期間に含まれる符号列をパタンに応じて振り分けるデータ振り分け手段と、各パタンの既知データに対応する符号判定しきい値を生成するしきい値生成手段と、前記しきい値生成手段にて生成された符号判定しきい値のセットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調手段と、を有する無線受信装置と、
を具備する無線通信システム。
【請求項１２】
前記無線送信装置は、前記しきい値生成期間に「１１」、「１０」、「０１」、「００」の符号列を含めて無線フレームを送信し、
前記しきい値生成手段は、「１１」、「１０」の符号列から、第１の符号判定しきい値を生成する第１のしきい値生成手段と、「０１」、「００」の符号列から、第２の符号判定しきい値を生成する第２のしきい値生成手段と、を具備する請求項１１記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記無線送信装置は、無線通信での伝搬特性を評価するマルチパス評価期間を有するとともに、フレームの受信側からフィードバックされる前記遅延時間に相当する長さを持つ符号列の全組み合わせを含むしきい値生成期間を有する無線フレームを送信し、
前記無線受信装置は、前記マルチパス評価期間に伝搬特性を評価する評価手段と、前記評価の結果から前記遅延時間に関する情報を生成して送信するとともに、前記データ振り分け手段が振り分ける符号列の長さを変更する制御手段とを具備する請求項１１記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記無線送信装置は、前記マルチパス評価期間にＭ系列のデータ系列を含め、
前記評価手段は、受信信号と前記Ｍ系列とのスライディング相関により伝搬特性を評価する請求項１３記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、マルチパスによるシンボル間干渉が生じる場合にも、通信品質を向上する無線通信装置および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＳＫ復調方式として、無線通信システムのフィルタ特性による受信波形のひずみに対応した２種類のしきい値を用意し、１シンボル前の復調データの符号に従って、符号判定に用いるしきい値を切り替えるＡＳＫ復調方式が知られている。この従来のＡＳＫ復調方式が用いられた受信データ特定手段（復調手段）が、特許文献１に開示されており、その構成を図１１に示す。また、図１２は、上記受信データ特定手段における、ＡＳＫ復調方式の説明に供する図である。図１２には、上段に、検波後に帯域制限されたアナログ復調波形が示され、下段に、デジタル復調波形が示されている。
【０００３】
図１１の受信データ特定手段（復調手段）１０は、図１２の上段に示すようなアナログ復調波形を入力し、比較手段１１で符号判定して、図１２の下段に示すデジタル復調波形を出力する。
【０００４】
受信データ特定手段（復調手段）１０では、このデジタル復調信号が、フィルタ１２ａ，ｂ、コンパレータ１３ａ，ｂにより、１シンボル周期遅延され、振幅調整手段１４により所定の振幅に変換され、電圧源１５でオフセットされることで、図１２の上段の波線で示されるしきい値波形が形成される。上記比較手段１１は、このしきい値を用いて、次のシンボルの符号判定を行う。
【０００５】
１シンボル前の復調信号により現シンボルの符号判定に用いるしきい値を生成することで、例えば、フィルタ特性による波形ひずみにより小さくなった符号「０」の後の符号「１」の振幅に対応して、符号「０」に続くシンボルの符号判定に用いるしきい値を通常の値より小さく設定することができ、復調性能の向上を図ることができる。  
【特許文献１】特開２００５−２２３３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、１Ｇｓｐｓを超える高速な無線伝送を屋内マルチパス環境で使用する場合、３０ｃｍの伝搬距離差を持つ遅延波が生じると、この遅延波は、１シンボル期間である１ｎｓ以上の遅延波となり、シンボル間干渉を生じさせる要因となる。このような環境でＡＳＫ変調波の復調方式を用いる場合においては、シンボル間干渉によって生じた波形ひずみに対応したしきい値を用いた符号判定方式が有効であると考えられる。
【０００７】
しかしながら、上記従来のＡＳＫ復調方式による復調手段においては、フィルタ特性により生じる既知の波形ひずみについては考慮しているが、マルチパスによるシンボル間干渉により生じた波形ひずみについては、何ら考慮されていない。そのため、例えば、符号「１」の遅延波の影響で、続く符号の振幅が大きくなる波形ひずみが生じた場合、符号「０」を符号「１」として誤る確率が高くなる等、十分な復調性能が得られず、通信品質が下がる可能性がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチパスによるシンボル間干渉が生じる場合にも、誤り率の低下等を抑えた復調を行うことができ、通信品質を向上することができる無線通信装置および無線通信システ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】
【０００９】
本発明の無線通信装置は、遅延波を考慮した既知データを当該既知データのパタンに応じて振り分けるデータ振り分け手段と、第１のパタンを持つ前記既知データから第１の符号判定しきい値を生成する第１のしきい値生成手段と、第２のパタンを持つ前記既知データから第２の符号判定しきい値を生成する第２のしきい値生成手段と、前記第１の符号判定しきい値および前記第２の符号判定しきい値を含むしきい値セットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調手段と、を具備する構成を採る。
【００１０】
本発明の無線通信システムは、マルチパスによる遅延時間に相当する長さを持つ符号列の全組み合わせを含むしきい値生成期間を有する無線フレームを送信する無線送信装置と、前記しきい値生成期間に含まれる符号列をパタンに応じて振り分けるデータ振り分け手段と、各パタンの既知データに対応する符号判定しきい値を生成するしきい値生成手段と、前記しきい値生成手段にて生成された符号判定しきい値のセットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調手段と、を有する無線受信装置と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、マルチパスによるシンボル間干渉が生じる場合にも、誤り率の低下等を抑えた復調を行うことができ、通信品質を向上することができる無線通信装置および無線通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システムのブロック図である。同図に示すように無線通信システムは、ＡＳＫ変調を用いた無線通信装置１００ａ、１００ｂから構成される。この無線通信システムでは、主として、マイクロ波又はミリ波の帯域が用いられる。無線通信装置１００ａが送信データをＡＳＫ変調して送信フレームを送信し、この送信フレームを無線通信装置１００ｂが受信しＡＳＫ復調するものとすると、無線通信装置１００ａは、送信フレーム中のプリアンブル期間に、「既知シンボル列」を含めて送信する。
【００１４】
ここで「既知シンボル列」は、無線通信システムが利用される環境におけるマルチパスの遅延時間に応じた長さを持っている。また、既知シンボル列は、「符号判定対象シンボル」と、その前（すなわち、送信順序が前）にある「シンボル間干渉発生見込期間（以下、「干渉発生見込期間」という）」のシンボルとからなる。
【００１５】
無線通信装置１００ｂは、受信フレームに含まれた既知シンボル列のパタンに応じたしきい値を求め、復調対象のデータ部分のシンボルパタンに応じた既知シンボル列から求めたしきい値に順次切り替えて復調を行う。
【００１６】
すなわち、無線通信装置１００ａは、送信フレーム中に、干渉発生見込期間のシンボルがとり得る各パタンに対して、符号判定対象シンボルが「１」である既知シンボル列と、符号判定対象シンボルが「０」である既知シンボル列とを含めて送信する。無線送信装置１００ｂは、フレーム中の各既知シンボル列の位置を予め把握しており、干渉発生見込期間の同一のシンボルパタンを持ち符号判定対象シンボルが異なる既知シンボル列における符号判定対象シンボルの電力値に基づいて、干渉発生見込期間のシンボルパタンごとのしきい値を生成する。そして、無線送信装置１００ｂは、既に符号判定を行った復調結果であるシンボルパタンと同じパタンを持つ干渉発生見込期間のシンボルパタンから求めたしきい値を用いて、現シンボルの符号判定を行う。
【００１７】
次に無線通信装置１００の構成について説明する。
【００１８】
無線通信装置１００は、アンテナ１１０と、送受信部１１１と、制御部１１２とを有する。
【００１９】
送受信部１１１は、制御部１１２からの送信データＳ１１６をＡＳＫ変調した高周波信号を、アンテナ１１０を介して送信する。また、送受信部１１１は、アンテナ１１０を介して受信した高周波信号を「１」又は「０」に符号判定し、符号判定結果を復調データＳ１１７として制御部１１２に出力する。
【００２０】
送受信部１１１は、アンテナ共用器１１３と、送信部１１４と、受信部１１５とを有する。アンテナ共用器１１３は、送受信動作でのアンテナ切替動作を行う。送信部１１４は、ＡＳＫ変調による送信動作を行う。なお、アンテナ共用器１１３と、送信部１１４と、受信部１１５とは、制御部１１２からの制御信号により制御される。
【００２１】
受信部１１５は、ＡＳＫ変調波の受信動作を行う。具体的には、受信部１１５は、検波部１１８と、サンプリング部１２０と、復調部１２２とを有する。
【００２２】
検波部１１８は、受信した高周波信号を帯域制限後に検波し検波信号Ｓ１１９をサンプリング部１２０に出力する。サンプリング部１２０は、検波信号Ｓ１１９を帯域制限したベースバンド信号を同期した所定のタイミングでサンプリングしサンプリングデータＳ１２１を復調部１２２に出力する。
【００２３】
復調部１２２は、サンプリングデータＳ１２１を符号判定して復調データＳ１１７を生成する。具体的には、復調部１２２は、しきい値生成部１２３と、しきい値切替部１２４と、符号判定部１２５とを有する。
【００２４】
しきい値生成部１２３は、サンプリングデータＳ１２１を用いて、シンボル間干渉を考慮した適切なしきい値セットを生成する。すなわち、しきい値生成部１２３は、受信フレームのプリアンブル期間に含められた既知シンボル列のパタンごとにサンプリングデータＳ１２１を振り分け、干渉発生見込期間の同一のシンボルパタンを持ち符号判定対象シンボルが異なる既知シンボル列における符号判定対象シンボルの電力値に基づいて、干渉発生見込期間のシンボルパタンごとのしきい値を生成する。
【００２５】
具体的には、図２に示すようにしきい値生成部１２３は、データ振分部１３０と、最小値検出部１３１と、最大値検出部１３２と、最小値検出部１３３と、最大値検出部１３４と、しきい値検出部１３５と、しきい値検出部１３６とを有する。
【００２６】
データ振分部１３０は、図３に示すフォーマットを有する通信フレームのプリアンブル期間１４０に含まれる、シンボルパタンが既知のデータに対応するサンプリングデータＳ１２１を、シンボルパタンごとに振り分ける。ここでは、既知シンボル列のパタンが「１１」、すなわち、干渉発生見込期間のシンボルが「１」で符号判定対象シンボルが「１」の既知のデータに対応するサンプリングデータＳ１２１は、最小値検出部１３１に出力される。また、既知シンボル列が「１０」の場合には、最大値検出部１３２に出力され、既知シンボル列が「０１」の場合には、最小値検出部１３３に出力され、既知シンボル列が「００」の場合には、最大値検出部１３４に出力される。
【００２７】
最小値検出部１３１は、データ振分部１３０で振り分けられた符号「１」に続く符合「１」のサンプリングデータＳ１２１列の最小値を評価する。すなわち、最小値検出部１３１は、干渉発生見込期間のシンボル「１」に続く符号判定対象シンボル「１」の電力値を検出する。ここでは、フレーム中に同一のパタンの既知シンボル列を持つ既知データが複数含まれ、当該複数の既知データに対応するサンプリングデータＳ１２１を評価することを前提としているので、電力値の中でも最小の電力値を検出する。
【００２８】
最大値検出部１３２は、データ振分部１３０で振り分けられた符号「１」に続く符合「０」のサンプリングデータ列Ｓ１２１の最大値を評価する。
【００２９】
最小値検出部１３３は、データ振分部１３０で振り分けられた符号「０」に続く符合「１」のサンプリングデータ列Ｓ１２１の最小値を評価する。
【００３０】
最大値検出部１３４は、データ振分部１３０で振り分けられた符号「０」に続く符合「０」のサンプリングデータ列Ｓ１２１の最大値を評価する。
【００３１】
図４は、検波信号Ｓ１１９を帯域制限したベースバンド信号の解析例である。図４のうち、（ａ）は全符号についての信号の解析例であり、（ｂ）は符号「１」に続くシンボルに対応するベースバンド信号の解析例であり、（ｃ）は符号「０」に続くシンボルに対応するベースバンド信号の解析例である。しきい値生成部１２３の入力信号には、図４（ａ）に示すように全てのパタンの既知シンボル列のサンプリングデータが含まれ、データ振分部１３０で、既知シンボル列のパタンごとに振り分けられる。そして、最小値検出部１３１では、図４（ｂ）の上側に現れている曲線の束のうち、サンプリングタイミングで最小の電力値が検出され、最大値検出部１３２では、下側の曲線の束のうち、サンプリングタイミングで最大の電力値が検出される。
【００３２】
しきい値検出部１３５は、第１の最小値検出部１３１の出力と、第１の最大値検出部１３２の出力との中間値から第１のしきい値Ｓ１３７を生成する。しきい値検出部１３５は、干渉発生見込期間のシンボル「１」に続く符号判定対象シンボル「１」の電力値と、干渉発生見込期間のシンボル「１」に続く符号判定対象シンボル「０」の電力値との中間値を求め、当該中間値を干渉発生見込期間のシンボルパタンが「１」のときのしきい値とする。
【００３３】
具体的には、図４（ｂ）の上側に現れている曲線の束のうち、サンプリングタイミングで最小の電力値が検出され、下側の曲線の束のうち、サンプリングタイミングで最大の電力値が検出され、これらの電力値から第１のしきい値Ｓ１３７、すなわち干渉発生見込期間のシンボルパタンが「１」の場合のしきい値が生成される。
【００３４】
こうすることにより、干渉発生見込期間のシンボルパタンによる符号判定対象シンボルに対するシンボル間干渉の影響を加味して、符号判定対象シンボルが「１」であるか「０」であるかを判定するために適したしきい値を求めることができる。特に、符号判定対象シンボル「１」の場合の電力値が大きく、符号判定対象シンボルが「０」の場合の電力値が小さいので、両電力値の差が最も小さく、符号判定が最も困難な状況のときに求めたしきい値が、各干渉発生見込期間のシンボルパタンに関して最適のしきい値となる。そこで、ここでは、符号判定対象シンボル「１」の電力最小値と、符号判定対象シンボル「０」の電力最大値との中間値を、しきい値Ｓ１３７として生成している。
【００３５】
しきい値検出部１３６は、第２の最小値検出部１３３の出力と、第２の最大値検出部１３４の出力との中間値から第２のしきい値Ｓ１３８を生成する。図４（ｃ）からは、第１のしきい値Ｓ１３８、すなわち干渉発生見込期間のシンボルパタンが「０」の場合のしきい値が生成される。しきい値検出部１３５およびしきい値検出部１３６で生成される第１のしきい値Ｓ１３７と第２のしきい値Ｓ１３８とが「しきい値セット」である。
【００３６】
図１に戻り、しきい値切替部１２４は、先の復調データＳ１１７の符号並びに応じて、「しきい値セット」から最適なしきい値を選択する。すなわち、しきい値切替部１２４は、符号判定部１２５の符号判定結果である復調データＳ１１７を入力し、最近の復調データＳ１１７のパタンと一致する、干渉発生見込期間のシンボルパタンに関して求められたしきい値を「しきい値セット」から選択する。選択されたしきい値は、符号判定部１２５に出力される。
【００３７】
符号判定部１２５は、しきい値切替部１２４で選択されたしきい値を用いて、サンプリングデータＳ１２１の符号判定を行い、判定結果を復調データＳ１１７として出力する。こうして、しきい値切替部１２４により、既に符号判定を行った復調結果であるシンボルパタンと同じパタンを持つ干渉発生見込期間のシンボルパタンから求められたしきい値に順次切り替えられ、符号判定部１２５は、現シンボルの符号判定を行う。
【００３８】
図５は、復調部１２２における復調動作のフロー図である。以下、図１から図５を参照して、無線通信装置１００の復調動作の説明を行う。
【００３９】
ステップ１００１で受信信号のプリアンブル期間１４０のサンプリングデータＳ１２１は、データ振分部１３０によって、符号並び「１１」、「１０」、「０１」、「００」に従って分けられ、各符号並びは、第一の最小値検出部１３１、第一の最大値検出部１３２、第二の最小値検出部１３３、第二の最大値検出部１３４に振り分けられる。
【００４０】
ステップ１００２では、上記各検出部１３１乃至１３４が振り分けられたサンプリングデータＳ１２１の最大値又は最小値を評価する。具体的には、第１の最小値検出部１３１では、符号「１」に続く符合「１」の最小値が評価される。第１の最大値検出部１３２では、符号「１」に続く符合「０」の最大値が評価される。第２の最小値検出部１３３では、符号「０」に続く符合「１」の最小値が評価される。第２の最大値検出部１３４では、符号「０」に続く符合「０」の最大値が評価される。
【００４１】
ステップ１００３では、しきい値検出部１３５、１３６でしきい値が求められる。具体的には、第１のしきい値検出部１３５では、第１の最小値検出部１３１の出力と第１の最大値検出部１３２の出力との平均をとることにより、図４（ｂ）のアイパターンにおける符号判定の最適値を求め、この最適値を第１のしきい値Ｓ１３７として出力する。また、第２のしきい値検出部１３６では、第２の最小値検出部１３３の出力と第２の最大値検出部１３４の出力との平均をとることにより、図４（ｃ）のアイパターンにおける符号判定の最適値を求め、この最適値を第２のしきい値Ｓ１３８として出力する。この第１のしきい値Ｓ１３７と第２のしきい値Ｓ１３８とが、「しきい値セット」である。
【００４２】
ステップ１００４では、受信信号のデータ期間１４１において、しきい値切替部１２４が、先の復調データＳ１１７が「１」か「０」かを判定する。すなわち、しきい値切替部１２４が、最近の復調データＳ１１７と対応する干渉発生見込期間のシンボルパタンを特定する。
【００４３】
この判定の結果、符号「１」の場合には、ステップ１００５で、しきい値セットから第１のしきい値Ｓ１３７を選択して、当該第１のしきい値Ｓ１３７を符号判定に用いるしきい値として出力する。
【００４４】
判定の結果、符号「０」の場合には、ステップ１００６で、しきい値セットから第２のしきい値Ｓ１３８を選択して、符号判定に用いるしきい値として出力する。
【００４５】
こうしてステップ１００４乃至ステップ１００６では、最近の復調データＳ１１７のパタンと対応する干渉発生見込期間のシンボルパタンについてステップ１００３で求められたしきい値が、しきい値セットから選択される。
【００４６】
ステップ１００７では、符号判定部１２５において、しきい値切替部１２４より出力されたしきい値を用いて、サンプリングデータＳ１２１を符号判定し、判定結果を復調データＳ１１７として出力する。
【００４７】
以上の動作により、マルチパスによるシンボル間干渉によって図４（ａ）に示すように変形した受信データを図４（ｂ）、（ｃ）のように分類して各々に最適なしきい値を用いて符号判定することが可能となり、マルチパス環境下における復調性能を向上できる。
【００４８】
なお、上記説明においては、１ビットのシンボル間干渉、すなわち隣接シンボル間のシンボル間干渉の場合について説明を行った。しかしながら、遅延が２ビット以上の場合のシンボル間干渉であっても、同様に処理することができる。同様の手順で必要なビット数（干渉発生見込期間のシンボル数）に対応したしきい値のセットを用いて符号判定することで、複数ビットに及ぶシンボル間干渉が生じている通信状態での復調性能の向上が可能となる。例として、１又は２ビットのシンボル間干渉が発生する場合にも対応可能な無線通信装置ついて、図６を参照して説明する。
【００４９】
図６に示すように無線通信装置１００は、復調部３００を備え、この復調部３００は、しきい値生成部３０１と、しきい値切替部３１９とを有する。しきい値生成部３０１は、データ振分部３０２と、第１の最小値検出部３０３と、第１の最大値検出部３０４と、第２の最小値検出部３０５と、第２の最大値検出部３０６と、第３の最小値検出部３０７と、第３の最大値検出部３０８と、第４の最小値検出部３０９と、第４の最大値検出部３１０と、第１のしきい値検出部３１１と、第２のしきい値検出部３１２と、第３のしきい値検出部３１３と、第４のしきい値検出部３１４とを有する。
【００５０】
データ振分部３０２は、プリアンブル期間１４０に含まれる、シンボルパタンが既知のデータに対応するサンプリングデータＳ１２１を、シンボルパタンごとに振り分ける。ここでは、符号並び「１１」に続く符合「１」のサンプリングデータＳ１２１、換言すれば、干渉発生見込期間のシンボルが「１１」で符号判定対象シンボルが「１」の既知のデータに対応するサンプリングデータＳ１２１は、第１の最小値検出部３０３に出力される。また、既知シンボル列が「１１０」の場合には、第１の最大値検出部３０４に出力され、既知シンボル列が「１０１」の場合には、第２の最小値検出部３０５に出力され、既知シンボル列が「１００」の場合には、第２の最大値検出部３０６に出力される。また、既知シンボル列が「０１１」の場合には、第３の最小値検出部３０７に出力され、既知シンボル列が「０１０」の場合には、第３の最大値検出部３０８に出力され、既知シンボル列が「００１」の場合には、第４の最小値検出部３０９に出力され、既知シンボル列が「０００」の場合には、第４の最大値検出部３１０に出力される。
【００５１】
第１のしきい値検出部３１１は、第１の最小値検出部３０３の出力と、第１の最大値検出部３０４の出力との中間値から、第１のしきい値Ｓ３１５を検出する。第２のしきい値検出部３１２は、第２の最小値検出部３０５の出力と、第２の最大値検出部３０６の出力との中間値から、第２のしきい値Ｓ３１６を検出する。第３のしきい値検出部３１３は、第３の最小値検出部３０７の出力と、第３の最大値検出部３０８の出力との中間値から、第３のしきい値Ｓ３１７を検出する。第４のしきい値検出部３１４は、第４の最小値検出部３０９の出力と、第４の最大値検出部３１０の出力との中間値から、第４のしきい値Ｓ３１８を検出する。
【００５２】
上記第１のしきい値Ｓ３１５と第２のしきい値Ｓ３１６と第３のしきい値Ｓ３１７と第４のしきい値Ｓ３１８は、ここでの「しきい値セット」を構成する。ここでは、２ビットのシンボル間干渉、すなわち、干渉発生見込期間のシンボル数が２である場合を想定しているので、２ビットの取り得る組み合わせの数である４つのしきい値が、「しきい値セット」を構成している。
【００５３】
しきい値切替部３１９は、直前の符号並び、すなわち干渉発生見込期間のシンボルパタンが「１１」の場合には、第１のしきい値Ｓ３１５を「しきい値セット」から選択して出力し、「１０」の場合には第２のしきい値Ｓ３１６を、「０１」の場合には第３のしきい値Ｓ３１７を、「００」の場合には第４のしきい値Ｓ３１８を選択して出力する。
【００５４】
符号判定部１２５は、直前の符号判定結果に応じて、しきい値切替部３１９から受け取るしきい値を用いて、サンプリングデータＳ１２１を符号判定して復調データＳ１１７として出力する。こうして、２ビットのシンボル間干渉による波形ひずみを生じるマルチパス環境下における復調性能を向上することが可能となる。また、複数シンボルにわたるシンボル間干渉を考慮した復調が可能となり、マルチパスへの耐性が向上する。
【００５５】
また、上記説明において、図２および図６では、プリアンブル期間における最大値／最小値からしきい値を求めることで雑音状態も含めてしきい値検出する構成としているが、マルチパスによるシンボル間干渉による波形ひずみ分を重視するために、複数シンボルでの最大値／最小値の平均値をしきい値検出に用いて、雑音の影響を緩和したしきい値を用いてもよい。
【００５６】
また、上記説明においては、プリアンブル期間に含まれる、シンボルパタンが既知のデータを用いてしきい値の検出を行う場合について説明をおこなったが、しきい値を検出するための期間は、特にプリアンブル期間に限定されるものではない。フレームフォーマットに、しきい値検出のためのしきい値生成期間を設けることで、効率的なしきい値生成が可能となる。すなわち、符号並び「１１」、「１０」、「０１」、「００」を含んだ、しきい値検出期間を用意することにより、１ビットのシンボル間干渉に対応したしきい値の生成を効率的に行うことができる。さらに、符号並び「１１１」、「１１０」、「１０１」、「１００」、「０１１」、「０１０」、「００１」、「０００」を含んだ、しきい値検出期間を用意することにより、２ビットのシンボル間干渉に対応したしきい値の生成を効率的に行うことができる。
【００５７】
また、上記説明においては、２値のＡＳＫが適用される場合について説明を行ったが、多値のＡＳＫについても同様の手順によりしきい値セットを生成することで、復調性能を向上することが可能である。
【００５８】
なお、上記図４においてＲＺ符号による受信信号波形の解析例を示したが、これに限定されるものではなく、ＮＲＺ符号であってもよい。
【００５９】
以上のように、プリアンブル期間の符号が既知のシンボルを用いてシンボル間干渉に対応したしきい値セットを生成し、直前の符号並び（復調データ）に従ってしきい値セットから適切なしきい値を選択して符号判定を行うことで、マルチパス環境下における復調性能の向上を向上することができる。
【００６０】
このように実施の形態１によれば、無線通信装置１００（３００）に、遅延波を考慮した既知データ（既知シンボル列）を当該既知データのパタンに応じて振り分けるデータ振分部１３０（３０２）と、第１のパタンを持つ前記既知データから第１の符号判定しきい値を生成する第１のしきい値検出部１３５（３１１）と、第２のパタンを持つ前記既知データから第２の符号判定しきい値を生成する第２のしきい値検出部１３６（３１２）と、前記第１の符号判定しきい値および前記第２のしきい値を含むしきい値セットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する符号判定部１２５と、を設けた。
【００６１】
こうすることにより、遅延波を考慮した既知データ（既知シンボル列）を用いてシンボル間干渉に対応したしきい値セットを生成し、適切なしきい値を選択して符号判定を行うことで、マルチパス環境下における復調性能、通信品質を向上することができる。特に、３０ｃｍ程度の伝搬距離差により生じる１ｎｓ程度の遅延差によりシンボル間干渉を生じるような、１Ｇｓｐｓを超える高速なデータレートの無線伝送において、マルチパスによるシンボル間干渉による波形ひずみに起因する復調性能低下を防止することができ、通信品質を向上する。
【００６２】
また、無線通信装置１００に、符号判定部１２５にて直前に行った符号判定結果に従って、しきい値セットからしきい値を選択するしきい値切替部１２４を設け、符号判定部１２５が、前記選択されたしきい値を用いて、現シンボルの符号判定を行うようにした。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態は、復調部の別の構成にかかる。図７に示すように本実施の形態の復調部２００は、第１の符号判定部２０１と、第２の符号判定部２０２と、しきい値生成部１２３と、系列選択部２０５とを有する。
【００６４】
第１の符号判定部２０１は、しきい値生成部１２３で生成したしきい値セットから第１のしきい値を選択し符号判定して第１の判定データとして出力する。
【００６５】
第２の符号判定部２０２は、しきい値生成部１２３で生成したしきい値セットから第２のしきい値を選択し符号判定して第２の判定データとして出力する。
【００６６】
系列選択部２０５は、直前の復調データＳ１１７が符号「１」の場合には、符号判定部２０１の出力である第１の判定データを選択して復調データＳ１１７として出力する。また、系列選択部２０５は、直前の復調データＳ１１７が符号「０」の場合には、符号判定部２０２の出力である第２の判定データを選択して復調データＳ１１７として出力する。
【００６７】
図８は、復調部２００を備える受信部における処理手順を示したフロー図である。なお、復調部の入力側にある構成要素による動きは図５の場合と同じである。
【００６８】
ステップ１００１乃至ステップ１００３では、プリアンブル期間内の符号既知のシンボルのサンプリングデータに基づいて、第１および第２のしきい値から構成されるしきい値セットが生成される。
【００６９】
ステップ２００１では、符号判定部２０１で第１のしきい値を用いた符号判定が行われ、符号判定結果である第１の判定データが生成され、符号判定部２０２で第２のしきい値を用いた符号判定が行われ、符号判定結果である第２の判定データが生成される。
【００７０】
ステップ２００２では、系列選択部２０５で直前の符号が「１」か「０」かが判定される。
【００７１】
ステップ２００２での判定で直前の符号が「１」であると判定される場合には、ステップ２００３で系列選択部２０５により第１の判定データが選択され復調データＳ１１７として出力される。また、ステップ２００２での判定で直前の符号が「０」であると判定される場合には、ステップ２００４で系列選択部２０５により第２の判定データが選択され復調データＳ１１７として出力される。
【００７２】
なお、上記説明においては、１ビットのシンボル間干渉に対応した第１および第２のしきい値から構成されるしきい値セットを生成する場合について説明を行ったが、実施の形態１と同様に、２ビット以上に対応したしきい値セットを生成する構成としてもよい。この場合には、干渉発生見込期間のビットが取り得る組み合わせと同数の符号判定部が用意され、系列選択部２０５は、各符号判定部からの判定データから、最近の符号結果と対応する干渉発生見込期間のシンボルパタンに対応するしきい値を用いて符号判定する符号判定部からの判定データを選択して、復調データとして出力する。
【００７３】
このように実施の形態２によれば、復調部２００に、第１の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第１の符号判定部２０１と、第２の符号判定しきい値を用いて、受信信号の符号判定を行う第２の符号判定部２０２と、直前に行った符号判定結果に基づいて、符号判定部２０１の符号判定結果および符号判定部２０２の符号判定結果から選択し、選択された符号判定結果を復調データとして出力する系列選択部２０５と、を設けた。
【００７４】
こうすることにより、マルチパスによるシンボル間干渉に対応したしきい値セットの各しきい値を用いて符号判定した判定データ群を生成し、先の復調データに従って判定データを選択して復調データとして出力することで、マルチパス環境下における復調性能、通信品質を向上することができる。さらに、通信フレームのデータ期間において、符号判定部で用いるしきい値のシンボル毎の変更が不要となるため、高速なデータ伝送に対応する場合にも、復調部における消費電力を削減することができる。
【００７５】
（実施の形態３）
実施の形態１および実施の形態２においては、シンボル間干渉を考慮するビット数が固定的であることを前提に説明を行った。これに対して、本実施の形態では、マルチパスの遅延時間、すなわち、シンボル間干渉を考慮すべきビット数を評価し、この評価に応じた長さの既知シンボル列を用いた送受信を行う。
【００７６】
図９に示すように実施の形態３の無線通信装置４００は、送受信部４０１と、制御部４０２とを有する。送受信部４０１は、復調部４０４と、マルチパス評価部４０５とを有する受信部４０３を備える。
【００７７】
マルチパス評価部４０５は、受信フレーム中のマルチパス評価期間を用いて、マルチパス環境によるシンボル間干渉の状況を評価する。なお、フレーム中のマルチパス評価期間では、フレーム送信側の無線通信装置４００の制御部４０２により、ＰＮ４段のＭ系列の繰り返しデータが繰り返し送信される。
【００７８】
具体的には、図１０に示すようにマルチパス評価部４０５は、サンプリングデータＳ１２１に対して、１シンボル期間だけ遅延する遅延部４０６と、ＰＮ４段に対応した正負の係数で所定の期間遅延した信号を加算する加算器４０７により構成される。
【００７９】
このような構成を有するマルチパス評価部４０５は、通信フレームのマルチパス評価期間におけるサンプリングデータＳ１２１について、ＰＮ４段のＭ系列とのスライディング相関をとることで、マルチパスに対応した相関値の変動Ｓ４０８を検出する。
【００８０】
制御部４０２は、Ｍ系列との同期タイミングに対して遅れた位置に生じた高い相関値から、シンボル間干渉の発生状況を判定し、マルチパスによるシンボル間干渉を考慮すべきビット数（これは、上述の既知シンボル列の長さ、又は、干渉発生見込期間の長さに対応する）を検出する。そして、制御部４０２は、例えば、既知シンボル列長を復調部４０４に出力するとともに、送信部１１４、アンテナ共用器１１３、アンテナ１１０を介してフレーム送信側の無線通信装置４００に対して送信する。この既知シンボル列長に応じた既知シンボル列が、フレーム送信側の無線通信装置４００で、プリアンブル期間に含められたフレームが送信される。
【００８１】
復調部４０４は、実施の形態１、実施の形態２における復調部１２２、２００と同様に、制御部４０２からの既知シンボル列長に対応するシンボル間干渉を考慮したしきい値セットを生成し、既に符号判定を行った復調結果であるシンボルパタンと同じパタンを持つ干渉発生見込期間のシンボルパタンから求めたしきい値を用いて、現シンボルの符号判定を行う。
【００８２】
なお、上記説明においては、ＰＮ４段によるＭ系列を用いることで、約４．５ｍの伝搬距離差をもった遅延波によるシンボル間干渉への対応が可能となり、ミリ波帯を用いた無線通信システムにおいては、距離減衰を考慮すると十分な性能が得られると考えられる。ただし、さらに長い系列や、遅延波との相関の評価に必要な性質を備えた別な擬似雑音系列を用いてもよい。
【００８３】
以上のように、通信フレームのマルチパス評価期間でシンボル間干渉の度合いを評価するマルチパス評価部４０５を設け、評価したシンボル間干渉の度合いに応じた長さの既知シンボル列を用いてしきい値セットを生成することができるので、任意のマルチパス環境に適応することができ、復調性能を向上することができる。
【００８４】
このように実施の形態３によれば、無線通信装置４００に、通信フレームのしきい値生成期間に含まれる符号列（既知シンボル列）をパタンに応じて振り分け、各パタンの既知データに対応するしきい値を生成し、前記生成されたしきい値のセットを用いて、受信信号の符号判定を行い、符号判定結果を復調データとして出力する復調部４０４と、通信フレームのマルチパス評価期間に伝搬特性を評価するマルチパス評価部４０５と、前記評価の結果からマルチパスの遅延時間に関する情報を生成して送信するとともに、復調部４０４が振り分ける符号列の長さを変更する制御部４０２と、を設けた。
【００８５】
また、通信フレームの送信側の無線通信装置４００が、無線通信での伝搬特性を評価するマルチパス評価期間を有するとともに、フレームの受信側からフィードバックされるマルチパスの遅延時間に相当する長さを持つ符号列の全組み合わせを含むしきい値生成期間を有する無線フレームを送信するようにした。
【００８６】
こうすることにより、シンボル間干渉の度合いに応じた長さの既知シンボル列を用いてしきい値セットを生成することができるので、任意のマルチパス環境に適応することができ、復調性能、通信品質を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の無線通信装置および無線通信システムは、マルチパスによるシンボル間干渉が生じる場合にも、誤り率の低下等を抑えた復調を行うことができ、通信品質を向上することができるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムおよび無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】図１のしきい値生成部の構成を示すブロック図
【図３】フレームフォーマットを示す図
【図４】図１の無線通信装置の検波信号を帯域制限したベースバンド信号の解析例を示す図
【図５】図１の復調部における復調動作の説明に供するフロー図
【図６】図１の復調部の他の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態２の復調部の構成を示すブロック図
【図８】図７の復調部における復調動作の説明に供するフロー図
【図９】実施の形態３の無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１０】図９のマルチパス評価部の構成を示すブロック図
【図１１】従来の復調手段の構成を示すブロック図
【図１２】図１１の受信データ特定手段におけるＡＳＫ復調方式の説明に供する図
【符号の説明】
【００８９】
１００、４００  無線通信装置
１１０  アンテナ
１１１、４０１  送受信部
１１２、４０２  制御部
１１３  アンテナ共用器
１１４  送信部
１１５、４０３  受信部
１１８  検波部
１２０  サンプリング部
１２２、２００、３００、４０４  復調部
１２３、３０１  しきい値生成部
１２４、３１９  しきい値切替部
１２５  符号判定部
１３０、３０２  データ振分部
１３１、１３３、３０３、３０５、３０７、３０９  最小値検出部
１３２、１３４、３０４、３０６、３０８、３１０  最大値検出部
１３５、１３６、３１１、３１２、３１３、３１４  しきい値検出部
２０１、２０２  符号判定部
２０５  系列選択部
４０５  マルチパス評価部
４０６  遅延部
４０７  加算器
【図１】
2008035171.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008035171.tif 000010
【図９】
2008035171.tif 000011
【図１０】
2008035171.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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