(57)【要約】【課題】伝搬路推定用信号の量子化誤差を軽減して、伝搬路の高い推定精度を得ることが可能な無線装置を提供する。【解決手段】利得制御部５０６がＳＰ信号に基づいて、ＬＰ信号とデータ信号の空間多重数ｍをそれぞれ検出するとともに、ＬＰ信号の受信期間TLPxおよびデータ信号の受信期間TDATxを検出する。そして、利得制御部５０６は、受信期間TLPxで受信したＬＰ信号をその空間多重数に応じた利得GLPで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するとともに、受信期間TDATxで受信したデータ信号をその空間多重数に応じた利得GDATで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するようにしたものである。【選択図】      図５
2005347948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報と第２の情報と第３の情報がそれぞれ異なる時間に伝送された無線信号を受信する無線装置において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号のうち、前記第１の情報に相当する信号に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、
この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電力検出手段が検出した受信電力と前記多重数検出手段が検出した空間多重数とに基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記第１の情報は、前記第２の情報と前記第３の情報のそれぞれの空間多重数に応じて、第１の波形かあるいは第２の波形をなすものであって、
前記多重数検出手段は、
前記第１の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第１のフィルタと、
前記第２の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第２のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力のうち、ピークが得られる出力を検出することで、前記第１の情報の波形が前記第１の波形かあるいは前記第２の波形かを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出するフォーマット検出手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力のうち、前記第１の情報に相当する信号に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報をそれぞれ受信するタイミングを検出するタイミング検出手段を備え、
前記制御手段は、前記タイミング検出手段が検出したタイミングに応じたタイミングで、前記多重数検出手段が検出した空間多重数に基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項５】
前記第１の情報は、前記第２の情報と前記第３の情報のそれぞれの空間多重数に応じて、第１の波形かあるいは第２の波形をなすものであって、
前記タイミング検出手段は、
前記第１の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第１のフィルタと、
前記第２の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第２のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力に含まれるピークおよび前記第２のフィルタの出力に含まれるピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのタイミングに基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記タイミング検出手段は、
前記第１の情報に相当する信号がなす波形に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力されるフィルタと、
このフィルタの出力に含まれるピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのタイミングに基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
【請求項７】
第１の情報と第２の情報と第３の情報がそれぞれ異なる時間に伝送された無線信号を受信する受信回路において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号のうち、前記第１の情報に相当する信号に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、
この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする受信回路。
【請求項８】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電力検出手段が検出した受信電力と前記多重数検出手段が検出した空間多重数とに基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項７に記載の受信回路。
【請求項９】
前記第１の情報は、前記第２の情報と前記第３の情報のそれぞれの空間多重数に応じて、第１の波形かあるいは第２の波形をなすものであって、
前記多重数検出手段は、
前記第１の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第１のフィルタと、
前記第２の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第２のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力と前記第２のフィルタの出力のうち、ピークが得られる出力を検出することで、前記第１の情報の波形が前記第１の波形かあるいは前記第２の波形かを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段の検出結果に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出するフォーマット検出手段とを備えることを特徴とする請求項７に記載の受信回路。
【請求項１０】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力のうち、前記第１の情報に相当する信号に基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報をそれぞれ受信するタイミングを検出するタイミング検出手段を備え、
前記制御手段は、前記タイミング検出手段が検出したタイミングに応じたタイミングで、前記多重数検出手段が検出した空間多重数に基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項７に記載の受信回路。
【請求項１１】
前記第１の情報は、前記第２の情報と前記第３の情報のそれぞれの空間多重数に応じて、第１の波形かあるいは第２の波形をなすものであって、
前記タイミング検出手段は、
前記第１の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第１のフィルタと、
前記第２の波形の信号に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力される第２のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力に含まれるピークおよび前記第２のフィルタの出力に含まれるピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのタイミングに基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信回路。
【請求項１２】
前記タイミング検出手段は、
前記第１の情報に相当する信号がなす波形に整合するインパルス応答を有し、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力が入力されるフィルタと、
このフィルタの出力に含まれるピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのタイミングに基づいて、前記第２の情報および前記第３の情報のそれぞれの受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信回路。
【請求項１３】
伝搬路推定用の信号とデータ信号がそれぞれ異なる時間に伝送された無線信号を受信する無線装置において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記伝搬路推定用の信号および前記データ信号のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、
この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする無線装置。
【請求項１４】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電力検出手段が検出した受信電力と前記多重数検出手段が検出した空間多重数とに基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１３に記載の無線装置。
【請求項１５】
伝搬路推定用の信号とデータ信号がそれぞれ異なる時間に伝送された無線信号を受信する無線装置において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記伝搬路推定用の信号および前記データ信号のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、
この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする受信回路。
【請求項１６】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電力検出手段が検出した受信電力と前記多重数検出手段が検出した空間多重数とに基づいて、前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１３に記載の受信回路。
【請求項１７】
無線信号を受信する無線装置において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号から予め設定された識別情報を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする無線装置。
【請求項１８】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、第１のターゲット値と前記電力検出手段が検出した受信電力とに基づいて前記増幅手段の利得を制御し、前記検出手段が前記識別情報を検出した場合には、第２のターゲット値と前記電力検出手段が検出した受信電力とに基づいて前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１７に記載の無線装置。
【請求項１９】
無線信号を受信する受信回路において、
前記無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、
この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号から予め設定された識別情報を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて、前記増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備することを特徴とする受信回路。
【請求項２０】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換手段の出力から前記無線信号の受信電力を検出する電力検出手段を備え、
前記制御手段は、第１のターゲット値と前記電力検出手段が検出した受信電力とに基づいて前記増幅手段の利得を制御し、前記検出手段が前記識別情報を検出した場合には、第２のターゲット値と前記電力検出手段が検出した受信電力とに基づいて前記増幅手段の利得を制御することを特徴とする請求項１９に記載の受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空間分割多重される無線信号を受信する受信装置の可変利得アンプの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線周波数資源を有効に利用できる方式として複数の送信アンテナから送信された信号を複数の受信アンテナで受信処理をするMultiple-Input Multiple-Output(MIMO)方式が注目されており、特に空間分割多重（Space Division  Multiplex :ＳＤＭ）伝送が注目されている。ＳＤＭ伝送とは、送信機に複数のアンテナを用意し、この複数のアンテナから同時に信号を送信する方式である。そのため、アンテナ１本で送信した場合に比べ、単位周波数当たりに伝送できる情報量を増加できるというものである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このＳＤＭ伝送方式では、複数のアンテナから送信されるデータを受信するのに先立って、受信機において各送信アンテナから受信アンテナへの伝搬路特性を推定する必要があり、この伝搬路特性の推定を高精度で行う技術開発の要望が高かった。
【非特許文献１】Jan Boer他２名“Backwards compatibility”、［online］、平成１５年９月、IEEE LMSC（発行元）、［平成１５年９月１５日検索］、インターネット＜URL：ftp://ieee:wireless@ftp.802wirelessworld.com/11/03/11-03-0714-00-000n-backwards-compatibility.ppt＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＳＤＭ伝送方式では、複数のアンテナから送信されるデータを受信するのに先立って、受信機において各送信アンテナから受信アンテナへの伝搬路特性を推定する必要があるが、この伝搬路特性の推定を高精度で行う技術開発の要望が高かった。また、推定された伝搬路特性を用いて、ＳＤＭ信号を高精度にディジタル処理をする要望が高かった。
【０００５】
この発明は上記の要望に応えるべくなされたもので、伝搬路推定用信号の量子化誤差を軽減して、伝搬路特性の高い推定精度を得ることが可能であり、高精度なディジタル処理が可能な無線装置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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、第１の情報と第２の情報と第３の情報が異なる時間に伝送された無線信号を受信する無線装置において、無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号のうち、第１の情報に相当する信号に基づいて、第２の情報および第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備して構成するようにした。
【０００７】
またこの発明では、第１の情報と第２の情報と第３の情報が異なる時間に伝送された無線信号を受信する受信回路において、無線信号をダウンコンバートする周波数変換手段と、この周波数変換手段が出力する信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段が出力する信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号のうち、第１の情報に相当する信号に基づいて、第２の情報および第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出する多重数検出手段と、この多重数検出手段が検出した空間多重数に応じて、増幅手段の利得を制御する制御手段とを具備して構成するようにした。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、この発明では、Ａ／Ｄ変換手段が出力する信号のうち、第１の情報に相当する信号に基づいて、第２の情報および第３の情報のそれぞれの空間多重数を検出し、この検出した空間多重数に応じて、増幅手段の利得を制御するようにしている。
【０００９】
したがって、この発明によれば、第２の情報と第３の情報をそれぞれの空間多重数に応じた利得で増幅できるため、例えば第２の情報の空間多重数が第３の情報のそれに比べて少なく、第２の情報のダイナミックレンジが第３の情報のそれよりも小さい場合でも、Ａ／Ｄ変換手段の量子化レンジに比べて第２の情報を十分増幅することができるので、第２の情報の量子化誤差を軽減することが可能な無線装置および受信回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。  
受信側において伝搬路推定を容易にする、もしくは、伝搬路の推定精度を改善するという目的から、送信側が例えば伝搬路推定用信号を各アンテナから異なる時間で一本ずつ（空間多重数１）で送信するフレームフォーマットを用いたり、あるいはデータ信号の送信より少ない空間多重数で、かつ、時分割で伝搬路推定用信号を送信するフレームフォーマットを用いることが考えられる。
【００１１】
一般的に、空間多重数が減少するにつれて、受信側での信号のダイナミックレンジは小さくなる傾向があるため、上述したようなフレームフォーマットを用いた場合、伝搬路推定用信号のダイナミックレンジは、データ信号に比べて小さくなると考えられる。
【００１２】
一方、受信側においては、ディジタル信号処理によって復調処理を行う場合、まず受信したアナログ信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器でディジタル信号に変換する必要がある。そのため上記Ａ／Ｄ変換器に受信したアナログ信号を入力する前に、その信号レベルをＡ／Ｄ変換器の量子化レンジにおさまるように電力調整制御（ＡＧＣ）を行う。
【００１３】
このＡＧＣ制御方法としては、送信側がフレームの最初に電力調整の利得計算用の信号を挿入して送信し、これに対して受信機では上記利得計算用信号の受信電力を基に利得を計算し、この求めた利得を可変利得アンプに設定して上記アナログ信号のレベルを制御する方式が考えられる。なお、この方式では、利得計算用信号の受信電力のみを基準に用いて利得を計算するため、伝搬路推定用の信号とデータ信号とで同一の増幅利得を用いることとなる。
【００１４】
しかしながら、前述したフレームフォーマットを用いた場合、伝搬路推定用の信号のダイナミックレンジは、データ信号に比べて小さくなると考えられる。このため、伝搬路推定用の信号とデータ信号で共通の増幅率を適用する上述の方法では、伝搬路推定用の信号がＡ／Ｄの量子化レンジに比べ十分に広く増幅できないため伝搬路推定用信号を量子化する際の誤差が大きく、結果として伝搬路推定精度の劣化が生じることが考えられる。
【００１５】
図１は、この発明の実施形態に係わる無線受信機１０５を適用する無線通信システムの構成を示すものである。この無線通信システムは、無線受信機１０５と、これに対して無線信号を送信する無線送信機１０１〜１０４とを備える。無線送信機１０１〜１０４は、それぞれ複数の送信アンテナと、これらを通じて無線信号を送信する無線送信部とを備えている。なお、以下の説明では、４つの送信アンテナを備えるものとして説明する。
【００１６】
無線受信機１０５は、一対の受信アンテナと無線受信部とを備えている。無線受信機１０５は、ある一定時間、無線送信機１０１〜１０４のうち、いずれか一台の無線送信機と通信を行う。なお、無線受信機１０５は、複数のアンテナと無線受信部とを備える構成であってもよい。
【００１７】
図２に、図１に示した無線送信機１０１の構成を示す。無線送信機１０２〜１０４についても同様である。無線送信機１０１は、情報ビット列生成部２０１、シリアルパラレル変換部２０２、送信フレームフォーマット決定部２０３、ディジタル変調部２０４〜２０７、メモリ２０８、アップコンバータ２０９〜２１２、送信アンテナ２１３〜２１６とを備える。
【００１８】
情報ビット列生成部２０１は、無線受信機１０５に送信したい情報ビット列を生成し、この生成した情報ビット列をシリアルパラレル変換部２０２に出力する。シリアルパラレル変換部２０２は、複数のフレームフォーマットの候補の中から送信フレームフォーマット決定部２０３が決定したフレームフォーマットに応じて、情報ビット列生成部２０１から入力される情報ビット列をパラレル信号に分け、これをディジタル変調部２０４〜２０７に振り分ける。なお、上記フレームフォーマットについては、後述にて具体例を挙げる。
【００１９】
ディジタル変調部２０４〜２０７は、シリアルパラレル変換部２０２から入力されるパラレル信号にディジタル変調を施す。メモリ２０８は、複数のプリアンブル信号のデータを格納しており、送信フレームフォーマット決定部２０３が決定したフレームフォーマットに応じたプリアンブル信号のデータをアップコンバータ２０９〜２１２に出力する。
【００２０】
アップコンバータ２０９〜２１２は、対応するディジタル変調部２０４〜２０７にてディジタル変調されたパラレル信号にプリアンブル信号を付加したのち、ＲＦ帯の信号にアップコンバートする。このアップコンバートによって得られたＲＦ信号は、それぞれ送信アンテナ２１３〜２１６から無線受信機１０５に向けて送信される。
【００２１】
無線送信機１０１〜１０４から送信される無線信号の送信フレームフォーマットを図３および図４に示す。無線送信機１０１〜１０４は、図３および図４に示す送信フレームフォーマットを選択的に用いて信号の送信を行なっているものとする。図３に示す送信フレームフォーマットと、図４に示す送信フレームフォーマットとは、空間多重数が異なっている。なお、図３および図４では、送信アンテナ２１３〜２１６は、Tx1、Tx2、Tx3、Tx4のいずれかに対応するものとする。
【００２２】
図３および図４の送信フレームフォーマットは、ショートプリアンブル（ＳＰ）信号部、ロングプリアンブル（ＬＰ）信号部、データ信号部から構成され、無線送信機１０１〜１０４は、はじめにＳＰ信号を複数個連続して送信し、次にＬＰ信号を送信し、最後にデータ信号を送信する。
【００２３】
ＳＰ信号は、受信側、すなわち無線受信機１０５に搭載される可変利得アンプ５０３（後述）の利得計算に用いられる信号であって、１つのアンテナTx1から送信される。ただし、図３に示すＳＰ信号は波形SSP1を有し、図４に示すＳＰ信号は波形SSP2を有し、波形SSP1と波形SSP2は互いに異なる波形となっている。このため、この波形SSP1、SSP2からＬＰ信号部の空間多重数と、データ信号部の空間多重数が判別することができる。
【００２４】
ＬＰ信号は、伝搬路特性推定用の信号であって、空間多重数１で送信される。ここで図３に示すフレームフォーマットを用いる場合には、ＳＰ信号を送信したアンテナと同じアンテナTx1だけを用いてＬＰ信号を送信し、一方、図４に示すフレームフォーマットを用いる場合には、各アンテナTx1〜Tx4を順次用いて時分割でＬＰ信号を送信する。なお、図３に示すＬＰ信号と図４に示すＬＰ信号は、同じ波形SLPを有する。  
このようにして、ＳＰ信号とＬＰ信号をそれぞれ送信する。ここで、図３に示すフレームフォーマットを用いる場合には、空間多重数ｍ＝１、すなわちアンテナTx1のみを用いてデータ信号SDn（n=0,1,2…）を送信する。また図４に示すフレームフォーマットを用いる場合には、空間多重数ｍ＝４、すなわちアンテナTx1〜Tx4を用いてデータ信号SDn（n=0,1,2…）を送信する。
【００２５】
図５に、この発明に係わる無線受信機１０５の構成を示す。この図に示すように、無線受信機１０５は、受信アンテナ５０１、ダウンコンバータ５０２、可変利得アンプ５０３、Ａ／Ｄ変換器５０４、受信電力測定部５０５、利得制御部５０６およびディジタル信号処理部５０７を備える。
【００２６】
まず、受信アンテナ５０１により空間から上記ＳＰ信号が受信されると、受信されたＳＰ信号はダウンコンバータ５０２においてＲＦ信号からベースバンド信号に変換された後、可変利得アンプ５０３に入力される。可変利得アンプ５０３は、予め設定された初期利得で上記ベースバンド信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器５０４に出力する。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器５０４は、可変利得アンプ５０３から入力されるベースバンド信号をディジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器５０４にて得られたディジタル信号は、受信電力測定部５０５、利得制御部５０６およびディジタル信号処理部５０７に出力される。
【００２８】
受信電力測定部５０５は、上記ＳＰ信号に基づくディジタル信号から、受信電力値を測定する。この測定結果は、利得制御部５０６に通知される。利得制御部５０６は、通知された測定結果が、予め決められたターゲット電力値と異なる場合に、利得の再計算を行い、可変利得アンプ５０３に設定すべき利得を求め、これを可変利得アンプ５０３に再設定する。
【００２９】
このようにして可変利得アンプ５０３に利得を再設定した場合には、再度、受信電力測定部５０５は、Ａ／Ｄ変換器５０４の出力、すなわちＳＰ信号に基づくディジタル信号から電力測定を行う。このような利得設定動作は、図３や図４に示したＳＰ信号部を用いて、受信電力測定部５０５による測定電力値がターゲット値に等しくなるまで繰り返し実行される。
【００３０】
やがて、上記測定電力値がターゲット電力値に等しくなると、利得制御部５０６は、ＳＰ信号に基づくディジタル信号を基に、上記ＬＰ信号と上記データ信号の空間多重数ｍをそれぞれ検出するとともに、両信号の受信期間TLPxおよびTDATx（x=0 or 1）をそれぞれ検出する。
【００３１】
そして、利得制御部５０６は、ＬＰ信号とデータ信号のそれぞれの空間多重数ｍに応じて、ＬＰ信号の受信期間TLPxで用いる可変利得アンプ５０３の利得GLP、およびデータ信号の受信期間TDATxで用いる利得GDATをそれぞれ求める。ここで求められる利得GLPおよびGDATは、空間多重数ｍが少ない場合、すなわちこの例ではｍ＝１の場合は大きい値が求められ、一方、空間多重数ｍが多い場合、すなわちこの例ではｍ＝４の場合は小さく値が求められる。
【００３２】
やがて、ＳＰ信号の受信を終えると、無線受信機１０５は、受信アンテナ５０１を通じてＬＰ信号とデータ信号を順に受信する。このとき利得制御部５０６は、ＬＰ信号を受信している期間TLPxには上記利得GLPを可変利得アンプ５０３に設定し、一方、データ信号を受信している期間TDATxには上記利得GDATを可変利得アンプ５０３に設定する。
【００３３】
その後、可変利得アンプ５０３は、利得制御部５０６にて設定された利得に応じて、ＬＰ信号とデータ信号の増幅を行う。増幅されたＬＰ信号とデータ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器５０４でディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理部５０７に入力される。
【００３４】
ディジタル信号処理部５０７は、ＬＰ信号に基づくディジタル信号を用いて伝搬路特性を推定し、その推定した伝搬路特性情報を用いてデータ信号に基づくディジタル信号から送信信号系列を推定する。このディジタル信号処理部５０７の伝搬路推定方法と送信信号系列推定方法については、説明を省略する。
【００３５】
図６に、図５に示した利得制御部５０６の構成例を示す。この図に示す利得制御部５０６は、マッチドフィルタ６０１，６０２、ピーク検出部６０３、フレームフォーマット判定部６０４、受信タイミング検出部６０５、スイッチ６０６、ターゲット選択部６０７および利得算出部６０８を備える。
【００３６】
マッチドフィルタ６０１は、図３に示したＳＰ信号、すなわち波形SSP1を有するＳＰ信号に整合したインパルス応答を持つディジタルフィルタである。一方、マッチドフィルタ６０２は、図４に示したＳＰ信号、すなわち波形SSP2を有するＳＰ信号に整合したインパルス応答を持つディジタルフィルタである。そして、このマッチドフィルタ６０１，６０２は、整合する波形のＳＰ信号が入力された場合、ＳＰ信号の入力タイミングに合わせ、高い値のピークが出現する。
【００３７】
Ａ／Ｄ変換器５０４にて得られた上記ＳＰ信号のディジタル信号が、マッチドフィルタ６０１、６０２にそれぞれ入力される。ここでＳＰ信号が図３に示した波形SSP1を有するＳＰ信号であった場合、マッチドフィルタ６０１，６０２の出力波形は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、マッチドフィルタ６０１の出力波形には、図７（ａ）に示すように周期的なピークが出現し、一方、マッチドフィルタ６０２の出力波形には、図７（ｂ）に示すようにピークは出現しない。
【００３８】
また、ＳＰ信号が図４に示した波形SSP2を有するＳＰ信号であった場合、マッチドフィルタ６０１，６０２の出力波形は、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、マッチドフィルタ６０１の出力波形には、図８（ａ）に示すようにピークは出現せず、一方、マッチドフィルタ６０２の出力波形には、図８（ｂ）に示すように周期的なピークが出現する。
【００３９】
ピーク検出部６０３には、マッチドフィルタ６０１，６０２の出力が与えられる。そして、ピーク検出部６０３は、上記出力を監視してピークを検出し、マッチドフィルタ６０１の出力からピークを検出した場合は識別子「０」をフレームフォーマット判定部６０４に出力し、一方、マッチドフィルタ６０２の出力からピークを検出した場合は識別子「１」をフレームフォーマット判定部６０４に出力する。
【００４０】
また、ピーク検出部６０３は、ピークが最後に出現した時刻tendを検出し、これを受信タイミング検出部６０５に通知する。なお、上記識別子は「０」、「１」の組み合わせに限定されるものではなく、他の識別子を用いることも可能である。
【００４１】
フレームフォーマット判定部６０４は、予め上記識別子とそれに対応づけたフレームフォーマットの情報を記憶している。例えばフレームフォーマット判定部６０４は、上記情報として以下を予め記憶している。ただしここで、以下のTLP0、TDAT0、TLP1、TDAT1は、それぞれ図３、図４に記載したものに対応している。
【００４２】
｛識別子:０、ＬＰ信号空間多重数:１、ＬＰ信号長:TLP1、データ信号空間多重数:４、データ信号長:TDAT0｝、
｛識別子:１、ＬＰ信号空間多重数:１、ＬＰ信号長:TLP2、データ信号空間多重数:１、データ信号長:TDAT1｝。
【００４３】
そして、フレームフォーマット判定部６０４は、ピーク検出部６０３から入力された識別子に応じたＬＰ信号空間多重数、ＬＰ信号長、データ信号空間多重数およびデータ信号長をそれぞれ検出し、このうち、ＬＰ信号空間多重数およびデータ信号空間多重数をスイッチ６０６に出力するとともに、ＬＰ信号長およびデータ信号長を受信タイミング検出部６０５に出力する。
【００４４】
受信タイミング検出部６０５は、ピーク検出部６０３から通知されたピーク終了時刻tendと、フレームフォーマット判定部６０４から入力されたＬＰ信号長およびデータ信号とに基づいて、ＬＰ信号の受信開始時刻tstart-LP、データ信号の受信開始時刻tstart-DATおよびデータ信号の受信終了時刻tend-DATを求める。
【００４５】
ここで、マッチドフィルタ６０１，６０２における出力遅延時間τとＳＰ信号のシンボル長TSP（SSP1、SSP2で共通）が受信タイミング検出部６０５で既知であるとすると、tstart-LP、tstart-DAT、tend-DATは、それぞれ以下のような計算により求まる。なお、下式において、「x」は識別子の値に対応する。
【００４６】
tstart-LP = tend + τ + TSP
tstart-DAT = tend + τ + TSP + TLPx
tend-DAT = tend + τ + TSP + TLPx + TDATx
そして、受信タイミング検出部６０５は、このような計算の結果に基づいて、ＬＰ信号が受信されている時間TLPxには受信識番号「１」をスイッチ６０６に出力し、データ信号が受信されている時間TDATxには受信識別番号「２」をスイッチ６０６に出力し、それ以外の時間には受信識別番号「０」をスイッチ６０６に出力する。
【００４７】
スイッチ６０６は、フレームフォーマット判定部６０４から入力された空間多重数のうち、受信タイミング検出部６０５から受信識別番号「１」が入力される場合、つまりＬＰ信号を受信している時間TLPxにはＬＰ信号の空間多重数をターゲット選択部６０７に出力し、受信タイミング検出部６０５から受信識別番号「２」が入力される場合、つまりデータ信号を受信している時間TLPxにはデータ信号の空間多重数をターゲット選択部６０７に出力する。
【００４８】
ターゲット選択部６０７は、初期ターゲット値と、空間多重数に応じた複数のターゲット値とを予め記憶している。これらのターゲット値は、可変利得アンプ５０３の出力時における信号の目標平均電力値を表すものであって、空間多重数が少ないほどターゲット値は大きくなるように設定しておく。
【００４９】
そして、ターゲット選択部６０７は、スイッチ６０６から空間多重数を示す情報が入力されている時は、この入力された空間多重数の情報に応じたターゲット値を選択して利得算出部６０８に出力し、一方、スイッチ６０６から空間多重数を示す情報が入力されない時は、初期ターゲット値を選択して利得算出部６０８に出力する。
【００５０】
利得算出部６０８は、受信電力測定部５０５から入力されたＳＰ信号の受信電力値と、ターゲット選択部６０７から入力されたターゲット値とに基づいて、可変利得アンプ５０３に設定すべき利得を求める。ここで、ＳＰ信号の受信電力値をPSP [dB]、ターゲット値をPTARGET [dB]とする。このとき可変利得アンプ５０３に設定すべき利得GLPおよびGDATは、PTARGET-PSP[dB]で求められる。利得算出部６０８は、このようにして求めた上記利得GLPおよびGDATを可変利得アンプ５０３に設定する。
【００５１】
以上のように、上記構成の無線受信機１０５では、利得制御部５０６がＳＰ信号に基づいて、ＬＰ信号とデータ信号の空間多重数ｍをそれぞれ検出するとともに、ＬＰ信号の受信期間TLPxおよびデータ信号の受信期間TDATxを検出する。そして、利得制御部５０６は、受信期間TLPxで受信したＬＰ信号をその空間多重数に応じた利得GLPで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するとともに、受信期間TDATxで受信したデータ信号をその空間多重数に応じた利得GDATで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するようにしている。
【００５２】
したがって、上記構成の無線受信機１０５によれば、ＬＰ信号とデータ信号をそれぞれの空間多重数に応じた利得で増幅するため、例えば伝搬路推定に用いられるＬＰ信号の空間多重数がデータ信号に比べて少なく、ＬＰ信号のダイナミックレンジがデータ信号のそれよりも小さい場合でも、Ａ／Ｄ変換器５０４の量子化レンジに比べてＬＰ信号を十分増幅することができるので、ＬＰ信号の量子化誤差を軽減することができ、高い精度で伝搬路推定を行うことができる。
【００５３】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。その一例として例えば、図６に示した利得制御部５０６を図９に示すように構成することも可能である。以下、図９に示す利得制御部５０６について説明する。
【００５４】
この図に示す利得制御部５０６は、マッチドフィルタ９０１，９０２、ピーク検出部９０３、フレームフォーマット判定部９０４、ターゲット選択部９０５、受信タイミング検出部９０６、利得算出部９０７およびスイッチ９０８を備える。
【００５５】
マッチドフィルタ９０１は、図３に示したＳＰ信号、すなわち波形SSP1を有するＳＰ信号に整合したインパルス応答を持つディジタルフィルタである。一方、マッチドフィルタ９０２は、図４に示したＳＰ信号、すなわち波形SSP2を有するＳＰ信号に整合したインパルス応答を持つディジタルフィルタである。そして、このマッチドフィルタ９０１，９０２は、整合する波形のＳＰ信号が入力された場合、ＳＰ信号の入力タイミングに合わせ、高い値のピークが出現する。
【００５６】
Ａ／Ｄ変換器５０４にて得られた上記ＳＰ信号のディジタル信号が、マッチドフィルタ９０１、９０２にそれぞれ入力される。ここでＳＰ信号が図３に示した波形SSP1を有するＳＰ信号であった場合、マッチドフィルタ９０１，９０２の出力波形は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、マッチドフィルタ９０１の出力波形には、図７（ａ）に示すように周期的なピークが出現し、一方、マッチドフィルタ９０２の出力波形には、図７（ｂ）に示すようにピークは出現しない。
【００５７】
また、ＳＰ信号が図４に示した波形SSP2を有するＳＰ信号であった場合、マッチドフィルタ９０１，９０２の出力波形は、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示すようなものとなる。すなわち、マッチドフィルタ９０１の出力波形には、図８（ａ）に示すようにピークは出現せず、一方、マッチドフィルタ９０２の出力波形には、図８（ｂ）に示すように周期的なピークが出現する。
【００５８】
ピーク検出部９０３には、マッチドフィルタ９０１，９０２の出力が与えられる。そして、ピーク検出部９０３は、上記出力からピークを検出し、マッチドフィルタ９０１の出力からピークを検出した場合は識別子「０」をフレームフォーマット判定部９０４に出力し、一方、マッチドフィルタ９０２の出力からピークを検出した場合は識別子「１」をフレームフォーマット判定部９０４に出力する。
【００５９】
また、ピーク検出部９０３は、ピークが最後に出現した時刻tendを検出し、これを受信タイミング検出部９０６に通知する。なお、上記識別子は「０」、「１」の組み合わせに限定されるものではなく、他の識別子を用いることも可能である。
【００６０】
フレームフォーマット判定部９０４は、予め上記識別子とそれに対応づけたフレームフォーマットの情報を記憶している。例えばフレームフォーマット判定部９０４は、上記情報として以下を予め記憶している。ただしここで、以下のTLP0、TDAT0、TLP1、TDAT1は、それぞれ図３、図４に記載したものに対応している。
【００６１】
｛識別子:０、ＬＰ信号空間多重数:１、ＬＰ信号長:TLP1、データ信号空間多重数:４、データ信号長:TDAT0｝、
｛識別子:１、ＬＰ信号空間多重数:１、ＬＰ信号長:TLP2、データ信号空間多重数:１、データ信号長:TDAT1｝。
【００６２】
そして、フレームフォーマット判定部９０４は、ピーク検出部９０３から入力された識別子に応じたＬＰ信号空間多重数、ＬＰ信号長、データ信号空間多重数およびデータ信号長をそれぞれ検出し、このうち、ＬＰ信号空間多重数およびデータ信号空間多重数をターゲット選択部９０５に出力するとともに、ＬＰ信号長およびデータ信号長を受信タイミング検出部９０６に出力する。
【００６３】
ターゲット選択部９０５は、初期ターゲット値と、空間多重数に応じた複数のターゲット値とを予め記憶している。これらのターゲット値は、可変利得アンプ５０３の出力時における信号の目標平均電力値を表すものであって、空間多重数が少ないほどターゲット値は大きくなるように設定しておく。
【００６４】
そして、ターゲット選択部９０５は、フレームフォーマット判定部９０４から入力されるＬＰ信号空間多重数およびデータ信号空間多重数に基づいて、ＬＰ信号とデータ信号の各ターゲット値を決定する。そして、ターゲット選択部９０５は、これら決定したターゲット値を利得算出部９０７に出力する。
【００６５】
利得算出部９０７は、受信電力測定部５０５から入力されたＳＰ信号の受信電力値と、ターゲット選択部９０５から入力されたターゲット値とに基づいて、ＬＰ信号受信時とデータ信号受信時に可変利得アンプ５０３に設定すべき利得GLPおよびGDATをそれぞれ求め、スイッチ９０８に出力する。ここで、ＳＰ信号の受信電力値をPSP [dB]、ターゲット値をPTARGET [dB]とする。このとき可変利得アンプ５０３に設定すべき利得GLPおよびGDATは、それぞれPTARGET-PSP[dB]で求められる。
【００６６】
受信タイミング検出部９０６は、ピーク検出部９０３から通知されたピーク終了時刻tendと、フレームフォーマット判定部９０４から入力されたＬＰ信号長およびデータ信号とに基づいて、ＬＰ信号の受信開始時刻tstart-LP、データ信号の受信開始時刻tstart-DATおよびデータ信号の受信終了時刻tend-DATを求める。
【００６７】
ここで、マッチドフィルタ９０１，９０２における出力遅延時間τとＳＰ信号のシンボル長TSP（SSP1、SSP2で共通）が受信タイミング検出部９０６で既知であるとすると、tstart-LP、tstart-DAT、tend-DATは、それぞれ以下のような計算により求まる。なお、下式において、「x」は識別子の値に対応する。
【００６８】
tstart-LP = tend + τ + TSP
tstart-DAT = tend + τ + TSP + TLPx
tend-DAT = tend + τ + TSP + TLPx + TDATx
そして、受信タイミング検出部９０６は、このような計算の結果に基づいて、ＬＰ信号が受信されている時間TLPxには受信識番号「１」をスイッチ９０８に出力し、データ信号が受信されている時間TDATxには受信識別番号「２」をスイッチ９０８に出力し、それ以外の時間には受信識別番号「０」をスイッチ９０８に出力する。
【００６９】
スイッチ９０８は、利得算出部９０７より入力された利得GLPおよびGDATのうち、受信タイミング検出部９０６から受信識別番号「１」が入力される場合、つまりＬＰ信号を受信している時間TLPxには上記利得GLPを可変利得アンプ５０３に設定し、受信タイミング検出部９０６から受信識別番号「２」が入力される場合、つまりデータ信号を受信している時間TLPxには上記利得GDATを可変利得アンプ５０３に設定する。  
利得制御部５０６は、以上のような構成であっても、図６に示した利得制御部５０６と同様の効果を奏する。
【００７０】
また上記実施の形態では、無線送信機１０１〜１０４から送信される無線信号の送信フレームフォーマットを図３および図４に示すものとしたが、これに限定されるものではなく、図１０に示すような送信フレームフォーマットであってもよい。以下、この送信フレームフォーマットを用いる場合について説明する。
【００７１】
図１０に示す送信フレームフォーマットは、ショートプリアンブル（ＳＰ）信号部、シグナル信号部（SSIG-LPとSSIG）、ロングプリアンブル（ＬＰ）信号部、データ信号部から構成されている。無線送信機１０１〜１０４は、はじめにＳＰ信号を複数個連続して送信する。このＳＰ信号は受信側（無線受信機１０５）での可変利得アンプの利得計算に用いられる信号である。
【００７２】
そして、無線送信機１０１〜１０４は、上記ＳＰ信号を送信した後、シグナル信号部を送信する。このシグナル信号部は、シグナル信号SSIGを復調する際に用いる伝搬路推定用の信号SSIG-LPと、シグナル信号SSIGとから構成されており、シグナル信号SSIGには後続するＬＰ信号とデータ信号のフレームフォーマット情報として、それぞれの空間多重数、信号長、構成に関する情報が含まれている。無線送信機１０１〜１０４は、シグナル信号部を送信した後、伝搬路特性推定用信号であるＬＰ信号とデータ信号をそれぞれ任意の空間多重数NLP、NDAT（NLP,NDAT=１,２,３,４）で送信する。
【００７３】
次に、図１０に示した送信フレームフォーマットを用いる場合の無線受信機１０５における動作について説明する。なお、図１０に示した送信フレームフォーマットを用いる場合でも無線受信機１０５は、図５に示した構成と同様であることより、図５を用いて説明する。
【００７４】
無線送信機１０１〜１０４のいずれかから送信された無線信号は、受信アンテナ５０１およびダウンコンバータ５０２を通じてベースバンド信号に変換され、可変利得アンプ５０３に出力される。そして、ＳＰ信号の受信時には、Ａ／Ｄ変換器５０４の出力に基づいて受信電力測定部５０５が測定した測定電力値がターゲット値に等しくなるように、利得制御部５０６が可変利得アンプ５０３の利得調整を行う。その後、ＳＰ信号に続いて受信されたシグナル信号部を可変利得アンプ５０３で増幅した後、Ａ／Ｄ変換器５０４でディジタル信号に変換し、利得制御部５０６に出力する。
【００７５】
利得制御部５０６は、上記シグナル信号部に基づいて、ＬＰ信号とデータ信号の空間多重数NLP,NDATをそれぞれ検出する。その後、利得制御部５０６は、検出したそれぞれの空間多重数NLP,NDATに応じて、ＬＰ信号とデータ信号の受信時において可変利得アンプ５０３に設定すべき利得を求める。利得制御部５０６は、空間多重数が少ない場合は利得を設定し、一方、空間多重数が多い場合は利得を設定する。
【００７６】
そして、無線受信機１０５は、ＳＰ信号およびシグナル信号の受信後、ＬＰ信号とデータ信号を連続して受信する。ＬＰ信号を受信している時間には、利得制御部５０６は、ＬＰ信号の利得を可変利得アンプ５０３に設定し、データ信号を受信している時間は、データ信号の利得を可変利得アンプ５０３に設定する。
【００７７】
これに対して、可変利得アンプ５０３は、設定された利得に応じて、ＬＰ信号とデータ信号の増幅を行う。このようにして可変利得アンプ５０３によって増幅されたＬＰ信号とデータ信号は、Ａ／Ｄ変換器５０４でディジタル信号に変換された後、ディジタル信号処理部５０７に出力される。
【００７８】
ディジタル信号処理部５０７は、ＬＰ信号を用いて伝搬路特性を推定し、その推定した伝搬路特性情報を用いてデータ信号から送信信号系列を推定する。このディジタル信号処理部５０７における伝搬路推定方法と送信信号系列推定方法についての説明は省略する。
【００７９】
次に、図１０に示す送信フレームフォーマットを用いる場合の利得制御部５０６の構成例を図１１に示す。利得制御部５０６は、マッチドフィルタ１１０１、ピーク検出部１１０２、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３、受信タイミング検出部１１０４、シグナル信号用伝搬路推定部１１０５、シグナル信号復調部１１０６、フレームフォーマット情報検出部１１０７、スイッチ１１０８、ターゲット選択部１１０９および利得算出部１１１０を備える。
【００８０】
マッチドフィルタ１１０１は、ＳＰ信号SSPに整合したインパルス応答を持つディジタルフィルタである。このため、マッチドフィルタ１１０１にディジタル信号に変換されたＳＰ信号が入力されると、マッチドフィルタ１１０１の出力には、図１２に示すようにＳＰ信号が入力されたタイミングでピークが周期的に出現することになる。
【００８１】
ピーク検出部１１０２は、マッチドフィルタ１１０１の出力が入力され、この出力波形からピークの検出を行う。そして、ピーク検出部１１０２は、ピークが最後に出現した時刻tendをシグナル信号用受信タイミング検出部１１０３と受信タイミング検出部１１０４にそれぞれ通知する。
【００８２】
シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３は、ピーク検出部１１０２から通知されたピーク終了時刻tendと、予め保持しているシグナル信号部の信号SSIG-LP、SSIGのシンボル長TSIG-LP、TSIGとに基づいて、信号SSIG-LPの受信開始時刻tstart-SIG-LP、信号SSIGの受信開始時刻tstart-SIGおよび信号SSIGの受信終了時刻tend-SIGを計算する。
【００８３】
ここで、マッチドフィルタ１１０１における出力遅延時間τとＳＰ信号のシンボル長TSPが、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３で既知であることより、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３は、時刻tstart-LP、tstart-DATおよびtend-DATを、それぞれ下式で求める。
【００８４】
tstart-SIG-LP = tend + τ + TSP
tstart-SIG = tend + τ+ Tsp + TSIG-LP
tend-SIG = tend + τ+ Tsp + TSIG-LP + TSIG
そして、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３は、以上のような計算結果に基づくタイミングで、信号SSIG-LPを受信している時間には、受信信号識別子「１」をシグナル信号用伝搬路推定部１１０５およびシグナル信号復調部１１０６に出力し、一方、信号SSIGを受信している時間には、受信信号識別子「２」をシグナル信号用伝搬路推定部１１０５およびシグナル信号復調部１１０６に出力する。そして、これら以外の時間には、受信信号識別子「０」をシグナル信号用伝搬路推定部１１０５およびシグナル信号復調部１１０６に出力する。
【００８５】
シグナル信号用伝搬路推定部１１０５は、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３から入力された受信識別番号が「１」以外の場合は動作しない。シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３から入力される受信識別番号が「１」の場合、つまり信号SSIG-LPを受信している時は、受信信号から信号SSIG-LPを抽出し、これよりシグナル信号SSIGを復調するために用いる伝搬路特性を推定する。
【００８６】
シグナル信号復調部１１０６は、シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３から入力された受信識別番号が「２」以外の場合は動作しない。シグナル信号用受信タイミング検出部１１０３から入力された受信識別番号が「２」の場合、つまりシグナル信号SSIGを受信している時は、シグナル信号復調部１１０６は、受信信号からシグナル信号SSIGを抽出し、シグナル信号用伝搬路推定部１１０５が推定した伝搬路特性を用いて上記シグナル信号SSIGを復調する。このようにして復調された復調データは、フレームフォーマット情報検出部１１０７に出力される。この復調アルゴリズムについては、説明を省略する。
【００８７】
フレームフォーマット情報検出部１１０７は、シグナル信号復調部１１０６から入力された復調データに基づいて、この復調データのＬＰ信号空間多重数NLP、データ信号空間多重数NDAT、ＬＰ信号の信号長TLPおよびデータ信号の信号長TDATをそれぞれ検出する。そして、上記検出したＬＰ信号空間多重数NLPおよびデータ信号空間多重数NDATをスイッチ１１０８に出力し、一方、上記検出したＬＰ信号の信号長TLPおよびデータ信号の信号長TDATを、受信タイミング検出部１１０４に出力する。
【００８８】
受信タイミング検出部１１０４は、ピーク検出部１１０２から通知されたピーク終了時刻tendと、フレームフォーマット情報検出部１１０７から入力されたＬＰ信号の信号長TLPおよびデータ信号の信号長TDATから、ＬＰ信号の受信開始時刻tstart-LP、データ信号の受信開始時刻tstart-DAT、データ信号の受信終了時刻tend-DATを計算する。
【００８９】
ここで、マッチドフィルタ１１０１における出力遅延時間τ、ＳＰ信号のシンボル長TSP、信号SSIG-LPのシンボル長TSIG-LPおよびシグナル信号SSIGのシンボル長TSIGに基づいて、受信タイミング検出部１１０４にて既知であることより、受信タイミング検出部１１０４は、時刻tstart-LP、tstart-DATおよびtend-DATを、それぞれ下式で求める。
【００９０】
tstart-LP = tend +τ+ TSP + TSIG-LP + TSIG 
tstart-DAT = tend + τ+ TSP + TSIG-LP + TSIG + TLP
tend-DAT = tend + τ+ TSP + TSIG-LP + TSIG + TLP + TDAT
そして、受信タイミング検出部１１０４は、上の計算結果に基づくタイミングで、ＬＰ信号を受信している時間には受信識別番号「１」をスイッチ１１０８に出力し、データ信号を受信している時間には受信識別番号「２」をスイッチ１１０８に出力する。そして、これらそれ以外の時間には、受信識別番号「０」をスイッチ１１０８に出力する。
【００９１】
スイッチ１１０８は、受信タイミング検出部１１０４から入力される受信識別番号が「１」の場合、つまりＬＰ信号を受信している場合はＬＰ信号の空間多重数NLPをターゲット選択部１１０９に出力し、一方、受信タイミング検出部１１０４から入力される受信識別番号が「２」の場合、つまりデータ信号を受信している場合はデータ信号の空間多重数NDATをターゲット選択部１１０９に出力する。
【００９２】
ターゲット選択部１１０９は、予め設定された初期ターゲット値と、空間多重数（NLP,NDAT）に応じた複数のターゲット値を記憶している。これらのターゲット値は、可変利得アンプ５０３の出力時における信号の目標平均電力値を表すものであって、空間多重数が少ないほどターゲット値は大きくなるように設定しておく。
【００９３】
そして、ターゲット選択部１１０９は、スイッチ１１０８から空間多重数を示す情報が入力されている時は、この入力された空間多重数の情報に応じたターゲット値を選択して利得算出部１１１０に出力し、一方、スイッチ１１０８から空間多重数を示す情報が入力されない時は、初期ターゲット値を選択して利得算出部１１１０に出力する。
【００９４】
利得算出部１１１０は、受信電力測定部５０５から入力されたＳＰ信号の受信電力値と、ターゲット選択部１１０９から入力されたターゲット値とに基づいて、可変利得アンプ５０３に設定すべき利得を求める。ここで、ＳＰ信号の受信電力値をPSP [dB]、ターゲット値をPTARGET [dB]とする。このとき可変利得アンプ５０３に設定すべき利得GLPおよびGDATは、PTARGET-PSP[dB]で求められる。利得算出部６０８は、このようにして求めた上記利得GLPおよびGDATを可変利得アンプ５０３に設定する。
【００９５】
以上のように、図１０に示した送信フレームフォーマットを用いる場合には、図１１に示した利得制御部５０６がシグナル信号に基づいて、ＬＰ信号とデータ信号の空間多重数NLP,NDATをそれぞれ検出するとともに、ＬＰ信号の受信開始時刻tstart-LPおよびデータ信号の受信開始時刻tstart-DATを検出する。そして、利得制御部５０６は、受信開始時刻tstart-LP以降で受信するＬＰ信号をその空間多重数NLPに応じた利得GLPで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するとともに、受信開始時刻tstart-DAT以降で受信するデータ信号をその空間多重数NDATに応じた利得GDATで増幅するように可変利得アンプ５０３を制御するようにしている。
【００９６】
したがって、図１０に示した送信フレームフォーマットを用いる場合でも、図１１に示した利得制御部５０６を用いることで、ＬＰ信号とデータ信号をそれぞれの空間多重数NLP,NDATに応じた利得で増幅するため、例えば伝搬路推定に用いられるＬＰ信号の空間多重数NLPがデータ信号の空間多重数NDATに比べて少なく、ＬＰ信号のダイナミックレンジがデータ信号のそれよりも小さい場合でも、Ａ／Ｄ変換器５０４の量子化レンジに比べてＬＰ信号を十分増幅することができるので、ＬＰ信号の量子化誤差を軽減することができ、高い精度で伝搬路推定を行うことができる。
【００９７】
なお、上記実施の形態では、無線送信機１０１〜１０４から送信される無線信号の送信フレームフォーマットを図３、図４および図１０に示すものとしたが、これに限定されるものではなく、図１３に示すような送信フレームフォーマットでも良い。以下、この送信フレームフォーマットを用いる場合について説明する。
【００９８】
図１３に示す送信フレームフォーマットは、ショートプリアンブル（ＳＰ）信号部、ロングプリアンブル（ＬＰ）信号部、第一シグナル（ＳＩＧ１）信号部、第二シグナル（ＳＩＧ２）信号部、ＡＧＣ用プリアンブル（ＡＧＣ）信号部、ＭＩＭＯ用ロングプリアンブル（ＭＩＭＯ−ＬＰ）部およびＭＩＭＯ用データ信号（ＭＩＭＯ−ＤＡＴＡ）部から構成されている。
【００９９】
以下、このような送信フレームフォーマットを用いる場合の無線受信機１０５の動作について説明する。無線送信機１０１〜１０４のいずれかから送信された無線信号は、受信アンテナ５０１およびダウンコンバータ５０２を通じてベースバンド信号に変換され、可変利得アンプ５０３に出力される。
【０１００】
ＳＰ信号の受信時には、Ａ／Ｄ変換器５０４の出力に基づいて受信電力測定部５０５が測定した電力値がターゲット値に等しくなるように、利得制御部５０６が可変利得アンプ５０３の利得調整を行う。
【０１０１】
通常、１つのＳＰ信号に基づく利得調整で、ターゲット値になることは少ないため、複数のＳＰ信号を用いて利得調整を複数回繰り返す。この利得調整を一回目のＡＧＣ制御とし、この時のターゲット値の値をTSISOとする。その後、無線受信機１０５は、続いて受信されるＬＰ信号を用いて伝搬路推定を行う。伝搬路推定については、公知の技術を用いて実現が可能なので説明を省略する。
【０１０２】
次に、無線受信機１０５は、ＳＩＧ１信号を復調する。このＳＩＧ１信号の詳細は、図１３に示すように、０〜３ビットまでのＲＡＴＥ部は、後続する無線フレームの変調方式を示し、４ビット目のＲ（リザーブビット）部は、後続する無線フレームが複数アンテナTx1〜Tx4から送信されているか否かを示すビットである。
【０１０３】
なお、以下の説明では、Ｒ部が「１」の時は、図１３に示すような送信フレームフォーマットにより複数アンテナTx1〜Tx4から送信されているものとし、一方、Ｒ部が「０」の時は、図１４に示すような送信フレームフォーマットにより単一のアンテナ（例えばTx1）からのみ送信されているものとする。
【０１０４】
また、５〜１６ビット目のＬＥＮＧＴＨ部は、無線フレームの長さが記載されており、１７ビット目のＰ部はパリティチェックを示し、１８〜２３ビット目のＳＩＧＮＡＬ ＴＡＩＬ部は、畳み込み符号器を終端させるために用いられる。
【０１０５】
次に、無線受信機１０５は、ＳＩＧ２信号の復調を行う。このＳＩＧ２信号は、ＳＤＭ信号のためのフィールドであり、後続する無線フレームの変調方式やＳＤＭの多重数などが記載されている。
【０１０６】
続いて無線受信機１０５は、ＡＧＣ信号の受信を行う。ＡＧＣ信号は、複数アンテナTx1〜Tx4から送信された信号を受信するためのＡＧＣ制御に用いられる信号である。このＡＧＣ信号を用いることで、複数のアンテナTx1〜Tx4から送信された信号を適切なレベルに増幅してＡ／Ｄ変換することにより、高精度な受信が可能になる。
【０１０７】
次に、図１５に、上記送信フレームフォーマットに対応する利得制御部５０６の構成を示す。以下、この図に示す利得制御部５０６の動作について説明する。  
シグナル信号復調部１４０１は、ＳＰ信号を復調し、復調結果をフレームフォーマット情報検出部１４０２へ出力する。
【０１０８】
これに対して、フレームフォーマット情報検出部１４０２は、入力された信号がＳＰ信号であることより、利得算出部１４０４へ指令を出し、ＳＰ信号を用いた一回目のＡＧＣ制御を開始させる。
【０１０９】
またこの時、フレームフォーマット情報検出部１４０２は、ターゲット選択部１４０３へも指令を出す。この指令によりターゲット選択部１４０３は、利得算出部１４０４に対して、単一アンテナから送信された信号を受信するためのターゲット値TSISOを設定する。なお、ターゲット選択部１４０３は、上記ターゲット値TSISOや、後述するターゲット値TSISOなどを記憶している。
【０１１０】
これにより、利得算出部１４０４は、受信電力測定部５０５の測定結果と、上記ターゲット値TSISOを比較して、受信電力測定部５０５の測定結果が上記ターゲット値TSISOと一致するような利得を可変利得アンプ５０３に設定する。
【０１１１】
その後、シグナル信号復調部１４０１は、ＬＰ信号を復調した後、ＳＩＧ１信号を復調し、復調結果をフレームフォーマット情報検出部１４０２へ出力する。これに対してフレームフォーマット情報検出部１４０２は、上記復調結果からＲ部が「１」であることを検出した場合、利得算出部１４０４へ指令を出し、ＡＧＣ信号を用いた二回目のＡＧＣ制御を開始させる。一方、「０」であった場合は、特別に指令を与えず、新たなＡＧＣ制御は開始させない。
【０１１２】
またＲ部が「１」であった場合、フレームフォーマット情報検出部１４０２は、ターゲット選択部１４０３へも指令を出す。この指令によりターゲット選択部１４０３は、利得算出部１４０４に対して、複数のアンテナTx1〜Tx4から送信された信号を受信するためのターゲット値TMIMOを設定する。
【０１１３】
これに対して利得算出部１４０４は、設定されたターゲットTMIMOを用いて利得の計算を行い、ＡＧＣ信号の受信時に受信電力測定部５０５の測定結果に基づいて、可変利得アンプ５０３の利得を制御して、複数アンテナから送信されている信号の受信に備えるための二回目のＡＧＣ制御を行う。
【０１１４】
やがて、フレームフォーマット情報検出部１４０２がシグナル信号復調部１４０１の復調結果からＡＧＣ信号の受信を検出すると、利得算出部１４０４に指令を与えて、ＡＧＣ信号を用いた二回目のＡＧＣ制御を開始させる。この指令をきっかけに利得算出部１４０４は、ＡＧＣ信号の受信時において、受信電力測定部５０５の測定結果と、上記ターゲット値TMIMOを比較して、受信電力測定部５０５の測定結果が上記ターゲット値TMIMOと一致するような利得を可変利得アンプ５０３に設定する。
【０１１５】
よって、図１３に示した送信フレームフォーマットを受信する際、ＳＰ信号を用いた一回目のＡＧＣ制御では、ターゲット値はTSISOとなり、その後のＡＧＣ信号を用いた二回目のＡＧＣ制御を行う際にはターゲット値はTMIMOとなる。なお、一般に複数アンテナから送信された場合、送信アンテナの本数が大きくなるほど信号のダイナミックレンジは増大する傾向にあるため、TSISOよりもTMIMOの方が小さい値に設定される。
【０１１６】
以上のような構成により、単一アンテナから送信された信号を受信する際でも、一方、複数アンテナから送信された信号を受信する際でも、適切なＡＧＣターゲット値で可変利得アンプ５０３の利得制御することができる。
【０１１７】
このため、図１３に示すように同一の無線フレーム内で、無線フレームが単一アンテナから送信される場合とMIMO多重されている部分が混在するような場合でも、ディジタル変換を適切に行うことができ、そして、それぞれの場合について高精度なディジタル変換を行うことが可能になり、高精度な受信性能を発揮することができる。
【０１１８】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。  
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】この発明の一実施形態に係わる無線受信機を適用する無線通信システムの構成を示す図。
【図２】図１に示した無線送信機の構成を示す回路ブロック図。
【図３】図２に示した無線送信機から送信される送信フレームフォーマットの一例を示す図。
【図４】図２に示した無線送信機から送信される送信フレームフォーマットの一例を示す図。
【図５】この発明の一実施形態に係わる無線受信機の構成を示す回路ブロック図。
【図６】図５に示した無線受信機の利得制御部の構成を示す回路ブロック図。
【図７】図６に示した利得制御部のマッチドフィルタの出力波形の一例を示す図。
【図８】図６に示した利得制御部のマッチドフィルタの出力波形の一例を示す図。
【図９】図６に示した利得制御部の変形例の構成を示す図。
【図１０】図２に示した無線送信機から送信される送信フレームフォーマットの一例を示す図。
【図１１】図１０に示した送信フレームフォーマットに対応する利得制御部の変形例の構成を示す図。
【図１２】図６に示した利得制御部のマッチドフィルタの出力波形の一例を示す図。
【図１３】図２に示した無線送信機から送信される送信フレームフォーマットの一例を示す図。
【図１４】図２に示した無線送信機から送信される送信フレームフォーマットの一例を示す図。
【図１５】図１３に示した送信フレームフォーマットに対応する利得制御部の変形例の構成を示す図。
【符号の説明】
【０１２０】
１０１〜１０４…無線送信機、１０５…無線受信機、２０１…情報ビット列生成部、２０２…シリアルパラレル変換部、２０３…送信フレームフォーマット決定部、２０４〜２０７…ディジタル変調部、２０８…メモリ、２０９〜２１２…アップコンバータ、２１３〜２１６…送信アンテナ、５０１…受信アンテナ、５０２…ダウンコンバータ、５０３…可変利得アンプ、５０４…Ａ／Ｄ変換器、５０５…受信電力測定部、５０６…利得制御部、５０７…ディジタル信号処理部、６０１，６０２…マッチドフィルタ、６０３…ピーク検出部、６０４…フレームフォーマット判定部、６０５…受信タイミング検出部、６０６…スイッチ、６０７…ターゲット選択部、６０８…利得算出部、９０１，９０２…マッチドフィルタ、９０３…ピーク検出部、９０４…フレームフォーマット判定部、９０５…ターゲット選択部、９０６…受信タイミング検出部、９０７…利得算出部、９０８…スイッチ、１１０１…マッチドフィルタ、１１０２…ピーク検出部、１１０３…シグナル信号用受信タイミング検出部、１１０４…受信タイミング検出部、１１０５…シグナル信号用伝搬路推定部、１１０６…シグナル信号復調部、１１０７…フレームフォーマット情報検出部、１１０８…スイッチ、１１０９…ターゲット選択部、１１１０…利得算出部。
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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