(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線送信信号を処理する送信装置であって、
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換してスペクトル特性を得る周波数変換手段と、
原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、送信用の変調信号のスペクトル振幅と同等となるように、そのスペクトル振幅を強制的に変更するスペクトル特性処理手段と、
該スペクトル特性処理されたスペクトルを時間信号に再変換する手段と、
前記の時間信号に再変換された信号を受信側における同期獲得用のプリアンブル信号としてデータ本体とともに送信する手段と、
送信データ本体を変調して送信用の変調信号を得る変調処理手段と、
を具備し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項２】
無線送信信号を処理する送信装置であって、
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換してスペクトル特性を得る周波数変換手段と、
通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となるように、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、使用周波数領域のうち中心周波数帯と端の周波数帯の振幅を特定の値とし、それ以外の部分はスペクトルの平滑化を行なうスペクトル特性処理手段と、
該スペクトル特性処理されたスペクトルを時間信号に再変換する手段と、
前記の時間信号に再変換された信号を受信側における同期獲得用のプリアンブル信号としてデータ本体とともに送信する手段と、
送信データ本体のキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換するＯＦＤＭ変調を行なう変調処理手段と、
を具備し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
前記スペクトル特性処理手段は、前記中心周波数帯と端の周波数帯の振幅値をゼロにする、
ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
無線送信信号を処理する送信方法であって、
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換してスペクトル特性を得る周波数変換ステップと、
原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、送信用の変調信号のスペクトル振幅と同等となるように、そのスペクトル振幅を強制的に変更するスペクトル特性処理ステップと、
該スペクトル特性処理されたスペクトルを時間信号に再変換するステップと、
前記の時間信号に再変換された信号を受信側における同期獲得用のプリアンブル信号としてデータ本体とともに送信するステップと、
送信データ本体を変調して送信用の変調信号を得る変調処理ステップと、
を有し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
を有することを特徴とする送信方法。
【請求項５】
無線送信信号を処理する送信方法であって、
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換してスペクトル特性を得る周波数変換ステップと、
通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となるように、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、使用周波数領域のうち中心周波数帯と端の周波数帯の振幅を特定の値とし、それ以外の部分はスペクトルの平滑化を行なうスペクトル特性処理ステップと、
該スペクトル特性処理されたスペクトルを時間信号に再変換するステップと、
前記の時間信号に再変換された信号を受信側における同期獲得用のプリアンブル信号としてデータ本体とともに送信するステップと、
送信データ本体のキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換する変調処理ステップと、
を有し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項６】
前記スペクトル特性処理ステップでは、前記中心周波数帯と端の周波数帯の振幅値をゼロにする、
ことを特徴とする請求項５に記載の送信方法。
【請求項７】
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換し、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、送信用の変調信号のスペクトル振幅と同等となるように、そのスペクトル振幅を強制的に変更した後、該スペクトル信号を時間軸上に再変換することにより生成された多値パターンを格納する記憶媒体と、
送信データ本体を変調処理する変調手段と、
前記記憶媒体から読み出された多値パターンをプリアンブル信号として、前記変調手段により変調された送信信号に併せて送信する送信手段と、
を具備し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
ことを特徴とする送信装置。
【請求項８】
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換し、通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となるように、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、使用周波数領域のうち中心周波数帯と端の周波数帯の振幅を特定の値とし、それ以外の部分はスペクトルの平滑化を行なった後、該スペクトル信号を時間軸上に再変換することにより生成された多値パターンを格納する記憶媒体と、
送信データ本体のキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換するＯＦＤＭ変調を行なう変調手段と、
前記記憶媒体から読み出された多値パターンをプリアンブル信号として、前記変調手段により変調された送信信号に併せて送信する送信手段と、
を具備し、
プリアンブル信号と変調信号を併せて送信する、
ことを特徴とする送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無線送信信号を処理する送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体に係り、特に、キャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）信号を送信処理する送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体に関する。【０００２】  さらに詳しくは、本発明は、受信側における同期獲得用の既知パターン信号を送信処理する送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体に係り、特に、時間系列からなる既知パターン信号をＯＦＤＭ変調された送信信号に併せて送信処理する送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】  有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入が検討されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。【０００４】  近年、「ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信」と呼ばれる、３ＧＨｚから１０ＧＨｚの超広帯域を利用して無線通信を行なう方式が、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとして注目され、その実用化が期待されている。現在、ＩＥＥＥ８０２．１５．３などにおいて、ウルトラワイドバンド通信のアクセス制御方式として、プリアンブルを含んだパケット構造のデータ伝送方式が考案されている。【０００５】  ここで、室内で無線ネットワークを構築した場合、受信装置では直接波と複数の反射波・遅延波の重ね合わせを受信するというマルチパス環境が形成される。マルチパスにより遅延歪み（又は、周波数選択性フェージング）が生じ、通信に誤りが引き起こされる。そして、遅延歪みに起因するシンボル間干渉が生じる。【０００６】  主な遅延ひずみ対策として、マルチキャリア（多重搬送波）伝送方式を挙げることができる。マルチキャリア伝送方式では、送信データを周波数の異なる複数のキャリアに分配して伝送するので、各キャリアの帯域が狭帯域となり、周波数選択性フェージングの影響を受け難くなる。【０００７】  例えば、マルチキャリア伝送方式の１つであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式では、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されている。情報伝送時には、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル／パラレル変換して出力される複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。また、受信時はこの逆の操作、すなわちＦＦＴを行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各キャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル／シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。【０００８】  ＯＦＤＭ変調方式は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇにおいて無線ＬＡＮの標準規格として採用されている。また、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａにおいても、ＤＳの情報信号の拡散速度を極限まで高くしたＤＳ−ＵＷＢ方式や、数１００ピコ秒程度の非常に短い周期のインパルス信号列を用いて情報信号を構成して送受信を行なうインパルス−ＵＷＢ方式以外に、ＯＦＤＭ変調方式を採用したＵＷＢ（以下、「ＯＦＤＭ＿ＵＷＢ」とする）通信方式についての標準化が進められている。ＯＦＤＭ＿ＵＷＢ通信方式の場合、３．１〜４．８ＧＨｚの周波数帯をそれぞれ５２８ＭＨｚ幅からなる３つのサブバンドを周波数ホッピング（ＦＨ）し、各周波数帯が１２８ポイントからなるＩＦＦＴ／ＦＦＴを用いたＯＦＤＭ変調が検討されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  送信機と受信機の組み合わせで構成される遠隔通信システムにおいては、伝送データ本体（Ｂｏｄｙ）と併せて、同期獲得用の信号をプリアンブル（あるいはミッドアンブル）として送信するのが一般的である。【００１０】  上述したＯＦＤＭ＿ＵＷＢ通信方式の場合、同期獲得用のプリアンブル信号として時間系列が用いられる（非特許文献１を参照のこと）。さらに、受信側での相関処理の計算量を削減する目的で、プリアンブル信号は±１のパターンで構成される（何故ならば、相関計算のための掛け算処理がこの場合は符号反転だけで済む）。【００１１】  図５には、±１からなるプリアンブル信号の構成例を示している。このような場合、周波数軸上の信号を逆ＦＦＴ処理により時間軸信号を得るＯＦＤＭ変調信号からなるデータ本体とは別に、元々時間系列からなる既知パターンをＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調してプリアンブル信号が生成されることになる。図６には、ＢＰＳＫ変調されたプリアンブル（若しくは同期獲得）信号部分と、ＯＦＤＭ変調されたデータ本体部分からなるデータ・フレーム構成を模式的に示している。【００１２】  図７には、図５に示すような２値の時間系列信号（プリアンブル・パターン）の周波数スペクトルを示している。同図からも分かるように、２値の時間系列信号は、周波数軸上では凹凸の激しいスペクトル特性を有しており、送信電力密度の規定を保つ上で好ましくない。特に、ＵＷＢに関するＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：米国連邦通信委員会）ルールでは、信号全体の電力ではなく、ＭＨｚ毎に電力密度を計測し、−４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚを超えてはならないと規定されている。このため、ＵＷＢ方式の場合、サンプル間隔（例えば４．１２５ＭＨｚ）よりも狭い間隔でスペクトルのピークが測定されてしまう。すなわち、図７に示した例では、凹凸の凸部分（ピーク）では電力スペクトルが０ｄＢ（−４１．３ｄＢｍ）を越えてしまうことから、そのままプリアンブル部分を送信すると、上記のＦＣＣルールの規定に準拠できなくなる。ＯＦＤＭ変調されたデータ本体部分だけでなく、図５に示したデータ・フレーム全体でこのＦＣＣルールに準拠する必要があることは言うまでもない。図７に示した例では、凹凸のピーク部分（横軸±３２近辺）では約５ｄＢオーバーしているため、プリアンブル部分の送信を５ｄＢ低下させて送信する必要がある。これは、Ｓ／Ｎの劣化に繋がる。【００１３】  また、図８には、プリアンブル信号の自己相関特性を示している。一般に、時間軸の中心近辺のみに出力があることが好ましいが、図示の通り、周辺の時間領域（例えば、横軸±１６付近）にも出力があることから、良好な自己相関特性であるとは言い難い。【００１４】  また、ＯＦＤＭ変調方式では、一般的に、使用周波数領域のうち中心周波数帯と両端の帯域ではサブキャリアを０にすることが行なわれている（図９を参照のこと）。この場合、図７に示したようなＢＰＳＫ変調によるプリアンブル部分のスペクトラムの波形と、図９に示すＯＦＤＭ信号部分のスペクトラム波形は明らかに相違することから、受信側ではプリアンブル部分とＯＦＤＭ信号部分でフィルタの条件を変更しなければならず、不便である。【００１５】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ  ＴＩ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１５／ｐｕｂ／２００３／Ｍａｙ０３  ファイル名：０３１４２ｒ２Ｐ８０２−１５＿ＴＩ−ＣＦＰ−Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｄｏｃ＞
【００１６】  本発明の目的は、受信側における同期獲得用プリアンブルなどの既知パターン信号を好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することにある。【００１７】  本発明のさらなる目的は、時間系列からなる既知パターン信号をＯＦＤＭ変調信号に併せて好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することにある。【００１８】  本発明のさらなる目的は、ＳＮ特性を低下させることなく既知パターンの時間系列信号及びＯＦＤＭ変調信号がともに送信電力密度の規定を満たすように好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することにある。【００１９】  本発明のさらなる目的は、同期獲得などのために自己相関特性がよくなるよう既知パターンの時間系列信号を好適に送信することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】  本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、無線送信信号を処理する送信装置であって、
多値の既知パターンからなる原時間系列信号を周波数信号に変換してスペクトル特性を得る周波数変換手段と、
該スペクトルの位相情報を保ったまま、スペクトル信号の振幅を強制的に変更するスペクトル特性処理手段と、
該スペクトル特性処理されたスペクトルを時間信号に再変換する手段と、
を具備することを特徴とする送信装置である。【００２１】  ここで、本発明に係る送信装置は、前記の時間信号に再変換された信号を受信側における同期獲得用のプリアンブル信号としてデータ本体とともに送信する。【００２２】  本発明に係る送信装置は、送信データ本体を変調して送信用の変調信号を得る変調処理手段をさらに備えていてもよい。前記変調処理手段は、例えば、ＯＦＤＭ変調方式により、キャリア毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行なうことで、元の周波数軸上の送信信号を各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換する。【００２３】  そして、前記スペクトル特性処理手段は、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、送信用の変調信号のスペクトル振幅と同等となるように、そのスペクトル振幅を強制的に変更する。前記スペクトル特性処理手段は、例えば、通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となるように、原時間系列信号のスペクトルの位相情報を保ったまま、使用周波数領域のうち中心周波数帯と両端の周波数帯は強制的に０とし、それ以外の部分はスペクトルの平滑化を行なう。【００２４】  したがって、本発明によれば、時間系列からなるプリアンブル信号を、通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル波形と同等とすることができる。受信側では、各信号部分において同じフィルタ（ローパス・フィルタ又はバンド・パス・フィルタ）を適用することができることから、受信機側の構成が簡素化される。【００２５】  また、プリアンブル信号のＤＣ成分と両端以外のスペクトルに対し平滑化を施すことにより、波形整形された新しいスペクトルでは凹凸のピークが抑制され、ＦＣＣなどの送信電力密度の規制を満たすことが容易となり、同じＳＮ特性を得るためにより高い送信電力を得ることができる。【００２６】  また、時間軸上での相関処理は畳み込み演算であるが、周波数軸上では複素共役の積に相当することから、中心周波数における相関計算では、共役同士の掛け算により実数部分のみが残り、位相情報を保つことによって、より大きな値を得ることができる。したがって、原時間系列信号の位相情報を保持したまま、振幅の加工を行なう上記の処理により、プリアンブル信号のスペクトルは凹凸がなくなり、電力密度の規定を守り、最大の送信パワーが許容されることになる。
【発明の効果】
【００２７】  本発明によれば、ＳＮ特性を低下させることなく、プリアンブルとしての既知パターンの時間系列信号及びＯＦＤＭ変調信号がともに送信電力密度の規定を満たすように好適に送信処理することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することができる。【００２８】  また、本発明によれば、同期獲得などのために自己相関特性がよくなるように、プリアンブルとしての既知パターンの時間系列信号を好適に送信することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することができる。【００２９】  また、本発明によれば、スペクトル波形を任意に整形して、受信側での相関検出のための装置規模を大きくしないで済むように、既知パターンの時間系列信号を好適に送信することができる、優れた送信装置及び送信方法、並びに記憶媒体を提供することができる。【００３０】  本発明によれば、送信側のプリアンブル・パターンのスペクトルを位相は保ったまま、振幅を強制的に調整することにより、受信側の相関検出装置の簡略化をそのままに、スペクトルや相関特性を改善することができる。【００３１】  本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。【００３３】  図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を模式的に示している。同図に示すように、無線通信システムは、無線信号を送信する送信機と、これを受信する受信機で構成される。【００３４】  本実施形態に係る無線通信システムでは、近距離超高速伝送を実現するべく、３ＧＨｚから１０ＧＨｚの超広帯域を利用して無線通信を行なうＵＷＢ方式が採用されている。また、マルチパス環境下における遅延歪みやシンボル間干渉の問題を考慮して、周波数軸上に配列された複数のサブキャリアを時間軸上の信号に変換して送信するＯＦＤＭ変調方式が適用されている。但し、本発明の要旨は、時間系列のプリアンブル信号を、送信電力密度の規定、自己相関特性、並びにスペクトラム波形を考慮して送信するものであり、データ本体の伝送方式は特に限定されない。【００３５】  送信機１０は、同期獲得用に既知パターンからなるプリアンブル信号を生成するプリアンブル生成部１１と、送信データをＯＦＤＭ変調するＯＦＤＭ変調部１２と、プリアンブルとデータ本体からなるデータ・フレームを無線信号にアップコンバートするＲＦ部１３と、無線信号を伝搬路上に送出するアンテナ１４で構成される。図１０には、プリアンブル生成部１１の内部構成を示している。同図に示すように、プリアンブル生成部１１は、時間−周波数変換部１１Ａと、スペクトル特性処理部１１Ｂと、周波数−時間変換部１１Ｃで構成される。【００３６】  本実施形態では、受信側２０での相関処理の計算量を削減する目的で、同期獲得用のプリアンブル信号は多値パターンの時間系列で構成される。プリアンブル信号の構成方法については後述に譲る。【００３７】  一方、受信機２０側では、伝搬路上の無線信号を受信するアンテナ２１と、受信した無線信号をダウンコンバートするＲＦ部２２と、受信したプリアンブル信号とあらかじめ保持している既知パターンとの相関処理により同期の獲得を行なう同期処理部２３と、受信したデータ本体部分をＯＦＤＭ復調して元の周波数信号を復元するＯＦＤＭ復調部２４を備えている。【００３８】  本実施形態に係る無線通信システムでは、ＯＦＤＭ＿ＵＷＢ通信方式が採用され、また、受信側における相関検出装置の簡素化のため、同期獲得用のプリアンブル信号として例えば２値の時間系列が用いられる（非特許文献１を参照のこと）。ところが、このプリアンブル信号のスペクトルが凸凹になったり相関特性が劣化したりする。【００３９】  そこで、本実施形態では、送信側において、プリアンブル・パターンのスペクトルを位相は保ったまま、振幅を強制的に調整することにより、受信側の相関検出装置を簡略にしたままに、スペクトルや相関特性を改善する。【００４０】  プリアンブル生成部１１には、プリアンブル信号としての多値の既知パターンからなる原時間系列信号が与えられる。この原プリアンブル信号は、±１の２値パターンからなり、例えばＢＰＳＫ変調により得られるか、又はＲＯＭ（図示しない）に記憶された形で提供される。なお、ここではプリアンブル信号が２値の場合（ＢＰＳＫ変調した場合）を例に挙げているが、例えば＋１、０、−１の���値又はそれ以上の値を取ってもよい。【００４１】  まず、時間−周波数変換部１１Ａは、フーリエ変換などにより、この時間系列からなる原プリアンブル信号ｈｋをフーリエ変換により周波数変換を行ない、スペクトラム特性Ｈｋを得る。そして、スペクトル特性処理部１１Ｂでは、このＨｋを新しいスペクトラム特性Ｇｋに変換する。【００４２】  スペクトル特性処理部１１Ｂにおけるスペクトラム特性ＨｋをＧｋに変換するための第１の処理手順として、プリアンブル信号部分のスペクトラム波形が、それ以外のＯＦＤＭ信号部分のそれに合うように、波形整形を行なう。具体的には、通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となるように、使用周波数領域のうち中心周波数帯すなわちＤＣ成分と、両端の周波数帯は強制的に０とし、それ以外の部分は、スペクトルの平滑化を行なう。【００４３】  図２には、元のスペクトルＨｋに対し、ＤＣ成分と両端を強制的に０とするとともに、それ以外の領域で平坦化を行なった様子を示している。スペクトラム波形を整形した結果、プリアンブル信号のスペクトルはＯＦＤＭ＿ＵＷＢ部分のスペクトル振幅と同等となり、扱い易くなる。具体的には、使用周波数領域のうちＤＣ成分（中心周波数部分）と両端を０にすることで、通常のＯＦＤＭ信号のスペクトル振幅と同等となり、各信号部分において同じフィルタ（ローパス・フィルタ又はバンド・パス・フィルタ）を適用することができることから、受信機側の構成が簡素化される。【００４４】  また、ＤＣ成分と両端以外のスペクトルに対し平滑化を施すことにより、新しいスペクトルＧｋでは凹凸のピークが抑制され、ＦＣＣなどの送信電力密度の規制を満たすことが容易となり、同じＳＮ特性を得るためにより高い送信電力を得ることができる。【００４５】  ここで、スペクトルの平滑化は、下式により実現される。すなわち、２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から、下式を用いることにより、スペクトルがフラットになるように正規化されたプリアンブル信号を生成することができる。【００４６】
【数１】
0004396637.tif 000002
【００４７】  スペクトル特性処理部１１Ｂにおいてスペクトラム特性ＨｋをＧｋに変換するための第２の処理手順として、スペクトルの位相情報を保ったまま、スペクトル振幅を強制的に０にする。【００４８】  ここで、時間軸上での相関処理は畳み込み演算であるが、周波数軸上では複素共役の積に相当する。時間軸並びに周波数軸上での相関処理演算を下式に示す。【００４９】
【数２】
0004396637.tif 000003
【００５０】  上式において、ｈ＊（ｔ＋τ）が相関対象となる。周波数軸上での中心周波数における相関計算は、上式において時間軸上ではτ＝０の場合であり、周波数軸上では、共役同士の掛け算により実数部分のみが残り、より大きな値を得ることができる。【００５１】  したがって、位相情報を保持したまま、振幅の加工を行なう上記の処理により、プリアンブル信号のスペクトルは凹凸がなくなり、電力密度の規定を守り、最大の送信パワーが許容されることになる。【００５２】  このようにして得られたスペクトルＧｋを、周波数−時間変換部１１Ｃで逆フーリエ変換することにより再び時間信号ｇｋに戻す。得られた時間信号を送信側のプリアンブル信号として用いることができる。【００５３】  図３には、上述した処理により２値パターンからなる原時間系列信号から得られたプリアンブル信号ｇｋの例を示している。また、図４には、送信プリアンブルと受信プリアンブルの相互相関の処理例を示している。プリアンブル信号ｇｋは２値パターンではなくなるが、同図からも分かるように、時間軸の中心近辺でのみ相関が高く、周辺の時間領域での相関が低く抑えられていることから、相関特性が向上していることが分かる。【００５４】  図１２〜図１６には、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示している。図１２〜図１６の各プリアンブル信号系列は、それぞれ元となる原時間系列信号が異なっている。ここで、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔは時間サンプルの番号を示し、Ｖａｌｕｅは各サンプルの振幅値を表している。なお、上式［数１］との関係を言えば、スペクトラム波形を整形した周波数ドメインの信号Ｇｋを逆フーリエ変換した結果が各図の表に記載されている。【００５５】  送信機１０側では、例えば±１の２値からなる原時間系列信号をプリアンブル信号の素データとして例えばＲＯＭに格納しておく。そして、データ送信を行なう度に、原時間系列信号を読み出して、上述した処理手順により、フーリエ変換してスペクトル上での位相情報を保持したままでの振幅の加工を施した後、逆フーリエ変換して、プリアンブル信号を逐次的に生成するようにしてもよい。【００５６】  あるいは、プリアンブル信号の素データとしての原時間系列信号が同じであれば、常に同じプリアンブル信号が求まることから、送信機１０上で一度算出した系列パターンを送信用プリアンブル信号としてＲＯＭに格納しておくようにしてもよい。【００５７】  図１１には、この場合の送信機１０の構成例を示している。同図では、図１に示した送信機１０とは相違し、スペクトラムがフラットになるように正規化されたプリアンブル信号をプリアンブル生成部１１により逐次生成するのに代えて、１度算出した系列パターンを送信用プリアンブル信号としてプリアンブル信号記憶部１１’に格納している．【００５８】  本実施形態では、プリアンブル信号ｇｋは２値パターンではなくなるが、送信側のプリアンブル・パターンはＲＯＭなどに送信データそのものとして格納して、それを用いることが可能なので問題ではない。また、受信側では、装置の作り易さを考慮し、２値のままとし���もよい。【００５９】  また、あらかじめ与えられている既知の原時間系列信号に基づいて送信機１０上で送信用のプリアンブル信号を求めるのではなく、機器の製造元において上述した処理手順を用いて既知の原時間系列信号からプリアンブル信号を算出し、原時間系列信号ではなく実際のプリアンブル・パターンを格納したＲＯＭを送信機１０に搭載するようにしても勿論よい。【００６０】［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、元のスペクトルＨｋに対し、ＤＣ成分と両端を強制的に０とするとともに、それ以外の領域で平坦化を行なった様子を示した図である。
【図３】図３は、２値パターンからなる原時間系列信号から得られたプリアンブル信号の例を示した図である。
【図４】図４は、送信プリアンブルと受信プリアンブルの相互相関の処理例を示した図である。
【図５】図５は、±１からなるプリアンブル信号の構成例を示した図である。
【図６】図６は、ＢＰＳＫ変調されたプリアンブル（若しくは同期獲得）信号部分と、ＯＦＤＭ変調されたデータ本体部分からなるデータ・フレーム構成を模式的に示した図である。
【図７】図７は、図５に示すような時間系列の信号の周波数スペクトルを示した図である。
【図８】図８は、プリアンブル信号の自己相関特性を示した図である。
【図９】図９は、使用周波数領域のうち中心周波数帯と両端のサブキャリアを０にしたＯＦＤＭ信号の構成例を示した図である。
【図１０】図１０は、プリアンブル生成部１１の内部構成を示した図である。
【図１１】図１１は、送信機１０についての他の構成例を示した図である。
【図１２】図１２は、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示した図である。
【図１３】図１３は、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示した図である。
【図１４】図１４は、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示した図である。
【図１５】図１５は、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示した図である。
【図１６】図１６は、本発明に係るスペクトラムの平滑化処理によって２値パターン（バイナリコード）の原時間系列信号から得られたプリアンブル信号系列の具体例を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】  １０…送信機
１１…プリアンブル生成部
１１’…プリアンブル信号記憶部
１２…ＯＦＤＭ変調部
１３…ＲＦ部
１４…アンテナ
２０…受信機
２１…アンテナ
２２…ＲＦ部
２３…同期処理部
２４…ＯＦＤＭ復調部
【図１】
0004396637.tif 000004
【図２】
0004396637.tif 000005
【図３】
0004396637.tif 000006
【図４】
0004396637.tif 000007
【図５】
0004396637.tif 000008
【図６】
0004396637.tif 000009
【図７】
0004396637.tif 000010
【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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【図１６】
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