(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを信号を複数のアンテナで受信し、
上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて、逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出し、
該算出したサブキャリアのエネルギーが所定レベルを越えたサブキャリアの本数が多いアンテナを選択する、
無線通信方法。
【請求項２】
複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて受信電界強度を算出し、
複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて、フーリエ変換を行いサブキャリアのエネルギーを算出し、
上記算出した受信電界強度が第１レベルを越えており、かつ、上記算出したサブキャリアのエネルギーが第２レベル以下の数が少ない、信号を受信したアンテナを選択する、
無線通信方法。
【請求項３】
無線信号を受信する無線通信装置であって、
上記無線通信装置は、
直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを受信する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナで受信した信号を切り換えて出力する切り換え制御部と、
上記複数のアンテナで受信したダイバーシティ用データのそれぞれについて、逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出する信号処理手段と、
該算出したサブキャリアのエネルギーが所定レベルを越えたサブキャリアの本数が多いアンテナを選択する評価手段と
を有し、上記切り換え制御部は上記評価手段で選択したアンテナを選択する
無線通信装置。
【請求項４】
上記ダイバーシティ用データは、ＢＰＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調されている、
請求項３記載の無線通信装置。
【請求項５】
無線信号を受信する無線通信装置であって、
上記装置は、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを送出し、
上記無線通信装置は、
直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを受信する複数のアンテナと、
上記複数のアンテナで受信した信号を切り換えて出力する切り換え制御部と、
上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて受信電界強度を算出し、かつ、上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出する信号処理手段と、
上記算出した受信電界強度が第１レベルを越えており、かつ、上記算出したサブキャリアのエネルギーが第２レベル以下の数が少ない、信号を受信したアンテナを選択する、評価手段と
を有し、
上記切り換え制御部は上記評価手段で選択したアンテナを選択する
無線通信装置。
【請求項６】
上記評価手段は、上記算出した受信電力強度が第１レベルを越えていないときは、最大の受信電界強度を示しており、かつ、上記算出したサブキャリアのエネルギーが第２レベル以下の数が少ない、信号を受信したアンテナを選択する、
請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
上記ダイバーシティ用データは、ＢＰＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調されている、
請求項５記載の無線通信装置。
【請求項８】
上記ダイバーシティ用データはデータ伝送フォーマットの空き領域に挿入されて無線送出される、
請求項５記載の無線通信装置。
【請求項９】
上記ダイバーシティ用データはデータ伝送用制御信号である、
請求項５記載の無線通信装置。
【請求項１０】
上記送信装置は上記無線送出データをフレームごと伝送し、当該フレームは、第１の同期獲得用データ格納領域と管理データ格納領域とからなる第１の部分、第２の同期獲得用データ格納領域と伝送すべきデータを格納するパケットデータ格納領域とで構成される第２の部分とを有し、
上記ダイバーシティ用データは上記管理データ格納領域の空き領域に挿入されている、
請求項８記載の無線通信装置。
【請求項１１】
上記送信装置は上記無線送出データをフレームごと伝送し、当該フレームは、第１の同期獲得用データ格納領域と管理データ格納領域とからなる第１の部分、第２の同期獲得用データ格納領域と伝送すべきデータを格納するパケットデータ格納領域とで構成される第２の部分とを有し、
上記パケットデータ格納領域には圧縮されたデータが格納され、
上記ダイバーシティ用データは上記パケットデータ格納領域の空き領域に挿入され、
上記管理データ格納領域の空き領域に上記ダイバーシティ用データが格納された上記パケットデータ格納領域の位置およびデータ量が格納されている
請求項８記載の無線通信装置。
【請求項１２】
上記圧縮されたデータは画像圧縮方式で圧縮されたビデオ信号である、
請求項１１記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信方法および無線通信システムに関するものであり、特に、アンテナダイバーシティ方式の無線通信システムとその方法に関する。
より特定的には、本発明は、直交周波数多重変調（ＯＦＤＭ）された信号を受信した受信装置において、ＯＦＤＭ信号から最良な受信状態のアンテナを決定する方法と装置に関する。
【０００２】
本発明はさらに、アイソクロナス伝送（isochronous transfer、等時性伝送) において特定パターンのダミービットを挿入したＯＦＤＭ変調したシンボルを、データ伝送領域の剰余領域に挿入して伝送を行い、その伝送特性を評価して最適なアンテナを決定するアンテナダイバーシティ方式の無線通信システムとその方法に関する。
【０００３】
本発明のアンテナダイバーシティ方式の無線通信システムとその方法は、たとえば、複数の通信端末を無線通信によって接続する無線ＬＡＮ(Local Area Network)システム、移動体通信システムなどに適用される。
【０００４】
【従来の技術】
複数のコンピュータを有線接続することによりＬＡＮを構築した有線ＬＡＮシステムが知られている。
そのような有線ＬＡＮシステムにおいては、複数の伝送手段、たとえば、コンピュータ相互間でファイルやデータの共有化を図り、電子メールやデータの転送を相互に行うことができる。しかしながら、有線ＬＡＮシステムを構築する際には、複数のコンピュータ同士を接続するために回避できない煩雑で高価格の布線工事が負担となり、シンボル構成も複雑になる。そこで最近では、有線ＬＡＮシステムから無線ＬＡＮシステムに切り換えることが試みられている。
【０００５】
そのような無線ＬＡＮシステムにおいては、送信データを疑似雑音符号を用いた拡散符号、たとえば、疑似乱数雑音符号（ＰＮ(Pseudorandom Noise)符号）にを用いてスペクトラム拡散することにより生成した送信信号を用いて各通信端末同士のデータ通信を行うようにした方式、すなわち、スペクトラム拡散方式が提案されている。
【０００６】
そのようなスペクトラム拡散方式を用いた無線ＬＡＮシステムは、送信信号にＰＮ符号を乗算することにより広帯域に拡散して電力密度の小さな電波によって送信する。その結果、送受信を行っている通信端末以外の他の通信機器へ与える影響が少なく、ＰＮ符号を用いて拡散及び逆拡散しているため他の通信機器からの干渉を受け難いという利点がある。さらに、スペクトラム拡散方式は、受信側で受信信号を復調する際に送信側で用いられた拡散符号と同一系列パターンおよび同一位相の拡散符号を受信信号に乗算して逆拡散処理を施さなければ復調できないので、秘話性に優れており盗聴防止という観点からも利点がある。
【０００７】
スペクトラム拡散方式による無線ＬＡＮシステムは、複数の通信端末装置と、当該通信端末装置を制御する通信制御端末装置とから構成されており、通信制御端末装置は通信端末装置からそれぞれ所定距離だけ離れた位置に設けられている。通信制御端末装置は、通信端末装置との同期をとるために、フレームの先頭のタイミングで所定の符号系列パターンのＰＮ符号を距離間隔の異なる複数の通信端末装置にそれぞれ送信する。複数の通信端末装置は、通信制御端末装置との距離に応じたそれぞれの遅延時間後にＰＮ符号を受信する。
【０００８】
しかしながら、アイソクロナス伝送（等時性伝送) を行っても、通信制御端末装置と通信端末装置との距離に相違に基づく受信タイミングのずれが起こる。その結果、通信制御端末装置は、異なる距離に位置する複数の通信端末装置から送られてくるパケットデータを受信するタイミングがそれぞれ異なり、受信タイミングの誤差によって復調誤りが生じる。同様に、複数の通信端末装置間でデータ通信を行う際にも、受信タイミングの誤差によって同様の復調誤りが生じる。
【０００９】
このような問題を克服するため、本願の発明者は、特願平１０−２３７３８３号において、常時正確に復調し得る無線通信方法及び無線通信システムを提案している。その詳細は本発明の実施の形態と関連づけて詳述する。
【００１０】
ところで、上述した通信装置相互間の距離る相違に基づく受信タイミングの相違に起因する復調誤りを克服する前提としては、複数の通信端末装置のそれぞれにおいて、および、通信制御端末装置において、受信電波を正確に受信することが前提となる。
しかしながら、実際には、常に受信電波を良好な状態で受信できるとは限らない。特に、移動体通信システムにおいては、通信端末装置が移動することによりマルチパスなどの影響により受信状態が大きく変動する。そのため、異なる位置に複数のアンテナを配置し、一番、受信状態のよいアンテナを選択して通信を行うアンテナダイバーシティ方式が試みられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
スペクトラム拡散方式、ＯＦＤＭ方式に好適なアンテナダイバーシティ方式が提案されていない。特に、ＯＦＤＭ方式によりダイバーシティ用データを送出したとき、受信側でいかにそのダイバーシティ用データの受信状態を評価する適切な方法が提案されていない。
【００１２】
加えて、アンテナダイバーシティ方式において受信状態を評価するための基準信号を伝送すると、その基準信号がデータ伝送領域を占有する分だけ、データ伝送量が低下するという不具合がある。
【００１３】
本発明の目的は、ＯＦＤＭ方式でダイバーシティ用データを送出したとき、せ適切に最適な受信状態のアンテナを識別できる無線通信方法と装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのようなダイバーシティ用データを効果的に伝送し、そのダイバーシティ用データを受信して上記のごとく最適なアンテナを識別可能な無線通信方法と装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを信号を複数のアンテナで受信し、上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて、逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出し、該算出したサブキャリアのエネルギーが所定レベルを越えたサブキャリアの本数が多いアンテナを選択する、無線通信方法が提供される。
【００１５】
すなわち、受信装置において、逆周波数変換処理をしてサブキャリアのエネルギーを算出し、該算出したサブキャリアのエネルギーが最大値を示したアンテナを選択する。
上記逆周波数変換処理は、好適には、高速フーリエ変換処理である。
【００１７】
本発明の第２の観点によれば、複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて受信電界強度を算出し、複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて、フーリエ変換を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出し、上記算出した受信電界強度が第１レベルを越えており、かつ、上記算出したサブキャリアのエネルギーが第２レベル以下の数が少ない、信号を受信したアンテナを選択する、無線通信方法が提供される。
【００１８】
このように、受信電力強度評価法と周波数特性評価法とを適宜組み合わせると、選択性フェージング、その他の条件で受信信号が変化する場合でも、正確に最良のアンテナを選択できる。
【００２４】
本発明の第３の観点によれば、無線信号を受信する無線通信装置であって、上記無線通信装置は、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを受信する複数のアンテナと、上記複数のアンテナで受信した信号を切り換えて出力する切り換え制御部と、上記複数のアンテナで受信したダイバーシティ用データのそれぞれについて、逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出する信号処理手段と、該算出したサブキャリアのエネルギーが所定レベルを越えたサブキャリアの本数が多いアンテナを選択する評価手段とを有し、上記切り換え制御部は上記評価手段で選択したアンテナを選択する無線通信装置が提供される。
【００２５】
第３の観点の発明は第１の観点の無線通信方法を装置に実現した場合である。
【００２６】
本発明の第４の観点によれば、  無線信号を受信する無線通信装置であって、上記装置は、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを送出し、上記無線通信装置は、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたダイバーシティ用データを受信する複数のアンテナと、上記複数のアンテナで受信した信号を切り換えて出力する切り換え制御部と、上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて受信電界強度を算出し、かつ、上記複数のアンテナで受信した上記無線送出されたダイバーシティ用データのそれぞれについて逆周波数変換処理を行い上記サブキャリアのエネルギーを算出する信号処理手段と、上記算出した受信電界強度が第１レベルを越えており、かつ、上記算出したサブキャリアのエネルギーが第２レベル以下の数が少ない、信号を受信したアンテナを選択する、評価手段とを有し、上記切り換え制御部は上記評価手段で選択したアンテナを選択する無線通信装置が提供される。
【００２７】
第４の観点の発明は第２の観点のアンテナダイバーシティ方法を装置に実現した場合である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の無線通信システムおよび無線通信方法の第１実施の形態として、無線ＬＡＮシステムについて述べる。
【００３０】
（１）無線ＬＡＮシステムの全体構成
図１は本発明の１実施の形態としての無線通信システムとしての無線ＬＡＮシステム１０の構成図である。図１に図解した無線ＬＡＮシステム１０は、リーフ（leaf) として動作する通信端末装置１１Ａ、１１Ｂと、ハブ（hub)として機能する通信制御端末装置１２とから構成されている。図解の関係で、２つの通信端末装置１１Ａ、１１Ｂを図解したが、通信端末装置は１台以上、複数台設けることができる。
【００３１】
図２は無線ＬＡＮシステム１０におけるデータ伝送に使用するフレームフォーマットを図解した図である。図２に図解したフレームフォーマットは、147455シンボル（４msecに相当する長さ）を１フレームとし、先頭に第１のＰＮ符号を配置し、次いで管理データ領域を配置し、以下、第２のＰＮ符号とパケットデータ領域とが繰り返して配置される。
【００３２】
無線ＬＡＮシステム１０においては、図２に図解した１フレーム内で時分割多重（ＴＤＭＡ:Time Division Multiplexing ）方式によって情報データを送信する。すなわち、無線ＬＡＮシステム１０においては、通信制御端末装置１２と通信端末装置１１Ａ、１１Ｂそれぞれとの間、または、通信端末装置１１Ａ、１１Ｂ相互間で、図２に図解したフレームフォーマットでデータ通信を行う。そのようなデータ通信は、同一周波数を用いて送信と受信とを所定時間ごとる交互に切り換える、いわゆるＴＤＤ(Time Division Duplex)方式の通信を行う。
【００３３】
通信端末装置１１Ａ、１１Ｂは、それぞれコンピュータを内蔵したデータ端末装置１３Ａ、１３Ｂに無線通信ユニット１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ接続されて構成されている。通信制御端末装置１２も、コンピュータを内蔵したデータ端末装置１５に無線通信ユニット１６が接続されて構成されている。
無線ＬＡＮシステム１０においては、通信端末装置１１Ａと通信端末装置１１Ｂとの間でデータ通信が行われ、通信制御端末装置１２によって通信端末装置１１Ａと通信端末装置１１Ｂとの間で行われるデータ通信を制御すると共に、通信制御端末装置１２から通信端末装置１１Ａおよび１１Ｂに対してもデータをアイソクロナス的に（isochronous 、等時的に) 送信する。具体例を述べると、無線ＬＡＮシステム１０においては、通信制御端末装置１２が、例えばイーサネット等を介して得たデータを通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに送信し、当該通信端末装置１１Ａ及び１１ＢにＩＥＥＥ１３９４等の通信インターフェースを介して接続された家庭用ＡＶ(Audio Vidual)機器、たとえば、テレビジョン装置の間でデータ通信を行うことができる。
【００３４】
通信端末装置１１Ａに設けられた無線通信ユニット１４Ａは、送信部１７Ａと、受信部１８Ａと、制御部１９Ａと、アンテナ２０Ａと、アンテナ切換部２１Ａとから構成されている。通信端末装置１１Ｂに設けられた無線通信ユニット１４Ｂも無線通信ユニット１４Ａと同様、送信部１７Ｂと、受信部１８Ｂと、制御部１９Ｂと、アンテナ２０Ｂと、アンテナ切換部２１Ｂとから構成されている。
【００３５】
無線ＬＡＮシステム、移動体通信に代表される無線通信においてはフェージングに遭遇する。特に、都市部などの高く電波を反射する建造物が多く存在する場所では、マルチパス・フェージングの影響を受ける。そのため、アンテナ２０Ａ、２０Ｂとして図解した部分はそれぞれ少なくとも２つのアンテナを内蔵しており、アンテナ切換部２１Ａ、２１Ｂは最も受信感度の良好なアンテナを検出してそのアンテナに切り換える処理を行う。
【００３６】
マルチパス・フェージングに対して信頼性の高い通信方式とし、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 直交周波数分割多重) 方式が知られている。ＯＦＤＭ方式は、図３に図解したように、周波数間隔ｆ0 の各キャリアを互いに直交させることにより符号間干渉が生じないようにした複数のサブキャリアを使用し、当該各サブキャリアに低ビットレートの信号を割り当てて全体として高ビットレートを得るようにしている。すなわち、ＯＦＤＭ方式によれば、直交する複数のサブキャリアを使用してデータを並列的に送ることにより、伝送レートを容易に上げることができると共に、ジッタが生じても誤りなく復調できる。
【００３７】
そこで、送信部１７Ａ及び１７Ｂ及び受信部１８Ａ及び１８Ｂは、ＯＦＤＭ方式によるデータ通信を行う。
【００３８】
ＯＦＤＭ方式を適用した場合のアンテナ切換部２１Ａ、２１Ｂにおけるアンテナ切り換え方法については、その詳細を後述する。
【００３９】
通信制御端末装置１２に設けられた無線通信ユニット１６は資源情報格納部２５を有しており、その資源情報格納部２５には、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂがそれぞれデータ通信を行う際の送信割り当て時間に関する資源情報（いわゆる所定時間幅のタイムスロット情報）が格納されている。
【００４０】
図２に図解したように、１フレームの先頭には、通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６から同期獲得用の第１のＰＮ符号が配置され、送信の最初にはまず、第１のＰＮ信号が送信される。同期獲得用の第１のＰＮ符号は、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂの無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂによってそれぞれ受信され、この受信タイミングを基準として通信制御端末装置１２と通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂとの間でデータ通信を行う際の送受信タイミングと、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂ間でデータ通信を行う際の送受信タイミングとが設定される。
【００４１】
このように、無線ＬＡＮシステム１０では、通信端末装置１１Ａ、１１Ｂからデータ通信要求がある場合、当該通信端末装置１１Ａ、１１Ｂの無線通信ユニット１４Ａ、１４Ｂから通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６に対して送信要求が送られる。通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６は、送られてきた送信要求と資源情報とに基づいて通信端末装置１１Ａ、１１Ｂに対する送信割り当て時間を決定し、この送信割り当て時間を含んだ制御情報を通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂの無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂに送信する。これにより無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂは、送信割り当て時間に従って所定のタイムスロットのタイミングでデータの送受信を行う。このとき無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂが行うデータの送受信タイミングとしては、上述したように１フレームの先頭に送られてくる同期獲得用の第１のＰＮ符号を基準にして行う。
【００４２】
アンテナダイバーシティ方式
上述した同期獲得の前提として、アンテナにおいて正確に信号が受信されている必要がある。ところが、無線ＬＡＮシステム、移動体通信に代表される無線通信においては、特に、都市部などのように、高さが高く電波を反射する建造物が多く存在する場所では、マルチパス・フェージングの影響を受けて受信を良好に行えないときが起こる。その改善策として、本実施の形態においては、アンテナダイバーシティ方式を採用している。すなわち、移動する可能性があるリーフとしての通信端末装置１１Ａ、１１Ｂのそれぞれにおけるアンテナ２０Ａ、２０Ｂとしてそれぞれ複数のアンテナを配設し、アンテナ切換部２１Ａ、２１Ｂにおいて最も受信の信頼度が高いアンテナを選択する。もちろん、ハブとしての通信制御端末装置１２のアンテナ２６を複数本のアンテナとして、アンテナ切換スイッチ２７において最も受信の信頼度の高いアンテナを選択することもできる。
【００４３】
以下、通信端末装置１１Ａにおけるアンテナ２０Ａおよびアンテナ切換部２１Ａを代表して、本実施の形態のアンテナダイバーシティ方式について述べる。
【００４４】
ダイバーシティ用データの位置
まず、ダイバーシティに使用するデータの挿入位置について述べる。第１の形態として、ダイバーシティ用データの配設位置を図２に図解した管理データ領域の内の空き領域にした。その詳細を図４に図解する。１フレームの先頭部分に位置する管理データ領域の空き部分に、通信制御端末装置１２のダイバーシティ用データ、通信端末装置１１Ａのダイバーシティ用データ、通信端末装置１１Ｂのダイバーシティ用データを配置した。すなわち、１フレームごと、その先頭の管理データ領域にダイバーシティ用データを配設した。その結果、１フレームごと、アンテナダイバーシティ方式を適用できる。管理データ領域の空き部分にダイバーシティ用データを配設しているので、ダイバーシティ用データを挿入しても伝送すべきデータの格納領域を減少させないし、通常のデータ伝送を行うだけでダイバーシティ用データが伝送できるので、データ伝送効率の低下も起きないという利点がある。
【００４５】
ダイバーシティ用データのパターン
ダイバーシティ用データとしては、受信したとき、その受信結果の評価を明瞭にするため、ｍ系列などの既知のランダムデータパターン、または、データ伝送されるデータとは異なるユニークな既知のデータパターンとする。そのようなデータパターンとしては、たとえば、「１」のシンボルと「０」のシンボルとが交互に存在するデータパターン、あるいは、全て「１」のデータパターンなどを採用することができる。
【００４６】
受信したダイバーシティ用データの評価方法
図５は複数のアンテナを有するアンテナ２０Ａとアンテナ切換部２１Ａとその周辺の関連部の回路構成図である。複数のアンテナ、本実施の形態では、４本のアンテナＡＴ１〜ＡＴ４は、所定間隔を隔てて通信端末装置１１Ａに所定位置に配設されている。アンテナ切換部２１Ａは、切り換えスイッチ２１１と、高周波増幅回路２１２と、ダイバーシティ用データ検出回路２１３と、信号処理手段２１４と、評価手段２１５と、切り換え制御部２１６とを有する。
【００４７】
上記アンテナ切換部２１Ａを構成する回路の基本動作を述べる。切り換えスイッチ２１１は、切り換え制御部２１６によりアンテナＡＴ１〜ＡＴ４を順次切り換える。高周波増幅回路２１２は、アンテナ切換部２１Ａで選択されたアンテナからの高周波（ＲＦ）信号を増幅する。ダイバーシティ用データ検出回路２１３は、高周波増幅回路２１２で増幅された信号から、図２および図４に図解した自己、すなわち、通信端末装置１１Ａのダイバーシティ用データを検出する。信号処理手段２１４は検出されたダイバーシティ用データを信号処理する。評価手段２１５は信号処理された結果を評価して、最も適切なアンテナを選択する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５で選択したアンテナが選択されるようにそのスイッチ位置を切り換える。その結果、そのフレームは選択されたアンテナからの信号を用いて受信動作が行われる。このように本実施の形態においては１フレームごと、そのときの受信の最適なアンテナを用いた受信処理が行われる。
【００４８】
高周波増幅回路２１２で増幅された信号は、通信端末装置１１Ａの受信部１８Ａ内のデータ復調回路１８１で復調が行われる。
【００４９】
以下、信号処理手段２１４における信号処理と、評価手段２１５における評価方法を述べる。
【００５０】
受信電界強度評価法
第１の信号処理方法とその評価方法としては、ダイバーシティ方式において周知の受信電界強度評価法を適用する。その場合、信号処理手段２１４は、ダイバーシティ用データ検出回路２１３で検出したダイバーシティ用データの受信電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を算出する。評価手段２１５は算出された受信電界強度と所定のしきい値とを比較し、受信電界強度がしきい値を越えていれば、その信号を受信したアンテナは利用可能と判断する。以上の処理を全てのアンテナＡＴ１〜ＡＴ４から受信した信号について行い、評価手段２１５は、利用可能なアンテナのうち、最も受信電界強度の強い信号を受信したアンテナを選択アンテナとして切り換え制御部２１６に指示する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５から指示されたアンテナからの信号が継続して受信できるように、そのアンテナを選択する。以下、そのフレームのデータ受信および復調処理は、その選択されたアンテナからの受信信号を用いる。この受信電界強度評価法そのものはダイバーシティ方式において周知であり、実施が容易である。
【００５１】
ＢＥＲ評価法
第２の信号処理方法とその評価方法としては、種々の分野の受信装置、再生装置、たとえば、通信システム、磁気記憶再生装置、光ディスク記録再生装置などにおいて適用されている、ビット誤り率（ＢＥＲ）を評価する方法である。この場合、信号処理手段２１４は、周知の方法で、ダイバーシティ用データ検出回路２１３で検出した信号についてＢＥＲを算出する。評価手段２１５は算出されたＢＥＲが所定の値以下か否かを判定し、算出されたＢＥＲが所定の値以下であれば、その信号を受信したアンテナは利用可能と判断する。以上の処理を全てのアンテナＡＴ１〜ＡＴ４から受信した信号について行い、評価手段２１５は、利用可能なアンテナのうち、もっとも低いＢＥＲを示すアンテナを選択アンテナとして切り換え制御部２１６に指示する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５から指示されたアンテナからの信号が継続して受信できるように、そのアンテナを選択する。以下、そのフレームのデータ受信および復調処理は、その選択されたアンテナからの受信信号を用いる。このＢＥＲ法も、通信システム、記録再生装置などにおいて周知であり、実施が容易である。
【００５２】
周波数特性評価法
第３の信号処理方法とその評価方法として、本願発明者は、ＯＦＤＭ方式で変調されている信号について、新規な周波数特性評価法を考案した。
図３に図解したように、ＯＦＤＭ方式においては、周波数間隔ｆ0 の各キャリアを互いに直交させることにより符号間干渉が生じないようにした複数のサブキャリアを使用し、当該各サブキャリアに低ビットレートの信号を割り当てて全体として高ビットレートを得るようにしている。そこで、本実施の形態においては、図５のダイバーシティ用データ検出回路２１３において、たとえば、図７に図解したように、７２シンボルのダイバーシティ用データを検出し、信号処理手段２１４として図６に図解した、本発明の逆周波数変換処理の１例として高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourie Transform)を行うの高速フーリエ変換回路２１４ａを用いて、たとえば、６４シンボルの有効信号に変換する（図７）。変換結果の例を図８に図解した。図８において横軸は周波数を示し、縦軸はサブキャリアのエネルギーＥS を示す。すなわち、ダイバーシティ用データ検出回路２１３で検出したＯＦＤＭ変調シンボルをＦＦＴ回路２１４ａで高速フーリエ変換することにより受信信号の周波数特性を算出したことになる。
【００５３】
図５の評価手段２１５は、本実施の形態においては図６に図解したような識別回路２１５ａであり、識別回路２１５ａは、たとえば、算出されたサブキャリアエネルギーＥS とエネルギーしきい値ＴＨとを比較して、しきい値ＴＨより高いサブキャリアエネルギーＥS を与えるサブキャリアの本数を計数する。
【００５４】
切り換え制御部２１６は全てのアンテナＡＴ１〜ＡＴ４を順次切り換えて、それらの受信信号を高周波増幅回路２１２、ダイバーシティ用データ検出回路２１３に印加していく。ＦＦＴ回路２１４ａと識別回路２１５ａとは、ダイバーシティ用データ検出回路２１３で検出した受信信号について上述した処理を反復する。
【００５５】
識別回路２１５ａは、各アンテナで受信した信号について行った計数結果が最大の計数値を示したアンテナ、すなわち、サブキャリアエネルギーＥS が所定レベルを越えたサブキャリアの本数が多いアンテナを最も受信感度の良好なアンテナとして、切り換え制御部２１６に指示する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５から指示されたアンテナからの信号が継続して受信できるように、そのアンテナを選択する。以下、そのフレームのデータ受信および復調処理は、その選択されたアンテナからの受信信号を用いる。
【００５６】
上述した周波数特性評価法は、ＯＦＤＭ方式の変調信号の特徴に則した処理をしており、受信信号の品質を評価する方法としては上述した２つの方法より信頼性が高い。この周波数特性評価方法は、信号処理手段２１４として、ＦＦＴ回路２１４ａが必要になるが、ＦＦＴ回路は、たとえば、図１５を参照して後述するように、無線通信ユニット１４Ａ内の高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）６５と同様であり、高速フーリエ変換回路６５を流用することも可能である。その場合は本実施の形態の周波数評価法を適用しても無線通信ユニット１４Ａ内の回路構成は複雑にならないという利点がある。
【００５７】
なお、ＯＦＤＭ方式で変調したダイバーシティ用データの評価方法として、高速フーリエ変換を例示したが、本発明は、高速フーリエ変換に限らず、逆周波数変換処理を行うその他の方法、たとえば、ＤＦＴなどであってもよい。
【００５８】
周波数特性評価法の変形態様
１６ＱＡＭで変調した場合、サブキャリアの信号点の配置位置の相違によって振幅が最大３倍異なる。劣化がないＯＦＤＭ信号であっても、サブキャリアエネルギーが１０ｄＢ程度低下することになる。したがって、そのようなサブキャリアのエネルギーを一定のしきい値ＴＨで比較すると、しきい値ＴＨ以下のエネルギーと判定される。
【００５９】
このような不具合を改善するため、複数のＯＦＤＭシンボルを用いて、各サブキャリアのエネルギーＥｓを平均し、その平均エネルギーについてしきい値を用いて比較判定する。
【００６０】
上述したＱＡＭに起因する不具合を回避するため、送信装置において、周波数特性評価法に使用するダイバーシティ用データをＢＰＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調することが望ましい。
【００６１】
評価用データの位置およびパターンの変形態様
上述した実施の形態は、評価用データ（ダイバーシティ用データ）をデータ伝送フォーマットの空き部分に挿入して、データ伝送効率を低下させない場合を述べたが、上述した周波数特性評価法のみの観点からすると、上述したデータ伝送フォーマットの空き部分にのみ、評価用データを挿入することはない。同様に、上述したデータパターンに限定されることはない。
【００６２】
たとえば、管理データ領域内の制御信号を送る制御データ領域内の制御データを利用して、上述した高速フーリエ変換を行い、最適なアンテナを選択することもできる。ただし、アンテナを試験的に切り換える期間は必要なので、そのような場合には、上述した実施の形態と同様、データ伝送フォーマットの空き部分にそのような評価用データを格納することができる。
【００６３】
なお、制御データの種類によっては、毎フレーム受信しなくてもよいものがあるから、それを評価用データとして使用することもできる。
【００６４】
また、伝送データ領域内のデータであって、自己の受信装置当てではないデータを評価用データとして使用することもできる。
【００６５】
振幅評価法
第４の信号処理方法とその評価方法としては、周知の振幅評価法を適用する。信号処理手段２１４は、ダイバーシティ用データ検出回路２１３で検出したダイバーシティ用データについて包絡線検波を行い、各サブキャリアの振幅値を積分する。評価手段２１５は算出された振幅積分値としきい値とを比較し、振幅積分値ががしきい値を越えていれば、その信号を受信したアンテナは利用可能と判断する。以上の処理を全てのアンテナＡＴ１〜ＡＴ４から受信した信号について行い、評価手段２１５は、利用可能なアンテナのうち、もっとも振幅積分値の大きな信号を受信したアンテナを選択アンテナとして切り換え制御部２１６に指示する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５から指示されたアンテナからの信号が継続して受信できるように、そのアンテナを選択する。以下、そのフレームのデータ受信および復調処理は、その選択されたアンテナからの受信信号を用いる。この振幅評価は、回路構成が簡単である。
【００６６】
その他の評価方法
本実施の形態としては、上述した例示に限らず、無線送信データ、衛星通信データの受信信号の評価に適用しているその他の種々の評価法を適用することがで。
【００６７】
その他のダイバーシティ用データの位置
図９を参照して、第２の形態としてのダイバーシティに使用するデータの挿入位置について述べる。図９は図２に図解したフレームフォーマットを適用して、ＭＰＥＧ方式でビデオ信号および音声データを圧縮してデータ伝送する場合のフォーマット例を示す。
【００６８】
ＭＰＥＧ方式でビデオ信号を圧縮した場合、映像状況に応じて圧縮されるデータ量が変化する。その結果、図２に図解した限られたパケットデータ領域に空きがでることもある。本実施の形態はそのようなパケットデータ領域の空き部分に、特に、１フレームの最初のパケットデータ領域に、ダイバーシティ用データＤＶを挿入してデータ伝送することにより、第１実施の形態のデータ配置と同様、データの格納領域を減少させずに、通常のデータ伝送を行うだけでダイバーシティ用データを伝送してデータ伝送効率の低下も起きないようにしている。
ただし、ＭＰＥＧ方式でビデオ信号を圧縮した場合、どこにどれだけの空きが発生するかはＭＰＥＧを適用しないと判らないから、固定した位置にダイバーシティ用データは配設できない。そこで、１フレームの先頭部分に位置する管理データ領域の空き部分に、ダイバーシティ用データの格納位置、そのデータ量を明示するデータを格納する。
【００６９】
ダイバーシティ用データのパターン
本実施の形態においても、上記と同様、ダイバーシティ用データとしては、受信したとき、その受信結果の評価を明瞭にするため、ｍ系列などの既知のランダムデータパターン、または、データ伝送されるデータとは異なるユニークな既知のデータパターンとする。そのようなデータパターンとしては、たとえば、「１」のシンボルと「０」のシンボルとが交互に存在するデータパターン、あるいは、全て「１」のデータパターンなどを採用することができる。
【００７０】
図１０は図９に図解したダイバーシティ用データを検出し、その評価を行う、図５に類似するアンテナ切換部２１Ａの回路図である。アンテナ切換部２１Ａは、高周波増幅回路２１２、復調回路２１７、パケット再合成回路２１８、信号処理手段２１４、評価手段２１５、切り換え制御部２１６を有する。
【００７１】
上記アンテナ切換部２１Ａを構成する回路の基本動作を述べる。切り換えスイッチ２１１は切り換え制御部２１６によりアンテナＡＴ１〜ＡＴ４を順次切り換える。高周波増幅回路２１２はアンテナ切換部２１Ａで選択されたアンテナからの高周波（ＲＦ）信号を増幅する。復調回路２１７はＲＦ増幅信号からＭＰＥＧによる圧縮信号およびダイバーシティ用データを復調する。パケット再合成回路２１８は、復調したデータをパケットに再合成する。これにより、管理データ領域の空き部分に格納されている位置指示データを参照してダイバーシティ用データを抽出可能となる。信号処理手段２１４は抽出されたダイバーシティ用データを信号処理する。評価手段２１５は信号処理された結果を評価して、最も適切なアンテナを選択する。切り換え制御部２１６は評価手段２１５で選択したアンテナが選択されるようにそのスイッチ位置を切り換える。その結果、そのフレームは選択されたアンテナからの信号を用いて受信動作が行われる。
【００７２】
受信したダイバーシティ用データの評価方法（信号処理手段２１４および評価手段２１５の処理）
信号処理手段２１４および評価手段２１５としては、上記同様、受信電界強度評価法、ＢＥＲ評価法、周波数特性評価法、振幅評価法など、適宜の評価法を適用できる。
【００７３】
上述したように、本発明においては、図２に図解したデータ伝送に用いるフレームフォーマットのなかの空き部分にダイバーシティ用データを挿入し、受信側に送出するという構想により、データ伝送系に特別の回路増設、データ伝送効率の低下などを起こさずに、ダイバーシティ用データを伝送することができる。さらに、本発明においてはそのようなダイバーシティ用データを受信した受信装置、たとえば、通信端末装置１１Ａ、１１Ｂなどにおいて、上述した評価法で受信信号を評価して、最適なアンテナを選択することができる。
【００７４】
変形態様
信号圧縮したデータを伝送する際、データ格納領域に空きが発生し、その空き領域にダイバーシティ用データを埋め込む（挿入する）方法として、ＭＰＥＧ方式でビデオ信号などを圧縮した場合について述べたが、本発明は、ＭＰＥＧに限らず、その他の方法でビデオ信号、オーディオ信号などを圧縮して伝送する場合にも、上記同様に空き領域をダイバーシティ用データ伝送に利用するという構想を適用できる。
【００７５】
さらに圧縮する信号としては、ビデオ信号、オーディオ信号には限らない。たとえば、信号を暗号化して伝送する場合に、信号と暗号方法とによって伝送する暗号化データの量が変化する場合などのときも、空き領域をダイバーシティ用データの伝送に利用できる。
【００７６】
伝送したダイバーシティ用データの評価方法は上述した各種の方法の任意の方法、または、その他の公知方法を適用できる。
【００７７】
組み合わせ評価方法
上述した評価方法は、受信電力強度評価法、ＢＥＲ評価法、周波数特性評価法、振幅評価法を個別に行う例を示した。しかしながら、これらの評価方法を個別に適用した場合は下記に述べる限界に遭遇することがある。
【００７８】
無線通信ユニット１６から通信端末装置１１Ａ、１１Ｂにデータ送信を行う際、自動利得制御（ＡＧＣ）をかけると、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）した結果はほぼ同じレベルの信号となる。
【００７９】
次いで選択性フェージングに起因する問題が起こる。
たとえば、送信装置から受信装置にデータを送出したとき、たとえば、データ伝送経路が２つ存在し受信装置の１つのアンテナに２つの信号経路の２つの信号が到達することがある。このとき、２つの信号には時間差が生ずることが多い。１番目の信号より遅延した２番目の信号の遅延時間τｄが、τｄ≒１／ＢＷであるとき、（ＢＷはその信号の帯域を示す）、そして、２つの信号のレベルがほぼ等しいとき、２つの信号か相殺しあって、その帯域内に少なくとも１か所のヌル点（信号のレベルが０になる点）が生ずる。一般に、遅延広がり＜τｄ＞が１／ＢＷとオーダーが等しいと、帯域内の半分近いエネルギーが失われる。
実際は上述した信号経路が２とは限らず、多重になる場合も多い。そのような多重遅延による相互干渉があると、移相、振幅が平坦なスペクトラムになる場合もある。
【００８０】
上述した状況において、１台の受信装置に２個のアンテナを設置して信号を受信する場合を考察する。
たとえば、受信電力強度は第２のアンテナより第１のアンテナが強いとする。しかしながら、第１のアンテナは選択性フェージングの影響を受けた信号を受信しており、周波数特性評価法における高速フーリエ変換した結果は、帯域のある部分のエネルギーがしきい値より１／３程度低下し、しきい値より低い領域が広いとする。この場合、ビット誤り率ＢＥＲは大きい。
他方、受信電力強度は第１のアンテナより弱い第２のアンテナの受信信号を高速フーリエ変換した結果は、第１のアンテナの受信信号より平坦で、帯域のある部分のエネルギーがしきい値ＴＨ１より低下している領域は小さいとする。この場合ビット誤り率ＢＥＲは小さい。
【００８１】
受信電力強度評価法のみによる評価では、上述した場合、第１のアンテナを選択する。しかしながら、上述した場合は第２のアンテナを選択すべきである。
その反面、第２アンテナの受信電力強度があまりに小さい場合は、ＳＮが低下するので、第１のアンテナを選択すべきである。
【００８２】
建造物内の無線通信においては、屋外の通信より上述した問題は著しい。帯域幅の逆数（数１０ｎｓ）と、送受信アンテナ間の電波伝搬が複数険路を辿る場合に経路差による伝搬遅延時間、たは遅延広がりとが同一オーダーになると、帯域の１／２〜数分の１の信号が失われる。
【００８３】
このように、高速フーリエ変換を行うこに起因する問題、選択性フェージングなどに影響により、単独の評価法では限界がある。
【００８４】
そこで、好ましいアンテナ選択法としては、下記のごとく組み合わせて行う。
【００８５】
組み合わせ評価法
１．まず、受信電力強度評価法で評価し、同時に、周波数特性評価法で評価する。
２．次いで、（ａ）受信電力強度がしきい値ＴＨ１（受信電力強度評価法におけるしきい値をＴＨ１とする）より大きく、かつ、（ｂ）サブキャリアエネルギーＥｓがエネルギーしきい値ＴＨ２（周波数特性評価法におけるしきい値をＴＨ２とする）より低いサブキャリアが最も少ない、信号を受信したアンテナを最良のアンテナとして選択する。
【００８６】
２．もし、上述した、（ａ）受信電力強度がしきい値ＴＨ１（受信電力強度評価法におけるしきい値をＴＨ１とする）より大きい受信信号が存在しない場合は、受信電力強度が最大となるアンテナについて、（ｂ）サブキャリアエネルギーＥｓがエネルギーしきい値ＴＨ２（周波数特性評価法におけるしきい値をＴＨ２とする）より低いサブキャリアが最も少ない、信号を受信したアンテナを最良のアンテナとして選択する。
【００８７】
上述したアンテナダイバーシティ方式を、通信端末装置１１Ａに適用した場合を述べたが、通信端末装置１１Ｂ、通信制御端末装置１２にも適用できることは勿論である。
【００８８】
上述した回路と処理方法により、適切なアンテナが選択されてデータを受信できるとの前提で、さらに無線通信システムの構成と動作を述べる。
【００８９】
（２）通信制御端末装置の無線通信ユニット
図１１を参照して、通信制御端末装置１２に設けられている無線通信ユニット１６について述べる。無線通信ユニット１６は、通信コントローラ３０を有し、当該通信コントローラ３０を介してデータ端末装置１５とデータの交換を行う。
【００９０】
通信コントローラ３０は、データ端末装置１５から送られてきたメッセージ情報を表す情報データＳ９に対して、誤り検出用のＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check) コードを付加して送信データＳ１０を生成し、これをＤＱＰＳＫ変調回路３１に送出する。ＤＱＰＳＫ変調回路３１は、送信データＳ１０に対してＤＱＰＳＫ変調処理を施して送信信号Ｓ１１を生成し、これをＯＦＤＭ変調部４７のシリアル／パラレル変換回路３２に送出する。
【００９１】
シリアル／パラレル変換回路３２は、シリアルデータ列で供給される送信信号Ｓ１１をパラレルデータ列の送信信号Ｓ１２に変換し、これを逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）３３に送出する。逆高速フーリエ変換回路３３は、送信信号Ｓ１２に対して逆高速フーリエ変換処理を施して送信信号Ｓ１２のパラレルデータ列を周波数領域のデータにマッピングし、その結果得られる送信信号Ｓ１３をパラレル／シリアル変換回路３４に送出する。
【００９２】
パラレル／シリアル変換回路３４は、周波数領域にマッピングされたパラレルデータ列の送信信号Ｓ１３をシリアルデータ列に戻し、その結果得られる送信信号Ｓ１４を切換スイッチ３５に送出する。
ＯＦＤＭ変調部４７は、図３に図解したように、周波数間隔ｆ0 の各キャリアを互いに直交させることにより符号間干渉が生じないようにした複数のサブキャリアを使用し、当該各サブキャリアに低ビットレートの信号を割り当てて全体として高ビットレートを得るようにしている。
【００９３】
図３はＯＦＤＭ方式における伝送波形の周波数スペクトラムを示す。このようにＯＦＤＭ方式では、送信信号Ｓ１１をシリアルパラレル変換し、このパラレル変換された送信信号Ｓ１２に逆高速フーリエ変換処理を施すことによって、送信信号Ｓ１２を互いに直交する周波数間隔ｆ0 の各サブキャリアに割り当てる。この逆の復調時には、周波数間隔ｆ0 毎のサブキャリアの信号成分を取り込み、高速フーリエ変換処理を施すことによって当該サブキャリアに割り当てられているデータを抽出する。
【００９４】
図１２は図１１に図解した回路のうち、ＤＱＰＳＫ変調回路３１、シリアル／パラレル変換回路３２、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）３３およびパラレル／シリアル変換回路３４を図解する図である。
ＯＦＤＭ方式では、シリアル／パラレル変換回路３２によってＤＱＰＳＫ変調回路３１から供給される送信信号Ｓ１１のうち実データの５１サンプルをパラレルデータ列に変換し、これを逆高速フーリエ変換回路３３に送出する。
【００９５】
逆高速フーリエ変換回路３３は、５１サンプルのパラレルデータ列を周波数領域にマッピングすると共に、１３サンプル分の無効データ（例えば「０」でなる無効ビット）を周波数領域にマッピングすることにより６４サンプルからなる有効シンボル部分を生成した後、当該６４サンプルの有効シンボル部分に対して８サンプルのガードインターバルを付加してパラレル／シリアル変換回路３４に送出する。
【００９６】
図７に示すように、１シンボルは６４サンプルの有効シンボル部分及び８サンプルのガードインターバルの合計７２サンプルから構成されている。この場合、シンボル周期Ｔsymbolは、例えば1.953[μsec]であり、サンプル周期Ｔsampleは例えば27.127[nsec]であり、さらにサンプル周波数ｆsampleは例えば36.864[MHz] である。
【００９７】
ＯＦＤＭ方式では、複数のサブキャリアに分散してデータを送信しているので、１シンボル当たりの送信時間が長くなるが、時間軸上でガードインターバルを設けるようにしていることにより、ジッタに対する影響やマルチパスに対する影響を受け難いという特徴がある。なおガードインターバルは、有効シンボル長の約１〜２割程度に選定されている。
【００９８】
このように、ＯＦＤＭ方式では、復調時に連続する受信信号の中から有効シンボル部分を抽出して高速フーリエ変換処理を施す必要があり、このときジッタ等によって有効シンボル部分を切り出す際の誤差が生じたとしても、ガードインターバルが設けられているために周波数成分が変化することはなく、位相が回転した分の位相差のみが生じる。
【００９９】
このためＯＦＤＭ方式では、信号中に既知パターンのデータを挿入して位相補正を行うか、あるいは差分位相変復調方式によって位相差を打ち消すことにより復調を可能にしている。通常のＱＰＳＫ(Quadri Phase Shift Keying) 変復調のみを用いた場合には、各ビット毎に復調のタイミングを合わせる必要があるが、ＯＦＤＭ方式の場合には数ビットずれたとしても感度が数デシベル劣化するだけで復調が可能である。
【０１００】
再度図１１を参照する。パラレル／シリアル変換回路３４から出力される送信信号Ｓ１４は、切換スイッチ３５の第１の切換入力端子３５Ａに供給される。切換スイッチ３５の第２の切換入力端子３５Ｂには、ＰＮ符号発生回路４９によって生成されコントローラ４５の制御に基づいて選択された第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 又は第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 が１周期分だけ供給される。
【０１０１】
ＰＮ符号発生回路４９は、Ｍ系列(Maximum Length Code) の第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を生成する第１のＰＮ符号発生部４９Ａと、Ｍ系列の第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を生成する第２のＰＮ符号発生部４９Ｂとから構成されている。
【０１０２】
図１３に示すように、第１の符号系列生成手段としての第１のＰＮ符号発生部４９Ａは４段のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４と、当該シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４のうちシフトレジスタＳＲ１及びＳＲ４の出力を排他的論理和演算する排他的論理和回路（エクスクルーシブオア回路）ＥＸＯＲ１及びＥＸＯＲ２と、ＦＩＲフィルタＦ４９とから構成されている。
【０１０３】
第１のＰＮ符号発生部４９Ａは、初期値データとして例えば「１、１、１、１」をシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４に格納し、例えば18.432[MHz] の基準クロックに同期したタイミングでシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４に格納された初期値データを順次シフトすると共に、ＥＸＯＲ１及びＥＸＯＲ２によってエクスクルーシブオア演算することによってシリアルデータ列でなる１５ビット（約１[ μsec]）の符号系列Ｐ１０を18.432[Mbps]の速度で生成し、これを順次ＦＩＲフィルタＦ４９に送出する。
【０１０４】
ＦＩＲフィルタＦ４９は、１５ビットの符号系列Ｐ１０を所定の周波数帯域幅で帯域制限し、符号系列Ｐ１０の１ビットをさらに８チップに量子化した後、１２０チップ（１５ビット×８チップ）のパラレルデータ列の第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を出力する。但し、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 は符号系列Ｐ１０の１ビットを８チップに量子化したのであるから、ビット長は変わらない。
【０１０５】
図１５に示すように、第２の符号系列生成手段としての第２のＰＮ符号発生部４９Ｂは１５ビットの符号系列Ｐ１０を５ビット遅延回路Ｄ４９に送出する。５ビット遅延回路Ｄ４９は、符号系列Ｐ１０を５ビット分遅延させた符号系列Ｐ１０´を順次ＦＩＲフィルタＦ４９に送出することにより、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 とは位相が合計４０チップ（５ビット×８チップ）だけシフトした第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力する。
【０１０６】
すなわち第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 と第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 とは、同一の系列パターンでありながら位相が異なるために独立した２種類のＰＮ符号として用いられる。第２のＰＮ符号発生部４９Ｂは第１のＰＮ符号発生部４９Ａに対して５ビット遅延回路Ｄ４９を設けるだけの簡単な構成で第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を生成し得る。
【０１０７】
第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 とは、システム間における同期獲得用のＰＮ符号であり、通信制御端末装置１２がフレームの先頭部分で送信する。
第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 とは、通信制御端末装置１２、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂが指定された送信割り当て時間に従ってデータ通信を行う際、復調タイミングを指示する同期獲得用のＰＮ符号であり、メッセージデータの直前に送信される。
【０１０８】
切換スイッチ３５は、システム間の同期信号として第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 又は復調タイミングを指示する同期信号として第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信する場合、コントローラ４５の制御に基づいて切換入力端子３５Ｂに切り換えて第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 又は第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力し、それ以外の場合には切換入力端子３５Ａに切り換えて送信信号Ｓ１４を出力する。
【０１０９】
このようにして切換スイッチ３５は、送信信号Ｓ１４、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 又は第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力信号Ｓ１６として、周波数変換回路３６、パワーアンプ３８、アンテナ切換スイッチ２７及びアンテナ２６からなる第１の送信手段に入力する。
【０１１０】
第１の送信手段の周波数変換回路３６は乗算器でなり、ＰＬＬ(Phase Locked Loop) シンセサイザ３７から供給される局部発振信号Ｓ１７を出力信号Ｓ１６に乗算することにより、所定周波数に周波数変換した送信信号Ｓ１８を生成し、これをパワーアンプ３８に送出する。なお送信信号Ｓ１８の周波数としては、例えば準マイクロ波帯の2.4[GHz]、5.7[GHz]あるいは19[GHz] 帯を用いる。
【０１１１】
パワーアンプ３８は、送信信号Ｓ１８を所定の電力レベルに増幅し、その結果得られる送信信号Ｓ１９をアンテナ切換スイッチ２７の切換入力端子２７Ａに送出する。
アンテナ切換スイッチ２７は、コントローラ４５の制御に基づいて送信時と受信時でアンテナ２６に対する接続を切り換えるものであり、データ送信時には切換入力端子２７Ａ側に切り換え、データ受信時には切換入力端子２７Ｂ側に切り換える。これによりアンテナ２６を介して送信信号Ｓ１９を送信し得る。
【０１１２】
一方、無線通信ユニット１６はデータ受信時にアンテナ２６を介して受信した受信信号Ｓ２０を切換スイッチ２７の切換入力端子２７Ｂを介して受信アンプ（一般にはＬＮＡ(Low Noise Amplifier) と呼ばれる）３９に送出する。受信アンプ３９は、受信信号Ｓ２０を所定レベルに増幅した後に周波数変換回路４０に送出する。
【０１１３】
周波数変換回路４０は乗算器で構成されており、ＰＬＬシンセサイザ３７から供給される局部発振信号Ｓ２１を受信信号Ｓ２０に乗算することにより、中間周波数の受信信号Ｓ２２を生成し、これを復調手段としてのＯＦＤＭ復調部４８のシリアル／パラレル変換回路４１に送出する。
【０１１４】
シリアル／パラレル変換回路４１は、シリアルデータ列の受信信号Ｓ２２をパラレルデータ列に変換し、その結果得られる受信信号Ｓ２３を高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）４２に送出する。高速フーリエ変換回路４２は、受信信号Ｓ２３に対して高速フーリエ変換処理を施すことによって受信信号Ｓ２４を生成し、これをパラレル／シリアル変換回路４３に送出する。パラレル／シリアル変換回路４３は、受信信号Ｓ２４をシリアルデータ列の受信信号Ｓ２５に戻し、これをＤＱＰＳＫ復調回路４４に送出する。
【０１１５】
すなわちＯＦＤＭ復調部４８は、シリアル／パラレル変換回路４１によって有効データ部分を抽出して受信波形を周波数間隔ｆ0 毎に取り込んでパラレルデータに変換し、高速フーリエ変換回路４２によって高速フーリエ変換処理を施してＯＦＤＭ方式の復調を行う。
【０１１６】
ＤＱＰＳＫ復調回路４４は、受信信号Ｓ２５に対してＤＱＰＳＫ復調処理を施して送信データＳ１０と同一の受信データＳ２６を復元し、これを通信コントローラ３０に送出する。通信コントローラ３０は、受信データＳ２６に含まれている誤り訂正コード、たとえば、ＣＲＣコードに基づいて誤り検出した後、データが正しい場合に受信データＳ２６をデータ端末装置１５に出力し、データが正しくない場合には受信データＳ２６をデータ端末装置１５に出力しない。
【０１１７】
無線通信ユニット１６においては、全体の動作がコントローラ４５によって制御される。すなわち無線通信ユニット１６は、データ送信及びデータ受信をコントローラ４５からの指令に基づいて行い、通信コントローラ３０が送信データＳ１０又は受信データＳ２６の受渡しをデータ端末装置１５との間で行う。
【０１１８】
この無線ＬＡＮシステム１０においては、１フレームを送信単位としてＴＤＭＡ方式によってデータを送信する。すなわち通信制御端末装置１２は、図８に示すフレームフォーマットに基づいて、フレームの先頭部分における時点ｔ0 のタイミングで送信する１シンボルにはシステム間の同期をとるための同期獲得用の第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を送信した後、指定された送信割り当て時間に基づく時点ｔ5 のタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信し、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂは時点ｔ7 及び時点ｔ9 のタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信する。
【０１１９】
第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 に続く管理データ領域は、通信制御端末装置１２から通信端末装置１１Ａ、１１Ｂに対して送信要求を問い合わせるポーリング（Pallin）データや、当該通信端末装置１１Ａ、１１Ｂからの送信要求を表すアクノーリッジ（Acknoledge）データ、さらに通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに対する送信割り当て時間を表す時間データや受信電界強度を調整するための指令データ等の制御情報を送受信するための領域である。
【０１２０】
第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 に続いて送信されるパケットデータ領域は、通信制御端末装置１２、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂがメッセージデータである情報データＳ９にＣＲＣコードを付加して生成したパケットデータを送信するためのデータ領域である。なお、パケットデータとしては、少なくとも３[ μsec]以上でかつ４[msec]以下の所定時間内でパケット長を可変としている。
【０１２１】
このように通信制御端末装置１２は、図２のフレームフォーマットに従ってＴＤＭＡ方式によってデータを伝送するために、無線通信ユニット１６に資源情報格納部２５と、タイマ４６とを設けている。
【０１２２】
無線通信ユニット１６においては、時点ｔ0 のタイミングで第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を送信したときを基準としてタイマ４６によって１フレーム分の時間を順次カウントすることにより、コントローラ４５は次の１フレームの先頭における時点ｔ0 のタイミングを検出し、常時一定の時間間隔で第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を送信する。
【０１２３】
これによりコントローラ４５は、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 に続いて管理データ領域の中でポーリングデータを送信し、通信端末装置１１Ａ、１１Ｂの無線通信ユニット１４Ａ、１４Ｂから送信要求を表すアクノーリッジデータが送られてきた場合、当該アクノーリッジデータがアンテナ２６で受信されて周波数変換された後、ＯＦＤＭ復調及びＤＱＰＳＫ復調処理されて通信コントローラ３０を介してコントローラ４５に送信要求が供給される。
【０１２４】
コントローラ４５は、送信要求と資源情報格納部２５の通信資源残量すなわち残っているタイムスロット情報とに基づいて、通信端末装置１１Ａ、１１Ｂに対する送信割り当て時間を決定する。そしてコントローラ４５は、送信割り当て時間を表す制御情報を送信データＳ１０として、通信コントローラ３０からＤＱＰＳＫ変調回路３１及びＯＦＤＭ変調部４７に供給することにより変調処理を施し、送信信号Ｓ１９としてアンテナ２６から通信端末装置１１Ａ、１１Ｂに送信する。
【０１２５】
（３）通信端末装置の無線通信ユニット
図１５を参照して、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに設けられている無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂについて説明する。
無線通信ユニット１４Ａ及び１４Ｂは、基本的に同一の回路構成であることにより、以降の説明においては無線通信ユニット１４Ａについてのみ説明する。
【０１２６】
無線通信ユニット１４Ａは通信コントローラ５１を有し、当該通信コントローラ５１を介してデータ端末装置１３Ａとデータの交換を行う。通信コントローラ５１はデータ端末装置１３Ａから送られてくる情報データＳ２９に対して、誤り検出用のＣＲＣコードを付加して送信データＳ３０を生成し、これをＤＱＰＳＫ変調回路５２に送出する。ＤＱＰＳＫ変調回路５２は送信データＳ１０に対してＤＱＰＳＫ変調処理を施して送信信号Ｓ３１を生成し、これを変調手段としてのＯＦＤＭ変調部７０のシリアル／パラレル変換回路５３に送出する。
【０１２７】
シリアル／パラレル変換回路５３はシリアルデータ列の送信信号Ｓ３１をパラレルデータ列の送信信号Ｓ３２に変換し、これを逆高速フーリエ変換回路５４に送出する。逆高速フーリエ変換回路５４は送信信号Ｓ３２に対して逆高速フーリエ変換処理を施して当該送信信号Ｓ３２を周波数領域のデータにマッピングし、その結果得られる送信信号Ｓ３３をパラレル／シリアル変換回路５５に送出する。
【０１２８】
パラレル／シリアル変換回路５５はパラレルデータ列で供給される送信信号Ｓ３３をシリアルデータ列に戻すことにより送信信号Ｓ３４を生成し、これを切換スイッチ５６の第１の切換入力端子５６Ａに供給する。切換スイッチ５６の第２の切換入力端子５６Ｂには、第２のＰＮ符号発生部６８によって生成された第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 が供給されている。
第２の符号系列生成手段としての第２のＰＮ符号発生部６８は、通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６で用いられた第２のＰＮ符号発生部４９Ｂと同一の回路構成である。
【０１２９】
第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 とは、上述したように通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂが指定された送信割り当て時間に従ってデータ通信を行う際、受信側で復調するときの復調タイミングを指示する同期獲得用のＰＮ符号であり、当該通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂがパケットデータを送信する直前に送信する。
【０１３０】
切換スイッチ５６は、復調タイミングを指示する同期信号として第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信する場合、コントローラ７２の制御に基づいて切換入力端子５６Ｂに切り換えて第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力し、それ以外の場合には切換入力端子５６Ａに切り換えて送信信号Ｓ３４を出力する。
【０１３１】
切換スイッチ５６は、送信信号Ｓ３４及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力信号Ｓ３５として、周波数変換回路５７、パワーアンプ５９、アンテナ切換スイッチ６０及びアンテナ６１からなる第２の送信手段に入力する。
【０１３２】
第２の送信手段の周波数変換回路５７は乗算器で構成され、ＰＬＬシンセサイザ５８から供給される局部発振信号Ｓ３６を出力信号Ｓ３５に乗算することにより、所定周波数に周波数変換した送信信号Ｓ３７を生成し、これをパワーアンプ５９に送出する。なお送信信号Ｓ３７の周波数としては、この場合も準マイクロ波帯の2.4[GHz]、5.7[GHz]あるいは19[GHz] 帯を用いる。
【０１３３】
パワーアンプ５９は、送信信号Ｓ３７を所定の電力レベルに増幅し、その結果得られる送信信号Ｓ３８をアンテナ切換スイッチ６０の切換入力端子６０Ａに供給する。アンテナ切換スイッチ６０は、コントローラ７２の制御に基づいて送信時と受信時でアンテナ６１に対する接続を切り換えるものであり、データ送信時には切換入力端子６０Ａ側に切り換え、データ受信時には切換入力端子６０Ｂ側に切り換える。これによりアンテナ６１を介して送信信号Ｓ３８を送信し得る。
【０１３４】
無線通信ユニット１４Ａは、データ受信時にアンテナ６１、アンテナ切換スイッチ６０、受信アンプ６２及び周波数変換回路６３からなる受信手段に入力する。無線通信ユニット１４Ａは、アンテナ６１を介して受信した受信信号Ｓ３９を切換スイッチ６０の切換入力端子６０Ｂを介して受信アンプ６２に送出する。受信アンプ６２は、受信信号Ｓ３９を所定レベルに増幅した後に周波数変換回路６３に送出する。
【０１３５】
周波数変換回路６３は乗算器で構成され、ＰＬＬシンセサイザ５８から供給される局部発振信号Ｓ４０を受信信号Ｓ３９に乗算することにより、中間周波数の受信信号Ｓ４１を生成し、これを復調手段としてのＯＦＤＭ復調部７１のシリアル／パラレル変換回路６４に送出する。
【０１３６】
シリアル／パラレル変換回路６４は、受信信号Ｓ４１をパラレルデータ列に変換し、その結果得られる受信信号Ｓ４２を高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）６５に送出する。高速フーリエ変換回路６５は、受信信号Ｓ４２に対して高速フーリエ変換処理を施すことによって受信信号Ｓ４３を生成し、これをパラレル／シリアル変換回路６６に送出する。パラレル／シリアル変換回路６６は、受信信号Ｓ４３をシリアルデータ列の受信信号Ｓ４４に戻し、これをＤＱＰＳＫ復調回路６７に送出する。
【０１３７】
ＤＱＰＳＫ復調回路６７は、受信信号Ｓ４４に対してＤＱＰＳＫ復調処理を施して送信データＳ１０と同一の受信データＳ４５を復元し、これを通信コントローラ５１に送出する。通信コントローラ５１は、受信データＳ４５に含まれているＣＲＣコードに基づいて誤り検出した後、データが正しい場合に受信データＳ４５をデータ端末装置１３Ａに出力し、データが正しくなかった場合には受信データＳ４５をデータ端末装置１３Ａに出力しない。
【０１３８】
無線通信ユニット１４Ａにおいては、全体の動作がコントローラ７２によって制御される。すなわち無線通信ユニット１４Ａは、データ送信及びデータ受信をコントローラ７２からの指令に基づいて行い、通信コントローラ５１が送信データＳ３０又は受信データＳ４５の受渡しをデータ端末装置１３Ａとの間で行う。
【０１３９】
この場合、通信端末装置１１Ａにおいては、図２のフレームフォーマットに基づいて、１フレームの先頭部分における時点ｔ0 のタイミングで通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６から同期獲得用の第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 が送られてきた後、指定された送信割り当て時間に基づく時点ｔ7 のタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信し、時点ｔ9 のタイミングで通信端末装置１１Ｂから送られてくる第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を受信する。
【０１４０】
すなわち、通信端末装置１１Ａの無線通信ユニット１４Ａは、フレームの時点ｔ7 のタイミングで切換スイッチ５６を切換入力端子５６Ｂ側に切り換えることにより、時点ｔ7 のタイミングで１シンボルの第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力し、時点ｔ8 のタイミングで切換スイッチ５６を切換入力端子５６Ａ側に切り換えることにより、パケットデータでなる送信信号Ｓ３４を出力する。
【０１４１】
このようなフレーム構造のＴＤＭＡ方式によって相手装置からのデータを受信して正確に復調するために、通信端末装置１１Ａは無線通信ユニット１４Ａに第１の相関検出回路６９、第２の相関検出回路７０及びタイマ７１を設けている。
【０１４２】
通信端末装置１１Ａの無線通信ユニット１４Ａは、フレームの先頭における時点ｔ0 のタイミングで通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６から送られてくる第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 をアンテナ６１を介して受信し、周波数変換回路６３によって周波数変換処理を施した後に受信信号Ｓ４１として第１の相関検出回路６９及び第２の相関検出回路７０に送出する。
【０１４３】
無線通信ユニット１４Ａは、続いて送られてくる第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 をアンテナ６１を介して受信し、周波数変換回路６３によって周波数変換処理を施した後に受信信号Ｓ４１として第１の相関検出回路６９及び第２の相関検出回路７０に送出する。
【０１４４】
相関検出手段としての第１の相関検出回路６９では、受信した符号系列と予め内部で設定しておいた符号系列との相関値を検出しており、高い相関値が得られたときに第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を受信したと判定し、このとき検出信号Ｓ４６をタイマ７１に送出する。
【０１４５】
図１６に示すように、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 は１周期分だけが送られてきており、これにより送られてきた第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 の前後には一切データは存在しない。
【０１４６】
従って第１の相関検出回路６９は、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 が送られてきたタイミングで当該第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を最初から全て順番通りに格納して相関検出を行うことができるので、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を受信したと判定したタイミングで検出信号Ｓ４６をタイマ７１に送出することができる。
【０１４７】
相関検出手段としての第２の相関検出回路７０も、第１の相関検出回路６９と同様に受信した符号系列と予め内部で設定しておいた符号系列との相関値を検出しており、高い相関値が得られたときに第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を受信したと判定し、このとき検出信号Ｓ４７をタイマ７１に送出する。
【０１４８】
この場合も第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 は１周期分だけが送られてきており、これにより送られてきた第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 の前後には一切データは存在しない。従って第２の相関検出回路７０は、第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 が送られてきたタイミングで当該第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を最初から全て順番通りに格納して相関検出を行うことができるので、第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を受信したと判定したタイミングで検出信号Ｓ４７をタイマ７１に送出することができる。
【０１４９】
タイマ７１は、第１の相関検出回路６９から供給された検出信号Ｓ４６に基づいてＯＦＤＭ復調部７１の高速逆フーリエ変換回路６５による高速逆フーリエ変換処理を開始するタイミング情報Ｓ５０をコントローラ７２に送出する。
【０１５０】
これによりコントローラ７２は、タイミング情報Ｓ５０に基づいて高速逆フーリエ変換回路６５による高速逆フーリエ変換処理を開始させることにより、高速逆フーリエ変換回路６５に受信信号Ｓ４２のパラレルデータ列が全て入力されたタイミングで高速逆フーリエ変換処理を行うことができる。かくしてＯＦＤＭ復調部７１は、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 に続いて受信した管理データ領域の制御情報を正確な復調タイミングでＯＦＤＭ復調し得る。
【０１５１】
タイマ７１は、第２の相関検出回路７０から供給された検出信号Ｓ４７に基づいてＯＦＤＭ復調部７１の高速逆フーリエ変換回路６５による高速逆フーリエ変換処理を開始するタイミング情報Ｓ５１をコントローラ７２に送出する。
【０１５２】
これによりコントローラ７２は、タイミング情報Ｓ５１に基づいて高速逆フーリエ変換回路６５による高速逆フーリエ変換処理を開始させることができ、かくしてＯＦＤＭ復調部７１によって第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 に続いて受信したパケットデータ領域のパケットデータを正確な復調タイミングでＯＦＤＭ復調し得る。
【０１５３】
タイマ７１は、図１７に示すように検出信号Ｓ４６を基準にして当該検出信号Ｓ４６から所定時間後に送られてくるはずの第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 のタイミングを予め予測し、そのタイミング情報ＴＳ１をコントローラ７２に送出する。これによりコントローラ７２は、タイミング情報ＴＳ１のタイミングとタイミング情報Ｓ５１のタイミングとを比較して、両者のタイミングが大きく離れている場合には第２の相関検出回路７０によって検出された検出信号Ｓ４７が誤検出であると判断し、このときタイミング情報Ｓ５１に基づいて高速逆フーリエ変換処理を行わないように制御する。
【０１５４】
（４）動作及び効果
以上の構成において、本発明の無線ＬＡＮシステム１０は図１８の通信シーケンスに示すように、通信制御端末装置１２が時点ｔ0 のタイミングでシステム間の同期をとるための第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに対して送出し、続く時点ｔ1 のタイミングで送信要求があるか否かを問い合わせるためのポーリングデータを通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに対して送出する。
【０１５５】
これを受けた通信端末装置１１Ａは、時点ｔ2 のタイミングで応答信号であるアクノリッジデータを通信制御端末装置１２に対して返答する。また通信端末装置１１Ｂは、時点ｔ3 のタイミングでアクノリッジデータを通信制御端末装置１２に対して返答する。
【０１５６】
ここで、例えば通信端末装置１１Ａが通信端末装置１１Ｂに対してデータ伝送する旨の送信要求を送り、また通信端末装置１１Ｂが通信端末装置１１Ａに対してデータ伝送する旨の送信要求を送った場合、通信制御端末装置１２は受け取った送信要求に基づいて送信割り当て時間を決定し、これを制御情報として時点ｔ4 のタイミングで通信端末装置１１Ａ及び通信端末装置１１Ｂに対してそれぞれ送信する。
【０１５７】
この場合の通信制御端末装置１２は自身のメッセージデータを送信する送信開始タイミングを時点ｔ5 と決定し、通信端末装置１１Ａの送信開始タイミングを時点ｔ7 と決定し、通信端末装置１１Ｂの送信開始タイミングを時点ｔ9 と決定する。
【０１５８】
すなわち通信制御端末装置１２は、通信端末装置１１Ａ及び通信端末装置１１Ｂに対してメッセージデータを送信する場合、時点ｔ5 のタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を通信端末装置１１Ａ及び通信端末装置１１Ｂに対してそれぞれ伝送し、続く時点ｔ6 のタイミングでパケットデータを通信端末装置１１Ａ及び通信端末装置１１Ｂに対してそれぞれ伝送する。
【０１５９】
また通信端末装置１１Ｂは、時点ｔ9 のタイミングになると通信端末装置１１Ａに対して第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を送信した後、続く時点ｔ10のタイミングでパケットデータを通信端末装置１１Ａに対して伝送する。なお通信端末装置１１Ａ及び通信端末装置１１Ｂにおける時点ｔ7 及び時点ｔ9 のタイミングは、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を受信したタイミングを基準にして決定される。
【０１６０】
この場合、通信制御端末装置１２の無線通信ユニット１６は、フレームの先頭における時点ｔ0 のタイミングで切換スイッチ３５を切換入力端子３５Ｂ側に切り換えることにより、時点ｔ0 のタイミングで１シンボルの第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を出力し、時点ｔ1 のタイミングで切換スイッチ３５を切換入力端子３５Ａ側に切り換えることにより、ポーリングデータでなる送信信号Ｓ１４を出力する。
【０１６１】
無線通信ユニット１６は、フレームの時点ｔ5 、ｔ7 、ｔ9 のタイミングで切換スイッチ３５を切換入力端子３５Ｂ側に再度切り換えることにより、時点ｔ5 のタイミングで１シンボルの第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を出力し、時点ｔ6 、ｔ8 、ｔ10のタイミングで切換スイッチ３５を切換入力端子３５Ａ側に切り換えることにより、パケットデータでなる送信信号Ｓ１４を出力する。
【０１６２】
このように無線ＬＡＮシステム１０では、まずフレームの先頭で通信制御端末装置１２から同期獲得用の第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに対して送信することにより制御端末と通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂ間の同期を確立する。
【０１６３】
そして通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂ間で相互にデータ通信を行う場合、通信端末装置１１Ａは、送信割り当て時間に従った所定のタイミングで復調タイミングを示す第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を通信端末装置１１Ｂに対して送信した後に続けてパケットデータを送信し、通信端末装置１１Ｂはその後の送信割り当て時間に従った所定のタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を通信端末装置１１Ａに対して送信した後に続けてパケットデータを送信する。
【０１６４】
この場合、例えば通信端末装置１１Ａは第２の相関検出回路７０によって第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を検出したタイミングで、ＯＦＤＭ復調部７１の高速フーリエ変換回路６５による高速フーリエ変換処理を開始させる。このとき第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 は１周期分だけが送られてきていることにより、第２の相関検出回路７０は受信した符号系列と予め内部で設定しておいた符号系列との間で位相ずれが生じることがないので、受信した符号系列をシフトレジスタＳＲ1 〜ＳＲ４に格納したタイミングで相関検出処理を１回行えば第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を受信したか否かを判定することができる。
【０１６５】
従って通信端末装置１１Ａは、受信した符号系列が第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 であると判定したタイミングで第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 に続くパケットデータを復調することにより、通信制御端末装置１２と通信端末装置１１Ａとの距離に応じた遅延時間Δｔ１に係わらず常に正確に復調することができ、かくしてビット誤りを低減することができる。
【０１６６】
ところで通信端末装置１１Ａは、システム間の同期を合わせたタイミングから所定時間後に送られてくるはずの第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 のタイミング情報ＴＳ１をタイマ７１によって予め予測しておくようにしたことにより、第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を受信したと判定したタイミングがタイミング情報ＴＳ１による予測タイミングと大きく異なる場合には第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を誤検出したと判定する。このとき通信端末装置１１Ａは、コントローラ７２の制御に基づいてＯＦＤＭ復調部７１の高速フーリエ変換回路６５による高速フーリエ変換処理を行わないことにより、データの復調誤りを未然に防止することができる。
【０１６７】
また無線ＬＡＮシステム１０では、パケットデータを送信する前に復調タイミングを指示するための１２０チップでなる第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信することにより、メッセージデータの送信容量を増やして効率の良いデータ通信を実行することができる。
【０１６８】
また無線ＬＡＮシステム１０では、ＴＤＭＡ方式を用いて所定の送信割り当て時間に従ってデータ通信を行うと共に、通信制御端末装置１２から通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂに対してポーリングデータを送信して送信要求を確認するようにしたことにより、当該通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂによる同時送信を確実に防止することができ、かくしてシステムの信頼性をより向上させることができる。
【０１６９】
さらに無線ＬＡＮシステム１０では、第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を誤検出したにも係わらず復調処理してしまうことが万が一生じた場合でも、パケットデータがメッセージデータにＣＲＣコードが付加されて形成されていることにより、当該ＣＲＣコードに基づいて誤り検出することができ、誤った復調結果を出力することを未然に防止することができる。
【０１７０】
ところで図１９に示すように、無線ＬＡＮシステム１０は近接した位置に、通信制御端末装置９１、通信端末装置９２Ａ及び９２Ｂからなる他の無線ＬＡＮシステム９０が存在していた場合、無線ＬＡＮシステム１０の通信端末装置１１Ｂに対して無線ＬＡＮシステム９０の通信制御端末装置９１から送信される電波が干渉波となる。
【０１７１】
ところが図２０に示すように無線ＬＡＮシステム１０及び９０においては、互いに位相の異なる第１のＰＮ符号を使用してシステム間の同期を確立すると共に、互いに位相の異なる第２のＰＮ符号を使用してパケットデータを送信すれば、通信端末装置１１Ｂは無線ＬＡＮシステム１０の第１のＰＮ符号及び第２のＰＮ符号を検出しても、無線ＬＡＮシステム９０において用いられている第１のＰＮ符号及び第２のＰＮ符号を検出することはできないので、干渉波が存在してもデータ通信に支障をきたすことはない。
【０１７２】
以上の構成によれば、無線ＬＡＮシステム１０は通信制御端末装置１２からフレームの先頭でフレーム同期獲得用に第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を送信し、通信端末装置１１Ａ（又は１１Ｂ）から送信割り当て時間に従った所定のタイミングで復調タイミングを示す第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信した後にユーザ情報であるパケットデータを送信するようにしたことにより、受信した通信端末装置１１Ｂ（又は１１Ａ）はシステム間のフレーム同期を確立した後に所定のタイミングで送られてくるパケットデータを短時間で常時正確に復調することができる。
【０１７３】
（５）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、第１のＰＮ符号発生部４９Ａ及び第２のＰＮ符号発生部４９Ｂによって生成した符号系列Ｐ１０に基づいて同一系列パターンでかつ互いに位相の異なった第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を生成して用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、系列パターンが互いに異なる第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を生成して用いるようにしても良い。
【０１７４】
この場合、第２のＰＮ符号発生部４９Ｂにおいては第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 の系列パターンとは異なる第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を発生するために、５ビット遅延回路４９Ｄは必要なくなり、シフトレジスタＳＲ２とＳＲ４の出力を排他的論理和回路ＥＸＯＲ１及び２に供給するようにしてタップ位置を変更するだけで簡単に構成することができる。
【０１７５】
また上述の実施の形態においては、通信制御端末装置１２によって通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂの間で行われるデータ通信を制御するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、通信端末装置１１Ａ（又は１１Ｂ）によって通信制御端末装置１２と通信端末装置１１Ｂ（又は１１Ａ）との間で行われるデータ通信を制御するようにしても良い。
【０１７６】
この場合、通信制御端末装置１２、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂは、図１６との対応部分に同一符号を付して示す図２１のように第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を発生するＰＮ符号発生回路１０１と、第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 を検出する第１の相関検出回路１０２、第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を検出する第２の相関検出回路１０３及び資源情報格納部１０４を具えた無線通信ユニット１００をそれぞれ共通に有し、当該無線通信ユニット１００を介して各装置間でパケットデータを送信する前に必ず第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を送信すれば良い。また通信制御端末装置１２、通信端末装置１１Ａ及び１１Ｂが全て共通の無線通信ユニット１００を有しておくようにしたことにより、通信状態の最も良好な通信端末装置によってデータ通信を制御することができ、自由な端末の配置を可能にすることができる。
【０１７７】
さらに上述の実施の形態においては、４段のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４で構成された第２のＰＮ符号発生部４９Ｂにおいて１５ビットの符号系列Ｐ１０における位相を５ビット遅延回路Ｄ４９によって５ビットだけシフトするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１〜１４ビットまでの任意のビット数でシフトするようにしても良い。この場合、最大で１５種類のＰＮ符号符号Ｓ４９PN2 を生成することができる。
【０１７８】
さらに上述の実施の形態においては、第１のＰＮ符号発生部４９Ａ及び第２のＰＮ符号発生部４９Ｂにおいて１５ビットの符号系列Ｐ１０を生成し、当該符号系列Ｐ１０に基づいて１２０チップの第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意のチップ数でなる第１のＰＮ符号Ｓ４９PN1 及び第２のＰＮ符号Ｓ４９PN2 を発生するようにしても良い。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明のアンテナダイバーシティ方法と装置によれば、ＯＦＤＭ方式により変調されたダイバーシティ用データについて逆周波数変換して、たとえば、高速フーリエ変換して、サブキャアのエネルギーを算出し、そのエネルギーと所定のエネルギーレベルと比較して、所定のエネルギーレベル以上のエネルギーを与えるサブキャリアの本数が多いアンテナが最良の受信状態にあるアンテナとして選択し、そのアンテナを使用してより正確な通信が可能となる。
【０１８０】
また本発明によれば、ダイバーシティ用データをデータ伝送のフレーム・フォーマットの任意の位置に埋め込んで送信し、受信側でそのダイバーシティ用データを検出して受信状態を評価して最適なアンテナを選択するので、データ伝送効率を低下させずに、最適なアンテナを使用して通信が可能となる。
【０１８１】
さらに、本発明による、受信電力強度評価法と周波数特性評価法とを組み合わせた方法および装置によれば、最良の受信状態のアンテナを選択できる。
【０１８２】
本発明によれば、上述した受信状態で通信を行うことを前提として、通信端末は制御端末から送られてきた第１の符号系列に基づいて当該制御端末との同期を確立し、その後に送信信号の復調タイミングを表す第２の符号系列を他の通信端末に送信した後、当該第２の符号系列に続いて送信信号を他の通信端末に送信するようにしたことにより、他の通信端末は第２の符号系列を受信して得た復調タイミングに基づいて復調処理を開始すれば受信した送信信号を常時正確に復調し得る無線通信方法を実現できる。
【０１８３】
さらに、制御端末が同期を確立するための第１の符号系列を生成して複数の通信端末に送信することにより複数の通信端末との同期を確立し、その後通信端末が他の通信端末に対して送信信号の復調タイミングを表す第２の符号系列を送信した後、情報データに基づいて変調した送信信号を送信することにより、他の通信端末は第２の符号系列を受信して得た復調タイミングに基づいて復調処理を開始すれば受信した送信信号を常時正確に復調し得る無線通信システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態としての無線ＬＡＮシステムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は図１の無線ＬＡＮシステムのデータ伝送に用いるフレームフォーマットを示す図である。
【図３】図３は図１の無線ＬＡＮシステムで適用するＯＦＤＭ方式のサブキャリアを示す略線図である。
【図４】図４は本発明のアンテナダイバーシティ方式の第１実施の形態としてのダイバーシティ用データの配置を示す図である。
【図５】図５は図４の図解した方法で送信されたダイバーシティ用データを評価し、最適なアンテナを選択する回路構成図である。
【図６】図６は図５に図解した信号処理手段の回路構成例を示す図である。
【図７】図７は図１の無線ＬＡＮシステムにおいて適用するＯＦＤＭ方式のシンボル構成を示す図である。
【図８】図８は図６の信号処理手段の演算結果を示すグラフである。
【図９】図９は本発明のアンテナダイバーシティ方式の第２実施の形態としてのダイバーシティ用データの配置を示す図である。
【図１０】図１０は図９の図解した方法で送信されたダイバーシティ用データを評価し、最適なアンテナを選択する回路構成図である。
【図１１】図１１は図１に図解した通信制御端末装置の無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は図１１に図解した部分回路構成を示し、ＯＦＤＭ方式の信号処理の説明に使用する図である。
【図１３】図１３は第１のＰＮ符号発生部の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は第２のＰＮ符号発生部の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は通信端末装置の無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は１周期分の第１のＰＮ符号を示す略線図である。
【図１７】図１７はタイマのカウントタイミングを示す略線図である。
【図１８】図１８は通信シーケンスを示すシーケンスチャートである。
【図１９】図１９は異なる無線ＬＡＮシステムが混在する場合を示す図である。
【図２０】図２０は干渉波による受信状態を示す図である。
【図２１】図２１は他の実施の形態による無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０……無線ＬＡＮシステム、
１１Ａ、１１Ｂ……通信端末装置、
１２……通信制御端末装置、
１４Ａ、１４Ｂ……無線通信ユニット、
２１Ａ、２１Ｂ……アンテナ切換部、
２１１・・切り換えスイッチ
２１２・・高周波増幅回路
２１３・・ダイバーシティ用データ検出回路
２１４・・信号処理手段
２１５・・評価手段
２１６・・切り換え制御部
２１７・・復調回路
２１８・・パケット再合成回路
２５……資源情報格納部、
４５、７２……コントローラ、
４７……ＯＦＤＭ変調部、
４８……ＯＦＤＭ復調部、
４９……ＰＮ符号発生回路、
２５、７１……タイマ、
７７……第２の同期遅延回路、
７８……特徴量抽出回路、
７９……画素数判断回路。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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