(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する送信元判定部と、
前記送信元判定部により連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする、無線通信装置。
【請求項２】
前記送信元判定部は、
連続して受信したパケット間の時間間隔を検知するパケット間隔検知部と、
前記パケット間の時間間隔が仕様で定められた同一装置への連続送信間隔と一致しているか否かを判定するパケット間隔判定部と、を備え、
前記パケット間の時間間隔が前記連続送信間隔と一致する場合に、連続して受信したパケットの送信元が同一であると判定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記パケット間隔検知部は、パケットの同期検出の際に前パケットとの時間間隔を検知することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記送信元判定部は、受信したパケットのＰＨＹヘッダー内の識別情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信元判定部は、受信したパケットのＭＡＣヘッダー内の識別情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記送信元判定部は、受信したパケットのＭＡＣヘッダー内の無線回線使用予定期間の情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定することを特徴とする、請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記物理層は、受信パケットの自動利得制御を行う自動利得制御部を含み、
連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際の自動利得制御の結果の少なくとも一部を用いて自動利得制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項８】
連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、連続して受信したパケットの自動利得制御の結果を重み付け平均化処理して自動利得制御を行うことを特徴とする、請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記物理層は、受信パケットのフォーマットに関する情報を取得するパケットフォーマット情報取得部を含み、
前記制御部は、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた前記フォーマットに関する情報を用いて前記物理層を制御することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記物理層は、受信パケットの変調方式又は符号化率を含むシグナル情報を検出するシグナル情報検出部を含み、
前記制御部は、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた前記シグナル情報を用いて前記物理層を制御することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記物理層は、受信パケットの同期を検出するパケット同期部を含み、
連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた同期検出結果の少なくとも一部を用いて受信パケットの同期を検出することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
連続して受信したパケットの同期検出結果を重み付け平均化処理して受信パケットの同期を検出することを特徴とする、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記パケット同期部は、受信パケットの周波数帯域を検出し、
連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数帯域を用いて前記物理層を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記物理層は、受信パケットの周波数オフセットを補正する周波数オフセット補正部を含み、
連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数オフセット値を用いて受信パケットの周波数オフセットを補正することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
連続して受信したパケットの周波数オフセット値を重み付け平均化処理して受信パケットの周波数オフセットを補正することを特徴とする、請求項１４に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
送信装置と受信装置とが無線通信ネットワークを介して接続された通信システムであって、
前記受信装置は、
連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する送信元判定部と、
前記送信元判定部により連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする、無線通信システム。
【請求項１７】
連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定するステップと、
連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御するステップと；
を備えることを特徴とする、無線通信方法。
【請求項１８】
連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する手段、
連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮなどの無線通信システムにおいて、同じ送信元から連続して送られたパケットを受信する場合がある。例えば、特開２００５−１６７３５８号公報には、同じ送信先であるパケットが２以上連続して与えられたと判定した場合に、当該パケット群を連続データとみなして１つの送信フレームを作成することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６７３５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７２４８号公報
【特許文献３】特開２００７−３７１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同じ送信相手先から連続してパケットが送られてくる場合、受信機側では、各受信パケットごとに各種ＲＦ設定（VGAやLNAなど）を再設定する必要があり、またパケット同期判定、パケットフォーマット判定などの各種判定結果や各種推定結果を再測定する必要がある。理由としては、例えばワイヤレスＬＡＮ(WLAN)に代表されるパケット送信システムでは、一定のＩＦＳ(Inter Frame Space)間隔をもってパケット送信が行われるが、連続して送信された各パケットの送信先が同一であるとは限らないためである。また、連続して送信された各パケットのフォーマットも同一とは限らないためである。
【０００５】
受信機側で送信元を判定する場合、パケットを復号して、パケットのＭＡＣヘッダー(Mac header)の識別情報を見ることで送信元が判別される。このため、物理層の復号処理の開始前に相手先が同一であるかを判別できない。このため、連続して同一送信元からパケットが送られた場合であっても、前に受信したパケットから得られた情報を有効に活用することができないという問題が生じていた。従って、次に受信したパケットについても前パケット受信時と同様の処理を再度行う必要があり、消費電力の増大、処理回路の増大という問題が生じていた。また、ＭＡＣヘッダーなどの識別情報で送信元を確認した場合であっても、次に受信したパケットについて前パケットと同様の処理を行っているため、やはり、消費電力の増大、処理回路の増大という問題を回避できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、同一の送信元から連続してパケットが送信された場合に、前に受信したパケットの情報を有効に活用して処理を簡略化することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する送信元判定部と、前記送信元判定部により連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する制御部と、を備える無線通信装置が提供される。
【０００８】
上記構成によれば、送信元判定部により連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かが判定され、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層が制御される。従って、物理層では、送信元が同一である旨の判定結果を利用して、パケットに関する各種推定、判定の処理を前パケットと同様に行うことができ、処理を大幅に簡略化することが可能となる。
【０００９】
また、前記送信元判定部は、連続して受信したパケット間の時間間隔を検知するパケット間隔検知部と、前記パケット間の時間間隔が仕様で定められた同一装置への連続送信間隔と一致しているか否かを判定するパケット間隔判定部と、を備え、前記パケット間の時間間隔が前記連続送信間隔と一致する場合に、連続して受信したパケットの送信元が同一であると判定するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケット間の時間間隔が検知され、時間間隔が仕様で定められた同一装置への連続送信間隔と一致する場合に、連続して受信したパケットの送信元が同一であると判定される。従って、例えば、IEEE802.11a〜g, IEEE802.11nで規定される次世代ワイヤレスＬＡＮシステムにおけるリフスバースティング(RIFS bursting)の規格のように、連続して受信したパケットの時間間隔が２μ［ｓｅｃ］の場合は、連続する２つのパケットが同じ送信装置から送信されたことが保障されている場合などにおいて、パケット間の時間間隔に基づいて送信元が同一であるか否かを判定することができる。
【００１０】
また、前記パケット間隔検知部は、パケットの同期検出の際に前パケットとの時間間隔を検知するものであってもよい。かかる構成によれば、パケットの同期検出の時点で送信元が同一であるか否かを判定することができるため、判定結果に基づく物理層の制御を早期に開始することが可能となる。
【００１１】
また、前記送信元判定部は、受信したパケットのＰＨＹヘッダー内の識別情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定するものであってもよい。かかる構成によれば、ＰＨＹヘッダーはパケットの比較的前側に位置しているため、ＰＨＹヘッダー内の識別情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定することで、判定結果に基づく物理層の制御を早期に開始することが可能となる。
【００１２】
また、前記送信元判定部は、受信したパケットのＭＡＣヘッダー内の識別情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定するものであってもよい。かかる構成によれば、ＭＡＣヘッダーは実際の送信データの前側に位置しているため、判定結果に基づく物理層の制御を早期に開始することが可能となる。
【００１３】
また、前記送信元判定部は、受信したパケットのＭＡＣヘッダー内の無線回線使用予定期間の情報に基づいて、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定するものであってもよい。かかる構成によれば、例えばＭＡＣヘッダー内の無線回線使用予定期間がパケットの長さよりも長く設定されている場合に、送信元が同一であるか否かを判定することができる。
【００１４】
また、前記物理層は、受信パケットの自動利得制御を行う自動利得制御部を含み、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際の自動利得制御の結果の少なくとも一部を用いて自動利得制御を行うものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際の自動利得制御の結果の少なくとも一部を用いて自動利得制御を行うため、消費電力を低減するとともに、自動利得制御部を構成する回路を縮小することができる。
【００１５】
また、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、連続して受信したパケットの自動利得制御の結果を重み付け平均化処理して自動利得制御を行うものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの自動利得制御の結果を重み付け平均化処理して自動利得制御を行うため、自動利得制御の精度を向上することが可能となる。
【００１６】
また、前記物理層は、受信パケットのフォーマットに関する情報を取得するパケットフォーマット情報取得部を含み、前記制御部は、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた前記フォーマットに関する情報を用いて前記物理層を制御するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られたパケットフォーマットに関する情報を用いて物理層が制御されるため、パケットフォーマットを取得する処理を簡略化することができる。
【００１７】
また、前記物理層は、受信パケットの変調方式又は符号化率を含むシグナル情報を検出するシグナル情報検出部を含み、前記制御部は、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた前記シグナル情報を用いて前記物理層を制御するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られたシグナル情報を用いて物理層が制御されるため、シグナル情報を取得する処理を簡略化することができる。
【００１８】
また、前記物理層は、受信パケットの同期を検出するパケット同期部を含み、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた同期検出結果の少なくとも一部を用いて受信パケットの同期を検出するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた同期検出結果の少なくとも一部を用いて受信パケットの同期が検出されるため、パケットの同期を検出する処理を簡略化することができる。
【００１９】
また、連続して受信したパケットの同期検出結果を重み付け平均化処理して受信パケットの同期を検出するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの同期検出結果を重み付け平均化処理して受信パケットの同期が検出されるため、パケット同期検出の精度を向上することが可能となる。
【００２０】
また、前記パケット同期部は、受信パケットの周波数帯域を検出し、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数帯域を用いて前記物理層を制御するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数帯域を用いて物理層が制御されるため、周波数帯域を検出する処理を簡略化することができる。
【００２１】
また、前記物理層は、受信パケットの周波数オフセットを補正する周波数オフセット補正部を含み、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数オフセット値を用いて受信パケットの周波数オフセットを補正するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一である場合は、前パケットを受信した際に得られた周波数オフセット値を用いて受信パケットの周波数オフセットを補正するため、周波数オフセットを補正する処理を簡略化することが可能となる。
【００２２】
また、連続して受信したパケットの周波数オフセット値を重み付け平均化処理して受信パケットの周波数オフセットを補正するものであってもよい。かかる構成によれば、連続して受信したパケットの周波数オフセット値を重み付け平均化処理して受信パケットの周波数オフセットを補正するため、周波数オフセット補正の処理の精度を向上することができる。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、送信装置と受信装置とが無線通信ネットワークを介して接続された通信システムであって、前記受信装置は、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する送信元判定部と、前記送信元判定部により連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する制御部と、を備える無線通信システムが提供される。
【００２４】
上記構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かが判定され、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層が制御される。従って、物理層では、送信元が同一である旨の判定結果を利用して、パケットに関する各種推定、判定の処理を前パケットと同様に行うことができ、処理を大幅に簡略化することが可能となる。
【００２５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定するステップと、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御するステップと、を備える無線通信方法が提供される。
【００２６】
上記構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かが判定され、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層が制御される。従って、物理層では、送信元が同一である旨の判定結果を利用して、パケットに関する各種推定、判定の処理を前パケットと同様に行うことができ、処理を大幅に簡略化することが可能となる。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かを判定する手段、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層を制御する手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。
【００２８】
上記構成によれば、連続して受信したパケットの送信元が同一であるか否かが判定され、連続して受信したパケットの送信元が同一であることが判定された場合に、判定結果を利用して物理層が制御されるようにコンピュータが機能される。従って、物理層では、送信元が同一である旨の判定結果を利用して、パケットに関する各種推定、判定の処理を前パケットと同様に行うことができ、処理を大幅に簡略化することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、同一の送信元から連続してパケットが送信された場合に、前に受信したパケットの情報を有効に活用して処理を簡略化することが可能な無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラ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】
【００３０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示す模式図である。図１では、通信装置の一例としてＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)−ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)受信機１００を例示し、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００の物理層(PHY Layer)の構成を示している。図１に示すように、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００は、複数のアンテナ１０、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)部１２、ＡＤＣ（Analog-Digital Converter）部１４、デジタルフィルタ部１６、ＤＣオフセット／ＩＱアンバランス補正部１８、ＡＧＣ制御部２０、パケット同期部２２、周波数オフセット推定・補正部２４、ＦＦＴ部２６、波形等価部２８、パケットフォーマット判定部２９、アナログ・チャネル推定誤差補正部３０、復号部３２を備えている。また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００は、図１に示す物理層の各構成を制御するコントローラ３４を備えている。
【００３２】
図１において、複数のアンテナ１０で受信された信号は、アナログ領域のＡＧＣ部１２でゲインが調整され、ＡＤＣ部１４でＡＤ変換される。ＡＤ変換された信号は、ＤＣオフセット／ＩＱアンバランス補正部１８でＤＣオフセット値の補正およびＩ，Ｑ信号のアンバランスの補正が行われ、ＡＧＣ制御部２０に入力される。ＡＧＣ制御部２０は、入力信号に基づいてＡＧＣ部１２によるゲインの調整を制御する。パケット同期部２２は、パケットの同期検出を行う。周波数オフセット推定・補正部２４は、アナログ・チャネル推定誤差補正部３０に設けられた残留周波数オフセット値の推定回路の出力に基づいて、周波数オフセット推定値の誤差を補正して取り除く。受信信号は周波数オフセット推定・補正部２４からＦＦＴ部２６に入力されて高速フーリエ変換され、波形等価部２８に送られる。
【００３３】
本実施形態のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００は、複数のアレーアンテナで受信し、ＦＦＴ部２６で高速フーリエ変換処理した出力を波形等価部２８で時空間符号化等の処理を行い、復号部３２で復号化処理を行う。また、波形等価部２８ではチャネルの推定が行われる。アナログ・チャネル推定誤差補正部３０は、受信信号のチャネルを推定するとともに、復号部３２で復号化された信号に基づいてチャネルを補正し、チャネル更新を行う。また、波形等価部２８とアナログ・チャネル推定誤差補正部３０の間には、パケットフォーマットを判定するためのパケットフォーマット判定部２９が設けられている。
【００３４】
図２は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００が受信するパケットのデータ構成を示しており、連続して送信された２つのパケット２００，２０２を受信する場合を示している。図２において、パケット２０２は現在受信しているパケットを示しており、パケット２００は、パケット２０２を受信する直前に受信したパケットを示している。
【００３５】
図２では、パケットフォーマットがIEEE802.11nで規定されるミクストモード(Mixed
mode)の場合を示している。図２に示すように、パケットの先頭から順に、Ｌ−ＳＴＦ，Ｌ−ＬＴＦ，Ｌ−ＳＩＧ，ＨＴ−ＳＩＧ，ＨＴ−ＳＩＧ，ＨＴ−ＳＴＦ，ＨＴ−ＬＴＦのデータがプリアンブルとして並び、その後に実際の送信データであるＨＴ−ＤＡＴＡが並んでいる。プリアンブルのデータでは、Ｌ−ＳＴＦにより同期がとられ、Ｌ−ＬＴＦにより電波の状況を把握してその後の信号がイコライズされる。また、Ｌ−ＳＩＧにより信号(SIGNAL)のフォーマットが検出される。
【００３６】
ＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦはミクストモードに特徴的なフィールドである。ＨＴ−ＳＩＧは、ハイスループットのシグナル情報であり、データの伝送速度、変調方式等の情報が含まれる。ＨＴ−ＳＴＦはハイスループットのショートトレーニングフィールドである。また、ＨＴ−ＬＴＦはハイスループットのロングトレーニングフィールドであり、チャネル推定情報が含まれる。ＨＴ−ＬＴＦはＭＩＭＯのストリーム数だけ用意されている。
【００３７】
図２に示すパケットは、IEEE802.11a〜g, IEEE802.11nで規定される次世代ワイヤレスＬＡＮシステムにおける、リフスバースティング(RIFS bursting)と称される規格に対応したものである。図２に示すように、リフスバースティングの規格では、単一の送信装置から同一装置宛てに送信された連続するパケット間の時間間隔は２μ［ｓｅｃ］に設定される。つまり、リフスバースティングの規格では、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００が連続して受信したパケットの時間間隔が２μ［ｓｅｃ］の場合は、連続する２つのパケットが同じ送信装置から送信されたことが保障されている。そして、パケット２０２のＬ−ＳＴＦを受信した際に同期を検出することで、前のパケット２００との時間間隔が検出される。従って、Ｌ−ＳＴＦのデータを受信している間に前パケット２００との時間間隔が２μ［ｓｅｃ］であるか否かを検知することができる。
【００３８】
通常、受信装置側で送信元を判別する際には、全パケットを物理層で受信した後、復号処理した受信データをＭＡＣレイヤー（上位層）に渡し、ＭＡＣレイヤーでデータのアドレスを見て送信先を判断する。この手法では、パケットの受信が完了するまでの間は、受信したパケットの送信元を判別することができない。
【００３９】
一方、本実施形態のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００では、パケット２０２を受信すると、パケットの先頭のＬ−ＳＴＦのデータで同期を検出する。そして、Ｌ−ＳＴＦの受信を完了するまでの間に同期検出が完了し、パケット２００とパケット２０２との間隔が検出される。IEEE802.11a〜g, IEEE802.11nの規格では、Ｌ−ＳＴＦは８μ［ｓｅｃ］（２−ＯＦＤＭ）に規定されている。従って、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００では、パケット２０２の全データを受信する以前に、パケット２０２の受信を開始した直後の８μ［ｓｅｃ］の間に、前パケット２００との間隔を検出することができる。そして、パケット２０２とパケット２００の間隔が２μ［ｓｅｃ］であるか否かを判定することで、受信しているパケット２０２が前パケット２００と同じ送信元から送られたものであるか否かを判断できる。従って、ＭＡＣレイヤーでデータのアドレスを見て送信先を判断する手法に比べて、より早い段階で送信元の端末を特定することが可能となる。
【００４０】
従って、本実施形態のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機１００では、連続して送信されたパケット２００，２０２を受信した場合に、前のパケット２００のＯＦＤＭ処理を物理層の復号部３２でデコードしている間に、次のパケット２０２のＬ−ＳＴＦにより同期を検出し、前パケット２００とパケット２０２の間隔を早期に検出することが可能である。そして、連続するパケット２００，２０２の時間間隔がリフスバースティングの規格に対応した２μ［ｓｅｃ］である場合は、受信しているパケット２０２が前パケット２００と同一の送信元から送信されたものと判断し、この判断結果を物理層へフィードバックする。
【００４１】
図１に示すように、コントローラ３４は、送信元同一判定部３４ａと物理層制御部３４ｂを備えている。連続して受信したパケット２００，２０２が同一の送信元から送信されたか否かの判断は、同期検出の結果に基づいて、コントローラ３４の送信元同一判定部３４ａによって行われる。そして、送信元同一判定部３４ａによりパケット２００，２０２の送信元が同一であると判定された場合は、この判定結果に基づいて、コントローラ３４の物理層制御部３４ｂにより物理層の各構成の制御が行われる。この際、受信しているパケット２０２に関する処理を、直前に受信したパケット２００の情報に基づいて簡略化する処理が行われる。なお、コントローラ３４の送信元同一判定部３４ａ、物理層制御部３４を機能させるためのプログラムは、コントローラ３４の内部又は外部のメモリ等に格納されることができる。
【００４２】
なお、上述の例ではリフスバースティングの時間間隔に基づいて連続するパケットの送信元を判定する方法を示したが、パケットの送信先を判定する手法は上記の手法に限られるものではない。パケット間隔に基づいて同一の送信元であるか否かを判定する場合、パケット間隔は仕様に応じて変更することができる。また、プリアンブルの最初にシグナリングの情報が付加されているシステムでは、物理層のレベルで判定可能なフラグを挿入しておくことによって、フラグから送信先を判断しても良い。例えば、IEEE802.11nでは、パケットのＰＨＹヘッダーにリザーブビットが用意されているため、パケット２００，２０２のＰＨＹヘッダーのリザーブビットに送信先を示すフラグを１ビット用意しておくことで、パケット２００とパケット２０２の送信元が同一であるか否かをフラグで識別することも可能である。この際、フラグの識別は、復号部３２で復号されたデータに基づいて行われ、コントローラ３４の送信元同一判定部３４ａで同一の送信元であるか否かが判定される。
【００４３】
また、復号部３２で復号して得られた信号から、パケット２００，２０２のＭＡＣヘッダー内の識別情報で送信元を識別し、パケット２００，２０２の送信元が同一であるか否かを判定してもよい。通常、ＭＡＣヘッダーは、送信データのペイロードよりも先頭に配置されているため、同一の送信元であるか否かを早期に検知することができる。
【００４４】
また、パケット２００とパケット２０２が同一の送信元から送信されたか否かは、ＭＡＣヘッダー内のＮＡＶ(Network Allocation Vector)の設定に基づいて判定することができる。ＮＡＶは、メディア予約のために設定される時間（無線回線使用予定期間）を表す情報であって、ＮＡＶが設定されている間は、他の装置による送信が禁止される。IEEE802.11nでは、ＮＡＶの設定をパケットの長さよりも長くすることができるため、前パケット２００にパケット２００の長さよりも長いＮＡＶが設定されている場合、次に送られたパケット２０２がパケット２００と同一送信元から送信されたものと判断することとしても良い。この場合、パケット２００の長さよりも長いＮＡＶが設定されていない場合は、次のパケット２０２がパケット２００と異なる送信元であると判断することができるため、予め次の受信処理を通常のＳＩＦＳの間隔（１６μ［ｓｅｃ］）に設定することで、消費電力を低減することも可能である。
【００４５】
また、ブロードキャスティングなどのシステムなど、連続してパケットが送信されることが明らかなシステムでも送信元が同一であるか否かを判定できるため、これに基づいて物理層を制御することが可能である。更に、セルラーのシステムでは、ベースステーションから、連続送信であることを示す情報を別のチャネルで送ることで、受信装置側で連続送信であることを認識し、物理層の処理を簡略化することが可能である。
【００４６】
以下、パケット２０２がパケット２００と同一の送信元から送信されたことが判定された場合に、ＡＧＣ設定、パケットフォーマット検出、パケット同期検出の処理、チャネル推定、チャネル更新などの各処理を簡略化する手法について説明する。
【００４７】
［ＡＧＣ設定］
ＡＧＣ部１２、ＡＧＣ制御部２０及びこれに関係するブロックでは、受信パケットごとに自動利得制御(AGC control)を行うため、ＬＮＡ(Low-Noise Amplifier)やＶＧＡ(Variable-gain Amplifier)の設定が行われる。パケット２０２がパケット２００と同じ送信元から送信されたことが判断できると、物理層制御部３４ｂの指令に基づいて、ＬＮＡやＶＧＡの設定について、前パケット２００の設定を引き継ぐ処理が行われる。前パケット２００の受信時の設定値を引き継ぐことで、既に受信電力レベルの合った状態から設定値を更荷最適化することが可能となる。従って、通常よりも高精度なＡＧＣ動作が実現できる。また、前パケット２００からの設定値を完全に引き継いで使用することで、パケット２０２についてはＡＧＣ制御そのものの一連動作を停止することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。また、通常、ＡＧＣの設定値が収束するまでには或る程度の時間を要するが、前パケット２００の設定を引き継ぐことで、収束速度を短縮することが可能となり、ＡＧＣの設定の誤差を低減することが可能となる。
【００４８】
具体的な処理として、例えば、前回のパケット２００の受信時に固定した受信レベルに対して±ａ  ｄＢ（ａは所定値）の入力を初期値として、その値から次のパケット２０２の受信を開始するように動作させることで、前パケット２００の受信時の設定値を引き継ぐことができ、ＡＧＣ制御の特性向上を図ることが可能となる。また、パケット２００の受信が終わった後、次のパケット２０２の受信待機中に、所定時間の間はゲインレベルをノイズレベルに合わせずに、レベル測定回路を停止させるようにＡＧＣ部１２の受信ゲインコントロールアンプ(Gain Control Amp)の設定をすることで、低消費電力化を達成することができる。
【００４９】
ＬＮＡやＶＧＡなどのＡＧＣの設定は、図１のＡＧＣ制御部２０によって行われる。図１では、ＡＧＣの構成例として、デジタル信号の領域のＡＧＣ制御部２０でアナログ領域のＡＧＣ部１２のゲインコントロール値を決定する方法を示している。IEEE802.11a〜gにおいて、ＡＧＣの設定はＬ−ＳＴＦの受信時に行われ、固定値に設定（ロック）される。また、IEEE802.11nでは、Ｌ−ＳＴＦの受信時にＡＧＣの設定を行った後、ＨＴ−ＳＴＦの受信時にもＡＧＣを再設定する。パケット２０２の送信元がパケット２００と同一であれば、パケット２０２の受信の際にＡＧＣのＬＮＡやＶＧＡなどの設定を大幅に簡略化することができる。
【００５０】
［パケットフォーマット検出(Packet Format Detection)］
最初の受信動作によってパケット２００から得られたパケットフォーマットの判定結果を後続の受信パケット２０２に渡って引き継ぐことで、複数ステップにわたる各種判定回路の動作を停止することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。例えば、IEEE802.11nにおいては、IEEE802.11a/gに代表されるレガシーフォーマット(legacy format)と、ハイスループットフォーマット(High Throughput(HT) format)として定義されるミクストモード(Mixed mode)やグリーンフィールドモード(Green field mode)の３種のプリアンブルフォーマット(Preamble format)が定義されている。パケットフォーマットの検出は、図１のパケットフォーマット判定部２９で行われる。３種のフォーマットの自動識別のステップとしては、先ず、レガシーフォーマットであるかハイスループットフォーマットであるかを判別する。そして、ハイスループットフォーマットであれば、グリーンフィールドモードであるか否かを判別する。そして、グリーンフィールドモードでなければ、ミクストモードであると判断する。
【００５１】
パケット２００とパケット２０２の送信元が同一であることが判断できると、パケットフォーマットの判別においても、前パケット２００による判別結果を利用することができる。例えば、先に受信したパケット２００でパケットフォーマットがグリーンフィールドモードであることが判別できていれば、パケット２０２のパケットフォーマットもグリーンフィールドモードであると判断することができる。従って、パケットフォーマット検出においても、物理層制御部３４ｂの指令に基づいて、判別の処理を簡略化することが可能となる。なお、それぞれのフォーマットの検出の方法については異なる方法を用いることも可能であり、その場合においても、前のパケット２００の検出結果を引き継ぐことができるため、処理を簡略化することができ、消費電力を低減することが可能となる。
【００５２】
また、パケット２０２がパケット２００と同一の送信元からの送信パケットであると判断した場合は、前パケットのプリアンブルフォーマットやシグナル情報（変調方式、符号化率など）が同一であると判断できるため、プリアンブルフォーマットの自動検知回路やシグナル情報抽出の動作を省くことができる。これにより、低消費電力化を達成することが可能となる。前パケットのプリアンブルフォーマット、シグナル情報は、復号部３２で復号されたデータに基づいて、コントローラ３４が検知する。
【００５３】
また、パケット同期部２２による同期検出の時点では、パケット同期部２２により受信パケットが２０ＭＨｚ帯域または４０ＭＨｚ帯域のどちらの送信パケットかどうかを自動的に判別する必要があり、同期検出部分の回路規模は増大する。本実施形態では、パケット２００とパケット２０２の送信元が同一である場合は、物理層制御部３４ｂの指令に基づいて、後続のパケット２０２については前パケット２００の判別結果を利用することができる。従って、帯域を判別するための動作の一部または全部を停止、あるいはクロックゲートすることが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【００５４】
更に、プロプラエタリモード(proprietary mode)では、最初に送ったパケット２００の変調方式やパケット長さ(length)などのシグナル(SIGNAL)情報と全く同じ情報をパケット２０２で送ることで、物理層において、PHYプリアンブル部の動作をすべて停止することができ、消費電力を大幅に低減することが可能である。
【００５５】
［パケット同期検出、周波数オフセット補正］
パケットの同期検出は、図１のパケット同期部２２で行われる。通常、パケットの初頭のプリアンブル部のパターンとの自己相関や相互相関を組み合わせた方法でのパケット同期検出処理が行われる。同期検出では、同期検出の確度をあげるための平均化処理、ラフなタイミング調整、タイミング微調整などが行われる。本実施形態では、パケット２００とパケット２０２の送信元が同一である場合、これらの平均化処理、ラフなタイミング調整、タイミング微調整を行う回路を簡略化し、又は回路を休ませることで、低消費電力化を達成できる。特に、自己相関や相互相関をとる処理はハードウェア的にも処理が大きいため、この処理を簡略化することで消費電力を低減することが可能である。
【００５６】
図３は、パケット同期部２２及び周波数オフセット推定・補正部２４の構成例を示す模式図である。図３に示すように、パケット同期部２２及び周波数オフセット推定・補正部２４は、Ｌ−ＳＴＦ相関部４２、閾値判定部（１）４４、Ｌ−ＬＴＦ相関部４６、閾値判定部（２）４８、周波数オフセット補正値確定部５０、周波数オフセット補正部５２、バッファ（ＦＦＴ出力）部５４から構成される。
【００５７】
図３に示す構成は、パケット同期部２２及び周波数オフセット推定・補正部２４は、閾値判定部（１）４４（仮同期タイミング確定）、閾値判定部（２）４８（本同期タイミング確定）、周波数オフセット補正部５２の３つのブロックに大きく分けられる。
【００５８】
図４は、IEEE802.11nのミクストモードのパケットフォーマットの場合に、連続パケット受信時のパケット同期検出の動作例を示している。図４に示すように、閾値判定部（１）４４は、Ｌ−ＳＴＦの受信完了からｘ μ［ｓｅｃ］の経過後に、Ｌ−ＳＴＦとの相関から仮同期タイミングを確定する。Ｌ−ＳＴＦとの相関をとる処理は、Ｌ−ＳＴＦ相関部４２で行われる。これにより、ラフな同期タイミングの調整が行われる。閾値判定部（２）４８は、Ｌ−ＬＴＦの受信完了からｙ μ［ｓｅｃ］の経過後に、Ｌ−ＬＴＦとの相関から本同期タイミングを確定する。確定された本同期タイミングは、バッファ部５４からＦＦＴ部２６へ送られる。
【００５９】
また、周波数オフセット補正値確定部５０は、Ｌ−ＬＴＦの受信完了からｙ
μ［ｓｅｃ］の経過後に、Ｌ−ＬＴＦとの相関に基づいて、周波数オフセット補正値を確定する。Ｌ−ＬＴＦとの相関をとる処理は、Ｌ−ＬＴＦ相関部４６で行われる。周波数オフセット補正部５２は、周波数オフセット補正値確定部５０で確定された周波数オフセット補正値を用いて周波数オフセット補正を行う。これにより同期タイミングの微調整が行われる。周波数オフセット補正が行われたデータは、バッファ部５４からＦＦＴ部２６へ送られる。
【００６０】
パケット２００とパケット２０２の送信元が同一であることが判別できると、２つ目の受信パケット２０２については、閾値判定部（２）４８、周波数オフセット補正部５２の回路動作を前パケットと同様にすることで、閾値判定部（２）４８、周波数オフセット補正部５２の回路動作を省くことが可能となり、消費電力を低減することができる。また、前のパケット２００の同期検出結果とパケット２０２の同期検出結果を重み付け処理することで、更に特性を改善することも可能となる。ここで、前のパケット２００の検出結果は、周波数オフセット補正値、または本同期タイミングを確定するために用いる、該当する推定情報のすべてを含む。
【００６１】
また、前パケット２００の受信時における、閾値判定部（１）４４、閾値判定部（２）４８、周波数オフセット補正値確定部５０などの判定回路の値の全てを記憶しておき、パケット２０２を受信した際の値とともにパケット間隔に応じて重み付け平均化することで、精度向上を図ることも可能となる。
【００６２】
［チャネル推定］
チャネル推定は、図１に示す波形等価部２８で行われる。チャネル推定は、通常、パケットのプリアンブル部を参照して、伝播路状況を推定する。同一の送信元からの連続送信パケットでは、同じ伝播路を通る可能性が高いため、物理層制御部３４ｂの指令に基づいて、前パケット２００からチャネル推定結果を引き継ぐことで、チャネル推定回路、又はチャネル推定のための逆行列を計算する回路、複素の逆値を計算する回路の一部又は全部を停止することができ、結果として消費電力を低減することができる。また、前パケット２００の受信時に得られた、チャネル推定のための判定回路の値の一部又は全てを記憶しておき、パケット２０２の受信時に得られたチャネル推定値とともに、パケット間隔に応じてこれらの値を重み付け平均化することで、精度向上を図ることも可能となる。また、前のパケットの一番新しいチャネル更新値を記憶しておき、パケット間隔に応じて重み付け平均化することで、精度向上を図ることも可能となる。
【００６３】
［チャネル更新］
チャネル更新は、復号部３２で得られた信号に基づいて、アナログ・チャネル推定誤差補正部３０によるチャネルの推定結果を更新する。チャネルの変動に対して、受信パケットが十分長い場合などは、パケットの先頭で得られたチャネル推定値を適度に更新していく必要がある。チャネル更新の方法としては、復号部３２に含まれるデマッパー(Demapper)の出力、パイロットデータ(pilot data)出力、復号部３２で復号して得られたデコード出力を用いて受信波形レプリカを生成し、チャネル推定値の誤差分を算出し、誤差分を更新する方法がある。送信元同一判定部３４ａによりパケット２００とパケット２０２の送信元が同一と判定できた場合、物理層制御部３４ｂの指令により、チャネル更新の処理についても更新のための判定値を前パケット２００から引き継ぐことで、簡略化することができる。この際、上述したチャネル推定の処理と関連して、受信パケット間で忘却係数などをパケット送信間隔に応じて最適化する方法を用いることで、チャネル更新の特性向上を達成することができる。
【００６４】
また、パケット２００とパケット２０２が同一の送信元から送信された場合は、前パケット２００から得られた結果を利用して処理を簡略化することで、パケット２０２の受信処理を最初から行う場合に比べて、パケットの送信データの最後に位置するＣＲＣのチェックが通る確率を高めることができる。従って、スループットを向上することも可能となる。
【００６５】
次に、図５に基づいて、本実施形態の無線通信装置における処理の手順について説明する。先ず、ステップＳ１では、受信状態(RX state)であるか送信状態(TX state)であるかを判定し、受信状態の場合はステップＳ２へ進む。一方、送信状態の場合は処理を終了する(RETURN)。
【００６６】
ステップＳ２では、前パケットと同一の送信先からのパケット受信待ちであるか否かを判定する。そして、同一の送信先からのパケットを受信している場合は、ステップＳ３へ進み、省電力モードへ移行する。ステップＳ３では、上述した手法により、前パケットの受信結果に応じて処理を簡略化することで、消費電力を低減して動作を行う。一方、前パケットと同一の送信先からのパケットを受信していない場合は、ステップＳ４へ進み、省電力モードではない通常のモードで受信を行う。ステップＳ３，Ｓ４の後は処理を終了する(RETURN)。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示す模式図である。
【図２】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機が受信するパケットのデータ構成を示す模式図である。
【図３】パケット同期部及び周波数オフセット推定・補正部の構成例を示す模式図である。
【図４】IEEE802.11nのミクストモードのパケットフォーマットの場合に、連続パケット受信時のパケット同期検出の動作例を示す模式図である。
【図５】無線通信装置における処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１２    ＡＧＣ部
２０    ＡＧＣ制御部
２２    パケット同期部
２４    周波数オフセット推定・補正部
２８    波形等価部
２９    パケットフォーマット判定部
３４    コントローラ
３４ａ    送信元同一判定部
３４ｂ    物理層制御部
１００    ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機
１０２    部品
【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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