(57)【要約】【課題】受信装置、受信方法、および通信システムを提供すること。【解決手段】複数のアンテナと、前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択する選択部と、前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出する少なくとも１の相互相関検出部と、を備える受信装置。【選択図】図６
2009296330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと；
前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択する選択部と；
前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出する少なくとも１の相互相関検出部と；
を備える、受信装置。
【請求項２】
前記受信信号は、所定の信号パターンが繰り返される繰り返し部分を有し、  
前記受信装置は、前記複数の受信信号の各々の前記繰り返し部分における自己相関を検出する複数の自己相関検出部をさらに備え、
前記選択部は、前記複数の自己相関検出部による前記複数の受信信号の各々の自己相関の検出結果に応じて前記一部の受信信号を選択する、請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記複数の自己相関検出部により検出された自己相関が高かった順に、前記相互相関検出部の実装数を限度に、前記複数の受信信号から前記一部の受信信号を選択する、請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記選択部は、前記複数の自己相関検出部により検出された自己相関が所定の閾値を超えない受信信号を選択しない、請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記受信装置は、前記複数の受信信号の各々の受信電力を検出する複数の電力検出部をさらに備え、
前記選択部は、前記複数の電力検出部による受信電力の検出結果に応じて前記一部の受信信号を選択する、請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記選択部は、前記複数の電力検出部により検出された受信電力が大きかった順に、前記相互相関検出部の実装数を限度に、前記複数の受信信号から前記一部の受信信号を選択する、請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記選択部は、前記複数の電力検出部により検出された電力が所定の閾値を超えない受信信号を選択しない、請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記相互相関検出部の実装数は、前記複数のアンテナの実装数より少ない、請求項１〜７に記載の受信装置。
【請求項９】
複数のアンテナの各々が周囲から送信された無線信号を受信信号として受信するステップと；
前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択するステップと；
前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出するステップと；
を含む、受信方法。
【請求項１０】
複数のアンテナ、
前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択する選択部、および、
前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出する少なくとも１の相互相関検出部、
を有する受信装置と；
前記複数のアンテナにより受信される受信信号の送信元である送信装置と；
を備える、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近日、無線通信装置には、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）通信やダイバーシティ受信を可能とするために、複数の送受信アンテナが設けられる傾向にある。また、無線通信装置は、送受信アンテナごとに、自己相関に基づくパケット検出、パケットフレームの切り出しタイミング確定のための相互相関検出、および切り出されたパケットフレームの受信処理を行なうための構成を有する。自己相関検出および相互相関検出については、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８１１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、無線通信装置に、送受信アンテナと同数の相互相関検出器を設けると、回路規模が増大してしまう場合があった。具体的には、複数の相互相関検出器は、パケット受信のための構成全体の約８％の回路規模に達する設計例も存在した。しかし、回路規模の観点から単に相互相関検出器の数を削減すると、相互相関の検出精度が劣化してしまう。
【０００５】
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、相互相関の検出精度の劣化を抑制しつつ、相互相関検出のための回路規模を削減することが可能な、新規かつ改良された受信装置、受信方法、および通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のアンテナと、前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択する選択部と、前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出する少なくとも１の相互相関検出部と、を備える受信装置が提供される。
【０００７】
前記受信信号は、所定の信号パターンが繰り返される繰り返し部分を有し、前記受信装置は、前記複数の受信信号の各々の前記繰り返し部分における自己相関を検出する複数の自己相関検出部をさらに備え、前記選択部は、前記複数の自己相関検出部による前記複数の受信信号の各々の自己相関の検出結果に応じて前記一部の受信信号を選択してもよい。
【０００８】
前記選択部は、前記複数の自己相関検出部により検出された自己相関が高かった順に、前記相互相関検出部の実装数を限度に、前記複数の受信信号から前記一部の受信信号を選択してもよい。
【０００９】
前記選択部は、前記複数の自己相関検出部により検出された自己相関が所定の閾値を超えない受信信号を選択対象から除外してもよい。
【００１０】
前記受信装置は、前記複数の受信信号の各々の受信電力を検出する複数の電力検出部をさらに備え、前記選択部は、前記複数の電力検出部による受信電力の検出結果に応じて前記一部の受信信号を選択してもよい。
【００１１】
前記選択部は、前記複数の電力検出部により検出された受信電力が大きかった順に、前記相互相関検出部の実装数を限度に、前記複数の受信信号から前記一部の受信信号を選択してもよい。
【００１２】
前記選択部は、前記複数の電力検出部により検出された電力が所定の閾値を超えない受信信号を選択対象から除外してもよい。
【００１３】
なお、前記相互相関検出部の実装数は、前記複数のアンテナの実装数より少なくてもよい。
【００１４】
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、複数のアンテナの各々が受信信号として周囲から送信された無線信号を受信するステップと、前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択するステップと、前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出するステップと、を含む受信方法が提供される。
【００１５】
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、複数のアンテナ、前記複数のアンテナの各々により受信された複数の受信信号のうちの一部の受信信号を選択する選択部、および、前記選択部により選択された前記一部の受信信号ごとに、既知信号パターンとの相互相関を検出する少なくとも１の相互相関検出部、を有する受信装置と、前記複数のアンテナにより受信される受信信号の送信元である送信装置と、を備える通信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明にかかる受信装置、受信方法、および通信システムによれば、相互相関の検出精度の劣化を抑制しつつ、相互相関検出のための回路規模を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔１〕本実施形態の概要
〔１−１〕無線通信システムの全体構成
〔１−２〕送信装置の構成
〔１−３〕プリアンブルの構成
〔１−４〕受信装置の構成
〔２〕本実施形態に至る経緯
〔３〕本発明の第１の実施形態
〔３−１〕本発明の第１の実施形態にかかる同期回路部の構成
〔３−２〕本発明の第１の実施形態の動作
〔４〕本発明の第２の実施形態
〔５〕本発明の第３の実施形態
〔６〕まとめ
【００１９】
〔１〕本実施形態の概要
〔１−１〕無線通信システムの全体構成
まず、図１を参照し、本実施形態にかかる無線通信システム１の全体構成について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１の全体構成を示した説明図である。図１に示したように、当該無線通信システム１は、複数の無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂを含む。なお、無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂは、送信側としても受信側としても機能することができるが、図１においては無線通信装置１０Ａが送信側として機能し、無線通信装置（受信装置）１０Ｂが受信側として機能する例を示している。また、本明細書においては、同一機能を有する複数の構成の各々は、同一符号の後に異なるアルファベットを付することで区別する。しかし、同一機能を有する複数の構成の各々を特に区別する必要が無い場合、同一符号のみを付する。例えば、無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂを特に区別する必要が無い場合、単に無線通信装置１０と総称する。
【００２１】
図１に示したように、無線通信装置１０Ａは複数のアンテナ１２Ａおよび１２Ｂを備え、無線通信装置１０Ｂは複数のアンテナ１２Ｃおよび１２Ｄを備える。無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂは、かかる複数のアンテナ１２Ａ〜１２Ｄを利用することにより、ダイバーシティ受信やＩＥＥＥ８０２．１１ｎに規定されるＭＩＭＯ通信を実現することができる。
【００２２】
ダイバーシティ受信は、無線通信装置１０Ｂが、複数のアンテナ１２Ｃおよび１２Ｄで周囲から送信された無線信号を受信し、双方により受信された無線信号を複合的に利用することにより、無線信号のＳＮ比が低い場合でも通信の信頼性を向上する受信方法である。ＭＩＭＯ通信は、無線通信装置１０Ａがアンテナ１２Ａおよび１２Ｂから信号を送信し、無線通信装置１０Ｂがアンテナ１２Ｃおよび１２Ｄで当該信号を受信して復号する通信方法である。以下、ＭＩＭＯ通信について具体的に説明する。
【００２３】
無線通信装置１０Ａのアンテナ１２Ａから送信された信号をｘ１、アンテナ１２Ｂから送信された信号をｘ２、無線通信装置１０Ｂのアンテナ１２Ｃが受信した信号をｙ１、１２Ｄが受信した信号をｙ２とする。また、アンテナ１２Ａおよびアンテナ１２Ｃ間の伝送路の特性をｈ１１、アンテナ１２Ａおよびアンテナ１２Ｃ間の伝送路の特性をｈ１２、アンテナ１２Ｂおよびアンテナ１２Ｃ間の伝送路の特性をｈ２１、アンテナ１２Ｂおよびアンテナ１２Ｄ間の伝送路の特性をｈ２２とする。この場合、無線通信装置１０Ａから送信された信号と、無線通信装置１０Ｂが受信した信号の関係は、以下の数式１のように表すことができる。
【００２４】
2009296330.tif 000003
（数式１）
【００２５】
数式１の右辺の第１項はチャネル行列Ｈ（伝達関数）と称される場合がある。かかるチャネル行列Ｈは、無線通信装置１０Ｂがｘ１およびｘ２を送信する前に既知の信号を送信することにより無線通信装置１０Ａにおいて求めることが可能である。
【００２６】
無線通信装置１０Ｂは、チャネル行列Ｈの逆行列を利用してアンテナ１２Ａから送信された信号をｘ１と、アンテナ１２Ｂから送信された信号をｘ２と推定することができる。このように、ＭＩＭＯ通信は、利用する周波数帯域を広げることなくアンテナ数に比例して伝送速度を向上させることができる点で効果的である。なお、図１においては無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂが各々アンテナを２本備える例を示したが、「〔３〕本発明の第１の実施形態」以降に説明するように、無線通信装置１０Ａおよび１０Ｂは３本以上の多数のアンテナを備えていてもよい。
【００２７】
また、チャネル行列Ｈの対角成分の成分は、信号分離の際にノイズとなり（クロストーク）、ストリームＳＮＲを下げる要因となる。そこで、クロストークを抑制するために、ビームフォーミング（固有モードＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が提案されており、かかるビームフォーミングを本発明に適用することも可能である。
【００２８】
また、無線通信装置１０は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。
【００２９】
〔１−２〕送信装置の構成
次に、図２を参照し、無線通信装置１０が送信装置として機能するための構成を説明する。
【００３０】
図２は、無線通信装置１０が送信装置として機能するための構成を示した機能ブロック図である。図２に示したように、無線通信装置１０は、アンテナ１２Ａおよび１２Ｂ、ＭＡＣ処理部３０、送信信号処理部４０、ＩＦＦＴ部５２Ａおよび５２Ｂ、送信フィルタ５４Ａおよび５４Ｂ、ＤＡＣ５６Ａおよび５６Ｂ、ＲＦ送信処理部５８Ａおよび５８Ｂを備える。
【００３１】
ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部３０は無線通信におけるアクセス制御を行う。例えば、ＭＡＣ処理部３０は、送信データに対して自装置のＭＡＣアドレス、宛先装置のＭＡＣアドレスなどの制御情報を付加し、ビット列として出力する。
【００３２】
送信信号処理部４０は、ＭＡＣ処理部３０から出力されたビット列のＭＩＭＯ送信処理、変調処理などの信号処理を行う。ＭＩＭＯ送信処理としては、例えば、各ブランチへのビット列の割り振り、ビームフォーミングなどがあげられる。また、送信信号処理部４０は、伝送路の状況に応じ、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、８ＰＳＫなどのいずれかの変調方式により変調を行なってもよい。なお、送信信号処理部４０は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を実現するために、各サブキャリアに割当てられたビットごとに変調してもよい。
【００３３】
ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部５２は、送信信号処理部４０における信号処理により得られた周波数領域の信号を、高速逆フーリエ変換することにより、時間領域の送信信号（ＯＦＤＭ信号）に変換する。送信フィルタ５４は、ＩＦＦＴ部５２において得られた時間領域の送信信号から、所定の周波数成分を抽出する。なお、当該時間領域の送信信号にはガードインターバルが付加されていてもよい。
【００３４】
ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換部）５６は、送信フィルタ５４により抽出された周波数成分を有する送信信号を、デジタル形式からアナログ形式に変換する。そして、ＲＦ送信処理部５８Ａが、アナログ形に変換された送信信号を例えばＩＱ変調し、高周波信号（例えば、５ＧＨｚ帯）に変換する。そして、アンテナ１２は、接続されているＲＦ送信処理部５８Ａから出力される高周波信号を無線信号として送信する。
【００３５】
なお、無線通信装置１０は、無線信号の先頭に既知信号パターンを有するプリアンブルを送信する。以下、かかるプリアンブルの構成について図３を参照して簡単に説明する。
【００３６】
〔１−３〕プリアンブルの構成
図３は、プリアンブルの一部の構成を示した説明図である。図３に示したように、プリアンブルは、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ  Ｔｒａｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）と、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）とを含む。
【００３７】
ＳＴＦ（第１の繰り返し部分）においては、周期が０．８μｓである信号パターンＳ１が１０回繰り返される。また、ＬＴＦ（第２の繰り返し部分）においては、周期が３．２μｓである信号パターンＳ２の後半部分（１．６μｓ）の後に、信号パターンＳ２が２回繰り返される。すなわち、ＬＴＦ先頭に付加される信号パターンＳ２の後半部分はガードインターバルとして機能する。
【００３８】
このようなＳＴＦおよびＬＴＦは、事前に時間領域の信号として無線通信装置１０に保持されており、無線通信装置１０は、保持されているＳＴＦおよびＬＴＦを、ＩＦＦＴ部５２から出力される時間領域の送信信号の先頭に付加してもよい。
【００３９】
〔１−４〕受信装置の構成
次に、図４を参照し、無線通信装置１０が受信装置として機能するための構成を説明する。
【００４０】
図４は、無線通信装置１０が受信装置として機能するための構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、無線通信装置１０は、アンテナ１２Ａおよび１２Ｂ、ＲＦ受信処理部６０Ａおよび６０Ｂ、ＡＤＣ６２Ａおよび６２Ｂ、受信フィルタ６４Ａおよび６４Ｂ、ＩＱ補正部６６Ａ、同期回路部７０、ＦＦＴ部７２Ａおよび７２Ｂ、チャネル推定部７４Ａおよび７４Ｂ、ＲＦ伝達関数推定部７６Ａおよび７６Ｂ、信号合成部８０、復調部９２、およびＭＡＣ処理部３０を備える。
【００４１】
アンテナ１２は、周囲から送信された無線信号を受信し、接続されているＲＦ受信処理部６０へ高周波信号として出力する。ＲＦ受信処理部６０は、アンテナ１２から入力される高周波信号をダウンコンバーションし、アナログ形式のベースバンド受信信号を生成する。
【００４２】
ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換部）６２は、ＲＦ受信処理部６０により生成されたアナログ形式のベースバンド受信信号をデジタル形式のベースバンド受信信号に変換して出力する。受信フィルタ６４は、ＡＤＣ６２から出力されるデジタル形式のベースバンド受信信号に含まれる所定の周波数成分を抽出する。ＩＱ補正部６６は、ベースバンド受信信号を構成するＩチャネルおよびＱチャネルのインバランスを補正する。
【００４３】
同期回路部７０は、図３を参照して説明したＳＴＦを検出するための自己相関回路器、およびＬＴＦを検出するための相互相関検出器を備え、検出結果に基づいてプリアンブルに続くパケットフレームの切り出しを行なう。なお、当該同期回路部７０の構成については、「〔３〕本発明の第１の実施形態」以降で詳細に説明する。
【００４４】
ＦＦＴ部７２は、同期回路部７０により切り出されたパケットフレームごとにＦＦＴ処理を行い、周波数領域の受信信号を生成する。そして、チャネル推定部７４は無線信号の伝送路の伝達関数を推定し、ＲＦ伝達関数推定部７６は送信側のＲＦ送信処理部５８および受信側のＲＦ受信処理部６０の伝達関数を推定する。なお、図４においてはチャネル推定部７４およびＲＦ伝達関数推定部７６を別個の構成として示しているが、伝送路、送信側のＲＦ送信処理部５８および受信側のＲＦ受信処理部６０の伝達関数は一体的に推定されてもよい。また、数式１に示したチャネル行列Ｈは、伝送路、送信側のＲＦ送信処理部５８および受信側のＲＦ受信処理部６０の伝達関数を含んでもよい。
【００４５】
信号合成部８０は、チャネル推定部７４およびＲＦ受信処理部６０による伝達関数の推定結果に基づいてＭＩＭＯ受信処理を行う。例えば、信号合成部８０は、ＲＦ伝達関数推定部７６Ａおよび７６Ｂから出力される受信信号を、チャネル推定部７４およびＲＦ受信処理部６０による伝達関数の推定結果に応じた合成比で合成してもよい。
【００４６】
復調部９２は、信号合成部８０により得られた信号を復調し、ビット列として出力する。ＭＡＣ処理部３０は、復調部９２からビット列が入力され、ビット列に含まれる制御情報を解析するとともに、ビット列に含まれる制御情報以外の情報を上位層へ供給する。
【００４７】
〔２〕本実施形態に至る経緯
以上、図１〜図４を参照し、本実施形態について概略的に説明した。続いて、本実施形態に関連する無線通信装置の同期回路部２００の構成を比較例として挙げて、本実施形態に至った経緯を説明する。
【００４８】
図５は、本実施形態に関連する無線通信装置の同期回路部２００の構成を示した機能ブロック図である。なお、図１、図３および図４においては、ブランチ数（Ｍ、アンテナ１２の実装数）が２である例を説明したが、図５ではブランチ数（Ｍ）が３である例を示している。図５に示したように、本実施形態に関連する無線通信装置の同期回路部２００は、自己相関検出器２１０Ａ〜２１０Ｃ、パケット検出・粗タイミング検出部２２０、既知信号パターンテーブル２３０、相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃ、パケット確定・本タイミング検出部２５０、パケットフレーム切り出し部２６０Ａ〜２６０Ｃを備える。
【００４９】
自己相関検出器２１０Ａ〜２１０Ｃの各々は、入力されるベースバンド受信信号と、所定時間前のベースバンド受信信号との自己相関を検出する。パケット検出・粗タイミング検出部２２０は、自己相関検出器２１０Ａ〜２１０Ｃによる自己相関の検出結果に応じた粗タイミング情報を相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃへ供給する。
【００５０】
相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃは、粗タイミング情報に基づいて、入力されるベースバンド受信信号と、既知信号パターンテーブル２３０に保持されている既知信号パターンとの相互相関を所定期間にわたって行なう。パケット確定・本タイミング検出部２５０は、相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃによる相互相関の検出結果に応じた本タイミング情報をパケットフレーム切り出し部２６０Ａ〜２６０Ｃへ供給する。
【００５１】
パケットフレーム切り出し部２６０Ａ〜２６０Ｃは、本タイミング情報に基づいて、入力されるベースバンド受信信号からのパケットフレームの切り出しを行う。そして、ＦＦＴ部７２Ａ〜７２Ｃが、パケットフレーム切り出し部２６０Ａ〜２６０Ｃにより切り出されたパケットフレーム単位でフーリエ変換を行なう。
【００５２】
このように、本実施形態に関連する無線通信装置の同期回路部２００には、ブランチ数と同数の相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃが設けられる。しかし、無線通信装置に、ブランチ数の相互相関検出器２４０Ａ〜２４０Ｃを設けると、回路規模が増大してしまうという問題があった。一方、回路規模を削減するために単に相互相関検出器の数を減少させると、パケット確定・本タイミング検出部２５０における本タイミングの検出精度が劣化してしまうという問題があった。
【００５３】
そこで、上記事情を一着眼点にして本発明の第１〜第３の実施形態にかかる無線通信装置１０を創作するに至った。本発明の第１〜第３の実施形態にかかる無線通信装置１０によれば、相互相関の検出精度の劣化を抑制しつつ、相互相関検出のための回路規模を削減することができる。以下、このような本発明の第１〜第３の実施形態について順次に説明する。
【００５４】
〔３〕本発明の第１の実施形態
〔３−１〕本発明の第１の実施形態にかかる同期回路部の構成
図６は、本発明の第１の実施形態にかかる同期回路部７０の構成を示した機能ブロック図である。なお、図１、図３および図４においては、ブランチ数（Ｍ）が２である例を説明したが、図６ではブランチ数（Ｍ）が３である例を示している。図６に示したように、本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７０は、自己相関検出器（自己相関検出部）１１０Ａ〜１１０Ｃ、パケット検出・粗タイミング検出部１２０、既知信号パターンテーブル１３０、相互相関検出器（相互相関検出部）１４０Ａおよび１４０Ｂ、パケット確定・本タイミング検出部１５０、パケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃ、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃ、およびブランチ選択部１８０（選択部）を備える。
【００５５】
自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃの各々は、入力されるベースバンド受信信号（受信信号）と、所定時間前のベースバンド受信信号との自己相関を検出する。例えば、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃの各々は、入力されるベースバンド受信信号と、０．８μｓ遅延されたベースバンド受信信号を乗算し、乗算値の移動平均を自己相関値として算出する。この場合、繰り返し周期が０．８μｓであるＳＴＦから３．２μｓであるＬＴＦに切り替わると、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃの各々により算出される自己相関値が減少する。
【００５６】
したがって、パケット検出・粗タイミング検出部１２０は、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃにより算出される自己相関値に基づいてパケットを検出するとともに、自己相関値の減少に基づいてＬＴＦが開始する粗タイミングを検出することができる。
【００５７】
自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃの各々は、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃにより算出された自己相関値を記憶する。ここで、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃが記憶する自己相関値は、各ベースバンド受信信号の自己相関の大きさを示す、例えばピーク値や平均値などの任意のパラメータであってもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、図６に示したように、同期回路部７０にブランチ数（Ｍ＝３）未満の相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂ（相互相関検出器の数Ｎ＝２）が設けられている。したがって、ブランチ数の相互相関検出器１４０を設ける場合と比べて回路規模が削減される。しかし、単に相互相関検出器１４０の数を減少させるだけでは相互相関の検出精度が急激に劣化しかねない。そこで、本実施形態においては、ブランチ選択部１８０が、相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂによる相互相関検出の対象となるベースバンド受信信号を適切に選択することにより、相互相関の検出精度の劣化を抑制することができる。
【００５９】
ブランチ選択部１８０は、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値に基づいて、ブランチ数（Ｍ＝３）のベースバンド受信信号から、相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂの数（Ｎ＝２）のベースバンド受信信号を選択する。例えば、ブランチ選択部１８０は、パケット検出・粗タイミング検出部１２０から粗タイミング情報が供給されたときに自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値に基づいてベースバンド受信信号を選択してもよい。そして、ブランチ選択部１８０は、選択したベースバンド受信信号を相互相関検出器１４０Ａまたは１４０Ｂに出力する。
【００６０】
ここで、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値は、各ベースバンド受信信号の信頼性を示すパラメータとして捉えることができる。このため、自己相関値の高いベースバンド信号を相互相関検出器１４０Ａまたは１４０Ｂに選択的に供給すれば、相互相関の検出精度の劣化を抑制することができる。また、パケット確定・本タイミング検出部１５０におけるパケット確定動作および本タイミング検出動作は、全体の受信性能の律速要因になり難い。
【００６１】
したがって、ブランチ選択部１８０は、ベースバンド受信信号を自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値が高い順に選択することにより、性能劣化を実用に差し支えない範囲内に抑制することができる。
【００６２】
相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂは、粗タイミング情報の供給に基づき、ブランチ選択部１８０により選択されたベースバンド受信信号と、既知信号パターンテーブル１３０に保持されている既知信号パターン（ＬＴＦ）との相互相関を検出する。なお、既知信号パターンテーブル１３０および自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃは、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発性メモリや、ハードディスクおよび円盤型磁性体ディスクなどの磁気ディスクや、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ／＋Ｒ／＋ＲＷ／ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））―Ｒ／ＢＤ−ＲＥなどの光ディスクや、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク、レジスタなどの記憶媒体であってもよい。
【００６３】
パケット確定・本タイミング検出部１５０は、相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂによる相互相関の検出結果に応じた本タイミング情報をパケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃへ供給する。ここで、パケット確定・本タイミング検出部１５０は、ブランチ数より少ない相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂによる相互相関の検出結果に基づいて本タイミング情報を検出するが、上述したブランチ選択部１８０の機能により、精度劣化は抑制される。
【００６４】
パケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃは、本タイミング情報に基づいて、入力されるベースバンド受信信号からのパケットフレームの切り出しを行う。そして、ＦＦＴ部７２Ａ〜７２Ｃが、パケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃにより切り出されたパケットフレーム単位でフーリエ変換を行なう。
【００６５】
〔３−２〕本発明の第１の実施形態の動作
以上、図６を参照して本発明の第１の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７０の構成について説明した。続いて、図７を参照し、本発明の第１の実施形態の動作を説明する。
【００６６】
図７は、本発明の第１の実施形態にかかる受信方法の流れを示したフローチャートである。図７に示したように、まず、無線通信装置１０は、複数のアンテナ１２で周囲から送信された無線信号を受信する（Ｓ３１０）。続いて、複数のアンテナ１２により受信された無線信号の各々を、複数のＲＦ受信処理部６０がベースバンド受信信号に変換する（Ｓ３２０）。
【００６７】
その後、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃが、各ベースバンド受信信号と、所定時間前のベースバンド受信信号との自己相関を検出し（Ｓ３３０）、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃにより検出された自己相関値が自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶される。
【００６８】
続いて、ブランチ選択部１８０は、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値が大きい方から所定数（相互相関検出器の数）のベースバンド受信信号を選択する（Ｓ３４０）。そして、相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂは、ブランチ選択部１８０により選択されたベースバンド受信信号と、既知信号パターンテーブル１３０に保持されている既知信号パターン（ＬＴＦ）との相互相関を検出する（Ｓ３５０）。その後、相互相関検出器１４０Ａおよび１４０Ｂによる相互相関の検出結果に基づき、パケットフレームの切り出し、フーリエ変換を含む復調処理および復号処理が行われる（Ｓ３６０）。
【００６９】
〔４〕本発明の第２の実施形態
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、回路規模を削減しつつ、相互相関の検出精度の劣化を抑制することができる。さらに、本発明の第２の実施形態によれば、消費電力の削減を図ることができる。以下、このような本発明の第２の実施形態について図８を参照して説明する。
【００７０】
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７１の構成を示した機能ブロック図である。図８に示したように、本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７１は、自己相関検出器（自己相関検出部）１１０Ａ〜１１０Ｃ、パケット検出・粗タイミング検出部１２０、既知信号パターンテーブル１３０、相互相関検出器（相互相関検出部）１４０Ａおよび１４０Ｂ、パケット確定・本タイミング検出部１５０、パケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃ、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃ、およびブランチ選択部１８１を備える。以下では、第１の実施形態と異なる構成に重きをおいて説明する。
【００７１】
ブランチ選択部１８１は、第１の実施形態と同様に、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値に基づいて、ブランチ数（Ｍ＝３）のベースバンド受信信号から、ベースバンド受信信号を選択する。ここで、第２の実施形態にかかるブランチ選択部１８１は、自己相関値（ピーク値または極大値の和など）が所定の閾値に満たないベースバンド受信信号を選択しない点で第１の実施形態と異なる。
【００７２】
例えば、ブランチＡの自己相関値が最も高く、ブランチＢの自己相関値が次に高く、ブランチＣの自己相関値が最も低かった場合を考える。この場合、第１の実施形態においては、ブランチＡおよびブランチＢのベースバンド受信信号が選択される。これに対し、第２の実施形態においては、ブランチＢおよびブランチＣの自己相関値が所定の閾値に満たない場合、ブランチＡのベースバンド受信信号のみを選択する。
【００７３】
そして、相互相関検出器１４０Ａまたは１４０Ｂの一方のみがブランチＡのベースバンド受信信号の相互相関を検出し、他方は動作を停止する。このため、本発明の第２の実施形態によれば、相互相関検出器１４０Ａまたは１４０Ｂにおける消費電力を抑制することができる。なお、第１の実施形態において説明したように、自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値は、各ベースバンド受信信号の信頼性を示すパラメータとして捉えることができる。このため、自己相関値が所定の閾地に満たないベースバンド受信信号の相互相関の検出を行なわなくても、パケット確定・本タイミング検出部１５０における本タイミング検出への悪影響は少ないと考えられる。
【００７４】
〔５〕本発明の第３の実施形態
以上説明したように、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態においては、自己相関検出器１１０Ａ〜１１０Ｃによる自己相関の検出結果に基づいてベースバンド受信信号の選択が行なわれる。これに対し、本発明の第３の実施形態によれば、自己相関の検出結果を利用せずにベースバンド受信信号の選択を行なうことができる。以下、このような第３の実施形態について図９を参照して説明する。
【００７５】
図９は、本発明の第３の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７１’の構成を示した機能ブロック図である。図９に示したように、本発明の第３の実施形態にかかる無線通信装置１０の同期回路部７１’は、自己相関検出器（自己相関検出部）１１０Ａ〜１１０Ｃ、パケット検出・粗タイミング検出部１２０、既知信号パターンテーブル１３０、相互相関検出器（相互相関検出部）１４０Ａおよび１４０Ｂ、パケット確定・本タイミング検出部１５０、パケットフレーム切り出し部１６０Ａ〜１６０Ｃ、ブランチ選択部１８２、および電力検出部１９０Ａ〜１９０Ｃを備える。以下では、第１の実施形態と異なる構成に重きをおいて説明する。
【００７６】
電力検出部１９０Ａ〜１９０Ｃの各々は、いずれかのベースバンド受信信号が入力され、入力されたベースバンド受信信号の受信電力値を検出し、検出した受信電力値を記憶する。第１の実施形態および第２の実施形態においては、ベースバンド受信信号の信頼性を示す指標として自己相関値を例にあげて説明したが、受信電力値をベースバンド受信信号の信頼性を示す指標として用いることも適切であると考えられる。
【００７７】
そこで、ブランチ選択部１８２は、電力検出部１９０Ａ〜１９０Ｃにより検出された受信電力値の大きい方から所定数（相互相関検出器の数）のベースバンド受信信号を選択してもよい。また、ブランチ選択部１８２は、受信電力値が所定の閾値に満たないベースバンド受信信号を選択しなくてもよい。かかる構成により、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、回路規模を削減しつつ、相互相関の検出精度の劣化を抑制することができる。
【００７８】
なお、電力検出部１９０Ａ〜１９０Ｃは、プリアンブルに含まれるＳＴＦにおいて受信電力値を検出することができる。また、電力検出部１９０Ａ〜１９０Ｃにより検出される受信電力値は、各ベースバンド受信信号の受信電力の大きさを示す、例えばピーク値や平均値などの任意のパラメータであってもよい。
【００７９】
〔６〕まとめ
以上説明したように、本発明の第１の実施形態においては、同期回路部７０に実装される相互相関検出器１４０の数が、アンテナ１２の実装数であるブランチ数より少ない。このため、ブランチ選択部１８２が、ベースバンド受信信号を自己相関値記憶部１７０Ａ〜１７０Ｃに記憶されている自己相関値が高い順に選択する。その結果、相互相関の検出精度の劣化を実用に差し支えない範囲内に抑制しつつ、同期回路部７０における相互相関検出器１４０の回路規模を削減することができる。
【００８０】
また、本発明の第２の実施形態においては、ブランチ選択部１８１が、自己相関値（ピーク値または極大値の和など）が所定の閾値に満たないベースバンド受信信号を選択しない。このため、本発明の第２の実施形態によれば、相互相関検出器１４０Ａまたは１４０Ｂにおける消費電力を抑制することができる。
【００８１】
また、本発明の第３の実施形態において説明したように、ブランチ選択部１８２は、自己相関値に代えて、受信電力値に基づいてベースバンド受信信号を選択することもできる。かかる構成により、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に、同期回路部７１’における相互相関検出器１４０の回路規模を削減しつつ、相互相関の検出精度の劣化を抑制することができる。
【００８２】
なお、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。
【００８３】
例えば、上記第１〜第３の実施形態においては、ブランチ数が３である例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、無線通信装置１０のブランチ数は、２であっても、４以上の任意の数であってもよい。なお、無線通信装置１０のブランチ数がいずれの数であっても、本実施形態によれば、無線通信装置１０の相互相関検出器１４０の数は無線通信装置１０のブランチ数未満となる。
【００８４】
また、本明細書の無線通信装置１０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、無線通信装置１０の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）を含んでもよい。
【００８５】
また、無線通信装置１０に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した無線通信装置１０の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。また、図６、図８および図９の機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態にかかる無線通信システムの全体構成を示した説明図である。
【図２】無線通信装置が送信装置として機能するための構成を示した機能ブロック図である。
【図３】プリアンブルの一部の構成を示した説明図である。
【図４】無線通信装置が受信装置として機能するための構成を示した機能ブロック図である。
【図５】本実施形態に関連する無線通信装置の同期回路部の構成を示した機能ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる同期回路部の構成を示した機能ブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる受信方法の流れを示したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる無線通信装置の同期回路部の構成を示した機能ブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかる無線通信装置の同期回路部の構成を示した機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ  アンテナ
６０、６０Ａ、６０Ｂ    ＲＦ受信処理部
７０、７１、７１’    同期回路部
７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ    ＦＦＴ部
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ    自己相関検出器
１２０    パケット検出・粗タイミング検出部
１３０    既知信号パターンテーブル
１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ  相互相関検出器
１５０    パケット確定・本タイミング検出部
１６０、１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ  パケットフレーム切り出し部
１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ    自己相関値記憶部
１８０、１８１、１８２    ブランチ選択部
１９０、１９０Ａ、１９０Ｂ、１９０Ｃ    電力検出部
【図１】
2009296330.tif 000004
【図２】
2009296330.tif 000005
【図３】
2009296330.tif 000006
【図４】
2009296330.tif 000007
【図５】
2009296330.tif 000008
【図６】
2009296330.tif 000009
【図７】
2009296330.tif 000010
【図８】
2009296330.tif 000011
【図９】
2009296330.tif 000012