JP7761504B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信装置に関する。

例えば無線ＬＡＮ(Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ)などの、複数の周波数帯域幅を用いる変調方式に対応する通信システムにおいては、パケットのヘッダ部分に変調方式を特定するための情報を含めることによって、適応変調が実現されている。この通信システムでは、周波数帯域幅が異なる場合には中心周波数が異なるため、ヘッダ部分は検出されない。

近年、ネットワークを構成する各機器において、複数の周波数帯域幅でもヘッダ部分を検出できるように、中心周波数が異なる複数の無線信号を受信可能な複数系統の受信回路を各機器に設けることが提案されている（例えば特許文献１）。

特許第５９６３５７４号公報

しかしながら、中心周波数が異なる複数の無線信号を受信可能な複数系統の受信回路を設けると、受信回路全体の規模が増大するという問題があった。

そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、受信回路の規模の増大を抑制可能な技術を提供することを目的とする。

本開示に係る無線通信装置は、待ち受け周波数を切り替え可能な１系統の受信回路と、第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長、及び、前記第１パイロット信号と中心周波数が異なる第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の、少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、前記第１パイロット信号を受信するための周波数と、前記第２パイロット信号を受信するための周波数とを、前記受信回路での前記待ち受け周波数として切り替える制御部とを備える。

本開示によれば、第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長、及び、第１パイロット信号と中心周波数が異なる第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の、少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、受信回路での前記待ち受け周波数が切り替えられる。このような構成によれば、受信回路の規模の増大を抑制することができる。

実施の形態１に係る無線通信装置を備える通信システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係る無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係る無線通信装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態２に係る無線通信装置の動作を示すタイミングチャートである。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る無線通信装置を備える通信システムの構成を示す図である。無線通信装置１１は、無線通信装置１３との間で周波数帯域幅Ａ（ＢＷ－Ａ）の信号を用いて送受信を行う端末である。無線通信装置１２は、無線通信装置１３との間で周波数帯域幅Ｂ（ＢＷ－Ｂ）の信号を用いて送受信を行う端末である。無線通信装置１３は、周波数帯域幅Ａの信号と周波数帯域幅Ｂの信号とを受信可能な端末である。周波数帯域幅Ａの信号と周波数帯域幅Ｂの信号には、パイロット信号、及び、ヘッダ部の信号などが含まれる。

無線通信装置１１は、無線通信装置１３との間で周波数帯域幅Ａの信号で通信すればよく、周波数帯域幅Ｂの信号で通信可能であってもなくてもよい。無線通信装置１２は、無線通信装置１３との間で周波数帯域幅Ｂの信号で通信すればよく、周波数帯域幅Ａの信号で通信可能であってもなくてもよい。

例えば９２０ＭＨｚ帯での通信においては、周波数帯域幅Ａは２００ｋＨｚ（一単位チャネル）でもよく、周波数帯域幅Ｂは４００ｋＨｚ（二単位チャネル）でもよい。周波数帯域幅Ａの信号と周波数帯域幅Ｂの信号とは、使用する単位チャネルが異なるため、中心周波数が異なる。

図２は、本実施の形態１に係る無線通信装置１３の構成を示すブロック図である。無線通信装置１３は、フィルタ２１と、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２と、ミキサ２３と、制御部２４と、復調部２５とを備える。

フィルタ２１は、アンテナで受信された信号のうち予め定められた周波数帯域幅の信号をＬＮＡ２２に出力する。ＬＮＡ２２は、信号対ノイズ比を大幅に低下させることなく、フィルタ２１からの信号を増幅する。ミキサ２３は、ＬＮＡ２２で増幅された信号に、ローカル周波数を有する信号を掛け合わせることにより、Ｉ相（Ｉｎ Ｐｈａｓｅ）成分及びＱ相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ）成分を抽出する。復調部２５は、ミキサ２３で抽出されたＩ相成分及びＱ相成分に基づいて復調処理を行う。ミキサ２３は、待ち受け周波数を切り替え可能な１系統の受信回路に対応する。

制御部２４は、ミキサ２３に制御信号を出力して、ミキサ２３、つまり１系統の受信回路のローカル周波数を定期的に切り替えることによって、１系統の受信回路の待ち受け周波数を定期的に切り替える。これにより、無線通信装置１３は、無線通信装置１１及び無線通信装置１２からの中心周波数が異なるパイロット信号を時分割で受信可能となる。

無線通信装置１１と無線通信装置１３との間で使用するチャネルは両者に共通するように指定され、無線通信装置１２と無線通信装置１３との間で使用するチャネルは両者に共通するように指定される。チャネルの指定方法には、従来技術などの様々な技術を適用可能である。

＜動作＞
以下の説明では、周波数帯域幅Ａのパイロット信号のシンボルレートは、第１パイロット信号の第１シンボルレートであるものとし、周波数帯域幅Ｂのパイロット信号のシンボルレートは、第２パイロット信号の第２シンボルレートであるものとする。ここで、シンボルレートは、１秒間に送信するシンボル数である。シンボルレートが速いほど、１秒間に送信するシンボル数が大きくなるため、一定のシンボル数を送信するのにかかるシンボル長は短くなる。このため、シンボルレートとシンボル長との間には、シンボルレートが速くなるほどシンボル長が短くなる傾向があるという関係性がある。

本実施の形態１では、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートと、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートとは互いに同一である。そして、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長と、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長とは互いに同一である。

図３及び図４は、本実施の形態１に係る無線通信装置１３の動作を示すタイミングチャートである。まず図３を用いて、本実施の形態１に係る無線通信装置１３が、無線通信装置１１から周波数帯域幅Ａで送信された第１パイロット信号を受信する場合の動作について説明する。

タイミング３０１にて、制御部２４は、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長の２分の１よりも短い周期で、ミキサ２３のローカル周波数を交互に切り替えて、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。

なお上述したように、本実施の形態１では、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長と、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長とは互いに同一である。このため、制御部２４は、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の２分の１よりも短い周期で、ミキサ２３のローカル周波数を交互に切り替えて、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替えてもよい。つまり、制御部２４は、第１シンボル長及び第２シンボル長の少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。

図３の例では、タイミング３０１にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数及び周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数のそれぞれで復調処理が行われる。これにより、無線通信装置１３は、タイミング３０１の前半では周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号を受信処理可能となるが、タイミング３０１の後半では周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号を受信処理可能とならない。

無線通信装置１１から第１パイロット信号が送信されるタイミング３０２，３０３，３０４のそれぞれにおいても、制御部２４は、上記と同様の切り替えを行う。第１パイロット信号が一定回数以上受信された場合、無線通信装置１１からヘッダ部分の信号が送信されるタイミング３０５にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数で復調処理が行われる。

次に図４を用いて、本実施の形態１に係る無線通信装置１３が、無線通信装置１２から周波数帯域幅Ｂで送信された第２パイロット信号を受信する場合の動作について説明する。

タイミング４０１にて、制御部２４は、第１シンボル長及び第２シンボル長の少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、ミキサ２３のローカル周波数を交互に切り替えて、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。

図４の例では、タイミング４０１にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数及び周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数のそれぞれで復調処理が行われる。これにより、無線通信装置１３は、タイミング４０１の後半では周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号を受信処理可能となるが、タイミング４０１の前半では周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号を受信処理可能とならない。

無線通信装置１２から第２パイロット信号が送信されるタイミング４０２，４０３，４０４のそれぞれにおいても、制御部２４は、上記と同様の切り替えを行う。第２パイロット信号が一定回数以上受信された場合、無線通信装置１１からヘッダ部分の信号が送信されるタイミング４０５にて、周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数で復調処理が行われる。

図５は、本実施の形態１に係る無線通信装置１３が、復調処理を行うべき中心周波数の決定をする動作を示すフローチャートである。なお図５の動作は、例えば周波数帯域幅の判定が指示された場合に行なわれる。

ステップＳ１にて、制御部２４は、タイミング３０１，３０２，３０３，３０４，４０１，４０２，４０３，４０４などにおいて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数で復調処理した結果が、規定のパイロットパターンに合致するか否かを確認する。当該結果が当該パイロットパターンに合致すると判定された場合には処理がステップＳ２に進み、当該結果が当該パイロットパターンに合致しないと判定された場合には処理がステップＳ３に進む。

ステップＳ２にて、制御部２４は、タイミング３０５，４０５などにおいて、復調可能な信号の中心周波数を、周波数帯域幅Ａの中心周波数に設定して復調処理を行うことを決定する。その後、図５の動作が終了する。

ステップＳ３にて、制御部２４は、タイミング３０１，３０２，３０３，３０４，４０１，４０２，４０３，４０４などにおいて、周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数で復調処理した結果が、規定のパイロットパターンに合致するか否かを確認する。当該結果が当該パイロットパターンに合致すると判定された場合には処理がステップＳ４に進み、当該結果が当該パイロットパターンに合致しないと判定された場合には処理がステップＳ５に進む。

ステップＳ４にて、制御部２４は、タイミング３０５，４０５などにおいて、復調可能な信号の中心周波数を、周波数帯域幅Ｂの中心周波数に設定して復調処理を行うことを決定する。その後、図５の動作が終了する。

ステップＳ５にて、制御部２４は、復調処理を行わないことを決定する。その後、図５の動作が終了する。

＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る無線通信装置１３によれば、第１シンボル長及び第２シンボル長の少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、受信回路での待ち受け周波数を切り替える。そして、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長と、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長とは互いに同一である。

このような構成によれば、中心周波数が異なる複数の信号を、１系統の受信回路で待ち受けることができる。このため、特定の周波数の範囲内で複数の帯域幅の信号が混在するネットワークにおいて、無線通信装置１３の受信回路の規模の増大を抑制することができる。

このことは、長距離伝送のための周波数帯域幅の狭い信号と、高速化のための周波数帯域幅の広い信号とを使用する結果、複数の周波数帯域幅及び中心周波数が混在するネットワーク、例えばＭ２Ｍネットワークなどにおいて有効である。例えばＳＵＮ－ＯＦＤＭなどのように、シンボルレートが比較的低く、シンボル内での周波数の切り替えが可能な方式においては、回路規模の増大を招くことなく機器を構成することが可能となる。

＜変形例＞
実施の形態１では、復調処理を行うべき中心周波数の決定に、４フレームのパイロット信号を用いたが、この決定に用いられるフレームの数は４つに限ったものではない。また実施の形態１では、決定された中心周波数で受信するフレームが、ヘッダ部分のフレームであったが、取り扱う信号のフレームフォーマットによっては、ヘッダ部分以外の部分のフレームであってもよい。また、図５では、ステップＳ１の周波数帯域幅Ａに関する判定が、ステップＳ３の周波数帯域幅Ｂに関する判定の前に行われたが、これら判定の順序は、適宜変更されてもよい。

＜実施の形態２＞
本実施の形態２に係る無線通信装置１３の構成を示すブロック図は、実施の形態１に係る無線通信装置１３の構成を示すブロック図（図２参照）と同じである。以下、以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

実施の形態１では、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートと、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートが互いに同一であった。これに対して本実施の形態２では、第１シンボルレートと第２シンボルレートとは互いに異なっている。そして、待ち受け周波数の切り替えに用いられる周期は、第１シンボルレート及び第２シンボルレートのうち速い方のシンボルレートに関係するシンボル長の２分の１よりも短くなっている。

＜動作＞
以下の説明では、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートは、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートの２分の１であり、第２シンボルレートは第１シンボルレートよりも早いものとする。そして、第１シンボルレートに関係する第１シンボル長は、第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の２倍であるものとする。以上の場合、第２シンボルレートは第１シンボルレートよりも早いため、待ち受け周波数の切り替えに用いられる周期は、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の２分の１よりも短くなる。

図６及び図７は、本実施の形態２に係る無線通信装置１３の動作を示すタイミングチャートである。まず図６を用いて、本実施の形態２に係る無線通信装置１３が、無線通信装置１１から周波数帯域幅Ａで送信された第１パイロット信号を受信する場合の動作について説明する。

タイミング６０１にて、制御部２４は、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長（図７参照）の２分の１よりも短い周期で、ミキサ２３のローカル周波数を交互に切り替えて、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。つまり、制御部２４は、第１シンボル長及び第２シンボル長の少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。

図６の例では、タイミング６０１にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数及び周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数のそれぞれで復調処理が行われる。これにより、無線通信装置１３は、タイミング６０１の前半では周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号を受信処理可能となるが、タイミング６０１の後半では周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号を受信処理可能とならない。

無線通信装置１１から第１パイロット信号が送信されるタイミング６０２，６０３，６０４のそれぞれにおいても、制御部２４は、上記と同様の切り替えを行う。第１パイロット信号が一定回数以上受信された場合、無線通信装置１１からヘッダ部分の信号が送信されるタイミング６０５にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数で復調処理が行われる。

次に図７を用いて、本実施の形態２に係る無線通信装置１３が、無線通信装置１２から周波数帯域幅Ｂで送信された第２パイロット信号を受信する場合の動作について説明する。

タイミング７０１にて、制御部２４は、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の２分の１よりも短い周期で、ミキサ２３のローカル周波数を交互に切り替えて、受信回路での待ち受け周波数を交互に切り替える。

図７の例では、タイミング７０１にて、周波数帯域幅Ａで使用する中心周波数及び周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数のそれぞれで復調処理が行われる。これにより、無線通信装置１３は、タイミング７０１の後半では周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号を受信処理可能となるが、タイミング７０１の前半では周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号を受信処理可能とならない。

無線通信装置１２から第２パイロット信号が送信されるタイミング７０２，７０３，７０４のそれぞれにおいても、制御部２４は、上記と同様の切り替えを行う。第２パイロット信号が一定回数以上受信された場合、無線通信装置１１からヘッダ部分の信号が送信されるタイミング７０５にて、周波数帯域幅Ｂで使用する中心周波数で復調処理が行われる。

本実施の形態２に係る無線通信装置１３が、復調処理を行うべき中心周波数の決定をする動作を示すフローチャートは、実施の形態１に係る無線通信装置１３の動作を示すフローチャート（図５参照）と同じである。

＜実施の形態２のまとめ＞
以上のような本実施の形態２に係る無線通信装置１３によれば、第１シンボルレート及び第２シンボルレートのうち速い方のシンボルレートに関係するシンボル長の２分の１よりも短い周期で、受信回路での待ち受け周波数を切り替える。このような構成によれば、待ち受け対象となる複数の信号のシンボルレートが異なる場合でも、１系統の受信回路で待ち受けることができるので、無線通信装置１３の受信回路の規模の増大を抑制することができる。

＜変形例＞
実施の形態２では、周波数帯域幅Ａの第１パイロット信号の第１シンボルレートは、周波数帯域幅Ｂの第２パイロット信号の第２シンボルレートの２分の１であったが、この比率は２分の１に限ったものではない。また、シンボルレートの遅い信号では、同一のパイロット信号を複数回復調することになるため、複数回復調されたパイロット信号を合成して各種の用途に使用することも可能である。なお、その合成方法には、従来技術などの様々な技術を適用可能である。

なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

２３ ミキサ、２４ 制御部。

Claims (4)

1. 待ち受け周波数を切り替え可能な１系統の受信回路と、
   第１パイロット信号の第１シンボルレートに関係する第１シンボル長、及び、前記第１パイロット信号と中心周波数が異なる第２パイロット信号の第２シンボルレートに関係する第２シンボル長の、少なくともいずれか一方の２分の１よりも短い周期で、前記第１パイロット信号を受信するための周波数と、前記第２パイロット信号を受信するための周波数とを、前記受信回路での前記待ち受け周波数として切り替える制御部と
   を備える、無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記第１シンボルレートと前記第２シンボルレートとは互いに同一であり、
   前記第１シンボル長と前記第２シンボル長とは互いに同一である、無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記第１シンボルレートと前記第２シンボルレートとは互いに異なり、
   前記周期は、前記第１シンボルレート及び前記第２シンボルレートのうち速い方のシンボルレートに関係するシンボル長の２分の１よりも短い、無線通信装置。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の無線通信装置であって、
   前記制御部は、
   前記受信回路のローカル周波数を切り替えることによって、前記待ち受け周波数を切り替える、無線通信装置。