JP2007243236A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】周波数軸並びに時間軸上で拡散しながらデータ伝送を行なうＭＢ−ＯＦＤＭ方式の優れた無線通信システムを提供する。
【解決手段】ＵＷＢに割り当てられた周波数領域上で劣悪なチャネルの存在により、通常の拡散パターンでは送信データ間で劣悪なブロック数が不均一となったときには、周波数軸及び時間軸における拡散パターンを変更して、送信データ間での使用可能ブロック数を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止する。また、ＤＡＡにより送信禁止チャネルを設定したときにも拡散パターンを変更して送信データ間での拡散率を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止する
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＯＦＤＭ変調方式を採用するとともに伝送信号を広帯域に拡散したＵＷＢ通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、周波数軸並びに時間軸上で送信データを拡散しながら伝送を行なうＭＢ−ＯＦＤＭ方式の無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

近年、「ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信」と呼ばれる、非常に広い周波数帯域を使用して１００Ｍｂｐｓ以上の高速伝送を可能にする無線通信方式が注目を集めている。例えば米国では、ＦＣＣ（ＦｅｄｅｒａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：連邦通信委員会）によりＵＷＢ用のスペクトラム・マスクが規定されており、室内環境において３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの帯域でＵＷＢ伝送を行なうことができる。ＵＷＢ通信は、送信電力の関係から近距離向けの無線通信方式であるが高速な無線伝送が可能であることから、通信距離が１０ｍ程度のＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が想定され、近距離超高速伝送を実現する無線通信システムとしてその実用化が期待されている。

また、無線信号のフェージングによる伝送品質の劣化を避け、無線伝送の高速化・高品質化を実現する技術として、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）伝送方式が期待されている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａにおける標準化会議では、ＵＷＢ伝送方式として、ＤＳ（ＤｉｒｅｃｔＳｐｒｅａｄ：直接拡散）の情報信号の拡散速度を極限まで高くしたＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）−ＵＷＢ方式とともに、ＯＦＤＭ変調方式を採用したＯＦＤＭ＿ＵＷＢ方式が定義され、それぞれの方式について試作が行なわれている。

また、使用する周波数帯を柔軟に変更する周波数ホッピング（ＦＨ）方式が知られている。ＦＨ方式によれば、他のシステムからの影響により通信できなくなることもあるが、絶えず周波数を変化させることにより、通信が途絶することはほとんどない。すなわち、他のシステムとの共存が可能であり、フェージング耐性に優れるとともに、スケーラビリティが容易である。ＩＥＥＥ８０２．１５．３における標準化会議では、ＯＦＤＭ＿ＵＷＢ方式において、ＦＣＣで定められた３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの帯域をそれぞれ５２８ＭＨｚ幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピングするマルチバンド方式（以下、「ＭＢ−ＯＦＤＭ方式」とする）が検討されている。

現在、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式に関しては、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ＴＧ３ａにおける議論の内容がほぼそのままＥＣＭＡ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）標準となっており、ＥＣＭＡ−３６８にはＵＷＢ通信システムにおけるＰＨＹ層及びＭＡＣ層の標準仕様が記載されている（例えば、非特許文献１を参照のこと）。

上記標準仕様によれば、ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムでは、周波数軸及び時間軸上で伝送データを拡散する通信方式が採用されている。ここで言う「拡散」とは、同じデータについて周波数軸並びに時間軸の複数の拡散位置を利用して複数回の伝送を行なうことを意味する。ＯＦＤＭ伝送において周波数軸と時間軸方向の２次元的な拡散を行なうことで、回線の状況によって拡散率を最適化して、最適な性能を引き出すことができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。また、受信側では、複数回にわたって受信した同じデータを重畳することで、ＳＮＲを向上させることができる。

図６には、このような拡散方式によるデータ通信の仕組みを図解している。周波数軸上では、中心周波数がそれぞれＦ１、Ｆ２、Ｆ３からなる３つのサブバンド（周波数チャネル）が設けられ、ＯＦＤＭシンボル毎にサブバンド間をラウンドロビン方式に周波数ホッピングする。また、時間軸上で見ると、所定の伝送タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、…でＯＦＤＭ信号が伝送される。

１つのＯＦＤＭシンボルは、中心周波数で２つのブロックに分割され、前半と後半のブロックで同じデータを伝送する。例えば、時刻Ｔ１に中心周波数Ｆ１のサブバンド上で伝送されるＯＦＤＭシンボルの前半と後半に載せられるＡ１とＡ２は同じデータＡである。また、連続する２個のＯＦＤＭシンボルを使って同じデータを伝送する。したがって、時刻Ｔ２に中心周波数Ｆ２のサブバンド上で伝送されるＯＦＤＭシンボルの前半と後半のブロックに載せられるＡ３及びＡ４は、Ａ１と同じデータＡである。データＡが１つのＯＦＤＭシンボルの前半と後半で２回送信されること、並びに連続する２つのＯＦＤＭシンボルにまたがってデータＡを送信することは、「周波数拡散」に相当する。また、連続する２つのＯＦＤＭシンボルにまたがってデータＡを送信することは、時間軸上の異なる拡散位置で同じデータを複数回送信するから、「時間拡散」に相当する。Ｂ１〜Ｂ４、並びにＣ１〜Ｃ４についても同様である。

このような拡散通信を適用することで、受信側では、複数回にわたって受信した同じデータを重畳してＳＮＲを向上させることができる。しかしながら、例えば、近隣に存在する狭帯域通信システムから受ける干渉やその他のチャネル状況の影響により、一部のサブバンドのみが劣悪な周波数チャネルとなるケースが想定される（図７を参照のこと）。

例えば、図８に示すように、中心周波数Ｆ１のサブバンド及び、中心周波数Ｆ２のサブバンドのシンボルの前半部分が劣悪な周波数チャネルとなっている通信環境下において、Ａ、Ｂ、Ｃという３つのデータをそれぞれ周波数軸及び時間軸上で拡散通信した場合、データＡでは４ブロックのうちＡ１〜Ａ３の３ブロック、データＢではＢ３〜Ｂ４の２ブロック、データＣではＣ１の１ブロックのみが劣悪なチャネルとなる。拡散方式では、同じデータを受信できた回数に応じてＳＮＲが向上することから、図８に示したような状況ではデータ毎にＳＮＲの改善に不均一性が生じてしまうことになり、この結果、全体としてパケットエラー率（ＰＥＲ）の劣化を招来することになる。

また、ＵＷＢ通信では伝送信号が広帯域の周波数に拡散されることから、ＵＷＢに割り当てられた周波数帯域上の既存の通信システム（例えば、固定マイクロ波、放送波、電波天文など）への干渉の影響の問題がある。このため、既存の通信システムが存在する帯域においてＵＷＢ送信波を一定レベル以下（微弱なレベル）で出力する干渉回避技術、すなわちディテクト・アンド・アボイド（以下、「ＤＡＡ」とも呼ぶ）の導入が不可欠とされている。ＤＡＡの基本的な手法は、ＵＷＢ送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査し、存在する場合はＵＷＢ送信波を一定レベル以下（微弱なレベル）で出力することである。

ＤＡＡにより、例えば図９に示すように、Ｆ１を中心周波数とするサブバンドが送信禁止チャネルとして設定する場合が想定される。ところが、チャネルのアボイダンスが実現する一方で、図６に示したような送信データの拡散位置を固定的に適用していった場合、送信データ毎に拡散率が不均一になるという事態に陥る。図９に示したように送信禁止チャネルが設定された場合、図１０に示すように、データＡではＡ３〜Ａ４の２ブロック、データＢではＢ１〜Ｂ２、Ｂ４の３ブロック、データＣではＣ１〜Ｃ４の４ブロックといった具合に、送信データ毎に拡散率が不均一になる。拡散率が不均一であるとＳＮＲの改善にも不均一性が生じてしまうことから、上述と同様に、全体としてパケットエラー率（ＰＥＲ）の劣化を招来する結果となる。

特開２００２−１９０７８８号公報 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｃｍａ−ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．ｏｒｇ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／ｓｔａｎｄａｒｄｓ／Ｅｃｍａ−３６８．ｈｔｍ

本発明の目的は、周波数軸並びに時間軸上で拡散しながらデータ伝送を行なうＭＢ−ＯＦＤＭ方式の優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、一部の伝送チャネルが劣悪となった通信環境下であっても、送信データ毎にＳＮＲの改善が不均一となることを避けて、システム全体としてのＰＥＲの劣化を防止することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、狭帯域信号を使用する近隣の通信システムへの干渉を回避するためのＤＡＡを導入した場合であっても、送信データ間での拡散率が不均一となることを避けて、システム全体としてのＰＥＲの劣化を防止することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、周波数軸又は時間軸に送信データを拡散する無線通信システムであって、周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況に基づいて、送信データ毎の拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御することを特徴とする無線通信システムである。但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。

本発明に係る無線通信システム内で、データ送信を行なう無線通信装置は、周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況を判別し、その結果に基づいて、周波数軸又は時間軸上で各送信データの拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御するようになっている。

非常に広い周波数帯域を使用したＵＷＢ通信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期待され、標準化作業が行なわれている。例えばＯＦＤＭ＿ＵＷＢ通信システムでは、同じデータを周波数軸並びに時間軸の複数の位置を利用して複数回の伝送を行なう拡散データ通信方式が採用されている。このようなデータ伝送方式によれば、受信側では、複数回にわたって受信した同じデータを重畳することで、ＳＮＲを向上させることができる。

しかしながら、伝送信号が広帯域の周波数に拡散されるＵＷＢ通信では、近隣の通信システムからの干渉の影響を受け易く、一部のサブバンドのみが劣悪な周波数チャネルとなるケースが想定される。また、ＵＷＢに割り当てられた周波数帯域上の既存の通信システムへの干渉の影響を回避するために、ＤＡＡの仕組みにより送信禁止チャネルを設定することがある。

これらの場合に、周波数軸と時間軸からになる空間において同じ拡散位置を固定的に使用した場合には、送信データ毎に劣悪なブロックが発生する割合が不均一になる、あるいは送信データ間で拡散率が不均一になるといった事態が生じ、送信データ毎のＳＮＲの改善が不均一となり、システム全体としてのＰＥＲの劣化という結果を招きかねない。

そこで、本発明に係る無線通信装置は、ＵＷＢに割り当てられた周波数領域上で劣悪なチャネルの存在により、通常の拡散位置をそのまま使用し続けると送信データ間で劣悪なブロック数が不均一となってしまう場合には、周波数軸又は時間軸における送信データの拡散位置を適宜変更することによって、送信データ間での劣悪となるブロック数を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止するようにした。

また、本発明に係る無線通信装置は、既存の通信システムへの干渉の影響を回避するために送信禁止チャネルを設定したために、通常の拡散位置では送信データ間で拡散率が不均一となったときには、周波数軸又は時間軸における送信データの拡散位置を適宜変更することによって、送信データ間での拡散率を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止するようにした。

また、本発明の第２の側面は、周波数軸又は時間軸上で送信データを拡散して伝送を行なうための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況を判別するチャネル状況判別手順と、
チャネル状況に基づいて、周波数軸又は時間軸上で各送信データの拡散率が均一化するように拡散位置を制御する通信動作制御手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータにインストールすることによって、コンピュータ上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る無線通信装置と同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、周波数軸並びに時間軸上で拡散しながらデータ伝送を行なうＭＢ−ＯＦＤＭ方式の優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

本発明に係る無線通信装置によれば、一部の伝送チャネルが劣悪となった通信環境下において、一定の拡散位置に固定してデータ伝送を行なうと送信データ間で劣悪なチャネルのブロック数が不均一となる場合には、周波数軸及び時間軸上における送信データの拡散位置を適当に変更することによって、送信データ毎にＳＮＲの改善が不均一となることを避けて、システム全体としてのＰＥＲの劣化を防止することができる。

本発明に係る無線通信装置によれば、ＤＡＡの仕組みを導入して、狭帯域信号を使用する近隣の通信システムへの干渉を回避するための送信禁止チャネルを設定した場合であっても、送信データ間で拡散率を均一化することによって、システム全体としてのＰＥＲの劣化を防止することができる。

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。

本発明は、ＯＦＤＭ変調方式を採用したＵＷＢ通信を行なう無線通信装置に関するものであり、具体的には、ＦＣＣで定められた３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚまでの帯域をそれぞれ５２８ＭＨｚ幅からなる複数のサブバンドに分割して、サブバンド間を周波数ホッピング（ＦＨ）するＭＢ−ＯＦＤＭ方式の通信装置である。また、本発明に係る無線通信装置は、ＵＷＢ送信波が引き起こす他システムへの干渉レベルを緩和するためＤＡＡの仕組みを導入しており、ＵＷＢ送信帯域内に他のシステムの送信信号が存在しないかを検査し、干渉を回避しながらデータ送信を開始するようになっている。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。

図１には、本発明の一実施形態に係るＭＢ−ＯＦＤＭ送受信機の構成を示している。図中の上側が受信機に相当するとともに、下側が送信機に相当し、アンテナ・スイッチ（ＡＮＴ ＳＷ）３を介して単一のアンテナ１を共用する構成となっている。

受信機では、アナログ受信信号を低雑音アンプ（ＬＮＡ）４で増幅した後、図示しない周波数生成部から周波数ホッピング・パターンに応じた複素ローカル信号が供給され、ミキサ５による周波数合成処理によって受信信号をアナログ・ベースバンド信号にダウンコンバートする。

周波数変換した後は、希望信号以外の不要成分をバンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）６を用いて除去し、ＡＤ変換器８でデジタル信号に変換する。ダウンコンバータ出力の後段には、可変利得増幅器（ＶＧＡ）７が配設され、次段に続くＡＤ変換器８において、受信信号が常に最適なダイナミック・レンジを持つ（すなわちターゲット・レベルを保つ)ようにベースバンド信号処理部側からＶＧＡの利得が制御される。具体的には、ＡＤ変換後のデジタル信号が自動利得制御部（ＡＧＣ）１３に入力され、調整された利得情報がＤＡ変換器１４経由でＶＧＡ７に帰還される。

Ｐｈｙベースバンド処理部１０では、ＡＤ変換後のデジタル・ベースバンド信号を高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）１１によりフーリエ変換して周波数領域の信号に変換し、さらに受信データ再現部１２において各サブキャリアについて位相及び振幅を復調するとともに、位相空間上の信号点から元の信号系列に復号してから、上位レイヤ３０に渡す。

データ送信時においては、Ｐｈｙベースバンド処理部１０内では、上位レイヤ３０から要求された送信データを送信データ生成部１５において符号化し、続いて複数のサブキャリアに割り当ててサブキャリア毎に位相及び振幅変調を施す。そして、高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）１６において、これら複数サブキャリアについて逆フーリエ変換して、各サブ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。

続いて、ＯＦＤＭ変調信号をＤＡ変換器１７でＤＡ変換し、さらにローパス・フィルタ（ＬＰＦ）１８により所望帯域の信号成分のみを取り出した後、ミキサ１９において複素ローカル信号と乗算することにより、アナログ・ベースバンド信号を無線信号にアップコンバートする。

無線信号は、さらに電力増幅器（ＰＡ）２０により所望の送信電力レベルに増幅され、アンテナ・スイッチ３及びＲＦバンドバス・フィルタ２経由でアンテナ１から伝送路に放出される。アンテナ１端の前段に帯域制限を行なうＲＦバンドパス・フィルタを備えることで、所望帯域外にスプリアスが生成されないようにすることができる。

通信動作制御部４０は、送信系統における周波数軸及び時間軸上での伝送データの拡散処理を制御する。ここで言う「拡散」とは、同じデータを周波数軸並びに時間軸の複数の位置を利用して複数回の伝送を行なうことを意味し、例えば、図６に示したような拡散位置に従ってデータ伝送が行なわれる。

また、通信動作制御部４０は、ＦＦＴ１１が持つ周波数検出作用を利用して、通信品質が劣悪となる周波数チャネルを検出したり、近隣の通信システムから送出される狭帯域信号の存在を検出したりして、これらの検出結果に基づいて周波数軸及び時間軸上での送信データの拡散位置の切り替え制御を行なう。ＦＦＴの周波数検出機能によればサブキャリア単位でチャネル品質や干渉信号を検出することができるが、送信データの拡散は、ＯＦＤＭシンボルの２分の１に相当するブロック単位で行なわれることから、このブロック長単位で検出処理を行なえばよい。

例えば、ＵＷＢに割り当てられた周波数領域上で劣悪なチャネルの存在により、通常の拡散位置では送信データ間で劣悪なブロック数が不均一となったときには、通信動作制御部４０は、周波数軸又は時間軸における拡散位置を適宜変更することによって、送信データ間での劣悪となるブロック数を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止するようにしている。

また、既存の通信システムからの信号を検出したときには、ＤＡＡすなわち干渉の影響を回避するために送信禁止チャネルが設定される。この際、通常の拡散位置では送信データ間で拡散率が不均一となったときには、通信動作制御部４０は、周波数軸又は時間軸における拡散位置を適宜変更することによって、送信データ間での拡散率を均一化して、ＰＥＲの劣化を防止するようにしている。

図２には、ＵＷＢに割り当てられた周波数領域上に存在する劣悪なチャネルの影響を除くために送信データの拡散位置を変更するための動作手順をフローチャートの形式で示している。

まず、チャネル推定を行ない（ステップＳ１）、送信を開始する（ステップＳ２）。そして、チャネル推定値を基に、送信データ毎に劣悪なブロック数をカウントする（ステップＳ３）。

チャネル推定は、ＦＦＴして得られた各サブキャリアの電力レベルを基に行なう。具体的には、ブロック（すなわち、ＯＦＤＭシンボルの前半並びに後半）毎に、電力レベルが所定の閾値を下回るサブキャリア本数（若しくは割合）が一定値を超えると、そのブロックは劣悪とみなす。図７に示した例では、Ｆ１を中心周波数とするＯＦＤＭシンボルの両側のブロックと、Ｆ２を中心周波数とするＯＦＤＭシンボルの前半のブロックが劣悪と判断される。

図６に示した拡散パターンでは、１つのデータについて、周波数−時間空間上に設けられた４個のブロックを用いて４回送信するようになっている。チャネル品質が図７に示されたケースでは、図８に示したように、データＡでは４ブロックのうちＡ１〜Ａ３の３ブロック、データＢではＢ３〜Ｂ４の２ブロック、データＣではＣ１の１ブロックのみが劣悪なチャネルとなる。このように送信データ毎に劣悪なブロック数が異なると、送信データ間でＳＮＲの改善に不均一が生じてしまい、データＡがボトルネックとなってＰＥＲが劣化してしまう。

そこで、データ毎の劣悪なブロック数が均等であるかどうかをチェックして（ステップＳ４）、均等であれば通常の拡散位置を用いてそのままデータ伝送を行なうが（ステップＳ５）、均等でなければ、送信データ間で劣悪なブロック数となるように周波数軸及び時間軸上の拡散位置の変更処理を実施する（ステップＳ６）。

通常の拡散位置における送信データ毎の拡散回数をＮ、周波数軸上で用意されたブロック総数をＣmax、チャネル品質が劣悪でなく使用可能なブロック数をＣaとおいたとき、各送信データの拡散回数がＮ×Ｃa／Ｃmaxで均等になるように、周波数軸及び時間軸上における送信データの拡散位置を変更する。

図３には、劣悪なブロック数を送信データ間で均一化した拡散位置の変更例を示している。図示のように、送信データＡ〜Ｃで使用するブロック数が２に均一化されている。

また、図４には、干渉の影響を回避するために送信禁止チャネルを設定した際に、送信データ間で拡散率が均一化するように周波数軸及び時間軸上における送信データの拡散位置を変更するための動作手順をフローチャートの形式で示している。

まず、通信路の調査を行ない（ステップＳ１１）、送信を開始する（ステップＳ１２）。そして、通信路の調査結果を基に、送信禁止チャネルを設定するとともに、その際の送信データ毎の送信禁止ブロック数をカウントする（ステップＳ１３）。

ＤＡＡにより、例えば図９に示したように、Ｆ１を中心周波数とするサブバンドが送信禁止チャネルとして設定されているとする。この場合、隣接する他の狭帯域システムへの干渉を回避することができるが、図１０に示したようにデータＡではＡ３〜Ａ４の２ブロック、データＢではＢ１〜Ｂ２、Ｂ４の３ブロック、データＣではＣ１〜Ｃ４の４ブロックといった具合に、送信データ毎に拡散率が不均一になる。そして、拡散率の低い送信データがボトルネックとなってＰＥＲの劣化を招来する

そこで、送信禁止チャネルが設定されたかどうかをチェックし（ステップＳ１４）、送信禁止チャネルが設定されていなければ、通常の拡散位置を用いてそのままデータ伝送を行なうが（ステップＳ１５）、送信禁止チャネルが設定されているときには、データ毎に拡散率が均一であるかどうかをさらにチェックする（ステップＳ１６）。

ここで、拡散率が均等であれば通常の拡散位置を用いてそのままデータ伝送を行なうが（ステップＳ１７）、均等でなければ、送信データ間で劣悪なブロック数となるように周波数軸及び時間軸上における送信データの拡散位置の変更処理を実施する（ステップＳ１８）。

通常の拡散位置における送信データ毎の拡散回数をＮ、周波数軸上で用意されたブロック総数をＣmax、送信禁止チャネルを設定した後に使用可能なブロック数をＣaとおいたとき、各送信データの拡散回数がＮ×Ｃa／Ｃmaxで均等になるように、周波数軸及び時間軸における送信データの拡散位置を変更する。

図５には、拡散率を送信データ間で均一化した拡散位置の変更例を示している。図示のように、送信データＡでは拡散率が２、Ｂ〜Ｃでは拡散率が３と、図１０に示した場合に比べ均一化されている。

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。

本明細書では、ＯＦＤＭ＿ＵＷＢ通信を行なうＭＢ−ＯＦＤＭ通信方式に本発明を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。周波数軸又は時間軸のいずれか一方においてのみ拡散処理を行なう通信システムや、その他の軸上でデータ拡散処理を行なう通信システムであっても、本発明を適用することで、送信データ間で拡散率を均一にしてＰＥＲの劣化を防止することができる。

要するに、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、特許請求の範囲を参酌すべきである。

図１は、本発明の一実施形態に係るＭＢ−ＯＦＤＭ送受信機の構成を示した図である。 図２は、ＵＷＢに割り当てられた周波数領域上に存在する劣悪なチャネルの影響を除くために送信データの拡散位置を変更するための動作手順を示したフローチャートである。 図３は、劣悪なブロック数を送信データ間で均一化した拡散位置の変更例を示した図である。 図４は、干渉の影響を回避するために送信禁止チャネルを設定した際に、送信データ間で拡散率が均一化するように送信データの拡散位置を変更するための動作手順を示したフローチャートである。 図５は、拡散率を送信データ間で均一化した拡散位置の変更例を示した図である。 図６は、拡散方式により送信データが周波数軸方向と時間軸方向の２次元上に配置された様子を示した図である。 図７は、一部のサブバンドのみが劣悪な周波数チャネルとなっている様子を示した図である。 図８は、一部が劣悪な周波数チャネルとなっている通信環境下で送信データを周波数方向及び時間軸方向で２次元的に拡散している様子を示した図である。 図９は、Ｆ１を中心周波数とするサブバンドが送信禁止チャネルとして設定されている様子を示した図である。 図１０は、送信禁止チャネルが設定されている通信環境下で送信データを周波数方向及び時間軸方向で２次元的に拡散している様子を示した図である。

符号の説明

１…アンテナ
２…ＲＦバンドパス・フィルタ
３…アンテナ・スイッチ
４…低雑音アンプ（ＬＮＡ）
５…ミキサ
６…バンドパス・フィルタ
７…可変利得増幅器（ＶＧＡ）
８…ＡＤ変換器
１０…Ｐｈｙベースバンド処理部
１１…高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）
１２…受信データ再現部
１３…自動利得制御部（ＡＧＣ）
１４…ＤＡ変換器
１５…送信データ生成部
１６…高速逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）
１７…ＤＡ変換器
１８…ローパス・フィルタ（ＬＰＦ）
１９…ミキサ
２０…電力増幅器（ＰＡ）
３０…上位レイヤ
４０…通信動作制御部

Claims (7)

1. 周波数軸又は時間軸に送信データを拡散する無線通信システムであって、周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況に基づいて、送信データ毎の拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御することを特徴とする無線通信システム。
2. 周波数軸又は時間軸上で送信データを拡散して伝送を行なう無線通信装置であって、
   周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況を判別するチャネル状況判別部と、
   チャネル状況に基づいて、周波数軸又は時間軸上で各送信データの拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御する通信動作制御部と、
   を具備することを特徴とする無線通信装置。
3. 広帯域を使用するＵＷＢ通信を行なう、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記通信動作制御部は、チャネル状況に基づいて、各データを送信する際に使用する周波数軸又は時間軸上のブロックのうち劣悪なブロック数をそれぞれカウントし、送信データ間で劣悪ブロック数が均等となるように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を変更する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
5. 前記チャネル状況判別部は、チャネル状況に基づいて、近隣の狭帯域通信システムの存在を検出し、
   前記通信動作制御部は、該狭帯域通信システムへの干渉を回避するための送信禁止チャネルを周波数軸又は時間軸上で設定するとともに、該送信禁止チャネル以外の領域において送信データ間で拡散率が均等となるように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を変更する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
6. 周波数軸又は時間軸上で送信データを拡散して伝送を行なう無線通信方法であって、
   周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況を判別するチャネル状況判別ステップと、
   チャネル状況に基づいて、周波数軸又は時間軸上で各送信データの拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御する通信動作制御ステップと、
   を具備することを特徴とする無線通信方法。
7. 周波数軸又は時間軸上で送信データを拡散して伝送を行なうための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
   周波数軸又は時間軸におけるチャネル状況を判別するチャネル状況判別手順と、
   チャネル状況に基づいて、周波数軸又は時間軸上で各送信データの拡散率が均一化するように周波数軸又は時間軸上の拡散位置を制御する通信動作制御手順と、
   を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
   

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