JP5942732B2

JP5942732B2 - 通信機および通信方法

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Publication number: JP5942732B2
Application number: JP2012207010A
Authority: JP
Inventors: 延良西川
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2016-06-29
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Also published as: JP2014064104A; US20140079099A1; US8948234B2

Description

本発明は、通信パラメータを変更する適応変調を行う通信機および通信方法に関する。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重）などの無線通信においては、伝送路中のフェージングによって伝送品質が劣化する。なお伝送品質の劣化の程度は一定ではなく、雑音や干渉波などの影響により変化する。そのため、例えば特許文献１の適応変調制御装置のように送信機と受信機の間の伝送路中において生じる位相および振幅の歪みを表す伝送路特性に応じて、一次変調の変調方式および誤り訂正方式などを変化させる適応変調が行われている。例えば歪みが少なく伝送路特性が良好であると判断した場合には、伝送効率を優先させて一次変調の変調方式として１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）を用い、伝送路特性が劣化していると判断した場合には、ＢＥＲ（Bit Error Rate：符号誤り率）の改善を優先させて変調方式としてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）を用いるような適応変調が行われている。

特開２０１１−７２０２４号公報

一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータを変更する場合には、通信パラメータの変更を他の機器に通知する必要がある。通信パラメータの変更を示すデータを受け取った他の機器は、伝送路中のフェージングの影響を取り除くため、該データについて等化処理を行う。しかし伝送路特性が劣化しており、フェージングの影響が大きい場合には、他の機器は該データを正しく等化できず、変更後の通信パラメータを検出することができないため、他の機器は受信信号を正しく復調することができないという課題があった。また通信パラメータを変更する適応変調を行わない場合と比べて、通信パラメータの変更を示すデータについても等化処理を行うため、処理時間が長くなる。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、通信パラメータを変更する適応変調を行う場合に、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る通信機は、
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機であって、
伝送路特性に基づいて前記通信パラメータを変更する変更手段と、
変更後の前記通信パラメータに基づいて、自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列の中から１つを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する切替通知手段と、
前記送信フレームを送信した後に、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する切替制御手段と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記選択手段は、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いる。

好ましくは、前記切替通知手段で前記送信フレームを前記他の機器に送信した後に、前記他の機器から送られた送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して再送切替データ系列を生成する受信手段と、
前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断する送信側相関手段とをさらに備え、
前記切替制御手段は、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたと判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されなかったと判断した場合には、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知手段で送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記切替通知手段の処理を再度行う。

好ましくは、前記送信側相関手段は、前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記選択手段は、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記確認データ系列を選択し、
前記切替制御手段は、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記選択手段で選択した前記確認データ系列について前記切替通知手段の処理を行って、前記受信手段および前記送信側相関手段の処理を繰り返し行い、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列が、変更後の前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれもに一致しないと判断した場合には、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知手段で送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記選択手段で前記変更後の通信パラメータに基づいて選択された前記切替データ系列について前記切替通知手段の処理を再度行って、前記受信手段および前記送信側相関手段の処理を繰り返し行う。

本発明の第２の観点に係る通信機は、
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機であって、
前記他の機器から送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して並列信号を生成する受信手段と、
前記並列信号の自己相関関数のピーク、および自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列に基づき、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断する受信側相関手段と、
前記受信側相関手段で前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合には、前記通信パラメータを前記他の機器から通知された変更後の前記通信パラメータに変更する受信側変更手段と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記受信側相関手段は、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いる。

好ましくは、前記受信側相関手段で、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合に、前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する受信側切替通知手段をさらに備える。

好ましくは、前記受信側相関手段は、前記並列信号の自己相関関数のピークに基づき、前記並列信号と前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記他の機器から前記通信パラメータの変更が正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記受信側変更手段は、前記受信側相関手段で前記並列信号と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記通信パラメータを前記受信側相関手段において直近で前記並列信号に一致すると判断された前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列に基づき、該通信パラメータに変更し、
前記受信側切替通知手段は、前記受信側相関手段で前記並列信号が、前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれかに一致すると判断した場合には、前記並列信号に一致した前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列または前記確認データ系列に前記所定の送信前処理を施した結果に基づき、前記送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する。

本発明の第３の観点に係る通信方法は、
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機が行う通信方法であって、
伝送路特性に基づいて前記通信パラメータを変更する変更ステップと、
変更後の前記通信パラメータに基づいて、自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列の中から１つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する切替通知ステップと、
前記送信フレームを送信した後に、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する切替制御ステップと、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記選択ステップにおいて、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いる。

好ましくは、前記切替通知ステップで前記送信フレームを前記他の機器に送信した後に、前記他の機器から送られた送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して再送切替データ系列を生成する受信ステップと、
前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断する送信側相関ステップとをさらに備え、
前記切替制御ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたと判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されなかったと判断した場合には、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知ステップで送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記切替通知ステップの処理を再度行う。

好ましくは、前記送信側相関ステップにおいて、前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記選択ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記確認データ系列を選択し、
前記切替制御ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記選択ステップで選択した前記確認データ系列について前記切替通知ステップの処理を行って、前記受信ステップおよび前記送信側相関ステップの処理を繰り返し行い、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列が、変更後の前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれもに一致しないと判断した場合には、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知ステップで送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記選択ステップで前記変更後の通信パラメータに基づいて選択された前記切替データ系列について前記切替通知ステップの処理を再度行って、前記受信ステップおよび前記送信側相関ステップの処理を繰り返し行う。

本発明の第４の観点に係る通信方法は、
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機が行う通信方法であって、
前記他の機器から送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して並列信号を生成する受信ステップと、
前記並列信号の自己相関関数のピーク、および自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列に基づき、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断する受信側相関ステップと、
前記受信側相関ステップで前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合には、前記通信パラメータを前記他の機器から通知された変更後の前記通信パラメータに変更する受信側変更ステップと、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記受信側相関ステップにおいて、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いる。

好ましくは、前記受信側相関ステップで、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合に、前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する受信側切替通知ステップをさらに備える。

好ましくは、前記受信側相関ステップにおいて、前記並列信号の自己相関関数のピークに基づき、前記並列信号と前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記他の機器から前記通信パラメータの変更が正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記受信側変更ステップにおいて、前記受信側相関ステップで前記並列信号と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記通信パラメータを前記受信側相関ステップにおいて直近で前記並列信号に一致すると判断された前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列に基づき、該通信パラメータに変更し、
前記受信側切替通知ステップにおいて、前記受信側相関ステップで前記並列信号が、前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれかに一致すると判断した場合には、前記並列信号に一致した前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列または前記確認データ系列に前記所定の送信前処理を施した結果に基づき、前記送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する。

本発明によれば、通信パラメータを変更する適応変調を行う場合に、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることが可能になる。

本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。実施の形態に係る通信機が行う送受信の動作の例を示すフローチャートである。実施の形態における切替データ系列の自己相関関数のピークの例を示す図である。実施の形態における切替データ系列の自己相関関数のピークの異なる例を示す図である。実施の形態に係る通信機が行う通信パラメータの変更の通知の概略を示す図である。実施の形態に係る通信機が行う通信パラメータの変更の通知の動作の例を示すフローチャートである。実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。信号に対するフェージングの影響を示す図である。自己相関関数のピークに対するフェージングの影響を示す図である。シミュレーションに用いた伝送路の遅延プロファイルの概略図である。実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲと変調方式の関係を示す図である。実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲと移動速度の関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。以下の説明において、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation：逆高速フーリエ変換）は、ＩＦＦＴとＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transformation：逆離散フーリエ変換）を含む概念とする。したがって本発明の実施の形態においては、ＩＦＦＴの代わりに、ＩＤＦＴを行うよう構成してもよい。同様にＦＦＴ（Fast Fourier Transformation：高速フーリエ変換）は、ＦＦＴとＤＦＴ（Discrete Fourier Transformation：離散フーリエ変換）を含む概念とする。またＩＤＦＴおよびＤＦＴを行う場合は、以下の説明におけるＦＦＴサイズとは、ＤＦＴサイズを意味する。

図１は、本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。通信機１は、一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う。通信機１は、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式の無線通信により他の機器と通信を行う。誤り訂正方式とは、符号化率、誤り訂正符号の種類、および拘束長などによって決定される。

通信機１は例えば基地局であり、他の機器である複数の端末局と相互に無線通信を行い、伝送路特性に応じて通信パラメータを変更した場合には、通信パラメータの変更を端末局に通知する。本実施の形態において伝送路とは無線伝送路を意味する。伝送路特性とは、例えば基地局と端末局との間の伝送路中において生じる信号の位相および振幅の歪みを表すものである。通信機１は、アンテナ１０、変調部１１、パイロット挿入部１２、直並列変換部１３、ＩＦＦＴ部１４、変更部１５、選択部１６、送信部１７、送受信切替部１８、受信部１９、ＦＦＴ部２０、相関部２１、およびコントローラ３０を備える。

コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３、およびＲＯＭ（Read-Only Memory）３４を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ３０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ３０は通信機１の各部にＩ／Ｏ（Input／Output）３２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

ＲＡＭ３３には、例えば送信フレームを生成するためのデータや後述する切替データ系列についての情報が記憶されている。ＲＯＭ３４は、コントローラ３０が通信機１の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ３０は、制御プログラムに基づいて、通信機１を制御する。

変調部１１は、通信パラメータに従って入力信号の一次変調を行い、変調信号を生成し、パイロット挿入部１２に送る。パイロット挿入部１２は、伝送路におけるフェージングの影響を取り除くためのパイロット信号を変調信号に挿入し、パイロット信号を挿入した変調信号を直並列変換部１３に送る。直並列変換部１３は、送られたデータを直並列変換して周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、直並列変換したデータをＩＦＦＴ部１４に送る。ＩＦＦＴ部１４は、直並列変換されたデータのＩＦＦＴを行い、演算結果を送信部１７に送る。送信部１７は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部１８およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信フレームを送る。上述の処理により、従来の通信機と同様に、変調部１１に入力された入力信号を他の機器に送信することが可能となる。

変更部１５は、伝送路特性に基づいて通信パラメータを変更し、変更後の通信パラメータを変調部１１および選択部１６に送る。伝送路特性の検出には従来技術を用い、例えば受信部１９で受信した信号の受信電界強度に基づき、変更部１５は伝送路特性を検出し、伝送路特性に基づいて通信パラメータを変更する。

選択部１６は、変更部１５が通信パラメータを変更した場合には、変更後の通信パラメータに基づいて、複数の切替データ系列の中から１つを選択し、直並列変換部１３に送る。複数の切替データ系列は、それぞれの自己相関関数のピークが原点以外にも存在するデータ系列であって、原点以外の自己相関関数のピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる。自己相関関数のピークとは、自己相関関数の相関値の内、所定の範囲を超える相関値を意味する。

選択部１６は、例えば、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする切替データ系列を用いてもよい。所定の係数の内、少なくとも２つの係数の絶対値は０より大きい。自己相関特性を有するデータ系列とは、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高いデータ系列である。自己相関特性を有するデータ系列を用いる場合、データの任意のシフトを行ったデータ系列は、データのシフトを行っていないデータ系列と比べて、少なくとも１の要素の値が異なる。自己相関特性を有するデータ系列として、例えばＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列やＰＮ（Pseudorandom Noise：擬似ランダム雑音）系列を用いることができる。

直並列変換部１３は、選択部１６から受け取った切替データ系列についても、上述のように直並列変換を行い、ＩＦＦＴ部１４は、直並列変換された切替データ系列のＩＦＦＴを行い、演算結果を送信部１７に送る。送信部１７は、該切替データ系列のＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成してデータシンボルを生成し、該データシンボルに基づき、必要に応じて振幅が０のデータシンボルであるヌルシンボルを挿入して送信フレームを生成する。送信部１７は、該送信フレームを送受信切替部１８およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信する。

直並列変換部１３、ＩＦＦＴ部１４および送信部１７は協働して、選択部１６で選択された切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成して送信する切替通知手段としての動作も行う。ＣＡＺＡＣ系列またはＰＮ系列に所定の係数を乗算したデータを要素とする切替データ系列を用いることで、該送信フレームのＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）を低減することが可能となる。そのため、送信部１７は、切替データ系列の送信について、広範囲において線形性を有する電力増幅器を用いなくても、信号の歪みなく送信することが可能となる。

受信部１９は、アンテナ１０および送受信切替部１８を介して、他の機器から送信フレームを受信する。受信部１９は、シンボル同期を行って、各データシンボルを抽出し、直並列変換を行い、直並列変換したデータシンボルをＦＦＴ部２０に送る。ＦＦＴ部２０は、直並列変換されたデータシンボルのＦＦＴを行って再送切替データ系列を生成し、相関部２１に送る。受信部１９およびＦＦＴ部２０は協働して、送信フレームを受信し、所定の受信後処理をして再送切替データ系列を生成する受信手段として動作する。

相関部２１は、再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、通信パラメータの変更が他の機器に正しく通知されたか否かを判断する。相関部２１の処理の詳細については後述する。コントローラ３０は切替制御手段としての動作も行い、相関部２１が通信パラメータの変更が他の機器に正しく通知されたと判断した場合には、通信機１は変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する。また相関部２１が通信パラメータの変更が他の機器に正しく通知されていないと判断した場合には、送信部１７は電力増幅器における増幅の程度を前回、すなわち直前に上記切替データ系列に基づく送信フレームを送信したとき、よりも大きくして送信電力を上げ、上記切替データ系列に基づく送信フレームを他の機器に再送する。

図２は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。通信機４は例えば端末局であり、基地局と相互に無線通信を行い、基地局が伝送路特性に応じて通信パラメータを変更した場合には、通信パラメータの変更の通知を受信する。通信機４は、通信機１と同じ通信方式を用いて無線通信を行う。通信機４は、アンテナ４０、送受信切替部４１、受信部４２、ＦＦＴ部４３、相関部４４、等化器４５、並直列変換部４６、復調部４７、直並列変換部４８、ＩＦＦＴ部４９、送信部５０、変更部５１、およびコントローラ３０を備える。コントローラ３０は、通信機１が備えるコントローラ３０と同様の構成であり、通信機４の各部の処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

受信部４２は、アンテナ４０および送受信切替部４１を介して、他の機器から送信フレームを受信する。受信部４２は、通信機１が備える受信部１９と同様に、シンボル同期を行って、各データシンボルを抽出し、直並列変換を行い、直並列変換を行ったデータシンボルをＦＦＴ部４３に送る。ＦＦＴ部４３は、直並列変換されたデータシンボルのＦＦＴを行って、並列信号を生成し、相関部４４に送る。受信部４２とＦＦＴ部４３は協働して、他の機器から送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して並列信号を生成する受信手段としての動作を行う。

相関部４４は、並列信号の自己相関関数のピーク、および自己相関関数のピークが原点以外にも存在し、原点以外の自己相関関数のピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列に基づき、他の機器から通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断する。上記複数の切替データ系列は、通信機１が備える選択部１６で用いる複数の切替データ系列と同じであり、通信機４は、予め切替データ系列についての情報を保持しているものとする。

送信側で入力信号を変調し、所定の処理を施して生成した送信フレームを受信し、該送信フレームから生成した並列信号の自己相関分析を行った場合、上述の切替データ系列のように原点以外にも自己相関関数のピークが生じる確率は極めて低い。そのため、相関部４４は、並列信号の自己相関関数のピークの位置および符号に基づき、並列信号が切替データ系列のいずれかに一致するか否かを検出し、他の機器から通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断することが可能となる。相関部４４は、他の機器からパラメータの変更が通知されていないと判断した場合には、並列信号を等化器４５に送る。相関部４４の処理の詳細については後述する。

等化器４５は、並列信号からパイロット信号を抽出し、パイロット信号に基づき、並列信号の内、パイロット信号を除いた並列信号からフェージングの影響を取り除く等化処理を行う。等化器４５は、従来技術を用い、例えばゼロフォーシングや最小二乗法を用いて等化処理を行う。等化器４５は等化処理を施したパイロット信号を除いた並列信号を並直列変換部４６に送る。並直列変換部４６は送られた信号を並直列変換し、並直列変換した信号を復調部４７に送る。復調部４７は、通信パラメータに従って、送られた信号を復調する。上述の処理により、従来の通信機と同様に、他の機器から送られた送信フレームから信号を復調することが可能となる。

相関部４４が他の機器から通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合には、直並列変換部４８は、相関部４４からの通知に基づく所定の切替データ系列の直並列変換を行い、直並列変換した切替データ系列をＩＦＦＴ部４９に送る。ＩＦＦＴ部４９は、直並列変換された切替データ系列のＩＦＦＴを行い、演算結果を送信部５０に送る。送信部５０は、ＩＦＦＴ部４９の演算結果を合成してデータシンボルを生成し、該データシンボルに基づき、必要に応じてヌルシンボルを挿入して送信フレームを生成する。送信部５０は、該送信フレームを送受信切替部４１およびアンテナ４０を介して、他の機器に送る。直並列変換部４８、ＩＦＦＴ部４９および送信部５０は協働して、受信側切替通知手段としての動作を行う。変更部５１は、相関部４４からの通知に基づき、通信パラメータを変更し、変更後の通信パラメータを復調部４７に送る。

図３は、実施の形態に係る通信機が行う送受信の動作の例を示すフローチャートである。従来の通信機間の送受信と同様に、基地局である通信機１がデータを送信し、端末局である通信機４がデータを受信する場合の動作について以下に説明する。

変調部１１は、通信パラメータに従って入力信号の一次変調を行い、変調信号を生成する（ステップＳ１１０）。パイロット挿入部１２は、パイロット信号を変調信号に挿入する（ステップＳ１２０）。直並列変換部１３は、送られたデータを直並列変換する（ステップＳ１３０）。ＩＦＦＴ部１４は、直並列変換されたデータのＩＦＦＴを行う（ステップＳ１４０）。送信部１７は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部１８およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信フレームを送信する（ステップＳ１５０）。

通信機４が備える受信部４２は、アンテナ４０および送受信切替部４１を介して、通信機１から送られた送信フレームを受信する。受信部４２は、シンボル同期を行って、各データシンボルを抽出し、直並列変換を行い、ＦＦＴ部４３は、直並列変換されたデータシンボルのＦＦＴを行って、並列信号を生成する。そして相関部４４は、並列信号の自己相関分析を行う（ステップＳ２１０）。

相関部４４は、並列信号の自己相関分析を行うことで、並列信号が切替データ系列のいずれかに一致するか否かを判断する。通信機１からパラメータの変更が通知されていないため、相関部４４は、並列信号が切替データ系列のいずれにも一致しないと判断し（ステップＳ２２０：Ｎ）、並列信号を等化器４５に送る。

等化器４５は、並列信号からパイロット信号を抽出し、パイロット信号に基づき、並列信号の内、パイロット信号を除いた並列信号からフェージングの影響を取り除く等化処理を行う（ステップＳ２６０）。並直列変換部４６は等化処理を施したパイロット信号を除いた並列信号を並直列変換し、復調部４７は、通信パラメータに従って復調する（ステップＳ２７０）。以上の処理により、通信機１と通信機４の間で通常のデータの送受信を行うことができる。なお受信側のステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理については、通信パラメータの変更が行われた際の処理であるので、後述する。

通信機１は、伝送路特性に基づいて、通信パラメータに含まれる変調方式として、例えばＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying：二位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）、６４ＱＡＭの内、いずれかを用いるものとする。例えばＦＦＴサイズを２０４８とすると、選択部１６は、下記（１）式で表すように５つの切替データ系列を用意する。ｃ_ｍは要素数がｍのＣＡＺＡＣ系列を表し、０_ｎは、要素数がｎであって各要素の値が０であるデータを表す。ｍおよびｎは任意の自然数である。α_１、α_２、α_３、α_４は任意の正の実数である。

切替データ系列ｓ_０を通信パラメータの変更の通知が正しく行われたか否かの確認に用いる切替データ系列（以下、確認データ系列という）とし、切替データ系列ｓ_１をＢＰＳＫ、切替データ系列ｓ_２をＱＰＳＫ、切替データ系列ｓ_３を１６ＱＡＭ、切替データ系列ｓ_４を６４ＱＡＭにそれぞれ対応させた切替データ系列とする。なお通信機４は、通信パラメータである変調方式に対応する切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４および確認データ系列ｓ０についての情報を保持する。以下、単に切替データ系列という場合には、通信パラメータに対応する切替データ系列および確認データ系列を含むものとする。

例えば、確認データ系列ｓ_０のα_１＝α_２＝α_３＝α_４＝１とし、切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のα_１＝α_２＝α_３＝２とすると、確認データ系列ｓ_０のＰＡＰＲは６．０ｄＢ、切替データ系列ｓ_１のＰＡＰＲは３．０ｄＢ、切替データ系列ｓ_２のＰＡＰＲは５．６ｄＢ、切替データ系列ｓ_３のＰＡＰＲは５．７ｄＢ、切替データ系列ｓ_４のＰＡＰＲは５．２ｄＢである。

図４は、実施の形態における切替データ系列の自己相関関数のピークの例を示す図である。横軸が周波数、縦軸が相関値を表す電力である。図４（ａ）が確認データ系列ｓ_０、図４（ｂ）が切替データ系列ｓ_１、図４（ｃ）が切替データ系列ｓ_２、図４（ｄ）が切替データ系列ｓ_３、図４（ｅ）が切替データ系列ｓ_４、のそれぞれの自己相関分析の結果である。確認データ系列ｓ_０、および切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４の自己相関関数のピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる。例えば確認データ系列ｓ_０の場合は、サブキャリア間隔をｆ_０とすると、原点以外に、周波数が５１２ｆ_０、１０２４ｆ_０、１５３６ｆ_０の場合に正のピークが生じる。後述するように、自己相関関数のピークの位置および符号はフェージングの影響を受けにくいため、相関部４４は、並列信号の自己相関分析を行うことで、並列信号が確認データ系列および通信パラメータに対応する切替データ系列のいずれかに一致するか否かを判断することが可能となる。

上述のように切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４の様に０_５１２を設けることでピークの位置のパターンを増やし、またそれぞれにおいて、０_５１２の位置を変えることで、切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のそれぞれをより正確に区別することが可能となる。なお選択部１６が用いる切替データ系列は上述の例に限られず、原点以外にも自己相関関数のピークが存在し、互いに区別できればよい。

フェージングの影響をより低減するため、選択部１６は、下記（２）式で表されるように、ガードサブキャリアを設けた切替データ系列を用いてもよい。

例えば、確認データ系列ｓ’_０のα_１＝α_２＝α_３＝α_４＝１とし、切替データ系列ｓ’_１、ｓ’_２、ｓ’_３、ｓ’_４のα_１＝α_２＝α_３＝２とすると、確認データ系列ｓ’_０のＰＡＰＲは６．２ｄＢ、切替データ系列ｓ’_１のＰＡＰＲは３．７ｄＢ、切替データ系列ｓ’_２のＰＡＰＲは５．５ｄＢ、切替データ系列ｓ’_３のＰＡＰＲは５．４ｄＢ、切替データ系列ｓ’_４のＰＡＰＲは４．９ｄＢである。

図５は、実施の形態における切替データ系列の自己相関関数のピークの異なる例を示す図である。横軸が周波数、縦軸が相関値を表す電力である。図５（ａ）が確認データ系列ｓ’_０、図５（ｂ）が切替データ系列ｓ’_１、図５（ｃ）が切替データ系列ｓ’_２、図５（ｄ）が切替データ系列ｓ’_３、図５（ｅ）が切替データ系列ｓ’_４、のそれぞれの自己相関分析の結果である。切替データ系列ｓ’_０、ｓ’_１、ｓ’_２、ｓ’_３、ｓ’_４についても同様に、相関部４４は、並列信号の自己相関分析を行うことで、並列信号が切替データ系列のいずれかに一致するか否かを判断することが可能となる。

図６は、実施の形態に係る通信機が行う通信パラメータの変更の通知の概略を示す図である。基地局である通信機１が伝送路特性に基づき通信パラメータを変更し、通信パラメータの変更を端末局である通信機４に通知する動作の概略について説明する。図６中の送信側が通信機１であり、受信側が通信機４である。

通信機１は、通信パラメータを変更した場合には、図６中の（１）に示すように、変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に基づく送信フレームを通信機４に送信する。例えば現在の通信パラメータに含まれる変調方式がＢＰＳＫであり、通信パラメータに含まれる変調方式をＢＰＳＫからＱＰＳＫに変更したとする。上記（１）式の確認データ系列ｓ_０および切替データ系列ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４を用いる場合には、通信機１は、ＱＰＳＫに対応する切替データ系列ｓ_２に基づく送信フレームを通信機４に送信する。

通信機４は、通信機１から受け取った送信フレームから生成した並列信号が通信パラメータに対応する切替データ系列および確認データ系列のいずれかに一致した場合には、図６中の（２）に示すように、並列信号に一致した、通信パラメータに対応する切替データ系列または確認データ系列に基づく送信フレームを通信機１に送信する。上述の例においては、ＱＰＳＫに対応する切替データ系列ｓ_２に基づく送信フレームが通信機１から送信されているため、通信機４は、ＱＰＳＫに対応する切替データ系列ｓ_２に基づく送信フレームを通信機１に送信する。

通信機１は、通信機４から受け取った送信フレームから生成した再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致するか否かを判断する。再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致しない場合には、送信部１７が備える電力増幅器における増幅の程度を前回、図６中の（１）の処理を行ったときよりも大きくし、送信電力を上げて、図６中の（１）の処理を再度行う。再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致する場合には、図６中の（３）に示すように、通信機１は確認データ系列に基づく送信フレームを通信機４に送信する。上述の例においては、切替データ系列ｓ_２に基づく送信フレームが通信機４から送信されているため、通信機１は、確認データ系列ｓ_０に基づく送信フレームを通信機４に送信する。

通信機４は、通信機１から受け取った送信フレームから生成した並列信号が通信パラメータに対応する切替データ系列および確認データ系列のいずれかに一致した場合には、図６中の（４）に示すように、並列信号に一致した、通信パラメータに対応する切替データ系列または確認データ系列に基づく送信フレームを通信機１に送信する。通信機４は、並列信号が確認データ系列に一致する場合には、通信パラメータを図６中の（２）で通信機１に送った切替データ系列に対応する通信パラメータに変更する。上述の例においては、確認データ系列ｓ_０に基づく送信フレームが通信機１から送信されているため、通信機４は、通信パラメータに含まれる変調方式をＱＰＳＫに変更し、確認データ系列ｓ_０に基づく送信フレームを通信機１に送信する。

通信機１は、通信機４から受け取った送信フレームから生成した再送切替データ系列が確認データ系列に一致するか否かを判断する。再送切替データ系列が確認データ系列に一致しない場合には、送信部１７が備える電力増幅器における増幅の程度を前回、図６中の（１）の処理を行ったときよりも大きくし、送信電力を上げて、図６中の（１）の処理を再度行う。再送切替データ系列が確認データ系列に一致する場合には、変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する。

図７は、実施の形態に係る通信機が行う通信パラメータの変更の通知の動作の例を示すフローチャートである。図７のフローチャートにおける受信側の処理は、図３と同様である。基地局である通信機１が伝送路特性に基づき通信パラメータを変更し、通信パラメータの変更を端末局である通信機４に通知する動作の詳細について以下に説明する。

変更部１５は、伝送路特性に基づいて通信パラメータを変更する（ステップＳ３１０）。選択部１６は、変更後の通信パラメータに基づいて、複数の切替データ系列の中から１つを選択し、直並列変換部１３は該切替データ系列の直並列変換をする。ＩＦＦＴ部１４は直並列変換された該切替データ系列のＩＦＦＴを行い、送信部１７は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部１８およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信フレームを送信する（ステップＳ３２０）。

相関部４４が、並列信号が切替データ系列のいずれにも一致しないと判断した場合（ステップＳ２２０：Ｎ）の処理については、図３を用いて説明した上述の処理と同様である。相関部４４は、並列信号が通信パラメータに対応する切替データ系列に一致すると判断した場合には（ステップＳ２２０：Ｙ、Ｓ２３０：Ｎ）、並列信号が通信パラメータに対応する切替データ系列に一致した旨を直並列変換部４８に送る。直並列変換部４８は、並列信号に一致した通信パラメータに対応する切替データ系列を直並列変換する。そしてＩＦＦＴ部４９は、直並列変換された該切替データ系列のＩＦＦＴを行い、送信部５０は、ＩＦＦＴ部４９の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部４１およびアンテナ４０を介して、通信機１に該送信フレームを送信する（ステップＳ２５０）。

通信機１が備える受信部１９は、アンテナ１０および送受信切替部１８を介して、通信機４から送信フレームを受信する。受信部１９は、シンボル同期を行って、各データシンボルを抽出し、直並列変換を行う。ＦＦＴ部２０は、直並列変換されたデータシンボルのＦＦＴを行って再送切替データ系列を生成し、相関部２１は、再送切替データ系列の自己相関分析を行う（ステップＳ３３０）。

相関部２１は、再送切替データ系列の自己相関分析を行うことで、再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致するか否かを判断する。相関部２１は、再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致しないと判断した場合には（ステップＳ３４０：Ｎ）、判断結果を送信部１７に通知する。送信部１７は、電力増幅器における増幅の程度を前回よりも大きくし、送信電力を上げて（ステップＳ３９０）、ステップＳ３２０に戻り、変更後の通信パラメータに基づく送信フレームを再送し、上述の処理を繰り返す。

相関部２１が、再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致すると判断した場合には（ステップＳ３４０：Ｙ）、相関部２１は判断結果を選択部１６に通知する。選択部１６は、相関部２１からの通知に基づき、確認データ系列を選択し、直並列変換部１３は確認データ系列の直並列変換をする。ＩＦＦＴ部１４は直並列変換された確認データ系列のＩＦＦＴを行い、送信部１７は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部１８およびアンテナ１０を介して、通信機４に送信フレームを送る（ステップＳ３５０）。

通信機４は、上述のようにステップＳ２１０の処理を行う。相関部４４は、並列信号が確認データ系列に一致すると判断した場合には（ステップＳ２２０：Ｙ、Ｓ２３０：Ｙ）、判断結果を直並列変換部４８および変更部５１に送る。変更部５１は、通信パラメータを、相関部４４において直近で並列信号に一致すると判断された通信パラメータに対応する切替データ系列に基づき、該通信パラメータに変更する（ステップＳ２４０）。直並列変換部４８は、相関部４４からの通知に基づき、確認データ系列の直並列変換をする。ＩＦＦＴ部４９は、直並列変換された確認データ系列のＩＦＦＴを行い、送信部５０は、ＩＦＦＴ部４９の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部４１およびアンテナ４０を介して、通信機１に送信フレームを送る（ステップＳ２５０）。

ステップＳ３３０と同様に、通信機１が備える受信部１９は、アンテナ１０および送受信切替部１８を介して、他の機器から送信フレームを受信する。受信部１９は、シンボル同期を行って、各データシンボルを抽出し、直並列変換を行う。ＦＦＴ部２０は、直並列変換されたデータシンボルのＦＦＴを行って再送切替データ系列を生成し、相関部２１は、再送切替データ系列の自己相関分析を行う（ステップＳ３６０）。

相関部２１が、再送切替データ系列が確認データ系列に一致しないと判断した場合には（ステップＳ３７０：Ｎ）、送信部１７が備える電力増幅器における増幅の程度を前回よりも大きくし、送信電力を上げて（ステップＳ３９０）、ステップＳ３２０に戻り、変更後の通信パラメータに基づく送信フレームを再送し、上述の処理を繰り返す。

相関部２１が、再送切替データ系列が確認データ系列に一致すると判断した場合には（ステップＳ３７０：Ｙ）、通信機１は、変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する（ステップＳ３８０）。その後、通信機１は変更後の通信パラメータを用いて、図３に示す送信処理を行い、通信機４は変更後の通信パラメータを用いて、図３に示す受信処理を行う。

通信パラメータ変更の通知方法は上述のフローに限られない。例えば、通信機１においてステップＳ３２０、Ｓ３５０で送信フレームを送信した後、所定の時間が経過しても通信機４から信号を受信しない場合には、タイムアウトとしてステップＳ３９０に進むよう構成してもよい。

また例えば通信パラメータに対応する切替データ系列のみを用いて、通信パラメータの変更の通知を行ってもよい。その場合に、ステップＳ２２０で並列信号が切替データ系列に一致したと判断した場合には、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０で通信パラメータを該切替データ系列に対応する通信パラメータに変更し、ステップＳ２６０において該切替データ系列に基づく送信フレームを送信する。そして、ステップＳ３３０で再送切替データ系列が変更後の通信パラメータに対応する切替データ系列に一致する場合には、通信機１は、ステップＳ３８０に進み、変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する。

また通信機１から通信パラメータの変更を通知していないが、通信機４が誤って並列信号が通信パラメータに対応する切替データ系列に一致すると判断し、該切替データ系列に基づく送信フレームを送信した場合には、通信機１は上述のフローのステップＳ３３０から処理を開始してもよい。その場合、変更後の通信パラメータは存在しないため、ステップＳ３３０においては、再送切替データ系列が現在の通信パラメータに一致するか否かを判断する。そして、上述のようにステップＳ３３０以降の処理を行う。

送信側で入力信号を変調し、所定の処理を施して生成した送信フレームを受信し、該送信フレームから生成した並列信号の自己相関分析を行った場合、上述の切替データ系列のように原点以外にも自己相関関数のピークが生じる確率は極めて低いため、原点以外にもピークが存在する切替データ系列を用いることで、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることが可能となる。切替データ系列は自己相関特性を有し、伝送路におけるフェージングの影響を受けにくいため、送信側でパイロット信号を挿入し、受信側でパイロット信号に基づく等化処理をする必要がなく、処理時間を短くすることが可能である。

上述のように、送信側で、通信パラメータの変更の通知が正しく行われたことが確認できない場合には、前回よりも送信電力を上げて再度通信パラメータの変更の通知を行うため、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることが可能となる。また確認データ系列を用いて、通信パラメータの変更が正しく通知されたか否かを判断することで、通信パラメータの変更の通知の精度をさらに向上させることが可能となる。

図８は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。図１に示す通信機１に従来の通信機が備える受信機能をもたせたものである。なおコントローラ３０については記載を省略した。変更部１５は、通信パラメータを変更した場合には、変調部１１に加えて復調部４７に変更後の通信パラメータを送る。相関部２１は、再送切替データ系列が切替データ系列のいずれにも一致しない場合には、再送切替データ系列を等化器４５に送る。等化器４５、並直列変換部４６、および復調部４７の動作は、図２に示す通信機４と同様である。

図９は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。図２に示す通信機４に従来の通信機が備える送信機能をもたせたものである。変調部１１およびパイロット挿入部１２の動作は、図１に示す通信機１と同様である。直並列変換部４８は、パイロット信号を挿入された変調信号を直並列変換し、直並列変換したデータをＩＦＦＴ部４９に送る。ＩＦＦＴ部４９は、直並列変換されたデータのＩＦＦＴを行い、演算結果を送信部５０に送る。送信部５０は、ＩＦＦＴ部４９の演算結果を合成して生成したデータシンボルに基づき、送信フレームを生成し、送受信切替部４１およびアンテナ４０を介して、他の機器に送信フレームを送る。変更部５１は、復調部４７に加えて変調部１１にも変更後の通信パラメータを送る。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る通信機１、４によれば、自己相関値のピークが原点以外にも存在する切替データ系列を用いることで、通信パラメータを変化させる適応変調を行う場合に、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることが可能になる。

（具体例）
次に、シミュレーションにより本実施の形態に係る発明の効果を説明する。上記（１）式の確認データ系列ｓ_０のα_１＝α_２＝α_３＝α_４＝１とし、確認データ系列ｓ_０が受けるフェージングの影響についてシミュレーションを行った。図１０は、信号に対するフェージングの影響を示す図である。図１０（ａ）は、送信前の確認データ系列ｓ_０を複素平面上に表した図であり、図１０（ｂ）は、伝送路を介して受信側で復元した等化処理を行っていない確認データ系列ｓ_０を複素平面上に表した図である。フェージングの影響を受けて、確認データ系列ｓ_０の各要素の振幅および位相が変化していることがわかる。

図１１は、自己相関関数のピークに対するフェージングの影響を示す図である。横軸が周波数（単位：サブキャリア間隔ｆ_０）、縦軸が相関値を表す電力である。図１１（ａ）は、送信前の確認データ系列ｓ_０の自己相関分析の結果であり、図１１（ｂ）は、伝送路を介して受信側で復元した等化処理を行っていない確認データ系列ｓ_０の自己相関分析の結果である。自己相関分析の結果については、フェージングの影響が少なく、自己相関関数のピークの位置および符号は、送信前と同じであることがわかる。通信パラメータに対応する切替データ系列の場合も、確認データ系列と同様に、自己相関関数のピークの位置および符号は、送信前と同じである。上述のような確認データ系列および通信パラメータに対応する切替データ系列を用いることで、通信パラメータの変更の通知の精度を向上させることが可能となることがわかる。

図１０および図１１に示すシミュレーションにおいては、マルチパスの数を６とし、受信側のアンテナに到来する素波の数を３２とした。また素波により構成される遅延波の遅延時間とアンテナでの所定の数の波長を含む所定の区間での受信電力の平均である平均電力との関係を示す遅延プロファイルとして表１に示す値を用いた。図１２は、シミュレーションに用いた伝送路の遅延プロファイルの概略図である。

ドップラーシフトに関しては、基準となるサブキャリアの周波数を５．６ＧＨｚとし、送信側の通信機の移動速度を可変とした。シミュレーションで用いたＯＦＤＭ通信方式においては、インターリーブを用いず、誤り訂正を行わなかった。またパイロット信号として要素の値が全て１の信号を用い、受信側ではゼロフォーシングを用いて等化を行った。

シミュレーションしたＢＥＲ（Bit Error Rate：符号誤り率）の変化について説明する。図１３は、実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲと変調方式の関係を示す図である。移動速度を６０ｋｍ／ｈとし、変調方式を変えてＢＥＲのシミュレーションを行った。伝送率がより高い変調方式を用いると、ＢＥＲが劣化することがわかる。図１４は、実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲと移動速度の関係を示す図である。変調方式をＱＰＳＫとし、移動速度を変えてＢＥＲのシミュレーションを行った。移動速度が速くなるにつれて、ＢＥＲが劣化することがわかる。例えば、図１４に示すように移動速度の変化によって伝送路特性は変化する。そのような場合に、本実施の形態に係る通信機１のように通信パラメータを変えることで、伝送路特性に応じた好適な無線通信を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。ＩＦＦＴ部１４、４９は、ＩＦＦＴの代わりにＩＤＦＴを行うよう構成してもよいし、ＦＦＴ部２０、４３は、ＦＦＴの代わりにＤＦＴを行うよう構成してもよい。

１、４通信機
１０、４０アンテナ
１１変調部
１２パイロット挿入部
１３、４８直並列変換部
１４、４９ＩＦＦＴ部
１５、５１変更部
１６選択部
１７、５０送信部
１８、４１送受信切替部
１９、４２受信部
２０、４３ＦＦＴ部
２１、４４相関部
３０コントローラ
３１ＣＰＵ
３２Ｉ／Ｏ
３３ＲＡＭ
３４ＲＯＭ
４５等化器
４６並直列変換部
４７復調部

Claims

一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機であって、
伝送路特性に基づいて前記通信パラメータを変更する変更手段と、
変更後の前記通信パラメータに基づいて、自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列の中から１つを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する切替通知手段と、
前記送信フレームを送信した後に、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する切替制御手段と、
を備えることを特徴とする通信機。
前記選択手段は、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いることを特徴とする請求項１に記載の通信機。
前記切替通知手段で前記送信フレームを前記他の機器に送信した後に、前記他の機器から送られた送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して再送切替データ系列を生成する受信手段と、
前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断する送信側相関手段とをさらに備え、
前記切替制御手段は、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたと判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されなかったと判断した場合には、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知手段で送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記切替通知手段の処理を再度行う、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信機。
前記送信側相関手段は、前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記選択手段は、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記確認データ系列を選択し、
前記切替制御手段は、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記選択手段で選択した前記確認データ系列について前記切替通知手段の処理を行って、前記受信手段および前記送信側相関手段の処理を繰り返し行い、前記送信側相関手段で前記再送切替データ系列が、変更後の前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれもに一致しないと判断した場合には、前記送信側相関手段で前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知手段で送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記選択手段で前記変更後の通信パラメータに基づいて選択された前記切替データ系列について前記切替通知手段の処理を再度行って、前記受信手段および前記送信側相関手段の処理を繰り返し行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の通信機。
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機であって、
前記他の機器から送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して並列信号を生成する受信手段と、
前記並列信号の自己相関関数のピーク、および自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列に基づき、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断する受信側相関手段と、
前記受信側相関手段で前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合には、前記通信パラメータを前記他の機器から通知された変更後の前記通信パラメータに変更する受信側変更手段と、
を備えることを特徴とする通信機。
前記受信側相関手段は、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いることを特徴とする請求項５に記載の通信機。
前記受信側相関手段で、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合に、前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する受信側切替通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項５または６に記載の通信機。
前記受信側相関手段は、前記並列信号の自己相関関数のピークに基づき、前記並列信号と前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記他の機器から前記通信パラメータの変更が正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記受信側変更手段は、前記受信側相関手段で前記並列信号と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記通信パラメータを前記受信側相関手段において直近で前記並列信号に一致すると判断された前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列に基づき、該通信パラメータに変更し、
前記受信側切替通知手段は、前記受信側相関手段で前記並列信号が、前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれかに一致すると判断した場合には、前記並列信号に一致した前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列または前記確認データ系列に前記所定の送信前処理を施した結果に基づき、前記送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信機。
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機が行う通信方法であって、
伝送路特性に基づいて前記通信パラメータを変更する変更ステップと、
変更後の前記通信パラメータに基づいて、自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列の中から１つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する切替通知ステップと、
前記送信フレームを送信した後に、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始する切替制御ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
前記選択ステップにおいて、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いることを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
前記切替通知ステップで前記送信フレームを前記他の機器に送信した後に、前記他の機器から送られた送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して再送切替データ系列を生成する受信ステップと、
前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断する送信側相関ステップとをさらに備え、
前記切替制御ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたと判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されなかったと判断した場合には、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知ステップで送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記切替通知ステップの処理を再度行う、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の通信方法。
前記送信側相関ステップにおいて、前記再送切替データ系列の自己相関関数のピークに基づき、前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記選択ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記確認データ系列を選択し、
前記切替制御ステップにおいて、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記変更後の通信パラメータを用いた無線通信を開始し、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列と前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列とが一致すると判断した場合には、前記選択ステップで選択した前記確認データ系列について前記切替通知ステップの処理を行って、前記受信ステップおよび前記送信側相関ステップの処理を繰り返し行い、前記送信側相関ステップで前記再送切替データ系列が、変更後の前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれもに一致しないと判断した場合には、前記送信側相関ステップで前記通信パラメータの変更が前記他の機器に正しく通知されたか否かを判断した直前の、前記切替通知ステップで送信した前記送信フレームの送信電力より大きい送信電力で、前記選択ステップで前記変更後の通信パラメータに基づいて選択された前記切替データ系列について前記切替通知ステップの処理を再度行って、前記受信ステップおよび前記送信側相関ステップの処理を繰り返し行う、
ことを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。
一次変調の変調方式および誤り訂正方式の少なくとも一方を含む通信パラメータが可変である通信方式を用いて他の機器と無線通信を行う通信機が行う通信方法であって、
前記他の機器から送信フレームを受信し、所定の受信後処理を施して並列信号を生成する受信ステップと、
前記並列信号の自己相関関数のピーク、および自己相関関数の相関値が所定の範囲を超えるピークが原点以外にも存在し、原点以外に存在する前記ピークの位置および符号の少なくともいずれか一方が互いに異なる複数の切替データ系列に基づき、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたか否かを判断する受信側相関ステップと、
前記受信側相関ステップで前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合には、前記通信パラメータを前記他の機器から通知された変更後の前記通信パラメータに変更する受信側変更ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
前記受信側相関ステップにおいて、データのシフトを行っていない同じデータ系列との間の自己相関値が、データの任意のシフトを行ったデータ系列との間の自己相関値に比べて高い、自己相関特性を有する複数の任意のデータ系列にそれぞれ所定の係数を乗算したデータを要素とする前記切替データ系列を用いることを特徴とする請求項１３に記載の通信方法。
前記受信側相関ステップで、前記他の機器から前記通信パラメータの変更が通知されたと判断した場合に、前記変更後の通信パラメータに対応する前記切替データ系列に所定の送信前処理を施した結果に基づき、送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する受信側切替通知ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の通信方法。
前記受信側相関ステップにおいて、前記並列信号の自己相関関数のピークに基づき、前記並列信号と前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記他の機器から前記通信パラメータの変更が正しく通知されたか否かの判断に用いる前記切替データ系列である確認データ系列のいずれかとが一致するか否かを判断し、
前記受信側変更ステップにおいて、前記受信側相関ステップで前記並列信号と前記確認データ系列とが一致すると判断した場合には、前記通信パラメータを前記受信側相関ステップにおいて直近で前記並列信号に一致すると判断された前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列に基づき、該通信パラメータに変更し、
前記受信側切替通知ステップにおいて、前記受信側相関ステップで前記並列信号が、前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列および前記確認データ系列のいずれかに一致すると判断した場合には、前記並列信号に一致した前記通信パラメータに対応する前記切替データ系列または前記確認データ系列に前記所定の送信前処理を施した結果に基づき、前記送信フレームを生成し、該送信フレームを前記他の機器に送信する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の通信方法。