JP6083215B2 - Transmitting apparatus, receiving apparatus, wireless communication system, and program - Google Patents
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Description
本発明は、送信装置、受信装置、無線通信システム、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a transmission device, a reception device, a wireless communication system, and a program.
通信システムにおいては、使用する周波数を継続的に変更しながらデータ信号を送信する周波数ホッピング(FH:Frequency Hopping)と呼ばれる通信方式が用いられることがある。周波数ホッピングでは、例えば、データ信号を送信する周波数帯域の中心周波数を、時間の経過に応じて規則的に(例えば、所定の周期で所定のホッピングパターンに従って)切り替える。周波数ホッピングを行う通信システムは、ある周波数で大きなノイズが発生した場合でも、他の周波数で伝送されたデータ信号を用いて誤り訂正を行い得るため、ノイズ耐性が高くなる。また、周波数ホッピングは、データ信号を送信する周波数が継続的に変更されることから、データ信号を傍受しづらく秘匿性が比較的高い。 In a communication system, a communication method called frequency hopping (FH: Frequency Hopping) that transmits a data signal while continuously changing the frequency to be used may be used. In frequency hopping, for example, the center frequency of a frequency band for transmitting a data signal is switched regularly (eg, according to a predetermined hopping pattern at a predetermined cycle) as time elapses. A communication system that performs frequency hopping has high noise resistance because even if a large noise occurs at a certain frequency, error correction can be performed using a data signal transmitted at another frequency. In addition, frequency hopping has a relatively high secrecy because it is difficult to intercept the data signal because the frequency at which the data signal is transmitted is continuously changed.
ところで、受信装置が送信装置から受信する信号のレベルは、伝搬路の状況に応じて変化する。そこで、受信装置は、受信信号からデータ信号を抽出するにあたり、増幅器を通過した後の信号レベルが適切な範囲に収まるように、増幅器の増幅度を適応的に変化させる自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)を行うことが多い。 By the way, the level of the signal received by the receiving device from the transmitting device varies depending on the state of the propagation path. Therefore, when extracting a data signal from the received signal, the receiving apparatus automatically changes the gain of the amplifier (AGC: Automatic) so that the signal level after passing through the amplifier falls within an appropriate range. (Gain Control) is often performed.
例えば、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で通信を行う通信システムにおいて、受信装置が自動利得制御を行うものが提案されている。この通信システムの送信装置は、伝送フレーム毎に、データシンボルの前に所定のプリアンブルシンボルを付加する。受信装置は、プリアンブルシンボルの信号レベルを算出し、算出した信号レベルに応じてデータシンボルに対する自動利得制御を行う。 For example, in a communication system that performs communication using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system, a receiver that performs automatic gain control has been proposed. The transmission apparatus of this communication system adds a predetermined preamble symbol before a data symbol for each transmission frame. The receiving device calculates the signal level of the preamble symbol and performs automatic gain control on the data symbol according to the calculated signal level.
周波数ホッピングと自動利得制御の両方を行う無線通信システムとしては、ホッピング時間毎に受信信号のレベルを検出し、検出した信号レベルに従って、当該ホッピング時間の受信信号を増幅するときの増幅度を制御するものが提案されている。この無線通信システムによれば、周波数によって伝搬路の状況が異なり、増幅前の信号レベルがホッピング前後で大きく変動する場合であっても、信号レベルの変動を増幅器により補正できる。 As a wireless communication system that performs both frequency hopping and automatic gain control, the level of a received signal is detected at each hopping time, and the amplification level when the received signal of the hopping time is amplified is controlled according to the detected signal level. Things have been proposed. According to this wireless communication system, even when the state of the propagation path differs depending on the frequency and the signal level before amplification varies greatly before and after hopping, the variation in signal level can be corrected by the amplifier.
上記のように、通信システムにおいては、受信装置がデータ信号を抽出するにあたって利得制御を行えるように、送信装置がデータ信号の前に既知信号を送信することが考えられる。そして、このような通信システムが周波数ホッピングを行う場合、周波数によって伝搬路の状況が異なり得るため、切り替え前の周波数について既知信号を送信済みであっても、切り替え後の周波数について改めて既知信号を送信することが好ましい。 As described above, in the communication system, it is conceivable that the transmission apparatus transmits a known signal before the data signal so that the reception apparatus can perform gain control when extracting the data signal. When such a communication system performs frequency hopping, the state of the propagation path may differ depending on the frequency. Therefore, even if a known signal has been transmitted for the frequency before switching, a known signal is transmitted again for the frequency after switching. It is preferable to do.
しかし、周波数を切り替えてから切り替え後の周波数についての既知信号を送信すると、データ信号の送信に使用できるリソースが減少することになり、データ信号の伝送効率が低下するという問題がある。特に、周波数ホッピングの周期を短くする(切り替え頻度を高くする)ほど、1つのホッピング時間内で使用できるリソースに占める既知信号の割合が高くなり、既知信号を送信するオーバヘッドが大きくなってしまう。 However, if a known signal for the frequency after switching is transmitted after switching the frequency, the resources that can be used for transmitting the data signal are reduced, and there is a problem that the transmission efficiency of the data signal is lowered. In particular, as the frequency hopping cycle is shortened (the switching frequency is increased), the ratio of known signals to resources that can be used within one hopping time increases, and the overhead for transmitting known signals increases.
そこで、1つの側面では、本発明は、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率を向上させる送信装置、受信装置、無線通信システム、及びプログラムを提供することを目的とする。 Accordingly, in one aspect, an object of the present invention is to provide a transmission device, a reception device, a wireless communication system, and a program that improve the transmission efficiency of a data signal in frequency hopping.
1つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置が提供される。送信装置は、送信部と制御部とを有する。送信部は、第1の期間において第1の周波数帯域内で第1のデータ信号を送信し、第1の期間より後の第2の期間において第2の周波数帯域内で第2のデータ信号を送信し、また、受信装置が第2のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を第2のデータ信号より前に送信する。制御部は、送信部が既知信号を、第1の期間において第2の周波数帯域内で第1のデータ信号と並行して送信するよう制御する。 In one aspect, a transmission device is provided that switches a frequency band used for data signal transmission among a plurality of frequency bands as time passes. The transmission device includes a transmission unit and a control unit. The transmission unit transmits the first data signal in the first frequency band in the first period, and transmits the second data signal in the second frequency band in the second period after the first period. And a known signal used for gain control when the receiving device receives the second data signal is transmitted before the second data signal. The control unit controls the transmission unit to transmit the known signal in parallel with the first data signal in the second frequency band in the first period.
また、1つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置と通信を行う受信装置が提供される。受信装置は、受信部と制御部とを有する。受信部は、送信装置から、第1の期間において第1の周波数帯域内で第1のデータ信号を受信し、第1の期間において第2の周波数帯域内で第1のデータ信号と並行して送信された既知信号を受信し、第1の期間より後の第2の期間において第2の周波数帯域内で第2のデータ信号を受信する。制御部は、第1のデータ信号と並行して送信された既知信号に基づいて、受信部が第2のデータ信号を受信するときの利得を制御する。 In one aspect, a receiving device is provided that communicates with a transmitting device that switches a frequency band used for data signal transmission among a plurality of frequency bands as time passes. The receiving device includes a receiving unit and a control unit. The receiving unit receives the first data signal in the first frequency band in the first period from the transmission device, and in parallel with the first data signal in the second frequency band in the first period. The transmitted known signal is received, and a second data signal is received in the second frequency band in a second period after the first period. The control unit controls the gain when the receiving unit receives the second data signal based on the known signal transmitted in parallel with the first data signal.
また、1つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える無線通信システムが提供される。また、1つの態様では、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える送信装置を制御するプログラムが提供される。 In one aspect, a wireless communication system is provided that switches a frequency band used for data signal transmission among a plurality of frequency bands as time elapses. Moreover, in one aspect, a program for controlling a transmission device that switches a frequency band used for data signal transmission among a plurality of frequency bands as time passes is provided.
1つの側面では、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率が向上する。 In one aspect, the transmission efficiency of data signals in frequency hopping is improved.
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態について説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
A first embodiment will be described.
図1は、第1の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。なお、ここでは第1の期間T1及び第2の期間T2に注目して説明するが、他の期間についても同様である。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to the first embodiment. Note that the first period T 1 and the second period T 2 are described here, but the same applies to other periods.
図1に示すように、第1の実施の形態に係る無線通信システム5は、送信装置10と、受信装置20とを含む。
送信装置10は、複数の周波数帯域のうちデータ信号の送信に用いる周波数帯域を時間の経過に応じて切り替える。送信装置10は、送信部11と、制御部12とを有する。
As illustrated in FIG. 1, the wireless communication system 5 according to the first embodiment includes a
The
送信部11は、第1の期間T1において第1の周波数帯域D1内で第1のデータ信号31aを送信し、第1の期間T1より後の第2の期間T2において第2の周波数帯域D5内で第2のデータ信号31bを送信する。
送信部11は、受信装置20が第2のデータ信号31bを受信するときの利得制御に用いられる既知信号32を第2のデータ信号31bより前に送信する。既知信号32は、例えば、受信電力の検出に用いる既知のシンボルで形成されたAGCプリアンブルである。なお、データ信号31a、31bは、既知信号32を含まない信号である。
The
制御部12は、送信部11が既知信号32を、第1の期間T1において第2の周波数帯域D5内で第1のデータ信号31aと並行して送信するよう制御する。
一方、受信装置20は、受信部21及び制御部22を有する。受信部21は、上記の送信装置10から、第1の期間T1において第1の周波数帯域D1内で第1のデータ信号31aを受信する。受信部21は、第1の期間T1において第2の周波数帯域D5内で第1のデータ信号31aと並行して送信された既知信号32を受信する。
On the other hand, the receiving
受信部21は、第1の期間T1より後の第2の期間T2において第2の周波数帯域D5内で第2のデータ信号31bを受信する。制御部22は、第1のデータ信号31aと並行して送信された既知信号32に基づいて、受信部21が第2のデータ信号31bを受信するときの利得を制御する。
上記のように、無線通信システム5では、周波数ホッピング及び利得制御が行われる。同じ期間に送信されるデータ信号31aと既知信号32とは、それぞれ異なる中心周波数の帯域で送信される。データ信号31bと同じ中心周波数で送信される既知信号32は、データ信号31bが送信される期間よりも前の期間に送信される。
As described above, in the wireless communication system 5, frequency hopping and gain control are performed. The data signal 31a and the known
上記のように、送信装置10は、データ信号31bの利得制御に用いる既知信号32をデータ信号31bに含めずに別途送信する、そのため、固定長の既知信号32が無線フレームに占める割合は0となる。固定長の既知信号32を無線フレームに含めて送信すると、無線フレームが短くなるにつれて既知信号32の占める割合が増加するが、無線通信システム5においては、そのような割合の増加は発生しない。
As described above, the
つまり、周波数ホッピングの周期を短くしても、1つのホッピング時間内で使用できるリソースに占める既知信号32の割合は増加せず、既知信号32を送信するオーバヘッドが増大しない。従って、第1の実施の形態によれば、周波数ホッピングにおけるデータ信号の伝送効率が向上する。
That is, even if the frequency hopping cycle is shortened, the ratio of the known
以上、第1の実施の形態について説明した。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について説明する。
The first embodiment has been described above.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
まず、図2を参照しながら、第2の実施の形態に係る無線通信システム100について説明する。以下では、変調方式としてOFDM方式を採用する無線通信システム100を例に挙げるが、他の変調方式を採用してもよい。他の変調方式としては、例えば、Amplitude Shift Keying(ASK)方式やPhase Shift Keying(PSK)方式などがある。図2は、第2の実施の形態に係る無線通信システムの例を示した図である。
First, a
図2に示すように、無線通信システム100は、送信装置110と受信装置130とを含む。送信装置110は、ユーザデータを含む無線フレームを変調してベースバンドOFDM信号を生成し、ベースバンドOFDM信号を無線周波数帯にアップコンバートしたOFDM信号101を送信する。但し、この無線フレームはAGCプリアンブルを含まない。
As illustrated in FIG. 2, the
また、送信装置110は、AGCプリアンブルを変調して無線周波数帯にアップコンバートしたAGCプリアンブル信号102を送信する。このとき、送信装置110は、AGCプリアンブル信号102が送信される期間の次の期間に送信されるOFDM信号101と同じ搬送波周波数で、そのAGCプリアンブル信号102を送信する。
Transmitting
受信装置130は、送信装置110が送信したOFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102を受信する。また、受信装置130は、OFDM信号101を受信する際に利得制御を行う。但し、受信装置130は、OFDM信号101の受信時に行う利得制御に、そのOFDM信号101を受信した期間の1つ前の期間に受信したAGCプリアンブル信号102から検出した受信電力の情報を利用する。
The
あるOFDM信号101を受信した期間の1つ前の期間に受信したAGCプリアンブル信号102の搬送波周波数は、そのOFDM信号101の搬送波周波数と同じである。そのため、このAGCプリアンブル信号102から検出した受信電力の情報を利用することで、OFDM信号101が伝送された伝搬路の状況を適切に反映した利得制御が可能になる。
The carrier frequency of the
また、無線フレームにAGCプリアンブルを含まないため、無線フレームのフレーム長が短縮されても無線フレームに占めるAGCプリアンブルの割合が0のままである。そのため、周波数ホッピングの高速化に伴う伝送効率の低下を抑制することができる。 Further, since the AGC preamble is not included in the radio frame, even if the frame length of the radio frame is shortened, the ratio of the AGC preamble to the radio frame remains zero. For this reason, it is possible to suppress a decrease in transmission efficiency due to an increase in frequency hopping.
ここで、図3を参照しながら、AGCプリアンブルを含む無線フレームの構造について説明する。図3は、AGCプリアンブルを含む無線フレームの構造の例を示した図である。但し、図3には、一例として、PLCP Protocol Data Unit(PPDU)フレームの構造が示されている。 Here, the structure of a radio frame including an AGC preamble will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a structure of a radio frame including an AGC preamble. However, FIG. 3 shows the structure of a PLCP Protocol Data Unit (PPDU) frame as an example.
PPDUフレームの先頭には、Physical Layer Convergence Protocol(PLCP)プリアンブルが存在する。また、PLCPプリアンブルに続いてSIGNAL部が伝送される。SIGNAL部は、続いて伝送されるデータ部の伝送速度やデータ長などのパラメータを保持する部分である。SIGNAL部に続いてデータ部が伝送される。データ部では、ユーザデータがOFDM変調されて複数のシンボルで伝送される。データ部のデータは、例えば、SIGNAL部で指定される伝送速度に対応する変調方式及び符号化率で変調され、連続したOFDMシンボルとして伝送される。 At the beginning of the PPDU frame, there is a Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) preamble. Further, the SIGNAL part is transmitted following the PLCP preamble. The SIGNAL part is a part for holding parameters such as the transmission speed and data length of the data part to be subsequently transmitted. The data part is transmitted following the SIGNAL part. In the data part, user data is OFDM-modulated and transmitted as a plurality of symbols. The data in the data part is modulated with a modulation scheme and a coding rate corresponding to the transmission rate specified in the SIGNAL part, for example, and transmitted as continuous OFDM symbols.
PLCPプリアンブルは、パケットの検出、シンボルタイミング同期、搬送波周波数オフセット同期、伝送路特性の等化などを行うためのシンボルを含む。PLCPプリアンブルは、大きく分けてショートトレーニングシンボルとロングトレーニングシンボルとに分けられる。先頭に位置する10個の短いシンボルt1、t2、…、t0がショートトレーニングシンボル、続いて伝送される2個の長いシンボルT1、T2がロングトレーニングシンボルである。 The PLCP preamble includes symbols for performing packet detection, symbol timing synchronization, carrier frequency offset synchronization, transmission path characteristic equalization, and the like. The PLCP preamble is roughly divided into a short training symbol and a long training symbol. Ten short symbols t 1 , t 2 ,..., T 0 at the head are short training symbols, and two long symbols T 1 and T 2 transmitted subsequently are long training symbols.
ショートトレーニングシンボルは、パケット検出などを最初に行うために用いられる。また、AGCプリアンブルの機能は、ショートトレーニングシンボルを用いて実現される。一方、ロングトレーニングシンボルは、OFDMシンボルを2つ連結すると共に、通常の倍の長さを有するガードインターバルを付加したものである。ロングトレーニングシンボルは、伝送路推定や詳細な周波数オフセット推定などに利用される。 The short training symbol is used for performing packet detection and the like first. Further, the function of the AGC preamble is realized using a short training symbol. On the other hand, a long training symbol is obtained by concatenating two OFDM symbols and adding a guard interval having a double length as usual. The long training symbol is used for transmission path estimation and detailed frequency offset estimation.
以上、AGCプリアンブルを含む無線フレームの構造について説明した。
次に、図4〜図6を参照しながら、送信装置110の機能について説明する。
図4は、第2の実施の形態に係る送信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
The structure of the radio frame including the AGC preamble has been described above.
Next, functions of the
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of hardware of a transmission apparatus according to the second embodiment.
図4に示すように、送信装置110は、制御部111と、FH制御部112と、GPSアンテナ113と、第1キャリア生成部114と、OFDM信号送信部115とを有する。さらに、送信装置110は、第2キャリア生成部116と、AGCプリアンブル信号送信部117と、ミキサ118と、送信アンプ119と、送信アンテナ120と、読み取り装置121とを有する。
As illustrated in FIG. 4, the
なお、読み取り装置121は、光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体7aに記録されたプログラムやデータを読み取る装置である。
制御部111は、CPU(Central Processing Unit)111a及びメモリ111bを有する。CPU111aは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ111bは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。CPU111aは、例えば、読み取り装置121が記録媒体7aから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ111bにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
The
The
FH制御部112は、CPU112a及びメモリ112bを有する。CPU112aは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ112bは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。CPU112aは、例えば、読み取り装置121が記録媒体7aから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ112bにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
The
制御部111は、FH制御部112、第1キャリア生成部114、OFDM信号送信部115、第2キャリア生成部116、及びAGCプリアンブル信号送信部117の動作を制御する。GPSアンテナ113は、Global Positioning System(GPS)からGPS信号を受信するためのアンテナである。GPS信号には、衛星送信時間を示す絶対時刻に関する情報が含まれる。FH制御部112は、GPSアンテナ113を介してGPS信号を受信する。なお、ここでは同期用の時刻情報を取得する方法としてGPSを利用する方法を例示するが、同期用の時刻情報が得られるのであれば他の方法を利用してもよい。
The
FH制御部112は、第1キャリア生成部114を制御して期間毎にOFDM信号101を送信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。また、FH制御部112は、第2キャリア生成部116を制御して期間毎にAGCプリアンブル信号102を送信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。
The
なお、FH制御部112は、上位レイヤから与えられるFH規則、及びGPS信号から得られる絶対時刻の情報などに基づいて利用帯域の中心周波数を切り替える。例えば、FH制御部112は、絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングを判断し、期間TにおけるOFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102の送信に利用する帯域の中心周波数をFH規則に基づいて認識する。
Note that the
利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングになった場合、FH制御部112は、OFDM信号101の送信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第1キャリア生成部114に入力する。また、FH制御部112は、AGCプリアンブル信号102の送信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第2キャリア生成部116に入力する。このとき、FH制御部112は、次回の切り替え時にOFDM信号101の送信に利用する帯域の中心周波数を、AGCプリアンブル信号102の送信に利用する帯域の中心周波数にする。
When it is time to switch the center frequency of the use band, the
第1キャリア生成部114は、OFDM信号101の送信に用いる搬送波を生成し、OFDM信号送信部115に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第1キャリア生成部114は、OFDM信号送信部115に供給する搬送波の周波数をFH制御部112から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第1キャリア生成部114の機能は、例えば、PLL(Phase Locked Loop)シンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
The first
OFDM信号送信部115には、ユーザデータが入力される。OFDM信号送信部115は、入力されたユーザデータを変調してベースバンドOFDM信号を生成する。また、OFDM信号送信部115は、第1キャリア生成部114から供給される搬送波とベースバンドOFDM信号とをミキシングして周波数変換(アップコンバート)を行い、搬送波帯域のOFDM信号101を生成する。OFDM信号送信部115により生成されたOFDM信号101は、ミキサ118に入力される。
User data is input to the
第2キャリア生成部116は、AGCプリアンブル信号102の送信に用いる搬送波を生成し、AGCプリアンブル信号送信部117に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第2キャリア生成部116は、AGCプリアンブル信号送信部117に供給する搬送波の周波数をFH制御部112から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第2キャリア生成部116の機能は、例えば、PLLシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
Second
AGCプリアンブル信号送信部117は、既知のシンボルで形成されるAGCプリアンブルを変調し、ベースバンド帯域のAGCプリアンブル信号を生成する。また、AGCプリアンブル信号送信部117は、第2キャリア生成部116から供給される搬送波とベースバンド帯域のAGCプリアンブル信号とをミキシングして周波数変換(アップコンバート)を行い、搬送波帯域のAGCプリアンブル信号102を生成する。AGCプリアンブル信号送信部117により生成されたAGCプリアンブル信号102は、ミキサ118に入力される。
The AGC preamble
OFDM信号送信部115により生成されたOFDM信号101と、AGCプリアンブル信号送信部117により生成されたAGCプリアンブル信号102とはミキサ118にて重畳され、送信アンプ119に入力される。また、重畳されたOFDM信号101とAGCプリアンブル信号102とは送信アンプ119で増幅され、送信アンテナ120を介して受信装置130へと送信される。
The
ここで、図5を参照しながら、FH制御部112の機能についてさらに説明する。図5は、第2の実施の形態に係る送信装置が有するFH制御部の例を示したブロック図である。
Here, the function of the
図5に示すように、FH制御部112は、GPS信号受信部1121と、タイミング信号生成部1122と、絶対時刻計算部1123とを有する。さらに、FH制御部112は、周波数計算部1124と、周波数切替制御部1125と、遅延部1126と、第1周波数設定部1127と、第2周波数設定部1128とを有する。
As illustrated in FIG. 5, the
なお、絶対時刻計算部1123、周波数計算部1124、遅延部1126、第1周波数設定部1127、第2周波数設定部1128は、CPU112aに実行させるソフトウェアとして実現可能である。GPS信号受信部1121、タイミング信号生成部1122、周波数切替制御部1125は、例えば、CPU112a及びメモリ112bとは異なるハードウェアとして実装される。
The absolute
GPS信号受信部1121は、GPSアンテナ113を介してGPS信号を受信する。また、GPS信号受信部1121は、GPS信号から衛星送信時刻を示す絶対時刻の情報及び1マイクロ秒単位のタイミング信号を取得する。GPS信号受信部1121によりGPS信号から取得されたタイミング信号は、タイミング信号生成部1122に入力される。また、GPS信号受信部1121によりGPS信号から取得された絶対時刻の情報は、絶対時刻計算部1123に入力される。
The GPS
タイミング信号生成部1122は、GPS信号受信部1121から入力されたタイミング信号に基づき、周波数ホッピングの周期を示すFHタイミング信号を生成する。また、GPS信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、タイミング信号生成部1122は、受信できたタイミング信号を用いて補間処理を実施し、受信できなかったタイミング信号を補間してFHタイミング信号を生成する。タイミング信号生成部1122により生成されたFHタイミング信号は、周波数切替制御部1125に入力される。
The timing
絶対時刻計算部1123は、GPS信号受信部1121から入力された絶対時刻の情報を周波数計算部1124に入力する。また、GPS信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、絶対時刻計算部1123は、受信できた絶対時刻の情報を用いて補間処理を実施し、受信できなかった絶対時刻の情報を生成する。
The absolute
周波数切替制御部1125は、制御部111から受けた周波数ホッピングの開始指示に応じて搬送波周波数の切り替え制御を実施する。このとき、周波数切替制御部1125は、タイミング信号生成部1122から入力されたFHタイミング信号に同期して搬送波周波数の切り替え制御を実施する。また、周波数切替制御部1125は、搬送波周波数の切り替えタイミングを制御部111、周波数計算部1124、第1周波数設定部1127、及び第2周波数設定部1128に通知する。
The frequency
周波数計算部1124は、上位レイヤから入力されたFH規則、及び絶対時刻計算部1123から入力された絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数の切り替えパターンを計算する。例えば、周波数計算部1124は、FH規則を参照し、次の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数の情報を抽出する。また、周波数計算部1124は、周波数切替制御部1125から受ける切り替えタイミングの通知に応じて利用帯域の中心周波数の情報を遅延部1126及び第2周波数設定部1128に入力する。
The
遅延部1126には、遅延期間の情報が予め設定されている。遅延部1126は、周波数計算部1124から入力された利用帯域の中心周波数の情報の出力を遅延させる。例えば、遅延期間が1期間の場合、遅延部1126は、現在の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる利用帯域の中心周波数の情報を第1周波数設定部1127に入力する。このとき、次の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる利用帯域の中心周波数の情報が、周波数計算部1124から第2周波数設定部1128へと入力される。
In the
第1周波数設定部1127は、遅延部1126から入力された利用帯域の中心周波数の情報に基づいて第1キャリア生成部114により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第1周波数設定部1127は、OFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数を設定する。また、第2周波数設定部1128は、第2キャリア生成部116により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第2周波数設定部1128は、AGCプリアンブル信号102の送信に用いる帯域の中心周波数を設定する。なお、第1周波数設定部1127及び第2周波数設定部1128による利用帯域の中心周波数の設定は、周波数切替制御部1125による切り替えタイミングの通知に応じて実行される。
The first
以上、FH制御部112についてさらに説明した。
次に、図6を参照しながら、OFDM信号送信部115の例についてさらに説明する。図6は、第2の実施の形態に係る送信装置が有するOFDM信号送信部の例を示したブロック図である。
The
Next, an example of the OFDM
図6に示すように、OFDM信号送信部115は、シンボルマッパ1151と、直並列変換器1152と、逆離散フーリエ変換器1153と、並直列変換器1154とを有する。さらに、OFDM信号送信部115は、実数部抽出器1155と、ミキサ1156と、バンドパスフィルタ1157とを有する。
As illustrated in FIG. 6, the OFDM
ユーザデータが入力されると、シンボルマッパ1151によりユーザデータを形成する各ビットがコンステレーション上のシンボルにマッピングされ、シンボル列が生成される。シンボルマッパ1151から出力されるシンボル列は、直並列変換器1152に入力され、直並列変換される。直並列変換されたシンボルは逆離散フーリエ変換器1153に入力され、逆離散フーリエ変換(IDFT:Inverse Discrete Fourier Transform)によりOFDMシンボルの標本値が生成される。逆離散フーリエ変換器1153として、例えば、逆高速フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)器を使用できる。
When user data is input, each bit forming the user data is mapped to a symbol on the constellation by the
逆離散フーリエ変換器1153により生成されたOFDMシンボルの標本値は、並直列変換器1154により並直列変換され、実数部抽出器1155により実数部が抽出されてベースバンドOFDM信号が生成される。ベースバンドOFDM信号は、ミキサ1156により、第1キャリア生成部114から供給される搬送波とミキシングされ、搬送波帯域のOFDM信号101が生成される。OFDM信号101は、バンドパスフィルタ1157を介してミキサ118へと出力される。
The OFDM symbol sample value generated by the inverse
以上、OFDM信号送信部115の例についてさらに説明した。なお、図6に示した要素の他、ガードインターバルを付加する要素、インターリーバ、誤り検出・誤り訂正符号化器などの要素を含んでいてもよい。
The example of the OFDM
次に、図7〜図9を参照しながら、受信装置130の機能について説明する。
図7は、第2の実施の形態に係る受信装置のハードウェアの例を示したブロック図である。
Next, functions of the receiving
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of hardware of a receiving apparatus according to the second embodiment.
図7に示すように、受信装置130は、制御部131と、GPSアンテナ132と、FH制御部133と、第2キャリア生成部134と、AGCプリアンブル信号受信部135とを有する。また、受信装置130は、第1キャリア生成部136と、OFDM信号受信部137と、受信アンテナ138と、受信アンプ139と、利得制御部140と、読み取り装置141とを有する。
As illustrated in FIG. 7, the
なお、読み取り装置141は、光ディスクや半導体メモリなどの記録媒体7bに記録されたプログラムやデータを読み取る装置である。
制御部131は、CPU(Central Processing Unit)131a及びメモリ131bを有する。CPU131aは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ131bは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。CPU131aは、例えば、読み取り装置141が記録媒体7bから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ131bにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
The
The
FH制御部133は、CPU133a及びメモリ133bを有する。CPU133aは、プログラムに記述された命令を実行する演算器を含むプロセッサである。メモリ133bは、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。CPU133aは、例えば、読み取り装置141が記録媒体7bから読み出したプログラムやデータの少なくとも一部をメモリ133bにロードし、プログラムに記述された命令を実行する。
The
制御部131は、FH制御部133、第2キャリア生成部134、AGCプリアンブル信号受信部135、第1キャリア生成部136、OFDM信号受信部137、及び利得制御部140の動作を制御する。GPSアンテナ132は、GPS信号を受信するためのアンテナである。FH制御部133は、GPSアンテナ132を介してGPS信号を受信する。なお、ここでは同期用の時刻情報を取得する方法としてGPSを利用する方法を例示するが、同期用の時刻情報が得られるのであれば他の方法を利用してもよい。
The
FH制御部133は、第1キャリア生成部136を制御して期間毎にOFDM信号101を受信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。また、FH制御部133は、第2キャリア生成部134を制御して期間毎にAGCプリアンブル信号102を受信する際に用いる帯域の中心周波数を切り替える。
The
なお、FH制御部133は、上位レイヤから与えられるFH規則、及びGPS信号から得られる絶対時刻の情報などに基づいて利用帯域の中心周波数を切り替える。例えば、FH制御部133は、絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングを判断し、期間TにおけるOFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102の受信に利用する帯域の中心周波数をFH規則に基づいて認識する。
Note that the
利用帯域の中心周波数を切り替えるタイミングになった場合、FH制御部133は、OFDM信号101の受信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第1キャリア生成部136に入力する。また、FH制御部133は、AGCプリアンブル信号102の受信に利用する帯域の中心周波数を示す情報を第2キャリア生成部134に入力する。このとき、FH制御部133は、次回の切り替え時にOFDM信号101の受信に利用する帯域の中心周波数を、AGCプリアンブル信号102の受信に利用する帯域の中心周波数にする。
When it is time to switch the center frequency of the use band, the
第1キャリア生成部136は、OFDM信号101の受信に用いる搬送波を生成し、OFDM信号受信部137に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第1キャリア生成部136は、OFDM信号受信部137に供給する搬送波の周波数をFH制御部133から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第1キャリア生成部136の機能は、例えば、PLLシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
The first
第2キャリア生成部134は、AGCプリアンブル信号102の受信に用いる搬送波を生成し、AGCプリアンブル信号受信部135に供給する。また、利用帯域の中心周波数を示す情報が入力された場合、第2キャリア生成部134は、AGCプリアンブル信号受信部135に供給する搬送波の周波数をFH制御部133から入力された情報が示す利用帯域の中心周波数に切り替える。なお、第2キャリア生成部134の機能は、例えば、PLLシンセサイザなどの発振回路を用いて実現できる。
The second
AGCプリアンブル信号受信部135は、受信アンテナ138を介して受信された搬送波帯域のAGCプリアンブル信号102と、第2キャリア生成部134から供給される搬送波とをミキシングして周波数変換(ダウンコンバート)を行い、ベースバンド帯域のAGCプリアンブル信号を生成する。また、AGCプリアンブル信号受信部135は、ベースバンド帯域のAGCプリアンブル信号の受信電力を検出する。AGCプリアンブル信号受信部135により検出されたAGCプリアンブル信号の受信電力は、利得制御部140に入力される。
The AGC preamble
利得制御部140は、AGCプリアンブル信号の受信電力に基づいて受信アンプ139による受信信号の増幅度を制御する。受信アンプ139は、利得制御部140による制御に応じて増幅度を設定し、設定した増幅度で、受信アンテナ138を介して受信されるOFDM信号101を増幅する。受信アンプ139により増幅されたOFDM信号101は、OFDM信号受信部137に入力される。
The
OFDM信号受信部137は、第1キャリア生成部136から供給される搬送波と搬送波帯域のOFDM信号101とをミキシングして周波数変換(ダウンコンバート)を行い、ベースバンドOFDM信号を生成する。また、OFDM信号受信部137は、ベースバンドOFDM信号を復調してユーザデータを復元する。OFDM信号受信部137により復元されたユーザデータは、上位レイヤへと出力される。
The OFDM
ここで、図8を参照しながら、FH制御部133の機能についてさらに説明する。図8は、第2の実施の形態に係る受信装置が有するFH制御部の例を示したブロック図である。
Here, the function of the
図8に示すように、FH制御部133は、GPS信号受信部1331と、タイミング信号生成部1332と、絶対時刻計算部1333とを有する。さらに、FH制御部133は、周波数計算部1334と、周波数切替制御部1335と、遅延部1336と、第1周波数設定部1337と、第2周波数設定部1338とを有する。
As illustrated in FIG. 8, the
なお、絶対時刻計算部1333、周波数計算部1334、遅延部1336、第1周波数設定部1337、第2周波数設定部1338は、CPU133aに実行させるソフトウェアとして実現可能である。GPS信号受信部1331、タイミング信号生成部1332、周波数切替制御部1335は、例えば、CPU133a及びメモリ133bとは異なるハードウェアとして実装される。
The absolute
GPS信号受信部1331は、GPSアンテナ132を介してGPS信号を受信する。また、GPS信号受信部1331は、GPS信号から衛星送信時刻を示す絶対時刻の情報及び1マイクロ秒単位のタイミング信号を取得する。GPS信号受信部1331によりGPS信号から取得されたタイミング信号は、タイミング信号生成部1332に入力される。また、GPS信号受信部1331によりGPS信号から取得された絶対時刻の情報は、絶対時刻計算部1333に入力される。
The GPS
タイミング信号生成部1332は、GPS信号受信部1331から入力されたタイミング信号に基づき、周波数ホッピングの周期を示すFHタイミング信号を生成する。また、GPS信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、タイミング信号生成部1332は、受信できたタイミング信号を用いて補間処理を実施し、受信できなかったタイミング信号を補間してFHタイミング信号を生成する。タイミング信号生成部1332により生成されたFHタイミング信号は、周波数切替制御部1335に入力される。
The timing
絶対時刻計算部1333は、GPS信号受信部1331から入力された絶対時刻の情報を周波数計算部1334に入力する。また、GPS信号の受信が不安定でタイミング信号に抜けがある場合、絶対時刻計算部1333は、受信できた絶対時刻の情報を用いて補間処理を実施し、受信できなかった絶対時刻の情報を生成する。
The
周波数切替制御部1335は、制御部131から受けた周波数ホッピングの開始指示に応じて利用帯域の中心周波数の切り替え制御を実施する。このとき、周波数切替制御部1335は、タイミング信号生成部1332から入力されたFHタイミング信号に同期して利用帯域の中心周波数の切り替え制御を実施する。また、周波数切替制御部1335は、利用帯域の中心周波数の切り替えタイミングを制御部131、周波数計算部1334、第1周波数設定部1337、及び第2周波数設定部1338に通知する。
The frequency
周波数計算部1334は、上位レイヤから入力されたFH規則、及び絶対時刻計算部1333から入力された絶対時刻の情報に基づいて利用帯域の中心周波数の切り替えパターンを計算する。例えば、周波数計算部1334は、FH規則を参照し、次の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数の情報を抽出する。また、周波数計算部1334は、周波数切替制御部1335から受ける切り替えタイミングの通知に応じて利用帯域の中心周波数の情報を遅延部1336及び第2周波数設定部1338に入力する。
The
遅延部1336には、遅延期間の情報が予め設定されている。この遅延期間は、送信装置110のFH制御部112が有する遅延部1126に設定された遅延期間と同じである。遅延部1336は、周波数計算部1334から入力された利用帯域の中心周波数の情報の出力を遅延させる。例えば、遅延期間が1期間の場合、遅延部1336は、現在の期間に送信されたOFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数の情報を第1周波数設定部1337に入力する。このとき、次の期間に受信されるOFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数の情報が、周波数計算部1334から第2周波数設定部1338へと入力される。
In the
第1周波数設定部1337は、遅延部1336から入力された利用帯域の中心周波数の情報に基づいて第1キャリア生成部136により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第1周波数設定部1337は、OFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数を設定する。また、第2周波数設定部1338は、第2キャリア生成部134により生成される搬送波の周波数を設定する。つまり、第2周波数設定部1338は、AGCプリアンブル信号102の受信に用いる帯域の中心周波数を設定する。なお、第1周波数設定部1337及び第2周波数設定部1338による利用帯域の中心周波数の設定は、周波数切替制御部1335による切り替えタイミングの通知に応じて実行される。
The first
以上、FH制御部133についてさらに説明した。
次に、図9を参照しながら、OFDM信号受信部137の例についてさらに説明する。図9は、第2の実施の形態に係る受信装置が有するOFDM信号受信部の例を示したブロック図である。
The
Next, an example of the OFDM
図9に示すように、OFDM信号受信部137は、位相変換器1371と、ミキサ1372、1374と、ローパスフィルタ1373、1375と、標本化器1376とを有する。さらに、OFDM信号受信部137は、直並列変換器1377と、離散フーリエ変換器1378と、並直列変換器1379と、判定器1380とを有する。
As shown in FIG. 9, the OFDM
OFDM信号受信部137に入力されたOFDM信号101は、ミキサ1372、1374に入力される。ミキサ1372には、位相変換器1371により第1キャリア生成部136から供給された搬送波の位相をπ/2だけずらした信号が入力される。この信号とOFDM信号101とがミキサ1372によりミキシングされ、ローパスフィルタ1373に入力されてベースバンドOFDM信号の直交(Quadrature-phase)成分が抽出される。ベースバンドOFDM信号の直交成分は、標本化器1376に入力される。
The OFDM signal 101 input to the OFDM
また、ミキサ1374には第1キャリア生成部136から供給された搬送波が入力され、この搬送波とOFDM信号101とがミキサ1374によりミキシングされる。また、ミキサ1374から出力された信号がローパスフィルタ1375に入力され、ベースバンドOFDM信号の同相(In-phase)成分が抽出される。ベースバンドOFDM信号の同相成分は、標本化器1376に入力される。標本化器1376ではベースバンドOFDM信号の同相成分及び直交成分に基づいて標本化が行われ、標本値が直並列変換器1377に入力される。
The
直並列変換器1377に入力された標本値は直並列変換され、離散フーリエ変換器1378により離散フーリエ変換(DFT:Discrete Fourier Transform)が施されて複素シンボルが抽出される。離散フーリエ変換器1378として、例えば、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)器を使用できる。抽出された複素シンボルは、並直列変換器1379により並直列変換された後、判定器1380により各複素シンボルに対応するビットが判定され、ユーザデータのビット列が復元される。判定器1380から出力されたユーザデータは、上位レイヤへと出力される。
The sample values input to the serial /
以上、OFDM信号受信部137の例についてさらに説明した。なお、図9に示した要素の他、ガードインターバルを除去する要素、デインターリーバ、誤り検出・誤り訂正復号器などの要素を含んでいてもよい。
The example of the OFDM
以上、第2の実施の形態に係る無線通信システム100、送信装置110、及び受信装置130の例について説明した。
ここで、図10及び図11を参照しながら、無線フレームにAGCプリアンブルを挿入して送信する他の周波数ホッピング(FH)方式に係る無線通信システム90の例を紹介する。
Heretofore, examples of the
Here, an example of a
図10は、他のFH方式に係る無線通信システムの例を示した図である。
図10に示すように、FH方式に係る無線通信システム90は、送信装置91と、受信装置92とを含む。送信装置91は、AGCプリアンブルを含む無線フレーム93を送信する。受信装置92は、無線フレーム93を受信し、受信した無線フレーム93からAGCプリアンブルを抽出してAGC処理に利用する。なお、無線フレーム93は、期間毎に異なる周波数で送信される。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a wireless communication system according to another FH system.
As illustrated in FIG. 10, the
例えば、無線フレーム93は、図11に示すような方法で送信される。図11は、FH方式に係る送信方法の例を示した図である。
図11に示すように、無線フレーム93は、AGCプリアンブル、同期用プリアンブル、及びユーザデータを含む。AGCプリアンブルは、受信装置92が受信電力の検出に用いる既知のシンボルである。同期用プリアンブルは、受信装置92が受信タイミングの微調整や受信周波数の微調整に用いる既知のシンボルである。ユーザデータは、無線通信システム90において送信装置91から受信装置92へと伝送される情報である。
For example, the
As shown in FIG. 11, the
図11の例では、期間T1において中心周波数F1の帯域で無線フレーム93が送信される。また、期間T1の次の期間T2では、中心周波数がF5に切り替えられ、中心周波数F5の帯域で無線フレーム93が送信される。同様に、期間T3、T4、…では、それぞれ中心周波数F3、F2、…の帯域で無線フレーム93が送信される。
In the example of FIG. 11, the
以上、他のFH方式に係る無線通信システム90の例について説明した。
次に、図12〜図15を参照しながら、無線通信システム100を適用した場合の効果について述べる。
In the above, the example of the radio |
Next, effects of applying the
図12は、FH方式の高速化について説明する第1の図である。
一例として、1期間の長さが1000マイクロ秒である場合について考える。この場合、FH方式の無線通信システムにおいては、図12に示すように、1000マイクロ秒毎に利用帯域の中心周波数が切り替えられる。また、AGCプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さが合計300マイクロ秒であれば、ユーザデータの長さは700マイクロ秒となる。なお、AGCプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さは固定の長さである。AGCプリアンブルの長さを短くすると受信側でAGC処理を正常に機能させることが難しくなるおそれがあるため、通常はAGCプリアンブルの長さを固定する。
FIG. 12 is a first diagram for explaining the speeding up of the FH method.
As an example, consider the case where the length of one period is 1000 microseconds. In this case, in the FH wireless communication system, as shown in FIG. 12, the center frequency of the use band is switched every 1000 microseconds. Further, if the length of the AGC preamble and the synchronization preamble is 300 microseconds in total, the length of the user data is 700 microseconds. Note that the lengths of the AGC preamble and the synchronization preamble are fixed. If the length of the AGC preamble is shortened, it may be difficult to make the AGC process function properly on the receiving side. Therefore, the length of the AGC preamble is usually fixed.
周波数ホッピングを短周期化(搬送波周波数の切り替えを高速化)する場合、周波数ホッピングのタイミング及びユーザデータの長さは、図13のようになる。図13は、FH方式の高速化について説明する第2の図である。 When the frequency hopping is shortened (the carrier wave frequency is switched faster), the timing of the frequency hopping and the length of the user data are as shown in FIG. FIG. 13 is a second diagram for explaining the speeding up of the FH method.
例えば、周波数ホッピングの周期を1/2にする場合、図13に示すように、1期間の長さは、500マイクロ秒になる。この場合、1期間に送信可能な無線フレームの長さも500マイクロ秒になるが、上記のようにAGCプリアンブル及び同期用プリアンブルの長さは固定の長さである。従って、無線通信システム90を適用する場合、ユーザデータの長さは、200マイクロ秒に短縮される。一方、無線通信システム100を適用する場合、AGCプリアンブルを含まない分、短縮される割合が小さくて済む。
For example, when the frequency hopping cycle is halved, the length of one period is 500 microseconds as shown in FIG. In this case, the length of the radio frame that can be transmitted in one period is 500 microseconds, but the lengths of the AGC preamble and the synchronization preamble are fixed as described above. Therefore, when the
長周期の場合及び短周期の場合における伝送効率の違いについて図14にまとめた。図14は、第2の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第1の図である。なお、図14において、長周期(搬送波周波数の切り替えが低速)の場合とは図12の例を示し、短周期(搬送波周波数の切り替えが高速)の場合(A)とは図13の例を示す。短周期の場合(B)とは無線通信システム100を適用した場合の例を示す。
Differences in transmission efficiency between the long period and the short period are summarized in FIG. FIG. 14 is a first diagram illustrating effects obtained when the radio communication system according to the second embodiment is applied. In FIG. 14, the case of a long period (switching of carrier frequency is low speed) shows the example of FIG. 12, and the case of short period (switching of carrier frequency is high speed) (A) shows the example of FIG. . In the case of the short cycle (B), an example in which the
図14に示すように、長周期の場合、AGCプリアンブルの長さと同期用プリアンブルの長さとを合計した固定シンボル長は、300マイクロ秒である。また、無線フレームの長さが1000マイクロ秒であることから、ユーザデータの長さは700マイクロ秒となる。従って、無線フレームに占めるユーザデータの割合を示す伝送効率は70%となる。 As shown in FIG. 14, in the case of a long cycle, the fixed symbol length obtained by adding up the length of the AGC preamble and the length of the synchronization preamble is 300 microseconds. Further, since the length of the radio frame is 1000 microseconds, the length of user data is 700 microseconds. Therefore, the transmission efficiency indicating the ratio of user data in the radio frame is 70%.
同様にして短周期の場合(A)における伝送効率を計算すると、その伝送効率は40%となる。一方、無線通信システム100のようにAGCプリアンブルを無線フレームに含めない構造にすると、短周期の場合(B)に示すように、周波数ホッピングを高速化しても高い伝送効率(70%)を維持することが可能になる。
Similarly, when the transmission efficiency in the case of a short cycle (A) is calculated, the transmission efficiency is 40%. On the other hand, if the AGC preamble is not included in the radio frame as in the
なお、AGCプリアンブル長及び同期用プリアンブル長を図14に示した値に設定し、無線フレーム長を変化させた場合、無線フレーム長と伝送効率との関係は、図15のようになる。図15は、第2の実施の形態に係る無線通信システムを適用した場合に得られる効果について説明した第2の図である。但し、図15に破線で示したグラフは、AGCプリアンブル長が150マイクロ秒、同期用プリアンブル長が150マイクロ秒に設定された場合のデータを示している。一方、図15に実線で示したグラフは、無線フレームに含まれるAGCプリアンブル長を0とし、同期用プリアンブル長を150マイクロ秒に設定した場合のデータを示している。 When the AGC preamble length and the synchronization preamble length are set to the values shown in FIG. 14 and the radio frame length is changed, the relationship between the radio frame length and the transmission efficiency is as shown in FIG. FIG. 15 is a second diagram illustrating effects obtained when the radio communication system according to the second embodiment is applied. However, the graph shown by the broken line in FIG. 15 shows data when the AGC preamble length is set to 150 microseconds and the synchronization preamble length is set to 150 microseconds. On the other hand, the graph shown by the solid line in FIG. 15 shows data when the AGC preamble length included in the radio frame is set to 0 and the synchronization preamble length is set to 150 microseconds.
図15から分かるように、無線フレーム長を短くするにつれて実線と破線との間隔が大きくなる。つまり、周波数ホッピングの周期を短くして1期間に送信される無線フレームの長さを短縮する場合に、無線フレームより前にAGCプリアンブルを送信することで、無線フレームにAGCプリアンブルを含めるよりも伝送効率の低下を抑制することが可能になる。なお、無線通信システム100は、AGCプリアンブル信号102を別途送信しており、受信装置130で適切にAGC処理を行っている。そのため、受信品質及び伝送効率を維持しつつ、周波数ホッピングの高速化を実現することができる。
As can be seen from FIG. 15, the distance between the solid line and the broken line increases as the radio frame length decreases. In other words, when shortening the frequency hopping cycle and shortening the length of the radio frame transmitted in one period, the AGC preamble is transmitted before the radio frame, thereby transmitting the radio frame rather than including the AGC preamble. It becomes possible to suppress a decrease in efficiency. Note that the
以上、無線通信システム100を適用した場合の効果について説明した。
次に、図16及び図17を参照しながら、第2の実施の形態に係るOFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102の送信方法について説明する。
In the above, the effect at the time of applying the radio |
Next, a transmission method of the
図16は、第2の実施の形態に係る送信方法の例を示した第1の図である。
図16には、周波数ホッピングを開始するまでに送信されるAGCプリアンブル信号102及びOFDM信号101の送信方法が示されている。なお、図16は、ハッチングが施された領域に対応する期間に、その領域に対応する周波数の帯域で信号が送信されることを示している。但し、各領域に対応する信号は、その領域に対応する帯域の全てを利用して送信されなくてもよい。
FIG. 16 is a first diagram illustrating an example of a transmission method according to the second embodiment.
FIG. 16 shows a method for transmitting the
図16に示すように、送信処理を開始すると、送信装置110は、一定期間、AGCプリアンブル信号102を送信する。図16の例では、期間T1、T2、…、T5の期間、中心周波数F1の帯域D1でAGCプリアンブル信号102が送信される。この期間に送信されたAGCプリアンブル信号102は、受信装置130により受信され、AGC引き込み処理に利用される。そのため、AGC引き込み処理を行うのに十分な長さのAGCプリアンブル信号102が送信される。なお、AGC引き込み処理に用いるAGCプリアンブル信号102の送信に利用する中心周波数F1は予め設定される。
As shown in FIG. 16, when the transmission process is started, the
AGCプリアンブル信号102が送信された後、周波数ホッピングの開始前までに少なくとも予め設定された期間だけOFDM信号101が送信される。図16の例では、期間T6、T7にOFDM信号101が送信されている。また、図16の例では期間T10からOFDM信号101の周波数ホッピングが開始されるため、期間T9までの期間にOFDM信号101が継続的に送信されている。なお、AGCプリアンブル信号102の受信電力に基づいて受信装置130による利得制御が行われるため、AGCプリアンブル信号102の周波数ホッピングは、OFDM信号の周波数ホッピングが開始される期間(T10)よりも前の期間(T9)に開始される。
After the
また、周波数ホッピングが開始される前に送信されるOFDM信号101には、周波数ホッピングの開始時刻を示す情報がユーザデータとして含まれる。例えば、期間T9にAGCプリアンブル信号102の周波数ホッピングを開始することを示す情報がOFDM信号101に乗せて受信装置130に伝達される。
Further, the OFDM signal 101 transmitted before the frequency hopping is started includes information indicating the start time of the frequency hopping as user data. For example, information indicating that frequency hopping of the
受信装置130は、OFDM信号101に乗せて伝達された周波数ホッピングの開始時刻を参照して、送信装置110との間で周波数ホッピングの開始時刻を合わせる。
AGCプリアンブル信号102の周波数ホッピング開始時刻になると、AGCプリアンブル信号102の利用帯域の中心周波数が切り替えられる。図16の例では、次の期間T10に送信されるOFDM信号101の中心周波数F5と同じ周波数にAGCプリアンブル信号102の中心周波数が切り替えられ、その中心周波数の帯域で期間T9にAGCプリアンブル信号102が送信されている。期間T10では、中心周波数T5の帯域でOFDM信号101が送信されている。また、期間T11に送信されるOFDM信号101と同じ中心周波数の帯域で期間T10にAGCプリアンブル信号102が送信されている。
The
When the frequency hopping start time of the
周波数ホッピングの開始後、図17に示すように、利用帯域の中心周波数が期間毎に切り替えられながら、OFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102が送信される。図17は、第2の実施の形態に係る送信方法の例を示した第2の図である。
After the start of frequency hopping, as shown in FIG. 17, the
図17の例では、期間T9以降、OFDM信号101の中心周波数がF1、F5、F3、F2、F4…の順で期間毎に切り替えられている。また、この切り替えに伴い、期間T9以降、AGCプリアンブル信号102の中心周波数がF5、F3、F2、F4、…の順で期間毎に切り替えられている。但し、ある期間に送信されるOFDM信号101の中心周波数と同じ周波数で、その前の期間にAGCプリアンブル信号102が送信されている。そのため、ある期間にOFDM信号101を受信した受信装置130は、その前の期間に受信したAGCプリアンブル信号102の受信電力に基づいて利得制御ができる。
In the example of FIG. 17, after the period T 9 , the center frequency of the
また、OFDM信号101にAGCプリアンブルが含まれないため、周波数ホッピングを高速化しても無線フレームに占めるAGCプリアンブルの割合は0のままであり、周波数ホッピングの高速化に伴う伝送効率の低下が抑制される。また、OFDM信号101の受信前に、そのOFDM信号101と同じ中心周波数で送信されたAGCプリアンブル信号102が受信装置130で得られているため、そのAGCプリアンブル信号102の受信電力に基づく適切な利得制御が可能になる。
Further, since the AGC preamble is not included in the
なお、図16及び図17の例ではAGCプリアンブル信号102が各期間の全体(無線フレームと同じ長さ)で送信されるように記載されていたが、期間の一部(無線フレームより短い時間)だけで送信されるようにしてもよい。例えば、無線フレームの長さが1ミリ秒の場合に、150マイクロ秒だけAGCプリアンブル信号102が送信されるようにしてもよい。
In the examples of FIGS. 16 and 17, the
次に、図18〜図20を参照しながら、無線通信システム100の変形例を説明する。当該変形例に係る無線通信システム100A、100Bは、隣接する両システムで送信される信号同士の干渉が生じないように利用帯域の制限や帯域制御などを行う。例えば、無線通信システム100A、100Bは、無線フレームを伝送する信号の利用帯域と送信タイミングとが隣接する両システム間で重ならないようにスケジューリングを行う。
Next, a modification of the
図18は、複数の無線通信システム間の干渉について説明した図である。
無線通信システム100Aは、同じ期間にOFDM信号101A及びAGCプリアンブル信号102Aを異なる中心周波数の帯域で送信する。同様に、無線通信システム100Bは、同じ期間にOFDM信号101B及びAGCプリアンブル信号102Bを異なる中心周波数の帯域で送信する。そこで、無線通信システム100A、100Bは、無線フレームを伝送するOFDM信号101A、101Bの利用帯域及び送信タイミングを適切にスケジューリングしつつ、AGCプリアンブル信号102A、102Bとの干渉が生じないようにする。
FIG. 18 is a diagram illustrating interference between a plurality of wireless communication systems.
The wireless communication system 100A transmits the
OFDM信号のスペクトラム波形は、図19のような形状をしている。図19は、OFDM信号のスペクトラム波形を示した図である。図19に示すように、OFDM信号は、中心周波数の前後に複数のサブキャリアを配置したスペクトラム波形を有する。一般に、中心周波数のサブキャリア(ゼロキャリア)は、受信側における復調の困難性やノイズ誤差などの影響を受けやすい性質があるために利用されない。従って、OFDM信号は、ゼロキャリアで送信される他の信号と干渉しない。 The spectrum waveform of the OFDM signal has a shape as shown in FIG. FIG. 19 is a diagram showing a spectrum waveform of the OFDM signal. As shown in FIG. 19, the OFDM signal has a spectrum waveform in which a plurality of subcarriers are arranged before and after the center frequency. In general, the subcarrier (zero carrier) of the center frequency is not used because it is susceptible to demodulation and noise errors on the reception side. Therefore, the OFDM signal does not interfere with other signals transmitted on the zero carrier.
そこで、図20に示すように、同じ期間に送信されるOFDM信号101のゼロキャリアを利用してAGCプリアンブル信号102を送信する方法を提案する。図20は、複数の無線通信システム間の干渉を回避する方法について説明した図である。なお、図20の中で、Aと表示されたハッチング部分は無線通信システム100Aで送信される信号を表し、Bと表示されたハッチング部分は無線通信システム100Bで送信される信号を表す。
Therefore, as shown in FIG. 20, a method for transmitting the
図20の例では、期間T9において、ゼロキャリアを含まないOFDM信号101A、101Bが互いに異なる帯域で送信されている。また、期間T9において、期間T10に送信されるOFDM信号101AのゼロキャリアでAGCプリアンブル信号102Aが送信され、期間T10に送信されるOFDM信号101BのゼロキャリアでAGCプリアンブル信号102Bが送信されている。期間T9においては、OFDM信号101A、101B、AGCプリアンブル信号102A、102Bがそれぞれ異なる中心周波数で送信されているため、干渉は生じない。
In the example of FIG. 20, in the period T 9, OFDM signals 101A without the zero carrier, 101B are transmitted at different bands. Further, in the period T 9,
一方、期間T11に注目すると、OFDM信号101B及びAGCプリアンブル信号102Aが同じ中心周波数F2で送信されている。仮にAGCプリアンブル信号102Aがゼロキャリア以外で送信されたならば、期間T11でOFDM信号101BとAGCプリアンブル信号102Aとが干渉し得る。しかし、AGCプリアンブル信号102Aがゼロキャリアで送信されているため、期間T11でOFDM信号101BとAGCプリアンブル信号102Aとの干渉が生じない。図20の例における期間T13、T16、T18においても同様である。
On the other hand, focusing on the period T 11, OFDM signal 101B and the
上記のような方法を適用すれば、OFDM信号101A、101Bの中心周波数及び送信タイミングだけを適切にスケジューリングすることで容易に干渉を回避することができる。つまり、次の期間に送信されるOFDM信号101の中心周波数で送信されるAGCプリアンブル信号102の利用帯域及び送信タイミングを考慮せずとも干渉を回避することが可能になる。また、OFDM方式ではほとんど利用されないゼロキャリアを利用するため、無線帯域の有効利用に寄与する。
If the above method is applied, interference can be easily avoided by appropriately scheduling only the center frequency and transmission timing of the OFDM signals 101A and 101B. That is, it is possible to avoid interference without considering the use band and transmission timing of the
以上、第2の実施の形態に係るOFDM信号101及びAGCプリアンブル信号102の送信方法について説明した。
次に、図21〜図23を参照しながら、第2の実施の形態に係る送信装置110及び受信装置130の動作について説明する。
The transmission method of the
Next, operations of the
まず、送信シーケンスに沿って送信装置110の動作を説明する。図21は、第2の実施の形態に係る送信装置の動作の例を示した図である。
(S101)ユーザがFH規則及び初期周波数の情報を送信装置110に入力し、FH規則及び初期周波数を設定する。なお、初期周波数は、周波数ホッピングの開始前に送信されるAGCプリアンブル信号102及びOFDM信号101の送信に利用する帯域の中心周波数である。また、受信装置130にも同じFH規則及び初期周波数が設定される。ユーザにより設定されたFH規則及び初期周波数の情報はFH制御部112に入力される。
First, operation | movement of the
(S101) The user inputs information on the FH rule and the initial frequency to the
(S102)ユーザにより送信開始の指示が制御部111に入力される。
(S103)S102で入力された送信開始の指示に応じて、制御部111は、FH制御部112に対し、第1キャリア生成部114及び第2キャリア生成部116に初期周波数を設定するように指示を送る。
(S102) An instruction to start transmission is input to the
(S103) In response to the transmission start instruction input in S102, the
(S104)S103で送られた指示に応じて、FH制御部112は、第2キャリア生成部116に初期周波数を設定する。
(S105)S103で送られた指示に応じて、FH制御部112は、第1キャリア生成部114に初期周波数を設定する。なお、S105の処理は、S104の処理と順序を入れ替えてもよい。
(S104) In response to the instruction sent in S103, the
(S105) In response to the instruction sent in S103, the
(S106)制御部111は、AGCプリアンブル信号送信部117に対し、周波数ホッピングの開始前にAGC引き込み処理に利用されるAGCプリアンブル信号102の送信開始を指示する。
(S106) The
(S107)制御部111は、OFDM信号送信部115に対し、周波数ホッピングの開始前に送信されるOFDM信号101の送信開始を指示する。
(S108)制御部111は、FH制御部112に対して周波数ホッピングの開始を指示する。
(S107) The
(S108) The
(S109)周波数ホッピングの開始を指示されたFH制御部112は、AGCプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を制御部111に通知する。
(S110)周波数ホッピングの開始時刻を通知された制御部111は、OFDM信号送信部115に対して周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
(S109) The
(S110) The
(S111)周波数ホッピングの開始時刻が設定されたOFDM信号送信部115は、周波数ホッピングの開始前に送信するOFDM信号101に乗せて、AGCプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を受信装置130に送信する。
(S111) The OFDM
なお、図21の符号Lで示した領域に含まれる処理S112〜S118は、周波数ホッピングの開始後に実行される処理である。また、これらの処理は、S119の処理で送信終了の指示を受けるまで繰り返し実行される。 Note that the processes S112 to S118 included in the region indicated by the symbol L in FIG. 21 are processes executed after the start of frequency hopping. These processes are repeatedly executed until a transmission end instruction is received in the process of S119.
(S112)FH制御部112は、GPS信号から抽出したタイミング信号を用いて周波数ホッピングの周期を示すFHタイミング信号を生成する。
(S113)FHタイミング信号を取得したFH制御部112は、FHタイミング信号を制御部111に通知する。
(S112) The
(S113) The
(S114)FH制御部112は、FH規則、及びGPS信号から生成した絶対時刻の情報に基づいて次の期間に送信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数を計算する。
(S114) The
(S115)FH制御部112は、次の期間に送信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数を第2キャリア生成部116に設定する。
(S116)FH制御部112は、現在の期間に送信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数(前回のS114の処理で計算した利用帯域の中心周波数)を第1キャリア生成部114に設定する。なお、S116の処理は、S115の処理と順序を入れ替えてもよい。
(S115) The
(S116) The
(S117)制御部111は、AGCプリアンブル信号送信部117に対して1期間分のAGCプリアンブル信号102を送信するように指示する。
(S118)制御部111は、OFDM信号送信部115に対して1期間分のOFDM信号101を送信するように指示する。
(S117) The
(S118) The
(S119)ユーザから受けた送信終了の指示が制御部111に入力される。
(S120)送信終了の指示が入力された制御部111は、AGCプリアンブル信号送信部117に対して送信終了を指示する。この指示を受けたAGCプリアンブル信号送信部117は、最後に設定された中心周波数の帯域で1期間分のAGCプリアンブル信号102を送信する。
(S119) An instruction to end transmission received from the user is input to the
(S120) The
(S121)送信終了の指示が入力された制御部111は、OFDM信号送信部115に対して送信終了を指示する。この指示を受けたOFDM信号送信部115は、最後に設定された中心周波数の帯域で1期間分のOFDM信号101を送信する。S121の処理を終えると、送信シーケンスにおける送信装置110の動作は終了する。
(S121) The
以上、送信装置110の動作について説明した。
次に、受信シーケンスに沿って受信装置130の動作を説明する。図22は、第2の実施の形態に係る受信装置の動作の例を示した図である。
The operation of the
Next, the operation of receiving
(S201)ユーザがFH規則及び初期周波数の情報を受信装置130に入力し、FH規則及び初期周波数を設定する。ユーザにより設定されたFH規則及び初期周波数の情報はFH制御部133に入力される。
(S201) The user inputs information on the FH rule and the initial frequency to the receiving
(S202)ユーザにより受信開始の指示が制御部131に入力される。
(S203)S202で入力された受信開始の指示に応じて、制御部131は、FH制御部133に対し、第1キャリア生成部136及び第2キャリア生成部134に初期周波数を設定するように指示を送る。
(S202) An instruction to start reception is input to the
(S203) In response to the reception start instruction input in S202, the
(S204)S203で送られた指示に応じて、FH制御部133は、第2キャリア生成部134に初期周波数を設定する。
(S205)S203で送られた指示に応じて、FH制御部133は、第1キャリア生成部136に初期周波数を設定する。なお、S205の処理は、S204の処理と順序を入れ替えてもよい。
(S204) In response to the instruction sent in S203, the
(S205) In response to the instruction sent in S203, the
(S206)制御部131は、AGCプリアンブル信号受信部135に対して受信開始を指示する。
(S207)AGCプリアンブル信号受信部135は、受信開始の指示に応じて、周波数ホッピングの開始前に送信装置110から送信されるAGCプリアンブル信号102を受信し、AGCプリアンブル信号102の受信電力を利得制御部140に通知する。
(S206) The
(S207) The AGC preamble
(S208)AGCプリアンブル信号102の受信電力が通知された利得制御部140は、通知された受信電力に基づいて受信アンプ139の利得制御を実施する。
(S209)利得制御を完了した利得制御部140は、制御部131に対し、AGC引き込み処理の完了を通知する。
(S208) The
(S209) The
(S210)AGC引き込み処理の完了通知を受けた制御部131は、OFDM信号受信部137に対して受信開始を指示する。
(S211)受信開始の指示を受けたOFDM信号受信部137は、周波数ホッピングの開始前に送信装置110から送信されたOFDM信号101を受信する。また、OFDM信号受信部137は、受信したOFDM信号101を復調してAGCプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を抽出する。
(S210) Receiving the completion notification of the AGC pull-in process, the
(S211) Receiving the instruction to start reception, the OFDM
(S212)周波数ホッピングの開始時刻を示す情報を得たOFDM信号受信部137は、制御部131に対して周波数ホッピングの開始時刻を通知する。
(S213)周波数ホッピングの開始時刻を通知された制御部131は、FH制御部133に対して、AGCプリアンブルの周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
(S212) The OFDM
(S213) The
なお、図22の符号Lで示した領域に含まれる処理S214〜S224は、周波数ホッピングの開始後に実行される処理である。また、これらの処理は、S225の処理で受信終了の指示を受けるまで繰り返し実行される。 Note that the processes S214 to S224 included in the region indicated by the symbol L in FIG. 22 are processes executed after the start of frequency hopping. These processes are repeatedly executed until an instruction to end reception is received in the process of S225.
(S214)FH制御部133は、GPS信号から抽出したタイミング信号を用いて周波数ホッピングの周期を示すFHタイミング信号を生成する。
(S215)FHタイミング信号を取得したFH制御部133は、FHタイミング信号を制御部131に通知する。
(S214) The
(S215) The
(S216)FH制御部133は、FH規則、及びGPS信号から生成した絶対時刻の情報に基づいて次の期間に受信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数を計算する。
(S216) The
(S217)FH制御部133は、次の期間に受信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数を第2キャリア生成部134に設定する。
(S218)FH制御部133は、現在の期間に受信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数(前回のS216の処理で計算した利用帯域の中心周波数)を第1キャリア生成部136に設定する。なお、S218の処理は、S217の処理と順序を入れ替えてもよい。
(S217) The
(S218) The
(S219)制御部133は、AGCプリアンブル信号受信部135に対して1期間分のAGCプリアンブル信号102を受信するように指示する。
(S220)制御部131は、利得制御部140に対してAGCプリアンブル信号102の受信電力を検出するように指示する。
(S219) The
(S220) The
(S221)利得制御部140は、次の期間でOFDM信号101が送信される際に利用する中心周波数の帯域において受信されたAGCプリアンブル信号102の受信電力を検出する。
(S221) The
(S222)制御部131は、利得制御部140に対して受信アンプ139における信号の増幅度を制御するように指示する。
(S223)利得制御部140は、現在の期間よりも1つ前の期間に受信されたAGCプリアンブル信号102から検出された受信電力に基づいて受信アンプ139における信号の増幅度を制御する。なお、上記のS221で検出された受信電力は、今回のS223の処理ではなく次回のS223の処理で利用されることになる。
(S222) The
(S223) The
(S224)制御部131は、OFDM信号受信部137に対して1期間分のOFDM信号101を受信するように指示する。
(S225)ユーザから受けた受信終了の指示が制御部131に入力される。S225の処理を終えると、受信シーケンスにおける受信装置130の動作は終了する。
(S224) The
(S225) The reception end instruction received from the user is input to the
以上、受信装置130の動作について説明した。
次に、図23を参照しながら、送信装置110と受信装置130との間で行われる信号の送受信を含めた無線通信システム100における処理の流れについて説明する。図23は、第2の実施の形態に係る送信装置及び受信装置の動作シーケンスの例を示した図である。なお、図23には、一例として、初期周波数をF1とし、周波数ホッピングによって中心周波数をF5、F3へと順次切り替える処理の流れを示した。
The operation of the receiving
Next, a processing flow in the
(S301)送信装置110は、初期周波数F1を設定する。
(S302)送信装置110は、周波数ホッピングの開始時刻を設定する。
(S303)送信装置110は、周波数F1でAGCプリアンブル信号102を受信装置130に送信する。
(S301) the
(S302) The
(S303) The
(S304)S303の処理でAGCプリアンブル信号102が送信される前に、受信装置130は、初期周波数F1を設定する。
(S305)受信装置130は、初期周波数F1でAGCプリアンブル信号102を受信し、AGC引き込み処理を実行する。
(S304) before the
(S305) The receiving
(S306)送信装置110は、初期周波数F1でOFDM信号101を受信装置130に送信する。
(S307)受信装置130は、初期周波数F1でOFDM信号101を受信し、OFDM信号101を復調して周波数ホッピングの開始時刻を取得する。
(S306) the
(S307)
(S308、S309)送信装置110及び受信装置130は、周波数ホッピングを開始する。
(S310)送信装置110は、AGCプリアンブル信号102の送信に用いる帯域の中心周波数をF5に設定する。つまり、送信装置110は、次の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数F5をAGCプリアンブル信号102の送信に用いる帯域の中心周波数に設定する。
(S308, S309) The
(S310) the
(S311)受信装置130は、AGCプリアンブル信号102の受信に用いる帯域の中心周波数をF5に設定する。つまり、受信装置130は、次の期間に受信されるOFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数F5をAGCプリアンブル信号102の受信に用いる帯域の中心周波数に設定する。
(S311) receiving
(S312)送信装置110は、中心周波数F5の帯域でAGCプリアンブル信号102を受信装置130に送信する。
(S313)受信装置130は、中心周波数F5の帯域でAGCプリアンブル信号102を受信し、受信したAGCプリアンブル信号102の受信電力を検出する。
(S312)
(S313)
(S314)送信装置110は、中心周波数F1の帯域でOFDM信号101を受信装置130に送信する。
(S315)受信装置130は、中心周波数F1の帯域でOFDM信号101を受信し、受信したOFDM信号101を復調する。
(S314) the
(S315)
(S316)送信装置110は、AGCプリアンブル信号102の送信に用いる帯域の中心周波数をF3に設定する。つまり、送信装置110は、次の期間に送信されるOFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数F3をAGCプリアンブル信号102の送信に用いる帯域の中心周波数に設定する。また、送信装置110は、OFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数をF5に設定する。
(S316) the
(S317)受信装置130は、AGCプリアンブル信号102の受信に用いる帯域の中心周波数をF3に設定する。つまり、受信装置130は、次の期間に受信されるOFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数F3をAGCプリアンブル信号102の受信に用いる帯域の中心周波数に設定する。また、受信装置130は、OFDM信号101の受信に用いる帯域の中心周波数をF5に設定する。
(S317) receiving
(S318)送信装置110は、中心周波数F3の帯域でAGCプリアンブル信号102を送信する。
(S319)受信装置130は、中心周波数F3の帯域でAGCプリアンブル信号102を受信し、受信したAGCプリアンブル信号102の受信電力を検出する。
(S318)
(S319) The receiving
(S320)受信装置130は、S313の処理で検出した受信電力に基づいて受信アンプ139による信号の増幅度を制御する。
(S321)送信装置110は、中心周波数F5の帯域でOFDM信号101を送信する。
(S320) The
(S321) the
(S322)受信装置130は、S320で設定された増幅度に従って中心周波数F5の帯域でOFDM信号101を受信し、受信したOFDM信号101を復調する。
送信処理及び受信処理の終了が指示されるまで、AGCプリアンブル信号102及びOFDM信号101の送受信に用いる帯域の中心周波数が切り替えられながら、S316〜S322と同様の処理が繰り返し実行される。送信処理及び受信処理の終了が指示されると、送信装置110及び受信装置130の動作は終了する。
(S322)
Until the end of the transmission process and the reception process is instructed, the processes similar to S316 to S322 are repeatedly executed while the center frequency of the band used for transmission / reception of the
以上、無線通信システム100における処理の流れについて説明した。
ここで、第2の実施の形態の一変形例について説明する。これまで、次の期間に送信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数で、現在の期間に送信されるAGCプリアンブル信号102を送信する方法について説明してきた。しかし、現在の期間に送信されるAGCプリアンブル信号102の利用帯域の中心周波数は、図24に示すように、2つ後の期間に送信されるOFDM信号101の利用帯域の中心周波数に設定されてもよい。図24は、第2の実施の形態の一変形例に係る送信方法の例を示した図である。
The processing flow in the
Here, a modification of the second embodiment will be described. So far, the method of transmitting the
図24の例では、期間T9に送信されるAGCプリアンブル信号102は、中心周波数F3の帯域で送信される。この中心周波数F3は、2つ後の期間T11に送信されるOFDM信号101の送信に用いる帯域の中心周波数である。この場合、受信装置130は、期間T9で受信したAGCプリアンブル信号102の受信電力を用いて、期間T11でOFDM信号101を受信する際の利得制御を行う。
In the example of FIG. 24, the
このように、同じ中心周波数の帯域で送信されるOFDM信号101とAGCプリアンブル信号102との送信タイミングを離すことで、OFDM信号101の送信帯域を外部から推測されにくくする効果が期待できる。
Thus, by separating the transmission timings of the
また、同じ中心周波数の帯域で送信されるOFDM信号101とAGCプリアンブル信号102との送信タイミングを離す間隔は、3以上の期間であってもよい。但し、状況が短時間に変化するような伝搬路を利用する場合には、あまり長い期間に設定しない方が好ましい。例えば、図20に示したように、次の期間に送信されるOFDM信号101と同じ中心周波数の帯域でAGCプリアンブル信号102を送信する方が、直前の伝搬路の状況を反映したAGC処理が可能になり、処理精度が向上する。
The interval separating the transmission timings of the
以上、第2の実施の形態の一変形例について説明した。 Heretofore, a modification of the second embodiment has been described.
5、100、100A、100B 無線通信システム
10、110 送信装置
11 送信部
12、22、111、131 制御部
20、130 受信装置
21 受信部
31a、31b データ信号
32 既知信号
101、101A、101B OFDM信号
102、102A、102B AGCプリアンブル信号
112、133 FH制御部
113、132 GPSアンテナ
114、136 第1キャリア生成部
115 OFDM信号送信部
116、134 第2キャリア生成部
117 AGCプリアンブル信号送信部
118 ミキサ
119 送信アンプ
120 送信アンテナ
135 AGCプリアンブル信号受信部
137 OFDM信号受信部
138 受信アンテナ
139 受信アンプ
140 利得制御部
5, 100, 100A, 100B
Claims (7)
第1の期間において第1の周波数帯域内で第1のデータ信号を送信し、前記第1の期間より後の第2の期間において第2の周波数帯域内で第2のデータ信号を送信し、また、受信装置が前記第2のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を前記第2のデータ信号より前に送信する送信部と、
前記送信部が前記既知信号を、前記第1の期間において前記第2の周波数帯域内で前記第1のデータ信号と並行して送信するよう制御する制御部と、
を有する送信装置。 A transmission device that switches a frequency band used for transmission of a data signal among a plurality of frequency bands as time passes,
Transmitting a first data signal in a first frequency band in a first period, transmitting a second data signal in a second frequency band in a second period after the first period; A transmitting unit that transmits a known signal used for gain control when the receiving device receives the second data signal before the second data signal;
A control unit that controls the transmitting unit to transmit the known signal in parallel with the first data signal in the second frequency band in the first period;
A transmission device.
前記既知信号は、前記所定の周波数を用いて送信される、
請求項1に記載の送信装置。 The second data signal is transmitted excluding a predetermined frequency in the second frequency band,
The known signal is transmitted using the predetermined frequency;
The transmission device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の送信装置。 The second period is a period immediately after the first period.
The transmission device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の送信装置。 The transmitting unit generates a first carrier generating unit that generates a carrier signal in a frequency band used for transmitting a data signal, and a carrier signal in a frequency band used for transmitting a known signal transmitted in parallel with the data signal. A second carrier generation unit
The transmission device according to any one of claims 1 to 3.
前記送信装置から、第1の期間において第1の周波数帯域内で第1のデータ信号を受信し、前記第1の期間において第2の周波数帯域内で前記第1のデータ信号と並行して送信された既知信号を受信し、前記第1の期間より後の第2の期間において前記第2の周波数帯域内で第2のデータ信号を受信する受信部と、
前記第1のデータ信号と並行して送信された前記既知信号に基づいて、前記受信部が前記第2のデータ信号を受信するときの利得を制御する制御部と、
を有する受信装置。 A receiving apparatus that communicates with a transmitting apparatus that switches a frequency band used for transmitting a data signal among a plurality of frequency bands as time passes,
A first data signal is received from the transmitter in a first frequency band in a first period, and is transmitted in parallel with the first data signal in a second frequency band in the first period. Receiving a received known signal and receiving a second data signal within the second frequency band in a second period after the first period;
A control unit for controlling a gain when the receiving unit receives the second data signal based on the known signal transmitted in parallel with the first data signal;
A receiving apparatus.
第1の期間において第1の周波数帯域内で第1のデータ信号を送信し、前記第1の期間において第2の周波数帯域内で前記第1のデータ信号と並行して既知信号を送信し、前記第1の期間より後の第2の期間において前記第2の周波数帯域内で第2のデータ信号を送信する送信装置と、
前記第1の期間において前記第1のデータ信号と前記既知信号とを受信し、前記既知信号に基づいて、前記第2の期間において前記第2のデータ信号を受信するときの利得を制御する受信装置と、
を有する無線通信システム。 A wireless communication system that switches a frequency band used for data signal transmission among a plurality of frequency bands as time elapses,
Transmitting a first data signal in a first frequency band in a first period, transmitting a known signal in parallel with the first data signal in a second frequency band in the first period; A transmitting device for transmitting a second data signal in the second frequency band in a second period after the first period;
Reception for controlling the gain when receiving the first data signal and the known signal in the first period and receiving the second data signal in the second period based on the known signal Equipment,
A wireless communication system.
前記送信装置が備えるコンピュータに、
第1の期間において、データ信号を送信する周波数帯域を第1の周波数帯域に設定し、
前記第1の期間において、受信装置が前記第1の期間より後のデータ信号を受信するときの利得制御に用いられる既知信号を、第2の周波数帯域を用いて前記第1の周波数帯域のデータ信号と並行して送信するように制御し、
前記第1の期間より後の第2の期間において、データ信号を送信する周波数帯域を、前記既知信号を送信済みである前記第2の周波数帯域に設定する、
処理を実行させるプログラム。 A program for controlling a transmission device that switches a frequency band used for transmission of a data signal among a plurality of frequency bands as time passes,
In the computer provided in the transmission device,
In the first period, the frequency band for transmitting the data signal is set to the first frequency band,
In the first period, a known signal used for gain control when the receiving apparatus receives a data signal after the first period is used as the data in the first frequency band using the second frequency band. Control to transmit in parallel with the signal,
In a second period after the first period, a frequency band for transmitting a data signal is set to the second frequency band in which the known signal has been transmitted.
A program that executes processing.
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