JP4523428B2

JP4523428B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP4523428B2
Application number: JP2005008638A
Authority: JP
Inventors: 修司久保田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2025-01-17
Also published as: JP2006197434A

Description

この発明は、プリアンブル信号を含むフレーム信号を用いてデータ通信をおこなう無線通信装置に関するものである。

従来から、無線通信装置では、受信機等において変調信号の先頭にプリアンブル信号を含むフレーム信号を検出してデータ通信をおこなう技術が知られている。
代表的には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調方式で変調された変調パケット信号の先頭にプリアンブル信号が付加されたバースト無線信号を受信するフレーム信号検出方法を用いた無線通信装置が用いられている。

近年、無線ＬＡＮをはじめとする無線通信装置は、端末を自由に移動させることができる利便性から、企業だけではなく、一般家庭にまで急速に普及し始めている。無線ＬＡＮの規格には、２．４ＧＨｚ帯域を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、５ＧＨｚ帯域を利用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ、がある。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの規格は、主にＰＣ機器に対する用途として既に市場で普及している。

これらの無線規格では、変調信号の先頭にプリアンブル信号と呼ばれる同期用トレーニング信号であるバースト信号を付加して送信している。無線通信装置の多くは、受信信号強度をトリガとしてフレーム信号の受信を開始したり、上述のプリアンブル信号を検出してフレーム信号の受信を開始したりしている。
すなわち、受信信号レベルが小さい場合には、ＳＮＲ（受信品質）が悪くなり受信信号強度の判定だけではフレーム信号の開始点の判断を誤る可能性がある。そのため、受信信号強度トリガ閾値をノイズレベルよりも高めに設定して、充分な判定精度が得られるように設定している。そして、受信信号レベルが小さくて受信信号強度トリガ閾値よりも小さな信号に対しては、プリアンブル信号の検出をおこないフレーム受信の開始ができるように対応している。

なお、上述の無線規格で用いられるプリアンブル信号は、繰り返しパターンをもつ信号であるために、同期タイミング調整や周波数偏差補正をおこなうための信号としても用いられる場合が多い。
また、無線通信装置の多くは、プリアンブル信号を検出するためにプリアンブル相関検出器を設けている。プリアンブル相関検出器は、自己相関方式や相互相関方式が用いられている。

一方、特許文献１等には、帰還回路に設けた温度センサの検出結果に基いて、無線機における送信信号（出力信号）のひずみを補正する技術が開示されている。
また、特許文献２等には、温度補償回路を設けた発振器の無線通信装置において、発振器への電力供給開始時に温度補償電圧に含まれるノイズを除去することによって位相雑音を低減する技術が開示されている。

特開平９−１７２３３６号公報特開２００１−２３０６３０号公報

上述した従来の無線通信装置は、温度上昇にともなう熱雑音によって受信信号レベルが小さくなったときに、ＳＮＲ（受信品質）が悪くなってプリアンブル信号の相関検出精度（検出レベル）が劣化するという問題があった。

詳しくは、無線通信装置には、アンテナ、アンプ、周波数変換部、直交変換部等を経由して生成されるベースバンドＩＱ信号を無線信号に変換する（又は、無線信号をベースバンドＩＱ信号に変換する）無線ユニット（ＲＦ部）が設けられている。無線ユニットは、その温度によって特性が変化する場合がある。例えば、パワーアンプ（ＰＡ）等が温度によって出力信号に線形性がなくなった場合、周波数変換部や直交変換部において位相雑音や周波数偏差等の誤差が生じてしまう。また、熱雑音の程度も温度によって変化して、高温になればなるほどノイズレベルが上昇してしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、温度変動が生じてもプリアンブル信号の相関検出精度が劣化しない、受信品質の安定した無線通信装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる無線通信装置は、プリアンブル信号を含むフレーム信号を用いてデータ通信を行う無線通信装置であって、無線信号を受信する無線ユニットと、前記無線ユニットの温度を検知する温度検知手段と、受信したフレーム信号を検出するプリアンブル相関検出器とを備え、前記プリアンブル相関検出器は、第一の検出レベルと、当該第一の検出レベルよりも大きい第二の検出レベルの２つの検出レベルを有し、前記温度検知手段の検知結果前記無線ユニットの温度が所定値以上になったときに、前記プリアンブル相関検出器の検出レベルを前記第一の検出レベルから前記第二の検出レベルに変更するものである。

また、請求項２記載の発明にかかる無線通信装置は、前記請求項１記載の発明において、前記無線ユニットは、ベースバンドＩＱ信号又は無線信号を無線信号又はベースバンドＩＱ信号に変換するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる無線通信装置は、前記請求項１又は２に記載の発明において、前記プリアンブル信号は、変調信号の先頭に配置されるものである。

また、請求項４記載の発明にかかる無線通信装置は、前記請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、ベースバンドＩＱ信号を復調する復調部を備えたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる無線通信装置は、前記請求項１〜４いずれかに記載の発明において、ベースバンドＩＱ信号を変調する変調部を備えたものである。

本発明は、受信時における無線ユニットの温度に応じてプリアンブル相関検出器の検出レベルを変更している。これによって、温度変動が生じてもプリアンブル信号の相関検出精度が劣化しない、受信品質の安定した無線通信装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１及び図２にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の無線通信装置１を示す構成図である。
図１に示すように、無線通信装置１は、主として、アンテナ２、低雑音増幅器４、電力増幅器３、無線ユニット５（ＲＦＩＣ又はＲＦ部ともいう。）、ベースバンド部６（ベースバンドＬＳＩ）、温度検知手段としての温度センサ１０、等で構成される。ベースバンド部６には、データ変復調部としての変調部８及び復調部９と、プリアンブル相関検出器７とが、設けられている。

受信時において、アンテナ２から無線信号が受信されると、その無線信号は電力増幅器３を経て無線ユニット５に入力される。無線信号は無線ユニット５でベースバンドＩＱ信号に変換される。このベースバンドＩＱ信号には、先頭にプリアンブル信号が配置されたフレーム信号が含まれている。

その後、ベースバンドＩＱ信号は、ベースバンド部６のプリアンブル相関検出器７に入力される。そして、プリアンブル相関検出器７にてプリアンブル信号の検出がおこなわれて、プリアンブル信号の強度が所定の検出レベル（相関閾値）よりも大きいと判別された場合に、フレーム受信が開始される。そして、変調部８にて、ベースバンドＩＱ信号の変調がおこなわれる。

これに対して、通信時においては、ベースバンド部６の復調部９で復調されたベースバンドＩＱ信号が無線ユニット５に入力される。ベースバンドＩＱ信号は、無線ユニット５で無線信号に変換されて、変換された無線信号が低雑音増幅器４を経てアンテナ２から放射される。

ここで、本実施の形態１の無線通信装置１には、無線ユニット５（又はその近傍）の温度を検知する温度センサ１０が設けられている。温度センサ１０によって検知された検知結果（無線ユニット５の温度情報である。）は、プリアンブル相関検出器７に送信される。そして、プリアンブル相関検出器７では、送信された温度情報に基いて、プリアンブル信号に対する検出レベル（相関閾値）が可変される。

具体的には、図２を参照して、温度センサ１０によって無線ユニット５の温度が所定値Ｔ１以上であることが検知された場合には、相関閾値がＶ０からＶ１に増大される。これによって、無線ユニット５が高温になってノイズレベルが上昇するような場合であっても、プリアンブル相関器７におけるＳＮＲが低下してノイズによって誤検出を起こしたり、受信品質の悪いフレーム信号を受信してしまったりする不具合が抑止される。すなわち、無線ユニット５の温度上昇にともない、プリアンブル相関検出器７の検出レベルを大きくすることで、ＳＮＲが安定化して、パケットエラーの多発するフレーム信号を安易に検出しないようになる。

以上説明したように、本実施の形態１では、受信時における無線ユニット５の温度に応じてプリアンブル相関検出器７の検出レベルを変更している。これによって、温度変動が生じてもプリアンブル信号の相関検出精度が劣化しない、受信品質の安定した無線通信装置１を提供することができる。

実施の形態２．
図３及び図４にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図３は、実施の形態２における無線通信装置１を示す断面図であって、前記実施の形態１の図１に相当する図である。本実施の形態２の無線通信装置１は、無線ユニット５の温度に対する検出レベルに係わる変換テーブルが格納されている点が、前記実施の形態１のものと相違する。

図３に示すように、本実施の形態２では、ベースバンド部６に、無線ユニット５の温度と検出レベル（相関閾値）との関係を示す相関閾値テーブル（変換テーブル）１１を格納したメモリが設置されている。相関閾値テーブル１１は、図４に示すような無線ユニット５の温度と相関閾値との関係をテーブル化したものである。そして、温度センサ１０の結果から相関閾値テーブル１１に基いて、プリアンブル相関検出器７における相関閾値を定める。

具体的には、図４を参照して、温度センサ１０によって無線ユニット５の温度がＴ２であると検知された場合には、その検知結果が相関閾値テーブル１１に送信されて、相関閾値テーブル１１に基いて相関閾値がＶ２に定められる。これによって、無線ユニット５が高温になってノイズレベルが上昇するような場合であっても、プリアンブル相関器７におけるＳＮＲが低下してノイズによって誤検出を起こしたり、受信品質の悪いフレーム信号を受信してしまったりする不具合が抑止される。
特に、本実施の形態２では、温度と検出レベルとの関係が非線形なものであっても、変換テーブル１１を用いることで検出レベルの可変制御を簡易化できる。

以上説明したように、本実施の形態２においても、受信時における無線ユニット５の温度に応じてプリアンブル相関検出器７の検出レベルを変更している。これによって、温度変動が生じてもプリアンブル信号の相関検出精度が劣化しない、受信品質の安定した無線通信装置１を提供することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における無線通信装置を示す構成図である。無線ユニットの温度と検出レベルとの関係を示すグラフである。この発明の実施の形態２における無線通信装置を示す構成図である。無線ユニットの温度に対する検出レベルの関係を示すグラフである。

符号の説明

１無線通信装置、
２アンテナ、３電力増幅器、４低雑音増幅器、
５無線ユニット（ＲＦ部）、
６ベースバンド部、
７プリアンブル相関検出器、８変調部、９復調部、
１０温度センサ（温度検知手段）、
１１相関閾値テーブル（変換テーブル）。

Claims

プリアンブル信号を含むフレーム信号を用いてデータ通信を行う無線通信装置であって、
無線信号を受信する無線ユニットと、
前記無線ユニットの温度を検知する温度検知手段と、
受信したフレーム信号を検出するプリアンブル相関検出器と
を備え、
前記プリアンブル相関検出器は、第一の検出レベルと、当該第一の検出レベルよりも大きい第二の検出レベルとの２つの検出レベルを有し、前記温度検知手段の検知結果前記無線ユニットの温度が所定値以上になったときに、前記プリアンブル相関検出器の検出レベルを、前記第一の検出レベルから前記第二の検出レベルに変更することを特徴とする無線通信装置。
前記無線ユニットは、ベースバンドＩＱ信号又は無線信号を無線信号又はベースバンドＩＱ信号に変換することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
前記プリアンブル信号は、変調信号の先頭に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
ベースバンドＩＱ信号を復調する復調部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置。
ベースバンドＩＱ信号を変調する変調部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。