無線通信装置および半導体集積回路装置
【課題】電子レンジ信号の１周期時間前の無線ＬＡＮ信号を高精度に復調し再変調して減算するという処理を必要とせず、かつ、メガｂｉｔ級の大容量メモリを必要とせずに、電子レンジからの妨害信号を抑圧できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信によってデータの送受信を行う無線通信装置１であって、データの受信のために信号を入力して復調するＯＦＤＭ復調部１４と、ＯＦＤＭ復調部１４の前段に配置され、受信信号に対してＯＦＤＭ復調部１４にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部１３とを有し、ＯＦＤＭ復調部１４は、遅延減算部１３から出力された信号を入力して復調する。
【解決手段】無線通信によってデータの送受信を行う無線通信装置１であって、データの受信のために信号を入力して復調するＯＦＤＭ復調部１４と、ＯＦＤＭ復調部１４の前段に配置され、受信信号に対してＯＦＤＭ復調部１４にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部１３とを有し、ＯＦＤＭ復調部１４は、遅延減算部１３から出力された信号を入力して復調する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特に、２．４ＧＨｚ帯の電子レンジが使用される環境での無線ＬＡＮシステムを主とする無線通信において、電子レンジからの妨害信号等を抑圧除去する無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が普及してきており、最近では、パーソナルコンピュータや家庭内ディジタル家電機器にも広く搭載されてきている。
【０００３】
無線ＬＡＮの代表的な規格にはＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１ａ／ｂ／ｇがある。このなかでＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇは、２．４ＧＨｚ帯を利用する方式であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに代表される５．２ＧＨｚ帯利用システムより、通信可能距離の面で良好な特性を有することが知られている。
【０００４】
また無線ＬＡＮシステムのＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇでは、その変調方式にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）と呼ばれるマルチキャリア方式が用いられ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇでは、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ（Direct Sequence Spread Spectrum / Complementary Code Keying）と呼ばれるスペクトル拡散方式が用いられている。これら各方式の詳細については、例えば、非特許文献１に記載がある。
【０００５】
一方、ＩＳＭ（Industry, Scientific and Medical）バンドと呼ばれる上記２．４ＧＨｚ帯は、医療機器などでの利用とあわせて、電子レンジの漏洩電波の周波数帯でもある。このため、家庭内で２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用する際には、電子レンジの漏洩電波が無線ＬＡＮシステムへの妨害波となり、妨害波の強度に依存して無線ＬＡＮ通信の品質が劣化する。この電子レンジからの信号モデルについては、例えば、非特許文献１のｐ．２１−２２に記載がある。また、非特許文献２にも記載がある。
【０００６】
電子レンジのタイプには、マグネトロンの駆動方式の違いにより、インバータ型とトランス型があるが、主流のインバータ型では、家庭用交流電源をスイッチングに利用するため、非特許文献１のｐ．２１−２２に記載されているように、電子レンジからの妨害波レベルは、その交流電源を周期（関東では５０Ｈｚ、関西では６０Ｈｚ）とするＯＮ−ＯＦＦ波形（矩形波形）に近い形として観測される。
【０００７】
非特許文献３には、この周期性を利用した妨害除去方式が記載されている。非特許文献３に記載の手法では、電子レンジ信号の周期性を利用し、無線ＬＡＮの受信システムにおいて、その１周期分（６０Ｈｚエリアでは１／６０＝１６．６ｍｓ、５０Ｈｚエリアでは１／５０＝２０ｍｓ）遅延させた信号を、対象無線信号の復調前に減じる。ただし、減じる電子レンジ信号に無線ＬＡＮ信号が重畳されている場合は、無線ＬＡＮ信号も同じく１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓ遅延され、受信信号から復調前に減じられるため、復調対象の無線ＬＡＮ信号からみれば、逆に干渉を大きく付加される結果となる可能性がある。
【０００８】
非特許文献３に記載の手法では、これを回避するため、減じる電子レンジ信号に重畳された無線ＬＡＮ信号が精度よく復調できており、これを再変調して、減じるべき信号からこの無線ＬＡＮ信号を除去した上で減算処理ができることを前提としている。
【非特許文献１】「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、改訂三版、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月
【非特許文献２】“A Time-Domain Microwave Oven Noise Model for the 2.4GHz Band", IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Volume 45, Issue 3, August, 2003, p.561-566
【非特許文献３】「２．５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮにおける電子レンジ干渉の周期性を利用した除去手法」、電子情報通信学会 スマートインフォメディアシステム研究会（ＳＩＳ）技術報告、２００８年６月８日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の非特許文献３に記載された妨害波の除去手法を利用した無線通信装置では、以下のような課題があることが本発明者により見出された。すなわち、上記非特許文献３に記載の従来技術では、電子レンジ信号１周期分だけ前の無線ＬＡＮ信号を精度よく復調できていなければならないが、実際には、各種雑音下での復調には、ある程度の誤りが発生するため、種々の処理対策が必要と推察され、その実装実現の複雑度、難易度が高いという課題がある。
【００１０】
また、遅延時間が、６０Ｈｚエリアでは１６．６ｍｓ、５０Ｈｚエリアでは２０ｍｓと長く、その分だけメモリに受信信号を記憶する必要がある。具体的には、無線ＬＡＮ信号を２５ｎｓのサンプリング周期とした場合、６０Ｈｚエリアで６６６ｋワード（＝１３．２Ｍｂｉｔ、１ワード＝１０ｂｉｔ×２＝２０ｂｉｔ時）、５０Ｈｚエリアでは８００ｋワード（＝１６Ｍｂｉｔ）の大容量メモリが必要となり、民生用での実現ではコスト上の課題がある。
【００１１】
そこで本発明の目的は、電子レンジ信号の１周期時間前の無線ＬＡＮ信号を高精度に復調し再変調して減算するという処理を必要とせず、かつ、メガｂｉｔ級の大容量メモリを必要とせずに、電子レンジからの妨害信号を抑圧できる無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
本発明の代表的な実施の形態による無線通信装置は、データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１６】
本発明の代表的な実施の形態によれば、電子レンジ信号の１周期時間前の無線ＬＡＮ信号を高精度に復調し再変調して減算するという処理を必要とせず、かつ、メガｂｉｔ級の大容量メモリを必要とせずに、電子レンジからの妨害信号を抑圧し、所要の無線信号を復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
＜概要＞
一般の室内無線伝送システムでは、室内伝播で生じる伝送路の遅延分散特性に対応できるよう設計される。対象無線システムにも依存するが、無線ＬＡＮシステムでは、通常、対応可能（等化可能）な伝搬路遅延分散時間は数百ｎｓから１ｕｓのオーダーまでである。
【００１９】
ＯＦＤＭ伝送方式では、よく知られている通り、１つのＯＦＤＭシンボルの先頭にガードインターバルと呼ばれる伝送路の遅延分散に対処する部分が設定されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのＯＦＤＭ規格値では、このガードインターバル部分が８００ｎｓであるため、これ以下の伝送路での遅延分散特性に対しては、復調部で等化処理が可能となっている。
【００２０】
また、スペクトル拡散方式（広い意味でシングルキャリア方式）では、ＯＦＤＭに見られるガードインターバル部は存在しないが、ＬＭＳ（Least Mean Square）等化などにより、１伝送シンボル以下の伝搬路遅延分散を等化処理することが通常行われている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇにおけるＤＳＳＳ／ＣＣＫの１伝送シンボルは１ｕｓである。
【００２１】
本発明の一実施の形態である無線通信装置では、電子レンジ信号のレベルの高い腹の部分では、数百ｎｓ程度離れていても信号相関が高いという事実を利用して、上述した等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の時間（数百ｎｓから１ｕｓ程度以下）だけ遅延させた受信信号を、受信信号から減算（あるいは重み付けして減算）し、電子レンジ信号を除去する。
【００２２】
その際、受信信号は、室内伝搬で生じる程度のマルチパス伝搬路を通過したのと同様の歪み現象を生じるが、受信側で復調部においてこれを等化処理できるため、上記の非特許文献３に記載の従来技術で必要とされていた、無線ＬＡＮ信号の高精度復調・再変調による信号減算補正という仕組みを必要としない。
【００２３】
また、本実施の形態の無線通信装置では、受信信号を遅延させる時間は、伝送路の遅延分散時間程度（１ｕｓオーダーまで）であるため、非特許文献３に記載の従来技術では電子レンジ信号１周期である１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓ分が必要であった信号記憶用メモリを大幅に小容量化することができる。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１２は、本発明の実施の形態１である無線通信装置全体の構成例を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格のＯＦＤＭ伝送方式（ＯＦＤＭモード）に対応するものである。
【００２５】
本実施の形態の無線通信装置１では、送信時は、図示しない外部機器からの送信データが、外部Ｉ／Ｏブリッジ５へ入力され、メディア制御部（ＭＡＣ部）４により、パケット化される。パケット化された送信データは、ベースバンド送信処理部２にてベースバンド送信信号に変換され、ＲＦ部１０により、２．４ＧＨｚ帯の周波数へ変換、さらに高周波増幅され、アンテナ１５から空中へ送出される。
【００２６】
また、受信時は、アンテナ１５から入力された２．４ＧＨｚ帯の高周波信号が、ＲＦ部１０にてベースバンド受信信号へ変換され、ベースバンド受信処理部３へ入力され、復調処理される。この際、受信信号に電子レンジ信号が妨害波として重畳されている場合は、ベースバンド受信処理部３にて、後述する妨害抑圧処理がなされた上で復調処理される。復調処理された受信信号は、ＭＡＣ部４にてパケットの解析・分解・再構築がなされ、外部Ｉ／Ｏブリッジ５を経由して、図示しない外部機器へ受信データとして出力される。
【００２７】
［ベースバンド受信処理部］
図１は、無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図１では、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。以下、図１を用いて、本実施の形態の無線通信装置１における、電子レンジ信号を抑圧し、所要のＯＦＤＭ信号を復調するベースバンド受信処理部３の構成について説明する。
【００２８】
ベースバンド受信処理部３は、ＲＦ部１０からの出力ベースバンド信号（アナログ信号）をディジタルのＩ／Ｑ信号１９に変換するＡ／Ｄ変換部１１、Ｉ／Ｑ信号１９を入力信号として、電子レンジ信号の有無を検出する電子レンジ信号検出部１２、妨害波である電子レンジ信号を抑圧除去する遅延減算部１３、所要のＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部１４から構成される。以下、各部位の構成の詳細について説明する。
【００２９】
［遅延減算部］
図２は、ベースバンド受信処理部３における遅延減算部１３の内部構成の例を示すブロック図である。遅延減算部１３は、遅延部１３１、係数設定部１３２、減算部１３４、乗算部１３３、スイッチ１３５から構成される。
【００３０】
遅延部１３１は、遅延減算部１３への入力のＩ／Ｑ信号１９（以下、時刻ｋにおけるこの値をｒｋと記載する場合がある）を、予め設定された時間Ｔだけ遅延させる。本実施の形態の無線通信装置１では、遅延部１３１で遅延させる時間Ｔは、Ｔ＝４００ｎｓと設定されているものとする。係数設定部１３２は、Ｉ／Ｑ信号１９と遅延部１３１の出力信号（同じく、ｄｋと記載する場合がある）とを入力として、重み係数（同じく、ｈｋと記載する場合がある）を算出する。乗算部１３３は、遅延部１３１の出力に、係数設定部１３２によって求められた重み係数ｈｋを乗算する。減算部１３４は、乗算部１３３の出力を、Ｉ／Ｑ信号１９から減算する。
【００３１】
これにより、遅延時間Ｔだけ遅延させた受信信号を、受信信号から減算することで電子レンジ信号を除去する。なお、遅延させた受信信号に乗算する重み係数ｈｋは、詳細は後述するが、受信信号に依存して決定される係数であり、電子レンジ信号の除去を効果的に行うために、受信信号と遅延させた受信信号との振幅位相差を適応制御するための係数である。
【００３２】
スイッチ１３５は、減算部１３４での減算動作、すなわち電子レンジ信号の除去動作のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。なお、スイッチ１３５は、電子レンジ信号検出部１２からの制御信号１６によりＯＮ／ＯＦＦが制御されるが、初期値はＯＦＦである。
【００３３】
［係数設定部］
図９は、遅延減算部１３における係数設定部１３２の内部構成の例を示すブロック図である。係数設定部１３２は、共役複素部９１、２乗部９２、乗算部９３ａ〜ｃ、加算部９４ａ、ｂ、Ｎｋ用レジスタメモリ９５、Ｄｋ用レジスタメモリ９６、除算部９７、忘却係数α発生部９８から構成される。
【００３４】
共役複素部９１は、係数設定部１３２への入力であるｄｋの共役複素数を得る。また、２乗部９２は、ｄｋの絶対値の２乗を算出する。また、Ｎｋ用レジスタメモリ９５、およびＤｋ用レジスタメモリ９６は、それぞれ、後述するＮｋ、Ｄｋの値を記憶する。また、忘却係数α発生部９８は、忘却係数α（０＜α＜１）を発生する。
【００３５】
乗算部９３ａは、共役複素部９１の出力ｄｋ＊と、係数設定部１３２への入力であるｒｋとの積を計算する。なお、文字の右肩の＊印は、共役複素数を表す。加算部９４ａは、乗算部９３ａの出力ｄｋ＊×ｒｋを、１クロック前のＮｋ用レジスタメモリ９５の値Ｎｋ−１に乗算部９３ｂにて忘却係数αを乗算した重み付き累積結果α・Ｎｋ−１と累積加算し、Ｎｋ用レジスタメモリ９５および除算部９７にＮｋとして出力する。
【００３６】
また、加算部９４ｂは、２乗部９２の出力｜ｄｋ｜２を、１クロック前のＤｋ用レジスタメモリ９６の値Ｄｋ−１に乗算部９３ｃにて忘却係数αを乗算した重み付き累積結果α・Ｄｋ−１と累積加算し、Ｄｋ用レジスタメモリ９６および除算部９７にＤｋとして出力する。除算部９７は、加算部９４ａ、ｂにて算出されたＮｋ、Ｄｋから、ｈｋ＝Ｎｋ／Ｄｋとしてｈｋを求める。
【００３７】
なお、図９の構成例の導出を簡単に説明しておくと以下の通りである。説明を簡単にするために、受信信号ｒｋが電子レンジ信号（抑圧したい妨害信号）のみと仮定し、重み係数ｈｋを設定するための評価関数Ｊｋを以下の式のように定める。
【００３８】
【数２】
【００３９】
この評価関数Ｊｋを極小化すれば、受信信号からｈｋなる重み係数を乗算した遅延信号を減算した結果の信号系列の電力和（時間ｍ方向にαｍの重み付けされた電力和）、すなわち誤差電力が極小化され、この意味で、妨害波が抑圧される。こためには、Ｊｋのｈｋによる偏微分を０とすることが必要となる。実際、このようなｈｋは、
【００４０】
【数３】
【００４１】
の式で表されるＮｋ、Ｄｋを用いて、ｈｋ＝Ｎｋ／Ｄｋで与えられる。ここで、Ｎｋ、Ｄｋは、それぞれ以下の漸化式で表現することができる。
【００４２】
【数４】
【００４３】
このＮｋ、Ｄｋについての漸化式を実装した構成例が図９である。
【００４４】
なお、上述した評価関数Ｊｋ（誤差電力）に基づく重み係数ｈｋの導出のモデルは一例であり、他のモデルを適用する場合は、それに伴い係数設定部１３２の内部構成も異なるものとなる。
【００４５】
［遅延部］
図１０は、遅延減算部１３における遅延部１３１の内部構成の例を示すブロック図である。ここで、無線通信装置１の動作クロック周波数を４０ＭＨｚ（周期２５ｎｓ）とすると、Ｔ＝４００ｎｓの遅延は１６クロック分に相当する（２５ｎｓ×１６＝４００ｎｓ）。従って、遅延部１３１は、１ワード（ここではＩ、Ｑ信号それぞれ１０ビットとして、２０ビット幅）単位のワードメモリ素子１００１を１００１ａ〜ｇで示されるように１６段有する。入力されたｒｋは、１クロック毎にワードメモリ素子１００１を１つずつ前進（図１０の右側へ移動）し、１６クロック後に出力端子にｄｋとして現れる。つまり、ｄｋ＝ｒｋ−１６である。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ワードメモリ素子１００１を１６段有して、Ｔ＝４００ｎｓの遅延時間を実現しているが、例えば、遅延時間Ｔの値を設定するレジスタを有してＴの値を外部から可変とし、遅延部１３１は、当該レジスタの値を参照して、使用するワードメモリ素子１００１の段数を調整する等により遅延時間Ｔを変更可能なように構成してもよい。
【００４７】
［ＯＦＤＭ復調部］
図４は、ベースバンド受信処理部３におけるＯＦＤＭ復調部１４の内部構成の例を示すブロック図である。これはＯＦＤＭ信号の復調を行う復調部としては一般的な構成である。主要部分のみを記載しているが、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＦＩＲフィルタ１４１、同期部１４２、ＦＦＴ（高速フーリエ変換部）１４３、等化部１４４、デインタリーバ１４５、ビタビデコーダ１４６、デスクランブラ１４７から構成される。
【００４８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＯＦＤＭ仕様規格から、ガードインターバルに対応する伝送路遅延分散の８００ｎｓまでは、大きな性能劣化を伴わず等化部１４４の補償により受信することが可能である。なお、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＯＦＤＭのパケット受信中に同期確立信号１７をアサートする。
【００４９】
［電子レンジ信号検出部］
図３は、ベースバンド受信処理部３における電子レンジ信号検出部１２の内部構成の例を示すブロック図である。電子レンジ信号検出部１２は、２乗部１２１〜１２２、加算部１２３、時間カウンタ１２４、受信状態判定部１２５から構成される。
【００５０】
２乗部１２１、１２２は、Ａ／Ｄ変換部１１からのＩ／Ｑ信号１９におけるＩ信号、Ｑ信号をそれぞれ２乗（検波）する。加算部１２３は、２乗部１２１、１２２のそれぞれの出力の和を算出する。時間カウンタ１２４は、加算部１２３の出力が予め設定された閾値以上となっている継続時間をカウントする。なお、加算部１２３の出力が閾値未満となったことを検出する毎にリセットされる。
【００５１】
受信状態判定部１２５は、時間カウンタ１２４の値と、ＯＦＤＭ復調部１４での同期が確立したか否かを表す同期確立信号（パケット受信中を表す信号）１７とにより、受信信号状態（電子レンジ信号を受信しているのか否か）を判断する。
【００５２】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００５３】
図５は、電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の動作を説明するためのタイミング図である。電子レンジ信号は、上述した通り、その包絡線信号（Ｉ信号の２乗＋Ｑ信号の２乗）も、周期が１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓの矩形状波形となる。一般に無線ＬＡＮ信号のパケット長は数ｍｓ以下であるため、両者が重畳された信号の包絡線（信号レベル）は、図５の上段図のような時間波形になる。
【００５４】
ここで、電子レンジ信号検出部１２において、受信信号が電子レンジ信号であるか否かを判定するため、包絡線信号レベルが予め設定された閾値をある規定時間以上継続しているかどうかを判定する。本実施の形態では、閾値を−８２ｄＢｍ、規定時間を１ｍｓとする。この規定時間である１ｍｓの間、受信レベルが継続して閾値を超えている場合は、受信信号は電子レンジ信号である可能性がある。あるいは、通常の無線ＬＡＮ信号である可能性もある。
【００５５】
通常の無線ＬＡＮ信号の場合、対象無線ＬＡＮ信号が適当な信号強度以上であれば、ＯＦＤＭ復調部１４で同期が確立する。従って、この同期が確立していないこと（対象無線システムのパケットを受信していないこと）を、同期確立信号１７を参照することにより判断し、受信信号が電子レンジ信号（もしくは電子レンジ信号が主の受信信号）であるかを判定する。
【００５６】
すなわち、閾値を超える信号レベルを規定時間（１ｍｓ）以上観測し、その規定時間以内に、ＯＦＤＭ復調部１４からの同期確立信号１７がアサートされない場合は、受信信号は電子レンジ信号であると判断し、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにするよう制御信号１６を出力して（図中の（１））、電子レンジ信号を抑圧する。なお、同期確立信号１７およびスイッチ１３５の状態変化の様子を図５の中段および下段に示す。
【００５７】
電子レンジ信号検出部１２は、受信状態判定部１２５において、電子レンジ信号を受信したと判断した時刻から、時間カウンタ１２４がカウントアップを継続している限りは、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにし続けるよう制御信号１６を出力する。ひとたび遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにした後は、対象の無線ＬＡＮ信号が受信され同期確立信号１７がアサートされても、時間カウンタ１２４のカウントアップが続いている限りは、遅延減算部１３のスイッチ１３５はＯＦＦにせず、電子レンジ信号の除去動作を継続する（図中の（２））。
【００５８】
その後、無線ＬＡＮ信号が終了し、かつ、電子レンジ信号もＯＦＦになると、時間カウンタ１２４でのカウントアップ動作が停止するため、この事象を受信状態判定部１２５で検知した場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＦＦにし、合わせて、時間カウンタ１２４のカウンタ値を初期値へリセットする（図中の（３））。
【００５９】
一方、閾値を超える信号レベルを規定時間（１ｍｓ）以上観測した場合でも、その規定時間以内に対象の無線ＬＡＮ信号が受信され同期確立信号１７がアサートされた、もしくはされている場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＦＦにしたままとする（図中の（４）、（５））。これにより、無線ＬＡＮ信号のみ、もしくは、無線ＬＡＮ信号を主要信号として受信している場合に、遅延減算部１３を動作させないようにする。
【００６０】
同期確立信号１７がなくなった時点以降で、受信信号レベルが閾値を超えている場合は、時間カウンタ１２４のカウントアップを再開し、閾値レベルを超える信号レベルを規定時間以上継続して観測した場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにして、電子レンジ信号を抑圧する（図中の（５））。
【００６１】
遅延減算部１３のスイッチ１３５のＯＮに従い、遅延減算部１３の係数設定部１３２は、電子レンジ信号を含む入力信号（Ｉ／Ｑ信号１９）から係数ｈｋを求め、求めた係数ｈｋを、遅延部１３１の出力に乗じ、その結果を遅延減算部１３の入力から減じて出力する。本実施の形態では、遅延部１３１の遅延時間はＴ＝４００ｎｓに設定されている。
【００６２】
上述した通り、電子レンジ信号は、そのベースバンド信号（包絡線）として、周期１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓのほぼ矩形パルスであるため、矩形波の腹の部位（両エッジ部を除く部分）では、ｕｓオーダー以下の短時間で見る限り、その相関はかなり高い。このため、ｕｓオーダー以下の時間遅延の信号であれば、遅延信号を減算することで受信信号から電子レンジ信号を抑圧することが可能となる。
【００６３】
一方、４００ｎｓの遅延信号の重み付き減算は、所要の無線ＬＡＮ信号に対しても同時になされるため、ＯＦＤＭ信号自体に４００ｎｓの遅延波が重畳された形となり、ＯＦＤＭ復調部１４へ入力される。上述した通り、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＯＦＤＭ信号のガードインターバル長以下の伝搬遅延波については、等化部１４４等にて補償して復調することが可能な構成となっているため、遅延減算部１３で重畳された４００ｎｓの遅延波の影響はあまり受けることなく対象のＯＦＤＭ信号を復調することができる。
【００６４】
本実施の形態では、対象無線伝送方式のＯＦＤＭガードインターバル長（≦１シンボル長）以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、等化部１４４が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、受信信号の遅延時間もＴ＝４００ｎｓであるため、従来技術での１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓといった信号遅延メモリを必要とせず、図１０に示す通り、１６ワード（＝３２０ｂｉｔ）のメモリ容量にて装置規模を小型化することができる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２である無線通信装置について説明する。本実施の形態の無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格対応の無線通信装置であり、全体の構成例を示すブロック図は図１２と同様である。ただし、無線伝送方式がスペクトル拡散方式であるＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式であるため、ベースバンド受信処理部３およびベースバンド送信処理部２は、当該方式に合わせた形として具備される。
【００６６】
［ベースバンド受信処理部］
図６は、本実施の形態の無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図６についても、図１と同様に、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。また、アンテナ１５、ＲＦ部１０、Ａ／Ｄ変換部１１、電子レンジ信号検出部１２は、実施の形態１の図１に示すものと同様である。
【００６７】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、無線伝送方式がＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式であることに対応するため、ＯＦＤＭ復調部１４に代えて、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の信号を復調するＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８を有する。また、遅延減算部１３ａは、実施の形態１の図２に示す構成と同一の構成であるが、ここでは遅延部１３１における受信信号の遅延時間をＴ＝１００ｎｓと設定している。
【００６８】
なお、これに合わせて、図１０で示される遅延部１３１も、実施の形態１での１６段構成から４段構成（２５ｎｓ×４＝１００ｎｓ）となる。本実施の形態の遅延部１３１についても、実施の形態１と同様に、例えば、遅延時間Ｔの値を設定するレジスタを有してＴの値を外部から可変とし、遅延部１３１は、当該レジスタの値を参照して、使用するワードメモリ素子１００１の段数を調整する等により遅延時間Ｔを変更可能なように構成してもよい。
【００６９】
［ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部］
図７は、ベースバンド受信処理部３におけるＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８の内部構成の例を示すブロック図である。これはＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号の復調を行う復調部としては一般的な構成である。主要部分のみを記載しているが、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８は、ＦＩＲフィルタ１８１、同期部１８２、等化部１８３、逆拡散／符号相関検出部１８４、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）復調部１８５、並列−直列変換部１８６、デスクランブラ１８７から構成される。
【００７０】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのＤＳＳＳ／ＣＣＫのシンボル長は１ｕｓであり、一般的にはそれ以下のマルチパス干渉に対応できるよう等化部１８３が設計される。本実施の形態の無線通信装置１では、等化部１８３に１６タップのＬＭＳ（Least Mean Square）型の等化器を用いる。ここでタップ間隔は２２ＭＨｚ相当である。これにより、１００ｎｓ程度の遅延波であれば十分補正することが可能である。
【００７１】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した本実施の形態の無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００７２】
電子レンジ信号検出部１２での電子レンジ信号の検出ならびに遅延減算部１３ａでの動作については実施の形態１と同様である。ただし、本実施の形態では、遅延減算部１３ａでの受信信号の遅延時間がＴ＝１００ｎｓと設定されているので、電子レンジ信号に重畳されて無線ＬＡＮ信号が受信されるときは、遅延減算部１３ａによる電子レンジ信号の抑圧動作により、１００ｎｓ遅延されたＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号がマルチパス伝搬結果と同様の形で重畳されて受信される。
【００７３】
これにより、所要の無線ＬＡＮ信号に対して上記のマルチパス干渉と同様の歪みを生じるが、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８における等化部１８３の動作によりこのマルチパス成分は等化補正され、所要のＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号は電子レンジ信号による妨害が除去され適正に受信される。
【００７４】
本実施の形態においては、対象無線伝送方式の１シンボル長以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、実施の形態１と同様に等化部１８３が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、受信信号の遅延時間も１ｕｓ以下であるため、従来技術での１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓといった大容量メモリを必要とせず、装置規模を小型化することができる。なお、本実施の形態では、遅延時間をＴ＝１００ｎｓとしているため、必要となるメモリは実施の形態１の場合の４分の１である。
【００７５】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３である無線通信装置について説明する。本実施の形態の無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格のＯＦＤＭ対応の無線通信装置であり、全体の構成例を示すブロック図は図１２と同様である。
【００７６】
［ベースバンド受信処理部］
図８は、本実施の形態の無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図８についても、図１と同様に、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。また、アンテナ１５、ＲＦ部１０、Ａ／Ｄ変換部１１は、実施の形態１の図１に示すものと同様である。
【００７７】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、図１に示す構成から電子レンジ信号検出部１２を削除した構成となっている。合わせて、遅延減算部１３の動作を制御する制御信号１６は、常時ＯＮの設定となっている。
【００７８】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００７９】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、電子レンジ信号の有無を検出することなく、常に遅延減算部１３を動作させる。このため、電子レンジ信号が存在する場合は、その受信時の動作特性は実施の形態１で説明したものとほぼ同様である。
【００８０】
一方、電子レンジ信号が存在しない期間でも、遅延減算部１３が動作するため、所要の無線ＬＡＮ信号に対してマルチパス干渉を人工的に付加する作用が継続する。このため、受信特性は、遅延減算部１３を動作させない場合より劣化することがあるが、上述した通り、ベースバンド受信処理部３が有する等化部１４４により受信信号の補償が行われるため、ある程度の通信品質を確保することができる。
【００８１】
本実施の形態においても、対象無線伝送方式のＯＦＤＭガードインターバル長（≦１シンボル長）以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、等化部１４４が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、信号遅延に必要なメモリ量も実施の形態１と同じく従来技術と比較して十分削減されている。
【００８２】
なお、本実施の形態では、ＯＦＤＭ方式に対応する無線通信装置１について説明しているが、本実施の形態で説明したような、電子レンジ信号検出部１２を有さないベースバンド受信処理部３の構成は、実施の形態２で説明したようなＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式に対応する無線通信装置１に対しても同様に適用することが可能である。
【００８３】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置について説明する。本実施の形態の半導体集積回路装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ規格対応の無線通信装置に用いる半導体集積回路装置である。
【００８４】
図１１は、本実施の形態である半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図である。本実施の形態の半導体集積回路装置３０は、図１２に示す無線通信装置１のアンテナ１５、およびＲＦ部１０を除く部分を半導体集積回路に集積したものであり、外部のＲＦ部からの受信（ＲＸ）信号を入力するベースバンド受信処理部３ａ、ＲＦ部へ送信（ＴＸ）信号を出力するベースバンド送信処理部２ａ、ＭＡＣ部４、外部機器と送受信のためのデータ通信をするための外部Ｉ／Ｏブリッジ５、メインメモリ６、ＣＰＵ７、ならびに、ＭＡＣ部４、外部Ｉ／Ｏブリッジ５、メインメモリ６、ＣＰＵ７等を相互接続する内部バス８などから構成されている。
【００８５】
図１１において、ベースバンド受信処理部３ａは、Ａ／Ｄ変換部１１、遅延減算部１３、電子レンジ信号検出部１２、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａから構成され、ベースバンド送信処理部２ａは、Ｄ／Ａ変換部２１、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部２２から構成される。なお、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａは、伝送方式がＯＦＤＭモードの信号とＤＳＳＳ／ＣＣＫモードの信号のいずれでも復調可能とする機能ブロックである。ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部２２についても、同様に、いずれのモードでも変調可能な機能ブロックである。また、電子レンジ信号検出部１２ならびに遅延減算部１３など、同一番号を付する部位は、実施の形態１〜３で説明した機能と同一機能を有する。
【００８６】
本実施の形態の遅延減算部１３における遅延部１３１の構成は、図１０に示した通り、１６段のワードメモリ素子群で、３２０ｂｉｔ分のフリップフロップで構成可能である。従来技術では、遅延部１３１に１６Ｍｂｉｔ分ものメモリが必要とされ、半導体集積回路を実現する場合、その回路規模（面積）が大きくなり、図１１における他の処理部と合わせて、全体を１つの民生用の半導体集積回路装置として実現することはコスト面で難があったが、本実施の形態によればその規模を削減できるため、図１１に示す構成全体を民生用の１つの半導体集積回路装置３０として実現可能なレベルとなる。
【００８７】
なお、本実施の形態の半導体集積回路装置３０は、図１１に示した各部を有する構成となっているが、上述の実施の形態１〜３で説明したような電子レンジ信号の抑圧動作を行うための半導体集積回路装置３０として構成するには、少なくともベースバンド受信処理部３ａの遅延減算部１３およびＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａに相当する部分（受信信号の等化補正を行う部分）が同一の半導体回路装置に集積されていればよい。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８９】
例えば、上述の実施の形態１〜４では、２．４ＧＨｚ帯の電子レンジ信号が妨害信号となる場合について具体例を開示したが、妨害信号源が電子レンジ以外であっても、また、利用周波数が２．４ＧＨｚ帯以外であっても、妨害信号の波形が電子レンジのものと同様の形態、すなわち、ＯＦＤＭ復調部１４等の復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間程度離れていても、信号波形に相関を有するようなものであれば、本発明の技術を適用して同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、無線ＬＡＮシステムを主とする無線通信において、電子レンジからの妨害信号等を抑圧除去する無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部における遅延減算部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部における電子レンジ信号検出部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部におけるＯＦＤＭ復調部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】本発明の実施の形態２の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２のベースバンド受信処理部におけるＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１の遅延減算部における係数設定部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の遅延減算部における遅延部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態１である無線通信装置全体の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…無線通信装置、
２、２ａ…ベースバンド送信処理部、３、３ａ…ベースバンド受信処理部、４…ＭＡＣ部、５…外部Ｉ／Ｏブリッジ、６…メインメモリ、７…ＣＰＵ、８…内部バス、１０…ＲＦ部、１１…Ａ／Ｄ変換部、１２…電子レンジ信号検出部、１３…遅延減算部、１３ａ…遅延減算部、１４…ＯＦＤＭ復調部、１４ａ…ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部、１５…アンテナ、１６…制御信号、１７…同期確立信号、１８…ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部、１９…Ｉ／Ｑ信号、
２１…Ｄ／Ａ変換部、２２…ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部、３０…半導体集積回路装置、
１２１、１２２…２乗部、１２３…加算部、１２４…時間カウンタ、１２５…受信状態判定部、
１３１…遅延部、１３２…係数設定部、１３３…乗算部、１３４…減算部、１３５…スイッチ、
１４１…ＦＩＲフィルタ、１４２…同期部、１４３…ＦＦＴ、１４４…等化部、１４５…デインタリーバ、１４６…ビタビデコーダ、１４７…デスクランブラ、
１８１…ＦＩＲフィルタ、１８２…同期部、１８３…等化部、１８４…逆拡散／符号相関検出部、１８５…ＤＱＰＳＫ復調部、１８６…並列−直列変換部、１８７…デスクランブラ、
９１…共役複素部、９２…２乗部、９３ａ〜ｃ…乗算部、９４ａ、ｂ…加算部、９５…Ｎｋ用レジスタメモリ、９６…Ｄｋ用レジスタメモリ、９７…除算部、９８…忘却係数α発生部、
１００１ａ〜ｇ…ワードメモリ素子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術に関し、特に、２．４ＧＨｚ帯の電子レンジが使用される環境での無線ＬＡＮシステムを主とする無線通信において、電子レンジからの妨害信号等を抑圧除去する無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムとして、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が普及してきており、最近では、パーソナルコンピュータや家庭内ディジタル家電機器にも広く搭載されてきている。
【０００３】
無線ＬＡＮの代表的な規格にはＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１ａ／ｂ／ｇがある。このなかでＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇは、２．４ＧＨｚ帯を利用する方式であり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに代表される５．２ＧＨｚ帯利用システムより、通信可能距離の面で良好な特性を有することが知られている。
【０００４】
また無線ＬＡＮシステムのＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇでは、その変調方式にＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）と呼ばれるマルチキャリア方式が用いられ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇでは、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ（Direct Sequence Spread Spectrum / Complementary Code Keying）と呼ばれるスペクトル拡散方式が用いられている。これら各方式の詳細については、例えば、非特許文献１に記載がある。
【０００５】
一方、ＩＳＭ（Industry, Scientific and Medical）バンドと呼ばれる上記２．４ＧＨｚ帯は、医療機器などでの利用とあわせて、電子レンジの漏洩電波の周波数帯でもある。このため、家庭内で２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用する際には、電子レンジの漏洩電波が無線ＬＡＮシステムへの妨害波となり、妨害波の強度に依存して無線ＬＡＮ通信の品質が劣化する。この電子レンジからの信号モデルについては、例えば、非特許文献１のｐ．２１−２２に記載がある。また、非特許文献２にも記載がある。
【０００６】
電子レンジのタイプには、マグネトロンの駆動方式の違いにより、インバータ型とトランス型があるが、主流のインバータ型では、家庭用交流電源をスイッチングに利用するため、非特許文献１のｐ．２１−２２に記載されているように、電子レンジからの妨害波レベルは、その交流電源を周期（関東では５０Ｈｚ、関西では６０Ｈｚ）とするＯＮ−ＯＦＦ波形（矩形波形）に近い形として観測される。
【０００７】
非特許文献３には、この周期性を利用した妨害除去方式が記載されている。非特許文献３に記載の手法では、電子レンジ信号の周期性を利用し、無線ＬＡＮの受信システムにおいて、その１周期分（６０Ｈｚエリアでは１／６０＝１６．６ｍｓ、５０Ｈｚエリアでは１／５０＝２０ｍｓ）遅延させた信号を、対象無線信号の復調前に減じる。ただし、減じる電子レンジ信号に無線ＬＡＮ信号が重畳されている場合は、無線ＬＡＮ信号も同じく１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓ遅延され、受信信号から復調前に減じられるため、復調対象の無線ＬＡＮ信号からみれば、逆に干渉を大きく付加される結果となる可能性がある。
【０００８】
非特許文献３に記載の手法では、これを回避するため、減じる電子レンジ信号に重畳された無線ＬＡＮ信号が精度よく復調できており、これを再変調して、減じるべき信号からこの無線ＬＡＮ信号を除去した上で減算処理ができることを前提としている。
【非特許文献１】「８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、改訂三版、インプレスＲ＆Ｄ、２００８年３月
【非特許文献２】“A Time-Domain Microwave Oven Noise Model for the 2.4GHz Band", IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Volume 45, Issue 3, August, 2003, p.561-566
【非特許文献３】「２．５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮにおける電子レンジ干渉の周期性を利用した除去手法」、電子情報通信学会 スマートインフォメディアシステム研究会（ＳＩＳ）技術報告、２００８年６月８日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の非特許文献３に記載された妨害波の除去手法を利用した無線通信装置では、以下のような課題があることが本発明者により見出された。すなわち、上記非特許文献３に記載の従来技術では、電子レンジ信号１周期分だけ前の無線ＬＡＮ信号を精度よく復調できていなければならないが、実際には、各種雑音下での復調には、ある程度の誤りが発生するため、種々の処理対策が必要と推察され、その実装実現の複雑度、難易度が高いという課題がある。
【００１０】
また、遅延時間が、６０Ｈｚエリアでは１６．６ｍｓ、５０Ｈｚエリアでは２０ｍｓと長く、その分だけメモリに受信信号を記憶する必要がある。具体的には、無線ＬＡＮ信号を２５ｎｓのサンプリング周期とした場合、６０Ｈｚエリアで６６６ｋワード（＝１３．２Ｍｂｉｔ、１ワード＝１０ｂｉｔ×２＝２０ｂｉｔ時）、５０Ｈｚエリアでは８００ｋワード（＝１６Ｍｂｉｔ）の大容量メモリが必要となり、民生用での実現ではコスト上の課題がある。
【００１１】
そこで本発明の目的は、電子レンジ信号の１周期時間前の無線ＬＡＮ信号を高精度に復調し再変調して減算するという処理を必要とせず、かつ、メガｂｉｔ級の大容量メモリを必要とせずに、電子レンジからの妨害信号を抑圧できる無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
本発明の代表的な実施の形態による無線通信装置は、データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１６】
本発明の代表的な実施の形態によれば、電子レンジ信号の１周期時間前の無線ＬＡＮ信号を高精度に復調し再変調して減算するという処理を必要とせず、かつ、メガｂｉｔ級の大容量メモリを必要とせずに、電子レンジからの妨害信号を抑圧し、所要の無線信号を復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
＜概要＞
一般の室内無線伝送システムでは、室内伝播で生じる伝送路の遅延分散特性に対応できるよう設計される。対象無線システムにも依存するが、無線ＬＡＮシステムでは、通常、対応可能（等化可能）な伝搬路遅延分散時間は数百ｎｓから１ｕｓのオーダーまでである。
【００１９】
ＯＦＤＭ伝送方式では、よく知られている通り、１つのＯＦＤＭシンボルの先頭にガードインターバルと呼ばれる伝送路の遅延分散に対処する部分が設定されている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのＯＦＤＭ規格値では、このガードインターバル部分が８００ｎｓであるため、これ以下の伝送路での遅延分散特性に対しては、復調部で等化処理が可能となっている。
【００２０】
また、スペクトル拡散方式（広い意味でシングルキャリア方式）では、ＯＦＤＭに見られるガードインターバル部は存在しないが、ＬＭＳ（Least Mean Square）等化などにより、１伝送シンボル以下の伝搬路遅延分散を等化処理することが通常行われている。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇにおけるＤＳＳＳ／ＣＣＫの１伝送シンボルは１ｕｓである。
【００２１】
本発明の一実施の形態である無線通信装置では、電子レンジ信号のレベルの高い腹の部分では、数百ｎｓ程度離れていても信号相関が高いという事実を利用して、上述した等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の時間（数百ｎｓから１ｕｓ程度以下）だけ遅延させた受信信号を、受信信号から減算（あるいは重み付けして減算）し、電子レンジ信号を除去する。
【００２２】
その際、受信信号は、室内伝搬で生じる程度のマルチパス伝搬路を通過したのと同様の歪み現象を生じるが、受信側で復調部においてこれを等化処理できるため、上記の非特許文献３に記載の従来技術で必要とされていた、無線ＬＡＮ信号の高精度復調・再変調による信号減算補正という仕組みを必要としない。
【００２３】
また、本実施の形態の無線通信装置では、受信信号を遅延させる時間は、伝送路の遅延分散時間程度（１ｕｓオーダーまで）であるため、非特許文献３に記載の従来技術では電子レンジ信号１周期である１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓ分が必要であった信号記憶用メモリを大幅に小容量化することができる。
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１２は、本発明の実施の形態１である無線通信装置全体の構成例を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信装置１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格のＯＦＤＭ伝送方式（ＯＦＤＭモード）に対応するものである。
【００２５】
本実施の形態の無線通信装置１では、送信時は、図示しない外部機器からの送信データが、外部Ｉ／Ｏブリッジ５へ入力され、メディア制御部（ＭＡＣ部）４により、パケット化される。パケット化された送信データは、ベースバンド送信処理部２にてベースバンド送信信号に変換され、ＲＦ部１０により、２．４ＧＨｚ帯の周波数へ変換、さらに高周波増幅され、アンテナ１５から空中へ送出される。
【００２６】
また、受信時は、アンテナ１５から入力された２．４ＧＨｚ帯の高周波信号が、ＲＦ部１０にてベースバンド受信信号へ変換され、ベースバンド受信処理部３へ入力され、復調処理される。この際、受信信号に電子レンジ信号が妨害波として重畳されている場合は、ベースバンド受信処理部３にて、後述する妨害抑圧処理がなされた上で復調処理される。復調処理された受信信号は、ＭＡＣ部４にてパケットの解析・分解・再構築がなされ、外部Ｉ／Ｏブリッジ５を経由して、図示しない外部機器へ受信データとして出力される。
【００２７】
［ベースバンド受信処理部］
図１は、無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図１では、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。以下、図１を用いて、本実施の形態の無線通信装置１における、電子レンジ信号を抑圧し、所要のＯＦＤＭ信号を復調するベースバンド受信処理部３の構成について説明する。
【００２８】
ベースバンド受信処理部３は、ＲＦ部１０からの出力ベースバンド信号（アナログ信号）をディジタルのＩ／Ｑ信号１９に変換するＡ／Ｄ変換部１１、Ｉ／Ｑ信号１９を入力信号として、電子レンジ信号の有無を検出する電子レンジ信号検出部１２、妨害波である電子レンジ信号を抑圧除去する遅延減算部１３、所要のＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部１４から構成される。以下、各部位の構成の詳細について説明する。
【００２９】
［遅延減算部］
図２は、ベースバンド受信処理部３における遅延減算部１３の内部構成の例を示すブロック図である。遅延減算部１３は、遅延部１３１、係数設定部１３２、減算部１３４、乗算部１３３、スイッチ１３５から構成される。
【００３０】
遅延部１３１は、遅延減算部１３への入力のＩ／Ｑ信号１９（以下、時刻ｋにおけるこの値をｒｋと記載する場合がある）を、予め設定された時間Ｔだけ遅延させる。本実施の形態の無線通信装置１では、遅延部１３１で遅延させる時間Ｔは、Ｔ＝４００ｎｓと設定されているものとする。係数設定部１３２は、Ｉ／Ｑ信号１９と遅延部１３１の出力信号（同じく、ｄｋと記載する場合がある）とを入力として、重み係数（同じく、ｈｋと記載する場合がある）を算出する。乗算部１３３は、遅延部１３１の出力に、係数設定部１３２によって求められた重み係数ｈｋを乗算する。減算部１３４は、乗算部１３３の出力を、Ｉ／Ｑ信号１９から減算する。
【００３１】
これにより、遅延時間Ｔだけ遅延させた受信信号を、受信信号から減算することで電子レンジ信号を除去する。なお、遅延させた受信信号に乗算する重み係数ｈｋは、詳細は後述するが、受信信号に依存して決定される係数であり、電子レンジ信号の除去を効果的に行うために、受信信号と遅延させた受信信号との振幅位相差を適応制御するための係数である。
【００３２】
スイッチ１３５は、減算部１３４での減算動作、すなわち電子レンジ信号の除去動作のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。なお、スイッチ１３５は、電子レンジ信号検出部１２からの制御信号１６によりＯＮ／ＯＦＦが制御されるが、初期値はＯＦＦである。
【００３３】
［係数設定部］
図９は、遅延減算部１３における係数設定部１３２の内部構成の例を示すブロック図である。係数設定部１３２は、共役複素部９１、２乗部９２、乗算部９３ａ〜ｃ、加算部９４ａ、ｂ、Ｎｋ用レジスタメモリ９５、Ｄｋ用レジスタメモリ９６、除算部９７、忘却係数α発生部９８から構成される。
【００３４】
共役複素部９１は、係数設定部１３２への入力であるｄｋの共役複素数を得る。また、２乗部９２は、ｄｋの絶対値の２乗を算出する。また、Ｎｋ用レジスタメモリ９５、およびＤｋ用レジスタメモリ９６は、それぞれ、後述するＮｋ、Ｄｋの値を記憶する。また、忘却係数α発生部９８は、忘却係数α（０＜α＜１）を発生する。
【００３５】
乗算部９３ａは、共役複素部９１の出力ｄｋ＊と、係数設定部１３２への入力であるｒｋとの積を計算する。なお、文字の右肩の＊印は、共役複素数を表す。加算部９４ａは、乗算部９３ａの出力ｄｋ＊×ｒｋを、１クロック前のＮｋ用レジスタメモリ９５の値Ｎｋ−１に乗算部９３ｂにて忘却係数αを乗算した重み付き累積結果α・Ｎｋ−１と累積加算し、Ｎｋ用レジスタメモリ９５および除算部９７にＮｋとして出力する。
【００３６】
また、加算部９４ｂは、２乗部９２の出力｜ｄｋ｜２を、１クロック前のＤｋ用レジスタメモリ９６の値Ｄｋ−１に乗算部９３ｃにて忘却係数αを乗算した重み付き累積結果α・Ｄｋ−１と累積加算し、Ｄｋ用レジスタメモリ９６および除算部９７にＤｋとして出力する。除算部９７は、加算部９４ａ、ｂにて算出されたＮｋ、Ｄｋから、ｈｋ＝Ｎｋ／Ｄｋとしてｈｋを求める。
【００３７】
なお、図９の構成例の導出を簡単に説明しておくと以下の通りである。説明を簡単にするために、受信信号ｒｋが電子レンジ信号（抑圧したい妨害信号）のみと仮定し、重み係数ｈｋを設定するための評価関数Ｊｋを以下の式のように定める。
【００３８】
【数２】
【００３９】
この評価関数Ｊｋを極小化すれば、受信信号からｈｋなる重み係数を乗算した遅延信号を減算した結果の信号系列の電力和（時間ｍ方向にαｍの重み付けされた電力和）、すなわち誤差電力が極小化され、この意味で、妨害波が抑圧される。こためには、Ｊｋのｈｋによる偏微分を０とすることが必要となる。実際、このようなｈｋは、
【００４０】
【数３】
【００４１】
の式で表されるＮｋ、Ｄｋを用いて、ｈｋ＝Ｎｋ／Ｄｋで与えられる。ここで、Ｎｋ、Ｄｋは、それぞれ以下の漸化式で表現することができる。
【００４２】
【数４】
【００４３】
このＮｋ、Ｄｋについての漸化式を実装した構成例が図９である。
【００４４】
なお、上述した評価関数Ｊｋ（誤差電力）に基づく重み係数ｈｋの導出のモデルは一例であり、他のモデルを適用する場合は、それに伴い係数設定部１３２の内部構成も異なるものとなる。
【００４５】
［遅延部］
図１０は、遅延減算部１３における遅延部１３１の内部構成の例を示すブロック図である。ここで、無線通信装置１の動作クロック周波数を４０ＭＨｚ（周期２５ｎｓ）とすると、Ｔ＝４００ｎｓの遅延は１６クロック分に相当する（２５ｎｓ×１６＝４００ｎｓ）。従って、遅延部１３１は、１ワード（ここではＩ、Ｑ信号それぞれ１０ビットとして、２０ビット幅）単位のワードメモリ素子１００１を１００１ａ〜ｇで示されるように１６段有する。入力されたｒｋは、１クロック毎にワードメモリ素子１００１を１つずつ前進（図１０の右側へ移動）し、１６クロック後に出力端子にｄｋとして現れる。つまり、ｄｋ＝ｒｋ−１６である。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ワードメモリ素子１００１を１６段有して、Ｔ＝４００ｎｓの遅延時間を実現しているが、例えば、遅延時間Ｔの値を設定するレジスタを有してＴの値を外部から可変とし、遅延部１３１は、当該レジスタの値を参照して、使用するワードメモリ素子１００１の段数を調整する等により遅延時間Ｔを変更可能なように構成してもよい。
【００４７】
［ＯＦＤＭ復調部］
図４は、ベースバンド受信処理部３におけるＯＦＤＭ復調部１４の内部構成の例を示すブロック図である。これはＯＦＤＭ信号の復調を行う復調部としては一般的な構成である。主要部分のみを記載しているが、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＦＩＲフィルタ１４１、同期部１４２、ＦＦＴ（高速フーリエ変換部）１４３、等化部１４４、デインタリーバ１４５、ビタビデコーダ１４６、デスクランブラ１４７から構成される。
【００４８】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｇのＯＦＤＭ仕様規格から、ガードインターバルに対応する伝送路遅延分散の８００ｎｓまでは、大きな性能劣化を伴わず等化部１４４の補償により受信することが可能である。なお、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＯＦＤＭのパケット受信中に同期確立信号１７をアサートする。
【００４９】
［電子レンジ信号検出部］
図３は、ベースバンド受信処理部３における電子レンジ信号検出部１２の内部構成の例を示すブロック図である。電子レンジ信号検出部１２は、２乗部１２１〜１２２、加算部１２３、時間カウンタ１２４、受信状態判定部１２５から構成される。
【００５０】
２乗部１２１、１２２は、Ａ／Ｄ変換部１１からのＩ／Ｑ信号１９におけるＩ信号、Ｑ信号をそれぞれ２乗（検波）する。加算部１２３は、２乗部１２１、１２２のそれぞれの出力の和を算出する。時間カウンタ１２４は、加算部１２３の出力が予め設定された閾値以上となっている継続時間をカウントする。なお、加算部１２３の出力が閾値未満となったことを検出する毎にリセットされる。
【００５１】
受信状態判定部１２５は、時間カウンタ１２４の値と、ＯＦＤＭ復調部１４での同期が確立したか否かを表す同期確立信号（パケット受信中を表す信号）１７とにより、受信信号状態（電子レンジ信号を受信しているのか否か）を判断する。
【００５２】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００５３】
図５は、電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の動作を説明するためのタイミング図である。電子レンジ信号は、上述した通り、その包絡線信号（Ｉ信号の２乗＋Ｑ信号の２乗）も、周期が１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓの矩形状波形となる。一般に無線ＬＡＮ信号のパケット長は数ｍｓ以下であるため、両者が重畳された信号の包絡線（信号レベル）は、図５の上段図のような時間波形になる。
【００５４】
ここで、電子レンジ信号検出部１２において、受信信号が電子レンジ信号であるか否かを判定するため、包絡線信号レベルが予め設定された閾値をある規定時間以上継続しているかどうかを判定する。本実施の形態では、閾値を−８２ｄＢｍ、規定時間を１ｍｓとする。この規定時間である１ｍｓの間、受信レベルが継続して閾値を超えている場合は、受信信号は電子レンジ信号である可能性がある。あるいは、通常の無線ＬＡＮ信号である可能性もある。
【００５５】
通常の無線ＬＡＮ信号の場合、対象無線ＬＡＮ信号が適当な信号強度以上であれば、ＯＦＤＭ復調部１４で同期が確立する。従って、この同期が確立していないこと（対象無線システムのパケットを受信していないこと）を、同期確立信号１７を参照することにより判断し、受信信号が電子レンジ信号（もしくは電子レンジ信号が主の受信信号）であるかを判定する。
【００５６】
すなわち、閾値を超える信号レベルを規定時間（１ｍｓ）以上観測し、その規定時間以内に、ＯＦＤＭ復調部１４からの同期確立信号１７がアサートされない場合は、受信信号は電子レンジ信号であると判断し、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにするよう制御信号１６を出力して（図中の（１））、電子レンジ信号を抑圧する。なお、同期確立信号１７およびスイッチ１３５の状態変化の様子を図５の中段および下段に示す。
【００５７】
電子レンジ信号検出部１２は、受信状態判定部１２５において、電子レンジ信号を受信したと判断した時刻から、時間カウンタ１２４がカウントアップを継続している限りは、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにし続けるよう制御信号１６を出力する。ひとたび遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにした後は、対象の無線ＬＡＮ信号が受信され同期確立信号１７がアサートされても、時間カウンタ１２４のカウントアップが続いている限りは、遅延減算部１３のスイッチ１３５はＯＦＦにせず、電子レンジ信号の除去動作を継続する（図中の（２））。
【００５８】
その後、無線ＬＡＮ信号が終了し、かつ、電子レンジ信号もＯＦＦになると、時間カウンタ１２４でのカウントアップ動作が停止するため、この事象を受信状態判定部１２５で検知した場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＦＦにし、合わせて、時間カウンタ１２４のカウンタ値を初期値へリセットする（図中の（３））。
【００５９】
一方、閾値を超える信号レベルを規定時間（１ｍｓ）以上観測した場合でも、その規定時間以内に対象の無線ＬＡＮ信号が受信され同期確立信号１７がアサートされた、もしくはされている場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＦＦにしたままとする（図中の（４）、（５））。これにより、無線ＬＡＮ信号のみ、もしくは、無線ＬＡＮ信号を主要信号として受信している場合に、遅延減算部１３を動作させないようにする。
【００６０】
同期確立信号１７がなくなった時点以降で、受信信号レベルが閾値を超えている場合は、時間カウンタ１２４のカウントアップを再開し、閾値レベルを超える信号レベルを規定時間以上継続して観測した場合は、遅延減算部１３のスイッチ１３５をＯＮにして、電子レンジ信号を抑圧する（図中の（５））。
【００６１】
遅延減算部１３のスイッチ１３５のＯＮに従い、遅延減算部１３の係数設定部１３２は、電子レンジ信号を含む入力信号（Ｉ／Ｑ信号１９）から係数ｈｋを求め、求めた係数ｈｋを、遅延部１３１の出力に乗じ、その結果を遅延減算部１３の入力から減じて出力する。本実施の形態では、遅延部１３１の遅延時間はＴ＝４００ｎｓに設定されている。
【００６２】
上述した通り、電子レンジ信号は、そのベースバンド信号（包絡線）として、周期１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓのほぼ矩形パルスであるため、矩形波の腹の部位（両エッジ部を除く部分）では、ｕｓオーダー以下の短時間で見る限り、その相関はかなり高い。このため、ｕｓオーダー以下の時間遅延の信号であれば、遅延信号を減算することで受信信号から電子レンジ信号を抑圧することが可能となる。
【００６３】
一方、４００ｎｓの遅延信号の重み付き減算は、所要の無線ＬＡＮ信号に対しても同時になされるため、ＯＦＤＭ信号自体に４００ｎｓの遅延波が重畳された形となり、ＯＦＤＭ復調部１４へ入力される。上述した通り、ＯＦＤＭ復調部１４は、ＯＦＤＭ信号のガードインターバル長以下の伝搬遅延波については、等化部１４４等にて補償して復調することが可能な構成となっているため、遅延減算部１３で重畳された４００ｎｓの遅延波の影響はあまり受けることなく対象のＯＦＤＭ信号を復調することができる。
【００６４】
本実施の形態では、対象無線伝送方式のＯＦＤＭガードインターバル長（≦１シンボル長）以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、等化部１４４が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、受信信号の遅延時間もＴ＝４００ｎｓであるため、従来技術での１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓといった信号遅延メモリを必要とせず、図１０に示す通り、１６ワード（＝３２０ｂｉｔ）のメモリ容量にて装置規模を小型化することができる。
【００６５】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２である無線通信装置について説明する。本実施の形態の無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格対応の無線通信装置であり、全体の構成例を示すブロック図は図１２と同様である。ただし、無線伝送方式がスペクトル拡散方式であるＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式であるため、ベースバンド受信処理部３およびベースバンド送信処理部２は、当該方式に合わせた形として具備される。
【００６６】
［ベースバンド受信処理部］
図６は、本実施の形態の無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図６についても、図１と同様に、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。また、アンテナ１５、ＲＦ部１０、Ａ／Ｄ変換部１１、電子レンジ信号検出部１２は、実施の形態１の図１に示すものと同様である。
【００６７】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、無線伝送方式がＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式であることに対応するため、ＯＦＤＭ復調部１４に代えて、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の信号を復調するＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８を有する。また、遅延減算部１３ａは、実施の形態１の図２に示す構成と同一の構成であるが、ここでは遅延部１３１における受信信号の遅延時間をＴ＝１００ｎｓと設定している。
【００６８】
なお、これに合わせて、図１０で示される遅延部１３１も、実施の形態１での１６段構成から４段構成（２５ｎｓ×４＝１００ｎｓ）となる。本実施の形態の遅延部１３１についても、実施の形態１と同様に、例えば、遅延時間Ｔの値を設定するレジスタを有してＴの値を外部から可変とし、遅延部１３１は、当該レジスタの値を参照して、使用するワードメモリ素子１００１の段数を調整する等により遅延時間Ｔを変更可能なように構成してもよい。
【００６９】
［ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部］
図７は、ベースバンド受信処理部３におけるＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８の内部構成の例を示すブロック図である。これはＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号の復調を行う復調部としては一般的な構成である。主要部分のみを記載しているが、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８は、ＦＩＲフィルタ１８１、同期部１８２、等化部１８３、逆拡散／符号相関検出部１８４、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）復調部１８５、並列−直列変換部１８６、デスクランブラ１８７から構成される。
【００７０】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのＤＳＳＳ／ＣＣＫのシンボル長は１ｕｓであり、一般的にはそれ以下のマルチパス干渉に対応できるよう等化部１８３が設計される。本実施の形態の無線通信装置１では、等化部１８３に１６タップのＬＭＳ（Least Mean Square）型の等化器を用いる。ここでタップ間隔は２２ＭＨｚ相当である。これにより、１００ｎｓ程度の遅延波であれば十分補正することが可能である。
【００７１】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した本実施の形態の無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００７２】
電子レンジ信号検出部１２での電子レンジ信号の検出ならびに遅延減算部１３ａでの動作については実施の形態１と同様である。ただし、本実施の形態では、遅延減算部１３ａでの受信信号の遅延時間がＴ＝１００ｎｓと設定されているので、電子レンジ信号に重畳されて無線ＬＡＮ信号が受信されるときは、遅延減算部１３ａによる電子レンジ信号の抑圧動作により、１００ｎｓ遅延されたＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号がマルチパス伝搬結果と同様の形で重畳されて受信される。
【００７３】
これにより、所要の無線ＬＡＮ信号に対して上記のマルチパス干渉と同様の歪みを生じるが、ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１８における等化部１８３の動作によりこのマルチパス成分は等化補正され、所要のＤＳＳＳ／ＣＣＫ信号は電子レンジ信号による妨害が除去され適正に受信される。
【００７４】
本実施の形態においては、対象無線伝送方式の１シンボル長以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、実施の形態１と同様に等化部１８３が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、受信信号の遅延時間も１ｕｓ以下であるため、従来技術での１６．６ｍｓもしくは２０ｍｓといった大容量メモリを必要とせず、装置規模を小型化することができる。なお、本実施の形態では、遅延時間をＴ＝１００ｎｓとしているため、必要となるメモリは実施の形態１の場合の４分の１である。
【００７５】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３である無線通信装置について説明する。本実施の形態の無線通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格のＯＦＤＭ対応の無線通信装置であり、全体の構成例を示すブロック図は図１２と同様である。
【００７６】
［ベースバンド受信処理部］
図８は、本実施の形態の無線通信装置１におけるベースバンド受信処理部３の内部構成の例を示すブロック図であり、アンテナ１５、ＲＦ部１０を合わせて記載している。なお、図８についても、図１と同様に、電子レンジからの妨害信号を除去して信号復調する技術を説明するために必要な部位を中心に記載しており、ＭＡＣ部４、ならびに、送信に係るベースバンド送信処理部２等については記載を省略している。また、アンテナ１５、ＲＦ部１０、Ａ／Ｄ変換部１１は、実施の形態１の図１に示すものと同様である。
【００７７】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、図１に示す構成から電子レンジ信号検出部１２を削除した構成となっている。合わせて、遅延減算部１３の動作を制御する制御信号１６は、常時ＯＮの設定となっている。
【００７８】
［ベースバンド受信処理部の動作］
上述した無線通信装置１およびベースバンド受信処理部３の構成に基づき、以下に電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の、ベースバンド受信処理部３の動作と効果について説明する。
【００７９】
本実施の形態のベースバンド受信処理部３では、電子レンジ信号の有無を検出することなく、常に遅延減算部１３を動作させる。このため、電子レンジ信号が存在する場合は、その受信時の動作特性は実施の形態１で説明したものとほぼ同様である。
【００８０】
一方、電子レンジ信号が存在しない期間でも、遅延減算部１３が動作するため、所要の無線ＬＡＮ信号に対してマルチパス干渉を人工的に付加する作用が継続する。このため、受信特性は、遅延減算部１３を動作させない場合より劣化することがあるが、上述した通り、ベースバンド受信処理部３が有する等化部１４４により受信信号の補償が行われるため、ある程度の通信品質を確保することができる。
【００８１】
本実施の形態においても、対象無線伝送方式のＯＦＤＭガードインターバル長（≦１シンボル長）以内の遅延減算処理による電子レンジ信号除去であるため、等化部１４４が有効に働き、従来技術で必要とされていたような対象無線信号の復調および再変調信号の減算補正操作を必要としない。また、信号遅延に必要なメモリ量も実施の形態１と同じく従来技術と比較して十分削減されている。
【００８２】
なお、本実施の形態では、ＯＦＤＭ方式に対応する無線通信装置１について説明しているが、本実施の形態で説明したような、電子レンジ信号検出部１２を有さないベースバンド受信処理部３の構成は、実施の形態２で説明したようなＤＳＳＳ／ＣＣＫ方式に対応する無線通信装置１に対しても同様に適用することが可能である。
【００８３】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置について説明する。本実施の形態の半導体集積回路装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ規格対応の無線通信装置に用いる半導体集積回路装置である。
【００８４】
図１１は、本実施の形態である半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図である。本実施の形態の半導体集積回路装置３０は、図１２に示す無線通信装置１のアンテナ１５、およびＲＦ部１０を除く部分を半導体集積回路に集積したものであり、外部のＲＦ部からの受信（ＲＸ）信号を入力するベースバンド受信処理部３ａ、ＲＦ部へ送信（ＴＸ）信号を出力するベースバンド送信処理部２ａ、ＭＡＣ部４、外部機器と送受信のためのデータ通信をするための外部Ｉ／Ｏブリッジ５、メインメモリ６、ＣＰＵ７、ならびに、ＭＡＣ部４、外部Ｉ／Ｏブリッジ５、メインメモリ６、ＣＰＵ７等を相互接続する内部バス８などから構成されている。
【００８５】
図１１において、ベースバンド受信処理部３ａは、Ａ／Ｄ変換部１１、遅延減算部１３、電子レンジ信号検出部１２、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａから構成され、ベースバンド送信処理部２ａは、Ｄ／Ａ変換部２１、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部２２から構成される。なお、ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａは、伝送方式がＯＦＤＭモードの信号とＤＳＳＳ／ＣＣＫモードの信号のいずれでも復調可能とする機能ブロックである。ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部２２についても、同様に、いずれのモードでも変調可能な機能ブロックである。また、電子レンジ信号検出部１２ならびに遅延減算部１３など、同一番号を付する部位は、実施の形態１〜３で説明した機能と同一機能を有する。
【００８６】
本実施の形態の遅延減算部１３における遅延部１３１の構成は、図１０に示した通り、１６段のワードメモリ素子群で、３２０ｂｉｔ分のフリップフロップで構成可能である。従来技術では、遅延部１３１に１６Ｍｂｉｔ分ものメモリが必要とされ、半導体集積回路を実現する場合、その回路規模（面積）が大きくなり、図１１における他の処理部と合わせて、全体を１つの民生用の半導体集積回路装置として実現することはコスト面で難があったが、本実施の形態によればその規模を削減できるため、図１１に示す構成全体を民生用の１つの半導体集積回路装置３０として実現可能なレベルとなる。
【００８７】
なお、本実施の形態の半導体集積回路装置３０は、図１１に示した各部を有する構成となっているが、上述の実施の形態１〜３で説明したような電子レンジ信号の抑圧動作を行うための半導体集積回路装置３０として構成するには、少なくともベースバンド受信処理部３ａの遅延減算部１３およびＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部１４ａに相当する部分（受信信号の等化補正を行う部分）が同一の半導体回路装置に集積されていればよい。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８９】
例えば、上述の実施の形態１〜４では、２．４ＧＨｚ帯の電子レンジ信号が妨害信号となる場合について具体例を開示したが、妨害信号源が電子レンジ以外であっても、また、利用周波数が２．４ＧＨｚ帯以外であっても、妨害信号の波形が電子レンジのものと同様の形態、すなわち、ＯＦＤＭ復調部１４等の復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間程度離れていても、信号波形に相関を有するようなものであれば、本発明の技術を適用して同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、無線ＬＡＮシステムを主とする無線通信において、電子レンジからの妨害信号等を抑圧除去する無線通信装置および当該無線通信装置に用いられる半導体集積回路装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部における遅延減算部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部における電子レンジ信号検出部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１のベースバンド受信処理部におけるＯＦＤＭ復調部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電子レンジ信号が対象無線ＬＡＮ信号に重畳されて受信される場合の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】本発明の実施の形態２の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２のベースバンド受信処理部におけるＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３の無線通信装置におけるベースバンド受信処理部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態１の遅延減算部における係数設定部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の遅延減算部における遅延部の内部構成の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態４である半導体集積回路装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態１である無線通信装置全体の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…無線通信装置、
２、２ａ…ベースバンド送信処理部、３、３ａ…ベースバンド受信処理部、４…ＭＡＣ部、５…外部Ｉ／Ｏブリッジ、６…メインメモリ、７…ＣＰＵ、８…内部バス、１０…ＲＦ部、１１…Ａ／Ｄ変換部、１２…電子レンジ信号検出部、１３…遅延減算部、１３ａ…遅延減算部、１４…ＯＦＤＭ復調部、１４ａ…ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部、１５…アンテナ、１６…制御信号、１７…同期確立信号、１８…ＤＳＳＳ／ＣＣＫ復調部、１９…Ｉ／Ｑ信号、
２１…Ｄ／Ａ変換部、２２…ＯＦＤＭ／ＤＳＳＳ／ＣＣＫ変調部、３０…半導体集積回路装置、
１２１、１２２…２乗部、１２３…加算部、１２４…時間カウンタ、１２５…受信状態判定部、
１３１…遅延部、１３２…係数設定部、１３３…乗算部、１３４…減算部、１３５…スイッチ、
１４１…ＦＩＲフィルタ、１４２…同期部、１４３…ＦＦＴ、１４４…等化部、１４５…デインタリーバ、１４６…ビタビデコーダ、１４７…デスクランブラ、
１８１…ＦＩＲフィルタ、１８２…同期部、１８３…等化部、１８４…逆拡散／符号相関検出部、１８５…ＤＱＰＳＫ復調部、１８６…並列−直列変換部、１８７…デスクランブラ、
９１…共役複素部、９２…２乗部、９３ａ〜ｃ…乗算部、９４ａ、ｂ…加算部、９５…Ｎｋ用レジスタメモリ、９６…Ｄｋ用レジスタメモリ、９７…除算部、９８…忘却係数α発生部、
１００１ａ〜ｇ…ワードメモリ素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信によってデータの送受信を行う無線通信装置であって、
前記データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、
前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、
前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
データの送受信を行う無線伝送方式にＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を用いて無線通信によりデータの送受信を行う無線通信装置であって、
前記データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、
前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記ＯＦＤＭ方式で規定されるガードインターバル長以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、
前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
データの送受信を行う無線伝送方式にスペクトル拡散方式を用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記受信信号を入力として、前記無線通信に対する妨害波であり、前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間程度離れていても信号波形に相関を有する前記妨害波の存在を検出する妨害波検出部を有し、
前記妨害波検出部における前記妨害波の検出結果に基づいて、前記遅延減算部における前記遅延信号の減算実行の可否を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置において、
前記妨害波検出部にて検出する前記妨害波が、電子レンジからの漏洩電波であることを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記遅延減算部は、前記受信信号に基づいて重み係数を算出する係数設定部を有し、
前記受信信号から前記遅延信号を減算する際に、前記遅延信号に前記係数設定部にて決定された前記重み係数を乗算した後に減算することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信装置において、
前記係数設定部にて決定される時刻ｋにおける前記重み係数ｈｋが、時刻ｋでの前記受信信号をｒｋ、時刻ｋでの前記遅延信号をｄｋ、忘却係数をα（０＜α＜１）として、数１式によって表されるものであることを特徴とする無線通信装置。
【数１】
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置に用いる半導体集積回路装置であって、
少なくとも前記復調部、および、前記遅延減算部を同一の半導体回路装置に集積することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体集積回路装置において、
前記遅延時間を設定可能であるレジスタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１】
無線通信によってデータの送受信を行う無線通信装置であって、
前記データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、
前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、
前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
データの送受信を行う無線伝送方式にＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を用いて無線通信によりデータの送受信を行う無線通信装置であって、
前記データの受信のために信号を入力して復調する復調部と、
前記復調部の前段に配置され、受信信号に対して前記ＯＦＤＭ方式で規定されるガードインターバル長以下の所定の遅延時間だけ遅延させた遅延信号を取得し、前記受信信号から前記遅延信号を減算して出力する遅延減算部とを有し、
前記復調部は、前記遅延減算部から出力された信号を入力して復調することを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
データの送受信を行う無線伝送方式にスペクトル拡散方式を用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記受信信号を入力として、前記無線通信に対する妨害波であり、前記復調部にて等化可能な伝搬路遅延分散時間程度離れていても信号波形に相関を有する前記妨害波の存在を検出する妨害波検出部を有し、
前記妨害波検出部における前記妨害波の検出結果に基づいて、前記遅延減算部における前記遅延信号の減算実行の可否を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置において、
前記妨害波検出部にて検出する前記妨害波が、電子レンジからの漏洩電波であることを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記遅延減算部は、前記受信信号に基づいて重み係数を算出する係数設定部を有し、
前記受信信号から前記遅延信号を減算する際に、前記遅延信号に前記係数設定部にて決定された前記重み係数を乗算した後に減算することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信装置において、
前記係数設定部にて決定される時刻ｋにおける前記重み係数ｈｋが、時刻ｋでの前記受信信号をｒｋ、時刻ｋでの前記遅延信号をｄｋ、忘却係数をα（０＜α＜１）として、数１式によって表されるものであることを特徴とする無線通信装置。
【数１】
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置に用いる半導体集積回路装置であって、
少なくとも前記復調部、および、前記遅延減算部を同一の半導体回路装置に集積することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体集積回路装置において、
前記遅延時間を設定可能であるレジスタを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−６２８０５（Ｐ２０１０−６２８０５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２５７２４（Ｐ２００８−２２５７２４）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【出願人】（５０４１４３４４１）国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 (226)
【出願人】（５０３１２１１０３）株式会社ルネサステクノロジ (4,790)
【Ｆターム（参考）】
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