(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立した複数の送信装置の送信フィルタバンクで、変調信号を周波数軸上で遷移域を有する複数の帯域に分割したサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトしてそれぞれ送信し、受信装置の受信フィルタバンクを時分割で動作させて前記複数の送信装置から送信された各受信信号から各サブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を各送信装置の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、
前記複数の送信装置から送信された各受信信号の周波数誤差を時分割で推定し、各送信装置に対応する周波数誤差推定値を順次出力する周波数誤差推定回路と、
前記受信フィルタバンクで、前記各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づき、時分割で前記各受信信号から前記サブ変調信号を抽出する際のフィルタ係数を周波数軸上でシフトするフィルタ係数設定手段と、
前記各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づいて、時分割で前記受信フィルタバンクから出力される前記各送信装置の変調信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記周波数誤差推定回路は、前記受信フィルタバンクの出力信号から前記各受信信号の周波数誤差を推定する構成である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の受信装置において、
前記周波数誤差推定回路は、前記受信信号から抽出したサブ変調信号の遷移域における信号成分の相関関係から前記各受信信号の周波数誤差を推定する構成である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の受信装置において、
前記受信フィルタバンクは、前記受信信号を離散フーリエ変換により周波数軸上の離散信号に変換し、前記離散信号に対してそれぞれフィルタ係数を乗算してフィルタリングを行う構成である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の受信装置において、
前記受信フィルタバンクの前記フィルタ係数設定手段は、前記フィルタ係数をあらかじめ離散信号の周波数分解能に対してｍ倍の精度で生成してテーブル化しておき、周波数誤差推定値ｆest ／ｍ（ｍは２以上の整数）が整数の場合は、テーブルの先頭からｆest ／ｍ番目のフィルタ係数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出し、周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数でない場合は、ｆest ／ｍに最も近い整数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出して設定する構成である
ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
互いに独立した複数の送信装置の送信フィルタバンクで、変調信号を周波数軸上で遷移域を有する複数の帯域に分割したサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトしてそれぞれ送信し、受信装置の受信フィルタバンクを時分割で動作させて前記複数の送信装置から送信された各受信信号から各サブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を各送信装置の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、
周波数誤差推定回路で前記複数の送信装置から送信された各受信信号の周波数誤差を時分割で推定し、各送信装置に対応する周波数誤差推定値を順次出力し、
前記受信フィルタバンクのフィルタ係数設定手段で、前記各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づき、時分割で前記各受信信号から前記サブ変調信号を抽出する際のフィルタ係数を周波数軸上でシフトし、
前記各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づいて、時分割で前記受信フィルタバンクから出力される前記各送信装置の変調信号の周波数誤差を補償する
ことを特徴とする受信方法。
【請求項７】
請求項６に記載の受信方法において、
前記周波数誤差推定回路は、前記受信フィルタバンクの出力信号から前記各受信信号の周波数誤差を推定する
ことを特徴とする受信方法。
【請求項８】
請求項６に記載の受信方法において、
前記周波数誤差推定回路は、前記受信信号から抽出したサブ変調信号の遷移域における信号成分の相関関係から前記各受信信号の周波数誤差を推定する
ことを特徴とする受信方法。
【請求項９】
請求項６に記載の受信方法において、
前記受信フィルタバンクは、前記受信信号を離散フーリエ変換により周波数軸上の離散信号に変換し、前記離散信号に対してそれぞれフィルタ係数を乗算してフィルタリングを行う
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の受信方法において、
前記受信フィルタバンクの前記フィルタ係数設定手段は、前記フィルタ係数をあらかじめ離散信号の周波数分解能に対してｍ倍の精度で生成してテーブル化しておき、周波数誤差推定値ｆest ／ｍ（ｍは２以上の整数）が整数の場合は、テーブルの先頭からｆest ／ｍ番目のフィルタ係数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出し、周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数でない場合は、ｆest ／ｍに最も近い整数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出して設定する
ことを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置から周波数帯域を分割して送信された信号を受信し、帯域合成して復調処理を行う受信装置および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、送信装置の構成例を示す（非特許文献１参照) 。
図９において、送信装置は、変調回路１と送信フィルタバンク１０を備える。変調回路１は、送信するデータ信号をＱＰＳＫなどの変調方式で変調し、波形整形した変調信号を送信フィルタバンク１０に入力する。
【０００３】
送信フィルタバンク１０は、直並列変換回路１１、ＦＦＴ（高速フーリエ変換) 回路１２、分割回路１３、周波数シフタ１４1 〜１４N （Ｎは２以上の整数）、加算回路１５、ＩＦＦＴ（高速逆フーリエ変換) 回路１６、並直列変換回路１７を備え、変調信号の帯域をＮ分割して送信する構成である。変調信号の帯域を３分割（Ｎ＝３）する例を図１１に示す。
【０００４】
送信フィルタバンク１０の直並列変換回路１１は変調信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路１２で高速フーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換する。分割回路１３は、周波数領域に変換された変調信号に対して、図１１(a) の破線で示す信号帯域をＮ分割するフィルタ係数を周波数ごとに乗算し、図１１(b) に示すＮ個のサブ変調信号１〜Ｎを生成する。周波数シフタ１４1 〜１４N は、サブ変調信号１〜Ｎを周波数軸上の所望の帯域に分散配置し、加算回路１５で足し合わせることにより、図１１(c) に示すような分散配置されたサブ変調信号が生成される。この分散配置後の送信サブ変調信号は、ＩＦＦＴ回路１６で高速逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換され、並直列変換回路１７で並直列変換して出力される。
【０００５】
図１０は、受信装置の構成例を示す（非特許文献１参照) 。
図１０において、受信装置は、受信フィルタバンク２０と復調回路２を備える。受信フィルタバンク２０は、直並列変換回路２１、ＦＦＴ回路２２、サブ変調信号抽出回路２３、周波数シフタ２４1 〜２４N 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、並直列変換回路２７を備え、帯域をＮ分割されたサブ変調信号を分割前の変調信号に合成する構成である。帯域が３分割（Ｎ＝３）された変調信号を合成する例を図１２に示す。
【０００６】
受信フィルタバンク２０の直並列変換回路２１は受信信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路２２で高速フーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の受信信号へ変換する。サブ変調信号抽出回路２３は、周波数領域に変換された受信信号に対して、図１２(a) の破線で示すフィルタ係数を周波数ごとに乗算し、送信側で周波数シフトされたサブ変調信号１〜Ｎを抽出する。周波数シフタ２４1 〜２４N は、図１２(b) に示すように、受信サブ変調信号１〜Ｎを送信側で周波数シフトされる前の帯域に戻し、加算回路２５で足し合わせることにより、図１２(c) に示すような合成された変調信号が生成される。この合成後の変調信号は、ＩＦＦＴ回路２６で高速逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換され、並直列変換回路２７で並直列変換して出力される。復調回路２は受信フィルタバンク２０から出力された変調信号を復調し、送信装置から送信されたデータ信号を復元する。
【０００７】
このような送信装置および受信装置を用いることにより、変調信号の占有帯域を分割して生成された各サブ変調信号を周波数軸上の任意の場所に分散配置できるため、不連続な空き周波数帯域等を有効利用することができる。
【０００８】
しかし、図１０に示す受信装置において受信信号に周波数誤差Δf が生じると、帯域分割して伝送されたサブ変調信号を合成する際に信号の歪みが生じる。すなわち、図１３(a) に示すように受信サブ変調信号とフィルタ係数の帯域が異なるため、図１３(b),(c) に示すように、抽出後および周波数シフト後の受信サブ変調信号の一部の帯域が削られ、図１３(d) に示すように、合成後の変調信号に歪みが生じて伝送特性が劣化する。
【０００９】
そこで、図１４に示す周波数誤差推定回路３０において、受信フィルタバンク２０の出力信号に含まれる既知信号を用いて周波数誤差を推定し、受信フィルタバンク２０の前段の乗算器４１に入力し、サブ変調信号を抽出・合成する前に周波数誤差を補償して伝送特性を改善する方法が提案されている（非特許文献２）。また、隣接するサブ変調信号の遷移域における信号成分の相関関係から、受信信号の周波数誤差を推定する方法も提案されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】阿部、山下、小林、”スペクトラム編集技術を用いた帯域分散伝送の提案”、電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-3-11 2009年９月
【非特許文献２】阿部、中平、杉山、”帯域分散伝送におけるブラインド型位相補償方式の提案”、電子情報通信学会技術研究報告、衛星通信、vol.111, no.336, SAT2011-46, pp.41-46,2011年12月
【非特許文献３】阿部、中平、杉山、”スペクトラム分割アダプタにおけるブラインド型周波数同期方式の提案”、電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-3-1  2012年９月
【非特許文献４】山下、阿部、鈴木、内山、中平、小林、武田、”偏波周波数可変分割多重通信の衛星実験検証”、電子情報通信学会論文誌、vol.J94-B, no.3, pp.362-372,2011年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、図１５に示すように、複数のユーザ局Ａ，Ｂ，Ｃ，…と１つのハブ局が無線回線を介して接続され、ハブ局の受信装置で各ユーザ局の信号を時分割で受信処理する場合について説明する。ハブ局は、各ユーザ局の信号の変調速度の合計に対して、受信装置のサンプリング速度を２倍以上に設定して受信フィルタバンクを時分割で動作させれば、１つの受信装置で複数のユーザ局の信号を受信処理することができる（非特許文献４）。
【００１２】
しかし、受信信号に生じる周波数誤差はユーザ局ごとに異なる。ここで、ユーザ局Ａ，Ｂ，Ｃの周波数誤差をΔｆa ，Δｆb ，Δｆc とする。図１４に示す受信装置は、受信フィルタバンク２０の前段で周波数誤差を補償する構成のため、ユーザ局ごとに異なる周波数誤差Δｆa ，Δｆb ，Δｆc を補償することができず、各ユーザ局の信号の伝送特性が劣化する。
【００１３】
一方、図１６に示す受信装置は、受信フィルタバンク２０の後段で出力信号に含まれる既知信号を用いて周波数誤差を推定し、補償する構成であり、周波数誤差推定回路３０および乗算器４１を受信フィルタバンク２０と同期して時分割動作させれば、ユーザ局ごとに異なる周波数誤差Δｆa ，Δｆb ，Δｆc を補償することが可能である。しかし、受信フィルタバンク２０では周波数誤差が補償される前の受信信号をフィルタリングするため、図１３に示すように、受信信号の一部が欠損して伝送特性が劣化する問題が残る。
【００１４】
本発明は、各ユーザ局ごとに受信信号の周波数誤差を補償して歪みのない変調信号を合成し、伝送特性を改善することができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、互いに独立した複数の送信装置の送信フィルタバンクで、変調信号を周波数軸上で遷移域を有する複数の帯域に分割したサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトしてそれぞれ送信し、受信装置の受信フィルタバンクを時分割で動作させて複数の送信装置から送信された各受信信号から各サブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を各送信装置の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、複数の送信装置から送信された各受信信号の周波数誤差を時分割で推定し、各送信装置に対応する周波数誤差推定値を順次出力する周波数誤差推定回路と、受信フィルタバンクで、各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づき、時分割で各受信信号からサブ変調信号を抽出する際のフィルタ係数を周波数軸上でシフトするフィルタ係数設定手段と、各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づいて、時分割で受信フィルタバンクから出力される各送信装置の変調信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償手段とを備える。
【００１６】
第１の発明の受信装置において、周波数誤差推定回路は、受信フィルタバンクの出力信号に含まれる既知信号を用いて各受信信号の周波数誤差を推定する構成である。
【００１７】
第１の発明の受信装置において、周波数誤差推定回路は、受信信号から抽出したサブ変調信号の遷移域における信号成分の相関関係から各受信信号の周波数誤差を推定する構成である。
【００１８】
第１の発明の受信装置において、受信フィルタバンクは、受信信号を離散フーリエ変換により周波数軸上の離散信号に変換し、離散信号に対してそれぞれフィルタ係数を乗算してフィルタリングを行う構成である。
【００１９】
その受信フィルタバンクのフィルタ係数設定手段は、フィルタ係数をあらかじめ離散信号の周波数分解能に対してｍ倍の精度で生成してテーブル化しておき、周波数誤差推定値ｆest ／ｍ（ｍは２以上の整数）が整数の場合は、テーブルの先頭からｆest ／ｍ番目のフィルタ係数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出し、周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数でない場合は、ｆest ／ｍに最も近い整数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出して設定する構成である。
【００２０】
第２の発明は、互いに独立した複数の送信装置の送信フィルタバンクで、変調信号を周波数軸上で遷移域を有する複数の帯域に分割したサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトしてそれぞれ送信し、受信装置の受信フィルタバンクを時分割で動作させて複数の送信装置から送信された各受信信号から各サブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を各送信装置の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、周波数誤差推定回路で複数の送信装置から送信された各受信信号の周波数誤差を時分割で推定し、各送信装置に対応する周波数誤差推定値を順次出力し、受信フィルタバンクのフィルタ係数設定手段で、各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づき、時分割で各受信信号からサブ変調信号を抽出する際のフィルタ係数を周波数軸上でシフトし、各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づいて、時分割で受信フィルタバンクから出力される各送信装置の変調信号の周波数誤差を補償する。
【００２１】
第２の発明の受信方法において、周波数誤差推定回路は、受信フィルタバンクの出力信号に含まれる既知信号を用いて各受信信号の周波数誤差を推定する。
【００２２】
第２の発明の受信方法において、周波数誤差推定回路は、受信信号から抽出したサブ変調信号の遷移域における信号成分の相関関係から各受信信号の周波数誤差を推定する。
【００２３】
第２の発明の受信方法において、受信フィルタバンクは、受信信号を離散フーリエ変換により周波数軸上の離散信号に変換し、離散信号に対してそれぞれフィルタ係数を乗算してフィルタリングを行う。
【００２４】
その受信フィルタバンクのフィルタ係数設定手段は、フィルタ係数をあらかじめ離散信号の周波数分解能に対してｍ倍の精度で生成してテーブル化しておき、周波数誤差推定値ｆest ／ｍ（ｍは２以上の整数）が整数の場合は、テーブルの先頭からｆest ／ｍ番目のフィルタ係数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出し、周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数でない場合は、ｆest ／ｍに最も近い整数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出して設定する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の受信装置は、推定した受信信号の周波数誤差に基づき、受信フィルタバンク内でサブ変調信号を抽出するフィルタ係数を周波数軸上で移動させ、抽出されたサブ変調信号を合成して得られる変調信号の周波数誤差を補償することにより、各ユーザ局ごとに受信信号の周波数誤差を補償して歪みのない変調信号を合成し、伝送特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の受信装置の実施例１の構成を示す図である。
【図２】実施例１における周波数誤差補償例を説明する図である。
【図３】フィルタ係数の設定例１を説明する図である。
【図４】フィルタ係数の設定例２を説明する図である。
【図５】本発明の受信装置の実施例２の構成を示す図である。
【図６】実施例２の周波数誤差推定回路３０Ｂの構成例を示す図である。
【図７】周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ＝０）を説明する図である。
【図８】周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ≠０）を説明する図である。
【図９】送信装置の構成例を示す図である。
【図１０】受信装置の構成例を示す図である。
【図１１】送信装置における帯域分割を説明する図である。
【図１２】受信装置における帯域合成を説明する図である。
【図１３】サブ変調信号の周波数誤差による歪みを説明する図である。
【図１４】周波数誤差を補償する受信装置の構成例を示す図である。
【図１５】ユーザ局ごとに周波数誤差が異なる場合の構成を示す図である。
【図１６】周波数誤差を補償する受信装置の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の受信装置の実施例１の構成を示す。
図１において、実施例１の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差推定回路３０Ａおよび周波数誤差を補償する乗算回路４１を備える。周波数誤差推定回路３０Ａは、受信フィルタバンク２０の出力信号に含まれる既知信号を用いて周波数誤差を推定し、乗算回路４１で受信フィルタバンク２０の出力信号の周波数誤差を補償して復調回路２に入力する構成は、図１６の受信装置と同様である。受信フィルタバンク２０を構成する直並列変換回路２１、ＦＦＴ回路２２、サブ変調信号抽出回路２３、周波数シフタ２４1 〜２４N 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、並直列変換回路２７は、図１０に示す従来の受信装置と同様の構成である。
【００２８】
実施例１の受信装置の特徴は、周波数誤差推定回路３０ＡでユーザＡ，ユーザＢ，ユーザＣ，…の各受信信号の周波数誤差推定値Δｆest.a ，Δｆest.b ，Δｆest.c ，…を時分割で検出し、乗算回路４１およびサブ変調信号抽出回路２３のフィルタ係数設定回路に入力し、時分割で各ユーザの受信信号の周波数誤差に対応するフィルタ係数１〜Ｎを設定して各ユーザのサブ変調信号１〜Ｎを抽出するとともに、受信フィルタバンク２０の出力信号の周波数誤差を補償する構成にある。
【００２９】
図２は、実施例１における周波数誤差補償例を示す。ここでは、ユーザＡのサブ変調信号Ａ１〜Ａ３を抽出して周波数誤差補償を行う例を示す。
【００３０】
図２(a) は、受信フィルタバンク２０のサブ変調信号抽出回路２３で抽出前のユーザＡの受信信号であり、各サブ変調信号とフィルタ係数の帯域に周波数誤差Δｆa が生じている状態を示す。周波数誤差推定回路３０Ａは、この周波数誤差Δｆa を補償する周波数誤差推定値Δｆest.a を生成し、サブ変調信号抽出回路２３のフィルタ係数設定回路に入力する。フィルタ係数設定回路は、図２(b) に示すように周波数誤差推定値Δｆest.a に応じてフィルタ係数をΔｆest.a だけシフトし、乗算回路で受信信号と乗算することによりサブ変調信号を抽出する。ただし、抽出されたサブ変調信号には周波数誤差Δｆa が残留している。これを周波数シフタ２４1 〜２４N で周波数シフトすることにより、図２(c) に示すサブ変調信号Ａ１〜Ａ３が得られ、さらに加算回路２５で合成することにより、図２(d) に示す歪みのない変調信号が生成されるが、周波数誤差Δｆa は残留したままである。これを受信フィルタバンク２０の後段の乗算回路４１で周波数誤差推定値Δｆest.a を用いて補償する。
【００３１】
図３は、フィルタ係数の設定例１を示す。図４は、フィルタ係数の設定例２を示す。
図３において、横軸は周波数であり、目盛りは周波数分解能ｘHzを示す。実線はサブ変調信号、破線はフィルタ係数を示す。ただし、フィルタ係数は離散化されているため、周波数分解能ｘHzおきの値を●で示す。図４も同様であるが、周波数分解能はｘ／ｍHzであり（ここではｍ＝２）、周波数分解能ｘ／２Hzおきのフィルタ係数の値を●と○で交互に示す。
【００３２】
サブ変調信号抽出回路２３で各サブ変調信号を抽出するフィルタ係数は、係数が「１」である通過域と、「１」ではない遷移域から構成され、周波数分解能ｘ／ｍで生成する。これは、サブ変調信号Ａｋ（１≦ｋ≦Ｎ）が離散フーリエ変換により周波数軸上で離散化した結果、ｊポイントで表現される場合、フィルタ係数ｋはｊｍポイントから構成されることを意味する。このｊｍポイントのフィルタ係数をテーブル化し、周波数誤差推定値に基づき、最適な係数をｍポイントおきに読み出す構成とする。
【００３３】
ここで、中心周波数を中心にして線対称の特性を有する場合、各フィルタ係数の遷移域の帯域幅および値は、通過域を含む全帯域幅によらずに同じである。そのため、通過域の帯域幅がわかれば、遷移域におけるフィルタ係数と組み合わせることにより、全帯域のフィルタ係数を生成することができる。また、フィルタ係数は、周波数分解能で予めテーブル化しておき、遷移域と通過域のフィルタ係数を別に管理することにより、全てのフィルタ係数を保持する場合よりも、大幅にメモリを削減することができる。
【００３４】
周波数誤差Δｆa が生じる場合、図２に示すように、周波数誤差推定値Δｆest.a に基づき、図２(a),(b) に示すようにフィルタ係数をΔｆest.a シフトする。ここで、フィルタ係数は周波数分解能ｘHzで予めテーブル化されている場合には、図３(a) に示すように、周波数誤差推定値Δｆest.a が周波数分解能の整数ｎ倍であれば（ここではｎ＝１）、ｎポイント隣のフィルタ係数としてテーブルの係数を順番に読み出すことにより、フィルタ係数を所望の位置にシフトすることができる。
【００３５】
一方、図３(b) に示すように、周波数誤差推定値Δｆest.a が周波数分解能の整数ｎ倍とｎ＋１倍の間であれば、フィルタ係数の対応する位置にシフトできず、ｎポイント隣またはｎ＋１ポイント隣にシフトすることになるが、量子化誤差が大きくなる。
【００３６】
そこで、図４に示すように、図３に示す周波数分解能のｍ倍の周波数分解能のフィルタ係数（ここではｍ＝２）を用意し、フィルタ係数を（ｍ−１）個おきに読み出す方法をとる。
【００３７】
まず、図４(a) に示すように、周波数誤差推定値Δｆest.a が周波数分解能の整数ｎ倍であれば（ここではｎ＝２）、ｎポイント隣のフィルタ係数としてテーブルの１番目からの係数を（ｍ−１）個おきに読み出す（ここでは●で示す１，３，５，…を読み出す）ことにより、フィルタ係数を所望の位置にシフトすることができる。
【００３８】
一方、図４(b) に示すように、周波数誤差推定値Δｆest.a が周波数分解能の整数ｎ倍とｎ＋１倍の間であり（ここではｎ＝２）、その中間よりｎ倍側にあれば、ｎポイント隣のフィルタ係数としてテーブルの１番目からの係数を（ｍ−１）個おきに読み出す（ここでは●で示す１，３，５，…を読み出す）ことにより、最小限の量子化誤差でフィルタ係数を所望の位置にシフトすることができる。また、周波数誤差推定値Δｆest.a が周波数分解能の整数ｎ倍とｎ＋１倍の間であり、その中間よりｎ＋１倍側にあれば、ｎ＋１ポイント隣のフィルタ係数としてテーブルの２番目からの係数を（ｍ−１）個おきに読み出す（ここでは○で示す２，４，６，…を読み出す）ことにより、最小限の量子化誤差でフィルタ係数を所望の位置にシフトすることができる。
【００３９】
すなわち、周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数の場合は、テーブルの先頭からｆest ／ｍ番目のフィルタ係数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出す。周波数誤差推定値ｆest ／ｍが整数でない場合は、ｆest ／ｍに最も近い整数を起点にｍ個おきにフィルタ係数を読み出す。
【００４０】
なお、周波数誤差による所要Ｃ／Ｎ劣化量からｍの値を適宜設定することにより、フィルタ係数の量子化誤差による伝送特性劣化を低減することができる。
【実施例２】
【００４１】
図５は、本発明の受信装置の実施例２の構成を示す。
図５において、実施例２の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差推定回路３０Ｂおよび乗算回路４１を備える。周波数誤差推定回路３０Ｂで受信信号の周波数誤差を推定する構成は、非特許文献３に示されるものと同様である。受信フィルタバンク２０を構成する直並列変換回路２１、ＦＦＴ回路２２、サブ変調信号抽出回路２３、周波数シフタ２４1 〜２４N 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、並直列変換回路２７は、図１０に示す従来の受信装置と同様の構成である。
【００４２】
実施例２の受信装置の特徴は、サブ変調信号抽出回路２３に入力する受信信号から、周波数誤差推定回路３０ＢでユーザＡ，ユーザＢ，ユーザＣ，…の各受信信号の周波数誤差推定値Δｆest.a ，Δｆest.b ，Δｆest.c ，…を時分割で検出し、乗算回路４１およびサブ変調信号抽出回路２３のフィルタ係数設定回路に入力し、時分割で各ユーザの受信信号の周波数誤差に対応するフィルタ係数１〜Ｎを設定して各ユーザのサブ変調信号１〜Ｎを抽出するとともに、受信フィルタバンク２０の出力信号の周波数誤差を補償する構成にある。すなわち、各ユーザの受信信号の周波数誤差を補償する構成は、実施例１と同じであるのでその説明は省略する。以下、周波数誤差推定回路３０Ｂで受信信号の周波数誤差を推定する機能について説明する。
【００４３】
図６は、実施例２の周波数誤差推定回路３０Ｂの構成例を示す。
図６において、周波数誤差推定回路３０Ｂは、周波数成分抽出回路３１、乗算回路３２−１〜３２−２、平滑化回路３３−１〜３３−２、加算回路３４、サブ変調信号間平滑化回路３５、ループフィルタ３６、積分器３７、可変発振器３８により構成される。
【００４４】
ここでは、図７に示すように、隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１の遷移域Ｂk k+1 を２分割し、低周波側を遷移域Ｂk k+1,1 と設定し、高周波側を遷移域Ｂk k+1,2 と設定する。
【００４５】
周波数成分抽出回路３１は、遷移域Ｂk k+1,1 に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓk,b1およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓk+1,a1と、遷移域Ｂk k+1,2 に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓk,b2およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓk+1,a2とを抽出する。
【００４６】
抽出された信号成分Ｓk,b1とＳk+1,a1は乗算回路３２−１に入力し、抽出された信号成分Ｓk,b2とＳk+1,a2は乗算回路３２−２に入力する。このとき、それぞれ一方の信号成分の複素共役（ここではＳ*k+1,a1、Ｓ*k+1,a2）を入力する。乗算回路３２−１は、Ｓk,b1とＳ*k+1,a1 を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−１を介して加算回路３４に入力する。乗算回路３２−２は、Ｓk,b2とＳ*k+1,a2 を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−２を介して加算回路３４に入力する。加算回路３４は、平滑化回路３３−１から出力される相関値と、平滑化回路３３−２から出力される相関値の差ｄk を算出し、サブ変調信号間平滑化回路３５に入力する。
【００４７】
受信信号に周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）、図７(b),(c) に示すように、遷移域Ｂk k+1,1 の信号成分Ｓk,b1とＳk+1,a1の相関値（時間平均値）と、遷移域Ｂk k+1,2 の信号成分Ｓk,b2とＳk+1,a2の相関値（時間平均値）の差分ｄk は０になる。
【００４８】
一方、周波数誤差が生じた場合（Δｆ≠０）、図８(b),(c) に示すように、各帯域の信号成分Ｓk,b1、Ｓk,b2、Ｓk+1,a1、Ｓk+1,a2に偏りが生じるため、各相関値（時間平均値）の差分ｄk は０にならない。図８に示すΔｆ＜０のときはｄk ＞０となり、Δｆ＞０のときはｄk ＜０となる。
【００４９】
サブ変調信号間平滑化回路３５は、複数のサブ変調信号間の各遷移域Ｂk k+1,1 、Ｂk k+1,2 （１≦ｋ＜Ｎ−１）に対応する相関値（時間平均値）の差分ｄk の１つ以上を選択して平滑化した周波数誤差値Ｄを出力する。この周波数誤差値Ｄは、ループフィルタ３６でループゲインが乗算され、さらに積分器３７で積分して可変発振器３８に入力され、発振周波数を制御して乗算回路４１に入力する周波数誤差推定値が生成される。乗算回路４１は、この周波数誤差推定値を用いて、周波数誤差値Ｄが０になるように受信信号の周波数誤差を補償し、復調回路２に入力する。
【００５０】
なお、周波数成分抽出回路３１は、各遷移域Ｂk k+1 に対応する信号成分Ｓk,b 、Ｓk+1,a を順次出力する構成とするが、並列に出力してそれぞれ対応する乗算回路３２および平滑化回路３３で相関値を算出する構成としてもよい。
【００５１】
以上示した実施例の構成により、受信信号の周波数誤差を推定して補償することにより信号伝送特性を改善することができる。また、本発明は、特別なパイロット信号やフレームフォーマットが不要なため、伝送効率を低下させることなく受信信号の周波数誤差を補償して信号伝送特性を改善することができる。
【００５２】
また、周波数シフタ２４の前段または後段に、サブ変調信号間の位相を補償する構成としてもよい。位相補償は、例えば非特許文献２に示す方式がある。また、フィルタ係数の乗算の際に、位相補償を同時に行う構成としてもい。
【００５３】
また、連続信号を処理する受信フィルタバンク２０としてオーバーラップ加算を用いる構成とした場合、オーバーラップ加算を行う２つのＦＦＴ回路のそれぞれにおいて生成したサブ変調信号から周波数誤差推定値を算出してもよい。また、一方のＦＦＴ回路で生成したサブ変調信号から算出した周波数誤差推定値を２つのＦＦＴ回路で共有する構成でもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１    変調回路
２    復調回路
１０  送信フィルタバンク
１１  直並列変換回路
１２  ＦＦＴ回路
１３  分割回路
１４1 〜１４N   周波数シフタ
１５  加算回路
１６  ＩＦＦＴ回路
１７  並直列変換回路
２０  受信フィルタバンク
２１  直並列変換回路
２２  ＦＦＴ回路
２３  サブ変調信号抽出回路
２４1 〜２４N   周波数シフタ
２５  加算回路
２６  ＩＦＦＴ回路
２７  並直列変換回路
２９  振幅補償回路
３０Ａ，３０Ｂ  周波数誤差推定回路
３１  周波数成分抽出回路
３２  乗算回路
３３  平滑化回路
３４  加算回路
３５  サブ変調信号間平滑化回路
３６  ループフィルタ
３７  積分器
３８  可変発振器
４１  乗算回路
【要約】
【課題】各ユーザ局ごとに受信信号の周波数誤差を補償して歪みのない変調信号を合成し、伝送特性を改善する。
【解決手段】複数の送信装置から送信された各受信信号の周波数誤差を時分割で推定し、各送信装置に対応する周波数誤差推定値を順次出力する周波数誤差推定回路と、受信フィルタバンクで、各送信装置に対応する周波数誤差推定値に基づき、受信信号からサブ変調信号を抽出する際のフィルタ係数を周波数軸上でシフトするフィルタ係数設定手段と、周波数誤差推定値に基づいて、受信フィルタバンクから出力される各送信装置の変調信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償手段とを備える。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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