(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した同一の複数の既知信号を含む無線信号を受信する受信手段と、
前記既知信号の各々と予め保持する既知信号との相関をとり、前記既知信号の各々の終点タイミング毎に相等しいピークを生じる第１相関結果を得る相関手段と、
前記第１相関結果を遅延させて第２相関結果を得る遅延手段と、
前記第１相関結果および前記第２相関結果を加算して加算結果を得る加算手段と、
前記加算結果において最大値を採るタイミングをシンボル同期タイミングとして設定する設定手段と、
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記遅延手段は、前記第１相関結果を前記既知信号の時間長の整数倍の遅延時間だけ遅延させて前記第２相関結果を得る、
ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記遅延手段は、前記第１相関結果を互いに異なる遅延時間だけ遅延させて、遅延時間が互いに異なる複数の前記第２相関結果を得る、
ことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
連続した同一の複数の既知信号を含む無線信号を受信する受信装置における同期タイミング獲得方法であって、
前記既知信号の各々の終点タイミング毎に相等しいピークを生じる第１相関結果を求め、
前記第１相関結果を前記既知信号の長さ分だけ遅延させた第２相関結果を求め、
前記第１相関結果と前記第２相関結果との加算結果を求め、
前記加算結果において最大値を採るタイミングをシンボル同期タイミングとする、
ことを特徴とする同期タイミング獲得方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置に関し、特にＯＦＤＭ方式の移動体通信に用いられる受信装置及びそのシンボル同期タイミング獲得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ方式の移動体通信においては、通常、送信データに、ＡＧＣ用シンボル、同期用シンボル、位相基準シンボル（パイロットシンボル）等の既知信号が付加され、受信局側においてそれぞれＡＧＣ、シンボル同期タイミング獲得、位相回転量検出に用いられる。
【０００３】
ここで、同期用シンボルのピークタイミング検出範囲は、同期用シンボル周期の逆数に比例するため、通常の同期用シンボルの１／２n（ｎ＝１、２・・・）周期（例えば１／４周期）の同期用シンボルを複数個（例えば５個）配置することによって、伝送効率を劣化させずに、検出範囲を広げ、複数の検出結果を平均化することによってシンボル同期タイミング検出精度を向上させる方法が提案されている（１９９９年  信学総大  Ｂ−５−１０）。
【０００４】
以下、図５から図７を用いて、上記提案されている従来の受信装置について説明する。図５は、従来の受信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図６は、従来の受信装置の相関部の概略構成を示す要部ブロック図であり、図７は、従来提案されているＯＦＤＭ送信信号のフレームフォーマット及び相関結果を示す模式図である。
【０００５】
図５において、アンテナ５０１は無線信号を受信し、Ａ／Ｄ変換部５０２は、受信信号をＡ／Ｄ変換し、相関部５０３は、Ａ／Ｄ変換処理された受信信号の既知信号区間の信号と予め保持する既知信号との相関を取る。
【０００６】
絶対値検出部５０４は、相関部５０３によって算出された相関結果の絶対値を検出し、最大値検出部５０５は、相関結果の絶対値から最大値を検出し、タイミング生成部５０６は、検出された相関結果が最大値を採るタイミングをシンボル同期タイミングとして後述するＦＦＴ処理部５０７に出力する。
【０００７】
ＦＦＴ処理部５０７は、タイミング生成部５０６によって設定されたシンボル同期タイミングに基づいて、受信信号をＦＦＴ処理する。復調部５０８は、ＦＦＴ処理された受信信号を復調処理し、判定部５０９は、復調処理された受信信号を判定し、復調信号を得る。
【０００８】
次いで、図６を用いて、従来の受信装置の相関部５０３の構成を説明する。ここで、同期用シンボル区間は、同一の既知信号系列Ｓが５回繰り返されて成り、既知信号Ｓ１〜Ｓ５はそれぞれ、１６サンプリングされるものとする。
【０００９】
図６において、遅延器６０１は、入力された信号を１サンプリングタイミングずつ遅延させ、同期シンボル区間で計８０のサンプリングタイミング毎に信号を出力する。乗算器６０２は、遅延された各信号に、各サンプリングタイミング（ｒｅｆ１〜ｒｅｆ８０）における既知信号Ｓ１〜Ｓ５を乗じる。積算器６０３は、各乗算器６０２の出力を積算し、相関結果として出力する。
【００１０】
次いで、図７を用いて、従来提案されているフレームフォーマット及び相関結果について説明する。図７において、ＡＧＣ用シンボル７０１は、受信局側においてＡＧＣに用いられ、同一の既知信号列Ｓを５つ連続で並べて成る同期用シンボル７０２は、受信局側においてシンボル同期タイミング獲得に用いられ、パイロットシンボル７０３は、位相基準シンボルであり、受信局側において位相回転検出に用いられる。なお、位相基準シンボルは、パイロットシンボルに限られない。
【００１１】
図７に示す相関出力は、積算器６０３による積算結果であり、同期用シンボル７０２中のＳ５区間終点のタイミングで最大値を採る。この相関出力が最大値を採るタイミングは、最大値検出部５０５によって検出され、タイミング生成部５０６によってシンボル同期タイミングとしてＦＦＴ処理部５０７に出力される。
【００１２】
このように、従来提案されている受信装置は、送信データに付加されている同期用シンボルが複数の既知信号列から成るため、伝送効率を劣化させずに、同期用シンボルのピークタイミング検出範囲を広げ、複数の検出結果を平均化することによってシンボル同期タイミング検出精度を向上させることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の受信装置においては、ハード規模が大きくなるという問題がある。すなわち、前述の例のように同期用シンボルがＳ１〜Ｓ５から成り、それぞれを１６サンプリングする場合、８０個の乗算器が必要となる。
【００１４】
又、従来の受信装置においては、位相回転が大きくなりシンボル同期引き込み特性が劣化するという問題も生じる。すなわち、周波数オフセットが存在すると、時間の経過と共に受信信号に位相回転が生じるため、位相回転量は、経過時間に比例するため、Ｓ１区間の始点とＳ５区間の終点では、８０サンプリングタイミング分の位相回転が生じることになる。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、相関値算出のためのハード規模を削減し、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減する受信装置及びそのシンボル同期タイミング獲得方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間に対して、既知信号列毎に相関値を検出し、これらを一既知信号列分ずつタイミングがずれるように加算して相関結果を算出することである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る受信装置は、同一の既知信号の連続から成る同期用シンボルを含む無線信号を受信する受信手段と、受信信号中の同期用シンボル区間を前記既知信号毎に分割する分割手段と、分割された各既知信号と予め保持する既知信号との相関値を算出する相関値算出手段と、算出された相関値を前記同期用シンボル分集束させ、最大値を採るタイミングを検出し、このタイミングをシンボル同期タイミングとして設定する同期獲得手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間に対して、既知信号列毎に相関値を検出し、これらを加算して相関結果を算出し、シンボル同期タイミングを獲得するため、相関値算出のためのハード規模を削減することができ、又、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減することができる。
【００１９】
本発明の第２の態様に係る受信装置は、第１の態様において、前記集束手段は、前記既知信号毎に算出された各相関値を、受信信号中における前記既知信号の先頭タイミングと受信信号中の同期用シンボル区間の先頭タイミングとの時間的距離分それぞれ遅延させて加算する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間において、既知信号毎に算出された各相関値を、受信信号中における前記既知信号の先頭タイミングと受信信号中の同期用シンボル区間の先頭タイミングとの時間的距離分それぞれ遅延させて加算するため、既知信号列毎に相関値を検出しても同期用シンボル長と同じ長さの既知信号を予め保持し相関を取る場合と同様の相関結果を得ることができる。
【００２１】
本発明の第３の態様に係る通信端末装置は、第１の態様又は第２の態様における受信装置を具備する構成を採る。
【００２２】
本発明の第４の態様に係る基地局装置は、第３の態様における通信端末装置と無線通信を行う構成を採る。
【００２３】
本発明の第５の態様に係る基地局装置は、第１の態様又は第２の態様における受信装置を具備する構成を採る。
【００２４】
本発明の第６の態様に係る通信端末装置は、第５の態様における基地局装置と無線通信を行う構成を採る。
【００２５】
これらの構成によれば、相関値算出のためのハード規模を削減することができ、又、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減することができる。
【００２６】
本発明の第７の態様に係るシンボル同期タイミング獲得方法は、同一の既知信号の連続から成る同期用シンボルを含む無線信号を受信し、受信信号中の同期用シンボル区間を前記既知信号毎に分割し、分割された各既知信号と予め保持する既知信号との相関値を算出し、算出された各相関値を、受信信号中における前記既知信号の先頭タイミングと受信信号中の同期用シンボル区間の先頭タイミングとの時間的距離分それぞれ遅延させて加算し、最大値を採るタイミングを検出し、このタイミングをシンボル同期タイミングとして設定するようにした。
【００２７】
この方法によれば、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間に対して、既知信号列毎に相関値を検出し、これらを加算して相関結果を算出し、シンボル同期タイミングを獲得するため、相関値算出のためのハード規模を削減することができ、又、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減することができる。
【００２８】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本願においても、同期用シンボル区間は、同一の既知信号系列Ｓが５回繰り返されて成り、既知信号Ｓ１〜Ｓ５はそれぞれ、１６サンプリングされるものとする。
【００２９】
以下、図１から図４を用いて、本実施の形態に係る受信装置について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る受信装置の概略構成を示す要部ブロック図であり、図２は、本発明の一実施の形態に係る受信装置の相関部の概略構成を示す要部ブロック図であり、図３は、本発明の一実施の形態に係る受信装置の加算部の入力信号及び出力信号の波形を示す模式図であり、図４は、従来の受信装置における受信信号の位相回転量と本発明の一実施の形態に係る受信装置における受信信号の位相回転量とを示すグラフである。
【００３０】
図１において、アンテナ１０１は無線信号を受信し、Ａ／Ｄ変換部１０２は、受信信号をＡ／Ｄ変換し、相関部１０３は、Ａ／Ｄ変換処理された受信信号の既知信号区間の信号と予め保持する既知信号との相関を取る。特に、同期用シンボル区間においては、同期用シンボルを構成する一既知信号分の既知信号を用いて相関を取る。
【００３１】
絶対値検出部１０４は、相関部１０３によって算出された相関結果の絶対値を検出し、１６Ｔ遅延部１０５は、相関結果の絶対値を１６サンプリングタイミング分遅延させ、３２Ｔ遅延部１０６は、相関結果の絶対値を３２サンプリングタイミング分遅延させ、４８Ｔ遅延部１０７は、相関結果の絶対値を４８サンプリングタイミング分遅延させ、６４Ｔ遅延部１０８は、相関結果の絶対値を６４サンプリングタイミング分遅延させる。
【００３２】
加算部１０９は、絶対値検出部１０４、１６Ｔ遅延部１０５、３２Ｔ遅延部１０６、４８Ｔ遅延部１０７、及び、６４Ｔ遅延部１０８の出力を加算する。
【００３３】
最大値検出部１１０は、加算部１０９出力信号中の最大値を検出し、タイミング生成部１１１は、検出された最大値を採るタイミングをシンボル同期タイミングとして後述するＦＦＴ処理部１１２に出力する。
【００３４】
ＦＦＴ処理部１１２は、タイミング生成部１１１によって設定されたシンボル同期タイミングに基づいて、受信信号をＦＦＴ処理する。復調部１１３は、ＦＦＴ処理された受信信号を復調処理し、判定部１１４は、復調処理された受信信号を判定し、復調信号を得る。
【００３５】
次いで、図２を用いて、本実施の形態に係る受信装置の相関部１０３の構成を説明する。
【００３６】
図２において、遅延器２０１は、同期用シンボル区間中の既知信号列Ｓ１〜Ｓ５毎に相関値算出処理を行い、入力されたＳ１〜Ｓ５区間の受信信号を１サンプリングタイミングずつ遅延させ、Ｓ１〜Ｓ５の各区間で１６サンプリングタイミング毎に信号を出力する。乗算器２０２は、遅延された各信号に、各サンプリングタイミング（ｒｅｆ１〜ｒｅｆ１６）における既知信号Ｓ１を乗じる。なお、ここでは、乗算器２０２は１６個となる。又、積算器２０３は、各乗算器２０２の出力を積算し、相関結果として出力する。
【００３７】
次いで、図３を用いて、フレームフォーマット及び加算器１０９の入出力信号について説明する。受信信号の既知信号区間は、従来と同様に、ＡＧＣ用シンボル３０１と、Ｓ１〜Ｓ５から成る同期用シンボル３０２と、位相基準シンボルであるパイロットシンボル３０３と、から成る。
【００３８】
本願においては、相関部１０３において、同期用シンボル３０２を形成する複数の既知信号列すべてを用いて受信信号との相関を取らず、一既知信号列（ここではＳ１）分のみと相関を取る。すなわち、同期用シンボル３０２区間において、Ｓ１〜Ｓ５それぞれについて相関値を算出することになる。
【００３９】
よって、このような相関結果の絶対値を採る絶対値検出部１０４の出力は、図３に示すように、同期用シンボル３０２を形成する複数の既知信号列の終点タイミング毎に相等しいピークを生じる。
【００４０】
このような絶対値検出部１０４の出力を、１６Ｔ遅延部１０５、３２Ｔ遅延部１０６、４８Ｔ遅延部１０７、及び、６４Ｔ遅延部１０８で遅延させると図３に示すようになる。加算部１０９がこれらを値を同期用シンボル３０２区間において加算すると、図３最下部に示すように、従来の受信装置の絶対値検出部と同様の相関結果を得ることができる。
【００４１】
次いで、上記構成を有する装置の動作について説明する。
【００４２】
アンテナ１０１から受信された無線信号は、Ａ／Ｄ変換部１０２によってＡ／Ｄ変換処理される。受信信号中の同期用シンボル区間の信号は、相関部１０３によって１６サンプル毎に既知信号列Ｓ（ｒｅｆ１〜ｒｅｆ１６）との相関値が算出される。
【００４３】
算出された各相関結果は、絶対値検出部１０４によって絶対値が検出され、この相関結果の絶対値は、パラレルに０Ｔ遅延、１６Ｔ遅延、３２Ｔ遅延、４８Ｔ遅延、及び６４Ｔ遅延され、すなわち、各相関結果は、各既知信号列の受信信号中における先頭タイミングと受信信号中の同期用シンボル区間の先頭タイミングとの時間的距離の分、それぞれ遅延され、加算部１０９によってそれぞれ加算され、同期用シンボル区間の相関出力が検出される。
【００４４】
検出された同期用シンボル区間の相関出力は、最大値検出部１１０によって最大値が検出され、タイミング生成部１１１によって最大値を採る。
【００４５】
次いで、図４を用いて、本発明に係る受信装置において、周波数オフセットが存在する場合の位相回転量について説明する。
【００４６】
周波数オフセットが存在すると、時間の経過と共に受信信号に位相回転が生じるため、同期用シンボル区間Ｓ１〜Ｓ５に対して、既知信号Ｓ１〜Ｓ５を乗じて相関値を算出する従来の受信装置においては、８０サンプリングタイミング分の位相回転が生じる。この様子を図４（ａ）に示す。同期用シンボル３０２区間中のＳ１始点タイミングにおける相関ベクトル４０１と、Ｓ５終点タイミングにおける相関ベクトル４０２との間には、位相回転４０３が生じており、これらは、Ｓ１区間における位相回転、Ｓ２区間における位相回転、Ｓ３区間における位相回転、Ｓ４区間における位相回転、及び、Ｓ５区間における位相回転の和である。
【００４７】
一方、本願における受信装置においては、同期用シンボル区間Ｓ１〜Ｓ５に対して、既知信号列Ｓ毎に相関値を検出するため、加算部１０９に入力される信号には、それぞれ既知信号列Ｓ区間分の位相回転しか生じていいない。この様子を図４（ｂ）に示す。本願においては、同期用シンボル３０２区間中のＳ１始点タイミングにおける相関ベクトル４０１と、Ｓ５終点タイミングにおける相関ベクトル４０２との間には、一既知信号列分の（ここでは、位相回転４０３の１／５の回転量に相当する）位相回転４０４が生じる。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間に対して、既知信号列毎に相関値を検出し、これらを加算して相関結果を算出し、シンボル同期タイミングを獲得するため、相関値算出のためのハード規模を削減することができ、又、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減することができる。
【００４９】
なお、ここでは、同期用シンボルが、通常の同期用シンボルの１／４の長さを持つ既知信号列５つから成り、各既知信号列を１６サンプリングする場合について説明したが、本発明は上記条件に限定されず、既知信号列長、同期用シンボル区間中の既知信号列数、及び、各既知信号列のサンプリング数は、任意である。
【００５０】
又、上記実施の形態においては、位相基準シンボルがパイロットシンボルである場合について説明したが、既知信号であればパイロットシンボルに限られない。更に、位相基準シンボル（パイロットシンボル）を２つ設けるフレームフォーマットとしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の既知信号列から成る同期用シンボル区間に対して、既知信号列毎に相関値を検出し、これらを加算して相関結果を算出し、シンボル同期タイミングを獲得するため、相関値算出のためのハード規模を削減することができ、又、周波数オフセットが存在する場合の位相回転を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る受信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る受信装置の相関部の概略構成を示す要部ブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る受信装置の加算部の入力信号及び出力信号の波形を示す模式図
【図４】（ａ）従来の受信装置における受信信号の位相回転量を示すグラフ
（ｂ）本発明の一実施の形態に係る受信装置における受信信号の位相回転量を示すグラフ
【図５】従来の受信装置の概略構成を示す要部ブロック図
【図６】従来の受信装置の相関部の概略構成を示す要部ブロック図
【図７】従来提案されているＯＦＤＭ送信信号のフレームフォーマット及び相関結果を示す模式図
【符号の説明】
１０３  相関部
１０５  １６Ｔ遅延器
１０６  ３２Ｔ遅延器
１０７  ４８Ｔ遅延器
１０８  ６４Ｔ遅延器
１０９  加算部
【図１】
0003678942.tif 000002
【図２】
0003678942.tif 000003
【図３】
0003678942.tif 000004
【図４】
0003678942.tif 000005
【図５】
0003678942.tif 000006
【図６】
0003678942.tif 000007
【図７】
0003678942.tif 000008