(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動周波数制御手段によりキャリア周波数誤差補正が行われた後、マルチキャリア復調されたサブキャリア信号の中からパイロットサブキャリア信号を抽出する第１の抽出手段と、
第１の抽出手段の出力信号を用いて、残留キャリア周波数誤差に起因する定常位相回転を検出する定常位相回転検出手段と、
この定常位相回転検出手段により検出される定常位相回転検出値を用いて前記サブキャリア信号に対して定常位相回転補正を行う第１の位相補正手段と、
該第１の位相補正手段の出力からパイロットサブキャリア信号を抽出する第２の抽出手段と、
該第２の抽出手段の出力信号を用いて、位相雑音による位相回転を検出する位相回転検出手段と、
この位相回転検出手段により検出される位相回転検出値を用いて前記第２の抽出手段により抽出されたサブキャリア信号に対して位相回転補正を行う第２の位相補正手段とを備え、
前記自動周波数制御手段によって生じた残留キャリア周波数誤差に起因する定常位相回転の補正と、位相雑音による位相回転の補正を別々の補正手段によって行うことを特徴とするマルチキャリア変調信号用位相トラッキング回路。
【請求項２】
前記定常位相回転検出手段が、パイロットデータを記憶しておく記憶手段と、該記憶手段に記憶されたパイロットデータ信号を用いて残留キャリア周波数誤差に起因する定常位相回転を検出する位相回転量検出手段と、該位相回転量検出手段の出力信号の積分操作を行う累積位相回転量検出手段と、
前記累積位相回転量検出手段の出力信号から各マルチキャリアシンボルごとの位相回転量を導出する除算手段とを有し、
前記位相回転検出手段が、前記記憶手段の出力であるパイロットデータ信号を用いて前記第２の抽出手段出力であるパイロットサブキャリア信号から位相回転量を検出する位相回転量検出手段と、この位相回転検出手段の出力信号を平均する平均手段とを有する、請求項１記載のマルチキャリア変調信号用位相トラッキング回路。
【請求項３】
自動周波数制御手段によりキャリア周波数誤差補正が行われた後、マルチキャリア復調されたサブキャリア信号をパケット先頭部の信号とパケット先頭部以外の信号とに分けて出力する切替手段と、
前記サブキャリア信号からパイロットサブキャリア信号を抽出する第１の抽出手段と、
前記第１の抽出手段の出力信号を用いて位相回転を検出する第１の位相回転検出手段と、
前記第１の位相回転検出手段の出力信号を用いて、前記切替手段から出力されるパケットの先頭部のデータ信号に対して位相回転補正を行う第１の位相補正手段と、
前記第１の抽出手段の出力信号を用いて、残留キャリア周波数誤差に起因する定常位相回転を検出する定常位相回転検出手段と、
前記定常位相回転検出手段により検出される定常位相回転検出値を用いて前記切替手段から出力されるパケット先頭部以外の信号に対して定常位相回転補正を行う第２の位相補正手段と、
該第２の位相補正手段の出力からパイロットサブキャリア信号を抽出する第２の抽出手段と、
第２の抽出手段の出力信号を用いて、位相雑音による位相回転を検出する第２の位相回転検出手段と、
該第２の位相回転検出手段により検出される位相回転検出値を用いて前記第２の抽出手段の出力のサブキャリア信号に対して位相回転補正を行う第３の位相補正手段とを有し、
残留キャリア周波数誤差による定常位相回転の補正と位相雑音による位相回転の補正を別々の補正手段によって位相回転補正を行い、パケットの先頭部では前記第１の位相補正手段の出力信号を選択しパケットの先頭部以外では前記第３の位相補正手段の出力信号を選択することを特徴とするマルチキャリア変調信号用位相トラッキング回路。
【請求項４】
前記第１の位相回転検出手段が、パイロットデータを記憶しておく記憶手段と、
前記第１の抽出手段の出力信号に対して前記記憶手段に記憶されたパイロットデータ信号を用いて位相回転量を検出する位相回転量検出手段と、該位相回転量検出手段の出力信号に対して平均操作を行う平均化手段とを有し、
前記定常位相回転検出手段が、前記位相回転量検出手段の出力信号に対して積分操作を行う累積位相回転量検出手段と、前記累積位相回転量検出手段の出力信号から各マルチキャリアシンボルごとの位相回転を導出する除算手段とを有し、
前記第２の位相回転検出手段が、前記記憶手段の出力であるパイロットデータ信号を用いて前記第２の抽出手段出力であるパイロットサブキャリア信号から位相回転量を検出する位相回転量検出手段と、該位相回転量検出手段の出力信号に対して平均操作を行う平均化手段とを有する、請求項３記載のマルチキャリア変調信号用位相トラッキング回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線通信システムに用いるマルチキャリア用復調器に関し、特に該復調器において自動周波数制御（ＡＦＣ）部にて生じた残留キャリア周波数誤差による位相回転、及び送受信器間の周波数変換の際に加わる位相雑音による位相回転を補正する位相トラッキング回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャリア変復調方式は複数のサブキャリアを用いて情報伝送する方式である。サブキャリアごとに入力データ信号は１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等に変調される。このマルチキャリア変調方式の中で各サブキャリアの周波数が直交関係にある直交マルチキャリア変調方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：０ｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式とも呼ばれ逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路を用いて一括生成される。この信号は搬送波帯に周波数変換され送信アンテナより送信される。受信器では受信した搬送波信号をべースバンド信号に周波数変換する。その後、ＡＤコンバータ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に入力され、ディジタルベースバンド信号として出力されＯＦＤＭ復調等の処理が行われる。
【０００３】
このような送受信器での周波数変換操作の際に位相雑音が受信信号に加わる。キャリア周波数誤差については自動周波数制御（ＡＦＣ）を用いて抑えることが可能であるが、ＡＦＣによって残留キャリア周波数誤差が生じる。伝送速度の高速化に適している１６ＱＡＭ等のＭ値ＱＡＭをサブキャリア変調に用いる方式では、復調の際に絶対位相を基準に受信シンボルのデータ判定を行うため残留キャリア周波数誤差や位相雑音による位相回転が誤り率の増加につながる。これらの位相回転に対する補正回路としては、既知であるパイロットサブキャリア信号を送信して、受信器でパイロットサブキャリアの位相回転量を検出し補正を行う位相トラッキング回路が一般的である。図８に従来の位相トラッキング回路のブロック図を示す。従来の位相トラッキング回路では、チャネル等化後のサブキャリア信号に対してパイロットサブキャリアを利用して位相トラッキングを行う。図８に示される位相トラッキング回路の動作を以下に示す。ＡＦＣ回路１において受信ＯＦＤＭ信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、時間領域ＯＦＤＭ受信信号ｓ１はＦＦＴ回路２に入力されＯＦＤＭ一括復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ２はチャネル等化回路３に入力され、マルチパス伝送路で生じた各チャネルの伝達関数を推定しサブキャリアごとにチャネル等化を行う。また、チャネル等化回路で検出されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。チャネル等化信号ｓ３に対してパイロットサブキャリア抽出回路４でパイロットサブキャリア信号ｓ４とパイロットサブキャリア信号以外のサブキャリア信号ｓ９とに分けられる。位相回転量検出回路６ではパイロットサブキャリア信号ｓ４に対してパイロットデータ信号記憶回路５に記憶されたパイロットデー夕信号ｓ５を用いてパイロットサブキャリアごとの位相回転量ｓ６を検出する。位相回転量平均回路７では、パイロットサブキャリアごとに検出された位相回転量を平均した１ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転量ｓ７が検出される。フィルタ８においては複数のＯＦＤＭシンボルに渡り時間方向の平均化操作を行うことで熱雑音の影響を押さえ、残留キャリア周波数誤差および位相雑音による位相回転量ｓ８を抽出する。その後、位相補正回路９において、抽出された位相回転量ｓ８を用いてサブキャリア信号ｓ９に対して位相回転量の補正を行い位相補正信号ｓ１０を出力する。判定回路１０においてはデータの判定が行われデータＳ１１を出力する。
【０００４】
以上説明したように、図８に示される位相トラッキング回路では残留キャリア周波数と位相雑音による位相回転の検出、及び位相補正を行っている。このような位相トラッキング回路を用いることで、サブキャリアの変調方式に同期検波が必須であるＭ値ＱＡＭのような高速化に適した変調方式を用いることが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
高速な伝送速度を実現するＭ値ＱＡＭ−ＯＦＤＭ方式では残留キャリア周波数誤差、および位相雑音が存在するため位相トラッキング回路が必須である。従来の位相トラッキング回路では残留キャリア周波数誤差の位相回転検出を行う際に熱雑音及び位相雑音の影響を抑えるために平均処理をしていたが、正確に残留キャリア周波数誤差を検出することができない問題がある。残留キャリア周波数誤差に起因する位相回転は定常位相回転になるので、１シンボル当たりの定常位相回転をΔθ、推定される位相回転をθｅｃとすると、残留キャリア周波数誤差のみに着目した場合には推定される位相回転は（１）の様に示される。ここでは簡単化のため２シンボル平均の場合について示している。
【０００６】
【数１】
0003584794.tif 000002
【０００７】
この様に平均操作により推定された位相回転にも誤差が残ることになる。しかし、熱雑音や位相雑音の影響を抑えるために平均処理は必須である。
【０００８】
従来の位相トラッキング回路では残留キャリア周波数誤差に起因する位相回転と位相雑音に起因する位相回転の異なる特徴を区別することなく位相検出をしていたため、残留キャリア周波数誤差による位相回転の検出を精度良く行うことができずパケット誤り率が劣化する問題があった。また、特性の優れる位相トラッキング回路を適用することで位相雑音が大きな周波数発振器を使用しても誤り率の劣化を抑えることが可能となる。
【０００９】
本発明では、この問題を解決し、定常位相回転量である残留キャリア周波数誤差と、位相の揺らぎである位相雑音の位相回転検出補正を別々に行うことで劣化を抑えた位相トラッキング回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した様に従来の位相トラッキング回路の構成では、残留キャリア周波数誤差と位相雑音の特徴を区別することなく位相検出補正していたため位相トラッキング回路を用いた場合に劣化が大きいことが問題であった。
【００１１】
本発明では、まず、各パイロットサブキャリアを用いてＯＦＤＭシンボル毎の残留キャリア周波数誤差による定常位相回転を検出し補正を行う。その後、位相雑音による位相回転について検出及び補正を行う。このように残留キャリア周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転を個別に検出補正することで上述した問題を解決している。
【００１２】
本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路の具体的な動作は以下の通りである。本発明の位相トラッキング回路では、定常位相回転による補正を最初に行うため、その定常値の検出には式（２）に示すような累積位相回転量を用いる。
【００１３】
【数２】
0003584794.tif 000003
【００１４】
但し、ｎは位相補正を行う受信ＯＦＤＭのシンボル数を示し、θｉは１ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転を、θａｃｃｕｍは累積位相回転量を示す。
【００１５】
その後、式（３）に示すような除算演算を行い各シンボル当たりの定常位相回転θｅを検出する。
【００１６】
【数３】
0003584794.tif 000004
【００１７】
ここで、式（３）に示す様に位相補正が行われる受信ｎＯＦＤＭシンボル時点での位相回転を用いて定常位相回転検出を行っているためＯＦＤＭシンボル単位の処理遅延が無く位相検出補正が可能である。一方、熱雑音のレベルが大きい場合には検出した定常位相回転が安定するまでに数ＯＦＤＭシンボル程度の時間を要する。この場合には、出力が安定するまでのパケットの先頭部のデータ部とパケットの先頭部以外のデータ部では位相補正方式を切り替える。この動作の説明を図１に示す。パケット先頭部では、従来技術と同じ方式を用いて残留キャリア周波数誤差と位相雑音を区別せずに検出し位相回転の補正を行う。検出した定常位相回転が安定した数ＯＦＤＭシンボル時間後に、位相補正に用いる検出位相回転量を本発明から得られた位相回転量に切替える。位相雑音ついては、残留キャリア周波数誤差に起因する位相回転の補正後にフィルタを用いて位相雑音による位相の揺らぎを抽出し位相回転の補正を行う。
【００１８】
以上のように、本発明では残留キャリア周波数誤差による位相回転を補正した後に、位相雑音による位相回転を補正することで、従来技術で問題であった残留キャリア周波数誤差による位相回転検出が精度良く実現でき補正がきちんと行える。また、熱雑音のレベルが大きく累積位相回転量が安定するまでに時間を要する場合には、パケットの先頭部のデータ部のみ従来技術による位相回転補正を行うため検出した定常位相回転の初期値が不安定なことに起因する劣化は生じない。本方式は残留キャリア周波数誤差の補正に累積位相回転量を用いるのでデータ長が長いパケット信号に適した特性を備える。また、残留キャリア周波数誤差による定常位相回転の検出には、現時点までの位相回転量を用いるのでＯＦＤＭシンボル単位の処理遅延は生じない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
請求項１によるマルチキャリア用位相トラッキング回路の実施の形態を図３に示す。本実施の形態では図２に示す送信スペクトルのモデル図の様にＯＦＤＭシンボルごとに挿入されるパイロットサブキャリアを用いて位相回転量を検出する方式に適用した場合について示す。
【００２０】
実施の形態の動作は以下のとおりである。受信ＯＦＤＭ信号はＡＦＣ回路２０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、時間領域ＯＦＤＭ受信信号ｓ２０１はＦＦＴ回路２０２に入力されＯＦＤＭ復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ２０２は、チャネル等化回路２０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いてチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。チャネル等化信号ｓ２０３に対してパイロットサブキャリア選択出力回路２０４でパイロットサブキャリア信号ｓ２０４の抜き出しが行われる。定常位相回転検出回路２０５ではパイロットサブキャリア信号ｓ２０４から位相回転信号ｓ２０５を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。この検出された位相回転信号ｓ２０５を用いて位相補正回路２０６において定常位相回転量の補正を行い位相補正信号ｓ２０６を出力する。
【００２１】
以上、パイロットサブキャリア選択出力回路２０４、定常位相回転検出回路２０５、位相補正回路２０６が本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路の特徴とするところであり、それぞれ請求項１の第１の抽出手段、定常位相回転検出手段、第１の位相補正手段とに対応している。
【００２２】
次に位相雑音による位相回転の補正を引き続き行う。まず、パイロットサブキャリア抽出回路２０７においてパイロットサブキャリア信号ｓ２０８が抽出される。一方、パイロットサブキャリア以外のサブキャリア信号ｓ２０７も合わせて出力する。位相回転検出回路２０８では位相雑音による位相回転信号ｓ２０９を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。位相補正回路２０９においてサブキャリア信号ｓ２０７に対してｓ２０９を用いて位相雑音による位相回転量を補正し、位相補正信号ｓ２０１０を出力する。
【００２３】
最後に、判定回路２０１０においてしきい値からの信号点に応じてデータの判定が行われデータｓ２０１１を出力する。
【００２４】
請求項２によるマルチキャリア用位相トラッキング回路の実施の形態を図４に示す。なお、図４で、３０６，３０７，３０８，３０９及び３０１０により構成される回路は図３の定常位相回転検出回路２０５に対応し、図４の３０１２，３０１３及び３０１４により構成される回路は図３の位相回転検出回路２０８に対応する。本実施の形態では図２に示す送信スペクトルのモデル図の様にＯＦＤＭシンボルごとに挿入されるパイロットサブキャリアを用いて位相回転量を検出する方式に適用した場合について示す。
【００２５】
実施の形態の動作は以下のとおりである。受信ＯＦＤＭ信号はＡＦＣ回路３０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、時間領域ＯＦＤＭ受信信号ｓ３０１はＦＦＴ回路３０２に入力されＯＦＤＭ復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ３０２は、チャネル等化回路３０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いてチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。チャネル等化信号ｓ３０３に対してパイロットサブキャリア選択出力回路３０４でパイロットサブキャリア信号ｓ３０４の抜き出しが行われる。位相回転量検出回路３０７ではパイロットサブキャリア信号ｓ３０４に対してパイロットデータ信号記憶回路３０６に記憶されたパイロットデータ信号ｓ３０５を用いて各サブキャリアごとの位相回転量ｓ３０６を検出する。位相回転量平均回路３０８では１ＯＦＤＭシンボル内のパイロット符号の位相を平均した平均位相回転量ｓ３０７が検出される。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。その後、累積位相回転量検出回路３０９において平均位相回転量信号ｓ３０７を入力として位相回転量の積分を行い累積位相回転信号ｓ３０８を出力する。除算回路３０１０では除算演算により累積位相回転信号ｓ３０８に基づいたシンボルごとの位相回転量ｓ３０９を検出する。位相補正回路３０５ではチャネル等化信号ｓ３０３に対して位相回転量信号ｓ３０９を用いて位相回転補正を行う。
【００２６】
以上、パイロットサブキャリア選択出力回路３０４、位相回転量検出回路３０７、位相回転量平均回路３０８、累積位相回転量検出回路３０９、除算回路３０１０、位相補正回路３０５が本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路の特徴とするところである。
【００２７】
次に、位相雑音による位相回転の補正を引き続き行う。まず、パイロットサブキャリア抽出回路３０１１においてパイロットサブキャリア信号ｓ３０１２が抽出される。一方、パイロットサブキャリア以外のサブキャリア信号ｓ３０１１も合わせて出力する。位相回転量検出回路３０１２ではパイロットデータ信号ｓ３０５を用いて位相雑音による位相回転量ｓ３０１３を検出する。その後位相回転量平均回路３０１３において１ＯＦＤＭシンボル内での平均位相回転量ｓ３０１４を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。フィルタ３０１４では、数ＯＦＤＭシンボルにわたる時間方向の平均化処理を行い位相雑音による位相回転信号ｓ３０１５を抽出する。位相補正回路３０１５ではサブキャリア信号ｓ３０１１に対してｓ３０１５を用いて位相雑音による位相回転量を補正し、位相補正信号ｓ３０１６を出力する。
【００２８】
最後に、判定回路３０１６においてしきい値からの信号点に応じてデータの判定が行われデータｓ３０１７を出力する。
【００２９】
請求項３によるマルチキャリア用位相トラッキング回路の実施の形態を図５に示す。本実施の形態では図２に示す送信スペクトルのモデル図の様にＯＦＤＭシンボルごとに挿入されるパイロットサブキャリアを用いて位相回転量を検出する方式に適用した場合について示す。また、本実施の形態ではパケットの先頭のデータ部とそれ以降の先頭部以外のデータ部分とで位相補正方式を切替える場合について示している。
【００３０】
実施の形態の動作は以下のとおりである。受信ＯＦＤＭ信号はＡＦＣ回路４０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、時間領域ＯＦＤＭ受信信号ｓ４０１はＦＦＴ回路４０２に入力されＯＦＤＭ復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ４０２は、チャネル等化回路４０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いてチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。出力切替回路４０４では、パケットの先頭部とパケット先頭部以外の部分とで異なる位相回転補正の処理が行なわれるためチャネル等化信号を切り替えて、パケット先頭部信号ｓ４０６及びパケット先頭部以外の信号ｓ４０９を出力する。一方、チャネル等化信号ｓ４０３に対してパイロットサブキャリア選択出力回路４０５ではパイロットサブキャリア信号ｓ４０４の抜き出しが行われる。位相回転検出回路４０６ではパイロットサブキャリア信号ｓ４０４を用いて位相回転量ｓ４０５を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。
【００３１】
パケット先頭部の位相補正に対してはｓ４０５を用いて位相補正回路４０７においてパケット先頭部信号ｓ４０６に対しての位相回転量の補正を行い位相補正信号ｓ４０７を出力する。
【００３２】
他方、パケット先頭部以降の信号の補正に対する補正に対しては、定常位相回転検出回路４０８においてパイロットサブキャリア信号ｓ４０４から位相回転信号ｓ４０８を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。位相補正回路４０９では、パケット先頭部以降のパケット信号ｓ４０９に対して位相回転信号ｓ４０８を用いて定常位相回転の補正を行う。
【００３３】
以上、出力切替回路４０４、パイロットサブキャリア選択出力回路４０５、位相回転検出回路４０６、位相補正回路４０７、定常位相回転検出回路４０８、位相補正回路４０９が本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路の特徴とするところであり、それぞれ請求項３の切替手段、第１の抽出手段、第１の位相回転検出手段、第１の位相補正手段、定常位相回転検出手段、第２の位相補正手段とに対応している。
【００３４】
先頭部以外のパケット信号では位相雑音による位相回転の補正を引き続き行う。まず、パイロットサブキャリア抽出回路４０１０においてパイロットサブキャリア信号ｓ４０１１が抽出される。一方、パイロットサブキャリア以外のサブキャリア信号ｓ４０１２も合わせて出力する。位相回転検出回路４０１１では位相雑音による位相回転量ｓ４０１３を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。位相補正回路４０１２ではサブキャリア信号ｓ４０１２に対してｓ４０１３を用いて位相雑音による位相回転量を補正する。
【００３５】
最後に、入力切替回路では位相補正された、パケット先頭部の信号ｓ４０７、及びパケット先頭部以降の信号ｓ４０１４を切り替えて出力しこれを選択位相補正信号ｓ４０１５とする。判定回路４０１４においてしきい値からの信号点に応じてデータの判定が行われデータｓ４０１６を出力する。
【００３６】
請求項４によるマルチキャリア用位相トラッキング回路の実施の形態を図６に示す。なお、図６において、１０６，１０７，１０８，１０９により構成される回路は図５の位相回転検出回路４０６に対応し、図６の１０６，１０７，１０８，１０１１及び１０１２により構成される回路は図５の定常位相回転検出回路４０８に対応し、図６の１０１５，１０１６，１０１７により構成される回路は図５の位相回転検出回路４０１１に対応する。本実施の形態では図２に示す送信スペクトルのモデル図の様にＯＦＤＭシンボルごとに挿入されるパイロットサブキャリアを用いて位相回転量を検出する方式に適用した場合について示す。また、本実施の形態では請求項３に示されるような、パケットの先頭のデータ部とそれ以降の先頭部以外のデータ部分とで位相補正方式を切替える場合について示している。
【００３７】
実施の形態の動作は以下の通りである。受信ＯＦＤＭ信号はＡＦＣ回路１０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、時間領域ＯＦＤＭ受信信号ｓ１０１はＦＦＴ回路１０２に入力されＯＦＤＭ復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ１０２は、チャネル等化回路１０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。チャネル等化信号ｓｌ０３に対してパイロットサブキャリア選択出力回路１０４でパイロットサブキャリア信号ｓｌ０４の抜き出しが行われる。出力切替回路１０５では、パケットの先頭部とパケット先頭部以外の部分とで異なる位相回転補正の処理が行われるためチャネル等化信号を切り替えて、パケット先頭部信号ｓ１０９及びパケット先頭部以外の信号ｓ１０１０を出力する。一方、位相回転量検出回路１０７ではパイロットサブキャリア信号ｓｌ０４に対してパイロットデータ信号記憶回路１０６に記憶されたパイロットデータ信号ｓ１０５を用いて各サブキャリアごとの位相回転量ｓｌ０６を検出する。位相回転量平均回路１０８では１ＯＦＤＭシンボル内のパイロット符号の位相を平均した平均位相回転量ｓ１０７が検出される。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。
【００３８】
パケット先頭部の位相補正に用いるため、フィルタ１０９を用いて複数のＯＦＤＭシンボルに渡り時間方向の平均化操作を行うことで熱雑音の影響を押さえ、残留キャリア周波数誤差、及び位相雑音によるフィルタ出力信号ｓｌ０８を抽出する。この抽出されたフィルタ出力信号ｓ１０８を用いて位相補正回路１０１０においてパケット先頭部信号ｓ１０９に対しての位相回転量の補正を行い位相補正信号ｓｌ０１１を出力する。
【００３９】
他方、パケット先頭部以降の信号の補正に対する補正に対しては、累積位相回転量検出回路１０１１において平均位相回転量信号ｓ１０７を入力として位相回転量の積分を行い累積位相回転信号ｓｌ０１２を出力する。除算回路１０１２では除算演算により累積位相回転信号ｓ１０１２に基づいたシンボルごとの位相回転量ｓ１０１３を検出する。位相補正回路１０１３では、パケット先頭部以降のパケット信号ｓ１Ｏ１０に対して位相回転量信号ｓ１０１３を用いて位相回転補正を行う。
【００４０】
以上、出力切替回路１０５、パイロットサブキャリア選択出力回路１０４、位相回転量検出回路１０７、位相回転量平均回路１０８、フイルタ１０９、位相補正回路１０１０、累積位相回転量検出回路１０１１、除算回路１０１２、位相補正回路１０１３が本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路の特徴とするところである。
【００４１】
先頭部以外のパケット信号では位相雑音による位相回転の補正を引き続き行う。まず、パイロットサブキャリア抽出回路１０１４においてパイロットサブキャリア信号ｓ１０１５が抽出される。一方、パイロットサブキャリア以外のサブキャリア信号ｓｌ０１６も合わせて出力する。位相回転量検出回路１０１５ではパイロットデータ信号ｓ１０６を用いて位相雑音による位相回転量ｓ１Ｏ１７を検出する。その後位相回転量平均回路１０１６において１ＯＦＤＭシンボル内での平均位相回転量ｓ１０１８を検出する。その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。フィルタ１０１７では、数ＯＦＤＭシンボルにわたる時間方向の平均化処理を行い位相雑音による位相回転信号ｓ１０１９を抽出する。位相補正回路で１０１８はサブキャリア信号ｓ１０１６に対してｓ１Ｏ１９を用いて位相雑音による位相回転量を補正する。
【００４２】
最後に、入力切替回路では位相補正された、パケット先頭部の信号ｓ１０１１、及びパケット先頭部以降の信号ｓ１０２０を切り替えて出力しこれを選択位相補正信号ｓ１０２１とする。判定回路１０２０においてしきい値からの信号点に応じてデータの判定が行われデータｓ１０２２を出力する。
【００４３】
本発明の位相トラッキング回路の計算機シミュレーションによる実施形態の効果を図７に示す。図には残留キャリア周波数誤差と位相雑音が存在する場合のパケット誤り率（ＰＥＲ）特性が示されている。シミュレーションの条件を表１に示す。位相雑音の条件としてｆＢＷはＰＬＬ帯域幅であり、φ２ｒ．ｍ．ｓ．は位相雑音の信号電力比を示す。比較のため従来方式である、残留キャリア周波数誤差補正を行わずに移動平均フィルタのみで位相トラッキングを行う方式の結果も示した。３シンボル移動平均フィルタを用いた場合には残留キャリア周波数誤差の存在により位相回転量が正確に検出できなくなるため特性が劣化する。提案方式は残留キャリア周波数誤差による位相回転をあらかじめ補正している。従って、残留周波数誤差による劣化を抑えることができ、従来方式の２シンボル移動平均フィルタを用いる場合と残留キャリア周波数誤差補正を行う場合と比較してＰＥＲ＝０．０１において所要Ｅｂ／ＮＯが約０．３ｄＢ改善している。
【００４４】
以上より、本発明を用いることで高精度な残留キャリア周波数誤差検出、位相雑音の抽出が可能になりＰＥＲの劣化を抑え特性が改善することがわかる。
【００４５】
【表１】
0003584794.tif 000005
【００４６】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明のマルチキャリア用位相トラッキング回路では、残留キャリア周波数誤差と位相雑音による位相回転の特徴を利用した、残留キャリア周波数誤差補正回路を付加することで位相回転の検出精度を高めることが可能となり、高性能な位相トラッキング回路を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動作説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いる送信スペクトルモデル説明図である。
【図３】本発明の実施例のブロック図である。
【図４】本発明の別の実施例のブロック図である。
【図５】本発明の更に別の実施例のブロック図である。
【図６】本発明の更に別の実施例のブロック図である。
【図７】シミュレーションの結果を示す図である。
【図８】従来の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  ＡＦＣ回路
２  ＦＦＴ回路
３  チャネル等化回路
４  パイロットサブキャリア抽出回路
５  パイロットデータ信号記憶回路
６  位相回転量検出回路
７  位相回転量平均回路
８  フィルタ
９  位相補正回路
１０  判定回路
１０１  ＡＦＣ回路
１０２  ＦＦＴ回路
１０３  チャネル等化回路
１０４  パイロットサブキャリア選択出力回路
１０５  出力切替回路
１０６  パイロットデータ信号記憶回路
１０７  位相回転量検出回路
１０８  位相回転量平均回路
１０９  フィルタ
１０１０  位相補正回路
１０１１  累積位相回転量検出回路
１０１２  除算回路
１０１３  位相補正回路
１０１４  パイロットサブキャリア抽出回路
１０１５  位相回転量検出回路
１０１６  位相回転量平均回路
１０１７  フィルタ
１０１８  位相補正回路
１０１９  入力切替回路
１０２０  判定回路
ｓ１  時間領域ＯＦＤＭ受信信号
ｓ２  各サブキャリア信号
ｓ３  チャネル等化信号
ｓ４  パイロットサブキャリア信号
ｓ５  パイロットデータ信号
ｓ６  位相回転量
ｓ７  １ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転量
ｓ８  位相回転量
ｓ９  サブキャリア信号
ｓ１０  位相補正信号
ｓ１１  データ
ｓ１０１  時間領域ＯＦＤＭ受信信号
ｓ１０２  各サブキャリア信号
ｓ１０３  チャネル等化信号
ｓ１０４  パイロットサブキャリア信号
ｓ１０５  パイロットデータ信号
ｓ１０６  位相回転量
ｓ１０７  平均位相回転量信号
ｓ１０８  フィルタ出力信号
ｓ１０９  パケット先頭部信号
ｓ１０１０  パケット先頭部以外の信号
ｓ１０１１  位相補正信号
ｓ１０１２  累積位相回転信号
ｓ１０１３  平均位相回転量
ｓ１０１４  位相補正信号
ｓ１０１５  パイロットサブキャリア信号
ｓ１０１６  サブキャリア信号
ｓ１０１７  位相回転信号
ｓ１０１８  平均位相補正信号
ｓ１０１９  位相回転信号
ｓ１０２０  位相補正信号
ｓ１０２１  選択位相補正信号
ｓ１０２２  データ信号
【図１】
0003584794.tif 000006
【図２】
0003584794.tif 000007
【図３】
0003584794.tif 000008
【図４】
0003584794.tif 000009
【図５】
0003584794.tif 000010
【図６】
0003584794.tif 000011
【図７】
0003584794.tif 000012
【図８】
0003584794.tif 000013