(57)【要約】【課題】  伝搬路の時間的な変化に拘わらず、それぞれの伝搬路のチャネル推定を基に各ブランチの重みを決めて、最適なダイバーシティ受信を行なう。【解決手段】  ブランチ毎のチャネル推定を基にアンテナ合成してダイバーシティ受信し、チャネル推定の更新とともにアンテナ合成比も変化させる。ダイバーシティにより復調誤り率が改善しており、データ・シンボルでの受信信号と再変調信号との比較によるチャネル推定の更新がより正確になり、アンテナ合成比もより適切になる。ブランチ毎にチャネル推定の更新を行なうので、ブランチの追加・削除が容易な構成で、ブランチを増やしても計算規模は極端に増えない。【選択図】  図１
2006014027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナからの受信信号をダイバーシティ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にチャネル推定するチャネル推定手段と、
チャネル推定結果に基づいて各ブランチの合成比を決定し、各受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する合成手段と、
ダイバーシティ合成された信号を復調する復調手段とを備え、
前記チャネル推定手段はチャネル推定を更新し、前記合成手段はチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記チャネル推定手段は、ブランチ毎にチャネル推定を更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記復調手段は、ダイバーシティ合成された信号の復調信号を再変調し、
前記チャネル推定手段は、再変調信号と各アンテナからの受信信号の比較に基づいてチャネル推定を更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
ベースバンドＩＱ信号を合成してダイバーシティ受信する無線通信装置であって、
前記チャネル推定部は、ベースバンドＩＱ信号のデータ・シンボルを用いたチャネル推定値の更新を行ない、
前記合成手段はチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
ベースバンドＯＦＤＭ信号をサブキャリヤ毎にアンテナ合成してダイバーシティ受信する無線通信装置であって、
前記チャネル推定部は、ベースバンド信号のデータＯＦＤＭシンボルを用いたチャネル推定値の更新を行ない、
前記合成手段はチャネル推定の更新に追従してサブキャリヤ毎の各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記復調手段は、ダイバーシティ合成された信号の復調信号を再変調し、
前記チャネル推定手段は、再変調信号と各アンテナからのＯＦＤＭ受信信号をサブキャリヤ毎に比較してチャネル推定を更新する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関手段と、
各ブランチの自己相関を合成する手段と、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に信号を発見し同期を獲得する同期手段と、
獲得された同期に基づいて各受信信号を処理する受信処理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関手段と、
各ブランチの自己相関を合成する手段と、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に周波数誤差を推定する周波数誤差推定手段と、
推定された周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段と、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
前記同期手段は、１つのブランチにおいて各ブランチにおける自己相関信号を加えた合成自己相関信号を基に同期を獲得し、他の各ブランチへ同期を供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記周波数誤差補正手段は、１つのブランチにおいて各ブランチにおける自己相関信号を加えた合成自己相関信号を基に周波数誤差を求め、他の各ブランチへ周波数誤差を供給する、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関手段と、
各ブランチの自己相関を外部出力する手段と、
外部出力先において、各ブランチの自己相関を合成した信号を基に獲得された同期又は周波数誤差を入力する手段と、
該入力された同期に基づいて各受信信号の同期をとり、又は周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する手段と、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１２】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置のための同期装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号から得られた自己相関を入力する手段と、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に、信号を発見して同期を獲得し、又は周波数誤差を推定する手段と、
得られた同期又は周波数誤差を出力する手段と、
を具備することを特徴とする同期装置。
【請求項１３】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
請求項１２に記載の同期回路を備える、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
複数のアンテナからの受信信号をダイバーシティ受信する無線通信方法であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にチャネル推定するチャネル推定ステップと、
チャネル推定結果に基づいて各ブランチの合成比を決定し、各受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する合成ステップと、
ダイバーシティ合成された信号を復調する復調ステップとを備え、
前記チャネル推定ステップではチャネル推定を更新し、前記合成ステップではチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１５】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信方法であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に信号を発見し同期を獲得する同期ステップと、
獲得された同期に基づいて各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１６】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信方法であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に周波数誤差を推定する周波数誤差推定ステップと、
推定された周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップと、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とする無線通信方法。
【請求項１７】
複数のアンテナからの受信信号をダイバーシティ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にチャネル推定するチャネル推定ステップと、
チャネル推定結果に基づいて各ブランチの合成比を決定し、各受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する合成ステップと、
ダイバーシティ合成された信号を復調する復調ステップとを備え、
前記チャネル推定ステップではチャネル推定を更新し、前記合成ステップではチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１８】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に信号を発見し同期を獲得する同期ステップと、
獲得された同期に基づいて各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１９】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に周波数誤差を推定する周波数誤差推定ステップと、
推定された周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップと、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のように他の通信局との間で無線信号の送受信を行なう無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、それぞれの伝搬路のチャネル推定を基に各ブランチの重みを決めてダイバーシティ受信を行なう無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、伝搬路の時間的な変化に拘わらず、最適なダイバーシティ受信を行なう無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＡＮを始めとするコンピュータ・ネットワーキングにより、情報資源の共有や機器資源の共有を効率的に実現することができる。ここで、旧来の有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。
【０００４】
近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入が検討されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。
【０００５】
無線ネットワークに関する標準的な規格の１つにＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）や、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２（例えば、非特許文献２又は非特許文献３を参照のこと）やＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信などを挙げることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ（例えば、非特許文献４を参照のこと），ｂ，ｇといった拡張規格が存在する。
【０００６】
ここで、室内で無線ネットワークを構築した場合、受信装置では直接波と複数の反射波・遅延波の重ね合わせを受信するというマルチパス環境が形成される。マルチパスにより遅延ひずみ（又は、周波数選択性フェージング）が生じ、通信に誤りが引き起こされる。そして、遅延ひずみに起因するシンボル間干渉が生じるという問題がある。
【０００７】
主な遅延ひずみ対策として、マルチキャリヤ（多重搬送波）伝送方式を挙げることができる。例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、マルチキャリヤ伝送方式の１つであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）変調方式が無線ＬＡＮの標準規格として採用されている。ＯＦＤＭ変調方式では、各キャリヤがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリヤの周波数が設定されている。情報伝送時には、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル／パラレル変換して出力される複数のデータを各キャリヤに割り当ててキャリヤ毎に振幅及び位相の変調を行ない、その複数キャリヤについて逆ＦＦＴを行なうことで周波数軸での各キャリヤの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。また、受信時はこの逆の操作、すなわちＦＦＴを行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各キャリヤについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行ない、パラレル／シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生する。
【０００８】
ＯＦＤＭ変調方式による伝送は、同じ伝送容量のシングルキャリヤ伝送方式に比べ、１シンボル周期が長くなるので、到来波の遅延時間差が大きなマルチパス・フェージングや選択性フェージングに対する耐フェージング特性が強いという特徴がある。しかしながら、複数の到来波で構成されるマルチパスにおいて主波に対する妨害波の遅延時間がガード・インターバル以上になった場合や主波と妨害波の電力比（Ｄ／Ｕ）が大きい場合は復調信号の誤り率が劣化し、また、到来波の遅延時間差が小さなフラット・フェージングに対しても復調信号の誤り率が劣化するといった問題がある。
【０００９】
マルチパスによる劣化を解決するには、妨害波の除去を行なうアダプティブ・アレー信号処理が有効である。他方、フラット・フェージングによる劣化を解決するには、信号間の相関が小さくなるように配置した複数アンテナで受信した信号を用いるダイバーシティ受信が有効である。主な方法としては、複数受信信号のうち最も信号電力の強い受信信号を選択する選択ダイバーシティ、複数受信信号をそれぞれ復調して最大比合成を行なう最大比合成ダイバーシティなどが挙げられる。
【００１０】
ここで、ベースバンドＩＱ信号での受信ダイバーシティをする場合には、ぞれぞれの伝搬路のチャネル行列Ｈの推定を基に各ブランチの重みを決める。無線ＬＡＮなどでは一般に、バースト先頭の同期信号よりチャネル推定を行なう。ところが、伝搬路の状況は時間に従って変化していく。チャネル行列は、例えば室内での温度など雰囲気の変化、人や機器の移動により反射路の変化などを原因として、時々刻々と変化する。とりわけ、大量のデータを一度に送るバースト転送を行なう際には、時間の経過により、チャネル変動が生じ、問題が顕在化する。すなわち、バーストの途中からはチャネル推定が実際の伝搬路と食い違い、最適な受信信号を合成できなる、という問題がある。
【００１１】
伝搬路の変化にチャネル推定を合わせていくために、パイロットＯＦＤＭシンボルに続くデータＯＦＤＭシンボルにおいても復調結果を再び変調した信号と受信信号を比較してチャネル推定を求めることがある。このとき、復調結果に誤りがあると、再び変調すると別の変調信号が生成されるために、これと受信信号を比較すると誤ったチャネル推定をしてしまう危険がある。このため、伝搬路の変化にチャネル推定を充分に追従させていくことができず、ビット誤りの原因となることがある。
【００１２】
また、期待値最大化アルゴリズムを用いて時間・周波数共分散行列の固有ベクトルの係数を反復演算して、ダイバーシティにおける各ブランチのチャネル推定の手法がある（例えば、特許文献１を参照のこと）。この場合、データ・シンボル予想器では各シンボルの確率を計算・比較することによりデータ・シンボルの予測している。ところが、これらの演算量は少なくなく、リアルタイム処理や、回路規模、消費電力の観点から、この方法の実用化は難しいと考えられる。さらに、この方法には、ブランチ数が増大すると、計算規模も飛躍的に増大してしまうという問題もある。また、これらの演算を一箇所にまとめて行なう構成となっているため、ダイバーシティのブランチの数を増減する場合にはこの演算部を逐次変更する必要がある。言い換えれば、後からのブランチ追加・削除には対応できないのである。
【００１３】
他方、ダイバーシティ受信機ではそれぞれのブランチの同期が異なる、あるいは、一部のブランチでしか同期を発見できない場合があるという問題がある。また、同期に関してはダイバーシティ効果を得られておらず、低ＳＮ比において同期発見確率が向上した訳ではなく、同期がボトルネックとなりダイバーシティの誤り率改善の効果が得られないでいる。周波数誤差もそれぞれのブランチで推定しているのではダイバーシティ効果はなく、低ＳＮ比においては周波数誤差推定の信頼性も高くないままである。
【００１４】
独立なチャネルを経た各ブランチからの受信信号は、単純に合成してもダイバーシティ・ゲインが得られないどころか、独立な信号を平均化することで信号もノイズと同様にキャンセルされてしまう。
【００１５】
この問題を解決するために、２系統以上の信号を入力することができる同期回路を設計することが考えられる。しかし、この場合にはブランチの数が増減する度に新たに設計し直す必要がある。
【００１６】
なお、ブランチ毎の同期が異なるという問題は、ダイバーシティ受信機だけでなく、ＭＩＭＯ受信機においても当てはまる。ここで、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）通信とは、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路を実現することにより、限られた周波数チャネル上で高品質で多数のユーザを収容し、伝送容量の拡大と通信速度向上を達成する技術である（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【００１７】
【特許文献１】特表２００３−５０９９６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３３８７７９号公報
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９（Ｅ） ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１， １９９９  Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【非特許文献２】ＥＴＳＩ Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−１ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ１： Ｂａｓｉｃ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ
【非特許文献３】ＥＴＳＩ ＴＳ １０１ ７６１−２ Ｖ１．３．１ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＢＲＡＮ）； ＨＩＰＥＲＬＡＮ Ｔｙｐｅ ２； Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＤＬＣ） Ｌａｙｅｒ； Ｐａｒｔ２： Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＬＣ） ｓｕｂｌａｙｅｒ
【非特許文献４】Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ−Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ−Ｐａｒｔ  １１：  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：  Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ５ＧＨＺ  Ｂａｎｄ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成して好適にダイバーシティ受信することができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、それぞれの伝搬路のチャネル推定を基に各ブランチの重みを決めて好適にダイバーシティ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、伝搬路の時間的な変化に拘わらず、最適なダイバーシティ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、ブランチの追加や削除に容易に対応することができ、ブランチ数が増えても計算負荷が飛躍的に増大することなく、チャネル推定の更新により合成比を追従して変化させ、最適なダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、ブランチの追加や削除に容易に対応することができ、ブランチ数が増えても計算負荷が飛躍的に増大することなく、各ブランチの同期獲得と周波数誤差の推定を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数のアンテナからの受信信号をダイバーシティ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にチャネル推定するチャネル推定手段と、
チャネル推定結果に基づいて各ブランチの合成比を決定し、各受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する合成手段と、
ダイバーシティ合成された信号を復調する復調手段とを備え、
前記チャネル推定手段はチャネル推定を更新し、前記合成手段はチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とする無線通信装置である。
【００２４】
本発明は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成して好適にダイバーシティ受信する無線通信装置に関するものであり、それぞれの伝搬路のチャネル推定を基に各ブランチの重みを決めて好適にダイバーシティ受信を行なうことができる。
【００２５】
ところが、各ブランチのチャネル推定を基に各ブランチの重みすなわち合成比を決定する場合、伝搬路の状況は時間の経過とともに変化していくことから、チャネル推定と実際の伝搬路が相違するために最適なダイバーシティ受信を行なうことができないという問題がある。とりわけ、大量のデータを一度に送るバースト転送を行なう際には、時間の経過により、チャネル変動が生じ、問題が顕在化する。
【００２６】
これに対し、本発明によれば、各ブランチのチャネル推定を基にアンテナ合成してダイバーシティ受信する際、チャネル推定の更新とともにアンテナ合成比も変化させるようになっている。したがって、ダイバーシティにより復調誤り率が改善しており、データ・シンボルでの受信信号と再変調信号との比較によるチャネル推定の更新がより正確になり、アンテナ合成比もより適切になる。
【００２７】
すなわち、本発明によれば、ダイバーシティのアンテナ合成比を伝搬チャネルの変化に追従させることで、長いパケットにおいても最適なアンテナ合成比によるダイバーシティ・ゲインを保ち、誤り率を低く保つことができる。例えば端末が移動するときには伝搬チャネルの状況が著しく変化するが、その際にもダイバーシティをよりよく保つことが可能である。
【００２８】
また、本発明によれば、ダイバーシティのために誤り率が下がるので、データ・シンボルにおけるチャネル推定がより正確になり、チャネル推定を更新する際の時定数をより短くすることができる。しだかって、実際の伝搬路の変化に対するチャネル推定の追従性を良くすると同時に、ダイバーシティの合成比の追従性も上げることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、各ブランチのチャネル推定の更新をブランチ毎に行なうため、ブランチの追加／削減を他の部分の変更をせずに容易にできる構成となっており、ブランチを増やしても計算規模はブランチ数倍でおさまる。
【００３０】
ここで、前記復調手段は、ダイバーシティ合成された信号の復調信号を再変調するようにしてもよい。このような場合、前記チャネル推定手段は、再変調信号と各アンテナからの受信信号の比較に基づいてチャネル推定を更新することができる。
【００３１】
また、ベースバンドＩＱ信号を合成してダイバーシティ受信する場合には、前記チャネル推定部はベースバンドＩＱ信号のデータ・シンボルを用いたチャネル推定値の更新を行ない、前記合成手段はチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させるようにしてもよい。
【００３２】
また、ベースバンドＯＦＤＭ信号をサブキャリヤ毎にアンテナ合成してダイバーシティ受信する場合には、前記チャネル推定部はベースバンド信号のデータＯＦＤＭシンボルを用いたチャネル推定値の更新を行ない、前記合成手段はチャネル推定の更新に追従してサブキャリヤ毎の各ブランチの合成比を変化させるようにしてもよい。この場合、前記チャネル推定手段は、再変調信号と各アンテナからのＯＦＤＭ受信信号をサブキャリヤ毎に比較してチャネル推定を更新するようにする。
【００３３】
また、本発明の第２の側面は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関手段と、
各ブランチの自己相関を合成する手段と、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に信号を発見し同期を獲得する同期手段と、
獲得された同期に基づいて各受信信号を処理する受信処理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
【００３４】
また、本発明の第３の側面は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信する無線通信装置であって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関手段と、
各ブランチの自己相関を合成する手段と、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に周波数誤差を推定する周波数誤差推定手段と、
推定された周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段と、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信装置である。
【００３５】
複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成するダイバーシティ受信方式やＭＩＭＯ受信方式においては、それぞれのブランチの同期が異なる、あるいは、一部のブランチでしか同期を発見できない場合がある、という問題がある。このため、同期がボトルネックとなりダイバーシティの誤り率改善の効果が得られない。また、周波数誤差推定の信頼性も高くない。
【００３６】
これに対し、本発明の第２及び第３の各側面によれば、自己相関信号を合成することにより同期でもダイバーシティ効果が得ることができる。特に、低ＳＮＲにおいてプリアンブル発見確率と周波数誤差推定精度が改善し、エラーレートを低減させることができる。
【００３７】
また、別々に同期すると、同期タイミングがずれたり一部のブランチでしか同期がとれなかったりするという問題があるが、本発明によれば、このような問題も解決する。この結果、受信信号をダイバーシティ合成する際に同期が異なる場合の処理を考える必要がなくなり、受信回路を簡単に構成することができる。
【００３８】
本発明によれば、同期回路のひな型を用意し、ブランチの追加に従って同期回路を追加していくという設計方式を適用することができるので、所望のブランチ数だけ同期回路を追加することにより簡単にダイバーシティ同期回路を構成することができる。
【００３９】
ここで、前記同期手段は、１つのブランチにおいて各ブランチにおける自己相関信号を加えた合成自己相関信号を基に同期を獲得し、他の各ブランチへ同期を供給するようにしてもよい。同様に、前記周波数誤差補正手段は、１つのブランチにおいて各ブランチにおける自己相関信号を加えた合成自己相関信号を基に周波数誤差を求め、他の各ブランチへ周波数誤差を供給するようにしてもよい。
【００４０】
したがって、本発明によれば、独立なチャネルを経た独立な受信信号を、自己相関若しくは信号強度としてから合成することにより、キャンセルすることなくダイバーシティ・ゲインを得ることができる。なお、信号の合成法として例えば平均化を用いることができる。
【００４１】
このような場合、ある１つのブランチにおける同期回路で求められた同期や周波数誤差の結果を、他のブランチの同期回路でも共有することができる。すなわち、第１の同期回路の自己相関信号にそれ以外の同期回路からの自己相関信号を加えた合成自己相関信号を第１の同期回路において、移動平均、プリアンブル発見、周波数誤差測定などの処理を行ない、同期、周波数誤差などを求め、その結果を他の同期回路に送り出すようにする。
【００４２】
あるいは、受信信号の自己相関を外部に出力し、外部で求めたタイミング・周波数誤差を入力し、これによって受信信号を切り出したり、周波数補正したりするようにしてもよい。この場合、無線通信装置内において使用しないタイミング推定・周波数誤差推定部を休止し、又は削除することができる。
【００４３】
また、本発明の第４の側面は、複数のアンテナからの受信信号をダイバーシティ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にチャネル推定するチャネル推定ステップと、
チャネル推定結果に基づいて各ブランチの合成比を決定し、各受信信号を重み付けしてダイバーシティ合成する合成ステップと、
ダイバーシティ合成された信号を復調する復調ステップとを備え、
前記チャネル推定ステップではチャネル推定を更新し、前記合成ステップではチャネル推定の更新に追従して各ブランチの合成比を変化させる、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４４】
また、本発明の第５の側面は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に信号を発見し同期を獲得する同期ステップと、
獲得された同期に基づいて各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４５】
また、本発明の第６の側面は、複数のアンテナからの受信信号を選択又は合成してダイバーシティ受信やＭＩＭＯ受信するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
各アンテナからの受信信号を処理するブランチ毎にプリアンブル信号の自己相関をとる自己相関ステップと、
各ブランチの自己相関を合成するステップと、
各ブランチの自己相関を合成した信号を基に周波数誤差を推定する周波数誤差推定ステップと、
推定された周波数誤差に基づいて各受信信号の周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップと、
周波数誤差が補正された各受信信号を処理する受信処理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４６】
本発明の第４乃至第６の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第４乃至第６の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１乃至第３の各側面に係る無線通信装置としてそれぞれ動作することができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、それぞれの伝搬路のチャネル推定を基に各ブランチの重みを決めて好適にダイバーシティ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、伝搬路の時間的な変化に拘わらず、最適なダイバーシティ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、ブランチの追加や削除に容易に対応することができ、ブランチ数が増えても計算負荷が飛躍的に増大することなく、チャネル推定の更新により合成比を追従して変化させ、最適なダイバーシティ受信を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５０】
本発明によれば、各ブランチのチャネル推定を基にアンテナ合成してダイバーシティ受信する際、チャネル推定を更新するとともにアンテナ合成比も変化させるようになっている。ダイバーシティにより復調誤り率が改善しており、データ・シンボルでの受信信号と再変調信号との比較によるチャネル推定の更新がより正確になり、アンテナ合成比もより適切になる。ブランチ毎にチャネル推定の更新を行なうので、ブランチの追加・削除が容易な構成であり、ブランチを増やしても計算規模はブランチ数倍でおさまる。
【００５１】
また、本発明によれば、ブランチの追加や削除に容易に対応することができ、ブランチ数が増えても計算負荷が飛躍的に増大することなく、各ブランチの同期獲得と周波数誤差の推定を行なうことができる、優れた無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５２】
本発明によれば、各ブランチで求めたトレーニング・シーケンスの自己相関信号を合成して判定することで、同期発見確率と周波数誤差推定精度を向上させることができる。同期回路に自己相関信号、同期タイミング信号と周波数誤差信号の入出力を付け加え、他ブランチの自己相関信号を入力して自ブランチの自己相関信号と合成して同期と周波数誤差推定を行ない、タイミング信号と周波数誤差信号をそのブランチに返す方式とした。これにより、ブランチを追加しても同期回路を付け加えていくだけで、統合した同期を取ることが可能となり、且つ同期性能においてもダイバーシティ効果を得ることができる。
【００５３】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５５】
図１には、無線ＬＡＮなどのＯＦＤＭ受信機におけるＩＱベースバンド信号のダイバーシティ合成部の構成例を示している。
【００５６】
ＯＦＤＭ受信機自体は２つのブランチを持ち、ブランチ毎にアンテナの受信信号がＲＦ回路及びＡＤ変換機など（いずれも図示しない）を経て、それぞれベースバンドＩＱ信号１０、２０としてバッファ３０及び４０と、同期回路のタイミング発見器０７に入力される。
【００５７】
同期回路は、タイミング発見器（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）０７と、周波数誤差測定器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）０８と、各ブランチの発振器（Ｏｓｃｉｌａｏｔｏｒ）３１及び４１で構成される。本発明によれば、各部ランチに共通の同期を獲得することができるが、その詳細については後述に譲る。
【００５８】
タイミング発見器０７は、同期信号を発見すると、チャネル推定信号を周波数誤差測定器０８に送るとともに、そのタイミングを各ブランチのバッファ３０及び４０にも送る。周波数誤差測定器０８が測定した周波数誤差は、各ブランチの発振器（Ｏｓｃｉｌａｔｏｒ）３１及び４１に送られ、受信信号バッファ３０及び４０から読み出された受信信号の周波数補正に使われる。
【００５９】
受信信号バッファ３０及び４０は、タイミング発見器０７から供給されたタイミング信号を参考にして、チャネル推定信号１２及び２２と、データ・シンボル１１及び２１をそれぞれ切り出す。チャネル推定信号は既知の信号すなわちプリアンブル信号で構成され、これよりチャネルを推定することができる。各発振器３１及び４１は、チャネル推定信号１２及び２２と、データ・シンボル１１及び２１の周波数補正をして、各フーリエ変換器３２及び４２に送る。
【００６０】
各フーリエ変換器３２及び４２は、有効シンボル長分の信号をフーリエ変換し、各サブキャリヤの信号を取り出すことにより、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。フーリエ変換されたチャネル推定信号１３及び２３と、データ・シンボル１４及び２４は、それぞれ等化器（Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）３３及び４３に送られる。
【００６１】
等化器３３及び４３は、データ・シンボル並びにチャネル推定にダイバーシティ合成のための重みを付ける。また、等化器３３及び４３では、パイロット・サブキャリヤを参照して残留周波数誤差を推定して補正したり、データ・シンボル１３及び２３において復調器（Ｄｅｍａｐｐｅｒ）００から得られる再変調信号０６との比較から伝搬チャネルを推定したりすることができる。そして、最初に求められたチャネル推定信号によるチャネル推定を修整する働きを等化器３３及び４３に追加することも可能であるが、この点については後に詳解する。
【００６２】
等化器３３及び４３により重み付けされたデータ・シンボル１５及び２５は、データ・シンボル合成部０１に送られ、また、等化器３３及び４３により重み付けされたチャネル推定１６及び２６はチャネル推定合成部０２に送られる。そして、それぞれの合成部０１及び０２における合成信号０３及び０４は、復調器００に送られる。
【００６３】
復調器００では、合成チャネル推定０４を参照して、合成データ・シンボル０３を復調し、軟判定値の復調信号０５を出力する。復調信号０５はデスクランブラ、デインタリーバやデパンクチャなどを経てチャネル復号される。
【００６４】
図２には、図１中において復調器００、ブランチ毎の合成部０１及び０２、並びに等化器３３及び４３の各機能モジュール周辺を拡大して図解している。
【００６５】
ここで、本実施形態に係る無線通信システムにおいて使用されるパケットのフレーム・フォーマットを図４に示しておく。図示のように、パケットは、ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０１と、ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０２と、ＳＩＧＮＡＬ３０３と、ＤＡＴＡ３０４を備えている。
【００６６】
ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０１は、プリアンブル発見、ＡＧＣ設定、粗い周波数誤差測定などに使用される。また、ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０２は、チャネル推定、周波数誤差推定などに使用される。また、ＳＩＧＮＡＬ３０３は、パケット長やデータレートなどを記述するフィールドである。また、ＤＡＴＡ３０４は、データ部分（ペイロード）に相当する。
【００６７】
各ブランチにおいてチャネル推定信号から求めたチャネル初期推定１１１及び１２１は、複素共役部１３１及び１４１でそれぞれサブキャリヤ毎に共役複素数に変換され、ダイバーシティ合成の重み係数１１３及び１２３となる。
【００６８】
一方のブランチでは、乗算器１５０が受信信号１と重み係数１１３を乗算してサブキャリヤ毎に重み付けしたデータ・シンボル１１５を得るとともに、乗算器１５１がチャネル推定１１２と重み係数１１３を乗算してサブキャリヤ毎に重み付けしたチャネル推定１１６を得る。同様に、他方のブランチでは、乗算器１６０及び１６１はそれぞれ受信信号２及びチャネル推定１２２を重み係数１２３と乗算して、サブキャリヤ毎に重み付けしたデータ・シンボル１２５及びチャネル推定１２６を得る。
【００６９】
サブキャリヤ毎に重み付けられたデータ・シンボル１１５及び１２５は、受信信号合成部１０１でサブキャリヤ毎に合成され、合成データ・シンボル１０３として復調器１００に入力される。同様に、サブキャリヤ毎に重み付けされたチャネル推定１１６及び１２６は、チャネル推定合成部１０２でサブキャリヤ毎に合成され、合成チャネル推定１０４として復調器１００に入力される。なお、図２では２ブランチの場合の構成例を示しているが、ｎブランチに一般化することが可能である。
【００７０】
復調器１００は、合成データ・シンボル１０３と合成チャネル推定１０４から各サブキャリヤを復調して復調信号１０５を上位レイヤに出力する。
【００７１】
また、本実施形態では、復調器１００は、復調信号の再変調処理を行ない、再変調信号１０６を出力する。再変調信号１０６を各ブランチの受信データ・シンボル１１０及び１２０と比較することにより、各ブランチの新たなチャネル推定すなわちチャネル推定の更新を行なうことができる。
【００７２】
再変調信号１０６は、除算器１３２及び１４２においてそれぞれ各ブランチのデータ・シンボル１１０及び１２０とサブキャリヤ毎に除算され、ブランチ毎のチャネル推定１１４及び１２４が算出される。このチャネル推定１１４及び１２４と現チャネル推定１１２及び１２２とをサブキャリヤ毎にそれぞれ加重平均し、各ブランチについての新しいチャネル推定１１６及び１２６を作る。
【００７３】
他方、残留周波数誤差測定部１５２及び１６２では、受信信号１及び２にチャネル推定の複素共役１１３及び１２３を乗じて位相補正した信号１１５及び１２５のパイロット・サブキャリヤの位相より、各ブランチについての残留周波数誤差を測定する。このように、チャネル推定時から現データ・シンボル受信時の間に回転したパイロット・サブキャリヤの位相から、残留周波数誤差を測定できる。
【００７４】
また、残留タイミング誤差測定部１５３及び１６３では、それぞれのブランチにおける残留タイミング誤差を、現チャネル推定により位相を修整済みのデータ・シンボルのサブキャリヤの位相の捩れから求める。図示の例では、受信信号１及び２にチャネル推定の複素共役１１３及び１２３を乗じて位相補正した信号１１５及び１２５と復調器１００による再変調信号１０６の複素共役を乗算して、データ・サブキャリヤの位相から変調成分をキャンセルした上で、データ・サブキャリヤの位相の捩れから残留タイミング誤差による位相回転を測定している。
【００７５】
このようにして求められた各ブランチにおける残留周波数誤差並びに残留タイミング誤差は、それぞれ位相回転量算出部１３８及び１４８において、サブキャリヤ毎の位相補正値１１８及び１２８としてまとめられる。
【００７６】
一方、更新されたチャネル推定１１６及び１２６は、それぞれ遅延器（Ｄｅｌａｙ：Ｄ）１３７及び１４７で１シンボル分だけ遅延させた後、各位相補正器１３９及び１４９においてサブキャリヤ毎に位相補正されて、次のデータ・シンボルにおいてのチャネル推定値１１９及び１２９となる。
【００７７】
スイッチ１３０及び１４０は、最初のチャネル推定信号でのみチャネル推定信号から求めたチャネル初期推定１１１及び１２１を選択し、続くデータ・シンボルでは再変調信号と各アンテナからの受信信号の比較に基づいて更新されるチャネル推定１１９及び１２９を選択する。
【００７８】
このように、チャネル推定は毎シンボル受信する度に更新されていくが、これに応じてダイバーシティの合成ベクトルすなわちブランチ毎の重み係数１１３及び１２３も更新されることになる。
【００７９】
すなわち、本実施形態によれば、各ブランチのチャネル推定を基にアンテナ合成してダイバーシティ受信する際、チャネル推定の更新とともにアンテナ合成比も変化する。ダイバーシティにより復調誤り率が改善しているので、データ・シンボルでの受信信号と再変調信号との比較によるチャネル推定の更新がより正確になり、アンテナ合成比もより適切になる。
【００８０】
図１及び図２に示したダイバーシティ合成部の構成によれば、ブランチ毎にチャネル推定の更新を行なうようになっているので、ブランチの追加・削除が容易である。また、ブランチを増やしても計算規模はブランチ数倍でおさまる。
【００８１】
また、図３には、図１中において、タイミング発見器０７、周波数誤差測定器０８、受信バッファ３０及び４０、発振器３１及び４１の各機能モジュール周辺を詳細に説明するために拡大して図解している。
【００８２】
図示のダイバーシティ合成部は、ブランチ毎の同期回路１１００及び１２００を備えている。ある１つのブランチにおける同期回路で求められた同期や周波数誤差の結果を、他のブランチの同期回路でも共有することができる。図示の例では、タイミング発見器０７と周波数誤差測定器０８は、第１の同期回路１１００のものを使い、第２の同期回路１２００のものは使わない。
【００８３】
タイミング発見器０７は、自己相関部１１０２、受信信号強度算出部１１０３、同期発見部１１０４、相互相関部１１０５、信号合成部１１２０、１１２１、１１２２で構成されている。また、周波数誤差測定器０８は、自己相関部１１０２、位相回転量推定部１１０６、復調部１１２３で構成されている。第２の同期回路１２００では、同期検出部１２０５を除き使用しないので、これらは休止させるかあるいは実装しないでおく。
【００８４】
受信信号１１０１及び１２０１は、それぞれ自己相関部１１０２及び１２０２で遅延信号との自己相関１１１１及び１２１１が求められる。自己相関部１１０２及び１２０２の遅延は、ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０１に対応している。
【００８５】
また、受信信号強度算出部１１０３及び１２０３では、各受信信号１１０１及び１２０１の信号強度１１１２及び１２１２が求められる。ここで、第２の同期回路１２００側で求められた自己相関１２１１と信号強度１２１２は第１の同期回路１１００に出力され、信号合成器１１２０及び１１２１で第1の同期回路で求められた自己相関１１１１並びに信号強度１１１２とそれぞれ合成される。独立なチャネルを経た独立な受信信号を、自己相関や信号強度としてから合成することにより、キャンセルすることなくダイバーシティ・ゲインを得ることができる。ここでは合成法として、平均化を行なっている。
【００８６】
第１の同期回路１１００と第２の同期回路１２００は、本来、同一の回路構成でよい。但し、本実施形態では、第２の同期回路１２００は、同期や周波数誤差を第１の同期回路１１００と共有するために、自己相関信号１２１１並びに信号強度信号１２１２を途中で第１の同期回路１１００側に出力し、信号合成器１２２０及び１２２１は使用しない。このため、これら信号合成器１２２０及び１２２１は休止させるか実装段階で削除しておくことができる。
【００８７】
第１の同期回路１１００では、自己相関部１１０２において自己相関が閾値を超えると、これをプリアンブル発見とし、最高値のタイミングを同期の第１のタイミング１１３３としている。閾値との比較を信頼できるものにするため、信号強度１１３２を参照して自己相関を正規化し、ＡＧＣゲインの変動をキャンセルする。同期発見部１１０４は、これらの移動平均、正規化、閾値との比較、最大値保持などの同期発見ための処理を行なう。また、第２の同期回路１２００にも同様の構成からなる同期発見部１２０４が装備されるが、使用しないので休止するかあらかじめ実装されない。
【００８８】
相互相関部１１０５及び１２０５では、同期発見部１１０４で求められた同期の第１のタイミング１１３３を参照して、より精密なタイミングを求めることもできる。相互相関部１１０５及び１２０５は、ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０２のパターンを持ち、入力される受信信号１１０１及び１２０１との相互相関１１１３及び１２１３をそれぞれ求める。
【００８９】
第２の同期回路１２００で求めた相互相関１２１３は第１の同期回路１１００に出力され、相互相関１１１３と合成されて、より精密な第２のタイミング１１３４が求められる。得られた精密なタイミング１１３４は、第１の同期回路１１００の中でバッファ１１０８の読み出しアドレスとして使われると同時に第２の同期回路１２００に出力され、第２の同期回路１２００でもバッファ１２０８の読み出しアドレスとして使われる。
【００９０】
第２のタイミング１１３４を求めないときは、第１のタイミング１１３３をバッファ１１０８の読み出しアドレスとすると同時に第２の同期回路１２００に出力し、第２の同期回路１２００でもバッファ１２０８の読み出しアドレスとする。
【００９１】
上述した同期の獲得処理と並行して、チャネル推定信号（ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ）３０２を利用して周波数誤差の測定を行なう。同期信号（ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ）３０１を発見した後、自己相関器１１０２及び１２０２の遅延は、ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇｓｙｍｂｏｌ３０２に対応するよう変更する。自己相関の合成信号１１３１は、周波数誤差推定器１１０６に送られて平均され、その位相より周波数誤差が推定１１３６される。
【００９２】
周波数誤差推定器１１０６には、受信信号とその遅延の複素共役の積ｒkｒk-D1/2が入力される。この席の位相が区間Ｄ1/2における位相回転量となる。ゆえに、周波数誤差は下式の通りとなる。
【００９３】
【数１】
2006014027.tif 000003
【００９４】
周波数誤差推定器１１０６では、位相を求める前にプリアンブル区間中の一定区間で入力の和を計算し、位相に関する平均をした上で位相を求める。
【００９５】
【数２】
2006014027.tif 000004
【００９６】
そして、周波数誤差推定器１１０６では、求まった位相を周波数ではなく、サンプル当たりの位相回転量に変換する。この回転量を周波数誤差推定１１３６として、周波数補正器１１０７に送られるとともに第２の同期回路１２００に出力される。そして、各ブランチの周波数補正器１１０７及び１２０７では、サンプル毎に逆方向に位相を戻すことによって、周波数補正が行なわれる。
【００９７】
なお、周波数誤差推定器１１０６では、ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０１でもＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０２でも周波数誤差を求めることができる。ＳｈｏｒｔＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌでは区間Ｄ１、ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌでは区間Ｄ２当りの位相回転量が求まるので、サンプル当りの位相回転量に変換するときに調節を行なう。
【００９８】
周波数補正された各ブランチの受信信号１１１５及び１２１５は、それぞれ同期回路１１００及び１２００からＯＦＤＭシンボル単位に出力され、フーリエ変換器１１０９及び１２０９でフーリエ変換され、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換される。
【００９９】
ＬｏｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＳｙｍｂｏｌ３０２を切り出してフーリエ変換した後、周波数領域の既知のパターンで符号反転したものがチャネル推定となるまた、ＳＩＧＮＡＬ３０３及びＤＡＴＡ３０４以降を切り出してフーリエ変換したものが、それぞれシグナル及びデータとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１０１】
本明細書では、複数のブランチを備えた受信機としてダイバーシティ受信機を例に挙げて本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＩＭＯ受信機やその他の複数のブランチを利用して無線信号の受信を行なう通信システムに対しても本発明を同様に適用することができる。
【０１０２】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、無線ＬＡＮなどのＯＦＤＭ受信機におけるＩＱベースバンド信号のダイバーシティ合成部の構成例を示した図である。
【図２】図２は、図１中において復調器００、ブランチ毎の合成部０１及び０２、並びに等化器３３及び４３で示した機能モジュール周辺を拡大して示した図である。
【図３】図３は、図１中において、タイミング発見器０７、周波数誤差測定器０８、受信バッファ３０及び４０、発振器３１及び４１の各機能モジュール周辺を拡大して示した図である。
【図４】図４は、パケットのフレーム・フォーマット構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１０４】
００…復調器
０１…データ・シンボル合成部
０２…チャネル推定合成部
０７…タイミング発見器
０８…周波数誤差測定器
３０，４０…バッファ
３１，４１…発振器
３２，４２…フーリエ変換器
３３，４３…等化器
１００…復調器
１０１…受信信号合成部
１０２…チャネル推定合成部
１３０，１４０…スイッチ
１３１，１４１…複素共役部
１３２，１４２…除算器
１３７，１４７…遅延器
１３８，１４８…位相回転量算出部
１５０，１５１，１６０，１６１…乗算器
１５２，１６２…残留周波数誤差測定部
１５３，１６３…残留タイミング誤差測定部
１１００，１２００…同期回路
１１０２，１２０２…自己相関部
１１０３，１２０３…受信信号強度算出部
１１０４…同期発見部
１１０５，１２０５…相互相関部
１１０６…位相回転量推定部
１１０７，１２０７…周波数補正器
１１０８，１２０８…バッファ
１１２０，１２２０，１１２１，１２２１，１１２２…信号合成部
１１２３…復調部
【図１】
2006014027.tif 000005
【図２】
2006014027.tif 000006
【図３】
2006014027.tif 000007
【図４】
2006014027.tif 000008