(57)【要約】【課題】  シングルキャリア信号からマルチキャリア信号への切りかえタイミングを検出する。【解決手段】  マッチトフィルタ４０は、受信したバースト信号と所定の信号パターンとの相関値を計算する。シンボルタイミング検出部４４は、マッチトフィルタ４０によって計算された相関値をもとに、バースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出する。マッチトフィルタ４０では、開始タイミングが検出されると、受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との相関値の計算を開始する。シンボルタイミング検出部４４は、開始タイミングの近傍において、マッチトフィルタ４０によって計算された相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出する【選択図】  図４
2006279254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、前記既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが少なくとも連続的に配置されたバースト信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するマッチトフィルタと、
前記マッチトフィルタによって計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出する検出部とを備え、
前記マッチトフィルタでは、前記検出部によって開始タイミングが検出されると、前記受信部において受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値の計算を開始し、
前記検出部は、開始タイミングの近傍において、前記マッチトフィルタによって計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出することを特徴とするタイミング検出装置。
【請求項２】
前記マッチトフィルタでは、第２の相関値を計算する際に、既知のマルチキャリア信号の系列に対する時間領域の値を使用することを特徴とする請求項１に記載のタイミング検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、第１の相関値に対するピークを複数の回数検出し、複数の回数検出した第１の相関値に対するピークをもとに、開始タイミングを検出する手段と、第２の相関値に対するピークをひとつ検出し、ひとつの第２の相関値に対するピークをもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出する手段とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のタイミング検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、第１の相関値に対するピークを検出する際に、第１の相関値の平均値と第１の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較し、第２の相関値に対するピークを検出する際に、第２の相関値の平均値と第２の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較することを特徴とする請求項３に記載のタイミング検出装置。
【請求項５】
所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、前記既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが少なくとも連続的に配置されたバースト信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するマッチトフィルタと、
前記マッチトフィルタによって計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出する検出部と、
前記検出部によって開始タイミングの検出されたバースト信号に対して、所定の処理を実行する処理部とを備え、
前記マッチトフィルタでは、前記検出部によって開始タイミングが検出されると、前記受信部において受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値の計算を開始し、
前記検出部は、開始タイミングの近傍において、前記マッチトフィルタによって計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわる切替タイミングを検出し、
前記処理部では、前記検出部において切替タイミングが検出されると、マルチキャリア信号に対する処理を実行することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、前記既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが少なくとも連続的に配置されたバースト信号を受信するステップと、
受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するステップと、
計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出するステップと、
開始タイミングが検出されると、受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値を計算するステップと、
開始タイミングの近傍において、計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出するステップと、
を備えることを特徴とするタイミング検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミング検出技術に関し、特に受信した信号に対するタイミングを検出するタイミング検出方法ならびにそれを利用したタイミング検出装置および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野において、従来からスペクトラム拡散通信方式（ＳＳ）の検討がなされている。スペクトラム拡散通信方式は、直接拡散方式（ＤＳ）と周波数ホッピング方式（ＦＨ）を含む。ＦＨ方式は、搬送波の周波数を符号系列にもとづいて次々とホッピングさせてスペクトル拡散通信を行う。そのため、ＦＨ方式でのスペクトル分布は、長時間観測すると広帯域を占有しているが、ひとつのビットあるいはシンボル単位で観測すると特定の周波数帯域のみを占有した信号であって、ＤＳ方式よりも狭帯域な信号となる。そのため、干渉回避型のＳＳであるといえるので、複数のユーザが同一の時間に同一周波数で通信する確率が小さくなるという利点を有する。一般的に、送信信号の周波数帯域は予め定められた周波数ホッピングパターンに従い決定されるが、周波数ホッピングパターンは複数設けられており、受信側は、どの周波数ホッピングパターンでどのタイミングで受信するかを予め知らされていないので、同期捕捉によって時間および周波数の両方の同期を確立する必要がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２８５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＭＢ−ＯＦＤＭ方式におけるバースト信号は、プリアンブル部、ヘッダ部、ペイロード部を含む。また、それぞれの部分は、通信モードに応じて規定数のシンボルによって構成される。同期捕捉処理にはプリアンブル部が使用される。プリアンブル部はタイミング同期用とチャネル推定用に分けられ、タイミング同期用プリアンブルのパターンは時間領域において規定されたシングルキャリア信号であり、チャネル推定用プリアンブルのパターンは周波数領域において規定されたマルチキャリア信号である。ヘッダ部、ペイロード部には通信用のデータが配置されており、いずれもマルチキャリア信号である。タイミング同期には２種類ある。ひとつは、シンボルの境界の検出であり、もうひとつは、シングルキャリア信号からマルチキャリア信号への切りかえのタイミングの検出である。時間同期用プリアンブルのひとつのシンボルを｛Ｓｐｉ｝（ｉ＝１，２，…,Ｎ）とすると、｛Ｓｐｉ｝がｌシンボル続いた後、｛−Ｓｐｉ｝がｍシンボル続くように、時間同期用プリアンブルは構成されている。ここで、ｎ＝ｌ＋ｍである。
【０００４】
通常、シンボル境界の検出のために、ｌシンボルの期間において、Ｎタップのマッチトフィルタが使用される。また、切りかえのタイミングの検出はｍシンボルの期間においてなされる。ｍシンボルの期間では、ｌシンボルの期間において動作させたマッチトフィルタを継続的に動作させ、相関値出力のピーク値が符号反転するシンボルを検出する。しかしながら、符号付きの相関値によって判定を実行する場合、周波数オフセットが不完全であれば、ＳＮＲの悪化に伴い検出精度が低下するので、切りかえタイミングの検出の精度が低下し、結果的にチャネル等化が正常に機能しなくなる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、シングルキャリア信号からマルチキャリア信号に切りかわるタイミングを検出するタイミング検出技術を提供をすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のタイミング検出装置は、所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが少なくとも連続的に配置されたバースト信号を受信する受信部と、受信部において受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するマッチトフィルタと、マッチトフィルタによって計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出する検出部とを備える。マッチトフィルタでは、検出部によって開始タイミングが検出されると、受信部において受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値の計算を開始し、検出部は、開始タイミングの近傍において、マッチトフィルタによって計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出する。
【０００７】
この態様によると、開始タイミングが出現すべきタイミングにおいて、切りかえタイミングも出現するので、開始タイミングの検出後に、既知のマルチキャリア信号を使用しながら切りかえタイミングを検出することによって、切りかえタイミングを高精度に検出できる。
【０００８】
マッチトフィルタでは、第２の相関値を計算する際に、既知のマルチキャリア信号の系列に対する時間領域の値を使用してもよい。この場合、第１の相関値を計算する際と同一の回路構成によって第２の相関値を計算できるので、回路規模の増加を抑制できる。
【０００９】
検出部は、第１の相関値に対するピークを複数の回数検出し、複数の回数検出した第１の相関値に対するピークをもとに、開始タイミングを検出する手段と、第２の相関値に対するピークをひとつ検出し、ひとつの第２の相関値に対するピークをもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出する手段とを含んでもよい。この場合、複数の回数検出した第１の相関値から開始タイミングを検出するので、開始タイミングの検出精度を向上できる。また、１回検出した第２の相関値から切りかえタイミングを検出するので、切りかえタイミングの検出処理による遅延を低減できる。
【００１０】
検出部は、第１の相関値に対するピークを検出する際に、第１の相関値の平均値と第１の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較し、第２の相関値に対するピークを検出する際に、第２の相関値の平均値と第２の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較してもよい。この場合、相対的な値をしきい値と比較するので、ノイズ等の影響を低減できる。
【００１１】
本発明の別の態様は、受信装置である。この装置は、所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが連続的に配置されたバースト信号を受信する受信部と、受信部において受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するマッチトフィルタと、マッチトフィルタによって計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出する検出部と、検出部によって開始タイミングの検出されたバースト信号に対して、所定の処理を実行する処理部とを備える。マッチトフィルタでは、検出部によって開始タイミングが検出されると、受信部において受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値の計算を開始し、検出部は、開始タイミングの近傍において、マッチトフィルタによって計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわる切替タイミングを検出し、処理部では、検出部において切替タイミングが検出されると、マルチキャリア信号に対する処理を実行する。
【００１２】
この態様によると、開始タイミングが出現すべきタイミングにおいて、切りかえタイミングも出現するので、開始タイミングの検出後に、既知のマルチキャリア信号を使用しながらきりかえタイミングを検出することによって、切りかえタイミングを高精度に検出できる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、タイミング検出方法である。この方法は、所定の信号パターンの繰り返しによって構成された既知のシングルキャリア信号の系列と、既知のシングルキャリア信号の系列と同一の帯域幅によって規定された既知のマルチキャリア信号の系列とが連続的に配置されたバースト信号を受信するステップと、受信したバースト信号と所定の信号パターンとの第１の相関値を計算するステップと、計算された第１の相関値をもとに、受信したバースト信号に配置された既知のシングルキャリア信号の系列のうち、所定の信号パターンが繰り返される際の開始タイミングを検出するステップと、開始タイミングが検出されると、受信したバースト信号と、既知のマルチキャリア信号の系列との第２の相関値を計算するステップと、開始タイミングの近傍において、計算された第２の相関値をもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出するステップと、を備える。
【００１４】
第２の相関値を計算するステップは、、既知のマルチキャリア信号の系列に対する時間領域の値を使用してもよい。開始タイミングを検出するステップは、第１の相関値に対するピークを複数の回数検出し、複数の回数検出した第１の相関値に対するピークをもとに、開始タイミングを検出し、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出するステップは、第２の相関値に対するピークをひとつ検出し、ひとつの第２の相関値に対するピークをもとに、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出してもよい。開始タイミングを検出するステップは、第１の相関値に対するピークを検出する際に、第１の相関値の平均値と第１の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較し、既知のシングルキャリア信号の系列から既知のマルチキャリア信号の系列に切りかわるタイミングを検出するステップは、第２の相関値に対するピークを検出する際に、第２の相関値の平均値と第２の相関値に対するピークとの比をしきい値と比較してもよい。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、シングルキャリア信号からマルチキャリア信号に切りかわるタイミングを検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、シンボル単位で周波数ホッピングがなされる通信システムに関する。本実施例に係る通信システムにおけるバースト信号は先頭部分にプリアンブルを付加している。また、プリアンブルには、２種類のプリアンブルが含まれる。ひとつは、シングルキャリア信号のプリアンブル信号（以下、「第１プリアンブル信号」という）であり、もうひとつは、マルチキャリア信号のプリアンブル信号（以下、「第２プリアンブル信号」という）である。このとき、第１プリアンブル信号と第２プリアンブル信号の帯域幅は、等しいものとする。本実施例に係る受信装置は、第１プリアンブル信号から第２プリアンブル信号へ切りかわるタイミングを検出するために、以下のように動作する。なお、周波数ホッピングパターンは、所定の方法によって認識できているものとする。
【００１８】
第１プリアンブルは、所定の信号パターンが複数の回数繰り返されることによって、構成されている。受信装置は、マッチトフィルタに所定の信号パターンを設定する。マッチトフィルタは、受信したバースト信号と、所定の信号パターンとの間において相関値を検出する。受信装置は、相関値のピークを検出することによって、所定の信号パターンの開始タイミング（以下、単に「開始タイミング」という）を検出する。受信装置は、開始タイミングを検出すると、マッチトフィルタに第２プリアンブル信号を設定する。受信装置は、受信したバースト信号と、第２プリアンブル信号との間において相関値を検出する。第１プリアンブル信号と第２プリアンブル信号は、連続的に配置され、第１プリアンブル信号には、複数の開始タイミングが含まれている。そのため、所定回数の開始タイミングの出現後、次の開始タイミングが、第１プリアンブル信号から第２プリアンブル信号への切りかえタイミング（以下、単に「切りかえタイミング」という）となる。その結果、受信装置は、開始タイミングの近傍において、相関値のピークを検出することによって、切りかえタイミングを検出する。
【００１９】
また、周波数ホッピングパターンを検出するために、受信装置は、以下の処理を実行する。なお、第１プリアンブルのパターンは複数種類設けられ、かつそれぞれのプリアンブルのパターンが周波数ホッピングパターンに対応している。すなわち、受信装置は、バースト信号のプリアンブルの区間でプリアンブルのパターンを特定すれば、当該特定したプリアンブルのパターンに対応した周波数ホッピングのパターンも取得できる。受信装置は、マッチトフィルタによってプリアンブルのパターンを特定するが、プリアンブルのパターン数に応じたマッチトフィルタを備えずに、ひとつのマッチトフィルタのみを備える。そこで、ひとつのマッチトフィルタに含まれた複数のタップであって、かつひとつのシンボルに含まれたサンプル数に相当した複数のタップの数をプリアンブルのパターン数で分割して、分割されたタップをそれぞれグループとして設定する。さらに、それぞれのグループのタップ数に応じて、プリアンブルのパターンの一部を抽出し、それをすべてのグループに対して行って、抽出したそれぞれのプリアンブルのパターンを組み合わせて新たなプリアンブルのパターン（以下、「特定用信号系列」という）を生成する。
【００２０】
受信装置は、受信した信号と特定用信号系列との間で相互相関処理を行うが、相互相関処理の加算はグループ単位で行って、グループ単位の部分的な相関値を複数出力する。複数出力された相関値の大きさを比較して、グループの数を予め設けたグループの数よりも少ない数に限定する。さらに、受信装置は限定したグループの数に応じて新たな特定用信号系列を生成し、同様の処理を繰り返し実行して、最終的にひとつのグループを選択する。受信装置は、選択したひとつのグループに対応したプリアンブルのパターンを特定し、それに伴って周波数ホッピングのパターンも特定する。グループの数を限定することによって、ひとつの特定用信号系列に含まれたそれぞれのプリアンブルの長さが長くなり、その結果の相関値の精度も高められていく。
【００２１】
図１は、実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、送信装置１０、受信装置１２を含む。また、送信装置１０は、ベースバンド変調部１４、アップコンバータ１６、符号発生部１８、周波数シンセサイザ２０、送信用アンテナ２２を含み、受信装置１２は、受信用アンテナ２４、ダウンコンバータ２６、同期捕捉部２８、符号発生部３０、周波数シンセサイザ３２、ベースバンド復調部３４、制御部３６を含む。また信号として、ベースバンド信号２００、同期パターン信号２０２、同期タイミング信号２０４を含む。
【００２２】
ベースバンド変調部１４は、ＰＳＫ、ＭＳＫ、ＯＦＤＭ等の変調方式にもとづいてデータ信号を変調する。また、ベースバンド変調部１４は、バースト信号の先頭部分に第１プリアンブル信号と第２プリアンブル信号を配置する。バースト信号のフォーマット、および第１プリアンブル信号と第２プリアンブル信号の構成は、後述する。符号発生部１８は、擬似ランダム符号信号を生成し、周波数シンセサイザ２０は、擬似ランダム符号信号にもとづいて、ランダムにホッピングする搬送波を生成する。アップコンバータ１６は、ランダムにホッピングする搬送波によって、変調した信号を周波数ホッピングさせる。送信用アンテナ２２は、周波数ホッピングした信号を送信する。受信用アンテナ２４は、送信用アンテナ２２から送信された信号を受信する。周波数シンセサイザ３２は、周波数シンセサイザ２０と同様にランダムにホッピングする搬送波を生成し、ダウンコンバータ２６は、ランダムにホッピングした搬送波によって、受信した信号を周波数変換する。周波数変換した信号は、ベースバンド信号２００として出力する。
【００２３】
ここで、周波数シンセサイザ２０で生成された搬送波の周波数ホッピングパターンと周波数シンセサイザ３２で生成された搬送波の周波数ホッピングパターンが一致すれば、ダウンコンバータ２６は、受信した信号を正確に周波数変換できるが、一致しなければ周波数変換できない。そのため、同期捕捉部２８は、受信した信号を正確に周波数変換できるように、周波数シンセサイザ３２で生成される搬送波の周波数ホッピングパターンを受信した信号の周波数ホッピングパターンに同期させる。ホッピングパターンの同期に関する指示信号は、同期パターン信号２０２として出力する。さらに、同期捕捉部２８は、受信した信号のシンボルタイミングの同期も実行し、シンボルタイミングの同期に関する指示信号を同期タイミング信号２０４として出力する。
【００２４】
さらに、同期捕捉部２８は、シンボルタイミングとして、第１プリアンブル信号における開始タイミングと、第１プリアンブル信号から第２プリアンブル信号への切りかえタイミングを検出する。また、検出したこれらのタイミングも、同期タイミング信号２０４として出力される。ベースバンド復調部３４は、同期捕捉部２８によって、開始タイミングの検出されたバースト信号に対して、復調処理を実行する。復調処理は、ベースバンド変調部１４での変調処理に対応するようになされる。また、同期捕捉部２８において切りかえタイミングが検出されると、マルチキャリア信号に対する復調処理が実行される。マルチキャリア信号に対する復調処理には、例えば、ＦＦＴが含まれる。
【００２５】
図２（ａ）−（ｅ）は、実施例に係るバーストフォーマットの構成を示す。図２（ａ）は、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式におけるバーストフォーマットを示している。横軸は時間である。フレームはプリアンブル部、ヘッダ部、データ部に大別され、それぞれ通信モードに応じて規定された数のシンボルデータから構成される。また、プリアンブル部では、「ＰＳ／ＦＳ」と「ＣＥ」が連続的に配置されている。「ＰＳ／ＦＳ」は、前述の第１プリアンブル信号に相当し、「ＣＥ」は、前述の第２プリアンブル信号に相当する。また、前述の切りかえタイミングは、第２プリアンブル信号の先頭のタイミングに相当する。第１プリアンブル信号は、シングルキャリア信号であり、第２プリアンブル信号は、マルチキャリア信号であるが、両方の帯域幅は、等しくなるように規定されている。また、ヘッダ部とデータ部もマルチキャリア信号によって構成されている。
【００２６】
図２（ｂ）は、第１プリアンブル信号の構成を示す。ここで、第１プリアンブル信号は、ｎシンボルから構成されており、ひとつのシンボルは１２８サンプルの信号から構成されている。すなわち、所定の信号パターンとして１２８サンプルの信号が繰り返されることによって、第１プリアンブル信号が構成されている。前述のごとく、ｎシンボルの第１プリアンブル信号のうち、ｌシンボルの部分と、ｍシンボルの部分では、値が反転する関係にある。前述の開始タイミングは、ひとつのシンボルに対する先頭のタイミングに相当する。また、周波数ホッピングはシンボル単位でなされるので、ひとつのシンボル内では同一の周波数が使用される。
【００２７】
図２（ｃ）は、第１プリアンブル信号のパターンを示す。同期捕捉処理にはプリアンブル部が用いられるが、当該第１プリアンブルのパターンは互いに直交関係を保ちつつ４種類設けられている。ここで、４種類の第１プリアンブルのパターンを第１パターンから第４パターンとする。さらに前述のごとく、４種類の第１プリアンブルのパターンのそれぞれに対応して４種類の周波数ホッピングパターンが規定されている。
【００２８】
図２（ｄ）は、第２プリアンブル信号の構成を示す。ここで、第２プリアンブル信号は、ｘシンボルから構成されている。また、図２（ｅ）は、第２プリアンブル信号のひとつのシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのシンボルは、１６５サンプルの信号によって構成されている。ここで、第２プリアンブル信号は、マルチキャリア信号であり、１６５サンプルの信号のうちの１２８サンプルの信号が、マルチキャリア信号をＩＦＦＴした信号に相当する。また、１６５サンプルの信号のうち、３２サンプルの信号がガードインターバルに相当し、５サンプルがガードタイムに相当する。なお、前述のごとく、第１プリアンブル信号と第２プリアンブル信号の帯域幅は等しいので、両方のひとつのサンプルの間隔も等しくなっている。
【００２９】
図３（ａ）−（ｅ）は、実施例に係るホッピング周波数とホッピングパターンを示す。ここでは、無線ＬＡＮよりも狭い範囲の無線ネットワークとして、ＰＤＡや周辺機器間の近距離無線ネットワークであるＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を対象にする。ＷＰＡＮでは、ＵＳＢやＷｉｒｅｌｅｓｓ  １３９４、あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)に比べて更なる高速化が求められており、これを実現する方式のひとつがＭＢ−ＯＦＤＭ方式である。図３（ａ）は、対象とするホッピング周波数を示す。ここでは、周波数「ｆ１」、「ｆ２」、「ｆ３」を使用する。図３（ｂ）は、第１のホッピングパターンを示し、これは図２（ｃ）の第１パターンに対応したホッピングパターンである。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ３」→「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ３」と周波数ホッピングする。ここで、それぞれのシンボルのタイミングを「Ｓ１」から「Ｓ３」で示す。
【００３０】
図３（ｃ）は、第２のホッピングパターンを示し、これは図２（ｃ）の第２パターンに対応したホッピングパターンである。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ２」→「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ２」と周波数ホッピングする。図３（ｄ）は、第３のホッピングパターンを示し、これは図２（ｃ）の第３パターンに対応したホッピングパターンである。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ２」→「ｆ３」→「ｆ３」と周波数ホッピングする。図３（ｅ）は、第４のホッピングパターンを示し、これは図２（ｃ）の第４パターンに対応したホッピングパターンである。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ３」→「ｆ２」→「ｆ２」と周波数ホッピングする。
【００３１】
図４は、同期捕捉部２８の構成を示す。同期捕捉部２８は、マッチトフィルタ４０、ホッピングパターン検出部４２、シンボルタイミング検出部４４、同期制御部４６を含む。また信号として、相関値２０６、マッチトフィルタ制御信号２０８、ホッピングパターン検出部制御信号２１０、判定結果２１２、シンボルタイミング検出部制御信号２１４、シンボルタイミング２１６を含む。
【００３２】
マッチトフィルタ４０は、複数のタップを有し、ベースバンド信号２００と特定用信号系列との間の相関値を算出する。マッチトフィルタ４０は、所定の参照信号の系列、すなわち所定のパターンを有した第１プリアンブル信号が含まれたベースバンド信号２００を入力する。その際、図３（ａ）に示したような複数のホッピング周波数のうち、所定のホッピング周波数、例えば、「ｆ２」のみに対応した信号のみを入力する。
【００３３】
また、マッチトフィルタ４０は、ベースバンド信号２００に含まれた第１プリアンブル信号のパターンの候補であるプリアンブルの第１パターンから第４パターンにもとづいて、特定用信号系列を導出する。ここで、マッチトフィルタ４０に含まれた複数のタップをプリアンブルのパターンの数「４」で分割して、「４」つのグループを設定し、かつ「４」つのグループにそれぞれ対応した第１パターンから第４パターンを組み合わせて、特定用信号系列を生成する。なお、特定用信号系列の長さは、マッチトフィルタ４０の複数のタップの数に合わされるため、特定用信号系列を生成する場合に、第１パターンから第４パターンはそれぞれ１／４の長さに相当した部分のみが使用される。さらに、マッチトフィルタ４０は、グループに対応した４種類の相関値をそれぞれ計算して、それぞれを相関値２０６として出力する。
【００３４】
ホッピングパターン検出部４２は、マッチトフィルタ４０から出力される相関値２０６をシンボル単位で平均化し、遅延プロファイルを生成および解析を行って周波数ホッピングパターン検出する。具体的には、ホッピングパターン検出部４２は、マッチトフィルタ４０で計算された相関値２０６にもとづいて、特定用信号系列に組み込まれたプリアンブルのパターンに対応したグループのうちから、一部のグループを選択する。例えば、「４」つのグループが含まれている場合には、その中から「２」つのグループを選択する。さらに、選択した結果は判定結果２１２として同期制御部４６に出力し、同期制御部４６では判定結果２１２にもとづいてマッチトフィルタ４０のタップ数、特定用信号系列の制御を行う。ここで、初期段階でのひとつのグループに設定されるタップの数Ｎは、１つのシンボルに含まれたサンプルの数をα、周波数ホッピングパターンの数をβとすると、Ｎ＝α／βで設定される。第２段階ではＮ＝２α／βとなり、第ｋ段階ではＮ＝２ｋ−１α／βで示される。以下では、αを「１２８」、βを「４」として説明する。
【００３５】
以上のように、ホッピングパターン検出部４２は、同期制御部４６を介して、選択した一部のグループ対してマッチトフィルタ４０の処理を再度実行させ、特定用信号に含まれるプリアンブルのパターンを段階的に少なくしていき、最終的に選択したひとつグループから、ベースバンド信号２００に含まれた第１プリアンブル信号のパターンを特定する。特定した第１プリアンブル信号のパターンにもとづいて、同期制御部４６は、周波数ホッピングのパターンを特定する。
【００３６】
その際、マッチトフィルタ４０は、開始タイミングの検出のために、ひとつのパターンに相当した第１プリアンブル信号と、ベースバンド信号２００との相関値２０６を計算する。これは、第１プリアンブル信号に含まれた信号パターンがマッチトフィルタ４０に設定されていることに相当する。
【００３７】
シンボルタイミング検出部４４は、マッチトフィルタ４０から出力された相関値２０６をシンボル単位で平均化し、遅延プロファイルを生成および解析を行ってシンボルタイミングを段階的に検出する。ここで、シンボルタイミング検出部４４の処理は、ホッピングパターン検出部４２においてベースバンド信号２００に含まれた第１プリアンブル信号のパターンがひとつに限定されてから実行されるものとする。第１の段階において、シンボルタイミング検出部４４は、マッチトフィルタ４０によって計算された相関値２０６をもとに、第１プリアンブル信号のうち、開始タイミングを検出する。その際、相関値２０６の平均値と相関値２０６に対するピークとの比をしきい値と比較し、しきい値より大きくなった場合に、シンボルタイミング検出部４４は、ピークを検出したとする。さらに、シンボルタイミング検出部４４は、このようなピークを複数の回数検出し、複数の回数検出したピークをもとに、開始タイミングを検出する。例えば、複数の回数検出したピークに対して統計処理を施して、開始タイミングが検出される。
【００３８】
このように、シンボルタイミング検出部４４によって開始タイミングが検出されると、マッチトフィルタ４０は、同期パターン信号２０２と、第２プリアンブル信号との相関値２０６の計算を開始する。その際、図２（ａ）の「ＣＥ」がマッチトフィルタ４０に設定される。なお、「ＣＥ」は、時間領域の信号として規定されているものとする。すなわち、マッチトフィルタでは、相関値２０６を計算する際に、第２プリアンブル信号に対する時間領域の値を使用する。
【００３９】
シンボルタイミング検出部４４は、第２の段階として、開始タイミングの近傍において、マッチトフィルタ４０によって計算された相関値２０６をもとに、切りかえタイミングを検出する。その際、相関値２０６の平均値と相関値２０６に対するピークとの比をしきい値と比較し、しきい値より大きくなった場合に、シンボルタイミング検出部４４は、ピークを検出したとする。さらに、シンボルタイミング検出部４４は、このようなピークをひとつ検出し、ひとつのピークを検出したときに、切りかえタイミングを検出したとする。検出されたタイミング等の情報は、判定結果２１２やシンボルタイミング２１６として、同期制御部４６に逐次入力され、これら情報を元に同期制御部４６はマッチトフィルタ４０、ホッピングパターン検出部４２、シンボルタイミング検出部４４を制御する。なお、簡単のために、ベースバンド信号２００のオーバサンプル数を「１」とする。
【００４０】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００４１】
図５は、マッチトフィルタ４０の構成を示す。マッチトフィルタ４０は、バッファ５０と総称される第１バッファ５０ａ、第２バッファ５０ｂ、第Ｍバッファ５０ｍ、乗算部５２と総称される第１乗算部５２ａ、第２乗算部５２ｂ、第Ｍ乗算部５２ｍ、加算部５４、記憶部５６、選択部５８、参照符号バッファ６０を含む。
【００４２】
記憶部５６は、パターンが異なったプリアンブルを組み合わせた複数の特定用信号系列あるいはプリアンブルパターンを予め記憶する。ここでは、「第１パターン」、「第２パターン」、「第３パターン」、「第４パターン」、「ＣＥ」を記憶する。また、「第１パターンと第２パターンと第３パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第１パターンと第２パターンの組み合わせ」、「第１パターンと第３パターンの組み合わせ」、「第１パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第２パターンと第３パターンの組み合わせ」、「第２パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第３パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第１パターン」、「第２パターン」、「第３パターン」、「第４パターン」をそれぞれ記憶してもよい。また、記憶部５６は、マッチトフィルタ制御信号２０８に含まれた指示に基づいて、特定用信号系列に含まれたグループの数が段階的に少なくなるようにグループが選択されるので、その結果、特定用信号系列に組み合わされたそれぞれのプリアンブルの長さが段階的に長くなるような特定用信号系列が選択される。
【００４３】
選択部５８は、マッチトフィルタ制御信号２０８に含まれた指示に基づいて、記憶部５６で記憶した複数の特定用信号系列の中から、対応したグループを含んだ特定用信号の系列を選択する。すなわち、選択部５８は、記憶部５６の中から第１の段階で「第１パターンと第２パターンと第３パターンと第４パターンの組み合わせ」が形成されるように選択し、第２の段階で「第１パターンと第２パターンの組み合わせ」、「第１パターンと第３パターンの組み合わせ」、「第１パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第２パターンと第３パターンの組み合わせ」、「第２パターンと第４パターンの組み合わせ」、「第３パターンと第４パターンの組み合わせ」のいずれかが形成されるように選択し、第３の段階で、「第１パターン」、「第２パターン」、「第３パターン」、「第４パターン」のいずれかを選択する。その後、選択部５８は、「ＣＥ」を選択する。
【００４４】
ベースバンド信号２００はバッファ５０に順次記憶される。前述のごとく、Ｍは１２８なので、バッファ５０は１２８ステップのシフトレジスタで構成されている。一方、参照符号バッファ６０は、マッチトフィルタ制御信号２０８に含まれた指示によって、サーチの段階によって選択された特定用信号系列がロードされる。すなわち、前述のごとく、第１段階では、プリアンブルの第１パターンから第４パターンに対応したプリアンブルパターンの部分系列が３２チップずつ順番にセットされ、第２段階では、第１段階での判定結果を受け、上位２候補として選択されたプリアンブルの第Ｘ１パターンと第Ｘ２パターン（Ｘ１、Ｘ２は１から４のいずれかであり、Ｘ１とＸ２は異なる）に対応したプリアンブルパターンの部分系列が６４チップずつ順にセットされる。最後に第３段階として、第２段階で特定されたプリアンブルの第Ｘパターン（Ｘは１〜４のいずれか）に対応したプリアンブルが１２８チップセットされる。
【００４５】
参照符号バッファ６０に格納された特定用信号系列と、バッファ５０に記憶されていた１２８個のベースバンド信号２００との間の相関値が、乗算部５２と加算部５４によって算出される。乗算部５２は、バッファ５０に記憶されていた１２８個のベースバンド信号２００と特定用信号系列を乗算し、加算部５４は乗算結果を加算する。なお、乗算の前に、特定用信号系列が「０」ならば「１」、「１」ならば「−１」に変換される。加算部５４は、第１段階から第３段階に応じて次のように加算範囲を変えるように制御される。
【００４６】
第１段階では、（１）バッファ５０のうち、第１バッファ５０ａ（ここでは、１番目のバッファ５０とする。以下同様。）から図示しない３２番目の５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算、（２）バッファ５０のうち、図示しない３３番目のバッファ５０から図示しない６４番目のバッファ５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算、（３）バッファ５０のうち、図示しない６５番目のバッファ５０から図示しない９６番目のバッファ５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算、（４）バッファ５０のうち、図示しない９７番目のバッファ５０から１２８（Ｍ）番目のバッファ５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算し、（１）から（４）の加算結果である４つの相関値を相関値２０６として出力する。
【００４７】
第２段階では、（１）バッファ５０のうち、１番目のバッファ５０から図示しない６４番目のバッファ５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算、（２）バッファ５０のうち、図示しない６５番目のバッファ５０から１２８番目のバッファ５０に対応した乗算部５２の出力ベクタを加算し、（１）と（２）の加算結果である２つの相関値を相関値２０６として出力する。第３段階では、すべての乗算部５２の出力ベクタを加算して、ひとつの相関値を相関値２０６として出力する。
【００４８】
出力した相関値２０６をもとに、図示しないシンボルタイミング検出部４４において開始タイミングが検出されると、選択部５８は、シンボルタイミング検出部４４から開始タイミング検出の完了を示す信号を受け取る。この信号は、マッチトフィルタ制御信号２０８に含められる。当該信号を受け取ると、選択部５８は、「ＣＥ」を選択し、選択した「ＣＥ」を参照符号バッファ６０に設定させる。バッファ５０、乗算部５２、加算部５４の処理は、前述の通りであるので、説明を省略する。以上の処理の結果、「ＣＥ」に対する相関値２０６が出力される。
【００４９】
図６は、ホッピングパターン検出部４２の構成を示す。ホッピングパターン検出部４２は、分離部７０、計算部７２と総称される第１計算部７２ａ、第２計算部７２ｂ、第３計算部７２ｃ、第４計算部７２ｄ、判定部７４を含む。また、第１計算部７２ａは、加算部７６、第１セレクタ７８、遅延プロファイルメモリ８０、第２セレクタ８２、スイッチ８４、遅延プロファイルバッファ８６、ピーク検出部８８、強度計算部９０、平均化部９２を含む。
【００５０】
分離部７０は、入力した相関値２０６を第１パターンから第４パターンに対応させて分離する。加算部７６、第１セレクタ７８、遅延プロファイルメモリ８０、第２セレクタ８２は、分離部７０から出力された相関値を加算する。その際、プリアンブルは１６サンプルを単位にした周期性を有しているので、周期性にもとづいて相関値を１６サンプルごとにそれぞれ加算する。第１セレクタ７８は、加算部７６から出力された信号をホッピングパターン検出部制御信号２１０に従って遅延プロファイルメモリ８０を更新するためのデータとして出力する。遅延プロファイルメモリ８０は、このようにして１６サンプル毎に同期平均されたデータによって順次更新される。有効な相関値２０６入力が開始された直後からの相関値２０６の時系列データを｛Ｃi｝（ｉ＝１，２，３，・・・）とすると、遅延プロファイルメモリ８０からの出力信号ベクタ｛ＡＶＥ１，ＡＶＥ２，・・・，ＡＶＥ１６｝は次のようになる。
ＡＶＥ１  ＝  Ｃ１  ＋  Ｃ１７  ＋  ・・・  ＋  Ｃ１１３
ＡＶＥ２  ＝  Ｃ２  ＋  Ｃ１８  ＋  ・・・  ＋  Ｃ１１４
・・・
ＡＶＥ１６  ＝  Ｃ１６  ＋  Ｃ３２  ＋  ・・・  ＋  Ｃ１２８  ・・・（１）
【００５１】
上記の平均化が完了すると、遅延プロファイルバッファ８６がＯＮされて遅延プロファイルデータ（ＡＶＥ１〜１６）が遅延プロファイルバッファ８６にロードされる。また、遅延プロファイルバッファ８６がＯＦＦし、さらに遅延プロファイルメモリ８０がリセットされて、第２段階のための遅延プロファイル生成に移行する。なお、ここで算出された遅延プロファイルデータは、厳密には１２８本の伝搬パスを１６パス毎に区切って足し合わせたものである。このため遅延分散に関する正確な情報は持っていないが、本実施例における周波数ホッピングパターン検出においてタイミング情報は不要である。
【００５２】
ピーク検出部８８は、遅延プロファイルバッファ８６にロードされた遅延プロファイルデータの最大値ＰＥＡＫ＿ｋ（＝ｍａｘ（ＡＶＥ１，ＡＶＥ２，・・・，ＡＶＥ１６））を求める。なお、ｋは２または４である。平均化部９２は、遅延プロファイルデータの平均値ＡＶＥ＿ｋ（＝（ＡＶＥ１＋ＡＶＥ２＋・・・＋ＡＶＥ１６）／１６）を求める。強度計算部９０は、以下のように相対ピーク強度を計算する。
相対ピーク強度 ＝ ｍａｘ（ＡＶＥ１，ＡＶＥ２，・・・，ＡＶＥ１６）／（（ＡＶＥ１＋ＡＶＥ２＋・・・＋ＡＶＥ１６）／１６）
＝ １６＊ｍａｘ（ＡＶＥ１，ＡＶＥ２，・・・，ＡＶＥ１６）／（ＡＶＥ１＋ＡＶＥ２＋・・・＋ＡＶＥ１６）  ・・・（２）
【００５３】
判定部７４は、計算部７２から出力された相対ピーク強度を比較し、所定の数のプリアンブルパターンを選択する。最終的には、ひとつのプリアンブルパターンを選択する。具体的には、以下のように選択する。第１段階では、相対ピーク強度の上位２系統を選出し、その番号（１〜４のうち２つ）を判定結果２１２として出力する。また第２段階では、相対ピーク強度の大きい方を選出し、その番号（１〜４のうち１つ）を判定結果２１２として出力する。同期制御部４６では、判定結果２１２にもとづいて、対応したホッピングパターンを特定する。特定されたホッピングパターンは、同期パターン信号２０２として出力される。
【００５４】
図７は、シンボルタイミング検出部４４の構成を示す。シンボルタイミング検出部４４は、相対ピークレベル算出部４８、判定部９８を含む。また、相対ピークレベル算出部４８は、ピーク検出部９４、移動平均部９６を含む。シンボルタイミング検出部４４は、判定部７４で特定したシンボルパターンに対応した相関値２０６を入力し、相関値２０６にもとづいて、ベースバンド信号２００のタイミングを検出する。前述のごとく、ベースバンド信号２００のタイミングには、開始タイミングと切りかえタイミングが含まれる。
【００５５】
相関値２０６は、相対ピークレベル算出部４８に入力される。シンボルタイミング検出部制御信号２１４によって第３段階の開始を通知され、相対ピークレベル算出部４８は動作を開始する。ピーク検出部９４は入力される相関値２０６の最大値を検出し、最大値とともにそのタイミング情報を保持する。次に入力された相関値２０６が、保持されている最大値よりも大きいとき、その値で最大値レジスタを更新し、タイミング情報も更新する。
【００５６】
また、相関値２０６は移動平均部９６にも入力され、移動平均部９６では、１２８サンプル分の相関値２０６を移動平均する。１２８サンプル分の処理が完了すると、判定部９８は相対ピークレベル（＝最大値／移動平均値）を算出し、しきい値との比較によってシンボルタイミングの検出の判定を行う。図２（ｂ）のごとく、第１プリアンブル信号には、複数のシンボルが含まれているので、複数の開始タイミングが含まれている。開始タイミングの検出の際、判定部９８は、ｌ以下の複数の回数だけ、シンボルタイミングの検出の判定を行う。それらの結果に対して平均等の統計処理を実行し、開始タイミングを検出する。判定部９８は、検出した開始タイミングをシンボルタイミング２１６として出力する。
【００５７】
開始タイミングの検出後、シンボルタイミング検出部４４は、シンボルタイミング検出部制御信号２１４に含まれた指示をもとに、切りかえタイミングの検出を実行する。相対ピークレベル算出部４８、判定部９８の処理は、開始タイミングと同様である。しかしながら、切りかえタイミングの検出の際、判定部９８は、１回だけシンボルタイミングの検出の判定を行ってから、切りかえタイミングを検出する。
【００５８】
図８は、同期捕捉部２８の動作タイミングを示す。ここで、横軸を時間軸として、ベースバンド信号２００と同期捕捉処理の各手続きとの関係が示されている。第１プリアンブル信号はシンボル毎に区切って表示してあるが、マッチトフィルタ４０の動作の開始タイミングを基準にしている。そのため、表示されたシンボルの境界は仮想のものである。同期捕捉部２８は、期間「ｔ１」において、マッチトフィルタ４０に含まれたバッファ５０を充填させる。また、期間「ｔ２」において、ホッピングパターン検出部４２とシンボルタイミング検出部４４が、周波数ホッピングパターンの検出および開始タイミングの検出を実行する。さらに、期間「ｔ３」において、シンボルタイミング検出部４４が切りかえタイミングの検出を実行する。切りかえタイミングの検出は、第２プリアンブル信号の２シンボル目を受信したときに完了するが、１シンボル目を記憶するためのシンボルバッファは、ＦＦＴ処理用として予め備わっている。そのため、共有して使用でき、本発明によっても回路規模は、大幅に増加しない。
【００５９】
図９は、同期捕捉部２８の動作タイミングを示す。図９は、図８と同様に、横軸を時間軸として、受信されるプリアンブル信号と同期捕捉処理の各手続きとの関係を示している。ここでは、特に、図８の期間「ｔ１」と、周波数ホッピングパターンを検出するタイミングが示されている。第１プリアンブル信号はシンボル毎に区切って表示してあるが、マッチトフィルタ４０の動作の開始タイミングを基準にしたものであり、表示のシンボル境界は仮想のものである。
【００６０】
「Ｔ１」は、マッチトフィルタ４０のうちのバッファ５０の充填期間である。「Ｔ２」は、第１段階におけるマッチトフィルタ４０の動作（有効な相関値２０６を出力）期間である。「Ｔ３」は、ホッピングパターン検出部４２による第１段階における周波数ホッピングパターンの候補絞込み期間であり。ふたつの候補が選択される。「Ｔ４」は、第２段階におけるマッチトフィルタ４０の動作（有効な相関値２０６を出力）期間である。「Ｔ５」は、第２段階における周波数ホッピングパターンの検出期間である。「Ｔ６」は、第３段階におけるマッチトフィルタ４０の動作（有効な相関値２０６を出力）期間である。なお、シンボルタイミング検出部４４によるシンボルタイミング検出は、「Ｔ６」の間において１シンボル毎に行われる。
【００６１】
以上の処理によって、１９シンボルのプリアンブル期間でシンボルタイミング検出までの処理が完了する。図２（ｃ）に示すように、同期捕捉に使用されるプリアンブルはｎシンボルで構成されている。本実施例では、ｎシンボルよりも少ないシンボルシンボル数で同期捕捉が完了するため、第１プリアンブル信号の期間内での処理の完了が可能である。
【００６２】
図１０（ａ）−（ｄ）は、ホッピングパターン検出部４２での第１段階で計算した相関値を示す。これらは、第１段階での遅延プロファイルバッファ８６の出力波形の例である。図１０（ａ）−（ｄ）は、送信された信号の周波数ホッピングパターンに対応したプリアンブルの第１パターンから第４パターンとベースバンド信号２００との間の相関値をそれぞれ示している。ここで相関値は、３２サンプル分の部分相関である。図１０（ａ）と（ｄ）での相対ピーク強度が大きくなっている。判定部７４は、第１段階での選択の結果として第１パターンと第４パターンを選択するよう指示信号を出力する。
【００６３】
図１１（ａ）−（ｂ）は、ホッピングパターン検出部４２での第２段階で計算した相関値を示す。これらは、第２段階での遅延プロファイルバッファ８６の出力波形の例である。図１１（ａ）−（ｂ）は、送信された信号の周波数ホッピングパターンに対応したプリアンブルの第１パターンと第４パターンとベースバンド信号２００との間の相関値をそれぞれ示している。ここで、相関値は、６４サンプル分の部分相関である。図１１（ａ）での相対ピーク強度の方が大きくなっている。判定部７４は、第２段階での選択の結果といて第１パターンを選択するよう指示信号を出力する。
【００６４】
図１２は、ホッピングパターン検出部４２での第３段階で計算した相関値を示す。これは、１２８タップのマッチトフィルタ４０の出力波形例を示している。１シンボル周期で相関値ピークが観測され、このピーク位置からシンボル境界タイミングを算出できる。
【００６５】
以上の構成による同期捕捉部２８の動作を説明する。参照符号バッファ６０には、４つのパターンを組み合わせた特定用信号系列が入力される。マッチトフィルタ４０は、ベースバンド信号２００と特定用信号系列との間の４種類の相関値を計算し、相関値２０６を出力する。ホッピングパターン検出部４２は、４種類の相関値のそれぞれの相対的な大きさを導出して、相対的な大きさにもとづいて２つのパターンを選択する。参照符号バッファ６０には、２つのパターンを組み合わせた特定用信号系列が入力される。マッチトフィルタ４０は、ベースバンド信号２００と特定用信号系列との間の２種類の相関値を計算し、相関値２０６を出力する。
【００６６】
ホッピングパターン検出部４２は、２種類の相関値のそれぞれの相対的な大きさを導出して、相対的な大きさにもとづいて１つのパターンを選択する。参照符号バッファ６０には、１つのパターンを組み合わせた特定用信号系列が入力される。マッチトフィルタ４０は、ベースバンド信号２００と特定用信号系列との間の１種類の相関値を計算し、相関値２０６を出力する。シンボルタイミング検出部４４は、相関値２０６の大きさにもとづいて、相対的な大きさのピークを検出して、開始タイミングを検出する。また、選択されたひとつのパターンにもとづいて、周波数ホッピングパターンも導出される。
【００６７】
開始タイミングの検出後、マッチトフィルタ４０は、参照符号バッファ６０に第２プリアンブル信号を設定する。マッチトフィルタ４０は、ベースバンド信号２００と第２プリアンブル信号との間の相関値を計算し、相関値２０６として出力する。シンボルタイミング検出部４４は、相関値２０６の大きさにもとづいて、相対的な大きさのピークを検出して、切りかえタイミングを検出する。
【００６８】
本発明の実施例によれば、第２プリアンブル信号を時間領域に変換した信号を相関処理に使用するので、相関値の符号反転の検出でなく相関値のピークの検出によって、切りかえタイミングを検出できる。また、相関値のピークの検出によって切りかえタイミングを検出するので、フレーム同期の精度を向上できる。また、フレーム同期の完了が１シンボル遅延するが、ＦＦＴ処理用に元来備わっているシンボルバッファを共用するので、回路規模の増大を抑制できる。
【００６９】
また、開始タイミングが出現するタイミングにおいて、切りかえタイミングも出現するので、開始タイミングの検出後に、第２プリアンブル信号を使用しながら切りかえタイミングを検出することによって、切りかえタイミングを高精度に検出できる。また、第２プリアンブル信号を時間領域に変換した信号を相関処理に使用するので、開始タイミングを検出するための相関値を計算する際と同一の回路構成によって、切りかえタイミングを検出するための相関値を計算できる。また、回路規模の増加を抑制できる。また、複数の回数検出した相関値から開始タイミングを検出するので、開始タイミングの検出精度を向上できる。また、１回検出した相関値から切りかえタイミングを検出するので、切りかえタイミングの検出処理による遅延を低減できる。また、相対的な値をしきい値と比較することによって、ピークを検出するので、ノイズ等の影響を低減できる。
【００７０】
また、マッチトフィルタを分割して使用し、短い相関期間による相関値の相対レベル判定によってパターンの候補の絞込みを行いつつ、順次段階的に相関期間を長くして、各段階を経て相関値の相対レベル判定によってひとつのプリアンブルパターンを検出するため、マッチトフィルタ１個のリソースを維持したまま、検出精度、検出時間に優れた同期捕捉方式を実現できる。また、複数のマッチトフィルタを使用する方式に比べて、回路規模、消費電力を低減することができる。
【００７１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７２】
本発明の実施例において、記憶部５６、選択部５８、参照符号バッファ６０は、４種のプリアンブルパターンを組み合わせた特定用信号系列を導出した後、２種のプリアンブルパターンを組み合わせた特定用信号系列を導出し、さらに１種のプリアンブルパターンからなる特定用信号系列を導出した。しかしながらこれに限らず例えば、プリアンブルパターンの周期性を利用して、実施例と異なったパターンでプリアンブルパターンを特定してもよい。すなわち、複数のプリアンブルパターンの中から選択された複数の代表的なプリアンブルパターンの数のグループを設定し、実施例と同様の処理によって、ひとつの代表的なプリアンブルパターンを選択し、ひとつの代表的なプリアンブルパターンに代表された複数のプリアンブルパターンから、ひとつのプリアンブルパターンを選択してもよい。
【００７３】
具体的には、代表的なパターンとして第１パターンと第２パターンを選択し、これらのうちの一方を選択してから、選択されたパターンに代表されたパターンとの間の選択を行う。例えば、第１パターンが選択されれば、第１パターンと第４パターンのうちの一方の選択を行う。すなわち、２種のプリアンブルパターンを組み合わせた特定用信号系列を導出した後、再び２種のプリアンブルパターンを組み合わせた特定用信号系列を導出し、さらに１種のプリアンブルパターンからなる特定用信号系列を導出する。本変形例によれば、第１段階で特定用信号系列に組み合わされるプリアンブルパターンのサンプル数を増加できるので、相関値の精度が高くなる。つまり、複数のパターンから段階的にひとつのパターンが選択されればよい。
【００７４】
本発明の実施例において、強度計算部９０は、除算を使用して相対ピーク強度を導出した。しかしながらこれに限らず例えば、減算等によって相対ピーク強度を導出してもよい。例えば、相対ピーク強度は以下のようにも示される。
相対ピーク強度 ＝ ｍａｘ（ＡＶＥ１，ＡＶＥ２，・・・，ＡＶＥ１６）−（（ＡＶＥ１＋ＡＶＥ２＋・・・＋ＡＶＥ１６）／１６）  ・・・（３）
本変形例によれば、回路規模を小さくできる。つまり、雑音等の影響を加味した相対的な強度が導出できればよい。
【００７５】
本発明の実施例において、同期捕捉部２８は、ひとつのマッチトフィルタ４０を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、これを２個用いて相関期間を倍にしてもよい。本変形例によれば、精度を高めることが可能である。つまり、マッチトフィルタの分割の数に関しては、相関期間（参照符号の長さ）、周波数ホッピングパターンの数、同期捕捉処理にかける時間等に応じて最適化されればよい。
【００７６】
本発明の実施例において、タイミングを検出するために、マッチトフィルタ４０を使用している。しかしながらこれに限らず例えば、スライディング相関器を使用してもよい。シンボル同期後の処理であるので、シンボルを固定させることによって、スライディング相関器が使用可能になる。本変形例によれば、切りかえタイミングの検出の期間中はマッチトフィルタ４０を停止できるので、消費電力を低減できる。また、マッチトフィルタ４０の動作期間をシンボル境界付近に限定してもよい。本変形例によれば、切りかえタイミングの検出の期間中は、マッチトフィルタ４０の動作期間を短縮でき、消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）−（ｅ）は、実施例に係るバーストフォーマットの構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｅ）は、実施例に係るホッピング周波数とホッピングパターンを示す図である。
【図４】図１の同期捕捉部の構成を示す図である。
【図５】図４のマッチトフィルタの構成を示す図である。
【図６】図４のホッピングパターン検出部の構成を示す図である。
【図７】図４のシンボルタイミング検出部の構成を示す図である。
【図８】図１の同期捕捉部の動作タイミングを示す図である。
【図９】図８の動作タイミングをさらに詳細にした動作タイミングを示す図である。
【図１０】図１０（ａ）−（ｄ）は、図４のホッピングパターン検出部での第１段階で計算した相関値を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）−（ｂ）は、図４のホッピングパターン検出部での第２段階で計算した相関値を示す図である。
【図１２】図４のホッピングパターン検出部での第３段階で計算した相関値を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
４０  マッチトフィルタ、  ４２  ホッピングパターン検出部、  ４４  シンボルタイミング検出部、  ４６  同期制御部、  ４８  相対ピークレベル算出部、  ５０  バッファ、  ５２  乗算部、  ５４  加算部、  ５６  記憶部、  ５８  選択部、  ６０  参照符号バッファ、  ７０  分離部、  ７２  計算部、  ７４  判定部、  ７６  加算部、  ７８  第１セレクタ、  ８０  遅延プロファイルメモリ、  ８２  第２セレクタ、  ８４  スイッチ、  ８６  遅延プロファイルバッファ、  ８８  ピーク検出部、  ９０  強度計算部、  ９２  平均化部、  ９４  ピーク検出部、  ９６  移動平均部、  ９８  判定部、  １００  通信システム。
【図１】
2006279254.tif 000003
【図２】
2006279254.tif 000004
【図３】
2006279254.tif 000005
【図４】
2006279254.tif 000006
【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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