(57)【要約】【課題】受信信号を高精度に復調する受信装置を得ること。【解決手段】本発明は、無線通信システムの受信装置であって、アナログ受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部（Ａ／Ｄ）３と、デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより、周波数同期およびタイミング同期の獲得が終了した後の復調処理で使用する信号を生成するフィルタＡ４と、デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理の少なくともいずれか一方で使用する信号を生成する、フィルタＡ４よりも狭帯域のフィルタＢ６と、を備えることとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの受信装置であって、
アナログ受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより、周波数同期およびタイミング同期の獲得が終了した後の復調処理で使用する信号を生成する第１のフィルタと、
前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理の少なくともいずれか一方で使用する信号を生成する、前記第１のフィルタよりも狭帯域の第２のフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
無線通信システムの受信装置であって、
アナログ受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、
前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより、周波数同期およびタイミング同期の獲得が終了した後の復調処理で使用する信号を生成する第１のフィルタと、
前記デジタル信号および前記第１のフィルタで生成された信号に基づいて、前記デジタル信号に隣接チャネル干渉成分が含まれているかどうかを判定する判定手段と、
前記デジタル信号に隣接チャネル干渉成分が含まれている場合における、周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理の少なくともいずれか一方で使用する信号を、前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより生成する、前記第１のフィルタよりも狭帯域の第２のフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
前記デジタル信号に隣接チャネル干渉成分が含まれていない場合には、周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理において、前記第１のフィルタで生成された信号を使用する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記第２のフィルタの通過帯域を、隣接チャネルの信号成分を通過させないような通過帯域とする
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の受信装置。
【請求項５】
周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理のいずれか一方において前記第２のフィルタで生成された信号を使用する場合、
他方の処理においては、前記第１のフィルタで生成された信号を使用する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接妨害信号の影響を除去して所望信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｍ−ＷｉＭＡＸ（Mobile−Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access）、ＷＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Network）などの通信システムにおいては、隣接するチャネルが所望チャネルに近接している（キャリアの間隔が狭く設定されている）。所望チャネルにとって隣接チャネルは干渉となるので、受信装置内の復調器に隣接チャネル成分（隣接チャネル干渉成分）が入力すると復調特性が劣化する。そのため、受信装置では、隣接チャネル干渉を抑圧する必要がある。通常、受信装置では、アナログフィルタや、復調器内のデジタルフィルタを用いて隣接チャネル干渉を抑圧する。ここで、アナログフィルタやデジタルフィルタは、理想的には、隣接チャネル干渉を完全に抑圧しつつ所望チャネルの成分を完全に通過させることが望ましい。しかしながら、実際には、隣接チャネルが所望チャネルに近接しているため、隣接チャネル干渉を完全に抑圧することは難しく、隣接チャネル干渉成分が残留してしまう。
【０００３】
ＯＦＤＭ通信システムでは復調にＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform：高速フーリエ変換）を用いるが、ＦＦＴの帯域（窓）を、隣接チャネルが含まれるように（例えば、所望波帯域の２倍以上などに）設定すると、隣接チャネル帯域内の信号と、所望チャネル帯域内の信号とを分離することができるため、隣接チャネル干渉の影響を低減できる。しかし、ＦＦＴ前に実施されるタイミング同期や周波数同期の獲得処理は、隣接チャネル干渉の影響を大きく受けてしまうため、結局、受信性能が劣化することとなる。
【０００４】
通常、タイミング同期や周波数同期を獲得する際には、受信信号と既知ＯＦＤＭ信号系列との相関演算処理が用いられるが、隣接チャネル干渉が大きい場合、すなわち、フィルタで抑圧しきれない残留隣接チャネル干渉成分が受信信号に多く含まれる場合には、相関演算結果に誤差が生じ、復調精度が大きく劣化するという問題がある。
【０００５】
上述したような、隣接チャネルからの干渉を抑圧して復調処理を行う従来の装置の一例として、下記特許文献１に記載の無線受信装置が存在する。この特許文献１に記載の無線受信装置においては、それぞれ特性が異なる複数のフィルタからなるフィルタリング手段（適応型フィルタ部）を備え、受信信号に含まれるノイズレベルや隣接干渉波成分の検出結果に応じて、フィルタリング手段内の特定のフィルタを選択使用している。この結果、受信性能の向上が実現されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の無線受信装置では、受信信号全体に対してフィルタリングを行っているため、所望信号成分を必要以上に除去してしまうという問題がある。
【０００７】
たとえば、復調処理においてＦＦＴを実施するのであれば、上述したように、窓を広めに設定すれば、隣接チャネル干渉の影響を低減できる。すなわち、ＦＦＴを実施するように構成している装置での性能向上を実現する場合、ＦＦＴの性能に影響を与えるタイミング同期や周波数同期の獲得処理で使用する受信信号から干渉成分を除去することが重要となる。別の言い方をすれば、タイミング同期や周波数同期を高精度に行うことができる場合、復調処理の対象とする信号には、より多くの所望信号成分が含まれている方が復調精度は向上し、隣接チャネル干渉成分がどの程度残留しているかは、復調精度を向上させる上で大きな問題とはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１９９２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、受信信号を高精度に復調する受信装置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】
【００１０】
本願発明の一態様によれば、無線通信システムの受信装置であって、アナログ受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより、周波数同期およびタイミング同期の獲得が終了した後の復調処理で使用する信号を生成する第１のフィルタと、前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理の少なくともいずれか一方で使用する信号を生成する、前記第１のフィルタよりも狭帯域の第２のフィルタと、を備える受信装置が提供される。
【００１１】
また、本願発明の一態様によれば、無線通信システムの受信装置であって、アナログ受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部と、前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより、周波数同期およびタイミング同期の獲得が終了した後の復調処理で使用する信号を生成する第１のフィルタと、前記デジタル信号および前記第１のフィルタで生成された信号に基づいて、前記デジタル信号に隣接チャネル干渉成分が含まれているかどうかを判定する判定手段と、前記デジタル信号に隣接チャネル干渉成分が含まれている場合における、周波数同期獲得処理およびタイミング同期獲得処理の少なくともいずれか一方で使用する信号を、前記デジタル信号に対してフィルタリングを行うことにより生成する、前記第１のフィルタよりも狭帯域の第２のフィルタと、を備える受信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、周波数同期やタイミング同期を高精度に行うことができるので、受信信号を高精度に復調できる、という効果を奏する。
【００１３】
また、本発明によれば、隣接チャネルの使用状態に応じて適応的にフィルタリングを行うので、周波数同期やタイミング同期をさらに高精度に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、隣接チャネルが使用されている場合の動作を示した図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる受信装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置の構成例を示すブロック図である。この受信装置は、周波数変換部１、アナログフィルタ２、Ａ／Ｄ（ＡＤ変換部）３、フィルタＡ４、ＣＩ比検出部５、フィルタＢ６、閾値判定部７、セレクタ８、周波数誤差検出部９、周波数誤差補正部１０、タイミング検出部１１、ＦＦＴ（ＦＦＴ処理部）１２およびチャネル推定部１３を備える。なお、図１においては、本実施の形態にかかる受信装置の特徴的な動作およびこれに関連する動作を実行する構成要素のみを示しており、従来と同様の処理（一般的な処理）を実行する構成要素については省略している。
【００１７】
図１に示した受信装置において、周波数変換部１は、入力信号をダウンコンバートする。アナログフィルタ２は、入力信号に対して、アナログ領域でのフィルタリングを行う。ＡＤ変換部３は、アナログ入力信号をデジタル信号に変換する。フィルタＡ４は、入力信号に対して、デジタル領域でのフィルタリングを行う。ＣＩ比検出部５は、搬送波（所望波）と干渉波の比（ＣＩ比）を算出する。フィルタＢ６は、入力信号に対して、上記フィルタＡ４とは異なる周波数特性にてデジタル領域でのフィルタリングを行う。ここで、フィルタＡ４およびフィルタＢ６はローパスフィルタもしくはバンドパスフィルタであり、フィルタＢ６の通過帯域はフィルタＡ４の通過帯域よりも狭く設定されている。
【００１８】
閾値判定部７は、入力信号と予め設定されていた閾値とを比較し、比較結果を出力する。セレクタ８は、フィルタＡ４からの出力信号およびフィルタＢ６からの出力信号を受け取り、これらのうちのいずれか一方を、閾値判定部７における判定結果（比較結果）に応じて出力する。周波数誤差検出部９は、セレクタ８からの出力信号に基づいて、周波数誤差を検出する。周波数誤差補正部１０は、周波数誤差検出部９における検出結果に基づいて、入力信号の周波数誤差を補正する。タイミング検出部１１は、ＦＦＴ処理部１２におけるＦＦＴの実行タイミングを決定する。ＦＦＴ処理部１２は、入力信号に対して、タイミング検出部１１で決定されたタイミングでＦＦＴを実行する。チャネル推定部１３は、ＦＦＴ処理部１２からの出力信号に基づいて、チャネル推定を行う。
【００１９】
上記構成の本実施の形態にかかる受信装置の受信動作について、図１を参照しながら説明する。
【００２０】
対向する通信装置（送信装置）から送信された高周波アナログ信号は、図示したアンテナで受信され、周波数変換部１へ入力される。周波数変換部１は、高周波アナログ信号が入力されると、入力信号をダウンコンバートしてアナログフィルタ２へ出力する。アナログフィルタ２は、周波数変換部１からの入力信号に対してアナログ領域でのフィルタリングを行い、フィルタリング後のアナログ信号をＡＤ変換部３へ出力する。ＡＤ変換部３は、アナログフィルタ２からの入力信号（アナログ受信信号）をデジタル信号に変換し、デジタル受信信号としてフィルタＡ４、ＣＩ比検出部５およびフィルタＢ６へ出力する。
【００２１】
フィルタＡ４は、ＡＤ変換部３から入力されたデジタル受信信号に対してデジタル領域でのフィルタリングを行い、フィルタリング後のデジタル受信信号を周波数誤差補正部１０へ出力する。本実施の形態にかかる受信装置では、このフィルタＡ４から出力された信号に対して所定の復調処理を実行して、対向する通信装置から送信されたデータ系列を復元する。また、上記フィルタリング後のデジタル受信信号は、ＣＩ比検出部５およびタイミング検出部１１へも出力される。なお、このフィルタＡ４の周波数特性（通過帯域）は、これよりも前段に配置されているアナログフィルタ２の周波数特性よりも狭帯域となっている。
【００２２】
ＣＩ比検出部５は、ＡＤ変換部３から入力されたデジタル受信信号、およびフィルタＡ４から入力されたフィルタリング後のデジタル受信信号のそれぞれの電力を算出し、さらにＣＩ比を算出する。また、算出したＣＩ比を閾値判定部７へ出力する。なお、ＣＩ比は、閾値判定部７における隣接チャネルの使用状況判定処理で使用されるので、隣接チャネルの使用状況が判定可能な情報（隣接チャネルの使用状況に応じて変化する情報）であれば、ＣＩ比以外のどのような情報を算出してもよい。たとえば、各受信信号電力の差分を算出するようにしてもよい。
【００２３】
フィルタＢ６は、ＡＤ変換部３から入力されたデジタル受信信号に対してデジタル領域でのフィルタリングを行い、フィルタリング後のデジタル受信信号をセレクタ８へ出力する。なお、既に説明したとおり、このフィルタＢ６の周波数特性は上記フィルタＡ４よりも狭帯域となっている。
【００２４】
閾値判定部７は、ＣＩ比検出部５から入力されたＣＩ比を、所定の閾値と比較することにより、受信信号（ＡＤ変換部３から出力されたデジタル受信信号）に隣接チャネル干渉成分が含まれているかどうか、すなわち、隣接チャネルを使用した通信が行われているかどうか（隣接チャネルが使用中かどうか）を判定する。判定結果はセレクタ８へ出力する。なお、閾値は、フィルタＡ４のフィルタ特性などに応じて予め設定しておく。
【００２５】
セレクタ８は、閾値判定部７における判定結果に応じて、フィルタＡ４から入力された信号とフィルタＢ６から入力された信号のいずれか一方を選択して周波数誤差検出部９へ出力する。具体的には、閾値判定部７における判定結果が隣接チャネルの使用中を示す場合、フィルタＢ６からの入力信号を選択して周波数誤差検出部９へ出力し、また、判定結果が隣接チャネルの未使用中を示す場合には、フィルタＡ４からの入力信号を選択して周波数誤差検出部９へ出力する。
【００２６】
周波数誤差検出部９は、セレクタ８からの入力信号に基づいて周波数誤差を検出する。具体的には、隣接チャネルが使用中の場合には、ＡＤ変換部３から出力されたデジタル受信信号には隣接チャネルからの干渉成分（隣接チャネル干渉成分）が含まれているので、この隣接チャネル干渉成分が十分に抑圧された信号であるフィルタＢ６の出力信号に基づいて周波数誤差を検出する。一方、隣接チャネルが未使用中の場合、ＡＤ変換部３から出力されたデジタル受信信号には隣接チャネル干渉成分が含まれていないので、所望波成分がより多く含まれた信号であるフィルタＡ４の出力信号に基づいて周波数誤差を検出する。検出結果は周波数誤差補正部１０へ出力する。
【００２７】
周波数誤差補正部１０は、周波数誤差検出部９での周波数誤差検出結果に基づいて、フィルタＡ４から入力されたデジタル受信信号の周波数誤差を補正して周波数同期を獲得する。周波数誤差が補正された後のデジタル受信信号はＦＦＴ処理部１２へ出力する。
【００２８】
タイミング検出部１１は、フィルタＡ４から入力されたデジタル受信信号に基づいて、ＦＦＴ処理部１２が入力信号に対してＦＦＴを実行するタイミングを決定する（タイミング同期を獲得する）。決定結果はＦＦＴ処理部１２へ出力する。
【００２９】
ＦＦＴ処理部１２は、タイミング検出部１１で決定されたタイミングに従い、周波数誤差補正部１０から入力されたデジタル受信信号に対してＦＦＴを実行する。ＦＦＴを実行して得られた周波数領域の受信信号はチャネル推定部１３へ出力する。
【００３０】
チャネル推定部１３は、ＦＦＴ処理部１２から入力された周波数領域の受信信号に基づいてチャネル推定を行う。チャネル推定結果は、デインターリーブ，デランダマイズ，誤り訂正など、後段で実行する処理にて使用される。
【００３１】
ここで、本実施の形態にかかる受信装置が上述したような動作を行う理由について説明する。隣接チャネルが使用されている状態では、所望信号成分の通過量を犠牲にしてでも隣接チャネル干渉成分の削減量を増加させた方が周波数誤差の検出精度は向上する。一方、隣接チャネルが使用されていない状態では、隣接チャネル干渉成分が存在しないので、所望信号成分をより多く通過させた方が周波数誤差の検出精度は向上する。また、チャネル推定以降の復調処理（周波数同期およびタイミング同期の獲得処理、以外の復調処理）においては、より多くの所望波成分が含まれた信号を用いた方が復調精度の向上が図れる。このような理由から、本実施の形態にかかる受信装置では、上述したような制御を行うこととしている（図２参照）。図２は、隣接チャネルが使用されている場合の動作を示した図である。図示したように、本実施の形態にかかる受信装置は、隣接チャネルが使用されている状態ではフィルタＢ（フィルタＢ６）を通過した信号に基づいて周波数誤差を検出する。
【００３２】
このように、本実施の形態の受信装置では、ＣＩ比検出部５および閾値判定部７が受信信号に隣接チャネル成分（隣接チャネル干渉成分）が含まれているかどうかを判定し、隣接チャネル干渉成分が含まれていると判定された場合、セレクタ８は、より狭帯域のフィルタＢ６から出力された信号、すなわち、隣接チャネル干渉成分の残留量が少ない側の信号を周波数誤差検出部９に対して出力することとした。この結果、周波数誤差検出部９は、隣接波が存在しない場合（隣接チャネルが使用されていない場合）、通過帯域幅が広く設定されたフィルタＡ４にてフィルタリングが行われた受信信号を用いて周波数誤差を検出し、一方、隣接波が存在する場合には、通過帯域幅が狭く設定されたフィルタＢ６にてフィルタリングが行われた受信信号を用いて周波数誤差を検出することとなる。これにより、隣接チャネルの使用状態に応じた適応的なフィルタリングが実現でき、周波数誤差の検出精度を向上させることができるので、復調精度が向上する。
【００３３】
また、チャネル推定処理やその後の処理は、隣接チャネルの使用状況によらず、常に、通過帯域幅が広いフィルタＡ４にてフィルタリングが行われた受信信号を用いて行うようにしたので、チャネル推定以降の復調処理についても高精度に行うことができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、ＣＩ比検出部５、閾値判定部７およびセレクタ８を備え、隣接チャネルが使用中の場合にのみフィルタＢ６を通過した信号を用いて周波数誤差を検出する受信装置について説明したが、常時、フィルタＢ６を通過した信号を用いて周波数誤差を検出するようにしてもよい。この場合、ＣＩ比検出部５、閾値判定部７およびセレクタ８が不要となるので、装置構成が複雑化するのを極力抑えつつ、周波数誤差の検出精度の向上、およびチャネル推定以降の処理精度の向上を実現できる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置の構成例を示すブロック図である。この受信装置は、第１の実施の形態で説明した受信装置（図１参照）が備えていたタイミング検出部１１をタイミング検出部１１ａに置き換えたものであり、タイミング検出部１１ａ以外の動作については第１の実施の形態で説明した受信装置と同じである。本実施の形態では、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３６】
本実施の形態にかかる受信装置においては、図３に示したように、セレクタ８からの出力信号がタイミング検出部１１ａに対しても入力され、タイミング検出部１１ａは、セレクタ８からの入力信号に基づいて、ＦＦＴ処理部１２が入力信号に対してＦＦＴを実行するタイミングを決定する。すなわち、タイミング検出部１１ａは、隣接チャネルが使用されている場合、フィルタＢ６にてフィルタリングされた後の受信デジタル信号を使用してＦＦＴの実行タイミングを決定し、一方、隣接チャネルが使用されていない場合には、フィルタＡ４にてフィルタリングされた後の受信デジタル信号を使用してＦＦＴの実行タイミングを決定する。
【００３７】
このように、本実施の形態の受信装置では、受信信号に隣接チャネル干渉成分が含まれているかどうかを確認し、隣接チャネル干渉成分が含まれている（隣接チャネルが使用されている）場合には、通過帯域の狭いフィルタＢ６でフィルタリングを行って得られた信号（隣接チャネル干渉成分が十分に抑圧された信号）を用いて周波数誤差の検出およびＦＦＴの実行タイミング検出を行うこととした。これにより、周波数誤差およびＦＦＴ実行タイミングの検出精度を向上させることができ、復調精度が向上する。
【００３８】
また、周波数誤差検出およびＦＦＴ実行タイミング検出以外の復調処理では、隣接チャネルの使用状況によらず、常に、通過帯域幅が広いフィルタＡ４でフィルタリングを行って得られた信号（所望波成分が抑圧されていない信号）を用いて行うようにしたので、周波数誤差検出およびＦＦＴ実行タイミング検出以外の復調処理についても高精度に行うことができる。
【００３９】
なお、ＣＩ比検出部５、閾値判定部７およびセレクタ８を削除し、常時、フィルタＢ６を通過した信号を用いてＦＦＴタイミングの決定および周波数誤差の検出を行うように構成することも可能である。
【００４０】
また、上記の第１の実施の形態では、周波数誤差検出処理で使用する信号に対してのみフィルタＢ（狭帯域なフィルタ）にてフィルタリングを行い、タイミング検出処理で使用する信号に対してはフィルタＡ（フィルタＢよりも広帯域なフィルタ）にてフィルタリングを行うように構成した場合について説明したが、これとは逆に、タイミング検出処理で使用する信号に対してのみフィルタＢにてフィルタリングを行い、周波数誤差検出処理で使用する信号に対してはフィルタＡにてフィルタリングを行うように構成することも可能である。この場合であっても、従来と比較して復調精度を向上させることができる。
【００４１】
すなわち、周波数誤差の検出および周波数誤差の補正（周波数同期獲得処理）で使用する信号とタイミング検出（タイミング同期獲得処理）で使用する信号の少なくともいずれか一方として、隣接チャネルからの干渉成分を十分に抑圧可能な程度に狭帯域なフィルタでフィルタリングされた受信信号を使用することにより、復調精度を向上させることができる。
【００４２】
なお、上記各実施の形態ではマルチキャリア変調方式の通信システムに適用した場合の例について示したが、これに限定するものではなく、シングルキャリア変調方式の通信システムに対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
３  ＡＤ変換部（Ａ／Ｄ）、４  フィルタＡ、５  ＣＩ比検出部、６  フィルタＢ、７  閾値判定部、８  セレクタ、９  周波数誤差検出部、１０  周波数誤差補正部、１１，１１ａ  タイミング検出部。
【図１】
2011041060.tif 000003
【図２】
2011041060.tif 000004
【図３】
2011041060.tif 000005