(57)【要約】  本発明は直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）パケット検出ユニットを提供する。１つの実施例において、ＯＦＤＭパケット検出ユニット（１４２）は受信シンボルと記憶された標準シンボルを相互相関し、相関結果を生成するように構成された相関指示器（１４３）を含む。加えて、ＯＦＤＭパケット検出ユニット（１４２）はまた、相関指示器（１４３）に接続され、相関結果と閾値との比較に基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）配置ピーク（１４１）に対してパケット検出信号を生成するように構成された閾値識別器（１４４）を含む。
2007537685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）パケット検出ユニットであって：
受信シンボルと記憶された標準シンボルを相互相関し、相関結果を生成するように構成された相関指示器と；
前記相関指示器に接続され、前記相関結果と閾値との比較に基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）配置ピークに対してパケット検出信号を生成するように構成された閾値識別器とを含む、前記パケット検出ユニット。
【請求項２】
請求項１記載のパケット検出ユニットにおいて、前記パケット検出信号が正しいＦＦＴ配置位置を示す、前記パケット検出ユニット。
【請求項３】
請求項１記載のパケット検出ユニットにおいて、前記パケット検出信号が有効ＯＦＤＭパケットを示す、前記パケット検出ユニット。
【請求項４】
請求項１記載のパケット検出ユニットにおいて、前記受信シンボルが長トレーニング・シーケンスである、前記パケット検出ユニット。
【請求項５】
請求項１記載のパケット検出ユニットにおいて、前記記憶された標準シンボルが、ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇで構成されたグループから選択された標準に準拠する長トレーニング・シーケンスである、前記パケット検出ユニット。
【請求項６】
請求項１記載のパケット検出ユニットにおいて、前記閾値がプログラム可能である、前記パケット検出ユニット。
【請求項７】
直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）パケット検出方法であって：
相関結果を生成するように受信シンボルと記憶された標準シンボルを相互相関し；
前記相関結果と閾値との比較に基づき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）配置ピークに対してパケット検出信号を生成することを含む、前記パケット検出方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記パケット検出信号が正しいＦＦＴ配置位置を示す、前記方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法において、前記パケット検出信号が有効ＯＦＤＭパケットを示す、前記方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法において、前記受信シンボルが長トレーニング・シーケンスである、前記方法。
【請求項１１】
請求項７記載の方法において、前記記憶された前記記憶された標準シンボルが、ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇで構成されたグループから選択された標準に準拠する長トレーニング・シーケンスである、前記方法。
【請求項１２】
請求項７記載の方法において、前記閾値がプログラム可能である、前記方法。
【請求項１３】
直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）受信機であって；
受信機アンテナに接続された受信部と；
前記受信部に接続された高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部と；
前記ＦＦＴ部に接続され、
受信シンボルと記憶された標準シンボルとの相互相関を取り、相関結果を出力する相関指示器と、
前記相関指示器に接続され、前記相関結果と閾値との比較に基づき高速フーリエ変換配置（ＦＦＴ）ピークに対してパケット検出信号を生成する閾値識別器とを含むＯＦＤＭパケット検出ユニットと；
前記ＯＦＤＭパケット検出ユニットに接続された出力部とを含む、前記受信機。
【請求項１４】
請求項１３記載の受信機において、前記パケット検出信号が正しいＦＦＴ配置位置を示す、前記受信機。
【請求項１５】
請求項１３記載の受信機において、前記パケット検出信号が有効ＯＦＤＭパケットを示す、前記受信機。
【請求項１６】
請求項１３記載の受信機において、前記受信シンボルがプログラム可能である、前記受信機。
【請求項１７】
請求項１３記載の受信機において、前記記憶された標準シンボルが、ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇで構成されたグループから選択された標準に準拠する長トレーニング・シーケンスである、前記受信機。
【請求項１８】
請求項１３記載の受信機において、前記閾値がプログラム可能である、前記受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に通信システムに関わり；更に詳細には直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）パケット検出ユニット、ＯＦＤＭパケット検出方法並びに本パケット検出ユニットまたは方法を用いたＯＦＤＭ受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムは、ますますより高度で複雑な計算アルゴリズムを実行するために、広範囲にデジタル信号処理技術を採用している。新たな技術および製品並びにサービスに対する要望の増加に伴い応用範囲は拡大している。無線携帯通信において、チャンネルはしばしば時間と共に変化しているが、それは送信機と受信機との間の相対的な動きおよび多重経路伝搬によるためである。そのような時間による変化はフェージングと呼ばれ、システム性能を著しく損なう場合がある。データ速度がチャンネル帯域幅に比較して高い場合、多重経路伝搬は周波数に依存し、シンボル間信号干渉（ＩＳＩ：ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を引き起こす可能性がある。
【０００３】
直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）はＩＳＩチャンネルを、ＩＳＩとは無関係な並列副チャンネルの組に変換する。ＯＦＤＭトレーニング・シーケンスが各々の送信フレームの開始時点でデータ・ペイロードの先頭に挿入され、各々の受信フレームから取り除かれる。ＯＦＤＭトレーニング・シーケンスはＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ仕様に準拠したものであり、ＯＦＤＭ受信機が同期を完了し、チャンネル推定（ｃｈａｎｎｅｌ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行えるようにするためのものである。このトレーニング・シーケンスは典型的に１０個の短シーケンス・フィールド、続いて２つの長シーケンス・フィールドおよび１つの信号フィールドを含む。２つの長シーケンス・フィールドおよび信号フィールドは、ＩＳＩ除去を可能とするガード間隔を採用している。逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）がＯＦＤＭ送信機で用いられ、高速フーリエ変換がＯＦＤＭ受信機で用いられている。ＯＦＤＭ受信機では、同期に影響を与えるＦＦＴ配置の正しい位置を示すために、典型的に相互相関器およびピーク検出器を用いている。
【０００４】
ＯＦＤＭパケット検出、物理層アルゴリズムは受信し繰り返された短トレーニング・シンボルを用いて、ＯＦＤＭ短トレーニング・シンボルを検出するために自動相関を使用している。ＯＦＤＭの短と長トレーニング・シンボルの境界は自動相関の値が著しく低下した時点で検出される。しかしながら、このＯＦＤＭパケット検出アルゴリズムは雑音またはＦＦＴ配置に悪影響を与える非ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ事象により誤ってトリガを掛ける可能性がある。パケット検出アルゴリズムが誤ってトリガを掛けた場合、ＯＦＤＭ受信機はＦＦＴシンボル境界推定を行い、間違ったものであるにもかかわらずＯＦＤＭ信号フィールドの復号を実施する。
【０００５】
ＯＦＤＭ信号フィールドは単パリティー・ビットのみで保護されており、その４ビット速度フィールドは典型的に、定義された潜在速度の５０％を有するのみである。無効パケット検出が発生すると、ＯＦＤＭ受信機がＯＦＤＭ信号フィールド内の誤り検出に失敗する確率が２５％存在し、その無効パケットを処理するために計算資源を浪費し、復号されたパケットを媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）に送り、これは続いてそのパケットが無効であることを判定するためにその資源を浪費する。受信機のみが無効パケットを処理するためにその資源を浪費するに止まらず、その処理のため受信機が有効ＯＦＤＭパケットを見逃し、更にそのような誤りが実際生じなかった場合に、ＭＡＣがその無効パケットに関するフレーム・チェック・シーケンス誤りを報告するようになす可能性がある。
従って、当技術分野で必要とされているのは、有効ＯＦＤＭパケットを更に信頼性高く検出し、それにより無効パケットの検出ならびに処理を減らすための方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、当技術分野で必要とされているのは、有効ＯＦＤＭパケットを更に信頼性高く検出し、それにより無効パケットの検出ならびに処理を減らすための方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来技術の上記欠点を解決するために、本発明はＯＦＤＭパケット検出ユニットを提供する。１つの実施例において、本ＯＦＤＭパケット検出ユニットは受信されたシンボルと記憶されている標準シンボルとの相互相関を取り、相関結果を出力するように構成された相関指示器を含む。さらに、ＯＦＤＭパケット検出ユニットはまた、相関指示器に結合され相関結果と閾値との間の比較に基づきＦＦＴ配置ピーク用のパケット検出信号を生成するように構成された閾値識別器を含む。
【０００８】
別の特徴として、本発明はＯＦＤＭパケットを検出するための方法を提供する。この方法は受信したシンボルと記憶されている標準シンボルとの間で相互相関を取って相関結果を出力し、相関結果と閾値との間の比較に基づきＦＦＴ配置ピーク用のパケット検出信号を生成することを含む。
【０００９】
本発明は更に別の特徴として、ＯＦＤＭ受信機を提供する。このＯＦＤＭ受信機は受信アンテナに結合された受信部、受信部に結合されたＦＦＴ部およびＦＦＴ部に結合されたＯＦＤＭパケット検出ユニットを採用している。ＯＦＤＭパケット検出ユニットは、受信されたシンボルと記憶されている標準シンボルとの相互相関を取り、相関結果を出力する相関指示器を含む。ＯＦＤＭパケット検出ユニットはまた、相関指示器に結合され相関結果と閾値との間の比較に基づきＦＦＴ配置ピーク用のパケット検出信号を生成するように構成された閾値識別器を含む。ＯＦＤＭ受信機はまた、ＯＦＤＭパケット検出ユニットに結合された出力部を含む。
【００１０】
以上は本発明の好適な、またそれに代わる機能の概要であり、当業者が以下の本発明の詳細な説明をより良く理解できるように提示したものである。本発明の別の特徴がこれ以降に説明されている。当業者は開示された概念および特定の実施例を基本として使用し、本発明と同一目的を実施するための別の構造の設計および改変を容易に行えることは理解されよう。
【実施例】
【００１１】
本発明を更に完全に理解するために、添付図を参照して以下の説明を行う。
【００１２】
最初に図１を参照すると、図示されているのは本発明の原理に基づき構築され、全体として１００で示されている一対のＯＦＤＭ送信機／受信機の１つの実施例のシステム図である。ＯＦＤＭ送信機／受信機対１００はＯＦＤＭ送信機１０５およびＯＦＤＭ受信機１３０を含む。ＯＦＤＭ送信機１０５は送信機入力１０６、送信機入力部１１０、送信機変換部１１５、送信機出力部１２０および送信アンテナ１２４を含む。ＯＦＤＭ受信機１３０は受信アンテナ１３１、受信機入力部１３５、ＦＦＴ部１４０、受信機出力部１４５および受信機出力１４８を含む。
【００１３】
送信機入力部１１０は、送信機入力１０６に結合された送信フォワード・エラー・コレクション（ＦＥＣ：ｆｏｒｗａｒｄ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）段１１１と、直交振幅変調（ＱＡＭ：ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）マッピング段１１２を含む。送信機変換部１１５はＮ点逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）段１１６を含む。送信機出力部１２０は有限インパルス応答（ＦＩＲ：ｆｉｎｉｔｅ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ段１２１、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）段１２２および送信無線周波数（ＲＦ）段１２３を含み、これは送信アンテナ１２４に結合されている。
【００１４】
受信機入力部１３５は、受信アンテナ１３１に接続された受信ＲＦ段１３６と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）段１３７を含む。ＦＦＴ部１４０は、ＦＦＴ段１４１とＯＦＤＭパケット検出ユニット１４２を含む。受信機出力部１４５はＱＡＭ復号器段１４６と受信ＦＥＣ段１４７を含み、これは受信機出力１４８に接続されている。
【００１５】
送信ＦＥＣ段１１１は送信機入力１０６から得られた送信入力信号に対してフォワード・エラー・コレクションを施し、誤り訂正された入力信号をＱＡＭマッピング段１１２に供給する。ＱＡＭマッピング段１１２は誤り訂正された送信入力信号を送信用に符号化し、それをＩＦＦＴ段１１６へ提供する。Ｎ点ＩＦＦＴ段１１６は誤り訂正された送信入力信号を周波数領域から時間領域へ変換し、それをＦＩＲフィルタ段１２１へ供給し、ここで更にフィルタ処理されて送信される。ＤＡＣ段１２２は、変換、フィルタ処理および誤り訂正された送信入力信号をデジタル送信信号から、アナログ送信信号に変換し、此処でこれは更に信号処理並びに変調されて送信アンテナ１２４を含む送信ＲＦ段１２３で送信される。
【００１６】
送信された信号は受信アンテナ１３１を有する受信ＲＦ段１３６で受信される。このアナログ、時間領域受信信号は、信号処理、変調されてＡＤＣ段１３７に供給され、此処でアナログ信号からデジタル信号に変換されＦＦＴ部１４０に供給される。ＦＦＴ段１４１は受信信号を時間領域から周波数領域に変換し、ＯＦＤＭパケット検出ユニット１４２を用いて変換の適切なタイミングを指示する。ＱＡＭ復号器１４６は変換された受信信号を復号し、これはＦＥＣ段１４７により前方誤り訂正されて受信出力信号として受信機出力１４８から提供される。
【００１７】
ＯＦＤＭパケット検出ユニット１４２は相関指示器１４３と閾値識別器１４４を含む。相関指示器１４３は受信シンボルと記憶されている標準シンボルとを相互相関し、相関結果を生成する。閾値識別器１４４は相関指示器１４３に接続され、相関結果と閾値との間の比較に基づいてＦＦＴ配置ピーク用のパケット検出信号を生成する。相関結果の強度は受信シンボルと記憶されているシンボルの類似性に依存する。図示された実施例において、記憶されているシンボルはＩＥＥＥ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇから成るグループから選択された標準に準拠する長トレーニング・シーケンスである。相関結果は受信シンボルが適切に長トレーニング・シーケンスに関係する時にピークに達する。
【００１８】
相関結果と閾値との間の比較により、受信されたシンボルが雑音または別の非ＯＦＤＭ信号への応答ではなく、本当にＯＦＤＭパケットの一部であることを更に高いレベルで検証できる。必要な検証レベルは選択された閾値レベルで決定される。閾値レベルはプログラム可能であり、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアから構成されたグループの１つまたはいくつかを用いて実現できる。この処置によりパケット検出信号が有効ＯＦＤＭパケットを含む正しいＦＦＴ配置位置をより一層正しく示すことが可能となり、これによりＯＦＤＭ受信機１３０のより信頼性の高い動作が可能となる。
【００１９】
次に図２に移ると、本発明の原理に基づき構築された、ＯＦＤＭパケット検出ユニットの１つの実施例が全体として２００で図示されている。ＯＦＤＭパケット検出ユニット２００はＦＦＴ段２０３が付属されており、これはデジタル時間領域入力信号２０１を受け取り、等価の周波数領域出力信号２０２を提供する。ＯＦＤＭパケット検出ユニット２００は相関指示器２０５と閾値識別器２１０を含む。
【００２０】
相関指示器２０５は、時間領域入力信号２０１の少なくとも１部である入力信号２０４を受け取り、受信シンボル・モジュール２０６、記憶された標準シンボル・モジュール２０７および相関結果２０９を生成する相互相関モジュール２０８を含む。閾値識別器２１０は比較モジュール２１１と閾値モジュール２１２を含み、これは閾値２１３を提供する。比較モジュール２１１は相関結果２０９を受け取り、パケット検出信号２１４を生成する。パケット検出信号２１４は時間領域入力信号２０１内のＦＦＴ操作の正しい配置を可能とする。
【００２１】
受信シンボル・モジュール２０６は、受信シンボルのバッファリングを行い、記憶されている標準シンボル・モジュール２０７から供給される、記憶された長トレーニング・シーケンスと相互相関をとる。相互相関は受信シンボルを記憶された長トレーニング・シーケンスと畳み込み演算（ｃｏｎｖｏｌｖｅ）することを含む。受信されたシンボルが、高い信号対雑音比を示すＯＦＤＭパケットに関連する長トレーニング・シーケンスに一致する時に、相関結果は持続的なピーク値を形成し、続いて相関演算の間に消滅する。しかしながら、高い雑音または強い非ＯＦＤＭ信号の信号干渉環境はこの理想型から著しく乖離した相関結果を与え、そうでなければ無効パケットが処理されるかまたは有効パケットが失われることを引き起こしかねない。
【００２２】
比較モジュール２１１は相関結果２０９と閾値モジュール２１２から与えられる閾値２１３と比較する。閾値モジュール２１２はソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはそれらの組み合わせを用いて、プログラム可能な閾値２１３を与える。閾値２１３は相互相関処理中は一定である。これに代わって、閾値２１３を相互相関中に変化させて相関結果を時間に渡って検証し、これにより或る水準の受容性を検証することも可能である。加えて、閾値２１３を適当な測定基準、例えば受信シンボルの信号対雑音比に基づいて適応的に選択することもできる。比較モジュール２１１は相関結果を閾値２１３に関して積算するかまたはそうでなければ平滑化またはフィルタ処理するか、または複数の受信シンボルを用いて比較を行う。適切な閾値を採用することにより、パケット検出信号２１４はＯＦＤＭパケット受信の質を高める。
【００２３】
次に図３に移ると、本発明の原理に基づき実行され、全体として３００で示されているＯＦＤＭパケット検出方法の１つの実施例の流れ図を図示する。方法３００はＯＦＤＭ受信機で採用されており、ステップ３０５から開始する。ＦＦＴ配置ピークに関連する閾値がステップ３１０で決定される。この閾値はプログラム可能な閾値レベルを採用しており、これはソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェア、同様にそれらの任意の組み合わせを用いた方法で決定される。加えて、この閾値は選択された後一定に保たれるかまたは、特定の用途に適合するように変更することも可能である。次にステップ３１５で、受信シンボルが記憶されている標準シンボルと相互相関され相関結果を生成する。
【００２４】
判定ステップ３２０において、ステップ３１５での相互相関での相関結果がステップ３１０で決定された閾値を超えるか否かが判定される。相関結果が閾値未満の場合、受信シンボルは有効ＯＦＤＭパケットの一部では無いと想定され、方法３００はステップ３１０へ戻り此処で既存の、または別の閾値が、同じまたは別の受信シンボルに対して適用される。ステップ３１５で相関結果が閾値より大きい場合、これは受信シンボルが有効ＯＦＤＭパケットの一部であるという証であり、それは記憶された標準シンボルが長トレーニング・シーケンスがＩＥＥＥ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ標準に一致するためである。従って、これは受信シンボルが所望通りに長トレーニング・シーケンスで有ることを示している。パケット検出信号がステップ３２５で与えられ、ＦＦＴ配置ピークと有効ＯＦＤＭパケットに関連する正しいＦＦＴ配置位置を示している。方法３００はステップ３３０で終わる。
【００２５】
此処に開示された方法は特定の順序で実行される特定のステップを参照して説明および図示されているが、これらのステップは組み合わせたり、分割したりまたは並べ替えて、本発明の教えから逸脱することなく等価の方法を形成できることを理解されよう。従って、此処に具体的に示されていない場合を除いて、これらステップの順序または組み合わせは本発明を制限するものではない。
【００２６】
要約すれば、ＯＦＤＭパケット検出ユニットを用いた本発明の実施例、検出方法、および本ユニットまたは方法を用いたＯＦＤＭ受信機が提示されている。長所は、雑音または非ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ信号による、偶発的パケット検出条件誘発を好適に防止する点である。長トレーニング・シーケンスを適切な記憶されているシーケンスと相互相関することにより、ＦＦＴ配置ピークが与えられる。ＦＦＴ配置ピークは次に閾値と比較され、このレベルはプログラム可能であり好適に特定の用途に応じて決定される。長トレーニング・シーケンスをプログラム可能閾値と相互相関することを用いる、この組み合わせにより、ＦＦＴ配置ピークを用いたＯＦＤＭパケットの検証を行う機能が強化される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の原理に基づき構築された直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）送信機／受信機対の１つの実施例のシステム図を示す。
【図２】図２は本発明の原理に基づき構築されたＯＦＤＭパケット検出ユニットの１つの実施例の図を示す。
【図３】図３は本発明の原理に基づき実行されるＯＦＤＭパケット検出方法の１つの実施例の流れ図を図示する。
【図１】
2007537685.tif 000003
【図２】
2007537685.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
2007537685.tif 000006
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