(57)【要約】【課題】無線信号を受信する際に、ＡＧＣに伴う振幅レベルの変動が無線信号のＵＷ領域までかかってしまっても、フレームの同期位置の推定精度の低下を抑えることができる。【解決手段】本発明にかかる受信装置１００の代表的な構成は、受信した無線信号を増幅する自動利得制御（ＡＧＣ）部１１０と、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行うフレーム同期部１２０とを備え、無線信号は、フレーム同期信号であるユニークワードが含まれるＵＷ領域１２８を含んでいて、フレーム同期部１２０は、ＵＷ領域１２８の後側の一部のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した無線信号を増幅する自動利得制御部と、
受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行うフレーム同期部とを備え、
前記無線信号は、フレーム同期信号が含まれる第１領域を含んでいて、
前記フレーム同期部は、前記第１領域の後側の一部のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、前記参照信号の波形と前記無線信号の波形とを比較して、該無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記無線信号は、前記第１領域と、前記第１領域の後側に連続する第２領域とを含み、
前記フレーム同期部は、前記第１領域の後側の一部から前記第２領域にまたがる領域のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、前記参照信号の波形と前記無線信号の波形とを比較して、前記無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記第１領域は、フレーム同期信号であるユニークワードを含むＵＷ領域であり、
前記第２領域は、前記無線信号のチャネル種別に関する情報が含まれるＣＩ領域であることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行う受信方法において、
前記無線信号は、フレーム同期信号が含まれる第１領域を含んでいて、
受信した無線信号を増幅し、
前記第１領域の後側の一部のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、
前記参照信号の波形と前記無線信号の波形とを比較して、該無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする受信方法。
【請求項５】
前記無線信号は、前記第１領域と、前記第１領域の後側に連続する第２領域とを含み、
前記第１領域の後側の一部から前記第２領域にまたがる領域のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、
前記参照信号の波形と前記無線信号の波形とを比較して、前記無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行う受信装置および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局や携帯端末などによる無線通信の手段の一つとして、同じ周波数帯域の信号を時間軸で細かく分けて多数のチャネルを作り、送受信する信号を複数のタイムスロットに時分割したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）がある。
【０００３】
ＴＤＭＡでは同一の周波数帯域を時分割して複数の携帯端末と通信を行うが、携帯端末ごとに距離による遅延が異なり、また携帯端末が移動することによって遅延が変動する。このため、受信側の装置は、タイムスロットごとに同期位置を推定し、フレームタイミングの同期を行う必要がある。フレームタイミングの同期には、受信した無線信号の中でフレーム同期信号であるユニークワードが含まれる領域（ＵＷ領域）によって、同期位置を検知する。
【０００４】
一方、携帯端末の移動や周囲の環境の変化によって受信した無線信号の強度が変動しても、最適レベルの無線信号を処理できるよう、信号の強弱に応じて利得を自動で適切な強度に制御するＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）が用いられている。例えば、特許文献１では、移動端末装置からの信号の変動に応じて、利得を決める最適なステップ定数を判定し、信号レベルおよびステップ定数に基いて、ＡＧＣによる利得を決定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９７６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＧＣによる信号の増幅は、フレームタイミングの同期と同様に、タイムスロットごとに行われる。しかし、ＡＧＣによって所定のレベルまで信号を増幅させる際、受信信号の振幅レベルが所定のレベルに収束するまで、ＡＧＣによって増幅率を変動させることになるため、受信信号の振幅レベルが不安定、つまり、振幅レベルが変動する状態になる。一方、ＵＷ領域はタイムスロットの先頭近傍（データ領域より前）にあり、上記振幅レベルの変動がＵＷ領域にかかると、ＵＷ領域の波形がひずんでしまう。ＵＷ領域の波形がひずむと参照信号の波形との比較において相関度（波形の一致の程度）が低下してしまい、同期位置の推定の精度が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
仮に、特許文献１に記載の技術のように、ＡＧＣによる利得を最適なものに決定したとしても、増幅の立ち上がり時の振幅レベルの変動は防ぐことができない。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑み、無線信号を受信する際に、ＡＧＣに伴う振幅レベルの変動が無線信号のＵＷ領域までかかってしまっても、フレームの同期位置の推定精度の低下を抑えることが可能な受信装置および受信方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる受信装置の代表的な構成は、受信した無線信号を増幅する自動利得制御部と、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行うフレーム同期部とを備え、無線信号は、フレーム同期信号が含まれる第１領域を含んでいて、フレーム同期部は、第１領域の後側の一部のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする。
【００１０】
上記無線信号は、第１領域と、第１領域の後側に連続する第２領域とを含み、フレーム同期部は、第１領域の後側の一部から第２領域にまたがる領域のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定するとよい。
【００１１】
上記第１領域は、フレーム同期信号であるユニークワードを含むＵＷ領域であり、上記第２領域は、無線信号のチャネル種別に関する情報が含まれるＣＩ領域であるとよい。
【００１２】
本発明にかかる受信方法の代表的な構成は、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行う受信方法において、無線信号は、フレーム同期信号が含まれる第１領域を含んでいて、受信した無線信号を増幅し、第１領域の後側の一部のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定することを特徴とする。
【００１３】
上記無線信号は、第１領域と、第１領域の後側に連続する第２領域とを含み、第１領域の後側の一部から第２領域にまたがる領域のデータに基づいて参照信号の波形を生成し、参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定するとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、無線信号を受信する際に、ＡＧＣに伴う振幅レベルの変動が無線信号のＵＷ領域までかかってしまっても、フレームの同期位置の推定精度の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】受信装置が無線信号を受信したときの受信方法を示すブロック図である。
【図２】相関処理の一例を示す図である。
【図３】受信装置のフレームのフォーマットを示している。
【図４】ＣＩビットのコーディング規約を示している。
【図５】受信装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
図１は、受信装置１００が無線信号を受信したときの受信方法を示すブロック図である。なお、便宜上、アンテナ１０２、アンプ部１０４（図ではＡＭＰと示している）およびＡ／Ｄ部１０６（アナログ・デジタル変換部）は、それぞれ複数あるうちの１つにだけ番号を振っている。
【００１８】
ＴＤＭＡによって無線通信を行う受信装置１００は、アンテナ１０２で受信した無線信号をアンプ部１０４によって増幅する。受信する無線信号はアナログ信号であるため、アンプ部１０４によって増幅された無線信号をＡ／Ｄ部１０６でデジタル信号に変換する。
【００１９】
デジタル信号に変換された無線信号は変調されているため、無線通信部１０８の復調部１１２で元の信号に復調される。Ａ／Ｄ部１０６の出力はＡＧＣ部１１０にも入力されていて、復調部１１２における信号の処理に最適なレベルまで信号を増幅するよう、ＡＧＣ部１１０がアンプ部１０４の利得を自動で制御する。
【００２０】
制御部１１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により受信装置１００全体の機能を管理および制御している。また、フレーム同期部１２０では、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行う。プロトコル制御部１２２は、マイクロプロセッサを用いて構成され、受信データの転送制御、情報伝達先候補の捕捉、情報伝達先候補の比較判定等の機能を実行する。
【００２１】
図２は相関処理の一例を示す図である。図２（ａ）は、受信装置１００が既知の参照信号である。参照信号は、従来はフレーム同期信号であるユニークワードの波形であるが、本実施形態では後述するようにＵＷ領域の後側の一部、または、ＵＷ領域の後側の一部から第２領域にまたがる領域を用いる。図２（ｂ）は、受信装置１００が受信した無線信号を示している。図２（ｃ）は、参照信号と無線信号との相関をとって得られた同期位置を示している。
【００２２】
受信装置１００は、図２（ａ）で示す参照信号と、図２（ｂ）で示す受信した無線信号との相関をとることにより同期を行う。具体的には、少しずつ無線信号と参照信号とをずらしながら相関関数を計算し、図２（ｃ）で示すように、相関度（相関出力）がピークとなる位置を同期位置と推定する。
【００２３】
図３は、受信装置１００のフレーム１２４のフォーマットを示している。フレーム１２４は、１つのタイムスロットの信号である。波形１２６は受信信号の振幅レベルであって、立ち上がり部１２６ａで振幅レベルの変動が生じている様子を示している。
【００２４】
なお、図３中の「Ｒ」は、２ビットの過渡応答用ランプタイムを示し、「ＳＳ」は、２ビットのスタートシンボルを示し、「ＰＲ」は、６ビットのプリアンブルを示し、「ＵＷ」は、１６ビットのユニークワードを示し、「ＣＩ」は、４ビットのチャネル種別を示している。また、受信した無線信号は、フレーム同期信号が含まれる第１領域であるＵＷ領域１２８を含んでいる。さらに、無線信号には、ＵＷ領域１２８の後側に連続する第２領域であるＣＩ領域が含まれている。
【００２５】
ＡＧＣ部１１０による無線信号の増幅率のコントロールはスタートシンボル（ＳＳ）から開始され、ＵＷ領域までには所定のレベルまで増幅される。しかし、ＡＧＣ部１１０が無線信号を所定のレベルまで信号を増幅させる際、受信信号の振幅レベルが所定のレベルに収束するまで、増幅率を変動させることになるため、受信信号の振幅レベルが不安定、つまり、振幅レベルが変動する状態になる。そして、図３で示すように、ＵＷ領域１２８がタイムスロットの先頭近傍にあることから、振幅レベルの変動がＵＷ領域１２８にまでかかってしまい、ＵＷ領域１２８の波形がひずんでしまう。ＵＷ領域１２８の波形がひずむと参照信号の波形との比較において相関度が低下してしまい、同期位置の推定の精度が低下してしまう。
【００２６】
そこで、本実施形態では、ＵＷ領域１２８の後側の一部、または、ＵＷ領域１２８の後側の一部からＣＩ領域にまたがる領域１３０のデータに基づいて参照信号の波形を生成する。ＣＩ領域とは、チャネル種別に関する情報が含まれる領域である。生成した参照信号の波形と無線信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を決定している。つまり、ＡＧＣ部１１０によって振幅レベルが大きく変動してしまったＵＷ領域１２８の前側は、参照信号との比較に使用せず、ＵＷ領域１２８の後側の一部、または、ＵＷ領域１２８の後側の一部からＣＩ領域にまたがる領域１３０を参照信号との比較に使用する。
【００２７】
図４は、ＣＩビットのコーディング規約を示している。コーディング規約には、ＣＩにおける４ビットの値が示すチャネル種別が記載されている。例えば、ＰＣＨは一斉呼び出しチャネル、ＳＣＣＨは、個別セル用チャネル、ＴＣＨは、通話チャネルといったように決められている。図４で示すように、ＣＩビットには決められたコードがあるため、そのデータを元に制御部１１６は、参照信号の波形を生成することができる。
【００２８】
図５は、受信装置１００の動作を示すフローチャートである。受信装置１００の制御部１１６は、ＡＧＣ部１１０からの情報（たとえば、増幅率の変動に関する情報）により、無線信号のＵＷ領域１２８の振幅レベルに変動があるかを判定する（ステップＳ２０２）。ＵＷ領域の振幅レベルに変動がない場合（ステップＳ２０２のＮＯ）、制御部１１６は、無線信号のＵＷ領域１２８と受信装置１００が記憶している参照信号とを比較して相関処理を行い、同期位置を推定する（ステップＳ２１２）。
【００２９】
ＵＷ領域１２８の振幅レベルに変動がある場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、制御部１１６は、振幅レベルの変動が大きいＵＷ領域１２８の信号を除き、参照信号と相関処理を行う区間を短縮する（ステップＳ２０４）。制御部１１６は、ＵＷ領域１２８の振動レベルの変動が大きいと相関度が低下し、参照信号との同期位置の推定精度が劣化するためである。相関処理を行う区間を短くした結果、相関処理に必要なサンプル数限界であるかを判定する（ステップＳ２０６）。サンプル数限界でなかった場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、制御部１１６は、短縮されたＵＷ領域１２８と、これに対応する参照信号の波形（参照信号の波形も短縮する）によって相関処理を行い、同期位置の推定をする（ステップＳ２１２）。
【００３０】
一方、相関処理に必要なサンプル数が不足してしまった場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、制御部１１６は、プロトコル制御部１２２から得た無線信号のＣＩ種別の情報により、ＣＩビットのパターンを選ぶ（ステップＳ２０８）。制御部１１６は、ＣＩビットのパターンの情報を得たら、無線信号のＣＩ領域を相関処理に用いる領域として追加して、相関処理に使用する区間を拡張する（ステップＳ２１０）。制御部１１６は、既知のユニークワードの後側の一部とＣＩビットのデータに基づいて参照信号の波形（すなわち領域１３０に対応する波形）を生成し、受信した無線信号と参照信号の波形とを比較して、無線信号におけるフレームの同期位置を推定して決定する（ステップＳ２１２）。
【００３１】
上記構成によれば、受信した無線信号のＵＷ領域１２８の振幅レベルに大きな変動がある区間を除き、さらに、同期位置の推定に必要なサンプル数が足りない場合には、ＣＩ領域を追加するため、フレームの同期位置の推定精度の低下を抑えることができる。
【００３２】
つまり、受信した無線信号の同期推定の精度が改善されるため、受信性能が向上し、再送処理が削減されるため、受信装置１００の消費電力を減らすことができる。また、受信性能が向上することで、セルエッジなどの電波状況が不安定な場所でも接続可能となり、カバーエリアを広げることができるため、基地局の設置数を減らすことで、運用コストの削減も可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、ＵＷ領域の振幅レベルが大きく変動した箇所を検知して相関処理に用いる区間から除いたり、当該大きく変動した箇所を相関処理に用いる区間から除いた後に相関処理に用いる区間にＣＩ領域を追加したりしていたが、予め、相関処理に用いる区間をＣＩ領域の範囲だけ後ろにずらした状態で参照信号の波形を生成することでも同様の効果を得られる。これにより、振幅レベルの変動部分の検知を省略することができる。ただしこの方法では、振幅レベルの変動が長引いた場合には、変動部分が相関処理の区間に含まれることがある。しかし、振幅レベルに大きな変動がある部分を減らし、大きな変動がないと推定できるＣＩ領域をフレーム同期の処理区間に含むため、同期位置の推定精度の低下を抑えることが可能である。
【００３４】
なお、本実施形態では、ＵＷ領域１２８の後側に連続する第２領域としてＣＩ領域で説明を行ったが、既知の信号であれば参照信号として用いることが可能である。さらに、ＵＷ領域１２８と連続した領域でなくとも、既知の信号であれば離れた領域であっても同様に相関処理の区間として利用することができる。また、相関処理の区間として利用される領域で送信される信号が既知の信号でなかったとしても、例えば、プロトコル制御部１２２が、プロトコルを基に次に受信する信号の信号種別を予測し、その予測結果を取得した制御部１１６が、当該予測結果を基に相関処理に用いる参照信号を生成してもよい。
【００３５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、受信した無線信号から同期位置を取得してフレーム同期を行う受信装置および受信方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００…受信装置、１０２…アンテナ、１０４…アンプ部（ＡＭＰ）、１０６…Ａ／Ｄ部（アナログ・デジタル変換部）、１０８…無線通信部、１１０…ＡＧＣ部、１１２…復調部、１１６…制御部、１２０…フレーム同期部、１２２…プロトコル制御部、１２４…フレーム、１２６…波形、１２６ａ…立ち上がり部、１２８…ＵＷ領域、１３０…領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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