(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された信号を受信する受信機において、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された複数の系列の信号における所定の同期信号を表すデータを記憶する記憶手段と、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化され、それぞれ異なる送信アンテナから出力された前記複数の系列の信号における前記同期信号に対応するデータのそれぞれに対して、前記記憶手段に記憶されたデータと比較して前記複数の系列の信号のそれぞれの伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記推定手段で推定された、複数の伝搬路応答の推定値のそれぞれに基づいて、前記複数の系列の信号のそれぞれの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、
前記周波数偏差算出部で算出された複数の周波数偏差のいずれか１つを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記周波数偏差に基づいて受信周波数の制御を行う周波数制御部と、を備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記複数の系列の信号は、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式の復号器によって復号する前の信号であって、ベースバンド信号をシリアル／パラレル変換器によって変換された信号であることを特徴とする請求項１記載の受信機。
【請求項３】
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された信号を受信する受信機により実行される受信方法において、
前記受信機は、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された複数の系列の信号における所定の同期信号を表すデータを記憶する記憶手段を備え、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化され、それぞれ異なる送信アンテナから出力された前記複数の系列の信号における前記同期信号に対応するデータのそれぞれに対して、前記記憶手段に記憶されたデータと比較して前記複数の系列の信号のそれぞれの伝搬路応答を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された、複数の伝搬路応答の推定値のそれぞれに基づいて、前記複数の系列の信号のそれぞれの周波数偏差を算出する周波数偏差算出ステップと、
前記周波数偏差算出ステップで算出された複数の周波数偏差のいずれか１つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップによって選択された前記周波数偏差に基づいて受信周波数の制御を行う周波数制御ステップと、を有することを特徴とする受信方法。
【請求項４】
前記複数の系列の信号は、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式の復号器によって復号する前の信号であって、ベースバンド信号をシリアル／パラレル変換器によって変換された信号であることを特徴とする請求項３記載の受信方法。
【請求項５】
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された複数の系列の信号のそれぞれを複数の送信アンテナを用いて送信する送信機と、前記複数の系列の信号を受信する受信機とを備えた無線通信システムであって、
前記受信機は、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された前記複数の系列の信号における所定の同期信号を表すデータを記憶する記憶手段と、
ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化され、それぞれ異なる送信アンテナから出力された前記複数の系列の信号における前記同期信号に対応するデータのそれぞれに対して、前記記憶手段に記憶されたデータと比較して前記複数の系列の信号のそれぞれの伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記推定手段で推定された、複数の伝搬路応答の推定値のそれぞれに基づいて、前記複数の系列の信号のそれぞれの周波数偏差を算出する周波数偏差算出部と、
前記周波数偏差算出部で算出された複数の周波数偏差のいずれか１つを選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記周波数偏差に基づいて受信周波数の制御を行う周波数制御部と、を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記複数の系列の信号は、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式の復号器によって復号する前の信号であって、ベースバンド信号をシリアル／パラレル変換器によって変換された信号であることを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式又は差動時空間ブロック符号化（ＤＳＴＢＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式により通信を行う受信機や受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムにおいて、フェージングへの耐性を高めて通信品質を向上させる手段として、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）技術の一つであるＳＴＢＣを用いた送信ダイバーシチ方式がある。
例えば、複数の送信アンテナを用いてダイバーシチ効果を得るために送信機側において伝搬路応答（チャネル応答）に応じた信号の重み付けを行う通信システムでは、送信機側が事前に伝送路状態情報（ＣＳＩ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を知る必要がある。ここで、ＣＳＩとは、具体的には、送信アンテナと受信アンテナとの間の応答特性を意味する。
【０００３】
これに対し、ＳＴＢＣ方式の場合は送信機側でＣＳＩを知る必要が無く、容易に送信ダイバーシチ効果を得ることが可能であるという利点がある。しかしながら、受信機側においては、他のＭＩＭＯ方式と同様にＳＴＢＣの復号を行う際にＣＳＩが必要であり、この目的のために、予めパターンを定めたパイロットと呼ばれる既知信号を周期的に配置する方法が一般的にとられている。パイロットの適切な配置周期は、対応すべき伝搬路の時間変動の速さ、つまりフェージング周波数によって定められ、フェージング周波数が高くなるほど配置周期を短くする必要がある。すなわち、高速フェージングの場合は情報の伝送効率が著しく損なわれる場合がある。
そこで、受信機側でもＣＳＩが不要な方式として、ＤＳＴＢＣを用いた送信ダイバーシチ方式が提案されている。ＤＳＴＢＣ方式は、受信機側における差動変換のために対雑音特性を犠牲にするという欠点があるものの、パイロット等が不要であり、高速フェージングへの対応が容易であるという利点がある。
【０００４】
ところで、移動通信システムで使用される受信機に備えるべき基本的機能として自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。これは、送信周波数と受信周波数の偏差（誤差）を検出し、受信周波数を送信周波数に一致するように制御するものである。このＡＦＣの精度は周波数偏差の検出精度に強く依存する。
周波数偏差検出方法としては、或る時間間隔を置いてＣＳＩを複数回に亘り観測し、フェージングに伴うＣＳＩの変動が十分に緩やかであるという仮定の下、ＣＳＩの位相変化から周波数偏差を求めることが一般的に行われている。特にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）伝送では、挿入されるガードインターバルを利用してＯＦＤＭシンボル内での位相変化から周波数偏差を求める方法なども用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、周波数偏差を検出するには或る時間間隔を置いてＣＳＩを観測することが有効である。現在ＳＴＢＣ方式が適用されるシステムはＯＦＤＭ伝送に基づくものが多く、他のＭＩＭＯ方式と同様に、個々の送信アンテナからのＣＳＩを観測するためにパイロットを伝送する際には、他の送信アンテナからのパイロットと干渉しないように、周波数軸上或いは時間軸上で分離して送信している。シングルキャリア伝送の場合は周波数軸上の分離は不可能であり、また時間軸で分離するためには、一つのパイロットを送信するために２つのシンボル時間を要することになり、伝送効率が低下する。すなわち、シングルキャリア伝送において、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式に適した周波数偏差検出方式は乏しいのが現状である。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて為されたものであり、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式を用いた通信システムにおいて、受信機による周波数偏差の検出を効果的に行えるようにする技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により所定の同期信号を含む信号を符号化して受信機により受信させるにあたり、前記受信機が、前記受信した信号における前記同期信号に対応するデータと予め記憶している符号化された前記同期信号を表すデータとを比較して伝搬路応答を推定するように構成した。
すなわち、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された信号を受信する受信機に、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された所定の同期信号を表すデータを記憶する記憶手段と、前記受信した信号における前記同期信号に対応するデータが入力され、当該入力されたデータと前記記憶手段に記憶されたデータとを比較して伝搬路応答を推定する推定手段と、を備えた。
【０００９】
このように、本発明では、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により通常は符号化されない同期信号を符号化して送信させる構成において、受信信号における同期信号に対応するデータ部分と参照信号（記憶手段に記憶されたデータ）とが一定の関係を持つことに着目し、これを利用して伝搬路応答を推定できるようにしている。
これにより、伝搬路応答の推定値から送信周波数と受信周波数の偏差（誤差）を求めることが可能になり、例えば、シングルキャリア伝送においても周波数偏差の検出を効果的に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式を用いた通信システムにおいて、受信機による周波数偏差の検出を効果的に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係るＳＴＢＣ伝送システムの構成例を示す図である。
【図２】周波数偏差検出器の構成例を示す図である。
【図３】周波数偏差算出器の構成例を示す図である。
【図４】フレーム構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に係るＤＳＴＢＣ伝送システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１には、ＳＴＢＣ方式を用いた通信システムであるＳＴＢＣ伝送システムの構成例を示してある。本例では、変調方式としてＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いる場合を仮定するが、他の変調方式を用いてもよい。
ＳＴＢＣ方式は、送信したい時系列データに対して、２シンボルを１つの処理単位として演算し、２本のアンテナから時間領域と空間領域で信号を組み換えて伝送する方式であり、２本のアンテナからそれぞれ直交する２種の系列を出力する。
本例のＳＴＢＣ伝送システムは、伝送対象の時系列データをＳＴＢＣ方式により符号化して送信する送信機、及び、ＳＴＢＣ方式により符号化された信号を受信して復号し、伝送対象の時系列データを得る受信機を有する。
【００１３】
本例の送信機は、入力部１０１、シリアル−パラレル変換器１０２、シンボルマッパ１０３、ＳＴＢＣ符号器１０４、送信ベースバンド部１０５−１，１０５−２、送信ＲＦ部１０６−１，１０６−２、周波数発振器１０７、送信アンテナ１０８−１，１０８−２を備える。
本例の受信機は、受信アンテナ１２１、受信ＲＦ部１２２、周波数発振器１２３、受信ベースバンド部１２４、シリアル−パラレル変換器１２５、ＳＴＢＣ復号器１２６、シンボルデマッパ１２７、パラレル−シリアル変換器１２８、出力部１２９を備え、更に、周波数偏差検出器１３０、周波数制御部１３１を備える。
【００１４】
本例の送信機では、概略的に、以下のような処理を行う。
すなわち、伝送対象となる時系列データのビット列（伝送ビット列）が入力部１０１に与えられると、シリアル−パラレル変換器１０２は、入力部１０１から入力される伝送ビット列を４ビット毎に束ねてシンボルマッパ１０３に出力する。シンボルマッパ１０３は、シリアル−パラレル変換器１０２から入力される４ビットの伝送ビット列に対して、２ビット毎にＱＰＳＫ変調によるシンボルマッピングを行い、２シンボル（１シンボル：２ビット）ずつをまとめたシンボルセットにしてＳＴＢＣ符号器１０４に出力する。ＳＴＢＣ符号器１０４は、入力されるシンボルセットに対してＳＴＢＣ符号化を行い、その結果を送信ベースバンド部１０５−１，１０５−２に出力する。
ＳＴＢＣ符号器１０４では、具体的には、入力されるシンボルセットをｓ１，ｓ２とした場合に、送信ベースバンド部１０５−１に対してｓ１，−ｓ２＊の順序のシンボル系列を出力し、送信ベースバンド部１０５−２に対してｓ２，ｓ１＊の順序のシンボル系列を出力する。ここで、ｘ＊はｘの共役複素である。
【００１５】
送信ベースバンド部１０５−１は、ＳＴＢＣ符号器１０４から入力されるシンボル系列に対して、波形整形等の処理を行い、ベースバンド信号を生成して送信ＲＦ部１０６−１に出力する。送信ＲＦ部１０６−１は、送信ベースバンド部１０５−１から入力されるベースバンド信号に対して、周波数変換、電力増幅等の処理を行い、その結果を送信アンテナ１０８−１に出力する。送信アンテナ１０８−１は、送信ＲＦ部１０６−１から入力される信号を無線により受信機に送信する。
【００１６】
送信ベースバンド部１０５−２は、ＳＴＢＣ符号器１０４から入力されるシンボル系列に対して、波形整形等の処理を行い、ベースバンド信号を生成して送信ＲＦ部１０６−２に出力する。送信ＲＦ部１０６−２は、送信ベースバンド部１０５−２から入力されるベースバンド信号に対して、周波数変換、電力増幅等の処理を行い、その結果を送信アンテナ１０８−２に出力する。送信アンテナ１０８−２は、送信ＲＦ部１０６−２から入力される信号を無線により受信機に送信する。
【００１７】
ここで、送信ＲＦ部１０６−１，１０６−２による周波数変換は、周波数発振器１０７の出力である周波数ｆＴＸの信号を基準として行われる。周波数変換の結果であるＲＦ信号の送信周波数は、送信ＲＦ部１０６−１，１０６−２で同一のものであり、これをＦＴＸとする。
【００１８】
本例の受信機では、概略的に、以下のような処理を行う。
すなわち、送信機から送信された信号が受信アンテナ１２１を介して受信されると、受信ＲＦ部１２２は、受信アンテナ１２１により受信された信号に対して、増幅、周波数変換、帯域制限等の処理を行い、ベースバンド信号を生成して受信ベースバンド部１２４に出力する。受信ベースバンド部１２４は、受信ＲＦ部１２２から入力されるベースバンド信号に対して、帯域制限等を含む波形整形等の処理を行ったのち、シンボル周期の複素離散信号としてシリアル−パラレル変換器１２５に出力する。シリアル−パラレル変換器１２５は、受信ベースバンド部１２４から入力される信号を２シンボルずつまとめてＳＴＢＣ復号器１２６に出力する。ＳＴＢＣ復号器１２６は、シリアル−パラレル変換器１２５から入力される２シンボルずつの信号に対して、ＳＴＢＣ符号化に対応する復号処理を行い、その結果をシンボルデマッパ１２７に出力する。
【００１９】
ＳＴＢＣ復号器１２６では、具体的には、２シンボルずつ入力される信号の値をそれぞれｒ１，ｒ２とした場合に、（式１）を用いて復号処理を行い、復号結果の信号ｑ１，ｑ２をシンボルデマッパ１２７に出力する。
【数１】
0005763963.tif 000002
ここで、（式１）において、ｈ１は送信アンテナ１０８−１から受信アンテナ１２１に至る伝搬路についての伝搬路応答であり、ｈ２は送信アンテナ１０８−２から受信アンテナ１２１に至る伝搬路についての伝搬路応答であり、パイロットや同期ワード等を用いて伝搬路応答推定器（図示せず）により求められる。
シンボルデマッパ１２７は、ＳＴＢＣ復号器１２６から入力される信号ｑ１，ｑ２に対して、ＱＰＳＫ変調に対応したビット判定を行い、４ビット分の信号をまとめてパラレル−シリアル変換器１２８に出力する。パラレル−シリアル変換器１２８は、シンボルデマッパ１２７から入力される４ビット分の信号をシリアル変換して出力部１２９に出力する。
【００２０】
ここで、受信ＲＦ部１２２で行う周波数変換は、周波数発振器１２３から出力される周波数ｆＲＸの信号を基準として行われる。周波数変換の結果であるＲＦ信号の受信周波数をＦＲＸとする。
送信機と受信機との間における通信が適切に行われるには、受信周波数ＦＲＸが送信周波数ＦＴＸに一致する、或いはその差が或る一定の許容値内にある必要がある。これを実現する機能、すなわちＡＦＣを具備するために、本例の受信機では、シリアル−パラレル変換器１２５の出力を周波数偏差検出器１３０に入力して推定周波数偏差を求め、その結果を周波数制御部１３１に出力する。そして、周波数制御部１３１が、周波数偏差検出器１３０から入力される推定周波数偏差を基準として、周波数偏差（送信周波数ＦＴＸと受信周波数ＦＲＸとの誤差（偏差））がより小さくなるように周波数発振器１２３の出力周波数ｆＲＸを制御する。
【００２１】
次に、周波数偏差検出器１３０の構成について説明する。
なお、以下では、図４に例示する構造のフレームを用いる場合について説明する。すなわち、伝送される１つのフレーム５０１の中に、所定の同期信号の一例として、既知のシンボル系列である同期ワード（ＳＷ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｗｏｒｄ）の信号列５０２が１０シンボル分挿入されているものとする。すなわち、本例のフレーム５０１は、データの信号列、同期ワードの信号列５０２、データの信号列の順に並べた構造となっており、同期ワードを含むフレーム全体がＳＴＢＣ符号化される。同期ワードは、同期対象となる送信機及び受信機において共通の固定化されたビットパターンとなっている。
本例では、フレームの先頭以外の位置（先頭より後ろの箇所）に同期ワードを配置するフレームフォーマットを用いているが、フレームの先頭の位置に同期ワードを配置するフレームフォーマットを用いてもよい。
【００２２】
ここで、２シンボル時間毎に変化する時系列番号ｎ（ｎ＝０，１，２，３，４）について、同期ワードの信号列５０２をａ（２ｎ），ａ（２ｎ＋１）で表すと、ＳＴＢＣ符号化により得られる送信アンテナ１０８−１側の同期ワード部分の出力５０３はａ（２ｎ），−ａ（２ｎ＋１）＊となり、ＳＴＢＣ符号化により得られる送信アンテナ１０８−２側の同期ワード部分の出力５０４はａ（２ｎ＋１），ａ（２ｎ）＊となる。また、受信アンテナ１２１により受信される信号における同期ワードに対応する部分の信号列５０５をｒ（２ｎ），ｒ（２ｎ＋１）とする。
【００２３】
図２には、周波数偏差検出器１３０の構成例を示してある。
本例の周波数偏差検出器１３０は、チャネル応答算出器１５１、参照信号メモリ１５２、周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２、選択器１５４を備えている。
【００２４】
ここで、本例の周波数偏差検出器１３０には、シリアル−パラレル変換器１２５から出力される信号の内、同期ワード５０２に対応する部分の信号列５０５が２シンボルずつ入力される。
また、参照信号メモリ１５２には、参照信号として、ＳＴＢＣ符号化された既知の同期ワード５０２を表すデータが予め格納（記憶）されている。以下の例では、参照信号メモリ１５２に、参照信号として、同期ワードの信号列５０２（ａ（２ｎ），ａ（２ｎ＋１））に対してＳＴＢＣ符号化を施した後の信号列、すなわち、ＳＴＢＣ符号化により得られる送信アンテナ１０８−１側の同期ワード部分の出力５０３（ａ（２ｎ），−ａ（２ｎ＋１）＊）を表すデータ、及び、ＳＴＢＣ符号化により得られる送信アンテナ１０８−２側の同期ワード部分の出力５０４（ａ（２ｎ＋１），ａ（２ｎ）＊）を表すデータが格納されているものとする。ここで、ａ（２ｎ）とａ（２ｎ＋１）の組み合わせを状態として定義し、各状態に状態番号等の識別情報を付して記憶するようにしてもよい。
【００２５】
チャネル応答推定器１５１は、シリアル−パラレル変換器１２５から入力される信号列５０５（ｒ（２ｎ），ｒ（２ｎ＋１））と、参照信号メモリ１５２に保持された参照信号（同期ワードの信号列５０２に対してＳＴＢＣ符号化を施した後の信号列５０３（ａ（２ｎ），−ａ（２ｎ＋１）＊）及び信号列５０４（ａ（２ｎ＋１），ａ（２ｎ）＊））とに基づき、（式２）を用いて伝搬路応答（チャネル応答）の推定値ｈ１（２ｎ）、ｈ２（２ｎ）を算出し、送信アンテナ１０８−１側の伝搬路応答の推定値ｈ１（２ｎ）を周波数偏差算出器１５３−１に出力し、送信アンテナ１０８−２側の伝搬路応答の推定値ｈ２（２ｎ）を周波数偏差算出器１５３−２に出力する。
【数２】
0005763963.tif 000003
ここで、（式２）において、スカラ部については、後に伝搬路応答の振幅成分は破棄されるため、省略して“１”とすることが可能である。
また、（式２）において、ａ（２ｎ）＊，−ａ（２ｎ＋１）は信号列５０３（ａ（２ｎ），−ａ（２ｎ＋１）＊）の共役複素であり、ａ（２ｎ＋１）＊，ａ（２ｎ）は信号列５０４（ａ（２ｎ＋１），ａ（２ｎ）＊）の共役複素であり、参照信号メモリ１５２に保持された参照信号から演算により求められて（式２）に代入される。また、例えば、ａ（２ｎ）とａ（２ｎ＋１）の組み合わせを状態として参照信号メモリ１５２に記憶しておき、これをチャネル応答推定器１５１に与え、チャネル応答推定器１５１において上記の各共役複素を求めるようにしてもよい。すなわち、参照信号メモリ１５２に保持する情報から上記の各共役複素が得られればよい。
【００２６】
このように、本例の受信機では、送信機から送信される信号に含まれる予定のＳＴＢＣ符号化された既知の同期ワード（参照信号）と、実際に送信されてきた信号における同期ワードに対応する部分とが、伝搬路応答に関して一定の関係（参照信号と受信信号の同期ワード部分とに基づいて（式２）により伝搬路応答を推定可能な関係）を持つことを利用して、伝搬路応答の推定値を取得できるようにしている。
なお、例えば、参照信号メモリ１５２に、参照信号として、同期ワードの信号列５０２に対してＳＴＢＣ符号化を施した後の信号列５０３及び５０４についての共役複素を表すデータを格納しておき、（式２）にそのまま代入するようにしてもよい。
【００２７】
周波数偏差算出器１５３−１は、チャネル応答推定器１５１から入力される送信アンテナ１０８−１側の伝搬路応答の推定値ｈ１（０），ｈ１（２），ｈ１（４），ｈ１（６），ｈ１（８）を用いてその位相を求め、位相変化量から周波数偏差Δｆ１を算出して選択器１５４に出力する。
周波数偏差算出器１５３−２は、チャネル応答推定器１５１から入力される送信アンテナ１０８−２側の伝搬路応答の推定値ｈ２（０），ｈ２（２），ｈ２（４），ｈ２（６），ｈ２（８）を用いてその位相を求め、位相変化量から周波数偏差Δｆ２を算出して選択器１５４に出力する。
なお、周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２により求められる周波数偏差Δｆ１，Δｆ２は本質的に同じものであるが、本例の受信機では、選択器１５４において、より確度の高い方を選択して周波数制御部１３１に出力する。
【００２８】
選択器１５４は、例えば、周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２から入力される周波数偏差Δｆ１，Δｆ２に基づいて、（式３）により伝搬路応答電力ｐ１，ｐ２をそれぞれ算出し、ｐ１≧ｐ２ならばΔｆ１を、それ以外ならばΔｆ２を選択する。なお、この選択基準は一例であり、他の選択基準により選択する方法を採用してもよい。
【数３】
0005763963.tif 000004
【００２９】
周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２内部の動作について図３を参照して説明する。
図３には、周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２の構成例を示してある。
本例の周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２は、入力される伝搬路応答の推定値の位相を求め、位相変化量から周波数偏差を算出する機能を有しており、乗算器１６１、遅延メモリ１６２、複素共役取得部１６３、位相算出器１６４、加算器１６６と遅延メモリ１６７で構成される積分器１６５、周波数偏差算出部１６８を備えている。
【００３０】
本例の周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２では、チャネル応答算出器１５１から入力される伝搬路応答の推定値ｈ（２ｎ）と、遅延メモリ１６２により１タイミング分を遅延させた伝搬路応答の推定値ｈ（２（ｎ−１））について複素共役取得部１６３により得られる共役複素の値ｈ（２（ｎ−１））＊とを乗算器１６１で乗算し、その位相φ（２ｎ）を位相算出器１６４により算出する。位相算出器１６４による出力（位相φ（２ｎ））は、（式４）で表すことができる。
【数４】
0005763963.tif 000005
ここで、（式４）において、ａｒｇ（ｘ）は、複素数ｘの位相であり、単位を［ｒａｄ］とする。
【００３１】
次に、加算器１６６と遅延メモリ１６７で構成される積分器１６５により、位相変化量Φ（２ｎ）を算出する。積分器１６５による出力（位相変化量Φ（２ｎ））は、（式５）で表すことができる。
【数５】
0005763963.tif 000006
この位相変化量Φ（２ｎ）、すなわち時刻経過に対する傾きは、伝搬路応答ｈの時間変化が十分緩やかであるという条件の下では、周波数偏差の大きさに対応する。
【００３２】
これを利用して、周波数偏差算出部１６８では、（式６）を用いて周波数偏差を算出することができる。
【数６】
0005763963.tif 000007
ここで、式（６）において、βは、位相変化量Φ（２ｎ）の時刻ｎ＝０，１，２，３，４に対する傾きである。また、ｆｂはシンボル伝送速度（周波数）である。
【００３３】
傾きβを求める具体的手段としては、例えば、一次の最小２乗近似法を用いて（式７）から算出される。
【数７】
0005763963.tif 000008
【００３４】
更に、ｎ＝０，１，２，３，４であることを考慮すると、（式８）の計算式を用いることで、傾きβを容易に算出することができる。
【数８】
0005763963.tif 000009
【００３５】
なお、周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２では、入力される伝搬路応答推定値の傾きを直接求めることも可能であるが、この場合は、伝搬路応答推定値の位相の巻き（ｗｒａｐｐｉｎｇ）に留意する必要がある。
【００３６】
以上の例は、ＳＴＢＣ方式に対して本発明を適用したものであったが、本発明はＤＳＴＢＣ方式に対しても有効である。以下、ＤＳＴＢＣ方式に対して本発明を適用する場合について説明する。
ＳＴＢＣ方式では、本来、伝搬路応答推定を行うためにパイロット等が信号に挿入されており、必ずしも本発明が有効であるとは言えない。一方、ＤＳＴＢＣ方式では、本来、伝搬路応答推定を行うことを想定しておらず、このため、パイロット等が信号に挿入されていない。そこで、本発明では、フレーム同期等をとる目的で挿入されているＤＳＴＢＣ符号化された同期ワードを用いて伝搬路応答を推定できるようにし、伝搬路応答の推定値から周波数偏差を検出するようにしている。
【００３７】
図５には、ＤＳＴＢＣ方式を用いた通信システムであるＤＳＴＢＣ伝送システムの構成例を示してある。
本例の送信機は、図１に例示した送信機におけるＳＴＢＣ符号器１０４をＤＳＴＢＣ符号器２０１に置き換えたものである。また、本例の受信機は、図１に例示した受信機におけるＳＴＢＣ復号器１２６をＤＳＴＢＣ復号器２０２に置き換えたものである。
すなわち、本例の送信機及び受信機は、ＳＴＢＣ方式に代えてＤＳＴＢＣ方式を用いるように構成されている。なお、他の構成及び動作（後述する同期ワードのＤＳＴＢＣ符号化結果を固定化する部分を除く）については、ＳＴＢＣ方式について説明した内容と概略的に同様であるため、その説明を割愛する。
【００３８】
ここで、上述したＳＴＢＣ方式の例では、図４に例示したように既知のシンボル系列である同期ワードを用いているが、これをそのままＤＳＴＢＣ方式に適用することはできない。これは、単純にＤＳＴＢＣ符号化を行うだけでは、フレーム中の符号化対象のデータより前のデータに依存して符号化結果のパターンが変化するので、フレーム中の同期ワードに先行するデータ部分の変化に応じて同期ワードの符号化結果が変化することから、同期ワードに対してＤＳＴＢＣ符号化を施した後の信号パターンを確定できないためである。このため、受信機側に参照信号を予め格納しておくための工夫が必要となる。
【００３９】
そこで本例では、同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果を固定化する技術を用いることで、上記の問題を解決している。
同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果の固定化は、概略的に、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機について、次のような技術を用いることで実現される。
すなわち、先頭より後ろの所定箇所に同期ワードが配置されるフレームが用いられる。
そして、送信機では、初期値制御手段が、フレームの先頭から同期ワードより前の値に基づいて、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるように、前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を設定する。
【００４０】
従って、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器（本線のＤＳＴＢＣ符号器）において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるようにすることにより、例えば、フレームの先頭から同期ワードより前の値（例えば、その一部）が送信対象のデータ内容により変化するような場合においても、同期ワードのマッピング配置を固定されたマッピングパターンとすることができ、送信機と受信機との間で、ＤＳＴＢＣ方式により効率的に通信を行うことができる。
【００４１】
ここで、フレームとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、先頭から同期ワードより前に送信対象となる音声などの変化し得るデータが配置されるフレームが用いられる。
また、同期ワードの直前に対応する信号点（シンボル値）が一定の点になるようにすることに関して、当該一定の点としては、種々な点が用いられてもよく、例えば、予め設定される。
【００４２】
上記固定化に係る送信機の初期値制御手段は、一構成例として、次のような構成が用いられる。
すなわち、フレームの先頭から同期ワードより前の値について、Ｓ／Ｐ変換手段がシリアル／パラレル変換を行い、シンボルマッピング手段が当該シリアル／パラレル変換結果についてシンボルマッピングを行い、差動符号化手段が当該シンボルマッピング結果について所定の初期値を用いて差動符号化を行い、初期値更新手段が当該差動符号化結果に基づいて前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を更新して設定する。
【００４３】
また、上記固定化に係る送信機は、次のような構成として把握することもできる。
すなわち、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機において、所定の初期値を用いてフレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行う第１の差動符号化手段と、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果に基づいて初期値を設定する初期値設定手段と、前記初期値設定手段により設定された初期値を用いて前記フレームを送信対象とした差動符号化を行う第２の差動符号化手段とを備える。
【００４４】
また、更に、前記初期値設定手段は、前記フレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行ったときに取り得る前記同期ワード直前の差動符号化結果に対応させて初期値を設定したテーブルを備え、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果と前記テーブルに従って前記第２の差動符号化手段の差動符号化に用いる初期値を設定する。
【００４５】
上記固定化は、以下のようなＤＳＴＢＣ方式の特性を利用したものである。
１）ＤＳＴＢＣ方式では、所定の初期値を用いて所定の演算式により信号値を差動符号化した符号化結果は、この信号値がどのようなビット列の信号値であっても、有限個に分類される。すなわち、あらゆる信号値は、それらの符号化結果が有限個の状態として分類されるから、これら有限個の信号値であらゆる信号値を代表することができる。
２）そして、上記有限個の信号値を上記と同じ所定の演算式により差動符号化した符号化結果が所定の目標値になる初期値が分かれば、任意の信号値について符号化結果を所定の目標値とすることができるから、ＤＳＴＢＣ符号化により目標とする符号化結果を得ることができる。
【００４６】
したがって、ＤＳＴＢＣ方式において、第１段の符号化処理で、フレームの先頭から同期ワード直前までの信号値を差動符号化した符号化結果に基づき、当該符号化結果に予め対応付けられた初期値をテーブル参照により特定し、当該特定した初期値を第２段の符号化における初期値としてフレーム全体の符号化処理を行なうことにより、当該フレームの同期ワード部分について目標となる所定の符号化結果を得ることができる。
【００４７】
以上のような構成により、本例の受信機では、上述したＳＴＢＣ方式の例と同様に、送信機から送信される信号に含まれる予定のＤＳＴＢＣ符号化された既知の同期ワード（参照信号）と、実際に送信されてきた信号における同期信号に対応する部分とが、伝搬路応答に関して一定の関係（（式２）の関係）を持つことを利用して、パイロット等を用いることなく伝搬路応答の推定値を取得できるようにしている。
【００４８】
以上のように、各構成例では、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式を用いる通信システムの受信機において、同期ワードを格納する参照信号メモリ１５２と、同期ワードに対応する受信信号と参照信号から伝搬路応答を算出するチャネル応答算出器１５１と、一連の伝搬路応答の算出値から周波数偏差を検出する２つの周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２と、２つの周波数検出値から一つを選択する選択器１５４とを有する周波数偏差検出器１３０を設けた構成とし、前記周波数偏差算出器１５３−１，１５３−２のそれぞれにおいて、ＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式により符号化された同期ワード列を利用して伝搬路応答を算出するようにした。
【００４９】
同期ワードを符号化する利点について説明する。
ＳＴＢＣ或いはＤＳＴＢＣを採用するシステムにおいては、同期ワードに対してはＳＴＢＣ或いはＤＳＴＢＣの符号化を行わず、同期ワードのシンボル列をそのままフレームに埋め込む方法が一般的である。これに対し、本発明では、敢えて同期ワードに対して他のデータと同様にＳＴＢＣ或いはＤＳＴＢＣ符号化を連続して行うことを前提としているが、この手法には次に述べる利点がある。
【００５０】
第一の利点は、受信機において２つの送信機から伝送される同期ワードを分離するための直交性が確保されていることである。
ＳＴＢＣ／ＤＳＴＢＣ符号化されない同期ワードを用いる場合、２つの送信機から各々伝送される同期ワード伝送には、受信機での分離が可能なように互いに干渉し合わない手段が講じられる必要がある。この目的のためには、一方の送信機が同期ワードを伝送している時刻には他方の送信機は送信を停止する方法、或いはＯＦＤＭ伝送などの場合は、一方の送信機が同期ワードを伝送しているサブキャリアでは、他方の送信機は送信を停止する方法等がとられる。以上の方法は、同期ワードを伝送するために必要な送信時間、或いは周波数（サブキャリア）の利用効率に難点がある。また、上記目的のためには、予め互いに直交する２つの同期ワード列を設定し、各送信機が各々の同期ワード列を同時に送信することも可能である。本発明で用いる同期ワードのＳＴＢＣ或いはＤＳＴＢＣ符号化手法によれば、符号化出力として各送信機から送信される２つの同期ワード信号が、ＳＴＢＣ符号化により互いに直交していることが保証されているので、上記手段を講じる必要が無い。
【００５１】
第二の利点は、特にＤＳＴＢＣ符号化に関するものである。ＤＳＴＢＣは、一時刻前の信号を参照信号として伝送情報４ビットを送信する方法であるので、例えばフレーム先頭などで符号器の動作が一旦途切れる場合には、最初の４ビットが復号できない。一般的なフレーム構成では、その先頭にプリアンブルなど復号の必要がないビット列が配置されているので支障がない。しかしながら、フレームの中に同期ワード列が配置され、ここでＤＳＴＢＣ符号器の動作が一旦途切れる場合には、同期ワード直後の４ビットも復号できないことになる。本発明で用いる同期ワードの符号化は、このような事態を回避し、いわゆる冗長ビットを必要としない点で伝送効率に寄与するものである。
【００５２】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１：入力部、  １０２：シリアル−パラレル変換器、  １０３：シンボルマッパ、  １０４：ＳＴＢＣ符号器、  １０５−１，１０５−２：送信ベースバンド部、  １０６−１，１０６−２：送信ＲＦ部、  １０７：周波数発振器、  １０８−１，１０８−２：送信アンテナ、
１２１：受信アンテナ、  １２２：受信ＲＦ部、１２３：周波数発振器、  １２４：受信ベースバンド部、  １２５：シリアル−パラレル変換器、  １２６：ＳＴＢＣ復号器、  １２７：シンボルデマッパ、  １２８：パラレル−シリアル変換器、  １２９：出力部、  １３０：周波数偏差検出器、  １３１：周波数制御部、
１５１：チャネル応答算出器、  １５２：参照信号メモリ、  １５３−１，１５３−２：周波数偏差算出器、  １５４：選択器、
１６１：乗算器、  １６２：遅延メモリ、  １６３：複素共役取得部、  １６４：位相算出器、  １６６：加算器、  １６７：遅延メモリ、  １６５：積分器、  １６８：周波数偏差算出部
【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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