(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）を用いずに送受信間の同期を行う同期回路であり、
正弦波からなるプリアンブルパターンあるいはパイロット信号あるいは外部同期回路からのクロック信号である第１の基準信号及びペイロードのサブキャリアからなる第２の基準信号を含む受信信号を検出する受信信号検出機能と、
前記受信信号に含まれる第１の基準信号と格納部に格納されている第１の基準信号の情報との相関演算の結果が所定の値になるように前記フィルタードマルチキャリア通信方式に応じたシンボル時間単位でのタイミング同期を行うタイミング同期調整機能と、
前記タイミング同期調整機能から出力された受信信号から前記第１の基準信号の後に位置する前記第２の基準信号を含むシンボルを抽出し、前記シンボルのＦＦＴ変換の処理を行うＦＦＴ変換部（２６）と、前記ＦＦＴ変換部から出力されたＦＦＴ変換された前記シンボルのマッピングの処理を行うマッピング部（２７）と、前記マッピング部から出力されたマッピングされた前記シンボルの各サブキャリアの周波数に対する位相の傾きである位相変動量を求める処理を行う周波数対位相特性演算部（２８）と、前記シンボル時間を分割した時間単位で前記シンボルのリサンプル処理を行うリサンプル部（２９）を備え、前記位相変動量が所定の値よりも大きい場合には、前記リサンプル部、前記ＦＦＴ変換部、前記マッピング部、前記周波数対位相特性演算部での処理を繰り返し、前記位相変動量が所定の量以下になった場合に、同期状態とする位相同期調整機能と、
を備えることを特徴とする同期回路。
【請求項２】
前記格納部に格納されている第１の基準信号の情報はフィルタードマルチキャリア通信方式にてフィルタリングされていることを特徴とする請求項１に記載の同期回路。
【請求項３】
前記タイミング同期調整機能は、被試験媒体の伝播特性を反映させた情報が格納され、前記第１の基準信号の情報はさらに前記伝播特性を反映させた情報を含み、該第１の基準信号の情報と前記受信信号に含まれる前記第１の基準信号との相関演算を行い、タイミング同期を行うことを特徴とする請求項２に記載の同期回路。
【請求項４】
前記第１の基準信号が前記パイロット信号の場合において、前記タイミング同期調整機能は、さらに、前記シンボル時間を分割した時間単位で前記パイロット信号のタイミング同期を行うこととする請求項１〜３のいずれかに記載の同期回路。
【請求項５】
フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）を用いずに送受信間の同期を行う同期回路が実行する同期方法であって、
正弦波からなるプリアンブルパターンあるいはパイロット信号あるいは外部同期回路からのクロック信号である第１の基準信号及びペイロードのサブキャリアからなる第２の基準信号を含む受信信号を検出する受信信号検出手順と、
前記受信信号に含まれる第１の基準信号と格納部に格納されている第１の基準信号の情報との相関演算の結果が所定の値になるように前記フィルタードマルチキャリア通信方式に応じたシンボル時間単位でのタイミング同期を行うタイミング同期調整手順と、
前記タイミング同期調整手順で出力された受信信号から前記第１の基準信号の後に位置する前記第２の基準信号を含むシンボルを抽出し、前記シンボルのＦＦＴ変換を行うＦＦＴ変換処理と、前記ＦＦＴ変換処理で出力されたＦＦＴ変換された前記シンボルのマッピングを行うマッピング処理と、前記マッピング処理で出力されたマッピングされた前記シンボルの各サブキャリアの周波数に対する位相の傾きである位相変動量を求める周波数対位相特性演算処理と、前記シンボル時間を分割した時間単位で前記シンボルのリサンプリングを行うリサンプル処理とを備え、前記位相変動量が所定の値よりも大きい場合には、前記リサンプル処理、前記ＦＦＴ変換処理、前記マッピング処理、前記周波数対位相特性演算処理を繰り返し、前記位相変動量が所定の量以下になった場合に、同期状態とする位相同期調整手順と、
を備えることを特徴とする同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期回路及び同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式は、時間周波数の面から、効率の良い変調方式であるが、無線端末の増加に伴い、周波数資源が枯渇される状況で、更なる周波数バンドの使用効率の向上が望まれている。マルチキャリア信号方式であるＯＦＤＭ信号の帯域外特性を改善すると、更なる帯域外部分のチャネルの有効利用が図られることから、次世代移動通信システムでは、フィルタードマルチキャリア方式の研究開発が進められている（例えば、非特許文献１〜４参照。）。
【０００３】
このフィルタードマルチキャリア方式は、ＯＦＤＭ信号のようなマルチキャリア信号におけるサブキャリアに対してフィルタ処理を付加した方式である（例えば、非特許文献１参照。）。マルチキャリア信号の代表であるＯＦＤＭ信号には、ガード信号として、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）信号が用意され、信号の一部を複製して、主信号の前部に配置されて伝送される。このＣＰ信号と主信号の相関演算を施すと、この相関の最大値から信号配置の位置情報を明らかにできる、すなわち、同期信号としての役割を担うが、一方、信号伝送効率面では冗長な信号となる。しかし、フィルタードマルチキャリア方式では、フィルタリングによる過渡応答により、ＣＰ相当のガード信号分が伸長されるため、ＣＰのようなガード信号が規定されていないのが通常である。このため、信号送信装置で発生されたフィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境においては、同期を行うための新たな受信同期信号が必要となる。一方で、チャネルの有効利用のためには、付加する同期信号をできる限り少なくすることが好ましい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】５ＧＮＯＷ：  Ｎｏｎ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ，Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｆｅｂ．  ２０１４
【非特許文献２】Ｍ．Ｂｅｌｌａｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  “ＦＢＭＣ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ：  ａ  ｐｒｉｍｅｒ”，  ２０１０
【非特許文献３】Ｆｒａｎｋ  Ｓｃｈａｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｗａｖｅｆｏｒｍ  ｃｏｎｔｅｎｄｅｒｓ  ｆｏｒ  ５Ｇ−ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  ｓｈｏｒｔ  ｐａｃｋｅｔ  ａｎｄ  ｌｏｗ  ｌａｔｅｎｃｙ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ”，  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ２０１４  ＩＥＥＥ  ７９ｔｈ
【非特許文献４】Ｎｉｃｏｌａ  Ｍｉｃｈａｉｌｏｗ  ｅｔ  ａｌ．“Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｆｏｒ  ５ｔｈ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．９，２０１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰを用いずに送受信間の同期を行うことを目的とする。以下、サブキャリアに対するフィルタ処理が施されたＯＦＤＭ信号をフィルタードマルチキャリア信号と称する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る同期回路は、
フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）を用いずに送受信間の同期を行う同期回路であり、
正弦波からなるプリアンブルパターンあるいはパイロット信号あるいは外部同期回路からのクロック信号である第１の基準信号及びペイロードのサブキャリアからなる第２の基準信号を含む受信信号を検出する受信信号検出機能と、
前記受信信号に含まれる第１の基準信号と格納部に格納されている第１の基準信号の情報との相関演算の結果が所定の値になるように前記フィルタードマルチキャリア通信方式に応じたシンボル時間単位でのタイミング同期を行うタイミング同期調整機能と、
前記タイミング同期調整機能から出力された受信信号から前記第１の基準信号の後に位置する前記第２の基準信号を含むシンボルを抽出し、前記シンボルのＦＦＴ変換の処理を行うＦＦＴ変換部（２６）と、前記ＦＦＴ変換部から出力されたＦＦＴ変換された前記シンボルのマッピングの処理を行うマッピング部（２７）と、前記マッピング部から出力されたマッピングされた前記シンボルの各サブキャリアの周波数に対する位相の傾きである位相変動量を求める処理を行う周波数対位相特性演算部（２８）と、前記シンボル時間を分割した時間単位で前記シンボルのリサンプル処理を行うリサンプル部（２９）を備え、前記位相変動量が所定の値よりも大きい場合には、前記リサンプル部、前記ＦＦＴ変換部、前記マッピング部、前記周波数対位相特性演算部での処理を繰り返し、前記位相変動量が所定の量以下になった場合に、同期状態とする位相同期調整機能と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る同期方法は、
フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）を用いずに送受信間の同期を行う同期回路が実行する同期方法であって、
正弦波からなるプリアンブルパターンあるいはパイロット信号あるいは外部同期回路からのクロック信号である第１の基準信号及びペイロードのサブキャリアからなる第２の基準信号を含む受信信号を検出する受信信号検出手順と、
前記受信信号に含まれる第１の基準信号と格納部に格納されている第１の基準信号の情報との相関演算の結果が所定の値になるように前記フィルタードマルチキャリア通信方式に応じたシンボル時間単位でのタイミング同期を行うタイミング同期調整手順と、
前記タイミング同期調整手順で出力された受信信号から前記第１の基準信号の後に位置する前記第２の基準信号を含むシンボルを抽出し、前記シンボルのＦＦＴ変換を行うＦＦＴ変換処理と、前記ＦＦＴ変換処理で出力されたＦＦＴ変換された前記シンボルのマッピングを行うマッピング処理と、前記マッピング処理で出力されたマッピングされた前記シンボルの各サブキャリアの周波数に対する位相の傾きである位相変動量を求める周波数対位相特性演算処理と、前記シンボル時間を分割した時間単位で前記シンボルのリサンプリングを行うリサンプル処理とを備え、前記位相変動量が所定の値よりも大きい場合には、前記リサンプル処理、前記ＦＦＴ変換処理、前記マッピング処理、前記周波数対位相特性演算処理を繰り返し、前記位相変動量が所定の量以下になった場合に、同期状態とする位相同期調整手順と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フィルタードマルチキャリア通信方式の信号を評価する環境において、ＣＰを用いずに送受信間の同期を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るシステム構成の一例を示す。
【図２】実施形態１に係る基準信号の配置例を示す。
【図３】タイミング同期調整例及び位相同期調整例を示す。
【図４】マッピング後のシンボルの一例を示す。
【図５】周波数対位相特性Θを用いたｆの一次回帰直線の一例を示す。
【図６】位相同期調整後の周波数対位相特性Θを用いたｆの一次回帰直線の一例を示す。
【図７】実施形態１におけるＳＴＯ、ＣＦＯ調整前の第３のシンボルのコンスタレーションマップの一例を示す。
【図８】実施形態１におけるＳＴＯ、ＣＦＯ調整後の第３のシンボルのコンスタレーションマップの一例を示す。
【図９】実施形態２に係る信号受信装置の一例を示す。
【図１０】実施形態２に係るパイロット信号の配置例を示す。
【図１１】実施形態２におけるＳＴＯ、ＣＦＯ調整前のパイロット信号のコンスタレーションマップの一例を示す。
【図１２】実施形態２におけるＳＴＯ、ＣＦＯ調整後のパイロット信号のコンスタレーションマップの一例を示す。
【図１３】実施形態３に係るシステム構成の一例を示す。
【図１４】時間変動ステップτ’’と位相の変換テーブルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１１】
（実施形態１）
図１に、本実施形態に係るシステム構成の一例を示す。実施形態に係る通信システムは、信号送信装置（ＳＧ）８１及び信号受信装置（ＳＡ）８２を備える。信号送信装置８１は、ベースバンド信号を所望のキャリア周波数で変調したフィルタードマルチキャリア信号（ＯＦＤＭ信号も含む）を送信する。被試験媒体（ＥＵＴ）８３は、フィルタードマルチキャリア信号（ＯＦＤＭ信号も含む）を伝搬する。信号受信装置８２は、フィルタードマルチキャリア信号を受信し、ベースバンド信号に復調し、ベースバンド信号のデータキャプチャーを行う。信号受信装置８２は、データキャプチャーの際に、デジタル信号として取り込む。
【００１２】
本実施形態において、フィルタードマルチキャリア信号を構成する任意の方式を用いることができる。そのような方式としては、例えば、ＦＢＭＣ（例えば非特許文献２参照。）、ＵＦ−ＯＦＤＭ（例えば非特許文献３参照。）、ＧＦＤＭ（例えば非特許文献４参照。）が例示できる。本実施形態では、一例として、ＵＦ−ＯＦＤＭを用いて説明する。
【００１３】
信号送信装置８１は、マッピング部１１、フレームフォーマット生成部１２、ｉＦＦＴ部１３、フィルタ部１４及び歪補正部１５を備える。マッピング部１１及びフレームフォーマット生成部１２は、チャネルごとに備わる。
【００１４】
マッピング部１１は、変調情報に従ってビット列をマッピングする。マッピング部１１は、例えば、ビット列を、ＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭに従ってマッピングする。フレームフォーマット生成部１２は、プリアンブル情報に従ってプリアンブルを付加する。ｉＦＦＴ部１３は、各チャネルのデータをフーリエ逆変換する。フィルタ部１４は、フーリエ逆変換後のデータをフィルタードマルチキャリアの方式に応じてフィルタリングする。これにより、フィルタードマルチキャリア信号が、信号送信装置８１から送信される。
【００１５】
なお、歪補正部１５を設けて、フィルタ部１４で生じる歪特性を予め記憶させておきｉＦＦＴ部１３の前で、フィルタ部１４で生じる歪特性をデジタル的に補正してもよい。また、フィルタ部１４と歪補正部１５を双方同時に備えた構成でもよい。この場合はフィルタ部１４での歪特性を常時フィードバックできる構成となる。
【００１６】
信号受信装置８２は、受信部２１、相関演算部２２、ＳＴＯ調整部２３、基準信号格納部２４、フィルタ部２５、ＦＦＴ部２６、マッピング部２７、周波数位相特性演算部２８、リサンプル部２９を備える。
【００１７】
実施形態に係る通信システムは、フィルタードマルチキャリア通信方式を用いる。信号送信装置８１は、１ｃｈ以上のサブキャリアを含むサブバンドごとにフィルタリングを行うため、本実施形態に係る通信システムは、チャネルを有効利用し、主に、ＩＳＩ（ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）及びＩＣＩ（ｉｎｔｅｒｃａｒｒｉｅｒ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の特性などを改善する通信方式の試験が実施できる。
【００１８】
信号受信装置８２がフィルタードマルチキャリア信号を受信する際、信号送信装置８１との間の周波数の違いや、データキャプチャーに用いるハードウェア間の不確定性に起因するデータ取り込みタイミングのずれが生じる。本実施形態に係るフィルタードマルチキャリア信号は、ＣＰが含まれていない信号である。そこで、実施形態に係る信号受信装置８２は、フィルタードマルチキャリア信号に含まれる信号を送受信間に共通の基準信号として用いて、同期を行う同期回路を備える。
【００１９】
同期回路は、受信信号検出機能と、タイミング同期調整機能と、位相同期調整機能と、を備える。相関演算部２２、ＳＴＯ調整部２３、基準信号格納部２４及びフィルタ部２５は、受信信号検出機能及びタイミング同期調整機能を実現する。ＦＦＴ部２６、マッピング部２７、周波数位相特性演算部２８及びリサンプル部２９は、位相同期調整機能を実現する。
【００２０】
受信信号検出機能は、フィルタードマルチキャリア信号に含まれる基準信号を検出する。基準信号は、予め設定された第１の基準信号および第２の基準信号を含む。タイミング同期調整機能は、第１の基準信号に含まれるシンボルの時間系列情報を用いてシンボル同期を行い、時系列の疎調整を行う。タイミング同期調整機能は、さらに時系列の微調整を行ってもよい。位相同期調整機能は、第２の基準信号のサブキャリア周波数の位相に依存して変化する成分を調整することでサブキャリアの位相同期を行う。
【００２１】
フィルタードマルチキャリア信号は、サブキャリア毎に関連した正弦波の集合である。各正弦波は信号を形成する無限次元信号空間における固有値情報とも解釈できるため、簡便なユニーク信号である。実施形態では、設定されたチャネルの正弦波の固有値情報を基準信号に用いる。
【００２２】
正弦波の固有値情報は、収容するサブキャリア数の範囲で、さらに、単数から複数の範囲まで基準信号として使用できる。実施形態では、正弦波の固有値情報から得られる少なくとも１シンボルを基準信号に用いる。基準信号は、サブキャリア１ｃｈから複数チャネルのサブキャリアにまで用いることができる。
【００２３】
本実施形態に係る同期回路は、基準信号に含まれる第１の基準信号であるプリアンブルパターン及び第２の基準信号である位相変調信号を使用して、ＣＰのないフィルタードマルチキャリア方式においてＳＴＯ（Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ｏｆｆｓｅｔ）及びＣＦＯ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｏｆｆｓｅｔ）の補正を行う。
【００２４】
本実施形態に係る同期回路は、以下のステップを実行する。以下のプリアンブルパターンの情報は、信号送信装置（以下、Ｔｘ）８１と信号受信装置（以下、Ｒｘ）８２に共通情報として共有されている。
ステップＳ１０１：Ｒｘ８２で、第１の基準信号のプリアンブルパターンを検出する。これにより、第１の基準信号検出手順を実行する。
ステップＳ１０２：Ｒｘ８２で、第１の基準信号のプリアンブルパターンに含まれる特定チャネルのシンボルを抽出し、抽出したシンボルを用いてＳＴＯを調整する。これにより、タイミング同期調整手順を実行する。
ステップＳ１０３：Ｒｘ８２で、第２の基準信号に含まれる位相変調信号を用いてＣＦＯを調整する。これにより、位相同期調整手順を実行する。
【００２５】
Ｔｘ８１は、本実施形態に係る基準信号を含むフィルタードマルチキャリア信号を送信する。本実施形態の基準信号は、第１の基準信号である予め設定された特定の１以上のチャネルに配置されたプリアンブルパターンと第２の基準信号である位相変調信号を含む。
【００２６】
図２に、本実施形態に係る基準信号の配置例を示す。本実施形態のプリアンブルパターン（第１の基準信号）は、例えば、チャネルＣＨＳ１に配置された第１のシンボルＳＹ１である。プリアンブルパターンは、チャネルＣＨＳ１以外のチャネルＣＨＳ２に配置された第２のシンボルＳＹ２をさらに含んでもいてもよく、またこのチャネルをサブキャリア方向に３，４、・・・と増加してもよい。ここでは、チャネルＣＨＳ１及びＣＨＳ２の場合を示すが、フレームにおけるペイロードの前のタイムスロットに配置され、共通のタイムスロットであってもよいし、異なるタイムスロットであってもよい。チャネルＣＨＳ１とその他のチャネルは、隣接していてもよいし、離れていてもよい。例えば、第１の基準信号としてプリアンブルパターンが第１のシンボルＳＹ１のみの場合であると時系列情報は、ＳＹ１に対応した周波数の正弦波となり、第１の基準信号としてプリアンブルパターンが第１のシンボルＳＹ１と第２のシンボルＳＹ２の場合であると第１の基準信号は２つの周波数の正弦波の重なったものとなる。
【００２７】
また、本実施形態の基準信号は、さらに第２の基準信号として位相変調信号を含む。位相変調信号は、例えば、プリアンブルパターンの後のタイムスロットに配置され、予め定められた位相変調方式で変調されている第３のシンボルである。第３のシンボルは、例えば、ペイロードに含まれるＱＰＳＫ信号でもよく、チャネルＣＨＳ１又はＣＨＳ２と共通のチャネルを含む任意のチャネルであってもよい。
【００２８】
ステップＳ１０１では、相関演算部２２が第１のシンボル、あるいは及び第２のシンボルを検出する。このとき、受信部２１は、被試験媒体（ＥＵＴ）８３を伝搬後のフィルタードマルチキャリア信号を受信し、チャネルごとに分離する。相関演算部２２が、フィルタ部１４と同様に、フィルタリングを行う。このとき、相関演算部２２が第３のシンボルを検出してもよい。
【００２９】
ステップＳ１０２では、相関演算部２２が、第１のシンボル、あるいは第２のシンボルを抽出し、この時の時間系列情報の時間間隔をＴｓとする。Ｔｘ８１とＲｘ８２との共有した第１の基準信号（第１のシンボルもしくは第１のシンボルと第２のシンボルを含んでもよい）は時間系列信号として予め、基準信号格納部２４に格納されている。例えば第１の基準信号は通信規格や過去の実測データ等を基にＴｘ８１とＲｘ８２にて共有されているものとする。Ｒｘのフィルタ部２５は、ＳＴＯ調整部２３に予め格納されている格納信号を相関演算部２２に出力する。ここでフィルタ部２５はフィルタ部１４のフィルタ特性と被試験媒体８３の伝播特性を反映させた情報が格納されており、Ｔｘのフィルタ部１４と被試験媒体８３を通過した基準信号を演算処理にて再現することができる。
【００３０】
相関演算部２２は、格納信号と受信信号との相関演算を行う。相関演算は、図３に示すように、フィルタ部２５が前記Ｔｓ毎に、一方の系列データをビット毎にシフトさせながら、相関演算部２２が相関演算を行う。受信信号に含まれる第１の基準信号と基準信号格納部２４に格納されている第１の基準信号の情報との相関演算の結果が所定の値になるようにタイミング同期を行う。相関の最大値を与える時系列データの位置が、受信信号のシンボル同期がとれた位置を、概略示す。例えば、１データごと、サブキャリア数Ｎ（例えば１０２４）のときは時系列のデータ数は１０２４Ｔｓとなり、１Ｔｓ毎にずらす。これにより、Ｒｘ８２は、ＳＴＯを疎調整し、シンボル同期を行うことができる。図３では受信信号３のように、３Ｔｓずらした場合に相関演算の値が最大となり、ＳＴＯが調整できたとする。
【００３１】
ステップＳ１０３では、相関演算部２２が位相変調信号である第３のシンボルを抽出し、ＦＦＴ部２６、マッピング部２７、周波数位相特性演算部２８及びリサンプル部２９が第３のシンボルの周波数対位相特性を求める。シンボルの抽出は、例えば、リサンプル処理及びＦＦＴ処理を行う。
【００３２】
サブキャリア周波数をｆ、時間推移をτとすると、連続系の周波数対位相特性Θは、次式の中で表される。時間推移τは、リサンプル処理のパラメータで、Θの変動パラメータとして内包される。実際のデータｆは離散値であり、離散式として利用される。
【数１】
0006473429.tif 000002
【００３３】
τをパラメータとしてシンボルに対してリサンプル処理を施し、ＦＦＴ変換を行うと、式（１）で得られる周波数対位相特性Θが求まる。このΘをｆの関数とし、一次回帰直線に近似する。この直線近似による傾きがゼロあるいは、ほぼゼロになるとき、位相歪を有しないシンボルが取得できる。そこで、τを変化させ、式（１）で得られる周波数対位相特性の直線近似による直線の傾きがゼロあるいは、ほぼゼロになるτの値を探索する。これにより、ＳＴＯ及びＣＦＯの補正されたタイミングのシンボルを特定することができる。τの基準点の選び方により、τの探索する範囲が−０．５≦τ≦０．５や０≦τ≦１となるが、探索範囲が１であるのならばτの基準点をどこに設定するかは任意である。図３の受信信号３は、ＳＴＯ調整後に式（１）の条件を満たすτを探索する例である。なお、ここではτをＴＳで規格化している。
【００３４】
ＦＦＴ部２６は、タイミング同期のとれた第１のシンボル情報を用いて第３のシンボルをＦＦＴ変換する。マッピング部２７は、ＦＦＴ変換後のシンボルをマッピングする。図４に、マッピング後のシンボルの一例を示す。図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、サブキャリア周波数の全範囲でこのようなＮ点のマッピングを行ったときの周波数３点の抽出した例である。ｆ１〜ｆＮまでのマッピングを行い、そのうちの３点の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のマッピング例を抽出している。このようなマッピングをサブキャリア周波数の全範囲で行ってもよいし、周波数範囲をサブキャリア周波数範囲の一部の範囲として、マッピングを行う個数をＮよりも少ない数としてもよい。
【００３５】
周波数位相特性演算部２８は、サブキャリア毎の周波数対位相特性Θを求め、周波数対位相特性Θを用いてｆの一次回帰直線に近似し、この直線近似による傾きから、Ｔｘ８１からＲｘ８２データ取得時点までの位相変動Ｖｐを取得する。例えば、図５に示すように、周波数対位相特性Θを用いて、位相変動Ｖｐを算出する。
【００３６】
リサンプル部２９は、求められた位相変動Ｖｐを用い、τをパラメータとしてシンボルに対してリサンプル処理を施す。ＦＦＴ部２６は、リサンプル後のシンボルをＦＦＴ変換する。このように、本実施形態の信号受信装置８２は、ＦＦＴ変換、マッピング、周波数位相特性演算及びリサンプルを繰り返し、図６に示すようにｆの一次回帰直線の傾きがゼロ又はほぼゼロになるτの値を探索してＣＦＯを調整することで、サブキャリアの位相同期を行うことができる。
【００３７】
図７及び図８に、第３のシンボルのコンスタレーションマップの一例を示す。図７はＳＴＯ及びＣＦＯの調整前を示し、図８は、ＳＴＯ及びＣＦＯ調整後を示す。図７では位相誤差が存在するが、図８では位相誤差が解消していることが分かる。すなわち位相同期がとれた状態となる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係る信号受信装置８２は、フィルタードマルチキャリア通信方式の信号の試験環境でのタイミングミスマッチＳＴＯとＣＦＯとの補正を行った後に、同期状態を取得し、正規の復調動作が可能となる。特に、同期信号として自方式内の信号を流用できるため、また、実施形態３において説明するように、外部同期信号の使用時も、ＣＦＯの補正により、同期処理が実施できて、簡便で有効である。
【００３９】
（実施形態２）
図９に、本実施形態に係る信号受信装置８２の一例を示す。本実施形態に係る信号受信装置８２は、第１の基準信号として複数のパイロット信号をＯＦＤＭ信号に含めることで、ＣＰのないフィルタードマルチキャリア方式においてＳＴＯ及びＣＦＯの調整を行う同期回路を備える。
【００４０】
本実施形態に係る同期回路は、以下のステップを実行する。
ステップＳ２０１：Ｒｘ８２で、受信信号の第１の基準信号であるパイロット信号を検出する。これにより、第１の基準信号検出手順を実行する。
ステップＳ２０２：Ｒｘ８２で、格納されているパイロット信号と受信信号の相関演算を行い、相関が最大となる受信信号のタイミング値を用いて、ＳＴＯを調整する。これにより、タイミング同期調整手順を実行する。
ステップＳ２０３：Ｒｘ８２で、相関演算におけるステップＳ２０２よりも狭いステップで相関が最大になるタイミングを探索しＣＦＯを調整する。これにより、ステップＳ２０２のタイミング同期調整手順をさらに高い精度で行うことができる。
ステップＳ２０４：Ｒｘ８２で、ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理後の第３のシンボルに含まれる第２の基準信号である位相変調信号を用いて、さらにＣＦＯを調整する。
【００４１】
Ｔｘ８１は、本実施形態に係るパイロット信号を含むフィルタードマルチキャリア信号を送信する。本実施形態の第１の基準信号であるパイロット信号は、予め設定された特定の２以上のタイムスロットに配置されたシンボルを含む。
【００４２】
図１０に、本実施形態に係るパイロット信号の配置例を示す。本実施形態のＯＦＤＭ信号は、少なくとも２以上のタイムスロットに、少なくとも１シンボルのパイロット信号Ｓｐｉｌｏｔを含む。本実施形態では、一例として、Ｍ個の各タイムスロットにパイロット信号Ｓｐｉｌｏｔを含む。ここで、パイロット信号Ｓｐｉｌｏｔは１以上の任意のチャネルに配置することができる。例えば、パイロット信号Ｓｐｉｌｏｔは、特定のチャネルＣＨＳ１のみに配置されていてもよい。
【００４３】
ステップＳ２０１では、相関演算部２２が、各タイムスロットのパイロット信号Ｓｐｉｌｏｔを検出する。このとき、受信部２１は、被試験媒体（ＥＵＴ）８３を伝搬後のフィルタードマルチキャリア信号を受信する。
【００４４】
ステップＳ２０２では、相関演算部２２が、基準信号格納部２４に予め格納されたパイロット信号Ｓｐｉｌｏｔと受信信号ＳＲの相関演算を行う。相関演算に用いられるＳｐｉｌｏｔはＴｘ側のフィルタ部１４の特性や被試験媒体８３の特性を反映させたＲｘのフィルタ部２５を通過したものとして演算処理にて生成している。
【００４５】
例えば、相関演算のために時系列データの位置を変えるパラメータをｋとすると、ｋにおける相関演算ＡＣ（ｋ）は、次式で与えられる。
【数２】
0006473429.tif 000003
ただし、ｍは１シンボル内の時系列信号の位置を示す。
【００４６】
ここで、パイロット信号Ｓｐｉｌｏｔには、自己相関がδ関数となるＣＡＺＡＣ系列を用いることができる。ＣＡＺＡＣ系列を用いたパイロット信号Ｓｐｉｌｏｔは、例えば、次式で表される。フレームフォーマット生成部１２で挿入されるパイロット信号は、時系列の式（４）の指数関数項が１の場合である。
【００４７】
Ｓｕ，ＺＣ（ｍ）は、例えばＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ（２次ＣＡＺＡＣ）系列であり、次式で表される。
【数３】
0006473429.tif 000004
【００４８】
ｍは整数、ＮＺＣ（ＮＺＣ≦Ｎ）は系列長の長さであり、ｕは１〜ＮＺＣ−１までの系列番号である。ＮＺＣを１２の倍数とすると、ｕ＝１、２、・・・１２でタイムスロット１、２、・・・１２の系列を区別することができる。
【００４９】
【数４】
0006473429.tif 000005
ｅｘｐ（−ｉ２πｃｆｐ・ｎ／Ｎ）はＣＦＯ調整のための系列である。ｃｆｐはサブキャリアの周波数間隔の最小値（Δｆ０）を整数Ｋで割った値である（例えば整数Ｋ＝１００とするとｃｆｐ＝Δｆ０/Ｋ＝Δｆ０/１００）、ｎはＮ以下の整数、Ｎはサブキャリア総数である。
【００５０】
式（４）のパイロット信号で、指数関数項が１の場合に、式（２）に示す時間系列信号の絶対相関値が最大となる受信信号ＳＲ（ｍ）のタイミングがＳＴＯの位置を与える。そこで、ステップＳ２０２では、Ｍ個のパイロット信号を用いたなかで式（５）を用いて求められる相関が最大になるｋの値を求める。ただしＭ≦Ｎとする。相関演算部２２は、このｋの値を用いてＳＴＯを調整する。
【００５１】
周波数位相変化分であるパラメータｃｆｐを変化させた場合に相関が最大となる値がＣＦＯの調整値を与える。そこで、ステップＳ２０３では、周波数位相変化分であるパラメータｃｆｐをサンプル点に乗算しながら式（５）を用いて相関を求め、その相関が最大になる点を探索する。信号受信装置８２は、相関が最大になったときのｃｆｐの値を用いてＣＦＯを調整する。
【００５２】
相関が最大となるｋ及びｃｆｐの値は、例えば、次式を用いる。ＰｄはＳｐｉｌｏｔの
挿入間隔を示す。
【数５】
0006473429.tif 000006
【００５３】
式（５）の処理は図９に記載のリサンプル部５２にて行う。式（５）でのｃｆｐの調整をτ’調整と記載している。
【００５４】
図１１及び図１２に、パイロット信号のコンスタレーションマップの一例を示す。図１１は、ＳＴＯ、ＣＦＯ調整前を示し、図１２はＳＴＯ、ＣＦＯ調整後を示す。図１１では位相誤差が存在するが、図１２では位相誤差が解消していることが分かる。
【００５５】
この後、続いて送信される第３のシンボルである位相変調信号を用いて、もう一度実施形態１での周波数位相特性を求める。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態は、フィルタードマルチキャリア通信方式の信号の試験環境でのタイミングミスマッチＳＴＯとＣＦＯとの同期状態が取得され、特に、同期信号として自方式内の信号を流用できるため、簡便で有効である。
【００５７】
（実施形態３）
図１３に、本実施形態に係るシステム構成の一例を示す。実施形態に係る通信システムは、信号送信装置（ＳＧ）８１、信号受信装置（ＳＡ）８２及び試験装置８４を備える。試験装置８４は、信号送信装置８１と信号受信装置８２の間を接続する被試験媒体８３の区間評価試験を行うための同期信号を提供する。この同期信号は信号送信装置８１から提供してもよい。被試験媒体８３は、有線であってもよいし、無線であってもよい。
【００５８】
本実施形態に係る信号受信装置８２は、以下のステップを実行する。
ステップＳ３０１：Ｒｘ８２で、第１の基準信号である外部同期信号を検出する。
ステップＳ３０２：Ｒｘ８２で、第１の基準信号である外部同期信号を用いてＳＴＯを調整する。
ステップＳ３０３：Ｒｘ８２で、実施形態１又は２で説明したように、ＣＦＯを調整する。
【００５９】
信号送信装置８１は、外部同期信号をＯＦＤＭ信号とともに送信する。外部同期信号は信号送信装置のフィルタ部１４の前段もしくは後段にてＯＦＤＭ信号と合わさる。本実施形態の外部同期信号は、ＳＴＯを調整可能な任意の信号であり、例えば、Ｔｘの送信信号が開始されると同時にシンボル間隔で発振するクロック信号であってもよい。クロック信号を基準信号として、受信信号との相関をとりＳＴＯ、ＣＦＯの調整をする。
【００６０】
相関演算にて用いるクロック信号はフィルタ部１４のフィルタ特性や被試験媒体８３の伝播特性を反映させたＲｘのフィルタ部２５を通過したものとして演算処理にて生成している。
【００６１】
試験信号８４の外部同期信号をもとに、信号受信装置８２でのデータキャプチャーが開始され、この時点から不確定な時間τ’’だけ変動してデータキャプチャーが実施される。τ’’分に相当する位相変動は前記Ｖｐに内包されている。この位相情報への変換は、例えば、図１４に示すような変換テーブルを用いることができる。縦軸は、ラジアンで表現した位相である。横軸はシンボル時間Ｔｓを１としたときの時間τ’’である。図１４に示すように、τ’’は、シンボル時間Ｔｓの１／１００の精度で変化させることが好ましい。この変換テーブルの位相情報をＶｐから減算することにより、ＣＦＯの調整ができる。図１３のリサンプル部５３記載のτ’’はシンボル時間Ｔｓの１／１００の精度で変化させることに相当する。このようにして高い精度でのタイミング同期調整を行うことができる。
【００６２】
ステップＳ３０１では、相関演算部２２が外部同期信号を受信する。このとき、信号受信装置８２が第３のシンボルである位相変調信号（第２の基準信号）を検出してもよい。
【００６３】
ステップＳ３０２では、相関演算部２２が、外部同期信号を用いてシンボル時間Ｔｓを求める。これにより、信号受信装置８２は、ＳＴＯを調整し、シンボル同期を行う。
【００６４】
この後、外部同期信号と同時に送信された第２の基準信号である位相変調信号、もしくは続いて送信される第２の基準信号、すなわち第３のシンボルである位相変調信号を用いて、もう一度実施形態１での周波数位相特性を求める。
【００６５】
実施形態は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）など無線通信分野で使用されるマルチキャリア信号を使用した送受信試験環境に対して、
・信号送信装置８１及び又は信号受信装置８２の試験
・被試験媒体８３の伝搬特性などの試験
上記試験における送受信タイミングや周波数が送受間で一致しない状況における同期ハズレ現象を回避するための手段、
を提供することができる。
【００６６】
前述の実施形態において説明したＳＴＯとＣＦＯの組み合わせは任意である。例えば、実施形態３に記載のＳＴＯと実施形態１又は２に記載のＣＦＯを組み合わせてもよいし、実施形態１に記載のＳＴＯと実施形態２に記載のＣＦＯを組み合わせてもよいし、実施形態１に記載のＣＦＯと実施形態２に記載のＳＴＯを組み合わせてもよい。
【００６７】
各実施形態に係るシステムに備わる各装置は、コンピュータを、それぞれの装置に備わる各構成として機能させることで実現してもよい。この場合、各装置内のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が、記憶部（不図示）に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、当該構成を実現する。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１１：マッピング部
１２：フレームフォーマット生成部
１３：ｉＦＦＴ部
１４：信号送信装置内のフィルタ部
１５：歪補正部
２１：受信部
２２：相関演算部
２３：ＳＴＯ調整部
２４：基準信号格納部
２５：信号受信装置内のフィルタ部
２６：ＦＦＴ部
２７：マッピング部
２８：周波数位相特性演算部
２９，５２，５３：リサンプル部
８１：信号送信装置（ＳＧ）
８２：信号受信装置（ＳＡ）
８３：被試験媒体（ＥＵＴ）
８４：試験装置
【図１】
0006473429.tif 000007
【図２】
0006473429.tif 000008
【図３】
0006473429.tif 000009
【図４】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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