(57)【要約】【課題】所定ビット長の複素信号から構成されている符号の受信において、誤り率の小さい受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。【解決手段】長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信装置において、受信した信号をベースバンドに変換するベースバンド変換手段３１と、ベースバンド変換手段３１の出力をＮ個に分岐する分岐手段３４と、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスに設けられたベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理するＺＣＺフィルタ３２０、・・・、３２６３と、Ｎ個のＺＣＺフィルタの出力に基づいて符号を判定する符号判定手段３３とを有し、Ｎ個のＺＣＺフィルタ３２０、・・・、３２６３は、前記Ｎ個の符号に対応したものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信装置において、
受信した信号をベースバンドに変換するベースバンド変換手段と、
ベースバンド変換手段の出力をＮ個に分岐する分岐手段と、
Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスに設けられたベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理するＺＣＺフィルタと、
Ｎ個のＺＣＺフィルタの出力に基づいて符号を判定する符号判定手段とを有し、
前記Ｎ個のＺＣＺフィルタは、前記Ｎ個の符号に対応したものであることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
Ｎ個の前記ＺＣＺフィルタのそれぞれと、前記符号判定手段との間に、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタを設けたたことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記Ｎ個の符号は、
ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の符号であることを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
【請求項４】
長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信方法において、
受信した信号をベースバンドに変換するベースバンド変換ステップと、
ベースバンド変換ステップで変換された出力をＮ個に分岐する分岐ステップと、
Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおいて、ベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理するＺＣＺフィルタ処理ステップと、
前記ＺＣＺフィルタ処理ステップで処理されたＮ個の出力に基づいて符号を判定する符号判定ステップとを有し、
前記Ｎ個のＺＣＺフィルタは、前記Ｎ個の符号に対応したものであることを特徴とする受信方法。
【請求項５】
Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおける前記ＺＣＺフィルタ処理ステップと、前記符号判定ステップとの間に、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタによる処理ステップ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタによる処理ステップを設けたことを特徴とする請求項４記載の受信方法。
【請求項６】
前記Ｍ個の符号は、ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の符号であることを特徴とする請求項４又は５記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおけるデータ通信端末で使用する、ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の国際標準の２５６の符号を図１に示す。
【０００３】
図１の各符号語は、例えば、図２に示されているように、
Ｓ０は、  １、  １、  １、−１、  １、  １、−１、  １  であり、
ｊＳ０は、  ｊ、  ｊ、  ｊ、−ｊ、  ｊ、  ｊ、−ｊ、  ｊ  であり、
−Ｓ０は、−１、−１、−１、  １、−１、−１、  １、−１  であり、
−ｊＳ０は、−ｊ、−ｊ、−ｊ、  ｊ、−ｊ、−ｊ、  ｊ、−ｊ  であり、
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
Ｓ６３は、  ｊ、−１、−１、  ｊ、−１、−ｊ、  ｊ、  １  であり、
ｊＳ６３は、−１、−ｊ、−ｊ、−１、−ｊ、  １、−１、  ｊ  であり、
−Ｓ６３は、−ｊ、  １、  １、−ｊ、  １、  ｊ、−ｊ、−１  であり、
−ｊＳ６３は、  １、  ｊ、  ｊ、  １、  ｊ、−１、  １、−ｊ  である。
【０００４】
送信側のデータ通信端末は、この符号語を、任意に組み合わせて送信する。
【０００５】
このように、８ビットの符号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ６３から、その符号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ６３を反転した−Ｓ０、−Ｓ１、−Ｓ２、・・・、−Ｓ６３と、符号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ６３にｊを掛けたｊＳ０、ｊＳ１、ｊＳ２、・・・、ｊＳ６３と、符号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ６３に−ｊを掛けた−ｊＳ０、−ｊＳ１、−ｊＳ２、・・・、−ｊＳ６３とを生成し、合計で２５６の符号としている。
【０００６】
受信側では、この符号を受信し、次のようにして、受信した符号を判定している。
【０００７】
図３に従来の受信装置の例を示す。図３の受信装置は、アンテナ２０、データ信号受信部２１、Ｓ０のマッチドフィルタ２２０、Ｓ１のマッチドフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のマッチドフィルタ２２６３及び符号判定部２３から構成されている。
【０００８】
データ信号受信部２１で受信された信号は、同時に、６４個のマッチドフィルタ２２０、マッチドフィルタ２２１、・・・、マッチドフィルタ２２６３に供給される。
【０００９】
なお、Ｓ０のマッチドフィルタ２２０、Ｓ１のマッチドフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のマッチドフィルタ２２６３は、８ビットの符号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ６３に対応したマッチドフィルタである。
【００１０】
例えば、符号Ｓ０を受信したとき、Ｓ０のマッチドフィルタ２２０で符号Ｓ０をフィルタリングする（符号Ｓ０との相関を取る）と図４（Ａ）に示されているように、雑音の中にピーク値が「８」の信号が出力される。
【００１１】
また、符号−Ｓ０を受信したときは図４（Ｂ）に示されているように、雑音の中にピーク値が「−８」の信号が出力され、符号ｊＳ０を受信したときは図４（Ｃ）に示されているように、雑音の中にピーク値が「８ｊ」の信号が出力され、符号−ｊＳ０を受信したときは図４（Ｄ）に示されているように、雑音の中にピーク値が「−８ｊ」の信号が出力される。
【００１２】
また、マッチドフィルタ２２０で、Ｓ０、−Ｓ０、ｊＳ０又は−ｊＳ０以外の符号を受信したときは、図４（Ｅ）に示されているように、ピーク値のレベルの小さい信号（例えば、「４＋４ｊ」）が雑音の中に出力される。
【００１３】
Ｓ１のマッチドフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のマッチドフィルタ２２６３も、同様に動作する。
【００１４】
次に、６４個のマッチドフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のマッチドフィルタ２２６３の出力を受けて、符号を判定する符号判定部２３について説明する。
【００１５】
６４個のマッチドフィルタ２２の出力は、多値の４相からなる信号であるので、通常は、その出力のピーク値の信号電力（エネルギー）に基づいて判定される。
【００１６】
例えば、マッチドフィルタの出力ｙが次式で表される場合、
ｙ＝ａ＋ｊｂ                ・・・（１）
次式で表される信号電力値ｘ０に基づいて、受信した符号を判定する。
【００１７】
ｘ０＝（ａ２＋ｂ２）１／２      ・・・（２）
つまり、６４個のマッチドフィルタ２２の出力の中から、ピーク値の最大の出力のマッチドフィルタを見出し、このマッチドフィルタに対応した符号が送信され、受信したものとする。ここでは、符号Ｓｉ（０≦ｉ≦６３）に対応したマッチドフィルタ２２ｉから、最大の出力が得られたとする。
【００１８】
次に、符号判定部２３は、受信した符号が、符号Ｓｉ、−Ｓｉ、ｊＳｉ又は−ｊＳｉの何れかであることを次のようにして判定する。
【００１９】
判定部２３は、最大のピーク値を出力した符号Ｓｉに対応したマッチドフィルタの出力の主要成分の方向（同相、ｊ方向、逆相、−ｊ方向）に基づいて判断する。判定部２３は、主要成分が同相成分であれば、受信した符号は、符号Ｓｉであると判断し、主要成分がｊ方向成分であれば、受信した符号は、符号ｊＳｉであると判断し、主要成分が逆相成分であれば、受信した符号は、符号−Ｓｉであると判断し、主要成分が−ｊ方向成分であれば、受信した符号は、符号−ｊＳｉであると判断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、上述した従来方法では、図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に対して、式（２）の信号電力値ｘ０で判別すると、それぞれ、信号電力値ｘ０は、８、８、８、８及び４√２となる。
【００２１】
しかしながら、８と４√２の差が小さく、また、雑音が存在しているので、十分な識別が困難である。
【００２２】
つまり、従来の方法では、ピーク値が雑音中に存在するので、符号の十分な識別が困難であるという問題がある。
【００２３】
また、伝送路がマルチパス特性を有する場合、マイナスの反射波がピーク値と同じ位置にくる場合があり、この場合、判断が誤る虞があるという問題がある。
【００２４】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、誤り率の小さい受信装置及び受信方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信装置において、受信した信号をベースバンドに変換するベースバンド変換手段と、ベースバンド変換手段の出力をＮ個に分岐する分岐手段と、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスに設けられたベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理するＺＣＺフィルタと、Ｎ個のＺＣＺ（Ｚero  Correlation  Zone  Sequence）フィルタの出力に基づいて符号を判定する符号判定手段とを有し、前記Ｎ個のＺＣＺフィルタは、前記Ｎ個の符号に対応したものであることを特徴とする。
【００２６】
このように、ＺＣＺフィルタの出力に基づいて符号を判定することにより、誤り率の小さい受信装置を提供することができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、Ｎ個の前記ＺＣＺフィルタのそれぞれと、前記符号判定手段との間に、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタを設けたたことを特徴とする。
【００２８】
このように、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタを、Ｎ個の符号に対応したＺＣＺフィルタと符号判定手段との間に設けたので、マルチパス特性の影響を廃して、符号を判定することが可能な受信装置を提供することができる。
【００２９】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信装置の前記Ｎ個の符号は、ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の符号であることを特徴とする。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法は、長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信方法において、受信した信号をベースバンドに変換するベースバンド変換ステップと、ベースバンド変換ステップで変換された出力をＮ個に分岐する分岐ステップと、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおいて、ベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理するＺＣＺフィルタ処理ステップと、前記ＺＣＺフィルタ処理ステップで処理されたＮ個の出力に基づいて符号を判定する符号判定ステップとを有し、前記Ｎ個のＺＣＺフィルタは、前記Ｎ個の符号に対応したものであることを特徴とする。
【００３１】
このように、ＺＣＺフィルタの出力に基づいて符号を判定することにより、誤り率の小さい受信方法を提供することができる。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法は、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおける前記ＺＣＺフィルタ処理ステップと、前記符号判定ステップとの間に、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタによる処理ステップ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタによる処理ステップを設けたことを特徴とする。
【００３３】
このように、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタによる処理ステップ又は伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタによる処理ステップを、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおける前記ＺＣＺフィルタ処理ステップと、前記符号判定ステップとの間に設けたので、マルチパス特性の影響を廃して、符号を判定することが可能な受信方法を提供することができる。
【００３４】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法における前記Ｍ個の符号は、ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の符号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、ＺＣＺフィルタの出力に基づいて符号を判定することにより、誤り率の小さい受信装置及び受信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図５に、本発明の受信装置の例を示す。ここでは、図３と同様に、図１及び図２で説明したＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる長さ８の国際標準の２５６の４相符号を例に説明する。図５の受信装置は、アンテナ３０、データ信号受信部（ベースバンド変換手段）３１、分岐手段３４、Ｓ０のＺＣＺ（Ｚero  Correlation  Zone  Sequence）フィルタ２２０、Ｓ１のＺＣＺフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のＺＣＺフィルタ２２６３及び符号判定部２３から構成されている。
【００３７】
ところで、ＺＣＺ系列の自己相関関数は、図６（Ａ）に示すように、その自己相関関数のサイドローブが、中央のパルスの周辺のある範囲でゼロとなる。
【００３８】
Ｓ０のＺＣＺフィルタは、符号Ｓ０が入力されたとき、図６（Ａ）に示す出力となるものである。つまり、符号Ｓ０が入力されたとき、中央のパルスの周辺のある範囲でゼロとなるフィルタである。また、Ｓ０のＺＣＺフィルタは、符号Ｓ０以外の符号が入力されたとき、図６（Ｂ）に示す出力となるものである。つまり、符号Ｓ０以外の符号が入力されたとき、目立ったピーク値が存在しない出力となるフィルタである。
【００３９】
なお、ＺＣＺフィルタについては、種々のフィルタの構成方法がある。その構成方法の一つである「ＤＦＴ行列を用いたフィルタの設計」によるＳ０のＺＣＺフィルタの設計方法の概略を、図７を用いて説明する。
【００４０】
（１）周期Ｎの「Ｎチップの信号Ｓ０（ａ０、ａ１、・・・ａＮ−１）」をＤＦＴ変換して周波数領域のＮ次の行列（ｃ０、ｃ１、・・・ｃＮ−１）ｔを生成する。
【００４１】
（２）「任意のＮチップの信号Ｂ（ｂ０、ｂ１、・・・ｂＮ−１）」をＤＦＴ変換して周波数領域のＮ次の行列（ｄ０、ｄ１、・・・ｄＮ−１）ｔを生成する。なお、“ｔ”は転置行列を表している。
【００４２】
（３）上記（１）で求めたＮ次の行列（ｃ０、ｃ１、・・・ｃＮ−１）ｔの要素と、上記（２）で求めたＮ次の行列（ｄ０、ｄ１、・・・ｄＮ−１）ｔの要素の複素共役とを、対応する要素毎に乗算して、Ｎ次の行列（ｃ０/ｄ０、ｃ１/ｄ１、・・・ｃＮ−１/ｄＮ−１）ｔを生成する。なお、“/d”は、dの複素共役を表している。
【００４３】
（４）上記（３）で求めた周波数領域のＮ次の行列（ｃ０/ｄ０、ｃ１/ｄ１、・・・ｃＮ−１/ｄＮ−１）ｔを逆ＤＦＴ変換して、時間領域のＮ次の行列（ｅ０、ｅ１、・・・ｅＮ−１）ｔを求める。
【００４４】
（５）上記（４）で求めたＮ次の行列（ｅ０、ｅ１、・・・ｅＮ−１）ｔにおいて、ｅ０（図６（Ａ）の中央値）を最大にし、ｅ１（図６（Ａ）の中央値の右側の出力値）及びｅ３（図６（Ａ）の中央値の左側の出力値）が零となるような任意のＮチップの信号を求める。
【００４５】
ｅ１及びｅ３が零とすることから、任意のＮチップの信号Ｂのｂ０、ｂ１、・・・ｂＮ−１を含む、方程式が二つ生成される。これを満足する「ｂ０、ｂ１、・・・ｂＮ−１」を求める（なお、方程式が二つであるので、「ｂ０、ｂ１、・・・ｂＮ−１」は一意に求められない。ここでは、ｅ１及びｅ３が零とする多くの組合わせの内、ｅ０が、大きい組合せを用いる。）。
【００４６】
（６）このようにして、任意の「Ｎチップの信号Ｂ（ｂ０、ｂ１、・・・ｂＮ−１）」のマッチドフィルタを構成することができる。このマッチドフィルタが、Ｓ０のＺＣＺフィルタとなる。
【００４７】
図５に戻って、受信信号はアンテナ３０で検出されて、データ信号受信部（ベースバンド変換手段）３１に供給される。データ信号受信部３１は、アンテナ３０で検出した高周波の信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号に変換された受信信号は、分岐手段３４によって、分岐されて、６４個のＳ０のＺＣＺフィルタ３２０、Ｓ１のＺＣＺフィルタ３２１、・・・、Ｓ６３のＺＣＺフィルタ３２６３に供給される。
【００４８】
なお、６４個のＳ０のＺＣＺフィルタ３２０、Ｓ１のＺＣＺフィルタ３２１、・・・、Ｓ６３のＺＣＺフィルタ３２６３は、８ビットの符号Ｓ０、Ｓ１、・・・、Ｓ６３に対応したＺＣＺフィルタである。
【００４９】
次に、Ｓ０のＺＣＺフィルタ３２０の動作を説明する。ここで、符号Ｓ０を受信したとき、Ｓ０のＺＣＺフィルタ３２０で符号Ｓ０、符号−Ｓ０、符号ｊＳ０、符号−ｊＳ０をフィルタリングする（符号Ｓ０との相関を取る）と図６（Ａ）に示されているように、雑音（熱雑音等の内部雑音は除く）の無い場所にピーク値が、例えば、「８」の信号が出力される。
【００５０】
また、ＺＣＺフィルタ３２０で、Ｓ０、−Ｓ０、ｊＳ０又は−ｊＳ０以外の符号を受信したときは、図６（Ｂ）に示されているようなピーク値のレベルの小さい信号（例えば、「４＋４ｊ」）が雑音の中に出力される。
【００５１】
Ｓ１のＺＣＺフィルタ３２１、・・・、Ｓ６３のＺＣＺフィルタ３２６３も、同様に動作する。
【００５２】
次に、６４個のＺＣＺフィルタ３２０、・・・、３２６３の出力を受けて、符号を判定する符号判定部３３の動作は、図３における符号判定部２３と同じで良いので、説明は省略する。
（変形例）
図８を用いて、本発明の受信装置（その２）を説明する。図８の受信装置は、図５の受信装置（その１）と比較して、６４個のＺＣＺフィルタ３２０、・・・、３２６３と符号判定部３３の間に、整合フィルタ３５０、・・・、３５６３を設けたものである。
【００５３】
整合フィルタ３５０、・・・、３５６３は、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタである。
【００５４】
このようにしたので、符号判定部３３は、伝送路のマルチパス特性の影響を受けることなく、受信した符号の判定を行うことができる。
（受信方法）
本発明の受信方法を、図９を用いて、簡単に説明する。
【００５５】
図９の受信方法は、長さＭ（Ｍは、２以上の自然数）の複素信号から構成されているＮ（Ｎは、２以上の自然数）個の符号を、任意に組合せて送信された信号を受信する受信方法である。
【００５６】
先ず、データ信号受信部２１は、データを受信し、受信した信号をベースバンドに変換する（Ｓ１０）。次いで、分岐手段３４は、ベースバンドに変換された出力をＮ個に分岐する（Ｓ１１）。次いで、Ｎ個に分岐されたそれぞれのパスにおいて、Ｓ０のＺＣＺフィルタ２２０、Ｓ１のＺＣＺフィルタ２２１、・・・、Ｓ６３のＺＣＺフィルタ２２６３は、ベースバンド信号をＺＣＺフィルタ処理する（Ｓ１２）。次いで、整合フィルタ３５０、・・・、３５６３は、ＺＣＺフィルタ処理ステップで処理された出力に対して、伝送路のマルチパス特性に整合する処理を行う（Ｓ１３）。次いで、符号判定部３３は、整合フィルタ３５０、・・・、３５６３からのＮ個の出力に基づいて符号を判定する（Ｓ１４）。
【００５７】
なお、なお、伝送路のマルチパス特性に整合する整合フィルタ処理に代えて、伝送路のマルチパス特性に対応したＺＣＺフィルタ処理を行ってもよい。
【００５８】
また、符号判定部では、ピーク値の最大の出力に基づいて、判定するように説明したが、ピーク値以外に、電力値、尤度値等に基づいて、判定するようにしてもよい。
【００５９】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】２５６の符号を説明するための図である。
【図２】符号の具体例である。
【図３】従来の受信装置を説明するための図である。
【図４】マッチドフィルタの出力を説明するための図である。
【図５】本発明の受信装置（その１）を説明するための図である。
【図６】ＺＣＺフィルタを説明するための図である。
【図７】本発明の受信装置（その２）を説明するための図である。
【図８】本発明の受信方法を説明するための図である。
【図９】本発明の受信方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
２０、３０    アンテナ
２１、３１    データ信号受信部
２２    マッチドフィルタ
２３、３３    判定符号部
３２    ＺＣＺフィルタ
３４    分岐手段
【図１】
2008271117.tif 000003
【図２】
2008271117.tif 000004
【図３】
2008271117.tif 000005
【図４】
2008271117.tif 000006
【図５】
2008271117.tif 000007
【図６】
2008271117.tif 000008
【図７】
2008271117.tif 000009
【図８】
2008271117.tif 000010
【図９】
2008271117.tif 000011