(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の搬送波周波数と局部発振周波数との間の周波数オフセットを推定するための周波数オフセット推定装置であって、
前記受信信号は、各々に複数のユニークワードが配置された複数のフレームと、誤り検出符号を含み、
前記受信信号との前記ユニークワードとの相関を算出するための相関器を備え、前記相関器は、相関長を可変として前記相関を算出することが可能であり、
前記算出された相関を、設定されたフレーム平均サイズの数のフレームにわたって積算し、周波数オフセットの推定値を算出するためのオフセット算出部と、
前記誤り検出符号により、伝送誤りの検出を行うための誤り検出部と、
前記相関器、前記オフセット算出部および誤り検出部を制御するための制御部とをさらに備え、前記制御部は、
ｉ）所定のユニークワード間隔で送信された信号を、受信側において受信して、前記相関長を所定の値の組のうちで順次変更して誤り検出を実行し、
ｉｉ）前記誤り検出の結果に応じて、伝送誤りが所定以下となる範囲で、周波数オフセットの推定に使用する相関値を特定する、周波数オフセット推定装置。
【請求項２】
前記誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、
前記誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、
前記制御部は、前記誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最大の相関長を特定する、請求項１記載の周波数オフセット推定装置。
【請求項３】
前記誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、
前記誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、
前記制御部は、前記誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最小の相関長を特定する、請求項１記載の周波数オフセット推定装置。
【請求項４】
前記周波数オフセットの算出に使用する相関値を格納するための記憶装置をさらに備え、
前記制御部は、受信した前記フレーム平均サイズの数の各フレームについて、前記相関長を所定の値の組のうちで順次変更して算出した相関値を前記記憶装置に格納し、
前記オフセット算出部は、前記記憶装置に格納された前記相関値に基づいて、前記周波数オフセットの推定値を算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の周波数オフセット推定装置。
【請求項５】
各々に複数のユニークワードが配置された複数のフレームと、誤り検出符号を含む無線信号を受信するための無線通信装置であって、
前記無線信号を受信して検波するための受信手段と、
前記受信手段からの受信信号の搬送波周波数と局部発振周波数との間の周波数オフセットを推定し、推定された周波数オフセットに基づいて、前記受信信号の周波数誤差を補正するための搬送波周波数再生手段とを備え、
前記搬送波周波数再生手段は、前記周波数オフセットを推定するための周波数オフセット推定手段と含み、前記周波数オフセット推定手段は、
前記受信信号との前記ユニークワードとの相関を算出するための相関器を含み、前記相関器は、相関長を可変として前記相関を算出することが可能であり、
前記算出された相関を、設定されたフレーム平均サイズの数のフレームにわたって積算し、周波数オフセットの推定値を算出するためのオフセット算出部と、
前記誤り検出符号により、伝送誤りの検出を行うための誤り検出部とをさらに含み、
前記相関器、前記オフセット算出部および誤り検出部を制御するための制御部をさらに備え、前記制御部は、
ｉ）所定のユニークワード間隔で送信された信号を、受信側において受信して、前記相関長を所定の値の組のうちで順次変更して誤り検出を実行し、
ｉｉ）前記誤り検出の結果に応じて、伝送誤りが所定以下となる範囲で、周波数オフセットの推定に使用する相関値を特定し、
前記搬送波周波数再生手段で補正された信号に対して、復号処理を行うための復号手段とをさらに備える、無線通信装置。
【請求項６】
前記誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、
前記誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、
前記制御部は、前記誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最大の相関長を特定する、請求項５記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、
前記誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、
前記制御部は、前記誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最小の相関長を特定する、請求項５記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記周波数オフセットの算出に使用する相関値を格納するための記憶装置をさらに備え、
前記制御部は、受信した前記フレーム平均サイズの数の各フレームについて、前記相関長を所定の値の組のうちで順次変更して算出した相関値を前記記憶装置に格納し、
前記オフセット算出部は、前記記憶装置に格納された前記相関値に基づいて、前記周波数オフセットの推定値を算出する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、より特定的には、搬送波再生のための周波数オフセットを検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置では、送信装置側の周波数と受信装置側の周波数との間に偏差が存在し、この周波数偏差の影響でビット・エラー・レート（ＢＥＲ）特性が劣化することが知られている。そこで、受信側の復調装置では自動周波数制御（ＡＦＣ: Automatic Frequency Controller）回路などにより送受信間の周波数偏差を除去している。また、同様に送受信間で位相誤差または位相ずれが存在し、復調装置ではキャリアリカバリ（ＣＲ：Carrier Recovery）回路などによりその位相誤差を除去している。
【０００３】
ＡＦＣ回路は、位相回転器、周波数弁別器、電圧制御発振器（局部発振器）からなるＡＦＣループを構成し、ベースバンド帯域に周波数変換された受信変調信号から、周波数弁別回路が周波数偏差成分を求め、電圧制御発振器（ＶＣＯ）が当該周波数偏差成分に対応する周波数を有するＡＦＣ基準信号を生成し、位相回転器がＡＦＣ基準信号を利用して受信変調信号から周波数偏差に対応する位相回転を行ってその周波数偏差成分を除去するものとされている。
【０００４】
このようなＡＦＣ回路において、この回路の同期・非同期状態を検出し、非同期状態の時に自動的に同期確立することができる技術が、特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、衛星通信や移動体通信などの無線通信において、同期検波を実現する復調回路において、ＡＦＣ回路およびＣＲ回路を位相誤差が残留した状態で収束させ、この収束した状態で、位相不確定性除去回路により受信変調信号と既知パターンとの相関を取ることで残留する位相誤差を検出し、検出した位相誤差を補正するようにすることで、フィードバックループに対する調整パラメータを減らし、フィードバックループを簡素化する技術が開示されている。
【０００６】
一方で、近年、無線通信システムの普及により、マイクロ波帯を中心として周波数資源の不足が顕在化しており、高い周波数利用効率を達成するための伝送技術が求められている。直交偏波多重技術は、アンテナから放射される電波の波面方向に着目し、互いに直交する波面をもつ独立した信号を同一周波数で伝送するものである。
【０００７】
この直交偏波多重技術を適用すると、固定無線通信等で使用される直線偏波の場合、垂直（Ｖ）偏波と水平（Ｈ）偏波を用いたＶ，Ｈ偏波多重を実現できる。この場合、直交偏波多重技術を適用しない場合と比較して、周波数利用効率は２倍となる。Ｖ，Ｈ偏波多重信号は、例えば、２つの直線状放射素子を十字型に直交配置することにより送受信することができる。
【０００８】
さらに、衛星通信では、必ずしも直交しない３以上の偏波に信号を多重して周波数利用効率を向上させる偏波多重方式が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この方式では、各偏波にビットを割り当て、合成前の各偏波成分を水平（Ｈ）・垂直（Ｖ）偏波のＩＱ平面上に写像した値を多重（合成）することで信号点を形成する。このとき、Ｈ／Ｖ各偏波上のシンボル間の最小ユークリッド距離が最大となるように、信号点配置の最適化を行っている。
【０００９】
このような衛星通信では、一般に、ＳＮ比が低い状態での受信を行うことになるため、送信側と受信側での周波数の誤差（周波数オフセット）を検出して、周波数偏差の除去（周波数再生処理）を行うための回路においては、このような状況でも高い正確性が要求される。このような要求に応えるために、非特許文献２では、送信信号中に挿入される所定パターンのユニークワードの相関により周波数オフセットを検出するにあたり、ユニークワードのパイロットシンボルの間隔Ｄを可変とした場合のビットエラーレート（ＢＥＲ）などを評価した結果が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２１７０５４号
【特許文献２】特開２００９−２６７７１４号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】夜船、ウェバー、矢野、伴、小林、”衛星通信における多偏波空間多重伝送技術の提案”、IEICE Technical Report、Vol. 112、No. 191、pp.1-5、Aug. 2012．
【非特許文献２】J. Webber, M. Yofune, K. Yano, H. Ban, and K. Kobayashi, ”Performance of frequency recovery algorithms for a poly-polarization multiplexing satellite system”， 11th IEEE Malaysia International Conference on Communications (MICC2013), 27-29th Nov. 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般には、ユニークワードのパイロットシンボルの間隔Ｄを大きくすれば、より少ないフレーム数（より短い捕捉期間）で、周波数オフセットを推定できるものの、この場合、評価できる周波数オフセットの範囲が狭くなってしまう。一方で、粗い周波数オフセットの検出には、ユニークワードのパイロットシンボルの間隔Ｄを小さくする必要がある。しかし、ユニークワードのパイロットシンボルの間隔Ｄを小さくすることは、周波数オフセットの推定に要するフレーム数の増大を招いてしまう。
【００１３】
ここで、最大の許容できる間隔Ｄがどれほどであるかは、未知の周波数オフセットによって制限されている。このため、一般的な通信環境において、ユニークワードのシンボルの間隔Ｄをどのように設定するのが適切かを事前に知ることは、困難である。
【００１４】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、同期検波を実現する復調回路において、オフセットの推定のパフォーマンスを適応的に最適化し、周波数オフセットを正確に推定して、搬送波の捕捉を行うことが可能な周波数オフセット推定装置およびこれを用いる無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の１つの局面に従うと、受信信号の搬送波周波数と局部発振周波数との間の周波数オフセットを推定するための周波数オフセット推定装置であって、受信信号は、各々に複数のユニークワードが配置された複数のフレームと、誤り検出符号を含み、受信信号とのユニークワードとの相関を算出するための相関器を備え、相関器は、相関長を可変として相関を算出することが可能であり、算出された相関を、設定されたフレーム平均サイズの数のフレームにわたって積算し、周波数オフセットの推定値を算出するためのオフセット算出部と、誤り検出符号により、伝送誤りの検出を行うための誤り検出部と、相関器、オフセット算出部および誤り検出部を制御するための制御部とをさらに備え、制御部は、ｉ）所定のユニークワード間隔で送信された信号を、受信側において受信して、相関長を所定の値の組のうちで順次変更して誤り検出を実行し、ｉｉ）誤り検出の結果に応じて、伝送誤りが所定以下となる範囲で、周波数オフセットの推定に使用する相関値を特定する。
【００１６】
好ましくは、誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、制御部は、誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最大の相関長を特定する。
【００１７】
好ましくは、誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、制御部は、誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最小の相関長を特定する。
【００１８】
好ましくは、周波数オフセットの算出に使用する相関値を格納するための記憶装置をさらに備え、制御部は、受信したフレーム平均サイズの数の各フレームについて、相関長を所定の値の組のうちで順次変更して算出した相関値を記憶装置に格納し、オフセット算出部は、記憶装置に格納された相関値に基づいて、周波数オフセットの推定値を算出する。
【００１９】
この発明の他の局面に従うと、各々に複数のユニークワードが配置された複数のフレームと、誤り検出符号を含む無線信号を受信するための無線通信装置であって、無線信号を受信して検波するための受信手段と、受信手段からの受信信号の搬送波周波数と局部発振周波数との間の周波数オフセットを推定し、推定された周波数オフセットに基づいて、受信信号の周波数誤差を補正するため搬送波周波数再生手段とを備え、搬送波周波数再生手段は、周波数オフセットを推定するための周波数オフセット推定手段と含み、周波数オフセット推定手段は、受信信号とのユニークワードとの相関を算出するための相関器を含み、相関器は、相関長を可変として相関を算出することが可能であり、算出された相関を、設定されたフレーム平均サイズの数のフレームにわたって積算し、周波数オフセットの推定値を算出するためのオフセット算出部と、誤り検出符号により、伝送誤りの検出を行うための誤り検出部とをさらに含み、相関器、オフセット算出部および誤り検出部を制御するための制御部をさらに備え、制御部は、ｉ）所定のユニークワード間隔で送信された信号を、受信側において受信して、相関長を所定の値の組のうちで順次変更して誤り検出を実行し、ｉｉ）誤り検出の結果に応じて、伝送誤りが所定以下となる範囲で、周波数オフセットの推定に使用する相関値を特定し、搬送波周波数再生手段で補正された信号に対して、復号処理を行うための復号手段とをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、制御部は、誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最大の相関長を特定する。
【００２１】
好ましくは、誤り検出符号は、複数のフレームにわたって設けられ、誤り検出部は、当該複数のフレームについての誤り検出結果を総合して、誤り情報を算出し、制御部は、誤り情報に基づいて、伝送誤りが最小となるフレームに対応する相関長のうち、最小の相関長を特定する。
【００２２】
好ましくは、周波数オフセットの算出に使用する相関値を格納するための記憶装置をさらに備え、制御部は、受信したフレーム平均サイズの数の各フレームについて、相関長を所定の値の組のうちで順次変更して算出した相関値を記憶装置に格納し、オフセット算出部は、記憶装置に格納された相関値に基づいて、周波数オフセットの推定値を算出する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、同期検波を実現する復調回路において、伝搬路状態に応じて最適な相関長Ｎを選択することで、適応的に周波数オフセットを正確に推定し、搬送波の捕捉を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態の送信機１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図２】本実施の形態の受信機２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図３】ユニークワードにおけるシンボルの配置を説明するための図である。
【図４】搬送波周波数再生部２０７における周波数オフセット推定装置２０７０と、ＣＲＣデコード処理部２１６の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図５】相関長Ｎと評価可能な最大周波数オフセットとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】ユニークワード間隔Ｄおよび相関長Ｎでのユニークワードの異なる配置の例を示す図である。
【図７】異なるユニークワード間隔Ｄで配置されるユニークワードが送信信号のフレーム内に配置される態様を説明するための図である。
【図８】送信側から受信側に送信されるユニークワードおよびＣＲＣ符号の配置を説明するための図である。
【図９】適応的に相関長Ｎを変化させた場合の調整可能な最大周波数オフセットの評価を示す概念図である。
【図１０】ビットエネルギー対雑音電力密度比Eb/NoとビットエラーレートＢＥＲとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】ビットエネルギー対雑音電力密度比Eb/NoとビットエラーレートＢＥＲとの関係のシミュレーション結果を示す他の図である。
【図１２】適応的相関長の処理フローを説明するためのフローチャートである。
【図１３】受信フレーム数と残存する周波数オフセットとの関係を示す図である。
【図１４】記憶装置に格納される相関値の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態の無線通信システムについて、図に従って説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素および処理工程は、同一または相当するものであり、必要でない場合は、その説明は繰り返さない。
【００２６】
以下に説明するとおり、本実施の形態の無線通信システムは、偏波多重方式を採用するものである。
【００２７】
好ましくは、本実施の形態では、２つの偏波を用いて情報伝達を行うシステムにおける通信装置で、衛星通信のように送受信間に際立った障害物の無いシステム系で用いる状態が、より好適である。なお、送信機能のみの通信機には、本実施の形態の送信機能のみを、受信機能のみの通信機には、本実施の形態の受信機能のみを備える構成とすることが可能である。また、送受信機には、送受信機能を備える構成とすることも可能である。
【００２８】
また、本実施の形態の無線通信システムは、２直交の偏波(現実的なレベルでの直交であり、交差偏波成分は０でなくともよい)を同時に情報伝送に利用する無線通信機が対象である。ただし、本実施の形態の送信機、受信機、送受信機において、以下に説明するような偏波多重通信の機能を一時停止させて、従来の通信方式での通信に切り替えることが可能なようにシステムを構成することも可能である。
【００２９】
また、本実施の形態は、３以上の偏波に信号を多重する偏波多重方式に用いることも可能である。
【００３０】
（送信機および受信機の構成）
図１は、本実施の形態の送信機１０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【００３１】
図１を参照して、送信機１０００は、送信するべきデジタルデータ信号（情報ビット）を受け、伝送誤りを捕捉するためにデータから計算されるチェックのためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号化を行うＣＲＣ符号化部１００と、ＣＲＣ符号化部１００からの情報ビットに対して誤り訂正符号化処理を実行し、送信シンボルに変換する誤り訂正符号化処理部１０１を備える。なお、誤り訂正符号化処理だけでなく、「インターリーブ処理」などが実行されてもよい。
【００３２】
送信機１０００は、さらに、送信されるシンボルをシリアル／パラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）するＳ／Ｐ変換部１０２と、パラレル信号に変換された送信シンボルを、Ｉ／Ｑマッピングデータ記憶部１０６に保持された情報に基づいて、水平偏波（Ｈ偏波）および垂直偏波（Ｖ偏波）の各偏波成分について、信号空間ダイアグラム（コンステレーション）における信号点にマッピングするＶ／Ｈマッピング処理部１０４とを備える。
【００３３】
ここで、Ｉ成分とは、直交変調の際の同相成分を意味し、Ｑ成分とは、直交変調の際の直交位相成分のことを意味し、Ｉ／Ｑマッピングとは、Ｉ成分およびＱ成分で張られる平面上に信号点を配置することを意味する。
【００３４】
送信機１０００は、さらに、Ｖ／Ｈマッピング処理部１０４からのＶ偏波についてのＩ／Ｑ成分にユニークワードを挿入するためのユニークワード挿入部（以下、ＵＷ挿入部）１０７ａと、Ｖ／Ｈマッピング処理部１０４からのＨ偏波についてのＩ／Ｑ成分にユニークワードを挿入するためのＵＷ挿入部１０７ｂとを備える。
【００３５】
送信機１０００は、さらに、ＵＷ挿入部１０７ａからのＶ偏波についてのＩ／Ｑ成分を、対応する変調方式（たとえば、ＱＰＳＫ変調方式）で直交変調する直交変調部１０８ａと、ＵＷ挿入部１０７ｂからのＨ偏波についてのＩ／Ｑ成分を、対応する変調方式（たとえば、ＱＰＳＫ変調方式）で直交変調する直交変調部１０８ｂと、直交変調部１０８ａの出力をデジタル・アナログ変換するためのＤ／Ａ変換部１１０ａと、直交変調部１０８ｂの出力をデジタル・アナログ変換するためのＤ／Ａ変換部１１０ｂとを備える。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換部１１０ａの出力は、図示しない電力増幅器で増幅され、送信フィルタ処理部１１２ａで不要な周波数成分を抑圧するためのフィルタ処理をされた後、垂直偏波アンテナ１１４ａから送出される。また、Ｄ／Ａ変換部１１０ｂの出力は、図示しない電力増幅器で増幅され、送信フィルタ処理部１１２ｂでフィルタ処理をされた後、水平偏波アンテナ１１４ｂから送出される。
【００３７】
ＵＷ挿入部１０７ａおよび１０７ｂは、後に説明するように、予め送信側と受信側で既知であるユニークワードシンボルの間隔Ｄで、送信信号にユニークワードを挿入する。
【００３８】
なお、以下では、「ユニークワードのシンボル間隔」のことを単に「ユニークワード間隔」と呼ぶことにする。
【００３９】
図２は、本実施の形態の受信機２０００の構成を説明するための機能ブロック図である。
【００４０】
図２を参照して、受信機２０００は、垂直偏波アンテナ２００ａと水平偏波アンテナ２００ｂと、垂直偏波アンテナ２００ａからの受信信号を図示しない低雑音増幅器が増幅した信号をフィルタ処理する受信フィルタ処理部２０２ａと、水平偏波アンテナ２００ｂからの受信信号を図示しない低雑音増幅器が増幅した信号をフィルタ処理する受信フィルタ処理部２０２ｂと、受信フィルタ処理部２０２ａからの信号をアナログデジタル変換するためのアナログデジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）２０４ａと、受信フィルタ処理部２０２ｂからの信号をアナログデジタル変換するためのＡ／Ｄ変換部２０４ｂとを備える。
【００４１】
受信機２０００は、さらに、Ａ／Ｄ変換部２０４ａおよび２０４ｂからの信号をそれぞれ受けて、コンステレーション上におけるＩ／Ｑ成分を分離する直交検波部２０６ａおよび２０６ｂを備える。
【００４２】
搬送波周波数再生部２０７は、直交検波部２０６ａまたは直交検波部２０６ｂからの信号に対して、それぞれ、後に説明するように局部発振器との間の周波数オフセットの値の推定を実行し、推定された周波数オフセットにもとづいて、入力された信号を、上述したＡＦＣ回路などと同様の構成により、周波数誤差がゼロに近づいた状態にまで補正する。
【００４３】
続いて、搬送波周波数再生部２０７において周波数誤差を補正された受信変調信号は、搬送波位相再生部２０８に入力される。搬送波周波数再生部２０７における周波数誤差の補正後も、周波数誤差が残留するため、受信シンボル点がゆっくりと回転し、特性の劣化を招く。そこで、搬送波位相再生部２０８において、残留した周波数誤差（位相誤差）の補正が行われる。搬送波位相再生部２０８は、補正後の受信変調信号における残留位相誤差をゼロに近づける。
【００４４】
最尤判定処理部２０９は、Ｉ／Ｑマッピングデータ記憶部２１０からのマッピング情報に基づいて、搬送波位相再生部２０８からの信号に対して、信号空間ダイアグラム上の所定の信号点に対する尤度を算出し、ＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）法による最尤復号を行う。ＭＬＤ法では、受信信号に対し、送信アンテナから送信されうる送信信号のすべての組合せを用いてメトリックを算出する。そして、最小の距離を与える送信信号の組合せを選択する。
【００４５】
なお、「信号点」とは、変調方式によりコンステレーション上に定義される基準となる位置のことをいい、「シンボル」とは、送信側で変調されて、基準クロックで伝送される情報の単位である「符号」を意味する。
【００４６】
最尤判定処理部２０９により算出された送信信号のビット情報は、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ変換）を行うＰ／Ｓ変換部２１２を経て、誤り訂正復号処理部２１４により誤り訂正された後、受信データとして出力される。
【００４７】
なお、送信機側の構成に従って、誤り訂正復号処理部２１４では、畳み込み復号やデインターリーブ処理が実行されてもよい。
【００４８】
さらに、ＣＲＣデコード処理部２１６は、受信した信号に対してＣＲＣデコード処理を実行し、現時点でのユニークワード間隔Ｄおよび相関長Ｎの組合せで伝送誤りが生じているか否かを検出して、搬送波周波数再生部２０７における周波数オフセットの推定処理を制御する。
（実施の形態１）
図３は、ユニークワードにおけるシンボルの配置を説明するための図である。
【００４９】
図３では、シンボルは、ＢＰＳＫ変調されている。
【００５０】
図３（ａ）は、位相を推定する状況を説明するための図である。
【００５１】
受信信号は、以下のように表される。
【００５２】
【数１】
0006643770.tif 000002
ここで、ｚnは、ノイズを表す。
【００５３】
この時、推定される周波数は、以下のように表される。
【００５４】
【数２】
0006643770.tif 000003
図３（ａ）にも示されるように、ユニークワード位置（ｉ−Ｄ）の位相推定値θi-Dハット（以下、文字Ｘの上に記号“＾”が付された時には、「Ｘハット」と記載する）を基にユニークワード位置ｉの位相推定値θiハットを求める場合を考える。推定値θiハットには、加法性白色ガウスノイズΔｅiが含まれる。このとき、図３（ａ）において、加法性白色ガウスノイズΔｅiにより変動する領域は、ユニークワード位置ｉにおいて上下方向の矢印で示されている。図３（ａ）に示されるように、ノイズによる位相推定誤差は、ユニークワードの間隔Ｄが大きくなるほど、相対的に小さくなり、その影響が小さくなる。
【００５５】
図３（ｂ）は、ユニークワード間隔Ｄ＝１のとき（ユニークワードが連続して配置されるとき）の横軸にシンボルの位置（シンボル番号）、縦軸にシンボルのＰｉを振幅とともに示す。ノイズ環境下で、オフセット範囲が大きな場合にも推定を可能とするものの、精度は低下する。
【００５６】
図３（ｃ）は、ユニークワード間隔Ｄ＝４のときの横軸にシンボルの位置（シンボル番号）、縦軸にシンボルのＰｉを振幅とともに示す。シンボルがフレームのより広い範囲にわたって分散されるため、より高い精度を得ることができるものの、推定できるオフセットの範囲は小さくなる。
【００５７】
図３（ｂ）および図３（ｃ）とも、簡単のためにユニークワードシンボルが８個である場合を例示している。
【００５８】
図３（ｃ）に示すように、ユニークワード間隔Ｄ＝４の場合、ユニークワードシンボルの間にはデータシンボルが存在する。
【００５９】
一方、ノイズ環境下では、あるユニークワードシンボルから次のユニークワードシンボルまでにおいて、ノイズ誤差が、位相の推定にのることになる。そこで、ユニークワード間隔Ｄが大きくなるほど、位相の推定に対するノイズ誤差の影響が小さくなり、周波数オフセットの推定精度は向上することになる。
【００６０】
図４は、搬送波周波数再生部２０７における周波数オフセット推定装置２０７０と、ＣＲＣデコード処理部２１６の構成を説明するための機能ブロック図である。
【００６１】
本実施の形態では、ユニークワード間隔Ｄは、送信側において予め大きな値として固定されているものとする。ここで、「大きな値」とは、要求される周波数オフセットの推定の精度に十分な値という意味であり、特に限定されないが、たとえば、Ｄ＝｛８，１６，３２｝の中のいずれかの値に設定される。受信側においては、以下に説明するように、ユニークワード間隔Ｄが固定されていることを前提に、相関長Ｎを適応的に変化させる。
【００６２】
周波数オフセットの推定にあたっては、修正Ｌ＆Ｒ（ＭＬＲ）アルゴリズムが、ＤＶＢ−Ｓ２衛星受信機中の広く使用され、周知な周波数オフセット推定アルゴリズムとなっている。このような修正Ｌ＆Ｒアルゴリズムは、ノイズ環境下での周波数評価特性を改善するために、Ｌフレームに関する平均相関を計算することに基づく。
【００６３】
修正Ｌ＆Ｒアルゴリズムについては、以下の文献に開示がある。
【００６４】
公知文献１：E. Casini, R. De Gaudenzi, and A. Ginesi, ”DVB-S2 modem algorithms design and performance over typical satellite channels，” Proceedings of the Int. Journal of Sat. Commun. and Networking, pp. 281--318, June 2004.
公知文献２：M. Luise. and R, Reggiannini, ”Carrier frequency recovery in all-digital modems for burst-mode transmissions，” IEEE Trans. Commun., Vol. 43, No. 2/3/4, pp. 1169--1178, Feb-Apr. 1995.
さらに、本特許出願の発明者により、以下の文献において、ＵＷシンボルの間の間隔Ｄが１以上となり得るように修正した方式（ＤＭＬＲ方式）が、以下の文献で提案されている。
【００６５】
公知文献３：J. Webber, M. Yofune, K. Yano, H. Ban, and K. Kobayashi, ”Performance of frequency recovery algorithms for a poly-polarization multiplexing satellite system”， 11th IEEE Malaysia International Conference on Communications (MICC2013), 27-29th Nov. 2013.
ここで、周波数オフセット推定装置２０７０は、上述したような、「ＵＷシンボルの間の間隔Ｄが１以上となり得るように修正した修正Ｌ＆Ｒアルゴリズム」を実行するためのハードウェアである。したがって、周波数オフセットの推定については、公知文献３に詳しいので、以下では、その概略を説明する。
【００６６】
周波数オフセット推定装置２０７０は、図示しない制御部の制御に従って、後に説明するように、直交検波部２０６ａまたは２０６ｂ（以下、総称するときは、直交検波部２０６）から入力された受信変調信号Ｚとメモリに保存したユニークワードＵＷとの相関を、以下の式に従って、相関長Ｎ（Ｎ：自然数）の相関器３０２０でとって、この相関値を、積算処理部３０３０で、移動平均サイズＬ（フレーム数で規定）だけ積算する。
【００６７】
すなわち、積算処理部３０３０は、Ｌフレームにわたって相関値を積算し、オフセット算出部３０４０が、積算された相関値を、以下の式（３）（４）に従って、周波数オフセットｆLR-Dハットに変換する。
【００６８】
【数３】
0006643770.tif 000004
【００６９】
ここで、ｌは現在のフレーム番号であり、ｍは遅延であり、Ｌpは、ユニークワードの長さであり、Ｎは相関長であり、Ｌは、フレーム平均サイズであり、Ｄはユニークワード間隔である。
【００７０】
また、z（ｋ）は、ｌ番目のフレームのｋ番目のシンボルと相関をとる既知のユニークワードのｋ番目のシンボルの共役との積を意味する。既知のユニークワードの共役との積をとることで、変調の影響を除去できる。ｚ*（ｋ）は、z（ｋ）の複素共役である。
【００７１】
式（１）では、ｌ番目のフレームについて、ｍだけずれたシンボル間の相関をとっていることに相当する。式（２）では、Ｌフレームにわたる相関値の積算をとっていることを意味する。
【００７２】
周波数オフセットｆLR-Dハットは、テーブルなどにより複素数の周波数誤差情報に変換され、図示しない複素乗算器において、入力された受信変調信号と周波数誤差情報との複素乗算が行われ、周波数誤差を補正した受信変調信号が得られる。搬送波周波数再生部２０７では、上記の動作を繰り返すことにより、補正後の受信変調信号における残留周波数誤差をゼロに近づける。
【００７３】
一方、図示しない制御部の制御にしたがって、ＣＲＣデコード処理部２１６は動作し、デコード部２１６２は、誤り訂正復号処理部２１４からの受信信号に対して、ＣＲＣデコード処理を行い、ＣＲＣチェック部２１６４が、ＣＲＣ符号により、伝送エラーの有無を判別する。相関長制御部２１６６は、現在のユニークワード間隔Ｄ、相関長Ｎおよびフレーム平均サイズＬにおいて、エラーが生じたか否かを検出し、相関長Ｎを後に説明するフローに従って更新し、最適な相関長Ｎを決定する。なお、相関長制御部２１６６は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）２１６８を参照することで、相関長Ｎを更新するものとする。
【００７４】
また、同一の受信信号の組に対して、異なる相関長Ｎについての相関値を算出できることから、予め設定された相関長Ｎの組の要素ごとに同一の受信信号の組に対して相関値を算出して記憶装置に記憶しておくことで、相関長制御部２１６６は、このようにして記憶装置内に格納された相関値に基づいて、最適な相関長Ｎを決定する構成とすることができる。このような構成とすれば、Ｌフレームの信号が受信されて相関値の算出が行われた時点で、可能な相関長Ｎの組の各要素についての相関値の算出が終了していることとなり、最適な相関長Ｎを決定するのに要する時間を短縮することが可能となる。
【００７５】
なお、図４では、相関長制御部２１６６と、受信機２０００全体の制御を行う制御部とが異なるものとして説明したが、これらは、１つの制御部として統合されていてもよい。
【００７６】
このような構成とすることで、後により詳しく説明するように、送信側は、固定されたユニークワード間隔Ｄの信号を送信する。受信側では、初期フェーズにおいては、相関長Ｎのとり得る値の組として予め定められた組のうちから、特定の相関長Ｎを順次選択しながら、制御部の制御によるアルゴリズムにより、ＣＲＣチェックを行って、伝送エラーが所定の値以下となる範囲で、最適な相関長Ｎを特定する。
【００７７】
なお、誤り検出符号としては、ＣＲＣ符号に限定されず、他の誤り検出符号を使用してもよい。
【００７８】
図５は、相関長Ｎと評価可能な最大周波数オフセットとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【００７９】
すなわち、図５においては、ユニークワード間隔Ｄをパラメータとして、相関長Ｎに対する引込可能な最大周波数オフセットの変化を示している。
【００８０】
図５においては、ユニークワードのシンボル数は３２であり、データ転送速度は１０ＭＢｄとしてシミュレーションしている。
【００８１】
上述したように、同じ相関長であれば、ユニークワード間隔Ｄが増加するほど、評価可能な最大周波数オフセットは減少する。
【００８２】
一方で、ユニークワード間隔Ｄを固定した場合、相関長Ｎを減少させると、評価可能な最大オフセット周波数を増加させることができる。
【００８３】
したがって、送信側でユニークワード間隔Ｄを固定して送信している場合でも、受信側で、適応的に相関長Ｎを変化させれば、評価可能な最大周波数オフセットを可変とすることが可能である。
【００８４】
図６は、ユニークワード間隔Ｄおよび相関長Ｎでのユニークワードの異なる配置の例を示す図である。
【００８５】
また、図７は、異なるユニークワード間隔Ｄで配置されるユニークワードが送信信号のフレーム内に配置される態様を説明するための図である。
【００８６】
図５においても、説明したとおり、評価可能な最大周波数オフセットは、ユニークワード間隔Ｄと相関長Ｎの２つのパラメータで決定される。
【００８７】
ここで、有効ユニークワード間隔Ｄ´を、Ｄ´＝Ｄ・Ｎで定義すると、同一の有効ユニークワード間隔Ｄ´に対しては、評価可能な最大周波数オフセットも同一となる。
【００８８】
図６においては、フレームの所定領域において分布して配置されるユニークワードシンボルを斜線で示す。ユニークワード（ＵＷ）シンボルインデックスとは、フレーム内で最初のユニークワードシンボルを起点として、あるユニークワードシンボルが何番目であるかを示す。
【００８９】
たとえば、図６（ａ）に示すような（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（１，４，４）の場合と、図６（ｂ）に示すような（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（４，１，４）の場合とでは、有効ユニークワード間隔Ｄ´は、いずれも４となり、評価可能な最大周波数オフセットも同一となる。
【００９０】
ただし、オフセット評価のためには、いずれの２つのユニークワードの間隔も、対応する位相差が２π以下となるように設定される必要があり、ユニークワード間隔Ｄの値には上限がある。
【００９１】
次に、図７を参照して、図７上段に示すように、ユニークワード間隔Ｄ＝１の場合、所定数の各フレームの先頭部分に、連続した所定数個のシンボル（ここでのシンボルの所定数個とは、たとえば、６４）から成るユニークワードが配置された部分（以下、ＵＷ部）が設けられる。
【００９２】
一方、図７の下段に示すように、ユニークワード間隔Ｄが１を超える場合の配置では、各フレームの先頭部分から、所定のユニークワード間隔（図７下段では、たとえば、Ｄ＝２〜６４）で所定数個のシンボルのユニークワードが分散して配置されている。
【００９３】
なお、本実施の形態では、ユニークワード間隔Ｄについては所定の値の組のうちから送信側が選択して固定し、選択されたユニークワード間隔がデータ通信にも使用される。
【００９４】
なお、ここで、ユニークワードとして使用されるシンボル数は、必ずしも上記の値に限定されるものではない。
【００９５】
なお、ここで、ユニークワード間隔Ｄ＝ｎ（ｎ：自然数）とは、第ｉ番目のシンボル（ＵＷシンボルインデックス＝ｉ）がユニークワードであるときに、第（ｉ＋ｎ）番目のシンボルもユニークワードであることを意味する。
【００９６】
図８は、送信側から受信側に送信されるユニークワードおよびＣＲＣ符号の配置を説明するための図である。
【００９７】
図８（ａ）は、１つのフレームの中に分布されるユニークワードの配置を示し、図８（ｂ）は、周波数オフセットの評価においてフレーム平均処理を行うフレーム数であるフレーム平均サイズのＬ個のフレームとそれに対応して設けられるＣＲＣ符号の配置の一例を示し、図８（ｃ）は、ＣＲＣ符号の配置の他の例を示す。
【００９８】
なお、図８（ｂ）または図８（ｃ）のように、ＣＲＣ符号等によって誤り検出を行う単位であるフレームの組をブロックと呼ぶことにする。本実施の形態では、同一ブロック内では、ユニークワード間隔Ｄは、一定であるものとする。
【００９９】
図８（ａ）に示すように、ユニークワードは、指定された間隔Ｄで、１つのフレーム内に分布する。
【０１００】
図８（ｂ）に示すように、フレーム平均サイズであるＬ個（フレーム番号ｌ＝１〜Ｌ）の送信の直後に、たとえば、１６ビットのＣＲＣシンボルを配置する構成とすることが可能である。
【０１０１】
あるいは、図８（ｃ）に示すように、フレーム平均サイズであるＬ個（フレーム番号ｌ＝１〜Ｌ）の送信の直後および、これに続くＬN個（ＬN≧０）のフレーム毎に、たとえば、１６ビットのＣＲＣシンボルを配置する構成とすることも可能である。
【０１０２】
ただし、ＣＲＣシンボルの配置は、図８（ｂ）や図８（ｃ）に示されるような配置に限定されるものではなく、たとえば、各フレームに設けられていてもよく、より一般には、受信側で、所定のユニークワード間隔ＤのフレームをＬ個受信した後に伝送エラーをチェックできる位置に少なくとも１つ配置されていればよい。望ましくは、所定のユニークワード間隔ＤのフレームをＬ個受信した後に伝送エラーをチェックできる位置に（ＬＮ＋１）個配置されていればよい。（ＬＮ＋１）個のＣＲＣ符号が配置されている場合は、たとえば、これらの各ＣＲＣ符号についての誤り検出結果を積算し、積算結果により誤りの有無を検出する構成とすることで、雑音の影響を低減できる。
【０１０３】
したがって、たとえば、受信側で相関長Ｎを適応的に変化させるフローとして、以下のような手順とすることが可能である。
【０１０４】
ｉ）図４に示した相関器によりフレーム平均サイズをＬフレームとして平均相関を算出する。
【０１０５】
このとき、受信したフレーム数がＬ個未満であるときには、相関長Ｎをルックアップテーブル２１６８に格納された所定の値に設定する。このように相関長Ｎの初期値を設定することで、送信側で固定したユニークワード間隔Ｄに適した相関長Ｎで周波数オフセットを評価することができる。
【０１０６】
ｉｉ）受信したフレーム数がＬ個以上となった場合は、後に説明するフローにしがたって、ＣＲＣ符号による誤り検出の結果に応じて、相関長Ｎの値を適応的に変化させる。
【０１０７】
このとき、ＣＲＣ符号が図８（ｃ）のように配置されている場合は、ＣＲＣ符号による誤り検出結果を、（ＬＮ＋１）個のＣＲＣ符号について（積算または平均）する処理を行うことにより、上述のとおり、雑音の影響を低減できる。
【０１０８】
図９は、適応的に相関長Ｎを変化させた場合の調整可能な最大周波数オフセットの評価を示す概念図である。
【０１０９】
図９（ａ）は、上述した従来の修正Ｌ＆Ｒ（ＭＬＲ）アルゴリズムによる最大周波数オフセットの評価を示し、図９（ｂ）は、精度が高い状態での本実施の形態でのアルゴリズム（微調ＤＭＬＲアルゴリズム）による最大周波数オフセットの評価を示し、図９（ｃ）は、精度が低い状態での本実施の形態でのアルゴリズム（粗調ＤＭＬＲアルゴリズム）による最大周波数オフセットの評価を示す。
【０１１０】
データ転送速度ｆsymは１０ＭＢｄであるものとする。
【０１１１】
図９（ａ）に示すように、従来のＭＬＲアルゴリズムでは、（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（１，１６，１６）の場合に、最大周波数オフセットΔｆmaxは、〜５８８ｋＨｚとなる。
【０１１２】
これに対して、図９（ｂ）に示すような微調ＤＭＬＲアルゴリズムでは、たとえば、十分大きなユニークワード間隔Ｄとして６４をとり、（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（６４，１６，１０２４）とした場合に、最大周波数オフセットΔｆmaxは、〜９．１９ｋＨｚとなる。一方、図９（ｃ）に示すように、粗調ＤＭＬＲアルゴリズムとして、相関長Ｎを減少させ、Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（６４，２，１２８）とした場合は、最大周波数オフセットΔｆmaxは、〜５２．１ｋＨｚまで拡大することができる。
【０１１３】
図１０は、ビットエネルギー対雑音電力密度比Eb/NoとビットエラーレートＢＥＲとの関係のシミュレーション結果を示す図である。
【０１１４】
図１０中では、パラメータとして、ユニークワード間隔Ｄと相関長Ｎを変化させた場合を示す。
【０１１５】
ユニークワードのシンボル数Ｎuw＝３２に対して、従来型ＭＬＲアルゴリズムで採用する相関長としては、Ｎuw／２＝１６としている。
【０１１６】
また、変調方式は、２つの各偏波について８ＰＳＫであり、周波数オフセットは、Δｆ＝±２ｋＨｚ、データ転送速度ｆsymは１０ＭＢｄであり、フレーム平均サイズＬ＝２５６であり、前方誤り訂正（ＦＥＣ）は、行わないとの条件で、シミュレーションしている。
【０１１７】
図１０中では、以下の各アルゴリズムでの結果を対比して示している。
【０１１８】
・従来型ＭＬＲアルゴリズム  ：  （Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（１，１６，１６）
・ＤＭＬＲアルゴリズム      ：  （Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（２，１６，３２）
（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（４，１６，６４）
（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（３２，１６，５１２）
・適応的相関長アルゴリズム  ：  （Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（３２，８，２５６）
（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（３２，４，１２８）
（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（３２，４，１２８）の適応的相関長アルゴリズムは、（Ｄ，Ｎ，Ｄ´）＝（３２，１６，５１２）のＤＭＬＲアルゴリズムと比較して、より大きな最大周波数オフセットに対応しつつ、同程度の精度を達成することができる。
【０１１９】
図１１は、ビットエネルギー対雑音電力密度比Eb/NoとビットエラーレートＢＥＲとの関係のシミュレーション結果を示す他の図である。
【０１２０】
シミュレーション条件は、図１０の場合と同様である。
【０１２１】
ユニークワード間隔Ｄを１６とすることで、相関長Ｎを１６から１まで減少させた場合でも、ＢＥＲに大きな劣化は見られない。言い換えると、Ｄ＝１６と設定しておくことで、受信側で、最大周波数オフセットを可変とするために、相関長Ｎを変化させることが可能であることを示している。
【０１２２】
実際の通信では、このようなシミュレーションと実験により、事前に、その通信環境に適合するように、ユニークワード間隔Ｄおよび相関長Ｎの可変範囲を設定しておくことができ、これをルックアップテーブル２１６８に格納しておく構成とできる。
【０１２３】
図１２は、適応的相関長の処理フローを説明するためのフローチャートである。
【０１２４】
上述のとおり、本実施の形態では、ユニークワード間隔Ｄは送信側で固定した値で一定とし、受信側で、相関長Ｎを変化させて、最適な相関長Ｎを特定する。
【０１２５】
以下に説明するとおり、ＣＲＣチェックを利用することで、最大の相関長Ｎを特定する。ここで、ＣＲＣ符号の配置としては、一例として、図８（ｃ）に示すような構成であるものとする。
【０１２６】
図１２を参照して、まず、初期化処理として、送信側は、ユニークワード間隔Ｄの値を所定の値に設定し、この値Ｄは、送信の全体にわたって一定に保持される。受信側でも、このユニークワード間隔Ｄは、既知であるものとする。ここでは、Ｄ＝１６とする（Ｓ１００）。
【０１２７】
さらに、初期化処理として、受信側において、事前に、相関長の可能な組合せＮset＝｛Ｎset（１），Ｎset（２），…，Ｎset（ｎ）｝を設定しているものとする（Ｓ１００）。
【０１２８】
ここでは、一例として、Ｎset＝｛Ｎset（１），Ｎset（２），…，Ｎset（５）｝＝｛１，２，４，８，Ｎuw／２（＝１６）｝とする。特に、限定されないが、以下に説明するように、Ｎsetの要素は、小さいものから順番に並んでいることが望ましい。以下では、Ｎsetの要素は、昇順にならんでいるものとする。
【０１２９】
ＮNは、テストされるＮsetの要素の個数である。フレーム平均サイズＬは、一例として、２５６であるものとする。図８（ｃ）で示されるＬNは、１であるものとする。したがって、１ブロックあたりに、ＣＲＣ符号により、誤り検出をする回数Ｌcは、Ｌc＝（ＬN＋１）となる。さらに、処理中においてＮsetの中の要素を指定するためのワーキング変数であるｎを、ｎ＝０に初期化する。
【０１３０】
さらに、図１２を参照して、受信側で、ユニークワードの含まれる（Ｌ＋ＬN）個のフレームを受信する（Ｓ１０２）。
【０１３１】
続いて、ｎの値を１だけインクリメントして、相関長Ｎとして、Ｎ＝Ｎset（ｎ）に設定する（Ｓ１０４）。
【０１３２】
最初のＬ個のフレームとこれに引き続いて、合計ＬN個のフレームについて、それぞれＣＲＣチェックを行う。ＣＲＣチェックをパスしない場合は、ＣＲＣ（ｌ）＝１とし、パスする場合は、ＣＲＣ（ｌ）＝０とする（Ｓ１０６）。
【０１３３】
不良数インデックスＦａｉｌ（ｎ）を以下の式で計算する（Ｓ１０８）。
【０１３４】
【数４】
0006643770.tif 000005
【０１３５】
次に、現在の変数ｎの値が、Ｎsetの中の要素の数ＮN以上であるかが判別され（Ｓ１１０）、ＮN未満であれば、処理は、ステップＳ１０４に復帰し、ｎの値が１だけインクリメントされ、相関長Ｎとして次の値が設定され（Ｓ１０４）、以降の処理が繰り返される。
【０１３６】
一方、ステップＳ１１０において、ｎがＮＮ以上であれば、不良数インデックスＦａｉｌ（ｎ）が最小である相関長のうち、最大の相関長Ｎが、周波数オフセットの評価用の相関長として選択される（Ｓ１１２）。
【０１３７】
すなわち、正確さを優先する場合、Ｎsetの中の要素のうち、２つ以上の要素で、不良数インデックスの値が同じときは、Ｎの大きさが最大なものを選択するのが望ましい。
【０１３８】
ただし、評価可能な最大周波数オフセットの方を優先することとして、不良数インデックスＦａｉｌ（ｎ）が最小である相関長のうち、最小の相関長Ｎが、周波数オフセットの評価用の相関長として選択される構成としてもよい。
【０１３９】
なお、不良インデックスとしては、上述のように、Ｌc＝（ＬN＋１）回分の誤り検出の結果の積算値として定義している。これにより、雑音などの影響を軽減できるものの、誤りの状況を複数個のフレームについて統合して示す指標（誤り情報）としては、このようなものに限定されない。たとえば、Ｌcに対する誤りの検出されたフレーム数の割合を用いることとして、割合が所定値以下となるか否かを判断する等の方法を採用してもよい。
【０１４０】
図１３は、受信フレーム数と残存する周波数オフセットとの関係を示す図である。
【０１４１】
図１３においては、図１２のフローチャートにおいて、相関長Ｎを、順次、小さい方から大きな値へと変えながらテストする場合を示している。
【０１４２】
ユニークワード間隔Ｄ＝８、フレーム平均サイズＬ＝６４、ビットエネルギー対雑音電力密度比Eb/No＝４．８ｄＢ、データ転送速度ｆsymは５ＭＢｄであり、初期の周波数オフセットΔｆ＝６４ｋＨｚであるものとする。
【０１４３】
初期フェーズでは、図１２のフローチャートにしたがって、Ｎ＝１からＮ＝８まで、相関長Ｎを、順次、大きくしていくにしたがって、残存周波数オフセットは、傾向として減少していく。しかしながら、相関長Ｎ＝１６となると、評価可能な最大周波数オフセットの値が小さくなりすぎ、残存周波数オフセットが急激に増加する。
【０１４４】
このため、Ｎ＝１からＮ＝８までの範囲で、不良数インデックスが最小の範囲で、たとえば、最大の相関長Ｎが、最適相関長ＮOPTとして選択され、以後、通信フェーズでの相関長として使用されることになる。
【０１４５】
初期の動作開始のフェーズで、Ｎの値を適応的に設定することで、以後の通信フェーズでも、安定した通信を行うことが可能となる。
【０１４６】
（記憶装置への相関データの格納）
以下では、受信側において、相関長の最適値を評価している間に、図示しない記憶装置に、相関値を格納しておくことで、最適相関長が決定されると、直ちに、これに対応する相関値を算出可能とする構成について、説明する。
【０１４７】
すなわち、相関長Ｎの選択のための処理としては、図１２に示した処理を実行すればよいものの、相関長Ｎが選択された後に、以下に説明するように、改めて、（Ｌ＋ＬN）個のフレームを受信する必要は必ずしもない。そのような構成について、以下説明する。
【０１４８】
図１４は、記憶装置に格納される相関値の例を示す概念図である。
【０１４９】
図１２のステップＳ１０２において、フレーム番号ｌを１ずつ増加しながら、フレームを順次受信して、フレームｌからフレーム（ｌ＋Ｌ−１）までのＬフレームについて、相関器３０２０において、相関長Ｎを変化させた値を図１４に示すように、図４には図示しない記憶装置に格納しておく。このとき、格納するデータのサイズは、Ｌ行ＮN列の行列となる。
【０１５０】
ステップＳ１１２において、最適な相関長ＮOPTとが確定されれば、この相関長ＮOPTに対応する相関値を記憶装置から読出し、積算処理部３０３０において積算して、オフセット算出部３０４０が、周波数オフセットを算出する構成とすることが可能である。これにより、周波数オフセットの評価にあたり、ｌ＝１〜Ｌまでが、移動平均をとる対象となる。
【０１５１】
以上説明したように、動作開始フェーズ中に、受信側で相関長の組のうちから、特定の相関長を選択しつつ、所定のフレーム数だけ送信し、受信側で、ＣＲＣ符号のデコード処理により伝送エラーを評価して、伝送エラーの最小となる範囲で相関長を特定する。
【０１５２】
このとき、伝送エラー最小の相関長のうち最大のものを周波数オフセットの評価のための相関長として選択すれば、高い精度で、周波数オフセットを推定できる。
【０１５３】
あるいは、伝送エラー最小の相関長のうち最小のものを周波数オフセットの評価のための相関長として選択すれば、評価可能な周波数オフセットの範囲を可能な限り広くとることが可能である。
【０１５４】
上述した伝送エラーの最少となる相関長のうち、最大のものを選択するか、最小のものを選択するかは、使用する周波数帯、使用する変調方式、データ転送速度、想定される周波数オフセットの範囲などにより、事前に決定しておくものとする。
【０１５５】
データ通信フェーズでは、このようにして特定された相関長でデータ受信を行うことで、受信側の搬送波周波数再生部での引込可能周波数の範囲を最大化する、ないし、周波数オフセットを高精度に推定することが可能となる。この場合、相関長は、伝送エラーが最小となるように選択されるので、より少ないフレーム数（より短い捕捉期間）で、周波数オフセットを推定できる。
【０１５６】
今回開示された実施の形態は、本発明を具体的に実施するための構成の例示であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。本発明の技術的範囲は、実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲の文言上の範囲および均等の意味の範囲内での変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５７】
１００  誤り訂正符号化処理部、１０２  Ｓ／Ｐ変換部、１０４  Ｖ／Ｈマッピング処理部、１０６，２１０  Ｉ／Ｑマッピングデータ記憶部、１０７ａ，１０７ｂ  ＵＷ挿入部、１０８ａ，１０８ｂ  直交変調部、１１０ａ，１１０ｂ  Ｄ／Ａ変換部、１１２ａ、１１２ｂ  送信フィルタ処理部、１１４ａ，２００ａ  垂直偏波アンテナ、１１４ｂ，２００ｂ  水平偏波アンテナ、２０２ａ，２０２ｂ  受信フィルタ処理部、２０４ａ，２０４ｂ  Ａ／Ｄ変換部、２０６ａ，２０６ｂ  直交検波部、２０７  搬送波周波数再生部、２０８  搬送波位相再生部、２０９  最尤判定処理部、２１２  Ｐ／Ｓ変換部、２１４  誤り訂正復号処理部、２１６  ＣＲＣデコード処理部、１０００  送信機、２０００  受信機。
【図１】
0006643770.tif 000006
【図２】
0006643770.tif 000007
【図３】
0006643770.tif 000008
【図４】
0006643770.tif 000009
【図５】
0006643770.tif 000010
【図６】
0006643770.tif 000011
【図７】
0006643770.tif 000012
【図８】
0006643770.tif 000013
【図９】
0006643770.tif 000014
【図１０】
0006643770.tif 000015
【図１１】
0006643770.tif 000016
【図１２】
0006643770.tif 000017
【図１３】
0006643770.tif 000018
【図１４】
0006643770.tif 000019