(57)【要約】  【課題】  シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロットからなり、送信機と受信機間で、データ信号を、多数のシンボルフレームからなるフレーム同期部を含むプリアンブル部を有するシステムフレーム内に組み込んで交換するマルチバンド通信システムのフレーム同期方法を提案する。  【解決手段】  このフレーム同期方法は、フレーム同期部の２シンボルフレーム毎の１つ以上のスロットに同期信号を含むデータ信号を送信するステップと、伝送周波数帯域から選択される同期信号の伝送に必要とされるデータ信号成分のみを処理するステップと、処理されたデータ信号を、そのデータ信号をシフトしたコピーから減算するステップとを有し、コピーは、１シンボルフレーム分シフトされている。【選択図】  図７
2005312052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロット（６）からなり、送信機と受信機間で、データ信号を、該多数のシンボルフレーム（５）からなるフレーム同期部を含むプリアンブル部（２）を有するシステムフレーム（１）内に組み込んで交換するマルチバンド通信システムのフレーム同期方法において、
上記フレーム同期部の２シンボルフレーム（５）毎の１つ以上のスロット（６）に同期信号を含むデータ信号を送信するステップと、
上記伝送周波数帯域から選択される同期信号の伝送に必要とされるデータ信号成分のみを処理するステップと、
上記処理されたデータ信号を、そのデータ信号をシフトしたコピーから減算するステップとを有し、
上記コピーは、１シンボルフレーム分シフトされていることを特徴とするフレーム同期方法。
【請求項２】
上記処理されたデータ信号のコピーは、前のシンボルフレームにシフトされることを特徴とする請求項１に記載のフレーム同期方法。
【請求項３】
上記選択されたデータ信号成分の処理では、該選択されたデータ信号成分を、該データ信号成分のパワー量を反映した信号に変換することを特徴とする請求項１又は２に記載のフレーム同期方法。
【請求項４】
上記選択されたデータ信号成分の処理では、さらに、上記パワー量を反映した信号をデジタル化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフレーム同期方法。
【請求項５】
上記シフトされたコピーから上記処理されたデータ信号を減算した信号の絶対値を表す信号を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフレーム同期方法。
【請求項６】
上記データ信号は、マルチバンド超広帯域タイプの信号であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のフレーム同期方法。
【請求項７】
シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロット（６）からなり、データ信号を、該多数のシンボルフレーム（５）からなるフレーム同期部を含むプリアンブル部（２）を有するシステムフレーム（１）内に組み込んで送信するフレームベースのマルチバンド通信システムの送信装置において、
上記フレーム同期部の２シンボルフレーム毎に同期信号が変調されるように上記プリアンブル部の内容を制御するプリアンブル制御手段を備える送信装置。
【請求項８】
シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロット（６）からなり、多数のシンボルフレーム（５）からなるフレーム同期部を含むプリアンブル部（２）を有するシステムフレーム（１）内に組み込まれたデータ信号を受信するフレームベースのマルチバンド通信システムの受信装置において、
上記受信されたデータ信号をダウンコンバートするダウンコンバート手段（１２、１３、１４）と、
上記ダウンコンバートされたデータ信号のコピーを１シンボルフレーム分シフトするシフト手段（１７）と、
上記ダウンコンバートされたデータ信号を、該データ信号のシフトされたコピーから減算する減算手段（１８）とを備える受信装置。
【請求項９】
上記ダウンコンバートされたデータ信号を、該ダウンコンバートされたデータ信号のパワー量を表す信号に変換する信号パワー変換手段（１５）をさらに備える請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
上記信号パワー変換手段は、上記ダウンコンバートされたデータ信号の同相成分と直交成分の自乗和を求めることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
上記ダウンコンバートされたデータ信号、又は処理されてダウンコンバートされたデータ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル手段をさらに備える請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１２】
上記減算手段からの差分信号から正の値のみを有するフレームタイミング情報を得る絶対値生成手段（１９）をさらに備える請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームベースの通信システム、特にマルチバンド広帯域通信システム又はマルチバンド超広帯域通信システムにおけるフレーム同期に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレームベースの通信システムでは、データは、所謂システムフレーム（system frame）化され、送信機と受信機との間で交換される。システムフレームのプリアンブル部は、フレーム同期により受信機を送信機に同期させるのに用いられる。プリアンブル部は、単にプリアンブルとも呼ばれ、数多くのシンボルフレームからなっている。フレーム同期の目的は、プリアンブル部内のシンボルフレームの境界を特定することである。
【０００３】
フレームベースの通信システムにおけるデータストリーム又はデータ信号の構造を図１に示す。データはシステムフレーム化され、順番に伝送される。各システムフレームは、プリアンブル部と、ヘッダ部と、ペイロード部とから構成される。これについては、エリス（Ellis）、シウィアク（Siwiak）、ロバーツ（Roberts）著の「Ｐ８０２．１５．３ａ  Ａｌｔ  ＰＨＹ選択基準（P802.15.3a Alt PHY Selection Criteria）」ＩＥＥＥ８０２．１５−０３／０３１ｒ５、２００２年１２月２７日（IEEE802.15-03/031r5, December 27th 2002）に詳細に記載されている。プリアンブルは、上述のように受信機を送信機に同期させるのに用いられ、ヘッダにはコントロールデータが含まれ、ペイロード部は情報データを伝送するのに用いられる。
【０００４】
プリアンブル自体は連続した所謂シンボルフレームからなり、シンボルフレームは決まった数のスロットからなる。スロットは、シンボルをシンボルフレームによってスロット毎に伝送できるように、個々のシンボルの要素の値を入れるために確保されている。そして、受信機は、シンボルを用いて同期をとる。同期は、通常、２段階、すなわちフレームのタイミングをとり、周波数を補正することによって行われる。フレームタイミングでは、プリアンブル内のシンボルフレームの境界を識別し、周波数補正では、受信機のクロック周波数を送信機のクロック周波数に合わせる。そして、同期がとれた後、伝送されてきた信号が検出される。
【０００５】
近年、無線マルチメディアストリームや無線ビデオ接続等の広帯域無線用途で、約１０ｍまでの短い距離の範囲において１１０Ｍｂｐｓ以上の非常に高いデータレートが得られる超広帯域（ultra wide-band（以下、ＵＷＢと略す））システムが大きな注目を集めている。ＵＷＢシステムは、非常に広い帯域を使用するシステムである。過去において、このようなシステムは、軍事用に使用されるだけであった。しかし、２００２年に米国連邦通信委員会（Federal Communications Commission、以下、ＦＣＣと略す）は、民生用の超広帯域用途として３．１〜１０．６ＧＨｚ帯を使用することを許可した。スペクトル要件については、２００２年８月２２日付けの連邦通信委員会の文書「超広帯域送信システムに関する委員会規則第１５部の改訂、第１報告書及び指示書（Revision of Part 15 of the Commission’s Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission Systems, First Report and Order）」、ＥＴ書類番号９８−１５３に詳細に記載されている。さらに、ＦＣＣは、超広帯域信号は、少なくとも５００ＭＨｚの帯域幅を占有するか、あるいは０．２５より大きな等リップル比帯域幅（fractional bandwidth）広い部分帯域幅を有していなければならないと定めた。このような最大７．５ＧＨｚの広帯域幅を達成するために、短パルス、チャープ変調、周波数ホッピング等の種々の方法がある。
【０００６】
体表的なパルス発生超広帯域システムでは、短パルスを伝送した後、次のパルスを伝送するまで何も伝送しないギャップがある。パルスとパルスの間の時間的なギャップを含むパルスが送信されるレートは、パルス繰返し周波数（pulse repetition frequency（以下、ＰＲＦと略す））として知られている。このようなＵＷＢシステムのパルスが非常に広い１つの帯域（５００ＭＨｚ〜７．５ＧＨｚ）を占有する場合、これらのシステムは、シングルバンドＵＷＢシステムと呼ばれる。パルスが５００ＭＨｚを超える幾つかの狭い帯域を占有する場合、これらのシステムはマルチバンドＵＷＢシステムと呼ばれる。
【０００７】
図２は、マルチバンドＵＷＢ送信機の具体的な構成を示すブロック図である。インパルス発生器は、例えばローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いて実現されるパルス整形フィルタにインパルス信号を供給する。パルス整形フィルタの出力は、パルス整形インパルス信号である。ミキサは、パルス整形インパルス信号を、所望の周波数帯域にアップコンバートする。ミキサの出力端におけるＵＷＢ信号の帯域幅は、パルス整形フィルタの帯域幅によって決定される。ＵＷＢ信号の中心周波数及び瞬時位相は、発振器の制御信号によって制御することができる。ミキサの出力端にＲＦバンドパスフィルタを設け、望ましくない又は帯域外の周波数成分及び／又はミキサの雑音を除去し、アンテナを介して送信を行う。ＵＷＢ送信機についてのより詳細な説明は、例えば米国特許６，０２６，１２５に記載されている。
【０００８】
図２に示す発振器の中心周波数を調整できるようにすることによって、周波数ホッピングを採用したマルチバンドＵＷＢシステムを可能にする。マルチバンドＵＷＢシステムの周波数ホッピングパターンは、ディスクリート・タイム社により「ＴＧ３ａに関するディスクリート・タイムのＰＨＹ提案、ＩＥＥＥ８０２．１５−０３／０９９ｒ１、２００３年３月（Discrete Time PHY Proposal for TG3a, IEEE802.15-03/099r1, March 2003）」において、フィリップス社により「フィリップスのＴＧ３ａ  ＣＦＰプレゼンテーション、ＩＥＥＥ８０２．１５−０３／１２５ｒ２、２００３年３月２日（Philips TG3a CFP Presentation, IEEE802.15-03/125r2, March 2nd 2003）」において、インテル社により「ＵＷＢ  ＰＨＹに関するインテル社のＣＦＰプレゼンテーション、ＩＥＥＥ８０２．１５−０３／１０９ｒ１、２００３年３月３日（Intel CFP Presentation for a UWB PHY, IEEE802.15-03/109r1, March 3rd 2003）」において、また、ジェネラル・アトミクス社により「ジェネラル・アトミクスの提案プレゼンテーション要求、ＥＥＥ８０２．１５−０３・１０５ｒ１、２００３年３月３日（General Atomics Call for Proposal Presentation, UEEE802.15-03/105r1, March 3rd 2003）」において提案されている。ディスクリート・タイム社とインテル社は、ピコネット(piconet)を区別するパターンを用いることによって、同じ場所に設置された無調整のピコネットの持続的な衝突を避けるホッピングパターンを使用することを提案し、フィリップス社とジェネラル・アトミクス社は、ホッピングパターンを情報を荷担する信号として用いること、すなわちデータの符号化にパターン自体を用いることを提案している。
【０００９】
図２のパルス整形フィルタのインパルス応答の具体例は、ガウス窓によって得られる。数学的には、ガウス窓は以下のように定義される。
【００１０】
【数１】
2005312052.tif 000003
【００１１】
ここで、ｔ＝０はパルスウィンドウの中心であり、σは標準偏差である。
【００１２】
特定の周波数帯域にアップコンバートするためのベースバンド信号を準備するために、通常、ベースバンド信号に、それぞれの周波数帯域の中心周波数に対応した周波数を有する正弦波信号を乗算する。マルチバンドＵＷＢシステムでは、正弦波信号に、ガウス窓を乗算することによって、それぞれの周波数帯域上のパルス信号が得られる。この混合自体を数学的に記述すると以下の式になる。
【００１３】
【数２】
2005312052.tif 000004
【００１４】
ｘ（ｔ）はミキサの出力端における信号を表し、ｓ（ｔ）は正弦波であり、ｗ（ｔ）は数式（１）に定義されるガウス窓を表す。固定帯域幅の場合、ガウス窓の標準偏差σは、全ての周波数ｆに対して同じである。図３に、異なる中心周波数ｆｌｏｗ、ｆｍｅｄｉｕｍ、ｆｈｉｇｈを有する３個のパルスを示す。これらのパルスは、図２のミキサとバンドパスフィルタとの間で観察されるものである。３個のパルスは全て同じ継続時間を有するので、これらは全て、異なる周波数において同じ帯域幅を占有している。この長さが等しいパルスは、固定帯域幅の周波数帯域又はサブバンドを有するシステムにおいて使用される。
【００１５】
１パルス当たりの周期数は各パルスによって異なるので、３個のパルスの自己相関特性は異なる。図４は、固定帯域幅の７つのサブバンドを用いるマルチバンドＵＷＢシステムのスペクトルを示す。図４に示すように、全てのサブバンドのロールオフと帯域幅は同じである。
【００１６】
図５は、マルチパス信号伝播条件における隣接チャンネルの干渉を低減することができる周波数サブバンドの配列を示す。各中心周波数のパルスにより、一度に１つのサブバンドのみが使用される。図５の具体例では、１つのシンボルフレームが７つのスロットからなり、それによって、各スロットは、それぞれのサブバンドによって定められている周波数帯域のうちの１つに対応する。１つのシンボルを１シンボルフレームで伝送する具体例では、最大で７個のパルスを伝送しなければならない。採用する変調方法によって異なるが、ただ１つのシンボル要素の値を表すために、あるいは、例えば位相偏移変調を併せて採用したときには２つ以上のシンボル要素の値を表すために、１つの周波数帯域が確保される。パルスを送信するために使用される周波数帯域の順番は、パルス伝送順番（pulse transmission order）と呼ばれる。図５に示す具体例では、パルス伝送順番は（７、４、１、５、２、６、３）と定義され、これは、最初に、中心周波数がｆ７の７番目のサブバンドが使用され、次に中心周波数がｆ４、ｆ１、ｆ５、ｆ６のサブバンドが順次使用され、最後に中心周波数がｆ３のサブバンドが使用されることを意味する。その代わりに別のパルス伝送順番を用いることもでき、これによって、パルス伝送順番に従って次に使用される２つ周波数帯域間のスペクトル間隔が、スペクトル的に隣接する２つの周波数帯域間のスペクトル間隔よりも広い場合には、通信システムは干渉を受けにくくなる。
【００１７】
フレームタイミングは、異なるパルスの位置を検出することによって、あるいは、７個のパルスのうちの１つ以上の位置を検出することによって、識別することができる。いずれの場合も、パルス伝送順番は受信機で知られていなければならない。同じ場所に設置された通信システム間の干渉を避けるために、各通信システムは、他の通信システムのパルス伝送順番とは異なる所定のパルス伝送順番を用いる必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的は、干渉を受けにくいフレーム同期を行うことができるフレーム同期方法、送信装置及び受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】
【００１９】
この目的は、シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロットからなり、送信機と受信機間で、データ信号を、多数のシンボルフレームからなるフレーム同期部を含むプリアンブル部を有するシステムフレーム内に組み込んで交換するマルチバンド通信システムのフレーム同期方法によって達成される。このフレーム同期方法は、フレーム同期部の２シンボルフレーム毎の１つ以上のスロットに同期信号を含むデータ信号を送信するステップと、伝送周波数帯域から選択される同期信号の伝送に必要とされるデータ信号成分のみを処理するステップと、処理されたデータ信号を、そのデータ信号をシフトしたコピーから減算するステップとを有し、コピーは、１シンボルフレーム分シフトされている。
【００２０】
また、上述の目的は、シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロットからなり、データ信号を、多数のシンボルフレームからなるフレーム同期部を含むプリアンブル部を有するシステムフレーム内に組み込んで送信するフレームベースのマルチバンド通信システムの送信装置において、フレーム同期部の２シンボルフレーム毎に同期信号が変調されるようにプリアンブル部の内容を制御するプリアンブル制御手段を備える送信装置によって達成される。
【００２１】
さらに、上述の目的は、シンボルフレームが、個々の伝送周波数帯域に対応する所定数のスロットからなり、多数のシンボルフレームからなるフレーム同期部を含むプリアンブル部を有するシステムフレーム内に組み込まれたデータ信号を受信するフレームベースのマルチバンド通信システムの受信装置において、受信されたデータ信号をダウンコンバートするダウンコンバート手段（１２、１３、１４）と、ダウンコンバートされたデータ信号のコピーを１シンボルフレーム分シフトするシフト手段（１７）と、ダウンコンバートされたデータ信号を、データ信号のシフトされたコピーから減算する減算手段（１８）とを備える受信装置によって達成される。
【００２２】
同期信号を全てのシンボルフレームで伝送するのではなく、この目的のために、プリアンブル内のフレーム同期部のシンボルフレームを１つ置きに使用する。処理されたデータ信号と、そのデータ信号のシフトされたコピーとの差をとることにより、プリアンブルのフレーム同期部内の全てのシンボルフレームで同時信号が使用可能となる。同期信号を含まないシンボルフレームは、更なる目的、特に、干渉の推定及び低減に有利に用いることができるので、フレームタイミングに対するプリアンブル部の性能を向上させることができる。
【００２３】
本発明の有利な実施形態は各従属請求項の主題となっている。
【００２４】
本発明の第１の好ましい実施形態において、処理されたデータ信号のコピーは、前のシンボルフレームにシフトされるので、実際には、同期信号を含まないシンボルフレームのそれぞれを、同期信号を含む前のシンボルフレームから減算することになる。
【００２５】
データ信号の処理では、好ましくは、選択されたデータ信号成分を、データ信号成分のパワー量を反映した信号に変換する。したがって、位相シフトによる影響とは無関係に、更なる信号解析が行われる。この変換は、受信装置のフレーム同期部内の信号パワー変換手段により効果的に行われる。この変換は、データ信号の同相成分と直交成分の自乗和を求めることにより効果的に行われる。
【００２６】
データ信号の信号処理を都合良く容易に行うために、データ信号のデジタル化を行うが、この処理は、好ましくは、受信装置のフレーム同期部内のアナログ／デジタル変換器によって行われる。
【００２７】
処理されたデータ信号のシフトされたコピーから処理されたデータ信号を減算した信号の絶対値を表す信号を生成することにより、処理された同期信号成分には、全てのシンボルフレームについて同じ符号が与えられる。この点に関し、受信装置のフレーム同期部に絶対値生成手段を設けてもよい。
【００２８】
データ信号がマルチバンド広帯域タイプの信号であるマルチバンド通信システムを用いることにより、ピコネット内においてフレーム同期をとることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、具体的な実施形態を用い、図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
【００３０】
フレームベースの通信システムのデータ構造を図１に示す。伝送のために準備されたデータ信号は、所謂システムフレーム１に組み込まれる。各システムフレーム１は、プリアンブル部２と、ヘッダ部３と、ペイロード部４とを有する。プリアンブル部２は、少なくとも受信機を送信機に同期させるのに使用され、ヘッダ部３はコントロールデータを含み、ペイロード部４は情報データを含んでいる。プリアンブル部２はフレーム同期部を含み、フレーム同期部自体は所謂シンボルフレーム５からなる。プリアンブル部２のシンボルフレーム番号１〜Ｍの各シンボルフレーム５は、シンボルをスロット毎に伝送するためのものであり、これにより、スロットは、最小のデータ単位を定義し、すなわちスロットは、１つのシンボル要素のみの値を表す。
【００３１】
プリアンブル部２のフレーム同期部のそれぞれのシンボルフレームにおいて、シンボルを伝送する代わりに、本発明では、１シンボルフレーム置きに１つの同期シンボルを配置するようにしており、これにより、同期シンボルは、伝送データ信号における１つのスロットに配置された、あるいは２つ以上のスロットに亘って分散された同期信号として現れる。この結果、１つ置きの各シンボルフレームには、同期に関連したデータが含まれないので、他の可能な目的、特に干渉の推定及び低減のために使用することができる。
【００３２】
以下、上述のＵＷＢシステムのようなマルチバンド広帯域通信システムを用いて、本発明を説明する。パルス伝送順番として図５に示す順番（７、４、１、５、２、６、３）を用いた７サブバンドＵＷＢ通信システムを用いて、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、特定のパルス伝送順番及びマルチバンド通信システムにおいて使用可能なサブバンドの数に限定されるものではない。本発明を説明するために用いるパルス伝送順番は、単なる例示である。
【００３３】
図６に示す時間−周波数グリッドは、サブバンドが７つの具体例におけるサブバンドの使用順番を示している。各サブバンドは１つのスロットに対応しており、１シンボルフレーム内では一度しか使用されない。図６の具体例に示す１スロットの継続時間は、２．９８ｎｓである。図６を図４と比較すると、第１のスロットで使用される周波数帯域の中心周波数はｆ７＝１０．１３ＧＨｚであることがわかる。同様に、第２のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ４＝７．３１ＧＨｚであり、第３のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ１＝３．６５ＧＨｚ、第４のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ５＝８．２５ＧＨｚ、第５のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ２＝４．６０ＧＨｚ、第６のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ６＝９．１９ＧＨｚ、第７のスロットの周波数帯域の中心周波数はｆ３＝６．３７ＧＨｚである。シンボルは、伝送するために、個々のシンボル要素の値を表すベースバンド信号をシンボルフレームの各スロットのサブバンドにアップコンバートすることにより、変調される。広帯域通信システムでは、ベースバンド信号は整形パルスである。
【００３４】
最も単純な例では、同期シンボルが選択され、それを変調したものが、使用可能なサブバンドのうちの１つのみを占有する同期信号となる。一例として、中心周波数ｆ２＝４．６０ＧＨｚを有する周波数帯域で表されるサブバンド２を使用する。好ましくは、このように、同期信号は、プリアンブル部２のシンボルフレーム５の１つ置きに、サブバンド２にアップコンバートされたパルスによって形成される。
【００３５】
受信機側では、プリアンブルのシンボルフレームの１つ置きに同期信号を含む各データ信号をダウンコンバートする。同期シンボルを抽出するために、同期シンボルを変調するために用いられたサブバンドのみをダウンコンバートする。同期信号がサブバンド２にのみ存在する上述の例では、ダウンコンバートは、受信したデータ信号に周波数ｆ２＝４．６０ＧＨｚの正弦波を混合した後、ローパスフィルタを通すだけである。したがって、同期シンボル又はパルスは、プリアンブルの２シンボルフレーム毎に使用可能である。同期シンボルをプリアンブルの各シンボルフレーム毎に得るために、ダウンコンバートされた同期信号を、１シンボルフレームの長さ分シフトしてコピーする。実際には、これは、同期信号のコピーを、シンボルフレームの継続時間分遅延させることにより行われる。そして、シフトされた同期信号のコピーから元の同期信号を減算することにより、もともと同期シンボルを含んでいたシンボルフレームにおける負の同期パルスと、同期シンボルがアップロードされていなかったシンボルフレームにおける正の同期パルスが得られる。上述の減算における被減数と減数を入れ換えれば、これらの符号を入れ換えることができる。正の同期パルスのみを得るには、差分信号を、その絶対値を表す信号を生成するように処理する。この最終的に処理された信号は、好ましくは、フレームタイミングを決定するのに使用される。
【００３６】
本発明に係るフレーム同期方法は、同期シンボルの空白（blank）を含まないプリアンブル内のフレーム同期部のシンボルフレームを残すことによって、別の通信リンクからの干渉の推定及び低減に効果的に利用することができる。図７は、２つの異なる通信リンク＃１、＃２があり、リンク＃１に対してフレーム同期をとる受信機において、リンク＃２のヘッダ又はペイロード部が、リンク＃１のプリアンブル部に干渉する具体例を示す。本発明では、同期シンボルを、プリアンブルのシンボルフレームの１つ置きに含めるようにしている。プリアンブルの他のシンボルフレームは、空白のままである。
【００３７】
図８は、本発明に係る受信機のフレーム同期部１０の構成を示すブロック図である。通信リンク＃１、＃２から得られるデータ信号はアンテナ１１によって受信される。ダウンコンバータ１３において、干渉するデータ信号に周波数ｆ２の正弦波信号を混合することにより、アンテナ１１で受信された信号は、ローカル発振器１２から供給される混合周波数ｆ２によってダウンコンバートされる。ミキサ、すなわちダウンコンバータ１３の出力端に設けられたローパスフィルタ１４は、より高い中心周波数を有するサブバンドの信号成分又は帯域外の信号成分、及び／又はミキサで生じる雑音を取り除く。得られるローパスフィルタ処理が施された信号には、通信リンク＃１、＃２の両方のデータ信号からのサブバンド２の信号成分及びその周辺の信号成分が含まれる。
【００３８】
Ｉ２＋Ｑ２演算器１５によって信号パワーが導出され、すなわち、Ｉ２＋Ｑ２演算器１５は、ダウンコンバート及びローパスフィルタ処理が施されたデータ信号の同相成分と直交成分の自乗和を求める。Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換された後、信号は２つに分割され、１つのコピーがシフト器１７によって１シンボルフレーム分シフトされる。これは、この具体例では、２倍のオーバーサンプリングを有するＡ／Ｄ変換器１６の後段に設けられた１４タップ分の遅延、あるいは７スロット分の遅延に相当する。遅延されていないコピーは、反転された後、加算器１８において遅延されたコピーに加算される。すなわち、遅延されたコピーが被減数であり、遅延されていないコピーが減数である減算が行われる。
【００３９】
ここで、周波数ｆ２でダウンコンバートされたパルスが、プリアンブルのシンボルフレーム毎に現れ、これらのパルスは、同期シンボルを含まないシンボルフレームに対しては正の符号を有し、キャリヤであるシンボルフレームに対しては負の符号を有する。信号は絶対値生成部１９に供給され、正の符号を有するパルスのみでフレームタイミング情報が得られる。
【００４０】
通常、システムフレームのペイロード部の隣接するシンボルフレームにおけるシンボルの順番は、フレーム毎に同じである。すなわち、これらの部分における隣接したシンボルフレームの内容は、ある程度類似している。データ信号を、同期信号を伝送するために使用する１つ又は少数のサブバンドのみまで削減することにより、処理した信号に対する隣接シンボルフレームの影響の可能性が更に高くなる。上述したように、ダウンコンバートされたデータ信号をそのデータ信号のシフトされたコピーから減算することにより、現シンボルフレームに対する妨害信号の影響が、前フレームの妨害信号の影響から減算される。これらの影響がある程度同じである場合、差分信号に殆ど干渉がない。
【００４１】
図９は、観察された信号を示すものであり、（ａ）は図８のローパスフィルタ処理後の信号であり、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれＡ／Ｄ変換前及び後の信号であり、（ｄ）は減算処理後の信号であり、（ｅ）は絶対値を求めた後の信号である。元のダウンコンバートされた信号（ａ）にはリンク＃１の同期信号が含まれ、これらの同期信号は、リンク＃２の信号成分により、同期パルスを直接的に検出できない程度に干渉を受けている。パワーに変換することにより、信号（ｂ）内の干渉パルスとともに、同期パルスがはっきりと現れる。しかしながら、この段階では、同期パルスを決定することは、まだ不可能である。デジタル化することにより、信号を更にデジタルで処理することができ、例えば、差分信号を得る前に、１つの信号のコピーを遅延することができる。デジタル化された両方のコピーには、例えば６０ｎｓより長い、あるいは約１６５ｎｓのパルスのような妨害信号がまだ含まれている。両方のコピーを互いに減算することにより、信号（ｄ）からわかるように、干渉は実質的になくなっている。上述のことは、絶対値をとった信号（ｅ）から、更に明らかである。
【００４２】
本発明に係るフレーム同期を行うためには、図８に示す受信機だけでなく、図２の送信機も変更する必要がある。すなわち、本発明に係る送信機は、プリアンブル部の内容を制御するプリアンブル制御器を備え、このプリアンブル制御器は、同期信号が、システムフレームのプリアンブル部の２シンボルフレーム毎に変調されるようなパルス伝送順番に従って、インパルス発生器を制御する。
【００４３】
なお、マルチバンド広帯域通信システム、特にマルチバンドＵＷＢ通信システムを用いて本発明を説明したが、本発明は、提案するフレーム同期を実現するためには、広帯域に特別の特徴を必要としないので、プリアンブルによって同期をとるようなあらゆる種類のフレームベースの通信システムに対しても、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】フレームベースの通信システムのデータ構造を示す図である。
【図２】マルチバンドＵＷＢ送信機の主要な構成要素を示すブロック図である。
【図３】同じ帯域幅を有し、中心周波数が異なるパルスを示す図である。
【図４】固定帯域幅の７サブバンドＵＷＢシステムのスペクトルを示す図である。
【図５】パルス伝送順番（７、４、１、５、２、６、３）におけるパルスのスタガリングを示す図である。
【図６】図５のパルス伝送順番における時間−周波数グリッドを示す図である。
【図７】他の通信リンクのプリアンブル部に干渉する通信リンクのヘッダ又はペイロード部を示す図である。
【図８】本発明に係るマルチバンドＵＷＢ受信機の主要な構成要素を示すブロック図である。
【図９】図８の受信機の選択点における信号波形を示す図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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