(57)【要約】【課題】本発明は、ＯＦＤＭにおけるシンボル同期検出において複数の信号の閾値判定に高い精度を有するＯＦＤＭシンボル同期回路を提供することを目的とする。【解決手段】ＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路は、受信信号をマッチドフィルタ処理するマッチドフィルタ部と、マッチドフィルタ処理された信号を所定間隔で同期加算する同期加算部と、受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、受信信号の自己相関電力を求める自己相関電力算出部と、受信電力に応じた同期加算閾値を求める閾値算出部と、同期加算された信号のピークのタイミングにおいて自己相関電力が受信電力に所定の係数を乗じた値以下であり且つ同期加算された信号が同期加算閾値以上であるとの判定に応じてピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部を含む。【選択図】図７
2005318512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の相互相関値を検出する相互相関検出処理部と、
該相互相関値を所定間隔で同期加算する同期加算部と、
該受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、
該受信信号の自己相関電力を求める自己相関電力算出部と、
該受信電力に応じた同期加算閾値を求める閾値算出部と、
該同期加算された値のピークのタイミングにおいて該自己相関電力が該受信電力に所定の係数を乗じた値以下であり且つ該同期加算された値が該同期加算閾値以上であるとの判定に応じて該ピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部
を含むことを特徴とするＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路。
【請求項２】
該閾値算出部は異なる受信電力に対応して異なる同期加算閾値を格納するテーブルを含み、該受信電力に対応する該同期加算閾値を該テーブルから求めて出力することを特徴とする請求項１記載のシンボル同期回路。
【請求項３】
該自己相関電力算出部により算出される該自己相関電力が該受信電力算出部により算出される該受信電力に所定の係数を乗じた値以上である状態が所定の時間以上続いたことを検出するとパケット検出信号を出力する信号検出部を更に含むことを特徴とする請求項１記載のシンボル同期回路。
【請求項４】
該パケット検出信号と該受信電力算出部により算出される該受信電力とに基づいてＡＧＣ制御を実行するＡＧＣ制御部を更に含むことを特徴とする請求項３記載のシンボル同期回路。
【請求項５】
該自己相関電力算出部により算出される自己相関値に基づいて広帯域キャリア周波数のオフセットを推定する広帯域キャリア周波数オフセット推定部を更に含むことを特徴とする請求項１記載のシンボル同期回路。
【請求項６】
受信信号の相互相関値を検出する相互相関検出処理部と、
該相互相関値を所定間隔で同期加算する同期加算部と、
該相互相関値の移動平均を求める移動平均部と、
該受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、
該受信電力に応じた同期加算閾値及び移動平均閾値を求める閾値算出部と、
該同期加算された値のピークのタイミングにおいて該移動平均が該移動平均閾値以下であり且つ該同期加算された値が該同期加算閾値以上であるとの判定に応じて該ピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部
を含むことを特徴とするＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路。
【請求項７】
該閾値算出部は異なる受信電力に対応して異なる移動平均閾値を格納するテーブルを含み、該受信電力に対応する該移動平均閾値を該テーブルから求めて出力することを特徴とする請求項６記載のシンボル同期回路。
【請求項８】
受信信号の相互相関値を検出する相互相関検出処理部と、
該相互相関値を所定間隔で同期加算する同期加算部と、
該相互相関値の移動平均を求める移動平均部と、
該受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、
該受信信号の自己相関電力を求める自己相関電力算出部と、
該受信電力に応じた同期加算閾値及び移動平均閾値を求める閾値算出部と、
該同期加算された値のピークのタイミングにおいて該自己相関電力が該受信電力に所定の係数を乗じた値以下であり且つ該移動平均が該移動平均閾値以下であり且つ該同期加算された値が該同期加算閾値以上であるとの判定に応じて該ピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部
を含むことを特徴とするＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路。
【請求項９】
ＯＦＤＭ受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、
該受信電力に応じた閾値を求める閾値算出部と、
該ＯＦＤＭ受信信号のショートトレーニングシーケンスの終わりのタイミングを求めるための検出用信号と該閾値とを比較した判定結果に応じてシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部
を含むことを特徴とするシンボル同期回路。
【請求項１０】
該検出用信号は、該ＯＦＤＭ受信信号を相互相関検出処理した信号を移動平均した移動平均信号及び該ＯＦＤＭ受信信号から求めた自己相関電力信号との少なくとも１つと、該相互相関検出処理した信号を同期加算した同期加算信号とを含むことを特徴とする請求項９記載のシンボル同期回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に受信信号のシンボル同期回路に関し、詳しくはＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）伝送は、一定の周波数間隔で配置された互いに直交する多数の搬送波の各々をシンボル周波数でディジタル変調してデータを割り当てる。ＯＦＤＭにおける変調及び復調は、送信側で複数のシンボルデータに対してＩＦＦＴ処理を実行し、受信側で受信信号に対してＦＦＴ処理を実行することで実現される。この際、受信装置では、受信信号に対してＦＦＴ処理を適用するウィンドウタイミングを検出する必要がある。このためにＯＦＤＭシンボルのシンボルタイミングを高精度で検出することが要求される。
【０００３】
図１は、IEEE802.1aによるＯＦＤＭ信号のプリアンブル部分のフォーマットを示す図である。図１に示されるように、フレームの先頭に１０個の同一のショートトレイニングシンボルｔ１〜ｔ１０が所定の周期（１６データサンプル長：以降シンボルサンプル間隔と呼ぶ）で設けられ、その後に３２データサンプル長のガードインターバルＧＩ２、６４データサンプル長の同一のロングトレイニングシンボルＴ１及びＴ２が続く。前述のようにＯＦＤＭシンボルのシンボルタイミングを検出するためには、ショートトレイニングシンボル部分の終わりのタイミング、即ちｔ１０の終わりのタイミングを検出すればよい。
【０００４】
図２は、従来のシンボルタイミング検出のための装置構成を示す図である。図２の構成は非特許文献１に開示されるものであり、シンボルタイミング検出部１０、Ａ／Ｄ変換器１１、及び信号検出部１２を含む。シンボルタイミング検出部１０は、マッチドフィルタ１３、自己相関電力算出部１４、同期加算部１５、移動平均部１６、及びシンボルスタート検出部１７を含む。受信したＯＦＤＭ信号はＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換され、信号検出部１２、マッチドフィルタ１３、及び自己相関電力算出部１４に供給される。マッチドフィルタ１３は、ショートトレイニングシンボルと同一の信号波形を格納した既知信号記憶回路から供給される当該信号波形により、Ａ／Ｄ変換器１１から供給される信号に対してマッチドフィルタ処理を行う。これによりマッチドフィルタ１３の出力は、ショートトレイニングシンボルの境界部でピークを持つ信号となる。この出力信号は同期加算部１５でシンボルサンプル間隔で同期加算されると共に、別の経路において移動平均部１６により移動平均が算出される。同期加算値と移動平均値とはそれぞれシンボルスタート検出部１７に供給される。また自己相関電力算出部１４は、Ａ／Ｄ変換器１１から供給される信号の自己相関電力を算出してシンボルスタート検出部１７に供給する。
【０００５】
シンボルスタート検出部１７は、同期加算値から暫定的なスタートポイントを決定し、自己相関電力と移動平均値とのレベル判定に基づいて、ショートトレイニングシンボル部分の終わりの位置を検出する。これによりＯＦＤＭシンボルのシンボルタイミングを高精度で検出することができる。
【特許文献１】特開平１１−１６８４４６号公報
【非特許文献１】旦代智哉、佐藤一美、行方稔、「ＩＥＥＥ８０２．１１ａ時間同期方式の検討」、２００２年電子情報通信学会総合大会講演論文集、電子情報通信学会、２００２年３月７日、通信１、Ｐ７０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし図２に示す従来の構成では、同期加算、自己相関電力、及び移動平均値のレベル判定に用いる閾値は固定であるためにノイズに弱いという欠点がある。特にシングルパスでなくマルチパス構成の場合には、受信信号にマルチパス遅延波が重畳されて受信電力が大きく変動するために、固定の閾値を用いたシンボル同期検出の場合では精度がかなり劣化するという問題がある。無線通信の分野においてはマルチパス構成が当然のごとく要求されるために、何らかの対策を取らないと受信装置の性能が大幅に劣化してしまう。
【０００７】
マルチパス環境において受信信号のレベルが変動する場合の対策として、受信信号電力値の大きさから同期シンボル群内のヌル区間を判定する際に、判定に用いる閾値を受信信号電力値の平均値に基づいて変化させる技術がある（特許文献１）。しかしこの技術は、信号電力値の閾値判定を開示するのみであり、他の信号に基づく同期検出については何ら示唆がない。即ち、ヌル区間判定時の信号電力値の閾値を自分自身である信号電力値に基づいて調整するのみであり、他の信号についての閾値判定については何ら示唆が無く、図１のようなＯＦＤＭフォーマットに適用できるものではない。
【０００８】
以上を鑑みて、本発明は、ＯＦＤＭにおけるシンボル同期検出において複数の信号の閾値判定に高い精度を有するＯＦＤＭシンボル同期回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路は、受信信号の相互相関値を検出する相互相関検出処理部と、該相互相関値を所定間隔で同期加算する同期加算部と、該受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、該受信信号の自己相関電力を求める自己相関電力算出部と、該受信電力に応じた同期加算閾値を求める閾値算出部と、該同期加算された値のピークのタイミングにおいて該自己相関電力が該受信電力に所定の係数を乗じた値以下であり且つ該同期加算された値が該同期加算閾値以上であるとの判定に応じて該ピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部を含むことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の別の側面によれば、ＯＦＤＭ受信信号のシンボル同期回路は、受信信号の相互相関値を検出する相互相関検出処理部と、該相互相関値を所定間隔で同期加算する同期加算部と、該相互相関値の移動平均を求める移動平均部と、該受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、該受信電力に応じた同期加算閾値及び移動平均閾値を求める閾値算出部と、該同期加算された値のピークのタイミングにおいて該移動平均が該移動平均閾値以下であり且つ該同期加算された値が該同期加算閾値以上であるとの判定に応じて該ピークのタイミングをシンボルタイミングとして検出するシンボルタイミング検出部を含むことを特徴とする。
【００１１】
また更に本発明の別の側面によれば、シンボル同期回路は、ＯＦＤＭ受信信号の受信電力を算出する受信電力算出部と、該受信電力に応じた閾値を求める閾値算出部と、該ＯＦＤＭ受信信号のショートトレーニングシーケンスの終わりのタイミングを求めるための検出用信号と該閾値とを比較した判定結果に応じてシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の少なくとも１つの実施例によれば、ＯＦＤＭのシンボルタイミングを検出する際に、同期加算値の閾値判定と、移動平均値の閾値判定及び自己相関電力の閾値判定の少なくとも一方とにおいて、閾値を受信電力に応じて適宜変化させる。このように受信電力に応じて動的に調整される閾値を受信電力とは異なる信号のレベル判定に適用することで、マルチパスの影響等により雑音が存在し受信電力が変動するような場合であっても、高精度でシンボルタイミングを検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図３は、本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第１の実施例を示す図である。図３の構成は、シンボルタイミング検出部２０、Ａ／Ｄ変換器２１、及び信号検出部２２を含む。シンボルタイミング検出部２０は、マッチドフィルタ２３、電力化部２４、同期加算部２５、移動平均部２６、シンボルスタート検出部２７、遅延回路２８、共役複素信号生成部２９、複素乗算部３０、積分器部３１、電力化部３２、相関判定部３３、電力化部３４、積分器部３５、自乗演算部３６、係数乗算部３７、及び閾値テーブル３８を含む。受信したＯＦＤＭ信号はＡ／Ｄ変換器２１でＡ／Ｄ変換され、信号検出部２２、マッチドフィルタ２３、遅延回路２８、共役複素信号生成部２９、複素乗算部３０、電力化部３４に供給される。信号検出部２２は、供給された信号に基づいてパケット検出し、パケット着信を知らせる信号を送出する。
【００１５】
マッチドフィルタ２３は、ショートトレイニングシンボルと同一の信号波形を格納した既知信号記憶回路から供給される当該信号波形により、Ａ／Ｄ変換器２１から供給される信号に対してマッチドフィルタ処理（相互相関検出処理）を行う。電力化部２４は、マッチドフィルタ処理後の信号を電力化（包洛線の自乗）する。これにより電力化部２４の出力は、ショートトレイニングシンボルの境界部で急峻に立ち上がるピークを持つ信号となる。この出力信号は同期加算部２５でシンボルサンプル間隔で同期加算されると共に、別の経路において移動平均部２６により移動平均が算出される。同期加算値と移動平均値とはそれぞれシンボルスタート検出部２７に供給される。
【００１６】
遅延回路２８は、Ａ／Ｄ変換器２１からの信号をシンボルサンプル間隔だけ遅延させる。共役複素信号生成部２９は、この遅延された信号の複素共役信号を求め複素乗算部３０に出力する。複素乗算部３０は、遅延された複素共役信号とＡ／Ｄ変換器２１からの遅延がない信号とを乗算し、自己相関信号を生成する。この自己相関信号は、積分器部３１により所定の時間間隔だけ積分され、更に電力化部３２により電力化される。これにより自己相関信号電力が求められる。
【００１７】
電力化部３４は、Ａ／Ｄ変換器２１から供給される信号を電力化する。電力化された信号は、積分器部３５により積分器部３１と同一の区間だけ積分され、更に自乗演算部３６により自乗される。受信信号は上記の自己相関電力の算出経路で２回自乗されているので、これにディメンジョンを合わせるために電力化部３４による電力化の後に自乗演算部３６により自乗している。これにより受信電力が求められる。
【００１８】
受信電力は、係数乗算部３７により所定の係数β（０より大きく１より小さい）を乗算された後に、相関判定部３３に供給される。相関判定部３３は、電力化部３２からの自己相関電力と係数βの掛けられた受信電力とを比較して、両者の大小関係を示す信号をシンボルスタート検出部２７に供給する。また閾値テーブル３８には、受信電力の各レベルに対応した同期加算閾値と移動平均閾値とをテーブル形式で格納している。この閾値テーブル３８は、供給された受信電力に対応する同期加算閾値と移動平均閾値とをテーブルから読み出して、シンボルスタート検出部２７に供給する。シンボルスタート検出部２７は、同期加算部２５から供給される同期加算値、移動平均部２６から供給される移動平均値、相関判定部３３から供給される自己相関電力判定値、閾値テーブル３８から供給される同期加算閾値及び移動平均閾値に基づいて、ショートトレイニングシンボルシーケンスの終わりをシンボルタイミングとして検出する。
【００１９】
図４は、シンボルスタート検出部２７によるシンボルタイミング検出動作を示すフローチャートである。ステップＳ１で、シンボルスタート動作を開始する。ステップＳ２で、同期加算値がピークになったか否かを判断する。前述のように同期加算値は、ショートトレイニングシンボルの境界部で急峻に立ち上がるピークを持つ信号をシンボルサンプル間隔で同期加算したものであるので、急峻に立ち上がる波形のピーク値が時間と共に増大していく信号となる。このピーク値をステップＳ２において検出する。
【００２０】
ステップＳ３で、ピーク位置の電力値により同期加算閾値と移動平均閾値とを閾値テーブルから決める。具体的には、閾値テーブル３８からその時の受信電力値に応じた同期加算閾値と移動平均閾値とが供給されているので、ピーク位置のタイミングで供給された同期加算閾値と移動平均閾値とを用いればよい。
【００２１】
ステップＳ４で、同期加算のピーク位置で電力値と自己相関値とを比較する。具体的には、相関判定部３３からその時の自己相関電力とβ×受信電力との大小関係の判定結果が供給されているので、ピーク位置のタイミングで供給された判定結果を用いればよい。
【００２２】
ステップＳ５で、同期加算値が求められた同期加算閾値以上、移動平均値が求められた移動平均閾値以下、且つ、自己相関電力がβ×受信電力より小さいという条件が満たされるか否かを判定する。これらの条件が全て満たされる場合には、上記ピーク位置がシンボルタイミングであると判断し、ステップＳ６でシンボルタイミング検出動作を完了する。上記条件が満たされない場合には、ステップＳ２に戻り同様の処理を繰り返す。
【００２３】
以上のようにして、本発明の第１の実施例では、ＯＦＤＭのシンボルタイミングを検出する際に、同期加算値の閾値判定、移動平均値の閾値判定、及び自己相関電力の閾値判定において、閾値を受信電力に応じて適宜変化させる。これによりマルチパスの影響等により雑音が存在し受信電力が変動するような場合であっても、高精度でシンボルタイミングを検出することが可能になる。
【００２４】
図５は、閾値テーブルの一例を示す図である。図５に示されるように、閾値テーブルは受信電力値Ｐの各範囲に対応した同期加算閾値と移動平均閾値とを格納するものである。受信電力が大きくなるに従い、同期加算閾値と移動平均閾値とは大きくなるように構成されている。図５は一例であり、受信電力値Ｐの範囲の幅や各閾値の値は、実際のインプリメンテーション時の条件により適宜変更されてよい。
【００２５】
図６は、本発明によるシンボルタイミング検出装置の第１の実施例の変形例を示す図である。図６において、図３と同一の構成要素は同一の番号で参照し、その説明は省略する。
【００２６】
図３に示す第１の実施例の構成では、同期加算値、移動平均値、及び自己相関電力値のそれぞれについて、受信電力に応じた閾値を設定してシンボルタイミング検出のための判定を行っていた。それに対して図６に示す変形例では、同期加算値及び移動平均値のみをシンボルタイミング検出のための判定に用いる。
【００２７】
図６に示すシンボルタイミング検出部２０Ａは、図３のシンボルタイミング検出部２０から遅延回路２８、共役複素信号生成部２９、複素乗算部３０、積分器部３１、電力化部３２、相関判定部３３、及び係数乗算部３７を取り除いた構成となっている。シンボルスタート検出部２７Ａは、同期加算部２５から供給される同期加算値、移動平均部２６から供給される移動平均値、閾値テーブル３８から供給される同期加算閾値及び移動平均閾値に基づいて、ショートトレイニングシンボルシーケンスの終わりをシンボルタイミングとして検出する。
【００２８】
具体的には、図３の構成の場合と同様に、まず同期加算値がピークになったか否かを判断し、そのピーク位置のタイミングで供給された同期加算閾値と移動平均閾値とを求める。こうして求められた閾値に基づいて、同期加算値が同期加算閾値以上、且つ移動平均値が移動平均閾値以下という条件が満たされるか否かを判定する。これらの条件が全て満たされる場合に、上記ピーク位置がシンボルタイミングであると判断する。
【００２９】
以上のように、同期加算値、移動平均値、自己相関電力値の全てを用いることなく、例えば同期加算値及び移動平均値のみを用いてもシンボルタイミングを検出することが可能である。この場合に精度は落ちることになるが、回路構成が簡略化されるという利点がある。
【００３０】
図７は、本発明によるシンボルタイミング検出装置の第１の実施例の別の変形例を示す図である。図７において、図３と同一の構成要素は同一の番号で参照し、その説明は省略する。図７に示す変形例では、同期加算値及び自己相関電力値のみをシンボルタイミング検出のための判定に用いる。
【００３１】
図７に示すシンボルタイミング検出部２０Ｂは、図３のシンボルタイミング検出部２０から移動平均部２６を取り除いた構成となっている。シンボルスタート検出部２７Ｂは、同期加算部２５から供給される同期加算値、相関判定部３３から供給される自己相関電力判定値、及び閾値テーブル３８から供給される同期加算閾値に基づいて、ショートトレイニングシンボルシーケンスの終わりをシンボルタイミングとして検出する。
【００３２】
具体的には、図３の構成の場合と同様に、まず同期加算値がピークになったか否かを判断し、そのピーク位置のタイミングで供給された同期加算閾値及び自己相関電力判定値を求める。これらに基づいて、同期加算値が同期加算閾値以上、且つ自己相関電力がβ×受信電力より小さいという条件が満たされるか否かを判定する。これらの条件が全て満たされる場合に、上記ピーク位置がシンボルタイミングであると判断する。
【００３３】
以上のように、同期加算値、移動平均値、自己相関電力値の全てを用いることなく、例えば同期加算値及び自己相関電力値のみを用いてもシンボルタイミングを検出することが可能である。この場合に精度は落ちることになるが、回路構成が簡略化されるという利点がある。
【００３４】
図８は、本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第２の実施例を示す図である。図８において、図３と同一の構成要素は同一の番号で参照し、その説明は省略する。図３に示す第１の実施例の構成において、信号検出部２２はパケット検出してパケット検出信号を送出する。このパケット検出処理には、自己相関電力の閾値処理を使用される。そこで本発明の第２の実施例では、信号検出部（パケット検出部）の回路とシンボルタイミング検出部との回路を共有化することにより、回路規模の削減をはかる。
【００３５】
図８の構成において、シンボルタイミング検出部２０Ｃは、マッチドフィルタ２３、電力化部２４、同期加算部２５、移動平均部２６、シンボルスタート検出部２７、相関判定部３３、係数乗算部３７、及び閾値テーブル３８を含む。図３のシンボルタイミング検出部２０に含まれるが図８のシンボルタイミング検出部２０Ｃには含まれない遅延回路２８、共役複素信号生成部２９、複素乗算部３０、積分器部３１、電力化部３２、電力化部３４、積分器部３５、及び自乗演算部３６は、信号検出部２２に組み込まれている。信号検出部２２は、これらの構成要素に加えて、係数乗算器４１及び信号検出判定部４２を含む。
【００３６】
信号検出判定部４２は、第１の実施例と同様にして算出された自己相関電力を電力化部３２から受け取る。また第１の実施例と同様にして算出された受信電力が、係数乗算器４１により所定の係数αが乗ぜられた後に、信号検出判定部４２に供給される。信号検出判定部４２は、自己相関電力がα×受信電力以上である状態が所定の時間維持される場合にパケット検出されたと判定し、パケット検出信号を検出する。このパケット検出信号は、シンボルタイミング検出部２０Ｃに供給されると共にＡＧＣ制御部４３に供給される。ＡＧＣ制御部４３は、パケット検出信号と自乗演算部３６から供給される受信電力とに基づいてＡＧＣ制御動作を実行する。
【００３７】
シンボルタイミング検出部２０Ｃのシンボルスタート検出部２７におけるシンボルタイミング検出動作は、第１の実施例の場合と同様である。
【００３８】
このようにして第２の実施例においては、パケット検出をする信号検出部２２とシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出部２０との間で回路を共有することにより、回路規模を削減すると共に消費電力を低減することができる。またＡＧＣ制御部についても同様の効果が得られる。
【００３９】
図９は、本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第３の実施例を示す図である。図９において、図８と同一の構成要素は同一の番号で参照し、その説明は省略する。
【００４０】
ＯＦＤＭでは、広帯域キャリア周波数のオフセット推定において、自己相関値を使用する。そこで図９に示す第３の実施例では、第２の実施例の信号検出部２２と広帯域キャリア周波数オフセット推定部とで、自己相関値を算出する回路部分を共有する。図９の構成において、広帯域キャリア周波数オフセット推定部は、バッファ５１及び位相計算部５２を含む。パケット検出後、ＡＧＣ制御及びシンボルタイミング検出動作を起動すると同時に、信号検出部２２の積分器部３１から出力される自己相関値をバッファ５１に供給する。シンボルタイミング検出動作によりシンボルスタートを検出した後、広帯域キャリア周波数オフセット推定部の位相計算部５２を起動し、キャリア周波数オフセットを求める。
【００４１】
このようにして第３の実施例においては、パケット検出をする信号検出部２２と広帯域キャリア周波数オフセット推定部との間で回路を共有することにより、回路規模を削減することができる。シンボルタイミング検出やＡＧＣ制御と並行して処理を進めることにより、広帯域キャリア周波数オフセット推定のレイテンシを減少させることができる。
【００４２】
図１０は、本発明によりシンボルタイミングを検出するシンボル同期回路を適用するＯＦＤＭ送受信システムの構成を示す図である。
【００４３】
図１０（ａ）に示されるように、送信側は、スクランブラ１０１、ＦＥＣ（Forward Error Correction）符号化部１０２、パンクチャリング・インターリービング・マッピング部１０３、ＩＦＦＴ部１０４、ＧＩ追加部１０５、Ｄ／Ａ変換器１０６により送信データを処理して送信信号を生成し、アンテナから無線信号を送信する。図１０（ｂ）に示す受信側では、アンテナにより受信された受信信号を、Ａ／Ｄ変換器１０７、パケット検出部１０８、シンボル同期部１０９、キャリア周波数補正部１１０、ＦＦＴウィンドウ制御部１１１、ＦＦＴ部１１２、チャネル推定部１１３、同期検波部１１４、残留キャリア周波数補正・位相ノイズ補正・サンプリング周波数補正部１１５、デマッピング・デインターリービング・デパンクチャリング部１１６、ＦＥＣ復号部１１７、及びデスクランブラ１１８により処理して受信データを再生する。
【００４４】
本発明によるシンボルタイミング検出部はシンボル同期部１０９に対応する。また信号検出部２２はパケット検出部１０８に対応する。シンボル同期部１０９は、上記実施例で説明したようにシンボルタイミングを検出すると共に、広帯域キャリア周波数オフセットを算出する。キャリア周波数補正部１１０は、算出された広帯域キャリア周波数オフセットに基づいてキャリア周波数を補正する。ＦＦＴウィンドウ制御部１１１は、検出されたシンボルタイミングに基づいてＦＦＴ処理のウィンドウタイミングを制御する。ＦＦＴ部１１２は、制御されたウィンドウタイミングでＦＦＴ処理を実行する。
【００４５】
図１１は、シミュレーションによる図２の従来技術と図３の本発明のシンボルタイミング検出処理との比較を示す図である。シミュレーション環境は、６つのマルチパスを想定し、各パスの平均電力は指数的に減衰するものとした。またデータレートは６Ｍｂｐｓでありパケット長は１０００バイトである。図２の従来技術のシミュレーションでは、上記シミュレーション環境で最適化した閾値として、自己相関電力の閾値０．０３、同期加算の閾値０．０６、及び移動平均の閾値０．０１である。
【００４６】
図１１の縦軸に示すのはパケットエラーレートＰＥＲであり、横軸に示すのは１ビットのエネルギー対ＡＷＧＮ（added white Gaussian noise）スベクトル密度の比率である。ＰＥＲの値が小さいほうが受信エラーが少ないことを示す。IEEE802.11a規格では、ＡＷＧＮの下で１０００バイト中に対してＰＥＲが０．１であるという基準がある。マルチパスの場合には、特に基準は設けられていないが、ＰＥＲ＝０．１が一応の目安と考えることができる。図１１に示されるように、従来例の構成はマルチパスの環境においてノイズの多寡に関らずＰＥＲ＝０．１以上の水準を維持しているのに対して、本発明の構成はノイズが小さい場合、ＰＥＲが０になることが可能である。
【００４７】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ＯＦＤＭ信号のプリアンブル部分のフォーマットを示す図である。
【図２】従来のシンボルタイミング検出のための装置構成を示す図である。
【図３】本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第１の実施例を示す図である。
【図４】シンボルスタート検出部によるシンボルタイミング検出動作を示すフローチャートである。
【図５】閾値テーブルの一例を示す図である。
【図６】本発明によるシンボルタイミング検出装置の第１の実施例の変形例を示す図である。
【図７】本発明によるシンボルタイミング検出装置の第１の実施例の別の変形例を示す図である。
【図８】本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第２の実施例を示す図である。
【図９】本発明によるシンボルタイミング検出のための装置構成の第３の実施例を示す図である。
【図１０】本発明によりシンボルタイミングを検出するシンボル同期回路を適用するＯＦＤＭ送受信システムの構成を示す図である。
【図１１】シミュレーションによる図２の従来技術と図３の本発明のシンボルタイミング検出処理との比較を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  シンボルタイミング検出部
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  信号検出部
２３  マッチドフィルタ
２４  電力化部
２５  同期加算部
２６  移動平均部
２７  シンボルスタート検出部
２８  遅延回路
２９  共役複素信号生成部
３０  複素乗算部
３１  積分器部
３２  電力化部
３３  相関判定部
３４  電力化部
３５  積分器部
３６  自乗演算部
３７  係数乗算部
３８  閾値テーブル
【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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【図１０】
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【図１１】
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