(57)【要約】【課題】  シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にし、受信信号歪耐性を向上させると共に、複数のアンテナを使用する際に発生するシンボル開始タイミングの検出ミスを抑えることが可能なシンボルタイミング推定装置を提供することを目的とする。【解決手段】  制御信号を出力する出力部５と、マッチドフィルタ４１と、マッチドフィルタ４１の相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算した値、または、マッチドフィルタ４１の相関値を順次同期加算した値のどちらかの値を制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器６と、マッチドフィルタ４１の相関値と同期加算器６の出力値とを乗算した値、または、所定値と同期加算器６の出力値とを乗算した値のどちらかの値を制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器７と、可変乗算器７の出力値と閾値との比較結果に基づいてシンボルの開始タイミングを検出するシンボル開始検出器８とを備えてシンボルタイミング推定装置１を構成する。【選択図】      図１
2005244593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、
前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算した値、または、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、
前記可変乗算器から出力された値のピーク値が閾値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【請求項２】
複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、
前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算した値、または、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、
前記可変乗算器から出力された値のピーク値が所定時間前のピーク値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【請求項３】
請求項1または２に記載のシンボルタイミング推定装置であって、
前記同期加算器は、
加算器と、
前記加算器から出力された値を一定周期遅延させるレジスタと、
前記レジスタで遅延された値に前記忘却係数を乗算する忘却係数乗算器と、
前記制御信号に基づいて前記忘却係数乗算器から算出された値または前記レジスタで遅延された値のどちらか一方の値を選択して前記加算器に出力する第１の選択手段と、
を備え、
前記加算器は、前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記第１の選択手段から出力された値とを加算し前記可変乗算器に出力することを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のシンボルタイミング推定装置であって、
前記可変乗算器は、
前記制御信号に基づいて前記マッチドフィルタから出力された相関値または前記所定値のどちらか一方の値を選択して出力する第２の選択手段と、
前記第２の選択手段から出力された値と前記同期加算器から出力された値とを乗算し前記シンボル開始検出器に出力する乗算器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【請求項５】
複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、
前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、
前記可変乗算器から出力された値のピーク値が閾値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【請求項６】
複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、
前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、
前記可変乗算器から出力された値のピーク値が所定時間前のピーク値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パケット通信は、パケット毎に同期をとる必要があるため、各パケットの先頭にプリアンブル信号と呼ばれる同期確立用の信号が備えられている。そして、従来より、このプリアンブル信号を用いて、プリアンブル信号の後に続く、例えば、画像、音声、または文章などのデータ（以下、シンボルという）が始まる位置（シンボルの読み込みが開始されるタイミング）を推定するシンボルタイミング推定装置において様々な構成が考えられている。
【０００３】
図３（ａ）は、既存のシンボルタイミング推定装置を構成する機能ブロックの一例を示す図である。
図３（ａ）に示すシンボルタイミング推定装置４０は、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号とを乗算して相関値を出力するマッチドフィルタ４１と、マッチドフィルタ４１から出力された相関値に基づいてシンボルが開始されるタイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器４２とを備えて構成される。
【０００４】
図３（ｂ）は、マッチドフィルタ４１の出力信号を示す図である。また、図３（ｃ）は、シンボル開始検出器４２の出力信号を示す図である。
なお、図３（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれのグラフの縦軸は出力信号の振幅値を示し、横軸は時間を示している。
【０００５】
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、シンボル開始検出器４２は、マッチドフィルタ４１から相関値のピーク値（以下、相関ピークという）が出力されてから、ある一定周期後（例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）では、あるショートシンボルが検出されてから次のショートシンボルが検出されるまでの1周期（例えば、０．８μｓ））に次の相関ピークが検出されなければ、そのときの時刻をシンボルの開始タイミングとし、その旨の信号を出力する。
【０００６】
このシンボルタイミング推定装置４０は、マッチドフィルタ４１及びシンボル開始検出器４２の２つの機能ブロックで構成することができるため、回路規模があまり大きくならないという特徴がある。
しかしながら、このシンボルタイミング推定装置４０は、フェ−ジング、雑音、またはＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路などの影響によりプリアンブル信号が歪むと、マッチドフィルタ４１から出力される相関値も歪み、シンボルの開始タイミングの検出ミスが発生するおそれがある。すなわち、例えば、マッチドフィルタ４１から出力される相関値が歪み、相関ピークが発生すべきタイミングで相関ピークが発生しない場合では、そのタイミングをシンボルの開始タイミングとしてしまい、シンボルの開始タイミングの検出ミスとなってしまう。
【０００７】
そこで、フェ−ジング、雑音、またはＡＧＣ回路などで生じる信号歪みの影響によるシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えるために、例えば、マッチドフィルタ４１から出力される相関値を順次同期加算することで相関ピークを際立たせる方式などが考えられる。（例えば、非特許文献１参照）
図４（ａ）は、マッチドフィルタ４１から出力される相関値を同期加算する機能を備えるシンボルタイミング推定装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【０００８】
なお、図３（ａ）と同じ構成には同じ符号を付けている。
図４（ａ）に示すシンボルタイミング推定装置５０は、マッチドフィルタ４１（例えば、非特許文献１のマッチトフィルタに相当）と、マッチドフィルタ４１から出力された相関ピークを順次同期加算する同期加算器５１（例えば、非特許文献１の同期加算に相当）と、入力されるプリアンブル信号とそのプリアンブル信号が一定周期遅延された信号とを乗算して相関値を算出する自己相関器５２（例えば、非特許文献１の自己相関電力算出に相当）と、自己相関器５２で算出された相関値と閾値とを比較し、その比較結果と同期加算器５１で算出される値のピーク値とに基づいてシンボルの開始タイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器５３（例えば、非特許文献１のシンボルスタート検出部に相当）とを備えて構成される。
【０００９】
図４（ｂ）は、同期加算器５１の出力信号を示す図である。また、図４（ｃ）は、自己相関器５２の出力信号を示す図である。また、図４（ｄ）は、シンボル開始検出器５３の出力信号を示す図である。
なお、図４（ｂ）〜図４（ｄ）のそれぞれのグラフの縦軸は出力信号の振幅値を示し、横軸は時間を示している。
【００１０】
図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、シンボル開始検出器５３は、自己相関器５２から出力される相関値が閾値Ａ以下となり同期加算器５１の出力値が最初にピークとなるときの時刻を、シンボルの開始タイミングとして検出し、その旨のタイミング信号を出力している。
【００１１】
このように、シンボルタイミング推定装置５０は、マッチドフィルタ４１の相関ピークを同期加算器５１で累積加算し、フェ−ジング、雑音、またはＡＧＣ回路などで生じる信号ひずみの影響を低減しているため、シンボルの開始タイミング付近で同期加算器５１の出力値が最初にピークになる確率を高くさせることができ、シンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【００１２】
また、上述のシンボルタイミング推定装置５０と同様に、フェ−ジング、雑音、またはＡＧＣ回路などで生じる信号歪みの影響によるシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えるための構成として、マッチドフィルタ（例えば、特許文献１の相関演算器１０２に相当）と、そのマッチドフィルタから出力される相関ピークを順次同期加算する同期加算器（例えば、特許文献１の遅延加減算回路１０４に相当）と、その同期加算器の出力値がピークとなるときをシンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器（例えば、特許文献１のピーク検出器１０７に相当）とを備えるシンボルタイミング推定装置も考えられている。（例えば、特許文献１参照）
ところで、複数のアンテナを使用してパケットを受信するダイバーシチ方式と呼ばれる受信方式がある。このダイバーシチ方式は、パケットを受信する際、受信感度が他のアンテナの受信感度よりも良いアンテナを選択する受信方式であり、安定したパケット通信を行うことができるという特徴がある。
【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年電気情報通信学会総合大会講演論文集（ＣＤ−ＲＯＭ全分冊）、電子情報通信学会、２００２年３月２７日、Ｂ−５−２５３（資料番号）
【特許文献１】特開２００３−１１０５２３号  （第３〜６頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記シンボルタイミング推定装置５０は、シンボルの開始タイミング付近における自己相関器５２の算出値が緩やかにしか減衰しないため、シンボル開始検出器５３における閾値の調整が難しく、受信信号歪耐性があまり良くないという問題がある。
また、特許文献１に示されるシンボルタイミング推定装置においても、マッチドフィルタ（相関検算器１０２）から出力される相関ピークを同期加算器（遅延加減算回路１０４）において同期加算していく際に最後の相関ピークを減算する構成としているため、シンボルの開始タイミング付近での同期加算器（遅延加減算回路１０４）の出力値が緩やかにしか減衰しない。そのため、シンボル開始検出器（ピーク検出器１０７）における閾値の調整が難しく、受信信号歪耐性があまり良くないという問題がある。
【００１４】
また、ダイバーシチ方式では、全てのアンテナの受信感度を検出するまで、どのアンテナを使用すれば最も安定したパケット通信を行うことができるのかがわからない。そのため、上記シンボルタイミング推定装置４０にダイバーシチ方式を採用した場合は、例えば、プリアンブル信号の受信期間中に受信感度のあまり良くないアンテナに切り替わると、そのときのマッチドフィルタ４１から出力される相関ピークは低くなり、シンボルの開始タイミングの検出ミスが発生するおそれがある。
【００１５】
また、同様に、上記シンボルタイミング推定装置５０にダイバーシチ方式を採用した場合においても、例えば、プリアンブル信号の受信期間中に受信感度のあまり良くないアンテナに切り替わると、そのときのマッチドフィルタ４１から出力される相関ピークは低くなり、シンボルの開始タイミングよりも前のタイミングで自己相関器５２の出力値が閾値よりも小さくなり、シンボルの開始タイミングの検出ミスが発生するおそれがある。
【００１６】
そこで、本発明は、上記問題点を考慮し、シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にし、受信信号歪耐性を向上させると共に、複数のアンテナを使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることが可能なシンボルタイミング推定装置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】
【００１７】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のシンボルタイミング推定装置は、複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算した値、または、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、前記可変乗算器から出力された値のピーク値が閾値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このように、可変乗算器において同期加算器の出力値とマッチドフィルタの出力値とを乗算しているので、シンボルの開始タイミング付近の可変乗算器の出力値を小さくすることができる。これにより、シンボル開始検出器において可変乗算器から出力された値のピーク値が閾値よりも小さくなるときをシンボルの開始タイミングと推定することができる。
【００１９】
また、同期加算器においてマッチドフィルタで算出される相関値を順次同期加算し、更に、マッチドフィルタの出力値と同期加算器の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の可変乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、プリアンブル信号の受信期間中における可変乗算器の出力値とシンボルの開始タイミング付近における可変乗算器の出力値との差を大きくすることができる。これにより、シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にすることができる。
【００２０】
また、マッチドフィルタで算出される相関値を順次同期加算し、更に、マッチドフィルタの出力値と同期加算器の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の可変乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、シンボルの開始タイミング付近で可変乗算器の出力値が閾値よりも小さくなる確率を高めることができる。これにより、たとえ、フェージング、雑音、またはＡＧＣ回路などの影響でプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができ、受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００２１】
また、忘却係数を使用しているので、単にマッチドフィルタの相関ピークを順次同期加算するよりも、シンボルの開始タイミング付近の可変乗算器の出力値を小さくすることができる。これにより、忘却係数を使用しないシンボルタイミング推定装置に比べて、プリアンブル信号の受信期間中における可変乗算器の出力値とシンボルの開始タイミング付近における可変乗算器の出力値との差を更に大きくすることができるので、その分更に受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００２２】
また、マッチドフィルタの相関値が順次同期加算された値と所定値（例えば、受信感度があまり良くないアンテナでプリアンブル信号が受信されたときにマッチドフィルタから出力される相関値よりも大きな値）とを乗算することにより可変乗算器の出力値が急峻に低下することを防止することができるので、シンボルの開始タイミングよりも前に可変乗算器の出力値が急峻に低下することを低減することができ、複数のアンテナを使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【００２３】
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算した値、または、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から出力された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、前記可変乗算器から出力された値のピーク値が所定時間前のピーク値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また、上記シンボルタイミング推定装置の同期加算器は、加算器と、前記加算器から出力された値を一定周期遅延させるレジスタと、前記レジスタで遅延された値に前記忘却係数を乗算する忘却係数乗算器と、前記制御信号に基づいて前記忘却係数乗算器から算出された値または前記レジスタで遅延された値のどちらか一方の値を選択して前記加算器に出力する第１の選択手段とを備え、前記加算器が前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記第１の選択手段から出力された値とを加算し前記可変乗算器に出力するように構成してもよい。
【００２５】
また、上記シンボルタイミング推定装置の可変乗算器は、前記制御信号に基づいて前記マッチドフィルタから出力された相関値または前記所定値のどちらか一方の値を選択して出力する第２の選択手段と、前記第２の選択手段から出力された値と前記同期加算器から出力された値とを乗算し前記シンボル開始検出器に出力する乗算器とを備えるように構成してもよい。
【００２６】
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、前記可変乗算器から出力された値のピーク値が閾値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとして検出するシンボル開始検出器とを備えることを特徴とする。
【００２７】
これにより、シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にすることができる。
また、受信信号歪耐性を向上させることができる。
また、複数のアンテナを使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【００２８】
また、例えば、同期加算器において、忘却係数乗算器及び第１の選択手段を省略することができるので、その分回路規模や消費電力を小さくすることができる。
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、複数のアンテナにより受信されるプリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、前記プリアンブル信号を受信するアンテナの切替りに基づいて変化する制御信号を出力する出力手段と、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力された相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力された相関値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値、または、所定値と前記同期加算器から算出された値とを乗算した値のどちらか一方の値を前記制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器と、前記可変乗算器から出力された値のピーク値が所定時間前のピーク値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にすることができる。また、受信信号歪耐性を向上させることができる。また、複数のアンテナを使用する際に発生するシンボル開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態のシンボルタイミング推定装置を構成する機能ブロックを示す図である。なお、図３（ａ）と同じ構成には同じ符号を付けている。
図１に示すように、シンボルタイミング推定装置１は、アンテナ切替部２から出力されるアンテナ３及び４を切り替えるための切替信号に基づいて変化する制御信号を出力する出力部５（出力手段）と、マッチドフィルタ４１と、マッチドフィルタ４１から出力された相関値を順次忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算（累積加算）した値、または、マッチドフィルタ４１から出力された相関値を順次同期加算（累積加算）した値のどちらか一方の値を制御信号に基づいて選択し出力する同期加算器６と、マッチドフィルタ４１から出力された相関値と同期加算器６から出力された値とを乗算した値、または、所定値（図１の例では「１」）と同期加算器６から出力された値とを乗算した値のどちらか一方の値を制御信号に基づいて選択し出力する可変乗算器７と、可変乗算器７の出力値と閾値との比較結果に基づいてデータ（シンボル：プリアンブル信号の後に続く画像、音声、または文書などのデータ）が開始されるタイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器８とを備えて構成している。
【００３１】
なお、シンボルタイミング推定装置１は、例えば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、携帯電話、または有線ＡＤＳＬなどの通信ネットワークに適用してもよい。また、図１では、受信感度の良いアンテナを使用してプリアンブル信号を受信したときのマッチドフィルタ４１の相関ピークを１とする。
【００３２】
上記同期加算器６は、加算器９と、１６個のレジスタで構成され加算器９から出力される値を１６サンプル周期分遅延させるレジスタ１０と、レジスタ１０で遅延された値に忘却係数（１よりも小さい値）を乗算する忘却係数乗算器１１と、出力部５から出力される制御信号に基づいて忘却係数乗算器１１から算出された値またはレジスタ１０で遅延された値のどちらか一方の値を選択して加算器９に出力する選択部１２（第１の選択手段）とを備えて構成している。
【００３３】
なお、図１では、忘却係数乗算器１１の忘却係数を「０．９」としている。また、マッチドフィルタ４１から相関ピークが出力される周期は、１６サンプル周期（例えば、０．８μｓ周期）としている。また、選択部１２は、出力部５から出力される制御信号が「１」を示す場合、忘却係数乗算器１１から算出された値を選択して加算器９に出力し、出力部５から出力される制御信号が「０」を示す場合、レジスタ１０で遅延された値を選択して加算器９に出力するものとする。
【００３４】
上記可変乗算器７は、出力部５から出力される制御信号に基づいてマッチドフィルタ４１から出力される相関値または所定値「１」のどちらか一方の値を選択して出力する選択部１３（第２の選択手段）と、選択部１３から出力された値と加算器９から算出された値とを乗算しシンボル開始検出器８に出力する乗算器１４とを備えて構成している。
【００３５】
なお、選択部１３は、出力部５から出力される制御信号が「１」を示す場合、マッチドフィルタ４１から出力される相関値を選択して乗算器１４に出力し、出力部５から出力される制御信号が「０」を示す場合、所定値「１」を選択して乗算器１４に出力するものとする。また、選択部１３において選択される所定値は、マッチドフィルタ４１から出力される相関ピークに応じて設定されてもよいし、アンテナの受信感度に応じて設定されてもよい。
【００３６】
次に、アンテナ切替部２、出力部５、マッチドフィルタ４１、同期加算器６、可変乗算器７、及びシンボル開始検出器８のそれぞれの出力信号について説明する。
図２（ａ）は、アンテナ切替部２から出力される切替信号の一例を示す図である。
なお、図２（ａ）に示すグラフの縦軸は切替信号の出力値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ａ）では、アンテナ３の受信感度がアンテナ４の受信感度より良いものとする。また、図２（ａ）では、プリアンブル信号を受信し始めると、アンテナ３、アンテナ４の順番にそれぞれのアンテナの受信感度を検出するものとする。
【００３７】
図２（ａ）に示す切替信号の例では、アンテナ３の受信感度がアンテナ４の受信感度よりも良いため、アンテナ３及び４のそれぞれの受信感度の検出期間が終了した後は、受信感度の良いアンテナ３が使用されて残りのプリアンブル信号が受信されるような信号となっている。
【００３８】
次に、図２（ｂ）は、出力部５から出力される制御信号の一例を示す図である。
なお、図２（ｂ）に示すグラフの縦軸は制御信号の出力値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ｂ）に示す制御信号は、図２（ａ）に示す切替信号に基づいて生成されるものとする。
【００３９】
図２（ｂ）に示す制御信号の例では、アンテナ３が選択されている期間は「１」を示し、アンテナ３からアンテナ４に切り替わるタイミング（図２（ａ）の上向きの矢印が示すタイミング）で「１」から「０」に切り替わり、その切替りのタイミングからカウンタの値が所定値になるまでの期間（例えば、１つのアンテナの受信感度を検出するのに必要な時間よりも少し長い時間）は「０」を示し、その後アンテナ３が選択されている期間は再び「１」を示している。
【００４０】
従って、出力部５から出力される制御信号が図２（ｂ）に示す制御信号の場合では、選択部１２は、プリアンブル信号を受信し始めてからアンテナが切り替わるまでの期間、制御信号「１」が入力されるので、忘却係数乗算器１１から出力される値を選択して加算器９に出力する。また、選択部１２は、アンテナが切り替わってからカウンタの値が所定値になるまでの期間、制御信号「０」が入力されるので、レジスタ１０から出力される値を選択して加算器９に出力する。そして、選択部１２は、カウンタの値が所定値になってからシンボルの開始タイミングを検出するまでの期間、制御信号「１」が入力されるので、忘却係数乗算器１１から出力される値を選択して加算器９に出力する。
【００４１】
次に、図２（ｃ）は、マッチドフィルタ４１の出力信号の一例を示す図である。
なお、図２（ｃ）に示すグラフの縦軸は出力信号の振幅値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ｃ）に示す出力信号は、図２（ａ）におけるアンテナ３及び４で受信したプリアンブル信号に基づいて出力される信号とする。また、図２（ｃ）においてプリアンブル信号の受信期間はアンテナ３及び４の受信感度検出期間よりも長いものとする。また、図２（ｃ）においてマッチドフィルタ４１から算出される相関ピークを６つとし、その６つの相関ピークＡ１〜Ａ６をそれぞれＡ１＝１、Ａ２＝１、Ａ３＝０．２、Ａ４＝０．３、Ａ５＝１、Ａ６＝１とする。また、図２（ｃ）においてマッチドフィルタ４１で算出される相関ピーク間の相関値を０とし、プリアンブル信号以降の相関値Ａ７を０．１とする。
【００４２】
図２（ｃ）に示す出力信号の例では、アンテナ３によりプリアンブル信号が受信されている期間、相関ピークＡ１、Ａ２、Ａ５、及びＡ６は１となり、アンテナ４によりプリアンブル信号が受信されている期間、相関ピークＡ３及びＡ４は１よりも小さい値０．２及び０．３となる。
【００４３】
次に、図２（ｄ）は、同期加算器６の出力信号の一例を示す図である。
なお、図２（ｄ）に示すグラフの縦軸は出力信号の振幅値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ｄ）に示す出力信号は、図２（ｃ）に示す出力信号に基づいて出力される信号とする。また、図２（ｄ）において選択部１２に入力される制御信号は図２（ｂ）に示す制御信号とする。また、図２（ｄ）において同期加算器６から算出される７つのピーク値をＢ１〜Ｂ７とする。また、忘却係数乗算器１１の忘却係数を「０．９」とする。
【００４４】
次に、同期加算器６から算出されるピーク値の具体的な計算結果を示す。
すなわち、図２（ｄ）に示す同期加算器６から算出されるピーク値Ｂ１〜Ｂ７は、それぞれ、
Ｂ１＝１＋０．９×０
＝１
Ｂ２＝１＋０．９×１
＝１．９
Ｂ３＝０．２＋１．９
＝２．１
Ｂ４＝０．３＋２．１
＝２．４
Ｂ５＝１＋０．９×２．４
＝３．１６
Ｂ６＝１＋０．９×３．１６
＝３．８４４
Ｂ７＝０．１＋０．９×３．８４４
＝３．５５９６
となる。
【００４５】
このように、同期加算器６で算出されるピーク値Ｂ１〜Ｂ７は徐々に増加していく。
なお、図２（ｄ）に示す相関波形は、マッチドフィルタ４１の相関ピーク間の値を０と定義しているので、離散的な複数のインパルス波形となる。
次に、図２（ｅ）は、可変乗算器７の出力信号の一例を示す図である。
【００４６】
なお、図２（ｅ）に示すグラフの縦軸は出力信号の振幅値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ｅ）に示す出力信号は、図２（ｃ）に示す出力信号及び図２（ｄ）に示す出力信号に基づいて出力される信号とする。また、図２（ｅ）において選択部１３に入力される制御信号は図２（ｂ）に示す制御信号とする。また、図２（ｅ）において可変乗算器７から算出される７つのピーク値をＣ１〜Ｃ７とする。
【００４７】
次に、可変乗算器７から算出されるピーク値の具体的な計算結果を示す。
すなわち、図２（ｅ）に示す可変乗算器７から算出されるピーク値Ｃ１〜Ｃ７は、それぞれ、
Ｃ１＝１×１
＝１
Ｃ２＝１×１．９
＝１．９
Ｃ３＝１×２．１
＝２．１
Ｃ４＝１×２．４
＝２．４
Ｃ５＝１×３．１６
＝３．１６
Ｃ６＝１×３．８４４
＝３．８４４
Ｃ７＝０．１×３．５５９６
＝０．３５５９６
となる。
【００４８】
このように、可変乗算器７で算出されるピーク値Ｃ１〜Ｃ７のうち、プリアンブル信号を受信している期間のピーク値Ｃ１〜Ｃ６は徐々に増加していき、プリアンブル信号を受信しなくなった後のピーク値Ｃ７は急峻に低下する。
なお、図２（ｅ）に示す相関波形は、図２（ｄ）と同様、マッチドフィルタ４１の相関ピーク間の値を０と定義しているので、離散的な複数のインパルス波形となる。
【００４９】
次に、図２（ｆ）は、シンボル開始検出器８の出力信号の一例を示す図である。
なお、図２（ｆ）に示すグラフの縦軸は出力信号の振幅値を、横軸は時間をそれぞれ示している。また、図２（ｆ）に示す出力信号は、図２（ｅ）に示す出力信号に基づいて出力される信号とする。また、図２（ｆ）におけるシンボルの開始タイミングを検出する際の閾値を「０．６」とする。
【００５０】
図２（ｆ）に示す出力信号の例では、可変乗算器７のピーク値が閾値「０．６」よりも小さくなるタイミングを、シンボルの開始タイミングとしている。すなわち、変乗算器７が閾値「０．６」よりも小さいピーク値Ｃ７「０．３５５９６」の出力信号を出力すると、シンボル開始検出器８の出力信号がローレベルからハイレベルとなる。
【００５１】
このように、シンボルタイミング推定装置１は、シンボル開始検出器８において可変乗算器７のピーク値が閾値より小さくなるタイミングをシンボルの開始タイミングと推定している。すなわち、シンボルタイミング推定装置１は、シンボル開始検出器８において一定周期毎に可変乗算器７から算出されるピーク値が次の周期になっても閾値を超えないと判断されたときをシンボルの開始タイミングと推定している。
【００５２】
また、シンボルタイミング推定装置１は、同期加算器６においてマッチドフィルタ４１で算出される相関ピークを累積加算し、更に、マッチドフィルタ４１の出力値と同期加算器６の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の可変乗算器７の出力値を急峻に減衰させているので、プリアンブル信号の受信期間中における可変乗算器７の出力値とシンボルの開始タイミング付近における可変乗算器７の出力値との差を大きくすることができる。これにより、シンボル開始検出器８における閾値の調整を容易にすることができる。
【００５３】
また、シンボルタイミング推定装置１は、同期加算器６においてマッチドフィルタ４１で算出される相関ピークを累積加算し、更に、シンボルの開始タイミング付近の可変乗算器７の出力値を急峻に減衰させているので、シンボルの開始タイミング付近で可変乗算器の出力値が閾値よりも小さくなる確率を高めることができる。これにより、たとえ、フェージング、雑音、またはＡＧＣ回路などの影響でプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができ、受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００５４】
また、シンボルタイミング推定装置１は、忘却係数を使用しているので、単にマッチドフィルタ４１の相関ピークを順次同期加算するよりも、シンボルの開始タイミング付近の可変乗算器７の出力値を小さくすることができる。これにより、忘却係数を使用しないシンボルタイミング推定装置に比べて、プリアンブル信号の受信期間中における可変乗算器７の出力値とシンボルの開始タイミング付近における可変乗算器７の出力値との差を更に大きくすることができるので、その分更に受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００５５】
次に、同期加算器６において忘却係数乗算器１１の出力値を直接加算器９に出力すると共に、可変乗算器７においてマッチドフィルタ４１の相関値を直接乗算器１４に出力する場合を考える。すなわち、シンボルタイミング推定装置１に選択部１２及び１３を設けない構成を考える。
【００５６】
なお、アンテナ３の受信感度はアンテナ４の受信感度より良いものとする。また、プリアンブル信号を受信し始めると、アンテナ３、アンテナ４の順番にそれぞれのアンテナの受信感度を検出するものとする。また、プリアンブル信号の受信期間はアンテナ３及び４の受信感度検出期間よりも長いものとする。また、マッチドフィルタ４１の出力信号は図２（ｃ）に示す出力信号と同じものとする。また、忘却係数乗算器１１の忘却係数を「０．９」とする。また、シンボル開始検出器８における閾値を「０．６」とする。
【００５７】
このような場合において、選択部１２及び１３を設けないシンボルタイミング推定装置１の同期加算器６から算出されるピーク値Ｄ１〜Ｄ７は、それぞれ、
Ｄ１＝１＋０．９×０
＝１
Ｄ２＝１＋０．９×１
＝１．９
Ｄ３＝０．２＋０．９×１．９
＝１．９１
Ｄ４＝０．３＋０．９×１．９１
＝２．０１９
Ｄ５＝１＋０．９×２．０１９
＝２．８１７１
Ｄ６＝１＋０．９×２．８１７１
＝３．５３５３９
Ｄ７＝０．１＋０．９×３．５３５３９
＝３．２８１８５１
となる。
【００５８】
また、選択部１２及び１３を設けないシンボルタイミング推定装置１の可変乗算器７から算出されるピーク値Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ、
Ｅ１＝１×１
＝１
Ｅ２＝１×１．９
＝１．９
Ｅ３＝０．２×１．９１
＝０．３８２
Ｅ４＝０．３×２．０１９
＝０．６０５７
Ｅ５＝１×２．８１７１
＝２．８１７１
Ｅ６＝１×３．５３５３９
＝３．５３５３９
Ｅ７＝０．１×３．２８１８５１
＝０．３２８１８５１
となる。
【００５９】
このように、シンボルタイミング推定装置１に選択部１２及び１３を設けない構成では、プリアンブル信号を受信感度があまり良くないアンテナ４で受信すると、その期間の乗算器１４のピーク値Ｅ３及び４は急峻に低下してしまう。そして、シンボル開始検出器８における閾値を「０．６」とする場合では、ピーク値Ｅ３が閾値よりも小さくなってしまうので、シンボル開始検出器８は乗算器１４で算出されるピーク値がＥ３となるタイミングをシンボルの開始タイミングとして検出してしまい、シンボルの開始タイミングの検出ミスとなる。
【００６０】
一方、本発明の実施形態のシンボルタイミング推定装置１のように、選択部１２及び１３を設ける構成では、２つのアンテナ３及び４のうち、２番目のアンテナの受信感度検出期間中、マッチドフィルタ４１の相関ピークを順次同期加算し、その同期加算した値と所定値「１」とを乗算しているので、たとえ、２番目のアンテナ４の受信感度検出期間中のマッチドフィルタ４１から出力される相関ピークが１より小さい場合であっても可変乗算器７の出力値を急峻に低下させない。
【００６１】
このように、シンボルタイミング推定装置１に選択部１２及び１３を設ける構成では、２番目のアンテナの受信感度検出中、可変乗算器７の出力値が急峻に低下することを防止することができるので、シンボルの開始タイミングよりも前に可変乗算器７の出力値が急峻に低下することを低減することができ、２つのアンテナ３及び４を使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態のシンボルタイミング推定装置１では、マッチドフィルタ４１の相関値と同期加算器６の出力値とが可変乗算器７で乗算され、シンボル開始検出器８において、その乗算値と閾値とが比較されてシンボルの開始タイミングを検出する構成であるが、同期加算器６の代わりに忘却係数を用いない同期加算器を備えシンボルタイミング推定装置を構成してもよい。すなわち、例えば、図１に示す同期加算器６において、忘却係数乗算器１１及び選択部１２を設けず、レジスタ１０から出力された値をそのまま加算器９に出力するようにシンボルタイミング推定装置１を構成してもよい。
【００６３】
このように、シンボルタイミング推定装置１を構成しても、プリアンブル信号受信中におけるマッチドフィルタ４１の相関値を累積加算し、更に、マッチドフィルタ４１の相関値と同期加算器の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の可変乗算器７の出力値を急峻に減衰させることができるので、たとえ、フェージング、雑音、またはＡＧＣ回路などの影響でプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができ、受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００６４】
また、２つのアンテナ３及び４を使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
また、忘却係数乗算器１１や選択部１２を省略することができるので、その分回路規模や消費電力を小さくすることができる。
【００６５】
また、上記実施形態のシンボルタイミング推定装置１では、シンボル開始検出器８において、可変乗算器７から出力される乗算値と閾値とが比較されてシンボルの開始タイミングを検出する構成であるが、シンボル開始検出器８において、可変乗算器７から出力される乗算値のピーク値と所定時間前に可変乗算器７から出力された乗算値のピーク値とを比較して、その乗算値のピーク値が所定時間前のピーク値よりも小さくなるときをシンボルの開始タイミングとして検出するようにシンボルタイミング推定装置１を構成してもよい。
【００６６】
なお、上記所定時間とは、例えば、図２（ｅ）に示すように、可変乗算器７によりピーク値Ｃ６が出力されてから次のピーク値Ｃ７が出力されるまでの時間を示し、あるピーク値が可変乗算器７から出力されてから次のピーク値が出力されるまでの時間以上であれば、特にはその所定時間の長さは限定されない。
【００６７】
このように、シンボルタイミング推定装置１を構成しても、プリアンブル信号受信中におけるマッチドフィルタ４１の相関値を累積加算し、更に、マッチドフィルタ４１の相関値と同期加算器の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の可変乗算器７の出力値を急峻に減衰させることができるので、たとえ、フェージング、雑音、またはＡＧＣ回路などの影響でプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができ、受信信号歪耐性を向上させることができる。
【００６８】
また、２つのアンテナ３及び４を使用する際に発生するシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態のシンボルタイミング推定装置を構成する機能ブロックを示す図である。
【図２】アンテナ切替部、出力部、マッチドフィルタ、同期加算器、可変乗算器、及びシンボル開始検出器のそれぞれの出力値の一例を示す図である。
【図３】既存のシンボルタイミング推定装置の一例を模式的に示す図である。
【図４】既存のシンボルタイミング推定装置の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１          シンボルタイミング推定装置
２          アンテナ切替部
３、４      アンテナ
５          出力部
６          同期加算器
７          可変乗算器
８          シンボル開始検出器
９          加算器
１０        レジスタ
１１        忘却係数乗算器
１２、１３  選択部
１４        乗算器
【図１】
2005244593.tif 000003
【図２】
2005244593.tif 000004
【図３】
2005244593.tif 000005
【図４】
2005244593.tif 000006