(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の局から周期的に無線送信される同期信号を受信して、その受信した同期信号を検出して、同期タイミングを獲得する同期獲得方法において、
ＯＦＤＭ信号として上記所定の局から伝送される信号を受信し、その受信したＯＦＤＭ信号に含まれる同期信号の検出に同期した周期で第１のカウンタのカウント値のリセット動作を行い、さらに受信したＯＦＤＭ信号のシンボル周期で第２のカウンタのカウント値のリセット動作を行い、
上記第２のカウンタにより受信信号についてシンボル単位での同期処理を行う共に、上記ＯＦＤＭ信号として伝送される同期信号の検出に失敗したとき、過去に同期信号を受信して検出した際の上記第１のカウンタのカウント値に到達したとき、上記同期信号を発生させ、発生された同期信号で受信したＯＦＤＭ信号のフレーム同期処理を行うものであり、
上記同期信号を発生させる上記第１のカウンタのカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値とし、
上記同期信号を発生させる上記第１のカウンタのカウント値は、同期信号検出時のカウント値と常時比較し、その比較で一定値以上の隔たりがある場合には、検出された同期信号を無視し、その代わりに発生させた同期信号を使用する
同期獲得方法。
【請求項２】
請求項１に記載の同期獲得方法において、
上記同期信号の検出は、受信信号の実数成分又は虚数成分のいずれか一方だけから行うようにした
同期獲得方法。
【請求項３】
無線信号を受信する受信手段と、
上記受信手段が受信したＯＦＤＭ信号から所定の同期信号を検出して、その検出タイミングを基準タイミングとする同期検出手段と、
上記同期検出手段での同期信号の検出に同期してカウント値のリセットが行われる第１のカウンタと、
上記受信手段が受信したＯＦＤＭ信号のシンボル周期でカウント値のリセットが行われる第２のカウンタと、
上記第１のカウンタの過去のカウント値を記憶する記憶手段と、
上記第２のカウンタのカウント動作に基づいて受信したＯＦＤＭ信号のシンボル同期処理を行うと共に、上記第１のカウンタのカウント値と上記記憶手段に記憶されたカウント値とを比較して、上記記憶手段に記憶されたカウント値になったとき、基準タイミングを発生させ、発生させた基準タイミングでフレーム同期処理を行う制御手段とを備え、
上記記憶手段に記憶されて上記制御手段で比較する上記第１のカウンタのカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値とし、
上記制御手段は、上記記憶手段に記憶された上記第１のカウンタのカウント値と、上記第１のカウンタのカウント値とが一定値以上の隔たりが検出されたとき、検出された同期信号による基準タイミングを無視し、カウント値の比較で生成された基準タイミングを使用する
無線通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信装置において、
上記同期検出手段での同期信号の検出は、受信信号の実数成分又は虚数成分のいずれか一方だけを使用して検出する
無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の端末を無線で接続する無線ＬＡＮの通信システムに用いて好適な同期獲得方法及びその同期獲得方法を適用した無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ装置などのデータ処理装置の高機能化に伴い、複数のコンピュータ装置を接続してＬＡＮ（Local Area Network）を構成し、ファイルやデータの共有化を図ったり、電子メールや各種データの転送を行うことが盛んに行われている。従来のＬＡＮは、光ファイバケーブルや同軸ケーブル、或いはツイストペアケーブルを用いて、有線で各コンピュータ装置間を接続していた。
【０００３】
ところが、このような有線によるＬＡＮでは、配線作業が必要であり、手軽にＬＡＮを構築することが困難であると共に、コンピュータ装置間を接続するケーブルが邪魔である。そこで、従来の有線方式によるＬＡＮの配線からユーザを開放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。
【０００４】
この場合、コンピュータ装置間などで伝送されるデータは、比較的伝送レートの高いデータであり、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直交周波数分割多重）方式やＣＤＭＡ（Code Division Multiple Accsess：符号分割多元接続）方式などの効率の良い伝送方式でデータ伝送を行うことが提案されている。
【０００５】
具体的には、近年、情報のマルチメディア化が進み、画像データや音声データのようなデータ量の大きいデータが扱われることが多くなっている。このことから、無線ＬＡＮに対しても、画像データや音声データのようなデータ量の大きなデータを送れるように、伝送レートを高速化することが要求されており、上述した効率の良い伝送方式の適用が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように伝送レートを高速化した場合、伝送されるデータを受信する側の端末では、その端末内で正しく復調処理を行うために、同期捕捉処理を確実に行う必要がある。
【０００７】
伝送されるデータには、同期捕捉用の同期信号が付加され、受信側ではその同期信号を検出したタイミングを基準として、復調処理が実行される。従って、受信側の端末で同期信号の捕捉に失敗した場合には、次に同期信号が捕捉されるまでの間、伝送されるデータを受信して復調することが不可能になってしまう。このような事態が発生すると、データの再送要求などが必要になり、それだけ用意された伝送帯域が無駄に使用されることになり、ネットワークの利用効率の悪化等につながる。
【０００８】
また、同期捕捉のための処理は、出来るだけ簡単な構成で実行できる方が、端末機を構成する上で好ましい。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑み、この種の無線通信を行う際に、伝送される同期信号に基づいた同期処理が簡単かつ確実に行えるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の同期捕捉方法は、所定の局から周期的に無線送信される同期信号を受信して、その受信した同期信号を検出して、同期タイミングを獲得する同期獲得方法において、ＯＦＤＭ信号として所定の局から伝送される信号を受信し、その受信したＯＦＤＭ信号に含まれる同期信号の検出に同期した周期で第１のカウンタのカウント値のリセット動作を行い、さらに受信したＯＦＤＭ信号をシンボル周期で第２のカウンタのカウント値のリセット動作を行い、シンボル周期でカウントする第２のカウンタにより受信信号についてシンボル単位での同期処理を行う共に、ＯＦＤＭ信号として伝送される同期信号の検出に失敗したとき、過去に同期信号を受信して検出した際の第１のカウンタのカウント値に到達したとき、同期信号を発生させ、発生された同期信号で受信したＯＦＤＭ信号のフレーム同期処理を行うようにしたものである。また、同期信号を発生させる第１のカウンタのカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値とし、同期信号を発生させる第１のカウンタのカウント値は、同期信号検出時のカウント値と常時比較し、その比較で一定値以上の隔たりがある場合には、検出された同期信号を無視し、その代わりに発生させた同期信号を使用するものである。
【００１１】
この同期捕捉方法によると、受信したＯＦＤＭ信号に含まれる同期信号の検出に失敗したとき、カウンタのカウント値に基づいて同期信号が発生され、同期信号の検出に一時的に失敗しても同期タイミングを維持することができる。
【００１２】
また本発明の無線通信装置は、無線信号を受信する受信手段と、受信手段が受信したＯＦＤＭ信号から所定の同期信号を検出して、その検出タイミングを基準タイミングとする同期検出手段と、同期検出手段での同期信号の検出に同期してカウント値のリセットが行われる第１のカウンタと、受信手段が受信したＯＦＤＭ信号のシンボル周期でカウント値のリセットが行われる第２のカウンタと、第１のカウンタの過去のカウント値を記憶する記憶手段と、第２のカウンタのカウント動作に基づいて受信したＯＦＤＭ信号のシンボル同期処理を行うと共に、第１のカウンタのカウント値と記憶手段に記憶されたカウント値とを比較して、記憶手段に記憶されたカウント値になったとき、基準タイミングを発生させ、発生させた基準タイミングでフレーム同期処理を行う制御手段とを備えたものである。そして、記憶手段に記憶されて制御手段で比較する第１のカウンタのカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値とし、制御手段は、記憶手段に記憶された第１のカウンタのカウント値と、第１のカウンタのカウント値とが一定値以上の隔たりが検出されたとき、検出された同期信号による基準タイミングを無視し、カウント値の比較で生成された基準タイミングを使用するようにしたものである。
【００１３】
この無線通信装置によると、同期検出手段でＯＦＤＭ信号に含まれる同期信号の検出に失敗したとき、記憶手段に記憶された過去のカウント値と、カウンタのカウント値との比較で、同期信号を検出した場合と同様の基準タイミングが発生されて、その基準タイミングに基づいて通信制御が行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、この発明が適用された無線ＬＡＮシステムの概要を示すものである。この発明が適用された無線ＬＡＮシステムは、複数の無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥と、無線通信制御端末１０２とからなる。無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥は、コンピュータ等のデータ端末１０３Ａ，１０３Ｂ，‥‥に、無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥を接続して構成される。無線通信制御端末１０２は、データ端末１０６に、無線通信ユニット１０５を接続して構成される。複数の無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥間でデータ通信が行われ、無線通信制御端末１０２により、各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥間でのデータ通信が制御される。なお、無線通信制御端末１０２は、無線通信ユニット１０５だけでも構成できる。また、無線通信制御端末１０２は、他の無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥と共通の構成として、制御端末として設定された端末１０２だけが制御機能を実行するようにしても良い。
【００１６】
無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥側の各無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥は、夫々、通信部１１１Ａ，１１１Ｂ，‥‥、受信１１２Ａ，１１２Ｂ，‥‥、制御部１１３Ａ，１１３Ｂ，‥‥からなる。送信部１１１Ａ，１１１Ｂ，‥‥、受信部１１２Ａ，１１２Ｂ，‥‥は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直交周波数分割多重）方式により無線でデータ通信を行える構成としてある。ＯＦＤＭ方式の詳細については後述する。
【００１７】
無線通信制御端末１０２側の無線通信ユニット１０５は、送信部１１５、受信部１１６、制御部１１７とからなる。送信部１１５、受信部１１６は、ＯＦＤＭ方式により無線でデータ通信を行える構成とされている。また、この無線通信制御端末１０２側の無線通信ユニット１０５には、無線通信端末のデータ通信の割り当て時間に関する資源情報を格納するための資源情報格納部１１８が設けられている。
【００１８】
このシステムでは、データ通信がＯＦＤＭ方式で行われる。例えばＯＦＤＭの１４７４５５シンボル（ここでは４ｍ秒に相当する）を１フレームとし、このフレーム内で時分割多重によりデータが送られる。
【００１９】
１フレームの先頭には、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５から、同期獲得用のデータ（同期信号）が１シンボル期間送信される。この同期獲得用のデータは、各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥で受信され、この受信タイミングを基準タイミングとしてフレーム周期が判断されて、データの送受信のタイミングが設定される。
【００２０】
無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥で非同期データのデータ通信要求がある場合には、無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥から無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５に送信要求が送られる。無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５では、この送信要求と資源情報とに基づいて各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の送信割り当て時間が決定され、この送信割り当て時間を含む制御情報が無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５から各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥に送られる。各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂで、この送信割り当て時間に従って、データの送受信が行われる。このとき、データの送受信のタイミングは、１フレームの先頭に送られてくる同期信号を基準にして行われる。本例の場合には、この同期信号についてもＯＦＤＭ方式で変調された信号として伝送される。なお本明細書では、ＯＦＤＭ方式で変調された信号をＯＦＤＭ信号と称する。
【００２１】
図２は、無線通信制御端末１０２側の無線通信ユニット１０５の構成を示すものである。図２において、１１は通信コントローラであり、この通信コントローラ１１を介して、データ端末とのデータのやり取りが行われる。
【００２２】
本例の通信コントローラ１１には、プリアンブル用データ記憶部１２が接続してある。この記憶部１２に記憶されたプリアンブル用データは、コントローラ１１が読出して、同期捕捉用のプリアンブルデータ（同期信号）として１フレームの伝送データの先頭部分に付加するようにしてある。ここでは、１つのプリアンブルデータは１シンボル分のデータである。
【００２３】
通信コントローラ１１からの送信データは、ＤＱＰＳＫ（Differencially Encoded Quadrature Phase Shift Keying）変調回路１３に供給される。ＤＱＰＳＫ変調回路１３により、送信データがＤＱＰＳＫで変調される。
【００２４】
ＤＱＰＳＫ変調回路１３の出力がシリアル／パラレル変換回路１４に供給される。シリアル／パラレル変換回路１４で、シリアルデータがパラレルデータに変換される。シリアル／パラレル変換回路１４の出力がＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）回路１５に供給される。ＩＦＦＴ回路１５により、送信データが周波数領域のデータにマッピングされ、これが逆フーリエ変換され、時間領域のデータに変換される。ＩＦＦＴ回路１５の出力がパラレル／シリアル変換回路１６に供給される。
【００２５】
シリアル／パラレル変換回路１４、ＩＦＦＴ回路１５、パラレル／シリアル変換回路１６は、ＯＦＤＭ方式によりマルチキャリアの信号に変換するためのものである。ＯＦＤＭ方式は、周波数間隔をｆ0 として各キャリアを直交させて符号間干渉がないようにした複数のサブキャリアを使用して、各サブキャリアに低ビットレートの信号を割り当て、全体として高いビットレートを得られるようにしたものである。
【００２６】
図３は、ＯＦＤＭ方式の伝送波形のスペクトラムを示すものである。図３に示すように、ＯＦＤＭ方式では、互いに直交する周波数間隔ｆ0 のサブキャリアを使って、信号が伝送される。
【００２７】
ＯＦＤＭでは、信号の生成は、送信信号を周波数領域にマッピングし、逆ＦＦＴにより周波数領域から時間領域に変換することにより行われる。復号は、逆に、ｆ0 間隔毎に受信した波形を取り込み、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）により、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換することにより行われる。
【００２８】
この例では、図４に示すように、シリアル／パラレル変換回路１４により、ＤＱＰＳＫ変換回路１３の出力の５１サンプルがパラレルデータに変換され、周波数領域にマッピングされる。このシリアル／パラレル変換回路１４の出力は、ＩＦＦＴ回路１５により時間領域のデータに変換され、ＩＦＦＴ回路１５からは、６４サンプルの有効シンボルが出力される。この６４サンプルの有効シンボルに対して、８シンボルのガードインターバルが付加される。
【００２９】
したがって、この例では、図５に示すように、１シンボルは、６４サンプルの有効シンボルと、８サンプルのガードインターバルの７２サンプルからなる。
【００３０】
ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに分散してデータを送信しているので、１シンボル当たりの時間が長くなる。そして、時間軸でガードインターバルを設けているため、ジッタに対する影響やマルチパスに対する影響を受け難いという特徴がある。なお、ガードインターバルは、有効シンボル長の１〜２割り程度に選ばれている。
【００３１】
つまり、ＯＦＤＭ方式では、復調時にＦＦＴの際に連続する受信信号の中から有効シンボル長を切り出して、ＦＦＴを行う必要がある。ジッタ等によりこのように有効シンボルを切り出す際に誤差があったとしても、ガードインターバルが存在するため、周波数成分は変化せず、位相差のみが生じる。このため、信号中に既知パターンを挿入して位相補正を行うか、差動符号化を用いて位相差を打ち消すことにより復調が可能である。通常のＱＰＳＫ変調のみの場合、各ビット毎にタイミングを合わせる必要があるが、ＯＦＤＭ方式の場合、数ビットずれても感度が数ｄＢ劣化するのみで、復調が可能である。
【００３２】
図２において、パラレル／シリアル変換回路１６の出力が周波数変換回路１７に供給される。周波数変換回路１７には、ＰＬＬシンセサイザ１８から局部発振信号が供給される。周波数変換回路１７により、送信信号が所定の周波数に変換される。送信周波数としては、例えば、準マイクロ波帯の２．４ＧＨｚ，５．７ＧＨｚ，１９ＧＨｚ帯等を用いることが考えられる。
【００３３】
周波数変換回路１７の出力がパワーアンプ１９に供給される。パワーアンプ１９で、送信信号が電力増幅される。パワーアンプ１９の出力がスイッチ回路２０の端子２０Ａに供給される。スイッチ回路２０は、送信時の受信時とにより切り換えられるもので、データ送信時には、スイッチ回路２０は、端子２０Ａ側に切り換えられる。スイッチ回路２０の出力がアンテナ２１に供給される。
【００３４】
アンテナ２１からの受信信号は、スイッチ回路２０に供給される。データ受信時には、スイッチ回路２０は、端子２０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回路２０の出力は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier ）２２を介して増幅された後、周波数変換回路２３に供給される。
【００３５】
周波数変換回路２３には、ＰＬＬシンセサイザ１８から局部発振信号が供給される。周波数変換回路２３により、受信信号が中間周波数信号に変換される。
【００３６】
周波数変換回路２３の出力がシリアル／パラレル変換回路２４に供給される。このシリアル／パラレル変換回路２４の出力がＦＦＴ回路２５に供給される。ＦＦＴ回路２５の出力がパラレル／シリアル変換回路２６に供給される。
【００３７】
シリアル／パラレル変換回路２４、ＦＦＴ回路２５、パラレル／シリアル変換回路２６は、ＯＦＤＭ方式の復号を行うものである。つまり、シリアル／パラレル変換回路２４で、有効データが切り出され、受信波形がｆ0 間隔毎に取り込まれて、パラレルデータに変換される。このシリアル／パラレル変換回路２４の出力はＦＦＴ回路２５に供給され、ＦＦＴ回路２５で、時間領域の信号が周波数領域の信号に変換される。このように、ｆ0 間隔毎にサンプリングした波形をＦＦＴすることにより、ＯＦＤＭ方式の復号が行われる。
【００３８】
パラレル／シリアル変換回路２６の出力がＤＱＰＳＫ復調回路２７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調回路２７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰＳＫ復調回路２７の出力が通信コントローラ１１に供給される。通信コントローラ１１の出力から受信データが出力される。
【００３９】
全体の動作は、コントローラ２８により制御される。データの送信及びデータの受信は、コントローラ２８からの指令に基づいて、通信コントローラ１１により制御される。
【００４０】
このシステムは、１フレームを単位としてＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの先頭の１シンボルには、周期獲得用のプリアンブルデータを送るようにしている。このような制御を実現するために、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５内には、プリアンブル用データ記憶部１２が設けてある。そして、通信コントローラ１１の制御で、１フレームの先頭の１シンボルの区間に、記憶部１２から読出したプリアンブル用データを配置し、そのプリアンブル用データに続く伝送データと同様に、ＯＦＤＭ方式で変調されたＯＦＤＭ信号として送信される。
【００４１】
各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥からアシンクロナス転送パケットなどの送信要求が送られると、この送信要求がアンテナ２１で受信され、ＦＦＴ回路２５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰＳＫ復調回路２７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信コントローラ１１に供給される。そして、復調された受信データは、通信コントローラ１１からコントローラ２８に送られる。
【００４２】
コントローラ２８には、資源情報メモリ３０が設けられている。この資源情報メモリ３０には、１フレームで送られる各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の割り当て時間に関する資源情報が格納される。コントローラ２８で、受信された送信要求と通信資源残料とに基づいて、各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の送信割り当て時間が決定される。この送信割り当てのための制御情報は、コントローラ２８から通信コントローラ１１に送られる。そして、通信コントローラ１１からのデータは、ＤＱＰＳＫ変調回路１２でＤＱＰＳＫ変調され、ＩＦＦＴ回路１４でＯＦＤＭによる変換が行われ、アンテナ２１から各無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂに向けて送られる。
【００４３】
図６は、無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥の無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥の構成を示すものである。図６において、送信データは、通信コントローラ５１を介して入力される。通信コントローラ５１からの送信データは、ＤＱＰＳＫ変調回路５２に供給される。ＤＱＰＳＫ変調回路５２により、送信データがＤＱＰＳＫで変調される。
【００４４】
ＤＱＰＳＫ変調回路５２の出力がシリアル／パラレル変換回路５３に供給される。シリアル／パラレル変換回路５３で、シリアルデータがパラレルデータに変換される。シリアル／パラレル変換回路５３の出力がＩＦＦＴ回路５４に供給される。ＩＦＦＴ回路５４により、送信データが周波数領域のデータにマッピングされ、これが逆フーリエ変換され、時間領域のデータに変換される。ＩＦＦＴ回路５４の出力がパラレル／シリアル変換回路５５に供給される。シリアル／パラレル変換回路５３、ＩＦＦＴ回路５４、パラレル／シリアル変換回路５５は、ＯＦＤＭ方式によりマルチキャリアの信号に変換するものである。
【００４５】
パラレル／シリアル変換回路５５の出力が周波数変換回路５７に供給される。周波数変換回路５７には、ＰＬＬシンセサイザ５８から局部発振信号が供給される。周波数変換回路５７により、送信信号が所定の周波数に変換される。
【００４６】
周波数変換回路５７の出力がパワーアンプ５９に供給される。パワーアンプ５９で、送信信号が電力増幅される。パワーアンプ５９の出力がスイッチ回路６０の端子６０Ａに供給される。データ送信時には、スイッチ回路６０は、端子６０Ａ側に切り換えられる。スイッチ回路６０の出力がアンテナ６１に供給される。
【００４７】
アンテナ６１からの受信信号は、スイッチ回路６０に供給される。データ受信時には、スイッチ回路６０は、端子６０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回路６０の出力は、ＬＡＮ６２を介して増幅された後、周波数変換回路６３に供給される。
【００４８】
周波数変換回路６３には、ＰＬＬシンセサイザ６８から局部発振信号が供給される。周波数変換回路６３により、受信信号が中間周波数信号に変換される。
【００４９】
周波数変換回路６３の出力がシリアル／パラレル変換回路６４に供給されると共に、相関検出回路７１に供給される。
【００５０】
シリアル／パラレル変換回路６４の出力がＦＦＴ回路６５に供給される。ＦＦＴ回路６５の出力がパラレル／シリアル変換回路６６に供給される。シリアル／パラレル変換回路６４、ＦＦＴ回路６５、パラレル／シリアル変換回路６６は、ＯＦＤＭ方式の復調を行うものである。
【００５１】
パラレル／シリアル変換回路６６の出力がＤＱＰＳＫ復調回路６７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調回路６７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰＳＫ復調回路６７の出力が通信コントローラ５１に供給される。通信コントローラ５１の出力から受信データが出力される。
【００５２】
全体の動作は、コントローラ６８により制御される。データの送信及びデータの受信は、コントローラ６８からの指令に基づいて、通信コントローラ５１により制御される。
【００５３】
このシステムでは、１フレームを単位としてＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの先頭の１シンボルには、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５から同期獲得用のプリアンブルデータが送られてくる。この同期獲得用のデータを受信して同期獲得処理を行うために、無線通信ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ，‥‥には、相関検出回路７１と、タイマ７２とが設けられる。フレームの先頭のタイミングで、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５から送られてくるプリアンブルデータがアンテナ６１で受信され、相関検出回路７１に送られる。送信検出回路７１は、受信された信号と予め設定されている信号（この設定されている信号はプリアンブルデータと同じパターンのデータ）との相関を検出しており、相関が強いと判断されると、相関検出信号が出力される。この相関検出回路７１の出力がタイマ７２に送られる。タイマ７２の時間は、この相関検出回路７１からの相関検出信号に基づいて設定される。
【００５４】
非同期パケットとして送りたいデータがある場合には、コントローラ６８からの指令により、通信コントローラ５１から送信要求が送られる。この送信要求は、ＤＱＰＳＫ変調回路５２でＤＱＰＳＫ変調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯＦＤＭによる変換が行われ、アンテナ６１から、無線通信制御端末１０２に向けて送られる。この送信要求は、無線通信制御端末１０２で受信され、無線通信制御端末１０２からは、送信割り当て時間を含む制御情報が返される。
【００５５】
この制御情報は、アンテナ６１で受信され、ＦＦＴ回路６５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰＳＫ復調回路６７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信コントローラ５１に供給される。そして、復調された信号データは、通信コントローラ５１からコントローラ６８に送られる。
【００５６】
この制御情報には、送信時間に関する情報が含まれている。これらの時間は、タイマ７２の時間を基準にして設定される。タイマ７２は、相関検出回路７１の出力により、無線通信制御端末から送られてきたプリアンブルデータの受信タイミングにより設定されている。
【００５７】
タイマ７２により、送信開始時間になったと判断されると、コントローラ６８からの指令により、通信コントローラ５１から送信データが出力され、この送信データは、ＤＱＰＳＫ変換回路５２でＤＱＰＳＫ変調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯＦＤＭによる変換が行われ、アンテナ６１から出力される。また、タイマ７２により受信時間になったと判断されると、コントローラ６８からの指令により、ＦＦＴ回路６５により受信データの復調処理が行われる。
【００５８】
このように、このシステムでは、データをＯＦＤＭによりマルチキャリアを使って伝送している。ＯＦＤＭ波は、前述したように、ジッタに強く、数サンプルずれていても復調は可能である。しかしながら、それ以上ずれて、２シンボルに跨がってしまうと復調ができない。したがって、ある程度のタイミング設定を行う必要がある。そこで、このシステムでは、例えば１４７４５５シンボル（４ｍ秒）を１フレームとし、このフレーム内でＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、各フレームの先頭の１シンボルには、プリアンブルデータを配置し、このプリアンブルデータを利用して、復調タイミングを設定するようにしている。
【００５９】
受信したＯＦＤＭ波に対して受信クロックが６．８ｐｐｍずれを持っていると、４ｍ秒の１フレームの間に、２７．２ｎ秒の時間差が蓄積する。これは、３６．８６４ＭＨｚのサンプリングレートに相当する。したがって、６．８ｐｐｍ程度の精度を持つクロックを用意すれば、確実に復調できることになる。
【００６０】
なお、同期獲得用のプリアンブルデータのパターンとしては、例えば他の区間の伝送データで存在しないような特定のパターンのデータとすれば良い。
【００６１】
ところで、実際には無線ＬＡＮシステムの場合、無線制御通信端末１０２から送信される信号を、別の端末で中継して伝送することがあり、複数段に中継したとき、上述した時間差が累積して、フレーム周期の誤差がより大きくなる場合がある。図７は、フレーム周期の誤差が発生した状態の例を示す図である。この例では、１フレーム周期の４ｍ秒毎に同期信号ｐが送信されている場合に、誤差の蓄積により、その同期信号のガウス分布ｇは、１００ｐｐｍの範囲に広がっている状態を示している。本例の各通信端末においては、このような大きなフレーム周期誤差が発生して通信タイミングがずれるのを阻止できるようにしてある。以下、その構成と処理について説明する。
【００６２】
図８は、本例の無線通信端末１０１Ａ，１０１Ｂ，‥‥で、無線制御通信端末１０２等から送信される同期信号としてのプリアンブルデータを検出する構成の例のブロック図である。この同期処理構成は、図６で説明した相関検出回路７１の構成に相当する。
【００６３】
実数部及び虚数部の受信信号入力端子８１，８２に得られる信号を、フレーム相関器８３とシンボル相関器８４に供給し、端末側で予め用意されたフレーム同期用のＯＦＤＭ信号と受信信号との相関処理及びシンボル検出用のＯＦＤＭ信号と受信信号との相関処理を行う。それぞれの相関検出処理で用意されたＯＦＤＭ信号は、フレーム同期獲得用及びシンボル同期獲得用のプリアンブルデータを、ＯＦＤＭ方式で変調した場合の信号である。
【００６４】
図９は、フレーム相関器８３の構成の例を示す図で、入力端子２０１に得られる端末側で用意されたフレーム同期検出用のＯＦＤＭ符号の実数部を、シフトレジスタ２０２に供給する。また、入力端子２１１に得られる受信信号の実数部を、シフトレジスタ２１２に供給する。そして、両シフトレジスタ２０２，２１２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器２０３ａ，２０３ｂ，‥‥２０３ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器２０３ａ〜２０３ｎの乗算値を積分器２０４で積分し、実数部の相関値Rx re Sum を得る。その実数部の相関値Rx re Sum を二乗回路２０５で二乗された値として、その二乗値を加算器２０６に供給する。
【００６５】
また、入力端子２３１に得られる端末側で用意されたフレーム同期検出用のＯＦＤＭ信号の虚数部を、シフトレジスタ２３２に供給する。また、入力端子２２１に得られる受信信号の虚数部を、シフトレジスタ２２２に供給する。そして、両シフトレジスタ２２２，２３２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器２２５ａ，２２５ｂ，‥‥２２５ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器２２５ａ〜２２５ｎの乗算値を積分器２２６で積分し、虚数部の相関値Rx im Sum を得る。その虚数部の相関値Rx im Sum を二乗回路２２７で二乗された値として、その二乗値を加算器２０６に供給する。なお、入力端子２０１，２３１に得られるフレーム同期検出用のＯＦＤＭ信号は、各端末内の記憶手段に予め用意されているもので、制御端末などからＯＦＤＭ信号として送信される同期獲得用のプリアンブルデータを、ＯＦＤＭ信号から復調する前のデータと同一のデータである。また、各シフトレジスタの動作は、図８に示すクロック発生器８７から供給されるクロックに同期して行われる。
【００６６】
加算器２０６では、供給される実数部の相関値と虚数部の相関値を加算して、受信信号の相関値Sum Store を得る。この加算器２０６で得た相関値Sum Store は、デバイダ２０７に供給する。
【００６７】
また、シフトレジスタ２１２の各段にセットされた実数部の受信データを、乗算器２１３ａ〜２１３ｎと二乗回路２１４ａ〜２１４ｎを介して加算器２１５ａ〜２１５ｎに供給し、シフトレジスタ２２２の各段にセットされた虚数部の受信データを、乗算器２２３ａ〜２２３ｎと二乗回路２２４ａ〜２２４ｎを介して加算器２１５ａ〜２１５ｎに供給し、実数部の受信データと虚数部の受信データとを加算する。そして、各加算器２１５ａ〜２１５ｎで加算された受信データを、積分器２１６に供給して積分し、受信電力RSSI Sumを得る。この積分器２１６で得た受信電力RSSI Sumは、デバイダ２０７に供給する。
【００６８】
デバイダ２０７では、受信信号の相関値Sum Store を受信電力RSSI Sumで除算して、その解CorF(n) を得る。即ち、デバイダ２０７で次式によりCorF(n) を求める。
【００６９】
【数１】
CorF(n) ＝Sum Store ／RSSI Sum
【００７０】
この求められた値CorF(n) は、比較器２０８に供給し、端末内で予め設定されて記憶されて端子２０９に得られるスレッショルド値ＴＨと比較する。ここでは、CorF(n) ≧スレッショルド値ＴＨかつCorF(n) の最大値を検出した時点で、フレーム同期出力POFDM Cor OUT として“Ｈ”データを端子２１０から出力する。また、CorF(n) ＜スレッショルド値ＴＨの場合には、“Ｌ”データを端子２１０から出力する。このフレーム同期出力POFDM Cor OUT は、図８に示すフレームカウンタ８５に供給する。
【００７１】
次に、図８に示すシンボル相関器８４の構成について説明する。図１０は、シンボル相関器８４の構成の例を示す図で、入力端子３０１に得られる端末側で用意されたシンボル同期検出用のＯＦＤＭ信号の実数部を、シフトレジスタ３０２に供給する。また、入力端子３１１に得られる受信信号の実数部を、シフトレジスタ３１２に供給する。そして、両シフトレジスタ３０２，３１２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器３０３ａ，３０３ｂ，‥‥３０３ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器３０３ａ〜３０３ｎの乗算値を積分器３０４で積分し、実数部の相関値Rx re Sum を得る。その実数部の相関値Rx re Sum を二乗回路３０５で二乗された値として、その二乗値を加算器３０６に供給する。
【００７２】
また、入力端子３３１に得られる端末側で用意されたシンボル同期検出用のＯＦＤＭ信号の虚数部を、シフトレジスタ３３２に供給する。また、入力端子３２１に得られる受信信号の虚数部を、シフトレジスタ３２２に供給する。そして、両シフトレジスタ３２２，３３２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器３２５ａ，３２５ｂ，‥‥３２５ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器３２５ａ〜３２５ｎの乗算値を積分器３２６で積分し、虚数部の相関値Rx im Sum を得る。その虚数部の相関値Rx im Sum を二乗回路３２７で二乗された値として、その二乗値を加算器３０６に供給する。なお、入力端子３０１，３３１に得られるシンボル同期検出用のＯＦＤＭ信号は、各端末内の記憶手段に予め用意されているもので、制御端末などから送信されるシンボル同期獲得用のＯＦＤＭ信号を復調する前のデータと同一のデータである。また、各シフトレジスタの動作は、図８に示すクロック発生器８７から供給されるクロックに同期して行われる。
【００７３】
加算器３０６では、供給される実数部の相関値と虚数部の相関値を加算して、受信信号の相関値Sum Store を得る。この加算器３０６で得た相関値Sum Store は、デバイダ３０７に供給する。
【００７４】
また、シフトレジスタ３１２の各段にセットされた実数部の受信データを、乗算器３１３ａ〜３１３ｎと二乗回路３１４ａ〜３１４ｎを介して加算器３１５ａ〜３１５ｎに供給し、シフトレジスタ３２２の各段にセットされた虚数部の受信データを、乗算器３２３ａ〜３２３ｎと二乗回路３２４ａ〜３２４ｎを介して加算器３１５ａ〜３１５ｎに供給し、実数部の受信データと虚数部の受信データとを加算する。そして、各加算器３１５ａ〜３１５ｎで加算された受信データを、積分器３１６に供給して積分し、受信電力RSSI Sumを得る。この積分器３１６で得た受信電力RSSI Sumは、デバイダ３０７に供給する。
【００７５】
デバイダ３０７では、受信信号の相関値Sum Store を受信電力RSSI Sumで除算して、その解CorS(n) を得る。即ち、デバイダ３０７で上述した〔数１〕式と同様の演算によりCorS(n) を求める。この求められた値CorS(n) は、比較器３０８に供給し、端末内で予め設定されて記憶されて端子３０９に得られるスレッショルド値ＴＨと比較する。ここでは、CorS(n) ≧スレッショルド値ＴＨかつCorS(n) の最大値を検出した時点で、シンボル検出出力SOFDM Cor OUT として“Ｈ”データを端子３１０から出力する。また、CorS(n) ＜スレッショルド値ＴＨの場合には、“Ｌ”データを端子３１０から出力する。このシンボル検出出力SOFDM Cor OUT は、図８に示すシンボルカウンタ８６に供給する。
【００７６】
図８に示すフレームカウンタ８５とシンボルカウンタ８６は、それぞれクロック発生器８７から供給されるクロックのカウントを行うカウンタで、ここでは０〜７１の７２値を周期的にカウントするカウンタであり、そのカウント出力に基づいてフレーム同期又はシンボル同期を発生させるデータをフレーム同期発生回路８９及びシンボル同期発生回路９０に出力する。ここで、フレームカウンタ８５とシンボルカウンタ８６には、タイミングエラーコレクション部８８が接続してあり、“Ｈ”データが相関器８３，８４から供給されるとき、そのときのカウント値をタイミングエラーコレクション部８８に供給すると共に、カウント値をリセットする構成としてあり、各カウンタ８５，８６でのカウント状態は、タイミングエラーコレクション部８８により制御される。即ち、タイミングエラーコレクション部８８からの出力に基づいて、カウントアップせずに待機するモードを備える。
【００７７】
フレーム同期発生回路８９では、フレームカウンタ８５の出力とフレーム相関器８３の出力に基づいて、フレーム同期パルスを出力し、そのフレーム同期パルスを加算器９１に供給する。具体的には、フレーム相関器８３からフレーム同期発生回路８９に、フレーム検出出力POFDM Cor OUT として“Ｈ”が供給されるとき、７２クロック毎に８回、フレーム同期パルスを出力する。このとき、フレームカウンタ８５から供給されるフレーム同期データ（以下ＡＶフレーム同期データと称する）が“Ｈ”レベルになるときを基準として、±１５クロックの範囲内に、フレーム検出出力POFDM Cor OUT が“Ｈ”レベルになる場合には、そのフレーム相関器８３が検出したタイミングが有効であると判断し、そのときのフレーム検出出力POFDM Cor OUT が“Ｈ”レベルになるタイミングを基準として、７２クロック毎に８回、フレーム同期パルスを出力する。また、ＡＶフレーム同期データが“Ｈ”レベルになるタイミングを基準として、±１５クロックの範囲内でフレーム検出出力POFDM Cor OUT が“Ｌ”レベルのままである場合には、フレーム同期タイミングを誤検出したと判断して、前回のフレーム同期パルスと同じタイミング（この同じタイミングはタイミングエラーコレクション部８８とフレームカウンタ８５で設定されたタイミング）に、７２クロック毎に８回、フレーム同期パルスを出力する。
【００７８】
また、シンボル同期発生回路９０では、シンボルカウンタ８６の出力とシンボル相関器８４の出力に基づいて、シンボル同期パルスを出力し、そのシンボル同期パルスを加算器９１に供給する。具体的には、シンボル相関器８４からシンボル同期発生回路９０に、シンボル検出出力SOFDM Cor OUT として“Ｈ”が供給されるとき、７２クロック毎にシンボル同期パルスを出力する。このとき、シンボルカウンタ８６から供給されるシンボル同期データ（以下ＡＶシンボル同期データと称する）が“Ｈ”レベルになるときを基準として、±１５クロックの範囲内に、シンボル検出出力SOFDM Cor OUT が“Ｈ”レベルになる場合だけ、そのシンボル相関器８４が検出したタイミングが有効であると判断し、そのときのフレーム検出出力POFDM Cor OUT が“Ｈ”レベルになるタイミングを基準として、７２クロック毎にシンボル同期パルスを出力する。
【００７９】
加算器９１では、両同期パルスを合成した同期パルスとし、その同期パルスを出力端子９２に出力する。この出力端子９２に得られる同期パルスにより、コントローラ６８はこの端末での通信タイミングを制御する。ここでは、受信データをＦＦＴ６５へ出力するタイミングの制御を行う。
【００８０】
図１１はタイミングエラーコレクション部８８の構成を示した図である。このタイミングエラーコレクション部８８は、タイミングエラーカウンタ４０１と、タイミングエラーメモリ４０２と、タイミングエラー算出部４０３と、タイミングエラー集計部４０４とで構成してある。タイミングエラーカウンタ４０１は、クロック入力端子４０７に得られるクロックに同期してカウントを行うカウンタであり、そのカウント値をタイミングエラー集計部４０８に供給する。フレームカウンタ８５から供給されるカウント値のデータは、タイミングエラーメモリ４０２で記憶される。このメモリ４０２に記憶されるカウント値は、検出されるフレーム周期に全く誤差がない場合には、常時同じ値になる。実際には、フレーム周期の誤差に対応して、カウント値が変化し、そのフレーム周期の誤差をカウント値として過去の所定フレーム周期（例えば１０フレーム周期）蓄積する。このメモリ４０２に記憶されたカウント値のデータに基づいて、その蓄積したフレーム期間の誤差の平均値をタイミングエラー算出部４０３で算出する。
【００８１】
タイミングエラー算出部４０３で算出されたフレーム周期誤差に基づいて、タイミングエラー集計部４０４でフレームカウンタ８５及びシンボルカウンタ８６でのカウント状態の制御を行って、フレーム周期誤差を修正させる。このフレーム周期誤差の修正時には、タイミングエラー集計部４０４から各カウンタ８５，８６に、修正データTEC OUT として“Ｈ”データを供給し、サンプルポイントの補正を行う。
【００８２】
即ち、フレーム周期誤差は、１フレーム中に起こる基準周期（ここでは４ｍｓｅｃ）とのずれである。このずれは、送信側の端末のクロック精度と、受信側の端末のクロック精度とのずれで決まるものであり、一定間隔で誤差が増加（又は減少）していく。よって、１対１の送受信に関するフレーム同期誤差修正は、受信フレームに一定間隔毎にサンプルポイントを修正（増加又は減少）すれば良い。
【００８３】
その具体的な修正としては、例えばタイミングエラー集計部４０４内に、誤差修正用のカウンタを設定し、そのカウンタで例えば０〜２０４７の周期のカウント動作を実行させる。そして、測定されたフレーム周期が基準周期よりも長い場合に、フレーム周期誤差Ｔerr ＝３Chipであったとする。このときのフレーム周期誤差は３であるので、フレーム同期誤差修正は、タイミングエラー集計部４０４内のカウンタが、２０４８／３回カウントする毎に、フレーム誤差修正を実行することになる。即ち、この例では、カウント値が２０４８／３（即ち６８２），４０９６／３（即ち１３６４），２０４７において、修正データTEC OUT ＝Ｈとなる。このカウント値のとき修正データTEC OUT ＝Ｈとなることで、フレームカウンタ８５及びシンボルカウンタ８６は、そのときカウント動作を停止する。
【００８４】
また、測定されたフレーム周期及びシンボル周期が基準周期よりも短い場合には、修正データTEC OUT ＝Ｌとし、フレームカウンタ８５は、そのカウンタ８４に供給されるフレーム同期出力POFDM Cor OUT ＝Ｈの時点で、直ちにフレーム同期信号の出力を行う。また、シンボル周期についても、シンボル同期出力SOFDM Cor OUT ＝Ｈの時点で、直ちにシンボル同期信号の出力を行う。
【００８５】
このタイミングエラーコレクション部８８によるタイミング修正動作は周期的に実行されるものである。
【００８６】
次に、以上説明した構成の回路で実行される同期処理を、図１２以降のフローチャートを参照して説明する。まず、図１２のフローチャートを参照して、フレーム同期処理について説明すると、フレーム相関器８３で相関値の実数部を計算すると共に（ステップ１０１）、相関値の虚数部を計算し（ステップ１０２）、さらに受信電力を計算し（ステップ１０３）、実数部と虚数部を加算した相関値を算出する（ステップ１０４）。そして、計算された相関値を受信電力で除算した値Cor (n) が最大値であるか否か判断し（ステップ１０５）、最大値でない場合にはフレーム同期発生器８９にＡＶフレーム同期データ＝Ｌを出力する（ステップ１０６）。ステップ１０５で最大であると判断した場合には、エラー状態であると判断してエラー処理を行い（ステップ１０７）、フレーム同期発生器８９にＡＶフレーム同期データ＝Ｈを出力する（ステップ１０８）。
【００８７】
次に、図１３のフローチャートを参照して、シンボル同期処理について説明すると、シンボル相関器８４で相関値の実数部を計算すると共に（ステップ１１１）、相関値の虚数部を計算し（ステップ１１２）、さらに受信電力を計算し（ステップ１１３）、実数部と虚数部を加算した相関値を算出する（ステップ１１４）。そして、計算された相関値を受信電力で除算した値Cor (n) が最大値であるか否か判断し（ステップ１１５）、最大値でない場合にはシンボル同期発生器９０にＡＶシンボル同期データ＝Ｌを出力する（ステップ１１６）。ステップ１１５で最大であると判断した場合には、エラー状態であると判断してエラー処理を行い（ステップ１１７）、シンボル同期発生器９０にＡＶシンボル同期データ＝Ｈを出力する（ステップ１１８）。
【００８８】
次に、図１４のフローチャートを参照して、タイミングエラーコレクション部８８での処理を説明する。まず、フレーム相関器８３の出力として“Ｈ”を受信したか判断し（ステップ１２１）、フレームカウンタのカウント値をタイミングエラーメモリメモリ４０２に出力する（ステップ１２２）。ここで、フレームカウンタのカウント値Ｘ1 として、０≦Ｘ1 ≦１５の範囲であるか否か判断し（ステップ１２３）、この範囲であるとき誤差Ｄをフレームカウンタのカウント値とする（ステップ１２４）。また、ステップ１２３でカウント値Ｘ1 が範囲外であるとき、カウント値Ｘ1 が５６≦Ｘ1 ≦７１の範囲であるか否か判断し（ステップ１２５）、この範囲であるとき誤差Ｄを〔フレームカウンタのカウント値−７２〕とする（ステップ１２６）。さらに、ステップ１２５でカウント値Ｘ1 が範囲外であると判断されたときには、そのときのカウント値を破棄する（ステップ１２７）。
【００８９】
ステップ１２４，１２６で誤差値を設定したとき、タイミングエラーメモリメモリ４０２に１０回の誤差値を蓄積したか否か判断し（ステップ１２８）、１０回の誤差値が蓄積されてない場合には、ステップ１２１に戻る。１０回の誤差値が蓄積された場合には、タイミングエラーメモリ４０２内の１０個の誤差値Ｄを、タイミングエラー計算部４０３に出力し（ステップ１２９）、１０個の誤差値Ｄの平均値Err を計算して、その結果をタイミングエラー集計部４０４に出力する（ステップ１３０）。また、タイミングエラーカウンタ４０１からタイミングエラー集計部４０４に、カウント値の最大値のデータを送る（ステップ１３１）。タイミングエラー集計部４０４では、タイミングエラーカウンタ４０１から受け取った最大値を、誤差値Ｄの平均値Err で除算して、ホールド動作させるカウンタ値をタイミングエラーコレクション部の中に設定する（ステップ１３２）。
【００９０】
次に、シンボルカウンタ８６の出力パターンを、図１５のフローチャートを参照して説明する。まず、シンボル相関器８４からのデータでシンボル開始が検出されると（ステップ１４１）、タイミングエラーコレクション部８８で設定された誤差値Ｄの平均値Err が、平均値Err ≦０の範囲であるか否か判断し（ステップ１４２）、平均値Err ≦０の範囲である場合には、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、０≦ｘ1 ≦５６の範囲内であるか否か判断する（ステップ１４３）。ここで、カウント値ｘ1 が範囲外であると判断した場合には、シンボルカウンタ出力＝Ｈを出力する（ステップ１４４）。
【００９１】
ステップ１４３で、カウント値ｘ1 が範囲内であると判断した場合には、シンボルカウンタ出力＝Ｌを出力する（ステップ１４５）。また、ステップ１４２で平均値Err ≦０の範囲でないと判断した場合には、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、１５≦ｘ1 ≦５６の範囲内であるか否か判断し（ステップ１４６）、この範囲内であるとき、ステップ１４５に移って、シンボルカウンタ出力＝Ｌを出力する。
【００９２】
ステップ１４６で、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、１５≦ｘ1 ≦５６の範囲内でないと判断したとき、タイミングエラーコレクション部８８内に設定したカウンタ４０１のカウント値が最大値か否か判断する（ステップ１４７）。ここで、最大値でない場合には、カウンタ４０１のカウント値をインクリメントさせ（ステップ１４８）、カウンタ４０１のカウント値が最大値か否か判断する（ステップ１４９）、最大値と判断されるまでカウント値のインクリメントを繰り返させる。
【００９３】
ステップ１４７又はステップ１４９で最大値と判断された場合には、タイミングエラーコレクション部８８の出力として“Ｈ”をシンボルカウンタ８６に供給する（ステップ１５０）。そして、シンボルカウンタ８６のカウントを停止させ、タイミングエラーカウンタ４０１をインクリメントさせる（ステップ１５１）。そして、タイミングエラーカウンタ４０１のカウント値が０であるか否か判断し（ステップ１５２）、０でない場合にはステップ１５０に戻る。
【００９４】
ステップ１５２でカウント値が０である場合には、タイミングエラーコレクション部８８の出力として“Ｌ”をシンボルカウンタ８６に供給する（ステップ１５３）。そして、シンボルカウンタ８６の出力を“Ｈ”とする（ステップ１５４）。
【００９５】
次に、フレームカウンタ８５の出力パターンを、図１６のフローチャートを参照して説明する。まず、フレーム相関器８３からのデータでフレーム開始が検出されると（ステップ１６１）、タイミングエラーコレクション部８８で設定された誤差値Ｄの平均値Err が、平均値Err ≦０の範囲であるか否か判断し（ステップ１６２）、平均値Err ≦０の範囲である場合には、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、０≦ｘ1 ≦５６の範囲内であるか否か判断する（ステップ１６３）。ここで、カウント値ｘ1 が範囲外であると判断した場合には、フレームカウンタ出力＝Ｈを出力する（ステップ１６４）。
【００９６】
ステップ１６３で、カウント値ｘ1 が範囲内であると判断した場合には、フレームカウンタ出力＝Ｌを出力する（ステップ１６５）。また、ステップ１６２で平均値Err ≦０の範囲でないと判断した場合には、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、１５≦ｘ1 ≦５６の範囲内であるか否か判断し（ステップ１６６）、この範囲内であるとき、ステップ１６５に移って、シンボルカウンタ出力＝Ｌを出力する。
【００９７】
ステップ１６６で、フレームカウンタ８５のカウント値ｘ1 が、１５≦ｘ1 ≦５６の範囲内でないと判断したとき、タイミングエラーコレクション部８８内に設定したカウンタ４０１のカウント値が最大値か否か判断する（ステップ１６７）。ここで、最大値でない場合には、カウンタ４０１のカウント値をインクリメントさせ（ステップ１６８）、カウンタ４０１のカウント値が最大値か否か判断する（ステップ１６９）、最大値と判断されるまでカウント値のインクリメントを繰り返させる。
【００９８】
ステップ１６７又はステップ１６９で最大値と判断された場合には、タイミングエラーコレクション部８８の出力として“Ｈ”をフレームカウンタ８５に供給する（ステップ１７０）。そして、フレームカウンタ８５のカウントを停止させ、タイミングエラーカウンタ４０１をインクリメントさせる（ステップ１７１）。そして、タイミングエラーカウンタ４０１のカウント値が０であるか否か判断し（ステップ１７２）、０でない場合にはステップ１７０に戻る。
【００９９】
ステップ１７２でカウント値が０である場合には、タイミングエラーコレクション部８８の出力として“Ｌ”をフレームカウンタ８５に供給する（ステップ１７３）。そして、フレームカウンタ８５の出力を“Ｈ”とする（ステップ１７４）。
【０１００】
ここで、実際の出力例を図１７に示す。フレーム相関器８３の出力が図１７のＡに示す状態であり、シンボル相関器８４の出力が図１７のＢに示す状態であり、フレームカウンタ８５からのＡＶフレーム同期パルスが図１７のＤに示す状態であり、シンボルカウンタ８６からのＡＶシンボル同期パルスが図１７のＥに示す状態であるとする。このとき、フレーム同期発生器８９が出力するフレーム同期パルスとしては、図１７のＥに示すように、フレーム相関検出に基づいて設定されたタイミングで、１周期に８個のパルス列となる。また、シンボル同期発生器９０が出力するシンボル同期パルスとしては、図１７のＦに示すように、シンボル相関検出に基づいて設定されたタイミングとなるが、ここではＡＶシンボル同期パルスにエラーが検出された場合、そのエラーが検出されたタイミングのパルス（図１７のＦに×印を付与して示したパルス）は出力されない。従って、端子９２から出力される同期パルスとしては、図１７のＧに示すようなパルス列となる。
【０１０１】
なお、本例の回路での処理の真理値表を示すと、次の〔表１〕に示すようになる。
【０１０２】
【表１】
0004406998.tif 000002
【０１０３】
この〔表１〕で示されるように、タイミングエラーコレクション部８８の出力が“Ｈ”であるとき誤検出を行った場合であり、“Ｌ”であるとき正しい検出を行った場合に相当する。
【０１０４】
このように本例の端末装置で同期捕捉処理を行うことで、例えば無線通信制御端末１０２から送信される同期信号を、いずれかの無線通信端末で受信して中継する際に、その中継されるタイミングのずれを阻止することができ、中継が複数段行われるような場合であっても、同期タイミングのずれを防止できる。具体的には、同期信号を送信する側の端末のクロックと、受信する側の端末のクロックとのずれに起因するタイミングのずれが正しく補正されると共に、中継する端末で、同期信号の受信に一時的に失敗しても、一定の正しい周期で同期信号が生成されて、その生成された同期信号に基づいて受信処理や送信処理が行われ、必要により生成された同期信号がこの端末で中継される他の端末に対して送信される。
【０１０５】
例えば図１８に示すように、ノードＮ１〜Ｎ５の５個の端末がネットワーク内でほぼ直列状に配置されて、ノードＮ５からノードＮ１へのデータ伝送時に、ノードＮ４，Ｎ３，Ｎ２での中継が必要な場合を想定すると、中継するノードＮ２〜Ｎ４から再送信される同期信号などのタイミングのずれを最小限に抑えることができ、中継する毎に誤差が蓄積されるようなことがない。従って、無線ＬＡＮ内での通信が、同期タイミングのずれなく、正しく行え、同期タイミングのずれによる伝送エラーの発生を最小限に抑えることができ、用意された伝送帯域を効率良く使用できる。
【０１０６】
なお、ここまで説明した同期獲得処理は、図１〜図６で説明した無線ＬＡＮシステム用の端末装置に限定されるものではなく、同様の同期獲得処理が必要な各種通信方式用の無線通信端末に適用できることは勿論である。
【０１０７】
また、上述した実施の形態で過去の同期信号検出周期を判断する処理としては、単純に所定回のデータの平均をとるようにしたが、例えば何らかの重みづけを行って平均の周期を検出するようにしても良い。
【０１０８】
また、上述した実施の形態では、ＯＦＤＭ信号として伝送される同期獲得用のデータの検出として、図９に示したフレーム同期検出の場合と、図１０に示したシンボル同期検出の場合のいずれでも、受信信号の実数成分と虚数成分とのそれぞれで、端末内に予め用意されたデータと比較して、相関を検出するようにしたが、いずれか一方の成分だけから検出しても良い。
【０１０９】
図１９は、フレーム相関器８３で受信信号の実数成分の相関だけを検出する構成の例を示す図である。入力端子２０１に得られる端末側で用意されたフレーム同期検出用のＯＦＤＭ符号の実数部を、シフトレジスタ２０２に供給する。また、入力端子２１１に得られる受信信号の実数部を、シフトレジスタ２１２に供給する。そして、両シフトレジスタ２０２，２１２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器２０３ａ，２０３ｂ，‥‥２０３ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器２０３ａ〜２０３ｎの乗算値を積分器２０４で積分し、実数部の相関値Rx re Sum を得る。その実数部の相関値Rx re Sum を二乗回路２０５で二乗された値として、受信信号の相関値Sum Store を得、その相関値をデバイダ２０７に供給する。
【０１１０】
また、シフトレジスタ２１２の各段にセットされた実数部の受信データを、乗算器２１３ａ〜２１３ｎを介して二乗回路２１４ａ〜２１４ｎに供給する。そして、各二乗回路２１４ａ〜２１４ｎが出力する受信データを、積分器２１６に供給して積分し、受信電力RSSI Sumを得る。この積分器２１６で得た受信電力RSSI Sumを、デバイダ２０７に供給する。
【０１１１】
デバイダ２０７では、受信信号の相関値Sum Store を受信電力RSSI Sumで除算して、その解CorF(n) を得る。求められた値CorF(n) は、比較器２０８に供給し、端末内で予め設定されて記憶されて端子２０９に得られるスレッショルド値ＴＨと比較し、比較結果としてのフレーム同期出力POFDM Cor OUT を端子２１０から図８に示すフレームカウンタ８５に供給する。
【０１１２】
この図１９に示すように、実数成分だけの処理からフレーム相関を検出する構成とすることで、虚数成分についても処理する図９の構成に比べて、簡単にフレーム相関を検出できるようになる。但し、フレーム相関の検出精度については、図９に示すように受信信号の実数成分と虚数成分の双方から検出する方が、より高い精度でフレーム相関を検出できる。
【０１１３】
シンボル同期についても同様に、実数成分と虚数成分のいずれか一方だけから検出するようにしても良い。図２０は、シンボル相関器８４で受信信号の実数成分の相関だけを検出する構成の例を示す図である。入力端子３０１に得られる端末側で用意されたシンボル同期検出用のＯＦＤＭ符号の実数部を、シフトレジスタ３０２に供給する。また、入力端子３１１に得られる受信信号の実数部を、シフトレジスタ３１２に供給する。そして、両シフトレジスタ３０２，３１２の各段にセットされたデータを、そのシフトレジスタの段数用意された乗算器３０３ａ，３０３ｂ，‥‥３０３ｎで個別に乗算し、それぞれの乗算器３０３ａ〜３０３ｎの乗算値を積分器３０４で積分し、実数部の相関値Rx re Sum を得る。その実数部の相関値Rx re Sum を二乗回路３０５で二乗された値として、受信信号の相関値Sum Store を得、その相関値をデバイダ３０７に供給する。
【０１１４】
また、シフトレジスタ３１２の各段にセットされた実数部の受信データを、乗算器３１３ａ〜３１３ｎを介して二乗回路３１４ａ〜３１４ｎに供給する。そして、各二乗回路３１４ａ〜３１４ｎが出力する受信データを、積分器３１６に供給して積分し、受信電力RSSI Sumを得る。この積分器３１６で得た受信電力RSSI Sumを、デバイダ３０７に供給する。
【０１１５】
デバイダ３０７では、受信信号の相関値Sum Store を受信電力RSSI Sumで除算して、その解CorS(n) を得る。求められた値CorS(n) は、比較器３０８に供給し、端末内で予め設定されて記憶されて端子３０９に得られるスレッショルド値ＴＨと比較し、比較結果としてのフレーム同期出力POFDM Cor OUT を端子３１０から図８に示すシンボルカウンタ８６に供給する。
【０１１６】
この図２０に示すように、実数成分だけの処理からシンボル相関を検出する構成とすることで、虚数成分についても処理する図１０の構成に比べて、簡単にシンボル相関を検出できるようになる。但し、シンボル相関の検出精度については、図１０に示すように受信信号の実数成分と虚数成分の双方から検出する方が、より高い精度でシンボル相関を検出できる。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の同期獲得方法によると、受信したＯＦＤＭ信号に含まれる同期信号の検出に失敗したとき、カウンタのカウント値に基づいて同期信号が発生され、同期信号の検出に一時的に失敗しても同期タイミングを維持することができる。例えば、受信した同期信号に同期したタイミングで、その同期信号を送信して、中継を行う端末に適用することで、無線ネットワーク内での同期の乱れを防止できる。従って、何らかの要因で、無線ネットワーク内の特定の端末での受信状態が悪い場合でも、その端末での同期獲得を継続して行え、伝送されるデータを同期タイミングのずれなく確実に受信処理できる。
【０１１８】
また本発明の同期獲得方法によると、同期信号を発生させるカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値としたことで、同期タイミングを過去の受信状態に基づいて正確に推定することができる。
【０１１９】
また本発明の同期獲得方法によると、同期信号を発生させるカウント値は、同期信号検出時のカウント値と常時比較し、その比較で一定値以上の隔たりがある場合には、検出された同期信号を無視し、その代わりに発生させた同期信号を使用することで、同期信号の誤検出による同期タイミングの乱れを効果的に防止できる。
【０１２０】
また本発明の同期獲得方法によると、同期信号の検出は、受信信号の実数成分又は虚数成分のいずれか一方だけから行うようにしたことで、一方の成分だけの相関検出などによる簡単な処理で、同期信号を検出できるようになる。
【０１２１】
また本発明の無線通信装置によると、同期検出手段でＯＦＤＭ信号として伝送される同期信号の検出に失敗したとき、記憶手段に記憶された過去のカウント値と、第１のカウンタのカウント値との比較で、同期信号を検出した場合と同様の基準タイミングが発生されて、その基準タイミングに基づいて通信制御が行え、同期信号の検出に一時的に失敗しても同期タイミングを維持できる。従って、何らかの要因で受信状態が悪化した場合でも、この無線通信装置では同期獲得を継続して行え、伝送されるデータを同期タイミングのずれなく確実に受信処理できる。
【０１２２】
また本発明の無線通信装置によると、記憶手段に記憶されて制御手段で比較するカウント値は、過去の複数回にわたる同期信号検出時のカウント値を平均化した値としたことで、同期タイミングを過去の受信状態に基づいて正確に推定することができる無線通信装置が得られる。
【０１２３】
また本発明の無線通信装置によると、制御手段は、記憶手段に記憶されたカウント値と、第１のカウンタのカウント値とが一定値以上の隔たりが検出されたとき、検出された同期信号による基準タイミングを無視し、カウント値の比較で生成された基準タイミングを使用することで、同期信号の誤検出による同期タイミングの乱れを効果的に防止できる無線通信装置が得られる。
【０１２４】
また本発明の無線通信装置によると、同期検出手段での同期信号の検出は、受信信号の実数成分又は虚数成分のいずれか一方だけを使用して検出することで、一方の成分だけの相関検出などによる簡単な構成で、同期信号を良好に検出できる無線通信装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が適用された無線ＬＡＮシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおける無線通信制御端末の無線通信ユニットの一例のブロック図である。
【図３】ＯＦＤＭ方式の説明に用いるスペクトラム図である。
【図４】本発明の一実施の形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるＯＦＤＭ変調の説明に用いるブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおけるＯＦＤＭ変調の説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態が適用された無線ＬＡＮシステムにおける無線通信端末の無線通信ユニットの一例のブロック図である。
【図７】本発明の一実施の形態で発生するフレーム周期誤差の例を示すタイミング図である。
【図８】本発明の一実施の形態の無線通信端末で同期検出処理を行う構成の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施の形態の無線通信端末のフレーム相関器の構成の例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の無線通信端末のシンボル相関器の構成の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施の形態のタイミングエラーコレクション部の構成の例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施の形態によるフレーム同期処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施の形態によるシンボル同期処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施の形態によるホールド回数設定処理を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施の形態によるシンボルカウンタ出力パターンを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施の形態によるフレームカウンタ出力パターンを示すフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態による出力パルスの例を示すタイミング図である。
【図１８】本発明の一実施の形態による伝送状態の例を示す説明図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態の無線通信端末のフレーム相関器の構成の例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態の無線通信端末のシンボル相関器の構成の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１，５１…通信コントローラ、１２…プリアンブル用データ記憶部、２８，６８…コントローラ、２９，７２…タイマ、８３…フレーム相関器、８４…シンボル相関器、８５…フレームカウンタ、８６…シンボルカウンタ、８８…タイミングエラーコレクション部、８９…フレーム同期発生部、９０…シンボル同期発生部、９１…加算器、１０１Ａ，１０１Ｂ…無線通信端末、１０２…無線通信制御端末、１０４Ａ，１０４Ｂ，１０５…無線通信ユニット、１１３Ａ，１１３Ｂ，１１７…制御部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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