(57)【要約】  【課題】  信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くできるＯＦＤＭ通信装置を提供する。  【解決手段】  同期部２１は、受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共にシンボルパルスに応じてクロック信号を生成する。同期部２１は、シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行う。制御部３１は、同期部２１を制御する。制御部３１は、同期部２１のシンボルパルス制御閾値を制御して、時間経過に伴ってシンボルパルス制御閾値の範囲を縮小する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ通信の受信処理を行う少なくとも１の受信処理部と、
受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成する同期部と、
前記同期部を制御する制御部とを備え、
前記同期部は、前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、
前記制御部は、前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を制御して、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を縮小することを特徴とするＯＦＤＭ通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を段階的に縮小することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項３】
さらに、ＯＦＤＭ通信の送信処理を行う構成を備え、ＯＦＤＭ通信の中継装置の機能を実現することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項４】
さらに、ＯＦＤＭ通信の送信処理を行う構成を備え、ＯＦＤＭ通信の送受信装置の機能を実現することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項５】
ＯＦＤＭ通信の受信装置の機能を実現することを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項６】
ＯＦＤＭ通信の受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成する同期部と、
前記同期部を制御する制御部とを備え、
前記同期部は、前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、
前記制御部は、前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を制御して、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を縮小することを特徴とするＯＦＤＭ同期装置。
【請求項７】
ＯＦＤＭ通信の受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成するＯＦＤＭ同期方法であって、
前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、
前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲が縮小するように制御することを特徴とするＯＦＤＭ同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短縮できるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＯＦＤＭ通信装置は、地上波デジタル放送や無線ＬＡＮ等の分野で実用化されており、高品質かつ高速な無線伝送を提供できる。ＯＦＤＭ通信装置は、中継装置、受信装置および送受信装置等のかたちで実現できる。また、ＯＦＤＭ通信装置は、マルチパス対策として複数のアンテナを用いてダイバーシティ受信を行うように構成される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＯＦＤＭ通信装置は、受信処理の同期の手段として、基準信号であるシンボルパルスを使用している。ＯＦＤＭ通信の各種制御は、シンボルパルスに同期してタイミング調整を行っている。
【０００４】
上記のシンボルパルスは非同期処理で生成されることが多い。また、シンボルパルスは、受信側の発振器の性能や使用条件の影響を受け、そのため、シンボルパルスは、周波数にある程度の振動幅を必要とする。
【０００５】
この点を考慮して、従来技術では、シンボルパルス制御閾値が設定されている。シンボルパルス制御閾値は、シンボルパルスの周波数の許容範囲である。そして、シンボルパルスが制御閾値の範囲に入っていれば、同期状態が維持される。しかし、ＯＦＤＭのＦＦＴ窓切出し位置が急激に変化したために、シンボルパルスが制御閾値の範囲外にはみ出ると、再同期処理が行われる。
【０００６】
ここで、シンボルパルスの振動幅は、安定動作に近づくと狭くなるが、同期開始時には比較的広い傾向がある。従来は、同期開始時の広い振動幅に応じてシンボルパルス制御閾値が広く設定されている。
【特許文献１】特開２００１−３４５７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＯＦＤＭ通信装置においては、上述の如くシンボルパルス制御閾値を広く設定しているために、振動幅が大きく変動してＦＦＴ窓切出し位置がずれ、このことが装置性能の劣化要因になり、信号品質（ＣＮ比）を劣化させるという問題がある。特に、多段中継が行われる場合、信号品質の劣化が複数回の中継で蓄積されてしまうので、上記の信号品質の問題が顕著になる。
【０００８】
信号品質を向上するには、シンボルパルス制御閾値の幅を小さくすることが有効であることは分かっている。しかし、単純に制御閾値を狭めると、シンボルパルスが頻繁に制御閾値から外れ、再同期処理が頻発してしまい、安定同期がなかなか得られなくなる。これを防ぐために発振器の性能を上げることも考えられる。しかし、相当に高価な発振器が必要になってしまうので、このような対策は現実的とはいえない。
【０００９】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くできるＯＦＤＭ通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、ＯＦＤＭ通信の受信処理を行う少なくとも１の受信処理部と、受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成する同期部と、前記同期部を制御する制御部とを備え、前記同期部は、前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、前記制御部は、前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を制御して、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を縮小する。
【００１１】
この構成により、時間経過に伴ってシンボルパルス制御閾値の範囲が縮小される。したがって、シンボルパルスの振動幅の変化に合わせて、シンボルパルス制御閾値の幅が狭くなる。すなわち、振動幅が大きい同期開始時にはシンボルパルス制御閾値が広く、振動幅が小さい安定動作時にはシンボルパルス制御閾値が狭くなる。これにより、シンボルパルス制御値を狭くしているにも拘わらず、再同期処理の頻発を避けられる。また、シンボルパルス制御値を狭くするので、信号品質を向上できる。発振器の性能に依存せずとも、また、発振器の精度が使用条件によって変化する状況でも、信号品質を向上可能であり、同期性能を向上可能である。このようにして、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くすることができる。例えば、多段中継用のＯＦＤＭ通信装置においても、中継によって蓄積される信号品質劣化を低減して、信号品質を向上できる。
【００１２】
また、本発明のＯＦＤＭ通信装置において、前記制御部は、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を段階的に縮小する。この構成により、時間経過に伴って、順次、シンボルパルス制御閾値を範囲が縮小される。したがって、シンボルパルスの振動幅の変化に合わせてシンボルパルス制御閾値の範囲を適切に変化させて、信号品質を向上し、かつ、安定同期までの時間を短くできる。
【００１３】
また、本発明のＯＦＤＭ通信装置は、さらに、ＯＦＤＭ通信の送信処理を行う構成を備え、ＯＦＤＭ通信の中継装置の機能を実現する。この構成により、ＯＦＤＭ中継装置の同期性能を向上できる。
【００１４】
また、本発明のＯＦＤＭ通信装置は、さらに、ＯＦＤＭ通信の送信処理を行う構成を備え、ＯＦＤＭ通信の送受信装置の機能を実現する。この構成により、ＯＦＤＭ送受信装置の同期性能を向上できる。
【００１５】
また、本発明のＯＦＤＭ通信装置は、ＯＦＤＭ通信の受信装置の機能を実現する。この構成により、ＯＦＤＭ受信装置の同期性能を向上できる。
【００１６】
また、本発明のＯＦＤＭ同期装置は、ＯＦＤＭ通信の受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成する同期部と、前記同期部を制御する制御部とを備え、前記同期部は、前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、前記制御部は、前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を制御して、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲を縮小する。このＯＦＤＭ同期装置はＯＦＤＭ通信装置に好適に備えられる。この構成によっても上述の本発明の利点が得られる。
【００１７】
また、本発明の別の態様は、ＯＦＤＭ通信の受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成すると共に前記シンボルパルスに応じてクロック信号を生成するＯＦＤＭ同期方法であって、前記シンボルパルスの周波数の許容範囲であるシンボルパルス制御閾値に基づき、前記シンボルパルス制御閾値から前記シンボルパルスがはみ出したときに再同期処理を行い、前記同期部の前記シンボルパルス制御閾値を、時間経過に伴って前記シンボルパルス制御閾値の範囲が縮小する。この同期方法はＯＦＤＭ通信装置で好適に実施される。この方法によっても上述の本発明の利点が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、時間経過に伴ってシンボルパルス制御閾値を範囲を縮小するように同期部を制御することにより、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くすることができるという効果を有するＯＦＤＭ通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置について、図面を用いて説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置を図１に示す。本実施の形態では、ＯＦＤＭ通信装置１が、ＯＦＤＭダイバーシティ中継装置である。
【００２１】
図１のＯＦＤＭ通信装置１について、まず、全体的な構成と動作を説明する。ＯＦＤＭ通信装置１は、全体としては、受信側の構成と出力側の構成を有している。受信側の構成がＯＦＤＭ信号を受信して復調信号を生成し、出力側の構成が復調信号を再度変調してＯＦＤＭ信号を出力し、こうして中継装置の機能が実現される。
【００２２】
図１において、ＯＦＤＭ通信装置１は、ダイバーシティ受信を行うために、受信用の２つのブランチａ、ｂを有し、これらによりダイバーシティ受信が実現される。各ブランチはアンテナ３を備える。さらに、各ブランチが、フロントエンド部５、Ａ／Ｄ変換部７、ＯＦＤＭ直交復調部９、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部１１を備え、これら要素が受信処理部を構成している。両ブランチのＦＦＴ部１１は、推定部（等化部）１３を介して合成部１５に接続され、合成部１５が、ダイバーシティ受信のために両ブランチで復調された受信信号を合成する。なお、ダイバーシティ受信を行わないときは、一方のブランチのみの構成とすることで、マルチパス等化器のＯＦＤＭ通信装置が構成される。
【００２３】
また、ＯＦＤＭ通信装置１は、受信側の同期処理を行うために同期部２１を備えている。同期部２１は、受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成するシンボルパルス生成部２３と、シンボルパルスに応じてクロック信号を生成する発振器２５とを備える。発振器２５は、例えばＶＣＸＯである。発振器２５は、ＶＣＯまたはＦＸＯ等でもよい。クロック信号は発振器２５から発振器Ｉ／Ｏ２７を介して両ブランチのＡ／Ｄ変換部７に供給される。同期部２１は、制御部３１により制御される。制御部３１は、ＣＰＵにより実現され、所定のプログラムを実行することによって同期部２１を制御する。同期関連の構成については後述にてさらに詳細に説明する。
【００２４】
一方、ＯＦＤＭ通信装置１は、出力側の構成として、判定部４１、ＥＶＭ（変調精度演算）部４３、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部４５、ＯＦＤＭ直交変調部４７、Ｄ／Ａ変換部４９、フロントエンド部５１および出力アンテナ５３を備えている。これら出力側の構成は、復調信号を再度ＯＦＤＭ信号に変調し、出力アンテナ５３から出力する。
【００２５】
上記構成において、受信側では、各ブランチにて、ＲＦ帯域の信号がアンテナ３に受信され、受信信号がフロントエンド部５にてアナログベースバンド信号にダウンコンバートされる。そして、Ａ／Ｄ変換部７が、同期部２１からのクロック信号に基づき、アナログ受信信号をデジタル受信信号に変換し、ＯＦＤＭ直交復調部９が、デジタル受信信号に対して直交復調処理を施して複素デジタル信号を生成し、そして、ＦＦＴ部１１が、複素デジタル信号に対して高速フーリエ変換処理を施して複素シンボルを生成する。この複素シンボルが、受信処理部の復調信号としてＦＦＴ部１１から出力される。推定部１３は、復調信号から伝送路特性を推定し、逆特性をかけることにより復調信号を等化し、そして復調信号を合成部１５に出力する。合成部１５は、両ブランチからの復調信号に対してダイバーシティの合成処理を施して、合成された復調信号を出力する。
【００２６】
合成部１５は、合成された復調信号を判定部４１に出力する。判定部４１は、復調信号に対して判定処理を行い、信号品質が劣化した部分を求め、劣化部分を正規化して、信号品質を高める。ＥＶＭ部４３は、判定部４２に接続され、キャリア毎の変調精度解析（ＥＶＭ解析）を行う。そして、復調信号の位相回転、振幅変化などがモニタされる。ＩＦＦＴ部４５は、判定部４２から出力される復調信号に逆高速フーリエ変換処理を施し、ＯＦＤＭ直交変調部４７は、ＩＦＦＴ部４５の出力信号に対してＯＦＤＭ直交変調を行う。そして、Ｄ／Ａ変換部４９が、ＯＦＤＭ信号のデジタル信号をアナログ信号に変換し、フロントエンド部５１が、アナログ信号をＲＦ信号にアップコンバートし、アンテナ５３から送信する。こうして、復調信号が再度ＯＦＤＭ信号に変調され、出力アンテナ５３から出力され、中継機能が実現される。
【００２７】
次に、同期部２１の構成と動作について説明する。同期部２１は、既に説明したように、シンボルパルス生成部２３と発振器２５を備える。同期部２１は、概略的には、発振器２５に制御信号を供給してクロック信号を生成させる構成である。シンボルパルス生成部２３は、ＯＦＤＭ直交復調部９から入力される複素信号に基づいて、受信処理の同期のために基準信号であるシンボルパルスを生成し、発振器２５がシンボルパルスに応じてクロック信号を生成する。そして、同期部３１は、ＦＦＴ部１１にシンボルパルスおよびＦＦＴの窓位置補正情報を供給し、Ａ／Ｄ変換部７にはクロック信号を供給する。
【００２８】
同期部２１はループを形成している。より詳細には、シンボルパルス生成部２３と発振器２５がＦＦＴ部１１と共にループを形成して、同期を行う。シンボルパルス生成部２３には、ＯＦＤＭ直交復調部９から複素信号が入力され、ＦＦＴ部１１からは、ＦＦＴの窓位置ずれ情報が入力される。シンボルパルス生成部２３は入力情報に基づいてシンボルパルスを生成する。シンボルパルスが発振器２５に供給され、発振器２５はシンボルパルスを電圧値に換算し、電圧値に従ってクロック信号の周波数を調整する。そして、クロック信号がＦＦＴ部１１に供給され、ＦＦＴの窓位置が調整される。窓位置ずれが解消するように、上記のループの動作が継続される。
【００２９】
また、シンボルパルスは、シンボルパルス生成部２３からＦＦＴ部１１に供給され、ＦＦＴ処理の基準になる。また、クロック信号は、発振器２５から発振器Ｉ／Ｏ２７を介してＡ／Ｄ変換部７に供給され、デジタル信号の生成に使用される。
【００３０】
次に、本実施の形態の特徴的構成として、同期部２１のシンボルパルス生成部２３で使用されるシンボルパルス制御閾値とその制御について説明する。
【００３１】
シンボルパルスは、受信側の発振器の性能や使用条件の影響を受けるので、シンボルパルスの周波数には、ある程度の振動幅の存在が避けられない。シンボルパルス制御閾値は、このようなシンボルパルスの振動幅を考慮して設定される制御閾値であって、シンボルパルスの周波数の許容範囲である。シンボルパルスが制御閾値の範囲に入っていれば、同期状態が維持される。しかし、信号品質の状態によってＯＦＤＭのＦＦＴ窓切出し位置が急激に変化すると、シンボルパルスが制御閾値の範囲外にはみ出る。この場合、同期部２１は再同期処理を行う。より具体的には、シンボルパルス生成部２３が、シンボルパルスが制御閾値からはみ出したことを制御部３１に通知し、制御部３１からの指示を受けて再同期を行う。
【００３２】
本実施の形態では、その特徴として、シンボルパルス制御閾値の範囲が、同期開始後に時間経過に伴って縮小され、より具体的には、段階的に縮小される。この縮小制御は、同期開始付近の所定の期間に、より詳細には、本実施の形態では同期開始後に同期確立からの所定期間に行われる。シンボルパルス制御閾値は、下記のようにして制御部３１によって制御されて変化する。
【００３３】
図２および図３は、本実施の形態のＯＦＤＭ通信装置１における同期の動作を示すフローチャートであり、主として制御部３１の処理を示している。ＯＦＤＭ通信装置１に信号が入力されると、リセット信号がオンになり、リセット信号の立上りエッジが検出されて、内部リセットが行われる（Ｓ１）。信号が入力された状態で装置主電源がリセットされた場合も、同様の機能が動作する。内部リセットが行われると、シンボルパルス制御閾値の初期設定値Ｔｈ０（nsec）が設定されて、同期が開始する（Ｓ３）。シンボルパルス制御閾値の情報が制御部３１から同期部２１のシンボルパルス生成部２３に送られて、シンボルパルス生成部２３がシンボルパルス制御閾値に基づきシンボルパルスを生成する。
【００３４】
ここで、シンボルパルス制御閾値が周波数の許容範囲であるにも拘わらず、上記のように、本実施の形態では、シンボルパルス制御閾値の単位が、時間（ナノ秒）である。これは、シンボルパルス制御閾値が、シンボルパルスの周波数の偏差分の逆数だからである。周波数の偏差は微小であり、数値で表すのが容易でない。そこで、周波数の逆数が使用されており、単位が時間（秒）になっている。したがって、このようにシンボルパルス制御閾値が時間で規定されたとしても、本実施の形態のシンボルパルス制御閾値は、シンボルパルスの周波数の許容範囲である。
【００３５】
図２の説明に戻ると、制御部３１は、シンボルパルス制御閾値の初期値を設定してから、同期確立待ちの状態になる（Ｓ５）。シンボルパルスが、シンボルパルス制御閾値の初期設定値Ｔｈ０の範囲内に入るまで、状態が保持される。シンボルパルスが初期設定値Ｔｈ０の範囲に入ると、ＣＮ比が一定の値に達し、同期が確立し、同期確立の情報（フレーム同期の信号）が、シンボルパルス生成部２３から制御部３１へ入力される。
【００３６】
制御部３１は、同期が確立すると、シンボルパルス制御閾値の縮小制御を開始する（Ｓ７）。ここでは、制御部３１は、シンボルパルス制御閾値の範囲を段階的に狭くしていく。
【００３７】
図３は、シンボルパルス制御閾値の縮小処理を示すフローチャートであり、図２のステップＳ７に相当する。既に説明したように、同期開始時にはシンボルパルス制御閾値の初期設定値Ｔｈ０が設定され、その後に同期が確立する。そして、図３に示すように、制御部３１は、フレーム同期後、シンボルパルス制御閾値の段階的制御を開始する。制御部３１は、同期が確立してから第１期間Ｔ１（秒）が経過すると、シンボルパルス制御閾値を第１レベル設定値Ｔｈ１（nsec）に変更する（Ｓ２１）。このとき、第１レベル設定値Ｔｈ１の情報がシンボルパルス生成部２３に付与される。次に、第１レベル設定値Ｔｈ１の設定から第２期間Ｔ２（秒）が経過すると、制御部３１は、シンボルパルス制御閾値を第２レベル設定値Ｔｈ２（nsec）に変更する（Ｓ２３）。ここでも、第２レベル設定値Ｔｈ２の情報がシンボルパルス生成部２３に付与される。以降、同様にして、制御部３１は、第２レベル設定値Ｔｈ２の設定から第３期間Ｔ３（秒）が経過すると、シンボルパルス制御閾値を第３レベル設定値Ｔｈ３（nsec）に変更し（Ｓ２５）、第３レベル設定値Ｔｈ３の設定から第４期間Ｔ４（秒）が経過すると、シンボルパルス制御閾値を第４レベル設定値Ｔｈ４（nsec）に変更し（Ｓ２７）、第４レベル設定値Ｔｈ４の設定から第５期間（Ｔ５秒）が経過すると、シンボルパルス制御閾値を第５レベル設定値Ｔｈ５（nsec）に変更する（Ｓ２９）。例えば、初期のシンボルパルス制御閾値Ｔｈ０が２００nsecであり、最終のシンボルパルス制御閾値Ｔｈ５が５０nsecに設定される。
【００３８】
本発明の範囲で、シンボルパルス制御閾値の縮小制御におけるステップ数およびステップ間の時間間隔は、通信装置の仕様に合わせて任意に適当に設定されてよい。上記の制御は、初期設定値を含めて６段階のシンボルパルス制御閾値を設定しているが、シンボルパルス制御閾値のステップ数は任意であり、上記に限定されない。また、各段のシンボルパルス制御閾値の大きさも任意である。さらに、各ステップの移行の時間間隔も任意に設定されてよい。上記の例では、Ｔ１〜Ｔ５は同じでもよく、異なっていてもよい。
【００３９】
図２に戻り、ステップＳ７は、設定されたすべての閾値項目がクリアされるまで行われる。最も狭いシンボルパルス制御閾値（第５レベル設定値Ｔｈ５）が設定され、シンボルパルスが最終設定値の範囲に入り、シンボルパルス制御閾値が保持される。そして、制御部３１は、同期はずれが発生したか否かを判定する（Ｓ９）。
【００４０】
フェージング、マルチパス等の影響で入力条件が変化し、ＯＦＤＭのＦＦＴ窓切出し位置が急激に変化すると、シンボルパルスが制御閾値の範囲外にはみ出て、同期外れが発生する。このとき、同期はずれの信号が、シンボルパルス生成部２３から制御部３１に入力される。制御部３１では、ステップＳ９の判定がＹｅｓになり、ステップＳ１に戻って再同期処理が行われる。このとき、リセット信号がオフにされ、それからオンになり、同期が行われる。
【００４１】
制御部３１が同期外れの信号を受けていなければ、Ｓ９の判定がＮｏになり、ステップＳ９の同期状態が保持される（Ｓ１１）。
【００４２】
以上に、制御部３１の同期制御の動作を説明した。図２の動作は、電源投入時には必ず実施される。また、運用時においては、常に同期状態が監視されている。
【００４３】
図４および図５は、上述の同期制御を示すタイミングチャートであり、制御部３１のレジスタ設定等の状態の変化を示している。図４が全体的な動作であり、図５がシンボルパルス制御閾値の縮小制御を示している。
【００４４】
図４に示すように、未設定の状態でリセット信号がオンになると、シンボルパルス制御閾値の初期設定値Ｔｈ０が設定され、制御部３１は同期待ちの状態になり、状態が保持される。シンボルパルス制御閾値の初期値が制御部３１からシンボルパルス生成部２３に付与されて、シンボルパルス生成部２３がシンボルパルス制御閾値に基づきシンボルパルスを生成する。シンボルパルスが初期値Ｔｈ０の範囲に入ると、ＣＮ比が一定の値に達し、同期が確立する。シンボルパルス生成部２３は、同期確立の情報を制御部３１に付与し、これにより、フレーム同期の信号がオンになる。そして、フレーム同期がオンになると、シンボルパルス制御閾値の段階的変更制御が開始する。
【００４５】
図４に示すように、シンボルパルス制御閾値の制御では、移動待ち時間が経過すると、第１レベル設定値Ｔｈ１が設定され、さらに移動待ち時間が経過すると第２レベル設定値Ｔｈ２が設定され、順次、移動待ち時間が経過する度に第３レベル設定値Ｔｈ３、第４レベル設定値Ｔｈ４および第５レベル設定値Ｔｈ５が設定されていく。第５レベル設定値Ｔｈ５が設定されると、シンボルパルス制御閾値の設定値が保持される。
【００４６】
その後、同期部２１で同期はずれが発生したとする。フェージング、マルチパス等の影響で入力条件が変化し、同期が外れると、同期外れの情報がシンボルパルス生成部２３から制御部３１に入力され、フレーム同期がオフになる。この場合、再同期が行われる。リセット信号が一端オフになり、それからオンになる。シンボルパルス制御閾値の初期設定値が再び設定され、制御部３１は同期待ちの状態になる。そして、同期が確立すると、シンボルパルス制御閾値が制御され、それからシンボルパルス制御閾値が保持される。
【００４７】
以上に、本実施の形態におけるシンボルパルス制御閾値の制御について、例を用いて詳細に説明した。次に、上記のような閾値制御の利点を説明する。
【００４８】
シンボルパルスの振動幅の傾向として、同期開始時には振動幅が広いが、安定動作に近づくと振動幅が狭くなり、発振器等の性能で決まる振動幅になる。従来技術では、既に説明したように、同期開始時の振動幅に合わせてシンボルパルス制御閾値が設定されており、そのため、シンボルパルス制御閾値が広い。シンボルパルス制御閾値が広いということは、振動幅が大きく変動してＦＦＴ窓切出し位置がずれるということを意味し、このことが装置性能の劣化要因になり、信号品質（ＣＮ比）を劣化させる。
【００４９】
信号品質を向上するには、シンボルパルス制御閾値の幅を小さくすることが有効であることは分かっている。しかし、従来技術に関連して既に説明したように、単純に制御閾値を狭めると、シンボルパルスが頻繁に制御閾値から外れ、再同期処理が頻発してしまい、安定同期がなかなか得られなくなる。発振器の性能を上げることも考えられるが、相当に高価な発振器が必要になり、この対策は現実的とはいえない。
【００５０】
本実施の形態では、シンボルパルス制御閾値が制御されて、上述のように、時間経過に伴ってシンボルパルス制御閾値の範囲が縮小される。すなわち、振動幅が大きい同期開始時にはシンボルパルス制御閾値が広く、振動幅が小さい安定動作時にはシンボルパルス制御閾値が狭くなる。
【００５１】
このように、本実施の形態では、振動幅が広いときには、広い閾値範囲が確保されているので、再同期の頻発を回避できる。すなわち、最終のシンボルパルス制御値を狭くしているにも拘わらず、同期開始時の再同期の頻発を回避できる。そして、シンボルパルス制御値を狭くできるので、信号品質を向上でき、同期性能を向上できる。
【００５２】
本実施の形態は、上記のようにシンボルパルス制御閾値の制御によって信号品質を向上している。したがって、基準信号元である発振器の性能に依存せずとも同期性能を向上できる。ＶＣＸＯ、ＶＣＯ、ＦＸＯ等の通常の発振器で好適な同期性能を確保できる。さらに言及すると、本実施の形態の縮小後のシンボルパルス制御閾値を発振器で実現しようとすると、相当に高価な発振器が必要であり、そのような発振器の適用は現実的ではない。しかし、本実施の形態では、そのような高価な発振器が設けられなくても、高い同期性能が得られる。
【００５３】
また、ＯＦＤＭ通信装置では、発振器の周波数精度が、使用温度、経年変化、電圧変動等により、時間軸において変化する。このような変化があっても、本実施の形態のシンボルパルス制御閾値の制御を行っていれば、高い同期性能を確保できる。そして、ＯＦＤＭ通信装置に対する高い周波数安定性の要求に応えて、信号品質を確保できる。
【００５４】
このようにして、本実施の形態によれば、信号品質を向上し、かつ、安定同期までの時間を短くすることができる。
【００５５】
シンボルパルス制御閾値の制御の利点は、本実施の形態のようなＯＦＤＭ中継装置で顕著に得られる。放送等のＯＦＤＭ通信では、多段中継が行われる。多段中継では、信号品質の劣化が複数回の中継で蓄積されてしまい、最終的な信号品質の劣化が問題になる。本実施の形態によれば、信号品質を向上することにより、多段中継用のＯＦＤＭ通信装置においても、中継によって蓄積される信号品質劣化を低減して、信号品質を向上できる。
【００５６】
また、本実施の形態では、同期後に時間経過に伴ってシンボルパルス制御閾値の範囲が段階的に縮小する。したがって、シンボルパルスの振動幅の変化の様子に合わせてシンボルパルス制御閾値の範囲を適切に変化させて、信号品質を向上し、かつ、安定同期までの時間を短くできる。より詳細には、制御過程の各時点の閾値幅をシンボルパルス振動幅に合わせて適切に制御して、再同期が頻発しない範囲で閾値幅を狭くできる。これにより、再同期の頻発を避けつつ、信号品質をより向上できる。
【００５７】
ところで、上述の実施の形態では本発明がＯＦＤＭ中継装置に適用されたが、本発明はこれに限定されない。本発明のＯＦＤＭ通信装置は、受信装置でもよく、また、送受信装置でもよい。ＯＦＤＭ通信装置は携帯機でもよい。
【００５８】
例えば、図６は、ＯＦＤＭ通信の送受信機能を備えた携帯機の構成を示している。ＯＦＤＭ通信装置６１が、携帯電話機等の携帯機であり、この携帯機は、電波の送信および受信を行う構成を備え、また、音声の入出力の構成を示している。
【００５９】
より詳細には、ＯＦＤＭ通信装置６１は、２つのブランチを備えたダイバーシティ通信装置である。各ブランチは、アンテナ６３、フロントエンド部６５およびＡ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部６７を有する。フロントエンド部６５は、アンテナ６３から入力される信号のダウンコンバートを行うと共に、アンテナ６３から出力すべき信号のアップコンバートを行う。Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部６７は、フロントエンド部６５から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、送信されるべきデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００６０】
ＯＦＤＭ通信装置６１は、さらに、図１と同様に、受信側の構成として、ＯＦＤＭ直交復調部９、ＦＦＴ部１１、推定部１３、合成部１５、同期部２１、シンボルパルス生成部２３、発振器２５および発振器Ｉ／Ｏ２５を備える。これら構成の機能および動作は、図１の例と同様である。これらの各ブロックは、制御部７１により制御される。
【００６１】
制御部７１は、図１の制御部３１と同様の構成を有し、ＣＰＵで構成されており、シンボルパルス生成部２３を制御し、シンボルパルス制御閾値を変化させる。さらに、制御部７１は、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）部およびＯＦＤＭ直交変換部を備え、送信信号を生成する機能を持つ。
【００６２】
また、制御部７１は、携帯電話の各種操作等の機能を実現するための記憶部７３、キー入力部７５および表示部７７と接続されており、これらを制御する。キー入力部７５はボタン等であり、表示部７７は液晶ディスプレイ等である。
【００６３】
さらに、制御部７１は、通信制御部８１を介して音声処理部８３に接続され、音声処理部８３は、スピーカ８５およびマイク８７と接続される。
【００６４】
図６のＯＦＤＭ通信装置６１は、アンテナ６３からの入力信号を復調して音声信号を生成し、音声をスピーカ８５から出力する。２つのブランチの信号が合成されて、ダイバーシティ受信がおこなれる。また、ＯＦＤＭ通信装置６１は、マイク８７から入力された音声を変調して送信信号を生成し、アンテナ６３から送信する。また、本実施の形態でも、同期部２１が制御部７１により制御され、特に、シンボルパルス制御閾値が制御部７１により制御されて、時間経過と共に段階的に縮小される。
【００６５】
図６のＯＦＤＭ通信装置１も、図１の例と同様に、シンボルパルス制御閾値の制御によって、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くできる。
【００６６】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかるＯＦＤＭ通信装置は、シンボルパルス制御閾値の制御によって、信号品質を向上すると共に、初同期から安定同期までの時間を短くできるという効果を有し、ＯＦＤＭ中継装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置のブロック図
【図２】ＯＦＤＭ通信装置の同期処理を示すフローチャート
【図３】ＯＦＤＭ通信装置の同期処理を示すフローチャート
【図４】ＯＦＤＭ通信装置の同期処理を示すタイミングチャート
【図５】ＯＦＤＭ通信装置の同期処理を示すタイミングチャート
【図６】ＯＦＤＭ通信装置が携帯機である場合の構成を示す図
【符号の説明】
【００６９】
１  ＯＦＤＭ通信装置
３  アンテナ
５  フロントエンド部
７  Ａ／Ｄ変換部
９  ＯＦＤＭ直交復調部
１１  ＦＦＴ部
１３  推定部
２１  同期部
２３  シンボルパルス生成部
２５  発振器
３１  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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