(57)【要約】【課題】  より少ない処理遅延で高精度に同期を検出すること。【解決手段】  同期捕捉部２８は、制御部３６と、破線で囲んだシンボル取得部４０と、同相加算部４２と、振幅計算部４４と、破線で囲んだ第１タイミング検出部４６と、第２タイミング検出部４８と、平均値計算部６８と、を含む。制御部３６は、第１タイミング検出部４６において終了タイミングが検出されなかった場合、シンボル取得部４０で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルをシンボル取得部４０に取得させるとともに、同相加算部４２と第１タイミング検出部４６とに処理を繰り返し実行させる。【選択図】  図５
2007082165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列の後段に配置され、かつ、前記第１既知系列に含まれるシンボルのパターンを反転したシンボルが少なくとも１つ含まれた第２既知系列と、前記第１既知系列とを含む信号系列を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された信号系列のうち、２つのシンボルを取得するシンボル取得部と、
前記シンボル取得部によって取得された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を同相加算する同相加算部と、
前記同相加算部によって同相加算された結果をもとに、前記第２既知系列の終了タイミングを検出するタイミング検出部と、
前記タイミング検出部において前記終了タイミングが検出されなかった場合、前記シンボル取得部で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルを前記シンボル取得部に取得させるとともに、前記同相加算部と前記タイミング検出部とに処理を繰り返し実行させる制御部と、
を備えることを特徴とする同期装置。
【請求項２】
複数の搬送波のうち、使用されるべき搬送波を順次切替えながら送信された信号系列を受信する同期装置であって、
前記搬送波ごとに同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列と、前記第１既知系列の後段に配置された第２既知系列であって、かつ、前記第１既知系列に含まれる搬送波ごとのシンボルを反転したシンボルが少なくとも前記搬送波の数だけ含まれた第２既知系列と、を含む信号系列を受信する受信部と、
前記複数の搬送波の少なくとも１つの搬送波に対して、前記受信部によって受信された信号系列のうち、２つのシンボルを取得するシンボル取得部と、
前記シンボル取得部によって取得された２つのシンボルうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を同相加算する同相加算部と、
前記同相加算部によって同相加算された結果をもとに、前記シンボル取得部において取得したシンボルであって、かつ、少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングを検出する第１タイミング検出部と、
前記第１タイミング検出部によって検出された少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングから、前記第２既知系列の終了タイミングを検出する第２タイミング検出部と、
前記第１タイミング検出部において終了タイミングが検出されなかった場合、搬送波ごとに、前記シンボル取得部で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルを前記シンボル取得部に取得させるとともに、前記同相加算部と前記第１タイミング検出部とに処理を繰り返し実行させる制御部と、
を備えることを特徴とする同期装置。
【請求項３】
前記シンボル取得部は、前記複数の搬送波のそれぞれに対して、２つのシンボルを取得し、
前記同相加算部は、前記シンボル取得部によって取得された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分同士を搬送波ごとに同相加算し、
前記第１タイミング検出部は、前記同相加算部によって同相加算された搬送波ごとの結果をもとに、前記複数の搬送波のそれぞれに対応するシンボルの終了タイミングを検出し、
前記第２タイミング検出部は、前記第１タイミング検出部によって検出された複数の搬送波に対応するシンボルの終了タイミングのうち、最後に検出された終了タイミングを前記第２既知系列の終了タイミングとして検出することを特徴とする請求項２に記載の同期装置。
【請求項４】
前記シンボル取得部は、前記２つのシンボルを第１シンボル群として取得するとともに、前記２つのシンボルの少なくとも一方のシンボルの前方に位置する２つのシンボルを第２シンボル群としてさらに取得し、
前記同相加算部は、前記シンボル取得部で取得された第１シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第１の同相加算結果を出力するとともに、前記シンボル取得部でさらに取得された第２シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第２の同相加算結果を出力し、
前記タイミング検出部は、前記同相加算部によって出力された第１の同相加算結果の大きさと第２の同相加算結果の大きさとの割合と、所定のしきい値とを比較することによって、前記第２既知系列の終了タイミングを検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の同期装置。
【請求項５】
前記同相加算部において同相加算の対象となった２つのシンボル内にそれぞれ含まれた部分であって、前記同相加算部において同相加算に使用すべき一部分より前方に配置された部分の間の位相誤差を検出する位相誤差検出部と、
前記同相加算部において２つのシンボルのそれぞれの一部分が同相加算される前に、前記位相誤差検出部において検出された位相誤差で前記２つのシンボルのいずれか一方の位相誤差を補正する位相誤差補正部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の同期装置。
【請求項６】
同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列の後段に配置され、かつ、前記第１既知系列に含まれるシンボルを反転したシンボルが少なくとも１つ含まれた第２既知系列と、前記第１既知系列とを含む信号系列のうち、２つのシンボルを取得し、それぞれのシンボルの少なくとも一部を同相加算することによって、前記第２既知系列の終了タイミングを検出する同期方法であって、
前記終了タイミングが検出されなかった場合、すでに取得した２つのシンボルとは異なる２つのシンボルを対象として、再度、終了タイミングを検出することを特徴とする同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理技術に関し、特に無線信号の同期を検出する同期装置および同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。ＯＦＤＭ変調方式に対応した送信装置は、複数のサブキャリアにそれぞれ対応した信号をＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）することによって、送信信号を生成する。また、ＯＦＤＭ変調方式に対応した受信装置は、受信した信号をＦＦＴする。その際、受信装置は、プリアンブルと呼ばれる既知信号を用いて、同期処理を行う（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０４２１８号公報
【特許文献２】特開２００１−０４４９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
無線通信の分野において、従来からスペクトラム拡散（Ｓｐｒｅａｄ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）通信方式の検討がなされている。スペクトラム拡散通信方式は、直接拡散方式（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｐｒｅａｄ）と周波数ホッピング方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｈｏｐｐｉｎｇ）を含む。ＦＨ方式は、搬送波の周波数を符号系列にもとづいて次々とホッピングさせてスペクトル拡散通信を行う。そのため、ＦＨ方式でのスペクトル分布は、長時間観測すると広帯域を占有しているが、ひとつのビットあるいはシンボル単位で観測すると特定の周波数帯域のみを占有した信号であって、ＤＳ方式よりも狭帯域な信号である。そのため、干渉回避型のＳＳであるといえるので、複数のユーザが同一の時間に同一周波数で通信する確率が小さくなるという利点を有する。
【０００４】
このようなＦＨ方式に、前述のＯＦＤＭ方式を組み合わせたＭＢ−ＯＦＤＭ方式が提案され、これは、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に適用されている。ＷＰＡＮとは、無線ＬＡＮよりも狭い範囲の無線ネットワークであり、ＰＤＡや周辺機器間の近距離無線ネットワークである。また、このようなＭＢ−ＯＦＤＭ方式を使用したＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）において、３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの帯域の使用が予定されている。
【０００５】
ＵＷＢにおいて使用されるＭＢ-ＯＦＤＭ（Ｍｕｌｔｉ  Ｂａｎｄ  ＯＦＤＭ）方式（以下、単に「ＭＢ−ＯＦＤＭ方式」という）は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて使用されるＯＦＤＭ方式に対して、以下のように異なっている。ＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、５２８ＭＨｚの広い帯域幅を有する。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて使用されるＯＦＤＭ方式では、ＩＦＦＴ処理後のベースバンド変調された信号が単一の搬送波によって変調されるが、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、複数の搬送波を切りかえながら変調を実行する。ＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、バースト信号を使用するが、当該バースト信号の先頭部分に、ＰＬＣＰプリアンブルが配置され、その後段にデータ部分であるＰＡＹＬＯＡＤが配置されている。ＰＬＣＰプリアンブルの後段に配置されたデータ信号の復調処理を行うためには、プリアンブルの境界を検出する、すなわち、同期を検出する必要がある。同期の検出は、マッチドフィルタなどを用いて行なわれる。
【０００６】
しかしながら、一般的に、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式は、５２８ＭＨｚの高速なサンプリングクロックで回路を動作させる必要があるため、マッチドフィルタなどの演算遅延の大きな処理を実行させるのは難しい。本発明者はこうした状況を認識して本発明をなしたものであり、その目的は、少ない処理遅延で高精度に同期を検出できる同期装置、同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の同期装置は、同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列の後段に配置され、かつ、第１既知系列に含まれるシンボルのパターンを反転したシンボルが少なくとも１つ含まれた第２既知系列と、第１既知系列とを含む信号系列を受信する受信部と、受信部によって受信された信号系列のうち、２つのシンボルを取得するシンボル取得部と、シンボル取得部によって取得された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を同相加算する同相加算部と、同相加算部によって同相加算された結果をもとに、第２既知系列の終了タイミングを検出するタイミング検出部と、タイミング検出部において終了タイミングが検出されなかった場合、シンボル取得部で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルをシンボル取得部に取得させるとともに、同相加算部とタイミング検出部とに処理を繰り返し実行させる制御部と、を備える。
【０００８】
ここで、「既知系列」とは、あらかじめ定められた規則で配置されたシンボルからなる系列を含み、たとえば、複数の同一シンボルから構成されていてもよい。この態様によると、シンボルが反転された既知系列を同相加算することによって、互いに打ち消しあった結果、０に近い結果となる位置を第１既知系列と第２既知系列の境界として検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出できることによって、第２既知系列の終了タイミングもあわせて検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出できなかった場合であっても、他のシンボルを対象として、再度、同相加算することによって、境界を検出し直すことができる。
【０００９】
本発明の別の態様もまた、同期装置である。この装置は、複数の搬送波のうち、使用されるべき搬送波を順次切替えながら送信された信号系列を受信する同期装置であって、搬送波ごとに同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列と、第１既知系列の後段に配置された第２既知系列であって、かつ、第１既知系列に含まれる搬送波ごとのシンボルを反転したシンボルが少なくとも搬送波の数だけ含まれた第２既知系列と、を含む信号系列を受信する受信部と、複数の搬送波の少なくとも１つの搬送波に対して、受信部によって受信された信号系列のうち、２つのシンボルを取得するシンボル取得部と、シンボル取得部によって取得された２つのシンボルうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を同相加算する同相加算部と、同相加算部によって同相加算された結果をもとに、シンボル取得部において取得したシンボルであって、かつ、少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングを検出する第１タイミング検出部と、第１タイミング検出部によって検出された少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングから、第２既知系列の終了タイミングを検出する第２タイミング検出部と、第１タイミング検出部において終了タイミングが検出されなかった場合、搬送波ごとに、シンボル取得部で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルをシンボル取得部に取得させるとともに、同相加算部と第１タイミング検出部とに処理を繰り返し実行させる制御部と、を備える。
【００１０】
それぞれの搬送波で周波数ホッピングされた複数の既知系列を同相加算することによって、少なくとも１つの搬送波に対応する既知系列の境界を検出できる。また、互いにシンボルが反転された既知系列を同相加算することによって、互いに打ち消しあった結果、０に近い結果となる位置を第１既知系列と第２既知系列の境界として検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出できることによって、第２既知系列の終了タイミングもあわせて検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出されなかった場合であっても、他のシンボルを対象として、再度、同相加算することによって、境界を検出し直すことができる。
【００１１】
シンボル取得部は、複数の搬送波のそれぞれに対して、２つのシンボルを取得し、同相加算部は、前記シンボル取得部によって取得された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分同士を搬送波ごとに同相加算してもよい。第１タイミング検出部は、同相加算部によって同相加算された搬送波ごとの結果をもとに、複数の搬送波のそれぞれに対応するシンボルの終了タイミングを検出してもよい。第２タイミング検出部は、第１タイミング検出部によって検出された複数の搬送波に対応するシンボルの終了タイミングのうち、最後に検出された終了タイミングを第２既知系列の終了タイミングとして検出してもよい。複数の搬送波によって周波数ホッピングされた複数の既知系列のすべてを対象として同相加算を実行することによって、それぞれの搬送波に対応する既知系列の境界を検出できる。また、すべての搬送波にそれぞれ対応する既知系列の境界を検出することによって、第２既知系列の終了タイミングを検出できる。
【００１２】
シンボル取得部は、２つのシンボルを第１シンボル群として取得するとともに、２つのシンボルの少なくとも一方のシンボルの前方に位置する２つのシンボルを第２シンボル群としてさらに取得し、同相加算部は、シンボル取得部で取得された第１シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第１の同相加算結果を出力するとともに、シンボル取得部でさらに取得された第２シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第２の同相加算結果を出力し、タイミング検出部は、同相加算部によって出力された第１の同相加算結果の大きさと第２の同相加算結果の大きさとの割合と、所定のしきい値とを比較することによって、第２既知系列の終了タイミングを検出してもよい。２つのシンボル群における同相加算結果を考慮することによって、相対的に既知系列の境界を検出することができる。すなわち、既知系列の境界の前後においては、同相加算結果の大きさが大きく変化するため、より精度良く同期を検出できる。また、しきい値を用いて同期を判定することによって、柔軟に同期を検出できる。
【００１３】
同相加算部において同相加算の対象となった２つのシンボル内にそれぞれ含まれた部分であって、同相加算部において同相加算に使用すべき一部分より前方に配置された部分の間の位相誤差を検出する位相誤差検出部と、同相加算部において２つのシンボルのそれぞれの一部分が同相加算される前に、位相誤差検出部において検出された位相誤差をもちいて２つのシンボルのいずれか一方の位相誤差を補正する位相誤差補正部と、をさらに備えてもよい。同期検出前に、同期を検出するために用いられるシンボルに対し、位相誤差の補正をすることによって、同期検出の精度を向上できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、同期方法である。この方法は、同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列の後段に配置され、かつ、第１既知系列に含まれるシンボルを反転したシンボルが少なくとも１つ含まれた第２既知系列と、第１既知系列とを含む信号系列のうち、２つのシンボルを取得し、それぞれのシンボルの少なくとも一部を同相加算することによって、第２既知系列の終了タイミングを検出する同期方法であって、終了タイミングが検出されなかった場合、すでに取得した２つのシンボルとは異なる２つのシンボルを対象として、再度、終了タイミングを検出する。
【００１５】
この態様によると、互いにシンボルが反転された既知系列を同相加算することによって、その結果が０となる位置を第１既知系列と第２既知系列の境界として検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出できることによって、第２既知系列の終了タイミングもあわせて検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出されなかった場合であっても、他のシンボルを対象として、再度、同相加算することによって、境界を検出し直すことができる。
【００１６】
本発明の別の態様もまた、同期方法である。この方法は、複数の搬送波のうち、使用されるべき搬送波を順次切替えながら送信された信号系列を受信する同期方法であって、搬送波ごとに同一のパターンを有したシンボルが複数含まれた第１既知系列と、第１既知系列の後段に配置された第２既知系列であって、かつ、第１既知系列に含まれる搬送波ごとのシンボルを反転したシンボルが少なくとも搬送波の数だけ含まれた第２既知系列と、を含む信号系列を受信し、複数の搬送波の少なくとも１つの搬送波に対して、受信部によって受信された信号系列のうち、２つのシンボルを取得し、取得された２つのシンボルうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を同相加算し、同相加算部によって同相加算された結果をもとに、シンボル取得部において取得したシンボルであって、かつ、少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングを検出し、検出された少なくとも１つの搬送波に対応するシンボルの終了タイミングから、第２既知系列の終了タイミングを検出する。終了タイミングが検出されなかった場合、搬送波ごとに、取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルを取得させるとともに、同相加算と検出処理を繰り返し実行させる。
【００１７】
複数の搬送波のそれぞれに対して、２つのシンボルを取得し、取得された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分同士を搬送波ごとに同相加算してもよい。同相加算された搬送波ごとの結果をもとに、複数の搬送波のそれぞれに対応するシンボルの終了タイミングを検出してもよい。検出された複数の搬送波に対応するシンボルの終了タイミングのうち、最後に検出された終了タイミングを第２既知系列の終了タイミングとして検出してもよい。
【００１８】
２つのシンボルを第１シンボル群として取得するとともに、２つのシンボルの少なくとも一方のシンボルの前方に位置する２つのシンボルを第２シンボル群としてさらに取得し、シンボル取得部で取得された第１シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第１の同相加算結果を出力するとともに、さらに取得された第２シンボル群に含まれるシンボルの少なくとも一部分を同相加算して第２の同相加算結果を出力し、出力された第１の同相加算結果の大きさと第２の同相加算結果の大きさとの割合と、所定のしきい値とを比較することによって、第２既知系列の終了タイミングを検出してもよい。
【００１９】
同相加算の対象となった２つのシンボル内にそれぞれ含まれた部分であって、同相加算に使用すべき一部分より前方に配置された部分の間の位相誤差を検出し、２つのシンボルのそれぞれの一部分が同相加算される前に、検出された位相誤差をもちいて２つのシンボルのいずれか一方の位相誤差を補正してもよい。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、より少ない処理遅延で高精度に同期を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施例を具体的に説明する前に、まず、本発明の実施例の概要について述べる。本発明の実施例は、既知系列を用いてフレームタイミングの検出を行なう通信装置に関する。本実施例におけるタイミング検出は、既知系列に含まれるパターンの関係を用いて、効果的にタイミングを検出するものである。詳細は後述する。なお、本実施例においては、公知の技術であるシンボル同期処理、周波数ホッピングの制御、ＦＦＴウインドウの検出については省略し、フレームタイミング検出についてのみ示す。また、シンボル同期はとれているものと仮定している。なお、以下においては、ＯＦＤＭ方式を用いた通信装置について説明する。
【００２３】
ＯＦＤＭは、マルチキャリア変調方式の一種であって、互いに異なる周波数の搬送波をディジタル変調して得られた多数のディジタル変調信号を加算して複数のサブキャリア信号を生成し、送信する通信方法である。ＯＦＤＭは、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）、地上波ディジタル放送、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電力線モデムなどの伝送方式に採用されている。ＦＤＭでは、高速なデータ信号を低速で狭帯域な複数のデータ信号に変換し周波数軸上で並列に送信するが、ＯＦＤＭでは、さらに直交性を利用し、周波数軸上でのオーバラップを許容している。複数の搬送波が一部重なりあいながらも、互いに干渉することなく密に並べることができるため、狭い周波数の範囲を効率的に利用した広帯域伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。
【００２４】
なお、本実施例における通信処理は、ＵＷＢを対象として説明するが、本発明はこれに限定されない。ＵＷＢとは、超広帯域を利用する通信技術である。ＦＣＣ（米国連邦通信委員会）の規定では、ＵＷＢは、１０ｄＢ比帯域幅が中心周波数の２０％以上、または、５００ＭＨｚ以上の帯域幅を使用する無線通信を指すと定義されている。その一方式であるＯＦＤＭ方式とＦＨ方式とを組み合わせたＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの帯域を１４バンドに分割し、１バンドあたり５２８ＭＨｚを割り当てる。１バンドは、さらに１２８本の搬送波からなるＯＦＤＭ信号で形成されている。この各バンドを高速に切替えることにより、帯域内の平均通信電力を下げ、低電力化を図っている。
【００２５】
図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、送信装置１０、受信装置１２を含む。また、送信装置１０は、ベースバンド変調部１４、アップコンバータ１６、第１符号発生部１８、周波数シンセサイザ２０、送信用アンテナ２２を含み、受信装置１２は、受信用アンテナ２４、ダウンコンバータ２６、同期捕捉部２８、第２符号発生部３０、周波数シンセサイザ３２、ベースバンド復調部３４、を含む。また信号として、ベースバンド信号２００、同期バターン信号２０２、同期タイミング信号２０４を含む。
【００２６】
ベースバンド変調部１４は、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＭＳＫ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＯＦＤＭ等の変調方式にもとづいてデータ信号を変調する。また、ベースバンド変調部１４は、バースト信号の先頭部分にプリアンブルを配置する。バースト信号のフォーマット、およびプリアンブルの構成は、後述する。第１符号発生部１８は、擬似ランダム符号信号を生成し、周波数シンセサイザ２０は、擬似ランダム符号信号にもとづいて、ランダムにホッピングする搬送波を生成する。アップコンバータ１６は、ランダムにホッピングする搬送波によって、変調した信号を周波数ホッピングさせる。送信用アンテナ２２は、周波数ホッピングした信号を送信する。受信用アンテナ２４は、送信用アンテナ２２から送信された信号を受信する。周波数シンセサイザ３２は、周波数シンセサイザ２０と同様にランダムにホッピングする搬送波を生成し、ダウンコンバータ２６は、ランダムにホッピングした搬送波によって、受信した信号を周波数変換する。周波数変換した信号は、ベースバンド信号２００として出力する。
【００２７】
ここで、周波数シンセサイザ２０で生成された搬送波の周波数ホッピングパターンと周波数シンセサイザ３２で生成された搬送波の周波数ホッピングパターンとが一致すれば、ダウンコンバータ２６は、正確に受信した信号を周波数変換できる。一方、一致しなければ周波数変換できない。そのため、同期捕捉部２８は、受信した信号を正確に周波数変換できるように、周波数シンセサイザ３２で生成される搬送波の周波数ホッピングパターンを受信した信号の周波数ホッピングパターンに同期させる。ホッピングパターンの同期に関する指示信号は、同期バターン信号２０２として出力する。さらに、同期捕捉部２８は、受信した信号に対するＦＦＴウインドウを決定し、決定したＦＦＴウインドウを同期タイミング信号２０４として出力する。
【００２８】
ベースバンド復調部３４は、同期捕捉部２８によって決定されたＦＦＴウインドウをもとに、バースト信号に対して、復調処理を実行する。復調処理は、ベースバンド変調部１４での変調処理に対応するようになされており、例えば、ＦＦＴを含む。
【００２９】
図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例に係るバーストフォーマットの構成例を示す図である。図２（ａ）は、ＭＢ−ＯＦＤＭ方式におけるバーストフォーマットを示している。横軸は時間である。フレームはプリアンブル部、ヘッダ部、データ部に大別されている。プリアンブル部は、図中の「ＰＬＣＰ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ」に相当し、ヘッダ部は、図中の「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」に相当し、データ部は、図中の「Ｆｒａｍｅ  Ｐａｙｌｏａｄ」に相当する。また、それぞれの部分は、図示した伝送レートによって送信されている。フレームは、先頭から、「ＰＬＣＰ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ」、「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」、「Ｐｅｙｌｏａｄ」の順に配置されている。ここで、「ＰＬＣＰ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ」はタイミング同期等に使用されるトレーニング信号に相当し、「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」は制御信号に相当し、「Ｐｅｙｌｏａｄ」はデータ信号に相当する。それぞれは、所定数のシンボルによって構成されている。また、「ＰＬＣＰ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ」、「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」に対する伝送速度は、５３．３Ｍｂｐｓあるいは５５Ｍｂｐｓに予め定められているが、「Ｐｅｙｌｏａｄ」に対する伝送速度は、可変に設定される。
【００３０】
図２（ｂ）は、「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」に含まれる「ＰＨＹ  Ｈｅａｄｅｒ」の構成例を示す。先頭から「Ｒｅｓｅｒｖｅｄ」、「ＲＡＴＥ」、「ＬＥＮＧＴＨ」「Ｒｅｓｅｒｖｅｄ」、「Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ  Ｉｎｉｔ」、「Ｒｅｓｅｒｖｅｄ」の順に配置されている。ここで、「ＲＡＴＥ」が「Ｐｅｙｌｏａｄ」の伝送速度を示し、「ＬＥＮＧＴＨ」が「Ｐｅｙｌｏａｄ」のデータ長を示し、「Ｓｃｒａｍｂｌｅｒ  Ｉｎｉｔ」がスクランブラの初期値を示す。図１の送信装置１０は、「ＰＬＣＰ  Ｈｅａｄｅｒ」中の「ＲＡＴＥ」を参照して、「Ｐｅｙｌｏａｄ」の伝送速度を認識する。
【００３１】
図２（ｃ）は、「ＰＬＣＰ  Ｐｒｅａｍｂｌｅ」の構成例を示す。プリアンブル部は、「ＰＳプリアンブル」、「ＦＳプリアンブル」、「ＣＥプリンアンブル」を含む。また、「ＰＳプリアンブル」、「ＦＳプリアンブル」、「ＣＥプリンアンブル」は、それぞれ「２１ＯＦＤＭシンボル」、「３ＯＦＤＭシンボル」、「６ＯＦＤＭシンボル」によって構成されている。ここで、「ＯＦＤＭシンボル」とは、ＦＦＴを実行した結果として出力される信号の単位などを含む。詳細は後述する。なお、以下においては、「ＰＳプリアンブル」を「第１既知系列」、「ＦＳプリアンブル」を「第２既知系列」、「ＣＥプリアンブル」を「第３既知系列」とそれぞれ表記して説明する。
【００３２】
第１既知系列は、一般的に、初期同期、初期周波数誤差測定、ＡＧＣの設定等に使用され、時間領域において規定されている。また、第１既知系列は、搬送波ごとに、同一の既知パターンを有したシンボルが複数含まれている。ここでは、搬送波の数を３としているので、１つの搬送波あたり７ＯＦＤＭシンボルが含まれている。第２既知系列は、第１既知系列の後段に配置されたフレーム同期を確立するためのプリアンブルであり、第１既知系列の位相が反転したデータによって構成されている。また、第２既知系列は、各搬送波ごとに１ＯＦＤＭシンボルが含まれている。また、第２既知系列は、周波数領域において規定された信号であり、チャネル推定などに使用される。第２既知系列でのチャネル推定とＯＦＤＭ変調されたデータの復調がなされる際、適切なタイミングによってデータ部分が抽出され、ＦＦＴが実行される。ここで、ＵＷＢの場合、１２８ポイントのＦＦＴが使用されるので、ＦＦＴウインドウは、１２８サンプル分のデータの期間に相当する。
【００３３】
第１既知系列区間で、ＦＦＴの実行範囲を決定する同期処理などを行なうが、第１既知系列のどの時点で同期が成立したかについては不確定なため、第３既知系列でチャネル推定を行なう。さらに、ＰＡＹＬＯＡＤデータの復調処理を行なうには、第３既知系列の境界を見つけ、フレームタイミングの同期を行なう必要がある。本実施例においては、第３既知系列との境界をみつけるために、第１既知系列と、第１既知系列の極性を反転させた信号として送られてくる第２既知系列との境界を適切な処理で検出する。つぎに、検出された境界から第２既知系列の終了タイミングを導出し、さらに、第３既知系列の終了タイミングを導出する。
【００３４】
図２（ｄ）は、ＯＦＤＭシンボルの構成例を示す。ＯＦＤＭシンボルは３１２．５ｎｓｅｃの期間を有している。これは、５２８Ｍｂｐｓのサンプルレートでの１６５サンプルに相当する。ＯＦＤＭシンボルのうち、前方の２４２．４２ｎｓｅｃにおいて、プリアンブルあるいはＯＦＤＭデータが配置され、後方の７０．０８ｎｓｅｃのおいて、「０」が挿入される。このゼロパッド区間は、ＯＦＤＭシンボルのガードインターバルに相当する。なお、７０．０８ｎｓｅｃのゼロパッド期間のうち、末尾の９．４７ｎｓｅｃは、周波数切りかえのためのスイッチ期間として規定されている。そのため、ガードインターバルの期間は、６０．６１ｎｓｅｃとして規定されている。スイッチ期間は、５サンプルに相当し、ガードインターバルの期間は、３２サンプルに相当する。
【００３５】
図２（ｅ）は、ガードインターバルの概念を示す。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格等においては、ＯＦＤＭデータ区間の前段に、ガードインターバルが配置されている。また、ガードインターバルの値には、ＯＦＤＭデータの一部の値が使用されている。本実施例に係るＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、図２（ｄ）のごとく、ＯＦＤＭデータの後段にゼロパッド区間が配置されている。しかしながら、図２（ｅ）のごとく、受信したＯＦＤＭシンボルのうち、ゼロパッド区間のデータは、ＯＦＤＭデータに加算されてから、ＦＦＴされる。そのため、サイクリック・プレフィックスと同様に、マルチパスによる干渉が等化される。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例に係るホッピング周波数とホッピングパターンの例を示す図である。ここでは、ＵＷＢを対象にする。図３（ａ）は、対象とするホッピング周波数を示す。ここでは、周波数「ｆ１」、「ｆ２」、「ｆ３」を使用する。図３（ｂ）は、第１のホッピングパターンを示す。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ３」→「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ３」と周波数ホッピングする。ここで、それぞれのシンボルのタイミングを「Ｓ１」から「Ｓ３」で示す。
【００３７】
図３（ｃ）は、第２のホッピングパターンを示す。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ２」→「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ２」と周波数ホッピングする。図３（ｄ）は、第３のホッピングパターンを示す。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ１」→「ｆ２」→「ｆ２」→「ｆ３」→「ｆ３」と周波数ホッピングする。図３（ｅ）は、第４のホッピングパターンを示す。６シンボルの期間に「ｆ１」→「ｆ１」→「ｆ３」→「ｆ３」→「ｆ２」→「ｆ２」と周波数ホッピングする。
【００３８】
図４は、図１のベースバンド復調部３４の構成例を示す図である。ベースバンド復調部３４は、ＦＦＴ部７０、等化部７２、トラッキング部７４、デインタリーブ部７６、ビタビ復号部７８、デスクランブル部８０を含む。
【００３９】
ＦＦＴ部７０は、同期捕捉部２８によって検出されたＦＦＴウインドウをもとに、ベースバンド信号２００のうち、プリアンブルの後続のＯＦＤＭシンボルに対してフーリエ変換を実行する。すなわち、ＦＦＴ部７０は、時間領域の信号として規定されたベースバンド信号２００を周波数領域の信号に変換する。その際、ＦＦＴ部７０は、ＦＦＴウインドウによってＯＦＤＭデータ区間を特定し、図２（ｅ）のゼロパッド区間に対する処理を実行する。等化部７２は、周波数領域の信号に対して、等化を実行する。トラッキング部７４は、ペイロードの期間におけるキャリアやクロックタイミングのオフセットを補償するように、補正を実行する。デインタリーブ部７６、ビタビ復号部７８、デスクランブル部８０は、図１の送信装置１０に対応するように、デインタリーブ、ビタビ復号、デスクランブルを実行する。ここで、等化部７２からデスクランブル部８０の処理は、公知の技術によってなされてもよいので、説明を省略する。
【００４０】
図５は、図１の同期捕捉部２８の構成例を示す図である。同期捕捉部２８は、制御部３６と、破線で囲んだシンボル取得部４０と、同相加算部４２と、振幅計算部４４と、破線で囲んだ第１タイミング検出部４６と、第２タイミング検出部４８と、平均値計算部６８とを含む。以下においては、使用する搬送波をｆ１〜ｆ３の３つと仮定する。また、第１既知系列の２１ＯＦＤＭシンボルのそれぞれは、「ｆ１」「ｆ２」「ｆ３」「ｆ１」「ｆ２」・・・の順でそれぞれの搬送波に対応付けられているものとする。すなわち、第１既知系列には、１つの搬送波につき７ＯＦＤＭシンボルが存在する。また、第２既知系列の３ＯＦＤＭシンボルは、「ｆ１」「ｆ２」「ｆ３」の順でそれぞれの搬送波に対応付けられているものとする。また、説明を簡易にするために、第１既知系列と第２既知系列の双方を含む系列を「信号系列」と表記する。
【００４１】
制御部３６は、第１タイミング検出部４６において終了タイミングが検出されなかった場合、シンボル取得部４０で取得された２つのシンボルとは異なる２つのシンボルをシンボル取得部４０に取得させるとともに、同相加算部４２と第１タイミング検出部４６とに処理を繰り返し実行させる。また、制御部３６は、シンボル取得部４０と第１タイミング検出部４６のそれぞれに対して、処理すべき搬送波を指定する。また、制御部３６は、同期捕捉部２８に存在する全ての構成における処理タイミングを制御するものとする。詳細は後述する。
【００４２】
シンボル取得部４０は、受信用アンテナ２４、ダウンコンバータ２６によって受信された信号系列中に含まれるシンボルのうち、後述の同相加算部４２の対象とすべき２つのシンボルを順に第１シンボル群として取得する。さらに、第１シンボル群の少なくとも一方のシンボルの前方に位置する２つのシンボルを第２シンボル群として順に取得する。たとえば、信号系列中に連続した４シンボル（Ｓ１〜Ｓ４）が存在している場合に、第１シンボル群としてＳ３とＳ４を取得したと仮定する。このとき第２シンボル群として取得されるのは、Ｓ１とＳ２であってもよく、また、Ｓ２とＳ３であってもよい。この場合、Ｓ１とＳ２との同相加算結果と、Ｓ２とＳ３との同相加算結果の双方が計算される。言い換えると、シンボル取得部４０は、現在の同相加算結果（Ｓ２とＳ３）と、過去の同相加算結果（Ｓ１とＳ２）とを計算するために、Ｓ１とＳ２とＳ３とを順に取得する。詳細は後述する。
【００４３】
シンボル取得部４０の詳細な構成について説明する。シンボル取得部４０は、シンボルセレクタ５２と、第１セレクタ５４と、第１メモリ５６と、第２セレクタ５８とを含む。ＭＢ−ＯＦＤＭでは、１シンボル区間（１６５サンプル）のうち、１２８シンボルがＯＦＤＭのデータである。ここでは、ＯＦＤＭシンボルのうち、３２サンプルをメモリに記憶する場合を説明する。シンボルセレクタ５２は、ダウンコンバータ２６より入力されたシンボルのうち、搬送波ごとに３２サンプルずつを抜き出して第１セレクタ５４、シンボルセレクタ５２に送る。サンプルがいずれの搬送波に対応づけられているかは、制御部３６から伝えられてもよい。制御部３６は、シンボルセレクタ５２に搬送波番号を通知するとともに、第１セレクタ５４、第２セレクタ５８にも選択すべき搬送波の番号を通知する。第１セレクタ５４は、通知された搬送波にしたがって、搬送波ごとに対応づけられた第１メモリ５６内のメモリ領域にシンボルを出力する。具体的には、シンボルセレクタ５２は、１２８サンプルのＯＦＤＭシンボルから、３２サンプルのＩ信号とＱ信号の一対（以下、「ＩＱ信号」と表記する。）を取り出し、第１セレクタ５４は、搬送波毎のＯＦＤＭシンボルに第１メモリ５６に保存する。
【００４４】
第１メモリ５６は、第１セレクタ５４から出力されたシンボルを記憶する。第１メモリ５６に記憶されたＯＦＤＭシンボルは、現在受信しているＯＦＤＭシンボルより１つ前に受信した過去のＯＦＤＭシンボルＰｐｒｅｖ（ｎ）（ｎ＝０〜３１）となる。第２セレクタ５８は、制御部３６から通知された搬送波の番号にしたがって、搬送波ごとに対応づけられた第１メモリ５６内のメモリ領域からシンボルを読み出して出力する。
【００４５】
ここで、周波数ホッピングに使用される３つの搬送波がｆ１、ｆ２、ｆ３である場合について説明する。第１セレクタ５４は、制御部３６によって搬送波ｆ１に係る番号が通知された場合、ｆ１に対応するＰｐｒｅｖ（ｎ）を第１メモリ５６内の「ＣＨ１」の領域に出力する。また、搬送波ｆ２、ｆ３に係る番号が通知された場合、第１セレクタ５４は、ｆ２、ｆ３にそれぞれ対応するＰｐｒｅｖ（ｎ）を第１メモリ５６内の「ＣＨ２」、「ＣＨ３」のそれぞれの領域に出力する。また、第２セレクタ５８は、通知された搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３に係る番号にしたがって、それぞれ対応する「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の領域からＰｐｒｅｖ（ｎ）を読み出して出力する。ここで、第２セレクタ５８における出力は、第１セレクタ５４における出力と比べ、少なくとも１クロック以上遅れてタイミングが制御されるものとする。このようにタイミングを制御することによって、後述する同相加算部４２において、過去のＯＦＤＭシンボルと現在のＯＦＤＭシンボルとを同相加算できる。
【００４６】
同相加算部４２は、シンボル取得部４０によって出力された２つのシンボルのうち、それぞれのシンボルの少なくとも一部分を搬送波ごとに、また、シンボル群ごとに同相加算する。すなわち、同相加算部４２は、過去のＯＦＤＭシンボルＰｐｒｅｖ（ｎ）と、それと同じタイミングで取り出された現在のＯＦＤＭシンボルの３２サンプルデータＰ（ｎ）との同相加算を行なう。振幅計算部４４は、同相加算部４２によって同相加算された３２個のＩＱ信号の振幅を計算する。
【００４７】
平均値計算部６８は、振幅計算部４４から出力された振幅の平均値を計算する。ここで、下記に示す式（１）のＭの値は第１既知系列同士の同相加算であれば、第１既知系列のサンプル１つ分の振幅の平均に比べ、２倍の値となる。しかし、第１既知系列と、第１既知系列を極性反転した第２既知系列と、を同相加算した場合、すなわち、第１既知系列と第２既知系列との境界においては、同相加算の結果であるＭは０に近い値をとる。したがって、Ｍの値の変化を観測することにより、第２既知系列を受信したかどうか、すなわち、第１既知系列と第２既知系列の境界を判定できる。
【００４８】
ここで、同相加算部４２、振幅計算部４４、平均値計算部６８における計算をまとめると式（１）のように表せる。式（１）において、Ｐｐｒｅｖ（ｎ）．ｒｅ、Ｐ（ｎ）．ｒｅとは、それぞれの同相成分、すなわちＩ信号を示す。また、Ｐｐｒｅｖ（ｎ）．ｉｍ、Ｐ（ｎ）．ｉｍとは、それぞれの直交成分、すなわちＱ信号を示す。
【数１】
2007082165.tif 000003
【００４９】
第１タイミング検出部４６は、第３セレクタ６２と、第２メモリ６４と、第４セレクタ６６と、閾値比較部８２とを含む。第３セレクタ６２は、制御部３６から通知された搬送波にしたがって、第２メモリ６４内の搬送波ごとのメモリ領域に、平均値計算部６８から出力された平均値Ｍを出力する。第２メモリ６４は、第３セレクタ６２から出力された平均値Ｍを記憶する。ここで、Ｍは、後述する比較の対象となる現在のＭと区別するために、過去のＭ、すなわち、Ｍｐｒｅｖと表記する。言い換えると、第２メモリ６４には、Ｍｐｒｅｖが記憶される。
【００５０】
ここで、周波数ホッピングに使用される３つの搬送波がｆ１、ｆ２、ｆ３である場合について説明する。第３セレクタ６２は、制御部３６によって搬送波ｆ１に係る番号が通知された場合、ｆ１に対応するＭｐｒｅｖを第２メモリ６４内の「ＣＨ１」の領域に出力する。また、搬送波ｆ２、ｆ３に係る番号が通知された場合、第３セレクタ６２は、ｆ２、ｆ３にそれぞれ対応するＭｐｒｅｖを第２メモリ６４内の「ＣＨ２」、「ＣＨ３」のそれぞれの領域に出力する。また、第４セレクタ６６は、通知された搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３に係る番号にしたがって、それぞれ対応する「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の領域からＭｐｒｅｖを読み出して出力する。
【００５１】
第４セレクタ６６は、制御部３６から通知された搬送波にしたがって、第２メモリ６４内の搬送波ごとのメモリ領域からＭｐｒｅｖを読出して閾値比較部８２に出力する。具体的には、第４セレクタ６６は、制御部３６から通知された搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３に係る番号にしたがって、それぞれ対応する「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」の領域からＭｐｒｅｖを読み出して出力する。ここで、第４セレクタ６６における出力は、第３セレクタ６２における出力とくらべ、少なくとも１クロック以上遅れてタイミングが制御されるものとする。このようにタイミング制御することによって、閾値比較部８２において、過去の平均値Ｍｐｒｅｖと現在の平均値Ｍとを用いて比較できる。閾値比較部８２は、しきい値を用いて、第４セレクタ６６から出力された過去の平均値と、平均値計算部６８から出力された現在の平均値とを比較できる。
【００５２】
閾値比較部８２は、比較した結果、後述の条件を満たしている場合、搬送波ごとに、同相加算の対象となった２つのシンボルのうち、前方のシンボルを第１既知系列に含まれるシンボルとして検出するとともに、後方のシンボルを第２既知系列に含まれるシンボルとして検出する。また、搬送波ごとに対応づけられた第２既知系列に含まれるシンボルの終了タイミングを第２タイミング検出部４８に出力する。具体的には、閾値比較部８２は、搬送波ごとに、ＭとＭｐｒｅｖの値を比較する。比較は、所定のしきい値ＴＨを用いて、式（２）を満たすか否かでなされる。式（２）を満たしている場合、その搬送波における第１既知系列と第２既知系列との境界が検出されたと判断できる。
Ｍｐｒｅｖ／ＴＨ＞Ｍ                ・・・式（２）
閾値比較部８２は、比較した結果、後述の条件を満たしていない場合、制御部３６に対し、タイミング検出が失敗したことを通知する。制御部３６は、タイミング検出が失敗したことについて通知を受けた後、前述のように、シンボル取得部４０、第１タイミング検出部４６に対し、他の２つのシンボルを対象としてシンボル取得処理、タイミング検出処理を繰り返させる。
【００５３】
第２タイミング検出部４８は、第１タイミング検出部４６によって検出された複数の搬送波に対応するシンボルの終了タイミングのうち、最後に検出された終了タイミングを第２既知系列の終了タイミングとして検出する。ＭＢ−ＯＦＤＭ方式では、３つの搬送波を用いてＯＦＤＭシンボルを送信するため、それぞれのバンドで第２既知系列が送信される。よって、第１既知系列と第２既知系列は、搬送波ごとに３回検出され、３回目に検出されたタイミングが第１既知系列と第２既知系列との境界になる。そうすると、第３既知系列の終了タイミングは、第２タイミング検出部４８で検出されたタイミングに、第２既知系列の長さと第３既知系列の長さとを加算した位置として導出できる。
【００５４】
これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００５５】
図６は、図５の動作例を示すフローチャートである。まず、シンボル取得部４０は、受信した信号系列であって、搬送波ごとに対応づけられた２つのシンボルを取得して出力する（Ｓ１０）。つぎに、同相加算部４２は、シンボル取得部４０から出力された２つのシンボルについて同相加算する（Ｓ１２）。つぎに、振幅計算部４４は、振幅計算部４４から出力された同相加算結果について、振幅を計算する（Ｓ１４）。つぎに、第１タイミング検出部４６は、振幅計算部４４から出力された信号としきい値とを比較する（Ｓ１６）。Ｓ１６において比較した結果、しきい値のほうが小さい場合（Ｓ１６のＮ）、制御部３６は、シンボル取得部４０などに対し、Ｓ１０〜Ｓ１４の処理を繰り返させる（Ｓ１０〜Ｓ１４）。Ｓ１６において比較した結果、しきい値のほうが大きい場合（Ｓ１６のＹ）、第１タイミング検出部４６は、搬送波ごとに、同相加算の対象となった２つのシンボルのうち、前方のシンボルを第１既知系列に含まれるシンボルとして検出するとともに、後方のシンボルを第２既知系列に含まれるシンボルとして検出する。さらに、第２タイミング検出部４８は、検出された第２既知系列に含まれているとして検出されたシンボルの終了タイミングのうち、最後に検出された最後方の終了タイミングを第２既知系列の終了タイミングとして検出する（Ｓ１８）。
【００５６】
以上の態様により、それぞれの搬送波で周波数ホッピングされた複数の既知系列を同相加算することによって、少なくとも１つの搬送波に対応する既知系列の境界を検出できる。また、互いにシンボルが反転された既知系列を同相加算することによって、その結果が０となる位置を第１既知系列と第２既知系列の境界として検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出できることによって、第２既知系列の終了タイミングもあわせて検出できる。また、第１既知系列と第２既知系列の境界が検出されなかった場合であっても、他のシンボルを対象として、再度、同相加算することによって、境界を検出し直すことができる。
【００５７】
次に、本発明の実施例の変形例を示す。まず概要を述べる。本変形例は、位相誤差の補正機能を有する同期装置に関する。本変形例においては、図１、図４、図５と同様の構成例をとる。本発明の実施の形態の違いは、図５の構成に位相誤差を補正する回路が付加された点である。なお、前述した実施の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００５８】
ここで、キャリア周波数オフセットなどで時間的に受信シンボルに一定の位相回転がある場合を考える。位相回転がない場合にはＰｐｒｅｖ（ｎ）とＰ（ｎ）の間の位相関係は、第１既知系列同士においては、０度となる。一方、第１既知系列と第２既知系列では１８０度となる。ここで、一定の位相回転Δθが加わった場合、それぞれ第１既知系列同士ではΔθ、第１既知系列と第２既知系列間では１８０＋Δθになる。このように位相回転が加わった場合において同相加算、平均処理を行なうと、Ｍの値は第１既知系列同士間では小さく、また、第１既知系列と第２既知系列間では大きくなる。また、Ｍｐｒｅｖ，Ｍ間の振幅の差が小さくなる。また、Ｍの値はノイズによっても変動があるためしきい値で判断しようとした場合、誤検出する可能性がある。
【００５９】
一般的に、サンプル毎に位相回転を補正することで、プリアンブルの位相回転の影響を取り除くことは可能である。しかし、前述したように同期処理は５２８ＭＨｚの高速なサンプリングクロックで動作させる必要があるために、プリアンブルの位相補正のために乗算器などの演算器を毎クロック動作させるのは、回路規模、消費電力の面で好ましくない。また、同期処理では一般的にマッチドフィルタなどが用いられ、サンプルの振幅のみでピーク判定などを行なうので、位相回転による影響は少ない。したがって、本実施例では、ＯＦＤＭシンボルの一部のデータを用いて位相回転を推測し、同相加算を行なう前に、同相加算に用いるＰｐｒｅｖ（ｎ）に対してのみ位相補正を行ない、位相回転の影響を取り除いた状態で同相加算し、フレームタイミングの同期を行なう。
【００６０】
図７は、本発明の実施例の変形列に係る同期捕捉部２８の一部の構成例を示す図である。同期捕捉部２８は、制御部３６と、シンボル取得部４０と、同相加算部４２と、振幅計算部４４と、第１タイミング検出部４６と、第２タイミング検出部４８と、位相誤差検出部８４と、位相誤差補正部８６と、を含む。
【００６１】
位相誤差検出部８４は、搬送波ごとに、同相加算部４２において同相加算の対象となった２つのシンボル内であって、同相加算部４２において同相加算に使用すべき一部分より前方に配置された部分の間の位相誤差を検出する。位相誤差補正部８６は、同相加算部４２において２つのシンボルのそれぞれの一部分が同相加算される前に、位相誤差検出部８４において検出された位相誤差を用いて２つのシンボルの位相誤差を補正する。具体的には、検出された位相誤差を用いて、シンボル取得部４０内の図示しない第１メモリ５６に記憶されている搬送波ごとのシンボルを補正する。
【００６２】
以下に、１ＯＦＤＭシンボル中の８サンプルを位相補正用のデータ、３２サンプルを同相加算用のデータとする場合の処理手順について説明する。シンボルセレクタ５２は、１２８サンプルのＯＦＤＭシンボルのうち、所定のタイミングの４０サンプルのＩＱ信号を取り出し、搬送波毎に第１メモリ５６にむけて出力する。第１メモリ５６は、現在受信しているＯＦＤＭシンボルより１つ前に受信した該当搬送波のＯＦＤＭシンボルＰｐｒｅｖ（ｎ）（ｎ＝０・・・３９）が保存される。
【００６３】
ここで、位相誤差検出部８４は、Ｐｐｒｅｖ（ｎ）と同じタイミングで取り出した現在の４０サンプルのデータＰ（ｎ）と、Ｐｐｒｅｖ（ｎ）のうち、最初の８サンプルについて、平均の位相誤差を求める。一般的に、搬送波周波数の誤差による位相回転は小さく、１ＯＦＤＭシンボル区間では同じ値をとるとみなしてもよい。したがって、８サンプル区間における平均の位相誤差を１シンボル毎の平均の位相誤差とみなしてもよい。位相誤差の計算は、一般的には、複素乗算Ｐ（ｎ）×Ｐｐｒｅｖ＊（ｎ）（ｎ＝０・・７）を用いるが、近似計算を用いても良い。
【００６４】
つぎに、同相加算部４２において同相加算を行なう前に、第１メモリ５６に保存されている同相加算用の３２サンプルに対し、位相誤差検出部８４で計算した位相誤差を用いて位相補正を行ない、第１メモリ５６の値を位相補正されたものに書き換える。ここで、位相誤差検出部８４における位相誤差算出に演算遅延が発生し、同相加算部４２における同相加算用のシンボルの位相補正が間に合わない場合、シンボルセレクタ５２によるデータの取り出しタイミングを次図のようにしてもよい。すなわち、位相誤差検出用に８サンプルを取り出し、位相誤差検出、および位相誤差補正のための数サンプルを待ってから、同相加算用の３２サンプルを取り出してもよい。
【００６５】
図８は、図７のシンボル取得部４０におけるシンボル取得のタイミング例を示す図である。横軸は時間、縦軸は振幅を表す。図８中において、「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、「ＣＨ３」は、それぞれ異なる搬送波に対応づけられていることを示している。また、それぞれのシンボルに含まれるサンプル数は、１６５サンプルと仮定している。ここで、図７の位相誤差検出部８４において位相誤差を検出する対象となるサンプルは、各シンボル中の前半の８サンプルとしている。また、図７の第１タイミング検出部４６等で同期処理を行なうサンプルは、各シンボル中の後段の３２サンプルとなる。
【００６６】
このような構成をとることにより、同期を検出するために用いられるシンボルに対し、同期検出前に、位相誤差の補正をすることによって、同期検出の精度を向上できる。また、位相誤差の検出を行なうサンプルと、タイミング検出を行なうサンプルとを同一シンボル中の別サンプルとすることで、両者のタイミング設計を容易にできる。
【００６７】
また、同相加算という簡単な回路で第２既知系列の検出を行なうことが可能になり、低電力、小型化の面で有利になる。また、周波数オフセットによる位相回転の補正を最小限の第２既知系列の検出時のみに行なうことができ、補正するデータもＯＦＤＭシンボルの一部でよいため、検出精度を下げずに、低電力、小型化が可能である。また、同相加算に使うサンプル数、位相誤差の算出に使うサンプル数は、要求に応じて任意に設定することが可能である。また、位相誤差を検出するために用いるサンプル数を多くすることによって精度を向上できる。また、要求仕様に応じて最適な設計ができる。
【００６８】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６９】
本発明の実施例においては、周波数ホッピング方式を用いた通信装置について説明した。しかしながらこれにかぎらず、複数の搬送波を同時に使用するマルチキャリア方式を用いた通信装置であってもよい。また、単一の搬送波を用いた通信装置であってもよい。この場合、単一の搬送波に係るＰｐｒｅｖ（ｎ）、Ｍｐｒｅｖのみを記憶すればよいため、メモリ量を低減できる。
【００７０】
また、本発明の実施例においては、複数の搬送波のそれぞれに対応した既知系列のタイミングを全て検出した後に、第３既知系列の終了タイミングを導出していた。しかしながらこれにかぎらず、いずれか１つの既知系列についてのタイミングのみ検出し、そのタイミングをもとにして、第３既知系列の終了タイミングを導出してもよい。周波数ホッピングのパターンがｆ１、ｆ２、ｆ３の繰り返しである場合、たとえば、第２既知系列中のｆ１に対応するシンボルのみ、その終了タイミングを検出する。この場合、検出したｆ１に係る終了タイミングに、ｆ２とｆ３にそれぞれ対応するシンボルの長さを加算することで、第３既知系列の終了タイミングを導出できる。このように導出することによって、演算時間を低減できる。
【００７１】
また、本発明の実施例においては、ＵＷＢの通信装置としての動作を説明した。しかしながらこれにかぎらず、タイミングを検出する複数の既知系列に互いに反転する既知信号が含まれていれば、他の通信システム、たとえば、ＣＤＭＡ方式（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ方式（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などの通信装置であってもよい。そのような態様をとったとしても、上述と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例に係る通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例に係るバーストフォーマットの構成例を示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例に係るホッピング周波数とホッピングパターンの例を示す図である。
【図４】図１のベースバンド復調部３４の構成例を示す図である。
【図５】図１の同期捕捉部の構成例を示す図である。
【図６】図５の動作例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例の変形列に係る同期捕捉部の一部の構成例を示す図である。
【図８】図７のシンボル取得部におけるシンボル取得のタイミング例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  送信装置、  １４  ベースバンド変調部、  １６  アップコンバータ、  １８  第１符号発生部、  ２０  周波数シンセサイザ、  ２２  送信用アンテナ、  ２４  受信用アンテナ、  ２６  ダウンコンバータ、  ３０  第２符号発生部、  ３２  周波数シンセサイザ、  ３４  ベースバンド復調部、  ３６  制御部、  ４０  シンボル取得部、  ４２  同相加算部、  ４４  振幅計算部、  ４６  第１タイミング検出部、  ４８  第２タイミング検出部、  ５２  シンボルセレクタ、  ５４  第１セレクタ、  ５６  第１メモリ、  ５８  第２セレクタ、  ６２  第３セレクタ、  ６４  第２メモリ、  ６６  第４セレクタ、  ６８  平均値計算部、  ７０  ＦＦＴ部、  ７２  等化部、  ７４  トラッキング部、  ７６  デインタリーブ部、  ７８  ビタビ復号部、  ８０  デスクランブル部、  ８２  閾値比較部、  ８４  位相誤差検出部、  ８６  位相誤差補正部、  １００  通信システム、  ２００  ベースバンド信号、  ２０２  同期バターン信号、  ２０４  同期タイミング信号。
【図１】
2007082165.tif 000004
【図２】
2007082165.tif 000005
【図３】
2007082165.tif 000006
【図４】
2007082165.tif 000007
【図５】
2007082165.tif 000008
【図６】
2007082165.tif 000009
【図７】
2007082165.tif 000010
【図８】
2007082165.tif 000011