(57)【要約】【課題】受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する際の処理負荷等を削減することができる周波数チャネル推定データ生成器３０を提供する。【解決手段】本発明の周波数チャネル推定データ生成器３０は、既知のプリアンブル信号をずらしながら、異なる複数の遅延タイミングにおいて、受信信号と当該プリアンブル信号との相関値を算出する相関器３１と、それぞれの遅延タイミングにおける相関値の電力を算出する電力算出部３３と、１フレームの期間において、算出された相関値の電力の中で最大値を特定し、特定した最大値の所定割合を閾値として算出する閾値算出部３４と、算出された相関値の電力の中で、前記閾値以上の電力となる相関値を特定する相関値特定部３５と、特定された相関値について、時間周波数変換を行うことにより周波数チャネル推定データを生成する時間周波数変換部３６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する周波数チャネル推定データ生成器であって、
予め定められたプリアンブル信号をずらしながら、異なる複数の遅延タイミングにおいて、受信信号と当該プリアンブル信号との相関値を算出する相関器と、
それぞれの遅延タイミングにおける相関値の電力を算出する相関電力算出部と、
予め定められた期間において、前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミング毎に算出された相関値の電力の中で最大値を特定し、特定した最大値の所定割合を閾値として算出する閾値算出部と、
前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミングにおいて算出された相関値の電力の中で、前記閾値算出部によって算出された閾値以上の電力となる相関値を特定する相関値特定部と、
それぞれの遅延タイミングにおける相関値の中で、前記相関値特定部によって特定された相関値について時間周波数変換を行うことにより前記周波数チャネル推定データを生成する時間周波数変換部と
を備えることを特徴とする周波数チャネル推定データ生成器。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数チャネル推定データ生成器であって、
前記相関値特定部は、
前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミングにおいて算出された相関値の電力の中で、前記閾値算出部によって算出された閾値以上の電力となる相関値の遅延タイミングを示す情報を前記時間周波数変換部に通知し、
前記時間周波数変換部は、
それぞれの遅延タイミング毎に当該遅延タイミングにおける相関値を入力とする乗算器を有し、予め定められた期間において、前記相関値特定部から通知された遅延タイミング以外の遅延タイミングの相関値について、当該相関値を入力とする乗算器を停止させると共に、当該乗算器の出力を０に置き換えることを特徴とする周波数チャネル推定データ生成器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の周波数チャネル推定データ生成器であって、
前記閾値算出部は、
予め定められた期間において、前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミング毎に算出された相関値の電力の中で最大値を特定し、特定した最大値の１／１０を閾値として算出することを特徴とする周波数チャネル推定データ生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する周波数チャネル推定データ生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、受信信号と既知のプリアンブル信号との相関値を算出し、算出した相関値をフーリエ変換して、伝送路等化を行うための伝送路特性データを算出する伝送路特性推定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４１８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示されている伝送路特性推定装置では、既知のプリアンブル信号のタイミングをずらしながら、受信信号と当該プリアンブル信号との相関値を算出するため、１フレーム毎に算出される相関値は、既知のプリアンブル信号をずらしたタイミングの個数（例えばＫ個）分になる。そして、上記伝送路特性推定装置では、１フレーム毎に、Ｋ個全ての相関値をフーリエ変換して伝送路特性データを算出している。
【０００５】
しかし、実際の通信環境では、Ｋ個のタイミング全てにおいて遅延波の相関値が算出されることは少なく、ほとんどの場合、その中でフレームの先頭に近い数個のタイミングにおいて高い相関値が算出され、これらの相関値が、最終的に算出される伝送路特性データにとって支配的となる。そして、それ以外のタイミングにおいて算出される相関値は、最終的に算出される伝送路特性データに対してほとんど影響を与えない場合が多い。
【０００６】
上記特許文献１に開示されている伝送路特性推定装置では、１フレーム毎に、Ｋ個全ての相関値をフーリエ変換して伝送路特性データを算出しているため、処理負荷や消費電力を削減することが難しい。
【０００７】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する際の処理負荷や消費電力を削減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例えば、本発明は、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する周波数チャネル推定データ生成器であって、
予め定められたプリアンブル信号をずらしながら、異なる複数の遅延タイミングにおいて、受信信号と当該プリアンブル信号との相関値を算出する相関器と、
それぞれの遅延タイミングにおける相関値の電力を算出する相関電力算出部と、
予め定められた期間において、前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミング毎に算出された相関値の電力の中で最大値を特定し、特定した最大値の所定割合を閾値として算出する閾値算出部と、
前記相関電力算出部によってそれぞれの遅延タイミングにおいて算出された相関値の電力の中で、前記閾値算出部によって算出された閾値以上の電力となる相関値を特定する相関値特定部と、
それぞれの遅延タイミングにおける相関値の中で、前記相関値特定部によって特定された相関値について時間周波数変換を行うことにより前記周波数チャネル推定データを生成する時間周波数変換部と
を備えることを特徴とする周波数チャネル推定データ生成器を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する際の処理負荷や消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示すシステム構成図である。
【図２】周波数チャネル推定データ生成器３０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】時間周波数変換の対象とする相関値の特定過程の一例を説明するための概念図である。
【図４】時間周波数変換部３６に含まれる回路ブロックを説明するための概念図である。
【図５】時間周波数変換の対象とする相関値の特定過程の他の例を説明するための概念図である。
【図６】周波数チャネル推定データ生成器３０の機能構成の他の例を説明するためのブロック図である。
【図７】相関値保持部３７が保持するデータの構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム１０の構成を示すシステム構成図である。無線通信システム１０は、基地局１１および受信機２０を備える。受信機２０は、アンテナ２１、スイッチ２２、ＧＩ除去部２３、ＦＦＴ処理部２４、周波数等化器２５、復調復号部２６、データ処理部２７、および周波数チャネル推定データ生成器３０を有する。本実施形態において、受信機２０は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式により変調された信号を受信する。
【００１３】
スイッチ２２は、アンテナ２１を介して受信した信号のうち、プリアンブル信号の部分を周波数チャネル推定データ生成器３０へ送り、それ以外の部分をＧＩ除去部２３へ送る。周波数チャネル推定データ生成器３０は、スイッチ２２から供給されたプリアンブル信号を用いて、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成し、生成した周波数チャネル推定データを周波数等化器２５に供給する。
【００１４】
ＧＩ除去部２３は、スイッチ２２から供給された信号からＧＩ（Guard Intrval）の信号を除去し、ヘッダおよびペイロードを含む信号をＦＦＴ処理部２４へ送る。ＦＦＴ処理部２４は、ＧＩ除去部２３から受け取った受信信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理することで周波数データに変換する。
【００１５】
周波数等化器２５は、ＦＦＴ処理部２４によって変換された周波数データを、周波数チャネル推定データ生成器３０から供給された周波数チャネル推定データに基づいて補正し、補正後の周波数データを復調復号部２６へ送る。復調復号部２６は、周波数等化器２５から受け取った周波数データを復調および復号し、復号した受信データをデータ処理部２７へ送る。データ処理部２７は、復調復号部２６から受け取った受信データを用いて、所定の処理を実行する。
【００１６】
図２は、周波数チャネル推定データ生成器３０の機能構成の一例を示すブロック図である。周波数チャネル推定データ生成器３０は、相関器３１、信号生成部３２、電力算出部３３、閾値算出部３４、相関値特定部３５、および時間周波数変換部３６を有する。
【００１７】
信号生成部３２は、予め定められたプリアンブル信号ＣCを生成する。相関器３１は、信号生成部３２によって生成されたプリアンブル信号ＣCを、ＯＦＤＭシンボル１つあたり例えばＫ個の異なる複数の遅延タイミングにずらしながら、それぞれの遅延タイミングにおいて、スイッチ２２を介して供給された信号Ｓrと当該プリアンブル信号ＣC（ｋ）との相関値Ｃr（ｋ）を算出する。そして、相関器３１は、算出したＫ個の相関値Ｃr（ｋ）を、電力算出部３３および時間周波数変換部３６へ出力する。
【００１８】
ここで、相関値Ｃr（ｋ）を下記算出式（１）のように定義する。
Ｃr（ｋ）＝Ｒr（ｋ）＋ｊＩr（ｋ）  ・・・（１）
【００１９】
なお、ｋは１からＫの値をとる自然数である。また、Ｒr（ｋ）は相関値の実数部を表わし、Ｉr（ｋ）は相関値の虚数部を表わす。
【００２０】
電力算出部３３は、相関器３１から受け取ったＫ個の相関値Ｃr（ｋ）それぞれについて、下記の算出式（２）を用いて相関電力Ｐr（ｋ）を算出し、算出したＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）を閾値算出部３４および相関値特定部３５へ出力する。
Ｐr（ｋ）＝Ｒr2（ｋ）＋Ｉr2（ｋ）  ・・・（２）
【００２１】
閾値算出部３４は、電力算出部３３によって算出されたＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）の中で最大の相関電力Ｐr（ｋ0）を特定し、特定した最大の相関電力Ｐr（ｋ0）の所定割合を閾値Ｔとして算出し、算出した閾値Ｔを相関値特定部３５へ出力する。本実施形態において、閾値算出部３４は、最大の相関電力Ｐr（ｋ0）の例えば１／１０の相関電力を閾値Ｔとして算出する。
【００２２】
ここで、例えば図３に示すように、１つのＯＦＤＭシンボル期間において、電力算出部３３によってＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）が算出された場合、閾値算出部３４は、最大の相関電力Ｐr（ｋ0）としてＰr（３）を特定する。そして、閾値算出部３４は、Ｐr（３）の１／１０の相関電力を閾値Ｔとして算出する。
【００２３】
相関値特定部３５は、電力算出部３３によって算出されたＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）のそれぞれについて、閾値算出部３４によって算出された閾値Ｔ以上の相関電力の遅延タイミングの番号（例えば、相関電力Ｐr（ｋ）であればｋ）を特定する。そして、相関値特定部３５は、Ｋ個のフラグＦ（ｋ）において、閾値Ｔ以上の相関電力の遅延タイミングの番号に対応するフラグＦ（ｋ）に１をセットし、それ以外の番号のフラグＦ（ｋ）に０をセットする。そして、相関値特定部３５は、値をセットしたＫ個のフラグＦ（ｋ）を時間周波数変換部３６に供給する。
【００２４】
ここで、例えば図３に示した例では、相関値特定部３５は、閾値算出部３４によって算出された閾値Ｔ以上の相関電力Ｐr（ｋ）として、Ｐr（１）〜Ｐr（４）の４つを特定し、フラグＦ（１）〜Ｆ（４）に１をセットし、フラグＦ（５）〜Ｆ（Ｋ）に０をセットしたＫ個のフラグＦ（ｋ）を時間周波数変換部３６に供給する。
【００２５】
時間周波数変換部３６は、相関器３１から出力されたＫ個の相関値Ｃr（ｋ）の中で、相関値特定部３５によって特定された相関値Ｃr（ｋ）について、時間周波数変換を行うことにより周波数チャネル推定データＤeを生成し、生成した周波数チャネル推定データＤeを周波数等化器２５へ出力する。
【００２６】
本実施例において、時間周波数変換部３６は、例えば図４に示すように、Ｋ個の相関値Ｃr（ｋ）のそれぞれについて、乗算部３６０ｋおよびセレクタ３６１ｋを含む回路ブロックを有する。
【００２７】
ｋ番目の乗算部３６０ｋは、相関値特定部３５から供給されたｋ番目のフラグＦ（ｋ）の値が１の場合に、ｋ番目の相関値Ｃr（ｋ）について乗算を行い、その結果をセレクタ３６１へ出力する。一方、相関値特定部３５から供給されたｋ番目のフラグＦ（ｋ）の値が０の場合、ｋ番目の乗算部３６０ｋは動作を停止する。
【００２８】
ｋ番目のセレクタ３６１ｋは、相関値特定部３５から供給されたｋ番目のフラグＦ（ｋ）の値が１の場合に、ｋ番目の乗算部３６０ｋの乗算結果を内部の演算ブロックへ出力する。一方、相関値特定部３５から供給されたｋ番目のフラグＦ（ｋ）の値が０の場合、ｋ番目のセレクタ３６１ｋは、ｋ番目の乗算部３６０ｋの乗算結果に代えて、０の乗算結果を示す信号を内部の演算ブロックへ出力する。
【００２９】
ここで、高い電力の相関値Ｃr（ｋ）は、周波数チャネル推定データに対して影響が大きいが、低い電力の相関値Ｃr（ｋ）は、周波数チャネル推定データに対して影響が小さい。そのため、低い電力の相関値Ｃr（ｋ）の値を０に置き換えて算出された周波数チャネル推定データと、全ての相関値Ｃr（ｋ）の値を用いて算出された周波数チャネル推定データとは、それほど大きな差は生じない。
【００３０】
しかし、相関値Ｃr（ｋ）を０に置き換えるだけでは、時間周波数変換において、当該相関値Ｃr（ｋ）に対応する乗算器が動作するため、処理負荷や消費電流の削減を実現することはできない。そこで、本実施形態では、時間周波数変換において、低い電力の相関値Ｃr（ｋ）に対応する乗算器を停止すると共に、当該乗算器の乗算結果を０に置き換えることで処理負荷や消費電流の削減を実現している。
【００３１】
また、本実施形態において、閾値算出部３４は、最も大きい相関電力Ｐr（ｋ0）の所定割合を閾値Ｔとして算出するため、例えば図３に示したように、受信信号の品質が良く、高い値を示す相関電力Ｐr（３）が存在する場合には、閾値Ｔ未満となる低い値を示す相関電力Ｐr（５）〜Ｐr（Ｋ）が比較的多く存在することになる。
【００３２】
しかし、周波数チャネル推定データＤeの演算結果に対しては、高い値を示す相関電力Ｐr（１）〜（４）が支配的となるため、低い値を示す相関電力Ｐr（５）〜Ｐr（Ｋ）を０で置き換えたとしても、相関電力Ｐr（１）〜Ｐr（Ｋ）の値を全て用いて周波数チャネル推定データＤeを算出した場合に比べて、周波数チャネル推定データＤeの精度の劣化を低く抑えることができる。
【００３３】
これに対して、例えば図５に示すように、受信信号がマルチパスを多く含み品質も悪い場合、相対的に最も大きい相関電力Ｐr（２）はそれほど高い値とはならない場合がある。この場合、当該相関電力Ｐr（２）の所定割合となる閾値Ｔは、図３に示した場合に比べて低い値となるため、当該閾値Ｔ以上の相関電力Ｐr（ｋ）となる相関電力Ｐr（１）〜（７）は、図３に比べても、比較的多く存在することになる。
【００３４】
そのため、時間周波数変換部３６は、より多くの相関値Ｃr（１）〜（７）を用いて、周波数チャネル推定データＤeを算出することができるため、周波数チャネル推定データ生成器３０の処理負荷や消費電流を削減する効果は低くなるものの、周波数チャネル推定データＤeの精度が高まる方向に働き、周波数チャネル推定データ生成器３０としての性能を高く保つことができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００３６】
上記説明から明らかなように、本実施形態の周波数チャネル推定データ生成器３０によれば、受信信号の周波数ひずみを再現する周波数チャネル推定データを生成する際の処理負荷や消費電力を削減することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００３８】
例えば、上記した実施形態では、ＯＦＤＭ方式により変調された信号を受信する場合の周波数チャネル推定データの生成方法について説明したが、本発明はこれに限られず、受信信号の周波数ひずみを補正する周波数等化処理を用いる通信であれば、有線通信・無線通信を問わず適用することができる。
【００３９】
また、本発明における周波数チャネル推定データ生成器３０の構成は図２に示した構成に限られず、例えば図６に示すような構成であってもよい。図６に示す例において、周波数チャネル推定データ生成器３０は、相関器３１、信号生成部３２、電力算出部３３、閾値算出部３４、相関値特定部３５、時間周波数変換部３６、および相関値保持部３７を有する。なお、以下に説明する点を除き、図６において、図２と同じ符号を付した構成は、図２における構成と同一または同様の機能を有するため説明を省略する。
【００４０】
相関値保持部３７は、例えば図７に示すように、それぞれのＯＦＤＭシンボル期間毎に、それぞれの遅延タイミングを示す番号３７０に対応付けて、当該遅延タイミングにおいて算出された相関値Ｃr（ｋ）の実部３７１および虚部３７２、ならびに、当該相関値Ｃr（ｋ）を時間周波数変換部３６において時間周波数変換に用いるか否かを示すフラグ３７３を保持する。
【００４１】
相関器３１は、算出したｋ番目の相関値Ｃr（ｋ）において、遅延タイミングを示す番号であるｋに対応付けて、相関値Ｃr（ｋ）の実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）を相関値保持部３７に格納する。
【００４２】
電力算出部３３は、相関値保持部３７に格納されているＫ個の相関値Ｃr（ｋ）それぞれについて相関電力Ｐr（ｋ）を算出し、算出したＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）を閾値算出部３４および相関値特定部３５へ出力する。
【００４３】
相関値特定部３５は、電力算出部３３によって算出されたＫ個の相関電力Ｐr（ｋ）のそれぞれについて、閾値算出部３４によって算出された閾値Ｔ以上の相関電力Ｐr（ｋ）の遅延タイミングの番号に対応付けて相関値保持部３７に格納されているフラグＦ（ｋ）に１をセットし、当該閾値Ｔ未満の相関電力Ｐr（ｋ）の遅延タイミングの番号に対応付けて相関値保持部３７に格納されているフラグＦ（ｋ）に０をセットする。
【００４４】
時間周波数変換部３６は、相関値保持部３７に格納されているＫ個の実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）の中で、フラグＦ（ｋ）に１がセットされている実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）を特定し、特定した実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）について時間周波数変換を行うことにより周波数チャネル推定データＤeを生成する。
【００４５】
なお、本実施形態においても、時間周波数変換部３６は、０がセットされているフラグＦ（ｋ）に対応付けられている実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）については、当該実部Ｒr（ｋ）および虚部Ｉr（ｋ）に対応する乗算部を停止すると共に、当該乗算部の乗算結果を０に置き換える。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・無線通信システム、１１・・・基地局、２０・・・受信機、２１・・・アンテナ、２２・・・スイッチ、２３・・・ＧＩ除去部、２４・・・ＦＦＴ処理部、２５・・・周波数等化器、２６・・・復調復号部、２７・・・データ処理部、３０・・・周波数チャネル推定データ生成器、３１・・・相関器、３２・・・信号生成部、３３・・・電力算出部、３４・・・閾値算出部、３５・・・相関値特定部、３６・・・時間周波数変換部、３６０・・・乗算部、３６１・・・セレクタ、３７・・・相関値保持部、３７０・・・番号、３７１・・・実部、３７２・・・虚部、３７３・・・フラグ
【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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