(57)【要約】【課題】  妨害波混信受信時においても、誤同期による受信エラーの発生を防止し、無線通信品質を安定化できる受信装置を提供する。【解決手段】  ピーク位置検出部６で検出されたピーク位置情報を同期位置情報として入力した同期処理部７が、同期維持状態又は未同期状態の同期状態を出力し、Ｄ電力・Ｉ電力計算部８が同期維持状態で受信時の電力（Ｄ電力）値を、未同期状態で未受信時の電力（Ｉ電力）値を取得し、最大ゲイン値計算部９がそれらの電力値に基づいて最大ゲイン値を計算し、ゲイン値計算部３が、受信電力値からゲイン値を計算すると共に、最大ゲイン値計算部９から入力された最大ゲイン値と比較し、小さい方のゲイン値を選択し、そのゲイン値でＡＧＣ４の制御を行うシンボル同期回路１を有する受信装置である。【選択図】        図１
2013098962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信時の電力値であるＤ電力と、非受信時の電力値であるＩ電力とを計算するＤ電力・Ｉ電力計算部と、
前記Ｄ電力・Ｉ電力計算部で計算された電力値を基に最大ゲイン値を計算する最大ゲイン値計算部と、
受信信号から受信電力値を計算する受信電力計算部と、
前記受信電力計算部から入力される受信電力値からゲイン値を計算すると共に、前記最大ゲイン値計算部から入力される最大ゲイン値を入力し、両ゲイン値を比較し、小さい方をゲイン値として出力するゲイン値計算部と、
前記ゲイン値計算部からのゲイン値で受信信号の自動利得制御を行うゲイン制御部とを有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記ゲイン制御部でゲイン制御された受信信号について自己相関処理を行う相関部と、
前記相関部での相関によってピーク位置を検出し、同期位置情報を出力するピーク位置検出部と、
前記ゲイン制御部でゲイン制御された受信信号について前記同期位置情報に基づいて同期処理を行うと共に、同期状態の情報をＤ電力・Ｉ電力計算部に出力する同期処理部とを有し、
前記Ｄ電力・Ｉ電力計算部は、前記同期状態の情報に基づき、同期維持状態のときの電力値をＤ電力、未同期状態のときの電力値をＩ電力として算出することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記最大ゲイン値計算部は、前記Ｄ電力と前記Ｉ電力との間の電力値を基に最大ゲイン値を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に係り、特に、受信したＯＦＤＭ信号に妨害波が含まれる場合でも安定してシンボル同期タイミングを検出できる受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）受信装置における同期方式としてＣＰ（Cyclic Prefix）のガード区間を設け、そのＣＰを用いて自己相関を行い、シンボル同期のタイミングを検出することが知られている。
【０００３】
［送信フレーム：図３］
ＯＦＤＭ信号における一般的な送信フレームについて図３を参照しながら説明する。図３は、一般的な送信フレーム構成例図である。
送信は、送信局よりバースト送信にて間欠的に、図３に示すようなフレーム送信を行うものとする。先頭には主にシンボル同期及びＡＧＣ(Auto Gain Control)、ＡＦＣ（Auto Frequency Control）処理を行うための既知のpreambleパターンを周期的に数シンボル（図３の例では５シンボル）連続で送信する。
【０００４】
そして、preambleパターンの後に連続して送信情報を伝達するための複数のデータシンボル（Data No. 1〜No. L）をシンボル周期で送信するものとする。
送信終了後は無送信区間を持ち、送信要求に応じて該フレーム構造の送信信号を間欠的に送信する。
【０００５】
［従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路：図４］
次に、従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路の構成について図４を参照しながら説明する。図４は、従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路の構成ブロック図である。
従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路２０は、図４に示すように、従来のＣＰ相関によるシンボル同期方式を実現する構成であり、受信信号から受信電力値Ｒｘpを計算する受信電力計算部２１と、受信電力値からゲイン値Ｇaを計算するゲイン値計算部２２と、算出されたゲイン値に応じてゲインを制御するゲイン制御部（ＡＧＣ）２３と、自己相関によるＣＰ相関処理を行うＣＰ相関部２４と、ＣＰ相関からピーク位置を検出するピーク位置検出部２５と、同期処理を行う同期処理部２６とを備えている。
【０００６】
特に、同期処理部２６は、Ｉ相とＱ相の受信信号を入力し、ＡＧＣ２３からのゲイン制御された信号（正規化された信号）を入力し、ピーク位置検出部２５からのピーク位置の情報を同期位置情報として入力し、ＡＧＣ後の信号について同期位置情報によりＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリェ変換）区間を切り出してＦＦＴの処理部に出力する。
【０００７】
従来のシンボル同期回路の動作を説明する。
ＡＧＣ２３では（１）（２）式のような処理動作を行う。
受信信号Ｉ，ＱをＲｘ、受信電力値＝ＲｘＰ、ゲイン値＝Ｇａ、基準となる受信振幅＝ＮＰとすると、
Ｇａ＝ＮＰ／√（ＲｘＰ）      .........（１）
ＡＧＣ後の受信信号＝Ｇａ・Ｒｘ  .........（２）
【０００８】
ＡＧＣ後の受信信号は、ＡＧＣ２３により平均振幅がＮＰに正規化された信号となる。
ＡＧＣ後の受信信号からＣＰ相関部２４によりＣＰ相関をとり、ピーク位置検出部２５により１シンボル区間で最大振幅となるピーク位置を検出してシンボル同期位置とし、同期位置情報として同期処理部２６に出力する。
ＡＧＣ後の受信信号は、同期処理部２６によりＦＦＴ区間を切り出され、ＦＦＴに出力することにより復調処理を行う。
【０００９】
［妨害波受信環境下での従来の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力：図５］
次に、妨害波受信環境下での従来の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力について図５を参照しながら説明する。図５は、妨害波の混入時の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力を示す信号波形図である。
図５の上段は受信電力値ＲｘＰを示し、下段はＡＧＣ後の受信信号に対し自己相関を行ったＣＰ相関電力を示した。
【００１０】
受信信号Ｒｘには、送信フレーム信号に妨害波信号（トーン信号、妨害信号電力＝送信フレーム信号平均電力−６ｄＢ）が混入しているものとした。無送信（妨害波のみ）区間に注目すると、上段の受信電力は低いものの、下段のＣＰ相関電力でフレーム信号受信時よりむしろ高い値を示している。
【００１１】
これは妨害波として無変調のトーン信号を使用しているため、１シンボル区間離れた信号でも高い相関特性を持つことから自己相関がほぼ「１」となるためである。
従って、特に狭帯域の妨害波受信時は、従来の同期方式では、無送信時（妨害波のみ）であっても高い相関によりピークと判定し、誤同期が発生するおそれがあった。
【００１２】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００８−１０９４５０号公報［特許文献１］がある。
特許文献１には、ＯＦＤＭ通信方式のフレーム同期方法において、ＯＦＤＭシンボル毎に含まれる自己相関要素を利用してシンボル内の相関演算を実行してＯＦＤＭシンボル毎の同期タイミングを得て、固有シンボルに対する相関演算を実行して報知チャネルのタイミングを得て、固有シンボル相関サーチで得られた相関度の最も高い高いタイミングに基づき報知チャネルの復号を行うことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１０９４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上説明したように、従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路における同期方式では、無送信時（妨害波のみ）であっても高い相関によりピークと判定し、誤同期が発生するという問題点があった。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、受信信号の帯域に高いレベルの妨害信号が含まれる場合、特に１シンボル区間内で自己相関性の高い妨害信号（例えばトーン信号）が混入した場合でも誤同期を引き起こすことがなく、高い同期性能を得る受信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】
【００１６】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、受信装置において、受信時の電力値であるＤ電力と、非受信時の電力値であるＩ電力とを計算するＤ電力・Ｉ電力計算部と、Ｄ電力・Ｉ電力計算部で計算された電力値を基に最大ゲイン値を計算する最大ゲイン値計算部と、受信信号から受信電力値を計算する受信電力計算部と、受信電力計算部から入力される受信電力値からゲイン値を計算すると共に、最大ゲイン値計算部から入力される最大ゲイン値を入力し、両ゲイン値を比較し、小さい方をゲイン値として出力するゲイン値計算部と、ゲイン値計算部からのゲイン値で受信信号の自動利得制御を行うゲイン制御部とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記受信装置において、ゲイン制御部でゲイン制御された受信信号について自己相関処理を行う相関部と、相関部での相関によってピーク位置を検出し、同期位置情報を出力するピーク位置検出部と、ゲイン制御部でゲイン制御された受信信号について同期位置情報に基づいて同期処理を行うと共に、同期状態の情報をＤ電力・Ｉ電力計算部に出力する同期処理部とを有し、Ｄ電力・Ｉ電力計算部が、同期状態の情報に基づき、同期維持状態のときの電力値をＤ電力、未同期状態のときの電力値をＩ電力として算出することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記受信装置において、最大ゲイン値計算部が、Ｄ電力とＩ電力との間の電力値を基に最大ゲイン値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、Ｄ電力・Ｉ電力計算部が、受信時の電力値であるＤ電力と、非受信時の電力値であるＩ電力とを計算し、最大ゲイン値計算部が、Ｄ電力・Ｉ電力計算部で計算された電力値を基に最大ゲイン値を計算し、受信電力計算部が、受信信号から受信電力値を計算する、ゲイン値計算部が、受信電力計算部から入力される受信電力値からゲイン値を計算すると共に、最大ゲイン値計算部から入力される最大ゲイン値を入力し、両ゲイン値を比較し、小さい方をゲイン値として出力し、ゲイン制御部が、ゲイン値計算部からのゲイン値で受信信号の自動利得制御を行う受信装置としているので、妨害波混信受信時においても、誤同期による受信エラーの発生を防止し、無線通信品質を安定化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路の構成ブロック図である。
【図２】実施の形態に係るＡＧＣ後の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力を示す信号波形図である。
【図３】一般的な送信フレーム構成例図である。
【図４】従来のＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路の構成ブロック図である。
【図５】妨害波の混入時の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力を示す信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置におけるシンボル同期方式は、ピーク位置検出部で検出されたピーク位置情報を同期位置情報として同期処理部が、同期維持状態又は未同期状態の同期状態を出力し、Ｄ電力・Ｉ電力計算部が同期維持状態で受信時の電力（Ｄ電力）値を、未同期状態で未受信時の電力（Ｉ電力）値を取得し、最大ゲイン値計算部がそれらの電力値に基づいて最大ゲイン値を計算し、ゲイン値計算部が、受信電力値からゲイン値を計算すると共に、最大ゲイン値計算部から入力された最大ゲイン値と比較し、小さい方のゲイン値を選択し、そのゲイン値でＡＧＣの最大増幅量を制限する制御が為されるものであり、妨害波混信受信時においても、誤同期による受信エラーの発生を防止し、無線通信品質を安定化できるものである。
【００２２】
［実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路：図１］
本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路（本シンボル同期回路）について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期回路の構成ブロック図である。
本シンボル同期回路１は、図１に示すように、受信電力計算部２と、ゲイン値計算部３と、ゲイン制御部（ＡＧＣ）４と、ＣＰ相関部５と、ピーク位置検出部６と、同期処理部７と、Ｄ電力・Ｉ電力計算部８と、最大ゲイン値計算部９とを備えている。
【００２３】
［シンボル同期回路の各部：図１］
本シンボル同期回路の各部について具体的に説明する。
受信電力計算部２は、受信信号Ｉ，Ｑから受信電力値ＲｘＰを計算し、ゲイン値計算部３とＤ電力・Ｉ電力計算部８に出力する。
【００２４】
ゲイン値計算部３は、受信電力値ＲｘＰからゲイン値を算出し、最大ゲイン値計算部９から入力された最大ゲイン値ＭａｘＧと比較し、値の小さい方をゲイン値ＧaとしてＡＧＣ４に出力する。特に、ゲイン値計算部３は、最大ゲイン値ＭａｘＧを用いてゲイン値Ｇａの最大値を制限する機能を持つものである。
ゲイン制御部（ＡＧＣ）４は、ゲイン値算出部３から入力されたゲイン値Ｇaに応じて受信信号Ｉ，Ｑのゲインを制御し、ＣＰ相関部５と同期処理部７にゲイン制御された受信信号を出力する。
【００２５】
ＣＰ相関部５は、ＡＧＣ４からの受信信号について自己相関によるＣＰ相関処理を行い、相関値をピーク検出部６に出力する。
ピーク位置検出部６は、ＣＰ相関部５からの相関値に基づいてピーク位置を検出し、当該ピーク位置を同期位置情報として同期処理部７に出力する。
【００２６】
同期処理部７は、ＡＧＣ４からのゲイン制御された信号（正規化された信号）を入力し、ピーク位置検出部６からの同期位置情報を入力し、ＡＧＣ後の信号について同期位置情報によりＦＦＴ区間を切り出してＦＦＴに出力する。
また、同期処理部７は、ピーク位置検出部６からの同期位置情報の入力により、同期状態が同期維持状態又は未同期状態のいずれであるかが判別できるので、同期維持状態又は未同期状態の同期状態情報をＤ電力・Ｉ電力計算部８に出力する。
【００２７】
Ｄ電力・Ｉ電力計算部８は、受信電力計算部２からの受信電力値ＲｘＰに基づきＤ電力値（受信時の電力値）とＩ電力値（非受信時の電力値）を計算し、最大ゲイン値計算部９に出力する。Ｄ電力・Ｉ電力計算部８における具体的な演算処理は後述する。
最大ゲイン値計算部９は、Ｄ電力・Ｉ電力計算部８からのＤ電力値とＩ電力値に基づいて最大ゲイン値ＭａｘＧを計算し、ゲイン値計算部３に出力する。最大ゲイン値計算部９における具体的な演算処理は後述する。
【００２８】
［本シンボル同期回路の動作］
［Ｄ電力・Ｉ電力計算部８の処理］
Ｄ電力・Ｉ電力計算部８は、受信電力値ＲｘＰを、同期処理部７からの同期状態情報を入力し、以下の電力値の平均化を行う。
［同期維持状態の時］
同期状態情報が同期維持状態（PreambleあるいはDataシンボル受信）の時は、受信電力値ＲｘＰをフレーム受信電力と判定して、Ｄ電力平均化の入力とし、Ｄ電力値を得る。
［未同期状態の時］
同期状態情報が未同期状態（フレーム無送信）の時は、受信電力値ＲｘＰを妨害波電力と判定して、Ｉ電力平均化の入力とし、Ｉ電力値を得る。
【００２９】
［最大ゲイン値計算９の処理］
最大ゲイン値計算９は、Ｄ電力値及びＩ電力値から最大ゲイン値ＭａｘＧを計算し、ゲイン値計算部３に出力する。最大ゲイン値ＭａｘＧの計算例は以下の通りである。尚、ＩＰはＩ電力値であり、ＤＰはＤ電力値である。
Ｍ電力値＝Ｄ電力*１０(log(ＩＰ)−log(ＤＰ))*0.4       .........(３)
ＭａｘＧ＝ＮＰ／√（Ｍ電力値）               .........(４)
【００３０】
Ｍ電力値を設定する考え方としては Ｉ電力値 ＜ Ｍ電力値 ＜ Ｄ電力値（前提条件：Ｉ電力値 ＜ Ｄ電力値）となる値を求めるもので、この条件を満たすものであれば（３）式以外であってもかまわない。すなわち、Ｉ電力値とＤ電力値の間の電力（Ｍ電力値）に基づいて最大ゲイン値を設定する。
【００３１】
［ゲイン値計算部３の処理］
ゲイン値計算部３は、（１）式のＧａ＝ＮＰ／√（ＲｘＰ）の計算後、ＧａとＭａｘＧとの比較により小さい方を選択（ゲインを抑える）し、ゲイン値ＧａとしてＡＧＣ４に出力する。
【００３２】
［実施の形態に係るＡＧＣ後の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力：図２］
次に、本実施の形態に係るＡＧＣ後の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力について図２を参照しながら説明する。図２は、実施の形態に係るＡＧＣ後の受信電力とＡＧＣ後のＣＰ相関電力を示す信号波形図である。
図２に示すように、上段のように無送信時の妨害電力のゲインを抑えることにより下段の無送信時のＣＰ相関電力を抑えることが可能となり、ピーク位置検出部６での誤同期の問題を改善することができる。
【００３３】
［実施の形態の効果］
本ＯＦＤＭ受信装置によれば、同期状態が同期維持状態（受信時）又は未同期状態（非受信時（未受信時））のいずれかによって異なる最大ゲイン値を算出し、その最大ゲイン値と受信電力値から算出したゲイン値とを比較し、小さい方のゲイン値でＡＧＣ制御を行い、そのＡＧＣ制御された受信信号を用いて同期処理を行うシンボル同期回路を備えるようにしているので、妨害波混信受信時においても、誤同期による受信エラーの発生を防止し、無線通信品質を安定化できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、妨害波混信受信時においても、誤同期による受信エラーの発生を防止し、無線通信品質を安定化できる受信装置に好適である。
【符号の説明】
【００３５】
１...シンボル同期回路、  ２...受信電力計算部、  ３...ゲイン値計算部、  ４...ゲイン制御部（ＡＧＣ）、  ５...ＣＰ相関部、  ６...ピーク位置検出部、  ７...同期処理部、  ８...Ｄ電力・Ｉ電力計算部、  ９...最大ゲイン値計算部、  ２０...シンボル同期回路、  ２１...受信電力計算部、  ２２...ゲイン値計算部、  ２３...ゲイン制御部（ＡＧＣ）、  ２４...ＣＰ相関部、  ２５...ピーク位置検出部、  ２６...同期処理部、  ３０...、
【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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