(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動利得制御用信号を送信し、前記自動利得制御用信号の後に同期用信号を送信するＯＦＤＭ送信装置であって、
前記自動利得制御用信号の直後かつ前記同期用信号の直前にヌル信号を挿入してＯＦＤＭ信号を生成するヌル信号挿入手段と、
前記生成されたＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ通信装置。
【請求項２】
前記ヌル信号の区間の長さは、前記自動利得制御用信号の区間の長さよりも短く設定する請求項１に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項３】
前記ヌル信号の区間の長さを制御する制御手段、をさらに具備する請求項２に記載のＯＦＤＭ通信装置。
【請求項４】
自動利得制御用信号を送信し、前記自動利得制御用信号の後に同期用信号を送信するＯＦＤＭ送信装置であって、前記自動利得制御用信号の直後かつ前記同期用信号の直前にヌル信号を挿入してＯＦＤＭ信号を生成するヌル信号挿入手段と、前記生成されたＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、を具備するＯＦＤＭ通信装置と、
前記ＯＦＤＭ通信装置から送信されるＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置と、
を具備するＯＦＤＭ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムにおいて使用されるＯＦＤＭ通信装置及びＯＦＤＭ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５を用いて従来のＯＦＤＭ通信装置について説明する。図１５は、従来のＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図１５に示すＯＦＤＭ通信装置においては、まず、各サブキャリア毎の情報信号は、変調部１で、例えば、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)やＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)などでディジタル変調処理された後、同期用シンボル挿入部２で同期用シンボルが挿入される。
【０００４】
同期用シンボルが挿入された信号は、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部３でＩＦＦＴ演算されてＯＦＤＭ信号となる。このＯＦＤＭ信号は、ガード区間挿入部４でガードインターバルが挿入される。この信号のフレームは、図１６に示すようになり、ＡＧＣ用シンボル２１と、同期用シンボル２２と、位相基準シンボル又はパイロットシンボル２３と、ガードインターバル（ガード区間）２４と、有効シンボル２５とで構成されている。
【０００５】
ガードインターバルが挿入された信号は、Ｄ／Ａ変換部５でＤ／Ａ変換されてベースバンド信号となる。このベースバンド信号は、図示しない無線送信部で通常の無線送信処理がなされて送信信号としてアンテナを介して送信される。
【０００６】
アンテナを介して受信された信号は、図示しない無線受信部で通常の無線受信処理がなされてベースバンド信号となる。このベースバンド信号は、直交検波器で直交検波処理され、ローパス・フィルタで不要周波数成分が除去される（直交検波器及びローパス・フィルタはいずれも図示しない）。このベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換部６でＡ／Ｄ変換される。なお、直交検波処理により受信信号は同相成分と直交成分に分かれるが図面では一つの信号経路としている。
【０００７】
このベースバンド信号は、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)部１２でＦＦＴ演算されて、各サブキャリアに割り当てられた信号が得られる。このとき、ベースバンド信号は、遅延部７により遅延されて乗算器８に送られる。乗算器８では、ベースバンド信号と遅延された信号との間で乗算処理がなされ、その乗算結果が積算部９で積算される。そして、積算結果が、減算器１０に送られて、しきい値との間で減算処理され、判定部１１でしきい値判定される。そして、この判定結果がＦＦＴ部１２に送られる。
【０００８】
ＦＦＴ部１２でＦＦＴ演算された信号は、復調部１３に送られ、遅延検波処理され、判定部１４で１ビット前の信号と異なるかどうかが判定されて復調信号となる。
【０００９】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置において、シンボル同期をとる場合、まず、ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部７で１シンボルだけ遅延させた信号とを乗算器８に送り、そこで複素乗算処理を行なう。
【００１０】
次いで、乗算器８の出力を積算部９に送り、複素乗算結果を積算する。ここで、位相基準シンボルは、同期用シンボルと同じ信号であるため、両者の積算結果は、図１７のＡ部に示すように、１シンボル遅延させた信号の位相基準シンボルでピークを生じる。したがって、積算結果がしきい値を超えるタイミングを検出することによって、シンボル同期を確立することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＯＦＤＭ通信装置では、シンボル同期を確立する場合に、上述したように積算結果がしきい値を超えるタイミングを検出しているので、伝搬環境が悪いときには、積算結果がしきい値を超えないことがある。この場合、タイミング検出がなされず、シンボル同期を確立することができない。このようにシンボル同期が確立されないと、ＯＦＤＭ装置では実際に到達している信号を受信していないと判断してしまう。
【００１２】
一方、積算結果に対して行なうしきい値判定のしきい値を下げることが考えられるが、この場合、シンボル確立タイミングより時間的に前方のタイミングで積算結果がしきい値を超えてしまうことがあり、同期ずれを起こす恐れがある。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、伝搬環境が悪い状態でも確実にシンボル同期を確立することができるＯＦＤＭ通信装置及びＯＦＤＭ通信システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の骨子は、ＯＦＤＭ通信装置におけるシンボル同期確立の際に、同期確立のためのしきい値を複数用意しておき、相関結果が用意したしきい値のうち最大のしきい値を超えたタイミングを同期確立タイミングとすることである。これにより、伝搬環境が悪い状況下でも確実にシンボル同期を確立することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のＯＦＤＭ通信装置の一つの態様は、自動利得制御用信号を送信し、前記自動利得制御用信号の後に同期用信号を送信するＯＦＤＭ送信装置であって、前記自動利得制御用信号の直後かつ前記同期用信号の直前にヌル信号を挿入してＯＦＤＭ信号を生成するヌル信号挿入手段と、前記生成されたＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００１６】
本発明のＯＦＤＭ通信装置の一つの態様は、前記ヌル信号の区間の長さは、前記自動利得制御用信号の区間の長さよりも短く設定する構成を採る。
【００１７】
本発明のＯＦＤＭ通信装置の一つの態様は、前記ヌル信号の区間の長さを制御する制御手段、をさらに具備する構成を採る。
【００１８】
本発明のＯＦＤＭ通信システムの一つの態様は、自動利得制御用信号を送信し、前記自動利得制御用信号の後に同期用信号を送信するＯＦＤＭ送信装置であって、前記自動利得制御用信号の直後かつ前記同期用信号の直前にヌル信号を挿入してＯＦＤＭ信号を生成するヌル信号挿入手段と、前記生成されたＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、を具備するＯＦＤＭ通信装置と、前記ＯＦＤＭ通信装置から送信されるＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ通信装置と、を具備する構成を採る。
【００１９】
これらの構成によれば、自動利得制御用信号と同期用信号とに相関があるような場合においても、シンボル同期処理を開始してから比較的短い時間における同期獲得誤差を低減することができ、伝搬環境が悪い状態でも確実にシンボル同期を確立することができる。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、このＯＦＤＭ通信装置は、送信部を備えているが、ここではその構成を省略してある。
【００３６】
アンテナを介して受信された信号は、図示しない無線受信部で通常の無線受信処理がなされてベースバンド信号となる。このベースバンド信号は、直交検波器で直交検波処理され、ローパス・フィルタで不要周波数成分が除去される（直交検波器及びローパス・フィルタはいずれも図示しない）。このベースバンド信号は、Ａ／Ｄ変換部１０１でＡ／Ｄ変換される。なお、直交検波処理により受信信号は同相成分と直交成分に分かれるが図面では一つの信号経路としている。
【００３７】
このベースバンド信号は、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)部１１３でＦＦＴ演算されて、各サブキャリアに割り当てられた信号が得られる。このとき、ベースバンド信号は、乗算器１０３に送られると共に、遅延部１０２で遅延されて乗算器１０３に送られる。このベースバンド信号と遅延した信号は、相関処理される。すなわち、これらの信号は、乗算器１０３で乗算され、その乗算結果が積算部１０４で積算される。そして、積算結果が、減算器１０５，１０８に送られて、それぞれしきい値１及びしきい値２との間で減算処理される。
【００３８】
これらの減算結果は、それぞれ判定部１０６，１０９で正負判定されて、積算結果がしきい値を超えたかどうかが判断される。このしきい値判定の結果はそれぞれカウンタ１０７に送られる。減算器１０５のしきい値判定結果については、カウンタ１０７でカウントアップされる。このカウント数は、減算器１１０でしきい値との間で減算処理されて判定部１１１で正負判定される。カウント数がしきい値を超えた情報は、セレクタ１１２に送られ、セレクタでは、カウント数がしきい値を超えたその時に、高い方のしきい値を積算結果が超えたタイミングを選択する。このタイミングは、ＦＦＴ部に送られる。
【００３９】
ＦＦＴ部１１３でＦＦＴ演算された信号は、復調部１１４に送られ、遅延検波処理され、判定部１１５で１ビット前の信号と異なるかどうかが判定されて復調信号となる。
【００４０】
一方、送信側では、有効シンボルにＡＧＣ用シンボル、同期用シンボル、パイロットシンボル、ガードインターバルが挿入された信号は、Ｄ／Ａ変換部でＤ／Ａ変換されてベースバンド信号となる。このベースバンド信号は、無線送信部で通常の無線送信処理がなされて送信信号としてアンテナを介して送信される。なお、これらの送信側の構成については図示していない。
【００４１】
次に、上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
アンテナから受信された信号は、通常の無線受信処理に供される。すなわち、受信信号は、図示しない無線受信部で増幅、周波数変換され、Ａ／Ｄ変換部１０１でＡ／Ｄ変換されてベースバンド信号となる。なお、上述したように、受信信号は、図示しない直交検波器で同相成分と直交成分に分けられてそれぞれ処理されるが、図においては、一つの経路で表わしている。その後、ベースバンド信号について、シンボル同期を確立する。以下、このシンボル同期について説明する。
【００４２】
まず、ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号とを乗算器１０３に送り、そこで両者の信号で複素乗算処理を行なう。
【００４３】
次いで、乗算器１０３の出力を積算部１０４に送り、複素乗算結果を積算する。ここで、位相基準シンボルは、同期用シンボルと同じ信号であるため、両者の積算結果は、図１７のＡ部に示すように、単位シンボル（ここでは１シンボル）遅延させた信号の位相基準シンボルでピークを生じる。したがって、積算結果がしきい値を超えるタイミングを検出することによって、シンボル同期を確立することができる。
【００４４】
本実施の形態におけるＯＦＤＭ通信装置では、積算結果について２種類のしきい値を用いて判定を行なう。なお、ここでは、２種類のしきい値を用いた場合について説明するが、３種類以上のしきい値を用いて判定を行なう場合も同様な処理を行なう。
【００４５】
このＯＦＤＭ通信装置においては、しきい値２が上述したしきい値であり、しきい値１がしきい値２より小さい値であるとする。積算部１０４からの出力、すなわち積算結果は減算器１０５，１０８に送られる。減算器１０５では、入力された積算結果としきい値１との間で減算処理がなされ、減算器１０８では、入力された積算結果としきい値２との間で減算処理がなされる。
【００４６】
これらの減算結果は、それぞれ判定部１０６，１０９に送られ、正負判定がなされ、しきい値を超えたかどうか判断される。ここで、しきい値１は、しきい値２より小さいので、積算結果は、ある時点でまずしきい値１を超えることになる。このとき、積算結果がしきい値１を超えたことを表わす信号が判定部１０６からカウンタ１０７に送られ、カウンタ１０７でカウントアップされる。
【００４７】
また、このとき、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。
【００４８】
カウンタ１０７のカウント数（積算結果がしきい値１を超えた回数）は、減算器１１０で所定のしきい値との間で減算処理され、その減算結果が判定部１１１で正負判定される。カウント数がしきい値を超えた時には、そのことを表わす信号がセレクタ１１２に送られる。
【００４９】
セレクタ１１２では、カウント数がしきい値を超えたことを表わす信号が入力された時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照する。すなわち、積算結果がしきい値１及びしきい値２を超えたか、しきい値１しか超えていないかを参照する。これにより、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。すなわち、積算結果が所定時間経過後にしきい値１及びしきい値２を超えていれば、積算結果がしきい値２を超えたタイミングをＦＦＴ部１１３に送り、積算結果が所定時間経過後にしきい値１のみを超えていれば、積算結果がしきい値１を超えたタイミングをＦＦＴ部１１３に送る。なお、カウンタ１０７のカウント数は、積算結果が高い方のしきい値２を超えたときにリセットされる。
【００５０】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。このようにして、送信側と受信側とでシンボル同期を合わせてＦＦＴを開始するようにタイミングを取る。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【００５１】
このように本実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置によれば、シンボル同期確立に用いるためのしきい値を複数用意し、相関結果が用意したしきい値のうちの最大のしきい値を超えたタイミングをシンボル同期タイミングとしているので、伝搬状況が悪い場合であっても、シンボル同期不検出が生じることを回避することができ、シンボル同期誤差を低減することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、シンボル同期確立に用いるためのしきい値を回線品質に応じて可変とする場合について説明する。
【００５３】
図２は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２に示すＯＦＤＭ通信装置において、図１に示すＯＦＤＭ通信装置と同じ部分については図１と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５４】
このＯＦＤＭ通信装置では、減算器１０５，１０８に入力するしきい値を選択するセレクタ２０１，２０２が設けられている。セレクタ２０１，２０２では、積算結果に対するしきい値を回線品質に応じて切り替える。すなわちセレクタ２０１では、回線品質が良いときにしきい値１を用い、回線品質が悪いときにしきい値１'を用いる。また、セレクタ２０２では、回線品質が良いときにしきい値２を用い、回線品質が悪いときにしきい値２'を用いる。この回線品質は、復調部１１４の復調結果と、判定部１１５の判定結果との差を減算器２０３で求めることにより得られる。その差は、回線品質情報としてメモリ２０４に記憶される。
【００５５】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号との間の複素乗算処理結果の積算結果について２種類のしきい値１，２でしきい値判定を行なう。
【００５６】
積算結果がしきい値１，２を超えた回数はカウンタ１０７でカウントされ、しきい値判定される。また、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、そのタイミング情報は所定時間保持される。同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。所定時間経過後、その時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照して、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。
【００５７】
すなわち、積算結果が上記保持時間経過後にしきい値１及びしきい値２を超えていれば、積算結果がしきい値２を超えたタイミングをＦＦＴ部１１３に送り、積算結果が上記保持時間経過後にしきい値１のみを超えていれば、積算結果がしきい値１を超えたタイミングをＦＦＴ部１１３に送る。
【００５８】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【００５９】
ここで、受信信号に基づいて回線品質を測定する。例えば、復調後の信号と判定部１１５で象限判定した信号との差（位相差）を減算器２０３で求め、その位相差情報をメモリ２０４に格納する。このとき、位相差が大きいときには、伝搬環境が悪いと判断され、位相差が小さいときには、伝搬環境が良いと判断される。
【００６０】
伝搬環境についての情報は、回線品質情報としてセレクタ２０１，２０２に送られる。具体的には、伝搬環境が悪いと、設定したしきい値では積算結果がしきい値を超えない可能性があるので、しきい値を下げる指示がセレクタに送られ、伝搬環境が良いと、しきい値を維持する又は上げる指示がセレクタに送られる。セレクタ２０１，２０２では、しきい値の上げ下げに関する指示に基づいてしきい値を変更する。
【００６１】
すなわち、しきい値を下げる指示により、セレクタ２０１，２０２では、しきい値１，２からそれより小さいしきい値１'，２'に変更する。なお、位相差としきい値１，２の変更との関係については、例えば位相差に対するしきい値を設定しておいて、位相差がしきい値を超えたときに、しきい値１，２を変更するようにすることが考えられる。
【００６２】
また、図３に示すように、カウンタ１０７のカウント数（積算結果がしきい値１を超えた回数）に対するしきい値も回線品質に応じてセレクタ３０１でしきい値’と切り替えるようにしても良い。例えば、伝搬環境が悪いと、しきい値をしきい値’に下げる指示がセレクタ３０１に送られ、しきい値がしきい値’に切り替えられる。
【００６３】
このように、本実施の形態においては、シンボル同期確立に用いるためのしきい値を回線品質に応じて可変とするので、回線品質に応じてしきい値を最適化することができるので、さらに高精度にシンボル同期タイミングを検出することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、回線品質に応じて２種類のしきい値を設定した場合について説明しているが、回線品質に応じて変更するしきい値を３種類以上に設定しても良い。このように回線品質に応じて変更するしきい値数を増やすことにより、伝搬環境に応じてより細かい制御を行なうことができる。
【００６５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、信号レベル情報をシンボル同期確立に用いて、信号が送信されていないタイミングでシンボル同期が確立されることを防止する場合について説明する。
【００６６】
図４は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図４に示すＯＦＤＭ通信装置において、図１に示すＯＦＤＭ通信装置と同じ部分については図１と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６７】
このＯＦＤＭ通信装置は、受信信号の信号レベルを記憶するメモリ４０１と、この信号レベルと所定のしきい値Ｌとの間で減算処理を行なう減算器４０２と、減算結果に対して正負判定を行なう判定部４０３と、判定結果に基づいてシンボル同期タイミングを使用するかどうかを切り替えるセレクタ４０４とを有する。
【００６８】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号との間の複素乗算処理結果の積算結果について２種類のしきい値１，２でしきい値判定を行なう。
【００６９】
積算結果がしきい値１，２を超えた回数はカウンタ１０７でカウントされ、しきい値判定される。また、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、そのタイミング情報は所定時間保持される。同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。所定時間経過後、その時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照して、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。
【００７０】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【００７１】
受信信号は、復調後の信号から受信レベルが測定され、その受信レベルがメモリ４０１に送られる。メモリ４０１に記憶された受信レベルについてしきい値判定を行なう。すなわち、受信レベルとしきい値Ｌとが減算器４０２で減算処理され、その正負判定が判定部４０３で行なわれる。このしきい値Ｌは、例えば信号が送信される最低の受信レベルに設定する。そして、セレクタ４０４では、受信レベルがしきい値Ｌを超えたかどうかにより、シンボル同期確立を行なうかどうかを選択する。したがって、受信レベルがしきい値Ｌ以下であれば、シンボル同期確立の処理を停止し、受信レベルがしきい値Ｌを超えれば、実施の形態１と同様にしてシンボル同期確立処理を行なう。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、信号レベル情報をシンボル同期確立に用いて、シンボル同期確立処理の要否を選択するので、信号が送信されていないタイミングでシンボル同期が確立されることを確実に防止することができる。
【００７３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、相関結果が最大しきい値を超える回数が一定回数以上であるときにシンボル同期確立したと判断する場合について説明する。
【００７４】
図５は、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図５に示すＯＦＤＭ通信装置において、図１に示すＯＦＤＭ通信装置と同じ部分については図１と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７５】
このＯＦＤＭ通信装置は、減算器１０５，１０８においてしきい値１，２を超えた回数をカウントするカウンタ１  ５０１，カウンタ２  ５０２と、このカウンタ５０１，カウンタ５０２のカウント数と所定のしきい値３との間で減算処理を行なう減算器５０３，５０４とを有する。
【００７６】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号との間の複素乗算処理結果の積算結果について２種類のしきい値１，２でしきい値判定を行なう。
【００７７】
積算結果がしきい値１を超えた回数は、カウンタ５０１でカウントされ、積算結果がしきい値２を超えた回数は、カウンタ５０２でカウントされる。積算結果がしきい値１，２を超えた回数は、減算器５０３，５０４でそれぞれしきい値３との間で減算処理される。この減算結果について判定部１０６，１０９でそれぞれ正負判定が行なわれる。この判定部１０６，１０９でしきい値３を超えたと判断したときにはじめてしきい値１，２を超えたと判断される。
【００７８】
積算結果がしきい値１，２を超えた回数は、カウンタ１０７でカウントされ、しきい値判定される。また、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、そのタイミング情報は所定時間保持される。同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。所定時間経過後、その時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照して、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。
【００７９】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【００８０】
本実施の形態においては、カウンタ５０１，５０２のカウント数のしきい値判定に用いるしきい値３を同じにした場合について説明しているが、本実施の形態においては、図６に示すように、減算器５０３でカウンタ５０１のカウント数のしきい値判定に用いるしきい値３と、減算器６０１でカウンタ５０２のカウント数のしきい値判定に用いるしきい値４とを異なるように設定することにより、さらに高精度にシンボル同期を確立することができる。
【００８１】
すなわち、積算結果に対するしきい値は高いほど、それを超える回数は少なくなるため、大きい方のしきい値２を超えるカウント数に対するしきい値４をしきい値１を超えるカウント数に対するしきい値３よりも小さく設定することが好ましい。これにより、さらに正確にしきい値判定を行なうことができる。
【００８２】
また、上記説明においては、積算結果がしきい値１，２を超えたときにカウンタ５０１，５０２のカウント数を増加する場合について説明しているが、積算結果がしきい値１，２を超えないときにはカウンタ５０１，５０２のカウント数を減少するようにしても良い。伝搬環境が悪く、信号対雑音比が悪い場合には、時間的に前で相関値が突発的に大きくなる場合がある。このような場合には、その後積算結果がしきい値１，２を超えないことになる。このため、積算結果がしきい値を超えないときにカウント数を減少させることにより、突発的に相関値が大きくなったことを相殺することができ、誤ってシンボル同期を確立してしまうことを防止できる。
【００８３】
このように、本実施の形態においては、相関結果が最大しきい値を超える回数が一定回数以上であるときにシンボル同期確立したと判断するので、突発的に相関結果がしきい値を超えたときに、シンボル同期を確立してしまうことを回避することができる。これにより、さらに高精度にシンボル同期を確立することができる。
【００８４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、相関結果が最大しきい値を超える回数のしきい値を回線品質に応じて可変にする場合について説明する。
【００８５】
図７は、本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図７に示すＯＦＤＭ通信装置において、図５に示すＯＦＤＭ通信装置と同じ部分については図５と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００８６】
このＯＦＤＭ通信装置は、カウンタ５０１，５０２のカウント数のしきい値判定に用いるしきい値３，４を回線品質情報に応じてしきい値３'，しきい値４'と切り替えるセレクタ７０１，７０２と、復調後の信号についての象限判定前後の信号の位相差を求める減算器２０３と、この減算結果を記憶するメモリ２０４とを有する。
【００８７】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号との間の複素乗算処理結果の積算結果について２種類のしきい値１，２でしきい値判定を行なう。
【００８８】
積算結果がしきい値１を超えた回数は、カウンタ５０１でカウントされ、積算結果がしきい値２を超えた回数は、カウンタ５０２でカウントされる。積算結果がしきい値１，２を超えた回数は、減算器５０３，５０４でそれぞれしきい値３との間で減算処理される。この減算結果について判定部１０６，１０９でそれぞれ正負判定が行なわれる。この判定部１０６，１０９でしきい値３を超えたと判断したときにはじめてしきい値１，２を超えたと判断される。
【００８９】
積算結果がしきい値１，２を超えた回数は、カウンタ１０７でカウントされ、しきい値判定される。また、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、そのタイミング情報は所定時間保持される。同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。所定時間経過後、その時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照して、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。
【００９０】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【００９１】
復調後の信号と判定部１１５で象限判定した信号との差（位相差）を減算器２０３で求め、その位相差情報をメモリ２０４に格納する。このとき、位相差が大きいときには、伝搬環境が悪いと判断され、位相差が小さいときには、伝搬環境が良いと判断される。
【００９２】
伝搬環境についての情報は、回線品質情報としてセレクタ７０１，７０２に送られる。具体的には、伝搬環境が悪いと、設定したしきい値ではカウント数がしきい値を超えない可能性があるので、しきい値を下げる指示がセレクタに送られ、伝搬環境が良いと、しきい値を維持する又は上げる指示がセレクタに送られる。セレクタ７０１，７０２では、しきい値の上げ下げに関する指示に基づいてしきい値を変更する。
【００９３】
すなわち、しきい値を下げる指示により、セレクタ７０１，７０２では、しきい値３，４からそれより小さいしきい値３'，４'に変更する。なお、位相差としきい値３，４の変更との関係については、例えば位相差に対するしきい値を設定しておいて、位相差がしきい値を超えたときに、しきい値３，４を変更するようにすることが考えられる。
【００９４】
また、図８に示すように、回線品質情報について、１バーストで判断するのではなく、複数バーストの回線品質情報（しきい値変更の指示）を平均化部８０１で平均化してカウント数に対するしきい値３，４を変更するようにしても良い。これにより、カウント数に対するしきい値３，４を回線品質に応じてより最適に変更することができる。
【００９５】
このように、本実施の形態においては、相関結果がしきい値を超えた回数に対するしきい値判定に用いるしきい値を回線品質に応じて可変とするので、回線品質に応じて前記しきい値を最適化することができるので、突発的に相関結果がしきい値を超えたときに、シンボル同期を確立してしまうことを確実に回避することができる。
【００９６】
（実施の形態６）
本実施の形態では、送信側で送信信号における同期用シンボルの前に０シンボルを挿入して、受信側において時間的に前方での相関値を低減する場合について説明する。
【００９７】
図９は、本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。図９においては、受信側の構成は省略する。
【００９８】
まず、各サブキャリア毎の情報信号は、変調部９０１で、例えば、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)やＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)などでディジタル変調処理された後、同期用シンボル挿入部９０２で同期用シンボルが付加され、その後、０シンボル挿入部９０３で相関値抑制用信号である０シンボルが付加される。
【００９９】
所定のシンボルが挿入された信号は、ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部９０４でＩＦＦＴ演算されてＯＦＤＭ信号となる。このＯＦＤＭ信号は、ガード区間挿入部９０５でガードインターバルが挿入される。ガードインターバルが挿入された信号はＤ／Ａ変換部９０６でＤ／Ａ変換されてベースバンド信号となる。このベースバンド信号は、図示しない無線送信部で通常の無線送信処理がなされて送信信号としてアンテナを介して送信される。
【０１００】
次に、上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について図９及び図１０を用いて説明する。変調部９０１でディジタル変調された信号には、ＡＧＣシンボル１００１が挿入された後に、同期用シンボル挿入部９０２で同期用シンボル１００３が挿入される。この同期用シンボル挿入部９０２は、スイッチで構成されており、同期用シンボル１００３を挿入する旨の制御信号１が入力されたときにスイッチが切り換わり、同期用シンボル１００３を挿入するようになっている。なお、同期用シンボル１００３の後には、位相基準シンボル（パイロットシンボル）１００４が挿入される。この位相基準シンボル１００４は、同期用シンボル１００３と同一の信号である。また、この位相基準シンボル１００４の挿入は、同期用シンボル挿入部９０２で同様に行われる。
【０１０１】
同期用シンボル９０１が挿入された信号の同期用シンボル１００３の前には、０シンボル挿入部９０３で０シンボル１００２が挿入される。この０シンボル挿入部９０３は、スイッチで構成されており、０シンボル１００２を挿入する旨の制御信号２が入力されたときにスイッチが切り換わり、０シンボル１００２を挿入するようになっている。
【０１０２】
このように同期用シンボル１００３及び０シンボル１００２が挿入された信号は、ＩＦＦＴ部９０４に送られ、ＩＦＦＴ演算される。すなわち、ＩＦＦＴ部９０４では、周波数軸上において位相と振幅の情報を含む複素数データを各シンボル期間ごとに時間軸上へＩＦＦＴ変換することにより、時間軸上の信号波形を得る。
【０１０３】
次いで、ＩＦＦＴ変換された信号波形には、ガード区間挿入部９０５でガードインターバル（ガード区間）１００５が挿入される。具体的には、有効シンボル１００６の後端部の一部の波形をガードインターバル１００５として挿入する。このように、遅延時間を許容するガードインターバル１００５を挿入することにより、ビット誤り率の増加を抑えることができ、耐マルチパス性を向上させることができる。
【０１０４】
次いで、このようにガードインターバルを挿入した信号は、Ｄ／Ａ変換部９０６でＤ／Ａ変換される。その後、Ｄ／Ａ変換された信号は、通常の無線送信処理に供された後に送信される。すなわち、上記信号は、図示しない無線送信部で周波数変換及び増幅され、アンテナから送信される。
【０１０５】
本実施の形態においては、信号のフレーム中において、同期用シンボル１００３の前に０シンボル１００２が挿入されている。したがって、受信信号と１シンボル遅延させた信号との間で相関をとったときに、受信信号の０シンボルと同期用シンボルとの間で相関処理がなされる。この場合、０シンボルとの間で相関処理されるので、相関結果は非常に小さいものとなる。このため、比較的前の時間帯で、しきい値を超えることがなくなり、正確にＦＦＴ処理開始タイミングを検出することができる。
【０１０６】
このように、本実施の形態では、同期用シンボルの前に０シンボルを挿入しているので、時間的に前での相関出力を低減することができる。したがって、時間的に前で、しきい値を超えることを抑えることができる。その結果、時間的に前方での同期誤差の発生を防止して、正確にＦＦＴ処理開始タイミングを検出することができる。
【０１０７】
また、本実施の形態においては、同期用シンボルの前に同期用シンボル周期より短い区間の０信号を挿入する場合についても同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
図１１に示すＯＦＤＭ通信装置では、送信部において、同期用シンボルを挿入した信号に対してＩＦＦＴ処理を施し、ガードインターバルを挿入した後に、０信号を挿入する。このため、図９に示すＯＦＤＭ通信装置から０シンボル挿入部９０２を削除し、ガード区間挿入部９０５の後段に０信号挿入部１１０１を設けている。
【０１０９】
次に、上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について図１１及び図１２を用いて説明する。変調部９０１でディジタル変調された信号には、上記と同様にして、同期シンボル挿入部９０２で同期用シンボル１００３が挿入される。なお、同期用シンボル１００３の後には、位相基準シンボル１００４が挿入される。この位相基準シンボル１００４は、同期用シンボル１００３と同一の信号である。また、この位相基準シンボル１００４の挿入は、同期用シンボル挿入部９０２で同様に行われる。
【０１１０】
同期用シンボル１００３が挿入された信号は、ＩＦＦＴ部９０４に送られ、ＩＦＦＴ演算される。次いで、ＩＦＦＴ変換された信号波形には、ガード区間挿入部９０５でガードインターバル（ガード区間）１００５が挿入される。
【０１１１】
次いで、ガードインターバルを挿入した信号は、０信号挿入部１１０１で相関値抑制用信号である０信号が挿入される。この０信号挿入部１１０１は、スイッチで構成されており、０信号１２０１を挿入する旨の制御信号３が入力されたときにスイッチが切り換わり、０信号１２０１を挿入するようになっている。この０信号１２０１の区間は、同期用シンボル１００３の周期よりも短く設定されている。例えば、１／４シンボル程度に設定することが好ましい。これにより、パワのない信号を送る区間をできるだけ短くすることができる。
【０１１２】
次いで、このように０信号を挿入した信号は、Ｄ／Ａ変換部９０６でＤ／Ａ変換される。その後、Ｄ／Ａ変換された信号は、通常の無線送信処理に供された後に送信される。すなわち、上記信号は、図示しない無線送信部で周波数変換及び増幅され、アンテナから送信される。
【０１１３】
このような構成によれば、時間的に前での相関出力を低減して、時間的に前方での同期誤差の発生を防止すると共に、伝送効率の低下を抑えることができる。
【０１１４】
また、本実施の形態においては、図１３に示すように、０信号挿入部１１０１に入力する制御信号３を回線品質に応じて切り替えるようにしても良い。すなわち、制御信号３，３'を切り替えるスイッチ１３０１に回線品質情報を入力して、０信号を挿入する区間を制御する。例えば、回線品質が悪いときには、０信号を挿入する区間を長くし、回線品質が良いときには、０信号を挿入する区間を短くする。
【０１１５】
このよう構成によれば、０信号の挿入区間を回線品質に応じて可変とするので、回線品質に応じて０信号の挿入区間を適応的に最適化することができる。これにより、さらに高精度に時間的に前方での同期誤差の発生を防止すると共に、伝送効率の低下を抑えることができる。
【０１１６】
（実施の形態７）
本実施の形態においては、複数用意したしきい値のうち小さい方のしきい値を超えたときの積算結果を次のより高いしきい値に反映させる場合について説明する。
【０１１７】
図１４は、本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１４に示すＯＦＤＭ通信装置において、図６に示すＯＦＤＭ通信装置と同じ部分については図６と同一の符号を付してその説明は省略する。
【０１１８】
このＯＦＤＭ通信装置は、判定部１０６，１０９で判定されたしきい値判定の結果に基づいてその時点での積算結果をメモリ１４０２に記憶させるスイッチ１４０１を有する。
【０１１９】
上記構成を有するＯＦＤＭ通信装置の動作について説明する。
ＦＦＴ演算前のベースバンド信号と、ＦＦＴ処理前の信号を遅延部１０２で、例えば１シンボルだけ遅延させた信号との間の複素乗算処理結果の積算結果について２種類のしきい値１，２でしきい値判定を行なう。
【０１２０】
積算結果がしきい値１，２を超えた回数は、カウンタ１０７でカウントされ、しきい値３，４を用いてしきい値判定される。また、積算結果がしきい値１を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られ、そのタイミング情報は所定時間保持される。同様に積算結果がしきい値２を超えた旨の情報及びそのときのタイミングの情報がセレクタ１１２に送られる。所定時間経過後、その時点で、判定部１０６及び判定部１０９からの情報を参照して、どのタイミングをＦＦＴ部１１３に送るかどうかを決定する。
【０１２１】
ＦＦＴ部１１３は、送られたタイミングをＦＦＴ処理開始タイミングとして、ベースバンド信号に対してＦＦＴ処理を行なう。さらに、ＦＦＴ処理された信号は、復調部１１４で復調され、その復調結果が判定部１１５に送られ、そこで象限判定が行なわれた後に復調信号となる。
【０１２２】
積算結果がしきい値１，２を超えたと判定された情報は、スイッチ１４０１に送られる。このとき、その時点での積算結果がメモリ１４０２に記憶され、その積算結果が減算器１０８に入力されてしきい値２がその積算結果に更新される。
【０１２３】
すなわち、しきい値１は超えるが、それより高いしきい値２を超えない場合に、しきい値１を超えたタイミングをシンボル同期タイミングとすると、まだ正確なタイミング位置よりも時間的に前方で同期確立されてしまうことがある。このため、その時点での最大しきい値を超えたときのその積算結果をより高いしきい値として更新する。これにより、さらに正確にしきい値判定を行なうことができ、さらに高精度にシンボル同期を確立することができる。
【０１２４】
上記実施の形態１〜７のＯＦＤＭ通信装置は、無線通信システムにおける移動局装置のような通信端末装置及び基地局装置に適用することができる。
【０１２５】
なお、本発明は、上記実施の形態１〜７に限定されず、種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態１〜７は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のＯＦＤＭ通信装置は、シンボル同期確立に用いるためのしきい値を複数用意し、相関結果が用意したしきい値のうちの最大のしきい値を超えたタイミングをシンボル同期タイミングとしているので、伝搬状況が悪い場合であっても、シンボル同期不検出が生じることを回避することができ、シンボル同期誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図１０】上記実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置において使用する信号のフレーム図
【図１１】上記実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図１２】上記実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置において使用する信号のフレーム図
【図１３】上記実施の形態に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図１４】本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図１５】従来のＯＦＤＭ通信装置の構成を示すブロック図
【図１６】従来のＯＦＤＭ通信装置において使用する信号のフレーム図
【図１７】受信信号及び相関結果のタイミングを示す図
【符号の説明】
１０１  Ａ／Ｄ変換部
１０２  遅延部
１０３  乗算器
１０４  積算部
１０５，１０８，１１０  減算器
１０６，１０９，１１１，１１５  判定部
１０７  カウンタ
１１２  セレクタ
１１３  ＦＦＴ部
１１４  復調部
【図１】
0004199349.tif 000002
【図２】
0004199349.tif 000003
【図３】
0004199349.tif 000004
【図４】
0004199349.tif 000005
【図５】
0004199349.tif 000006
【図６】
0004199349.tif 000007
【図７】
0004199349.tif 000008
【図８】
0004199349.tif 000009
【図９】
0004199349.tif 000010
【図１０】
0004199349.tif 000011
【図１１】
0004199349.tif 000012
【図１２】
0004199349.tif 000013
【図１３】
0004199349.tif 000014
【図１４】
0004199349.tif 000015
【図１５】
0004199349.tif 000016
【図１６】
0004199349.tif 000017
【図１７】
0004199349.tif 000018