(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、送信トレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重し送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備えた無線送信装置において、
前記トレーニングシンボル生成手段は、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成手段を備え、
前記シンボル多重化手段は、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入する多重化手段を備え、
前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いる
ことを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、
前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備え、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、
前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、
前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段と
を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項３】
シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、
前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段と
を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項４】
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、
各入力信号系統に関して、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル及びパイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル及びパイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
各入力信号系統に関して、前記パイロットシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
各入力信号系統に関して、前記ポストンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値同士の和算結果の和をさらに計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、
前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和算結果から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段と
を備えることを特徴とする請求項３記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記伝搬路推定手段は、
前記受信バーストシンボル系列中に含まれるプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ抽出するトレーニングシンボル抽出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段で抽出されたプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列を順に多重化するシンボル多重化手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記トレーニングシンボル生成手段で生成されたトレーニングシンボル系列を用いて前記多重化されたトレーニングシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路変動推定手段と、
前記伝搬路変動推定手段で推定されたトレーニングシンボル系列を用いて、受信バーストシンボル系列内の情報シンボル系列に矩形フィルタ処理を施すフィルタ処理手段と
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の無線受信装置。
【請求項６】
情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、
前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記無線受信装置は、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、
前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備え、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、
前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、
前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入して、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、
前記無線受信装置は、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、
前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、単一系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成ステップと、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成ステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化ステップを含み、
前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記無線受信装置は、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、
前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、
前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、
前記搬送波周波数推定ステップで推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期ステップで搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、
前記伝搬路推定ステップで推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、
前記伝搬路変動補償ステップで伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含み、
前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップは、
前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出ステップと、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいてそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出ステップと、
前記相関ピーク検出ステップで検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいて出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択ステップとを含む
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、複数系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成ステップと、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成ステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化ステップとを含み、
前記無線受信装置は、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成ステップと、
前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含む
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信方法であって、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成ステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入する多重化ステップとを含み
前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いる
を含むことを特徴とする無線送信方法。
【請求項１１】
シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を単一系統の空中線で受信する無線受信方法であって、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、
前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、
前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、
前記推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、
前記推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、
前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含み、
前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップは、
前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出ステップと、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいてそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出ステップと、
前記相関ピーク検出ステップで検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいて出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択ステップとを含む
ことを特徴とする無線受信方法。
【請求項１２】
シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を複数系統の空中線で受信する無線受信方法であって、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、
各入力信号系統に関して、前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成ステップと、
前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップと
を含むことを特徴とする無線受信方法。
【請求項１３】
前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項１４】
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項２または３に記載の無線受信装置。
【請求項１５】
前記無線送信装置は、
前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備え、
前記無線受信装置は、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項６または７に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記無線送信装置は、
前記シンボル多重化ステップによるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化ステップをさらに含み、
前記無線受信装置は、
前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップの前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化ステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項８または９に記載の無線通信方法。
【請求項１７】
シンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の無線送信方法。
【請求項１８】
前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト無線伝送用の無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物理的に異なる場所に設置された各通信局が、特定の割り当てられた時間帯のみ信号を送出し通信を行う方式は、時分割多元接続通信（Time Division Multiple Access：ＴＤＭＡ）方式と呼ばれる。ＴＤＭＡを用いる無線通信システムとしては、衛星通信システム（Ｄｙａｎｅｔ）や（例えば、非特許文献１参照）、簡易型携帯電話システムＰＨＳ（例えば、非特許文献２参照）などが知られている。また、通信時間帯の割り当てを必要としない自立分散型の多元接続通信方式として、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式がある。ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線ＬＡＮシステム（例えば、非特許文献３参照）などは、このＣＳＭＡ／ＣＡ方式を採用している。
これらＴＤＭＡシステムやＣＳＭＡ／ＣＡに共通しているのは、いずれも時間軸上で無線伝送信号が多重化されている点である。時分割通信を実現するためには、各通信局から送信される無線伝送信号は間欠的にならざるを得ない。すなわち、バースト通信を行うことが必須となる。無線バースト信号を受信して情報を取り出すためには、シンボルタイミング同期、搬送波周波数同期、搬送波位相同期（伝搬路変動補償を含む）、フレーム同期といった各種同期技術が必要となる（例えば、非特許文献４参照）。
【０００３】
これらの各種同期を実現するためには、無線バースト伝送信号に伝送したい情報信号系列だけでなく、各種同期を確立するための既知の信号系列（トレーニング信号）を時間軸上で多重化する方法が知られている。
【０００４】
図２５（ａ）、（ｂ）は、従来技術による、Ｄｙａｎｅｔや、ＰＨＳに代表されるシステム（以下、第１の従来システム）のバースト構成を示す概念図である。Ｄｙａｎｅｔでは、シンボルタイミング同期のためのＢＴＲ（Bit Timing Recovery）シンボル、搬送波周波数同期のためのＣＲ（Carrier Recovery）シンボル、フレーム同期のためのＵＷ（Unique Word）シンボルがトレーニング信号として用いられている（非特許文献１）。同じくＰＨＳでも、シンボルタイミング同期及び搬送波周波数同期のためのＰＲ（Preamble）シンボル、フレーム同期のためのＵＷシンボルが用いられている（非特許文献２）。
このように、第１の従来システムでは、図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、シンボルタイミング同期及び搬送波周波数同期に必要なトレーニング信号とフレーム同期のためのトレーニング信号とを分離する必要がある。このため、トレーニング信号によるオーバーヘッドが大きくなり、特に情報シンボル信号部分が短いバーストに対して伝送効率が劣化するという問題がある。
【０００５】
図２６は、第１の従来システムの受信同期処理を示す機能ブロック図である。第１の従来システムの受信同期処理では、クロック位相誤差推定１０、シンボルタイミング同期確立１１、搬送波周波数オフセット推定１２、搬送波周波数同期確立１３、ＵＷ相関検出１４、及びフレーム同期確立１５を行う。図２６に示すように、これらの３つの受信同期処理、すなわち、シンボルタイミング同期確立１１、搬送波周波数同期確立１３、フレーム同期確立１５を別の演算処理で行うことが必要であり、さらに各々のブロックで自己相関演算や、離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transform：ＤＦＴ）など負荷の大きい演算を必要とするため、受信処理ベースバンド回路の回路規模や、消費電力などが増大するという問題がある。
さらに、第１の従来システムでは、同期検波を行うために、搬送波位相同期が必要である。第１の従来システムでは、逆変調方式などに代表される搬送波再生方式を用いて搬送波位相同期を確立する。位相不確定性については、無変調信号であるＣＲを用いて除去するか、あるいは位相不確定性が存在しても復調が可能となるように、変調時に情報シンボルの差動符号化を行う。
また、第１の従来システムは、いずれも逐次復調方式であるが、搬送波周波数同期を確立し搬送波再生を行うには、複数のバースト信号を繰り返し参照して引き込むことが必要であり、１バースト時間で引き込むことはできない。また、バースト内での伝搬路変動に対してシンボル変調速度が十分大きいシステムに適用されるため、位相変動が小さく準静止状態とみなすことができる。すなわち、シンボル変調速度の小さい低速移動通信システム等に適用した場合には、バースト内での伝搬路変動に追従することは困難であり、伝送特性が劣化する。
【０００６】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠無線ＬＡＮの規格の１つに、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を適用したＩＥＥＥ８０２．１１ａ（以下、第２の従来システム）がある（例えば、上記非特許文献３の第９章参照）。
【０００７】
図２７は、第２の従来システムのバースト構成を示す概念図である。第２の従来システムでは、各受信同期処理を実現するために、シンボルタイミング同期、搬送波周波数同期、フレーム同期用のショートプリアンブルと、伝搬路歪み補償用のロングプリアンブルとの２種類のトレーニング信号がバースト先頭に配置される。
【０００８】
また、図２８（ａ）、（ｂ）は、第２の従来システムの受信同期処理の機能ブロック図と、同期検波復調処理の機能ブロック図である。図２８（ａ）では、ショートプリアンブル信号部に対し、スライディング相互相関演算２０で相互相関演算を行い、ピーク検出２１で相互相関値のピーク位置を検出し、フレーム同期確立シンボルタイミング同期確立２２でシンボルタイミング同期及びフレーム同期を確立し、自己相関演算２３及び位相検出２４で自己相関値の位相成分を検出することにより、搬送波周波数同期確立２５で搬送波周波数同期を確立する。搬送波周波数同期には、ロングプリアンブル信号部を用いることもできる。
【０００９】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、ＯＦＤＭを適用したマルチキャリア伝送方式であるため、同期検波を行うために全サブキャリアの伝搬路を推定する必要がある。図２８（ｂ）では、同期確立信号に対し、ロングプリアンブル伝搬路確立３０で伝送路を確立し、同期検波（伝搬路変動補償）３１で同期検波を行う。バースト内での伝搬路歪みの初期値は、ロングプリアンブル信号部を用いて推定されるが、シンボル変調速度がフェージングなどの伝搬路の時変動に対して十分大きいため、バースト内では準静止状態とみなせることが前提である。すなわち、シンボル変調速度の小さい低速移動通信システム等に適用した場合には、バースト内での伝搬路変動に追従することは困難であり、伝送特性が劣化する。
【００１０】
すなわち、第１の従来システム及び第２の従来システムのいずれにおいても、以下の３つの問題点が認められる。
（Ａ１）各受信同期処理のために、それぞれ専用のトレーニング信号を別々に用意する必要があるため、オーバーヘッドが大きくなり、特に情報シンボル信号部分が短い場合に伝送効率が劣化する。
（Ａ２）各受信同期処理を異なる信号処理で行うため、演算量が多く、受信装置の回路規模及び消費電力が増大する。
（Ａ３）バースト内での伝搬路変動に追従する仕組みを持たないため、低速移動通信等に適用した場合に無線伝送特性が劣化する。
【００１１】
上記（Ａ３）の問題を解決するため、伝搬路変動（フェージング変動）に追従可能なトレーニング信号を情報シンボル系列内に一定間隔で挿入するパイロットシンボル方式（以下、第３の従来システム）が考案されている（上記非特許文献４の４．３．２参照）。
【００１２】
図２９は、第３の従来システムのバースト構成を示す概念図である。また、図３０は、第３の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。第３の従来方式では、伝搬路変動推定４０で、伝搬路変動を推定し、伝搬路変動補償４１で補償する。既知のパイロットシンボル系列と情報シンボル系列とを時間軸上で多重化して送信することで、受信装置において、その伝搬路変動を推定ならびに補償することが可能となり、移動通信環境下においても良好な無線伝送特性を得ることが可能となる。
【００１３】
但し、パイロットシンボル方式の場合、フェージング推定の推定制度は、内挿方式に大きく依存することが知られている（上記非特許文献４の４．３．２参照）。ナイキストの内挿方式が最適であることが知られているが、内挿に必要な有限インパルス応答（Finite Impulse Response：ＦＩＲ）フィルタのタップ数が非常に大きくなり信号演算量が多くなるという問題がある。
【００１４】
また、誤り訂正方式などと組み合わせて非常に低いＣＮＲ領域で送受信を行う場合には、パイロットシンボルが雑音の影響を大きく受けて伝搬路変動推定精度が劣化することにより、結果として無線伝送特性を劣化させてしまうという問題を生じる。
【００１５】
さらに、フィルタタップ係数を大きくした場合でも、バースト端においては、それよりも外側のパイロット信号情報が存在しないことから、搬送波電力対雑音電力比（Carrier-to-noise Power Ratio：ＣＮＲ）の低い領域で無線伝送を行った場合に、伝搬路変動推定精度が劣化し、無線伝送特性が劣化するという問題を生じる。
【００１６】
すなわち、第３の従来システムにおいては、以下の２つの問題点が認められる。
（Ａ４）伝搬路変動推定及び補償処理に必要な演算量が多く、受信装置の回路規模及び消費電力が増大する。
（Ａ５）非常に低いＣＮＲ領域で無線伝送を行う場合に、無線伝送特性が劣化する。
【００１７】
上記（Ａ１）〜（Ａ５）の問題を解決するため、短パケットトラフィックが支配的な低速通信システムに適した無線バースト通信方式が知られている（以下、第４の従来システム：例えば、特許文献１参照）。第４の従来システムでは、上記（Ａ１）の問題点に対しては、共通の各同期に共通のトレーニング信号を用いることにより伝送効率の劣化を抑制している。また、上記（Ａ２）の問題点に対しては、各種受信同期処理に必要な信号処理を共通化することによって受信装置の回路規模及び消費電力を抑制している。上記（Ａ３）〜（Ａ５）の問題点に対しては、トレーニング信号を複数シンボル用いる簡易な伝搬路推定方式を適用することにより、伝搬路変動推定に必要な受信装置の回路規模及び消費電力を抑制すると同時に、無線伝送特性の劣化を抑制している。
【００１８】
図３１は、第４の従来システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。但し、図３１に示す構成は、時間多重されるトレーニング信号を用いる無線通信装置の一般的な実施形態（第３の従来システムを含む）である。なお、図３１では、デジタル信号処理を行うベースバンド処理部のみを示し、後段には無線信号送信のための無線部及び空中線が接続される。
【００１９】
送信データビット系列Ｓ１００は、シンボル生成回路１０１に入力され、送信情報シンボル系列Ｓ１０１が生成される。また、トレーニングシンボル生成回路１０２によって、トレーニングシンボル系列Ｓ１０２が生成される。送信情報シンボル系列Ｓ１０１とトレーニングシンボル系列Ｓ１０２は、（シンボル）多重化回路１０３によって時間多重され、送信バーストシンボル系列Ｓ１０３が生成される。送信バーストシンボル系列Ｓ１０３は、帯域制限のための送信フィルタ１０４に入力され、送信フィルタ処理後の送信バースト信号Ｓ１０４が出力される。送信フィルタ処理後の送信バースト信号Ｓ１０４は、Ｄ／Ａ変換回路１０５によってアナログ送信バースト信号Ｓ１０５に変換される。アナログ送信バースト信号Ｓ１０４は、最終的に無線部に入力されて搬送波周波数に変換され、無線伝送される。
【００２０】
図３２は、第４の従来システムの無線送信装置におけるトレーニングシンボル生成回路１０２の構成を示すブロック図である。同期符号系列生成回路２０１で生成された同期符号シンボル系列Ｓ２０１は、差動符号化回路２０２に入力され差動符号化される。差動符号化された同期符号シンボル系列Ｓ２０２はインタリーバ２０３に入力され、トレーニングシンボル系列Ｓ１０２が生成される。
【００２１】
図３３は、上記トレーニングシンボル生成回路１０２を用いた場合の信号バースト生成例を示す概念図である。第４の従来システムで生成されるトレーニングシンボル系列は、複数の擬似雑音（Pseudo Noise：ＰＮ）符号系列の直交性を利用して、高精度なフレーム検出を実現している点に特徴がある。例えば、図３３に示す信号バースト生成例では、各４シンボルのパイロットシンボルから全体のトレーニングシンボルが構成されているが、この４シンボルが４つのＰＮ符号系列に対応する。
【００２２】
図３４は、第４の従来システムの無線受信装置の構成に示すブロック図である。なお、図３４では、デジタル信号処理を行うベースバンド処理部のみを示し、前には無線信号受信のための空中線及び無線部が接続される。
【００２３】
アナログ受信バースト信号Ｓ４００は、Ａ／Ｄ変換器４０１によってデジタル受信バースト信号Ｓ４０１に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換時には、シンボル変調速度より早い速度でオーバーサンプリングされている。Ａ／Ｄ変換後のデジタル受信バースト信号Ｓ４０１は、受信フィルタ４０２に入力され、受信フィルタ処理後の受信バースト信号Ｓ４０２が出力される。受信フィルタ処理後の受信バースト信号Ｓ４０２は、シンボルタイミング同期回路４０３によってシンボルタイミングの検出及びダウンサンプリングが行われ、受信バーストシンボル系列Ｓ４０３が出力される。受信バーストシンボル系列Ｓ４０３は、フレーム検出回路４０４に入力され、搬送波周波数推定のための相関値Ｓ４０４及びフレームタイミングＳ４０５が出力される。搬送波周波数推定のための相関値Ｓ４０４は、搬送波周波数推定回路４０７に入力され、搬送波周波数情報Ｓ４０７が出力される。
【００２４】
フレームタイミングＳ４０５は、フレーム同期回路４０６でフレーム同期が確立され、フレーム同期確立後の受信バーストシンボル系列Ｓ４０６が出力される。フレーム同期確立後の受信バーストシンボル系列Ｓ４０６は、搬送波周波数同期回路４０８において搬送波周波数情報Ｓ４０７に基づいて搬送波周波数同期され、搬送波周波数同期後の受信バーストシンボル系列Ｓ４０８が出力される。搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列Ｓ４０８は、伝搬路推定回路４０９で伝搬路変動が推定され、伝搬路変動情報Ｓ４０９が出力される。搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列Ｓ４０９は、伝搬路補償回路４１０に入力され、伝搬路変動情報Ｓ４０９に基づいて伝搬路変動補償後の受信バーストシンボル系列Ｓ４１０が出力される。伝搬路変動補償後の受信バーストシンボル系列Ｓ４１０は、シンボル識別回路４１１で情報シンボルからデータビット系列に変換され、受信データ信号Ｓ４１１として出力される。
【００２５】
図３４に示すシンボルタイミング同期回路４０３としては、バースト内の包絡線変動に基づきシンボルタイミングを検出する最尤推定法の適用が可能である（上記非特許文献４の８．１．２参照）。最尤推定法では、トレーニングシンボル信号と情報シンボル信号を含めた１バースト内の殆どの信号を用いてシンボルタイミング同期を行うため、雑音に強いシンボルタイミング同期を実現できる。
【００２６】
また、図３４に示すフレーム検出回路４０４及びフレーム同期回路４０６では、図３３に示すバースト構成に基づき、入力シンボル単位で受信バーストシンボル系列と既知のトレーニングシンボル系列との相互相関値を計算しピークを検出することによってフレーム同期を実現できる。
【００２７】
また、図３４に示す搬送波周波数推定回路４０７及び搬送波周波数同期回路４０８では、上記フレーム検出回路４０４において出力された各トレーニングシンボル間の自己相関値を用いて搬送波周波数オフセットを推定している。したがって、フレーム同期に用いるトレーニングシンボル系列を共通に用いて搬送波周波数同期を実現できる。
【００２８】
さらに、図３４に示す伝搬路推定回路４０９及び伝搬路補償回路４１０では、図３３に示すバースト構成に基づきトレーニングシンボル部分の伝搬路変動を推定し、さらに情報シンボル部分の伝搬路変動を推定補間することによって伝搬路変動を補償している。したがって、フレーム同期及び搬送波周波数同期に用いるトレーニングシンボル系列を共通に用いて伝搬路変動補償を実現できる。
【００２９】
このように、第４の従来システムの無線送信装置及び無線受信装置では、共通のトレーニングシンボル系列を用いてフレーム同期、搬送波周波数同期、伝搬路変動補償を実現している。すなわち、バースト信号に含まれるトレーニング信号を共通化短縮化することにより、フレーム利用効率を向上させながら高精度な無線バースト通信を実現できる。また同時に、低ＣＮＲ環境かつ低速無線通信に適した伝搬路変動補償を実現している。
【非特許文献１】Kiyoshi Kobayashi, Tetsu Sakata, Yoichi Matsumoto, Shuji Kubota, “Fully Digital Burst Modem for Satellite Multimedia Comm8unication Systems”IEICE Transaction of Communications, vol.E80-B, no.1, January 1997.
【非特許文献２】Yoichi Matsumoto, Shuji Kubota, Shuzo Kato, “A New Burst Coherent Demodulator for Microcellular TDMA/TDD Systems”IEICE Transaction on Communications, vol.E77-B, No.7, July 1994.
【非特許文献３】松江英明，守倉正博，“８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書”ＩＤＧジャパン，２００３．
【非特許文献４】三瓶政一，“ディジタルワイヤレス伝送技術”ピアソン・エデュケーション，２００２．
【特許文献１】国際公開第０７／０２９７０２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
ところで、第１から第３の従来システムの問題点について第４の従来システムが既に解決している点を除いて、第４の従来システムの問題点に対して本発明がさらに解決しようとする課題について列記する。
【００３１】
図３３に示す従来のバースト構成では、フレーム検出において各パイロット部に含まれるパイロットシンボル数（図３３の例においては４）と同数のＰＮ符号系列の直交性を利用しているため、各パイロット部に含まれるパイロットシンボル数を減らした場合にフレーム検出精度が劣化するという問題がある。
【００３２】
また、図３３に示す従来のバースト構成では、各パイロット部に含まれるパイロットシンボル数を維持しながら伝送効率を向上させるために、パイロットシンボルの挿入間隔を大きくせざるを得ない。パイロットシンボルの挿入間隔を大きくした場合、特にバースト長の短い短パケット伝送を行う場合に、全体のトレーニングシンボル数が少なくなるため、フレーム同期精度及び搬送波周波数同期精度ならびに伝搬路変動補償精度が劣化する。また、パイロットシンボルの挿入間隔を大きくした場合、搬送波周波数同期の引き込み範囲が狭くなるという問題がある。
【００３３】
また、図３４に示す従来の無線受信装置では、シンボルタイミング同期に最尤推定法を用いているが、フレーム同期及び搬送波周波数同期とは異なる信号処理が必要であるため、受信装置の回路規模及び消費電力が増大するという問題がある。
【００３４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、低ＣＮＲ領域においてもバースト長の長短によらず良好な無線伝送特性を実現することができ、また、信号処理演算量を低減することができる無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上述した課題を解決するために、本発明は、送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、送信トレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重し送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備えた無線送信装置において、前記トレーニングシンボル生成手段は、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成手段を備え、前記シンボル多重化手段は、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入する多重化手段を備え、前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いることを特徴とする無線送信装置である。
【００３６】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備え、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段とを備えることを特徴とする無線受信装置である。
【００３７】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備えることを特徴とする無線受信装置である。
【００３８】
本発明は、上記の発明において、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、各入力信号系統に関して、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル及びパイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル及びパイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、各入力信号系統に関して、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、各入力信号系統に関して、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和を計算する和算手段と、各入力信号系統に関して、前記パイロットシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、各入力信号系統に関して、前記ポストンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値同士の和算結果の和をさらに計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和算結果から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段とを備えることを特徴とする。
【００３９】
本発明は、上記の発明において、前記伝搬路推定手段は、前記受信バーストシンボル系列中に含まれるプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ抽出するトレーニングシンボル抽出手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段で抽出されたプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列を順に多重化するシンボル多重化手段と、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記トレーニングシンボル生成手段で生成されたトレーニングシンボル系列を用いて前記多重化されたトレーニングシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路変動推定手段と、前記伝搬路変動推定手段で推定されたトレーニングシンボル系列を用いて、受信バーストシンボル系列内の情報シンボル系列に矩形フィルタ処理を施すフィルタ処理手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、前記無線送信装置は、送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記無線受信装置は、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備え、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００４１】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、前記無線送信装置は、送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入して、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、前記無線受信装置は、各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償手段と、各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
【００４２】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、単一系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、前記無線送信装置は、送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成ステップと、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成ステップと、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化ステップを含み、前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記無線受信装置は、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、前記搬送波周波数推定ステップで推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期ステップで搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、前記伝搬路推定ステップで推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、前記伝搬路変動補償ステップで伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含み、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップは、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出ステップと、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップによって出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップによって出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいてそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出ステップと、前記相関ピーク検出ステップで検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいて出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択ステップとを含むことを特徴とする無線通信方法である。
【００４３】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、複数系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、前記無線送信装置は、送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成ステップと、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成ステップと、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化ステップとを含み、前記無線受信装置は、各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップで出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成ステップと、前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含むことを特徴とする無線通信方法である。
【００４４】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信方法であって、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成ステップと、前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入する多重化ステップとを含み前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記パイロットシンボル系列の全てのシンボル及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、前記ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いるを含むことを特徴とする無線送信方法である。
【００４５】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を単一系統の空中線で受信する無線受信方法であって、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、前記推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、前記推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含み、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップは、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出ステップと、既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出ステップと、前記トレーニングシンボル抽出ステップにおいて出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成ステップにおいて出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップと、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいてそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出ステップと、前記相関ピーク検出ステップで検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出ステップ、パイロットシンボル区間相互相関検出ステップ、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出ステップにおいて出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択ステップとを含むことを特徴とする無線受信方法である。
【００４６】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を複数系統の空中線で受信する無線受信方法であって、各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出ステップと、各入力信号系統に関して、前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期ステップと、各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定ステップと、各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期ステップと、各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定ステップと、各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路変動補償ステップと、各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成ステップと、前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別ステップとを含むことを特徴とする無線受信方法である。
【００４７】
また、本発明は、上記の発明において、前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備えることを特徴とする。
【００４８】
また、本発明は、上記の発明において、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備えることを特徴とする。
【００４９】
また、本発明は、上記の無線通信システムの発明において、前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備え、  前記無線受信装置は、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記の無線通信方法の発明において、前記無線送信装置は、前記シンボル多重化ステップによるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化ステップをさらに含み、前記無線受信装置は、前記フレーム・シンボルタイミング検出ステップの前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化ステップをさらに含むことを特徴とする。
【００５０】
また、本発明は、上記の無線通信方法の発明において、シンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化ステップをさらに含むことを特徴とする。
また、本発明は、上記の無線通信方法の発明において、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化ステップをさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
この発明によれば、無線送信装置は、送信情報シンボル系列を生成し、同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成し、プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成する。したがって、バースト内にトレーニング信号が分散配置されるためフェージング変動に強く、高精度なバースト同期を実現することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、パイロットシンボル系列及びポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、ポストアンブルシンボル系列の第２シンボル以降のシンボル系列として、ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いる。したがって、いずれの系列も、受信装置においてフレーム同期、シンボルタイミング同期、搬送波周波数同期、伝搬路変動補償に共通に用いることができ、個別のトレーニングシンボル系列を必要としないことから、システムの伝送効率を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明によれば、送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を取得し、検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出し、搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定し、該搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償し、送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定し、該推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償し、伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行う。したがって、低ＣＮＲ領域においてもバースト長の長短によらず良好な無線伝送特性を実現することができる。
【００５４】
また、この発明によれば、複数入力信号系統に関して、送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を取得し、検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出し、搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定し、該搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償し、送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定し、該推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償し、伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行い、最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行う。したがって、複数入力信号系統に対して効果的なダイバーシチ受信が可能となり、フェージング環境下において伝送特性（受信感度）を改善することができる。
【００５５】
また、この発明によれば、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力し、既知のトレーニングシンボル系列を生成し、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列とプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力し、プリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、プリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列とポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、それぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出し、該相関ピークサンプル位置に基づき、それぞれの相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力する。したがって、オーバーサンプリングされた受信バースト信号に対してスライディング相互相関演算を行うことにより、フレーム位置及びシンボルタイミング位置を共通のピーク位置として同時に検出することができる。
【００５６】
また、この発明によれば、各入力信号系統に関して、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力し、既知のトレーニングシンボル系列を生成し、各入力信号系統に関して、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列とプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、プリアンブルシンボル区間の最終シンボル及びパイロットシンボル区間、ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列とプリアンブルシンボル系列最終シンボル及びパイロットシンボル系列、ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列とポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、ポストンブルシンボル区間に対する相互相関値同士の和を計算し、パイロットシンボル区間に対する相互相関値同士の和を計算し、ポストンブルシンボル区間に対する相互相関値同士の和を計算し、それぞれ出力された相互相関値同士の和算結果の和をさらに計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出し、相関ピークサンプル位置に基づき、相互相関値同士の和算結果から搬送波周波数推定のための相関値を出力する。したがって、フレーム同期及びシンボルタイミング同期の受信信号処理のダイバーシチ合成受信を可能とし、フェージング環境下において所定のフレーム同期及びシンボルタイミング同期精度を満足する所要ＣＮＲ特性（同期感度）を大きく改善することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、受信バーストシンボル系列中に含まれるプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ抽出し、プリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列を順に多重化し、既知のトレーニングシンボル系列を生成し、該トレーニングシンボル系列を用いて多重化されたトレーニングシンボル系列の伝搬路変動を推定し、推定されたトレーニングシンボル系列を用いて、受信バーストシンボル系列内の情報シンボル系列に矩形フィルタ処理を施す。したがって、伝搬路変動推定精度を劣化させることなく、伝搬路変動推定及び補償処理を簡易化し、受信装置の回路規模を削減することができる。
【００５８】
また、この発明によれば、無線送信装置は、所定の拡散率に基づいてシンボル多重化後の送信バーストシンボル系列の拡散符号化を行う。したがって、周波数帯域を変更することなく、１情報シンボルあたりの送信エネルギー、すなわち受信装置においては、１シンボルあたりのエネルギー対雑音電力密度比（Ｅｓ／Ｎ０：Energy per symbol to spectrum noise density）を向上させることが可能であり、受信装置への到達電力が微弱な場合でも、良好な無線伝送特性を実現できる。
【００５９】
また、この発明によれば、無線受信装置は、フレーム・シンボルタイミング検出時に、所定の拡散率に基づいて受信バーストシンボル系列の逆拡散復号化を行う。したがって、拡散を行わない場合には、所定のバースト同期特性および情報シンボルの復調特性が満たせない環境においても、受信バースト全体のＥｓ／Ｎ０を向上させることによって、バースト同期特性および情報シンボルの復調特性を改善することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００６１】
Ａ．第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態による、無線送信装置におけるトレーニングシンボル生成回路の構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル生成回路１０２は、同期符号系列生成回路３０１、差動符号化回路３０２、パイロットシンボル生成回路３０３及びポストアンブルシンボル生成回路３０４からなる。同期符号系列生成回路３０１は、差動符号化される前のプリアンブルシンボル用同期符号系列Ｓ３０１を生成する。差動符号化回路３０２は、同期符号系列Ｓ３０１からプリアンブルシンボル系列Ｓ３０２［１］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］を生成する。但し、ＮＰＲはプリアンブルシンボル数である。
【００６２】
パイロットシンボル生成回路３０３は、プリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ３０２［ＮＰＲ］からパイロットシンボル系列Ｓ３０３［１］〜Ｓ３０３［ＮＰＩ］を生成する。但し、ＮＰＩはパイロットシンボル数である。ポストアンブルシンボル生成回路３０４は、パイロットシンボル系列の最終シンボルＳ３０３［ＮＰＩ］及びプリアンブルシンボル系列Ｓ３０２［１］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］からポストアンブルシンボル系列Ｓ３０４［１］〜Ｓ３０４［ＮＰＯ］を生成する。但し、ＮＰＯはポストアンブルシンボル数である。
【００６３】
上述した構成において、トレーニングシンボル生成回路１０２では、同期符号系列生成回路３０１によって差動符号化される前のプリアンブルシンボル用同期符号系列Ｓ３０１が生成される。同期符号系列Ｓ３０１は差動符号化回路３０２に入力され、プリアンブルシンボル系列Ｓ３０２［１］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］が生成される。プリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ３０２［ＮＰＲ］は、パイロットシンボル生成回路３０３に入力され、パイロットシンボル系列Ｓ３０３［１］〜Ｓ３０３［ＮＰＩ］が生成される。
【００６４】
また、パイロットシンボル系列の最終シンボルＳ３０３［ＮＰＩ］及びプリアンブルシンボル系列Ｓ３０２［１］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］は、ポストアンブルシンボル生成回路３０４に入力され、ポストアンブルシンボル系列Ｓ３０４［１］〜Ｓ３０４［ＮＰＯ］が生成される。プリアンブルシンボル系列Ｓ３０２［１］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］、パイロットシンボル系列Ｓ３０３［１］〜Ｓ３０３［ＮＰＩ］、ポストアンブルシンボル系列Ｓ３０４［１］〜Ｓ３０４［ＮＰＯ］は、それぞれＳ１０２−１、Ｓ１０２−２、Ｓ１０２−３に対応し、情報シンボル系列に対して時間多重化される。
【００６５】
図２は、本第１の実施形態を用いた場合に生成されるバースト構成を示す概念図である。ここで、同期符号系列Ｓ３０１としては、自己相関特性に優れた系列、例えばＭ系列などを用いる。パイロットシンボル生成回路３０３では、差動符号化系列として全て「１」の系列を適用した場合、すなわちＳ３０３［１］＝Ｓ３０３［２］＝…＝Ｓ３０３［ＮＰＩ］＝Ｓ３０２［ＮＰＲ］とするのが簡便である。ポストアンブルシンボル生成回路３０４では、ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルＳ３０４［１］＝Ｓ３０３［ｘ］＝Ｓ３０２［ＮＰＲ］（ただし１≦ｘ≦ＮＰＩ）とし、Ｓ３０２［１］からＳ３０４［１］への位相回転量をそのままＳ３０２［２］〜Ｓ３０２［ＮＰＲ］に適用してＳ３０４［２］〜Ｓ３０４［ＮＰＯ］を得るのが簡便である。但し、ＮＰＯ＝ＮＰＲである。
【００６６】
上述した第１の実施形態によれば、簡便な回路構成によって各受信同期処理の各受信同期処理を簡易化し、かつ同期精度の高精度化が可能となるトレーニングシンボル系列を生成することができる。
【００６７】
また、いずれの系列も、受信装置においてフレーム同期、シンボルタイミング同期、搬送波周波数同期、伝搬路変動補償に共通に用いることができ、個別のトレーニングシンボル系列を必要としないことから、システムの伝送効率を向上させることができる。
【００６８】
また、第１の実施形態によれば、一定長のプリアンブルシンボル系列とポストアンブルシンボル系列をバーストに付加しているため、主としてフレーム同期精度とシンボルタイミング同期精度に関し、バースト長が極めて短い場合でも、ある一定以上の同期精度を担保できる。逆に、バースト長が長い場合には、バースト長に応じてパイロットシンボル系列が長くなるため、フレーム同期精度とシンボルタイミング同期精度をさらに向上させることができる。
【００６９】
また、第１の実施形態によれば、バーストの先頭ならびに末尾をはじめとして、バースト全体にわたってトレーニングシンボル系列を配置しているため、フェージング等の伝搬路変動によりバーストの一部のシンボル信号電力が小さくなった場合でも、高精度なフレーム同期及びシンボルタイミング同期、ならびに搬送波周波数同期を実現することができる。また、バースト先頭及び末尾に複数シンボルのトレーニングシンボル系列を付加しているため、低ＣＮＲ環境において、バースト端近くの情報シンボル系列に対しても高精度な伝搬路変動補償が可能となる。
【００７０】
また、第１の実施形態によれば、プリアンブルシンボル系列は主としてフレーム同期及びシンボルタイミング同期特性に影響するため、プリアンブルシンボル系列として、任意の同期符号系列を元にして得られるシンボル系列、例えば、自己相関の直交性に優れる系列、例えばＭ系列などを用いることによって、同期符号系列としては受信装置におけるフレーム同期及びシンボルタイミング同期精度を向上させることができる。また、パイロットシンボル系列として、任意の同期符号系列を元にして得られるシンボル系列、例えば、パイロットシンボル系列が主として伝搬路変動の補償特性に影響するため、簡易化のために単純な符号系列（もっとも単純な符号系列の例としては、全て「１」のシンボル系列）を用いることができる。
【００７１】
また、第１の実施形態によれば、ポストアンブルシンボル系列がプリアンブル系列同様に主としてフレーム同期及びシンボルタイミング同期特性に影響するため、ポストアンブル系列として任意の同期符号系列を元にして得られるシンボル系列、例えば、自己相関の直交性に優れる系列、例えばＭ系列などを用いることによって、受信装置におけるフレーム同期及びシンボルタイミング同期精度を向上させることができる。また、同期符号系列を差動符号化して送信しているため、受信時に同期用トレーニングシンボル系列の差動復号化（遅延検波）を行うことができる。また、差動復号化の際に搬送波周波数同期前の搬送波周波数オフセットを相殺することができるため、送受信装置間の局所発振器誤差の影響による相互相関ピーク検出精度の劣化を低減することができる。
【００７２】
また、第１の実施形態によれば、プリアンブルシンボルの隣接シンボル間で差動復号化を行うことによって、自己相関の直交性に優れる同期符号系列を取り出すことができる。また、プリアンブルシンボルの隣接シンボル間で差動復号化を行うことによって、搬送波周波数の粗推定が可能となる。また、プリアンブルシンボル系列の最終シンボル及びポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを含めたパイロットシンボル系列に対して、パイロットシンボル挿入間隔での差動復号化を行うことによって、搬送波周波数の精推定が可能となる。また、ポストアンブルシンボルの隣接シンボル間で差動復号化を行うことによって、自己相関の直交性に優れる同期符号系列を取り出すことが可能となる。また、ポストアンブルシンボルの隣接シンボル間で差動復号化を行うことによって、搬送波周波数の粗推定が可能となる。さらに、プリアンブルシンボル系列とポストアンブルシンボル系列に対して同じ同期符号系列を用いることによって、送信装置の回路規模を削減することが可能となる。
【００７３】
なお、無線送信装置が逐次トレーニングシンボル系列を生成できるトレーニングシンボル生成回路１０２を備える必要は無く、代わりに生成されたトレーニングシンボル系列を記憶する記憶手段を備えるようにしてもよい。
【００７４】
Ｂ．第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、本第２の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。図３において、Ａ／Ｄ変換器４０１は、受信装置無線部より入力された受信バースト信号Ｓ４００に対して、オーバーサンプリング及びＡ／Ｄ変換し、受信バースト信号Ｓ４０１として出力する。受信フィルタ４０２は、Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ４０１を帯域制限し、受信バースト信号Ｓ４０２として出力する。フレーム・シンボルタイミング検出回路５０１は、帯域制限された受信バースト信号Ｓ４０２から、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ５０１とフレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ５０２とを検出して出力する。フレーム・シンボルタイミング同期回路５０３は、フレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ５０２に対して、フレーム同期処理及びシンボルタイミングに基づくダウンサンプリング処理を施して、受信バーストシンボル系列Ｓ５０３として出力する。
【００７５】
搬送波周波数推定回路５０４は、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ５０１から搬送波周波数を推定し、搬送波周波数情報Ｓ５０４として出力する。搬送波周波数同期回路５０５は、受信バーストシンボル系列Ｓ５０３に対して、搬送波周波数情報Ｓ５０４に基づいて搬送波周波数同期し、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５を出力する。伝搬路推定回路５０６は、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５に対して、受信バーストシンボル内のトレーニングシンボル系列に基づいて情報シンボル系列部での伝搬路変動を推定し、伝搬路変動情報Ｓ５０６として出力する。伝搬路補償回路５０７は、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５に対して、伝搬路変動情報Ｓ５０６に基づいて伝搬路変動補償し、該伝搬路変動補償した情報シンボル系列Ｓ５０７を出力する。シンボル識別回路５０８は、伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ５０７から、受信データビット系列Ｓ５０８を出力する。
【００７６】
上述した構成において、受信装置無線部より入力された受信バースト信号Ｓ４００は、Ａ／Ｄ変換器４０１においてオーバーサンプリング及びＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ４０１が出力される。Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ４０１は、受信フィルタ４０２に入力され、帯域制限された受信バースト信号Ｓ４０２が出力される。帯域制限された受信バースト信号Ｓ４０２は、フレーム・シンボルタイミング検出回路５０１に入力され、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ５０１とフレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ５０２が出力される。フレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ５０２は、フレーム・シンボルタイミング同期回路５０３に入力され、フレーム同期処理及びシンボルタイミングに基づくダウンサンプリング処理を経て、受信バーストシンボル系列Ｓ５０３が出力される。
【００７７】
搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ５０１は、搬送波周波数推定回路５０４に入力され、搬送波周波数情報Ｓ５０４が出力される。受信バーストシンボル系列Ｓ５０３は、搬送波周波数同期回路５０５に入力され、搬送波周波数情報Ｓ５０４に基づいて搬送波周波数同期され、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５が出力される。搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５は、伝搬路推定回路５０６に入力され、受信バーストシンボル内のトレーニングシンボル系列に基づいて情報シンボル系列部での伝搬路変動が推定され、伝搬路変動情報Ｓ５０６が出力される。搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ５０５は、伝搬路補償回路５０７に入力され、伝搬路変動情報Ｓ５０６に基づいて伝搬路変動補償され、伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ５０７が出力される。伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ５０７は、シンボル識別回路５０８に入力され、受信データビット系列Ｓ５０８が出力される。送信装置において誤り訂正符号化を実施した場合には、さらに後段で誤り訂正復号化を行う。
【００７８】
上述した第２の実施形態によれば、バーストに付加された一定長のプリアンブルシンボル系列とポストアンブルシンボル系列を用いて受信同期処理を行うことができるため、主としてフレーム同期精度とシンボルタイミング同期精度に関し、バースト長が極めて短い場合でも、ある一定以上の同期精度を担保できる。逆に、バースト長が長い場合には、バースト長に応じてパイロットシンボル系列が長くなるため、フレーム同期精度とシンボルタイミング同期精度をさらに向上させることができる。
【００７９】
また、上述した第２の実施形態によれば、バーストの先頭ならびに末尾をはじめとして、バースト全体にわたって配置されたトレーニングシンボル系列を用いて受信同期処理を行うため、フェージング等の伝搬路変動によりバーストの一部のシンボル信号電力が小さくなった場合でも、高精度なフレーム同期及びシンボルタイミング同期ならびに搬送波周波数同期を実現できる。また、バースト先頭及び末尾に付加された複数シンボルのトレーニングシンボル系列を用いて伝搬路変動推定を行うため、低ＣＮＲ環境において、バースト端近くの情報シンボル系列に対しても高精度な伝搬路変動補償が可能となる。
【００８０】
また、上述した第２の実施形態によれば、フレーム・シンボルタイミング検出手段において同時にフレーム同期とシンボルタイミング同期を確立することができるため、従来必要であったシンボルタイミング同期手段が不要となり、受信装置の回路規模を削減することが可能となる。また、送信装置が送信ＡＦＣの機能等を備えている等の理由によって搬送波周波数同期機能を備える必要が無い場合は、搬送波周波数推定手段及び搬送波周波数同期手段を省略することができる。
【００８１】
なお、無線送信装置が予め送信ＡＦＣ等の搬送波周波数同期回路を備えている等、搬送波周波数オフセットが十分小さいとみなせる場合には、単純に搬送波周波数推定回路５０４及び搬送波周波数同期回路５０５を省略することも可能である。
【００８２】
Ｃ．第３の実施形態
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、本第３の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。図において、Ａ／Ｄ変換器６０１ａ、６０１ｂは、２つの入力信号系統に対して受信装置無線部より入力された受信バースト信号Ｓ６００ａ、Ｓ６００ｂに対して、オーバーサンプリング及びＡ／Ｄ変換し、受信バースト信号Ｓ６０１ａ、Ｓ６０２ｂとして出力する。受信フィルタ６０２ａ、６０２ｂは、Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ６０１ａ、Ｓ６０１ｂに対して帯域制限し、受信バースト信号Ｓ６０２ａ、Ｓ６０２ｂとして出力する。フレーム・シンボルタイミング検出回路６０３は、帯域制限された受信バースト信号Ｓ６０２ａ、Ｓ６０２ｂから、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ６０３とフレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ６０４とを検出して出力する。
【００８３】
フレーム・シンボルタイミング同期回路６０５ａ、６０５ｂは、フレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ６０４に対して、フレーム同期処理及びシンボルタイミングに基づくダウンサンプリング処理を行い、受信バーストシンボル系列Ｓ６０５ａ、Ｓ６０５ｂとして出力する。搬送波周波数推定回路６０６は、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ６０３から搬送波周波数を推定し、搬送波周波数情報Ｓ６０６として出力する。搬送波周波数同期回路６０７ａ、６０７ｂは、受信バーストシンボル系列Ｓ６０５ａ、Ｓ６０５ｂに対して、搬送波周波数情報Ｓ６０６に基づいて搬送波周波数同期させ、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂとして出力する。
【００８４】
伝搬路推定回路６０８ａ、６０８ｂは、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂから、受信バーストシンボル内のトレーニングシンボル系列に基づいて情報シンボル系列部での伝搬路変動を推定し、伝搬路変動情報Ｓ６０８ａ、Ｓ６０８ｂとして出力する。伝搬路補償回路６０９ａ、６０９ｂは、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂに対して、伝搬路変動情報Ｓ６０８ａ、Ｓ６０８ｂに基づいて伝搬路変動補償し、伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ６０９ａ、Ｓ６０９ｂを出力する。最大比合成回路６１０は、伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ６０９ａ、Ｓ６０９ｂを最大比合成し、最大比合成後の受信情報シンボル系列Ｓ６１０として出力する。シンボル識別回路６１１は、最大比合成後の受信シンボル情報シンボル系列Ｓ６１０を、受信データビット系列Ｓ６１１として出力する。
【００８５】
上述した構成において、２つの入力信号系統に対し受信装置無線部より入力された受信バースト信号Ｓ６００ａ、Ｓ６００ｂは、Ａ／Ｄ変換器６０１ａ、６０１ｂにおいてオーバーサンプリング及びＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ６０１ａ、Ｓ６０２ｂとして出力される。Ａ／Ｄ変換後の受信バースト信号Ｓ６０１ａ、Ｓ６０１ｂは、受信フィルタ６０２ａ、６０２ｂに入力され、帯域制限された受信バースト信号Ｓ６０２ａ、６０２ｂとして出力される。帯域制限された受信バースト信号Ｓ６０２ａ、Ｓ６０２ｂは、フレーム・シンボルタイミング検出回路６０３に入力され、搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ６０３とフレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ６０４とが出力される。
【００８６】
フレーム・シンボルタイミング位置信号Ｓ６０４は、フレーム・シンボルタイミング同期回路６０５ａ、６０５ｂに入力され、フレーム同期処理及びシンボルタイミングに基づくダウンサンプリング処理を経て、受信バーストシンボル系列Ｓ６０５ａ、Ｓ６０５ｂとして出力される。搬送波周波数推定のための相関値信号Ｓ６０３は、搬送波周波数推定回路６０６に入力され、搬送波周波数情報Ｓ６０６として出力される。受信バーストシンボル系列Ｓ６０５ａ、Ｓ６０５ｂは、搬送波周波数同期回路６０７ａ、６０７ｂに入力され、搬送波周波数情報Ｓ６０６に基づいて搬送波周波数同期され、搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂとして出力される。
【００８７】
搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂは、伝搬路推定回路６０８ａ、６０８ｂに入力され、受信バーストシンボル内のトレーニングシンボル系列に基づいて情報シンボル系列部での伝搬路変動が推定され、伝搬路変動情報Ｓ６０８ａ、Ｓ６０８ｂとして出力される。搬送波周波数同期後の受信バースト信号Ｓ６０７ａ、Ｓ６０７ｂは、伝搬路補償回路６０９ａ、６０９ｂに入力され、伝搬路変動情報Ｓ６０８ａ、Ｓ６０８ｂに基づいて伝搬路変動補償され、伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ６０９ａ、Ｓ６０９ｂとして出力される。伝搬路変動補償された情報シンボル系列Ｓ６０９ａ、Ｓ６０９ｂは、最大比合成回路６１０において最大比合成され、最大比合成後の受信情報シンボル系列Ｓ６１０として出力される。最大比合成後の受信シンボル情報シンボル系列Ｓ６１０は、シンボル識別回路６１１に入力され、受信データビット系列Ｓ６１１として出力される。送信装置において誤り訂正符号化を実施した場合には、さらに後段で誤り訂正復号化を行う。
【００８８】
上述した本第３の実施形態は、前述した第２の実施形態（図３）を複数の入力信号系統に対して適用しダイバーシチ受信を可能としたものである。よって、第２の実施形態に対して適用可能な実施形態の拡張は、同様に第３の実施形態に対しても適用することができる。
【００８９】
なお、上述した本第３の実施形態では、入力信号系統が２つの場合のダイバーシチ合成受信について示したが、入力信号系統が３つ以上となった場合でも同様に拡張可能である。
【００９０】
上述した第３の実施形態によれば、各受信同期処理に対してダイバーシチ合成受信を可能とするもので、フェージング環境下において伝送特性（受信感度）を改善することができる。また、各入力信号系統に対してフレーム・シンボルタイミング検出のダイバーシチ合成を可能とすることで、フェージング環境下において所定のフレーム同期及びシンボルタイミング同期精度を満足する所要ＣＮＲ特性（同期感度）を大きく改善することができる。
【００９１】
また、上述した第３の実施形態によれば、各入力信号系統に対して搬送波周波数推定のダイバーシチ合成を可能とすることで、フェージング環境下において所定の搬送波周波数推定精度を満足する所要ＣＮＲ特性（同期感度）を大きく改善することができる。また、各入力信号系統に対してそれぞれ伝搬路変動を推定補償することで情報シンボル系列の最大比合成を可能とし、フェージング環境下における伝送特性（受信感度）を改善することができる。
【００９２】
Ｄ．第４の実施形態
次に、本発明の第の実施形態について説明する。
図５は、本第４の実施形態による、図３のフレーム・シンボルタイミング検出回路５０１の構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル抽出回路７０１は、受信フィルタ４０２から出力されたオーバーサンプリングされた受信バースト信号Ｓ４０２に対して、入力サンプル毎にダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−１、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−２、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−３を出力する。トレーニングシンボル生成回路７０２は、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列Ｓ７０２−１、パイロットシンボル系列Ｓ７０２−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ７０２−３を生成して出力する。
【００９３】
プリアンブルシンボル区間相互相関検出回路７０３は、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−１に対して、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）を行い、既知のプリアンブルシンボル系列Ｓ７０２−１に対して、同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ７０３として入力サンプル毎に出力する。
【００９４】
パイロット区間相関検出回路７０４は、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−２と、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の最終シンボルＳ７０１−１［ＮＰＲ］と、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の先頭シンボルＳ７０１−３［１］とに対して、パイロットシンボル挿入間隔で複素共役演算（差動復号化）を行うとともに、既知のパイロットシンボル系列Ｓ７０２−２及び既知のプリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ７０２−１［ＮＰＲ］、ならびに既知のポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルＳ７０２−３［１］に対して、同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ７０４として入力サンプル毎に出力する。
【００９５】
ポストアンブル区間相関検出回路７０５は、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−３に対して、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）を行い、既知のポストアンブルシンボル系列Ｓ７０２−３に対して、同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ７０５として入力サンプル毎に出力する。相関ピーク検出回路７０６は、プリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ７０３、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ７０４、及びポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ７０５に対して、ピーク位置を検出し、フレーム・シンボルタイミング位置Ｓ５０２を出力する。
【００９６】
フレーム位置選択回路７０８は、検出されたフレーム・シンボルタイミング位置Ｓ５０２に基づいて、パイロットシンボル区間で計算された相関値Ｓ７０７から搬送波周波数推定のための相関値Ｓ５０１を抽出して出力する。ゆえに、図３に示す、後段の搬送波周波数推定回路５０４は、搬送波周波数推定のための相関値Ｓ５０１の位相を検出し、搬送波周波数を推定することになる。
【００９７】
上述した構成において、受信フィルタ４０２から出力されたオーバーサンプリングされた受信バースト信号Ｓ４０２は、トレーニングシンボル抽出回路７０１に入力され、入力サンプル毎にダウンサンプリングが行われ、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−１、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−２、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−３として出力される。トレーニングシンボル生成回路７０２では、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列Ｓ７０２−１、パイロットシンボル系列Ｓ７０２−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ７０２−３を出力する。
【００９８】
次に、上記シンボル系列Ｓ７０１−１は、プリアンブル区間相関検出回路７０３に入力され、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のプリアンブルシンボル系列Ｓ７０２−１を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ７０３として入力サンプル毎に出力される。また、上記シンボル系列Ｓ７０１−２は、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の最終シンボルＳ７０１−１［ＮＰＲ］とポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の先頭シンボルＳ７０１−３［１］とともに、パイロット区間相関検出回路７０４に入力され、パイロットシンボル挿入間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のパイロットシンボル系列Ｓ７０２−２及び既知のプリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ７０２−１［ＮＰＲ］、ならびに既知のポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルＳ７０２−３［１］を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ７０４として入力サンプル毎に出力される。
【００９９】
また、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ７０１−３は、ポストアンブル区間相関検出回路７０５に入力され、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のポストアンブルシンボル系列Ｓ７０２−３を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ７０５として入力サンプル毎に出力される。
【０１００】
上記プリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ７０３、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ７０４、及びポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ７０５は、相関ピーク検出回路７０６に入力されてピーク位置が判定され、フレーム・シンボルタイミング位置Ｓ５０２が出力される。また、フレーム位置選択回路７０８では、検出されたフレーム・シンボルタイミング位置Ｓ５０２に基づいてパイロットシンボル区間で計算された相関値Ｓ７０７から搬送波周波数推定のための相関値Ｓ５０１が抽出されて後段の搬送波周波数推定回路５０４に出力される。後段の搬送波周波数推定回路５０４では、搬送波周波数推定のための相関値Ｓ５０１の位相が検出され、搬送波周波数が推定されることになる。
【０１０１】
本第４の実施形態によるフレーム・シンボルタイミング検出回路５０１では、トレーニングシンボル生成回路７０２として、図１に示すトレーニングシンボル生成回路１０２と同一の手法を用いている。トレーニングシンボル生成回路７０２では、原同期符号系列の差動符号化が行われ、プリアンブル区間相関検出回路７０３及びパイロット区間相関検出回路７０４、ならびにポストアンブル区間相関検出回路７０５では、差動復号化が行われるが、いずれも既知の同期符号系列に対する信号処理であるため、差動符号化及び復号化の処理対を省略することも可能である。また、フレーム・シンボルタイミング検出回路５０１が逐次トレーニングシンボル系列を生成できるトレーニングシンボル生成回路７０２を備える必要は無く、代わりにトレーニングシンボル系列を記憶する記憶手段を備えるようにしてもよい。
【０１０２】
また、本第４の実施形態によるフレーム・シンボルタイミング検出回路５０１では、パイロット区間相関検出回路７０４で検出された相関値を用いて搬送波周波数推定のための相関値を出力している。この場合、パイロットシンボル挿入間隔に基づいて搬送波周波数オフセットの推定が可能となるため、周波数引き込み範囲が狭いわりに、高精度な周波数推定（精推定）が可能となる。
【０１０３】
同様に、プリアンブル区間相関検出回路７０３、及びポストアンブル区間相関検出回路７０５で検出された相関値を用いて、搬送波周波数推定のための相関値を出力するようにしてもよい。この場合、１シンボル間隔での搬送波周波数オフセットの推定が可能となるため、周波数推定精度はやや劣るものの、周波数引き込み範囲が広い周波数推定（粗推定）が可能となる。さらに、上述した搬送波周波数オフセットの粗推定と精推定とを組み合わせた２段階推定を行うことによって、引き込み範囲が広く、かつ高精度な搬送波周波数推定を行う構成も可能となる。
【０１０４】
上述した第４の実施形態によれば、フレーム同期及びシンボルタイミング同期を実現することで、オーバーサンプリングされた受信バースト信号からトレーニングシンボル系列成分を抽出してスライディング相互相関演算を行ってピーク位置を検出し、フレーム位置及びシンボルタイミング位置として同定することができる。また、オーバーサンプリングされた受信バースト信号に対してスライディング相互相関演算を行うことにより、フレーム位置及びシンボルタイミング位置を共通のピーク位置として同時に検出することが可能となる。
【０１０５】
また、上述した第４の実施形態によれば、プリアンブルシンボル系列として差動符号化された同期符号系列を用いた場合に、プリアンブルシンボルの隣接シンボル間で複素共役演算を行う（差動復号化する）ことによって、受信信号から差動符号化前の同期符号系列を抽出することができる。また、検出された差動復号化後の同期符号系列と、既知のプリアンブル部の同期符号系列とのスライディング相互相関演算を行うことにより、そのフレーム位置及びシンボルタイミング位置を共通の位置として同時に検出することが可能となる。これはポストアンブルシンボル系列に対しても全く同様である。
【０１０６】
また、上述した第４の実施形態によれば、プリアンブルシンボルあるいはポストアンブルシンボル部における差動復号化動作が同期符号系列の自己相関演算に相当し、結果としてフレーム・シンボルタイミング検出位置における相互相関演算結果の位相成分は１シンボルあたりの送受信装置間の搬送波周波数オフセットとなることから、位相成分を検出することによって搬送波周波数オフセットの粗推定が可能となる。
【０１０７】
また、上述した第４の実施形態によれば、パイロットシンボル系列に対してパイロットシンボル挿入間隔で複素共役演算を行う（差動復号化する）ことによって、受信信号から差動符号化前の同期符号系列を抽出することができる。また、検出された差動復号化後の同期符号系列と、既知のパイロット部の同期符号系列（もっとも単純な場合は全て「１」）とのスライディング相互相関演算を行うことにより、そのフレーム位置及びシンボルタイミング位置を共通のピーク位置として同時に検出することが可能となる。但し、正しいピーク位置以外では、情報シンボルに対して差動符号化を行うことによるランダム相関によって、自己相関の直交性は、プリアンブル及びポストアンブル部より劣るが、それでもバースト長が長い場合には、バースト長に応じてパイロットシンボルが増えるため、フレーム同期精度及びシンボルタイミング精度を向上させることが可能である。
【０１０８】
また、上述した第４の実施形態によれば、パイロットシンボル部における差動符号化動作が同期符号系列の自己相関演算に相当し、結果としてフレーム・シンボルタイミング検出位置における相互相関演算結果の位相成分は、パイロットシンボル挿入間隔あたりの送受信装置間の搬送波周波数オフセットとなることから、位相成分を検出することによって搬送波周波数オフセットの精推定が可能となる。
【０１０９】
また、上述した第４の実施形態によれば、プリアンブルシンボル区間及びパイロットシンボル区間、ならびにポストアンブルシンボル区間のスライディング相互相関値をそれぞれ算出し、これら相互相関値の絶対値和を計算した後にその和のピーク位置をフレーム及びシンボルタイミング位置として検出することにより、低ＣＮＲ領域においてもより高精度なフレーム同期及びシンボルタイミング同期が可能となる。また、後段において搬送波周波数オフセットの粗推定結果と搬送波周波数オフセットの精推定結果とを組み合わせて２段階で搬送波周波数推定することで、引き込み範囲が広く、かつ高精度な搬送波周波数推定及び補償が可能となる。勿論、適用するシステムによって、粗推定の結果あるいは精推定の結果のみを用いる構成とすることも可能である。
【０１１０】
Ｅ．第５の実施形態
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図６は、本第５の実施形態による、図４のフレーム・シンボルタイミング検出回路６０３の構成を示すブロック図である。トレーニングシンボル抽出回路８０１ａ、８０１ｂは、２つの入力信号系統、すなわち、受信フィルタ４０２から出力されるオーバーサンプリングされた受信バースト信号Ｓ６０２ａ、Ｓ６０２ｂに対して、入力サンプル毎にダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−１、Ｓ８０１ｂ−１、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−２、Ｓ８０１ｂ−２、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−３、Ｓ８０１ｂ−３を出力する。トレーニングシンボル生成回路８０２は、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列Ｓ８０２−１、パイロットシンボル系列Ｓ８０２−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ８０２−３を出力する。
【０１１１】
プリアンブル区間相関検出回路８０３ａ、８０３ｂは、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−１、Ｓ８０１ｂ−２に対して、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）を行い、既知のプリアンブルシンボル系列Ｓ８０２−１に対して同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ８０３ａ、Ｓ８０３ｂとして入力サンプル毎に出力する。パイロットシンボル区間相互相関検出回路８０４ａ、８０４ｂは、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−２、Ｓ８０１ｂ−２と、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の最終シンボルＳ８０１ａ−１［ＮＰＲ］、Ｓ８０１ｂ−１［ＮＰＲ］と、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の先頭シンボルＳ８０１ａ−３［１］、Ｓ８０１ｂ−３［１］とに対して、パイロットシンボル挿入間隔で複素共役演算（差動復号化）を行い、既知のパイロットシンボル系列Ｓ８０２−２、既知のプリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ８０２−１［ＮＰＲ］、ならびに既知のポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルＳ８０２−３［１］に対して、同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ８０４ａ、Ｓ８０４ｂとして入力サンプル毎に出力する。
【０１１２】
ポストアンブル区間相関検出回路８０５ａ、８０５ｂは、ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−３、Ｓ８０１ｂ−３に対して、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）を行い、既知のポストアンブルシンボル系列Ｓ８０２−３に対して同じく差動復号化した符号系列との相互相関値を計算し、相互相関値Ｓ８０５ａ、Ｓ８０５ｂとして入力サンプル毎に出力する。
【０１１３】
和算回路８０６、８０７、８０８は、プリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０３ａ、Ｓ８０３ｂ、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０４ａ、Ｓ８０４ｂ、及びポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０５ａ、Ｓ８０５ｂを、それぞれ和算合成し、和算後のプリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０６、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０７、ポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０８を出力する。相関ピーク検出回路８０９は、和算後のプリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０６、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０７、ポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０８からピーク位置を判定し、フレーム・シンボルタイミング位置Ｓ６０４として出力する。フレーム位置選択回路８１１は、検出されたフレーム・シンボルタイミング位置Ｓ６０４に基づいてパイロットシンボル区間で計算された相関値Ｓ８１０から搬送波周波数推定のための相関値Ｓ６０３を抽出する。
【０１１４】
上述した構成において、２つの入力信号系統に対し、受信フィルタ４０２から出力されたオーバーサンプリングされた受信バースト信号Ｓ６０２ａ、Ｓ６０２ｂは、トレーニングシンボル抽出回路８０１ａ、８０１ｂに入力され、入力サンプル毎にダウンサンプリングが行われ、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−１、Ｓ８０１ｂ−１、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−２、Ｓ８０１ｂ−２、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−３、Ｓ８０１ｂ−３として出力される。トレーニングシンボル生成回路８０２では、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列Ｓ８０２−１、パイロットシンボル系列Ｓ８０２−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ８０２−３が出力される。
【０１１５】
プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−１、Ｓ８０１ｂ−２は、プリアンブル区間相関検出回路８０３ａ、８０３ｂに入力され、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のプリアンブルシンボル系列Ｓ８０２−１を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ８０３ａ、Ｓ８０３ｂとして入力サンプル毎に出力される。また、シンボル系列Ｓ８０１ａ−２、Ｓ８０１ｂ−２は、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の最終シンボルＳ８０１ａ−１［ＮＰＲ］、Ｓ８０１ｂ−１［ＮＰＲ］とポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列の先頭シンボルＳ８０１ａ−３［１］、Ｓ８０１ｂ−３［１］とともに、パイロット区間相関検出回路８０４ａ、８０４ｂに入力され、パイロットシンボル挿入間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のパイロットシンボル系列Ｓ８０２−２及び既知のプリアンブルシンボル系列の最終シンボルＳ８０２−１［ＮＰＲ］、ならびに既知のポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルＳ８０２−３［１］を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ９０４ａ、Ｓ８０４ｂとして入力サンプル毎に出力される。
【０１１６】
ポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列Ｓ８０１ａ−３、Ｓ８０１ｂ−３は、ポストアンブル区間相関検出回路８０５ａ、８０５ｂに入力され、隣接シンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われ、既知のポストアンブルシンボル系列Ｓ８０２−３を同じく差動復号化した符号系列との相互相関値が計算され、相互相関値Ｓ８０５ａ、Ｓ８０５ｂとして入力サンプル毎に出力される。プリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０３ａ、Ｓ８０３ｂ、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０４ａ、Ｓ８０４ｂ、及びポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ９０５ａ、Ｓ９０５ｂは、それぞれ和算回路８０６、８０７、８０８に入力されて和算合成され、和算後のプリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０６、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０７、及びポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０８として出力される。
【０１１７】
和算後のプリアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０６、パイロットシンボル区間の相互相関値Ｓ８０７、ポストアンブルシンボル区間の相互相関値Ｓ８０８は、相関ピーク検出回路８０９に入力され、ピーク位置判定され、フレーム・シンボルタイミング位置Ｓ６０４が出力される。フレーム位置選択回路８１１では、検出されたフレーム・シンボルタイミング位置Ｓ６０４に基づいてパイロットシンボル区間で計算された相関値Ｓ８１０から搬送波周波数推定のための相関値Ｓ６０３が抽出され、後段の搬送波周波数推定回路６０６に出力される。後段の搬送波周波数推定回路６０６では、搬送波周波数推定のための相関値Ｓ６０３の位相が検出され、搬送波周波数が推定されることになる。
【０１１８】
本第５の実施形態は、図５に示す第４の実施形態を複数の入力信号系統に対して適用し、ダイバーシチ受信を可能としたものである。よって、前述した第４の実施形態に対して適用可能な実施形態の拡張は、同様に本第５の実施形態に対しても適用することができる。また、本第５の実施形態では、入力信号系統が２つの場合のダイバーシチ合成受信について示したが、入力信号系統が３つ以上となった場合でも同様に拡張可能である。
【０１１９】
上述した第５の実施形態によれば、フレーム同期及びシンボルタイミング同期の受信信号処理のダイバーシチ合成受信を可能とし、フェージング環境下において所定のフレーム同期及びシンボルタイミング同期精度を満足する所要ＣＮＲ特性（同期感度）を大きく改善することができる。また、それぞれ所定のシンボル間隔で複素共役演算（差動復号化）が行われた後に相互相関演算が行われるため、相互相関演算結果の位相成分は、入力信号系統に依らず、それぞれ所定のシンボル間隔に対応した搬送波周波数オフセットとなる（入力信号系統毎の伝搬路変動等に影響されない）。すなわち、各入力信号系統の信号をダイバーシチ合成して同期を行う場合に、煩雑な位相合成処理を伴うことなく単純和の演算によって同期用の信号合成出力が得ることができ、受信装置の回路規模を削減することが可能となる。
【０１２０】
Ｆ．第６の実施形態
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図７は、本第６の実施形態による、図３あるいは図４の無線受信装置における伝搬路推定回路５０６、６０８ａ、６０８ｂの構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル抽出回路９０１は、搬送波周波数同期回路５０５より出力された受信バーストシンボル系列Ｓ５０５から、プリアンブルシンボル系列Ｓ９０１−１、パイロットシンボル系列Ｓ９０１−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ９０１−３を出力する。多重化回路９０２は、プリアンブルシンボル系列Ｓ９０１−１、パイロットシンボル系列Ｓ９０１−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ９０１−３を多重化し、トレーニングシンボル系列Ｓ９０２として出力する。
【０１２１】
また、トレーニングシンボル生成回路９０３は、既知のトレーニングシンボル系列Ｓ９０３を生成して出力する。伝搬路推定回路９０４は、多重化されたトレーニングシンボル系列Ｓ９０２と既知のトレーニングシンボル系列Ｓ９０３とを用いて、情報シンボル系列部分の伝搬路変動を推定し、トレーニングシンボル系列部分の伝搬路変動情報Ｓ９０４として出力する。矩形フィルタ９０３は、トレーニングシンボル部分の伝搬路変動情報Ｓ９０４に対して移動平均を計算し、情報シンボル系列部分の伝搬路変動情報Ｓ５０６として出力する。
【０１２２】
上述した構成において、搬送波周波数同期回路５０５より出力された受信バーストシンボル系列Ｓ５０５は、トレーニングシンボル抽出回路９０１に入力され、プリアンブルシンボル系列Ｓ９０１−１、パイロットシンボル系列Ｓ９０１−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ９０１−３として出力される。プリアンブルシンボル系列Ｓ９０１−１、パイロットシンボル系列Ｓ９０１−２、及びポストアンブルシンボル系列Ｓ９０１−３は、多重化回路９０２に入力され、多重化されてトレーニングシンボル系列Ｓ９０２として出力される。
【０１２３】
一方、トレーニングシンボル生成回路９０３では、既知のトレーニングシンボル系列Ｓ９０３が生成される。多重化されたトレーニングシンボル系列Ｓ９０２は、伝搬路推定回路９０４に入力され、既知のトレーニングシンボル系列Ｓ９０３を用いて情報シンボル系列部分の伝搬路変動が推定され、トレーニングシンボル系列部分の伝搬路変動情報Ｓ９０４として出力される。トレーニングシンボル部分の伝搬路変動情報Ｓ９０４は、矩形フィルタ９０３に入力されることによって移動平均を計算することで雑音の影響が低減され、情報シンボル系列部分の伝搬路変動情報Ｓ５０６として出力される。
【０１２４】
次に、図８は、本第６の実施形態の伝搬路推定回路５０６による伝搬路推定方法例を示す概念図である。なお、図においては、バーストに含まれるペイロード数をＮｄとし、ＮＰＲ＝８、ＮＰＩ＝Ｎｄ−１、ＮＰＯ＝８とする。このとき、Ｓ９０１−１＝［Ａ１  Ａ２  …  Ａ８］、Ｓ９０１−２＝［Ｂ１  Ｂ２  …  ＢＮｄ−１］、Ｓ９０１−３＝［Ｃ１  Ｃ２  …  Ｃ８］となる。トレーニングシンボル系列は既知のシンボル系列であるから、これを用いることによって、各トレーニングシンボル位置での伝搬路変動を推定することができる。
【０１２５】
ここで、矩形フィルタ９０５のタップ数が「８」の場合、各ペイロードＤ（１）〜Ｄ（Ｎｄ）の前後近傍８シンボルのトレーニングシンボルを含むように、トレーニングシンボル情報系列［Ａ５  Ａ６  Ａ７  Ａ８  Ｂ１  Ｂ２  …  ＢＮｄ−１  Ｃ１  Ｃ２  Ｃ３  Ｃ４］を抽出し、対応する推定伝搬路変動を［ｈ１  ｈ２  …  ｈＮｄ＋７］とすると、これを８タップの矩形フィルタ処理することによって、各ペイロードの前後近傍８シンボルの平均伝搬路変動の推定値［Ｃｈ１  Ｃｈ２  …  ＣｈＮｄ］を計算することができる。これを各ペイロードＤ（１）〜Ｄ（Ｎｄ）に含まれる各シンボルの伝搬路変動情報Ｓ５０６として出力できる。
【０１２６】
本第６の実施形態では、図７に示す伝搬路推定方法例に示されるように、情報シンボル位置近傍の複数のトレーニングシンボルにおける伝搬路推定値の平均値を伝搬路変動推定値として用いることで、フェージングによる伝搬路変動に追従しながら、低ＣＮＲ領域においても高精度な伝搬路変動補償が可能となる。特に、受信装置における搬送波周波数同期によって高精度な搬送波周波数同期が実現できていれば、多数のタップや複雑なタップ係数系列を用いることなく、非常に単純な矩形フィルタ処理、すなわち移動平均処理によって伝搬路変動推定が可能となる。
【０１２７】
上述した第６の実施形態によれば、抽出されたトレーニングシンボル系列を単純に多重化して矩形フィルタ処理を施すことによって伝搬路変動を推定し補償することができる。また、従来技術にみられるような煩雑な補間処理に対し、伝搬路変動推定精度を劣化させることなく、伝搬路変動推定及び補償処理を簡易化し、受信装置の回路規模を削減することができる。また、各パイロットシンボルに挟まれた各情報シンボル系列（以下、ペイロード）に対して、同一の伝搬路変動推定結果を適用することにより、伝搬路変動推定及び補償処理を簡易化し、受信装置の回路規模を削減することができる。また、矩形フィルタ処理によって、各ペイロード部に対して前後近傍の複数のトレーニングシンボルの信号エネルギーを等しく最大限用いて伝搬路変動推定を行えるため、低ＣＮＲ領域においても良好な伝搬路変動推定及び補償が可能となる。
【０１２８】
Ｇ．第7の実施形態
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。
本実施形態は、後述する第８の実施形態と対で用いることが可能である。なお、情報シンボルの変調方式としてπ／４シフトＱＰＳＫ、誤り訂正方式として畳み込み符号化及びビタビ符号化を適用している。
図９は、本第７の実施形態による、無線送信装置の構成を示すブロック図である。畳込み符号化部１００３は、誤り訂正のための畳み込み符号化を行う。インタリーブ部１００４は、行列ビットインタリーブを行う。シンボル生成部１００５は、送信データ系列のビットからＱＰＳＫシンボルへのＩＱ平面上へのマッピングを行う。なお、ＱＰＳＫシンボルの４／πシフトは、トレーニング信号の多重化を行った後にバースト信号全体に対して行う。
【０１２９】
トレーニング信号多重化部１００６は、ペイロードＤにトレーニング信号であるプリアンブルＰＲ、パイロットＰＩ、及びポストアンブルＰＯを多重化する。なお、プリアンブルＰＲ及びポストアンブルＰＯのトレーニング信号パターンは、例えば系列長７のＭ系列に１シンボル差動符号化を施して得られる。
【０１３０】
π／４シフト部１００７は、トレーニング信号多重化後の送信バースト全体に、１シンボルあたりπ／４シフトの位相回転を施し、π／４シフトＱＰＳK信号からなる送信バーストを生成する。送信フィルタ１００８は、送信フィルタ処理を行う。なお、本送信フィルタ１００８への入力は、シンボル点では送信シンボル値を、シンボル点以外のオーバーサンプリング点では０値を入力する。
【０１３１】
送信ＡＦＣ１００９は、それ以前の送受信状態等から推定される搬送波周波数誤差を元に、送信ＡＦＣを行う。具体的には、推定された１サンプルあたりの位相回転量ωを用いて、送信ＦＩＲフィルタ通過後の信号に対して、ＹＡＦＣ（ｋＴ／８）＝Ｙ（ｋＴ／８）×ｅｘｐ（−ｊωｋ）で示される制御を行う。但し、Ｙ（ｋＴ／８）及びＹＡＦＣ（ｋＴ／８）は、それぞれ時刻ｋＴ／８における送信ＡＦＣ前及び送信ＡＦＣ後のサンプル点である。Ｔはシンボル周期、ｋは整数である。Ｄ／Ａ変換器１０１０は、アナログに変換して出力する。
【０１３２】
Ｈ．第８の実施形態
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。
本実施形態は、上述した第７の実施形態と対で用いることが可能である。
図１０は、本第８の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。本第８の実施形態による無線受信装置は、２つの入力信号系統からの受信信号に対する入力インタフェースを備えている。図において、ＲＡＭ１０２１−１、１０２１−２は、各入力信号系統における受信信号を、受信バースト単位で蓄積する。なお、後続の受信フィルタ１０２２−１，１０２２−２通過後の受信信号を蓄積する構成としてもよい。
【０１３３】
受信フィルタ１０２２−１、１０２２−２は、各入力信号系統の受信信号に受信フィルタ処理を施す。フレーム・シンボルタイミング検出（最大比合成）回路１０３１は、受信フィルタ処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニング信号を抽出・合成し、フレーム位置を検出する。フレーム・シンボルタイミング同期回路１０３２は、検出されたフレーム位置を元に、フレーム同期及びダウンサンプル（＝シンボルタイミング同期）処理を行う。搬送波周波数推定回路１０３３は、フレーム検出の演算結果を用いて、キャリア周波数誤差の推定及び補償を行う。ただし、送信ＡＦＣ機能によって搬送波周波数同期が十分であれば、本補償処理は不要である。
【０１３４】
−π／４シフト回路１０３４−１、１０３４−２は、搬送波周波数誤差補償後の各入力信号系統の受信信号に対し、−π／４シフト処理を施す。伝搬路推定回路１０３５−１、１０３５−２は、−π／４シフト処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニングシンボルを抽出し、情報シンボル部の伝搬路変動を推定する。伝搬路補償回路１０３６−１、１０３６−２は、入力信号系統毎の伝搬路変動を補償する。最大比合成回路１００７は、伝搬路変動補償後の信号の最大比合成を行う。さらに、シンボル識別回路１０３８は、最大比合成後の情報シンボル系列から、誤り訂正前の軟判定信号系列を得る。
【０１３５】
デインタリーブ回路１０３９は、軟判定信号系列にデインタリーブ処理を施す。ビタビ復号化回路１０４０は、デインタリーブ処理後の軟判定信号系列にビタビ復号化処理を施し、誤り訂正を行う。
【０１３６】
次に、図１０を参照し、各部について詳細に説明する。
（１）フレーム・シンボルタイミング検出回路１０３１
フレーム・シンボルタイミング検出回路１０３１は、オーバーサンプリングされた受信フィルタ処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニング信号を抽出・合成し、フレーム位置を検出する。該検出されたフレーム位置を元に、フレーム同期及びダウンサンプル（＝シンボルタイミング同期）処理を行う。
【０１３７】
フレーム・シンボルタイミング同期処理には、受信信号とトレーニング信号（プリアンブルＰＲ、パイロットＰＩ、ポストアンブルＰＯ）の相互相関ピーク検出の原理を用いる。入力信号系統間での相関ピーク値の最大比合成を容易にするため、プリアンブル部及びパイロット部においては、１〜３シンボル間隔、パイロット部においては、パイロット挿入間隔での複素共役乗算を行い、差動復号（遅延検波）された受信信号に対して相関値の和を計算する。各トレーニング信号に対する相関値の計算は、以下の通りである。
【０１３８】
時刻ｋＴ／８における受信ＦＩＲフィルタ通過後の入力信号系統毎の受信信号をｒ（ｋＴ／８）とする。Ｔは１シンボル周期（Ｔ／８は１サンプル周期）、ｋは整数である。以下、入力信号系統毎のピーク検出関数の導出について説明する。
【０１３９】
（Ａ）プリアンブル部のピーク検出関数
プリアンブル部においては、１〜３シンボル間隔で受信信号の複素共役乗算を行い、相関値和を計算する。プリアンブルシンボル系列をａｌ（ｌ＝１〜Ｌｐｒ、Ｌｐｒはプリアンブルシンボル長）とする。但し、本第８の実施形態では、Ｌｐｒ＝８とし、ａｌを１シンボル間隔で差動復号（遅延検波）したシンボル系列ｂｌが、段数３系列長７のＭ系列となるようにしている。同じく、２、３シンボル間隔で差動復号（遅延検波）した結果をそれぞれｃｌ、ｄｌとし、次式（１）で表す。
【０１４０】
【数１】
0004913081.tif 000002
【０１４１】
ここで、受信信号ｒ（ｋＴ／８）のｎシンボル間隔での複素共役乗算結果を次式（２）で与える。
【０１４２】
【数２】
0004913081.tif 000003
【０１４３】
ここで、プリアンブル部のピーク検出関数Ｒｃｒｏｓｓ・ＰＲ（ｋＰＲＴ／８）を、次式（３）に示すように定義する。
【０１４４】
【数３】
0004913081.tif 000004
【０１４５】
（Ｂ）パイロット部のピーク検出関数
トレーニング信号に挟まれた単位ペイロードシンボル長をＬｄ、単位ペイロード数をＮｄとする。但し、本第８の実施形態では、Ｌｄ＝８とする。ここでは、プリアンブル部と同様に、パイロット挿入間隔（＝Ｌｄ＋１）での相互相関値を計算する。パイロット挿入間隔での複素共役乗算結果を用いると、−π／４シフト後のプリアンブルの末尾シンボル、パイロットシンボル、ポストアンブルの先頭シンボルは、いずれも、（ｌ＋ｊ）／√（２）であることから、パイロット部を用いたピーク検出関数Ｒｃｒｏｓｓ・ＰＩ（ｋＰＩＴ／８）を、次式（４）に示すように定義する。
【０１４６】
【数４】
0004913081.tif 000005
【０１４７】
（Ｃ）ポストアンブル部のピーク検出関数
ポストアンブルシンボル系列ａ’ｌ（ｌ＝１〜Ｌｐｒ）＝−ａｌで与えられることから、ポストアンブル部のピーク検出関数をプリアンブル部と同様に、次式（５）で示すように定義する。
【０１４８】
【数５】
0004913081.tif 000006
【０１４９】
（４）バースト全体のピーク検出関数
プリアンブル、パイロット、ポストアンブル部の各ピーク検出関数を用いて、トレーニング信号全体を用いたピーク検出関数Ｒｃｒｏｓｓ（ｋＴ／８）は、次式（６）で与えることができる。なお、本第８の実施形態では、第７の実施形態で示した無線送信装置の送信ＡＦＣ機能によって、キャリア周波数誤差をシンボルレートに対して十分小さくできるとしたため、相関値計算時のシンボル間隔によらず、各項の信号点位相はほぼそろっているものとみなしている。
【０１５０】
【数６】
0004913081.tif 000007
【０１５１】
以上、求められたピーク検出相関関数を用いて、ナローアパーチャ窓内で、次式（７）に示すように、‖Ｒｃｒｏｓｓ（ｋＴ／８）‖を最大するｋ＝Ｋｍａｘが検出するフレーム位置となる。
【０１５２】
【数７】
0004913081.tif 000008
【０１５３】
なお、複数の入力信号系統からの受信信号を用いてフレーム同期を行う場合には、各入力信号系統間でのピーク検出関数の最大比合成を行う。ピーク検出関数の各項は、差動復号（遅延検波）信号からなっているため、入力信号系統間の伝搬路位相差の影響を受けない。よって、第ｉ入力信号系統のピーク検出関数を、Ｒｃｒｏｓｓ（ｉ）（ｋＴ／８）とすると、単純和を取った結果、すなわち、次式（８）によってフレーム位置を検出することができる。
【０１５４】
【数８】
0004913081.tif 000009
【０１５５】
また、８倍オーバーサンプリングされた受信信号に対してピーク検出を行っているため、検出されたフレーム位置を基準として、１／８のダウンサンプル処理を行うことによって、同時にシンボルタイミング周期を確立することができる。
【０１５６】
（２）搬送波周波数推定回路１０３３（受信ＡＦＣ）
搬送波周波数推定回路１０３３は、フレーム検出の演算結果を用いて、キャリア周波数誤差の推定及び補償を行う。本第８の実施形態では、無線送信装置で送信ＡＦＣを行うため、受信ＡＦＣは不要であるが、バースト長が長い場合には、キャリア周波数誤差をさらに小さく抑制することができる。ただし、逆に、バースト長が短い場合には、受信ＡＦＣを行うことによって伝送特性が劣化することもある。
【０１５７】
フレーム同期時に用いたピーク検出関数のパイロット部成分、すなわち、次式（９）に示す位相成分から、１シンボルあたりの位相回転量推定値ω（ハット＾）を、次式（１０）で求めることができる。
【０１５８】
【数９】
0004913081.tif 000010
【０１５９】
【数１０】
0004913081.tif 000011
【０１６０】
該位相回転量推定値ω（ハット＾）を用いて、次式（１１）で示すように、全パイロット及び全ペイロードの受信信号（シンボル単位）に対して受信搬送波周波数補償を行う。
【０１６１】
【数１１】
0004913081.tif 000012
【０１６２】
但し、フレーム同期及びダウンサンプル処理後の受信信号系列をｓ（ｍＴ）、さらに、受信周波数補償後の受信信号系列をｓＡＦＣ（ｍＴ）とする。
【０１６３】
なお、入力信号系統数Ｎｒの受信ダイバーシチ時には、各入力信号系統間でのＲｃｒｏｓｓ・ＰＩ（Ｋｍａｘ＋８×（Ｌｐｒ−１））Ｔ／８）の最大比合成を用いる。すなわち、第ｉ入力信号系統のＲｃｒｏｓｓ・ＰＩ（Ｋｍａｘ＋８×（Ｌｐｒ−１））Ｔ／８）を、Ｒｃｒｏｓｓ・ＰＩ（ｉ）（Ｋｍａｘ＋８×（Ｌｐｒ−１））Ｔ／８）とおくと、次式（１２）で示される、１シンボルあたりの位相回転量推定値ω（ハット＾）を、各入力信号系統共通で用いる。
【０１６４】
【数１２】
0004913081.tif 000013
【０１６５】
（３）−π／４シフト回路１０３４−１、１０３４−２
−π／４シフト回路１０３４−１、１０３４−２は、フレーム同期・クロック同期（あるいは、さらにキャリア周波数誤差補償後）の各入力信号系統の受信信号に対し、１シンボルあたり、−π／４シフトの位相回転を施す。
【０１６６】
（４）伝搬路推定回路１０３５−１、１０３５−２
伝搬路推定回路１０３５−１、１０３５−２は、−π／４シフト処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニングシンボルを抽出し、ペイロード部の伝搬路変動を推定する。チャネル推定は、トレーニングシンボルに挟まれた各単位ペイロードに対して、前後近傍８シンボルのトレーニングシンボル位置におけるチャネル推定値の平均値を用いる。
【０１６７】
受信プリアンブルシンボル、パイロットシンボル、ポストアンブルシンボル位置における−π／４シフト受信信号を、それぞれ、ＡＩ、ＢＩ、ＣＩとすると、各シンボル位置でのチャネル推定値ｈＰＲ（ｌ）、ｈＰＩ（ｌ）、ｈＰＯ（ｌ）は、次式（数１３）で表わされる。
【０１６８】
【数１３】
0004913081.tif 000014
【０１６９】
この中で、チャネル推定に必要なプリアンブルの後方４シンボル、パイロットシンボル、ポストアンブルの前方４シンボルを順に抜き出して繋げたものを、改めてｈｌ（１≦ｌ≦Ｎｄ＋７）と定義する。このとき、ｌ番目の単位ペイロードに対するチャネル推定値ＣｈＩは、次式（１４）で与えられる。
【０１７０】
【数１４】
0004913081.tif 000015
【０１７１】
なお、本第８の実施形態による伝搬路推定処理は、前述した図８に示すチャネル推定処理と同様であるので説明を省略する。
【０１７２】
（５）伝搬路補償回路１０３６−１、１０３６−２と最大比合成回路１０３７とシンボル識別回路１０３８
伝搬路補償回路１０３６−１、１０３６−２は、入力信号系統毎の伝搬路変動を補償する。最大比合成回路１０３７は、各入力信号系統間で情報シンボルの最大比合成を行う。シンボル識別回路１０３８は、最大比合成後の情報のシンボル識別を行う。ｉ番目の受信入力信号系統で時間ｍＴに受信したペイロード部の受信信号をＤｒｉ（ｍＴ）、伝搬路推定値をＣｈｉ（ｍＴ）とすると、シンボル識別時のシンボルＤｒ（ハット＾）（ｍＴ）は、次式（１５）で与えられる。
【０１７３】
【数１５】
0004913081.tif 000016
【０１７４】
なお、シンボル識別時に軟判定情報は維持されるものとする。
【０１７５】
（６）デインタリーブ回路１０３９
デインタリーブ回路１０３９は、シンボル識別後の受信信号に対して、行列ビットデインタリーブ処理を行う。なお、無線送信装置のインタリーブの逆処理を行うものとする。
【０１７６】
（７）軟判定ビタビ復号回路１０４０
軟判定ビタビ復号回路１０４０は、デインタリーブ処理後の軟判定信号系列にビタビ復号化処理を施すことで、誤り訂正を行う。
【０１７７】
Ｉ．第２の実施形態及び第３の実施形態の実施例
次に、前述した第２の実施形態及び第３の実施形態を用いた場合の実施例について説明する。ここでは、第２の実施形態及び第３の実施形態を用いた場合のフレーム誤検出率及びパケット誤り率を評価している。なお、バーストデータ長を１６ｂｙｔｅとした場合を第１の実施例、４ｂｙｔｅとした場合を第２の実施例とする。また、比較のため第４の従来システムを用いた場合の無線伝送特性も併せて示す。
【０１７８】
Ｉ−１．第１の実施例
図１１は、第１の実施例における計算機シミュレーション条件を示す概念図である。本第１の実施例では、変調速度９６００ｓｙｍｂｏｌ／ｓの低速無線通信システムを仮定した。また、変調方式としてπ／４シフトＱＰＳＫを適用した。また、低ＣＮＲ領域において良好な無線伝送特性を得るために、畳み込み符号化及びビタビ復号化を用いた誤り訂正を適用した。さらに、変調速度が低速であることから、伝搬路モデルとしては１波レイリーフェージング（遅延波の影響を考慮しない）を仮定した。なお、無線タグ等で用いられるＩＤ情報が９６〜１２８ｂｉｔであることから、バーストデータ長１６ｂｙｔｅは、情報バースト信号としてはほぼ最小のものと想定している。
【０１７９】
前述した第２の実施形態においては、フレーム・シンボルタイミング検出に本発明の第４の実施形態を適用し、伝搬路変動推定に本発明第６の形態を適用した。本発明の第３の実施形態においては、フレーム・シンボルタイミング検出に本発明の第５の実施形態を適用し、伝搬路変動推定に本発明第６の形態を適用した。第４の従来システムにおいては、特許文献１に記載の各受信同期処理方法を適用した。
【０１８０】
ここで、図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第４の従来システムでのバーストフレーム構成例と、本第１の実施例でのバーストフレーム構成例とを示す概念図である。特性の比較における伝送効率（フレーム利用効率）の公平を期するため、トレーニングシンボルの挿入比は、情報シンボル８に対してトレーニングシンボル１とした。但し、本第１の実施例のバースト構成では、バーストの先頭及び末尾に固定長のトレーニングシンボル系列が多重化されるため、第４の従来システムと比較して若干伝送効率が低下する。情報シンボル長１２８シンボルの場合、第４の従来システムにおいては伝送効率８６％であるのに対し、本発明の第２及び第３の実施形態では８１％である。
【０１８１】
図１３は、本第１の実施例によるフレーム誤検出率特性を示す概念図である。本発明の第２の実施形態においてフレーム誤検出率＝１％となる所要ＣＮＲは、第４の従来システムと比較して約３．５ｄＢ向上している。さらに、本発明の第３の実施形態においては、本発明の第２の実施形態と比較して約６ｄＢ向上しており、効果的にダイバーシチ合成の効果が得られることが分かる。
【０１８２】
図１４は、本発明第１の実施例におけるパケット誤り率特性を示す概念図である。本発明の第２の実施形態においてパケット誤り率＝１％となる所要ＣＮＲは、第４の従来システムと比較して約１ｄＢ向上している。さらに、本発明の第３の実施形態においては、本発明の第２の実施形態と比較して約８ｄＢ向上しており、効果的にダイバーシチ合成の効果が得られることが分かる。
【０１８３】
上述した第１の実施例によれば、情報バースト信号伝送における同期感度及び受信感度を向上させることができる。
【０１８４】
Ｉ−２．第２の実施例
ここで、さらに情報シンボル長が短くなる場合を想定する。通信が成功した場合に返送されるＡＣＫ（ACKnowledgement）や失敗した場合に返送されるＮＡＣＫ（Negative ACK）などの制御信号は数バイト程度の情報量で十分である。そこで、仮にＱＰＳＫを用いて誤り訂正符号化の符号化率１／２とし、情報シンボル系列長３２シンボル（４ｂｙｔｅ相当）のバーストを伝送する場合について考える。
【０１８５】
図１５は、本第２の実施例における計算機シミュレーション条件を示す概念図である。本第２の実施例では、変調速度や変調方式、伝搬路モデル等の条件は、第１の実施例と同様である。なお、バーストデータ長４ｂｙｔｅは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の制御バースト信号を想定している。
【０１８６】
次に、図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ従来システムでのバーストフレーム構成例と、本第２の実施例でのバーストフレーム構成例とを示す概念図である。図１２に示した第４の従来方式同様に、ペイロード長を３２シンボルのままとすると、パイロットシンボルが２箇所のみとなり、同期符号系列の直交性が不十分となって、フレーム誤検出率が著しく劣化するため、このままでは比較に適さない。
【０１８７】
そこで、ペイロード長を８シンボルとして同期符号系列の直交性を維持するバースト構成として比較している。一方、本第２の実施例においては、第１の実施例と同様に情報シンボル８に対して、トレーニングシンボル１のトレーニングシンボルの挿入比とした。このとき、第４の従来システムにおいては、伝送効率６２％であるのに対し、本発明の第２及び第３の実施形態では、６３％とほぼ同じである。
【０１８８】
図１７は、本第２の実施例におけるフレーム誤検出率特性を示す概念図である。本発明の第２の実施形態において、フレーム誤検出率＝１％となる所要ＣＮＲは、第４の従来システムと比較して約２．５ｄＢ向上している。さらに、本発明の第３の実施形態においては、本発明の第２の実施形態と比較して約８ｄＢ向上しており、効果的にダイバーシチ合成の効果が得られることが分かる。
【０１８９】
図１８は、本第２の実施例におけるパケット誤り率特性を示す概念図である。本発明の第２の実施形態及び第４の従来システムの所要ＣＮＲ特性は、多少傾きが異なるものの、パケット誤り率２％程度で交差しており、両者はほぼ一致している。さらに、本発明の第３の実施形態においては、本発明の第２の実施形態と比較して約１１ｄＢ向上しており、効果的にダイバーシチ合成の効果が得られることが分かる。
【０１９０】
第１の実施例と第２の実施例とを比較すると、第４の従来システムでは、ペイロード長の長短によって搬送波周波数同期特性（周波数引き込み範囲や精度）が大きく変化してしまう。また、送信装置におけるパイロットシンボル多重化処理と受信装置における各受信同期処理とをバースト長に併せて適応的に変化させなければならないため、送受信処理が複雑となる。
【０１９１】
一方、本発明の実施形態では、情報シンボル長が３２シンボルと短い場合でも、基本的なバースト構成を変更する必要がない。そのため、送受信処理が複雑となることはない。情報シンボル長が短くなると、バースト内でプリアンブルシンボル系列とポストアンブルシンボル系列との占める割合が増えるため、伝送効率が劣化する点は、第４の従来システムと同様だが、フレーム・シンボルタイミング同期については、プリアンブルシンボル系列とポストアンブルシンボル系列とによって一定の所要特性を満たすことが担保でき、著しく劣化するということはない。ペイロード長も変化しないため、伝搬路推定精度も劣化しない。
【０１９２】
上述したように、本発明の実施形態は、制御パケット信号のような極めて短いバーストを送信する場合においても、煩雑な送受信信号処理を伴うことなく、伝送効率の低下を抑制しながら良好な無線伝送特性を実現できる。
【０１９３】
上述した第１〜第８の実施形態によれば、低ＣＮＲ領域においてもバースト長の長短によらず良好な無線伝送特性を実現することができ、無線送信装置及び無線受信装置における信号処理演算量を低減することが可能となる。
【０１９４】
Ｊ．第９の実施形態
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。
本第９の実施形態は、拡散符号化を用いない第７および第８の実施形態では、所定のバースト同期および情報シンボルの復調特性を満足できない場合に適用できる。拡散符号化することによって、周波数帯域を変更することなく、１情報シンボルあたりの送信エネルギーを増大させることができる。但し、１情報シンボルあたりの伝送速度は低下する。なお、後述する第１０の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。
【０１９５】
図１９は、本第９の実施形態による無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図９に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。第７の実施形態との差異は、トレーニング多重化回路１００６とπ／４シフト回路１００７との間に拡散符号化回路１０５１が挿入されている点である。
【０１９６】
拡散符号化回路１０５１は、トレーニング信号多重化後の送信バーストシンボル系列に対して、拡散符号化処理を行う。拡散符号として任意の符号長（＝拡散率）ＮＳＦおよび符号系列を全送信バーストシンボルに対して共通に用いることができるが、拡散率ＮＳＦは、送受信装置間の通信状態によって制御可能である。拡散率を大きくするほど、１情報シンボルあたりのエネルギーを大きくできるが、情報シンボルの伝送速度が低下するため、両者はトレードオフの関係にある。
【０１９７】
次に、図２０は、本第９の実施形態による送信バーストフレーム構成を示す概念図である。但し、図における拡散率ＮＳＦ＝４である。トレーニングシンボルおよび情報シンボルの区別なく、同じ拡散符号を用いて拡散符号化される結果、送信バーストシンボル長は拡散率ＮＳＦ倍となる。
【０１９８】
なお、本第９の実施形態によるバースト送信信号処理は、拡散符号化処理を除いては、図９に示す第７の実施形態による送信信号処理と同様であるので説明を省略する。また、本第９の実施形態において、ＮＳＦ＝１とした場合の送信信号処理は、第７の実施形態と共通となる。
【０１９９】
上述した第９の実施形態によれば、１情報シンボルあたりの送信エネルギーを向上させることが可能となり、受信装置への到達電力が微弱な場合でも、良好な無線伝送特性を実現することができる。
【０２００】
また、本第９の実施形態によれば、任意の拡散率に対し、変調送信信号が占有する周波数帯域幅を変更することなく、１情報シンボルあたりの送信エネルギー、あるいは情報シンボルの伝送速度を変更することができる。
【０２０１】
また、本第９の実施形態によれば、例えば、伝搬路状態の観測や、送受信装置間での通信成否の履歴等を参照して適応的に拡散率を制御することによって、情報シンボルの伝送速度の低下を最小限に抑制しながら良好な無線伝送特性を実現することができる。
【０２０２】
また、本第９の実施形態によれば、異なる拡散符号を同一、あるいは異なる端末装置に割り当てて多重化することにより、符号分割多重通信（ＣＤＭ：Code Division Multiplexing）、あるいは符号分割多重多元接続通信（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）を実現することができる。また、符号多重を行うことによって、周波数利用効率の劣化を抑制することができる。
【０２０３】
Ｋ．第１０の実施形態
次に、本発明の第１０の実施形態について説明する。
本第１０の実施形態は、拡散符号化を用いない第７および第８の実施形態では、所定のバースト同期および情報シンボルの復調特性を満足できない場合に適用できる。逆拡散復号化することによって、１情報シンボルあたりの受信エネルギー、すなわちＥｓ／Ｎ０を改善することができる。なお、前述した第９の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。
【０２０４】
図２１は、本第１０の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。本第１０の実施形態による無線受信装置の構成は、図１０に示す第８の実施形態とほぼ同様であるが、−π／４シフト回路１０６１−１、１０６１−２を、フレーム・シンボルタイミング同期回路１０３２の前に配置し、−π／４シフト回路１０６１−１、１０６１−２とフレーム・シンボルタイミング同期回路１０３２との間に、逆拡散復号化回路１０６２−１、１０６２−２が挿入されている点で異なる。また、搬送波周波数同期処理は省略されている。
【０２０５】
−π／４シフト回路１０６１−１、１０６１−２は、それぞれオーバーサンプリングされた受信バーストシンボル系列全体の−π／４シフト処理を行う。逆拡散復号化回路１０６２−１、１０６２−２は、それぞれ−π／４シフト処理された受信バーストシンボル系列に対して入力サンプル毎に逆拡散復号化された受信バーストシンボル系列を出力する。拡散符号として送信装置と同じ符号系列を利用し、拡散率ＮＳＦは、送受信装置間の通信状態によって制御される。
【０２０６】
なお、本第１０の実施形態によるバースト受信信号処理は、逆拡散復号化処理を除いては、図１０に示す第８の実施形態による受信信号処理と同様であるので説明を省略する。また、拡散率ＮＳＦ＝１とすることで、第８の実施形態と同様、拡散を用いない場合のバースト受信信号処理も可能である。
【０２０７】
また、フレーム・シンボルタイミング検出回路１０３１、および最大比合成回路１０３７において、複数系統からの入力信号合成を行わない構成とすれば、単一系統の空中戦、および受信手段を備える無線受信装置も同様にして実現できる。
【０２０８】
上述した第１０の実施形態によれば、１情報シンボルあたりの送信エネルギー、すなわちＥｓ／Ｎ０を向上させることが可能となり、受信装置への到達電力が微弱な場合でも、良好なバースト同期性および情報シンボルの復調特性を実現することができる。
【０２０９】
また、本第１０の実施形態によれば、例えば、伝搬路状態の観測や、送受信装置間での通信成否の履歴等を参照して適応的に拡散率を制御することによって、情報シンボルの伝送速度の低下を最小限に抑制しながら良好な無線伝送特定を実現することができる。
【０２１０】
また、本第１０の実施形態によれば、異なる拡散符号を同一、あるいは異なる端末装置に割り当てて多重化することにより、符号分割多重通信（ＣＤＭ）、あるいは符号分割多重多元接続通信（ＣＤＭＡ）を実現することができる。また、符号多重を行うことによって、周波数利用効率の劣化を抑制することができる。
Ｌ．第３の実施例
【０２１１】
次に、前述した第９および第１０の実施形態を用いた場合の第３の実施例について説明する。ここでは、無線送信装置として第９の実施形態、無線受信装置として第１０の実施形態を用いた場合のフレーム誤検出率、およびパケット誤り率を、拡散率を変更して評価し、その所要ＣＮＲ特性を比較する。但し、第１０の実施形態においては、単一系統の空中線および受信手段を備える無線受信装置構成として評価している。
【０２１２】
図２２は、本第３の実施例における計算シミュレーション条件を示す表図である。本第３の実施例では、９６００ｓｙｍｂｏｌ／ｓの低速無線通信システムを仮定した。伝搬路モデルは、１波レイリーフェージングとし、ドップラー周波数として、０Ｈｚ（準静止状態）と１０Ｈｚとを仮定した。拡散率ＮＳＦは、１（拡散なし）〜３２まで変化させた。拡散前後のバーストフレーム構成は、前述した図２０（ａ）に示す通りである。
【０２１３】
図２３は、本第３の実施例においてフレーム誤検出率が１％となる所要ＣＮＲ特性を示す概念図である。拡散率ＮＳＦが２倍になると、１トレーニングシンボルあたりのエネルギーが２倍となるため、所要ＣＮＲは、３ｄＢ向上することが期待される。準静止状態では、ほぼこの割合で特性が向上していることが分かる。ドップラー周波数が１０Ｈｚの場合には、さらに所要ＣＮＲ特性が向上している。これは、送受信バースト長が長くなるために、バースト同期特性に対する時間ダイバーシチの効果がより大きく表れるためである。
【０２１４】
図２４は、本第３の実施例においてパケット誤り率が１％となる所要ＣＮＲ特性を示す概念図である。拡散率ＮＳＦが２倍になると、１情報シンボルあたりのエネルギーが２倍となるため、所要ＣＮＲは、３ｄＢ向上することが期待される。準静止状態では、ほぼこの割合で特性が向上することが分かる。ドップラー周波数が１０Ｈｚの場合には、さらに所要ＣＮＲ特性が向上している。これは、送受信バースト長が長くなるために、情報シンボルの復調特性に対する時間ダイバーシチの効果がより大きく表れるためである。
【０２１５】
このように、上述した第３の実施例によれば、拡散を行わない場合には、所定のバースト同期特性および情報シンボルの復調特性が満たせない環境においても、送受信装置間の通信状態に応じて適切に拡散率を制御し、受信バースト全体のＥｓ／Ｎ０を向上させることによって、バースト同期特性および情報シンボルの復調特性を改善することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】第１の実施形態による、無線送信装置におけるトレーニングシンボル生成回路の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態を用いた場合に生成されるバースト構成を示す概念図である。
【図３】第２の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第３の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第４の実施形態による、フレーム・シンボルタイミング検出回路５０１の構成を示すブロック図である。
【図６】第５の実施形態による、フレーム・シンボルタイミング検出回路６０３の構成を示すブロック図である。
【図７】第６の実施形態による、伝搬路推定回路５０６の構成を示すブロック図である。
【図８】第６の実施形態の伝搬路推定回路５０６による伝搬路推定方法例を示す概念図である。
【図９】第７の実施形態による、無線送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第８の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第１の実施例における計算機シミュレーション条件を示す概念図である。
【図１２】第４の従来システムでのバーストフレーム構成例と、第１の実施例でのバーストフレーム構成例とを示す概念図である。
【図１３】第１の実施例によるフレーム誤検出率特性を示す概念図である。
【図１４】第１の実施例におけるパケット誤り率特性を示す概念図である。
【図１５】第２の実施例における計算機シミュレーション条件を示す概念図である。
【図１６】第４の従来システムでのバーストフレーム構成例と、第２の実施例でのバーストフレーム構成例とを示す概念図である。
【図１７】第２の実施例におけるフレーム誤検出率特性を示す概念図である。
【図１８】第２の実施例におけるパケット誤り率特性を示す概念図である。
【図１９】第９の実施形態による無線送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】第９の実施形態による送信バーストフレーム構成を示す概念図である。
【図２１】第１０の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】第３の実施例における計算シミュレーション条件を示す表図である。
【図２３】第３の実施例においてフレーム誤検出率が１％となる所要ＣＮＲ特性を示す概念図である。
【図２４】第３の実施例においてパケット誤り率が１％となる所要ＣＮＲ特性を示す概念図である。
【図２５】従来技術による、Ｄｙａｎｅｔや、ＰＨＳに代表されるシステム（以下、第１の従来システム）のバースト構成を示す概念図である。
【図２６】第１の従来システムの受信同期処理を示す機能ブロック図である。
【図２７】第２の従来システムのバースト構成を示す概念図である。
【図２８】第２の従来システムの受信同期処理の機能ブロック図と、同期検波復調処理の機能ブロック図である。
【図２９】第３の従来システムのバースト構成を示す概念図である。
【図３０】第３の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。
【図３１】第４の従来システムの無線送信装置の構成を示すブロック図である。
【図３２】第４の従来システムの無線送信装置におけるトレーニングシンボル生成回路１０２の構成を示すブロック図である。
【図３３】第４の従来システムのトレーニングシンボル生成回路を用いた場合の信号バースト生成例を示す概念図である。
【図３４】第４の従来システムの無線受信装置の構成に示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２１７】
１０２  トレーニングシンボル生成回路
３０１  同期符号系列生成回路
３０２  差動符号化回路
３０３  パイロットシンボル生成回路
３０４  ポストアンブルシンボル生成回路
４０１  Ａ／Ｄ変換器
４０２  受信フィルタ
５０１  フレーム・シンボルタイミング検出回路
５０３  フレーム・シンボルタイミング同期回路
５０４  搬送波周波数推定回路
５０５  搬送波周波数同期回路
５０６  伝搬路推定回路
５０７  伝搬路補償回路
５０８  シンボル識別回路
６０１ａ、６０１ｂ  Ａ／Ｄ変換器
６０２ａ、６０２ｂ  受信フィルタ
６０３  フレーム・シンボルタイミング検出回路
８０５ａ、６０５ｂ  フレーム・シンボルタイミング同期回路
６０６  搬送波周波数推定回路
６０７ａ、６０７ｂ  搬送波周波数同期回路
６０８ａ、６０８ｂ  伝搬路推定回路
６０９ａ、６０９ｂ  伝搬路補償回路
６１０  最大比合成回路
６１１  シンボル識別回路
７０１  トレーニングシンボル抽出回路
７０２  トレーニングシンボル生成回路
７０３  プリアンブル区間相関検出回路
７０４  パイロット区間相関検出回路
７０５  ポストアンブル区間相関検出回路
７０６  相関ピーク検出回路
７０８  フレーム位置選択回路
８０１ａ、８０１ｂ  トレーニングシンボル抽出回路
８０２  トレーニングシンボル生成回路
８０３ａ、８０３ｂ  プリアンブル区間相関検出回路
８０４ａ、８０４ｂ  パイロット区間相関検出回路
８０５ａ、８０５ｂ  ポストアンブル区間相関検出回路
８０６、８０７、８０８  和算回路
８０９  相関ピーク検出回路
８１１  フレーム位置選択回路
９０１  トレーニングシンボル抽出回路
９０２  多重化回路
９０３  トレーニングシンボル生成回路
９０４  伝搬路推定回路
９０５  矩形フィルタ
１００３  畳込み符号化回路
１００４  インタリーブ回路
１００５  シンボル生成回路
１００６  トレーニング多重化回路
１００７  π／４シフト回路
１００８  送信フィルタ
１００９  送信ＡＦＣ
１０１０  Ｄ／Ａ変換器
１０２１−１、１０２１−２  ＲＡＭ
１０２２−１、１０２２−２  受信フィルタ
１０３１  フレーム・シンボルタイミング検出回路
１０３２  フレーム・シンボルタイミング同期回路
１０３３  搬送波周波数推定回路
１０３４−１、１０３４−２、１０６１−１、１０６１−２  −π／４シフト回路
１０３５−１、１０３５−２  伝搬路推定回路
１０３６−１、１０３６−２  伝搬路補償回路
１０３７  最大比合成回路
１０３８  シンボル識別回路
１０３９  デインタリーブ回路
１０４０  ビタビ復号化回路
１０５１  拡散符号化
１０６２−１、１０６２−２  逆拡散復号化
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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