(57)【要約】【課題】受信信号に含まれる有効シンボルの位置を適切に判断できるようにする。【解決手段】受信部１ａは、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。タイミング検出部１ｂは、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを有効シンボルの位置と判断する。【選択図】図１
2009290725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効シンボル間に前記有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する受信部と、
前記受信部が取得した前記受信信号と当該受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを前記有効シンボルの位置と判断するタイミング検出部と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記タイミング検出部は、前記受信信号に含まれる既知信号をフーリエ変換して得られる周波数領域信号に基づいて、前記所定時間を決定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記タイミング検出部は、前記フーリエ変換して得られる周波数領域信号を既知の周波数領域信号で除した第１の信号と、前記第１の信号を所定周波数だけ周波数方向にシフトした第２の信号との相関値を求め、前記相関値の角度成分に基づいて前記所定時間を決定することを特徴とする請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
前記タイミング検出部は、前記相関値の角度成分に応じて、前記検出したタイミングから前記所定時間だけ前または後ろにずれたタイミングを前記有効シンボルの位置と判断することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記タイミング検出部は、前記受信信号のサブキャリア間隔を前記所定周波数とすることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
有効シンボル間に前記有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得し、
取得した前記受信信号と当該受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを前記有効シンボルの位置と判断する、
ことを特徴とする受信方法。
【請求項７】
有効シンボル間に前記有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する受信部と、
前記受信部が取得した前記受信信号と当該受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出するタイミング検出部と、
前記タイミング検出部の検出結果に基づいて、前記受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間を求め、前記抽出区間のうち末尾の所定長の信号を、前記抽出区間より前の前記所定長の信号に置き換える有効シンボル抽出部と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項８】
有効シンボル間に前記有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得し、
取得した前記受信信号と当該受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、
タイミングの検出結果に基づいて、前記受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間を求め、前記抽出区間のうち末尾の所定長の信号を、前記抽出区間より前の前記所定長の信号に置き換える、
ことを特徴とする受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信装置および受信方法に関する。本発明は、例えば、ガードインターバルが挿入された信号を受信する受信装置および受信方法に適用することもできる。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。無線通信システムには、所定の信号処理の単位（例えば、変調・復調の単位）である有効シンボルを無線送信する際に、有効シンボル間にガードインターバルを挿入するものがある。ここでは、ガードインターバルについて、マルチキャリア伝送方式の１つである直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の無線通信システムを例に挙げて説明する。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式の無線通信システムの例として、以下のようなものが考えられる。送信装置は、送信データを複数の搬送波（サブキャリア）に対応付ける。そして、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）などの変換処理により周波数領域から時間領域への信号変換を行い、複数サブキャリアの成分が多重化された有効シンボルを得る。その後、送信装置は、有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを有効シンボルに付加してシンボルとして無線送信する。
【０００４】
受信装置は、送信装置から受信した受信信号に含まれる有効シンボルの位置（時間軸上でのタイミング）を推定し、受信信号から有効シンボル長に相当する信号を抽出する。そして、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などの変換処理により時間領域から周波数領域への信号変換を行う。その後、受信装置は、得られた周波数領域信号に基づいて、元の送信データを復元する。
【０００５】
このように、送信装置が有効シンボル間にガードインターバルを挿入し、受信装置がガードインターバルを除去して復調・復号を行うことで、マルチパスの影響を軽減することができる。すなわち、受信装置は、先行波（例えば、送信装置から受信装置に直接届いた電波）と遅延波（例えば、建物などの物体に反射して先行波に遅れて受信装置に届いた電波）とが重なった電波を受信することが考えられる。このとき、遅延波の遅延量がガードインターバルの時間長以下であれば、異なる有効シンボルの信号が時間軸上で重なることを避けられる。これにより、復調・復号の精度低下を抑制することができる。
【０００６】
なお、受信装置におけるタイミング検出に関して、例えば、以下のような技術がある。すなわち、周波数領域上で、既知信号と受信信号から抽出した既知信号に相当する信号との相関を求め、求めた相関に基づいてフーリエ変換のタイミングを決定する方法がある（例えば、特許文献１，２参照）。また、シンボルのタイミング同期がとれた後、周波数領域上で、連続する２つのシンボル間の相関を求め、求めた相関に基づいてフレームのタイミングを特定する方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】国際公開第２００３／０９４３９９号パンフレット
【特許文献２】特表２００５−５０６７５７号公報
【特許文献３】特開２００７−８８７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
受信装置が、時間領域上で（すなわち、周波数領域への変換前の受信信号を用いて）、有効シンボルのタイミング検出を行うことを考える。受信装置は、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号（例えば、有効シンボル長だけ遅延させた信号）との相関を求めることで、有効シンボルの位置を推定することができる。ガードインターバルは、有効シンボルに含まれる信号の複製であるため、ガードインターバルとその複製元の部分とが重なっている位置で最大の相関が得られる。よって、相関最大となるタイミングから有効シンボルの位置（例えば、有効シンボルの開始位置）を判断することができる。
【０００８】
しかし、上記のような時間領域上でのタイミング検出方法では、受信信号に施されているガードインターバルの挿入方法が受信装置の想定する挿入方法と異なると、有効シンボルの位置の判断を誤ってしまうという問題がある。例えば、多くの一般的な送信装置が、有効シンボルのうち末尾の所定長の部分を複製して有効シンボルの前に付加するという方法を用いているとする。一方、ある送信装置が、変則的方法（例えば、有効シンボルのうち複製する部分が一般的方法と異なるような方法）を用いているとする。この場合、変則的な挿入方法が施された受信信号に対し、一般的な挿入方法が施された受信信号と同様にして相関最大のタイミングから有効シンボルの位置を判断すると、誤った判断となる。
【０００９】
誤った位置で信号抽出を行うと、周波数領域への変換後の信号に位相回転が生じ、その後の復調・復号処理の精度が低下する。本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、有効シンボルの位置を適切に判断することができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、マルチパス環境を想定した場合、受信装置が取得する受信信号は、先行波と遅延波とが重なったものである。この場合、時間領域上の相関検出において相関最大となるタイミングは、遅延波の影響を受けて、先行波の有効シンボルの開始位置よりも後ろの位置（遅いタイミング）にずれてしまう。そのため、検出されたタイミングに基づいて有効シンボル長の信号を抽出すると、抽出区間の末尾側には、先行波における１つ後ろのシンボルの信号が含まれてしまうという問題がある。
【００１１】
他のシンボルの信号を含むものを有効シンボルとして抽出してしまうと、その後の復調・復号処理の精度が低下する。これに対し、遅延波の影響を予め考慮して、相関最大となるタイミングから所定長だけ前の位置（早いタイミング）を有効シンボルの位置と判断する方法も考えられる。しかし、この方法では、時間領域上で抽出位置を前方へずらすことから、周波数領域への変換後の信号に位相回転が生じてしまう。このため、得られた周波数領域の信号に対し、信号抽出に伴って生じた位相回転を戻すための演算をすることになる。そこで、本発明の他の目的として、受信処理における遅延波の影響を容易に抑制することができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、受信部およびタイミング検出部を有する受信装置が提供される。受信部は、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。タイミング検出部は、受信部が取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを有効シンボルの位置と判断する。
【００１３】
このような受信装置によれば、受信部により、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号が取得される。タイミング検出部により、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出され、検出されたタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングが有効シンボルの位置と判断される。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、受信方法が提供される。この受信方法では、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを有効シンボルの位置と判断する。
【００１５】
このような受信方法によれば、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号が取得される。受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出され、検出されたタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングが有効シンボルの位置と判断される。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、受信部、タイミング検出部および有効シンボル抽出部を有する受信装置が提供される。受信部は、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。タイミング検出部は、受信部が取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出する。有効シンボル抽出部は、タイミング検出部の検出結果に基づいて、受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間を求め、抽出区間のうち末尾の所定長の信号を、抽出区間より前の所定長の信号に置き換える。
【００１７】
このような受信装置によれば、受信部により、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号が取得される。タイミング検出部により、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出される。有効シンボル抽出部により、受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間が求められ、抽出区間のうち末尾の所定長の信号が、抽出区間より前の所定長の信号に置き換えられる。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、受信方法が提供される。この受信方法では、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求めて相関最大となるタイミングを検出する。タイミングの検出結果に基づいて、受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間を求め、抽出区間のうち末尾の所定長の信号を、抽出区間より前の所定長の信号に置き換える。
【００１９】
このような受信方法によれば、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルを挿入した信号を送信する送信装置からの受信信号が取得される。受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出される。受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間が求められ、抽出区間のうち末尾の所定長の信号が、抽出区間より前の所定長の信号に置き換えられる。
【発明の効果】
【００２０】
上記受信装置および受信方法によれば、有効シンボルの位置を適切に判断することができる。また、上記受信装置および受信方法によれば、受信処理における遅延波の影響を容易に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の実施の形態］
以下、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態の受信装置の概要を示す図である。受信装置１は、受信部１ａ、タイミング検出部１ｂ、フーリエ変換部１ｃおよび復調・復号部１ｄを有する。
【００２２】
受信部１ａは、有効シンボルとガードインターバルとを含む信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。有効シンボルは、所定の信号処理の単位であり、例えば、変調・復調処理の単位である。ガードインターバルは、送信装置により有効シンボル間に挿入されるものであり、有効シンボルの少なくとも一部の複製である。
【００２３】
タイミング検出部１ｂは、受信部１ａが取得した受信信号に基づいて有効シンボルの位置を判断し、フーリエ変換部１ｃに通知する。具体的には、タイミング検出部１ｂは、時間領域上で、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号（例えば、受信信号を有効シンボル長Δｔだけ遅延させた信号）との相関を求めて、相関最大となるタイミングを検出する。そして、検出したタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを有効シンボルの位置と判断する。
【００２４】
フーリエ変換部１ｃは、タイミング検出部１ｂからの通知に基づいて、受信部１ａが取得した受信信号からガードインターバルを除去し、有効シンボル長の信号を抽出する。そして、フーリエ変換部１ｃは、抽出した時間領域上の信号を周波数領域上の信号に変換する。時間領域から周波数領域への変換は、例えば、ＦＦＴを用いることができる。ただし、ＦＦＴ以外の変換アルゴリズムを用いてもよい。
【００２５】
復調・復号部１ｄは、フーリエ変換部１ｃから周波数領域上の信号を取得し、復調・復号処理を行う。例えば、復調・復号部１ｄは、チャネル推定、チャネル補償、復調処理、誤り訂正復号処理などを行う。これにより、送信装置が送信したデータが復元される。
【００２６】
ここで、タイミング検出部１ｂは、時間領域上の相関検出により検出されたタイミングを用いて、有効シンボルの抽出タイミングを判断する。ただし、タイミング検出部１ｂは、相関検出により検出されたタイミングを抽出タイミングとはせず、相関検出により検出されたタイミングを補正したものを抽出タイミングとすることができる。
【００２７】
例えば、多くの一般的な送信装置が、有効シンボルのうち末尾の１２８サンプルを複製して、ガードインターバルとして有効シンボルの前に付加するという挿入方法を用いているとする。一方、ある送信装置が、有効シンボルのうち末尾の６４サンプルを複製して有効シンボルの前に付加し、有効シンボルのうち先頭の６４サンプルを複製して有効シンボルの後ろに付加するという、変則的な挿入方法を用いているとする。
【００２８】
この場合、タイミング検出部１ｂは、上記の一般的な挿入方法の場合でも変則的な挿入方法の場合でも、シンボルの先頭から１２８サンプル後を相関最大となるタイミングとして検出してしまうことが考えられる。一般的な挿入方法が施された受信信号では、この検出されたタイミングが有効シンボルの開始位置を正しく示している。一方、変則的な挿入方法が施された受信信号では、検出されたタイミングは有効シンボルの位置を正しく示していない。正しくは、シンボルの先頭から６４サンプル後が有効シンボルの開始位置である。
【００２９】
また、ある送信装置が、ガードインターバルを挿入後のシンボルの信号に対して、時間フィルタ処理を施す場合も考えられる。時間フィルタ処理が施されている場合、時間領域上の相関検出で相関の最大値が鋭く検出されなくなり（ピークが鈍くなり）、有効シンボルのタイミングの判断を誤る可能性がある。
【００３０】
そこで、タイミング検出部１ｂは、相関最大となるタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングを有効シンボルの位置と判断することができる。すなわち、時間領域上の相関検出によって得られたタイミングに対し、０（ゼロ）でないある時間幅だけシフトする補正を行うことができる。所定時間は、例えば、フーリエ変換部１ｃが出力する周波数領域上の信号を用いて、以下のような方法で決定することができる。
【００３１】
タイミング検出部１ｂは、まず、フーリエ変換部１ｃから得られる既知信号に対応する周波数領域信号を、既知の周波数領域信号で除した第１の信号を求める。また、第１の信号を所定周波数（例えば、サブキャリア間隔に相当する周波数）だけ周波数方向にシフトした第２の信号を求める。そして、第１の信号と第２の信号との相関を求める。相関値からタイミング検出の誤りによって生じている位相回転量を求めることができ、位相回転量からタイミングの補正量を算出することができる。このような方法でタイミングの補正ができる理由は、後で詳細に述べる。
【００３２】
このような受信装置１によれば、受信部１ａにより、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルが挿入された受信信号が取得される。そして、タイミング検出部１ｂにより、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出され、検出されたタイミングから所定時間（＞０）離れたタイミングが有効シンボルの位置と判断される。所定時間は、例えば、フーリエ変換部１ｃで得られる周波数領域信号を用いて求めることができる。
【００３３】
これにより、受信装置１は、有効シンボルの位置を適切に判断することができる。すなわち、受信装置１は、時間領域上の相関検出によって得られるタイミングに対し補正を行うことで、変則的なガードインターバルの挿入方法を用いている送信装置にも柔軟に対応することができる。また、シンボルの信号に対し時間フィルタ処理を施している送信装置にも柔軟に対応することができる。その結果、一部の送信装置（例えば、通信規格に準拠していない送信装置）との通信が全く行えない状況や伝送レートが大きく低下する状況を回避することができ、通信システムの品質向上に寄与する。
【００３４】
以下、第１の実施の形態の通信システムの詳細を説明する。
図２は、第１の実施の形態の通信システムを示す図である。この通信システムは、送信装置１００および受信装置２００を有する。送信装置１００は、データを符号化・変調して無線信号として出力する。受信装置２００は、送信装置１００が送信した無線信号を受信して復調・復号し、データを復元する。
【００３５】
ここで、下りリンク通信を考えると、例えば、送信装置１００は無線基地局に相当し、受信装置２００は携帯電話機などの加入者局に相当すると見ることがきる。また、上りリンク通信を考えると、送信装置１００は加入者局に相当し、受信装置２００は無線基地局に相当すると見ることもできる。また、双方向リンク通信を考えると、送信装置１００および受信装置２００の両方の機能を、無線基地局および加入者局がそれぞれ備えている通信システムも想定することができる。
【００３６】
なお、以下では、簡単のため、送信装置１００については送信機能のみを説明し、受信装置２００については受信機能のみを説明する。また、有効シンボルのタイミング検出以外の機能については、必要に応じて説明を省略する。また、送信装置１００および受信装置２００は、通信方式としてＯＦＤＭを用いているとする。
【００３７】
図３は、第１の実施の形態の送信装置を示すブロック図である。送信装置１００は、誤り訂正符号化部１１０、データ変調部１２０、多重化部１３０、ＩＦＦＴ部１４０、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１４５、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換部１５０、送信ＲＦ（Radio Frequency）部１５５およびアンテナ１６０を有する。
【００３８】
誤り訂正符号化部１１０は、受信装置２００に対して送信するデータが発生すると、送信データに誤り訂正符号化処理を施す。符号化方式としては、例えば、ターボ符号や畳み込み符号などを用いることができる。使用する符号化方式は、固定で設定しておいてもよいし、伝送路の状態に応じて適応的に選択してもよい。誤り訂正符号化部１１０は、得られた符号化データをデータ変調部１２０に出力する。
【００３９】
データ変調部１２０は、誤り訂正符号化部１１０から取得した符号化データをデジタル変調する。変調方式としては、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などを用いることができる。使用する変調方式は、固定で設定しておいてもよいし、伝送路の状態に応じて適応的に選択してもよい。データ変調部１２０は、変調後のデータ信号を多重化部１３０に出力する。
【００４０】
多重化部１３０は、データ変調部１２０から取得した変調後のデータ信号と受信装置２００で既知のパイロット信号（既知信号）とを、所定のパターンに従って時間多重する。そして、多重化部１３０は、得られた信号をＩＦＦＴ部１４０に出力する。
【００４１】
ＩＦＦＴ部１４０は、多重化部１３０から取得した信号に対し逆高速フーリエ変換を行う。すなわち、ＩＦＦＴ部１４０は、多重化部１３０から取得した信号をサブキャリアに対応付けて周波数領域上の信号と見なし、この周波数領域上の信号を時間領域上の信号に変換する。ここで得られる時間領域上の信号は、所定長の有効シンボルである。ＩＦＦＴ部１４０は、得られた有効シンボルをＣＰ挿入部１４５に出力する。なお、周波数領域から時間領域への変換に際し、逆高速フーリエ変換以外の変換アルゴリズムを用いるようにしてもよい。
【００４２】
ＣＰ挿入部１４５は、ＩＦＦＴ部１４０から取得した有効シンボルの間にＣＰと呼ばれるガードインターバルを挿入する。ＣＰは、有効シンボルに含まれる信号の少なくとも一部を複製したものである。そして、ＣＰ挿入部１４５は、有効シンボルとＣＰとを含むシンボルをＤ／Ａ変換部１５０に出力する。なお、ＣＰの挿入方法としては、複数のパターンが考えられる。ＣＰ挿入部１４５には、予めＣＰの挿入方法が設定されている。ＣＰの挿入方法の具体例は後述する。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換部１５０は、ＣＰ挿入部１４５から取得したシンボルの離散信号（デジタル信号）を連続信号（アナログ信号）に変換する。そして、Ｄ／Ａ変換部１５０は、得られた信号を送信ＲＦ部１５５に出力する。
【００４４】
送信ＲＦ部１５５は、Ｄ／Ａ変換部１５０から取得した信号に対して直交変調を行い、送信装置１００の内部処理の周波数帯（ベースバンド信号の周波数帯）から無線信号の高周波数帯に変換する。そして、送信ＲＦ部１５５は、変換後の信号をアンテナ１６０に出力する。
【００４５】
アンテナ１６０は、送信用アンテナである。アンテナ１６０は、送信ＲＦ部１５５から取得した信号を、受信装置２００に対して無線送信する。なお、送信装置１００に更に受信機能を搭載する場合、受信用アンテナを別途設けてもよいし、アンテナ１６０を送信・受信兼用としてもよい。後者の場合、送信信号と受信信号とを分離するアンテナ共用器をアンテナ１６０に接続することができる。
【００４６】
なお、ＣＰ挿入部１４５とＤ／Ａ変換部１５０との間で、ＣＰ挿入後のシンボルの信号に対して時間フィルタ処理を施すことも可能である。時間フィルタ処理を施すことで、所望の周波数帯以外の不要な周波数成分を削減することができる。
【００４７】
図４は、第１の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。受信装置２００は、アンテナ２１０、受信ＲＦ部２２０、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部２２５、ＣＰ削除部２３０、ＦＦＴ部２３５、タイミング検出部２４０、分離部２５０、チャネル推定部２６０、チャネル補償部２６５、データ復調部２７０および誤り訂正復号部２８０を有する。
【００４８】
なお、受信ＲＦ部２２０およびＡ／Ｄ変換部２２５は、図１の受信部１ａに対応する。ＣＰ削除部２３０およびＦＦＴ部２３５は、図１のフーリエ変換部１ｃに対応する。タイミング検出部２４０は、図１のタイミング検出部１ｂに対応する。分離部２５０、チャネル推定部２６０、チャネル補償部２６５、データ復調部２７０および誤り訂正復号部２８０は、図１の復調・復号部１ｄに対応する。
【００４９】
アンテナ２１０は、受信用アンテナである。アンテナ２１０は、送信装置１００が無線送信した信号を受信し、無線信号を受信ＲＦ部２２０に出力する。なお、受信装置２００に更に送信機能を搭載する場合、送信用アンテナを別途設けてもよいし、アンテナ２１０を送信・受信兼用としてもよい。後者の場合、受信信号と送信信号とを分離するアンテナ共用器をアンテナ２１０に接続することができる。
【００５０】
受信ＲＦ部２２０は、アンテナ２１０から取得した無線信号を、無線信号より低周波数帯のベースバンド信号に変換（ダウンコンバート）し、直交復調を行う。そして、受信ＲＦ部２２０は、直交復調後の信号をＡ／Ｄ変換部２２５に出力する。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換部２２５は、受信ＲＦ部２２０から取得した連続信号（アナログ信号）を離散信号（デジタル信号）に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部２２５は、得られた離散信号としての受信信号をＣＰ削除部２３０とタイミング検出部２４０とに出力する。
【００５２】
ＣＰ削除部２３０は、タイミング検出部２４０から通知されるタイミングの情報に基づいて、Ａ／Ｄ変換部２２５から取得した受信信号からＣＰ長の信号を削除し、有効シンボル長の信号を抽出する。そして、ＣＰ削除部２３０は、有効シンボルとして抽出した信号を順次ＦＦＴ部２３５に出力する。
【００５３】
ＦＦＴ部２３５は、ＣＰ削除部２３０から有効シンボルとして取得した信号に対し高速フーリエ変換を行い、各サブキャリアに対応付けられた成分を抽出する。すなわち、ＦＦＴ部２３５は、ＣＰ削除部２３０から取得した時間領域上の信号を周波数領域上の信号に変換する。そして、ＦＦＴ部２３５は、得られた周波数領域上の信号を、タイミング検出部２４０および分離部２５０に出力する。なお、時間領域から周波数領域への変換に際し、高速フーリエ変換以外の変換アルゴリズムを用いるようにしてもよい。
【００５４】
タイミング検出部２４０は、Ａ／Ｄ変換部２２５から取得した時間領域上の受信信号とＦＦＴ部２３５から取得した周波数領域上の信号とに基づいて、受信信号に含まれる有効シンボルのタイミングを判断する。タイミング検出部２４０は、時間相関部２４１、周波数相関部２４２およびタイミング決定部２４３を有する。
【００５５】
時間相関部２４１は、時間領域上で、Ａ／Ｄ変換部２２５から取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求め、相関最大となるタイミングを検出する。例えば、時間相関部２４１は、受信信号と受信信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との間で相関値の移動平均を求め、移動平均が最大となるタイミングを検出する。このとき、ウィンドウ幅（平均化処理を行う幅）は、ガードインターバル長とすることが考えられる。そして、時間相関部２４１は、相関検出により得られたタイミングをタイミング決定部２４３に通知する。
【００５６】
周波数相関部２４２は、ＦＦＴ部２３５から取得した周波数領域上の信号のうち、既知信号（例えば、フレーム先頭のプリアンブル信号）に相当する位置の信号を抽出する。そして、周波数相関部２４２は、抽出した信号と本来の既知信号とを用いて、実際の有効シンボルのタイミングとＣＰ削除部２３０の現在の抽出タイミングとの差を算出する。その後、周波数相関部２４２は、算出した差（タイミング補正量）をタイミング決定部２４３に通知する。なお、具体的な算出方法は、後で説明する。
【００５７】
タイミング決定部２４３は、時間相関部２４１から通知されるタイミングを周波数相関部２４２から通知されるタイミング補正量に基づいて補正し、有効シンボルの抽出タイミングを決定する。そして、タイミング決定部２４３は、決定したタイミングをＣＰ削除部２３０に通知する。
【００５８】
なお、タイミング検出部２４０における上記検出処理は、１フレームに１回行うようにしてもよいし、１フレームより短い間隔または長い間隔で定期的に行ってもよい。また、伝送路の状態などに応じて処理間隔を適宜変更するようにしてもよい。
【００５９】
分離部２５０は、ＦＦＴ部２３５から取得した信号から、時間多重されているデータ信号とパイロット信号とを分離する。そして、分離部２５０は、パイロット信号をチャネル推定部２６０に出力し、データ信号をチャネル補償部２６５に出力する。
【００６０】
チャネル推定部２６０は、分離部２５０から取得したパイロット信号と受信装置２００で既知の本来のパイロット信号（レプリカ信号）との相関を求め、伝送路におけるチャネル歪みを推定する。そして、チャネル推定部２６０は、推定結果を示すチャネル推定値をチャネル補償部２６５に通知する。
【００６１】
チャネル補償部２６５は、分離部２５０から取得したデータ信号に対し、チャネル推定部２６０から通知されたチャネル推定値に応じた複素演算を行って、チャネル歪みの影響を抑制する。そして、チャネル補償部２６５は、チャネル補償後の信号をデータ復調部２７０に出力する。
【００６２】
データ復調部２７０は、チャネル補償部２６５から取得したデータ信号を復調する。復調方法は、送信装置１００が用いている変調方式に対応させる。送信装置１００が適応変調を行っている場合、データ復調部２７０は、送信装置１００からの制御データに含まれる情報に基づいて、送信装置１００が現在用いている変調方式を知ることが可能である。そして、データ復調部２７０は、復調後のデータ（符号化データ）を誤り訂正復号部２８０に出力する。
【００６３】
誤り訂正復号部２８０は、データ復調部２７０から取得した符号化データに対し、符号化方式に応じた誤り訂正処理を行い、復号済みのデータを得る。なお、ビット誤りの量が符号化方式の誤り訂正能力を超えている場合など、誤り訂正処理によってもビット誤りを訂正できない場合、誤り訂正復号部２８０は、送信装置１００にデータの再送を要求することもできる。
【００６４】
図５は、第１の実施の形態のフレーム構造例を示す図である。送信装置１００から受信装置２００に対して送信される信号は、図５に示すようなフレームという送信単位に区切って識別することができる。フレームには、複数の有効シンボルが含まれている。有効シンボル間には、有効シンボルの少なくとも一部の複製であるＣＰが挿入されている。
【００６５】
また、図５に示すフレーム構造例では、フレームの先頭において、既知信号であるプリアンブル信号が広周波数帯域で送信されている。プリアンブル信号は、送信装置１００と受信装置２００との間で使用可能な全周波数帯（全サブキャリア）で送信してもよいし、適切な間隔をあけて一部の周波数帯（サブキャリア）で送信してもよい。また、プリアンブル以外の領域においても、既知信号であるパイロット信号が、間欠的に一部の周波数帯で送信されている。
【００６６】
送信装置１００および受信装置２００は、このようなフレーム構造を知識として共有する。受信装置２００の周波数相関部２４２は、送信装置１００から受信したプリアンブル信号やプリアンブル以外の領域のパイロット信号を用いて、タイミング補正量を算出することができる。なお、プリアンブル信号やプリアンブル以外のパイロット信号などの既知信号の位置は、図５に示すもの以外の種々の変形が可能である。
【００６７】
図６は、第１の実施の形態のシンボル構造例を示す図である。ここでは、送信装置１００のＣＰ挿入部１４５が採用することができるＣＰ（ガードインターバル）の挿入方法の例として、２通りの挿入方法を示している。
【００６８】
（ａ）に示す第１の方法は、有効シンボルの末尾１２８サンプルの信号を複製して有効シンボルの前にＣＰとして付加するものである。この方法では、１２８サンプルのＣＰとそれに続く有効シンボルとを有するシンボルが形成される。すなわち、シンボルの先頭から１２８サンプル後が有効シンボルの先頭になる。
【００６９】
（ｂ）に示す第２の方法は、有効シンボルの末尾６４サンプルの信号を複製して有効シンボルの前にＣＰとして付加し、有効シンボルの先頭６４サンプルの信号を複製して有効シンボルの後ろにＣＰとして付加するものである。この方法では、６４サンプルのＣＰとそれに続く有効シンボル、更にそれに続く６４サンプルのＣＰを有するシンボルが形成される。すなわち、シンボルの先頭から６４サンプル後が有効シンボルの先頭となる。
【００７０】
ここで、第１の方法によって形成されたシンボルでは、シンボルの先頭１２８サンプルと末尾１２８サンプルとは同一内容の信号になる。また、第２の方法によって形成されたシンボルでも、結果として、シンボルの先頭１２８サンプルと末尾１２８サンプルとは同一内容の信号になる。このため、時間領域上の相関検出を行うと、第１の方法によって形成されたシンボルも第２の方法によって形成されたシンボルも、相関最大として検出される位置（タイミング）は同一になる。
【００７１】
次に、以上のような構成の受信装置２００において実行される受信処理の詳細について説明する。
図７は、第１の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、ここでは、受信装置２００が有効シンボルの抽出タイミングを１フレームに１回更新する場合を考える。
【００７２】
［ステップＳ１１］タイミング決定部２４３は、初期値として、タイミングオフセットを０（ゼロ）に設定する。
［ステップＳ１２］時間相関部２４１は、新たなフレームが到着すると、フレーム内の受信信号（例えば、フレームの先頭部分の信号）とその受信信号を時間方向にシフトした信号との間で、時間領域上の相関検出を行う。例えば、時間相関部２４１は、受信信号と受信信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との相関値の移動平均を、受信信号の各タイミングで求める。
【００７３】
［ステップＳ１３］時間相関部２４１は、ステップＳ１２で求めた値が最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングをタイミング決定部２４３に通知する。タイミング決定部２４３は、時間相関部２４１から通知されたタイミングを現在設定されているタイミングオフセット（初期値は０）だけずらしたものを、現在のフレームに対して適用する抽出タイミングとする。そして、タイミング決定部２４３は、決定した抽出タイミングをＣＰ削除部２３０に通知する。
【００７４】
［ステップＳ１４］ＣＰ削除部２３０は、タイミング決定部２４３から通知されたタイミングに従って、現在のフレームに対するＣＰ削除および有効シンボル抽出の処理を開始する。ＦＦＴ部２３５は、ＣＰ削除部２３０で抽出された有効シンボル長の信号を取得して順次ＦＦＴを実行し、周波数領域上の信号に変換する。
【００７５】
［ステップＳ１５］周波数相関部２４２は、ステップＳ１４で得られたＦＦＴ変換後の信号から既知信号（例えば、フレーム先頭のプリアンブル信号やプリアンブル以外の領域のパイロット信号）に相当するものを抽出する。そして、周波数相関部２４２は、抽出した信号と本来の既知信号とを用いて、周波数領域上での相関値算出処理を行う。
【００７６】
［ステップＳ１６］周波数相関部２４２は、ステップＳ１５で算出された相関値に基づいて、有効シンボルの抽出タイミングが誤っていることに起因する位相回転量を求める。そして、位相回転量に相当する時間のずれ（タイミング補正量）を求める。その後、周波数相関部２４２は、求めた補正量をタイミング決定部２４３に通知する。
【００７７】
タイミング決定部２４３は、周波数相関部２４２から通知された補正量に基づいてタイミングオフセットを更新する。すなわち、現在のフレームに対して適用したタイミングオフセット（ステップＳ１３で使用したもの）を、通知された補正量だけずらしたものを、次のフレームに対して適用するタイミングオフセットとして設定する。更新後のタイミングオフセットは、次に上記ステップＳ１３の処理が実行される際に使用される。
【００７８】
［ステップＳ１７］タイミング検出部２４０は、次のフレームが到着したか否か判断する。次のフレームが到着した場合、処理をステップＳ１２に進め、次のフレームに対するタイミング検出を行う。次のフレームが到着しない場合、受信処理を終了する。
【００７９】
このようにして、受信装置２００は、最初にフレームが到着すると、時間領域上での相関検出によって検出されるタイミングで有効シンボルの抽出処理を行う。次に、抽出した時間領域信号を周波数領域信号に変換したものをフィードバックし、実際の抽出タイミングと理想的なタイミングとの差（補正すべき量）を求める。その後、受信装置２００は、次のフレームが到着すると、時間領域上での相関検出によって検出されるタイミングを先に求めた補正量を用いて補正して有効シンボルの抽出処理を行う。
【００８０】
なお、有効シンボルの抽出タイミングの更新の契機は、上記のフローチャートで示したもの以外に種々の変形が可能である。例えば、更新後のタイミングオフセットを、次のフレームに対し適用するのではなく、現在処理中のフレームに対し即時に適用してもよい。また、時間領域上の相関検出やタイミングオフセットの更新を、１フレームにつき１回でなく、１フレームにつき複数回または複数フレームにつき１回実行してもよい。
【００８１】
図８は、第１の実施の形態の時間相関の計算を示す図である。受信装置２００の時間相関部２４１は、図８に示すような方法によって時間領域上でのタイミング検出を行うことができる。この検出方法の例では、受信信号ｙ（ｔ）と受信信号を有効シンボル長Δｔだけ遅延させた遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）を保持する。そして、受信信号ｙ（ｔ）と遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）との相関値を各時刻ｔについて求める。
【００８２】
具体的には、受信信号ｙ（ｔ）と遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）の複素共役との積を各時刻ｔについて求め、その移動平均を相関値と定義する。平均化処理を行う時間幅は、ガードインターバル長とする。すなわち、時刻ｔにおける移動平均は、時刻ｔからガードインターバル長だけ前までの区間の平均値である。
【００８３】
ここで、図６の（ａ）の方法でＣＰが挿入されている場合、遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）に含まれる有効シンボルの先頭で、相関値のピークが検出される。図８の例では、有効シンボル＃ｎの末尾１２８サンプルと有効シンボル＃ｎに付加されたＣＰとが重なる位置で相関値が高くなっている。そして、遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）に含まれる有効シンボル＃ｎの先頭で相関値（移動平均値）のピークが検出される。同様に、遅延信号ｙ（ｔ−Δｔ）に含まれる有効シンボル＃ｎ＋１の先頭で相関値（移動平均値）のピークが検出される。
【００８４】
次に、フーリエ変換後の周波数領域上の信号を用いたタイミング補正量の算出原理について説明する。有効シンボルを正確に抽出できた場合、抽出信号をフーリエ変換して得られる周波数領域上の信号ｙ（ｆ）は、式（１）のように定義することができる。式（１）において、ｈ（ｆ）はチャネル応答値であり、フェージングなど伝送信号が伝送路から受ける影響を示す値である。ｓ（ｆ）は送信信号である。ｎ（ｆ）は雑音成分である。
【００８５】
【数１】
2009290725.tif 000003
【００８６】
次に、式（２）で定義される相関値Ｑを考える。式（２）において、Δｆは所定の周波数幅である。アスタリスク（“＊”）は複素共役を意味する。すなわち、相関値Ｑは、周波数領域上で、受信信号をそれに対応する送信信号で除した第１の信号と、第１の信号を所定周波数だけシフトした第２の信号との間の相関を示している。ここで、通信品質が十分に良好であると仮定すると、雑音成分ｎ（ｆ）を送信信号ｓ（ｆ）で除したものは０に近似できる。また、フラットフェージング環境を仮定すると、ｈ（ｆ）＝ｈ（ｆ＋Δｆ）と近似できる。よって、以上の仮定を置くと、相関値Ｑは、チャネル応答値ｈ（ｆ）に依存する虚数成分を含まない値に近似される。
【００８７】
【数２】
2009290725.tif 000004
【００８８】
一方、有効シンボルを正確に抽出できなかった場合を考える。正しい有効シンボルの位置よりも時間τだけシフトした位置で信号を抽出したとすると、周波数領域上の信号には時間τに対応する位相回転が生じる。具体的には、抽出位置が時間τだけずれた抽出信号をフーリエ変換して得られる周波数領域上の信号は、式（３）のように定義できる。
【００８９】
【数３】
2009290725.tif 000005
【００９０】
次に、相関値Ｑと同様の考え方に基づき、式（４）のように定義される相関値Ｒを考える。すなわち、相関値Ｒは、周波数領域上で、受信信号をそれに対応する送信信号で除した第１の信号と第１の信号を所定周波数だけシフトした第２の信号との間の相関を示している。ここで、通信品質が十分に良好であることおよびフラットフェージング環境を仮定する。すると、相関値Ｒは、チャネル応答値ｈ（ｆ）に依存する虚数成分を含まない値と、周波数幅Δｆおよび時間τに依存する虚数成分を含む値との積に近似される。
【００９１】
【数４】
2009290725.tif 000006
【００９２】
すなわち、上記の方法で算出した相関値が虚数成分を含んでいる場合、有効シンボルの抽出位置が正しくないと判断することができる。Δｆは既知であるため、式（５）を用いて、相関値Ｒから時間τを求めることができる。なお、式（５）において、ａｒｇ（Ｒ）は複素平面上における相関値Ｒの角度成分を意味する。
【００９３】
【数５】
2009290725.tif 000007
【００９４】
受信装置２００は、以上説明した原理に従って、タイミング補正量として時間τを算出することができる。この場合、受信装置２００は、送信信号ｓ（ｆ）として既知信号を用いることが考えられる。また、周波数幅Δｆとして任意の値を設定することが可能である。ただし、ｈ（ｆ）＝ｈ（ｆ＋Δｆ）と近似するため、周波数幅Δｆは小さい値である方が望ましい。例えば、周波数幅Δｆをサブキャリア間隔とする。
【００９５】
図９は、第１の実施の形態の周波数相関の計算を示す図である。受信装置２００の周波数相関部２４２は、図９に示すような方法によって、周波数領域上でのタイミング補正量の算出を行うことができる。この算出方法の例は、上記式（１）〜式（５）に示した算出原理に従ったものである。
【００９６】
周波数相関部２４２は、まず、既知信号に対応する周波数領域上の受信信号ｙ（ｆ）を取得する。次に、各サブキャリアについて、受信信号ｙ（ｆ）を本来の既知信号ｓ（ｆ）で除した第１の信号を求める。また、第１の信号を周波数幅Δｆだけシフトした信号の複素共役である第２の信号を求める。そして、周波数相関部２４２は、第１の信号と第２の信号を積算し、全サブキャリアについて積算値を合計することで、相関値Ｒを求める。その後、相関値Ｒの角度成分からタイミング補正量を求めることができる。
【００９７】
なお、図９では周波数幅Δｆを１サブキャリア分の周波数幅に設定しているが、複数サブキャリア分の周波数幅としてもよい。また、シフト方向を逆にしてもよい。また、第２の信号の共役複素数化するのではなく、第１の信号を共役複素数化してもよい。
【００９８】
図１０は、第１の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。ここでは、図６の（ａ）に示した挿入方法が、多くの送信装置が用いる一般的なＣＰの挿入方法であると仮定する。そして、受信装置２００が、一般的な挿入方法を想定し、図８に示した方法で時間領域上の相関検出を行うものとする。一方、送信装置１００が、図６の（ｂ）に示した変則的な挿入方法を用いているとする。
【００９９】
受信装置２００は、送信装置１００から最初のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングで有効シンボルの抽出を試みる。しかし、ＣＰの挿入方法が変則的であるため、検出したタイミングは実際の有効シンボルのタイミングと異なる。例えば、実際の有効シンボルの先頭よりも６４サンプル後を、有効シンボルの先頭と誤って判断してしまう。このため、最初のフレームについては、フーリエ変換後の信号に位相回転が生じ、復調・復号を正しく行うことが困難になる。
【０１００】
一方、受信装置２００は、最初のフレームのフーリエ変換後の信号を用いて、抽出タイミングが時間τだけずれていることを検出する。そして、次のフレームに対して適用するタイミングオフセットをτに設定する（ステップＳＴ１１）。
【０１０１】
次に、受信装置２００は、送信装置１００から２つ目のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出する。そして、検出したタイミングをタイミングオフセットτだけ補正して有効シンボルの抽出を試みる。補正後のタイミングは、実際の有効シンボルのタイミングに合致したとする。すると、受信装置２００は、フーリエ変換後の信号を用いて、現在の抽出タイミングにずれがないことを検出する。その結果、現在のタイミングオフセットτが維持される（ステップＳＴ１２）。
【０１０２】
更に、受信装置２００は、送信装置１００から３つ目のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出する。そして、検出したタイミングをタイミングオフセットτだけ補正して有効シンボルの抽出を行う。以降、正しいタイミングで有効シンボルを抽出することができる（ステップＳＴ１３）。
【０１０３】
なお、式（１）〜式（５）に示した算出原理に従って得られる補正量が正の値の場合、タイミングを早める方向（図１０では左の方向）にシフトさせる。一方、補正量が負の値の場合、タイミングを遅くする方向（図１０では右の方向）にシフトさせる。図１０の例では、タイミングオフセットτが正の値である場合を示している。
【０１０４】
また、上記では、ＣＰの挿入方法が変則的である受信信号を想定して説明したが、周波数領域上の信号を用いたタイミング補正は、時間フィルタ処理が施された受信信号に対しても有用である。送信装置１００がシンボル全体に対して時間フィルタ処理を施している場合、時間領域上の相関検出では鋭い相関値のピークが得られないことがある。このため、本来の有効シンボルの開始位置からずれた位置で、相関最大と判断される可能性がある。このような場合にも、周波数領域上の信号を用いてタイミングオフセットを算出することで、適切なタイミングに補正することができる。
【０１０５】
このような通信システムを用いることで、通信規格に準拠していない送信装置が存在する場合でも、有効シンボルの位置を適切に判断することができる。すなわち、受信装置２００は、時間領域上の相関検出によって得られるタイミングを、フーリエ変換後のフィードバック信号に基づいて補正する。これにより、変則的なＣＰ（ガードインターバル）の挿入方法を用いる送信装置やシンボルに時間フィルタ処理を施している送信装置にも柔軟に対応することができる。その結果、一部の送信装置と通信が全く行えない状況や伝送レートが大きく低下する状況を回避することができ、通信システムの品質向上に寄与する。
【０１０６】
なお、第１の実施の形態ではＯＦＤＭ方式の通信システムを例に挙げたが、受信信号にガードインターバルが含まれる他の種類の通信方式に応用することができる。例えば、ＯＦＤＭと符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式とを組み合わせた通信方式を用いることも考えられる。また、選択した通信方式に応じて、図３，４に示したブロック構成を変更することができる。
【０１０７】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１１は、第２の実施の形態の受信装置の概要を示す図である。受信装置２は、受信部２ａ、タイミング検出部２ｂ、有効シンボル抽出部２ｃ、フーリエ変換部２ｄおよび復調・復号部２ｅを有する。
【０１０８】
受信部２ａは、有効シンボルとガードインターバルとを含む信号を送信する送信装置からの受信信号を取得する。有効シンボルは、所定の信号処理の単位であり、例えば、変調・復調処理の単位である。ガードインターバルは、送信装置により有効シンボル間に挿入されるものであり、有効シンボルの少なくとも一部の複製である。
【０１０９】
タイミング検出部２ｂは、受信部２ａが取得した受信信号に基づいて有効シンボルの位置を判断し、有効シンボル抽出部２ｃに通知する。具体的には、タイミング検出部２ｂは、時間領域上で、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号（例えば、受信信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号）との相関を求めて、相関最大となるタイミングを検出する。
【０１１０】
有効シンボル抽出部２ｃは、タイミング検出部２ｂからの通知に基づいて、受信部２ａが取得した受信信号のうち有効シンボルとして抽出する抽出区間を特定する。次に、有効シンボル抽出部２ｃは、抽出区間より前の所定長の信号（例えば、抽出区間の直前にある１６サンプルの信号）を受信信号から抽出する。そして、抽出区間に含まれる信号のうち末尾の所定長の信号（例えば、１６サンプルの信号）を、抽出区間より前から抽出した信号に置き換える。
【０１１１】
フーリエ変換部２ｄは、有効シンボル抽出部２ｃによる置き換え実行後の抽出区間内の信号（時間領域上の信号）を周波数領域上の信号に変換する。時間領域から周波数領域への変換は、例えば、ＦＦＴを用いることができる。ただし、ＦＦＴ以外の変換アルゴリズムを用いてもよい。
【０１１２】
復調・復号部２ｅは、フーリエ変換部２ｄから周波数領域上の信号を取得し、復調・復号処理を行う。例えば、復調・復号部２ｅは、チャネル推定、チャネル補償、復調処理、誤り訂正復号処理などを行う。これにより、送信装置が送信したデータが復元される。
【０１１３】
このような受信装置２によれば、受信部２ａにより、有効シンボル間に有効シンボルの少なくとも一部の複製であるガードインターバルが挿入された受信信号が取得される。そして、タイミング検出部２ｂにより、受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関が最大となるタイミングが検出される。その後、有効シンボル抽出部２ｃにより、受信信号から有効シンボル長の信号を抽出する抽出区間が求められ、抽出区間のうち末尾の所定長の信号が抽出区間より前の所定長の信号に置き換えられる。
【０１１４】
これにより、受信装置２は、有効シンボルの抽出の際の遅延波の影響を容易に抑制することができる。すなわち、タイミング検出部２ｂでは、遅延波の影響を受けて、先行波の有効シンボルよりも遅いタイミングが検出されることが考えられる。この場合、抽出区間の末尾部分には、１つ後ろのシンボルの信号が含まれる。これに対し、有効シンボル抽出部２ｃで、抽出区間の末尾部分の信号が同一シンボルの信号に置き換えられるため、フーリエ変換の区間内に他のシンボルの信号が含まれないようになる。この結果、遅延波の影響で復調・復号処理の精度が低下することを防止することができる。
【０１１５】
また、時間領域上で抽出区間を前方にシフトさせる方法と異なり、フーリエ変換後の信号に位相回転が生じないため、周波数領域上の信号に対して必要となる演算を削減することができる。そのため、より容易に遅延波の影響の抑制することができ、受信装置２の処理負荷の軽減、消費電力の削減、回路規模の縮小などの効果が得られる。
【０１１６】
以下、第２の実施の形態の通信システムの詳細を説明する。第２の実施の形態の通信システムは、図２に示した第１の実施の形態の通信システムと同様のシステム構成によって実現することができる。また、第２の実施の形態の送信装置は、図３に示した第１の実施の形態の送信装置１００と同様のブロック構成によって実現することができる。以下、第２の実施の形態で用いる受信装置３００の構成および受信処理の詳細について説明する。
【０１１７】
図１２は、第２の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。受信装置３００は、アンテナ３１０、受信ＲＦ部３２０、Ａ／Ｄ変換部３２５、有効シンボル抽出部３３０、ＦＦＴ部３３５、タイミング検出部３４０、分離部３５０、チャネル推定部３６０、チャネル補償部３６５、データ復調部３７０および誤り訂正復号部３８０を有する。
【０１１８】
なお、受信ＲＦ部３２０およびＡ／Ｄ変換部３２５は、図１１の受信部２ａに対応する。有効シンボル抽出部３３０は、図１１の有効シンボル抽出部２ｃに対応する。ＦＦＴ部３３５は、図１１のフーリエ変換部２ｄに対応する。タイミング検出部３４０は、図１１のタイミング検出部２ｂに対応する。分離部３５０、チャネル推定部３６０、チャネル補償部３６５、データ復調部３７０および誤り訂正復号部３８０は、図１１の復調・復号部２ｅに相当する。
【０１１９】
アンテナ３１０、受信ＲＦ部３２０、Ａ／Ｄ変換部３２５、ＦＦＴ部３３５、分離部３５０、チャネル推定部３６０、チャネル補償部３６５、データ復調部３７０および誤り訂正復号部３８０の機能は、図４に示した第１の実施の形態のアンテナ２１０、受信ＲＦ部２２０、Ａ／Ｄ変換部２２５、ＦＦＴ部２３５、分離部２５０、チャネル推定部２６０、チャネル補償部２６５、データ復調部２７０および誤り訂正復号部２８０と同様である。
【０１２０】
有効シンボル抽出部３３０は、タイミング検出部３４０から通知されるタイミングの情報に基づいて、Ａ／Ｄ変換部３２５から取得した受信信号からＣＰ長の信号を削除し、有効シンボル長の信号を抽出する。このとき、有効シンボル抽出部３３０は、抽出区間に含まれる信号のうち末尾側の所定長の信号（例えば、末尾の１６サンプルの信号）を、同一シンボル内の他の信号に置き換える。置き換えに使用する信号としては、例えば、抽出区間の直前にある１６サンプルの信号を用いることが考えられる。そして、有効シンボル抽出部３３０は、置き換え後の抽出信号を順次ＦＦＴ部３３５に出力する。
【０１２１】
タイミング検出部３４０は、Ａ／Ｄ変換部３２５から取得した時間領域上の受信信号に基づいて、受信信号に含まれる有効シンボルのタイミングを判断する。タイミング検出部３４０は、時間相関部３４１を有する。時間相関部３４１は、時間領域上で、Ａ／Ｄ変換部３２５から取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求め、相関最大となるタイミングを検出する。そして、時間相関部３４１は、相関検出により得られたタイミングを有効シンボル抽出部３３０に通知する。
【０１２２】
例えば、時間相関部３４１は、図８に示した第１の実施の形態と同様の方法を用いることができる。すなわち、時間相関部３４１は、受信信号と受信信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との間で相関値の移動平均を求め、移動平均が最大となるタイミングを検出する。このとき、ウィンドウ幅（平均化処理を行う幅）は、ガードインターバル長とすることが考えられる。
【０１２３】
なお、タイミング検出部３４０における上記検出処理は、１フレームに１回行うようにしてもよいし、１フレームより短い間隔または長い間隔で定期的に行ってもよい。また、伝送路の状態などに応じて処理間隔を適宜変更するようにしてもよい。
【０１２４】
図１３は、第２の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、ここでは、受信装置３００が有効シンボルの抽出タイミングを１フレームに１回更新する場合を考える。
【０１２５】
［ステップＳ２１］時間相関部３４１は、新たなフレームが到着すると、フレーム内の受信信号（例えば、フレームの先頭部分の信号）とその受信信号を時間方向にシフトした信号との間で、時間領域上の相関検出を行う。例えば、時間相関部３４１は、受信信号と受信信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号との相関値の移動平均を、受信信号の各タイミングで求める。
【０１２６】
［ステップＳ２２］時間相関部３４１は、ステップＳ２１で求めた値が最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングを有効シンボル抽出部３３０に通知する。
［ステップＳ２３］有効シンボル抽出部３３０は、時間相関部３４１から通知されたタイミングに従って、現在のフレームに対するＣＰ削除および有効シンボル抽出の処理を開始する。このとき、有効シンボル抽出部３３０は、抽出区間に含まれる信号のうち末尾の所定長（例えば、１６サンプル）の信号を、抽出区間の直前にある所定長（例えば、１６サンプル）の信号に置き換える。
【０１２７】
［ステップＳ２４］ＦＦＴ部３３５は、有効シンボル抽出部３３０における置き換え処理が行われた後の有効シンボル長の信号を取得して、順次ＦＦＴを実行し、周波数領域上の信号に変換する。
【０１２８】
［ステップＳ２５］タイミング検出部３４０は、次のフレームが到着したか否か判断する。次のフレームが到着した場合、処理をステップＳ２１に進め、次のフレームに対するタイミング検出を行う。次のフレームが到着しない場合、受信処理を終了する。
【０１２９】
このようにして、受信装置３００は、送信装置１００からのフレームが到着すると、時間領域上での相関検出によって検出されるタイミングで有効シンボルの抽出処理を行う。このとき、抽出区間に含まれる信号のうち末尾側の信号を抽出区間より前の信号で置き換える。そして、置き換え処理がなされた抽出信号に対して、フーリエ変換を行う。
【０１３０】
なお、有効シンボルの抽出タイミングの更新の契機は、上記のフローチャートで示したもの以外に種々の変形が可能である。例えば、時間領域上の相関検出を、１フレームにつき１回でなく、１フレームにつき複数回または複数フレームにつき１回実行してもよい。
【０１３１】
図１４は、第２の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。マルチパス環境では、受信装置３００は、先行波と先行波に遅れて到達する遅延波とが重なっている信号を受信する。
【０１３２】
ここで、受信装置３００が図８に示したような方法で相関検出を行うと、遅延波の影響により、先行波の有効シンボルの先頭と遅延波の有効シンボルの先頭との間で相関値が最大となることが考えられる。この場合、相関最大となったタイミングを先頭として有効シンボル長の抽出区間（ＦＦＴ区間）を設定すると、ＦＦＴ区間の末尾には先行波における他のシンボルのＣＰが含まれる。
【０１３３】
この状態で、受信装置３００は、ＦＦＴ区間の末尾１６サンプルの信号を破棄し、ＦＦＴ区間の直前１６サンプルの信号で置き換える。その結果、他のシンボルの信号が重畳されていない有効シンボル長の信号が得られる。
【０１３４】
このような通信システムを用いることで、有効シンボルの抽出の際の遅延波の影響を容易に抑制することができる。すなわち、受信装置３００では、時間領域上の相関検出により検出されるタイミングに基づいて抽出区間（ＦＦＴ区間）が設定されると共に、抽出区間の末尾の信号が抽出区間より前の信号で置き換えられる。これにより、抽出区間から他のシンボルの信号が排除され、復調・復号処理の精度が低下することを防止することができる。また、時間領域上で抽出区間をシフトしないので、周波数領域上の信号に位相回転が生じない。このため、発生した位相回転を戻す演算が不要であり、受信装置３００の処理負荷の軽減、消費電力の削減、回路規模の縮小に寄与する。
【０１３５】
なお、第２の実施の形態ではＯＦＤＭ方式の通信システムを例に挙げたが、受信信号にガードインターバルが含まれる他の種類の通信方式に応用することができる。また、選択した通信方式に応じて、図１２に示したブロック構成を変更することができる。
【０１３６】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第３の実施の形態の通信システムは、第１の実施の形態のタイミング補正機能と第２の実施の形態の遅延波処理の機能とを併せ持った通信システムである。
【０１３７】
第３の実施の形態の通信システムは、図２に示した第１の実施の形態の通信システムと同様のシステム構成によって実現することができる。また、第３の実施の形態の送信装置は、図３に示した第１の実施の形態の送信装置１００と同様のブロック構成によって実現することができる。以下、第３の実施の形態で用いる受信装置４００の構成および受信処理の詳細について説明する。
【０１３８】
図１５は、第３の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。受信装置４００は、アンテナ４１０、受信ＲＦ部４２０、Ａ／Ｄ変換部４２５、有効シンボル抽出部４３０、ＦＦＴ部４３５、タイミング検出部４４０、分離部４５０、チャネル推定部４６０、チャネル補償部４６５、データ復調部４７０および誤り訂正復号部４８０を有する。
【０１３９】
アンテナ４１０、受信ＲＦ部４２０、Ａ／Ｄ変換部４２５、ＦＦＴ部４３５、分離部４５０、チャネル推定部４６０、チャネル補償部４６５、データ復調部４７０および誤り訂正復号部４８０の機能は、図４に示した第１の実施の形態のアンテナ２１０、受信ＲＦ部２２０、Ａ／Ｄ変換部２２５、ＦＦＴ部２３５、分離部２５０、チャネル推定部２６０、チャネル補償部２６５、データ復調部２７０および誤り訂正復号部２８０と同様である。
【０１４０】
有効シンボル抽出部４３０は、タイミング決定部４４３から通知されるタイミングの情報に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４２５から取得した受信信号からＣＰ長の信号を削除し、有効シンボル長の信号を抽出する。このとき、有効シンボル抽出部４３０は、抽出区間に含まれる信号のうち末尾側の所定長の信号を、同一シンボル内の他の信号に置き換える。置き換えに使用する信号としては、例えば、抽出区間の直前にある所定長の信号を用いることができる。そして、有効シンボル抽出部４３０は、置き換え後の抽出信号を順次ＦＦＴ部４３５に出力する。
【０１４１】
タイミング検出部４４０は、Ａ／Ｄ変換部４２５から取得した時間領域上の受信信号とＦＦＴ部４３５から取得した周波数領域上の信号とに基づいて、受信信号に含まれる有効シンボルのタイミングを判断する。タイミング検出部４４０は、時間相関部４４１、周波数相関部４４２およびタイミング決定部４４３を有する。
【０１４２】
時間相関部４４１は、時間領域上で、Ａ／Ｄ変換部４２５から取得した受信信号と受信信号を時間方向にシフトした信号との相関を求め、相関最大となるタイミングを検出する。そして、時間相関部４４１は、相関検出により得られたタイミングをタイミング決定部４４３に通知する。なお、時間相関部４４１は、図８に示した第１の実施の形態と同様の検出方法を用いることができる。
【０１４３】
周波数相関部４４２は、ＦＦＴ部４３５から取得した周波数領域上の信号のうち、既知信号に相当する位置の信号を抽出する。そして、周波数相関部４４２は、抽出した信号と本来の既知信号とを用いて、実際の有効シンボルのタイミングと有効シンボル抽出部４３０の現在の抽出タイミングとの差を算出する。その後、周波数相関部４４２は、算出した差（タイミング補正量）をタイミング決定部４４３に通知する。なお、周波数相関部４４２は、図９に示した第１の実施の形態と同様の算出方法を用いることができる。
【０１４４】
タイミング決定部４４３は、時間相関部４４１から通知されるタイミングを周波数相関部４４２から通知されるタイミング補正量に基づいて補正し、有効シンボルの抽出タイミングを決定する。そして、タイミング決定部４４３は、決定したタイミングを有効シンボル抽出部４３０に通知する。
【０１４５】
なお、タイミング検出部４４０における上記検出処理は、１フレームに１回行うようにしてもよいし、１フレームより短い間隔または長い間隔で定期的に行ってもよい。また、伝送路の状態などに応じて処理間隔を適宜変更するようにしてもよい。
【０１４６】
図１６は、第３の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、ここでは、受信装置４００が有効シンボルの抽出タイミングを１フレームに１回更新する場合を考える。
【０１４７】
［ステップＳ３１］タイミング決定部４４３は、初期値として、タイミングオフセットを０（ゼロ）に設定する。
［ステップＳ３２］時間相関部４４１は、新たなフレームが到着すると、フレーム内の受信信号とその受信信号を時間方向にシフトした信号との間で、時間領域上の相関検出を行う。
【０１４８】
［ステップＳ３３］時間相関部４４１は、ステップＳ３２で求めた値が最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングをタイミング決定部４４３に通知する。タイミング決定部４４３は、時間相関部４４１から通知されたタイミングを現在設定されているタイミングオフセットだけずらしたものを、現在のフレームに対して適用する抽出タイミングと決定する。そして、タイミング決定部４４３は、決定した抽出タイミングを有効シンボル抽出部４３０に通知する。
【０１４９】
［ステップＳ３４］有効シンボル抽出部４３０は、タイミング決定部４４３から通知されたタイミングに従って、現在のフレームに対するＣＰ削除および有効シンボル抽出の処理を開始する。このとき、有効シンボル抽出部４３０は、抽出区間に含まれる信号のうち末尾の所定長の信号を、抽出区間の直前にある所定長の信号に置き換える。
【０１５０】
［ステップＳ３５］ＦＦＴ部４３５は、有効シンボル抽出部４３０で得られた置き換え処理済みの信号を取得して順次ＦＦＴを実行し、周波数領域上の信号に変換する。
［ステップＳ３６］周波数相関部４４２は、ステップＳ３５で得られたＦＦＴ変換後の信号から既知信号に相当するものを抽出する。そして、周波数相関部４４２は、抽出した信号と本来の既知信号とを用いて、周波数領域上での相関値算出処理を行う。
【０１５１】
［ステップＳ３７］周波数相関部４４２は、ステップＳ３６で算出された相関値に基づいて、有効シンボルの抽出タイミングが誤っていることに起因する位相回転量を求める。そして、位相回転量に相当する時間のずれ（タイミング補正量）を求める。その後、周波数相関部４４２は、求めた補正量をタイミング決定部４４３に通知する。タイミング決定部４４３は、周波数相関部４４２から通知された補正量に基づいてタイミングオフセットを更新する。
【０１５２】
［ステップＳ３８］タイミング検出部４４０は、次のフレームが到着したか否か判断する。次のフレームが到着した場合、処理をステップＳ３２に進め、次のフレームに対するタイミング検出を行う。次のフレームが到着しない場合、受信処理を終了する。
【０１５３】
このようにして、受信装置４００は、最初にフレームが到着すると、時間領域上での相関検出によって検出されるタイミングで有効シンボルの抽出処理を行う。このとき、抽出区間に含まれる信号のうち末尾側の信号を抽出区間より前の信号で置き換える。次に、抽出した時間領域信号を周波数領域信号に変換したものをフィードバックし、実際の抽出タイミングと理想的なタイミングとの差（補正すべき量）を求める。その後、受信装置４００は、次のフレームが到着すると、時間領域上での相関検出によって検出されるタイミングを先に求めた補正量を用いて補正して有効シンボルの抽出処理を行う。
【０１５４】
なお、有効シンボルの抽出タイミングの更新の契機は、上記のフローチャートで示したもの以外に種々の変形が可能である。例えば、更新後のタイミングオフセットを、次のフレームに対し適用するのではなく、現在処理中のフレームに対し即時に適用してもよい。また、時間領域上の相関検出やタイミングオフセットの更新を、１フレームにつき１回でなく、１フレームにつき複数回または複数フレームにつき１回実行してもよい。
【０１５５】
図１７は、第３の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。ここでは、送信装置１００が、図６の（ｂ）に示した変則的なＣＰの挿入方法を用いているとする。
受信装置４００は、送信装置１００から最初のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出し、検出したタイミングで有効シンボルの抽出を試みる。検出されるタイミングは、実際の有効シンボルの先頭よりも６４サンプル遅れ、更に遅延波の影響分だけ遅れたタイミングである。受信装置４００は、検出したタイミングを先頭として有効シンボル長の抽出区間（ＦＦＴ区間）を設定する。
【０１５６】
この状態で、受信装置４００は、ＦＦＴ区間の末尾１６サンプルの信号を破棄し、ＦＦＴ区間の直前１６サンプルの信号で置き換える置換処理を行う。その後、受信装置４００は、最初のフレームのフーリエ変換後の信号を用いて、抽出タイミングが時間τだけずれていることを検出する。受信装置４００は、次のフレームに対して適用するタイミングオフセットをτに設定する（ステップＳＴ２１）。
【０１５７】
次に、受信装置４００は、送信装置１００から２つ目のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出する。そして、検出したタイミングをタイミングオフセットτだけ補正して有効シンボルの抽出を試みる。補正後のタイミングは、実際の有効シンボルの先頭よりも遅延波の影響分だけ遅れたタイミングである。受信装置４００は、最初のフレームと同様、ＦＦＴ区間の末尾の置換処理を行う。また、受信装置４００は、フーリエ変換後の信号を用いて、現在の抽出タイミングにずれがないことを検出する。その結果、現在のタイミングオフセットτが維持される（ステップＳＴ２２）。
【０１５８】
更に、受信装置４００は、送信装置１００から３つ目のフレームを取得すると、時間領域上で相関最大となるタイミングを検出する。そして、検出したタイミングをタイミングオフセットτだけ補正して有効シンボルの抽出を行う。補正後のタイミングは、実際の有効シンボルの先頭よりも遅延波の影響分だけ遅れたタイミングである。以降、受信装置４００は、適切な信号を抽出してフーリエ変換を行うことができる（ステップＳＴ２３）。
【０１５９】
このような通信システムを用いることで、第１の実施の形態および第２の実施の形態の通信システムと同様の効果が得られる。すなわち、通信規格に準拠していない送信装置が存在する場合でも、有効シンボルの位置を適切に判断することができる。また、有効シンボルの抽出の際の遅延波の影響を容易に抑制することができる。
【０１６０】
なお、第３の実施の形態ではＯＦＤＭ方式の通信システムを例に挙げたが、受信信号にガードインターバルが含まれる他の種類の通信方式に応用することができる。また、選択した通信方式に応じて、図１５に示したブロック構成を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】第１の実施の形態の受信装置の概要を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の通信システムを示す図である。
【図３】第１の実施の形態の送信装置を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態のフレーム構造例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態のシンボル構造例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態の時間相関の計算を示す図である。
【図９】第１の実施の形態の周波数相関の計算を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態の受信装置の概要を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態の受信装置を示すブロック図である。
【図１６】第３の実施の形態の受信処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施の形態の有効シンボルの抽出結果例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１  受信装置
１ａ  受信部
１ｂ  タイミング検出部
１ｃ  フーリエ変換部
１ｄ  復調・復号部
２  受信装置
２ａ  受信部
２ｂ  タイミング検出部
２ｃ  有効シンボル抽出部
２ｄ  フーリエ変換部
２ｅ  復調・復号部
【図１】
2009290725.tif 000008
【図２】
2009290725.tif 000009
【図３】
2009290725.tif 000010
【図４】
2009290725.tif 000011
【図５】
2009290725.tif 000012
【図６】
2009290725.tif 000013
【図７】
2009290725.tif 000014
【図８】
2009290725.tif 000015
【図９】
2009290725.tif 000016
【図１０】
2009290725.tif 000017
【図１１】
2009290725.tif 000018
【図１２】
2009290725.tif 000019
【図１３】
2009290725.tif 000020
【図１４】
2009290725.tif 000021
【図１５】
2009290725.tif 000022
【図１６】
2009290725.tif 000023
【図１７】
2009290725.tif 000024