(57)【要約】直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムの受信機。この受信機では、ＦＦＴ部（６０３）は、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成する。電力測定部（６３１）は、復調データシンボル列のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定し、閾値を設定する。衝突検知論理処理部（６３３）は、測定されたサブキャリアの総電力が、閾値より大きい場合にシンボルに衝突が生じたと判別し、閾値に満たない場合にシンボルには衝突が生じていないと判別する。時間逆拡散部（６０４）は、衝突検知論理処理部（６３３）の判別結果に従って、復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう。【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアの電力を測定するステップと、
（ｄ）閾値を設定するステップと、
（ｅ）前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項２】
ステップ（ｄ）が、過去に受信されたＮ個（Ｎは２以上の整数）のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアの総電力の平均を取ることにより前記閾値を算出する請求項１に記載の衝突検知方法。
【請求項３】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するステップと、
（ｄ）前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項４】
直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出するステップと、
（ｄ）前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項５】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定し、閾値を設定する電力測定手段と、
前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する。
【請求項６】
前記電力測定手段は、過去に受信されたＮ個（Ｎは２以上の整数）のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアの総電力の平均を取ることにより前記閾値を算出する請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するサブキャリア検出手段と、
前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する。
【請求項８】
直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出する誤り測定部と、
前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して周波数／時間逆拡散を行なう周波数／時間逆拡散手段と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いたウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信システムの受信機及び衝突検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  共有通信メディアを用いる通信システムでは、ある状態において、二人またはそれ以上のユーザに対して、同時に情報を送信することが許される場合がある。ＭＢ−ＯＦＤＭ（マルチバンド直交周波数分割多重）システムは、フレーム送信のために一つまたはそれ以上のタイムスロットを指定する。これらのタイムスロットは、一連の時間−周波数符号による、異なる周波数帯のピコネットからの情報送信のために指定される。【０００３】  これらの時間−周波数符号により、異なるピコネットに対してのチャネライゼーションが得られる。さらに、異なるピコネットに対しては、異なるプリアンブルパターンが用いられる。これらの時間−周波数符号により、チャネライゼーションが得られるものの、近接する他のピコネットのシンボル間干渉または衝突は、防げられるものではない。【０００４】  フレームは、ＰＬＣＰ（物理レイヤコンバージェンスプロトコル）ヘッダ及びＭＡＣフレーム本体の、二つの主要部分に分けられるが、この各々の部分は、異なる目的を有している。フレームが送られる前に、プリアンブルが付加され、これは、後に様々な目的に用いられる。同期、キャリアオフセットリカバリ、チャネル推定に関する受信アルゴリズムを助けるため、ヘッダに先立って、まずプリアンブルが受信される。プリアンブルに続くのは、ＭＡＣフレーム本体のデータレート、フレームペイロード長、データスクランブラのためのシード識別子などの情報を含むフレームヘッダ部である。ヘッダの受信に続く、次の部分はフレームペイロードである。これが、通信の実体、すなわちデータが含まれる部分である。【０００５】  標準的なＰＬＣＰプリアンブルは、三つの異なる部分、すなわち、パケット同期シーケンス、フレーム同期シーケンス、チャネル推定シーケンスから構成される。パケット同期シーケンスは、連続する２１期間の時間ドメインシーケンスにより生成される。各ピコネットでは、別の時間ドメインシーケンスが用いられる。プリアンブル部のこの部分は、パケット検出及び取得、粗いキャリア周波数推定、さらに粗いシンボルタイミングに用いることができる。【０００６】  同様に、フレーム同期シーケンスは、連続的に付け加えられる３期間の時間ドメインシーケンスを１８０度回転したものにより生成される。プリアンブル部のこの部分は、プリアンブル内の受信アルゴリズムを同期させるのに用いることができる。【０００７】  チャネル推定シーケンスは、連続的に付け加えられる６期間のＯＦＤＭトレーニングシンボルにより生成される。周波数ドメインシーケンスを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理に通すことにより、このトレーニングシンボルが得られる。プリアンブル部のこの部分は、チャネル周波数レスポンスの推定、細かいキャリア周波数推定及び細かいシンボルタイミングに用いることができる。【０００８】  ヘッダ及びＭＡＣフレーム本体を含むフレームは、データスクランブラ、畳み込み符号化器、パンクチャリング器、ビットインターリーバ、さらに最後にコンスタレーションマッパーなどの幾つかの処理を経る。フレームは、その後、ＯＦＤＭ変調器に供給され、そこで特定サイズのシンボルに切られ、続いてパイロットサブキャリア及びガ���ドサブキャリアが挿入される。そして、これらのシンボルは、時間ドメインＯＦＤＭシンボルにＩＦＦＴ変換される。【０００９】  各ＯＦＤＭシンボルには、データレートに従った時間領域拡散率に応じて、一つまたは二つのタイムスロットが割り当てられる。例えば、時間領域拡散率が２である場合、同一の情報が時間領域拡散処理により、二つのシンボルに拡散される。そして、これら二つのＯＦＤＭシンボルは、異なるサブバンドを介して送信され、周波数ダイバーシチが得られる。前述した時間−周波数符号は、何れのサブバンドでシンボルが送信されるかを決定するのに用いられる。【００１０】  シンボルは、異なる送信機及びピコネットからランダムな時間間隔で送信されるので、二つ以上のシンボルが同一サブバンドで同時に送信されることによる、シンボル衝突が起こり得る。こうした状況は、主に、他のピコネットが近接しているときに発生する。ＯＦＤＭシンボルの衝突が検知されないと、複数シンボルがお互いに干渉しあって、当該シンボルの一部または全ての情報の受信が妨げられることとなり得る。これゆえに、受信される信号は、オーバーラップするシンボルの重ね合わせとなってしまい、判読不能となるので、送信情報は失われたと称されることとなる。【００１１】  従来から、データ衝突の検知には、多くの技術がある。特許文献１は、プリアンブル内の予め割り当てられたトランシーバコードを利用して、データパケットの衝突を検知する方法及び装置について開示しているが、同開示では、送信される各パケットのプリアンブルは、たとえ減衰しても検出されるには十分な大きさの振幅及び通常のデータパルス幅の二倍のパルス幅を有する初期パルスと、これに続く、各トランシーバに固有の予め規定された長さの送受信器コードと、を有する衝突検知データを含むように変更されている。大きな初期パルスが、生成されたパルス幅よりも大きなパルス幅を有するか、当該パケットの残り部分の中で、その後の大きなパルスが発生するかを判定することにより、衝突は検知される。
【特許文献１】米国特許第４，８８５，７４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  しかしながら、従来のデータ衝突の検知技術は、概して、パケットレベルで実施されるものであり、各シンボルが固定長となっているシンボルレベルで実施されるものではない。パケットレベルでは、パケットは、そのデータ部分の前にプリアンブルを有する余裕がある。それらのパケットのプリアンブルには、衝突検知プロセスの助けとなる衝突検知データを含むことができる。これに対し、ＯＦＤＭシンボルには、上述したゆとりはない。フレームにはプリアンブルが先行するものの、これは、当該フレームの他の部分と同様に、固定サイズのＯＦＤＭシンボルに切られ、ＯＦＤＭシンボルを運ぶ情報のストリームとなる。従って、ＯＦＤＭシンボルに先行するプリアンブルあるいはそれと同様のものは存在せず、上記特許文献１に記載されているような衝突検知方法は、シンボルレベルにおいては、用いることができない。【００１３】  本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる受信機及び衝突検知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】
【００１４】  かかる課題を解決するため、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するステップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアの電力を測定するステップと、閾値を設定するステップと、前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。【００１５】  また、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するステップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するステップと、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。【００１６】  また、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するステップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出するステップと、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。【００１７】  また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定し、閾値を設定する電力測定手段と、前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。【００１８】  また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するサブキャリア検出手段と、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボ��に衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。【００１９】  また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出する誤り測定部と、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して周波数／時間逆拡散を行なう周波数／時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００２０】  本発明によれば、サブキャリアの総電力あるいはサブキャリアの二つのセットの相関値を算出し、算出結果と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムのフレームフォーマットを示す図
【図２】ＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア周波数割り当てを示す図
【図３】擬似ランダムＬＦＳＲ系列ｐｌを定義する値のセットを示す図
【図４】時間−周波数符号を定義する図
【図５】時間拡散率２を用いた、三つの周波数帯上のシンボル送信についての時間−周波数マップを示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る受信機の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１に係る閾値設定方法を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態２に係る受信機の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態３に係る受信機の構成を示すブロック図
【図１２Ａ】本発明の実施の形態３に係るデータシンボルの二つの部分を付け加えるプロセスを説明する図
【図１２Ｂ】本発明の実施の形態３に係るデータシンボルの二つの部分を付け加えるプロセスを説明する図
【図１３】本発明の実施の形態３に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  本発明について詳細に記載する前に、本発明がなされるに至る基となった、ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムとその状況について簡単に記しておく。図１は、物理（ＰＨＹ）フレームのフレームフォーマットを示す図である。ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムの物理フレームは、ＰＬＣＰヘッダ１０２、パッドビット１０４、オプション帯域拡張１０６、フレームペイロード１０８、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）１１０、テールビット１１２及びパッドビット１１４を含む。フレームペイロード１０８及びＦＣＳ１１０がＭＡＣフレーム本体を構成する。【００２３】  物理フレームは、３０のＯＦＤＭシンボル系列からなるＰＬＣＰプリアンブルに始まる。データレート、ペイロード長及びスクランブラシード識別子を指定する一連のビットであるＰＬＣＰヘッダが、ＰＬＣＰプリアンブルに続く。データレートは、ＭＡＣフレーム本体１０８、１１０を送信するのに用いられた変調タイプ、符号化率及び拡散率についての情報を伝える。ＭＡＣヘッダもＰＬＣＰヘッダ１０２の一部である。ＰＬＣＰヘッダ１０２に続くのは、フレームペイロード１０８であり、これは、フレームのソースを指定する一連のビットであって、一連のフレームチェックシーケンス１１０を含んでいる。【００２４】  ＯＦＤＭ変調に先立って、フレームは、データスクランブル処理、畳み込み符号化、パンクチャリング、ビットインターリーブ処理及び４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）コンスタレーションマッピングなどの様々な処理を経る。ＱＰＳＫ変調された複データストリームは、その後、ＯＦＤＭシンボルとして知られる、５０本または１００本の複サブキャリアのグループに分けられる。【００２５】  各ＯＦＤＭシンボルにおいては、同期検出を周波数オフセット及び位相雑音に対して強くするために、１２本のサブキャリア２１０がパイロット信号に振り当てられる。これらのパイロット信号は、図２に示されるようにして、サブキャリアに入れられる。パイロット信号は、スペクトルラインの生成を防ぐため、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）を用いて生成される擬似ランダムバイナリ系列により、ＢＰＳＫ変調される。【００２６】  ｋ番目のＯＦＤＭシンボルに対するパイロットサブキャリアによる寄与は、以下の式（１）に示されるように、系列の逆フーリエ変換であるＰｎにより与えられる。パイロットサブキャリアの正負極性は、図３に示されるような、以下の擬似ランダムＬＦＳＲ系列ｐｌにより制御される。
【数１】
2006043312.tif 000002
【００２７】  各ＯＦＤＭシンボルにおいては、１０本のサブキャリア２２０が、ガードサブキャリアまたはガードトーンに振り当てられる。ガードサブキャリアは、サブキャリアにおいて、図２に示されるような位置に置かれる。パイロットサブキャリアをスクランブルするのに用いられたのと同一の線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）系列ｐｌが、ガードサブキャリアのための変調データを生成するのに用いられる。ｋ番目のシンボルのｎ番目サブキャリアに対するガードサブキャリアシンボルＰｎ，ｋの定義は、以下の式（２）に示されるとおりである。
【数２】
2006043312.tif 000003
【００２８】  この後、サブキャリアは、時間領域に逆フーリエ変換され、シンボルにはプレフィックス及びガードインターバルが付加される。時間領域拡散処理は、拡散率２により行なわれる。時間領域拡散処理は、同一情報を二つのシンボルで送信することからなる。これら二つのＯＦＤＭシンボルは、異なるサブバンドを介して送信され、周波数ダイバーシチが得られる。各装置は、ピコネットに属する。これらのピコネットの各々では、時間−周波数符号を用いて送信が行なわれるが、時間−周波数割当は、図４に示されるとおりである。別のピコネットにある別の装置もまた送信を行なっており、当該ピコネットがお互いに近接している場合には、図５に示されるようにシンボル間衝突が起こり得る。この衝突は、シンボル内の情報を破損し、最終的なビット誤り率に影響を与えることとなる。なお、図５において、横軸は時間を示し、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は周波数を示し、Ａ、Ｂは互いに異なるシンボルを示す。【００２９】  本発明は、上述した従来技術の問題を克服するようになされたものである。本発明の目的は、不要な制御信号を送信することにより起こるリソースの浪費を伴わずに衝突を検知し、誤りを低減することである。本発明は、システムに既存のリソースを用いる。【００３０】  本発明の方法では、各ＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの電力が用いられ、その結果、パイロットキャリアとガードキャリアが同様の比率であるようなシンボルの衝突を含めて、様々な状況下において、二つのシンボル間の衝突を検知することができる。【００３１】  （実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１に係る受信機の構成を示すブロック図である。受信機６００は、ＭＢ−ＯＦＤＭ技術を用いる共有通信メディアにおける衝突を検知する。受信機６００は、復調部６７０及びこの復調部６７０に接続された衝突検知部６８０を含んでいる。【００３２】  復調部６７０の受信フィルタ６０１は、共有通信メディア（図示せず）から受信した入力信号をフィルタ処理してベースバンド信号を生成する。このフィルタ処理は、シーケンスから不要スペクトル成分を取り除く。受信フィルタ６０１は、ルート・レイズド・コサインフィルタである。ＧＩ除去部６０２は、ベースバンド信号からプレフィックス及びガードインターバルを取り除く。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部６０３は、ＧＩ除去部６０２の出力信号に対してＦＦＴ変換処理を行う。ＦＦＴ部の出力は、周波数ドメインにおけるＯＦＤＭ復調シンボル列であり、ＱＰＳＫなどの変調方式に従って変調されていた情報データを含む。【００３３】  時間逆拡散部６０４は、ＦＦＴ部６０３の出力信号であるＯＦＤＭ復調シンボル列に対して時間逆拡散を行い、単に時間拡散されている同一の複数シンボルを単一のシンボルに合成する。時間逆拡散部６０４は、衝突検知部６８０に接続されており、衝突検知部６８０の出力信号からシンボルの品質を判別し、この信号に従って、逆拡散処理を行う。【００３４】  コンスタレーションデマッパー６０５は、ＱＰＳＫなどの所定の変調方式に従って、時間逆拡散部６０４から出力されたシンボルを復調する。この復調プロセスにより、軟判定信号が生成される。【００３５】  衝突検知部６８０は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボル列にある衝突を検知する。図６に示すように、衝突検知部６８０は、電力測定部６３１、比較部６３２及び衝突検知論理処理部６３３を含む。【００３６】  電力測定部６３１は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボル列から特定のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出する。一つのＯＦＤＭシンボルには、１２本のパイロットサブキャリア２１０及び１０本のガードサブキャリア２２０がある。これらのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの位置は、予め規定されており、送信機及び受信機に知られている（図２を参照）。電力測定部６３１は、二乗処理及び合計処理または平均化処理を伴う技術により、取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定する。そのような技術は、関係する技術分野の当業者にとって、周知のものである。以下、この測定されたサブキャリアの総電力をＰ（ｉ）とする（ｉは、ＯＦＤＭシンボルの数）。電力測定部６３１は、Ｎ個（Ｎは２以上）のＯＦＤＭシンボルについて、サブキャリアの総電力Ｐの平均を取ることにより閾値Ｔを算出する。例えば、｛Ｔ＝［（Ｐ（１）＋Ｐ（２）＋…．＋Ｐ（Ｎ））／Ｎ］｝となる。このプロセスについては、後に図７を参照しつつ、さらに詳細に説明する。【００３７】  電力測定部６３１は、閾値Ｔを設定した後、続けて受信されたＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの電力を測定する。【００３８】  電力測定部６３１は、閾値Ｔを示す信号、並びに、パイロッ���サブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を示す電力インジケーション信号を生成し、これらを比較部６３２に出力する。【００３９】  比較部６３２は、電力インジケーション信号と閾値Ｔとを比較し、この比較結果を示す信号を生成し、衝突検知論理処理部６３３に出力する。比較部６３２は、電力インジケーション信号が閾値Ｔよりも大きい場合には不良シンボルを表わす信号を出力し、そうでなければ良シンボルを表わす信号を出力する。【００４０】  衝突検知論理処理部６３３は、比較部６３２の出力信号の値を参照し、シンボルのステータス判定を示す結果信号を生成する。すなわち、結果信号は、シンボルが良シンボルであるか、不良シンボルであるかを示す。【００４１】  復調部の構成要素は、関連技術分野の当業者にとって自明であろうところの様々な技術をもって、実現することができる。それらの構成要素は、電子回路及び／またはデジタル処理技術により、実現することができる。【００４２】  図７は、閾値の算出及びその設定を示すフローチャートである。係る方法は、無線チャネルなどの共有通信メディアを介して受信された信号からＯＦＤＭシンボルを取得するステップ７０１に始まる。【００４３】  ステップ７０２では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置７２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアのためのテンプレートが生成される。ステップ７０４において、このテンプレートを用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアが取り出される。【００４４】  取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアに対して、ステップ７０６で電力測定が行なわれる。閾値のより良い推定が得られるようにするため、閾値は、Ｎ個の受信ＯＦＤＭシンボルに対して計算される。ステップ７０８において、受信ＯＦＤＭシンボル数がＮ個に満たない場合、フローは、ステップ７０１へと戻り、そうでなければ、ステップ７１０の処理に進む。【００４５】  ステップ７１０において、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルのサブキャリア電力の平均が算出される。この平均が、ステップ７１２で閾値として設定される。【００４６】  この閾値が得られることにより、衝突検知処理は、この閾値を用いることによる、その後の受信ＯＦＤＭシンボルについての衝突検出に進むことができる。【００４７】  図８は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ８０１に始まる。【００４８】  ステップ８０２では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置８２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアのためのテンプレートが生成される。ステップ８０４において、このテンプレートを用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアが取り出される。【００４９】  ステップ８０６では、ステップ８０４において取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアに対して電力測定が行なわれる。ステップ８０７では、このサブキャリアの総電力と図７に示された閾値とを比較し、総電力が閾値よりも高い場合、ステップ８１０へ進む。そうでないならば、ステップ８１１へと進む。【００５０】  ステップ８１���では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ８１１では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。【００５１】  なお、時間逆拡散部６０４の処理前に、これらのシンボルに重み付けを行なうこともできる。シンボルへの重み付け処理は、関連技術分野の当業者にとって自明であろうところの様々な技術をもって、実現することができる。【００５２】  本実施の形態によれば、サブキャリアの総電力と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。【００５３】  （実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る受信機の構成を示すブロック図である。なお、図９に示す受信機９００において、実施の形態１の図６に示した受信機６００と共通する構成部分には、同一の符号を付して説明を省略する。【００５４】  図９に示す受信機９００は、図６に示した受信機６００と比較して、電力測定部６３１を削除し、サブキャリア検出部９３１を追加した構成を採る。また、受信機９００の比較部９３２の作用が、受信機６００の比較部６３２のものと異なる。【００５５】  サブキャリア検出部９３１は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボルを処理して特定のサブキャリアを抽出する。検出プロセスは、サブキャリアの特定位置のマスクを生成し、これらのサブキャリアをサンプリングすることにより行なわれる。例えば、ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムには、１２本のパイロットサブキャリア２１０と、１０本のガードサブキャリア２２０とがある。このマスクを用いることにより、サブキャリアは、サンプリングされ、バッファに保存され得る。これらのサンプルは、さらに等分に二つのセットに分けられる。これら二組のサブキャリアサンプルは、シンボル品質を判定するプロセスを経る。このプロセスを通して、サブキャリア検出部９３１は、入力信号にある衝突を正確に検出することを可能にするための情報を提供する。このプロセスについては、後に図１０を参照しながら詳述する。サブキャリア検出部９３１は、パイロット及びガードサブキャリア検出の結果を示す、サブキャリア不一致インジケーション信号を生成し、比較部９３２に出力する。【００５６】  比較部９３２は、サブキャリア不一致インジケーション信号と閾値Ｔ１とを比較し、比較結果を示す信号を生成する。比較部９３２は、サブキャリア不一致インジケーション信号が閾値Ｔ１を満たさない場合には破損シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力し、サブキャリア不一致インジケーション信号が閾値Ｔ１を満たす場合には良シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力する。【００５７】  図１０は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ１００１に始まる。【００５８】  ステップ１００３では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置１０２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアがサンプリングされる。ステップ１００５において、サブキャリアサンプルは、二つの異なる複素数のセットに均等に分けられる。パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの元の値は、送信側の変調器において、特定位置にマッピングされる。これらの値は固有に定義されており、最初の１１本のサブキャリアサンプルは、次の１１本のサブキャリアサンプルの共役となるようになっている。ステップ１００５の後、ステップ１００７では、サブキャリアサンプルの第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットとの相関を取り、相関器出力電力を取得する。ステップ１００９では、相関器出力の電力が、閾値Ｔ１と比較される。結果が閾値Ｔ１よりも高いものであれば、フローはステップ１０１１へと進む。そうでなければ、ステップ１０１３に進む。【００５９】  ステップ１０１１では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ１０１３では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。【００６０】  本実施の形態によれば、サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと第二番目のセットの共役との相関値を算出し、相関値と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。【００６１】  （実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る受信機の構成を示すブロック図である。なお、図１１に示す受信機１１００において、実施の形態１の図６に示した受信機６００と共通する構成部分には、同一の符号を付して説明を省略する。【００６２】  図１１に示す受信機１１００は、図６に示した受信機６００と比較して、時間逆拡散部６０４及び電力測定部６３１を削除し、サブキャリア抽出器１１０１、周波数／時間逆拡散部１１０２及び誤り測定部１１３１を追加した構成を採る。また、受信機１１００の比較部１１３２の作用が、受信機６００の比較部６３２のものと異なる。【００６３】  サブキャリア抽出器１１０１は、受信データシンボルに含まれるパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを、予め規定された位置を参照して抽出する。【００６４】  サブキャリア抽出器１１０１の出力信号のシンボルには共役対称性があることから、周波数／時間逆拡散部１１０２は、シンボルの第二番目の部分に対して、共役転置処理を施し、同一の当該シンボルの第一番目の部分と結合する。結合プロセスは、二つの部分の平均化を用いて、あるいは重み付けにより、行うことができる。また、サブキャリア抽出器１１０１の出力信号は時間拡散されており、周波数／時間逆拡散部１１０２は、単に時間拡散されている同一の複数シンボルを単一のシンボルに合成する。周波数／時間逆拡散部１１０２は、衝突検知部６８０に接続されており、衝突検知部６８０の出力信号からシンボルの品質を判別し、この信号に従って、逆拡散処理を行う。【００６５】  誤り測定部１１３１は、サブキャリア抽出器１１０１から出力されたＯＦＤＭ復調データシンボルを受信し、このデータシンボルを二つの異なる部分に分離する。【００６６】  ここで、ＱＰＳＫ変調された複データのストリームが５０本の複サブキャリアのグループ４０２に分けられる場合には、図１２（Ａ）に示すような周波数領域拡散処理を施される。５０本のサブキャリア１２０４は、それらを共役転置したサブキャリア１２０６の前に付いて、ＩＦＦＴ処理に先立ち、１００本のサブキャリア（サブキャリア１２０２＋サブキャリア１２０８）の共役対称入力を形成する。【００６７】  データシンボルのサブキャリアは、サンプリングされ、バッファまたはレジスタに保存され得る。図１２（Ｂ）は、データシンボルの二つの異なる部分の取り出しプロセスを示す。取り出しプロセスは、図１２（Ａ）の逆のプロセスである。第一番目の部分の同一データ１２５２を取り出すためには、データシンボルの第二番目の部分１２５３に対して、共役転置処理を行なう必要がある。処理される第一番目の部分１２５４は、データレジスタ１２５６に入れられ、第二番目の部分１２５５は、参照パターンレジスタ１２５７に入れられる。【００６８】  誤り測定部１１３１は、データレジスタ１２５６に保存されるデータサンプルと、参照パターンレジスタ１２５７に保存されるデータサンプルとを比較することにより、データストリームの相関係数を決定する。誤り測定部１１３１は、相関係数を示すエラーインジケーション信号を生成し、比較部１１３２に出力する。【００６９】  比較部１１３２は、エラーインジケーション信号と閾値Ｔ２とを比較し、��較結果を示す信号を生成する。比較部１１３２は、エラーインジケーション信号が閾値Ｔ２を満たさない場合には破損シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力し、エラーインジケーション信号が閾値Ｔ２を満たす場合には良シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力する。なお、閾値Ｔ２は、検知可能性及び誤アラーム率を決定する。閾値Ｔ２が低いと、検出の可能性は上がるが、一方、誤ったアラームの可能性も高まることとなる。大抵の通信システムは、ノイズ及びマルチパスにより、若干のエラーは寛容するものである必要がある。従って、適当な閾値は、検出と誤報の可能性の間で良いバランスが保たれるように選択されなくてはならない。【００７０】  図１３は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ１３０１に始まる。【００７１】  ステップ１３０２では、受信シンボルがサンプリングされ、当該データシンボルの両部分が取り出される。【００７２】  ステップ１３０４において、当該データシンボルサブキャリアサンプルは、異なる二つの複素数部分に均分される。ステップ１３０６で、当該データシンボルサブキャリアサンプルの第二番目の部分について、共役転置がなされる。当該データシンボルの第二部分の共役処理については、図１２（Ｂ）およびその説明で述べたところである。当該二つの部分１２５４及び１２５５は、データレジスタ１２５６及び参照パターンレジスタ１２５７に配される。【００７３】  ステップ１３０８において、当該受信データシンボルサブキャリアサンプルからデータ相関値が生成される。このステップには、二つのレジスタのデータの相関を取ることが含まれる。データレジスタ１２５６のデータは、参照パターンレジスタ１２５７に保存されるデータと比較される。ステップ１３１０では、マッチ数及び相関係数が生成され、相関アレーに保存される。【００７４】  ステップ１３１２では、相関係数は、所定の閾値Ｔ２と比較される。結果が閾値Ｔ２よりも高いものであれば、フローはステップ１３１３へと進む。そうでなければ、ステップ１３１５に進む。【００７５】  ステップ１３１３では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ１３１５では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。【００７６】  本実施の形態によれば、サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出し、相関値と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。【００７７】  なお、上記���説明は本発明の好適な実施例とみなされるが、本発明は、開示した実施例に限定されるものではなく、多様な形態と実施態様で実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】  本発明は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムの受信機に用いるに好適である。
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月16日(2006.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアの電力を測定するステップと、
（ｄ）閾値を設定するステップと、
（ｅ）前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項２】
ステップ（ｄ）が、過去に受信されたＮ個（Ｎは２以上の整数）のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアの総電力の平均を取ることにより前記閾値を算出する請求項１に記載の衝突検知方法。
【請求項３】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するステップと、
（ｄ）前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項４】
直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、
（ａ）シンボルを受信するステップと、
（ｂ）前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、
（ｃ）前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出するステップと、
（ｄ）前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する。
【請求項５】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定し、閾値を設定する電力測定手段と、
前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する。
【請求項６】
前記電力測定手段は、過去に受信されたＮ個（Ｎは２以上の整数）のＯＦＤＭシンボルのサブキャリアの総電力の平均を取ることにより前記閾値を算出する請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するサブキャリア検出手段と、
前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する。
【請求項８】
直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、
受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、
前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出する誤り測定部と、
前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、
前記衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して周波数／時間逆拡散を行なう周波数／時間逆拡散手段と、を具備する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いたウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）通信システムの受信機及び衝突検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
共有通信メディアを用いる通信システムでは、ある状態において、二人またはそれ以上のユーザに対して、同時に情報を送信することが許される場合がある。ＭＢ−ＯＦＤＭ（マルチバンド直交周波数分割多重）システムは、フレーム送信のために一つまたはそれ以上のタイムスロットを指定する。これらのタイムスロットは、一連の時間−周波数符号による、異なる周波数帯のピコネットからの情報送信のために指定される。
【０００３】
これらの時間−周波数符号により、異なるピコネットに対してのチャネライゼーションが得られる。さらに、異なるピコネットに対しては、異なるプリアンブルパターンが用いられる。これらの時間−周波数符号により、チャネライゼーションが得られるものの、近接する他のピコネットのシンボル間干渉または衝突は、防げられるものではない。
【０００４】
フレームは、ＰＬＣＰ（物理レイヤコンバージェンスプロトコル）ヘッダ及びＭＡＣフレーム本体の、二つの主要部分に分けられるが、この各々の部分は、異なる目的を有している。フレームが送られる前に、プリアンブルが付加され、これは、後に様々な目的に用いられる。同期、キャリアオフセットリカバリ、チャネル推定に関する受信アルゴリズムを助けるため、ヘッダに先立って、まずプリアンブルが受信される。プリアンブルに続くのは、ＭＡＣフレーム本体のデータレート、フレームペイロード長、データスクランブラのためのシード識別子などの情報を含むフレームヘッダ部である。ヘッダの受信に続く、次の部分はフレームペイロードである。これが、通信の実体、すなわちデータが含まれる部分である。
【０００５】
標準的なＰＬＣＰプリアンブルは、三つの異なる部分、すなわち、パケット同期シーケンス、フレーム同期シーケンス、チャネル推定シーケンスから構成される。パケット同期シーケンスは、連続する２１期間の時間ドメインシーケンスにより生成される。各ピコネットでは、別の時間ドメインシーケンスが用いられる。プリアンブル部のこの部分は、パケット検出及び取得、粗いキャリア周波数推定、さらに粗いシンボルタイミングに用いることができる。
【０００６】
同様に、フレーム同期シーケンスは、連続的に付け加えられる３期間の時間ドメインシーケンスを１８０度回転したものにより生成される。プリアンブル部のこの部分は、プリアンブル内の受信アルゴリズムを同期させるのに用いることができる。
【０００７】
チャネル推定シーケンスは、連続的に付け加えられる６期間のＯＦＤＭトレーニングシンボルにより生成される。周波数ドメインシーケンスを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理に通すことにより、このトレーニングシンボルが得られる。プリアンブル部のこの部分は、チャネル周波数レスポンスの推定、細かいキャリア周波数推定及び細かいシンボルタイミングに用いることができる。
【０００８】
ヘッダ及びＭＡＣフレーム本体を含むフレームは、データスクランブラ、畳み込み符号化器、パンクチャリング器、ビットインターリーバ、さらに最後にコンスタレーションマッパーなどの幾つかの処理を経る。フレームは、その後、ＯＦＤＭ変調器に供給され、そこで特定サイズのシンボルに切られ、続いてパイロットサブキャリア及びガードサブキャ
リアが挿入される。そして、これらのシンボルは、時間ドメインＯＦＤＭシンボルにＩＦＦＴ変換される。
【０００９】
各ＯＦＤＭシンボルには、データレートに従った時間領域拡散率に応じて、一つまたは二つのタイムスロットが割り当てられる。例えば、時間領域拡散率が２である場合、同一の情報が時間領域拡散処理により、二つのシンボルに拡散される。そして、これら二つのＯＦＤＭシンボルは、異なるサブバンドを介して送信され、周波数ダイバーシチが得られる。前述した時間−周波数符号は、何れのサブバンドでシンボルが送信されるかを決定するのに用いられる。
【００１０】
シンボルは、異なる送信機及びピコネットからランダムな時間間隔で送信されるので、二つ以上のシンボルが同一サブバンドで同時に送信されることによる、シンボル衝突が起こり得る。こうした状況は、主に、他のピコネットが近接しているときに発生する。ＯＦＤＭシンボルの衝突が検知されないと、複数シンボルがお互いに干渉しあって、当該シンボルの一部または全ての情報の受信が妨げられることとなり得る。これゆえに、受信される信号は、オーバーラップするシンボルの重ね合わせとなってしまい、判読不能となるので、送信情報は失われたと称されることとなる。
【００１１】
従来から、データ衝突の検知には、多くの技術がある。特許文献１は、プリアンブル内の予め割り当てられたトランシーバコードを利用して、データパケットの衝突を検知する方法及び装置について開示しているが、同開示では、送信される各パケットのプリアンブルは、たとえ減衰しても検出されるには十分な大きさの振幅及び通常のデータパルス幅の二倍のパルス幅を有する初期パルスと、これに続く、各トランシーバに固有の予め規定された長さの送受信器コードと、を有する衝突検知データを含むように変更されている。大きな初期パルスが、生成されたパルス幅よりも大きなパルス幅を有するか、当該パケットの残り部分の中で、その後の大きなパルスが発生するかを判定することにより、衝突は検知される。
【特許文献１】米国特許第４,８８５,７４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のデータ衝突の検知技術は、概して、パケットレベルで実施されるものであり、各シンボルが固定長となっているシンボルレベルで実施されるものではない。パケットレベルでは、パケットは、そのデータ部分の前にプリアンブルを有する余裕がある。それらのパケットのプリアンブルには、衝突検知プロセスの助けとなる衝突検知データを含むことができる。これに対し、ＯＦＤＭシンボルには、上述したゆとりはない。フレームにはプリアンブルが先行するものの、これは、当該フレームの他の部分と同様に、固定サイズのＯＦＤＭシンボルに切られ、ＯＦＤＭシンボルを運ぶ情報のストリームとなる。従って、ＯＦＤＭシンボルに先行するプリアンブルあるいはそれと同様のものは存在せず、上記特許文献１に記載されているような衝突検知方法は、シンボルレベルにおいては、用いることができない。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる受信機及び衝突検知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】
【００１４】
かかる課題を解決するため、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するス
テップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアの電力を測定するステップと、閾値を設定するステップと、前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。
【００１５】
また、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するステップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するステップと、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。
【００１６】
また、本発明の衝突検知方法は、直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンド通信システムにおける衝突検知方法であって、シンボルを受信するステップと、前記受信シンボルからパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出するステップと、前記サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出するステップと、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別するステップと、を具備する方法を採る。
【００１７】
また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定し、閾値を設定する電力測定手段と、前記測定されたサブキャリアの総電力が、前記閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと前記第二番目のセットの共役との相関値を算出するサブキャリア検出手段と、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して時間逆拡散を行なう時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
また、本発明の受信機は、直交周波数分割多重を用いた周波数時間拡散によるウルトラワイドバンドシステムの受信機であって、受信信号に対してフーリエ変換を行い、復調データシンボル列を生成するＦＦＴ手段と、前記復調データシンボル列を二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと前記共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出する誤り測定部と、前記相関値が、閾値より大きい場合に前記シンボルに衝突が生じたと判別し、前記閾値に満たない場合に前記シンボルには衝突が生じていないと判別する衝突検知論理処理手段と、前記の衝突検知論理処理手段の判別結果に従って、前記復調データシンボル列に対して周波数／時間逆拡散を行なう周波数／時間逆拡散手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、サブキャリアの総電力あるいはサブキャリアの二つのセットの相関値を算出し、算出結果と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明について詳細に記載する前に、本発明がなされるに至る基となった、ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムとその状況について簡単に記しておく。図１は、物理（ＰＨＹ）フレームのフレームフォーマットを示す図である。ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムの物理フレームは、ＰＬＣＰヘッダ１０２、パッドビット１０４、オプション帯域拡張１０６、フレームペイロード１０８、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）１１０、テールビット１１２及びパッドビット１１４を含む。フレームペイロード１０８及びＦＣＳ１１０がＭＡＣフレーム本体を構成する。
【００２２】
物理フレームは、３０のＯＦＤＭシンボル系列からなるＰＬＣＰプリアンブルに始まる。データレート、ペイロード長及びスクランブラシード識別子を指定する一連のビットであるＰＬＣＰヘッダが、ＰＬＣＰプリアンブルに続く。データレートは、ＭＡＣフレーム本体１０８、１１０を送信するのに用いられた変調タイプ、符号化率及び拡散率についての情報を伝える。ＭＡＣヘッダもＰＬＣＰヘッダ１０２の一部である。ＰＬＣＰヘッダ１０２に続くのは、フレームペイロード１０８であり、これは、フレームのソースを指定する一連のビットであって、一連のフレームチェックシーケンス１１０を含んでいる。
【００２３】
ＯＦＤＭ変調に先立って、フレームは、データスクランブル処理、畳み込み符号化、パンクチャリング、ビットインターリーブ処理及び４値位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）コンスタレーションマッピングなどの様々な処理を経る。ＱＰＳＫ変調された複データストリームは、その後、ＯＦＤＭシンボルとして知られる、５０本または１００本の複サブキャリアのグループに分けられる。
【００２４】
各ＯＦＤＭシンボルにおいては、同期検出を周波数オフセット及び位相雑音に対して強くするために、１２本のサブキャリア２１０がパイロット信号に振り当てられる。これらのパイロット信号は、図２に示されるようにして、サブキャリアに入れられる。パイロット信号は、スペクトルラインの生成を防ぐため、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）を用いて生成される擬似ランダムバイナリ系列により、ＢＰＳＫ変調される。
【００２５】
ｋ番目のＯＦＤＭシンボルに対するパイロットサブキャリアによる寄与は、以下の式（１）に示されるように、系列の逆フーリエ変換であるPn により与えられる。パイロットサブキャリアの正負極性は、図３に示されるような、以下の擬似ランダムＬＦＳＲ系列plにより制御される。
【数１】
2006043312.tif 000018
【００２６】
各ＯＦＤＭシンボルにおいては、１０本のサブキャリア２２０が、ガードサブキャリアまたはガードトーンに振り当てられる。ガードサブキャリアは、サブキャリアにおいて、図２に示されるような位置に置かれる。パイロットサブキャリアをスクランブルするのに用いられたのと同一の線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）系列plが、ガードサブキャリアのための変調データを生成するのに用いられる。ｋ番目のシンボルのｎ番目サブキャリアに対するガードサブキャリアシンボルPn,kの定義は、以下の式（２）に示されるとおりである。
【数２】
2006043312.tif 000019
【００２７】
この後、サブキャリアは、時間領域に逆フーリエ変換され、シンボルにはプレフィックス及びガードインターバルが付加される。時間領域拡散処理は、拡散率２により行なわれる。時間領域拡散処理は、同一情報を二つのシンボルで送信することからなる。これら二つのＯＦＤＭシンボルは、異なるサブバンドを介して送信され、周波数ダイバーシチが得られる。各装置は、ピコネットに属する。これらのピコネットの各々では、時間−周波数符号を用いて送信が行なわれるが、時間−周波数割当は、図４に示されるとおりである。別のピコネットにある別の装置もまた送信を行なっており、当該ピコネットがお互いに近接している場合には、図５に示されるようにシンボル間衝突が起こり得る。この衝突は、シンボル内の情報を破損し、最終的なビット誤り率に影響を与えることとなる。なお、図５において、横軸は時間を示し、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は周波数を示し、Ａ、Ｂは互いに異なるシンボルを示す。
【００２８】
本発明は、上述した従来技術の問題を克服するようになされたものである。本発明の目
的は、不要な制御信号を送信することにより起こるリソースの浪費を伴わずに衝突を検知し、誤りを低減することである。本発明は、システムに既存のリソースを用いる。
【００２９】
本発明の方法では、各ＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの電力が用いられ、その結果、パイロットキャリアとガードキャリアが同様の比率であるようなシンボルの衝突を含めて、様々な状況下において、二つのシンボル間の衝突を検知することができる。
【００３０】
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１に係る受信機の構成を示すブロック図である。受信機６００は、ＭＢ−ＯＦＤＭ技術を用いる共有通信メディアにおける衝突を検知する。受信機６００は、復調部６７０及びこの復調部６７０に接続された衝突検知部６８０を含んでいる。
【００３１】
復調部６７０の受信フィルタ６０１は、共有通信メディア（図示せず）から受信した入力信号をフィルタ処理してベースバンド信号を生成する。このフィルタ処理は、シーケンスから不要スペクトル成分を取り除く。受信フィルタ６０１は、ルート・レイズド・コサインフィルタである。ＧＩ除去部６０２は、ベースバンド信号からプレフィックス及びガードインターバルを取り除く。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）部６０３は、ＧＩ除去部６０２の出力信号に対してＦＦＴ変換処理を行う。ＦＦＴ部の出力は、周波数ドメインにおけるＯＦＤＭ復調シンボル列であり、ＱＰＳＫなどの変調方式に従って変調されていた情報データを含む。
【００３２】
時間逆拡散部６０４は、ＦＦＴ部６０３の出力信号であるＯＦＤＭ復調シンボル列に対して時間逆拡散を行い、単に時間拡散されている同一の複数シンボルを単一のシンボルに合成する。時間逆拡散部６０４は、衝突検知部６８０に接続されており、衝突検知部６８０の出力信号からシンボルの品質を判別し、この信号に従って、逆拡散処理を行う。
【００３３】
コンスタレーションデマッパー６０５は、ＱＰＳＫなどの所定の変調方式に従って、時間逆拡散部６０４から出力されたシンボルを復調する。この復調プロセスにより、軟判定信号が生成される。
【００３４】
衝突検知部６８０は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボル列にある衝突を検知する。図６に示すように、衝突検知部６８０は、電力測定部６３１、比較部６３２及び衝突検知論理処理部６３３を含む。
【００３５】
電力測定部６３１は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボル列から特定のパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを抽出する。一つのＯＦＤＭシンボルには、１２本のパイロットサブキャリア２１０及び１０本のガードサブキャリア２２０がある。これらのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの位置は、予め規定されており、送信機及び受信機に知られている（図２を参照）。電力測定部６３１は、二乗処理及び合計処理または平均化処理を伴う技術により、取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を測定する。そのような技術は、関係する技術分野の当業者にとって、周知のものである。以下、この測定されたサブキャリアの総電力をP(i)
とする（i は、ＯＦＤＭシンボルの数）。電力測定部６３１は、Ｎ個（Ｎは２以上）のＯＦＤＭシンボルについて、サブキャリアの総電力Ｐの平均を取ることにより閾値Ｔを算出する。例えば、{T = [(P(1) + P(2) +….+ P(N)) / N]} となる。このプロセスについては、後に図７を参照しつつ、さらに詳細に説明する。
【００３６】
電力測定部６３１は、閾値Ｔを設定した後、続けて受信されたＯＦＤＭシンボルのパイ
ロットサブキャリア及びガードサブキャリアの電力を測定する。
【００３７】
電力測定部６３１は、閾値Ｔを示す信号、並びに、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの総電力を示す電力インジケーション信号を生成し、これらを比較部６３２に出力する。
【００３８】
比較部６３２は、電力インジケーション信号と閾値Ｔとを比較し、この比較結果を示す信号を生成し、衝突検知論理処理部６３３に出力する。比較部６３２は、電力インジケーション信号が閾値Ｔよりも大きい場合には不良シンボルを表わす信号を出力し、そうでなければ良シンボルを表わす信号を出力する。
【００３９】
衝突検知論理処理部６３３は、比較部６３２の出力信号の値を参照し、シンボルのステータス判定を示す結果信号を生成する。すなわち、結果信号は、シンボルが良シンボルであるか、不良シンボルであるかを示す。
【００４０】
復調部の構成要素は、関連技術分野の当業者にとって自明であろうところの様々な技術をもって、実現することができる。それらの構成要素は、電子回路及び／またはデジタル処理技術により、実現することができる。
【００４１】
図７は、閾値の算出及びその設定を示すフローチャートである。係る方法は、無線チャネルなどの共有通信メディアを介して受信された信号からＯＦＤＭシンボルを取得するステップ７０１に始まる。
【００４２】
ステップ７０２では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置７２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアのためのテンプレートが生成される。ステップ７０４において、このテンプレートを用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアが取り出される。
【００４３】
取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアに対して、ステップ７０６で電力測定が行なわれる。閾値のより良い推定が得られるようにするため、閾値は、Ｎ個の受信ＯＦＤＭシンボルに対して計算される。ステップ７０８において、受信ＯＦＤＭシンボル数がＮ個に満たない場合、フローは、ステップ７０１へと戻り、そうでなければ、ステップ７１０の処理に進む。
【００４４】
ステップ７１０において、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルのサブキャリア電力の平均が算出される。この平均が、ステップ７１２で閾値として設定される。
【００４５】
この閾値が得られることにより、衝突検知処理は、この閾値を用いることによる、その後の受信ＯＦＤＭシンボルについての衝突検出に進むことができる。
【００４６】
図８は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ８０１に始まる。
【００４７】
ステップ８０２では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置８２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアのためのテンプレートが生成される。ステップ８０４において、このテンプレートを用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアが取り出される。
【００４８】
ステップ８０６では、ステップ８０４において取り出されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアに対して電力測定が行なわれる。ステップ８０７では、このサブキ
ャリアの総電力と図７に示された閾値とを比較し、総電力が閾値よりも高い場合、ステップ８１０へ進む。そうでないならば、ステップ８１１へと進む。
【００４９】
ステップ８１０では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ８１１では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。
【００５０】
なお、時間逆拡散部６０４の処理前に、これらのシンボルに重み付けを行なうこともできる。シンボルへの重み付け処理は、関連技術分野の当業者にとって自明であろうところの様々な技術をもって、実現することができる。
【００５１】
本実施の形態によれば、サブキャリアの総電力と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る受信機の構成を示すブロック図である。なお、図９に示す受信機９００において、実施の形態１の図６に示した受信機６００と共通する構成部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図９に示す受信機９００は、図６に示した受信機６００と比較して、電力測定部６３１を削除し、サブキャリア検出部９３１を追加した構成を採る。また、受信機９００の比較部９３２の作用が、受信機６００の比較部６３２のものと異なる。
【００５４】
サブキャリア検出部９３１は、ＦＦＴ部６０３から出力されたＯＦＤＭ復調シンボルを処理して特定のサブキャリアを抽出する。検出プロセスは、サブキャリアの特定位置のマスクを生成し、これらのサブキャリアをサンプリングすることにより行なわれる。例えば、ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムには、１２本のパイロットサブキャリア２１０と、１０本のガードサブキャリア２２０とがある。このマスクを用いることにより、サブキャリアは、サンプリングされ、バッファに保存され得る。これらのサンプルは、さらに等分に二つのセットに分けられる。これら二組のサブキャリアサンプルは、シンボル品質を判定するプロセスを経る。このプロセスを通して、サブキャリア検出部９３１は、入力信号にある衝突を正確に検出することを可能にするための情報を提供する。このプロセスについては、後に図１０を参照しながら詳述する。サブキャリア検出部９３１は、パイロット及びガードサブキャリア検出の結果を示す、サブキャリア不一致インジケーション信号を生成し、比較部９３２に出力する。
【００５５】
比較部９３２は、サブキャリア不一致インジケーション信号と閾値Ｔ１とを比較し、比較結果を示す信号を生成する。比較部９３２は、サブキャリア不一致インジケーション信号が閾値Ｔ１を満たさない場合には破損シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力し、サブキャリア不一致インジケーション信号が閾値Ｔ１を満たす場合には良シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力する。
【００５６】
図１０は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ１００１に始まる。
【００５７】
ステップ１００３では、保存されたパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア位置１０２０を用いて、パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアがサンプリングされる。ステップ１００５において、サブキャリアサンプルは、二つの異なる複素数のセットに均等に分けられる。パイロットサブキャリア及びガードサブキャリアの元の値は、送信側の変調器において、特定位置にマッピングされる。これらの値は固有に定義されており、最初の１１本のサブキャリアサンプルは、次の１１本のサブキャリアサンプルの共役となるようになっている。ステップ１００５の後、ステップ１００７では、サブキャリアサンプルの第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットとの相関を取り、相関器出力電力を取得する。ステップ１００９では、相関器出力の電力が、閾値Ｔ１と比較される。結果が閾値Ｔ１よりも高いものであれば、フローはステップ１０１１へと進む。そうでなければ、ステップ１０１３に進む。
【００５８】
ステップ１０１１では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ１０１３では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。
【００５９】
本実施の形態によれば、サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットを共役化し、第一番目のセットと第二番目のセットの共役との相関値を算出し、相関値と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。
【００６０】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係る受信機の構成を示すブロック図である。なお、図１１に示す受信機１１００において、実施の形態１の図６に示した受信機６００と共通する構成部分には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１に示す受信機１１００は、図６に示した受信機６００と比較して、時間逆拡散部６０４及び電力測定部６３１を削除し、サブキャリア抽出器１１０１、周波数／時間逆拡散部１１０２及び誤り測定部１１３１を追加した構成を採る。また、受信機１１００の比較部１１３２の作用が、受信機６００の比較部６３２のものと異なる。
【００６２】
サブキャリア抽出器１１０１は、受信データシンボルに含まれるパイロットサブキャリア及びガードサブキャリアを、予め規定された位置を参照して抽出する。
【００６３】
サブキャリア抽出器１１０１の出力信号のシンボルには共役対称性があることから、周波数／時間逆拡散部１１０２は、シンボルの第二番目の部分に対して、共役転置処理を施し、同一の当該シンボルの第一番目の部分と結合する。結合プロセスは、二つの部分の平均化を用いて、あるいは重み付けにより、行うことができる。また、サブキャリア抽出器１１０１の出力信号は時間拡散されており、周波数／時間逆拡散部１１０２は、単に時間拡散されている同一の複数シンボルを単一のシンボルに合成する。周波数／時間逆拡散部１１０２は、衝突検知部６８０に接続されており、衝突検知部６８０の出力信号からシンボルの品質を判別し、この信号に従って、逆拡散処理を行う。
【００６４】
誤り測定部１１３１は、サブキャリア抽出器１１０１から出力されたＯＦＤＭ復調デー
タシンボルを受信し、このデータシンボルを二つの異なる部分に分離する。
【００６５】
ここで、ＱＰＳＫ変調された複データのストリームが５０本の複サブキャリアのグループ４０２に分けられる場合には、図１２（Ａ）に示すような周波数領域拡散処理を施される。５０本のサブキャリア１２０４は、それらを共役転置したサブキャリア１２０６の前に付いて、ＩＦＦＴ処理に先立ち、１００本のサブキャリア（サブキャリア１２０２＋サブキャリア１２０８）の共役対称入力を形成する。
【００６６】
データシンボルのサブキャリアは、サンプリングされ、バッファまたはレジスタに保存され得る。図１２（Ｂ）は、データシンボルの二つの異なる部分の取り出しプロセスを示す。取り出しプロセスは、図１２（Ａ）の逆のプロセスである。第一番目の部分の同一データ１２５２を取り出すためには、データシンボルの第二番目の部分１２５３に対して、共役転置処理を行なう必要がある。処理される第一番目の部分１２５４は、データレジスタ１２５６に入れられ、第二番目の部分１２５５は、参照パターンレジスタ１２５７に入れられる。
【００６７】
誤り測定部１１３１は、データレジスタ１２５６に保存されるデータサンプルと、参照パターンレジスタ１２５７に保存されるデータサンプルとを比較することにより、データストリームの相関係数を決定する。誤り測定部１１３１は、相関係数を示すエラーインジケーション信号を生成し、比較部１１３２に出力する。
【００６８】
比較部１１３２は、エラーインジケーション信号と閾値Ｔ２とを比較し、比較結果を示す信号を生成する。比較部１１３２は、エラーインジケーション信号が閾値Ｔ２を満たさない場合には破損シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力し、エラーインジケーション信号が閾値Ｔ２を満たす場合には良シンボルを表わす信号を衝突検知論理処理部６３３に出力する。なお、閾値Ｔ２は、検知可能性及び誤アラーム率を決定する。閾値Ｔ２が低いと、検出の可能性は上がるが、一方、誤ったアラームの可能性も高まることとなる。大抵の通信システムは、ノイズ及びマルチパスにより、若干のエラーは寛容するものである必要がある。従って、適当な閾値は、検出と誤報の可能性の間で良いバランスが保たれるように選択されなくてはならない。
【００６９】
図１３は、衝突検知方法を示すフローチャートである。当該方法は、ＯＦＤＭシンボルが受信されるステップ１３０１に始まる。
【００７０】
ステップ１３０２では、受信シンボルがサンプリングされ、当該データシンボルの両部分が取り出される。
【００７１】
ステップ１３０４において、当該データシンボルサブキャリアサンプルは、異なる二つの複素数部分に均分される。ステップ１３０６で、当該データシンボルサブキャリアサンプルの第二番目の部分について、共役転置がなされる。当該データシンボルの第二部分の共役処理については、図１２（Ｂ）およびその説明で述べたところである。当該二つの部分１２５４及び１２５５は、データレジスタ１２５６及び参照パターンレジスタ１２５７に配される。
【００７２】
ステップ１３０８において、当該受信データシンボルサブキャリアサンプルからデータ相関値が生成される。このステップには、二つのレジスタのデータの相関を取ることが含まれる。データレジスタ１２５６のデータは、参照パターンレジスタ１２５７に保存されるデータと比較される。ステップ１３１０では、マッチ数及び相関係数が生成され、相関アレーに保存される。
【００７３】
ステップ１３１２では、相関係数は、所定の閾値Ｔ２と比較される。結果が閾値Ｔ２よりも高いものであれば、フローはステップ１３１３へと進む。そうでなければ、ステップ１３１５に進む。
【００７４】
ステップ１３１３では、当該シンボルが、他のシンボルとの衝突のない良シンボルであると判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が良であることを示す結果信号を生成する。一方、ステップ１３１５では、当該シンボルが不良シンボル、換言すれば、衝突の生じたシンボルと判別される。当該ステップは、衝突検知論理処理部６３３が、シンボルのステータス判定が不良または衝突であることを示す結果信号を生成する。結果信号は、時間逆拡散の決定及び良／不良シンボルの選別に用いられる。
【００７５】
本実施の形態によれば、サブキャリアを二つのセットに分け、第二番目のセットについて共役転置を行い、第一番目のセットと共役転置された第二番目のセットとの相関値を算出し、相関値と閾値との大小比較により衝突が生じたか否かを判別することにより、シンボルレベルにおいて、既存のシステムにおけるリソースの変更又は追加を伴わずに、より高い精度での衝突を検知し、誤りを低減することができる。
【００７６】
なお、上記の説明は本発明の好適な実施例とみなされるが、本発明は、開示した実施例に限定されるものではなく、多様な形態と実施態様で実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、直交周波数分割多重を用いたウルトラワイドバンド通信システムの受信機に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】ＭＢ−ＯＦＤＭ通信システムのフレームフォーマットを示す図
【図２】ＯＦＤＭシンボルのパイロットサブキャリア及びガードサブキャリア周波数割り当てを示す図
【図３】擬似ランダムＬＦＳＲ系列pl を定義する値のセットを示す図
【図４】時間−周波数符号を定義する図
【図５】時間拡散率２を用いた、三つの周波数帯上のシンボル送信についての時間−周波数マップを示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る受信機の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１に係る閾値設定方法を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態１に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態２に係る受信機の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態３に係る受信機の構成を示すブロック図
【図１２Ａ】本発明の実施の形態３に係るデータシンボルの二つの部分を付け加えるプロセスを説明する図
【図１２Ｂ】本発明の実施の形態３に係るデータシンボルの二つの部分を付け加えるプロセスを説明する図
【図１３】本発明の実施の形態３に係る衝突検知方法を示すフローチャート
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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