(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア通信により受信される信号についての周波数誤差に関する情報を検出する周波数誤差情報検出装置であって、
受信信号に含まれるキャリア毎に対応した信号に基づいて当該信号についての周波数誤差に関する情報を検出する周波数誤差情報検出手段と、
受信信号に含まれるそれぞれのキャリア毎に対応した信号に基づいて、周波数誤差情報検出手段により検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報を取得するパラメータ情報取得手段と、
パラメータ情報取得手段により取得される複数のパラメータ情報に基づいて、周波数誤差情報検出手段により検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択する周波数誤差情報選択手段と、を備え、
パラメータ情報取得手段は、受信信号に含まれるそれぞれのキャリア毎に対応した信号について、当該信号に含まれる所定パターンのデータと用意された当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値をパラメータ情報として取得し、
周波数誤差情報選択手段は、パラメータ情報取得手段により取得される複数の複素相関値の中で最大となる複素相関値が取得されたキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択する、
ことを特徴とする周波数誤差情報検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数誤差情報検出装置において、
周波数誤差情報検出手段は、受信信号に含まれるキャリア毎に対応した信号に含まれる所定パターンのデータと当該キャリアの周波数に対して正方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値、及び、当該信号に含まれる当該所定パターンのデータと当該キャリアの周波数に対して負方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値に基づいて、当該信号についての周波数誤差情報を検出する、
ことを特徴とする周波数誤差情報検出装置。
【請求項３】
送信側装置が変調後のマルチキャリア信号を無線により送信し、受信側装置が当該変調マルチキャリア信号を無線により受信した後に当該変調マルチキャリア信号から各キャリア毎の検波用周波数信号により複数のキャリアに対応した受信信号を検波する無線通信システムにおいて、
請求項１又は請求項２に記載の周波数誤差情報検出装置を受信側装置に備え、
受信側装置では、受信した変調マルチキャリア信号から複数のキャリアに対応した受信信号を検波して、当該周波数誤差情報検出装置によりこれら複数のキャリアに対応した受信信号の中から検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した受信信号についての周波数誤差情報を選択し、選択した周波数誤差情報に基づいて各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばキャリア（搬送波）の数がＮ（Ｎは複数）であるマルチキャリア伝送を行う無線機の受信部で用いられる自動周波数制御（ＡＦＣ：Automatic Frequency Control）方式に適用可能な周波数誤差情報検出装置などに関し、
特に、Ｎ個のキャリアにより伝送されるＮ個の受信信号系列から算出される周波数誤差情報から最適な周波数誤差情報を選択して送信側無線機と受信側無線機との間で発生するキャリア周波数ずれによる受信信号系列の位相回転成分を補正することにより通信品質を改善することなどが可能な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばデジタル無線通信における受信側の通信装置では、周波数固定発振器を用いて変調信号を直交準同期検波して、デジタル信号処理により復調を行う。しかしながら、このような無線通信では、送信側の無線機と受信側の無線機との間における局部発振器の周波数設定誤差や或いは温度変化などに起因して、周波数ずれが発生してしまう。このため、受信側装置で正しい復調信号を得るためには、周波数ずれによる信号歪みを補償することが必要となる。
【０００３】
ここで、通常、デジタル無線通信の場合には、例えば同期捕捉を行うためや或いは波形等化器のトレーニングのために用いられるユニークワードのような送信側と受信側とで既知のパターンの信号が伝送データに付加される。
従来より、受信機において受信信号中のユニークワードと当該受信機において既知であるユニークワードのパターンとの位相誤差を検出して、これにより周波数誤差を補償する方法が知られている。なお、このようにして周波数誤差を補償することができる方式として、例えば相関ピーク検出型ＡＦＣ方式などが知られている。
【０００４】
図４には、従来例に係る自動周波数制御を行う回路の構成例を示してある。なお、同図に示した回路は、例えば後述する本発明の実施例の説明で用いる図１（ｂ）に示したような無線通信システムの受信側に適用され、具体的には、２つの直交検波部５１ａ、５１ｂが図１（ｂ）に示される２つの直交検波部１８ａ、１８ｂに対応し、２つの周波数誤差算出部５２ａ、５２ｂが図１（ｂ）に示される２つのＡＦＣ処理部１９ａ、１９ｂの機能に対応し、周波数誤差制御部５３及び誤差補正値算出部５４が図１（ｂ）に示されるＡＦＣ制御部２０の機能に対応する。
【０００５】
図４に示した回路では、受信側装置により受信されるマルチキャリア通信の信号のキャリア数が２（Ｎ＝２）である場合の構成例を示してあり、以下では、当該マルチキャリア通信信号に含まれる２つのキャリアに対応した信号をそれぞれ“第１キャリア通信信号”、“第２キャリア通信信号”として示す。
【０００６】
同図に示した回路では、第１の直交検波部５１ａが受信マルチキャリア通信信号から第１キャリア通信信号を検波し、第１の周波数誤差算出部５２ａが当該検波結果に基づいて周波数誤差の情報を算出する。また、同様に、第２の直交検波部５１ｂが受信マルチキャリア通信信号から第２キャリア通信信号を検波し、第２の周波数誤差算出部５２ｂが当該検波結果に基づいて周波数誤差の情報を算出する。また、周波数誤差制御部５３が第１の周波数誤差算出部５２ａにより算出された周波数誤差情報及び第２の周波数誤差算出部５２ｂにより算出された周波数誤差情報から得られる周波数誤差情報を誤差補正値算出部５４へ出力し、誤差補正値算出部５４が当該出力値に基づいて周波数誤差の補正値を算出して、当該周波数誤差補正値により第１の直交検波部５１ａの直交検波で用いられる検波用信号の周波数（ローカル周波数）についての周波数ずれ及び第２の直交検波部５１ｂで用いられる検波用信号の周波数（ローカル周波数）についての周波数ずれを補正する。
【０００７】
なお、各キャリア毎に対応した信号についての周波数誤差情報は、例えば、後述する本発明の実施例の説明で用いる図３を参照して示すような方式を用いることにより、各キャリア毎に対応した受信信号中のユニークワードのデータと受信側で用意した正負両方向に周波数オフセットさせたユニークワードのデータとに基づいて算出することが可能である。
【０００８】
ここで、周波数誤差制御部５３から誤差補正値算出部５４に対して出力する周波数誤差情報としては、例えば、以下の文献１、２に示されるように、入力される２つの周波数誤差情報の中から予め定められた一方の周波数誤差情報を選択したものや、或いは、入力される２つの周波数誤差情報を加算したものが用いられる。
【０００９】
具体的には、特開平９−７４３６３号公報（文献１）に記載の「マルチキャリア変調受信機」では、複数のデータにより複数の搬送波のそれぞれが変調されて多重化された多重信号を受信して復調するに際して、復調された複数のデータの中で予め定める１又は複数の周波数の搬送波により伝送されたデータの出力レベルを測定し、当該出力レベルが最大となるように受信多重信号に混合する局部発振信号の周波数を決定することが行われている。また、この文献１に記載の技術では、受信多重信号の周波数帯域の両端（最大周波数及び最小周波数）に関する周波数ずれを評価するための所定のパラメータを一度求めるだけで、周波数ずれの方向及び量の両方を検出することが図られている。
【００１０】
また、特開平１０−５６４８８号公報（文献２）に記載の「周波数偏差検出器及びそれを用いた自動周波数制御回路」の周波数偏差検出器では、複素ベースバンド信号を入力して処理する整合フィルタからの出力及び当該複素ベースバンド信号を入力して処理する極性フィルタからの出力から当該複素ベースバンド信号の周波数偏差を検出することが行われており、この場合に、整合フィルタからの出力の電力に応じて周波数偏差の検出値を変えることが行われている。また、この文献２に記載の自動周波数制御回路では、周波数偏差の検出値に基づいて受信信号を直交検波する際の受信周波数を制御することや、マルチキャリア信号に含まれる複数の受信信号についての周波数偏差の検出値を加算した結果に基づいて受信信号を直交検波する際の受信周波数を制御することが行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来における周波数誤差情報の検出では、例えばマルチキャリア伝送を行う場合に受信側で用いられる周波数誤差情報の精度が不十分となってしまうことがあり、このため、通信品質の劣化を招いてしまうことがあるといった不具合があった。
【００１２】
具体的には、例えば、相関ピーク型ＡＦＣにより単一の伝送信号系列を単一のローカル周波数で直交変調及び直交検波を行うような場合には、単一の伝送信号系列に付加されたユニークワードとオフセットさせたユニークワードとにより受信側において算出される単一の周波数誤差の情報は、送受信無線機間で発生する実際の周波数誤差の情報とは異なってしまうことがあると考えられるため、誤った周波数誤差情報に基づいて生成された周波数誤差補正値によりＡＦＣ処理が行われてしまうことにより通信品質の劣化が招かれてしまうことがあった。
【００１３】
また、例えば、上記文献１に記載の技術では、複数のデータの中で予め定められた周波数の搬送波により伝送されたデータによりＡＦＣ処理が行われるものと解されるが、ＡＦＣ処理に用いるのに好ましいデータ（データを伝送する搬送波）は動的に変動し得るものであることから、ＡＦＣ処理の精度が劣化してしまうことがあった。なお、後述する本発明と比較すると、この文献１では、前記複数のデータの中から好ましいデータを動的に選択するような技術やその選択の仕方の技術については記載されていない。
【００１４】
また、例えば、上記文献２に記載の技術では、複数キャリアに対応した複数の周波数偏差を加算した結果によりＡＦＣ処理が行われるものと解されるが、これら複数の周波数偏差の精度はまちまちであることから、ＡＦＣ処理の精度が十分に得られないことがあった。なお、後述する本発明と比較すると、この文献２では、複数キャリアに対応した複数の周波数偏差から好ましい周波数偏差を動的に選択するような技術やその選択の仕方の技術については記載されていない。
【００１５】
本発明は、上記のような従来の事情に鑑みなされたもので、マルチキャリア通信により受信される信号についての周波数誤差に関する情報を検出するに際して、信頼度が高いとみなされる周波数誤差情報を選択することができる周波数誤差情報検出装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、このような周波数誤差情報検出装置を用いることにより、マルチキャリアの伝送信号系列を各キャリア毎のローカル周波数により無線伝送するに際して、送受信無線機間における周波数ずれを補正するための周波数誤差情報を正確化して通信品質の向上を図ることができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る周波数誤差情報検出装置では、マルチキャリア通信により受信される信号についての周波数誤差に関する情報（周波数誤差情報）を検出するに際して、次のようにして、周波数誤差情報を選択する。
すなわち、周波数誤差情報検出手段が受信信号に含まれるキャリア毎に対応した信号に基づいて当該信号についての周波数誤差に関する情報を検出し、パラメータ情報取得手段が受信信号に含まれるそれぞれのキャリア毎に対応した信号に基づいて、周波数誤差情報検出手段により検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報を取得し、周波数誤差情報選択手段がパラメータ情報取得手段により取得される複数のパラメータ情報（複数のキャリアについてのパラメータ情報）に基づいて、周波数誤差情報検出手段により検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択する。
【００１７】
従って、検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報に基づいて、受信信号に含まれる各キャリア毎に対応した信号についての周波数誤差情報の中から信頼度が高いとみなされる周波数誤差情報が選択されるため、このような信頼度が高くて精度が高いとみなされる周波数誤差情報を例えばＡＧＣ処理に適用することにより、例えば受信信号に発生する各キャリア毎の周波数のずれ（誤差）や或いは受信側において各キャリア毎の検波に用いられるローカル周波数のずれ（誤差）などについて、周波数誤差を精度よく補正することができる。
【００１８】
ここで、マルチキャリア通信としては、例えば直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式などの種々な方式による通信が用いられてもよい。なお、マルチキャリア通信による通信信号としては、例えば送信対象となる信号を複数のルートに分割して各ルートの分割信号を異なる周波数（異なるキャリア）により変調して伝送するような信号が用いられる。
また、マルチキャリア通信におけるキャリアの数（受信信号に含まれるキャリアの数）としては、複数であれば、種々な数が用いられてもよい。
【００１９】
また、周波数誤差情報としては、周波数誤差に関する種々な情報が用いられてもよく、例えばマルチキャリア通信の通信信号が送信側装置から受信側装置へ伝送される場合には、送信側装置に起因する周波数誤差に関する情報や、受信側装置に起因する周波数誤差に関する情報や、送信側装置及び受信側装置の両方に起因する周波数誤差に関する情報や、送信側装置と受信側装置との間の伝送路に起因する周波数誤差に関する情報などを用いることができる。
【００２０】
また、検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報としては、種々な情報が用いられてもよく、例えば各キャリア毎に対応した信号についての周波数誤差情報の中でいずれのキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報の精度が高いのかといったことを判定することができるような情報が用いられればよい。
【００２１】
また、周波数誤差情報選択手段により選択する周波数誤差情報の数としては、１であってもよく、或いは、２以上であってもよい。具体的には、周波数誤差情報選択手段は、一例として、複数のキャリアに対応した複数の信号についての複数のパラメータ情報に基づいて最も信頼度が高いとみなされる１つのキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択し、他の例として、複数のキャリアに対応した複数の信号についての複数のパラメータ情報に基づいて信頼度が比較的高いとみなされる２以上のキャリアに対応した２以上の信号についての２以上の周波数誤差情報を選択する。
【００２２】
また、周波数誤差情報検出手段による周波数誤差情報の検出と、周波数誤差情報選択手段による周波数誤差情報の選択との処理順序としては任意であってもよく、具体的には、例えば複数のキャリアに対応した複数の信号についての複数の周波数誤差情報を検出した後にこれら複数の周波数誤差情報の中から信頼度が高いとみなされる周波数誤差情報を選択するような処理順序が用いられてもよく、或いは、例えば検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した信号についての（未だ検出されていない）周波数誤差情報を選択した後に当該キャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を検出するような処理順序が用いられてもよい。
【００２３】
また、本発明に係る周波数誤差情報検出装置では、上記のような構成において、好ましい態様例として、次のようにして、パラメータ情報を取得して、周波数誤差情報を選択する。
すなわち、パラメータ情報取得手段は、受信信号に含まれるそれぞれのキャリア毎に対応した信号について、当該信号に含まれる所定パターンのデータと用意された当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値をパラメータ情報として取得し、周波数誤差情報選択手段は、パラメータ情報取得手段により取得される複数の複素相関値の中で最大となる複素相関値が取得されたキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択する。
【００２４】
従って、例えば一般にユニークワードなどとして通信信号の中に含まれる所定のパターンのデータを利用してパラメータ情報を取得することができ、一般に行われている無線通信に適用する場合に非常に有効である。
【００２５】
なお、具体的には、キャリア毎に対応した信号に含まれる所定パターンのデータと用意された当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値が大きいほどこれら２つのデータ間における周波数のずれが小さいと考えられる。
【００２６】
ここで、所定パターンのデータとしては、上記のようにユニークワードのデータを用いるのが好ましいが、他のデータが用いられてもよい。
また、上記のように、キャリア毎に対応した信号に含まれる所定パターンのデータと同一のパターンのデータが例えば予め受信側装置の周波数誤差情報検出装置のメモリにより記憶されて用意されている。
【００２７】
また、本発明に係る周波数誤差情報検出装置では、上記のような構成において、好ましい態様例として、次のようにして、キャリア毎に対応した信号についての周波数誤差情報を検出する。
すなわち、周波数誤差情報検出手段は、受信信号に含まれるキャリア毎に対応した信号に含まれる所定パターンのデータと当該キャリアの周波数に対して正方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値、及び、当該信号に含まれる当該所定パターンのデータと当該キャリアの周波数に対して負方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値に基づいて、当該信号についての周波数誤差情報を検出する。
【００２８】
従って、例えば一般にユニークワードなどとして通信信号の中に含まれる所定のパターンのデータを利用することとして、正方向の周波数オフセット（周波数のずれ）を与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータ及び負方向の周波数オフセット（周波数のずれ）を与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータを用意して用いることにより、キャリア毎に対応した信号についての周波数誤差情報を検出することができる。
【００２９】
なお、具体的には、例えばキャリア毎に対応した信号に含まれる所定パターンのデータと正方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値と、当該信号に含まれる当該所定パターンのデータと負方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータとの複素相関値との比を求める。算出した複素相関比から信号に含まれる所定パターンのデータの正または負の周波数回転方向を検出し、例えば正の周波数回転が検出された場合、所定パターンのデータと正方向の周波数オフセットを与えた当該所定パターンと同一のパターンのデータから位相回転量検出演算により、正の位相回転量を算出する。当該位相回転量が、当該信号に含まれる当該所定パターンのデータの周波数と、当該検出などするために受信側に設定された周波数との間に発生するずれ（誤差）として求められる。
ここで、上記と同様に、所定パターンのデータとしては、ユニークワードのデータを用いるのが好ましいが、他のデータが用いられてもよい。
【００３０】
また、以上に示したような周波数誤差情報検出装置は、例えばマルチキャリア通信を行う無線通信システムの受信側装置に備えられるのに好適なものである。
本発明に係る無線通信システムでは、送信側装置（送信側の通信装置）が変調後のマルチキャリア信号を無線により送信し、受信側装置（受信側の通信装置）が当該変調マルチキャリア信号を無線により受信した後に当該変調マルチキャリア信号から各キャリア毎の検波用周波数信号により複数のキャリアに対応した受信信号を検波するに際して、受信側装置では、次のようにして、各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する。
すなわち、受信側装置では、以上に示したような周波数誤差情報検出装置を備え、受信した変調マルチキャリア信号から複数のキャリアに対応した受信信号を検波して、当該周波数誤差情報検出装置によりこれら複数のキャリアに対応した受信信号の中から検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した受信信号についての周波数誤差情報を選択し、選択した周波数誤差情報に基づいて各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する。
【００３１】
従って、複数のキャリアに対応した複数の受信信号についての複数の周波数誤差情報の中で信頼度（精度）が高いとみなされる周波数誤差情報に基づいて各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差が補正されるため、当該補正の精度を高めることができ、これにより、通信品質を向上させることができる。
【００３２】
なお、具体的には、各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する仕方としては、一例として、当該周波数誤差がゼロに近づくように当該検波用周波数信号の周波数を変化させるような仕方を用いることができ、他の例として、送受信無線機間における当該周波数誤差に起因して受信されるキャリア毎に対応した信号に発生する位相回転成分を逆方向の位相回転成分を与えることによりゼロに近づけるような仕方を用いることができる。
【００３３】
ここで、無線通信システムとしては、例えば携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Personal Handy phone System）などの種々なシステムが用いられてもよい。また、無線通信に使用される通信方式としては、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式やＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）方式などの種々な通信方式が用いられてもよい。
【００３４】
また、送信側装置や受信側装置としては、種々な装置が用いられてもよく、例えば基地局装置や中継局装置や中継増幅装置や移動局装置などを用いることができる。
また、選択した周波数誤差情報に基づいて各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する態様としては、例えば選択した１つの周波数誤差情報に基づいて全てのキャリアに対応した受信信号について各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正するような態様や、或いは、例えば選択した２以上の周波数誤差情報に基づいて全てのキャリアに対応した受信信号について各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正する態様などを用いることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
本例では、本発明を適用した無線通信システムの一例を示すことで、本発明に係る周波数誤差情報検出装置の一例についてもまとめて示す。
また、本例では、マルチキャリア通信信号に含まれるキャリアの数（キャリア数）が２（Ｎ＝２）である場合を示し、以下では、それぞれのキャリアに対応した信号を“第１キャリア通信信号”、“第２キャリア通信信号”として示す。なお、各キャリアに対応した信号の周波数はキャリア毎に互いに異なっている。
【００３６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）には本発明を適用したデジタル無線通信システムの一例を示してあり、同図（ａ）には当該デジタル無線通信システムに備えられた送信側の通信装置の送信部の構成例を示してあり、同図（ｂ）には当該デジタル無線通信システムに備えられた受信側の通信装置の受信部の構成例を示してある。なお、受信側装置には、自動周波数制御（ＡＦＣ）方式により周波数の誤差を補正する処理を行う回路が備えられている。また、本例では、送信側装置と受信側装置との間で通信フレームを用いて無線通信が行われる。
【００３７】
同図（ａ）に示されるように、送信側装置には、第１キャリア通信信号を処理する構成部分として、ユニークワード（ＵＷ１）付加部１ａと、変調信号生成部２ａと、直交変調部３ａとが備えられており、同様に、第２キャリア通信信号を処理する構成部分として、ユニークワード（ＵＷ２）付加部１ｂと、変調信号生成部２ｂと、直交変調部３ｂとが備えられており、また、第１キャリア通信信号及び第２キャリア通信信号に共通な構成部分として、加算器４と、無線変調部５と、局部発振部６と、周波数変換部７と、電力増幅部８と、アンテナ９とが備えられている。
【００３８】
なお、本例では、第１キャリア通信信号を処理する構成部分１ａ〜３ａの構成や動作と、第２キャリア通信信号を処理する構成部分１ｂ〜３ｂの構成や動作とは、同様である。また、本例では、ユニークワードのパターンとしては、送信側装置と受信側装置とで予め共通なパターンが設定されており、送信側装置と受信側装置とで予め既知となっている。また、ユニークワードのパターンとしては、例えばキャリア毎に異なっていてもよく、或いは、２以上のキャリアについて共通のパターンが用いられてもよい。
【００３９】
送信側装置では、まず、送信対象となるデータ（送信データ）を同一の時系列で複数に分割して送信するために当該送信データの信号を複数の伝送信号へ分割し、分割した各伝送信号毎に対して各ユニークワード付加部１ａ、１ｂによりユニークワードのデータを付加する。ここで、本例では、上記のように送信データの信号は２つの伝送信号へ分割され、一方の伝送信号に対して一方のユニークワード付加部１ａによりユニークワードデータが付加され、他方の伝送信号に対して他方のユニークワード付加部１ｂによりユニークワードデータが付加される。
【００４０】
送信側装置では、次に、ユニークワードが付加された各伝送信号に対して各変調信号生成部２ａ、２ｂによりＩ相成分及びＱ相成分を有するＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）マッピング等の変調処理を行い、そして、各直交変調部３ａ、３ｂにより直交変調を行うことにより、Ｉ相成分及びＱ相成分にローカル周波数信号を乗算してＩ相信号成分とＱ相信号成分とを加算したベースバンド変調信号を取得する。なお、ローカル周波数は、例えばキャリア毎に異なっており、また、例えばＩ相とＱ相とで位相が９０度ずれている。
【００４１】
送信側装置では、次に、２つの直交変調部３ａ、３ｂにより取得された２つのベースバンド変調信号を加算器４により加算して当該加算結果を合成ベースバンド変調信号として取得し、当該合成ベースバンド変調信号を無線送出するために無線変調部５によりＡＭ（Amplitude Modulation）変調等の変調処理を行い、そして、局部発振部６から出力される通信キャリア周波数信号と当該変調処理により得られる変調信号とを周波数変換部７により乗算することにより無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）帯の変調信号を取得する。
送信側装置では、次に、周波数変換部７により取得されたＲＦ変調信号を電力増幅部８により信号増幅し、当該増幅結果をアンテナ９により無線空間に対して送出する。
【００４２】
一方、同図（ｂ）に示されるように、受信側装置には、第１キャリア通信信号及び第２キャリア通信信号に共通な構成部分として、アンテナ１１と、高周波増幅部１２と、第１局部発振部１３と、第１周波数変換部１４と、第２局部発振部１５と、第２周波数変換部１６と、無線復調部１７と、ＡＦＣ制御部２０とが備えられており、また、第１キャリア通信信号を処理する構成部分として、直交検波部１８ａと、ＡＦＣ処理部１９ａと、同期処理部２１ａと、等化処理部２２ａと、復調データ生成部２３ａとが備えられており、同様に、第２キャリア通信信号を処理する構成部分として、直交検波部１８ｂと、ＡＦＣ処理部１９ｂと、同期処理部２１ｂと、等化処理部２２ｂと、復調データ生成部２３ｂとが備えられている。
【００４３】
なお、本例では、第１キャリア通信信号を処理する構成部分１８ａ、１９ａ、２１ａ〜２３ａの構成や動作と、第２キャリア通信信号を処理する構成部分１８ｂ、１９ｂ、２１ｂ〜２３ｂの構成や動作とは、同様である。
【００４４】
受信側装置では、まず、上記のようにして送信側装置から変調されて無線により送出されたＲＦ変調信号をアンテナ１１によりＲＦ受信信号として受信する。
受信側装置では、次に、ＲＦ受信信号を高周波増幅部１２により増幅し、その後、第１局部発振部１３から出力される第１通信キャリア周波数信号と当該ＲＦ受信信号とを第１周波数変換部１４により乗算して中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯の受信信号を取得し、そして、第２局部発振部１５から出力される第２通信キャリア周波数信号と当該ＩＦ受信信号とを第２周波数変換部１６により乗算し、当該乗算結果の受信信号を無線復調部１７により復調してベースバンド（ＢＢ：Base Band）帯の受信信号を取得する。
【００４５】
受信側装置では、次に、取得したベースバンド帯の受信信号がキャリア数と同数の２つに分配され、各分配信号と各キャリア（第１キャリア通信信号、第２キャリア通信信号）に対応したローカル周波数の信号とを各直交検波部１８ａ、１８ｂにより乗算することで直交検波処理を行う。ここで、各ローカル周波数についての周波数誤差は、後述するように、各ＡＦＣ処理部１９ａ、１９ｂにより算出された周波数誤差情報を用いてＡＦＣ制御部２０により算出及び制御された周波数誤差補正値により補正される。本例では、一方の直交検波部１８ａにより第１キャリア通信信号に対応したローカル周波数が用いられて第１キャリア通信信号が検波され、他方の直交検波部１８ｂにより第２キャリア通信信号に対応したローカル周波数が用いられて第２キャリア通信信号が検波される。
【００４６】
また、受信側装置では、後述するように、各ＡＦＣ処理部１９ａ、１９ｂが各キャリアに対応した信号（第１キャリア通信信号、第２キャリア通信信号）についてのパラメータ情報及び周波数誤差情報を取得し、ＡＦＣ制御部２０が取得されるこれら２つのパラメータ情報に基づいてこれら２つの周波数誤差情報の中から１つの周波数誤差情報を選択し、当該ＡＦＣ制御部２０が選択した周波数誤差情報に基づいて各直交検波部１８ａ、１８ｂで用いられる検波用のローカル周波数についての周波数誤差を補正する。なお、ＡＦＣ処理部１９ａ、１９ｂの構成例及び動作例の詳細やＡＦＣ制御部２０の構成例及び動作例の詳細については、後述する図２を用いて示す。
【００４７】
受信側装置では、次に、各直交検波部１８ａ、１８ｂによる直交検波によりＩ相及びＱ相に分離された各キャリアの受信信号中のユニークワード部と予め当該受信側装置に設定されて用意された既知のユニークワードパターンとの複素相関演算を各同期処理部２１ａ、２１ｂにより行って例えば複素相関値が最大となる複素相関演算タイミングに基づいて各キャリア毎の受信信号の同期点を算出し、その後、各等化処理部２２ａ、２２ｂにより等化処理を行い、各復調データ生成部２３ａ、２３ｂによりＱＡＭデマッピング等の復調データ生成処理を行って各キャリア毎の復調データを取得する。そして、受信側装置では、送信側装置において分割されて送信されたこれら取得した各復調データを合成して、分割前のデータを取得する。
【００４８】
次に、上記したＡＦＣ処理部１９ａ、１９ｂの構成例及び動作例と上記したＡＦＣ制御部２０の構成例及び動作例を詳細に示す。
図２には、上記図１（ｂ）に示した受信側装置に備えられて自動周波数制御を行う回路の構成例として、第１キャリア通信信号を処理するための直交検波部３１ａ及び最適受信系列選択パラメータ算出部３２ａ及び周波数誤差算出部３３ａと、第２キャリア通信信号を処理するための直交検波部３１ｂ及び最適受信系列選択パラメータ算出部３２ｂ及び周波数誤差算出部３３ｂと、第１キャリア通信信号及び第２キャリア通信信号に共通な最適受信系列選択部３４及び周波数誤差制御部３５及び誤差補正値算出部３６とを示してある。
【００４９】
ここで、２つの直交検波部３１ａ、３１ｂは上記図１（ｂ）に示した２つの直交検波部１８ａ、１８ｂに対応し、第１キャリア通信信号に対応した最適受信系列選択パラメータ算出部３２ａ及び周波数誤差算出部３３ａが上記図１（ｂ）に示した第１キャリア通信信号に対応したＡＦＣ処理部１９ａの機能に対応し、第２キャリア通信信号に対応した最適受信系列選択パラメータ算出部３２ｂ及び周波数誤差算出部３３ｂが上記図１（ｂ）に示した第２キャリア通信信号に対応したＡＦＣ処理部１９ｂの機能に対応し、最適受信系列選択部３４及び周波数誤差制御部３５及び誤差補正値算出部３６が上記図１（ｂ）に示したＡＦＣ制御部２０の機能に対応する。
【００５０】
図２に示した回路の動作例を示す。
同図に示した回路では、まず、分配された各ベースバンド受信信号を各直交検波部３１ａ、３１ｂにより直交検波して、Ｉ相信号及びＱ相信号に分離する。
次に、各最適受信系列選択パラメータ算出部３２ａ、３２ｂにおいて、Ｉ相とＱ相とに分離された各受信系列（各キャリア）のベースバンド受信信号のユニークワード部とこれら各受信系列に対応して当該受信側装置に予め設定されたユニークワードパターンとの複素相関演算を行い、各受信系列についての複素相関演算結果を当該各受信系列毎の最適受信系列選択パラメータとして最適受信系列選択部３４へ出力する。
【００５１】
そして、最適受信系列選択部３４において、入力される各受信系列毎の最適受信系列選択パラメータの大小を比較して、入力された最適受信系列選択パラメータが最大値となる受信系列を選択し、当該選択結果を周波数誤差制御部３５に通知する。
【００５２】
また、各周波数誤差算出部３３ａ、３３ｂにおいて、Ｉ相とＱ相とに分離された各受信系列（各キャリア）のベースバンド受信信号のユニークワード部と、各受信系列に対応して当該受信側装置に予め設定された正負両方向に故意に周波数オフセットを与えたユニークワードパターンとの複素相関演算を行うことにより、当該各受信系列毎の周波数誤差に関する情報を算出し、その後、各受信系列毎の算出結果を当該各受信系列毎の周波数誤差情報の算出値として周波数誤差制御部３５へ出力する。なお、周波数誤差情報の算出の詳細については、後述する図３を用いて示す。
【００５３】
次に、周波数誤差制御部３５において、各周波数誤差算出部３３ａ、３３ｂから入力される各受信系列毎の周波数誤差情報の中から、最適受信系列選択部３４により選択された受信系列について得られた周波数誤差情報を信頼度（精度）が最も高いものとして選択し、選択した周波数誤差情報を誤差補正値算出部３６へ出力する。
【００５４】
次に、誤差補正値算出部３６において、入力される周波数誤差情報に基づいて、例えば２つの受信系列の直交検波部３１ａ、３１ｂにおける直交検波で用いられるローカル周波数に関する制御を行うことにより周波数誤差を補正するための周波数誤差補正値を算出し、当該算出結果を２つの直交検波部３１ａ、３１ｂへ出力する。
そして、各直交検波部３１ａ、３１ｂでは、入力される周波数誤差補正値が、例えば次の受信フレームの直交検波において、各受信系列毎の受信信号に対して与える逆位相の回転量を制御するための情報として使用される。
【００５５】
次に、図３を参照して、相関ピーク検出型ＡＦＣの方式により自動周波数制御を行うための回路の構成例及び動作例を示す。
同図には、このような自動周波数制御を行うための回路の構成例として、１つのキャリアに対応した直交検波部４１と、正方向の周波数オフセットに対応したユニークワード発生部４２ａ及び複素相関演算部４３ａ及び電力計算部４４ａと、負方向の周波数オフセットに対応したユニークワード発生部４２ｂ及び複素相関演算部４３ｂ及び電力計算部４４ｂと、正方向の周波数オフセット及び負方向の周波数オフセットに共通な電力比算出部４５及び周波数誤差検出部４６及び周波数誤差変換部４７及び平均化処理部４８とを示してある。
【００５６】
ここで、直交検波部４１は上記図２に示した直交検波部３１ａ又は直交検波部３１ｂの一方に対応し、２つのユニークワード発生部４２ａ、４２ｂ及び２つの複素相関演算部４３ａ、４３ｂ及び２つの電力計算部４４ａ、４４ｂ及び電力比算出部４５及び周波数誤差検出部４６が上記図２に示した周波数誤差算出部３３ａ又は周波数誤差算出部３３ｂの一方の機能に対応し、周波数誤差変換部４７及び平均化処理部４８が上記図２に示した誤差補正値算出部３６の機能に対応する。
【００５７】
なお、図３では、説明を簡略化するために、１つのキャリアについての直交検波部４１で用いられるローカル周波数についての周波数誤差を、当該１つのキャリアについて検出される周波数誤差情報に基づいて補正する構成例を示してある。図３に示した構成を上記図２に示した回路に適用する場合には、上記した対応に従って図３に示した構成を上記図２に示した回路に適用するとともに、上記図２に示した最適受信系列選択パラメータ算出部３２ａ、３２ｂの機能や最適受信系列選択部３４の機能や周波数誤差制御部３５の機能を備えた構成とする。
【００５８】
図３に示した回路の動作例を示す。
同図に示した回路では、まず、ベースバンド受信信号を直交検波部４１により直交検波して、当該直交検波部４１に対応したキャリアのＩ相信号及びＱ相信号に分離し、分離したＩ相信号及びＱ相信号を２つの複素相関演算部４３ａ、４３ｂへ出力する。
【００５９】
正方向の周波数オフセットに対応したユニークワード発生部４２ａでは、例えば送信側装置と受信側装置との間における周波数ずれがゼロ（無い）であるとした場合における当該キャリア（ユニークワード）の周波数に対して正の方向に周波数のオフセット（例えば、＋ｆ［Ｈｚ］の周波数ずれ）を与えたユニークワードのパターンを発生させて複素相関演算部４３ａへ出力する。
【００６０】
同様に、負方向の周波数オフセットに対応したユニークワード発生部４２ｂでは、例えば送信側装置と受信側装置との間における周波数ずれがゼロ（無い）であるとした場合における当該キャリア（ユニークワード）の周波数に対して負の方向に周波数のオフセット（例えば、−ｆ［Ｈｚ］の周波数ずれ）を与えたユニークワードのパターンを発生させて複素相関演算部４３ｂへ出力する。
【００６１】
次に、各複素相関演算部４３ａ、４３ｂにおいて、直交検波部４１から入力される分離されたＩ相信号及びＱ相信号から成るベースバンド受信信号に含まれるユニークワード部と、各ユニークワード発生部４２ａ、４２ｂから入力される正負のそれぞれの方向に周波数オフセットさせられたユニークワードパターンとの複素相関値を算出し、当該算出結果を各電力計算部４４ａ、４４ｂへ出力する。次に、各電力計算部４４ａ、４４ｂにおいて、各複素相関演算部４３ａ、４３ｂから入力される複素相関系列に基づいて複素相関自乗和（系列自乗和）を各電力値として算出し、当該算出結果を電力比算出部４５へ出力する。
【００６２】
ここで、具体的に、例えばベースバンドの受信信号に含まれるユニークワードのデータを（ａ（ｎ）＋ｊ・ｂ（ｎ））とし、正方向又は負方向に周波数オフセットさせられたユニークワードのパターンのデータを（ｃ（ｎ）＋ｊ・ｄ（ｎ））とすると、複素相関自乗和Ｚは式１のように示される。なお、ｎ＝０、１、２、…、ｐであり、ｐは任意の複数である。また、ｊは虚数部を示す。
【００６３】
また、受信信号中のユニークワードのデータは（ｐ＋１）個のデータ値から構成されており、ａ（ｎ）は当該ユニークワードデータを構成するｎ番目のデータ値の実数部の値を示し、ｂ（ｎ）は当該ユニークワードデータを構成するｎ番目のデータ値の虚数部の値を示す。同様に、周波数オフセットさせられたユニークワードのデータは（ｐ＋１）個のデータ値から構成されており、ｃ（ｎ）は当該ユニークワードデータを構成するｎ番目のデータ値の実数部の値を示し、ｄ（ｎ）は当該ユニークワードデータを構成するｎ番目のデータ値の虚数部の値を示す。
【００６４】
【数１】
0003809561.tif 000002
【００６５】
次に、電力比算出部４５において、２つの電力計算部４４ａ、４４ｂから入力される２つの電力値の比（正負複素相関比）を算出し、当該算出結果を周波数誤差検出部４６へ出力する。
次に、周波数誤差検出部４６において、電力比算出部４５から入力される正負複素相関比に基づいて周波数誤差を検出し、当該検出結果から周波数誤差情報を生成して周波数誤差変換部４７へ出力する。
【００６６】
次に、周波数誤差変換部４７において、入力された周波数誤差情報に基づいて直交検波部４１における直交検波で用いられるローカル周波数に関する制御を行うための制御情報を生成し、生成した制御情報を平均化処理部４８へ出力する。
次に、平均化処理部４８において、入力される制御情報を平均化処理し、これにより例えば突発的に起きると予測される演算結果の大幅なずれを吸収して低減させ、当該平均化後の制御情報を直交検波部４１に対して与える。
【００６７】
なお、制御情報としては、例えば直交検波部４１で用いられるローカル周波数についての周波数誤差を補正するためのオフセット周波数（例えば、周波数のずれの大きさ及び正負の方向）の情報などを用いることができる。
【００６８】
ここで、制御情報を平均化するための演算式の一例を式２に示す。なお、制御情報の平均化は連続したＭ（Ｍは複数）個の制御情報について行われるとしてあり、Ｘａｖｅは前回までの制御情報の平均化結果であるとし、Ｘａｖｅ’は今回の制御情報を含めた平均化結果であるとし、Ｘｔは今回（現在）のフレームにおいて算出された制御情報であるとし、λは０＜λ＜１となる忘却係数であるとする。
【００６９】
【数２】
0003809561.tif 000003
【００７０】
そして、直交検波部４１では、入力される制御情報が、例えば次の受信フレームの直交検波において、当該直交検波部４１に対応したキャリアの受信信号に対して与える逆位相の回転量を制御するための周波数誤差補正値の情報として使用され、これにより、周波数誤差が補正される。
【００７１】
以上のように、本例の無線通信システムでは、例えば一定長の伝送データ毎に予め定められた一定のパターンを有する信号（ユニークワード）が付加されたフレーム構成を有する伝送信号系列が用いられて、このような伝送信号系列が送信側により変調されることで得られる変調信号が当該送信側から無線送信され、受信側により受信した当該変調信号から前記伝送信号系列を復調するような伝送系において、送信側と受信側とで、次のような処理を行う。
【００７２】
すなわち、送信側では、上記のような伝送信号系列がＮ（Ｎ≧２）個存在する場合に、各伝送信号系列をＮ個の異なるローカル周波数で直交変調し、当該直交変調により得られるＮ個の変調信号（変調後のＮ個のキャリア信号）を合成して、当該合成結果を変調後のマルチキャリア信号として無線送信する。
【００７３】
一方、受信側では、送信側から無線送信される前記合成された変調信号を受信して、当該受信信号を前記Ｎ個の異なるローカル周波数と同一の周波数により直交検波してＮ個の受信信号系列を取得し、これら直交検波後のＮ個の受信信号系列の中で最も信頼度が高い最適な受信信号系列を選択するために用いる各受信信号系列毎のパラメータを算出し、これら直交検波後のＮ個の受信信号系列から各受信信号系列毎の周波数誤差情報を算出し、前記算出されたパラメータを比較して前記最適な受信信号系列についての周波数誤差情報を選択し、選択した周波数誤差情報に基づいて例えば前記Ｎ個の受信信号系列が含み持つ周波数誤差を補正する値を算出し、算出した周波数誤差の補正値を前記直交検波を行う機能部に対して入力して当該補正値に基づいて周波数誤差を補正する。
【００７４】
また、本例の無線通信システムでは、好ましい態様例として、直交検波後のＮ個の受信信号系列における各ユニークワード部と当該各ユニークワード部に対応して当該受信側に予め設定されたユニークワードパターンとの複素相関演算を行い、各受信信号系列について得られる複素相関値を各受信信号系列の最適受信系列選択パラメータとして用いる。
【００７５】
また、本例の無線通信システムの受信側では、好ましい態様例として、直交検波後のＮ個の受信信号系列における各ユニークワード部と当該各ユニークワード部に対応して当該受信側に予め設定された正負両方向に故意に周波数オフセットを与えたユニークワードパターンとの複素相関演算を行い、当該演算結果に基づいて各受信信号系列についての周波数誤差情報を算出する。
【００７６】
また、本例の無線通信システムでは、好ましい態様例として、例えば自動周波数制御を行ってデジタル情報信号を伝送することが可能な構成において、送信側の無線機と受信側の無線機との間で発生するキャリア周波数のずれによる受信側における受信信号の位相回転の成分を補正する。なお、周波数ずれの補正は、例えば受信信号の位相を逆回転させる仕方や、或いは、例えばローカル周波数を調整する仕方などにより行うことができる。
【００７７】
このように、本例の無線通信システムでは、Ｎ個の受信信号系列についての周波数誤差情報の中から最適なものを選択して、選択した周波数誤差情報に基づいてＮ個の直交検波部のローカル周波数に関する周波数ずれを補正する制御を行う方法により、送受信無線機間におけるキャリア周波数のずれによる周波数誤差をＮ個の伝送信号系列に基づいて検出して、これにより、例えば従来と比べてより正確な周波数誤差の補正値により各伝送信号系列についての周波数誤差を補正することが可能となり、通信品質の向上を図ることができる。
【００７８】
ここで、本例では、周波数誤差算出部３３ａ、３３ｂの機能により周波数誤差情報検出手段が構成されており、最適受信系列選択パラメータ算出部３２ａ、３２ｂの機能によりパラメータ情報取得手段が構成されており、最適受信系列選択部３４の機能及び周波数誤差制御部３５の機能により周波数誤差情報選択手段が構成されており、これらの機能手段により周波数誤差情報検出装置の機能が構成されている。
【００７９】
また、本例では、ユニークワードについての複素相関値である最適受信系列選択パラメータが、検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報として用いられている。
また、本例では、ユニークワードのデータが、所定パターンのデータとして用いられている。
また、本例では、各キャリア毎に対応した直交検波部３１ａ、３１ｂにおいて直交検波のために用いられるローカル周波数の信号が、各キャリア毎の検波用周波数信号として用いられている。
【００８０】
また、本例では、送信側装置と受信側装置との間で発生するキャリア周波数のずれによる受信側装置における受信信号の位相回転の成分を補正することや、或いは、各キャリア毎に対応した直交検波部３１ａ、３１ｂにおいて直交検波のために用いられるローカル周波数を補正することにより、各キャリア毎の検波用周波数信号についての周波数誤差を補正することが行われている。
【００８１】
ここで、本発明に係る周波数誤差情報検出装置や無線通信システムや送信側装置や受信側装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【００８２】
また、本発明に係る周波数誤差情報検出装置や無線通信システムや送信側装置や受信側装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Co mpact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る周波数誤差情報検出装置などによると、マルチキャリア通信により受信される信号についての周波数誤差に関する情報を検出するに際して、受信信号に含まれるキャリア毎に対応した信号に基づいて当該信号についての周波数誤差に関する情報を検出し、受信信号に含まれるそれぞれのキャリア毎に対応した信号に基づいて検出される周波数誤差情報の信頼度を反映するパラメータ情報を取得し、取得される複数のパラメータ情報に基づいて検出される周波数誤差情報の信頼度が高いとみなされるキャリアに対応した信号についての周波数誤差情報を選択するようにしたため、このような信頼度が高くて精度が高いとみなされる周波数誤差情報を例えばＡＧＣ処理に適用することにより、周波数誤差を精度よく補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  無線通信システムの一例を示す図である。
【図２】  本発明の一実施例に係る自動周波数制御を行う回路の一例を示す図である。
【図３】  自動周波数制御を行うための回路の構成の一例を説明するための図である。
【図４】  従来例に係る自動周波数制御を行う回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ・・ユニークワード付加部、  ２ａ、２ｂ・・変調信号生成部、
３ａ、３ｂ・・直交変調部、  ４・・加算器、  ５・・無線変調部、
６、１３、１５・・局部発振部、  ７、１４、１６・・周波数変換部、
８・・電力増幅部、  ９、１１・・アンテナ、  １２・・高周波増幅部、
１７・・無線復調部、  １８ａ、１８ｂ・・直交検波部、
１９ａ、１９ｂ・・ＡＦＣ処理部、  ２０・・ＡＦＣ制御部、
２１ａ、２１ｂ・・同期処理部、  ２２ａ、２２ｂ・・等化処理部、
２３ａ、２３ｂ・・復調データ生成部、
【図１】
0003809561.tif 000004
【図２】
0003809561.tif 000005
【図３】
0003809561.tif 000006
【図４】
0003809561.tif 000007