(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信側で既知の基本パターンを少なくとも１回は繰り返した既知系列、を含む受信信号を入力とする周波数誤差推定装置において、
前記既知系列における、相互相関のとれた少なくとも２つの基本パターン部分のタイミングで動作を開始し、それぞれ、遅延波を含む複数の時刻で伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、
前記それぞれの伝送路特性推定処理で得られた伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出手段と、
を備え、
前記伝送路特性推定手段は、
受信側にて既知の基本パターンと前記受信信号に含まれた既知系列との相互相関を、前記遅延波を含む複数の時刻で計算する複数の相関器、を含み、前記相関器から得られる各時刻の相関値を前記伝送路特性とすることを特徴とする周波数誤差推定装置。
【請求項２】
受信側で既知の基本パターンを少なくとも１回は繰り返した既知系列、を含む受信信号を入力とする装置による周波数誤差推定方法において、
前記既知系列における、相互相関のとれた少なくとも２つの基本パターン部分のタイミングで処理を開始し、それぞれ、遅延波を含む複数の時刻で伝送路特性を推定する伝送路特性推定ステップと、
前記それぞれの伝送路特性推定処理で得られた伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出ステップと、
を含み、
前記伝送路特性推定ステップにおける各伝送路特性推定処理では、
複数の相関器が、受信側にて既知の基本パターンと前記受信信号に含まれた既知系列との相互相関を、前記遅延波を含む複数の時刻で計算し、当該相関器から得られる各時刻の相関値を前記伝送路特性とすることを特徴とする周波数誤差推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信、衛星通信等の無線通信分野における受信機にて使用される周波数誤差推定装置に関するものであり、特に局部発信器の周波数不安定性により発生する周波数誤差を推定する周波数誤差推定装置、およびその周波数誤差推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の周波数誤差推定装置について説明する。たとえば、移動体通信に用いられる受信機には、低Ｃ／Ｎ伝搬路においても良好な検波特性が得られる同期検波方式を用いるものがある。この同期検波方式では、受信信号の搬送波周波数に同期した搬送波を再生し、この搬送波に基づいて検波出力を得る。しかしながら、同期検波方式を採用する受信機においては、発振器の精度や温度の変動等により発振周波数が変動し、その結果、送受信間において周波数のずれ、すなわち、周波数誤差が生じる。そして、このような周波数誤差が存在する場合には、ＩＱ平面（実軸および虚軸で表現される複素平面）における信号点の位相が回転することになる。
【０００３】
そこで、受信機では、この周波数誤差を少なくして同期特性の向上を実現させるため、受信信号から位相回転量を測定し、その測定結果から周波数誤差を推定する周波数誤差推定装置が必要となる。なお、送信機にて変調された受信信号には、上記周波数誤差による位相回転量の他、情報変調による位相回転も含まれる。すなわち、周波数誤差を推定するためには、情報変調成分を除去することが必要となる。
【０００４】
たとえば、上記周波数誤差を推定する方法としては、特開平５−６８０６２号公報“周波数オフセット補償方式”に記載された、受信信号内の既知系列部分を用いた方法がある。図１０は、特開平５−６８０６２に記載された従来の周波数誤差推定装置（特開平５−６８０６２号公報の同期検波回路に相当）の構成を示す図である。図１０において、１０１は既知系列を含む受信信号であり、１０２は既知系列の一部である部分既知系列から平均位相を求める平均位相算出回路であり、１０３はｎ番目の平均位相と（ｎ＋１）番目の平均位相の差をとる平均位相差分回路であり、１０４はその差分の平均をとることにより周波数誤差に比例した位相変動量を計算する平均化回路である。
【０００５】
以下、上記従来の周波数誤差推定装置の動作について説明する。受信信号１０１には、予め受信側で知られている既知系列が周期的に含まれている。平均位相算出回路１０２では、この既知系列の一部である部分既知系列を用いて、ＲＬＳアルゴリズムによる、すなわち、逐次最小２乗法を用いた、この区間の平均位相を求める。また、平均位相算出回路１０２では、さらに異なる部分既知系列を用いて、異なる平均化区間における複数の平均位相θｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を得る。なお、情報変調の元の系列となる送信シンボル系列は、既知系列として受信側であらかじめわかっているため、シンボル毎に情報変調が除去可能となり、これにより容易に平均位相が求められる。
【０００６】
つぎに、各平均位相算出回路１０２に対応する平均位相差分回路１０３では、ｋ番目の平均位相θｋと（ｋ＋１）番目の平均位相θｋ＋１の差分をとり、それぞれの位相差分Δθｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を得る。最後に、平均化回路１０４では、得られた複数の位相差分Δθｋを平均化することにより、周波数誤差に比例した位相変動量を計算する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の周波数誤差推定装置では、伝送路の状況により、符号間干渉（隣接するシンボル間の干渉）が発生することがある。このとき、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号に対して図１０を適用する場合、平均位相算出回路１０２では、正しく情報変調を除去することができなくなり、それに伴って正しい平均位相が得られず、周波数誤差推定装置としての周波数誤差推定特性が劣化してしまう、という問題があった。
【０００８】
また、従来の周波数誤差推定装置における平均位相算出回路１０２にて実施されるＲＬＳアルゴリズムでは、各タップ利得更新時までの誤差の２乗値の累積が最小となるようにタップ利得が制御され、高速に最適タップ利得に到達する。しかしながら、ここで採用されている逐次最小２乗法は、演算量が多く、ハードウェアの構成面および消費電力において大変効率が悪い、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、符号間干渉を受けた受信信号の周波数誤差推定特性の向上を実現可能とし、また、少ない演算量でＣＩＲ（Channel Impulse Response：チャネルインパルス応答）を求めることにより、ハードウェアの簡素化および消費電力の削減を実現可能とし、さらに、周波数誤差に関する検出精度および検出範囲を調整することにより、最適な周波数誤差の推定を実現可能とする周波数誤差推定装置を得ること、およびその方法を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる周波数誤差推定装置にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号（後述する実施の形態の受信信号１に相当）を入力とし、さらに、前記受信信号内の既知系列における基本パターンに基づいて、複数のタイミングにおける伝送路特性（ＣＩＲ）を推定する伝送路特性推定手段（ＣＩＲ推定器（０）２に相当）と、前記伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出手段（周波数誤差算出器３に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴って正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置において、前記伝送路特性推定手段は、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を前記複数のタイミングで計算する相関器から取得する、各タイミングにおける相関値に基づいて、伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める相関器を持つ伝送路特性推定手段を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、周波数誤差算出手段を備えることにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００１４】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号を入力とし、さらに、前記受信信号内の既知系列における基本パターンに基づいて、第１の伝送路特性を推定する第１の伝送路特性推定手段（ＣＩＲ推定器（０）２に相当）と、前記既知系列を巡回シフトさせた系列に基づいて、第２の伝送路特性を推定する第２の伝送路特性推定手段（ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａに相当）と、前記第１および第２の伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出手段（周波数誤差算出器３に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴ってより正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性をさらに大幅に向上させることができる。
【００１６】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置において、前記第１の伝送路特性推定手段は、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を計算する第１の相関器から取得する相関値に基づいて、第１の伝送路特性を推定し、また、前記第２の伝送路特性推定手段は、前記巡回シフトさせた系列と前記受信信号との相互相関を計算する第２の相関器から取得する相関値に基づいて、第２の伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める第１の相関器を持つ第１の伝送路特性推定手段と、第２の相関器を持つ第２の伝送路特性推定手段と、を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、所望の周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲をより詳細に設定でき、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００１８】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置において、前記周波数誤差算出手段は、前記各伝送路特性に基づいて、実軸および虚軸で表現される複素平面における位相差ベクトルを算出する位相差ベクトル算出手段（複素共役乗算器３１に相当）と、前記位相差ベクトルを複素加算する複素加算手段（複素加算器３２に相当）と、前記加算後の位相差ベクトルに基づいて、位相回転量を抽出する位相回転量抽出手段（位相算出器３３に相当）と、前記位相回転量から周波数誤差を算出する誤差算出手段（周波数算出器３４に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、複素加算手段が位相差ベクトル算出手段にて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる。また、誤差算出手段において、周波数誤差検出精度は、ＣＩＲを取得するタイミング区間に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲は、ＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる。
【００２０】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号を入力とし、さらに、前記受信信号内の既知系列に基づいて伝送路特性を推定し、その伝送路特性から周波数誤差を算出する第１の周波数誤差推定手段（周波数誤差推定装置２ｂに相当）と、前記第１の周波数誤差推定手段と周波数誤差を算出する区間が異なり、さらに、相互に周波数誤差を算出する区間が異なる少なくとも一つの第２の周波数誤差推定手段（周波数誤差推定装置２ｃ，２ｄに相当）と、前記各周波数誤差推定手段から出力される周波数誤差を合成する周波数誤差合成手段（周波数誤差合成装置４に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、一つの周波数誤差手段では、検出精度と検出範囲がトレードオフの関係にあるため、どちらかが優先されることになる。そこで、異なる推定精度、かつ異なる推定範囲を持つ複数の周波数誤差推定手段を備えることとし、さらに、各周波数誤差推定手段から出力される周波数誤差を周波数誤差合成手段にて合成する。これにより、より高精度かつより広範な周波数誤差推定装置を実現できる。
【００２２】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置において、前記第１および第２の周波数誤差推定手段は、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を複数のタイミングで計算する相関器から取得する、各タイミングにおける相関値に基づいて、伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める相関器を持つ伝送路特性推定手段を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、周波数誤差算出手段を備えることにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００２４】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定装置において、前記第１および第２の周波数誤差推定手段は、さらに、前記伝送路特性に基づいて、実軸および虚軸で表現される複素平面における位相差ベクトルを算出する位相差ベクトル算出手段（複素共役乗算器３１に相当）と、前記位相差ベクトルを複素加算する複素加算手段（複素加算器３２に相当）と、前記加算後の位相差ベクトルに基づいて、位相回転量を抽出する位相回転量抽出手段（位相算出器３３に相当）と、前記位相回転量から周波数誤差を算出する誤差算出手段（周波数算出器３４に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、複素加算手段が位相差ベクトル算出手段にて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる。また、誤差算出手段において、周波数誤差検出精度は、ＣＩＲを取得するタイミング区間の積に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲は、ＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる。
【００２６】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号を入力とする装置において、前記受信信号内の既知系列における基本パターンに基づいて、複数のタイミングにおける伝送路特性を推定する伝送路特性推定ステップと、前記伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴って正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性を大幅に向上させることができる。
【００２８】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法において、前記伝送路特性推定ステップでは、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を前記複数のタイミングで計算し、各タイミングにおける相関値に基づいて、伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める伝送路特性推定ステップを含むことにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、周波数誤差算出ステップを含むことにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００３０】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号を入力とする装置において、前記受信信号内の既知系列における基本パターンに基づいて、第１の伝送路特性を推定する第１の伝送路特性推定ステップと、前記既知系列を巡回シフトさせた系列に基づいて、第２の伝送路特性を推定する第２の伝送路特性推定ステップと、前記第１および第２の伝送路特性に基づいて周波数誤差を算出する周波数誤差算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴ってより正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性をさらに大幅に向上させることができる。
【００３２】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法において、前記第１の伝送路特性推定ステップでは、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を計算し、その相関値に基づいて第１の伝送路特性を推定し、前記第２の伝送路特性推定ステップでは、前記巡回シフトさせた系列と前記受信信号との相互相関を計算し、その相関値に基づいて第２の伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める第１の伝送路特性推定ステップと、第２の伝送路特性推定ステップと、を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、所望の周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲をより詳細に設定でき、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００３４】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法において、前記周波数誤差算出ステップでは、前記各伝送路特性に基づいて、実軸および虚軸で表現される複素平面における位相差ベクトルを算出する位相差ベクトル算出ステップと、前記位相差ベクトルを複素加算する複素加算ステップと、前記加算後の位相差ベクトルに基づいて、位相回転量を抽出する位相回転量抽出ステップと、前記位相回転量から周波数誤差を算出する誤差算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、複素加算ステップでは、位相差ベクトル算出ステップにて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる。また、誤差算出ステップにおいては、周波数誤差検出精度がＣＩＲを取得するタイミング区間に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲がＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる。
【００３６】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法にあっては、基本パターンを繰り返した既知系列を含む受信信号を入力とする装置において、前記受信信号内の既知系列に基づいて伝送路特性を推定し、その伝送路特性から周波数誤差を算出する第１の周波数誤差推定ステップと、前記第１の周波数誤差推定ステップと周波数誤差を算出する区間が異なり、さらに、相互に周波数誤差を算出する区間が異なる少なくとも一つの第２の周波数誤差推定ステップと、前記各周波数誤差推定ステップにて出力される周波数誤差を合成する周波数誤差合成ステップと、を含むことを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、一つの周波数誤差ステップでは、検出精度と検出範囲がトレードオフの関係にあるため、どちらかが優先されることになる。そこで、異なる推定精度、かつ異なる推定範囲を設定可能な複数の周波数誤差推定ステップを含むこととし、さらに、各周波数誤差推定ステップにて出力される周波数誤差を周波数誤差合成ステップにて合成する。これにより、より高精度かつより広範な周波数誤差推定方法が得られる。
【００３８】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法において、前記第１および第２の周波数誤差推定ステップでは、受信側で認識する前記既知系列における基本パターンと前記受信信号との相互相関を複数のタイミングで計算し、各タイミングにおける相関値に基づいて伝送路特性を推定することを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める伝送路特性推定ステップを含むことにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、周波数誤差算出ステップを含むことにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００４０】
つぎの発明にかかる周波数誤差推定方法において、前記第１および第２の周波数誤差推定ステップでは、さらに、前記伝送路特性に基づいて、実軸および虚軸で表現される複素平面における位相差ベクトルを算出する位相差ベクトル算出ステップと、前記位相差ベクトルを複素加算する複素加算ステップと、前記加算後の位相差ベクトルに基づいて、位相回転量を抽出する位相回転量抽出ステップと、前記位相回転量から周波数誤差を算出する誤差算出ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４１】
この発明によれば、複素加算ステップでは、位相差ベクトル算出ステップにて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる。また、誤差算出ステップにおいては、周波数誤差検出精度がＣＩＲを取得するタイミング区間の積に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲がＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる周波数誤差推定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる周波数誤差推定装置における実施の形態１の構成を示す図である。図１において、１は、たとえば、図２に示すように、基本パターンを少なくとも１回は繰り返した既知系列、を含む受信信号である。また、２は基本パターンより伝送路特性を示すチャネルインパルス応答（以降、ＣＩＲと呼ぶ）の推定を行うＣＩＲ推定器（０）であり、３は周波数誤差算出器であり、ＣＩＲ推定器（０）２および周波数誤差算出器３にて本発明にかかる周波数誤差推定装置を構成する。なお、周波数誤差算出器３は、後述する複素共役乗算器３１、複素加算器３２、位相算出器３３、および周波数算出器３４で構成される。
【００４４】
以下、本発明にかかる周波数誤差推定装置の動作について説明する。なお、受信信号１には、先に説明したとおり、受信側であらかじめ既知である既知系列（基本パターン）が含まれており、この基本パターンとして、単独で既知系列として用いられる自己相関特性の鋭い系列が考えられる。具体的には、たとえば、最大周期系列（以降、Ｍ系列と呼ぶ）があげられる。
【００４５】
まず、ＣＩＲ推定器（０）２では、この受信信号中の基本パターン部分に相当するタイミングにおいて、伝送路のＣＩＲを推定する。すなわち、このＣＩＲ推定器（０）２により、想定される遅延時間にあたる一つ以上の伝送路インパルス応答を推定する。なお、ここで推定されるＣＩＲは、遅延波を同相合成したものであり、符号間干渉の抑圧効果を持つ。従って、ここでは、このＣＩＲにおける位相の時間的変化を用いて周波数誤差を推定することになり、たとえば、符号間干渉が存在する場合においても、正しい周波数誤差の推定が可能となる。
【００４６】
ここで、自己相関特性の鋭い系列を用いる場合、すなわち、Ｍ系列を用いる場合におけるＣＩＲ推定器（０）２の具体的な構成例を図３に示す。図３において、ＣＩＲ推定器（０）２は、既知の基本パターンと受信信号の既知系列の相互相関を取得する相互相関器２１を複数用いて、基本パターンのタイミングからＣＩＲを求める長さまでの各時刻（図１に示す時刻０〜Ｌ−１に相当）における相関値を、ＣＩＲと近似する。従って、このＣＩＲ推定器（０）２により、従来のように最小２乗法を採用するよりも少ない演算量でＣＩＲを取得することが可能となる。
【００４７】
具体的にいうと、たとえば、本実施の形態では、既知系列に複数の基本パターンが含まれるため、前記ＣＩＲ推定器（０）２を動作させるタイミングが複数存在することになる。ここでは、そのタイミングのうち、図１に示すような、相互相関のとれた二つのタイミングでＣＩＲ推定器（０）２を動作させ、それぞれの時刻におけるＣＩＲを求める。なお、本実施の形態では、ＣＩＲを、たとえば、０〜Ｌ−１まで取得することとし、各ＣＩＲ推定器（０）２で得られたＣＩＲを、それぞれｈ０（ｉ），ｈ１（ｉ）（ただし、ｉ＝０，…，Ｌ−１）とする。また、ＣＩＲ推定器（０）２の動作を開始させる二つの時刻の差をΔｔとする。
【００４８】
つぎに、周波数誤差算出器３では、上記二つのＣＩＲ推定器（０）２で得られたＣＩＲを受け取り、複素共役乗算器３１にて、（１）式に示すように、複素共役積ｄ（ｉ）（ただし、ｉ＝０，…，Ｌ−１）を計算する。なお、この複素共役積の位相には、タイミング区間Δｔにおける周波数誤差による位相回転量が含まれている。
ｄ（ｉ）＝ｈ０（ｉ）*×ｈ１（ｉ）          （１）式
ただし、*は複素共役を示す。
【００４９】
つぎに、複素加算器３２では、複素共役乗算器３１にて計算された複素共役積を複素加算する。ここでの複素加算は、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価であり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる。そして、位相算出器３３では、この複素加算結果を受け取り、位相回転量Δθを抽出する。なお、この位相回転量は、区間Δｔにおける周波数誤差によって回転した位相量を示す。
【００５０】
最後に、周波数算出器３４では、位相算出器３３にて抽出された位相回転量Δθから周波数誤差Δｆを算出する。ここでは、位相回転量Δθが区間Δｔにおける周波数誤差Δｆにより回転した角度であるため、周波数誤差Δｆは、下記に示す（２）式で求められる。
Δｆ＝Δθ／Δｔ              （２）式
ただし、このときの周波数誤差検出精度は、基本パターン系列長とＣＩＲを取得したタイミング区間Δｔの積に比例する。また、周波数誤差検出範囲は、ＣＩＲを取得したタイミング区間Δｔに反比例する。すなわち、タイミング区間Δｔは、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。
【００５１】
このように、本実施の形態では、符号間干渉下においても正しい周波数誤差が得られ、さらに、少ない演算量でＣＩＲを求めるＣＩＲ推定器（０）２を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる。さらに、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能な周波数誤差算出器３を備えることにより、周波数誤差に関する検出精度および検出範囲を調整でき、それに伴って最適な周波数誤差の推定が可能となる。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、一つの既知系列内における二つの基本パターンを用いて説明したが、これに限らず、たとえば、既知系列を含むフレームが連続して送出される伝送系において、複数のフレームに含まれる既知系列内の基本パターンを用いても同様の効果が得られる。ただし、この場合は、Δｔをより大きくとることが可能となるため、より高精度な周波数誤差の検出が可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態では、相関器を用いたＣＩＲ推定について説明したが、たとえば、ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法を用いてＣＩＲを推定した場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかる周波数誤差推定装置における実施の形態２の構成を示す図である。図４において、１は、実施の形態１と同様の受信信号である。また、２ａは基本パターンを左にｋ巡回シフトさせた系列から伝送路特性を示すＣＩＲの推定を行うＣＩＲ推定器（ｋ）である。従って、図示のＣＩＲ推定器（０）２は、ｋ＝０としたＣＩＲ推定器（ｋ）２ａと等価となる。なお、これ以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同様であるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
以下、本発明にかかる周波数誤差推定装置の動作について説明する。なお、本実施の形態においては、先に説明した実施の形態１との相違点のみ説明する。従って、ここでは、ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａの動作を中心に説明する。
【００５６】
ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａでは、ＣＩＲの推定を行うために用いる系列として、たとえば、基本パターンを左にｋ巡回シフトさせた系列を用いる。これにより、ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａでは、図４に示すように、基本パターンの位置からｋだけシフトした位置において、ＣＩＲを推定する。すなわち、実施の形態１においては、Δｔが基本パターン系列長の整数倍と制限されていたが、本実施の形態においては、ｋを任意に定めることによりΔｔを変動させることができる。
【００５７】
ここで、たとえば、Ｍ系列を用いる場合におけるＣＩＲ推定器（ｋ）２ａの具体的な構成例を図５に示す。図５において、ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａは、基本パターンをｋ巡回シフトした系列と受信信号の既知系列の相互相関を取得する相互相関器２２を複数用いて、基本パターンのタイミングからＣＩＲを求める長さまでの各時刻における相関値を、ＣＩＲと近似する。従って、このＣＩＲ推定器（ｋ）２ａにより、従来のように最小２乗法を採用するよりも少ない演算量でＣＩＲを取得することが可能となる。
【００５８】
このように、本実施の形態では、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、タイミング区間Δｔを「既知系列長−基本パターン長」以下において任意に設定できることから、所望の周波数誤差推定精度、および周波数誤差検出範囲をより詳細に設定できる。たとえば、図６および図７は、タイミング区間Δｔの設定における一具体例を示す図である。なお、図６は、二つのＣＩＲ推定器（ＣＩＲ推定器（０）２，ＣＩＲ推定器（ｋ）２ａ）が入力として用いる受信信号の、重複を許容する構成である。また、図７は、さらに、図６の構成にて、既知系列が完全な基本パターンと、長さｋの基本パターンの一部を用いて、ＣＩＲを推定する構成であり、たとえば、既知系列の長さを最小にした例を示す。図示のとおり、たとえば、Δｔ＝ｋとした場合には、タイミング区間Δｔが基本パターン系列長以下となり、より広範な周波数誤差検出範囲が実現できる。
【００５９】
また、図８は、図６および図７とは異なるタイミング区間Δｔの設定における一具体例を示す図である。ここでは、二つのＣＩＲ推定器に用いる受信信号のパターンとして、複数の基本パターンを用いる。この構成では、特に周波数誤差を含む伝送路変動が小さい場合に大きな雑音抑圧効果が得られる。なお、本実施の形態においては、ＣＩＲ推定器にＣＩＲ推定器（０）２を用いる構成としているが、たとえば、任意のｋを取るＣＩＲ推定器（ｋ）２ａを二つ用いる構成でも同様の効果が得られる。
【００６０】
実施の形態３．
図９は、先に説明した実施の形態１および２における周波数誤差推定装置を用いて、より高精度の周波数誤差検出精度、より広範な周波数誤差検出範囲を得ることを目的とした、実施の形態３における周波数誤差検出装置の構成である。
【００６１】
たとえば、実施の形態１および２における周波数誤差推定装置では、検出精度と検出範囲がトレードオフの関係にあるため、唯一の周波数誤差推定装置において両方の特性を満足することが困難となる。すなわち、どちらかが優先されることになる。そこで、本実施の形態においては、異なる推定精度、かつ異なる推定範囲を持つ複数の周波数誤差推定装置（ここでは、２ｂ，２ｃ，２ｄの三つに相当）を備えることとし、さらに、各装置から出力される周波数誤差を周波数誤差合成装置４（図示の不確定性除去装置に相当）にて合成することにより、高精度かつ広範な周波数誤差検出装置を実現する。なお、ここで使用される前記複数の周波数誤差推定装置は、実施の形態１および２における周波数誤差推定装置である。
【００６２】
なお、異なる推定精度、かつ推定範囲を持つ複数の推定周波数誤差を合成する手法としては、久保他："Ｍ相ＰＳＫのための多重開ループ形ＡＦＣ"，信学技報，ｖｏｌ．ＳＡＴ９５−９２，ｐｐ．２５−３２，（１９９６−０２）に示される多重開ループ形ＡＦＣの適用が可能である。従って、図９において、タイミング区間Δｔを適切に選択し、さらに適切な個数の周波数誤差推定装置（２ｂ，２ｃ，２ｄ）を用いることにより、最も広範な周波数誤差推定範囲を維持し、最も高精度な周波数誤差推定精度を実現する、図９の周波数誤差検出装置を構成できる。このとき、たとえば、ｎ個の周波数誤差推定装置を用いる場合は、一つのＣＩＲ推定器（０）２を共用でき、これにより、ｎ＋１個のＣＩＲ推定器を備えるだけで上記の効果を実現できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴って正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性を大幅に向上させることができる、という効果を奏する。
【００６４】
つぎの発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める相関器を持つ伝送路特性推定手段を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、周波数誤差算出手段を備えることにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定ができる、という効果を奏する。
【００６５】
つぎの発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴ってより正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性をさらに大幅に向上させることができる、という効果を奏する。
【００６６】
つぎの発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める第１の相関器を持つ第１の伝送路特性推定手段と、第２の相関器を持つ第２の伝送路特性推定手段と、を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、所望の周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲をより詳細に設定でき、それに伴って最適な周波数誤差の推定ができる、という効果を奏する。
【００６７】
つぎの発明によれば、複素加算手段が位相差ベクトル算出手段にて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる、という効果を奏する。また、誤差算出手段において、周波数誤差検出精度は、ＣＩＲを取得するタイミング区間の積に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲は、ＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる、という効果を奏する。
【００６８】
つぎの発明によれば、一つの周波数誤差推定手段では、検出精度と検出範囲がトレードオフの関係にあるため、どちらかが優先されることになる。そこで、異なる推定精度、かつ異なる推定範囲を持つ複数の周波数誤差推定手段を備えることとし、さらに、各周波数誤差推定手段から出力される周波数誤差を周波数誤差合成手段にて合成する。これにより、より高精度かつより広範な周波数誤差推定装置を実現できる、という効果を奏する。
【００６９】
つぎの発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める相関器を持つ伝送路特性推定手段を備えることにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、周波数誤差算出手段を備えることにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差の推定ができる、という効果を奏する。
【００７０】
つぎの発明によれば、複素加算手段が位相差ベクトル算出手段にて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる、という効果を奏する。また、誤差算出手段において、周波数誤差検出精度は、ＣＩＲを取得するタイミング区間の積に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲は、ＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる、という効果を奏する。
【００７１】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴って正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性を大幅に向上させることができる、という効果を奏する。
【００７２】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める伝送路特性推定ステップを含むことにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、周波数誤差算出ステップを含むことにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差を推定できる、という効果を奏する。
【００７３】
この発明によれば、符号間干渉が存在する伝送路を経由して受け取った受信信号から、高精度に情報変調を除去することができ、それに伴ってより正しい伝送路特性（ＲＬＳアルゴリズム等の既知の方法で求められる）が得られるため、これにより周波数誤差推定特性をさらに大幅に向上させることができる、という効果を奏する。
【００７４】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める第１の伝送路特性推定ステップと、第２の伝送路特性推定ステップと、を含むことにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、所望の周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲をより詳細に設定でき、それに伴って最適な周波数誤差を推定できる、という効果を奏する。
【００７５】
この発明によれば、複素加算ステップでは、位相差ベクトル算出ステップにて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる、という効果を奏する。また、誤差算出ステップにおいては、周波数誤差検出精度がＣＩＲを取得するタイミング区間に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲がＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定を実現することができる、という効果を奏する。
【００７６】
この発明によれば、一つの周波数誤差ステップでは、検出精度と検出範囲がトレードオフの関係にあるため、どちらかが優先されることになる。そこで、異なる推定精度、かつ異なる推定範囲を設定可能な複数の周波数誤差推定ステップを含むこととし、さらに、各周波数誤差推定ステップにて出力される周波数誤差を周波数誤差合成ステップにて合成する。これにより、より高精度かつより広範な周波数誤差推定方法が得られる、という効果を奏する。
【００７７】
この発明によれば、少ない演算量で伝送路特性（ＣＩＲ）を求める伝送路特性推定ステップを含むことにより、ハードウェアの簡素化を図ることができ、同時に消費電力の大幅な削減を実現することができる、という効果を奏する。さらに、周波数誤差算出ステップを含むことにより、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフが可能となり、それに伴って最適な周波数誤差を推定できる、という効果を奏する。
【００７８】
この発明によれば、複素加算ステップでは、位相差ベクトル算出ステップにて計算された複素共役積を複素加算する。これにより、伝送路特性、すなわち、ＣＩＲにより取得した位相回転量を最大比合成することと等価となり、雑音を抑圧する平均化効果が得られる、という効果を奏する。また、誤差算出ステップにおいては、周波数誤差検出精度がＣＩＲを取得するタイミング区間の積に比例し、さらに、周波数誤差検出範囲がＣＩＲを取得するタイミング区間に反比例する。すなわち、ここでは、これらのタイミング区間が、周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲のトレードオフパラメータとなる。これにより、使用状況に応じた周波数誤差検出精度と周波数誤差検出範囲の調整が可能となり、最適な周波数誤差推定が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる周波数誤差推定装置における実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】  既知系列を含む受信信号の具体例を示す図である。
【図３】  自己相関特性の鋭い系列を用いる場合におけるＣＩＲ推定器の構成例を示す図である。
【図４】  本発明にかかる周波数誤差推定装置における実施の形態２の構成を示す図である。
【図５】  自己相関特性の鋭い系列を用いる場合におけるＣＩＲ推定器の構成例を示す図である。
【図６】  タイミング区間Δｔの設定における１具体例を示す図である。
【図７】  図６とは異なるタイミング区間Δｔの設定における１具体例を示す図である。
【図８】  図６および図７とは異なるタイミング区間Δｔの設定における１具体例を示す図である。
【図９】  複数の周波数誤差推定装置を用いた実施の形態３における周波数誤差検出装置の構成を示す図である。
【図１０】  従来における周波数誤差推定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  受信信号、２  ＣＩＲ推定器（０）、２ａ  ＣＩＲ推定器（ｋ）、２１  相関器、３  周波数誤差算出器、３１  複素共役乗算器、３２  複素加算器、３３  位相算出器、３４  周波数算出器、４  周波数誤差合成装置。
【図１】
0003859903.tif 000002
【図２】
0003859903.tif 000003
【図３】
0003859903.tif 000004
【図４】
0003859903.tif 000005
【図５】
0003859903.tif 000006
【図６】
0003859903.tif 000007
【図７】
0003859903.tif 000008
【図８】
0003859903.tif 000009
【図９】
0003859903.tif 000010
【図１０】
0003859903.tif 000011