JP2005117305A

JP2005117305A - 受信機

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Publication number: JP2005117305A
Application number: JP2003348167A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Kawahara; 伸章川原
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-07
Also published as: JP4280595B2

Abstract

【課題】受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンから使用されている変調方式を精度よく検出する受信機を提供する。
【解決手段】それぞれの種類のユニークワードについて各フレーム毎にユニークワードと受信信号部分との最大相関値を検出し、各フレーム毎に複数種類のユニークワードについて最大相関値中の最大値に対応したユニークワードの種類を検出し、複数のフレームについて当該検出の回数が最大となるユニークワードの種類を検出し、各フレーム毎に各種類のユニークワード毎に最大相関値が取得される受信信号部分のタイミングを検出し、前記検出回数が最大となるユニークワードの種類について複数のフレームについて最大相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれが所定の条件を満たす場合には受信信号に含まれるユニークワードの種類であると特定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、複数の変調方式のいずれかが使用された信号を受信する受信機に関し、特に、受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンから使用されている変調方式を精度よく検出することができる受信機に関する。

例えば、移動通信システムなどでは、送信側が無線送信する信号フレーム中に所定の信号であるユニークワード（ＵＷ）を含めて、受信側が受信した信号フレーム中の当該ＵＷに基づいて、受信のタイミングを判定することなどが行われる（例えば、特許文献１参照。）。
また、送信側が複数の変調方式のいずれかを用いて信号を無線送信するような場合には、受信側では受信した信号からいずれの変調方式が用いられているのかを判定することが必要となる。一例として、それぞれの変調方式毎に異なるＵＷパターンが対応付けられる方法が用いられる。

特開２０００−４９８８１号公報

しかしながら、従来の受信機では、受信信号中のＵＷのパターンから使用されている変調方式を認識する精度が不十分であり、特に、フェージングが発生するような通信環境においてＵＷのパターンが歪んで他のＵＷのパターンに類似してしまうような場合には変調方式の誤認識が問題となっていた。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、受信信号中のＵＷのパターンを精度よく検出することができる受信機を提供することを目的とする。
また、本発明は、受信信号中のＵＷのパターンから使用されている変調方式を精度よく検出することができる受信機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る受信機では、次のようにして、フレーム毎に複数種類のユニークワード（ＵＷ）のいずれかが含まれる受信信号から、当該受信信号に含まれるユニークワードの種類を特定する。
すなわち、ユニークワード毎最大相関値検出手段が、それぞれの種類のユニークワードについて、各フレーム毎に、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値を検出する。

また、最大相関値ユニークワード種類検出手段が、各フレーム毎に、複数種類のユニークワードについて、ユニークワード毎最大相関値検出手段により検出される最大相関値の中の最大値に対応したユニークワードの種類を検出する。
また、最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段が、複数のフレームについて、最大相関値ユニークワード種類検出手段により検出された回数が最大となるユニークワードの種類を検出する。

また、最大相関値取得タイミング検出手段が、各フレーム毎に、それぞれの種類のユニークワード毎に、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得される受信信号部分のタイミングを検出する。
また、ユニークワード種類特定手段が、最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段により検出されるユニークワードの種類について、複数のフレームについて、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれが所定の条件を満たす場合には、当該ユニークワードの種類を受信信号に含まれるユニークワードの種類であると特定する。

従って、上記のような処理により、受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンを精度よく検出することができる。
ここで、複数種類のユニークワードの種類の数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、それぞれの種類のユニークワードとしては、種々なものが用いられてもよい。
なお、ユニークワードの信号としては、種々な所定の信号が用いられてもよく、例えば、単に呼び方（名称）が異なるようなものも、本発明に言うユニークワードに包含される。

また、各フレームにおける受信信号部分とユニークワードとの最大の相関値としては、例えば、各フレームの一部に１種類のユニークワードが含まれており、当該ユニークワード部分に対応する受信信号部分と予め用意された正しいユニークワードとの相関値が当該各フレームの中で最大値となる。

また、最大相関値取得タイミング検出手段により検出されるタイミングとしては、例えば、各フレームにおけるタイミングが用いられ、具体的には、各フレームの先頭を基準としたタイミングなどが用いられる。例えば、各フレームの一部に１種類のユニークワードが含まれており、当該ユニークワード部分に対応する受信信号部分と予め用意された正しいユニークワードとが一致するタイミングで相関値が当該各フレームの中で最大値となり、当該タイミングが検出される。

また、最大相関値取得タイミング検出手段が、各フレーム毎に、それぞれの種類のユニークワード毎に、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得される受信信号部分のタイミングを検出する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、全てのフレームについて全ての種類のユニークワードについてタイミングを検出する態様が用いられてもよく、或いは、一部のフレームのみについてタイミングを検出する態様を用いることや、一部の種類のユニークワードのみについてタイミングを検出する態様を用いることも可能である。

一例として、最大相関値取得タイミング検出手段では、各フレーム毎に、最大相関値ユニークワード種類検出手段により検出されるユニークワードの種類に対応した最大相関値が取得される受信信号部分のタイミングを検出するような態様を用いることも可能である。

また、ユニークワード種類特定手段により、最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段により検出されるユニークワードの種類について、複数のフレームについて、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれが所定の条件を満たすか否かを判定する処理（処理Ａと言う）に関して、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングとしては、例えば、過去の連続的な複数のフレームについてのタイミングが用いられてもよく、或いは、過去の離散的な複数のフレームについてのタイミングが用いられてもよく、一例として、過去の複数のフレームにおいて最大相関値取得タイミング検出手段により検出されたタイミングを用いることができる。

また、当該処理Ａに関して、複数のフレームの数としては、種々な数が用いられてもよく、また、上述のように、複数のフレームとしては、必ずしも連続的なフレームでなくともよく、離散的なフレームであってもよい。

また、当該処理Ａに関して、タイミングのずれとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、複数のタイミングの中の１つを基準としたずれや、複数のタイミングの平均値を基準としたずれや、複数のタイミングの中の最大値又は最小値を基準としたずれや、或いは、複数のタイミングの全体的なずれの分布などを用いることが可能である。
また、当該処理Ａに関して、タイミングのずれに関する所定の条件としては、種々な条件が用いられてもよく、例えば、タイミングのずれが比較的小さい場合に条件を満たすとするような条件が用いられる。

本発明に係る受信機では、一構成例として、複数種類のユニークワードの中には、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が異なるユニークワードの種類が含まれる。
また、当該受信機は、まず、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が大きいユニークワードの種類について受信信号に含まれるユニークワードの種類であるか否かを判定し、そして、当該判定結果が否であった場合には、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が小さいユニークワードの種類について受信信号に含まれるユニークワードの種類であるか否かを判定する。

従って、上記のような処理により、受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンを効率的に精度よく検出することができる。
ここで、例えば、各フレームの長さが同一であるとすると、各フレームに含まれるユニークワードの長さが大きい方が、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が大きくなり、一方、各フレームに含まれるユニークワードの長さが小さい方が、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が小さくなる。

本発明に係る受信機では、一構成例として、それぞれのユニークワードの種類は、それぞれ異なる変調方式に対応付けられている。
また、当該受信機では、受信信号復調処理手段が、ユニークワード種類特定手段により特定されるユニークワードの種類に対応した変調方式を受信信号で使用された変調方式とみなして、当該変調方式に対応した復調方式により受信信号を処理する。

従って、上記のような処理により、受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンから使用されている変調方式を精度よく検出することができ、適切な復調方式により受信信号を復調処理することができる。
ここで、ユニークワードの種類と変調方式の種類との対応付けとしては、種々なものが用いられてもよい。
また、ユニークワードの種類と変調方式（復調方式）の種類との対応付けとしては、例えば、送信側である例えば送信機と受信側である例えば受信機との両方で共通な対応付けの内容が記憶や設定される。

以下で、更に、本発明に係る構成例を示す。
一構成例として、ユニークワード種類特定手段は、最新に最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段により検出されたユニークワードの種類について、最新に複数種類ユニークワード最大相関値取得タイミング検出手段により検出されたタイミングを基準として、過去の１又は２以上のフレームについてユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれが所定の条件を満たす場合には、当該ユニークワードの種類を受信信号に含まれるユニークワードの種類であると特定する。

一構成例として、ユニークワード種類特定手段は、最新に最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段により検出されたユニークワードの種類について、最新に複数種類ユニークワード最大相関値取得タイミング検出手段により検出されたタイミングを基準として、過去の１又は２以上のフレームについてユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれの大きさが所定の閾値以上である回数或いは所定の閾値を超える回数が、所定の閾値以下である或いは所定の閾値未満である場合に、当該ユニークワードの種類を受信信号に含まれるユニークワードの種類であると特定する。

また、ユニークワードと受信信号部分との相関値を検出する態様としては、一構成例として、１つの周波数のユニークワードのみを使用する態様が用いられてもよく、或いは、他の構成例として、２以上の異なる周波数のユニークワードを使用して、これら２以上の異なる周波数についての相関値の最大値を当該ユニークワードについての相関値の最大値とするような態様が用いられてもよい。

以上説明したように、本発明に係る受信機によると、受信信号中のユニークワード（ＵＷ）のパターンを精度よく検出することができ、例えば、受信信号中のユニークワードのパターンから使用されている変調方式を精度よく検出することができる。

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、信号受信後に複数であるｎ種類の変調方式を識別して復調処理を行う。また、送信側では、それぞれの変調方式毎に、異なるＵＷパターンが用いられる。ＵＷパターンは、例えば、各フレーム毎に設けられる。
具体的には、本例では、変調信号のフレーム構成としてデータの前に数シンボルで構成される送受既知のシンボルパターンを持つプリアンブルデータ（ユニークワード（ＵＷ））の信号を配置して、そのシンボルパターンを変調方式毎に相関性が無いことを前提に決定する。受信側では予め各変調方式に対応するＵＷ信号の情報を有している。

図１には、本発明を適用した受信機の構成例を示してある。
本例の受信機には、ローカル信号生成部１と、π／２周波数シフタ２と、Ｉ信号用の乗算器３と、Ｉ信号用のロールオフフィルタ４と、Ｑ信号用の乗算器５と、Ｑ信号用のロールオフフィルタ６と、格納バッファ７が備えられている。

また、本例の受信機には、ｎ種類の変調方式に対応して、それぞれの変調方式毎に、ユニークワード（ＵＷ）パターン格納メモリＡ１〜Ａｎと、相関電力算出部Ｂ１〜Ｂｎと、比較・入れ替え処理部Ｃ１〜Ｃｎと、スイッチＤ１〜Ｄｎと、最大値リセット部Ｅ１〜Ｅｎが備えられている。
また、本例の受信機には、最大値探索部１１が備えられている。

また、本例の受信機には、ｎ種類の変調方式に対応して、それぞれの変調方式毎に、最大値フラグ格納バッファＦ１〜Ｆｎと、バッファ内合計算出部Ｇ１〜Ｇｎが備えられている。
また、本例の受信機には、最大値検出部１２が備えられている。

また、本例の受信機には、ｎ種類の変調方式に対応して、それぞれの変調方式毎に、最大カウンタ値格納バッファＨ１〜Ｈｎが備えられている。
また、本例の受信機には、サンプルカウンタ１３と、ずれ確認処理部１４が備えられている。

本例の受信機により行われる動作の一例を示す。
受信信号は２つの乗算器３、５へそれぞれ入力される。また、ローカル信号生成部１より出力されるローカル周波数正弦波は乗算器５へ入力されるとともに、π／２周波数シフタ２を経てローカル周波数余弦波となり乗算器３へ入力される。

Ｉ信号用の乗算器３では、入力した２つの信号を乗算し、当該乗算結果をＩ相成分信号としてロールオフフィルタ４へ入力する。Ｑ信号用の乗算器５では、入力した２つの信号を乗算し、当該乗算結果をＱ相成分信号としてロールオフフィルタ６へ入力する。
それぞれのロールオフフィルタ４、６からの出力は、ＵＷサンプル分の格納バッファ７へ順次入力される。

ＵＷサンプル分の格納バッファ７は、シフトバッファ構成であり、常に最新の入力信号が入力されると最古の信号が消失するようになっている。ＵＷサンプル分の格納バッファ７からの出力であるＵＷサンプル分の受信信号は、それぞれの変調方式に対応した相関電力算出部Ｂ１〜Ｂｎへ入力される。
また、それぞれの相関電力算出部Ｂ１〜Ｂｎには、それぞれのＵＷパターン格納メモリＡ１〜Ａｎよりそれぞれの変調方式に対応したＵＷパターンが入力される。そして、それぞれの相関電力算出部Ｂ１〜Ｂｎでは、ＵＷサンプル分の受信信号とＵＷパターンとの相関電力が算出され、相関電力値として出力される。

それぞれの相関電力算出部Ｂ１〜Ｂｎから出力される相関電力値は、それぞれに対応する過去最大値との比較・入れ替え処理部Ｃ１〜Ｃｎへ入力される。それぞれの比較・入れ替え処理部Ｃ１〜Ｃｎでは、入力される相関電力値が過去の最大値と比較されて、過去の最大値より大きい場合には入れ替え処理が為される。

ここで、前記処理は１フレーム内での最大値を得るために行われるため、１サンプル受信の度にインクリメントされるサンプルカウンタ１３から得られるサンプルカウンタ値により、以降の処理を行うかどうかを決定する。本例では、以降の処理を行う場合にはそれぞれのスイッチＤ１〜Ｄｎが閉じられ、以降の処理を行わない場合にはそれぞれのスイッチＤ１〜Ｄｎが開かれる。

具体的には、サンプルカウンタ値が１フレーム分より少ない場合には、以降の処理を行わずにサンプル受信待機状態へ移行する。
一方、サンプルカウンタ値が１フレーム分であると判断される場合には、その時点における各最大相関電力値がそれぞれそのまま最大値探索部１１へ入力される。入力された後、それぞれの最大相関電力値について最大値リセット部Ｅ１〜Ｅｎによりリセット処理が行われ、次フレームにおける最大値探索の準備が為される。

最大値探索部１１では、入力された各最大相関電力値中の中で最大値を探索し、最大電力を持つ変調方式に“ＨＩ” （ハイ）を与えるとともにそれ以外の変調方式に“ＬＯ”（ロウ）を与えるフラグを設定し、それぞれの変調方式に対応したフラグを出力する。なお、本例では、“ＨＩ”はフラグが“１”値に対応し、“ＬＯ”はフラグが“０”値に対応する。
それぞれのフラグは対応する変調方式の最大値フラグ格納バッファＦ１〜Ｆｎへ入力され、過去数フレーム分のフラグが格納される。

それぞれの変調方式に対応して過去数フレーム分のフラグが格納されたバッファ情報について、それぞれのバッファ内合計算出部Ｆ１〜Ｆｎによりバッファ内の合計値（バッファ内のフラグの値の合計値）が算出され、当該算出結果が各々の変調方式に対応するフラグ合計値として最大値検出部１２へ入力される。

最大値検出部１２では、入力された全てのフラグ合計値中の最大値を検出し、最大値と認められる変調方式を仮選択する仮選択フラグを“ＨＩ”にし、それ以外の変調方式の仮選択フラグを“ＬＯ”とする。仮選択フラグは最大相関電力が得られた時点におけるサンプルカウンタ値を格納していた最大カウンタ値格納バッファＨ１〜Ｈｎを選択し、このサンプルカウンタ値をバッファ情報として出力する。
ここで、サンプルカウンタ１３からそれぞれの最大カウンタ値格納バッファＨ１〜Ｈｎへは、それぞれの変調方式について、最大相関電力が得られた時点におけるサンプルカウンタ値の情報が通知される。

バッファ情報が入力される選択バッファ内のずれ確認処理部１４では、バッファ情報を確認し、最新の最大相関電力が得られた際のサンプルカウンタ値を基準として、過去数フレーム分の最大相関電力時におけるサンプルカウンタ値がどの程度ずれているかを観測し、基準値外のずれがあるかを確認する。基準値外のずれがある場合には変調方式の選択は行わず（無選択）、一方、過去の全ての値が基準値以内であれば、該当する変調方式であることを識別して、対応する復調処理へ移行する。

次に、本発明を適用した具体例として、４方式自動切替処理のアルゴリズムの一例を示す。
本処理では、９．６ｋｂｐｓの１方式とその他の１．２〜４．８ｋｂｐｓ側の３方式（１．２ｋｂｐｓ方式、２．４ｋｂｐｓ方式、４．８ｋｂｐｓ方式）を共通のプログラムにより自動的に切り替える。これらの４方式を自動的に認識して復調処理を開始する。本例では、自動認識・復調切替アルゴリズムは、１２ｋＨｚ割り込み処理内のみで処理されるように構成してある。

図２には、自動認識切替処理の手順の一例を示してある。
まず、所定の選択フラグの値が“０”ではなく（ステップＳ１）、“４”であれば９．６ｋｂｐｓの復調用割り込み処理を行い（ステップＳ１１）、“１”か“２”か“３”であれば１．２〜４．８ｋｂｐｓの対応した復調用割り込み処理を行う（ステップＳ１２）。

一方、所定の選択フラグの値が“０”である場合には（ステップＳ１）、サンプルデータを入力して（ステップＳ２）、１．２〜４．８ｋｂｐｓ側の直交検波処理を行って（ステップＳ３）、３方式分のＵＷとの相関演算を行うとともに（ステップＳ４）、９．６ｋｂｐｓ側の直交検波処理を行って（ステップＳ６）、９．６ｋｂｐｓ側のＵＷとの相関演算を行う（ステップＳ７）。

そして、１．２〜４．８ｋｂｐｓ側の３方式のいずれかが選択される場合には（ステップＳ５）、選択された方式で復調処理の状態が決定される（ステップＳ９）。一方、３方式のいずれも選択されない場合には（ステップＳ５）、９．６ｋｂｐｓの方式が選択されるか否かが確認され（ステップＳ８）、選択される場合にはその方式で復調処理の状態が決定され（ステップＳ９）、選択されない場合には変調方式（復調方式）が選択されない状態が決定される（ステップＳ９）。

なお、上記した３方式に関する直交検波処理（ステップＳ３）やＵＷとの相関演算（ステップＳ４）や選択／非選択処理（ステップＳ５）は、例えば、上記図１に示したような構成を用いて実行することが可能である。

ここで、上記した３方式分のＵＷとの相関演算（ステップＳ４）について説明する。
本処理では、３方式それぞれにおけるＵＷと、直交検波処理（ステップＳ３）で算出された受信データとの相関演算を行う。受信データは直交検波処理（ステップＳ３）で算出されたデータを含めてＵＷのサンプル数２２４サンプル分過去のサンプルデータを開始点とし、オーバーサンプル値毎の値を使用して相関演算を行う。それぞれの方式に関して、ＵＷについては周波数オフセットが存在することを考え、ＵＷそのものとの相関演算を行うとともに、±７５Ｈｚ及び±５０ＨｚオフセットさせたＵＷとの相関演算を行い、これにより得られた５つの相関演算結果中で最大値をそれぞれの方式における現在の相関ピーク値とする。

また、上記した１方式分のＵＷとの相関演算（ステップＳ７）について説明する。
本処理では、直交検波処理（ステップＳ６）で算出された受信データとＵＷそのもののみとの相関演算を行う。受信データは直交検波処理（ステップＳ６）で算出されたデータを含めてＵＷのサンプル数４８サンプル分過去のサンプルデータを開始点とし、オーバーサンプル値毎の値を使用して相関演算を行う。

また、上記した３方式の選択／非選択の処理（ステップＳ５）について説明する。
本処理では、３方式のうちのいずれかが選択される場合には選択される方式を決定し、３方式のいずれも選択されない場合には選択されないこと（非選択）を決定する。

本例では、それぞれの最大値フラグ格納バッファＦ１〜Ｆｎとして、１０フレーム分の情報を格納することが可能なものを用いており、選択速度の向上のため、先頭の５フレーム分のみ合計値を算出している。
また、本例では、それぞれの最大カウンタ値格納バッファＨ１〜Ｈｎとして、１０フレーム分の情報を格納することが可能なものを用いている。そして、周波数オフセット時に対応して、１シンボル分に相当する±８をサンプルカウンタ値に関する閾値として、サンプルカウンタ値に関するずれが当該閾値以内であるサンプルカウンタ値が４個を超えていれば、その方式を採用する。

以上のように、本例の受信機が設けられる無線通信システムでは、一定時間毎に一定時間長分の送受既知な信号パターン（ユニークワード（ＵＷ）と言う）の信号をデータ信号系列に挿入し、当該ＵＷ信号を探索することで同期点の検出を行うことを基本的な方式とし、受信機では複数の変調方式を備え持つユーザが送信する変調方式を決定して自動的に変調方式を推定する。

そして、受信側（受信機）は、変調信号を認識・決定する機能と、当該変調方式の認識・決定機能で決定した変調方式に対応した復調処理を動作させる復調処理機能とに分離している。
また、変調信号を認識・決定する機能では、受信データサンプルにローカル周波数を乗じてロールオフフィルタリングすることで受信データヘ変換する直交検波処理部１〜６と、直交検波処理部の出力である検波後Ｉ／Ｑ信号をＵＷ信号長分格納しておく受信データ格納メモリ７を備えた。

また、変調信号を認識・決定する機能では、受信データ格納メモリ７に格納されるＵＷ信号長分の過去受信データと、システムが備え持つ各変調方式に対応したそれぞれのＵＷ信号とを、各々複素相関演算して受信サンプルにおける相関電力値を算出する複数のＵＷ相関電力演算部Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎと、当該ＵＷ相関電力演算部Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎにより算出される各ＵＷ相関電力から、それぞれ１フレーム分のサンプルの中における最大値を検出して格納しておく複数の最大ＵＷ相関電力検出部Ｃ１〜Ｃｎ、Ｄ１〜Ｄｎ、Ｅ１〜Ｅｎを備えた。

また、変調信号を認識・決定する機能では、各最大ＵＷ相関電力検出部Ｃ１〜Ｃｎ、Ｄ１〜Ｄｎ、Ｅ１〜Ｅｎにより検出されるそれぞれの変調方式における最大ＵＷ相関電力値に対応した１フレーム分のサンプルカウント値をサンプルカウンタ１３に基づいてそれぞれ格納する複数の最大ＵＷ相関電力時サンプルカウント値メモリＨ１〜Ｈｎと、各最大ＵＷ相関電力検出部Ｃ１〜Ｃｎ、Ｄ１〜Ｄｎ、Ｅ１〜Ｅｎにより検出される各々の変調方式に対応した最大ＵＷ相関電力値中の最大値を検出して、認識される変調方式である候補方式を選定する第１の認識侯補選定部１１を備えた。

また、変調信号を認識・決定する機能では、第１の認識候補選定部１１により侯補として選定された変調方式に対応する値を“１”とし、それ以外の変調方式に対応する値を“０”とし、これらの値をシステムが持つそれぞれの変調方式に対応した各数フレーム分のシフトレジスタに順次格納していく複数の選定候補情報格納部Ｆ１〜Ｆｎと、各シフトレジスタヘ格納される“０”／“１”の情報に対応したサンプルカウンタ値を同様の規則でシフトするシフトレジスタに順次格納していく複数のサンプルカウンタ値格納部Ｈ１〜Ｈｎ（本例では、上記した複数の最大ＵＷ相関電力時サンプルカウント値メモリＨ１〜Ｈｎと共通）を備えた。

また、変調信号を認識・決定する機能では、選定候補情報格納部Ｆ１〜Ｆｎにより格納された各シフトレジスタ内の値の合計を算出する算出部Ｇ１〜Ｇｎ及び認識候補を絞り込む第２の認識候補選定部１２と、第２の認識候補選定部１２により選定される変調方式に対応したサンプルカウント値が格納されているシフトレジスタ内の値を確認し、例えばシフレジスタ中の最新情報から基準値外のずれが無い場合或いは過半数がシフレジスタ中の最新情報から或る程度のずれ内である場合などのように所定の条件を満たす場合に、該当する変調方式が受信されたことを決定する受信変調方式の決定部１４を備えた。

また、本例の受信側（受信機）を構成する復調処理機能では、上記した変調信号を認識・決定する機能により決定された変調方式に従って、当該変調方式に対応した復調処理が動作する。
また、本例の受信側（受信機）では、例えば、システムが有する変調方式におけるＵＷ信号とデータ（フレーム）との比率がそれぞれ異なる変調方式が並存している場合には、初めにＵＷ信号長のフレーム長に対する比率が大きい方（前者）の変調方式を確認した後、ＵＷ信号長のフレーム長に対する比率が小さい方（後者）の変調方式を確認し、前者が認識されていない場合にのみ後者が選択されるようにする。

従って、本例の受信機では、複数の変調方式を備え持つシステムにおいて、認識確度を向上した復調側での自動変調方式認識処理を実現することができる。これにより、例えば、フェージングが発生する通信環境において、ＵＷパターンが歪むことで一時的に他変調方式におけるＵＷパターンと類似するようなことがあっても、他変調方式に対応する復調方式への移行を防止することが可能となり、安定した通信を実現することが可能となる。

このように、本例の受信機では、ＵＷ信号部とデータ部とから構成されるフレーム構成を有する複数の変調信号から成るデジタル移動体通信などのシステムにおいて、送信された一つの変調信号を自動的に認識して当該変調信号に適した復調処理を動作させることにより、受信側による変調方式の認識精度を向上させることができ、システムの送受信特性を向上させることができる。

ここで、例えば、システムが備え持つ変調方式が多数である場合には、復調側において多くの演算量が為されると考えられるが、変調方式の数などとしては、装置の使用状況などに応じて、任意に設定されてもよい。一例として、４変調方式を備え持つシステムで実験した場合には、本発明を適用した変調方式識別処理は約２５ＭＩＰＳ（Mega Instruction Per Second）で実現することができ、よって４〜５方式については現在において使用可能な汎用ＤＳＰ（Digital Signal Processor）により十分に実現可能であると言える。但し、上述のように、本発明は必ずしもこのような実験結果により限定されない。

なお、本例の受信機では、例えば、処理部７、Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ、Ｃ１〜Ｃｎの機能によりユニークワード毎最大相関値検出手段が構成されており、処理部１１の機能により最大相関値ユニークワード種類検出手段が構成されており、処理部Ｆ１〜Ｆｎ、Ｇ１〜Ｇｎ、１２の機能により最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段が構成されており、処理部１３、Ｈ１〜Ｈｎの機能により最大相関値取得タイミング検出手段が構成されており、ずれ確認処理部１４の機能によりユニークワード種類特定手段が構成されており、また、受信信号から特定された変調方式に対応した復調方式で受信信号の復調処理を行う機能により受信信号復調処理手段が構成されている。

以下で、本発明に関する技術の背景を示す。なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来の技術であるとは限定しない。
複数の変調方式を備え持って、受信側において変調方式を自動的に認識する手法としては、例えば、次の２つの手法（１）、（２）が主に使用されてきた。

（１）図３には、本手法の概略の一例を示してある。
本手法では、通信当初は送受共通の変調方式で通信を行い、この際におけるデータにこれから送信する変調方式の情報を持たせ、受信側では共通復調方式での復調処理の結果からこれから受信する変調方式がどのような方式かを認識し、待ち受け状態では認識した変調方式に対応した復調処理を動作させておく。このような通信プロトコルに変調方式の識別機能を持たせる。

本手法における注意点としては、無線通信において通信当初における送受共通の変調方式として、想定される通信環境に対して十分に頑健であるものを選定することである。また、通信当初における送信情報には送信すべきデータである情報は含まれていないことや、更に変調方式を認識できたことを送信側に回答する必要性から、通信全体のスループットが低下するといった不利な点がある。

（２）図４（ａ）には本手法の処理を実施する構成の一例を示してあり、図４（ｂ）にはフレームの構成の一例を示してある。
具体的には、図４（ａ）の構成では、ローカル信号生成部２１と、π／２周波数シフタ２２と、Ｉ信号用の乗算器２３及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２４及び格納バッファ２５と、Ｑ信号用の乗算器２６及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）２７及び格納バッファ２８と、複数であるｎ個の変調方式のそれぞれに対応したユニークワード（ＵＷ）パターン格納メモリＪ１〜Ｊｎ及び相関電力算出部Ｋ１〜Ｋｎ及び最大電力検出部Ｌ１〜Ｌｎと、最大値検出部３１が備えられている。
また、図４（ｂ）のフレーム構成では、１フレームがユニークワード（ＵＷ）とデータ（ＤＡＴＡ）から構成されている。

本手法では、変調信号のフレーム構成としてデータの前に数シンボルで構成される送受既知のシンボルパターンを持つプリアンブルデータ（ＵＷ）の信号を配置して、そのシンボルパターンを変調方式毎に相関性が無いことを前提に決定する。受信側では予め各変調方式に対応するＵＷ信号の情報を有しており、受信データとの相関電力演算を行い、最も相関電力値の大きい結果を得られるＵＷ信号に対応する変調方式を選択する。

本手法では、相関演算をサンプル毎に行うためシステムとして持つ変調方式の数に比例して演算量が大きくなってしまうことや、ＵＷ信号が通信環境における位相変動などによって位相歪みを発生してＵＷ信号のシンボルパターンが崩れることで他の変調方式として誤認識する可能性があることや、ＵＷ信号長が十分に長くない場合には数フレーム分のＵＷ信号の平均化を行わなければ信頼できる変調方式の認識ができないことや、ＵＷ信号とデータで構成されるフレームの構成比率が異なる変調方式を並存させるシステムにおいて変調方式を認識するタイミングが複雑になることがある。

ここで、本発明に係る受信機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、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
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。

また、本発明に係る受信機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（Compact 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当該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。

本発明の一実施例に係る受信機の構成例を示す図である。本発明の一実施例に係る変調方式の自動認識切替処理フローの一例を示す図である。変調方式を認識する手法の一例を説明するための図である。変調方式を認識する手法の他の一例を説明するための図である。

符号の説明

１、２１・・ローカル信号生成部、
２、２２・・π／２周波数シフタ、３、５、２３、２６・・乗算器、
４、６・・ロールオフフィルタ、７、２５、２８・・格納バッファ、
１１・・最大値探索部、１２、３１・・最大値検出部、
１３・・サンプルカウンタ、１４・・ずれ確認処理部、
２４、２７・・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、
Ａ１〜Ａｎ、Ｊ１〜Ｊｎ・・ユニークワード（ＵＷ）パターン格納メモリ、
Ｂ１〜Ｂｎ、Ｋ１〜Ｋｎ・・相関電力算出部、
Ｃ１〜Ｃｎ・・比較・入れ替え処理部、Ｄ１〜Ｄｎ・・スイッチ、
Ｅ１〜Ｅｎ・・最大値リセット部、
Ｆ１〜Ｆｎ・・最大値フラグ格納バッファ、
Ｇ１〜Ｇｎ・・バッファ内合計算出部、
Ｈ１〜Ｈｎ・・最大カウンタ値格納バッファ、
Ｌ１〜Ｌｎ・・最大電力検出部、

Claims

フレーム毎に複数種類のユニークワードのいずれかが含まれる受信信号から当該受信信号に含まれるユニークワードの種類を特定する受信機であって、
それぞれの種類のユニークワードについて、各フレーム毎に、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値を検出するユニークワード毎最大相関値検出手段と、
各フレーム毎に、複数種類のユニークワードについて、ユニークワード毎最大相関値検出手段により検出される最大相関値の中の最大値に対応したユニークワードの種類を検出する最大相関値ユニークワード種類検出手段と、
複数のフレームについて、最大相関値ユニークワード種類検出手段により検出された回数が最大となるユニークワードの種類を検出する最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段と、
各フレーム毎に、それぞれの種類のユニークワード毎に、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得される受信信号部分のタイミングを検出する最大相関値取得タイミング検出手段と、
最大相関値回数最大ユニークワード種類検出手段により検出されるユニークワードの種類について、複数のフレームについて、ユニークワードと受信信号部分との最大の相関値が取得された受信信号部分のタイミングのずれが所定の条件を満たす場合には、当該ユニークワードの種類を受信信号に含まれるユニークワードの種類であると特定するユニークワード種類特定手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
請求項１に記載の受信機において、
複数種類のユニークワードの中には、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が異なるユニークワードの種類が含まれ、
当該受信機は、まず、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が大きいユニークワードの種類について受信信号に含まれるユニークワードの種類であるか否かを判定し、当該判定結果が否であった場合には、フレームの長さに対するユニークワードの長さの比が小さいユニークワードの種類について受信信号に含まれるユニークワードの種類であるか否かを判定する、
ことを特徴とする受信機。
請求項１又は請求項２に記載の受信機において、
それぞれのユニークワードの種類は、それぞれ異なる変調方式に対応付けられており、
当該受信機は、ユニークワード種類特定手段により特定されるユニークワードの種類に対応した変調方式を受信信号で使用された変調方式とみなして、当該変調方式に対応した復調方式により受信信号を処理する受信信号復調処理手段を備えた、
ことを特徴とする受信機。