JP2005130429A - 受信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォルシュ変換した複数の相関値からひとつを選択するための精度を高くする。
【解決手段】 位相回転部４０は、後述の補正量確定部５８から出力される補正信号によって、デジタル受信信号２００の位相を回転する。ＦＷＴ演算部５０は、ＣＣＫ変調された信号をＦＷＴ演算し、ウォルシュ変換値ＦＷＴを出力する。最大値検索部５２は、６４個のウォルシュ変換値ＦＷＴを入力し、それらの大きさにもとづいて、ひとつを選択する。さらに、選択したひとつのウォルシュ変換値ＦＷＴに応じて、φ１の遅延検波される前の信号に相当したφ１信号２０８と、φ２からφ４の組合せをφ成分信号２１０として出力する。φ１復調部５４は、φ１信号２０８を遅延検波して、φ１を生成する。第２位相誤差検出部５６は、φ１復調部５４からの出力信号にもとづいて、位相誤差を検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、受信技術に関し、特にスペクトル拡散された信号を受信するための受信方法および装置に関する。

２．４ＧＨｚ帯の無線周波数を使用したスペクトル拡散通信システムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が実用化されている。当該無線ＬＡＮは、ＣＣＫ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｏｄｅ Ｋｅｙｉｎｇ）変調によって、１１Ｍｂｐｓの最大伝送速度を実現する。一方、無線ＬＡＮの帯域幅は、電波法によって２６ＭＨｚと定められているため、直接拡散方式におけるチップレートの上限も２６Ｍｃｐｓとなる。ただし、チップレート２６Ｍｃｐｓを理想ナイキストフィルタで帯域制限した場合、Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数が４０ＭＨｚとなり、さらにＤ／Ａ変換後の急峻な帯域制限も必要となるためあまり現実的でない。そのため、実際にはナイキストフィルタによる帯域制限でなく、Ｄ／Ａ変換後のアナログフィルタでベースバンドの帯域制限を行っているため、最大１１Ｍｃｐｓ程度のチップレートとなっている。このようなＣＣＫ変調に対応した受信装置は、一般的に、送信された信号の波形のパターンを予め複数用意しており、受信した信号の波形に最も近い波形の送信信号を復調結果としている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１６８９９９号公報

ＣＣＫ変調された信号の復調では、ＦＷＴ（Ｆａｓｔ Ｗａｌｓｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）演算によって、受信した信号から複数の相関値を計算する。さらに、複数の相関値から値の最も大きい相関値を選択し、当該相関値を与えるべき送信された信号の組み合わせを再生する。しかしながら、ノイズやマルチパス伝送路の影響によって、ＦＷＴ演算によって得られた相関値に誤差が含まれると、送信されていない信号の組合せが誤って選択される場合もある。なお、無線ＬＡＮの装置は、小型化される方が望ましいため、可能な限り内部処理を簡略化するべきである。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度にウォルシュ変換した結果から送信した信号を推定する受信技術を提供することにある。

本発明のある態様は、受信装置である。この装置は、複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信する受信部と、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、受信した信号の位相を補正する位相補正部と、補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するウォルシュ変換部と、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくほど値が大きくなるような規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算する近似部と、計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号を出力する選択部とを備える。
以上の装置により、信号点が配置されるべき位相に近づくように、受信した信号の位相を補正してから、信号点が配置されるべき位相に近いほど値が大きくなるような近似を行ない、大きな値に対応した信号を選択するため、受信特性が向上する。

受信部で受信した信号に含まれたウォルシュ符号は、ウォルシュ符号の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなる位相に配置されており、近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなるほど大きくなるように、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。
「ウォルシュ符号の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなる位相」とは、具体的には、同相成分の軸を水平方向に、直交成分の軸を垂直方向に取り、かつ０を同相成分の軸上に定義すれば、π／４、３π／４、５π／４、７π／４になる。

位相補正部は、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する選択部で選択されたひとつの相関値の位相の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。位相補正部は、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。

位相補正部は、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部と、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の位相の位相誤差を推定する誤差推定部と、統計処理した所定の期間に応じて推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量で推定した位相誤差を補正する誤差補正部と、補正した位相誤差にもとづいて、受信した信号の位相を補正する補正実行部とを備えてもよい。誤差推定部は、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、誤差補正部は、誤差推定部での所定の期間が終了してから補正実行部で補正を開始するまでの期間に、誤差推定部での所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。補正実行部は、補正した位相誤差で受信した信号を検波する検波部と、検波した信号を等化処理する等化部と、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定する残留誤差推定部と、推定した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正する残留誤差補正部とを備えてもよい。
以上の装置により、残留の位相誤差の推定を開始する際において、予め位相誤差がある程度補正されているので、推定すべき残留の位相誤差が小さくなり、残留の位相誤差を推定するための期間が短くなる。また、位相誤差の推定と周波数オフセットの推定を並列に行うので、位相誤差の推定のための期間が短くなる。

近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。
「位相の誤差」の検出は、複素演算によって求められてもよいし、位相の演算によって求められてもよい。

近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算した値から、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方と小さい方との差に所定の定数を乗算した値を減算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似部は、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかと相関値の位相の誤差にもとづいて所定の係数を決定し、当該係数で相関値を重み付けして、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。選択部は、計算した複数の相関値の大きさの近似値をふたつずつトーナメント方式で比較して、ひとつの相関値を選択してもよい。

本発明のさらに別の態様も、受信装置である。この装置は、信号を受信する受信部と、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部と、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定する位相推定部と、統計処理した所定の期間に応じて推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量で推定した初期位相を補正する初期位相補正部と、補正した初期位相にもとづいて、受信した信号を復調する復調部とを備える。位相推定部は、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、初期位相補正部は、位相推定部での所定の期間が終了してから復調部で復調を開始するまでの期間に、位相推定部での所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。復調部は、補正した初期位相で受信した信号を検波する検波部と、検波した信号を等化処理する等化部と、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定する残留誤差推定部と、推定した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正する残留誤差補正部とを備えてもよい。

「初期位相」とは、所定の時点における受信した信号と、当該時点において配置されるべき信号点の間の位相差である。信号がバースト信号の場合、所定の時点とは、一般的にバースト信号の先頭を指すが、ここでは先頭に限定されなくてもよい。
以上の装置により、残留の位相誤差の推定を開始する際において、予め初期位相がある程度補正されているので、推定すべき残留の位相誤差が小さくなり、残留の位相誤差を推定するための期間が短くなる。また、初期位相の推定と周波数オフセットの推定を並列に行うことによって、位相誤差の推定のための期間が短くなる。

本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信するステップと、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、受信した信号の位相を補正するステップと、補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するステップと、ウォルシュ符号が配置された位相に近づくほど値が大きくなるような規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算するステップと、計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号を出力するステップとを備える。

受信するステップで受信した信号に含まれたウォルシュ符号は、ウォルシュ符号の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなる位相に配置されており、近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなるほど大きくなるように、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。位相を補正するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する選択されたひとつの相関値の位相の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。位相を補正するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。

位相を補正するステップは、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定するステップと、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の位相の位相誤差を推定するステップと、統計処理した所定の期間に応じて推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量で推定した位相誤差を補正するステップと、補正した位相誤差にもとづいて、受信した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。位相誤差を推定するステップは、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、推定した位相誤差を補正するステップは、位相誤差を推定するステップでの所定の期間が終了してから、受信した信号の位相を補正するステップで補正を開始するまでの期間に、位相誤差を推定するステップでの所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。受信した信号の位相を補正するステップは、補正した位相誤差で受信した信号を検波するステップと、検波した信号を等化処理するステップと、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定するステップと、推定した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。

近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。

近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算した値から、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方と小さい方との差に所定の定数を乗算した値を減算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似値をそれぞれ計算するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかと相関値の位相の誤差にもとづいて所定の係数を決定し、当該係数で相関値を重み付けして、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。複数の位相信号を出力するステップは、計算した複数の相関値の大きさの近似値をふたつずつトーナメント方式で比較して、ひとつの相関値を選択してもよい。

本発明のさらに別の態様も、受信方法である。この方法は、信号を受信するステップと、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定するステップと、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定するステップと、統計処理した所定の期間に応じて推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量で推定した初期位相を補正するステップと、補正した初期位相にもとづいて、受信した信号を復調するステップとを備える。

初期位相を推定するステップは、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、初期位相を補正するステップは、初期位相を推定するステップでの所定の期間が終了してから復調するステップで復調を開始するまでの期間に、初期位相を推定するステップでの所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。復調するステップは、補正した初期位相で受信した信号を検波するステップと、検波した信号を等化処理するステップと、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定するステップと、推定した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。

本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、無線ネットワークを介して、複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信するステップと、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、受信した信号の位相を補正するステップと、補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するステップと、メモリに記憶したウォルシュ符号が配置された位相に近づくほど値が大きくなるような規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算するステップと、計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号をメモリから出力するステップとをコンピュータに実行させる。

受信するステップで受信した信号に含まれたウォルシュ符号は、ウォルシュ符号の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなる位相に配置されており、近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなるほど大きくなるように、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。位相を補正するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する選択されたひとつの相関値の位相の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。位相を補正するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように受信した信号の位相を補正してもよい。

位相を補正するステップは、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定してメモリに記憶するステップと、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する受信した信号の位相の位相誤差を推定してメモリに記憶するステップと、統計処理した所定の期間に応じてメモリに記憶した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量でメモリに記憶した位相誤差を補正するステップと、補正した位相誤差にもとづいて、受信した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。位相誤差をメモリに記憶するステップは、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、推定した位相誤差を補正するステップは、位相誤差をメモリに記憶ステップでの所定の期間が終了してから、受信した信号の位相を補正するステップで補正を開始するまでの期間に、位相誤差をメモリに記憶するステップでの所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、メモリに記憶した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。受信した信号の位相を補正するステップは、補正した位相誤差で受信した信号を検波するステップと、検波した信号を等化処理するステップと、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定してメモリに記憶するステップと、メモリに記憶した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。

近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。

近似値をそれぞれ計算するステップは、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算した値から、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方と小さい方との差に所定の定数を乗算した値を減算させる規則によって、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。近似値をそれぞれ計算するステップは、複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかと相関値の位相の誤差にもとづいて所定の係数を決定し、当該係数で相関値を重み付けして、生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算してもよい。複数の位相信号を出力するステップは、計算した複数の相関値の大きさの近似値をふたつずつトーナメント方式で比較して、ひとつの相関値を選択してもよい。

本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、無線ネットワークを介して、信号を受信するステップと、受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定してメモリに記憶するステップと、受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定してメモリに記憶するステップと、統計処理した所定の期間に応じてメモリに記憶した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、導出した位相の回転量でメモリに記憶した初期位相を補正するステップと、補正した初期位相にもとづいて、受信した信号を復調するステップとをコンピュータに実行させる。初期位相をメモリに記憶するステップは、統計処理として受信した信号を所定の期間にわたって平均し、初期位相を補正するステップは、初期位相をメモリに記憶ステップでの所定の期間が終了してから、復調するステップで復調を開始するまでの期間に、初期位相をメモリに記憶するステップでの所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、メモリに記憶した周波数オフセットから位相の回転量を導出してもよい。復調するステップは、補正した初期位相で受信した信号を検波するステップと、検波した信号を等化処理するステップと、等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定してメモリに記憶するステップと、メモリに記憶した残留の位相誤差にもとづいて、等化処理した信号の位相を補正するステップとを備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、高精度にウォルシュ変換した結果から送信した信号を推定できる。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮの受信装置に関する。受信装置は、受信した信号に含まれたＣＣＫ変調された信号をＦＷＴ演算する。さらに受信装置は、ＦＷＴ演算して得られた複数の相関値の中から大きさが最大の相関値を選択し、当該選択した相関値に対応した位相信号の組合せをＣＣＫに含まれた位相信号を再生する。ここで相関値は同相成分と直交成分を有した複素数であり、通常は、相関値の大きさの計算には、２乗和を計算するために、演算処理量が増大する。なお、ＣＣＫは差動符号化した信号にもとづいてチップ信号を生成しているため、通常は、受信装置において絶対的な位相の補正を必要としなかった。

本実施例に係る受信装置は、近似の誤差が、相関値が同相成分の軸と直交成分の軸から離れるほど大きくなるような近似を行う。一方、当該近似による誤差が大きい場合には、近似した値自体も大きくなる。そこで、受信装置は、受信した信号の絶対的な位相を補正してから、ＦＷＴ演算する。その結果、最終的に選択されるべき相関値は、近似した値が大きくなるような位相に配置される。その結果、当該相関値が複数の相関値の中から、選択される可能性が向上して、信号の受信特性が向上する。

本実施例の前提として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＣＣＫ変調の概略を説明する。ＣＣＫ変調は、８ビットをひとつの単位（以下、この単位を「ＣＣＫ変調単位」とする）とし、この８ビットを上位からｄ１、ｄ２、・・・ｄ８と名づける。ＣＣＫ単位のうち、下位６ビットは、［ｄ３，ｄ４］、［ｄ５，ｄ６］、［ｄ７，ｄ８］単位でそれぞれＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされる。また、マッピングした位相をそれぞれ（φ２、φ３、φ４）とする。さらに、位相φ２、φ３、φ４から８種類の拡散符号Ｐ１からＰ８を以下の通り生成する。

一方、ＣＣＫ変調単位のうち、上位２ビットの［ｄ１，ｄ２］は、ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｎｔｉａｌ ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされ、ここではマッピングした位相をφ１とする。なお、φ１が被拡散信号に相当する。さらに、被拡散信号φ１と拡散符号Ｐ１からＰ８より、以下の通り８通りのチップ信号Ｘ０からＸ７を生成する。

送信装置は、チップ信号Ｘ０からＸ７の順に送信する（以下、チップ信号Ｘ０からＸ７によって構成される時系列の単位も「ＣＣＫ変調単位」という）。
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格ではＣＣＫ変調の他に、ＤＢＰＳＫやＤＱＰＳＫの位相変調した信号が既知の拡散符号によって拡散されて送信される。

図１は、実施例１に係る通信システムのバーストフォーマットを示す。このバーストフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ規格のＳｈｏｒｔＰＬＣＰに相当する。バースト信号は、図示のごとくプリアンブル、ヘッダ、データの領域を含む。さらに、プリアンブルは、ＤＢＰＳＫの変調方式で伝送速度１Ｍｂｐｓで通信され、ヘッダは、ＤＱＰＳＫの変調方式で伝送速度２Ｍｂｐｓで通信され、データは、ＣＣＫの変調方式で伝総則で１１Ｍｂｐｓで通信される。また、プリアンブルは、５６ビットのＳＹＮＣ、１６ビットのＳＦＤを含み、ヘッダは、８ビットのＳＩＧＮＡＬ、８ビットのＳＥＲＶＩＣＥ、１６ビットのＬＥＮＧＴＨ、１６ビットのＣＲＣを含む。一方、データに対応したＰＳＤＵの長さは、可変である。

図２は、実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、受信装置１０、送信装置１２を含む。さらに、受信装置１０は、受信用アンテナ１４、無線部１８、直交検波部２０、ＡＧＣ２２、ＡＤ変換部２４、ベースバンド処理部２６、制御部２８を含み、送信装置１２は、送信用アンテナ１６、無線部３０、変調部３２を含む。また信号としてデジタル受信信号２００、出力信号２０２を含む。

変調部３２は、上述の通り、送信すべき情報をＣＣＫ変調処理し、あるいは位相変調した信号を拡散処理する。無線部３０は、変調部３２から出力されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換、増幅処理を行う。送信用アンテナ１６は、無線周波数の信号を送信し、受信用アンテナ１４は、無線周波数の信号を受信する。

無線部１８は、受信した無線周波数の信号を中間周波数の信号に周波数変換する。直交検波部２０は、中間周波数の信号を直交検波し、ベースバンドの信号を出力する。一般にベースバンドの信号は、同相成分と直交成分のふたつの成分によって示されるが、ここではそれらをまとめた形で図示する。ＡＧＣ２２は、ベースバンドの信号の振幅を後述のＡＤ変換部２４のダイナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。ＡＤ変換部２４は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換し、複数ビットで構成されたデジタル受信信号２００を出力する。ベースバンド処理部２６は、デジタル受信信号２００を逆拡散や復調して、出力信号２０２を出力する。制御部２８は、受信装置１０のタイミング等を制御する。

図３は、ベースバンド処理部２６の構成を示す。ベースバンド処理部２６は、位相回転部４０、等化器４２、相関器４４、復調部４６、第１位相誤差検出部４８、ＦＷＴ演算部５０、最大値検索部５２、φ１復調部５４、第２位相誤差検出部５６、補正量確定部５８、スイッチ部６０を含む。また信号として、逆拡散信号２０４、位相誤差信号２０６、φ１信号２０８、φ成分信号２１０、ウォルシュ変換値ＦＷＴを含む。

位相回転部４０は、後述の補正量確定部５８から出力される補正信号によって、デジタル受信信号２００の位相を回転する。当該回転の結果、デジタル受信信号２００の信号点が、同相成分の軸と直交成分の軸の中間の位相、すなわちπ／４、３π／４、５π／４、７π／４のいずれかの近傍に配置される。なお、位相回転部４０での回転は、複素成分のベクトル演算によってなされてもよいし、位相成分のみの加減演算によってなされてもよい。

等化器４２は、位相回転部４０から出力された信号に含まれたマルチパス伝送路の影響を除去する。等化器４２は、トランスバーサル型のフィルタによって構成される。なお、トランスバーサル型のフィルタにＤＦＥが付加された構成であってもよい。なお、等化器４２のタップ係数が設定されるまでは、等化器４２は、入力された信号をそのまま出力してもよい。
相関器４４は、図１のバーストフォーマットのプリアンブルとヘッダ領域のような所定の拡散符号で拡散された位相変調信号を逆拡散するために、等化器４２から出力された信号を当該拡散符号で相関処理する。相関処理は、スライディング型の相関処理であってもよいし、マッチドフィルタ型の相関処理であってもよい。相関器４４は、前述のごとく図１のバーストフォーマットにおいて、プリアンブルとヘッダでのみ動作するが、データが所定の拡散符号で拡散した位相変調信号である場合には、データの部分でも動作する。

復調部４６は、相関器４４で逆拡散した逆拡散信号２０４を復調する。逆拡散信号２０４の変調方式は、ＤＢＰＳＫあるいはＤＱＰＳＫのため、復調は遅延検波で実行される。
第１位相誤差検出部４８は、逆拡散信号２０４にもとづいて位相誤差を検出する。詳細は後述するが、検出した位相誤差は、位相誤差信号２０６として出力される。
ＦＷＴ演算部５０は、図１のバーストフォーマットのデータ領域のようなＣＣＫ変調された信号をＦＷＴ演算し、ウォルシュ変換値ＦＷＴを出力する。具体的には、ＣＣＫ変調単位のチップ信号を入力して、チップ信号間の相関処理によって、６４個のウォルシュ変換値ＦＷＴ、すなわち相関値を出力する。

最大値検索部５２は、６４個のウォルシュ変換値ＦＷＴを入力し、それらの大きさにもとづいて、ひとつのウォルシュ変換値ＦＷＴを選択する。さらに、選択したひとつのウォルシュ変換値ＦＷＴに応じて、φ１の遅延検波される前の信号に相当したφ１信号２０８と、φ２からφ４の組合せをφ成分信号２１０として出力する。
φ１復調部５４は、φ１信号２０８を遅延検波して、φ１を生成する。さらに、φ１からφ４の組合せから、伝送すべき情報信号のｄ１、ｄ２、・・・ｄ８を再生して出力する。

第２位相誤差検出部５６は、φ１復調部５４からの出力信号にもとづいて、位相誤差を検出する。検出は、第１位相誤差検出部４８と同様の方法によってなされる。
補正量確定部５８は、位相回転部４０でデジタル受信信号２００の位相を回転させるための信号を出力する。図１のバーストフォーマットのプリアンブルとヘッダ領域の区間では、第１位相誤差検出部４８で検出した位相誤差を出力し、バーストフォーマットのデータ領域の区間では、第２位相誤差検出部５６で検出した位相誤差を出力する。

スイッチ部６０は、復調部４６から出力された信号とφ１復調部５４から出力された信号のいずれかを選択し、出力信号２０２として出力する。図１のバーストフォーマットのプリアンブルとヘッダ領域の区間では、復調部４６から出力された信号を選択し、バーストフォーマットのデータ領域の区間では、φ１復調部５４から出力された信号を選択し、選択した信号の反転信号を出力する。
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図４は、第１位相誤差検出部４８の構成を示す。第１位相誤差検出部４８は、記憶部７４、判定部７０、複素共役部７２、スイッチ部７６、乗算部７８を含む。
記憶部７４は、図１のバーストフォーマットのプリアンブル領域に対応した既知の信号を記憶し、プリアンブル領域に該当するタイミングで記憶した既知の信号を出力する。
判定部７０は、図１のバーストフォーマットのヘッダ領域の区間において、予め定めた判定のしきい値にもとづいて、逆拡散信号２０４の値を判定する。当該判定は、逆拡散信号２０４の同相成分と直交成分に対してそれぞれ行う。

複素共役部７２は、判定部７０で判定した信号の複素共役を計算する。
スイッチ部７６は、プリアンブルの区間で記憶部７４からの信号を参照信号として出力し、ヘッダ領域の区間で複素共役部７２からの信号を参照信号として出力する。
乗算部７８は、スイッチ部７６から出力される参照信号と、逆拡散信号２０４を乗算し、参照信号に対する逆拡散信号２０４の誤差を位相誤差信号２０６として出力する。

図５は、ＦＷＴ演算部５０の構成を示す。ＦＷＴ演算部５０は、φ２推定部８０と総称される第１φ２推定部８０ａ、第２φ２推定部８０ｂ、第３φ２推定部８０ｃ、第４φ２推定部８０ｄ、φ３推定部８２と総称される第１φ３推定部８２ａ、第２φ３推定部８２ｂ、φ４推定部８４を含む。また信号として、第１相関値Ｙと総称されるＹ０−０、Ｙ０−１、Ｙ０−２、Ｙ０−３、Ｙ１−０、Ｙ１−１、Ｙ１−２、Ｙ１−３、Ｙ２−０、Ｙ２−１、Ｙ２−２、Ｙ２−３、Ｙ３−０、Ｙ３−１、Ｙ３−２、Ｙ３−３、第２相関値Ｚと総称されるＺ０、Ｚ１、Ｚ１５、Ｚ１６、Ｚ１７、Ｚ３１、ウォルシュ変換値ＦＷＴと総称されるＦＷＴ０、ＦＷＴ１、ＦＷＴ６３を含む。

φ２推定部８０は、それぞれふたつのチップ信号Ｘ、例えば、Ｘ０とＸ１を入力し、Ｘ０の位相を０、π／２、π、３π／２回転させて、Ｘ１と回転させたＸ０をそれぞれ加算して、Ｙ０−０からＹ０−３をそれぞれ出力する。ここでは、Ｘ０を回転させた位相とφ２の位相が等しい場合に、該当する第１相関値Ｙの大きさが大きくなる。その結果、φ２を推定できる。

φ３推定部８２は、φ２推定部８０と同様に動作し、例えば、Ｙ０−０からＹ０−３とＹ１−０からＹ１−３を入力して、Ｚ０からＺ１５をそれぞれ出力し、第２相関値Ｚの大きさよりφ３を推定できる。φ４推定部８４は、φ２推定部８０と同様に動作し、Ｚ０からＺ３１を入力して、ＦＷＴ０からＦＷＴ６３を出力し、ウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさよりφ４、さらにφ１を推定できる。

図６は、第１φ２推定部８０ａの構成を示す。第１φ２推定部８０ａは、０位相回転部８６、π／２位相回転部８８、π位相回転部９０、３／２π位相回転部９２、加算部９４と総称される第１加算部９４ａ、第２加算部９４ｂ、第３加算部９４ｃ、第４加算部９４ｄを含む。
０位相回転部８６、π／２位相回転部８８、π位相回転部９０、３／２π位相回転部９２は、Ｘ０の位相をそれぞれ０、π／２、π、３π／２回転させる。それらの出力は、加算部９４でＸ１と加算される。

図７は、最大値検索部５２の構成を示す。最大値検索部５２は、選択部１１０、近似部１１２、比較部１１４と総称される第１比較部１１４ａ、第２比較部１１４ｂ、第３比較部１１４ｃ、第４比較部１１４ｄ、第５比較部１１４ｅ、第６比較部１１４ｆ、第７比較部１１４ｇ、最大値比較部１１６、最大値格納部１１８、最大値Ｉｎｄｅｘ格納部１２０を含む。
選択部１１０は、ＦＷＴ０からＦＷＴ６３の６４個のデータを入力し、８個ずつのデータを出力する。例えば、最初のタイミングでＦＷＴ０からＦＷＴ７を出力し、次のタイミングでＦＷＴ８からＦＷＴ１５を出力する。

近似部１１２は、ウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさを近似によって求める。ここでは、ウォルシュ変換値ＦＷＴの同相成分と直交成分をそれぞれＩとＱとすれば、絶対値和によって大きさＲを求める。
（数３）
Ｒ ＝ ｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜
比較部１１４は、８個のＲを比較し、最大の大きさをもつウォルシュ変換値ＦＷＴを選択する。

最大値比較部１１６は、ＦＷＴ０からＦＷＴ６３の中で、前回の８個のウォルシュ変換値ＦＷＴの最大値と比較し、大きいほうを選択する。最終的には、ＦＷＴ０からＦＷＴ６３の中で最大の大きさをもつウォルシュ変換値ＦＷＴを選択する。選択されたウォルシュ変換値ＦＷＴは最大値格納部１１８に格納される。
最大値Ｉｎｄｅｘ格納部１２０は、最大値格納部１１８に最終的に格納された最大のウォルシュ変換値ＦＷＴに対応したφ２からφ４の組合せを出力する。

図８は、最大値検索部５２で選択されるべきウォルシュ変換値ＦＷＴのコンスタレーションを示す。図中のＩ軸とＱ軸は、それぞれ同相成分の軸と直交成分の軸を示し、図中の○印は、位相誤差のない場合の理想的なウォルシュ変換値ＦＷＴのコンスタレーションを示す。点線は、ウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさを通常の２乗和で求めた場合の一定の大きさを示す。一方、図中に示した正方形は、点線に対応したウォルシュ変換値ＦＷＴを前述の絶対値和で求めた場合の大きさである。なお、図中のＩ軸とＱ軸に示した「１」と「−１」の値は、ウォルシュ変換値ＦＷＴを正規化した場合の値であって、実際のウォルシュ変換値ＦＷＴはこれ以外の値であってもよい。正方形と点線のずれが、近似による誤差を示し、特にπ／４、３π／４、５π／４、７π／４で大きくなっている。しかしながら、図示のごとく、ウォルシュ変換値ＦＷＴのコンスタレーションが配置されるべき位相で近似した値が大きくなるため、当該ウォルシュ変換値ＦＷＴが選択されやすくなり、受信特性が向上する。一方、位相誤差があれば、ウォルシュ変換値ＦＷＴのコンスタレーションは、図中の×印となるため、当該ウォルシュ変換値ＦＷＴが選択されにくくなり、受信特性の劣化の可能性がある。これを防止するために、本実施例では、位相回転部４０で位相を補正している。

以上の構成による受信装置１０の動作を説明する。プリアンブルとヘッダ領域の区間において、相関器４４は、等化器４２で等化した信号を逆拡散し、復調部４６は復調して出力信号２０２を出力する。また、第１位相誤差検出部４８は、逆拡散信号２０４から位相誤差を検出して、位相回転部４０は検出された位相誤差にもとづいてデジタル受信信号２００の位相を補正する。一方、データの区間において、ＦＷＴ演算部５０は、等化器４２で等化した信号をＦＷＴ演算してウォルシュ変換値ＦＷＴを求め、最大値検索部５２は、ウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさを絶対値和で求めて、最大のウォルシュ変換値ＦＷＴに対応したφ２からφ４の組合せを出力し、φ１復調部５４はφ１を出力する。また、第２位相誤差検出部５６は、φ１復調部５４の出力信号から位相誤差を検出して、位相回転部４０は検出された位相誤差にもとづいてデジタル受信信号２００の位相を補正する。

本発明の実施例１によれば、ＦＷＴ演算結果の相関値の大きさを絶対値和で求めるため、演算量を小さくできる。また、受信した信号の絶対的な位相を予め補正しているため、相関値の大きさの絶対値和による近似によって、受信特性を向上できる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮの受信装置に関し、ＦＷＴ演算結果の相関値の大きさを絶対値和で求める。しかしながら、受信した信号の絶対的な位相の補正方法が実施例１と異なる。
図９は、実施例２に係るベースバンド処理部２６の構成を示す。図３のベースバンド処理部２６と異なって、第１位相回転部１３０、第２位相回転部１３２を含む。
第１位相回転部１３０は、位相回転部４０と同様にデジタル受信信号２００の位相を回転させるが、第１位相誤差検出部４８で検出された位相誤差によって、回転させる。なお、デジタル受信信号２００の位相とウォルシュ符号が配置された位相のいずれかとの位相誤差によって、当該位相誤差が小さくなるように、デジタル受信信号２００の位相を回転させてもよい。

第２位相回転部１３２は、等化器４２で等化された信号を第２位相誤差検出部５６で検出された位相誤差によって回転させる。
本発明の実施例２によれば、位相誤差を検出してから、信号を回転させるまでの処理遅延が小さいため、信号に含まれた残留周波数誤差が大きい場合でも位相誤差を補正可能である。

（実施例３）
本発明の実施例３は、実施例２と同様に受信した信号の絶対的な位相を補正するための方法に関する。前述のごとく、絶対的な位相を補正すればマルチパス環境下におけるＣＣＫ復調の受信特性が向上される。絶対的な位相の補正は、一般的に何らかの誤差信号をフィードバックする制御にもとづいて実行されるが、当該制御によって位相が目標の値に収束するまでの期間が長くなる場合がある。しかしながら、絶対的な位相の推定は、バースト信号のプリアンブル期間中にある程度収束しなければならないので、位相が目標の値に収束するまでの期間は短い方が望ましい。そのため、本実施例の目的は、位相の推定を高速に収束させる受信技術を提供することにある。

本実施例に係る受信装置は、受信した信号から周波数オフセットを推定する処理と並列に、受信した信号を平均して初期位相を推定する。初期位相の推定が終了した後に、周波数オフセットにもとづいて初期位相の値を補正して、当該補正した初期位相の値で受信した信号を検波する。さらに、検波した信号を等化器によって等化処理し、等化処理した信号に残留した位相誤差を推定する。最終的に、受信装置は、残留した位相誤差が補正された信号にもとづいて、ＣＣＫ復調する。以上のような構成により、受信した信号から周波数オフセットの推定と初期位相の推定を並列して行うので、初期位相の推定の終了が早くなる。一方、残留の位相誤差の推定を開始する際には、既に初期位相がある程度補正されているので、残留の位相誤差の推定が高速になる。さらに、マルチパス信号の成分が低減された等化処理した信号にもとづいて残留した位相誤差を推定するので、残留した位相誤差の推定が高い精度でなされる。

図１０は、実施例３に係るベースバンド処理部２６の構成を示す。図１０は、図９のベースバンド処理部２６と異なって初期位相推定部１５０、周波数オフセット推定部１５２、補正量決定部１５４、残留位相推定部１５６を含む。
第１位相回転部１３０は、補正量決定部１５４からの補正された初期位相によって、デジタル受信信号２００の位相を補正する。上記の動作は、補正量決定部１５４から出力された位相によってデジタル受信信号２００を検波する動作に相当する。なお、補正された初期位相が補正量決定部１５４から出力されるまでは、入力したデジタル受信信号２００をそのまま出力する。

周波数オフセット推定部１５２は、デジタル受信信号２００に含まれた周波数オフセットを推定する。周波数オフセットの推定方法の具体例は後述するが、バースト信号のＳＹＮＣの期間において復調部４６から出力された信号に対して、所定のチップ間での位相差を計測する。さらに、当該所定のチップ間に相当した期間によって、計測した位相差を除算して周波数オフセットを導出する。なお、ＳＹＮＣの信号成分は既知のため、位相差を計測する際にＳＹＮＣの信号成分は除去されているものとする。また、ＳＹＮＣ期間終了後においても周波数オフセット推定部１５２は、バースト信号区間にわたって周波数オフセットを逐次推定する。バースト信号がＣＣＫ変調されている場合、復調部４６から出力された信号あるいはφ１復調部５４から出力された信号が使用される。

初期位相推定部１５０は、デジタル受信信号２００の初期位相、すなわちＳＹＮＣ信号が配置されるべき信号点とデジタル受信信号２００の位相誤差を推定する。初期位相の推定方法の具体例は後述するが、初期位相推定部１５０はバースト信号のＳＹＮＣの期間において復調部４６から出力された信号を入力する。入力した信号からＳＹＮＣの信号成分を除去した後に、雑音成分を低減するために平均等の統計処理を実行し、平均した結果を初期位相とする。複数チップで構成されたひとつのシンボル期間が、平均を実行する所定の期間とされた場合に、入力した信号には周波数オフセットが含まれているので、平均を開始したタイミングと終了したタイミングで位相差が生じる。そのため、平均した結果は所定の期間の中間の時点での位相に対応する。なお、ここで周波数オフセットは一定の値と想定する。

補正量決定部１５４は、周波数オフセット推定部１５２から周波数オフセットを入力し、初期位相推定部１５０から初期位相を入力する。前述のごとく、初期位相は平均を行った期間の中間の時点での位相に対応するので、周波数オフセットにもとづいて初期位相を補正し、補正した初期位相で初期位相を補正する。すなわち、初期位相をθＳ、周波数オフセットをΔω、初期位相に対応した時点からの時間をｔとすれば、補正量決定部１５４によって補正される初期位相θＳ’は、次のように示される。
（数４）
θＳ’＝θＳ＋Δω・ｔ
補正された初期位相θＳ’は、第１位相回転部１３０に出力される。ここで数４の時間ｔは、次のように決定される。初期位相推定部１５０で初期位相が推定された後、直ちに第１位相回転部１３０がデジタル受信信号２００を補正する場合に対して、時間ｔは平均を行った期間の半分の期間とされる。一方、初期位相推定部１５０で初期位相が推定された後、所定の期間、例えば１シンボル経過後に第１位相回転部１３０がデジタル受信信号２００を補正する場合に対して、時間ｔは平均を行った期間の半分の期間に１シンボルを加算した期間とされる。なお、ひとつのバースト信号において、初期位相は入力された値が保持されるが、周波数オフセットは、周波数オフセット推定部１５２からの出力にもとづいて逐次更新されるものとする。

残留位相推定部１５６は、第１位相回転部１３０でデジタル受信信号２００の位相の補正が開始された後、等化器４２から出力された信号に含まれた残留の位相誤差を推定する。ここでは、第２位相回転部１３２から出力された信号の位相と、当該信号が配置されるべき信号の位相との誤差を検出する。なお、残留位相推定部１５６によって残留の位相誤差の推定が開始される際、既に第１位相回転部１３０でデジタル受信信号２００の位相は補正されているため、残留の位相誤差はある程度小さくなっていると予想される。

図１１（ａ）−（ｈ）は、動作シーケンスを示す。図１１（ａ）は、受信したバースト信号のフォーマットを示す。これは、図１に示したものと同一である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のバースト信号のフォーマットに対するベースバンド処理部２６の動作の状態を示す。「キャリア検出」は、図１の無線部１８がバースト信号の存在を検出する状態を示す。「同期捕捉」は、図示しないタイミング検出部が、バースト信号のタイミング同期を捕捉する状態を示す。「周波数・位相推定」は、図１０の初期位相推定部１５０と周波数オフセット推定部１５２が初期位相と周波数オフセットをそれぞれ推定する状態を示す。なお、以上の処理は、バースト信号中のＳＹＮＣの一部でなされる。「ＳＦＤ検出」は、図示しない検出部がバースト信号に含まれたＳＦＤを検出する状態であり、バースト信号のＳＹＮＣの一部とＳＦＤでなされる。「ヘッダ復調」は、受信装置１０がバースト信号に含まれたヘッダ信号を復調する状態であり、バースト信号のヘッダでなされる。「データ復調」は、受信装置１０がバースト信号に含まれたデータ信号を復調する状態であり、バースト信号のデータでなされる。

図１１（ｃ）は、ベースバンド処理部２６での復調処理の状態を示す。ベースバンド処理部２６は、相関器４４と復調部４６でなされる「Ｂａｒｋｅｒ逆拡散＋ＤＰＳＫ復調」と、ＦＷＴ演算部５０、最大値検索部５２、φ１復調部５４でなされる「ＣＣＫ復調」に対応している。ここでは、図示のごとくバースト信号のＳＹＮＣ、ＳＦＤ、ヘッダで「Ｂａｒｋｅｒ逆拡散＋ＤＰＳＫ復調」がなされ、バースト信号のデータで「ＣＣＫ復調」がなされるものとする。図１１（ｄ）は、周波数オフセット推定部１５２の動作の状態を示す。周波数オフセット推定部１５２は、図１１（ｂ）の「周波数・位相推定」において、復調部４６から出力された信号にもとづいて周波数オフセットを推定し、「周波数・位相推定」終了時に補正量決定部１５４に出力する。それ以後も周波数オフセット推定部１５２は周波数オフセットを推定し、補正量決定部１５４に逐次出力する。なお、図１１（ｂ）の「データ復調」において、周波数オフセット推定部１５２は、φ１復調部５４から出力された信号にもとづいて周波数オフセットを推定する。図１１（ｅ）は、初期位相推定部１５０の動作の状態を示す。初期位相推定部１５０は、図１１（ｂ）の「周波数・位相推定」の一部の区間において、初期位相を出力し、「周波数・位相推定」終了時に補正量決定部１５４に出力する。

図１１（ｆ）は、補正量決定部１５４および第１位相回転部１３０の動作を示す。図１１（ｂ）の「周波数・位相推定」終了時に補正量決定部１５４は、周波数オフセット推定部１５２からの周波数オフセットと初期位相推定部１５０からの初期位相を入力し、それらにもとづいて、初期位相を補正する。その後、補正量決定部１５４は、周波数オフセット推定部１５２から逐次入力される周波数オフセットにもとづいて、補正した初期位相の値を更新する。第１位相回転部１３０は、補正量決定部１５４で生成された値にもとづいてデジタル受信信号２００を補正する。図１１（ｇ）は、残留位相推定部１５６の動作の状態を示す。図１１（ｂ）の「ヘッダ復調」と「データ復調」において残留位相推定部１５６は、第２位相回転部１３２から出力された信号に含まれた残留位相誤差を推定する。前述のごとく、ＣＣＫ復調は図１１（ｂ）の「データ復調」においてなされるので、残留位相誤差の推定は、「データ復調」だけでなされてもよいが、ここでは、受信特性を向上させるため、予め「ヘッダ復調」においても残留の位相誤差を推定する。図１１（ｈ）は、第２位相回転部１３２の動作の状態を示す。図１１（ｇ）に対応した動作を行う。

図１２（ａ）−（ｂ）は、図１１の初期位相推定に関する動作シーケンスを示す。図１２（ａ）−（ｂ）は、図１１（ｄ）−（ｅ）をより詳細にしたものである。図１２（ａ）は、、周波数オフセット推定部１５２の動作を示すが、図中の「θ１」から「θ５」は、ＳＹＮＣのうち、図１１（ｂ）の「周波数・位相推定」に対応したシンボルの位相を示す。ここでは、シンボルはスペクトル拡散されているため、ひとつの「θ１」で示された信号は複数のチップ信号でそれぞれ構成されている。また、ひとつのシンボルの期間を「Ｔ」で示す。周波数オフセット推定部１５２は、「θ１」に対応したシンボルと「θ２」に対応したシンボルから周波数オフセット「Δω１」を推定する。具体的には、「θ１」に対応したシンボルに含まれたひとつのチップ信号と、「θ２」に対応したシンボルに含まれたひとつのチップ信号との間の周波数オフセットを求め、当該周波数オフセットをシンボルの区間にわたって平均して、「Δω１」を導出する。さらに、それぞれ別個に導出した周波数オフセット「Δω１」から「Δω４」を平均して、「Δω」を求める。

図１２（ｂ）は、初期位相推定部１５０の動作を示す。初期位相推定部１５０は、図１２（ａ）のうち「θ５」のみ、すなわち周波数オフセットを推定する期間のうちの一部、特に最後のシンボルで動作する。前述のごとく、「θ５」に対応したシンボルは、複数のチップ信号を含み、ここではそれらの位相を「θ５（１）」から「θ５（Ｎ）」で示す。ここで、Ｎはひとつのシンボルに含まれたチップ数である。初期位相推定部１５０は、「θ５（１）」から「θ５（Ｎ）」を平均して、「θＳ」を導出するが、これは平均処理の期間の中間、すなわち「θ５（Ｎ／２）」に対応した時点での初期位相に相当する。

補正量決定部１５４は、初期位相推定部１５０で導出した初期位相「θＳ」を補正する。図示のごとく、「θ５」終了時点の初期位相θＳ’を導出するために、以下の計算を実行する。
（数５）
θＳ’＝θＳ＋Δω・Ｔ／２
なお、補正量決定部１５４によって導出される初期位相が「θ５」終了時点でなくそれ以降の場合、数５のＴ／２が調節される。例えば、「θ５」終了時点から１シンボル経過後の場合、３Ｔ／２とされる。

以上の構成によるベースバンド処理部２６の動作を説明する。周波数オフセット推定部１５２は、バースト信号のＳＹＮＣにおいて周波数オフセットを推定する。また、初期位相推定部１５０は、周波数オフセット推定部１５２が動作するバースト信号のＳＹＮＣの一部において初期位相を推定する。補正量決定部１５４は、初期位相推定部１５０での推定終了時に周波数オフセットにもとづいて、初期位相を補正する。第１位相回転部１３０は、補正した初期位相にもとづいて、デジタル受信信号２００を検波して出力する。なお、周波数オフセット推定部１５２は、初期位相推定部１５０での推定終了以降も周波数オフセットを推定し、補正量決定部１５４は、周波数オフセット推定部１５２で新たに推定された周波数オフセットを反映した位相を第１位相回転部１３０に出力する。第１位相回転部１３０で検波された信号は、等化器４２で等化され、第２位相回転部１３２と残留位相推定部１５６で残留周波数の推定と補正が行われる。

本発明の実施例３によれば、周波数オフセットの推定と初期位相の推定を並列に実行するので、初期位相の推定結果が、早いタイミングで得られる。また、初期位相が補正された信号の残留位相誤差を推定するので、残留位相誤差の推定が開始される際の位相誤差を小さくでき、残留位相誤差の推定を高速に収束させられる。また、等化された信号の残留位相誤差を推定するので、マルチパス信号の影響を軽減でき、残留位相誤差の推定を高精度に行える。また、初期位相推定部１５０、初期位相を保持するレジスタと加算器から構成されているので、回路規模の増加を抑えられる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１と３において、近似部１１２は、ウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさの近似値Ｒを絶対値和によって求めている。しかしこれに限らず例えば、以下の通りにウォルシュ変換値ＦＷＴの大きさの近似値Ｒを求めてもよい。
（数６）
Ｒ ＝ Ｍａｘ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝＋０.５×Ｍｉｎ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝
また、次のように求めてもよい。
（数７）
Ｒ ＝ Ｍａｘ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝＋０.５×Ｍｉｎ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝−Ｋ×（Ｍａｘ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝−Ｍｉｎ｛｜Ｉ｜，｜Ｑ｜｝）
また、ウォルシュ変換値ＦＷＴの位相とウォルシュ符号が配置された位相のいずれかとの誤差を計算し、誤差が小さくなればそれと反対に大きくなるような係数を計算する。ウォルシュ変換値ＦＷＴのＩとＱの２乗和に係数を乗算して、近似値Ｒを求めてもよい。
本変形例によれば、受信特性をより向上できる。つまり、ウォルシュ変換値ＦＷＴの位相が、ウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくほど、近似値Ｒの大きさが大きくなればよい。

本発明の実施例１と２において、受信装置１０は、受信した信号の位相誤差のみを補正している。しかしこれに限らず例えば、位相誤差とは別に周波数誤差を補正してもよい。本変形例によれば、位相誤差の検出範囲を狭くでき、それに応じて位相誤差の検出精度を高くできるため、受信特性を向上できる。すなわち、受信した信号の位相誤差が補正されていればよい。

本発明の実施例３において、初期位相推定部１５０で初期位相の推定が終了した後、所定の期間を経てから補正量決定部１５４は、補正した初期位相を出力している。しかしながらこれに限らず例えば、初期位相推定部１５０で初期位相の推定が終了して直ちに、補正量決定部１５４は、補正した初期位相を出力してもよい。本変形例によれば、初期位相の推定に必要な既知の信号を短くでき、バースト信号の利用効率を向上できる。つまり、ベースバンド処理部２６が適用されるシステムのバーストフォーマットに応じて、初期位相の補正を開始するタイミングが決定されればよい。

本発明の実施例１から実施例３を組み合わせた実施例も有効である。本変形例によれば、これらを組み合わせた効果が得られる。

実施例１に係る通信システムのバーストフォーマットを示す図である。 実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図２のベースバンド処理部の構成を示す図である。 図３の第１位相誤差検出部の構成を示す図である。 図３のＦＷＴ演算部の構成を示す図である。 図５の第１φ２推定部の構成を示す図である。 図３の最大値検索部の構成を示す図である。 図３の最大値検索部で選択されるべきウォルシュ変換した信号のコンスタレーションを示す図である。 実施例２に係るベースバンド処理部の構成を示す図である。 実施例３に係るベースバンド処理部の構成を示す図である。 図１１（ａ）−（ｈ）は、図１０の動作シーケンスを示す図である。 図１２（ａ）−（ｂ）は、図１１の初期位相推定に関する動作シーケンスを示す図である。

符号の説明

１０ 受信装置、 １２ 送信装置、 １４ 受信用アンテナ、 １６ 送信用アンテナ、 １８ 無線部、 ２０ 直交検波部、 ２２ ＡＧＣ、 ２４ ＡＤ変換部、 ２６ ベースバンド処理部、 ２８ 制御部、 ３０ 無線部、 ３２ 変調部、 ４０ 位相回転部、 ４２ 等化器、 ４４ 相関器、 ４６ 復調部、 ４８ 第１位相誤差検出部、 ５０ ＦＷＴ演算部、 ５２ 最大値検索部、 ５４ φ１復調部、 ５６ 第２位相誤差検出部、 ５８ 補正量確定部、 ６０ スイッチ部、 ７０ 判定部、 ７２ 複素共役部、 ７４ 記憶部、 ７６ スイッチ部、 ７８ 乗算部、 ８０ φ２推定部、 ８２ φ３推定部、 ８４ φ４推定部、 ８６ ０位相回転部、 ８８ π／２位相回転部、 ９０ π位相回転部、 ９２ ３／２π位相回転部、 ９４ 加算部、 １００ 通信システム、 １１０ 選択部、 １１２ 近似部、 １１４ 比較部、 １１６ 最大値比較部、 １１８ 最大値格納部、 １２０ 最大値Ｉｎｄｅｘ格納部、 １３０ 第１位相回転部、 １３２ 第２位相回転部、 １５０ 初期位相推定部、 １５２ 周波数オフセット推定部、 １５４ 補正量決定部、 １５６ 残留周波数推定部、 ２００ デジタル受信信号、 ２０２ 出力信号、 ２０４ 逆拡散信号、 ２０６ 位相誤差信号、 ２０８ φ１信号、 ２１０ φ成分信号、 ＦＷＴ ウォルシュ変換値、 Ｘ チップ信号、 Ｙ 第１相関値、 Ｚ 第２相関値。

Claims (19)

1. 複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信する受信部と、
   前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、前記受信した信号の位相を補正する位相補正部と、
   前記補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するウォルシュ変換部と、
   前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくほど値が大きくなるような規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算する近似部と、
   前記計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号を出力する選択部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記受信部で受信した信号に含まれたウォルシュ符号は、ウォルシュ符号の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなる位相に配置されており、
   前記近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値が等しくなるほど大きくなるように、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記位相補正部は、前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する前記選択部で選択されたひとつの相関値の位相の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように前記受信した信号の位相を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
4. 前記位相補正部は、前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する前記受信した信号の誤差を検出し、当該誤差を小さくするように前記受信した信号の位相を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
5. 前記位相補正部は、
   前記受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部と、
   前記受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに対する前記受信した信号の位相の位相誤差を推定する誤差推定部と、
   前記統計処理した所定の期間に応じて前記推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、前記導出した位相の回転量で前記推定した位相誤差を補正する誤差補正部と、
   前記補正した位相誤差にもとづいて、前記受信した信号の位相を補正する補正実行部と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
6. 前記誤差推定部は、前記統計処理として前記受信した信号を所定の期間にわたって平均し、
   前記誤差補正部は、前記誤差推定部での所定の期間が終了してから前記補正実行部で補正を開始するまでの期間に、前記誤差推定部での所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、前記推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
7. 前記補正実行部は、
   前記補正した位相誤差で前記受信した信号を検波する検波部と、
   前記検波した信号を等化処理する等化部と、
   前記等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定する残留誤差推定部と、
   前記推定した残留の位相誤差にもとづいて、前記等化処理した信号の位相を補正する残留誤差補正部と、
   を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の受信装置。
8. 前記近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値を加算させる規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の受信装置。
9. 前記近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算させる規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の受信装置。
10. 前記近似部は、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの小さい方に０．５を乗算し、さらに相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方を加算した値から、相関値の同相成分と直交成分の絶対値のうちの大きい方と小さい方との差に所定の定数を乗算した値を減算させる規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の受信装置。
11. 前記近似部は、前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかと相関値の位相の誤差にもとづいて所定の係数を決定し、当該係数で相関値を重み付けして、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の受信装置。
12. 前記選択部は、前記計算した複数の相関値の大きさの近似値をふたつずつトーナメント方式で比較して、ひとつの相関値を選択することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の受信装置。
13. 信号を受信する受信部と、
    前記受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定部と、
    前記受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定する位相推定部と、
    前記統計処理した所定の期間に応じて前記推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、前記導出した位相の回転量で前記推定した初期位相を補正する初期位相補正部と、
    前記補正した初期位相にもとづいて、前記受信した信号を復調する復調部と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
14. 前記位相推定部は、前記統計処理として前記受信した信号を所定の期間にわたって平均し、
    前記初期位相補正部は、前記位相推定部での所定の期間が終了してから前記復調部で復調を開始するまでの期間に、前記位相推定部での所定の期間の半分の期間を加えた期間に応じて、前記推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出することを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
15. 前記復調部は、
    前記補正した初期位相で前記受信した信号を検波する検波部と、
    前記検波した信号を等化処理する等化部と、
    前記等化処理した信号に含まれた残留の位相誤差を推定する残留誤差推定部と、
    前記推定した残留の位相誤差にもとづいて、前記等化処理した信号の位相を補正する残留誤差補正部と、
    を備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の受信装置。
16. 複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信するステップと、
    前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、前記受信した信号の位相を補正するステップと、
    前記補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するステップと、
    前記ウォルシュ符号が配置された位相に近づくほど値が大きくなるような規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算するステップと、
    前記計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号を出力するステップと、
    を備えることを特徴とする受信方法。
17. 信号を受信するステップと、
    前記受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定するステップと、
    前記受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定するステップと、
    前記統計処理した所定の期間に応じて前記推定した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、前記導出した位相の回転量で前記推定した初期位相を補正するステップと、
    前記補正した初期位相にもとづいて、前記受信した信号を復調するステップと、
    を備えることを特徴とする受信方法。
18. 無線ネットワークを介して、複数の位相信号からそれぞれ生成された複数チップのウォルシュ符号をひとつのシンボルとした信号を受信するステップと、
    前記複数チップのウォルシュ符号が配置された位相のいずれかに近づくように、前記受信した信号の位相を補正するステップと、
    前記補正した信号をひとつのシンボル単位でウォルシュ変換して、位相成分を有した複数の相関値をそれぞれ生成するステップと、
    メモリに記憶した前記ウォルシュ符号が配置された位相に近づくほど値が大きくなるような規則によって、前記生成した複数の相関値の大きさの近似値をそれぞれ計算するステップと、
    前記計算した複数の相関値の大きさの近似値にもとづいて、ひとつの相関値を選択し、さらに当該選択した相関値に対応した複数の位相信号をメモリから出力するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
19. 無線ネットワークを介して、信号を受信するステップと、
    前記受信した信号に含まれた周波数オフセットを推定してメモリに記憶するステップと、
    前記受信した信号を所定の期間にわたって統計処理することによって、初期位相を推定してメモリに記憶するステップと、
    前記統計処理した所定の期間に応じて前記メモリに記憶した周波数オフセットから位相の回転量を導出し、前記導出した位相の回転量で前記メモリに記憶した初期位相を補正するステップと、
    前記補正した初期位相にもとづいて、前記受信した信号を復調するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images