JP2005277605A

JP2005277605A - 受信方法および装置

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Publication number: JP2005277605A
Application number: JP2004085759A
Authority: JP
Inventors: 克昭 ▲浜▼本; Katsuaki Hamamoto
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: CN1674574A; JP4290048B2; US20050215224A1; US7333792B2

Abstract

【課題】受信装置の低消費電力化を図る。
【解決手段】ＦＦＴ部１４は、ベースバンドの信号に対してＦＦＴ演算を実行する。位相変換部１６は、ＦＦＴした複数のサブキャリアの信号に対して、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換する。位相等化部１８は、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、複数の基準位相の値をそれぞれ生成し、さらに、複数の基準位相の値で複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転する。位相補正部２０は、パイロット信号の位相成分の値にもとづいて、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定し、さらに、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転する。
【選択図】図３

Description

本発明は、受信技術に関し、特に複数のキャリアを使用した信号を受信する受信方法および装置に関する。

高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。このＯＦＤＭ変調方式は、無線ＬＡＮの標準化規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇやＨＩＰＥＲＬＡＮ／２に適用されている。このような無線ＬＡＮで受信する信号は、一般的に時間と共に変動する伝送路環境を介して受信され、かつ周波数選択性フェージングの影響を受けるので、受信装置は伝送路推定を動的に実行する。受信装置が伝送路推定を実行するために、２種類の既知信号が設けられている。ひとつは、バースト信号の先頭部分において、すべてのキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるプリアンブルやトレーニング信号といわれるものである。もうひとつは、バースト信号のデータ区間中に一部のキャリアに対して設けられた既知信号であり、いわゆるパイロット信号と言われるものである（例えば、非特許文献１参照。）。
ＳｉｎｅｍＣｏｌｅｒｉ，ＭｕｓｔａｆａＥｒｇｅｎ，ＡｎｕｊＰｕｒｉ，ａｎｄＡｈｍａｄＢａｈａｉ，"ＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓＢａｓｅｄｏｎＰｉｌｏｔＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｎＯＦＤＭＳｙｓｔｅｍｓ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ，ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．３，ｐｐ．２２３−２２９，Ｓｅｐｔ．２００２．

受信装置は、受信した信号をフーリエ変換し、キャリアごとの信号に分離する。さらに、それぞれのキャリアに対応した伝送路推定を実行する。受信装置は、キャリアごとの信号を当該キャリアに対応して推定した伝送路の特性で除算することによって、受信した信号を復調する。一方、前述した無線ＬＡＮよりも高速なデータ伝送を実現するシステムとしてＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）システムが開発されている。ＵＷＢシステムでは、無線ＬＡＮの約１０倍以上のデータ伝送速度を可能にする。このようなＵＷＢシステムへのＯＦＤＭ変調方式の適用を考えた場合、データ伝送速度が高速になればマルチパスの影響がさらに強くなるので、１６ＱＡＭ等の多値変調方式ではマルチパスによる特性の低下が大きくなる可能性がある。

そのため、伝送品質の観点からは、無線ＬＡＮで使用されている変調方式のうちで伝送品質の高いＱＰＳＫの使用が適している。しかしながら、変調方式にＱＰＳＫを使用し、無線ＬＡＮの約１０倍以上のデータ伝送速度を可能にするためには、送信装置および受信装置に無線ＬＡＮよりも高い動作クロックでの動作を要求する。動作クロックが高くなると消費電力もそれに応じて高くなる。特に受信装置は、一般的に送信装置よりも処理するデータのビット数が多く、処理も複雑であるので、消費電力が高くなる。一方、受信装置や送信装置をバッテリー駆動させるためには、消費電力は小さいほうが望ましい。

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、データの伝送品質の低下を抑えつつ、消費電力を低減した受信方法および装置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、複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号を受信する受信部と、受信した複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号に対して、複数の信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換する変換部と、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の基準位相の値をそれぞれ生成し、かつ生成した複数の基準位相の値にもとづいて、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転する第１位相回転部と、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値にもとづいて、パイロット信号の位相成分の値に対する回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定し、かつ推定した誤差にもとづいて、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転する第２位相回転部と、再び回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値からデータを抽出する抽出部とを備える。

以上の装置により、複数の信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換して、回転操作を含んだ処理を実行するので、回転操作が加減演算で実行可能になり、処理量および消費電力を低減できる。

第１位相回転部は、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の参照位相の値を予め記憶しており、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値と記憶した複数の参照位相の値の誤差をそれぞれ計算し、計算した複数の誤差のうちの一部の間で統計処理を行って、複数の基準位相の値を生成してもよい。第１位相回転部は、複数の信号が使用した複数のキャリアを周波数の順に並べた場合に、周波数の低いキャリアに対応した誤差から周波数の高いキャリアに対応した誤差へ、所定の数で移動平均を計算して、複数の基準位相の値を生成してもよい。第２位相回転部は、パイロット信号の位相成分の値を予め記憶しており、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値と、記憶したパイロット信号の位相成分の値の誤差が所定の範囲以内である場合に、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定してもよい。

「複数の参照位相の値を予め記憶」とは、複数の参照位相の値そのものを記憶している場合だけでなく、複数の参照位相の値を生成可能な生成多項式や規則を記憶している場合も含み、最終的に複数の参照位相の値が出力できればよいものとする。

「パイロット信号の位相成分の値を予め記憶」とは、パイロット信号の位相成分の値そのものを記憶している場合だけでなく、パイロット信号の位相成分の値を生成可能な生成多項式や規則を記憶している場合も含み、最終的にパイロット信号の位相成分の値が出力できればよいものとする。

本発明のある態様は、受信方法である。この方法は、複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号を受信するステップと、受信した複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号に対して、複数の信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換するステップと、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の基準位相の値をそれぞれ生成し、かつ生成した複数の基準位相の値にもとづいて、変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転するステップと、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値にもとづいて、パイロット信号の位相成分の値に対する回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定し、かつ推定した誤差にもとづいて、回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転するステップと、再び回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値からデータを抽出するステップとを備える。

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、データの伝送品質の低下を抑えつつ、消費電力を低減できる。

（実施例）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、ＯＦＤＭ変調方式を適用したＵＷＢシステムで使用される受信装置に関する。送信側は、それぞれをＱＰＳＫ変調したマルチキャリアの信号を逆フーリエ変換してから送信する。なお、送信される信号はバースト信号を構成しており、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇ規格と同様に、バースト信号の先頭部分に既知のプリアンブルが付加されており、バースト信号のデータ区間の一部のキャリアにパイロット信号が付加されている。

本実施例に係る受信装置は、受信した信号をフーリエ変換して複数のキャリア信号に分離する。分離した複数のキャリア信号のそれぞれは同相成分と直交成分を有しており、受信装置は、信号の同相成分と直交成分を位相成分に変換する。さらに、受信装置は、変換した信号の位相成分を使用して、伝送路の推定、推定した伝送路による等化、位相雑音の補正を実行する。これらの処理を変換した信号の位相成分にもとづいて行うため、同相成分と直交成分の場合に複素乗算演算でなされていた回転操作が加減演算に置き換えられる。そのため、処理量を低減でき、消費電力も低減できる。

さらに、本発明に係る実施例は、処理を同相成分と直交成分から位相成分に変換しても受信した信号の品質を維持するために、次のふたつの技術を備える。ひとつ目は、複数のキャリア信号を等化する際に使用する伝送路特性が、それぞれのキャリア信号を単位にして導出されてから、近傍のキャリア信号間で平均化される。すなわち、平均化によって雑音の影響を低減する。ふたつ目は、位相雑音を補正する際に、一部のキャリアで伝送されたパイロット信号を使用するが、等化したパイロット信号の位相とあらかじめ記憶したパイロット信号の間の位相が大きく異なっていれば、当該パイロット信号を位相雑音の補正に使用しない。すなわち、そのようなパイロット信号は、信頼性が低いと判断して処理の対象から除外する。

図１は、実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す。ＯＦＤＭ変調方式における複数のキャリアのひとつをサブキャリアと一般的に呼ぶが、ここではひとつのサブキャリアを「サブキャリア番号」によって指定するものとする。ここでは、サブキャリアの数が、「Ｎ」であるとして図示する。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、使用されているサブキャリアに対して、サブキャリア番号「−２６」から「２６」までが割り当てられているが、表記の方法が異なるのみで、本質的には本実施例と同様である。なお、それぞれのサブキャリアは、ＢＰＳＫあるいはＱＳＰＫで変調されている。

図２は、実施例に係るバーストフォーマットの構成を示す。このバーストフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の構成を含むように示してある。バースト信号は、先頭から「プリアンブル」、「シグナル」、「ペイロード」を配置する。プリアンブルは、受信装置においてＡＧＣの設定、タイミング同期、キャリア再生等のために送信される既知信号である。シグナルは制御信号であり、データは送信装置から受信装置に伝送すべき情報である。ＯＦＤＭ変調方式では、一般にフーリエ変換のサイズとガードインターバルのシンボル数の合計をひとつの単位とする。このひとつの単位を本実施例ではＯＦＤＭシンボルとする。「プリアンブル」は、すべてのサブキャリアが既知の信号で形成されているが、「データ」は、一部のサブキャリアのうちの一部のシンボルが既知の信号であるパイロット信号で形成されている。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇ規格では、フーリエ変換のサイズが６４、ガードインターバルのＦＦＴポイント数が１６であるため、ＯＦＤＭシンボルは８０ＦＦＴポイントに相当する。さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇ規格との対比を追加すれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，ｇ規格においては、「プリアンブル」は「４ＯＦＤＭシンボル」、「シグナル」は「１ＯＦＤＭシンボル」、「データ」は「任意の長さ」に規定されている。

図３は、実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０、ＲＦ部１２、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１４、位相変換部１６、位相等化部１８、位相補正部２０、同相直交変換部２２を含む。また信号として、変換位相信号２００、等化位相信号２０２、判定信号２０４、補正位相信号２０６を含む。

アンテナ１０は、図示しない送信装置から送信された信号を受信する。受信した信号は、図２のようなバーストフォーマットを有し、ＯＦＤＭ変調方式が適用された、すなわち複数のキャリアをそれぞれ使用した信号である。ＲＦ部１２は、受信した無線周波数の信号からベースバンドの信号への周波数変換処理、増幅処理、ＡＤ変換処理等を行う。

ＦＦＴ部１４は、ＲＦ部１２でベースバンドに変換した信号に対して、ＦＦＴ演算を実行する。すなわち、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換し、複数のサブキャリアの信号に分離する。また、それぞれのサブキャリアの信号は、同相成分と直交成分を有した複素数の信号である。なお、前述のごとく、本実施例のサブキャリア数は「Ｎ」であるので、図３のＦＦＴ部１４からＮ本の信号線が出力されるべきであるが、ここでは、図を簡潔に示すために１本の信号線に省略して示す。

位相変換部１６は、ＦＦＴした複数のサブキャリアの信号に対して、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換する。すなわち、２次元で示された信号から振幅成分を含まない１次元で示された信号に変換する。このような機能を実現するために、位相変換部１６は、ａｒｃｔａｎのＲＯＭを内蔵し、直交成分を同相成分で除算してから、ａｒｃｔａｎのＲＯＭの内容にもとづいて、位相成分に変換する。なお、複数のサブキャリアの信号の位相成分の値は、変換位相信号２００として出力される。

位相等化部１８は、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の基準位相の値をそれぞれ生成する。さらに、生成した複数の基準位相の値にもとづいて、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転する。すなわち、複数のサブキャリアの信号の位相成分の値は、マルチパスフェージングの影響でサブキャリア毎に一様でない位相歪を含んでいるので、サブキャリア単位の位相歪を導出し、導出した位相歪でサブキャリアの信号を補正する。理想的には、補正された信号は、一定の位相を示す。なお、回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値は等化位相信号２０２として出力され、等化位相信号２０２を硬判定した値は判定信号２０４として出力される。

位相補正部２０は、位相等化部１８で回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値にもとづいて、パイロット信号の位相成分の値に対する複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定する。さらに、推定した誤差にもとづいて、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転する。これは、位相等化部１８で補正された複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値に含まれた残留の誤差を推定して、補正することに相当する。

すなわち、位相等化部１８で回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値は、図示しない送信装置と受信装置１００間のサンプリング周波数誤差や受信装置１００に含まれた図示しない発振器の位相雑音などによって所定の方向に回転する誤差が生じる。位相補正部２０では、この誤差を導出して、すべてのサブキャリアの信号に対して一様に位相回転を施す。なお、再び回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値は、補正位相信号２０６として出力される。

同相直交変換部２２は、位相補正部２０で再び回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値からデータを抽出する。すなわち、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分が再び同相成分と直交成分に再配置される。制御部２４は、受信装置１００全体のタイミングを制御する。特に、図３の受信装置１００はタイミング同期等の機能を省略して説明したが、それらは制御部２４によって制御されるものとする。

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、位相等化部１８の構成を示す。位相等化部１８は、回転部３０、サブキャリア間平均化部３２、シンボル間平均化部３４、位相誤差計算部３６、基準位相選択部３８、参照位相記憶部４０、位相硬判定部４２を含む。前述のごとく、信号は、図中の各所においてサブキャリアの数「Ｎ」だけ存在し、信号線もＮ本存在するが、ここでは図を簡潔にするためにこれらをひとつで示す。

参照位相記憶部４０は、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値に対応するように、プリアンブルの期間での複数の参照位相の値を記憶する。これは例えば、ＱＰＳＫの信号点を示した「４５°」、「１３５°」、「−１３５°」、「−４５°」のように規定されている。なお、プリアンブルを規定する生成多項式によって複数の参照信号を生成してもよい。

基準位相選択部３８は、プリアンブルの期間に参照位相記憶部４０に記憶された参照信号を選択し、ヘッダとペイロードの期間に後述の位相硬判定部４２から出力された信号を選択して、位相誤差計算部３６に出力する。なお、基準位相選択部３８で選択した信号も「参照信号」という。位相誤差計算部３６は、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値（図中の変換位相信号２００）と基準位相選択部３８で選択された複数の参照位相の値を対応付けて、それらの間の誤差をそれぞれ計算する。すなわち、サブキャリア単位で、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値から基準位相選択部３８で選択した複数の参照位相のそれぞれの値を減じて、位相差を計算する。

シンボル間平均化部３４は、位相誤差計算部３６で計算した誤差をサブキャリア単位で平均して、すなわち時間領域で平均して、誤差に含まれた雑音の影響を低減する。例えば、サブキャリア番号「ｉ」に対して「ｊ−１」と「ｊ」と「ｊ＋１」番目のシンボルで平均する。ここで、「ｊ」はシンボルの番号を示し、１より大きく、１ずつインクリメントされる値である。

サブキャリア間平均化部３２は、シンボル間平均化部３４においてシンボル間で平均した複数の誤差のうちの一部の間で統計処理を行って、複数の基準位相の値を生成する。これは、複数の信号が使用した複数のサブキャリアを周波数の順に並べた場合に、周波数の低いサブキャリアに対応した誤差から周波数の高いサブキャリアに対応した誤差へ、所定の数、例えば「３」で移動平均を計算して、複数の基準位相の値を生成する。例えば、サブキャリア番号「２」に対する基準位相の値は、サブキャリア番号「１」、「２」、「３」の誤差を平均し、サブキャリア番号「３」に対する基準位相の値は、サブキャリア番号「２」、「３」、「４」の誤差を平均し、サブキャリア番号「ｉ」に対する基準位相の値は、サブキャリア番号「ｉ−１」、「ｉ」、「ｉ＋１」の誤差を平均する。すなわち、複数のサブキャリアで平均化して、誤差を低減する。

回転部３０は、サブキャリアを単位として、サブキャリア間平均化部３２から出力された複数の基準位相の値で、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値（図中の変換位相信号２００）を回転させる。すなわち、サブキャリアを単位として、複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値から、サブキャリア間平均化部３２から出力された複数の基準位相の値を減算する。そのため、位相誤差計算部３６で計算した誤差と反対の方向に複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値を回転させるものとする。回転した結果は、等化位相信号２０２として出力される。

位相硬判定部４２は、サブキャリアを単位として、回転部３０で回転した複数のサブキャリアの信号のそれぞれの位相成分の値を硬判定する。例えば、前述のごとくＱＰＳＫであれば、「４５°」、「１３５°」、「−１３５°」、「−４５°」のいずれかの位相に判定する。判定した結果は、判定信号２０４として出力する。なお、位相硬判定部４２、基準位相選択部３８、位相誤差計算部３６、シンボル間平均化部３４、サブキャリア間平均化部３２、回転部３０は、フィードバックループを構成しているので、サブキャリア間平均化部３２で生成すべき複数の基準位相の値は更新される。そのため、受信中の無線伝送路の変動などに起因される受信特性の低下を低減できる。

図５は、位相補正部２０の構成を示す。位相補正部２０は、データキャリア位相抽出部５０、パイロット位相抽出部５２、パイロット記憶部５４、パイロット判定抽出部５６、比較部５８、位相誤差計算部６０、位相誤差平均化部６２、回転部６４を含む。前述のごとく、信号は、図中の各所においてサブキャリアの数「Ｎ」あるいはパイロット信号の数だけ存在し、信号線もＮ本あるいはパイロットの数だけ存在するが、ここでは図を簡潔にするためにこれらをひとつで示す。

パイロット記憶部５４は、図２のバーストフォーマットのうちの「データ」区間において、一部のサブキャリアに含められたパイロット信号の位相成分の値を記憶する。これは例えば、ＢＰＳＫの信号点を示した「４５°」、「−１３５°」のように規定されている。なお、パイロット信号を規定する生成多項式によってパイロット信号を生成してもよい。パイロット位相抽出部５２は、入力した等化位相信号２０２のうち、パイロット信号に相当したサブキャリアの位相成分の値を抽出する。パイロット信号に相当したサブキャリア番号は既知であるので、該当するサブキャリア番号の位相成分の値を抽出する。

位相誤差計算部６０は、パイロット信号を単位にして、パイロット位相抽出部５２で抽出した値とパイロット記憶部５４に記憶した値の誤差を計算する。すなわち、パイロット信号を単位にして、パイロット位相抽出部５２で抽出した値からパイロット記憶部５４に記憶した値を減算する。パイロット判定抽出部５６は、判定信号２０４、すなわち図４の位相硬判定部４２で硬判定された位相のうち、パイロット信号に対応したサブキャリア番号の位相を抽出する。

比較部５８は、パイロット判定抽出部５６で抽出した位相とパイロット記憶部５４に記憶した位相を比較する。すなわち、パイロット判定抽出部５６で抽出した位相がパイロット記憶部５４に記憶した位相に一致するか否かを決定する。位相誤差平均化部６２は、パイロット判定抽出部５６の比較の結果において一致していた場合に、あるいは、パイロット判定抽出部５６で抽出した位相とパイロット記憶部５４に記憶した位相が所定の範囲以内である場合に、それに対応した位相誤差計算部６０で計算した誤差を選択し、さらに、選択した誤差を平均して残留誤差を推定する。このような選択によって、推定した残留誤差の信頼性を高める。

データキャリア位相抽出部５０は、入力した等化位相信号２０２のうち、パイロット信号でない信号に相当したサブキャリアの位相成分の値を抽出する。パイロット信号でない信号に相当したサブキャリア番号は既知であるので、該当するサブキャリア番号の位相成分の値を抽出する。回転部６４は、サブキャリアを単位として、データキャリア位相抽出部５０で抽出した複数の信号の位相成分の値を位相誤差平均化部６２で推定した残留誤差で回転させる。すなわち、回転部６４は、サブキャリアを単位として、データキャリア位相抽出部５０で抽出した複数の信号の位相成分の値から、位相誤差平均化部６２で推定した残留誤差を減算する。

以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。アンテナ１０とＲＦ部１２は、バースト信号を受信してベースバンドの信号に周波数変換する。ＦＦＴ部１４は、周波数変換したベースバンドの信号に対してＦＦＴ演算を行って、複数のサブキャリアの信号に変換する。位相変換部１６は、複数のサブキャリアの信号の同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換する。バーストフォーマットのプリアンブルの区間において、位相等化部１８は、参照位相記憶部４０に記憶した複数の参照位相の値と位相変換部１６で変換した複数の位相成分の値との誤差から複数の基準位相の値を導出し、導出した基準位相の値で位相変換部１６で変換した複数の位相成分の値を回転させる。

バーストフォーマットのヘッダとデータの区間において、位相等化部１８は、位相硬判定部４２で硬判定した複数の位相の値と位相変換部１６で変換した複数の位相成分の値との誤差から複数の基準位相の値を導出し、導出した基準位相の値で位相変換部１６で変換した複数の位相成分の値を回転させる。位相補正部２０は、バーストフォーマットのヘッダとデータの区間において、所定のサブキャリアに含まれたパイロット信号の位相にもとづいて、位相等化部１８で回転させた複数の位相成分の値に含まれた残留の誤差を推定し、推定した残留の誤差で位相等化部１８で回転させた複数の位相成分の値を再び回転させる。同相直交変換部２２は、位相補正部２０で再び回転させた複数の位相成分の値を同相成分の値と直交成分の値に変換して、出力する。

本発明の実施例によれば、信号を同相成分と直交成分でなく、位相成分で処理するため、複素乗算演算を加減演算に置き換えられ、処理量が減少する。また、処理量が減少するので消費電力を低減できる。また、サブキャリア単位の基準位相を求める際に、サブキャリア間の平均を計算するので、雑音の影響を低減でき、受信特性を改善できる。また、パイロット信号にもとづいて位相雑音の影響を補正する場合に、受信したサブキャリアの信号に含まれたパイロット信号の位相と予め規定されたパイロット信号の位相が大きく異なっていれば、当該バイロット信号を処理の対象から除外するので、信頼性の低いパイロット信号を除外でき、受信特性を改善できる。

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。

実施例に係るマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。実施例に係るバーストフォーマットの構成を示す図である。実施例に係る受信装置の構成を示す図である。図３の位相等化部の構成を示す図である。図３の位相補正部の構成を示す図である。

符号の説明

１０アンテナ、１２ＲＦ部、１４ＦＦＴ部、１６位相変換部、１８位相等化部、２０位相補正部、２２同相直交変換部、２４制御部、３０回転部、３２サブキャリア間平均化部、３４シンボル間平均化部、３６位相誤差計算部、３８基準位相選択部、４０参照位相記憶部、４２位相硬判定部、５０データキャリア位相抽出部、５２パイロット位相抽出部、５４パイロット記憶部、５６パイロット判定抽出部、５８比較部、６０位相誤差計算部、６２位相誤差平均化部、６４回転部、１００受信装置、２００変換位相信号、２０２等化位相信号、２０４判定信号、２０６補正位相信号。

Claims

複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号を受信する受信部と、
前記受信した複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号に対して、複数の信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換する変換部と、
前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の基準位相の値をそれぞれ生成し、かつ前記生成した複数の基準位相の値にもとづいて、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転する第１位相回転部と、
前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値にもとづいて、パイロット信号の位相成分の値に対する前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定し、かつ前記推定した誤差にもとづいて、前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転する第２位相回転部と、
前記再び回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値からデータを抽出する抽出部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記第１位相回転部は、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の参照位相の値を予め記憶しており、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値と前記記憶した複数の参照位相の値の誤差をそれぞれ計算し、計算した複数の誤差のうちの一部の間で統計処理を行って、前記複数の基準位相の値を生成することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記第１位相回転部は、複数の信号が使用した複数のキャリアを周波数の順に並べた場合に、周波数の低いキャリアに対応した誤差から周波数の高いキャリアに対応した誤差へ、所定の数で移動平均を計算して、前記複数の基準位相の値を生成することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
前記第２位相回転部は、パイロット信号の位相成分の値を予め記憶しており、前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値と、前記記憶したパイロット信号の位相成分の値の誤差が所定の範囲以内である場合に、前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信装置。
複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号を受信するステップと、
前記受信した複数のキャリアをそれぞれ使用した複数の信号に対して、複数の信号のそれぞれの同相成分の値と直交成分の値を位相成分の値に変換するステップと、
前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値にもとづいて、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値に対応した複数の基準位相の値をそれぞれ生成し、かつ前記生成した複数の基準位相の値にもとづいて、前記変換した複数の信号のそれぞれの位相成分の値をそれぞれ回転するステップと、
前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の少なくとも一部に含まれたパイロット信号の位相成分の値にもとづいて、パイロット信号の位相成分の値に対する前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値の誤差を推定し、かつ前記推定した誤差にもとづいて、前記回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値を再び回転するステップと、
前記再び回転した複数の信号のそれぞれの位相成分の値からデータを抽出するステップと、
を備えることを特徴とする受信方法。