JP2013126005A - ヘッダ情報識別装置及びヘッダ情報識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダ情報の検出に必要な演算量を削減すること。
【解決手段】受信信号のヘッダ情報のパターン毎に信号レプリカを記憶する記憶部を備え、受信信号を復号することなく受信信号のヘッダ情報を識別するヘッダ情報識別装置が、受信信号と信号レプリカとの相互相関値を算出し、相互相関値の高い信号レプリカに基づいて、受信信号のヘッダ情報を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、復調せずにヘッダ情報を識別する技術に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１のようなパケット無線通信システムでは、パケットは、ヘッダ部とペイロード部とから構成される。そして、ヘッダ部の情報に基づいて、応答パケットの生成や、無線装置の動作を切り替えが行われる。応答パケットの生成時には、宛先アドレス、送信元アドレス、パケット種別等が取得され、対応する応答パケットが生成される。ヘッダ部及びペイロード部には、同様の変調が施されている。そのため、ヘッダ情報は、ペイロード部と同様に通常の復調動作により識別される。

ここで、フレキシブルワイヤレスのように複数の装置により受信パケットの信号処理を行うシステムでは、パケットのヘッダ部とペイロード部とがそれぞれ異なる装置で信号処理される。しかしながら、ペイロード部の復調とヘッダ情報の識別とを異なる装置で行う場合、ヘッダ情報を識別する無線装置の信号処理能力が不十分でヘッダ情報の識別に時間がかかってしまうおそれがある。この場合、応答パケットの生成を開始するのが遅れ、応答規定時間を満足することができなくなる。すなわち、ヘッダ部分の信号処理が遅れると、適切なタイミングで応答パケットを送信できなくなる。そのため、十分な信号処理能力を持たない無線装置で、応答規定時間を満足する時間内にヘッダ情報を識別する技術が求められる。

ところで、一般的にヘッダ部はペイロード部よりも短く、そのパターンは有限である。そのため、識別したいヘッダ部の全パターンの信号レプリカを予め記憶しておき、記憶したヘッダ部と同一のパターンの信号を検出することで、復調をせずに簡易な処理でヘッダ情報を識別することができる。これにより、復調するには不十分な処理能力しか持っていない無線装置であっても、ヘッダ情報の識別ができるようになる。

同一のパターンの信号を検出するためには、非特許文献１に示されるように、受信した信号と検出したい信号のレプリカとの相互相関を計算し、閾値判定を行うのが一般的である。この場合、ヘッダを復元する必要がないため、応答パケットを生成するのに要する時間が短くなる可能性がある。

図５は、従来技術による、ヘッダ情報を識別するためのヘッダ情報識別装置４の機能構成を示す概略ブロック図である。図５に示すように、ヘッダ情報識別装置４は、レプリカ記憶部４０１、複数の相互相関計算部４０２（４０２−１〜４０２−Ｍ）、相関値判定部４０３を備える。
レプリカ記憶部４０１は、識別したいヘッダ部の全パターンの信号レプリカを記憶している。相互相関計算部４０２−ｍ（ｍ＝１、…、Ｍ；ｍ及びＭは整数）は、それぞれ受信信号と、レプリカ記憶部４０１が記憶しているｍ番目の信号レプリカとの相互相関値を計算する。相関値判定部４０３は、計算されたＭ個の相互相関値のうち、閾値を超えるものを検出し、対応するヘッダ情報を出力する。

次に、相互相関計算部４０２−ｍの動作について詳細に説明する。
受信信号をｘ（ｎ）、レプリカ記憶部４０１によって記憶されたｍ番目のヘッダ部の信号レプリカをｒ_ｍ（ｎ）、ヘッダ部の長さをＮとすると、時間ｔにおける相互相関値Ｃ_ｍ（ｔ）は、式１で計算される。

守倉, 久保田, "802.11高速無線LAN教科書," インプレスR&D, p.218

しかしながら、上述した従来技術によるヘッダ情報識別装置４では、ヘッダ部の全パターンの信号レプリカとの相互相関を計算する必要があった。そのため、ヘッダ部が長いと、計算すべきパターンが増え、計算負荷が非常に高くなるという問題がある。
また、上述した従来技術によるヘッダ情報識別装置４では、パケットの位置（送信時間）が不明である。そのため、少しずつ時間をずらしながら、検出したい信号レプリカと受信信号との相互相関を計算する必要があり、計算負荷が高いという問題がある。

上記事情に鑑み、本発明は、ヘッダ情報の検出に必要な演算量を削減することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、受信信号を復号することなく前記受信信号のヘッダ情報を識別するヘッダ情報識別装置であって、前記受信信号のヘッダ情報のパターン毎に信号レプリカを記憶する記憶部と、前記受信信号と前記信号レプリカとの相互相関値を算出する相互相関計算部と、前記相互相関値の高い前記信号レプリカに基づいて、前記受信信号のヘッダ情報を推定する相関値判定部と、を備えるヘッダ情報識別装置である。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別装置であって、前記相互相関計算部は、前記受信信号の先頭部分から複数のグループに分割し、先頭のグループから順に前記相互相関値を算出し、前記相関値判定部は、算出された前記相互相関値に基づいて、グループ毎にヘッダ情報を推定する。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別装置であって、前記相互相関計算部は、前記受信信号の前記ヘッダ情報が検出されている間のみを対象として前記相互相関値の算出を行う。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別装置であって、前記受信信号の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、前記信号レプリカに対して、前記伝搬路応答に応じた補正を行うレプリカ補正部と、をさらに備え、前記相互相関計算部は、前記補正が行われた前記信号レプリカに基づいて前記相互相関値を算出する。

本発明の一態様は、受信信号のヘッダ情報のパターン毎に信号レプリカを記憶する記憶部を備え、前記受信信号を復号することなく前記受信信号のヘッダ情報を識別するヘッダ情報識別装置が、前記受信信号と前記信号レプリカとの相互相関値を算出する相互相関計算ステップと、前記相互相関値の高い前記信号レプリカに基づいて、前記受信信号のヘッダ情報を推定する相関値判定ステップと、を有するヘッダ情報識別方法である。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別方法であって、前記相互相関計算ステップにおいて、前記受信信号の先頭部分から複数のグループに分割し、先頭のグループから順に前記相互相関値を算出し、前記相関値判定ステップにおいて、算出された前記相互相関値に基づいて、グループ毎にヘッダ情報を推定する。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別方法であって、前記相互相関計算ステップにおいて、前記受信信号の前記ヘッダ情報が検出されている間のみを対象として前記相互相関値の算出を行う。

本発明の一態様は、上記のヘッダ情報識別方法であって、前記受信信号の伝搬路応答を推定する伝搬路推定ステップと、前記信号レプリカに対して、前記伝搬路応答に応じた補正を行うレプリカ補正ステップと、をさらに有し、前記相互相関計算ステップにおいて、前記補正が行われた前記信号レプリカに基づいて前記相互相関値を算出する。

本発明により、ヘッダ情報の検出に必要な演算量を削減することが可能となる。

本発明の第１実施形態によるヘッダ情報識別装置１の機能構成を示す概略ブロック図である。 第１実施形態のヘッダ情報識別装置１によるヘッダ情報を識別する動作例を示す概念図である。 本発明の第２実施形態によるヘッダ情報識別装置２の機能構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第３実施形態によるヘッダ情報識別装置３の機能構成を示す概略ブロック図である。 従来技術による、ヘッダ情報を識別するためのヘッダ情報識別装置４の機能構成を示す概略ブロック図である。

本発明では、受信した信号の先頭部分から順にパターンマッチングを行い、確からしいパターンのみを選択して、それ以降の処理を行う。このような処理によって、パターンマッチングの演算量を低減することが可能となる。
具体的には以下の通りである。レプリカ記憶部に記憶されたヘッダ部分のパターンと、受信信号のヘッダ部分のそれぞれとをグループ化する。先頭のグループから順に確からしい組合せのみについて相互相関値を算出する。そして、グループ毎に送信されたヘッダ情報を推定していく。このとき、一のグループで推定した組合せ以外のパターンについて、以降のパターンマッチングでは用いない。この結果、記憶されたヘッダ部分と受信信号のヘッダ部分との全ての組合せについてのパターンマッチングを行う必要がなくなる。そのため、演算量を低減することができる。

なお、相互相関値の算出において、受信信号の開始位置のみを対象に算出しても良い。このように構成されることによって、さらに演算量を低減することができる。また、記憶したパターンマッチング用の信号に、伝搬路における歪を付加しても良い。このように構成されることによって、検出精度を高くすることが可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態によるヘッダ情報識別装置１の機能構成を示す概略ブロック図である。ヘッダ情報識別装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、ヘッダ情報識別プログラムを実行する。ヘッダ情報識別プログラムの実行によって、ヘッダ情報識別装置１は、レプリカ記憶部１０１、複数の情報要素選択部１０２（１０２−１〜１０２−Ｋ）、を備える装置として機能する。なお、ヘッダ情報識別装置１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されても良い。ヘッダ情報識別プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ヘッダ情報識別プログラムは、電気通信回線を介して送受信されても良い。

情報要素選択部１０２−ｋ（ｋ＝１、…、Ｋ；ｋ及びＫは整数）は、各々、レプリカ選択部１０２１−ｋ、複数の相互相関計算部１０２２（１０２２−１−ｋ〜１０２２−Ｍ_ｋ−ｋ）、相関値判定部１０２３−ｋを備える。
レプリカ記憶部１０１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。レプリカ記憶部１０１は、識別したいヘッダ部の全パターンの信号レプリカを記憶している。

情報要素選択部１０２−ｋは、前段の情報要素選択部１０２−（ｋ−１）及びレプリカ記憶部１０１から入力された情報要素の中から、最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。具体的には、情報要素選択部１０２−ｋは、入力された上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの中から、最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。そして、情報要素選択部１０２−ｋは、選択した情報要素を情報要素選択部１０２−（ｋ＋１）に出力する。ここで、Ｎ_ｋは、ｋ番目の情報要素選択部１０２−ｋが選択する情報要素の長さを表す。Ｐ_ｋは、情報要素選択部１０２−（ｋ＋１）に出力する情報要素の個数を表す。

レプリカ選択部１０２１−ｋは、レプリカ記憶部１０１から入力された上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの信号レプリカを選択する。そして、レプリカ選択部１０２１−ｋは、選択した信号レプリカを、相互相関計算部１０２２−１−ｋ〜１０２２−Ｍ−ｋに出力する。なお、Ｍ_ｋ＝Ｐ_ｋ−１×２＾Ｎ_ｋである。“ａ＾ｂ”という記載は、ａのｂ乗を表す。

相互相関計算部１０２２−ｍ−ｋは、各々、受信信号と、レプリカ記憶部１０１が記憶しているｍ番目の信号レプリカとの相互相関値を計算する。相関値判定部１０２３−ｋは、計算されたＭ_ｋ個の相互相関値のうち、上位Ｐ_ｋ個に対応する情報要素を検出する。そして、相関値判定部１０２３−ｋは、検出した情報要素を、次段の情報要素選択部１０２−（ｋ＋１）へ出力する。但し、相関値判定部１０２３−Ｋだけは、他の相関値判定部１０２３−１〜１０２３−（Ｋ−１）とは異なり、最も値の大きい相互相関値（以下、「最大相関値」という。）を選択し、閾値を超えるか否かを判定する。相関値判定部１０２３−Ｋは、最大相関値が閾値を超えている場合、最大相関値が算出された信号レプリカに対応するヘッダ情報をレプリカ記憶部１０１から読み出す。相関値判定部１０２３−Ｋは、読み出したヘッダ情報が、受信信号のヘッダ情報であると推定し、出力する。

次に、相互相関計算部１０２２−ｍ−ｋの動作を数式を用いて詳細に説明する。受信信号をｘ（ｎ）、レプリカ選択部１０２１−ｋで選択されたｍ番目のヘッダ部の信号レプリカをｒ_ｍ（ｎ）とすると、時間ｔにおける相互相関値Ｃ_ｍ，ｋ（ｔ）は以下に示す式２で計算される。

図２は、第１実施形態のヘッダ情報識別装置１によるヘッダ情報を識別する動作例を示す概念図である。ヘッダ部は、ｓ_１〜ｓ_４まで４つの２ｂｉｔ情報、計８ｂｉｔで構成される。各情報要素選択部１０２−ｋは、対応する情報要素について、上位２つの情報要素のみを選択する。Ｋ＝４、Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝Ｎ_４＝２、Ｐ_１＝Ｐ_２＝Ｐ_３＝Ｐ_４＝４である。

まず、情報要素選択部１０２−１は、上位２ｂｉｔの全ての候補、すなわちｓ_１＝１、２、３、４の全パターンの信号レプリカの相互相関値を計算する。そして、情報要素選択部１０２−１は、相互相関値の高い方から上位２パターンを選択し、情報要素選択部１０２−２に出力する。図２の例では、ｓ_１＝１、３が選択される。

情報要素選択部１０２−２は、情報要素選択部１０２−１から入力された２つの上位２ｂｉｔの候補を含んだ上位４ｂｉｔの候補、すなわちｓ_１＝１、３、ｓ_２＝１、２、３、４の全パターンの信号レプリカの相互相関値を計算する。そして、情報要素選択部１０２−２は、上位２パターンを選択し、情報要素選択部１０２−３に出力する。図２の例では、［ｓ_１，ｓ_２］＝［１，０］、［３，１］が選択される。

情報要素選択部１０２−３は、情報要素選択部１０２−２から入力された２つの上位４ｂｉｔの候補を含んだ上位６ｂｉｔ全ての候補、すなわち［ｓ_１，ｓ_２］＝［１，０］、［３，１］、ｓ_３＝１、２、３、４の全パターンの信号レプリカの相互相関値を計算する。そして、情報要素選択部１０２−３は、上位２パターンを選択し、情報要素選択部１０２−４に出力する。図２の例では、［ｓ_１，ｓ_２，ｓ_３］＝［１，０，０］、［１，０，３］が選択される。

情報要素選択部１０２−４は、情報要素選択部１０２−３から入力された２つの上位６ｂｉｔの候補を含んだヘッダ部８ｂｉｔ全ての候補、すなわち［ｓ_１，ｓ_２，ｓ_３］＝［１，０，０］、［１，０，３］、ｓ_４＝１、２、３、４の全パターンの信号レプリカとの相互相関値を計算する。そして、情報要素選択部１０２−４は、最も相互相関値が高い候補を選択し、閾値を超えるか否か判定する。図２の例では、最終結果として［ｓ_１，ｓ_２，ｓ_３，ｓ_４］＝［１，０，０，３］が得られる。

このように、ヘッダ部の先頭から徐々に候補を絞り込んでいくことで、相互相関計算の回数、すなわち相互相関計算部１０２２の数を減らすことができる。そのため、ヘッダ部が長い場合でも、計算負荷の増大を抑えることができる。例えば、上記の条件では、従来技術では、２＾８＝２５６個必要であった相互相関計算部１０２２を、４＋８＋８＋８＝２８個に減らすことができる。すなわち、計算回数を２５６回から２８回に減らすことが可能となった。

上述した第１実施形態によれば、情報要素選択部１０２を多段構成とし、ヘッダ部の先頭の情報要素から徐々に候補を絞り込んでいくことで、相互相関計算の回数（相互相関計算部１０２２の数）を減らすことができる。そのため、ヘッダ部が長い場合でも計算負荷の増大を抑えることができる。

なお、第１実施形態では、Ｋ個の情報要素選択部１０２−１〜１０２−Ｋを直列に接続している。しかし、１つ又は複数（Ｋ個よりも少ない数）の情報要素選択部１０２を再帰的に複数回利用することによって、同様の処理を実現しても良い。この場合、処理速度は低下するが、装置構成を簡易にすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態によるヘッダ情報識別装置２の機能構成を示す概略ブロック図である。ヘッダ情報識別装置２は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ヘッダ情報識別プログラムを実行する装置である。ヘッダ情報識別装置２は、ヘッダ情報識別プログラムの実行によって、レプリカ記憶部２０１、複数の情報要素選択部２０２（２０２−１〜２０２−Ｋ）、同期位置推定部２０３を備える装置として機能する。なお、ヘッダ情報識別装置２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されても良い。
情報要素選択部２０２−ｋ（ｋ＝１、…、Ｋ；ｋ及びＫは整数）は、各々、レプリカ選択部２０２１−ｋと、複数の相互相関計算部２０２２（２０２２−１−ｋ〜２０２２−Ｍ_ｋ−ｋ）、相関値判定部２０２３−ｋを備える。

レプリカ記憶部２０１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。レプリカ記憶部２０１は、識別したいヘッダ部の全パターンの信号レプリカを記憶している。
情報要素選択部２０２−ｋは、前段の情報要素選択部２０２−（ｋ−１）及びレプリカ記憶部２０１から入力された情報要素の中から、最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。具体的には、情報要素選択部２０２−ｋは、入力された上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの中から最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。そして、情報要素選択部２０２−ｋは、選択した情報要素を情報要素選択部２０２−（ｋ＋１）に出力する。ここで、Ｎ_ｋは、ｋ番目の情報要素選択部２０２−ｋが選択する情報要素の長さを表す。Ｐ_ｋは、情報要素選択部２０２−（ｋ＋１）に出力する情報要素の個数を表す。

同期位置推定部２０３は、受信信号からヘッダ部の開始位置を検出する。そして、同期位置推定部２０３は、ヘッダ部が検出された間のみ、相互相関計算部２０２２−ｍ−ｋが動作するように制御する。

レプリカ選択部２０２１−ｋは、レプリカ記憶部２０１が記憶している上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの信号レプリカを選択する。そして、レプリカ選択部２０２１−ｋは、選択した信号レプリカを、相互相関計算部２０２２−１−ｋ〜２０２２−Ｍ−ｋに出力する。なお、Ｍ_ｋ＝Ｐ_ｋ−１×２＾Ｎ_ｋである。

相互相関計算部２０２２−ｍ−ｋは、受信信号とレプリカ記憶部２０１が記憶しているｍ番目の信号レプリカとの相互相関値を計算する。相関値判定部２０２３−ｋは、計算されたＭ_ｋ個の相互相関値のうち、上位Ｐ_ｋ個に対応する情報要素を検出する。そして、相関値判定部２０２３−ｋは、検出した情報要素を、レプリカ選択部２０２１−（ｋ＋１）へ出力する。但し、相関値判定部２０２３−Ｋだけは、他の相関値判定部２０２３−１〜２０２３−（Ｋ−１）とは異なり、最も値の大きい相互相関値を選択し、閾値を超えるか否かを判定する。相関値判定部２０２３−Ｋは、最大相関値が閾値を超えている場合、最大相関値が算出された信号レプリカに対応するヘッダ情報をレプリカ記憶部２０１から読み出す。相関値判定部２０２３−Ｋは、読み出したヘッダ情報が、受信信号のヘッダ情報であると推定し、出力する。

次に、相互相関計算部２０２２−ｍ−ｋの動作について詳細に説明する。受信信号をｘ（ｎ）、レプリカ選択部２０２１−ｋで選択されたｍ番目のヘッダ部の信号レプリカをｒ_ｍ（ｎ）、同期位置推定部２０３で推定されたヘッダ部の開始時間をｔ_０とすると、相互相関値Ｃ_ｍ，ｋ（ｔ）は、以下に示す式３で計算される。

前述した第１実施形態にかかる相互相関計算部１０２２−ｍ−ｋとは異なり、全ての時間ｔで相互相関値を計算するのではなく、同期位置推定部２０３で検出されたパケットの開始位置ｔ_０だけで相互相関値を計算する。

次に、同期位置推定部２０３の動作を詳細に説明する。一例として、パケット先頭に位置する長さＷのプリアンブルを相互相関計算により検出する手法を説明する。まず、同期位置推定部２０３は、式４により相互相関値Ｄ（ｔ）を計算する。

同期位置推定部２０３は、Ｄ（ｔ）が閾値を超える時間を検出し、この時間をパケット先頭位置ｔ_１とする。そして、ヘッダ部の開始位置ｔ_０は、パケット先頭位置ｔ_１からヘッダ部の先頭までの時間Δｔを加えたｔ_１＋Δｔで計算される。上記の動作における相互相関値の計算は、第１実施形態にかかる相互相関計算部１０２２−ｍ−ｋと同じである。しかし、プリアンブルは共通パターンであり、並列して相互相関計算を行う必要がない。そのため、検出に必要な演算量を大幅に削減することができる。
なお、同期位置推定部２０３は、上記で説明した手法以外にも、自己相関計算を用いる方法、ＺＣＭ法、ＭＡＭ法、ＷＤＭ法など、任意の検出方法を用いて処理を行っても良い。

上述した第２実施形態によれば、ヘッダ情報識別装置２は、全ての時間ｔで相互相関値を計算するのではなく、ヘッダ部の開始位置ｔ_０においてのみ相互相関値を計算する。これにより、ヘッダ情報の識別に必要な演算量を削減することができる。
なお、第２実施形態では、Ｋ個の情報要素選択部２０２−１〜２０２−Ｋを直列に接続している。しかし、１つ又は複数（Ｋ個よりも少ない数）の情報要素選択部２０２を再帰的に複数回利用することによって、同様の処理を実現しても良い。この場合、処理速度は低下するが、装置構成を簡易にすることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図４は、本発明の第３実施形態によるヘッダ情報識別装置３の機能構成を示す概略ブロック図である。ヘッダ情報識別装置３は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ヘッダ情報識別プログラムを実行する装置である。ヘッダ情報識別装置３は、ヘッダ情報識別プログラムの実行によって、レプリカ記憶部３０１、情報要素選択部３０２（３０２−１〜３０２−Ｋ）、同期位置推定部３０３、周波数誤差推定部３０４、伝搬路推定部３０５を備える装置として機能する。なお、ヘッダ情報識別装置３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されても良い。

情報要素選択部３０２−ｋ（ｋ＝１、…、Ｋ；ｋ及びＫは整数）は、それぞれ、レプリカ選択部３０２１−ｋと、複数の相互相関計算部３０２２（３０２２−１−ｋ〜３０２２−Ｍ_ｋ−ｋ）と、相関値判定部３０２３−ｋと、複数のレプリカ補正部３０２４（３０２４−１−ｋ〜３０２４−Ｍ_ｋ−ｋ）とを備える。

レプリカ記憶部３０１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。レプリカ記憶部３０１は、識別したいヘッダ部の全パターンの信号レプリカを記憶している。

情報要素選択部３０２−ｋは、前段の情報要素選択部３０２−（ｋ−１）及びレプリカ記憶部３０１から入力された情報要素の中から、最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。具体的には、情報要素選択部３０２−ｋは、入力された上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの中から最も確からしいＰ_ｋ個の情報要素を選択する。そして、情報要素選択部３０２−ｋは、選択した情報要素を、情報要素選択部３０２−（ｋ＋１）に出力する。ここで、Ｎ_ｋは、ｋ番目の情報要素選択部３０２−ｋで選択する情報要素の長さを表す。Ｐ_ｋは、情報要素選択部３０２−（ｋ＋１）に出力する情報要素の個数を表す。

同期位置推定部３０３は、受信信号からヘッダ部の開始位置を検出する。そして、同期位置推定部３０３は、ヘッダ部が検出された間のみ、相互相関計算部３０２２−ｍ−ｋが動作するように制御する。周波数誤差推定部３０４は、受信信号を用いて送受信装置間の周波数誤差を検出する。伝搬路推定部３０５は、受信信号を用いて伝搬路応答を推定する。

レプリカ選択部３０２１−ｋは、レプリカ記憶部３０１が記憶している上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ−１［ｂｉｔ］のＰ_ｋ−１個の情報要素を含む上位Ｎ_１＋Ｎ_２＋・・・Ｎ_ｋ［ｂｉｔ］の全パターンの信号レプリカを選択する。そして、レプリカ選択部３０２１−ｋは、選択した信号レプリカを、レプリカ補正部３０２４−１−ｋ〜３０２４−Ｍ_ｋ−ｋに出力する。なお、Ｍ_ｋ＝Ｐ_ｋ−１×２＾Ｎ_ｋである。レプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋは、周波数誤差推定部３０４が推定した周波数誤差と、伝搬路推定部３０５が推定した伝搬路応答と、を用いて、ヘッダ部の信号レプリカを補正する。そして、レプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋは、補正後の信号レプリカを相互相関計算部３０２２−ｍ−ｋに出力する。

相互相関計算部３０２２−ｍ−ｋは、受信信号とレプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋが補正したｍ番目の信号レプリカとの相互相関値を計算する。相関値判定部３０２３−ｋは、計算されたＭ_ｋ個の相互相関値のうち、上位Ｐ_ｋ個に対応する情報要素を検出する。そして、相関値判定部３０２３−ｋは、検出した情報要素を、レプリカ選択部３０２１−（ｋ＋１）へ出力する。但し、相関値判定部３０２３−Ｋだけは、他の相関値判定部３０２３−１〜３０２３−（Ｋ−１）とは異なり、最も値の大きい相互相関値を選択し、閾値を超えるか否かを判定する。相関値判定部３０２３−Ｋは、最大相関値が閾値を超えている場合、最大相関値が算出された信号レプリカに対応するヘッダ情報をレプリカ記憶部３０１から読み出す。相関値判定部３０２３−Ｋは、読み出したヘッダ情報が、受信信号のヘッダ情報であると推定し、出力する。

次に、レプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋの動作について詳細に説明する。ここでは、伝搬路推定部３０５でＬ個のインパルス応答を推定したと仮定して説明する。ｌ番目のインパルス応答の遅延時間をτ_ｌ、位相振幅応答をｈ_ｌ、推定した周波数誤差に基づく１サンプル当たりの位相遷移量をωとすると、ｋ番目の情報要素選択部３０２−ｋの中のｍ番目のヘッダ部の信号レプリカｒ_ｋ，ｍ（ｎ）は以下に示す式５で補正される。

レプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋがインパルス応答を推定した場合の動作について説明したが、レプリカ補正部３０２４−ｍ−ｋは、周波数応答を推定し、周波数領域でヘッダ部の信号レプリカを補正してもよい。

なお、相互相関計算部３０２２−ｍ−ｋの動作は、第２実施形態における相互相関計算部２０２２−ｍ−ｋと同じである。また、周波数誤差推定部３０４及び伝搬路推定部３０５には、任意の手法を用いることができる。例えば、参考文献（三瓶、“ディジタルワイヤレス伝送技術、”ピアソン・エデュケーション、ｐｐ．２０９−２１０、３３７−３４０）にその一例が示されている。

以下、第３実施形態におけるヘッダ情報識別装置３が解決する問題とその効果について説明する。
従来の技術では、記憶してある信号レプリカは、歪んでいない理想的なものである。そのため、無線装置間での周波数誤差や、マルチパス伝搬路で受信信号が歪むと、相互相関値が低下し、ヘッダ情報を識別できる確率が低下するという問題がある。
このような問題に対し、上述した第３実施形態によれば、ヘッダ情報識別装置３は、周波数誤差推定部３０４、伝搬路推定部３０５、レプリカ補正部３０２４−１−ｋ〜３０２４−Ｍｋ−ｋを用いて、周波数誤差や、伝搬路を考慮し、ヘッダ部の信号レプリカの補正を行う。これにより、ヘッダ情報の検出確率の低下を抑止することができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、２、３…ヘッダ情報識別装置， １０１、２０１、３０１…レプリカ記憶部， １０２、２０２、３０２…情報要素選択部， １０２１−ｋ、２０２１−ｋ、３０２１−ｋ…レプリカ選択部， １０２２、２０２２、３０２２…相互相関計算部， １０２３−ｋ、２０２３−ｋ、３０２３−ｋ…相関値判定部， ２０３、３０３…同期位置推定部， ３０４…周波数誤差推定部， ３０５…伝搬路推定部， ３０２４…レプリカ補正部

Claims (8)

1. 受信信号を復号することなく前記受信信号のヘッダ情報を識別するヘッダ情報識別装置であって、
   前記受信信号のヘッダ情報のパターン毎に信号レプリカを記憶する記憶部と、
   前記受信信号と前記信号レプリカとの相互相関値を算出する相互相関計算部と、
   前記相互相関値の高い前記信号レプリカに基づいて、前記受信信号のヘッダ情報を推定する相関値判定部と、
   を備えるヘッダ情報識別装置。
2. 前記相互相関計算部は、前記受信信号の先頭部分から複数のグループに分割し、先頭のグループから順に前記相互相関値を算出し、
   前記相関値判定部は、算出された前記相互相関値に基づいて、グループ毎にヘッダ情報を推定する、
   請求項１に記載のヘッダ情報識別装置。
3. 前記相互相関計算部は、前記受信信号の前記ヘッダ情報が検出されている間のみを対象として前記相互相関値の算出を行う、
   請求項１又は２に記載のヘッダ情報識別装置。
4. 前記受信信号の伝搬路応答を推定する伝搬路推定部と、
   前記信号レプリカに対して、前記伝搬路応答に応じた補正を行うレプリカ補正部と、をさらに備え、
   前記相互相関計算部は、前記補正が行われた前記信号レプリカに基づいて前記相互相関値を算出する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッダ情報識別装置。
5. 受信信号のヘッダ情報のパターン毎に信号レプリカを記憶する記憶部を備え、前記受信信号を復号することなく前記受信信号のヘッダ情報を識別するヘッダ情報識別装置が、
   前記受信信号と前記信号レプリカとの相互相関値を算出する相互相関計算ステップと、
   前記相互相関値の高い前記信号レプリカに基づいて、前記受信信号のヘッダ情報を推定する相関値判定ステップと、
   を有するヘッダ情報識別方法。
6. 前記相互相関計算ステップにおいて、前記受信信号の先頭部分から複数のグループに分割し、先頭のグループから順に前記相互相関値を算出し、
   前記相関値判定ステップにおいて、算出された前記相互相関値に基づいて、グループ毎にヘッダ情報を推定する、
   請求項５に記載のヘッダ情報識別方法。
7. 前記相互相関計算ステップにおいて、前記受信信号の前記ヘッダ情報が検出されている間のみを対象として前記相互相関値の算出を行う、
   請求項５又は６に記載のヘッダ情報識別方法。
8. 前記受信信号の伝搬路応答を推定する伝搬路推定ステップと、
   前記信号レプリカに対して、前記伝搬路応答に応じた補正を行うレプリカ補正ステップと、をさらに有し、
   前記相互相関計算ステップにおいて、前記補正が行われた前記信号レプリカに基づいて前記相互相関値を算出する
   請求項５〜７のいずれか一項に記載のヘッダ情報識別方法。

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