JP3639195B2 - Ｏｆｄｍパケット通信用受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重(0rthogonal Frequency Division Mltiplexing；ＯＦＤＭ）方式のデイジタル無線通信システムに用いるパケット通信用受信装置に関し、特に、パケット内で伝搬路特性が変動する場合であっても、伝送効率を低下させずに高精度にＯＦＤＭ信号を復調することの可能な受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ方式は、高速な信号系列を複数の信号系列に並列化し、複数の低速なサブキャリアを用いて同時に伝送を行うマルチキャリア方式の一種であり、それぞれのサブキャリアが互いに直交するように最密に配置されているのが特徴である。一般に、無線を用いて信号の高速伝送を行う場合には、無線信号の反射や回折により生じるマルチパス伝搬に起因する符号間干渉が伝送品質を著しく劣化させるため大きな問題になる。
【０００３】
しかし、ＯＦＤＭ方式のようなマルチキャリア方式では高速伝送を行う場合であっても並列化によりそれぞれのサブキャリアの伝送速度を低くすることができるため、マルチパス伝搬に起因する符号間干渉の影響を低減することができる。また、ＯＦＤＭ方式では送信側で逆高速フーリエ変換を用いて各サブキャリアの周波数多重化をベースバンドで容易に行うことができることに加え、受信側では高速フーリエ変換を用いて受信信号から各サブキャリアの信号を容易に分離することができるため、送受信装置を容易に実現することが可能である。
【０００４】
さらに、フーリエ変換の性質を利用して、送信側で逆高速フーリエ変換出力を循環的に拡張した信号をガードインターバルとして各ＯＦＤＭシンボルに付加して送信し、受信側で各ＯＦＤＭシンボルの信号系列から符号間干渉の少ない信号部分をＦＦＴウインドウで切り出して高速フーリエ変換を行うことにより、符号間干渉の影響をさらに低減することができる。
【０００５】
さらにまた、ガードインターバルを設けることで、受信側で雑音成分の影響等によりシンボルタイミングすなわちＦＦＴウインドウタイミングが多少ずれたとしても、それがガードインターバル内に収まる程度のタイミングのずれであれば、隣接シンボルからの干渉を受けずに信号を復調することができるため、単一キャリア伝送の場合に必要となる高精度なタイミング同期が不必要であるという利点もある。
【０００６】
以上のような理由により、ＯＦＤＭ方式は無線を用いた高速信号伝送に適していると言える。従来例のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１２を参照して説明する。
なお、この例は図１３に示すパケットフォーマットのＯＦＤＭ信号を送受信する場合を想定している。また、この例では、通信に使用する多数のサブキャリアのうちの一部分（複数）の特定のサブキャリアを用いて、既知信号であるパイロット信号を伝送する場合を想定している。
【０００７】
図１２において、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ信号は、受信回路２に入力される。
受信回路２は入力されたＯＦＤＭ信号に対し、周波数変換、フィルタリング、直交検波およびＡＤ変換等の受信処理を行い複素ベースバンド信号を出力する。受信回路２から出力された複素ベースバンド信号は同期処理回路３に入力される。
【０００８】
同期処理回路３は、入力された複素ベースバンド信号の先頭部分に設定された同期用プリアンブル信号を用いて搬送波周波数誤差およびＯＦＤＭシンボルタイミングを検出し、
検出した搬送波周波数誤差情報を用いて受信処理後の複素ベースバンド信号に対して搬送波周波数誤差補正処理を行い、搬送波周波数誤差補正処理後の複素ベースバンド信号を出力するとともに、検出したＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号を出力する。
【０００９】
なお、ＯＦＤＭシンボルタイミングの検出は、続くガードインターバル除去回路４において、複素ベースバンド信号からガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路５に入力する信号を抽出する処理等のために必要となる。同期処理回路３から出力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号およびＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号はガードインターバル除去回路４に入力される。
【００１０】
ガードインターバル除去回路４は、入力されるＯＦＤＭシンボルタイミング情報に従い、入力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号に対して１ＯＦＤＭシンボル長からガードインターバルに相当する信号長を差し引いた時間幅をウインドウサイズに持つＦＦＴウインドウを１ＯＦＤＭシンボル毎に各ＯＦＤＭシンボルにかけることによりガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路５に入力する信号を１ＯＦＤＭシンボル毎に抽出して出力する。
【００１１】
ガードインターバル除去回路４から出力されるガードインタ一バル除去後の信号はフーリエ変換回路５に入力される。フーリエ変換回路５は、入力されるガードインターバル除去後の信号を高速フーリエ変換して各サブキャリアに相当する周波数成分を検出することにより、各サブキャリア信号をベースバンドで分離してそれぞれ出力する。なお、フーリエ変換回路５は、１ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換処理を行い、１ＯＦＤＭシンボル毎に当該ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリアの信号を分離して出力する。
【００１２】
フーリエ変換回路５から出力される各サブキャリア信号は、チャネル推定回路６および同期検波回路７に入力される。チャネル推定回路６は、入力された各サブキャリア信号のうちパケットの先頭部分にて送信された既知のチャネル推定用プリアンブル信号を用いて当該パケットのＯＦＤＭ信号が通ってきた伝搬路（チャネル）の状態を推定し、推定されたチャネル推定結果を出力する。
【００１３】
マルチパス伝搬による周波数選択性フェージングにより各サブキャリアの信号は互いに異なる振幅位相変動を受けることになるが、チャネル推定用信号は既知信号であるため、
伝搬路を通過して受信された各サブキャリア信号と既知の理想信号をサブキャリア毎にそれぞれ比較することにより、各々のサブキャリアの振幅や位相が伝搬路通過時にどのような影響を受けたのかを容易に推定することができる。
【００１４】
チャネル推定回路６から出力された各サブキャリアのチャネル推定結果は同期検波回路７に入力される。同期検波回路７は、入力された各サブキャリアのチャネル推定結果を用いて各サブキャリア毎にフェージング等のチャネル特性に起因する振幅変動および位相回転を補正することにより同期検波相当の処理を行い、検波信号を出力する。
【００１５】
フェージング周波数が十分に小さく、１パケット期間内で伝搬路特性が一定であるとみなすことができる場合には、パケットの先頭部分に設定されたチャネル推定用プリアンブル信号に基づいて推定された各サブキャリアの伝搬路特性を用いて上述のように後続のデータ信号に対して同期検波相当の処理を行うことができる。同期検波回路７から出力された検波信号は、位相トラッキング回路８に入力される。
【００１６】
ところで、同期検波回路７は上述のようにパケット先頭部に設けられたチャネル推定用ＯＦＤＭシンボルを用いて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいて同期検波処理を行うため、サンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転のようにＯＦＤＭシンボル毎に位相回転量が変化する位相回転に対しては、原理上、補正処理を行うことはできない。
【００１７】
なお、位相雑音は送信側装置の送信処理部および受信側装置の受信処理部においてアナログ回路の不完全性によって信号の位相成分に対して付加される雑音であるが、一般に位相雑音はＯＦＭＤシンボル間隔と比較して非常にゆっくりと変化するため、位相雑音によって各ＯＦＤＭ信号に付加される位相回転は１ＯＦＤＭシンボル期間内で一定であると仮定できる。
【００１８】
また、フーリエ変換は線形変換の一種であるため、フーリエ変換回路５への１ＯＦＤＭシンボル分の入力信号の全てに同一の位相回転が付加されていれば、フーリエ変換回路５の当該ＯＦＤＭシンボルに相当する全ての出力信号に対しても、入力信号に付加された位相回転と同一の位相回転が付加されることになる。従って、位相雑音によって付加される位相回転量は、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通となるのが特徴である。
【００１９】
また、残留搬送波周波数誤差は受信装置の同期処理回路３における搬送波周波数同期処理の際に、受信回路２において付加される熱雑音の影響等によって不完全な搬送波周波数同期処理が行われるために同期処理回路３の出力信号に残留してしまう周波数誤差であり、残留搬送波周波数誤差が存在する場合には、同期処理回路３が出力するＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリア信号に同一量の周波数誤差が付加されることになる。
【００２０】
従って、残留搬送波周波数誤差によって各サブキャリア信号に付加される位相回転量は、位相雑音の場合と同様に同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通となるのが特徴である。一方、送受間のサンプリングクロック周波数誤差による位相回転量は、位相雑音や残留搬送波周波数誤差による位相回転量とは異なり、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通な位相回転にはならない。
【００２１】
ガードインターバル除去回路４では、前述のようにパケット先頭の同期用プリアンブルを用いて検出したシンボルタイミングを用いてＦＦＴウインドウをかけることにより各ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルに相当する信号を除去するのであるが、サンプリングクロック周波数誤差が存在する場合には、同一パケット内のＯＦＤＭシンボルであっても、パケット内のＯＦＤＭシンボルの相対的な時間的位置によってＯＦＤＭシンボル毎にＯＦＤＭシンボルタイミングとＦＦＴのウインドウタイミングとの間にずれが生じることになる。
【００２２】
従って、同期検波を行う際に使用されるチャネル推定結果を検出する時に用いたパケット先頭付近のチャネル推定用プリアンブル信号に相当するＯＦＤＭシンボル（チャネル推定用ＯＦＤＭシンボル）におけるＦＦＴウインドウのタイミングと、それ以外のＯＦＤＭシンボルにおけるＦＦＴウインドウのタイミングとの間にずれが生じることになる。このタイミングずれの量は、送受間のサンプリングクロック周波数のずれの割合および時間の経過に比例して大きくなる。
【００２３】
このＦＦＴウインドウタイミングのずれは、フーリエ変換回路５におけるフーリエ変換の基本的性質上、サブキャリア周波数によって異なる位相回転となって現れることになる。また、時間の経過に比例してＦＦＴウインドウのタイミングのずれも大きくなるため、
時間の経過とともに位相の回転量が増加する。
【００２４】
ここで、ａ（ｔ）をフーリエ変換した結果がＡ（ｆ）であると仮定すると、ａ（ｔ）からΔｔだけ時間をずらしたａ（ｔ＋Δｔ）をフーリエ変換した結果は、一般的にＡ（ｆ）・ｅｘｐ（ｊ・２π・ｆ・Δｔ）と表すことができる。従って、ガードインターバル除去回路４におけるＦＦＴウインドウタイミングがΔｔだけずれていると、フーリエ変換回路５が出力する各サブキャリア信号には、“数１”で表される位相回転Δθが付加されることになる。
【００２５】
【数１】
【００２６】
“数１”において、ｆは、チャネルの中心周波数に対する当該サブキャリアの周波数オフセット量であり、ΔｔはＦＦＴウインドウタイミングのずれの量である。ＦＦＴウインドウタイミングのずれの量Δｔは、チャネル推定時からの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量およびサンプリングクロック周波数誤差量に比例して増加する。なお、サンプリングクロック周波数誤差量はパケット内では一定であると仮定できる。
【００２７】
従って、送受間のサンプリングクロック周波数にずれがある場合には、“数１”により、チャネル推定時からの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量、すなわちチャネル推定用ＯＦＤＭシンボルからの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量およびチャネルの中心周波数に対する当該サブキャリアの周波数オフセット量に比例して増加（あるいは減少）するような位相回転Δθがフーリエ変換回路５から出力される各サブキャリア信号に付加されることになる。
【００２８】
つまり、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号に相当する検波信号に着目すると、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転は各サブキャリア信号に共通の位相回転となるのが特徴であり、サンプリングクロック周波数誤差に起因する位相回転はチャネルの中心周波数に対する各サブキャリアの周波数オフセット量に比例して増減するような位相回転となるのが特徴である。
【００２９】
上述したような位相回転は当該ＯＦＤＭシンボルのパケット中の相対的時間位置やサブキャリア周波数等に関係する規則的な位相回転であるため、特定のサブキャリアを用いて送信された既知のパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて該パイロット信号以外の検波信号の位相回転を算出することが可能である。
【００３０】
従って、位相トラッキング回路８は、同期検波回路７から入力された検波信号のうち特定のサブキャリアを用いて送信されたパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて同期検波回路７から入力された各検波信号に生じているサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差、および位相雑音に起因する位相回転を算出し、各検波信号に対して位相トラッキング処理を行う。
【００３１】
前述の位相トラッキング処理によってサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転が除去された検波信号が位相トラッキング回路８から出力される。位相トラッキング回路８から出力される位相トラッキング処理後の各検波信号は符号識別回路９に入力される。符号識別回路９は、位相トラッキング回路８が出力する位相トラッキング処理後の各検波信号に含まれるデータ信号に対して符号識別を行い、符号識別結果を出力する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、１パケット内で伝搬路特性が一定であるとみなすことができる場合には、パケットの先頭部分に設定されたチャネル推定用プリアンブル信号を用いて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果、すなわち各サブキャリアの伝搬特性の推定結果に基づいて後続の各サブキャリア信号に対して同期検波相当の処理を行うことができる。
【００３３】
しかしながら、パケット内で伝搬路の特性が変化するような伝搬環境下では、パケット先頭部分における伝搬路の特性とそれ以外の部分における伝搬路の特性が異なるため、パケッ卜先頭部分のチャネル推定用プリアンブル信号に基づいて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果を用いて同期検波を行った場合には、特性が著しく劣化してしまうという課題があった。
【００３４】
なお、マルチパス伝搬により生じる周波数選択性フェージング環境下ではサブキャリア毎に異なった伝搬特性変動となる。従って、パイロット信号を伝送している特定のサブキャリア信号の位相成分のみから位相回転情報を検出する位相トラッキング回路８では、チャネル特性変動に起因する各サブキャリアの位相変動を補正することは不可能であり、特性の向上は望めない。
【００３５】
この課題を解決するために、パケット先頭部だけではなくパケットの先頭部以外においても適当な時間間隔でチャネル推定用シンボルを送信してパケット先頭部以外においてもチャネル推定処理を行い、伝搬特性の変動に追従してチャネル推定結果を更新することにより高精度に同期検波を行う方法が考えられる。しかしながら、この方法では１パケット期間内に多くの既知のチャネル推定用シンボルを送信する必要があるため、オーバヘッドの増加によりスループットが低下してしまうという課題があった。
【００３６】
また、チャネル推定用シンボルを追加する代わりに復調データから基準信号を生成し、
生成した基準信号に基づいて伝搬特性の変動に追従してチャネル推定を行う方法が考えられる。しかしながら、チャネル推定結果を更新すると位相トラッキング回路の動作に複雑な変更を加える必要があり、また、パケットの先頭部分からの位相回転量を累積するタイプの高精度な位相トラッキングを採用している場合には、チャネル推定結果を更新する度にそれまで累積したパイロット信号の位相回転情報をリセットしなければならず、位相トラッキングの精度が低下してしまうという課題があった。
【００３７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、１パケット期間内に伝搬路特性が変動する場合であっても、スループットを低下させることなく簡易な回路で高精度に伝搬路特性の変動による特性の劣化を補償することのできるＯＦＤＭパケット通信用受信装置を提供することを目的としている。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上述の課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。
すなわち、請求項１の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号を用いて各サブキャリアの伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、該チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号に対して同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段によって出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転 の補正処理を行う位相トラッキング手段と、前記位相トラッキング手段によって位相回転補正処理された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅誤差および位相誤差を補正するチャネル特性変動補正手段と、該チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成する基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の振幅成分および位相成分の比較をそれぞれ行い、振幅比および位相差をそれぞれ検出し、各サブキャリアのパケット内での伝送路特性の変動に起因する振幅位相変動により生じる振幅誤差および位相誤差をサブキャリア毎に算出して前記チャネル特性変動補正手段に与えるチャネル特性変動検出手段と、を備えるＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、フーリエ変換手段によって得られた各サブキャリア信号に基づいて各サブキャリアの信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を備え、符号識別手段が、チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行うとともに軟判定を行う軟判定重み付け手段と、該軟判定重み付け手段から出力された軟判定結果に対して誤り訂正復号処理を施すことによって符号識別を行う誤り訂正復号手段とにより構成されることを特徴とする。
【００３９】
請求項２の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性検出手段が、フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出する第１の振幅検出手段と、該第１の振幅検出手段から出力された各サブキャリア信号 の信号振幅値を一定期間だけ遅延させる第１の遅延手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記第１の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力し、それ以外の場合には前記第１の遅延手段により遅延した信号振幅値を出力する第１の選択手段と、前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出する第２の振幅検出手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合に前記フーリエ変換手段から出力された各サブキャリア信号の既知の理想振幅値を出力する理想振幅出力手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記理想振幅出力手段から出力された理想振幅値を出力し、その以外の場合には前記第２の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力する第２の選択手段と、前記第１の選択手段から出力された信号振幅値と前記第２の選択手段から出力された信号振幅値とに基づいて、サブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算する振幅特性演算手段とにより構成されることを特徴とする。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、第１の振幅検出手段が、フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、第２の振幅検出手段が前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、振幅特性演算手段が前記第２の選択手段から出力された信号振幅値に対する前記第１の選択手段から出力された信号振幅値の比を演算することによりサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算するように構成したものである。
【００４１】
請求項４の発明は、請求項２記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性演算手段が、第１の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第１の移動和演算手段と、第２の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第２の移動和演算手段と、該第２の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和に対する第１の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和の比を演算する除算手段とにより構成されたものである。
【００４２】
請求項５の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、 該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、
前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識 別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に基づいて各サブキャリア信号の信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を設けると共に、符号識別手段が、位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行った後に軟判定を行うことを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１を参照して説明する。この形態は請求項１に係る発明の基本となる部分である。この形態では、請求項１の受信手段、同期処理手段、フーリエ変換手段、チャネル推定手段、同期検波手段、位相トラッキング手段、チャネル特性変動補正手段、符号識別手段、基準信号生成手段およびチャネル特性変動検出手段は、それぞれ受信回路１０２、同期処理回路１０３、フーリエ変換回路１０５、チャネル推定回路１０６、同期検波回路１０７、位相トラッキング回路１０８、振幅位相補正回路１０９、符号識別回路１１２、基準信号生成回路１１３およびチャネル特性変動検出部１００に対応する。
【００４４】
なお、図１に示すチャネル特性変動検出部１００には、遅延回路１１０および振幅位相変動検出回路１１１が備わっている。アンテナ１０１で受信されたＯＦＤＭ信号は、受信回路１０２に入力される。受信回路１０２は入力されたＯＦＤＭ信号に対し、周波数変換、フィルタリング、直交検波およびＡＤ変換等の受信処理を行い複素ベースバンド信号を出力する。受信回路１０２から出力された複素ベースバンド信号は同期処理回路１０３に入力される。
【００４５】
同期処理回路１０３は、入力された複素ベースバンド信号の先頭部分に設定された同期用プリアンブル信号を用いて搬送波周波数誤差およびＯＦＤＭシンボルタイミングを検出し、検出した搬送波周波数誤差情報を用いて受信処理後の複素ベースバンド信号に対して搬送波周波数誤差補正処理を行い、搬送波周波数誤差補正処理後の複素ベースバンド信号を出力するとともに、検出したＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号を出力する。
【００４６】
なお、ＯＦＤＭシンボルタイミングの検出は、続くガードインターバル除去回路１０４において、複素ベースバンド信号からガードインターバルに相当する信号を除去しフーリエ変換回路１０５に入力する信号を抽出する処理等のために必要となる。同期処理回路１０３から出力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号およびＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号はガードインターバル除去回路１０４に入力される。
【００４７】
ガードインターバル除去回路１０４は、入力されるＯＦＤＭシンボルタイミング情報に従い、入力される搬送波周波数誤差補正処理後の信号に対して１ＯＦＤＭシンボル長からガードインターバルに相当する信号長を差し引いた時間幅をウインドウサイズに持つＦＦＴウインドウを１ＯＦＤＭシンボル毎に各ＯＦＤＭシンボルにかけることによりガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路１０５に入力する信号を１ＯＦＤＭシンボル毎に抽出して出力する。
【００４８】
ガードインターバル除去回路１０４から出力されるガードインターバル除去後の信号はフーリエ変換回路１０５に入力される。フーリエ変換回路１０５は、入力されるガードインターバル除去後の信号を高速フーリエ変換して各サブキャリアに相当する周波数成分を抽出することにより、各サブキャリア信号をベースバンドで分離してそれぞれ出力する。
なお、フーリエ変換回路１０５は、１ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換処理を行い、１ＯＦＤＭシンボル毎に当該ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリアの信号を分離して出力する。
【００４９】
フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、チャネル推定回路１０６および同期検波回路１０７に入力される。チャネル推定回路１０６は、入力された各サブキャリア信号のうちパケットの先頭部分にて送信された既知のチャネル推定用プリアンブル信号を用いて当該パケットのＯＦＤＭ信号が通ってきた伝搬路（チャネル）の状態を推定し、推定されたチャネル推定結果を出力する。
【００５０】
マルチパス伝搬による周波数選択性フェージングにより各サブキャリアの信号は互いに異なる振幅位相変動を受けることになるが、チャネル推定用信号は既知信号であるため、
伝搬路を通過して受信された各サブキャリア信号と既知の理想信号をサブキャリア毎にそれぞれ比較することにより、各々のサブキャリアの振幅や位相が伝搬路通過時にどのような影響を受けたのかを容易に推定することができる。
【００５１】
チャネル推定回路１０６から出力された各サブキャリアのチャネル推定結果は同期検波回路１０７に入力される。同期検波回路１０７は、入力された各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいて各サブキャリア毎に同期検波相当の処理を行い、検波信号を出力する。同期検波回路１０７から出力された検波信号は、位相トラッキング回路１０８に入力される。
【００５２】
位相トラッキング回路１０８は、同期検波回路７から入力された検波信号のうち、特定のサブキャリアを用いて送信されたパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて、同期検波回路１０７から入力された各検波信号に生じているサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転を算出し、
各検波信号に対して位相トラッキング処理を行う。
【００５３】
位相トラッキング回路１０８の動作は、先に図１２で説明した位相トラッキング回路８の動作と同一である。位相トラッキング処理によってサンプリングクロック周波数誤差、
残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転が除去された検波信号が位相トラッキング回路１０８から出力される。位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の各検波信号は、振幅位相補正回路１０９に入力されるとともに遅延回路１１０に入力される。
【００５４】
なお、振幅位相変動検出回路１１１における処理の詳細については後述するが、１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報が振幅位相変動検出回路１１１から出力され、その出力信号が振幅位相補正回路１０９に人力される。振幅位相補正回路１０９は、振幅位相変動検出回路１１１から入力される１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報に基づいて位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号の該振幅位相変動を除去するように、入力された該各検波信号に対して振幅位相補正処理を行う。
【００５５】
振幅位相補正回路１０９から出力された振幅位相補正処理後の各検波信号は符号識別回路１１２に入力される。符号識別回路１１２は、振幅位相補正回路１０９から入力された検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して符号識別を行い、符号識別結果を復調データとして出力する。例えば、各サブキャリアの変調方式として１６ＱＡＭ変調が採用されている場合には、符号識別回路１１２は各々の検波信号が図１４に示す基準信号点Ｓ１〜Ｓ１６のいずれに該当するかを符号識別し、識別された基準信号点に対応する符号データを復調データとして出力する。
【００５６】
符号識別回路１１２から出力された復調データは、基準信号生成回路１１３に入力される。基準信号生成回路１１３は、位相トラッキング回路１０８から出力された各検波信号が、本来は図１４に示す基準信号点のうちのどの基準信号点であるべきかを符号識別回路１１２から入力された復調データに基づいて算出し、該検波信号に対応する基準信号を出力する。基準信号生成回路１１３から出力された基準信号は、振幅位相変動検出回路１１１に入力される。
【００５７】
一方、遅延回路１１０は、位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号を一定期間だけ遅延させ、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号に対応する検波信号を出力する。遅延回路１１０における遅延処理は、基準信号生成回路１１３から基準信号が出力されるまでに生じた処理遅延の影響を除去するために行う。
【００５８】
例えば、位相トラッキング回路１０８から出力された検波信号に対応する基準信号が基準信号生成回路１１３から出力されるまでに５ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路１１０は位相トラッキング回路１０８から出力される該検波信号を５ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路１１０から出力された各検波信号は、振幅位相変動検出回路１１１に入力される。
【００５９】
振幅位相変動検出回路１１１は、基準信号生成回路１１３から入力された基準信号と遅延回路１１０から入力された検波信号の振幅成分および位相成分との比較をそれぞれ行い、振幅比および位相差をそれぞれ検出し、１パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に起因する振幅位相変動を該検波信号毎に検出し、その検出結果に基づいて１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出する。
この振幅位相変動の情報は、振幅位相変動により生じる振幅誤差および位相誤差を含んでいる。
【００６０】
例えば、各サブキャリアの変調方式として１６ＱＡＭ変調が採用されている場合には、
位相トラッキング回路１０８から出力される各検波信号は、本来、位相平面上で図１４に示す１６個の基準信号点Ｓ１〜Ｓ１６のいずれかの位置に現れる。しかし、１パケット内で各サブキャリアの伝搬特性が変動する場合、同期検波された検波信号には該伝搬特性の変動に応じてサブキャリア毎に異なるランダムな振幅位相変動が生じるため、位相トラッキング回路１０８から出力される検波信号（例えば、図１４のＲ１．Ｒ２）の位置は本来の位置であるいずれか１つの基準信号点（例えば、それぞれ図１４のＳ３、Ｓ６）と一致しなくなる。
【００６１】
検波信号の振幅位相変動は、該検波信号がどのサブキャリアを用いて送信されたのかによって異なる。振幅位相変動検出回路１１１は、遅延回路１１０から入力される検波信号および基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅比および位相差を精度良く検出することにより、伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出する。
【００６２】
なお、振幅位相変動検出回路１１１は、遅延回路１１０から入力される複数ＯＦＤＭシンボル分の検波信号と、基準信号生成回路１１３から入力される該複数ＯＦＤＭシンボル分の基準信号とから伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出することもできる。この場合には、サブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う等によって、受信回路１０２において信号に付加された雑音成分の影響を除去することが可能になるため、高精度に振幅位相変動の情報を算出することが可能になる。
【００６３】
振幅位相変動検出回路１１１から出力された１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報は、前述したように振幅位相補正回路１０９に入力される。以上説明したように本実施例の装置によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。
【００６４】
また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。更に、伝搬路特性の変動に起因する振幅変動および位相変動の補正処理を位相トラッキング処理の後に行なうため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【００６５】
（第２の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図２を参照して説明する。この形態は請求項１に係る発明の特徴的な部分を含んだものである。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図２において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図２に示す符号識別部２００には、軟判定回路２０２および誤り訂正復号回路２０３が備わっている。
【００６６】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに重み係数演算回路２０１に入力されている。重み係数演算回路２０１は、フーリエ変換回路１０５から入力された各サブキャリア信号に基づいて、サブキャリア毎にその通信品質に応じた重み係数を演算して出力する。例えば、各サブキャリアの通信品質を表す尺度としては、各サブキャリア信号の受信信号電力レベル等が考えられる。
【００６７】
従って、サブキャリア毎の重み係数は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号を用いて簡単な演算を行うことによって求めることができる。例えば、各サブキャリアの振幅成分を２乗し、これをサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理することにより、受信回路１０２において付加された雑音成分の影響を低減しつつ、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎の重み係数を簡易かつ高精度に求めることができる。
【００６８】
重み係数演算回路２０１から出力されたサブキャリア毎の重み係数は軟判定回路２０２に入力される。軟判定回路２０２は、重み係数演算回路２０１から入力されたサブキャリア毎の重み係数に基づいて振幅位相補正回路１０９から人力された検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して重み付けを行った後に軟判定を行い、得られた軟判定結果を出力する。軟判定回路２０２から出力された軟判定結果は、誤り訂正復号２０３に入力される。誤り訂正復号回路２０３は、軟判定回路２０２から入力された軟判定結果に基づいて誤り訂正復号処理を行い、得られた復号データを復調データとして出力する。
【００６９】
一般に、軟判定結果を用いて誤り訂正復号処理を行うと、通常の硬判定結果を用いて誤り訂正処理を行う場合よりも高い誤り訂正効果を得られることが知られているが、軟判定を行う前の検波信号に対して、各々の検波信号の信号品質に応じて各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従して算出された高精度な重み係数に基づいた重み付けを行うため非常に高い誤り訂正効果を得ることができる。従って、本実施例の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図３を参照して説明する。この形態は請求項２に係る発明の基本的な部分である。この形態は第１の実施の形態と同様の部分が多く存在する。従って、図３において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。フーリエ変換回路１０５が出力する各サブキャリア信号がチャネル推定回路１０６、同期検波回路１０７に入力されるとともに振幅特性検出回路３０２に入力されている。
【００７１】
また、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号が、振幅特性検出回路３０２に入力されるとともに位相特性変動検出回路３０４に入力されている。振幅特性検出回路３０２は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号とフーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号との比較を行って、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性である振幅比を検出する。振幅特性検出回路３０２から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００７２】
また、チャネル推定回路１０６から出力される各サブキャリアのチャネル推定結果が、
振幅成分補正回路３０１に入力されている。振幅成分補正回路３０１は、振幅特性検出回路３０２から入力される各サブキャリアの振幅特性に基づいて、チャネル推定回路１０６から入力される各サブキャリアのチャネル推定結果の振幅成分に対して補正を行なう。この振幅成分の補正により、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる振幅特性の変動に追従して振幅成分が補正され各サブキャリアのチャネル推定結果が得られる。
【００７３】
振幅成分補正回路３０１から出力される振幅成分補正処理後のチャネル推定結果は同期検波回路１０７に入力される。同期検波回路１０７は、振幅成分補正回路３０１から入力される振幅成分補正処理後のチャネル推定結果に基づいてフーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号に対して同期検波相当の処理を行うため、振幅方向に対して従来の装置よりも高精度な同期検波処理を行うことができる。
【００７４】
一方、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の検波信号は、位相成分補正回路３０３に入力されるとともに位相特性変動検出回路３０４に入力されている。位相特性変動検出回路３０４は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の位相成分と、位相トラッキング回路１０８から入力される位相トラッキング処理後の各検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動である位相誤差を検出する。
【００７５】
位相特性変動検出回路３０４から出力される各サブキャリアの位相変動の情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。位相成分補正回路３０３は、位相特性変動検出回路３０４から入力される各サブキャリアの位相変動の情報に基づいて、位相トラッキング回路３０３から入力される位相トラッキング処理後に各検波信号に対して位相補正処理を行う。この位相補正処理により、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動の影響が除去されるため、後続の符号識別回路１１２において高精度な符号識別処理を実現することができ、高品質な復調データを得ることが可能となる。
【００７６】
以上説明したように本実施例の装置によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。さらに、伝搬路特性の変動に起因して各検波信号に生じる位相変動に対する補正処理を位相トラッキング処理の後に行うため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【００７７】
更にまた、伝搬路特性の変動に起因して各サブキャリア信号に生じる振幅変動に対する補正処理を、同期検波処理に用いるチャネル推定結果の振幅成分を補正することにより行うため、同期検波部以降の信号のビット幅を必要以上に増やす必要が無くなり、回路規模および消費電力を低減することができる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を簡易に実現することができる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図４を参照して説明する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図４において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図４に示す振幅特性検出部４００には、振幅検出回路４０１．振幅特性演算回路４０２および理想振幅出力回路４０３が備わっている。
【００７９】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路４０１に入力されている。振幅検出回路４０１は、フーリエ変換回路１０５から人力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路４０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は振幅特性演算回路４０２に入力される。
【００８０】
一方、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４のみに入力されている。理想振幅出力回路４０３は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。各サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知であるため、理想振幅出力回路４０３は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。理想振幅出力回路４０３から出力される理想振幅値は振幅特性演算回路４０２に入力される。
【００８１】
振幅特性演算回路４０２は、理想振幅出力回路４０３から入力される理想振幅値と、振幅検出回路４０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路４０２から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態の装置によれば、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合に、復調データを用いて生成した基準信号の情報を用いることなく各サブキャリアの振幅特性を検出することができるため、簡易な回路を用いて少ない処理遅延で伝搬路特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００８３】
（第５の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図５を参照して説明する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図５において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図５に示す振幅特性検出部５００には、振幅検出回路５０１、遅延回路５０２、振幅特性演算回路５０３および振幅検出回路５０４が備わっている。
【００８４】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路５０４に入力されている。振幅検出回路５０４は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路５０４から出力される基準信号の振幅値は振幅特性演算回路５０３に入力される。一方、フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路５０１に入力されている。
【００８５】
振幅検出回路５０１は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路５０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は遅延回路５０２に入力される。遅延回路５０２は、振幅検出回路５０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、振幅検出回路５０４から出力される基準信号の振幅値に対応するサブキャリア信号の振幅値を出力する。
【００８６】
遅延回路５０２における遅延処理は、振幅検出回路５０４から該基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。例えば、振幅検出回路５０１から出力されたサブキャリア信号の振幅値に対応する基準信号の振幅値が振幅検出回路５０４から出力されるまでに６ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路５０２は振幅検出回路５０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値を６ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。
【００８７】
遅延回路５０２から出力された各サブキャリア信号の振幅値は、振幅特性演算回路５０３に入力される。振幅特性演算回路５０３は、振幅検出回路５０４から入力される基準信号の振幅値と、遅延回路５０２から入力される各サブキャリア信号の振幅値とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路５０３から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００８８】
以上説明したように本実施例の装置によれば、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのような振幅方向にも情報を持つような変調方式によって変調されている場合であっても、各サブキャリアの振幅特性を容易に検出することができるため、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００８９】
（第６の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図６を参照して説明する。この形態は請求項２に係る発明の特徴的な部分を含んだものに対応する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図６において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図６に示す振幅特性検出部６００には、振幅検出回路６０１、遅延回路６０２、選択回路６０３、振幅検出回路６０４、理想振幅出力回路６０５、選択回路６０６および振幅特性演算回路６０７が備わっている。
【００９０】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路６０４に入力されている。振幅検出回路６０４は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路６０４から出力される基準信号の振幅値は選択回路６０６に入力される。
【００９１】
一方、各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路６０５は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。該サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知であるため、理想振幅出力回路６０５は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。
【００９２】
理想振幅出力回路６０５から出力される理想振幅値は選択回路６０６に入力される。選択回路６０６は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路６０５から入力される理想振幅値を出力し、それ以外の場合には、振幅検出回路６０４から入力される基準信号の振幅値を出力する。選択回路６０６から出力される振幅値の情報は振幅特性演算回路６０７に入力される。
【００９３】
一方、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路６０１に入力されている。振幅検出回路６０１は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路６０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は遅延回路６０２に入力されるとともに選択回路６０３に入力される。
【００９４】
遅延回路６０２は、振幅検出回路６０１から入力された各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、振幅検出回路６０４から出力される基準信号の振幅値に対応するサブキャリア信号の振幅値を出力する。遅延回路６０２における遅延処理は、振幅検出回路６０４から該基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【００９５】
例えば、振幅検出回路６０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値に対応する基準信号の振幅値が振幅検出回路６０４から出力されるまでに６ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路６０２は振幅検出回路６０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値を６ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路６０２から出力される各サブキャリア信号の振幅値は、選択回路６０３に入力される。
【００９６】
選択回路６０３は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、振幅検出回路６０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値を出力し、それ以外の場合には、遅延回路６０２から入力される遅延した各サブキャリア信号の振幅値を出力する。選択回路６０３から出力される各サブキャリア信号の振幅値の情報は振幅特性演算回路６０７に入力される。
【００９７】
振幅特性演算回路６０７は、選択回路６０６から入力される振幅値の情報と、選択回路６０３から入力される各サブキャリア信号の振幅値の情報とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路６０７から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００９８】
以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合、および、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのような振幅方向にも情報を持つような変調方式によって変調されている場合のどちらの場合であっても、各サブキャリアの振幅特性を容易に検出することができるため、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。
【００９９】
特に、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合に、各サブキャリアの振幅特性を検出するために復号データに基づいて生成した基準信号を用いる必要が無く、少ない処理遅延で振幅変動の補正処理を行うことができる利点がある。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１００】
（第７の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図７を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。この形態は第６の実施の形態の変形例である。図７において、第６の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第６の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図７に示す振幅特性検出部７００には、振幅検出部７０１、遅延回路７０９、選択回路７１０、振幅検出部７０２、理想振幅出力回路７１１、選択回路７１２および振幅特性演算部７０３が備わっており、振幅検出部７０１には、振幅検出回路７０４および移動平均回路７０５が備わっており、振幅検出部７０２には、振幅検出回路７０６および移動平均回路７０７が備わっており、振幅特性演算部７０３には、除算回路７０８が備わっている。
【０１０１】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路７０６に人力されている。振幅検出回路７０６は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路７０６から出力される基準信号の振幅値は移動平均回路７０７に入力される。移動平均回路７０７は、振幅検出回路７０６から入力される基準信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う。
【０１０２】
移動平均回路７０７から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値は選択回路７１２に入力される。一方、各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路７１１は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。
該サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知の一定値になるため、理想振幅出力回路７１１は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。
【０１０３】
理想振幅出力回路７１１から出力される理想振幅値は選択回路７１２に入力される。選択回路７１２は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路７１１から入力される理想振幅値を出力し、それ以外の場合には、移動平均回路７０７から入力される移動平均処理後の基準信号の振幅値を出力する。
【０１０４】
選択回路７１２から出力される振幅値の情報は振幅特性演算部７０３の除算回路７０８に入力される。一方、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路７０４に入力されている。振幅検出回路７０４は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路７０４から出力される各サブキャリア信号の振幅値は移動平均回路７０５に入力される。
【０１０５】
移動平均回路７０５は、振幅検出回路７０４から入力される各サブキャリア信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う。この移動平均処理により、
受信回路１０２において受信信号に付加される熱雑音等の影響を低減することができる。
移動平均回路７０５から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値は遅延回路７０９に入力されるとともに選択回路７１０に入力される。
【０１０６】
遅延回路７０９は、移動平均回路７０５から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、移動平均回路７０７から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値に対応する移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値を出力する。遅延回路７０９における遅延処理は、移動平均回路７０７から該移動平均処理後の基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【０１０７】
例えば、移動平均回路７０５から出力された移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値に対応する移動平均処理後の基準信号の振幅値が移動平均回路７０７から出力されるまでに７ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路７０９は移動平均回路７０５から出力される移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値を７ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路７０９から出力される遅延した移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値は、選択回路７１０に入力される。
【０１０８】
選択回路７１０は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、移動平均回路７０５から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を出力し、それ以外の場合には、遅延回路７０９から入力される遅延した移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を出力する。選択回路７１０から出力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値の情報は除算回路７０８に入力される。
【０１０９】
除算回路７０８は、選択回路７１０から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を、選択回路７１２から入力される移動平均処理後の振幅値でサブキャリア毎にそれぞれ除算することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。除算回路７０８から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【０１１０】
以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号の振幅を検出した後に時間方向の移動平均処理によって雑音成分の抑圧を行うため、チャネルの振幅特性を高精度に検出することが可能となる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１１１】
（第８の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図８を参照して説明する。この形態は請求項４に対応する。この形態は第６の実施の形態の変形例である。図８において、第６の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第６の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図８に示す振幅特性検出部８００には、振幅検出回路６０１、遅延回路６０２、選択回路６０３、振幅検出回路６０４、理想振幅出力回路６０５、選択回路６０６および振幅特性演算部８０１が備わっており、振幅特性演算部８０１には、移動和演算回路８０２、除算回路８０３、および移動和演算回路８０４が備わっている。
【０１１２】
選択回路６０３から出力される各サブキャリア信号の振幅値の情報は移動和演算回路８０２に入力されている。移動和演算回路８０２は、選択回路６０３から入力される各サブキャリア信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う。この移動和演算処理により、受信回路１０２で受信信号に付加される熱雑音等の影響を低減することができる。移動和演算回路８０２から出力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値は除算回路８０３に入力される。
【０１１３】
一方、選択回路６０６から出力された振幅値の情報は移動和演算回路８０４に入力されている。移動和演算回路８０４は、選択回路６０６から入力される振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う。この移動和演算処理により、移動和演算回路８０２から出力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値の理想値が求められることになる。移動和演算回路８０４から出力される移動和演算処理後の振幅値は除算回路８０３に入力される。
【０１１４】
除算回路８０３は、移動和演算回路８０２から入力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値を、移動和演算回路８０４から入力される移動和演算処理後の振幅値でサブキャリア毎にそれぞれ除算することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。
【０１１５】
除算回路８０３から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号の振幅成分に対して時間方向の移動和演算処理によって雑音成分の抑圧を行うため、チャネルの振幅特性を高精度に検出することが可能となる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１１６】
（第９の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図９を参照して説明する。この形態は請求項５に対応する。この形態は第８の実施の形態の変形例である。図９において、第８の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第８の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図９に示す符号識別部９００には、軟判定回路９０１および誤り訂正復号回路９０２が備わっている。
【０１１７】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力される。
【０１１８】
重み係数演算回路９０３から出力されたサブキャリア毎の重み係数は、軟判定回路９０１に入力される。
【０１１９】
一方、位相成分補正回路３０３から出力された位相補正処理後の各検波信号が、軟判定回路９０１に入力されている。軟判定回路９０１は、重み係数演算回路９０３から入力されたサブキャリア毎の重み係数に基づいて位相成分補正回路３０３から入力された位相補正処理後の検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して重み付けを行った後に軟判定を行い、得られた軟判定結果を出力する。軟判定回路９０１から出力された軟判定結果は、誤り訂正復号回路９０２に入力される。誤り訂正復号回路９０２は、軟判定回路９０１から入力された軟判定結果に基づいて誤り訂正復号処理を行い、得られた復号データを復調データとして出力する。
【０１２０】
一般に、軟判定結果を用いて誤り訂正復号処理を行うと、通常の硬判定結果を用いて誤り訂正処理を行う場合よりも高い誤り訂正効果を得られることが知られているが、本例の装置においては、軟判定を行う前の検波信号に対して、各々の検波信号の信号品質に応じて各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従して算出された高精度な重み係数に基づいた重み付けが行われているため、非常に高い誤り訂正効果を得ることができる。従って、本形態の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１２１】
（第１０の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１０を参照して説明する。この形態は第９の実施の形態の変形例である。図１０において、第９の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第９の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図１０に示す位相特性変動検出部１０００には、位相情報抽出回路１００１、遅延回路１００２、位相逆変調回路１００３および位相変動演算回路１００４が備わっている。
【０１２２】
基準信号生成回路１１３から出力された基準信号が、振幅検出回路６０４に入力されるとともに位相情報抽出回路１００１に入力されている。位相情報抽出回路１００１は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の位相情報を抽出して出力する。位相情報抽出回路１００１から出力された基準信号の位相情報は位相逆変調回路１００３に入力される。一方、位相トラッキング回路１０８から出力された位相トラッキング処理後の検波信号は、位相成分補正回路３０３に入力されるとともに遅延回路１００２に入力されている。
【０１２３】
遅延回路１００２は、位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号を一定期間だけ遅延させ、位相情報抽出回路１００１から出力される該基準信号の位相情報に対応する位相トラッキング処理後の検波信号を出力する。遅延回路１００２における遅延処理は、位相情報抽出回路１００１から該基準信号の位相情報が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【０１２４】
例えば、位相トラッキング回路１０８から出力された位相トラッキング処理後の検波信号に対応する基準信号の位相情報が位相情報抽出回路１００１から出力されるまでに５ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路１００２は位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の検波信号を５ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路１００２から出力された遅延した位相トラッキング処理後の各検波信号は、位相逆変調回路１００３に入力される。
【０１２５】
位相逆変調回路１００３は、位相情報抽出回路１００１から入力される基準信号の位相情報に基づいて、遅延回路１００２から入力される位相トラッキング処理後の検波信号の位相成分に対して逆変調処理を行う。位相トラッキング回路１０８において、サンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正が行われ、さらに、位相逆変調回路１００３における位相成分に対する逆変調処理によって位相方向の変調成分のみが除去されるため、位相逆変調回路１００３から出力される逆変調処理後の検波信号の位相成分は、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に起因して生じる位相変動成分と等しい。
【０１２６】
位相逆変調回路１００３から出力された逆変調処理後の検波信号は、位相変動演算回路１００４に入力される。位相変動演算回路１００４は、位相逆変調回路１００３から入力された逆変調処理後の検波信号を用いて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動量を算出して出力する。位相変動演算回路１００４から出力されるパケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動量の情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。以上説明したように本形態の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１２７】
（第１１の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１１を参照して説明する。この形態は第１０の実施の形態の変形例である。図１１において、第１０の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１０の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図１１に示す位相特性変動検出部１１００には、位相情報抽出回路１００１、遅延回路１００２、位相逆変調回路１１０４および位相変動演算部１１０１が備わっており、位相特性変動演算部１１０１には、移動ベクトル和演算回路１１０２および位相検出回路１１０３が備わっている。
【０１２８】
遅延回路１００２から出力された遅延した位相トラッキング処理後の検波信号が位相逆変調回路１１０４に入力されている。また、位相情報抽出回路１００１から出力された基準信号の位相情報も位相逆変調回路１１０４に入力されている。位相逆変調回路１１０４は、位相情報抽出回路１００１から入力される基準信号の位相情報に基づいて、遅延回路１００２から入力される位相トラッキング処理後の検波信号の位相成分に対して逆変調処理を行い、逆変調処理後のベクトル信号を検波信号として出力する。位相逆変調回路１１０４から出力された逆変調処理後の検波ベクトル信号は、移動ベクトル和演算回路１１０２に入力される。
【０１２９】
ところで、位相トラッキング回路１０８において、サンプリングクロック周波数誤差、
残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正が行なわれ、さらに、位相逆変調回路１１０４における位相成分に対する逆変調処理によって位相方向の変調成分のみが除去されるため、位相逆変調回路１１０４から出力される逆変調処理後の検波ベクトル信号の位相成分は、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる位相変動成分と等しい。また、位相逆変調回路１１０４は振幅成分に対して何の処理も施さないため、遅延回路１００２から出力される検波信号の振幅成分は、該検波信号に対応する位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号の振幅成分と等しい。
【０１３０】
さらに、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング後の検波信号の振幅成分は、振幅方向の変調成分と、受信回路１０２において受信信号に付加される熱雑音等に起因して生じる振幅方向の雑音成分のみであることは明らかである。このような場合には、振幅方向の変調成分が大きい信号ほど雑音成分の影響が小さくて済むため、振幅方向の変調成分が小さい信号よりも信号品質が高くなっていると考えられる。
【０１３１】
ところで、前述したように位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号は、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる位相変動量を位相成分に持ち、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング後の検波信号の振幅方向の成分を振幅成分に持つベクトル信号になっている。従って、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのように振幅方向に情報を持つような変調方式を用いて変調されている場合には、位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号は、特別な重み付け処理をしなくとも、振幅方向に対してその信号品質に基づいた重み付けが既に施された信号になっていることがわかる。
【０１３２】
そこで、移動ベクトル和演算回路１１０２は、位相逆変調回路１１０４から入力された逆変調処理後の検波ベクトル信号に対し、サブキャリア毎に時間方向に移動ベクトル和演算を行うことによって、等価的に位相成分に対して重み付け平均化処理を施す。移動ベクトル和演算回路１１０２から出力された各サブキャリアに対応するベクトル和信号は、位相検出回路１１０３に入力される。位相検出回路１１０３は、移動ベクトル和演算回路１１０２から入力されたベクトル和信号の位相をサブキャリア毎に検出し、位相変動情報として出力する。位相検出回路１１０３から出力された位相変動情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。
【０１３３】
以上説明したように本形態の装置によれば、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性変動に起因して生じる検波信号の位相変動の検出処理をベクトル和演算を用いた簡易な重み付け平均処理を行うことにより、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。さらに、伝搬路特性の変動に起因する振幅変動および位相変動の補正処理を位相トラッキング処理の後に行うため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の例を示す図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態の例を示す図である。
【図３】 本発明の第３の実施の形態の例を示す図である。
【図４】 本発明の第４の実施の形態の例を示す図である。
【図５】 本発明の第５の実施の形態の例を示す図である。
【図６】 本発明の第６の実施の形態の例を示す図である。
【図７】 本発明の第７の実施の形態の例を示す図である。
【図８】 本発明の第８の実施の形態の例を示す図である。
【図９】 本発明の第９の実施の形態の例を示す図である。
【図１０】 本発明の第１０の実施の形態の例を示す図である。
【図１１】 本発明の第１１の実施の形態の例を示す図である。
【図１２】 従来のＯＦＤＭパケット通信用受信装置の例を示す図である。
【図１３】 ＯＦＤＭ信号のパケットフォーマットの例を示す図である。
【図１４】 １６ＱＡＭ変調の場合の信号の例を示す図である。
【符号の説明】
１０２ 受信回路
１０３ 同期処理回路
１０５ フーリエ変換回路
１０６ チャネル推定回路
１０７ 同期検波回路
１０８ 位相トラッキング回路
１０９ 振幅位相補正回路
１００ チャネル特性変動検出部
１１０、５０２、６０２、７０９、１００２ 遅延回路
１１１ 振幅位相変動検出回路
１１２ 符号識別回路
１１３ 基準信号生成回路
２００、９００ 符号識別部
２０１ 重み係数演算回路
２０２、９０１ 軟判定回路
２０３、９０２ 誤り訂正復号回路
３０１ 振幅成分補正回路
３０２ 振幅特性検出回路
３０３ 位相成分補正回路
３０４ 位相特性変動検出回路
４００ 振幅特性検出部
４０１、５０１、６０１、５０４、６０４、７０４、７０６ 振幅検出回路 ４０２、５０３、６０７ 振幅特性演算回路
４０３ 理想振幅出力回路
５００、６００、７００、８００ 振幅特性検出部
６０３、６０６、７１０、７１２ 選択回路
６０５、７１１ 理想振幅出力回路
７０１、７０２ 振幅検出部
７０３、８０１ 振幅特性演算部
７０５、７０７ 移動平均回路
７０８、８０３ 除算回路
８０２、８０４ 移動和演算回路
１０００ 位相特性変動検出部
１００１ 位相情報抽出回路
１００３、１１０４ 位相逆変調回路
１００４ 位相変動演算回路
１１００ 位相特性変動検出部
１１０１ 位相変動演算部
１１０２ 移動ベクトル和演算回路
１１０３ 位相検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重(0rthogonal Frequency Division Mltiplexing；ＯＦＤＭ）方式のデイジタル無線通信システムに用いるパケット通信用受信装置に関し、特に、パケット内で伝搬路特性が変動する場合であっても、伝送効率を低下させずに高精度にＯＦＤＭ信号を復調することの可能な受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ方式は、高速な信号系列を複数の信号系列に並列化し、複数の低速なサブキャリアを用いて同時に伝送を行うマルチキャリア方式の一種であり、それぞれのサブキャリアが互いに直交するように最密に配置されているのが特徴である。一般に、無線を用いて信号の高速伝送を行う場合には、無線信号の反射や回折により生じるマルチパス伝搬に起因する符号間干渉が伝送品質を著しく劣化させるため大きな問題になる。
【０００３】
しかし、ＯＦＤＭ方式のようなマルチキャリア方式では高速伝送を行う場合であっても並列化によりそれぞれのサブキャリアの伝送速度を低くすることができるため、マルチパス伝搬に起因する符号間干渉の影響を低減することができる。また、ＯＦＤＭ方式では送信側で逆高速フーリエ変換を用いて各サブキャリアの周波数多重化をベースバンドで容易に行うことができることに加え、受信側では高速フーリエ変換を用いて受信信号から各サブキャリアの信号を容易に分離することができるため、送受信装置を容易に実現することが可能である。
【０００４】
さらに、フーリエ変換の性質を利用して、送信側で逆高速フーリエ変換出力を循環的に拡張した信号をガードインターバルとして各ＯＦＤＭシンボルに付加して送信し、受信側で各ＯＦＤＭシンボルの信号系列から符号間干渉の少ない信号部分をＦＦＴウインドウで切り出して高速フーリエ変換を行うことにより、符号間干渉の影響をさらに低減することができる。
【０００５】
さらにまた、ガードインターバルを設けることで、受信側で雑音成分の影響等によりシンボルタイミングすなわちＦＦＴウインドウタイミングが多少ずれたとしても、それがガードインターバル内に収まる程度のタイミングのずれであれば、隣接シンボルからの干渉を受けずに信号を復調することができるため、単一キャリア伝送の場合に必要となる高精度なタイミング同期が不必要であるという利点もある。
【０００６】
以上のような理由により、ＯＦＤＭ方式は無線を用いた高速信号伝送に適していると言える。従来例のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１２を参照して説明する。
なお、この例は図１３に示すパケットフォーマットのＯＦＤＭ信号を送受信する場合を想定している。また、この例では、通信に使用する多数のサブキャリアのうちの一部分（複数）の特定のサブキャリアを用いて、既知信号であるパイロット信号を伝送する場合を想定している。
【０００７】
図１２において、アンテナ１で受信されたＯＦＤＭ信号は、受信回路２に入力される。
受信回路２は入力されたＯＦＤＭ信号に対し、周波数変換、フィルタリング、直交検波およびＡＤ変換等の受信処理を行い複素ベースバンド信号を出力する。受信回路２から出力された複素ベースバンド信号は同期処理回路３に入力される。
【０００８】
同期処理回路３は、入力された複素ベースバンド信号の先頭部分に設定された同期用プリアンブル信号を用いて搬送波周波数誤差およびＯＦＤＭシンボルタイミングを検出し、
検出した搬送波周波数誤差情報を用いて受信処理後の複素ベースバンド信号に対して搬送波周波数誤差補正処理を行い、搬送波周波数誤差補正処理後の複素ベースバンド信号を出力するとともに、検出したＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号を出力する。
【０００９】
なお、ＯＦＤＭシンボルタイミングの検出は、続くガードインターバル除去回路４において、複素ベースバンド信号からガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路５に入力する信号を抽出する処理等のために必要となる。同期処理回路３から出力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号およびＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号はガードインターバル除去回路４に入力される。
【００１０】
ガードインターバル除去回路４は、入力されるＯＦＤＭシンボルタイミング情報に従い、入力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号に対して１ＯＦＤＭシンボル長からガードインターバルに相当する信号長を差し引いた時間幅をウインドウサイズに持つＦＦＴウインドウを１ＯＦＤＭシンボル毎に各ＯＦＤＭシンボルにかけることによりガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路５に入力する信号を１ＯＦＤＭシンボル毎に抽出して出力する。
【００１１】
ガードインターバル除去回路４から出力されるガードインタ一バル除去後の信号はフーリエ変換回路５に入力される。フーリエ変換回路５は、入力されるガードインターバル除去後の信号を高速フーリエ変換して各サブキャリアに相当する周波数成分を検出することにより、各サブキャリア信号をベースバンドで分離してそれぞれ出力する。なお、フーリエ変換回路５は、１ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換処理を行い、１ＯＦＤＭシンボル毎に当該ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリアの信号を分離して出力する。
【００１２】
フーリエ変換回路５から出力される各サブキャリア信号は、チャネル推定回路６および同期検波回路７に入力される。チャネル推定回路６は、入力された各サブキャリア信号のうちパケットの先頭部分にて送信された既知のチャネル推定用プリアンブル信号を用いて当該パケットのＯＦＤＭ信号が通ってきた伝搬路（チャネル）の状態を推定し、推定されたチャネル推定結果を出力する。
【００１３】
マルチパス伝搬による周波数選択性フェージングにより各サブキャリアの信号は互いに異なる振幅位相変動を受けることになるが、チャネル推定用信号は既知信号であるため、
伝搬路を通過して受信された各サブキャリア信号と既知の理想信号をサブキャリア毎にそれぞれ比較することにより、各々のサブキャリアの振幅や位相が伝搬路通過時にどのような影響を受けたのかを容易に推定することができる。
【００１４】
チャネル推定回路６から出力された各サブキャリアのチャネル推定結果は同期検波回路７に入力される。同期検波回路７は、入力された各サブキャリアのチャネル推定結果を用いて各サブキャリア毎にフェージング等のチャネル特性に起因する振幅変動および位相回転を補正することにより同期検波相当の処理を行い、検波信号を出力する。
【００１５】
フェージング周波数が十分に小さく、１パケット期間内で伝搬路特性が一定であるとみなすことができる場合には、パケットの先頭部分に設定されたチャネル推定用プリアンブル信号に基づいて推定された各サブキャリアの伝搬路特性を用いて上述のように後続のデータ信号に対して同期検波相当の処理を行うことができる。同期検波回路７から出力された検波信号は、位相トラッキング回路８に入力される。
【００１６】
ところで、同期検波回路７は上述のようにパケット先頭部に設けられたチャネル推定用ＯＦＤＭシンボルを用いて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいて同期検波処理を行うため、サンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転のようにＯＦＤＭシンボル毎に位相回転量が変化する位相回転に対しては、原理上、補正処理を行うことはできない。
【００１７】
なお、位相雑音は送信側装置の送信処理部および受信側装置の受信処理部においてアナログ回路の不完全性によって信号の位相成分に対して付加される雑音であるが、一般に位相雑音はＯＦＭＤシンボル間隔と比較して非常にゆっくりと変化するため、位相雑音によって各ＯＦＤＭ信号に付加される位相回転は１ＯＦＤＭシンボル期間内で一定であると仮定できる。
【００１８】
また、フーリエ変換は線形変換の一種であるため、フーリエ変換回路５への１ＯＦＤＭシンボル分の入力信号の全てに同一の位相回転が付加されていれば、フーリエ変換回路５の当該ＯＦＤＭシンボルに相当する全ての出力信号に対しても、入力信号に付加された位相回転と同一の位相回転が付加されることになる。従って、位相雑音によって付加される位相回転量は、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通となるのが特徴である。
【００１９】
また、残留搬送波周波数誤差は受信装置の同期処理回路３における搬送波周波数同期処理の際に、受信回路２において付加される熱雑音の影響等によって不完全な搬送波周波数同期処理が行われるために同期処理回路３の出力信号に残留してしまう周波数誤差であり、残留搬送波周波数誤差が存在する場合には、同期処理回路３が出力するＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリア信号に同一量の周波数誤差が付加されることになる。
【００２０】
従って、残留搬送波周波数誤差によって各サブキャリア信号に付加される位相回転量は、位相雑音の場合と同様に同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通となるのが特徴である。一方、送受間のサンプリングクロック周波数誤差による位相回転量は、位相雑音や残留搬送波周波数誤差による位相回転量とは異なり、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号で共通な位相回転にはならない。
【００２１】
ガードインターバル除去回路４では、前述のようにパケット先頭の同期用プリアンブルを用いて検出したシンボルタイミングを用いてＦＦＴウインドウをかけることにより各ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルに相当する信号を除去するのであるが、サンプリングクロック周波数誤差が存在する場合には、同一パケット内のＯＦＤＭシンボルであっても、パケット内のＯＦＤＭシンボルの相対的な時間的位置によってＯＦＤＭシンボル毎にＯＦＤＭシンボルタイミングとＦＦＴのウインドウタイミングとの間にずれが生じることになる。
【００２２】
従って、同期検波を行う際に使用されるチャネル推定結果を検出する時に用いたパケット先頭付近のチャネル推定用プリアンブル信号に相当するＯＦＤＭシンボル（チャネル推定用ＯＦＤＭシンボル）におけるＦＦＴウインドウのタイミングと、それ以外のＯＦＤＭシンボルにおけるＦＦＴウインドウのタイミングとの間にずれが生じることになる。このタイミングずれの量は、送受間のサンプリングクロック周波数のずれの割合および時間の経過に比例して大きくなる。
【００２３】
このＦＦＴウインドウタイミングのずれは、フーリエ変換回路５におけるフーリエ変換の基本的性質上、サブキャリア周波数によって異なる位相回転となって現れることになる。また、時間の経過に比例してＦＦＴウインドウのタイミングのずれも大きくなるため、
時間の経過とともに位相の回転量が増加する。
【００２４】
ここで、ａ（ｔ）をフーリエ変換した結果がＡ（ｆ）であると仮定すると、ａ（ｔ）からΔｔだけ時間をずらしたａ（ｔ＋Δｔ）をフーリエ変換した結果は、一般的にＡ（ｆ）・ｅｘｐ（ｊ・２π・ｆ・Δｔ）と表すことができる。従って、ガードインターバル除去回路４におけるＦＦＴウインドウタイミングがΔｔだけずれていると、フーリエ変換回路５が出力する各サブキャリア信号には、“数１”で表される位相回転Δθが付加されることになる。
【００２５】
【数１】
“数１”において、ｆは、チャネルの中心周波数に対する当該サブキャリアの周波数オフセット量であり、ΔｔはＦＦＴウインドウタイミングのずれの量である。ＦＦＴウインドウタイミングのずれの量Δｔは、チャネル推定時からの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量およびサンプリングクロック周波数誤差量に比例して増加する。なお、サンプリングクロック周波数誤差量はパケット内では一定であると仮定できる。
【００２７】
従って、送受間のサンプリングクロック周波数にずれがある場合には、“数１”により、チャネル推定時からの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量、すなわちチャネル推定用ＯＦＤＭシンボルからの当該ＯＦＤＭシンボルの時間経過量およびチャネルの中心周波数に対する当該サブキャリアの周波数オフセット量に比例して増加（あるいは減少）するような位相回転Δθがフーリエ変換回路５から出力される各サブキャリア信号に付加されることになる。
【００２８】
つまり、同一ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリア信号に相当する検波信号に着目すると、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転は各サブキャリア信号に共通の位相回転となるのが特徴であり、サンプリングクロック周波数誤差に起因する位相回転はチャネルの中心周波数に対する各サブキャリアの周波数オフセット量に比例して増減するような位相回転となるのが特徴である。
【００２９】
上述したような位相回転は当該ＯＦＤＭシンボルのパケット中の相対的時間位置やサブキャリア周波数等に関係する規則的な位相回転であるため、特定のサブキャリアを用いて送信された既知のパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて該パイロット信号以外の検波信号の位相回転を算出することが可能である。
【００３０】
従って、位相トラッキング回路８は、同期検波回路７から入力された検波信号のうち特定のサブキャリアを用いて送信されたパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて同期検波回路７から入力された各検波信号に生じているサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差、および位相雑音に起因する位相回転を算出し、各検波信号に対して位相トラッキング処理を行う。
【００３１】
前述の位相トラッキング処理によってサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転が除去された検波信号が位相トラッキング回路８から出力される。位相トラッキング回路８から出力される位相トラッキング処理後の各検波信号は符号識別回路９に入力される。符号識別回路９は、位相トラッキング回路８が出力する位相トラッキング処理後の各検波信号に含まれるデータ信号に対して符号識別を行い、符号識別結果を出力する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、１パケット内で伝搬路特性が一定であるとみなすことができる場合には、パケットの先頭部分に設定されたチャネル推定用プリアンブル信号を用いて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果、すなわち各サブキャリアの伝搬特性の推定結果に基づいて後続の各サブキャリア信号に対して同期検波相当の処理を行うことができる。
【００３３】
しかしながら、パケット内で伝搬路の特性が変化するような伝搬環境下では、パケット先頭部分における伝搬路の特性とそれ以外の部分における伝搬路の特性が異なるため、パケッ卜先頭部分のチャネル推定用プリアンブル信号に基づいて推定された各サブキャリアのチャネル推定結果を用いて同期検波を行った場合には、特性が著しく劣化してしまうという課題があった。
【００３４】
なお、マルチパス伝搬により生じる周波数選択性フェージング環境下ではサブキャリア毎に異なった伝搬特性変動となる。従って、パイロット信号を伝送している特定のサブキャリア信号の位相成分のみから位相回転情報を検出する位相トラッキング回路８では、チャネル特性変動に起因する各サブキャリアの位相変動を補正することは不可能であり、特性の向上は望めない。
【００３５】
この課題を解決するために、パケット先頭部だけではなくパケットの先頭部以外においても適当な時間間隔でチャネル推定用シンボルを送信してパケット先頭部以外においてもチャネル推定処理を行い、伝搬特性の変動に追従してチャネル推定結果を更新することにより高精度に同期検波を行う方法が考えられる。しかしながら、この方法では１パケット期間内に多くの既知のチャネル推定用シンボルを送信する必要があるため、オーバヘッドの増加によりスループットが低下してしまうという課題があった。
【００３６】
また、チャネル推定用シンボルを追加する代わりに復調データから基準信号を生成し、
生成した基準信号に基づいて伝搬特性の変動に追従してチャネル推定を行う方法が考えられる。しかしながら、チャネル推定結果を更新すると位相トラッキング回路の動作に複雑な変更を加える必要があり、また、パケットの先頭部分からの位相回転量を累積するタイプの高精度な位相トラッキングを採用している場合には、チャネル推定結果を更新する度にそれまで累積したパイロット信号の位相回転情報をリセットしなければならず、位相トラッキングの精度が低下してしまうという課題があった。
【００３７】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、１パケット期間内に伝搬路特性が変動する場合であっても、スループットを低下させることなく簡易な回路で高精度に伝搬路特性の変動による特性の劣化を補償することのできるＯＦＤＭパケット通信用受信装置を提供することを目的としている。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上述の課題は前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。
すなわち、請求項１の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号を用いて各サブキャリアの伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、該チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号に対して同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段によって出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転 の補正処理を行う位相トラッキング手段と、前記位相トラッキング手段によって位相回転補正処理された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅誤差および位相誤差を補正するチャネル特性変動補正手段と、該チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成する基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の振幅成分および位相成分の比較をそれぞれ行い、振幅比および位相差をそれぞれ検出し、各サブキャリアのパケット内での伝送路特性の変動に起因する振幅位相変動により生じる振幅誤差および位相誤差をサブキャリア毎に算出して前記チャネル特性変動補正手段に与えるチャネル特性変動検出手段と、を備えるＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、フーリエ変換手段によって得られた各サブキャリア信号に基づいて各サブキャリアの信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を備え、符号識別手段が、チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行うとともに軟判定を行う軟判定重み付け手段と、該軟判定重み付け手段から出力された軟判定結果に対して誤り訂正復号処理を施すことによって符号識別を行う誤り訂正復号手段とにより構成されることを特徴とする。
【００３９】
請求項２の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性検出手段が、フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出する第１の振幅検出手段と、該第１の振幅検出手段から出力された各サブキャリア信号 の信号振幅値を一定期間だけ遅延させる第１の遅延手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記第１の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力し、それ以外の場合には前記第１の遅延手段により遅延した信号振幅値を出力する第１の選択手段と、前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出する第２の振幅検出手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合に前記フーリエ変換手段から出力された各サブキャリア信号の既知の理想振幅値を出力する理想振幅出力手段と、該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記理想振幅出力手段から出力された理想振幅値を出力し、その以外の場合には前記第２の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力する第２の選択手段と、前記第１の選択手段から出力された信号振幅値と前記第２の選択手段から出力された信号振幅値とに基づいて、サブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算する振幅特性演算手段とにより構成されることを特徴とする。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、第１の振幅検出手段が、フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、第２の振幅検出手段が前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、振幅特性演算手段が前記第２の選択手段から出力された信号振幅値に対する前記第１の選択手段から出力された信号振幅値の比を演算することによりサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算するように構成したものである。
【００４１】
請求項４の発明は、請求項２記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性演算手段が、第１の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第１の移動和演算手段と、第２の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第２の移動和演算手段と、該第２の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和に対する第１の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和の比を演算する除算手段とにより構成されたものである。
【００４２】
請求項５の発明は、ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、 該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、
前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識 別手段と、該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に基づいて各サブキャリア信号の信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を設けると共に、符号識別手段が、位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行った後に軟判定を行うことを特徴とする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１を参照して説明する。この形態は請求項１に係る発明の基本となる部分である。この形態では、請求項１の受信手段、同期処理手段、フーリエ変換手段、チャネル推定手段、同期検波手段、位相トラッキング手段、チャネル特性変動補正手段、符号識別手段、基準信号生成手段およびチャネル特性変動検出手段は、それぞれ受信回路１０２、同期処理回路１０３、フーリエ変換回路１０５、チャネル推定回路１０６、同期検波回路１０７、位相トラッキング回路１０８、振幅位相補正回路１０９、符号識別回路１１２、基準信号生成回路１１３およびチャネル特性変動検出部１００に対応する。
【００４４】
なお、図１に示すチャネル特性変動検出部１００には、遅延回路１１０および振幅位相変動検出回路１１１が備わっている。アンテナ１０１で受信されたＯＦＤＭ信号は、受信回路１０２に入力される。受信回路１０２は入力されたＯＦＤＭ信号に対し、周波数変換、フィルタリング、直交検波およびＡＤ変換等の受信処理を行い複素ベースバンド信号を出力する。受信回路１０２から出力された複素ベースバンド信号は同期処理回路１０３に入力される。
【００４５】
同期処理回路１０３は、入力された複素ベースバンド信号の先頭部分に設定された同期用プリアンブル信号を用いて搬送波周波数誤差およびＯＦＤＭシンボルタイミングを検出し、検出した搬送波周波数誤差情報を用いて受信処理後の複素ベースバンド信号に対して搬送波周波数誤差補正処理を行い、搬送波周波数誤差補正処理後の複素ベースバンド信号を出力するとともに、検出したＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号を出力する。
【００４６】
なお、ＯＦＤＭシンボルタイミングの検出は、続くガードインターバル除去回路１０４において、複素ベースバンド信号からガードインターバルに相当する信号を除去しフーリエ変換回路１０５に入力する信号を抽出する処理等のために必要となる。同期処理回路１０３から出力された搬送波周波数誤差補正処理後の信号およびＯＦＤＭシンボルタイミング情報信号はガードインターバル除去回路１０４に入力される。
【００４７】
ガードインターバル除去回路１０４は、入力されるＯＦＤＭシンボルタイミング情報に従い、入力される搬送波周波数誤差補正処理後の信号に対して１ＯＦＤＭシンボル長からガードインターバルに相当する信号長を差し引いた時間幅をウインドウサイズに持つＦＦＴウインドウを１ＯＦＤＭシンボル毎に各ＯＦＤＭシンボルにかけることによりガードインターバルに相当する信号を除去し、フーリエ変換回路１０５に入力する信号を１ＯＦＤＭシンボル毎に抽出して出力する。
【００４８】
ガードインターバル除去回路１０４から出力されるガードインターバル除去後の信号はフーリエ変換回路１０５に入力される。フーリエ変換回路１０５は、入力されるガードインターバル除去後の信号を高速フーリエ変換して各サブキャリアに相当する周波数成分を抽出することにより、各サブキャリア信号をベースバンドで分離してそれぞれ出力する。
なお、フーリエ変換回路１０５は、１ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換処理を行い、１ＯＦＤＭシンボル毎に当該ＯＦＤＭシンボル内の各サブキャリアの信号を分離して出力する。
【００４９】
フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、チャネル推定回路１０６および同期検波回路１０７に入力される。チャネル推定回路１０６は、入力された各サブキャリア信号のうちパケットの先頭部分にて送信された既知のチャネル推定用プリアンブル信号を用いて当該パケットのＯＦＤＭ信号が通ってきた伝搬路（チャネル）の状態を推定し、推定されたチャネル推定結果を出力する。
【００５０】
マルチパス伝搬による周波数選択性フェージングにより各サブキャリアの信号は互いに異なる振幅位相変動を受けることになるが、チャネル推定用信号は既知信号であるため、
伝搬路を通過して受信された各サブキャリア信号と既知の理想信号をサブキャリア毎にそれぞれ比較することにより、各々のサブキャリアの振幅や位相が伝搬路通過時にどのような影響を受けたのかを容易に推定することができる。
【００５１】
チャネル推定回路１０６から出力された各サブキャリアのチャネル推定結果は同期検波回路１０７に入力される。同期検波回路１０７は、入力された各サブキャリアのチャネル推定結果に基づいて各サブキャリア毎に同期検波相当の処理を行い、検波信号を出力する。同期検波回路１０７から出力された検波信号は、位相トラッキング回路１０８に入力される。
【００５２】
位相トラッキング回路１０８は、同期検波回路７から入力された検波信号のうち、特定のサブキャリアを用いて送信されたパイロット信号の位相回転量を検出し、その検出結果に基づいて、同期検波回路１０７から入力された各検波信号に生じているサンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転を算出し、
各検波信号に対して位相トラッキング処理を行う。
【００５３】
位相トラッキング回路１０８の動作は、先に図１２で説明した位相トラッキング回路８の動作と同一である。位相トラッキング処理によってサンプリングクロック周波数誤差、
残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転が除去された検波信号が位相トラッキング回路１０８から出力される。位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の各検波信号は、振幅位相補正回路１０９に入力されるとともに遅延回路１１０に入力される。
【００５４】
なお、振幅位相変動検出回路１１１における処理の詳細については後述するが、１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報が振幅位相変動検出回路１１１から出力され、その出力信号が振幅位相補正回路１０９に人力される。振幅位相補正回路１０９は、振幅位相変動検出回路１１１から入力される１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報に基づいて位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号の該振幅位相変動を除去するように、入力された該各検波信号に対して振幅位相補正処理を行う。
【００５５】
振幅位相補正回路１０９から出力された振幅位相補正処理後の各検波信号は符号識別回路１１２に入力される。符号識別回路１１２は、振幅位相補正回路１０９から入力された検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して符号識別を行い、符号識別結果を復調データとして出力する。例えば、各サブキャリアの変調方式として１６ＱＡＭ変調が採用されている場合には、符号識別回路１１２は各々の検波信号が図１４に示す基準信号点Ｓ１〜Ｓ１６のいずれに該当するかを符号識別し、識別された基準信号点に対応する符号データを復調データとして出力する。
【００５６】
符号識別回路１１２から出力された復調データは、基準信号生成回路１１３に入力される。基準信号生成回路１１３は、位相トラッキング回路１０８から出力された各検波信号が、本来は図１４に示す基準信号点のうちのどの基準信号点であるべきかを符号識別回路１１２から入力された復調データに基づいて算出し、該検波信号に対応する基準信号を出力する。基準信号生成回路１１３から出力された基準信号は、振幅位相変動検出回路１１１に入力される。
【００５７】
一方、遅延回路１１０は、位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号を一定期間だけ遅延させ、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号に対応する検波信号を出力する。遅延回路１１０における遅延処理は、基準信号生成回路１１３から基準信号が出力されるまでに生じた処理遅延の影響を除去するために行う。
【００５８】
例えば、位相トラッキング回路１０８から出力された検波信号に対応する基準信号が基準信号生成回路１１３から出力されるまでに５ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路１１０は位相トラッキング回路１０８から出力される該検波信号を５ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路１１０から出力された各検波信号は、振幅位相変動検出回路１１１に入力される。
【００５９】
振幅位相変動検出回路１１１は、基準信号生成回路１１３から入力された基準信号と遅延回路１１０から入力された検波信号の振幅成分および位相成分との比較をそれぞれ行い、振幅比および位相差をそれぞれ検出し、１パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に起因する振幅位相変動を該検波信号毎に検出し、その検出結果に基づいて１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出する。
この振幅位相変動の情報は、振幅位相変動により生じる振幅誤差および位相誤差を含んでいる。
【００６０】
例えば、各サブキャリアの変調方式として１６ＱＡＭ変調が採用されている場合には、
位相トラッキング回路１０８から出力される各検波信号は、本来、位相平面上で図１４に示す１６個の基準信号点Ｓ１〜Ｓ１６のいずれかの位置に現れる。しかし、１パケット内で各サブキャリアの伝搬特性が変動する場合、同期検波された検波信号には該伝搬特性の変動に応じてサブキャリア毎に異なるランダムな振幅位相変動が生じるため、位相トラッキング回路１０８から出力される検波信号（例えば、図１４のＲ１．Ｒ２）の位置は本来の位置であるいずれか１つの基準信号点（例えば、それぞれ図１４のＳ３、Ｓ６）と一致しなくなる。
【００６１】
検波信号の振幅位相変動は、該検波信号がどのサブキャリアを用いて送信されたのかによって異なる。振幅位相変動検出回路１１１は、遅延回路１１０から入力される検波信号および基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅比および位相差を精度良く検出することにより、伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出する。
【００６２】
なお、振幅位相変動検出回路１１１は、遅延回路１１０から入力される複数ＯＦＤＭシンボル分の検波信号と、基準信号生成回路１１３から入力される該複数ＯＦＤＭシンボル分の基準信号とから伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報を算出することもできる。この場合には、サブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う等によって、受信回路１０２において信号に付加された雑音成分の影響を除去することが可能になるため、高精度に振幅位相変動の情報を算出することが可能になる。
【００６３】
振幅位相変動検出回路１１１から出力された１パケット内での伝搬路特性の変動に起因して生じる各検波信号の振幅位相変動の情報は、前述したように振幅位相補正回路１０９に入力される。以上説明したように本実施例の装置によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。
【００６４】
また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。更に、伝搬路特性の変動に起因する振幅変動および位相変動の補正処理を位相トラッキング処理の後に行なうため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【００６５】
（第２の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図２を参照して説明する。この形態は請求項１に係る発明の特徴的な部分を含んだものである。この形態は第１の実施の形態の変形例である。図２において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図２に示す符号識別部２００には、軟判定回路２０２および誤り訂正復号回路２０３が備わっている。
【００６６】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに重み係数演算回路２０１に入力されている。重み係数演算回路２０１は、フーリエ変換回路１０５から入力された各サブキャリア信号に基づいて、サブキャリア毎にその通信品質に応じた重み係数を演算して出力する。例えば、各サブキャリアの通信品質を表す尺度としては、各サブキャリア信号の受信信号電力レベル等が考えられる。
【００６７】
従って、サブキャリア毎の重み係数は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号を用いて簡単な演算を行うことによって求めることができる。例えば、各サブキャリアの振幅成分を２乗し、これをサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理することにより、受信回路１０２において付加された雑音成分の影響を低減しつつ、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎の重み係数を簡易かつ高精度に求めることができる。
【００６８】
重み係数演算回路２０１から出力されたサブキャリア毎の重み係数は軟判定回路２０２に入力される。軟判定回路２０２は、重み係数演算回路２０１から入力されたサブキャリア毎の重み係数に基づいて振幅位相補正回路１０９から人力された検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して重み付けを行った後に軟判定を行い、得られた軟判定結果を出力する。軟判定回路２０２から出力された軟判定結果は、誤り訂正復号２０３に入力される。誤り訂正復号回路２０３は、軟判定回路２０２から入力された軟判定結果に基づいて誤り訂正復号処理を行い、得られた復号データを復調データとして出力する。
【００６９】
一般に、軟判定結果を用いて誤り訂正復号処理を行うと、通常の硬判定結果を用いて誤り訂正処理を行う場合よりも高い誤り訂正効果を得られることが知られているが、軟判定を行う前の検波信号に対して、各々の検波信号の信号品質に応じて各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従して算出された高精度な重み係数に基づいた重み付けを行うため非常に高い誤り訂正効果を得ることができる。従って、本実施例の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００７０】
（第３の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図３を参照して説明する。この形態は請求項２に係る発明の基本的な部分である。この形態は第１の実施の形態と同様の部分が多く存在する。従って、図３において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。フーリエ変換回路１０５が出力する各サブキャリア信号がチャネル推定回路１０６、同期検波回路１０７に入力されるとともに振幅特性検出回路３０２に入力されている。
【００７１】
また、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号が、振幅特性検出回路３０２に入力されるとともに位相特性変動検出回路３０４に入力されている。振幅特性検出回路３０２は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号とフーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号との比較を行って、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性である振幅比を検出する。振幅特性検出回路３０２から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００７２】
また、チャネル推定回路１０６から出力される各サブキャリアのチャネル推定結果が、
振幅成分補正回路３０１に入力されている。振幅成分補正回路３０１は、振幅特性検出回路３０２から入力される各サブキャリアの振幅特性に基づいて、チャネル推定回路１０６から入力される各サブキャリアのチャネル推定結果の振幅成分に対して補正を行なう。この振幅成分の補正により、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる振幅特性の変動に追従して振幅成分が補正され各サブキャリアのチャネル推定結果が得られる。
【００７３】
振幅成分補正回路３０１から出力される振幅成分補正処理後のチャネル推定結果は同期検波回路１０７に入力される。同期検波回路１０７は、振幅成分補正回路３０１から入力される振幅成分補正処理後のチャネル推定結果に基づいてフーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号に対して同期検波相当の処理を行うため、振幅方向に対して従来の装置よりも高精度な同期検波処理を行うことができる。
【００７４】
一方、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の検波信号は、位相成分補正回路３０３に入力されるとともに位相特性変動検出回路３０４に入力されている。位相特性変動検出回路３０４は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の位相成分と、位相トラッキング回路１０８から入力される位相トラッキング処理後の各検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動である位相誤差を検出する。
【００７５】
位相特性変動検出回路３０４から出力される各サブキャリアの位相変動の情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。位相成分補正回路３０３は、位相特性変動検出回路３０４から入力される各サブキャリアの位相変動の情報に基づいて、位相トラッキング回路３０３から入力される位相トラッキング処理後に各検波信号に対して位相補正処理を行う。この位相補正処理により、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動の影響が除去されるため、後続の符号識別回路１１２において高精度な符号識別処理を実現することができ、高品質な復調データを得ることが可能となる。
【００７６】
以上説明したように本実施例の装置によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。さらに、伝搬路特性の変動に起因して各検波信号に生じる位相変動に対する補正処理を位相トラッキング処理の後に行うため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【００７７】
更にまた、伝搬路特性の変動に起因して各サブキャリア信号に生じる振幅変動に対する補正処理を、同期検波処理に用いるチャネル推定結果の振幅成分を補正することにより行うため、同期検波部以降の信号のビット幅を必要以上に増やす必要が無くなり、回路規模および消費電力を低減することができる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を簡易に実現することができる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図４を参照して説明する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図４において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図４に示す振幅特性検出部４００には、振幅検出回路４０１．振幅特性演算回路４０２および理想振幅出力回路４０３が備わっている。
【００７９】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路４０１に入力されている。振幅検出回路４０１は、フーリエ変換回路１０５から人力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路４０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は振幅特性演算回路４０２に入力される。
【００８０】
一方、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４のみに入力されている。理想振幅出力回路４０３は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。各サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知であるため、理想振幅出力回路４０３は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。理想振幅出力回路４０３から出力される理想振幅値は振幅特性演算回路４０２に入力される。
【００８１】
振幅特性演算回路４０２は、理想振幅出力回路４０３から入力される理想振幅値と、振幅検出回路４０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路４０２から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態の装置によれば、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合に、復調データを用いて生成した基準信号の情報を用いることなく各サブキャリアの振幅特性を検出することができるため、簡易な回路を用いて少ない処理遅延で伝搬路特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００８３】
（第５の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図５を参照して説明する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図５において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。図５に示す振幅特性検出部５００には、振幅検出回路５０１、遅延回路５０２、振幅特性演算回路５０３および振幅検出回路５０４が備わっている。
【００８４】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路５０４に入力されている。振幅検出回路５０４は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路５０４から出力される基準信号の振幅値は振幅特性演算回路５０３に入力される。一方、フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路５０１に入力されている。
【００８５】
振幅検出回路５０１は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路５０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は遅延回路５０２に入力される。遅延回路５０２は、振幅検出回路５０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、振幅検出回路５０４から出力される基準信号の振幅値に対応するサブキャリア信号の振幅値を出力する。
【００８６】
遅延回路５０２における遅延処理は、振幅検出回路５０４から該基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。例えば、振幅検出回路５０１から出力されたサブキャリア信号の振幅値に対応する基準信号の振幅値が振幅検出回路５０４から出力されるまでに６ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路５０２は振幅検出回路５０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値を６ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。
【００８７】
遅延回路５０２から出力された各サブキャリア信号の振幅値は、振幅特性演算回路５０３に入力される。振幅特性演算回路５０３は、振幅検出回路５０４から入力される基準信号の振幅値と、遅延回路５０２から入力される各サブキャリア信号の振幅値とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路５０３から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００８８】
以上説明したように本実施例の装置によれば、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのような振幅方向にも情報を持つような変調方式によって変調されている場合であっても、各サブキャリアの振幅特性を容易に検出することができるため、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【００８９】
（第６の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図６を参照して説明する。この形態は請求項２に係る発明の特徴的な部分を含んだものに対応する。この形態は第３の実施の形態の変形例である。図６において、第３の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図６に示す振幅特性検出部６００には、振幅検出回路６０１、遅延回路６０２、選択回路６０３、振幅検出回路６０４、理想振幅出力回路６０５、選択回路６０６および振幅特性演算回路６０７が備わっている。
【００９０】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路６０４に入力されている。振幅検出回路６０４は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路６０４から出力される基準信号の振幅値は選択回路６０６に入力される。
【００９１】
一方、各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路６０５は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。該サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知であるため、理想振幅出力回路６０５は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。
【００９２】
理想振幅出力回路６０５から出力される理想振幅値は選択回路６０６に入力される。選択回路６０６は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路６０５から入力される理想振幅値を出力し、それ以外の場合には、振幅検出回路６０４から入力される基準信号の振幅値を出力する。選択回路６０６から出力される振幅値の情報は振幅特性演算回路６０７に入力される。
【００９３】
一方、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路６０１に入力されている。振幅検出回路６０１は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路６０１から出力される各サブキャリア信号の振幅値は遅延回路６０２に入力されるとともに選択回路６０３に入力される。
【００９４】
遅延回路６０２は、振幅検出回路６０１から入力された各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、振幅検出回路６０４から出力される基準信号の振幅値に対応するサブキャリア信号の振幅値を出力する。遅延回路６０２における遅延処理は、振幅検出回路６０４から該基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【００９５】
例えば、振幅検出回路６０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値に対応する基準信号の振幅値が振幅検出回路６０４から出力されるまでに６ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路６０２は振幅検出回路６０１から出力される該サブキャリア信号の振幅値を６ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路６０２から出力される各サブキャリア信号の振幅値は、選択回路６０３に入力される。
【００９６】
選択回路６０３は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、振幅検出回路６０１から入力される各サブキャリア信号の振幅値を出力し、それ以外の場合には、遅延回路６０２から入力される遅延した各サブキャリア信号の振幅値を出力する。選択回路６０３から出力される各サブキャリア信号の振幅値の情報は振幅特性演算回路６０７に入力される。
【００９７】
振幅特性演算回路６０７は、選択回路６０６から入力される振幅値の情報と、選択回路６０３から入力される各サブキャリア信号の振幅値の情報とに基づいて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。振幅特性演算回路６０７から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【００９８】
以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合、および、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのような振幅方向にも情報を持つような変調方式によって変調されている場合のどちらの場合であっても、各サブキャリアの振幅特性を容易に検出することができるため、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に追従して振幅変動の補正処理を行うことが可能になる。
【００９９】
特に、各サブキャリア信号がＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合に、各サブキャリアの振幅特性を検出するために復号データに基づいて生成した基準信号を用いる必要が無く、少ない処理遅延で振幅変動の補正処理を行うことができる利点がある。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１００】
（第７の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図７を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。この形態は第６の実施の形態の変形例である。図７において、第６の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第６の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図７に示す振幅特性検出部７００には、振幅検出部７０１、遅延回路７０９、選択回路７１０、振幅検出部７０２、理想振幅出力回路７１１、選択回路７１２および振幅特性演算部７０３が備わっており、振幅検出部７０１には、振幅検出回路７０４および移動平均回路７０５が備わっており、振幅検出部７０２には、振幅検出回路７０６および移動平均回路７０７が備わっており、振幅特性演算部７０３には、除算回路７０８が備わっている。
【０１０１】
基準信号生成回路１１３から出力される基準信号は、位相特性変動検出回路３０４に入力されるとともに振幅検出回路７０６に人力されている。振幅検出回路７０６は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の振幅値を該基準信号毎に検出して出力する。
振幅検出回路７０６から出力される基準信号の振幅値は移動平均回路７０７に入力される。移動平均回路７０７は、振幅検出回路７０６から入力される基準信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う。
【０１０２】
移動平均回路７０７から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値は選択回路７１２に入力される。一方、各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路７１１は、フーリエ変換回路１０５から出力されるサブキャリア信号に対応する信号の理想的な振幅値を出力する。
該サブキャリア信号が、例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想的な振幅値は既知の一定値になるため、理想振幅出力回路７１１は、基準信号生成回路１１３から出力される基準信号の振幅値を検出すること無く、容易に理想の振幅値を出力することができる。
【０１０３】
理想振幅出力回路７１１から出力される理想振幅値は選択回路７１２に入力される。選択回路７１２は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、理想振幅出力回路７１１から入力される理想振幅値を出力し、それ以外の場合には、移動平均回路７０７から入力される移動平均処理後の基準信号の振幅値を出力する。
【０１０４】
選択回路７１２から出力される振幅値の情報は振幅特性演算部７０３の除算回路７０８に入力される。一方、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力されるとともに振幅検出回路７０４に入力されている。振幅検出回路７０４は、フーリエ変換回路１０５から入力される各サブキャリア信号の振幅値をサブキャリア毎に検出して出力する。振幅検出回路７０４から出力される各サブキャリア信号の振幅値は移動平均回路７０５に入力される。
【０１０５】
移動平均回路７０５は、振幅検出回路７０４から入力される各サブキャリア信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行う。この移動平均処理により、
受信回路１０２において受信信号に付加される熱雑音等の影響を低減することができる。
移動平均回路７０５から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値は遅延回路７０９に入力されるとともに選択回路７１０に入力される。
【０１０６】
遅延回路７０９は、移動平均回路７０５から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を一定期間だけ遅延させ、移動平均回路７０７から出力される移動平均処理後の基準信号の振幅値に対応する移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値を出力する。遅延回路７０９における遅延処理は、移動平均回路７０７から該移動平均処理後の基準信号の振幅値が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【０１０７】
例えば、移動平均回路７０５から出力された移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値に対応する移動平均処理後の基準信号の振幅値が移動平均回路７０７から出力されるまでに７ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路７０９は移動平均回路７０５から出力される移動平均処理後のサブキャリア信号の振幅値を７ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路７０９から出力される遅延した移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値は、選択回路７１０に入力される。
【０１０８】
選択回路７１０は、フーリエ変換回路１０５から出力される各サブキャリア信号が例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫのような定振幅変調方式によって変調されている場合には、移動平均回路７０５から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を出力し、それ以外の場合には、遅延回路７０９から入力される遅延した移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を出力する。選択回路７１０から出力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値の情報は除算回路７０８に入力される。
【０１０９】
除算回路７０８は、選択回路７１０から入力される移動平均処理後の各サブキャリア信号の振幅値を、選択回路７１２から入力される移動平均処理後の振幅値でサブキャリア毎にそれぞれ除算することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。除算回路７０８から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。
【０１１０】
以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号の振幅を検出した後に時間方向の移動平均処理によって雑音成分の抑圧を行うため、チャネルの振幅特性を高精度に検出することが可能となる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１１１】
（第８の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図８を参照して説明する。この形態は請求項４に対応する。この形態は第６の実施の形態の変形例である。図８において、第６の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第６の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図８に示す振幅特性検出部８００には、振幅検出回路６０１、遅延回路６０２、選択回路６０３、振幅検出回路６０４、理想振幅出力回路６０５、選択回路６０６および振幅特性演算部８０１が備わっており、振幅特性演算部８０１には、移動和演算回路８０２、除算回路８０３、および移動和演算回路８０４が備わっている。
【０１１２】
選択回路６０３から出力される各サブキャリア信号の振幅値の情報は移動和演算回路８０２に入力されている。移動和演算回路８０２は、選択回路６０３から入力される各サブキャリア信号の振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う。この移動和演算処理により、受信回路１０２で受信信号に付加される熱雑音等の影響を低減することができる。移動和演算回路８０２から出力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値は除算回路８０３に入力される。
【０１１３】
一方、選択回路６０６から出力された振幅値の情報は移動和演算回路８０４に入力されている。移動和演算回路８０４は、選択回路６０６から入力される振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う。この移動和演算処理により、移動和演算回路８０２から出力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値の理想値が求められることになる。移動和演算回路８０４から出力される移動和演算処理後の振幅値は除算回路８０３に入力される。
【０１１４】
除算回路８０３は、移動和演算回路８０２から入力される移動和演算処理後の各サブキャリア信号の振幅値を、移動和演算回路８０４から入力される移動和演算処理後の振幅値でサブキャリア毎にそれぞれ除算することにより、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して変化する各サブキャリアの振幅特性を演算する。
【０１１５】
除算回路８０３から出力される各サブキャリアの振幅特性は、振幅成分補正回路３０１に入力される。以上説明したように本形態の装置によれば、各サブキャリア信号の振幅成分に対して時間方向の移動和演算処理によって雑音成分の抑圧を行うため、チャネルの振幅特性を高精度に検出することが可能となる。すなわち、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１１６】
（第９の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図９を参照して説明する。この形態は請求項５に対応する。この形態は第８の実施の形態の変形例である。図９において、第８の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第８の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図９に示す符号識別部９００には、軟判定回路９０１および誤り訂正復号回路９０２が備わっている。
【０１１７】
フーリエ変換回路１０５から出力された各サブキャリア信号は、同期検波回路１０７およびチャネル推定回路１０６に入力される。
【０１１８】
重み係数演算回路９０３から出力されたサブキャリア毎の重み係数は、軟判定回路９０１に入力される。
【０１１９】
一方、位相成分補正回路３０３から出力された位相補正処理後の各検波信号が、軟判定回路９０１に入力されている。軟判定回路９０１は、重み係数演算回路９０３から入力されたサブキャリア毎の重み係数に基づいて位相成分補正回路３０３から入力された位相補正処理後の検波信号のうちデータ信号に相当する検波信号に対して重み付けを行った後に軟判定を行い、得られた軟判定結果を出力する。軟判定回路９０１から出力された軟判定結果は、誤り訂正復号回路９０２に入力される。誤り訂正復号回路９０２は、軟判定回路９０１から入力された軟判定結果に基づいて誤り訂正復号処理を行い、得られた復号データを復調データとして出力する。
【０１２０】
一般に、軟判定結果を用いて誤り訂正復号処理を行うと、通常の硬判定結果を用いて誤り訂正処理を行う場合よりも高い誤り訂正効果を得られることが知られているが、本例の装置においては、軟判定を行う前の検波信号に対して、各々の検波信号の信号品質に応じて各サブキャリアの伝搬路特性の変動に追従して算出された高精度な重み係数に基づいた重み付けが行われているため、非常に高い誤り訂正効果を得ることができる。従って、本形態の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１２１】
（第１０の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１０を参照して説明する。この形態は第９の実施の形態の変形例である。図１０において、第９の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第９の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図１０に示す位相特性変動検出部１０００には、位相情報抽出回路１００１、遅延回路１００２、位相逆変調回路１００３および位相変動演算回路１００４が備わっている。
【０１２２】
基準信号生成回路１１３から出力された基準信号が、振幅検出回路６０４に入力されるとともに位相情報抽出回路１００１に入力されている。位相情報抽出回路１００１は、基準信号生成回路１１３から入力される基準信号の位相情報を抽出して出力する。位相情報抽出回路１００１から出力された基準信号の位相情報は位相逆変調回路１００３に入力される。一方、位相トラッキング回路１０８から出力された位相トラッキング処理後の検波信号は、位相成分補正回路３０３に入力されるとともに遅延回路１００２に入力されている。
【０１２３】
遅延回路１００２は、位相トラッキング回路１０８から入力された位相トラッキング処理後の各検波信号を一定期間だけ遅延させ、位相情報抽出回路１００１から出力される該基準信号の位相情報に対応する位相トラッキング処理後の検波信号を出力する。遅延回路１００２における遅延処理は、位相情報抽出回路１００１から該基準信号の位相情報が出力されるまでに生じる処理遅延の影響を除去するために行う。
【０１２４】
例えば、位相トラッキング回路１０８から出力された位相トラッキング処理後の検波信号に対応する基準信号の位相情報が位相情報抽出回路１００１から出力されるまでに５ＯＦＤＭシンボル分の処理遅延が生じる場合には、遅延回路１００２は位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング処理後の検波信号を５ＯＦＤＭシンボルに相当する期間だけ遅延させて出力する。遅延回路１００２から出力された遅延した位相トラッキング処理後の各検波信号は、位相逆変調回路１００３に入力される。
【０１２５】
位相逆変調回路１００３は、位相情報抽出回路１００１から入力される基準信号の位相情報に基づいて、遅延回路１００２から入力される位相トラッキング処理後の検波信号の位相成分に対して逆変調処理を行う。位相トラッキング回路１０８において、サンプリングクロック周波数誤差、残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正が行われ、さらに、位相逆変調回路１００３における位相成分に対する逆変調処理によって位相方向の変調成分のみが除去されるため、位相逆変調回路１００３から出力される逆変調処理後の検波信号の位相成分は、パケット内の各サブキャリアの伝搬特性の変動に起因して生じる位相変動成分と等しい。
【０１２６】
位相逆変調回路１００３から出力された逆変調処理後の検波信号は、位相変動演算回路１００４に入力される。位相変動演算回路１００４は、位相逆変調回路１００３から入力された逆変調処理後の検波信号を用いて、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動量を算出して出力する。位相変動演算回路１００４から出力されるパケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる各サブキャリアの位相変動量の情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。以上説明したように本形態の装置によれば、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１２７】
（第１１の実施の形態）
この形態のＯＦＤＭパケット通信用受信装置について、図１１を参照して説明する。この形態は第１０の実施の形態の変形例である。図１１において、第１０の実施の形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１０の実施の形態と同一の部分については、説明を省略する。図１１に示す位相特性変動検出部１１００には、位相情報抽出回路１００１、遅延回路１００２、位相逆変調回路１１０４および位相変動演算部１１０１が備わっており、位相特性変動演算部１１０１には、移動ベクトル和演算回路１１０２および位相検出回路１１０３が備わっている。
【０１２８】
遅延回路１００２から出力された遅延した位相トラッキング処理後の検波信号が位相逆変調回路１１０４に入力されている。また、位相情報抽出回路１００１から出力された基準信号の位相情報も位相逆変調回路１１０４に入力されている。位相逆変調回路１１０４は、位相情報抽出回路１００１から入力される基準信号の位相情報に基づいて、遅延回路１００２から入力される位相トラッキング処理後の検波信号の位相成分に対して逆変調処理を行い、逆変調処理後のベクトル信号を検波信号として出力する。位相逆変調回路１１０４から出力された逆変調処理後の検波ベクトル信号は、移動ベクトル和演算回路１１０２に入力される。
【０１２９】
ところで、位相トラッキング回路１０８において、サンプリングクロック周波数誤差、
残留搬送波周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正が行なわれ、さらに、位相逆変調回路１１０４における位相成分に対する逆変調処理によって位相方向の変調成分のみが除去されるため、位相逆変調回路１１０４から出力される逆変調処理後の検波ベクトル信号の位相成分は、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる位相変動成分と等しい。また、位相逆変調回路１１０４は振幅成分に対して何の処理も施さないため、遅延回路１００２から出力される検波信号の振幅成分は、該検波信号に対応する位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号の振幅成分と等しい。
【０１３０】
さらに、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング後の検波信号の振幅成分は、振幅方向の変調成分と、受信回路１０２において受信信号に付加される熱雑音等に起因して生じる振幅方向の雑音成分のみであることは明らかである。このような場合には、振幅方向の変調成分が大きい信号ほど雑音成分の影響が小さくて済むため、振幅方向の変調成分が小さい信号よりも信号品質が高くなっていると考えられる。
【０１３１】
ところで、前述したように位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号は、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因して生じる位相変動量を位相成分に持ち、位相トラッキング回路１０８から出力される位相トラッキング後の検波信号の振幅方向の成分を振幅成分に持つベクトル信号になっている。従って、各サブキャリア信号が１６ＱＡＭのように振幅方向に情報を持つような変調方式を用いて変調されている場合には、位相逆変調回路１１０４から出力される検波ベクトル信号は、特別な重み付け処理をしなくとも、振幅方向に対してその信号品質に基づいた重み付けが既に施された信号になっていることがわかる。
【０１３２】
そこで、移動ベクトル和演算回路１１０２は、位相逆変調回路１１０４から入力された逆変調処理後の検波ベクトル信号に対し、サブキャリア毎に時間方向に移動ベクトル和演算を行うことによって、等価的に位相成分に対して重み付け平均化処理を施す。移動ベクトル和演算回路１１０２から出力された各サブキャリアに対応するベクトル和信号は、位相検出回路１１０３に入力される。位相検出回路１１０３は、移動ベクトル和演算回路１１０２から入力されたベクトル和信号の位相をサブキャリア毎に検出し、位相変動情報として出力する。位相検出回路１１０３から出力された位相変動情報は、位相成分補正回路３０３に入力される。
【０１３３】
以上説明したように本形態の装置によれば、パケット内の各サブキャリアの伝搬路特性変動に起因して生じる検波信号の位相変動の検出処理をベクトル和演算を用いた簡易な重み付け平均処理を行うことにより、従来の装置では実現が不可能であった非常に高精度な復調処理を実現することができる。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１パケット期間内に各サブキャリアの伝搬路特性が変動するような場合であっても、伝搬路特性の変動に追従して振幅変動および位相変動の補正処理を行うことができるため、従来の装置では実現が困難であった高精度な復調処理を実現することができる。また、既知のチャネル推定用シンボルを追加して送信する必要がないため、スループットが低下することもない。さらに、伝搬路特性の変動に起因する振幅変動および位相変動の補正処理を位相トラッキング処理の後に行うため、位相トラッキング処理部に対して何らの変更を加える必要が無く、また、位相トラッキング処理の精度が低下することも無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の例を示す図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態の例を示す図である。
【図３】 本発明の第３の実施の形態の例を示す図である。
【図４】 本発明の第４の実施の形態の例を示す図である。
【図５】 本発明の第５の実施の形態の例を示す図である。
【図６】 本発明の第６の実施の形態の例を示す図である。
【図７】 本発明の第７の実施の形態の例を示す図である。
【図８】 本発明の第８の実施の形態の例を示す図である。
【図９】 本発明の第９の実施の形態の例を示す図である。
【図１０】 本発明の第１０の実施の形態の例を示す図である。
【図１１】 本発明の第１１の実施の形態の例を示す図である。
【図１２】 従来のＯＦＤＭパケット通信用受信装置の例を示す図である。
【図１３】 ＯＦＤＭ信号のパケットフォーマットの例を示す図である。
【図１４】 １６ＱＡＭ変調の場合の信号の例を示す図である。
【符号の説明】
１０２ 受信回路
１０３ 同期処理回路
１０５ フーリエ変換回路
１０６ チャネル推定回路
１０７ 同期検波回路
１０８ 位相トラッキング回路
１０９ 振幅位相補正回路
１００ チャネル特性変動検出部
１１０、５０２、６０２、７０９、１００２ 遅延回路
１１１ 振幅位相変動検出回路
１１２ 符号識別回路
１１３ 基準信号生成回路
２００、９００ 符号識別部
２０１ 重み係数演算回路
２０２、９０１ 軟判定回路
２０３、９０２ 誤り訂正復号回路
３０１ 振幅成分補正回路
３０２ 振幅特性検出回路
３０３ 位相成分補正回路
３０４ 位相特性変動検出回路
４００ 振幅特性検出部
４０１、５０１、６０１、５０４、６０４、７０４、７０６ 振幅検出回路 ４０２、５０３、６０７ 振幅特性演算回路
４０３ 理想振幅出力回路
５００、６００、７００、８００ 振幅特性検出部
６０３、６０６、７１０、７１２ 選択回路
６０５、７１１ 理想振幅出力回路
７０１、７０２ 振幅検出部
７０３、８０１ 振幅特性演算部
７０５、７０７ 移動平均回路
７０８、８０３ 除算回路
８０２、８０４ 移動和演算回路
１０００ 位相特性変動検出部
１００１ 位相情報抽出回路
１００３、１１０４ 位相逆変調回路
１００４ 位相変動演算回路
１１００ 位相特性変動検出部
１１０１ 位相変動演算部
１１０２ 移動ベクトル和演算回路
１１０３ 位相検出回路
Claims (5)
- ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、
該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、
該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、
該フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号を用いて各サブキャリアの伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、
該チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号に対して同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、
該同期検波手段によって出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、
送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正処理を行う位相トラッキング手段と、
前記位相トラッキング手段によって位相回転補正処理された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅誤差および位相誤差を補正するチャネル特性変動補正手段と、
該チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、
該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成する基準信号生成手段と、
該基準信号生成手段によって得られた基準信号と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の振幅成分および位相成分の比較をそれぞれ行い、振幅比および位相差をそれぞれ検出し、各サブキャリアのパケット内での伝送路特性の変動に起因する振幅位相変動により生じる振幅誤差および位相誤差をサブキャリア毎に算出して前記チャネル特性変動補正手段に与えるチャネル特性変動検出手段と、
を備えるＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、
フーリエ変換手段によって得られた各サブキャリア信号に基づいて各サブキャリアの信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を備え、
符号識別手段が、
チャネル特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行うとともに軟判定を行う軟判定重み付け手段と、
該軟判定重み付け手段から出力された軟判定結果に対して誤り訂正復号処理を施すことによって符号識別を行う誤り訂正復号手段と
により構成されることを特徴とするＯＦＤＭパケット通信用受信装置。 - ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、
該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、
該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、
前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア 毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、
該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、
前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、
該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、
該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、
該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、
該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、
該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、
を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、
振幅特性検出手段が、
フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出する第１の振幅検出手段と、
該第１の振幅検出手段から出力された各サブキャリア信号の信号振幅値を一定期間だけ遅延させる第１の遅延手段と、
該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記第１の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力し、それ以外の場合には前記第１の遅延手段により遅延した信号振幅値を出力する第１の選択手段と、
前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出する第２の振幅検出手段と、
該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合に前記フーリエ変換手段から出力された各サブキャリア信号の既知の理想振幅値を出力する理想振幅出力手段と、
該各サブキャリア信号が定振幅変調されている場合には前記理想振幅出力手段から出力された理想振幅値を出力し、その以外の場合には前記第２の振幅検出手段により検出された信号振幅値を出力する第２の選択手段と、
前記第１の選択手段から出力された信号振幅値と前記第２の選択手段から出力された信号振幅値とに基づいて、サブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算する振幅特性演算手段と
により構成されることを特徴とするＯＦＤＭパケット通信用受信装置。 - 第１の振幅検出手段が、フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、
第２の振幅検出手段が前記基準信号生成手段によって得られた基準信号の信号振幅値を検出するとともにサブキャリア毎に時間方向に移動平均処理を行い、
振幅特性演算手段が前記第２の選択手段から出力された信号振幅値に対する前記第１の選択手段から出力された信号振幅値の比を演算することによりサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を演算する
請求項２記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置。 - 振幅特性演算手段が、
第１の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第１の移動和演算手段と、
第２の選択手段から出力された信号振幅値に対してサブキャリア毎に時間方向に移動和演算処理を行う第２の移動和演算手段と、
該第２の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和に対する第１の移動和演算手段から出力された信号振幅値の移動和の比を演算する除算手段と
により構成される請求項２に記載のＯＦＤＭパケット通信用受信装置。 - ＯＦＤＭ信号を受信して所定の受信処理を行う受信手段と、
該受信手段が出力する受信信号に対してタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理を行う同期処理手段と、
該同期処理手段によってタイミング同期処理および搬送波周波数同期処理された受信信号をフーリエ変換を用いてサブキャリア毎の信号に分離するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段によって分離されたサブキャリア信号のうち伝搬路推定用の特定のサブキャリア信号を用いてサブキャリア毎に伝搬路特性の推定を行うチャネル推定手段と、
前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号の振幅成分と該各サブキャリア信号のそれぞれに対応する基準信号の振幅成分との比較を行って振幅比を検出することにより、各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動に追従してサブキャリア毎に伝搬路の振幅特性を検出する振幅特性検出手段と、
該振幅特性検出手段によって検出された各サブキャリアの伝搬路の振幅特性に基づいて、前記チャネル推定手段によって得られた各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる振幅成分の誤差を補正する振幅特性補正手段と、
前記振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果を用いて前記フーリエ変換手段によって分離された各サブキャリア信号に対し同期検波処理を行い検波信号を出力する同期検波手段と、
該同期検波手段から出力された検波信号に対して送受間の残留搬送波周波数誤差、送受間のサンプリングクロック周波数誤差および位相雑音に起因して生じる位相回転の補正を行う位相トラッキング手段と、
該位相トラッキング手段によって位相回転補正された検波信号に対し各サブキャリアのパケット内での伝搬路特性の変動によって生じる位相成分の誤差を補正する位相特性変動補正手段と、
該位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対し符号識別を行い受信データとして出力する符号識別手段と、
該符号識別手段から出力された復調データに基づいて前記位相トラッキング手段から出力された各検波信号が対応する基準信号点を算出し、算出した該基準信号点に基づいて該検波信号に対応する基準信号を生成して前記振幅特性検出手段および位相特性変動検出手段に与える基準信号生成手段と、
該基準信号生成手段によって得られた基準信号の位相成分と、前記位相トラッキング手段から出力された検波信号の位相成分との比較を行って位相差を検出することにより、各サブキャリアの伝搬路特性の変動に起因する位相変動により生じる位相誤差をサブキャリア毎に検出して前記位相特性変動補正手段に与える位相特性変動検出手段と、
を備えたＯＦＤＭパケット通信用受信装置において、
振幅特性補正手段から出力された各サブキャリアの伝搬路特性推定結果に基づいて各サブキャリア信号の信号品質に応じた重み係数を演算する重み係数演算手段を設けると共に、
符号識別手段が、位相特性変動補正手段から出力された検波信号に対して前記重み係数演算手段から出力された重み係数に基づいて重み付けを行った後に軟判定を行うことを特徴とするＯＦＤＭパケット通信用受信装置。
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