JP4341176B2 - 受信同期装置およびそれを用いた復調装置 - Google Patents
受信同期装置およびそれを用いた復調装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システム等に適用される受信同期装置およびそれを用いた復調装置に係り、特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式で変調されたデータを受信する受信系同期回路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等を用いた移動通信の需要は非常に高まっており、音声などの小容量の通信だけでなく、より大容量の情報伝送にも使用されるようになっている。
【０００３】
移動通信システムでは、図９に示すように、複数の基地局ＢＳを面的に配置し、各基地局ＢＳはその基地局の近くにいる移動局ＭＳと通信する。
以下、各基地局が移動局と通信できる範囲をセルと言うことにする。
【０００４】
このような移動通信システムにおいて、各セルで使用する周波数チャネルは、混信を避けるため、隣接するセルと異なる周波数チャネルが使用される。
ただし、隣接するセルよりさらに外側、すなわち、より遠く離れたセルで同一の周波数チャネルを使用した場合は、そのセル内の移動局ＭＳがそのセルを構成する基地局ＢＳから受信する受信信号の方が、遠く遠方から到来する干渉波よりも信号強度が強いので、同一の周波数チャネルを使用してもあまり問題にならない。
【０００５】
しかし、同一の周波数チャネルを使用するセル間の間隔を開け過ぎると、より多くの周波数チャネル数が必要となり、周波数を有効に利用できなくなる。すなわち、同一周波数チャネル利用による干渉問題と、周波数利用効率はトレードオフの関係にある。
そこで、通信システムの設計を行うに当たっては、干渉に強いシステムを構築することにより、周波数利用効率を上げる必要がある。
【０００６】
たとえばＯＦＤＭ伝送方式を採用した通信システムでは、図１０に示すように、有効シンボル期間ＴＳＢＬにガード期間ＴＧＤを加えた期間を１タイムスロット期間ＴＳＬＴとし、複数のタイムスロットを束ねて一つのフレームＲＦＭとして基地局ＢＳから送信される。ここに示す例では、１フレームＦＲＭは３タイムスロットで構成される。
基地局ＢＳは、互いに同期を取っており、同じタイミングでフレームを送信している。
【０００７】
有効シンボル期間ＴＳＢＬに付加されたガード期間ＴＧＤは、マルチパスおよびフェーディングによるシンボル間干渉を軽減するためのものである。
このガード期間ＴＧＤを用いた一つのタイムスロットは、たとえば特開平７−９９４８６号公報に開示されているように、有効シンボル期間の先頭、あるいは、末尾、あるいは先頭と末尾のある決められた期間の信号を、たとえば有効シンボル期間の反対端側、具体的には、有効シンボル期間の末尾の信号と同一信号を有効シンボル期間の先頭につなげ、あるいは有効シンボル期間の先頭の信号と同一信号を有効シンボル期間の末尾につなげ、あるいは有効シンボル期間の先頭と末尾の信号それぞれと同一信号を有効シンボル期間の末尾と先頭につなぎ合わせて形成される。
【０００８】
このようなＯＦＤＭ信号を受信する移動局の受信系では、図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅延させた信号との相関を求めることにより、その相関結果のピークを検出することで、有効シンボル期間の先頭位置、言い換えれば、タイムスロット内のどこにガード期間があるかを知ることができる。
ＯＦＤＭ復調装置は、この有効シンボル期間の先頭位置を知ることによって、ＦＦＴ（高速離散フーリエ変換）演算が可能になる。
【０００９】
この種のＯＦＤＭ復調装置としては、たとえば特開平８−１０７４３１号公報に開示されているものがある。
このＯＦＤＭ復調装置では、受信したＯＦＤＭ信号と、この信号を有効シンボル期間遅延させた信号の相関を求め、この結果に対して区間積分を行っている。区間積分では、図１２に示すように、相関結果をタイムスロット期間毎に区切りこれを区間積分させてゆく。
そして、同期を開始した時点から順にスロット期間毎に累積加算を行う、すなわち区間積分を行うことによって、図１２（Ｅ）に示すように、タイムスロット期間内の特定の場所に相関値のピークが現われる。無相関のところは区間積分を行うほどに、その値が平均化される。
このように、区間積分を行うことにより、無相関区間と、相関区間の差がよりはっきり現われることになり、そのピークを検出することにより確実な同期が可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ガード期間を付加したＯＦＤＭ信号を用いた通信システムでは、マルチパスおよびうフェーディングによるシンボル間干渉を軽減することはできるが、移動局においてガード期間を付加したＯＦＤＭ信号を受信する場合に、条件によっては干渉が発生する場合がある。
【００１１】
ここで、ある移動局の受信状況を考察する。
移動局は希望波ＤＳＷの他に、同一チャネル干渉波ＩＦＷを受信する。通常は、干渉波ＩＦＷより希望波ＤＳＷの受信信号強度が非常に強いので問題にはならない。
しかし、移動局の移動などにともなうフェーディングなどにより、希望波ＤＳＷ、干渉波ＩＦＷの受信信号強度は時々刻々変化する。
希望波ＤＳＷ、干渉波ＩＦＷのフェーディング、すなわち、希望波ＤＳＷと干渉波ＩＦＷの受信信号強度の揺らぎ方は一般に無相関であるため、希望波ＤＳＷの受信信号強度が小さくなっているときに、干渉波ＩＦＷの受信信号強度が大きくなることがあり得る。このとき、干渉により受信不能になることがある。
一般に、希望波ＤＳＷの発信源である基地局よりも、干渉波ＩＦＷの発信源である基地局までの距離の方が長いため、干渉波ＩＦＷは希望波ＤＳＷよりも若干遅れて移動局に到来する。
【００１２】
たとえば図１０に示す例に基づいて、同一チャネルを使用している遠方の基地局からの、同一チャネル干渉波ＩＦＷが、フェーディングによる受信信号強度の揺らぎによりたまたま干渉波ＩＦＷとして到来した場合を例に考察する。なお、ここでは、到来した干渉波ＩＦＷは、図１０（Ｂ）に示すように、フレーム分だけとする。
【００１３】
図１０（Ａ）に示すように、希望波ＤＳＷは、フレームが連続して到来している。
これに対して、干渉波ＩＦＷは、図１０（Ｂ）に示すように、希望波ＤＳＷに比べて若干遅れて到来するため、図１０中▲１▼および▲２▼で示すように、二つの希望波のフレームにまたがって干渉を与えることになる。
【００１４】
そこで、通信システムを同一チャネル干渉に強くする一つの手法として、図１３に示すように、フレームガードＦＧＤを設ける方法が考えられる。
【００１５】
図１３に示す例では、フレームＦＲＭの末尾部分にフレームガード期間ＴＦＧＤが設けてある。
フレームガード期間ＴＦＧＤは、有効シンボル期間ＳＢＬの前後にあるガード期間ＴＧＤとは異なり、無信号である。
そのため、干渉波ＩＦＷのフレーム末尾にあるフレームガード期間が希望波ＤＳＷの先頭部分に重なっても、希望波ＤＳＷに対して干渉とならない。
そのため、図１３で示す例では、図中▲３▼で示すように、希望波ＤＳＷの最初のフレームは干渉により受信不能となるが、２番目のフレームは、図中▲４▼で示すように、干渉の影響を受けず受信が可能となる。
【００１６】
しかしながら、上述した従来のＯＦＤＭ復調装置では、フレームガードを設けたＯＦＤＭ信号の場合を考えると、同期検出を開始した時点から順にスロット期間毎に累積加算を行う場合、途中のフレームガードの影響で、相関ピークが一定の場所に現れず、図１４に示すように、同期位置を正確に把握することができないという不利益がある。
【００１７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレームガード期間が付加されたＯＦＤＭ信号をより正確に同期することが可能な受信同期装置およびそれを用いた復調装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００１９】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２０】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２１】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２２】
また、本発明の受信同期装置では、供給される上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミングと上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果に応じたオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成回路を有する。
【００２３】
また、本発明の受信同期装置では、上記検出回路は、ガード期間を同期ポイントとして最大ピークを検出する。
【００２４】
また、本発明の受信同期装置では、上記フレームガード期間は、無信号期間である。
【００２５】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２６】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２７】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２８】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２９】
本発明によれば、遅延回路において、受信したＯＦＤＭ信号が有効シンボル期間だけ遅延される。遅延されたＯＦＤＭ信号は、演算回路に供給され、遅延されていないＯＦＤＭ信号との相関が求められる。
演算回路の出力信号は、たとえば移動積分回路に入力され、ここでガード期間分全て加算されて、フレームガード除去回路に供給される。
フレームガード除去回路においては、移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から受信ＯＦＤＭ信号に含まれるフレームガード期間分だけ除去した信号が出力される。
フレームガード除去回路の出力信号は区間積分回路に供給される。区間積分回路においては、フレームガード除去回路の出力信号がタイムスロット期間毎に折り返しながら加算され、これら区間積分結果は検出回路に供給される。
検出回路では、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、たとえばガード期間を同期ポイントとして最大ピークが検出され、最大ピークを検出したタイミングで有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号が生成される。
検出回路による検出信号は、オフセット補正信号生成回路に供給される。オフセット補正信号生成回路では、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミングと検出回路による検出信号とが比較されて、同期タイミングのずれが測定され、測定結果に応じたオフセット補正信号が生成される。
【００３０】
オフセット補正信号生成回路で生成されたオフセット補正信号は、たとえば復調装置を構成するタイミング制御回路に供給される。
タイミング制御回路では、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングが補正される。
そして、補正された同期タイミング信号に同期して受信ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間が取り出されて、データが復調される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る受信同期装置が適用されるＯＦＤＭ通信システムの構成例を示す図である。
【００３２】
このＯＦＤＭ通信システム１は、移動端末局（ＭＳ；Mobile Station）Ｍ１〜Ｍ３、基地局（ＢＳ；Base Station）Ｂ１〜Ｂ４、既存セルラの有線ネットワークＮ１、インターネット（Internet）などのデータ通信網Ｎ２、付加ダウンリンクのためにあるデータベースなどを持つデータ通信網Ｎ３、および付加ダウンリンクのネットワークのためにある制御センタ（ＭＲＣ；Mobile Routing Center）ＣＴＲを主構成要素として有している。
【００３３】
基地局Ｂ１は、既存セルラの機能と付加ダウンリンクの機能を有しており、基地局Ｂ３は、付加ダウンリンク機能を有している。
そして、有線ネットワークＮ１は、たとえば有線の通信線Ｌ１およびＬ２により基地局Ｂ１およびＢ２に接続されている。
制御センタＣＴＲは、通信線Ｌ３およびＬ４により基地局Ｂ１およびＢ３に接続されている。
また、制御センタＣＴＲは、通信線Ｌ５によりネットワークＮ１に接続せれ、通信線Ｌ６によりデータ通信網Ｎ２に接続され、通信線Ｌ７によりデータ通信網Ｎ３に接続されている。
【００３４】
このような構成を有するＯＦＤＭ通信システム１は、以下の理由に基づいて構成されている。
すなわち、近年、移動通信の需要は非常に高まっており、音声などの小容量の通信だけでなく、インターネットに代表される、デジタルデータのコンテンツのダウンロードなど、より大容量の情報伝送にも使用されるようになっている。
これらデジタルデータの通信では、個人が発信する情報量に比べ、受信する情報量が圧倒的に大きいという特徴がある。
そこで、既存の携帯電話網にオーバーレイする形態で、新たに下り（ダウンリンク：基地局から移動端末局方向への通信）回路を付加している。
この下り回線は、既存の携帯電話網に比べて、より大容量の情報を伝送できるように設計される。
このような携帯通信システムにおいては、利用者は制御信号などの比較的低いビットレートの信号は既存の携帯電話網で通信し、ダウンロードするデジタルデータなど、高いビットレートの信号は、この付加した下り回線で高速に伝送するように構成される。
【００３５】
ＯＦＤＭ通信システム１において、セルは、たとえば図２に示すように構成することが可能である。
図２において、実線は、既存の携帯電話基地局それぞれが移動端末と通信できる範囲（セル）を示している。そして、破線で示すものが、下り（基地局から移動端末局方向への通信）専用に付加的に設けた広帯域無線（Ｗ−ＯＦＤＭ）通信システムの基地局それぞれが移動端末局と通信できる範囲（セル）を示している。
【００３６】
具体的には、図２（Ａ）に示すように、既存の携帯電話システムの基地局と同じように設置し同じセル形状を構成する方法、図２（Ｂ）に示すように、利用者が多く存在するエリアのみ基地局を設置する方法、図２（Ｃ）に示すように、利用者が多く存在するエリアに既存の携帯電話基地局より小出力の基地局を設置し、携帯電話のセルより小さなセル（マイクロセル）で構成する方法、図２（Ｄ）に示すように、既存の携帯電話基地局より大出力の基地局を設置し、携帯電話のセルより大きなセルで構成する方法、図２（Ｅ）に示すように、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）の方法を組み合わせたて構成する方法（オーバーレイセルシステム）、あるいは図２（Ｆ）に示すように、主要道路沿いにマイクロセルを構成する方法などがある。
【００３７】
本実施形態では、たとえば図２（Ａ）の方法、すなわち、既存の携帯電話システムの基地局と同じように設置し同じセル形状を構成する方法によりセルが構成される。
【００３８】
Ｗ−ＯＦＤＭ通信システム１において、移動端末局Ｍ１〜Ｍ４は、制御信号などを既存の携帯電話システムで送受信し、下りのトラフィックチャネルはＷ−ＯＦＤＭシステムを経由して移動端末局に送信される。Ｗ−ＯＦＤＭ通信システムは、上述したように、既存の携帯電話の情報伝送能力に比較して、より大容量となっている。
Ｗ−ＯＦＤＭの各基地局で使用する無線チャネルは、同一チャネル干渉がなるべく生じず、かつ無線チャネルが有効に利用できるように各基地局毎に割り当てられている。各基地局Ｂ１〜Ｂ３は同期しており、後述するフレームを同じタイミングで送信する。
【００３９】
ここで、図１のＯＦＤＭ通信システム１の通信例を説明する。
たとえば、移動端末局Ｍ１は、データのダウンロードの要求を制御センタＣＴＲに伝えるため、信号（００１）を、既存システムのフォーマットに従い基地局Ｂ１に送信する。
この要求信号は、既存のセルラネットワークＮ１を経由し、制御センタＣＴＲに届けられる。
データの要求を知った制御センタＣＴＲは、データ通信網Ｎ２から通信線Ｌ６経由でデータ（１２１）を取り寄せ、取り寄せたデータ（１２１）を移動端末局Ｍ１に届けるため、通信線Ｌ３経由でデータ（１１１）として基地局Ｂ２に送信する。
このデータ（１１１）を受け取った基地局Ｂ２は、付加ダウンリンクのフォーマットに従い、移動端末局Ｍ１に対してデータ（１０１）を送信する。
これにより、移動端末局Ｍ１は要求したデータ（１０１）を受信することができる。
【００４０】
あるいは、移動端末局Ｍ３は、データのダウンロードの要求を制御センタＣＴＲに伝えるため、信号（００３）を、既存システムのフォーマットに従い基地局Ｂ３に送信する。
この要求信号は、既存のセルラネットワークＮ１を経由し、制御センタＣＴＲに届けられる。
データの要求を知った制御センタＣＴＲは、付加ダウンリンク専用のデータ通信網Ｎ３から通信線Ｌ７経由でデータ（１２３）を取り寄せ、取り寄せたデータ（１２３）を移動端末局Ｍ３に届けるため、通信線Ｌ４経由でデータ（１１３）として、付加ダウンリンク専用の基地局Ｂ４に送信する。
このデータ（１１３）を受け取った基地局Ｂ４は、付加ダウンリンクのフォーマットに従い、移動端末局Ｍ３に対してデータ（１０３）を送信する。
これにより、移動端末局Ｍ３は要求したデータ（１０３）を受信することができる。
【００４１】
このようなＯＦＤＭ通信システム１において、移動端末局Ｍ１〜Ｍ４に送信されるＯＦＤＭ信号は、図３に示すように、１フレームＦＲＭが３つのタイムスロット期間ＴＳＬＴと一つのフレームガード期間ＴＦＧＤにより構成される。
図３において、ＴＦＲＭはフレーム期間、ＴＳＬＴはタイムスロット期間、ＴＦＧＤはフレームガード期間をそれぞれ示している。
フレームガードＦＧＤは無信号であり、本実施形態では、フレームＦＲＭの３つのタイムスロット列の末尾に付加されている。
各基地局Ｂ１〜Ｂ３は、３つのタイムスロットＳＬＴと一つのフレームガードＦＧＤにより構成されるフレームを単位として、同じタイミングでフレームを送出する。
なお、本実施形態においては、フレームガード期間ＴＦＧＤをフレームの末尾に付加した例を示しているが、フレームの先頭に設ける、あるいはフレームの末尾および先頭に設けることも可能である。
【００４２】
また、フレームＦＲＭを構成する各タイムスロットＳＬＴは、有効シンボル期間ＴＳＢＬに、ガードＧＤを付加して構成される。
ガードＧＤを付加したタイムスロットＳＬＴは、有効シンボル期間の先頭、あるいは末尾、あるいは先頭と末尾のある決められた期間の信号を、図４から図６に示すように、有効シンボル期間の反対端側、図４の例では、有効シンボル期間ＴＳＢＬの末尾の信号と同一信号を有効シンボル期間の先頭につなげ、図５の例では、有効シンボル期間ＴＳＢＬの先頭の信号と同一信号を有効シンボル期間の末尾につなげ、図６の例では、有効シンボル期間の先頭と末尾の信号それぞれと同一信号を有効シンボル期間の末尾と先頭につなぎ合わせて形成される。
図３に示すタイムスロットは、図４に示す方法により構成されたものである。
【００４３】
以上のように、有効シンボル期間ＴＳＢＬにガード期間ＴＧＤを付加されたタイムスロット列にフレームガード期間ＴＦＧＤしてフレームが構成されたＯＦＤＭ信号を受信する移動端末局Ｍ１〜Ｍ３には、フレームガード期間が付加されたＯＦＤＭ信号をより正確に同期することが可能な受信同期装置が搭載されている。
【００４４】
以下、移動端末局Ｍ１〜Ｍ３に搭載される受信同期装置の具体的な構成および機能について、図面に関連付けて説明する。
【００４５】
図７は、本発明に係る受信同期装置を含むＯＦＤＭ復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００４６】
本ＯＦＤＭ復調装置１０は、図７に示すように、帯域フィルタ１１、ダウンコンバータ１２、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１３、ＦＦＴ（高速（高速離散フーリエ変換）演算回路１４、復調回路１５、クロック＆タイミング制御回路１６、および同期位置検出装置１７を有している。
【００４７】
帯域フィルタ１１は、図示しないアンテナから受信されたＯＦＤＭ信号から必要な周波数帯域のみを抽出、言い換えれば、必要となる周波数帯域以外のノイズ成分が除去し、その後このＲＦ（Radio Frequency ）信号Ｓ１１をダウンコンバータ１２に出力する。
【００４８】
ダウンコンバータ１２は、帯域フィルタ１１によるＲＦ信号Ｓ１１をＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換して、このＩＦ信号Ｓ１２をＡ／Ｄ変換回路１３に出力する。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換回路１３は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるクロック信号Ｓ１６ａに基づいてダウンコンバータ１２によるＩＦ信号Ｓ１２をアナログ信号からデジタル信号に変換し、このデジタル信号Ｓ１３をＦＦＴ演算回路１４および同期位置検出装置１７に出力する。
【００５０】
ＦＦＴ演算回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路１３によるデジタル信号Ｓ１３に対して、一次復調であるＦＦＴ演算を行い、この結果を信号Ｓ１４として復調回路１５に出力する。
ＦＦＴ演算回路１４は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給される、ＦＦＴ演算されるデジタル信号の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂに基づいてＦＦＴ演算を行う。
【００５１】
復調回路１５は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるクロック信号Ｓ１６ｃに基づいてＦＦＴ演算回路１４においてＦＦＴ演算された結果を示す信号Ｓ１４に対して二次復調を行い、受信ＯＦＤＭ信号を復調する。
【００５２】
クロック＆タイミング制御回路１６は、Ａ／Ｄ変換回路１３にサンプリングクロックＳ１６ａを供給し、ＦＦＴ演算回路１４にＦＦＴ演算されるデジタル信号の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂを供給し、復調装置１５にクロック信号Ｓ１６ｃを供給し、同期位置検出装置１７にプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄを供給する。
クロック＆タイミング制御回路１６は、ＦＦＴ演算回路１４に供給するタイミング信号Ｓ１６ｂは受信ＯＦＤ信号の有効シンボル期間の先頭、すなわちＦＦＴ演算を行うデジタル信号の最初のビット（パラレル信号：以降ポイントと記述する）がＦＦＴ演算回路１４に入力されるのと同時に、パルス状の信号として送出する。
上述したように、タイムスロット期間ＴＳＬＴ、有効シンボル期間ＴＳＢＬ、フレーム期間ＴＦＲＭ、およびフレームガード期間ＴＦＧＤなどは、事前に固定的に決まっており、クロック＆タイミング制御回路１６は、この取り決めに基づいてＦＦＴ演算用タイミング信号Ｓ１６ｂを、一定周期で送出する。
なお、復調装置を起動するときは、ＦＦＴ演算タイミングの位置は不明である。そのため、クロック＆タイミング制御回路１６は適当なタイミングでタイミング信号を送出する。
また、クロック＆タイミング制御回路１６は、同期位置検出装置１７によるオフセット補正信号Ｓ１７に基づいて同期タイミングを補正し、正しいＦＦＴ演算用タイミング信号Ｓ１６ｂをＦＦＴ演算回路１４に送出する。
【００５３】
同期位置検出装置１７は、Ａ／Ｄ変換回路１３によるデジタル信号Ｓ１３を受けて、ＦＦＴ演算のタイミング、すなわち、有効シンボル期間の先頭位置、言い換えれば、有効シンボル期間のデジタル信号の最初の１ポイントの位置を検出する。
同期位置検出装置１７は、検出したＦＦＴ演算タイミング、すなわち同期タイミングと、クロック＆タイミング制御回路１６により供給されるプレ同期タイミングＳ１６ｄと比較し、真の同期タイミングとしてプレ同期タイミングがどれだけずれているかの補正信号、すなわちオフセット補正信号を生成して、クロック＆タイミング制御回路１６にフィードバックする。
【００５４】
この同期位置検出装置１７は、本実施形態に係るフレームガードを含む受信ＯＦＤＭ信号を正確に同期することが可能な回路として構成されている。
【００５５】
図８は、本発明に係る受信同期装置としての同期位置検出装置１７の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００５６】
同期位置検出装置１７は、図８に示すように、遅延回路１７１、演算回路としての乗算回路１７２、移動積分回路１７３、ｎ個のフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎ、ｎ個の区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎ、スレッショルドピーク検出回路１７６、およびオフセット補正信号生成回路１７７を有している。
【００５７】
遅延回路１７１は、Ａ／Ｄ変換回路１３によりデジタル信号Ｓ１３に変換されたＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ、換言すれば、有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせて乗算回路１７２に出力する。
【００５８】
乗算回路１７２は、Ａ／Ｄ変換回路１３より出力されたデジタル信号Ｓ１３と、遅延回路１７１により有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせた信号Ｓ１７１とを、たとえば複素共役乗算する。
【００５９】
具体的な一実施形態を挙げると、遅延回路１７１は、たとえば有効シンボル期間分のデジタル信号を蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、このメモリにＡ／Ｄ変換回路１３からの出力デジタル信号Ｓ１３を順次書き込んでゆく。
ここで有効シンボル期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイントとすると、遅延回路１７２は、Ａ／Ｄ変換回路１３からの出力デジタル信号Ｓ１３を１ポイント目から順にメモリに書き込んでゆく。そして、ｎポイント目のデジタル信号をメモリに書き込み、次のｎ＋１ポイント目のデジタル信号に書き込むと同時に、１ポイント目のデジタル信号をメモリから読み出し出力する。
そして、乗算回路１７２は、遅延回路１７１のメモリより出力された１ポイント目のデジタル信号と、ｎ＋１ポイント目のデジタル信号の複素共役乗算を行う。以降、乗算回路１７２は、２ポイント目とｎ＋２ポイント目の複素共役乗算を行い、この操作を繰り返す。
【００６０】
移動積分回路１７３は、乗算回路１７２の複素共役乗算を行った結果に対して、ガード期間分のデジタル信号の総和を計算し、その結果をフレームガード除去装置１７４−１〜１７４−ｎに出力する。移動積分回路１７３が、総和の計算を開始する位置は、移動積分回路１７３に入力される１ポイント目から始まり、順次、１ポイントずつシフトしてゆく。
【００６１】
具体的な一実施例を挙げると、移動積分回路１７３は、ガード期間分のデジタル信号を蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、このメモリに複素共役乗算の結果を順次書き込んでいく。ここでガード期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイントとすると、移動積分回路１７３は、複素共役乗算回路１７２部からの出力を１ポイント目から順にメモリに書き込んでゆく。同時に、移動積分回路１７３は、１ポイント目から順に２ポイント目、３ポイント目と順次加算してゆく。
移動積分回路１７３は、加算結果を前記メモリとは別のメモリ空間、あるいはレジスタに保持する。そして、移動積分回路１７３は、ｎ＋１ポイント目のデジタル信号を加算し、同時に１ポイント目のデジタル信号をメモリから読み出し出力する。そしてこの１ポイント目のデジタル信号の値を、今まで１ポイント目からｎ＋１ポイント目までの加算した結果から減算する。そして、移動積分回路１７３は、このｎ＋１ポイント目のデジタル信号は、１ポイント目のデジタル信号を書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。以降、ｎ＋２ポイント目を加算し、２ポイント目のデジタル信号をメモリより読み出し出力しこの値を減算し、メモリに上書きし、と、この操作を繰り返す。
【００６２】
フレームガード除去回路１７４−１７４−ｎは、１フレームを構成するタイムスロット数分であり、それぞれ区間積分回路１７５−１７５−ｎが対となって設けてある。
なお、本実施形態では、１フレームは３つのタイムスロットで構成されていることから、フレームガード除去回路および区間積分回路は、３つずつ設けられる。
【００６３】
フレームガード除去回路１７４−１は、同期処理を開始した時点から、移動積分回路１７３の出力信号のうち第１番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、具体的には、同期処理を開始した時点から最初のタイムスロット期間内に、フレームガード期間分の信号を無視し、区間積分回路１７５−１に出力する。
フレームガード除去回路１７４−２は、移動積分回路１７３の出力信号のうち第２番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、区間積分回路１７５−２に出力する。
フレームガード除去回路１７４−ｎ（本実施形態ではｎ＝３）は、移動積分回路１７３の出力信号のうち第ｎ番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、区間積分回路１７５−ｎに出力する。
【００６４】
区間積分回路１７５−１は、フレームガード除去回路１７４−１から入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
区間積分回路１７５−２は、フレームガード除去回路１７４−２から入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
区間積分回路１７５−ｎ（本実施形態ではｎ＝３）は、フレームガード除去回路１７４−ｎから入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
【００６５】
以下に具体的な一実施形態を挙げる。
なお、ここでは、タイムスロット期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイント、フレームガード期間分のデジタル信号のポイント数をｍポイントとする。
【００６６】
同期処理を開始し、移動積分回路１７３からのデジタル信号がフレームガード除去回路１７４−１に入力されると、フレームガード除去回路１７４−１は、最初の１ポイント目からｍポイント目までの信号は無視する。以降、フレームガード除去回路１７４−１は、（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−１は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の１ポイント目からｍポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−１によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−１は、（ｍ＋１）ポイント目から（ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−１に出力する。
区間積分回路１７５−１は、（ｍ＋１）ポイントから（ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−１は、（ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−１は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６７】
フレームガード除去回路１７４−２は、（ｎ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ）ポイントまでのデジタル信号を無視する。以降、（３×ｎ）ポイント毎にｍポイントのデジタル信号を無視、すなわち（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−２は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の（ｎ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ）ポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−２によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−２は、（ｎ＋ｍ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−２に出力する。
区間積分回路１７５−２は、（ｎ＋ｍ＋１）ポイントから（ｎ＋ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−２は、（ｎ＋ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（ｎ＋ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（ｎ＋ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−２は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６８】
フレームガード除去回路１７４−３は、（２×ｎ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ）ポイントまでのデジタル信号を無視する。以降、（３×ｎ）ポイント毎にｍポイントのデジタル信号を無視、すなわち（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−３は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の（２×ｎ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ）ポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−３によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−３は、（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−３に出力する。
区間積分回路１７５−３は、（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイントから（２×ｎ＋ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−３は、（２×ｎ＋ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（２×ｎ＋ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−３は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６９】
上述したように、本実施形態に係るフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎは、真のフレームガード位置を検出して、これを除去しているのではなく、おおよそ想定される場所でフレームガード期間分のデータを間引いているだけである。
【００７０】
スレッショルドピーク検出回路１７６は、区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎの積分結果を監視しており、区間積分結果があるスレッショルドを超えた一つの区間積分回路について、この区間積分結果のピークを検出する。
スレッショルドピーク検出回路１７６は、ピークを検出された時点で、パルス状の検出信号Ｓ１７６をオフセット補正信号生成回路１７７に出力する。
【００７１】
オフセット補正信号生成回路１７７は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄとパルス状検出信号Ｓ１７６とを比較し、その同期タイミング信号Ｓ１６ｄのズレを測定し、その結果をオフセット補正信号Ｓ１７としてクロック＆タイミング制御回路１６にフィールドバックする。
【００７２】
次に、上記構成を有するＯＦＤＭ復調装置の動作を説明する。
【００７３】
図示しないアンテナから受信された受信ＯＦＤＭ信号は、帯域フィルタ１１によって、必要な周波数帯域のみを抽出される。
帯域フィルタ１１によって、必要となる周波数帯域以外のノイズ成分が除去されたＲＦ信号Ｓ１１は、ダウンコンバータ１２によってＩＦ信号Ｓ１２に変換される。
そして、ダウンコンバータ１２から出力されたＩＦ信号Ｓ１２は、クロック＆タイミング制御回路１６により制御されるＡ／Ｄ変換回路１３によりデジタル信号Ｓ１３に変換され、ＦＦＴ演算回路１４および同期位置検出装置１７に供給される。
【００７４】
ＦＦＴ演算回路１４においては、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号Ｓ１３に対して一次復調であるＦＦＴ演算が行われる。
このときＦＦＴ演算回路１４においてＦＦＴ演算されるデジタル信号Ｓ１３の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂがクロック＆タイミング制御回路１６から供給されており、このタイミング信号Ｓ１６ｂを基にＦＦＴ演算が行われる。
このタイミング信号Ｓ１６ｂは、有効シンボル期間の先頭、すなわちＦＦＴ演算を行うデジタル信号Ｓ１３の最初のビット（ポイント）がＦＦＴ演算回路１４に入力されるのと同時に、パルス状信号としてクロック＆タイミング制御回路１６から送出される。
【００７５】
同期位置検出装置１７においては、Ａ／Ｄ変換回路１３により出力されたデジタル信号Ｓ１３が、遅延回路１７１により有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせた信号と、乗算回路１７２で複素共役乗算され、その結果が移動積分回路１７３に出力される。
移動積分回路１７３では、複素共役乗算を行った結果に対して、ガード期間分のデジタル信号の総和が計算される。この総和の計算を開始する位置は、移動積分回路１７３に入力される１ポイント目から始められ、順次、１ポイントずつシフトされる。移動積分回路１７３の積分結果は、フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎに供給される。
【００７６】
各フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎでは、同期処理を開始した時間から最初のタイムスロット期間にフレームガードが存在する場合のフレームガード除去、第２番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合のフレームガード除去、第ｎ番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合のフレームガード除去が行われる。これらのフレームガード除去処理は、おおよそ想定される場所でフレームガード期間分のデータを間引いて（フレームガード期間分の信号を無視して）行われる。
【００７７】
区間積分回路１７５−１〜１７５ｎでは、各フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎから入力されるデジタル信号がタイムスロット期間分ずつに区切られ、これを折り返しながら加算されてゆき、結果がスレッショルドピーク検出回路１７６に出力される。
スレッショルドピーク検出回路１７６においては、区間積分回路１７５−１〜１７５ｎの結果が監視されており、区間積分結果があるスレッショルドを超えた一つの区間積分回路について、この区間積分結果のピークが検出される。
そして、ピークが検出された時点で、パルス状の検出信号Ｓ１７６がオフセット補正信号生成回路１７７に出力される。
この信号Ｓ１７６の出力タイミングが同期位置検出装置が検出したＦＦＴ演算タイミングであり、同期タイミングが、オフセット補正信号生成回路１７７においてクロック＆タイミング制御回路１６から供給されるプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄと比較され、真の同期タイミングとしてプレ同期タイミングがどれだけずれているかの補正信号、すなわちオフセット補正信号Ｓ１７が生成されて、クロック＆タイミング制御回路１６にフィーバックされる。
【００７８】
クロック＆タイミング制御回路１６では、このオフセット補正信号Ｓ１７を基に、同期タイミングが補正され、正しいＦＦＴ演算タイミング信号Ｓ１６ｂがＦＦＴ演算回路１４に送出される。
この補正されたタイミング信号Ｓ１６ｂに基づいて得られたＦＦＴ演算結果は、二次復調を行う復調回路１５に入力され復調される。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態によれば、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路１７１と、受信したＯＦＤＭ信号と遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める乗算回路１７２と、演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路１７３と、移動積分回路１７３の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎと、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎと、ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で最大ピークを検出し、最大ピークを検出したタイミングで有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号Ｓ１７６を生成する検出回路１７６と、供給されるプレ同期タイミングと検出回路１７６による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果に応じたオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成回路１７７とを有する同期位置検出装置１７を設けたので、フレームガードを有するＯＦＤＭ無線通信システムの同期をより正確に行うことができる。
また、同期装置でフレームガードの挿入ポイントが判断できるため、フレーム同期のための制御情報（どこが、フレームの先頭なのかを通知するための制御情報）を送る必要がなくなり、その分より多くの情報を伝送することができる利点がある。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレームガードを有するＯＦＤＭ無線通信システムの同期を行うことができる。本同期装置は、相関値の区間積分を用いているので、より正確な同期を行うことができる。
また、同期装置でフレームガードの挿入ポイントが判断できるため、フレーム同期のための制御情報（どこが、フレームの先頭なのかを通知するための制御情報）を送る必要がなくなり、その分より多くの情報を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受信同期装置が適用されるＯＦＤＭ通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１の通信システムにおけるセルの構成方法を説明するための図である。
【図３】本発明に係るフレームガードを含むＯＦＤＭ信号の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図５】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図６】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図７】本発明に係る受信同期装置を含むＯＦＤＭ復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る受信同期装置としての同期位置検出装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図９】移動通信システムを説明するための図である。
【図１０】ＯＦＤＭ伝送方式の従来のＯＦＤＭ信号の構成例を説明するための図である。
【図１１】従来の移動局の受信系の信号処理動作を説明するための図である。
【図１２】従来のＯＦＤＭ復調装置の区間積分動作を説明すルための図である。
【図１３】フレームガード期間を含むＯＦＤＭ信号の特徴を説明するための図である。
【図１４】従来のＯＦＤＭ復調装置でフレームガード期間を含むＯＦＤＭ信号を受信する場合の不利益を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ＯＦＤＭ通信システム、Ｍ１〜Ｍ４…移動端末局（ＭＳ）、Ｂ１〜Ｂ３…基地局（ＢＳ）、Ｎ１…既存セルラの有線ネットワーク、Ｎ２…インターネットなどのデータ通信網、Ｎ３…付加ダウンリンクのためにあるデータベースなどを持つデータ通信網、ＣＴＲ…付加ダウンリンクのネットワークのためにある制御センタ（ＭＲＣ）、１０…ＯＦＤＭ復調装置、１１…帯域フィルタ、１２…ダウンコンバータ、１３…アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、１４…ＦＦＴ（高速（高速離散フーリエ変換）演算回路、１５…復調回路、１６…クロック＆タイミング制御回路、１７…同期位置検出装置、１７１…遅延回路、１７２…乗算回路、１７３…移動積分回路、１７４−１〜１７４−ｎ…フレームガード除去回路、１７５−１〜１７５−ｎ…区間積分回路、１７６…スレッショルドピーク検出回路、１７７…オフセット補正信号生成回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システム等に適用される受信同期装置およびそれを用いた復調装置に係り、特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式で変調されたデータを受信する受信系同期回路の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話等を用いた移動通信の需要は非常に高まっており、音声などの小容量の通信だけでなく、より大容量の情報伝送にも使用されるようになっている。
【０００３】
移動通信システムでは、図９に示すように、複数の基地局ＢＳを面的に配置し、各基地局ＢＳはその基地局の近くにいる移動局ＭＳと通信する。
以下、各基地局が移動局と通信できる範囲をセルと言うことにする。
【０００４】
このような移動通信システムにおいて、各セルで使用する周波数チャネルは、混信を避けるため、隣接するセルと異なる周波数チャネルが使用される。
ただし、隣接するセルよりさらに外側、すなわち、より遠く離れたセルで同一の周波数チャネルを使用した場合は、そのセル内の移動局ＭＳがそのセルを構成する基地局ＢＳから受信する受信信号の方が、遠く遠方から到来する干渉波よりも信号強度が強いので、同一の周波数チャネルを使用してもあまり問題にならない。
【０００５】
しかし、同一の周波数チャネルを使用するセル間の間隔を開け過ぎると、より多くの周波数チャネル数が必要となり、周波数を有効に利用できなくなる。すなわち、同一周波数チャネル利用による干渉問題と、周波数利用効率はトレードオフの関係にある。
そこで、通信システムの設計を行うに当たっては、干渉に強いシステムを構築することにより、周波数利用効率を上げる必要がある。
【０００６】
たとえばＯＦＤＭ伝送方式を採用した通信システムでは、図１０に示すように、有効シンボル期間ＴＳＢＬにガード期間ＴＧＤを加えた期間を１タイムスロット期間ＴＳＬＴとし、複数のタイムスロットを束ねて一つのフレームＲＦＭとして基地局ＢＳから送信される。ここに示す例では、１フレームＦＲＭは３タイムスロットで構成される。
基地局ＢＳは、互いに同期を取っており、同じタイミングでフレームを送信している。
【０００７】
有効シンボル期間ＴＳＢＬに付加されたガード期間ＴＧＤは、マルチパスおよびフェーディングによるシンボル間干渉を軽減するためのものである。
このガード期間ＴＧＤを用いた一つのタイムスロットは、たとえば特開平７−９９４８６号公報に開示されているように、有効シンボル期間の先頭、あるいは、末尾、あるいは先頭と末尾のある決められた期間の信号を、たとえば有効シンボル期間の反対端側、具体的には、有効シンボル期間の末尾の信号と同一信号を有効シンボル期間の先頭につなげ、あるいは有効シンボル期間の先頭の信号と同一信号を有効シンボル期間の末尾につなげ、あるいは有効シンボル期間の先頭と末尾の信号それぞれと同一信号を有効シンボル期間の末尾と先頭につなぎ合わせて形成される。
【０００８】
このようなＯＦＤＭ信号を受信する移動局の受信系では、図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅延させた信号との相関を求めることにより、その相関結果のピークを検出することで、有効シンボル期間の先頭位置、言い換えれば、タイムスロット内のどこにガード期間があるかを知ることができる。
ＯＦＤＭ復調装置は、この有効シンボル期間の先頭位置を知ることによって、ＦＦＴ（高速離散フーリエ変換）演算が可能になる。
【０００９】
この種のＯＦＤＭ復調装置としては、たとえば特開平８−１０７４３１号公報に開示されているものがある。
このＯＦＤＭ復調装置では、受信したＯＦＤＭ信号と、この信号を有効シンボル期間遅延させた信号の相関を求め、この結果に対して区間積分を行っている。区間積分では、図１２に示すように、相関結果をタイムスロット期間毎に区切りこれを区間積分させてゆく。
そして、同期を開始した時点から順にスロット期間毎に累積加算を行う、すなわち区間積分を行うことによって、図１２（Ｅ）に示すように、タイムスロット期間内の特定の場所に相関値のピークが現われる。無相関のところは区間積分を行うほどに、その値が平均化される。
このように、区間積分を行うことにより、無相関区間と、相関区間の差がよりはっきり現われることになり、そのピークを検出することにより確実な同期が可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ガード期間を付加したＯＦＤＭ信号を用いた通信システムでは、マルチパスおよびうフェーディングによるシンボル間干渉を軽減することはできるが、移動局においてガード期間を付加したＯＦＤＭ信号を受信する場合に、条件によっては干渉が発生する場合がある。
【００１１】
ここで、ある移動局の受信状況を考察する。
移動局は希望波ＤＳＷの他に、同一チャネル干渉波ＩＦＷを受信する。通常は、干渉波ＩＦＷより希望波ＤＳＷの受信信号強度が非常に強いので問題にはならない。
しかし、移動局の移動などにともなうフェーディングなどにより、希望波ＤＳＷ、干渉波ＩＦＷの受信信号強度は時々刻々変化する。
希望波ＤＳＷ、干渉波ＩＦＷのフェーディング、すなわち、希望波ＤＳＷと干渉波ＩＦＷの受信信号強度の揺らぎ方は一般に無相関であるため、希望波ＤＳＷの受信信号強度が小さくなっているときに、干渉波ＩＦＷの受信信号強度が大きくなることがあり得る。このとき、干渉により受信不能になることがある。
一般に、希望波ＤＳＷの発信源である基地局よりも、干渉波ＩＦＷの発信源である基地局までの距離の方が長いため、干渉波ＩＦＷは希望波ＤＳＷよりも若干遅れて移動局に到来する。
【００１２】
たとえば図１０に示す例に基づいて、同一チャネルを使用している遠方の基地局からの、同一チャネル干渉波ＩＦＷが、フェーディングによる受信信号強度の揺らぎによりたまたま干渉波ＩＦＷとして到来した場合を例に考察する。なお、ここでは、到来した干渉波ＩＦＷは、図１０（Ｂ）に示すように、フレーム分だけとする。
【００１３】
図１０（Ａ）に示すように、希望波ＤＳＷは、フレームが連続して到来している。
これに対して、干渉波ＩＦＷは、図１０（Ｂ）に示すように、希望波ＤＳＷに比べて若干遅れて到来するため、図１０中▲１▼および▲２▼で示すように、二つの希望波のフレームにまたがって干渉を与えることになる。
【００１４】
そこで、通信システムを同一チャネル干渉に強くする一つの手法として、図１３に示すように、フレームガードＦＧＤを設ける方法が考えられる。
【００１５】
図１３に示す例では、フレームＦＲＭの末尾部分にフレームガード期間ＴＦＧＤが設けてある。
フレームガード期間ＴＦＧＤは、有効シンボル期間ＳＢＬの前後にあるガード期間ＴＧＤとは異なり、無信号である。
そのため、干渉波ＩＦＷのフレーム末尾にあるフレームガード期間が希望波ＤＳＷの先頭部分に重なっても、希望波ＤＳＷに対して干渉とならない。
そのため、図１３で示す例では、図中▲３▼で示すように、希望波ＤＳＷの最初のフレームは干渉により受信不能となるが、２番目のフレームは、図中▲４▼で示すように、干渉の影響を受けず受信が可能となる。
【００１６】
しかしながら、上述した従来のＯＦＤＭ復調装置では、フレームガードを設けたＯＦＤＭ信号の場合を考えると、同期検出を開始した時点から順にスロット期間毎に累積加算を行う場合、途中のフレームガードの影響で、相関ピークが一定の場所に現れず、図１４に示すように、同期位置を正確に把握することができないという不利益がある。
【００１７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレームガード期間が付加されたＯＦＤＭ信号をより正確に同期することが可能な受信同期装置およびそれを用いた復調装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００１９】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２０】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２１】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路とを有する。
【００２２】
また、本発明の受信同期装置では、供給される上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミングと上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果に応じたオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成回路を有する。
【００２３】
また、本発明の受信同期装置では、上記検出回路は、ガード期間を同期ポイントとして最大ピークを検出する。
【００２４】
また、本発明の受信同期装置では、上記フレームガード期間は、無信号期間である。
【００２５】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２６】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２７】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２８】
また、本発明は、有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置とを有する。
【００２９】
本発明によれば、遅延回路において、受信したＯＦＤＭ信号が有効シンボル期間だけ遅延される。遅延されたＯＦＤＭ信号は、演算回路に供給され、遅延されていないＯＦＤＭ信号との相関が求められる。
演算回路の出力信号は、たとえば移動積分回路に入力され、ここでガード期間分全て加算されて、フレームガード除去回路に供給される。
フレームガード除去回路においては、移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から受信ＯＦＤＭ信号に含まれるフレームガード期間分だけ除去した信号が出力される。
フレームガード除去回路の出力信号は区間積分回路に供給される。区間積分回路においては、フレームガード除去回路の出力信号がタイムスロット期間毎に折り返しながら加算され、これら区間積分結果は検出回路に供給される。
検出回路では、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、たとえばガード期間を同期ポイントとして最大ピークが検出され、最大ピークを検出したタイミングで有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号が生成される。
検出回路による検出信号は、オフセット補正信号生成回路に供給される。オフセット補正信号生成回路では、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミングと検出回路による検出信号とが比較されて、同期タイミングのずれが測定され、測定結果に応じたオフセット補正信号が生成される。
【００３０】
オフセット補正信号生成回路で生成されたオフセット補正信号は、たとえば復調装置を構成するタイミング制御回路に供給される。
タイミング制御回路では、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングが補正される。
そして、補正された同期タイミング信号に同期して受信ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間が取り出されて、データが復調される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る受信同期装置が適用されるＯＦＤＭ通信システムの構成例を示す図である。
【００３２】
このＯＦＤＭ通信システム１は、移動端末局（ＭＳ；Mobile Station）Ｍ１〜Ｍ３、基地局（ＢＳ；Base Station）Ｂ１〜Ｂ４、既存セルラの有線ネットワークＮ１、インターネット（Internet）などのデータ通信網Ｎ２、付加ダウンリンクのためにあるデータベースなどを持つデータ通信網Ｎ３、および付加ダウンリンクのネットワークのためにある制御センタ（ＭＲＣ；Mobile Routing Center）ＣＴＲを主構成要素として有している。
【００３３】
基地局Ｂ１は、既存セルラの機能と付加ダウンリンクの機能を有しており、基地局Ｂ３は、付加ダウンリンク機能を有している。
そして、有線ネットワークＮ１は、たとえば有線の通信線Ｌ１およびＬ２により基地局Ｂ１およびＢ２に接続されている。
制御センタＣＴＲは、通信線Ｌ３およびＬ４により基地局Ｂ１およびＢ３に接続されている。
また、制御センタＣＴＲは、通信線Ｌ５によりネットワークＮ１に接続せれ、通信線Ｌ６によりデータ通信網Ｎ２に接続され、通信線Ｌ７によりデータ通信網Ｎ３に接続されている。
【００３４】
このような構成を有するＯＦＤＭ通信システム１は、以下の理由に基づいて構成されている。
すなわち、近年、移動通信の需要は非常に高まっており、音声などの小容量の通信だけでなく、インターネットに代表される、デジタルデータのコンテンツのダウンロードなど、より大容量の情報伝送にも使用されるようになっている。
これらデジタルデータの通信では、個人が発信する情報量に比べ、受信する情報量が圧倒的に大きいという特徴がある。
そこで、既存の携帯電話網にオーバーレイする形態で、新たに下り（ダウンリンク：基地局から移動端末局方向への通信）回路を付加している。
この下り回線は、既存の携帯電話網に比べて、より大容量の情報を伝送できるように設計される。
このような携帯通信システムにおいては、利用者は制御信号などの比較的低いビットレートの信号は既存の携帯電話網で通信し、ダウンロードするデジタルデータなど、高いビットレートの信号は、この付加した下り回線で高速に伝送するように構成される。
【００３５】
ＯＦＤＭ通信システム１において、セルは、たとえば図２に示すように構成することが可能である。
図２において、実線は、既存の携帯電話基地局それぞれが移動端末と通信できる範囲（セル）を示している。そして、破線で示すものが、下り（基地局から移動端末局方向への通信）専用に付加的に設けた広帯域無線（Ｗ−ＯＦＤＭ）通信システムの基地局それぞれが移動端末局と通信できる範囲（セル）を示している。
【００３６】
具体的には、図２（Ａ）に示すように、既存の携帯電話システムの基地局と同じように設置し同じセル形状を構成する方法、図２（Ｂ）に示すように、利用者が多く存在するエリアのみ基地局を設置する方法、図２（Ｃ）に示すように、利用者が多く存在するエリアに既存の携帯電話基地局より小出力の基地局を設置し、携帯電話のセルより小さなセル（マイクロセル）で構成する方法、図２（Ｄ）に示すように、既存の携帯電話基地局より大出力の基地局を設置し、携帯電話のセルより大きなセルで構成する方法、図２（Ｅ）に示すように、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）の方法を組み合わせたて構成する方法（オーバーレイセルシステム）、あるいは図２（Ｆ）に示すように、主要道路沿いにマイクロセルを構成する方法などがある。
【００３７】
本実施形態では、たとえば図２（Ａ）の方法、すなわち、既存の携帯電話システムの基地局と同じように設置し同じセル形状を構成する方法によりセルが構成される。
【００３８】
Ｗ−ＯＦＤＭ通信システム１において、移動端末局Ｍ１〜Ｍ４は、制御信号などを既存の携帯電話システムで送受信し、下りのトラフィックチャネルはＷ−ＯＦＤＭシステムを経由して移動端末局に送信される。Ｗ−ＯＦＤＭ通信システムは、上述したように、既存の携帯電話の情報伝送能力に比較して、より大容量となっている。
Ｗ−ＯＦＤＭの各基地局で使用する無線チャネルは、同一チャネル干渉がなるべく生じず、かつ無線チャネルが有効に利用できるように各基地局毎に割り当てられている。各基地局Ｂ１〜Ｂ３は同期しており、後述するフレームを同じタイミングで送信する。
【００３９】
ここで、図１のＯＦＤＭ通信システム１の通信例を説明する。
たとえば、移動端末局Ｍ１は、データのダウンロードの要求を制御センタＣＴＲに伝えるため、信号（００１）を、既存システムのフォーマットに従い基地局Ｂ１に送信する。
この要求信号は、既存のセルラネットワークＮ１を経由し、制御センタＣＴＲに届けられる。
データの要求を知った制御センタＣＴＲは、データ通信網Ｎ２から通信線Ｌ６経由でデータ（１２１）を取り寄せ、取り寄せたデータ（１２１）を移動端末局Ｍ１に届けるため、通信線Ｌ３経由でデータ（１１１）として基地局Ｂ２に送信する。
このデータ（１１１）を受け取った基地局Ｂ２は、付加ダウンリンクのフォーマットに従い、移動端末局Ｍ１に対してデータ（１０１）を送信する。
これにより、移動端末局Ｍ１は要求したデータ（１０１）を受信することができる。
【００４０】
あるいは、移動端末局Ｍ３は、データのダウンロードの要求を制御センタＣＴＲに伝えるため、信号（００３）を、既存システムのフォーマットに従い基地局Ｂ３に送信する。
この要求信号は、既存のセルラネットワークＮ１を経由し、制御センタＣＴＲに届けられる。
データの要求を知った制御センタＣＴＲは、付加ダウンリンク専用のデータ通信網Ｎ３から通信線Ｌ７経由でデータ（１２３）を取り寄せ、取り寄せたデータ（１２３）を移動端末局Ｍ３に届けるため、通信線Ｌ４経由でデータ（１１３）として、付加ダウンリンク専用の基地局Ｂ４に送信する。
このデータ（１１３）を受け取った基地局Ｂ４は、付加ダウンリンクのフォーマットに従い、移動端末局Ｍ３に対してデータ（１０３）を送信する。
これにより、移動端末局Ｍ３は要求したデータ（１０３）を受信することができる。
【００４１】
このようなＯＦＤＭ通信システム１において、移動端末局Ｍ１〜Ｍ４に送信されるＯＦＤＭ信号は、図３に示すように、１フレームＦＲＭが３つのタイムスロット期間ＴＳＬＴと一つのフレームガード期間ＴＦＧＤにより構成される。
図３において、ＴＦＲＭはフレーム期間、ＴＳＬＴはタイムスロット期間、ＴＦＧＤはフレームガード期間をそれぞれ示している。
フレームガードＦＧＤは無信号であり、本実施形態では、フレームＦＲＭの３つのタイムスロット列の末尾に付加されている。
各基地局Ｂ１〜Ｂ３は、３つのタイムスロットＳＬＴと一つのフレームガードＦＧＤにより構成されるフレームを単位として、同じタイミングでフレームを送出する。
なお、本実施形態においては、フレームガード期間ＴＦＧＤをフレームの末尾に付加した例を示しているが、フレームの先頭に設ける、あるいはフレームの末尾および先頭に設けることも可能である。
【００４２】
また、フレームＦＲＭを構成する各タイムスロットＳＬＴは、有効シンボル期間ＴＳＢＬに、ガードＧＤを付加して構成される。
ガードＧＤを付加したタイムスロットＳＬＴは、有効シンボル期間の先頭、あるいは末尾、あるいは先頭と末尾のある決められた期間の信号を、図４から図６に示すように、有効シンボル期間の反対端側、図４の例では、有効シンボル期間ＴＳＢＬの末尾の信号と同一信号を有効シンボル期間の先頭につなげ、図５の例では、有効シンボル期間ＴＳＢＬの先頭の信号と同一信号を有効シンボル期間の末尾につなげ、図６の例では、有効シンボル期間の先頭と末尾の信号それぞれと同一信号を有効シンボル期間の末尾と先頭につなぎ合わせて形成される。
図３に示すタイムスロットは、図４に示す方法により構成されたものである。
【００４３】
以上のように、有効シンボル期間ＴＳＢＬにガード期間ＴＧＤを付加されたタイムスロット列にフレームガード期間ＴＦＧＤしてフレームが構成されたＯＦＤＭ信号を受信する移動端末局Ｍ１〜Ｍ３には、フレームガード期間が付加されたＯＦＤＭ信号をより正確に同期することが可能な受信同期装置が搭載されている。
【００４４】
以下、移動端末局Ｍ１〜Ｍ３に搭載される受信同期装置の具体的な構成および機能について、図面に関連付けて説明する。
【００４５】
図７は、本発明に係る受信同期装置を含むＯＦＤＭ復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００４６】
本ＯＦＤＭ復調装置１０は、図７に示すように、帯域フィルタ１１、ダウンコンバータ１２、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１３、ＦＦＴ（高速（高速離散フーリエ変換）演算回路１４、復調回路１５、クロック＆タイミング制御回路１６、および同期位置検出装置１７を有している。
【００４７】
帯域フィルタ１１は、図示しないアンテナから受信されたＯＦＤＭ信号から必要な周波数帯域のみを抽出、言い換えれば、必要となる周波数帯域以外のノイズ成分が除去し、その後このＲＦ（Radio Frequency ）信号Ｓ１１をダウンコンバータ１２に出力する。
【００４８】
ダウンコンバータ１２は、帯域フィルタ１１によるＲＦ信号Ｓ１１をＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換して、このＩＦ信号Ｓ１２をＡ／Ｄ変換回路１３に出力する。
【００４９】
Ａ／Ｄ変換回路１３は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるクロック信号Ｓ１６ａに基づいてダウンコンバータ１２によるＩＦ信号Ｓ１２をアナログ信号からデジタル信号に変換し、このデジタル信号Ｓ１３をＦＦＴ演算回路１４および同期位置検出装置１７に出力する。
【００５０】
ＦＦＴ演算回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路１３によるデジタル信号Ｓ１３に対して、一次復調であるＦＦＴ演算を行い、この結果を信号Ｓ１４として復調回路１５に出力する。
ＦＦＴ演算回路１４は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給される、ＦＦＴ演算されるデジタル信号の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂに基づいてＦＦＴ演算を行う。
【００５１】
復調回路１５は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるクロック信号Ｓ１６ｃに基づいてＦＦＴ演算回路１４においてＦＦＴ演算された結果を示す信号Ｓ１４に対して二次復調を行い、受信ＯＦＤＭ信号を復調する。
【００５２】
クロック＆タイミング制御回路１６は、Ａ／Ｄ変換回路１３にサンプリングクロックＳ１６ａを供給し、ＦＦＴ演算回路１４にＦＦＴ演算されるデジタル信号の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂを供給し、復調装置１５にクロック信号Ｓ１６ｃを供給し、同期位置検出装置１７にプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄを供給する。
クロック＆タイミング制御回路１６は、ＦＦＴ演算回路１４に供給するタイミング信号Ｓ１６ｂは受信ＯＦＤ信号の有効シンボル期間の先頭、すなわちＦＦＴ演算を行うデジタル信号の最初のビット（パラレル信号：以降ポイントと記述する）がＦＦＴ演算回路１４に入力されるのと同時に、パルス状の信号として送出する。
上述したように、タイムスロット期間ＴＳＬＴ、有効シンボル期間ＴＳＢＬ、フレーム期間ＴＦＲＭ、およびフレームガード期間ＴＦＧＤなどは、事前に固定的に決まっており、クロック＆タイミング制御回路１６は、この取り決めに基づいてＦＦＴ演算用タイミング信号Ｓ１６ｂを、一定周期で送出する。
なお、復調装置を起動するときは、ＦＦＴ演算タイミングの位置は不明である。そのため、クロック＆タイミング制御回路１６は適当なタイミングでタイミング信号を送出する。
また、クロック＆タイミング制御回路１６は、同期位置検出装置１７によるオフセット補正信号Ｓ１７に基づいて同期タイミングを補正し、正しいＦＦＴ演算用タイミング信号Ｓ１６ｂをＦＦＴ演算回路１４に送出する。
【００５３】
同期位置検出装置１７は、Ａ／Ｄ変換回路１３によるデジタル信号Ｓ１３を受けて、ＦＦＴ演算のタイミング、すなわち、有効シンボル期間の先頭位置、言い換えれば、有効シンボル期間のデジタル信号の最初の１ポイントの位置を検出する。
同期位置検出装置１７は、検出したＦＦＴ演算タイミング、すなわち同期タイミングと、クロック＆タイミング制御回路１６により供給されるプレ同期タイミングＳ１６ｄと比較し、真の同期タイミングとしてプレ同期タイミングがどれだけずれているかの補正信号、すなわちオフセット補正信号を生成して、クロック＆タイミング制御回路１６にフィードバックする。
【００５４】
この同期位置検出装置１７は、本実施形態に係るフレームガードを含む受信ＯＦＤＭ信号を正確に同期することが可能な回路として構成されている。
【００５５】
図８は、本発明に係る受信同期装置としての同期位置検出装置１７の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００５６】
同期位置検出装置１７は、図８に示すように、遅延回路１７１、演算回路としての乗算回路１７２、移動積分回路１７３、ｎ個のフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎ、ｎ個の区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎ、スレッショルドピーク検出回路１７６、およびオフセット補正信号生成回路１７７を有している。
【００５７】
遅延回路１７１は、Ａ／Ｄ変換回路１３によりデジタル信号Ｓ１３に変換されたＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ、換言すれば、有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせて乗算回路１７２に出力する。
【００５８】
乗算回路１７２は、Ａ／Ｄ変換回路１３より出力されたデジタル信号Ｓ１３と、遅延回路１７１により有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせた信号Ｓ１７１とを、たとえば複素共役乗算する。
【００５９】
具体的な一実施形態を挙げると、遅延回路１７１は、たとえば有効シンボル期間分のデジタル信号を蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、このメモリにＡ／Ｄ変換回路１３からの出力デジタル信号Ｓ１３を順次書き込んでゆく。
ここで有効シンボル期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイントとすると、遅延回路１７２は、Ａ／Ｄ変換回路１３からの出力デジタル信号Ｓ１３を１ポイント目から順にメモリに書き込んでゆく。そして、ｎポイント目のデジタル信号をメモリに書き込み、次のｎ＋１ポイント目のデジタル信号に書き込むと同時に、１ポイント目のデジタル信号をメモリから読み出し出力する。
そして、乗算回路１７２は、遅延回路１７１のメモリより出力された１ポイント目のデジタル信号と、ｎ＋１ポイント目のデジタル信号の複素共役乗算を行う。以降、乗算回路１７２は、２ポイント目とｎ＋２ポイント目の複素共役乗算を行い、この操作を繰り返す。
【００６０】
移動積分回路１７３は、乗算回路１７２の複素共役乗算を行った結果に対して、ガード期間分のデジタル信号の総和を計算し、その結果をフレームガード除去装置１７４−１〜１７４−ｎに出力する。移動積分回路１７３が、総和の計算を開始する位置は、移動積分回路１７３に入力される１ポイント目から始まり、順次、１ポイントずつシフトしてゆく。
【００６１】
具体的な一実施例を挙げると、移動積分回路１７３は、ガード期間分のデジタル信号を蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、このメモリに複素共役乗算の結果を順次書き込んでいく。ここでガード期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイントとすると、移動積分回路１７３は、複素共役乗算回路１７２部からの出力を１ポイント目から順にメモリに書き込んでゆく。同時に、移動積分回路１７３は、１ポイント目から順に２ポイント目、３ポイント目と順次加算してゆく。
移動積分回路１７３は、加算結果を前記メモリとは別のメモリ空間、あるいはレジスタに保持する。そして、移動積分回路１７３は、ｎ＋１ポイント目のデジタル信号を加算し、同時に１ポイント目のデジタル信号をメモリから読み出し出力する。そしてこの１ポイント目のデジタル信号の値を、今まで１ポイント目からｎ＋１ポイント目までの加算した結果から減算する。そして、移動積分回路１７３は、このｎ＋１ポイント目のデジタル信号は、１ポイント目のデジタル信号を書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。以降、ｎ＋２ポイント目を加算し、２ポイント目のデジタル信号をメモリより読み出し出力しこの値を減算し、メモリに上書きし、と、この操作を繰り返す。
【００６２】
フレームガード除去回路１７４−１７４−ｎは、１フレームを構成するタイムスロット数分であり、それぞれ区間積分回路１７５−１７５−ｎが対となって設けてある。
なお、本実施形態では、１フレームは３つのタイムスロットで構成されていることから、フレームガード除去回路および区間積分回路は、３つずつ設けられる。
【００６３】
フレームガード除去回路１７４−１は、同期処理を開始した時点から、移動積分回路１７３の出力信号のうち第１番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、具体的には、同期処理を開始した時点から最初のタイムスロット期間内に、フレームガード期間分の信号を無視し、区間積分回路１７５−１に出力する。
フレームガード除去回路１７４−２は、移動積分回路１７３の出力信号のうち第２番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、区間積分回路１７５−２に出力する。
フレームガード除去回路１７４−ｎ（本実施形態ではｎ＝３）は、移動積分回路１７３の出力信号のうち第ｎ番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合にフレームガードを除去し、区間積分回路１７５−ｎに出力する。
【００６４】
区間積分回路１７５−１は、フレームガード除去回路１７４−１から入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
区間積分回路１７５−２は、フレームガード除去回路１７４−２から入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
区間積分回路１７５−ｎ（本実施形態ではｎ＝３）は、フレームガード除去回路１７４−ｎから入力されるデジタル信号をタイムスロット期間分ずつに区切り、これを折り返しながら加算してゆき、その結果をスレッショルドピーク検出回路１７６に出力する。
【００６５】
以下に具体的な一実施形態を挙げる。
なお、ここでは、タイムスロット期間分のデジタル信号のポイント数をｎポイント、フレームガード期間分のデジタル信号のポイント数をｍポイントとする。
【００６６】
同期処理を開始し、移動積分回路１７３からのデジタル信号がフレームガード除去回路１７４−１に入力されると、フレームガード除去回路１７４−１は、最初の１ポイント目からｍポイント目までの信号は無視する。以降、フレームガード除去回路１７４−１は、（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−１は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の１ポイント目からｍポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−１によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−１は、（ｍ＋１）ポイント目から（ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−１に出力する。
区間積分回路１７５−１は、（ｍ＋１）ポイントから（ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−１は、（ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−１は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６７】
フレームガード除去回路１７４−２は、（ｎ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ）ポイントまでのデジタル信号を無視する。以降、（３×ｎ）ポイント毎にｍポイントのデジタル信号を無視、すなわち（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−２は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の（ｎ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ）ポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−２によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−２は、（ｎ＋ｍ＋１）ポイント目から（ｎ＋ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−２に出力する。
区間積分回路１７５−２は、（ｎ＋ｍ＋１）ポイントから（ｎ＋ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−２は、（ｎ＋ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（ｎ＋ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（ｎ＋ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−２は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６８】
フレームガード除去回路１７４−３は、（２×ｎ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ）ポイントまでのデジタル信号を無視する。以降、（３×ｎ）ポイント毎にｍポイントのデジタル信号を無視、すなわち（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号はそのまま出力し、その後に続くｍポイント分のデジタル信号を無視し、そしてその後の（３×ｎ）ポイント分のデジタル信号を出力し…とこの操作を繰り返す。
区間積分回路１７５−３は、ｎポイント分のデジタル信号が蓄積できるだけの容量を持つメモリを有し、最初の（２×ｎ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ）ポイント目までのデジタル信号は前述のようにフレームガード除去回路１７４−３によって除去されているので入力されない。
フレームガード除去回路１７４−３は、（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイント目から（２×ｎ＋ｍ＋１）＋（３×ｎ）ポイント目までのデジタル信号は区間積分回路１７５−３に出力する。
区間積分回路１７５−３は、（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイントから（２×ｎ＋ｍ＋ｎ）ポイントまで順次メモリに書き込む。区間積分回路１７５−３は、（２×ｎ＋ｍ＋ｎ＋１）ポイントのデータを、メモリに書き込まれた（２×ｎ＋ｍ＋１）ポイントのデジタル信号と加算し、（２×ｎ＋ｍ＋１）のデジタル信号が書き込まれていたメモリアドレスに上書きする。
区間積分回路１７５−３は、この操作を順次繰り返してゆく、すなわちタイムスロット期間ずつ折り返し加算してゆく。
【００６９】
上述したように、本実施形態に係るフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎは、真のフレームガード位置を検出して、これを除去しているのではなく、おおよそ想定される場所でフレームガード期間分のデータを間引いているだけである。
【００７０】
スレッショルドピーク検出回路１７６は、区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎの積分結果を監視しており、区間積分結果があるスレッショルドを超えた一つの区間積分回路について、この区間積分結果のピークを検出する。
スレッショルドピーク検出回路１７６は、ピークを検出された時点で、パルス状の検出信号Ｓ１７６をオフセット補正信号生成回路１７７に出力する。
【００７１】
オフセット補正信号生成回路１７７は、クロック＆タイミング制御回路１６から供給されるプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄとパルス状検出信号Ｓ１７６とを比較し、その同期タイミング信号Ｓ１６ｄのズレを測定し、その結果をオフセット補正信号Ｓ１７としてクロック＆タイミング制御回路１６にフィールドバックする。
【００７２】
次に、上記構成を有するＯＦＤＭ復調装置の動作を説明する。
【００７３】
図示しないアンテナから受信された受信ＯＦＤＭ信号は、帯域フィルタ１１によって、必要な周波数帯域のみを抽出される。
帯域フィルタ１１によって、必要となる周波数帯域以外のノイズ成分が除去されたＲＦ信号Ｓ１１は、ダウンコンバータ１２によってＩＦ信号Ｓ１２に変換される。
そして、ダウンコンバータ１２から出力されたＩＦ信号Ｓ１２は、クロック＆タイミング制御回路１６により制御されるＡ／Ｄ変換回路１３によりデジタル信号Ｓ１３に変換され、ＦＦＴ演算回路１４および同期位置検出装置１７に供給される。
【００７４】
ＦＦＴ演算回路１４においては、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号Ｓ１３に対して一次復調であるＦＦＴ演算が行われる。
このときＦＦＴ演算回路１４においてＦＦＴ演算されるデジタル信号Ｓ１３の先頭位置を通知するタイミング信号Ｓ１６ｂがクロック＆タイミング制御回路１６から供給されており、このタイミング信号Ｓ１６ｂを基にＦＦＴ演算が行われる。
このタイミング信号Ｓ１６ｂは、有効シンボル期間の先頭、すなわちＦＦＴ演算を行うデジタル信号Ｓ１３の最初のビット（ポイント）がＦＦＴ演算回路１４に入力されるのと同時に、パルス状信号としてクロック＆タイミング制御回路１６から送出される。
【００７５】
同期位置検出装置１７においては、Ａ／Ｄ変換回路１３により出力されたデジタル信号Ｓ１３が、遅延回路１７１により有効シンボル区間分のポイント数だけ遅らせた信号と、乗算回路１７２で複素共役乗算され、その結果が移動積分回路１７３に出力される。
移動積分回路１７３では、複素共役乗算を行った結果に対して、ガード期間分のデジタル信号の総和が計算される。この総和の計算を開始する位置は、移動積分回路１７３に入力される１ポイント目から始められ、順次、１ポイントずつシフトされる。移動積分回路１７３の積分結果は、フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎに供給される。
【００７６】
各フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎでは、同期処理を開始した時間から最初のタイムスロット期間にフレームガードが存在する場合のフレームガード除去、第２番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合のフレームガード除去、第ｎ番目のタイムスロット期間にフレームガードがある場合のフレームガード除去が行われる。これらのフレームガード除去処理は、おおよそ想定される場所でフレームガード期間分のデータを間引いて（フレームガード期間分の信号を無視して）行われる。
【００７７】
区間積分回路１７５−１〜１７５ｎでは、各フレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎから入力されるデジタル信号がタイムスロット期間分ずつに区切られ、これを折り返しながら加算されてゆき、結果がスレッショルドピーク検出回路１７６に出力される。
スレッショルドピーク検出回路１７６においては、区間積分回路１７５−１〜１７５ｎの結果が監視されており、区間積分結果があるスレッショルドを超えた一つの区間積分回路について、この区間積分結果のピークが検出される。
そして、ピークが検出された時点で、パルス状の検出信号Ｓ１７６がオフセット補正信号生成回路１７７に出力される。
この信号Ｓ１７６の出力タイミングが同期位置検出装置が検出したＦＦＴ演算タイミングであり、同期タイミングが、オフセット補正信号生成回路１７７においてクロック＆タイミング制御回路１６から供給されるプレ同期タイミング信号Ｓ１６ｄと比較され、真の同期タイミングとしてプレ同期タイミングがどれだけずれているかの補正信号、すなわちオフセット補正信号Ｓ１７が生成されて、クロック＆タイミング制御回路１６にフィーバックされる。
【００７８】
クロック＆タイミング制御回路１６では、このオフセット補正信号Ｓ１７を基に、同期タイミングが補正され、正しいＦＦＴ演算タイミング信号Ｓ１６ｂがＦＦＴ演算回路１４に送出される。
この補正されたタイミング信号Ｓ１６ｂに基づいて得られたＦＦＴ演算結果は、二次復調を行う復調回路１５に入力され復調される。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態によれば、受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路１７１と、受信したＯＦＤＭ信号と遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める乗算回路１７２と、演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路１７３と、移動積分回路１７３の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路１７４−１〜１７４−ｎと、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路１７５−１〜１７５−ｎと、ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で最大ピークを検出し、最大ピークを検出したタイミングで有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号Ｓ１７６を生成する検出回路１７６と、供給されるプレ同期タイミングと検出回路１７６による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果に応じたオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成回路１７７とを有する同期位置検出装置１７を設けたので、フレームガードを有するＯＦＤＭ無線通信システムの同期をより正確に行うことができる。
また、同期装置でフレームガードの挿入ポイントが判断できるため、フレーム同期のための制御情報（どこが、フレームの先頭なのかを通知するための制御情報）を送る必要がなくなり、その分より多くの情報を伝送することができる利点がある。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレームガードを有するＯＦＤＭ無線通信システムの同期を行うことができる。本同期装置は、相関値の区間積分を用いているので、より正確な同期を行うことができる。
また、同期装置でフレームガードの挿入ポイントが判断できるため、フレーム同期のための制御情報（どこが、フレームの先頭なのかを通知するための制御情報）を送る必要がなくなり、その分より多くの情報を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る受信同期装置が適用されるＯＦＤＭ通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１の通信システムにおけるセルの構成方法を説明するための図である。
【図３】本発明に係るフレームガードを含むＯＦＤＭ信号の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図５】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図６】本発明に係るＯＦＤＭ信号のガードを含むタイムスロットの形成方法を説明するための図である。
【図７】本発明に係る受信同期装置を含むＯＦＤＭ復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る受信同期装置としての同期位置検出装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図９】移動通信システムを説明するための図である。
【図１０】ＯＦＤＭ伝送方式の従来のＯＦＤＭ信号の構成例を説明するための図である。
【図１１】従来の移動局の受信系の信号処理動作を説明するための図である。
【図１２】従来のＯＦＤＭ復調装置の区間積分動作を説明すルための図である。
【図１３】フレームガード期間を含むＯＦＤＭ信号の特徴を説明するための図である。
【図１４】従来のＯＦＤＭ復調装置でフレームガード期間を含むＯＦＤＭ信号を受信する場合の不利益を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ＯＦＤＭ通信システム、Ｍ１〜Ｍ４…移動端末局（ＭＳ）、Ｂ１〜Ｂ３…基地局（ＢＳ）、Ｎ１…既存セルラの有線ネットワーク、Ｎ２…インターネットなどのデータ通信網、Ｎ３…付加ダウンリンクのためにあるデータベースなどを持つデータ通信網、ＣＴＲ…付加ダウンリンクのネットワークのためにある制御センタ（ＭＲＣ）、１０…ＯＦＤＭ復調装置、１１…帯域フィルタ、１２…ダウンコンバータ、１３…アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、１４…ＦＦＴ（高速（高速離散フーリエ変換）演算回路、１５…復調回路、１６…クロック＆タイミング制御回路、１７…同期位置検出装置、１７１…遅延回路、１７２…乗算回路、１７３…移動積分回路、１７４−１〜１７４−ｎ…フレームガード除去回路、１７５−１〜１７５−ｎ…区間積分回路、１７６…スレッショルドピーク検出回路、１７７…オフセット補正信号生成回路。
Claims (12)
- 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、
受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、
上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、
上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、
タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と
を有する受信同期装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、
受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、
上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、
上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、
上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、
タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と
を有する受信同期装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、
受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、
上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、
上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、
上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と
を有する受信同期装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置を検出する受信同期装置であって、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、
受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、
上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、
上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、
上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、
上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と
を有する受信同期装置。 - 供給される上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミングと上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果に応じてオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成回路
を有する請求項１から３のいずれか一に記載の受信同期装置。 - 上記検出回路は、ガード期間を同期ポイントとして最大ピークを検出する
請求項１から４のいずれか一に記載の受信同期装置。 - 上記フレームガード期間は、無信号期間である
請求項１から４のいずれか一に記載の受信同期装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、
上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置と
を有する復調装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、
上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、フレーム期間の信号から上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するフレームガード除去回路と、上記フレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算する区間積分回路と、タイムスロット期間毎の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置と
を有する復調装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、
上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置と
を有する復調装置。 - 有効シンボル期間にガード期間が付加されたｎ（ｎは１を含む整数）個のタイムスロット列を含み、かつ当該タイムスロット列に対してフレームガード期間が付加されて１フレームが構成されたＯＦＤＭ信号から、同期タイミング信号に同期して有効シンボル期間を取り出して復調する復調装置であって、
上記同期タイミング信号を生成し、かつ、供給されるオフセット補正信号に基づいて同期タイミングを補正するタイミング制御回路と、
受信したＯＦＤＭ信号を有効シンボル期間だけ遅らせる遅延回路と、受信したＯＦＤＭ信号と上記遅延回路により遅延されたＯＦＤＭ信号との相関を求める演算回路と、上記演算回路の出力信号をガード期間分全て加算する移動積分回路と、上記移動積分回路の出力信号を受けて、第１番目から第ｎ番目のタイムスロット期間の信号に対応して設けられ、それぞれ上記フレームガード期間分だけ除去した信号を出力するｎ個のフレームガード除去回路と、上記ｎ個のフレームガード除去回路に対応して設けられ、対応するフレームガード除去回路の出力信号をタイムスロット期間毎に折り返しながら加算するｎ個の区間積分回路と、上記ｎ個の区間積分回路の区間積分結果の中で、最大ピークを検出し、当該最大ピークを検出したタイミングで上記有効シンボル期間を取り出すための同期タイミング位置の検出信号を生成する検出回路と、上記同期タイミング信号と上記検出回路による検出信号とを比較して、同期タイミングのずれを測定し、その測定結果をオフセット補正信号として上記タイミング制御回路に供給するオフセット補正信号生成回路とを含む受信同期装置と
を有する復調装置。 - 上記受信同期装置の検出回路は、ガード期間を同期ポイントとして最大ピークを検出する
請求項８から１１のいずれか一に記載の復調装置。
Priority Applications (2)
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| JP2000374607A JP4341176B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 受信同期装置およびそれを用いた復調装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000374607A JP4341176B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 受信同期装置およびそれを用いた復調装置 |
Publications (3)
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