JP5237665B2

JP5237665B2 - 同期確立方法、直交周波数分割多重変調方法、通信装置

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Publication number: JP5237665B2
Application number: JP2008082161A
Authority: JP
Inventors: 友昭水田; 充田邊
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009239548A

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing：直交波周波数分割多重）変調方式を用いた同期確立方法、直交周波数分割多重変調方法、通信装置に関するものである。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）変調方式を用いた場合、送信機から送信されるＯＦＤＭ信号（パケット信号）は、プリアンブル信号とデータ信号とから構成される。このうち、プリアンブル信号は、シンボルタイミング同期を確立するために既知である複数の同期パターン（ショートシンボル）を基本周期毎に繰り返して構成されるショートプリアンブルと、チャネル推定のために既知である同期パターン（ロングシンボル）を繰り返して構成されるロングプリアンブルとからなり、ショートプリアンブルの後にロングプリアンブルが続いている。

ショートプリアンブルを用いたシンボルタイミング同期の確立は、まず、受信信号と既知の特定パターンとで複素相関演算を行い、得られた相関値と所定の閾値とを比較し、相関値が閾値を超えた場合に相関値のピーク（相関ピーク）を検出しており、相関ピークの検出は、複数のショートシンボルを検知することに相当する。そして、相関ピークの検出が連続して行われて所定時間が経過したタイミングでショートシンボルが検知されない場合に、ショートプリアンブルからロングプリアンブルに移ったと判断しており、このショートプリアンブルとロングプリアンブルとの境界を検出することによって、同期が確立したと判定される。ここで、上記所定の時間とは、例えば１つのショートプリアンブルの時間である。

このような同期確立方法として、特許文献１に記載されているようなものがあり、相関器によりショートプリアンブルと既知の同期パターンとの相関値をベクトル信号の形で複素フィルタに出力する。複素フィルタは、ショートプリアンブルの基本周期毎にインパルスレスポンス特性を有しており、相関器の出力からノイズを除去するとともにスカラ信号に変換して出力することによって、相関ピークの検出精度を向上させている。

また、特許文献１以外に、特定の周波数の妨害波が重畳した場合に、ショートプリアンブルの相関ピークの周期が乱れることを考慮し、ショートプリアングルの基本周期の整数倍に等しいタイミングと略一致した複数のタイミングで相関ピークを検出した場合に同期を確立したと判断することによって、相関ピークの検出漏れを防ぐ構成も提案されている。
特許第３５９６４４２号公報

同期確立方法では、ショートプリアンブルとロングプリアンブルとの境界検出を正確に行うことが重要となる。しかし、伝送路において大きい雑音や妨害波、マルチパスによる遅延波がＯＦＤＭ信号に加わった場合には、受信した信号の波形が歪み、正確な境界検出が困難となる。

特に、中波帯（３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）にはＡＭ放送、短波帯（３〜３０ＭＨｚ）にはアマチュア無線、短波放送等の振幅変調された狭帯域信号が存在し、振幅変調の変調周波数としては１０ｋＨｚ以下がよく使用される。この振幅変調された狭帯域信号がＯＦＤＭ信号に干渉した場合には、ショートプリアンブルと既知の同期パターンとの相関値出力に１０ＫＨｚ以下の変調周波数成分のオフセットが生じる。そのため、相関ピークの検出は、相関値と所定の閾値とを絶対値で比較することが必要となるが、相関値にオフセットが生じると閾値の設定が困難になり、同期確立が難しくなる。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、プリアンブルと既知の特定パターンとの相関値にオフセットが生じた場合でも、精度よく同期確立を行うことができる同期確立方法、直交周波数分割多重変調方法、通信装置を提供することにある。

請求項１の発明は、送信機と受信機からなる通信装置の同期確立方法において、送信機から送信される信号の先頭に同期確立用のプリアンブルが含まれ、当該プリアンブルは、送信機と受信機の双方で既知である複数の同期パターンが一定の基本周期で存在するものであって、受信機で受信する信号の先頭部分と前記同期パターンとの相関値を求める第１のステップと、第１のステップで求めた相関値を高域通過フィルタに通過させる第２のステップと、第２のステップの後で、高域通過フィルタを通過した相関値を所定の範囲と比較して当該相関値が所定の範囲内に収まる毎に計時を開始し、前記基本周期に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで前記相関値が所定の範囲内に収まった場合に同期が確立したと判断する第３のステップと、第３のステップにおいて同期が確立したと判断されなかった場合、基本周期の２以上の整数倍に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで前記相関値が所定の範囲内に収まった場合に同期が確立したと判断する第４のステップとを有することを特徴とする。

この発明によれば、同期確立方法において、プリアンブルと既知の特定パターンとの相関値にオフセットが生じた場合でも、精度よく同期確立を行うことができる。高域通過フィルタは、相関値信号の周波数帯域に比べて低いオフセットの周波数成分を相関値信号から除去するために設けられており、特に、１０ｋＨｚ以下で振幅変調された信号が加わった場合、オフセットの周波数は１０ＫＨｚ以下となり、高域通過フィルタのカットオフ周波数を数十ＫＨｚに設定すれば、相関値信号に含まれるオフセットを除去することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第３のステップおよび前記第４のステップは、高域通過フィルタを通過した相関値を、予め設定された第１の範囲と比較し、当該相関値が予め設定された第１の範囲に最初に収まれば、当該相関値に基づいて第２の範囲を設定し、次の前記タイミングで高域通過フィルタを通過した相関値が第２の範囲に収まれば、以降の前記タイミングにおいて、高域通過フィルタを通過した相関値を第２の範囲と比較する、または高域通過フィルタを通過した相関値を、前回の前記タイミングにおける相関値に基づく第３の範囲と比較することを特徴とする。

この発明によれば、相関ピークを検出した際の相関値に基づいて次回以降の相関ピークの検出に用いる所定範囲（閾値）が設定されるので、伝送路の状態に応じて当該所定範囲を設定可能となり、確実に相関ピークを検出できる。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の同期確立方法によって同期を確立することを特徴とする。

この発明によれば、直交周波数分割多重変調方法において、プリアンブルと既知の特定パターンとの相関値にオフセットが生じた場合でも、精度よく同期確立を行うことができる。高域通過フィルタは、相関値信号の周波数帯域に比べて低いオフセットの周波数成分を相関値信号から除去するために設けられており、特に、１０ｋＨｚ以下で振幅変調された信号が加わった場合、オフセットの周波数は１０ＫＨｚ以下となり、高域通過フィルタのカットオフ周波数を数十ＫＨｚに設定すれば、相関値信号に含まれるオフセットを除去することができる。

請求項４の発明は、直交周波数分割多重変調方式で変調された信号を送信する送信機と、受信した信号に対して請求項１または２に記載の同期確立方法で同期を確立する受信機とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、通信装置において、プリアンブルと既知の特定パターンとの相関値にオフセットが生じた場合でも、精度よく同期確立を行うことができる。高域通過フィルタは、相関値信号の周波数帯域に比べて低いオフセットの周波数成分を相関値信号から除去するために設けられており、特に、１０ｋＨｚ以下で振幅変調された信号が加わった場合、オフセットの周波数は１０ＫＨｚ以下となり、高域通過フィルタのカットオフ周波数を数十ＫＨｚに設定すれば、相関値信号に含まれるオフセットを除去することができる。

以上説明したように、本発明では、プリアンブルと既知の特定パターンとの相関値にオフセットが生じた場合でも、精度よく同期確立を行うことができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
まず、本実施形態における通信装置の構成について図３を参照して説明する。本実施形態の通信装置は送信機Ｔｘと受信機Ｒｘで構成され、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交波周波数分割多重）変調された信号（以下、ＯＦＤＭ信号と称す）によるパケット通信を行っている。但し、送信機Ｔｘから受信機Ｒｘに信号を伝送するための伝送路については有線または無線の何れでも構わない。

送信機Ｔｘでは、入力された送信データ（情報ビット列）がエラー訂正符号化されて、各データビットを複素平面上のＩＱ信号（In-Phase成分：同相成分、Quadrature-Phase成分：直交成分）に変換して、サブキャリア毎に複素数でシンボル化し（シンボルマッピング）、各複素シンボルを順に逆離散フーリエ変換した後、並直列変換した時間信号（複素ベースバンドＯＦＤＭ信号）の実部をデジタル／アナログ変換し、周波数変換を行って必要な周波数帯域（２〜３０ＭＨｚ）にシフトしたＯＦＤＭ信号（搬送波ＯＦＤＭ信号）を伝送路に送出する。なお、ＯＦＤＭ変調方式を用いた送信機の構成は周知であり、詳細な説明は省略する。

図４（ａ）は、送信機Ｔｘから伝送路に送出されたＯＦＤＭ信号の構造を示しており、シンボルタイミング同期を確立するために、送信機Ｔｘ、受信機Ｒｘともに既知である同期パターンＸ（特定パターン）を基本周期Ｔ１毎に１０回（Ｘ１〜Ｘ１０）繰り返して構成されたショートプリアンブルＳＰと、チャネル推定のために送信機Ｔｘ、受信機Ｒｘともに既知である同期パターンＹを基本周期Ｔ２毎に２回（Ｙ１，Ｙ２）繰り返して構成されたロングプリアンブルＬＰと、情報ビットが格納されるデータ伝送のための領域であるデータ部Ｄとで構成され、ショートプリアンブルＳＰ、ロングプリアンブルＬＰ、データ部Ｄの順に配置されている。また、ロングプリアンブルＬＰおよびデータ部Ｄには、各領域の後半の一部分をコピーしたガードインターバルＧＩ１，ＧＩ２が各領域の先頭に付加され、マルチパスの影響を軽減させている。

一方、受信機Ｒｘは、その構成を図２に示しており、自動利得制御回路１１と、Ａ／Ｄ変換回路１２と、シンボルタイミング検出回路１３と、ＧＩ除去回路１４と、高速フーリエ変換回路１５と、復調回路１６と、復号回路１７とを備える。

そして、自動利得制御回路１１が、伝送路を介して受信したＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換回路１２のダイナミックレンジに合わせてゲイン調整し、Ａ／Ｄ変換回路１２でアナログ／デジタル変換した後、シンボルタイミング検出回路１３は、ＦＦＴウインドウを切り出すタイミング検出を行い、送信機Ｔｘで付加されたガードインターバルＧＩ１，ＧＩ２がＧＩ除去回路１４によって除去される。次に、高速フーリエ変換回路１５が、ＯＦＤＭシンボルを離散フーリエ変換することで、複数のサブキャリア信号に分波するマルチキャリア復調を行い、復調回路１６は、伝送路の歪みを推定して、各サブキャリア信号の歪みを補償する等化を行った後に、位相トラッキングを行ってシンボル毎のＩＱ信号の成分を判定し、復号回路１７は、例えばビタビ復号によって誤り訂正符号を復号することで、送信データ（情報ビット列）を再生して、受信機Ｒｘ内または受信機Ｒｘ外の図示しないデータ処理回路へ出力する。

本実施形態の受信機Ｒｘが備えるシンボルタイミング検出回路１３は、図１に示すように相関器１３ａ、高域通過フィルタ１３ｂ、ピーク検出器１３ｃ、カウンタ１３ｄ、タイミング検出器１３ｅを具備している。相関器１３ａは、シンボルタイミング同期を確立するための同期パターンＸの波形を予め記憶しており、Ａ／Ｄ変換回路１２が出力したＯＦＤＭ信号の先頭に格納されたショートプリアンブルＳＰの各シンボル波形（図５（ａ）参照）と、同期パターンＸの波形（図５（ｂ）参照）との相互相関値（以下、相関値と略す）を演算するものであって、相互相関型のマッチトフィルタを用いて実現できる。そして、相関器１３ａは演算で求めた相関値（図４（ｂ）参照）を高域通過フィルタ１３ｂに出力する。なお、図４（ｂ）において横軸のサンプル数は、離散フーリエ変換におけるサンプル数である。

ここで、伝送路において大きい雑音や妨害波、マルチパスによる遅延波がＯＦＤＭ信号に加わった場合には、受信した信号の波形に歪みが生じるが、特に中波帯（３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）、短波帯（３〜３０ＭＨｚ）において１０ｋＨｚ以下（例えばＡＭ放送）で振幅変調された信号が、伝送路においてＯＦＤＭ信号に加わった場合には、相関器１３ａが出力する相関値信号に変調周波数成分のオフセットＯＳが生じる（図６（ａ）参照）。そのため、後段のピーク検出器１３ｃが相関値信号と予め記憶している閾値Ｋとを比較し、閾値Ｋを超える相関値（相関ピーク値）を検出したときにピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力するのであるが、相関値にオフセットＯＳが生じると閾値Ｋの設定が困難になる。

そこで高域通過フィルタ１３ｂは、相関値信号に所定の係数を畳み込み演算した値を出力することで、相関値信号の周波数成分（２ＭＨｚ以上）に比べて低い周波数のオフセットＯＳを相関値信号から除去するために設けられており、基本周期Ｔ１毎に相関ピークが表れる通常の相関値信号に対して、１０ｋＨｚ以下で振幅変調された信号が加わった場合、オフセットＯＳの周波数は１０ＫＨｚ以下となり、高域通過フィルタ１３ｂのカットオフ周波数を数十ＫＨｚに設定すれば、相関値信号に含まれるオフセットＯＳを除去することができる（図６（ｂ）参照）。ここで、相関ピークが発生する基本周期Ｔ１＝０．５μｓｅｃであり、相関値信号の周波数は２ＭＨｚになることから、本実施形態における相関値信号の周波数成分は２ＭＨｚ以上を想定している。

ピーク検出器１３ｃは、高域通過フィルタ１３ｂを通過してオフセットＯＳを除去された相関値信号とあらかじめ記憶している閾値Ｋとを比較し（すなわち、相関値信号が閾値Ｋ以上の範囲に収まっているか否かを判定する）、閾値Ｋを超える相関値（相関ピーク値）を検出したときにピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。カウンタ１３ｄは、図示しない発振器から入力する一定周期のクロックの立ち上がりでカウント値をカウントアップし、ピーク検出信号が入力するとカウント値をゼロに初期化して再度カウントを開始する。

タイミング検出器１３ｅは、カウンタ１３ｄから入力するカウント値とピーク検出器３から入力するピーク検出信号とに基づいてシンボルタイミングの同期が確立したか否かを判定し、同期が確立したと判定したときに同期検出信号を出力する。

このように本発明に係る同期確立方法では、高域通過フィルタ１３ｂによって、相関値信号に含まれるオフセットＯＳを除去しているので、ピーク検出器１３ｃにおける閾値Ｋの設定が容易になって、相関ピークの検出を確実に行うことができ、さらにはタイミング検出器１３ｅにおいて精度よく同期確立を行うことができる。

なお、タイミング検出器１３ｅにおける同期確立の判定方法については以下に説明する。

まず、ショートプリアンブルＳＰ内で基本周期Ｔ１毎に発生する同期パターンＸ１〜Ｘ１０（プリアンブルシンボル）の周期性に従って基本周期Ｔ１毎に相関値がピークを持つから（図４（ｂ）参照）、最初に相関値のピークを検出してから基本周期Ｔ１毎にピーク値を検出すると予測することができ、基本周期Ｔ１毎に複数回に渡ってピーク値を検出することでシンボルタイミングの同期が確立したと判定することができる。

すなわち、受信機Ｒｘで受信するＯＦＤＭ信号の先頭に格納されたショートプリアンブルＳＰの各シンボル波形（図５（ａ）参照）と、同期パターンＸの波形（図５（ｂ）参照）との相関値を求めるとともに、当該相関値を所定の閾値Ｋと比較して当該相関値が閾値Ｋを超える毎に計時を開始し、同期パターンＸの基本周期Ｔ１に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで相関値が閾値Ｋを超えた場合に同期が確立したと判断する。

しかしながら、上記同期確立の判定方法では、妨害波が混入して同期パターンＸ１〜Ｘ１０の周期性が崩れてしまうと、本来予測される基本周期Ｔ１の整数倍の周期毎に相関値のピークが現れてしまうため、シンボルタイミングの同期が確立できない虞がある。そこで、同期パターンＸ１〜Ｘ１０（プリアンブルシンボル）に妨害波が混入している場合を考慮した別の同期確立の判定方法を図７のフローチャートに示す。

まず、受信したＯＦＤＭ信号をシンボルタイミング検出回路１３に入力し（Ｓ１）、相関器１３ａにてＯＦＤＭ信号の先頭に格納されたショートプリアンブルＳＰの各シンボル波形（図５（ａ）参照）と、予め記憶している同期パターンＸの波形（図５（ｂ）参照）との相関値を演算する（Ｓ２）。相関器１３ａで求めた相関値は、高域通過フィルタ１３ｂによって、相関値信号の周波数帯域に比べて低い周波数のオフセットＯＳを除去された後（Ｓ３）、ピーク検出器１３ｃに入力され、ピーク検出器１３ｃにて相関値と閾値Ｋを比較する（Ｓ４）。ピーク検出器１３ｃでは、相関値が閾値Ｋを超えていなければピーク検出信号を出力せず、相関値が閾値を超えていればピーク検出信号を出力する（Ｓ５）。カウンタ１３ｄは、最初にピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が出力された時点より、高速フーリエ変換器１５における離散フーリエ変換のサンプル周波数に同期したクロックの立ち上がりでカウントアップを行うとともにカウント値をタイミング検出器１３ｅに出力しており、ピーク検出信号が入力されたときにカウント値（＝離散フーリエ変換のサンプル数）をゼロに初期化して再度カウントアップを開始する（Ｓ６）。

タイミング検出器１３ｅでは、ピーク検出信号が出力されずにカウンタ１３ｄのカウント値、すなわち、離散フーリエ変換のサンプル数が同期パターンＸの基本周期Ｔ１に等しい値までカウントアップされれば（Ｓ７）、カウントアップされたタイミングでピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されているか否かを判断し（Ｓ８）、ピーク検出信号が入力されていればシンボルタイミングの同期が確立したと判定して同期検出信号を出力する（Ｓ９）。しかしながら、妨害波の混入によって同期パターンＸの周期性が崩れているとすると基本周期Ｔ１では相関値のピーク値が検出されない。そこで本実施形態では、基本周期Ｔ１に等しい値までカウントアップされたタイミングでピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されていない場合、タイミング検出器１３ｅでは、カウンタ１３ｄのカウント値が同期パターンＸの基本周期Ｔ１の２倍に等しい値までカウントアップされたタイミングで（Ｓ１０）、再度、ピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されているか否かを判断し（Ｓ１１）、ピーク検出信号が入力されていればシンボルタイミングの同期が確立したと判定して同期検出信号を出力する（Ｓ１２）。

さらに、基本周期Ｔ１の２倍に等しい値までカウントアップされたタイミングでピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されていない場合、タイミング検出器１３ｅでは、カウンタ１３ｄのカウント値が同期パターンＸの基本周期Ｔ１の４倍に等しい値までカウントアップされたタイミングで（Ｓ１３）、再度、ピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されているか否かを判断し（Ｓ１４）、ピーク検出信号が入力されていればシンボルタイミングの同期が確立したと判定して同期検出信号を出力する（Ｓ１５）。

一方、基本周期Ｔ１の４倍に等しい値までカウントアップされたタイミングでもピーク検出器１３ｃからピーク検出信号が入力されていなければ、タイミング検出器１３ｅは、もはやシンボルタイミングの同期が確立できないと判定して同期エラー信号を出力する（Ｓ１６）。

このように、受信機Ｒｘで受信するＯＦＤＭ信号の先頭に格納されたショートプリアンブルＳＰの各シンボル波形（図５（ａ）参照）と、同期パターンＸの波形（図５（ｂ）参照）との相関値を求めるとともに、当該相関値を所定の閾値Ｋと比較して当該相関値が閾値Ｋを超える毎に計時を開始し、同期パターンＸの基本周期Ｔ１の整数倍に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで相関値が閾値Ｋを超えた場合に同期が確立したと判断するので、妨害波の影響等によって受信したＯＦＤＭ信号の先頭部分に含まれる同期パターンＸの周期性が崩れてもシンボルタイミングの同期を確立することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、ピーク検出器１３ｃにおいて相関値信号と比較する閾値の設定が、実施形態１と異なるものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

ピーク検出器１３ｃは、高域通過フィルタ１３ｂを通過してオフセットＯＳを除去された相関値信号が入力されると、最初に、この相関値信号とあらかじめ記憶している閾値Ｋとを比較し、閾値Ｋを超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、１回目に検出した相関ピーク値を含む所定範囲Ｗ１（例えば、１回目の相関ピーク値の±１０％の範囲）を導出し、相関値信号と当該導出した所定範囲Ｗ１とを比較し、所定範囲Ｗ１内に収まった相関値（相関ピーク値）を検出したときに２回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、２回目に検出した相関ピーク値を含む所定範囲Ｗ２（例えば、２回目の相関ピーク値の±１０％の範囲）を導出し、相関値信号と当該導出した所定範囲Ｗ２とを比較し、所定範囲Ｗ２内に収まった相関値（相関ピーク値）を検出したときに３回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。以降は、前回（Ｎ回目）に検出した相関ピーク値を含む所定範囲ＷＮ（例えば、Ｎ回目の相関ピーク値の±１０％の範囲）を導出し、相関値信号と当該導出した所定範囲ＷＮとを比較し、所定範囲ＷＮ内に収まった相関値（相関ピーク値）を検出したときにＮ＋１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。

したがって、そのときの伝送路の状態によって相関ピーク値に変動が生じた場合でも、相関ピークの検出毎にその変動を反映した所定範囲に更新されるので、確実に相関ピークを検出できる。

（実施形態３）
本実施形態は、ピーク検出器１３ｃにおいて相関値信号と比較する閾値の設定が、実施形態１と異なるものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

ピーク検出器１３ｃは、高域通過フィルタ１３ｂを通過してオフセットＯＳを除去された相関値信号が入力されると、最初に、この相関値信号とあらかじめ記憶している閾値Ｋとを比較し、閾値Ｋを超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、１回目に検出した相関ピーク値を含む所定範囲Ｗ１（例えば、１回目の相関ピーク値の±１０％の範囲）を導出し、相関値信号と当該導出した所定範囲Ｗ１とを比較し、所定範囲Ｗ１内に収まった相関値（相関ピーク値）を検出したときに２回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。以降は、相関値信号と所定範囲Ｗ１とを比較し、所定範囲Ｗ１内に収まった相関値（相関ピーク値）を検出したときにピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。

したがって、伝送路の状態に基づいて、２回目以降の相関ピークの検出に用いる所定範囲が変更されるので、確実に相関ピークを検出できる。

（実施形態４）
本実施形態は、ピーク検出器１３ｃにおいて相関値信号と比較する閾値の設定が、実施形態１と異なるものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

ピーク検出器１３ｃは、高域通過フィルタ１３ｂを通過してオフセットＯＳを除去された相関値信号が入力されると、最初に、この相関値信号とあらかじめ記憶している閾値Ｋ１とを比較し、閾値Ｋ１を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、１回目に検出した相関ピーク値に係数αを乗じた閾値Ｋ２を導出し、相関値信号と当該導出した閾値Ｋ２とを比較し、閾値Ｋ２を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに２回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、２回目に検出した相関ピーク値に係数αを乗じた閾値Ｋ３を導出し、相関値信号と当該導出した閾値Ｋ３とを比較し、閾値Ｋ３を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに３回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。以降は、前回（Ｎ回目）に検出した相関ピーク値に係数αを乗じた閾値ＫＮを導出し、相関値信号と当該導出した閾値ＫＮとを比較し、閾値ＫＮを超える相関値（相関ピーク値）を検出したときにＮ＋１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。

上記係数αは、そのときの伝送路の状態を検出した結果（周波数特性等）によって、一定時間毎に更新され、その時々に適した値に設定される。

したがって、そのときの伝送路の状態によって相関ピーク値に変動が生じた場合でも、相関ピークの検出毎にその変動を反映した閾値に更新されるので、確実に相関ピークを検出できる。

（実施形態５）
本実施形態は、ピーク検出器１３ｃにおいて相関値信号と比較する閾値の設定が、実施形態１と異なるものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

ピーク検出器１３ｃは、高域通過フィルタ１３ｂを通過してオフセットＯＳを除去された相関値信号が入力されると、最初に、この相関値信号とあらかじめ記憶している閾値Ｋ１とを比較し、閾値Ｋ１を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに１回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。次に、１回目に検出した相関ピーク値に係数αを乗じた閾値Ｋ２を導出し、相関値信号と当該導出した閾値Ｋ２とを比較し、閾値Ｋ２を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときに２回目のピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。以降は、相関値信号と閾値Ｋ２とを比較し、閾値Ｋ２を超える相関値（相関ピーク値）を検出したときにピーク検出信号をカウンタ１３ｄに出力する。

上記係数αは、そのときの伝送路の状態を検出した結果（周波数特性等）によって設定され、その時々に適した値に設定される。

したがって、伝送路の状態に基づいて、２回目以降の相関ピークの検出に用いる閾値が変更されるので、確実に相関ピークを検出できる。

実施形態１の構成を示す図である。同上の受信機の構成を示す図である。同上の通信装置の構成を示す図である。（ａ）（ｂ）同上のＯＦＤＭ信号、およびその相関値を示す図である。（ａ）（ｂ）同上のショートプリアンブルの各シンボル波形、および同期パターンの波形を示す図である。（ａ）（ｂ）同上の妨害波の有無による相関値の波形を示す図である。同上の同期確立の判定動作のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１３シンボルタイミング検出回路
１３ａ相関器
１３ｂ高域通過フィルタ
１３ｃピーク検出器
１３ｄカウンタ
１３ｅタイミング検出器

Claims

送信機と受信機からなる通信装置の同期確立方法において、送信機から送信される信号の先頭に同期確立用のプリアンブルが含まれ、当該プリアンブルは、送信機と受信機の双方で既知である複数の同期パターンが一定の基本周期で存在するものであって、
受信機で受信する信号の先頭部分と前記同期パターンとの相関値を求める第１のステップと、
第１のステップで求めた相関値を高域通過フィルタに通過させる第２のステップと、
第２のステップの後で、高域通過フィルタを通過した相関値を所定の範囲と比較して当該相関値が所定の範囲内に収まる毎に計時を開始し、前記基本周期に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで前記相関値が所定の範囲内に収まった場合に同期が確立したと判断する第３のステップと、
第３のステップにおいて同期が確立したと判断されなかった場合、基本周期の２以上の整数倍に等しい時間が計時されるタイミングと略一致した複数のタイミングで前記相関値が所定の範囲内に収まった場合に同期が確立したと判断する第４のステップと
を有することを特徴とする同期確立方法。
前記第３のステップおよび前記第４のステップは、高域通過フィルタを通過した相関値を、予め設定された第１の範囲と比較し、当該相関値が予め設定された第１の範囲に最初に収まれば、当該相関値に基づいて第２の範囲を設定し、次の前記タイミングで高域通過フィルタを通過した相関値が第２の範囲に収まれば、以降の前記タイミングにおいて、高域通過フィルタを通過した相関値を第２の範囲と比較する、または高域通過フィルタを通過した相関値を、前回の前記タイミングにおける相関値に基づく第３の範囲と比較することを特徴とする請求項１記載の同期確立方法。
請求項１または２に記載の同期確立方法によって同期を確立することを特徴とする直交周波数分割多重変調方法。
直交周波数分割多重変調方式で変調された信号を送信する送信機と、受信した信号に対して請求項１または２に記載の同期確立方法で同期を確立する受信機とを備えたことを特徴とする通信装置。