JP5395223B1 - 受信装置および受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信側でサブ変調信号の周波数誤差を補償して歪みのない変調信号を合成し、信号伝送特性を改善する。
【解決手段】送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出し、受信信号の周波数をスイープして当該相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、送信装置から周波数帯域を分割して送信された信号を受信し、帯域合成して復調処理を行う受信装置および受信方法に関する。

図１８は、送信装置の構成例を示す（非特許文献１参照) 。
図１８において、送信装置は、変調回路１と送信フィルタバンク１０を備える。変調回路１は、送信するデータ信号をＱＰＳＫなどの変調方式で変調し、波形整形した変調信号を送信フィルタバンク１０に入力する。

送信フィルタバンク１０は、直並列変換回路１１、ＦＦＴ（高速フーリエ変換) 回路１２、分割回路１３、周波数シフタ１４₁ 〜１４_N （Ｎは２以上の整数）、加算回路１５、ＩＦＦＴ（高速逆フーリエ変換) 回路１６、並直列変換回路１７を備え、変調信号の帯域をＮ分割して送信する構成である。変調信号の帯域を３分割（Ｎ＝３）する例を図２０に示す。

送信フィルタバンク１０の直並列変換回路１１は変調信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路１２で高速フーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換する。分割回路１３は、周波数領域に変換された変調信号に対して、図２０(a) の破線で示す信号帯域をＮ分割する分割係数を周波数ごとに乗算し、図２０(b) に示すＮ個のサブ変調信号１〜Ｎを生成する。周波数シフタ１４₁ 〜１４_N は、サブ変調信号１〜Ｎを周波数軸上の所望の帯域に分散配置し、加算回路１５で足し合わせることにより、図２０(c) に示すような分散配置されたサブ変調信号が生成される。この分散配置後の送信サブ変調信号は、ＩＦＦＴ回路１６で高速逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換され、並直列変換回路１７で並直列変換して出力される。

図１９は、受信装置の構成例を示す（非特許文献１参照) 。
図１９において、受信装置は、受信フィルタバンク２０と復調回路２を備える。受信フィルタバンク２０は、直並列変換回路２１、ＦＦＴ回路２２、サブ変調信号抽出回路２３、周波数シフタ２４₁ 〜２４_N 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、並直列変換回路２７を備え、帯域をＮ分割されたサブ変調信号を分割前の変調信号に合成する構成である。帯域が３分割（Ｎ＝３）された変調信号を合成する例を図２１に示す。

受信フィルタバンク２０の直並列変換回路２１は受信信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路２２で高速フーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の受信信号へ変換する。サブ変調信号抽出回路２３は、周波数領域に変換された受信信号に対して、図２１(a) の破線で示す抽出係数を周波数ごとに乗算し、送信側で周波数シフトされたサブ変調信号１〜Ｎを抽出する。周波数シフタ２４₁ 〜２４_N は、図２１(b) に示すように、受信サブ変調信号１〜Ｎを送信側で周波数シフトされる前の帯域に戻し、加算回路２５で足し合わせることにより、図２１(c) に示すような合成された変調信号が生成される。この合成後の変調信号は、ＩＦＦＴ回路２６で高速逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換され、並直列変換回路２７で並直列変換して出力される。復調回路２は受信フィルタバンク２０から出力された変調信号を復調し、送信装置から送信されたデータ信号を復元する。

このような送信装置および受信装置を用いることにより、変調信号の占有帯域を分割して生成された各サブ変調信号を周波数軸上の任意の場所に分散配置できるため、不連続な空き周波数帯域等を有効利用することができる。

阿部、山下、小林、"スペクトラム編集技術を用いた帯域分散伝送の提案"、電子情報通信学会ソサイエティ大会 B-3-11 2009年９月

一般に、通信システムにおける送信装置、中継装置、受信装置の周波数変換部で使用する基準信号発生器の周波数精度により、周波数変換後の信号に周波数誤差が生じる。このため、一般の通信システムでは、受信装置において周波数誤差を補償した上で復調処理が行われる。

ここで、図１９の受信装置で帯域分割して伝送されたサブ変調信号を合成する際に生じる信号の歪みについて、図２２を参照して説明する。受信信号に周波数誤差Δf が生じると、図２２(a) に示すように受信サブ変調信号と抽出係数の帯域が異なる。このため、図２２(b),(c) に示すように、抽出後および周波数シフト後の受信サブ変調信号の一部の帯域が削られ、図２２(d) に示すように、合成後の変調信号に歪みが生じて伝送特性が劣化する。

本発明は、受信側でサブ変調信号の周波数誤差を補償して歪みのない変調信号を合成し、信号伝送特性を改善することができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出し、受信信号の周波数をスイープして当該相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備える。

第２の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備える。

第３の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出し、受信信号の周波数をスイープして当該相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償し、さらに、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備える。

第４の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域を分割した一方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域を分割した他方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備える。

第４の発明の受信装置において、周波数誤差補償回路は、相関値１と相関値２の差分に応じて、相関値１および相関値２を算出する帯域を可変する構成である。

第１〜第４の発明の受信装置において、周波数誤差補償回路は、各信号成分の相関値を時間軸方向に平滑化する構成である。

第１〜第４の発明の受信装置において、周波数誤差補償回路は、各信号成分を抽出する帯域に含まれる複数の周波数成分を用いて算出する相関値を平滑化する構成である。

第１または第３の発明の受信装置において、周波数誤差補償回路は、隣接するサブ変調信号の１組以上の重畳域に相当する各信号成分の相関値を積算または平滑化する構成である。

第２〜第４の発明の受信装置において、周波数誤差補償回路は、隣接するサブ変調信号の１組以上から算出される相関値１と相関値２の差分を平滑化する構成である。

第５の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出する第１のステップと、受信信号の周波数をスイープし、第１のステップで算出した相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償する第２のステップとを有する。
とする受信方法。

第６の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第３のステップと、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップとを有する。

第７の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出する第１のステップと、受信信号の周波数をスイープし、第１のステップで算出した相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償する第２のステップと、さらに、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第３のステップと、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップとを有する。

第８の発明は、送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出する第１のステップと、受信信号の周波数をスイープし、第１のステップで算出した相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて受信信号の周波数誤差を補償する第２のステップと、さらに、受信信号または受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第３のステップと、相関値１と相関値２の差分に応じて受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップとを有する。

第８の発明の受信方法において、周波数誤差補償回路は、相関値１と相関値２の差分に応じて、相関値１および相関値２を算出する帯域を可変する。

第５〜第８の発明の受信方法において、周波数誤差補償回路は、各信号成分の相関値を時間軸方向に平滑化する。

第５〜第８の発明の受信方法において、周波数誤差補償回路は、各信号成分を抽出する帯域に含まれる複数の周波数成分を用いて算出する相関値を平滑化する。

第５または第７の発明の受信方法において、周波数誤差補償回路は、隣接するサブ変調信号の１組以上の重畳域に相当する各信号成分の相関値を積算または平滑化する。

第６〜第８の発明の受信方法において、周波数誤差補償回路は、隣接するサブ変調信号の１組以上から算出される相関値１と相関値２の差分を平滑化する。

本発明は、複数の帯域に分割して送信された各サブ変調信号を合成する前に、重畳域にあるサブ変調信号ｋの高周波数側の信号電力と、高周波数側に隣接するサブ変調信号ｋ＋１の低周波数側の信号電力との差分が最小になるように、受信信号の周波数誤差を補償することができるので、信号伝送特性を改善することができる。また、本発明では、特別なパイロット信号やフレームフォーマットが不要なため、伝送効率を低下させるためなく信号伝送特性の改善が可能である。

本発明の受信装置の実施例１の構成を示す図である。 実施例１における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ＝０）を説明する図である。 実施例１における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ≠０）を説明する図である。 実施例１における周波数誤差補償例を説明する図である。 本発明の受信装置の実施例２の構成を示す図である。 実施例２における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ＝０）を説明する図である。 実施例２における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ≠０）を説明する図である。 実施例２における周波数誤差の推定動作例を示す図である。 本発明の受信装置の実施例３の構成を示す図である。 本発明の受信装置の実施例４の構成を示す図である。 実施例４における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ＝０）を説明する図である。 実施例４における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ＝０）を説明する図である。 実施例４における周波数誤差の推定原理（周波数誤差Δｆ≠０）を説明する図である。 本発明の受信装置の実施例５の構成を示す図である。 実施例５における周波数誤差の推定原理を説明する図である。 本発明の受信装置の実施例６の構成を示す図である。 本発明の受信装置の実施例７の構成を示す図である。 送信装置の構成例を示す図である。 受信装置の構成例を示す図である。 送信装置における帯域分割を説明する図である。 受信装置における帯域合成を説明する図である。 サブ変調信号の周波数誤差による歪みを説明する図である。

図１は、本発明の受信装置の実施例１の構成を示す。
図１において、実施例１の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差補償回路３０Ａを備える。受信フィルタバンク２０を構成する直並列変換回路２１、ＦＦＴ回路２２、サブ変調信号抽出回路２３、周波数シフタ２４₁ 〜２４_N 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６、並直列変換回路２７は、図１９に示す従来の受信装置と同様の機能を有する。周波数誤差補償回路３０Ａは、周波数成分抽出回路３１Ａ、乗算回路３２、平滑化回路３３、サブ変調信号間積算／平滑化回路３４、最大値検出回路３５、スイープ制御回路３６、可変発振器３７、乗算回路３８により構成される。

受信フィルタバンク２０のＦＦＴ回路２２からサブ変調信号抽出回路２３に入力する信号は、分岐して周波数誤差補償回路３０Ａの周波数成分抽出回路３１Ａに入力する。ここで、周波数誤差補償回路３０Ａを用いて受信信号の周波数誤差を推定し、補償するアルゴリズムについて、図２〜図４を参照して説明する。

図２および図３は、実施例１における周波数誤差の推定原理を示す。図２は周波数誤差Δｆ＝０の状態を示し、図３は周波数誤差Δｆ≠０の状態を示す。

図２(a) は、送信フィルタバンクで分割前の変調信号である（図２０(a) と同じ）。分割回路において、破線で示す分割係数１〜Ｎで帯域をＮ分割するが、隣接する分割係数に重畳域が存在する。いま、隣接する分割係数ｋと分割係数ｋ＋１の重畳域をＢ_{k k+1} （ｋは１〜Ｎ−１）と表記する。この重畳域は、隣接するサブ変調信号間では同じ信号成分を有する帯域となる。すなわち、図２(b),(c) に示すサブ変調信号ｋ，ｋ＋１のように、重畳域Ｂ_{k k+1} におけるサブ変調信号ｋの高周波側の信号成分Ｓ_k,b と、サブ変調信号ｋ＋１の低周波側の信号成分Ｓ_k+1,a は、分割前は同じ信号成分である。

受信回路の受信信号に周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）、送信回路で分割された図２(b),(c) と同等のサブ変調信号ｋ，ｋ＋１が得られる。サブ変調信号ｋ、ｋ＋１の重畳域Ｂ_{k k+1} の信号成分Ｓ_k,b 、Ｓ_k+1,a は、時間領域で平滑化すると電力比は等しくなる（Ｓ_k,b ／Ｓ_k+1,a ＝１）。

一方、受信信号に周波数誤差が生じると（Δｆ≠０）、図３(b),(c) に示すように、周波数誤差Δｆだけ周波数シフトしたサブ変調信号ｋ，ｋ＋１が得られる。サブ変調信号ｋ、ｋ＋１の重畳域Ｂ_{k k+1} の信号成分Ｓ_k,b 、Ｓ_k+1,a は、時間領域で平滑化すると電力比に偏りが生じる（Ｓ_k,b ／Ｓ_k+1,a ≠１）。本実施例では、このＳ_k,b とＳ_k+1,a の電力比の偏りを示す相関値の最大値から周波数誤差を推定し、補償する制御を行う。

図１に示す受信回路では、ＦＦＴ回路２２の出力を分岐して入力する周波数成分抽出回路３１Ａは、重畳域Ｂ_{k k+1} に相当するサブ変調信号ｋの高周波側の信号成分Ｓ_k,b と、サブ変調信号ｋ＋１の低周波側の信号成分Ｓ_k+1,a を抽出し、乗算回路３２に入力する。このとき、一方の信号成分の複素共役（ここではＳ^* _k+1,a）を入力する。乗算回路３２は、Ｓ_k,b とＳ^* _k+1,aを乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３、サブ変調信号間積算／平滑化回路３４を介して最大値検出回路３５に入力する。

この重畳域Ｂ_{k k+1} の信号成分Ｓ_k,b とＳ_k+1,a の相関値は、分割前は同じ成分同士から得られた結果なので、自己相関を算出していることになる。そのため、周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）に相関値は最大値を示す。そこで、スイープ制御回路３６で予め設定した周波数範囲で可変発振器３７の発振周波数を制御し、乗算回路３８で受信信号の周波数をスイープする。そして、周波数成分抽出回路３１Ａ、乗算回路３２、平滑化回路３３、サブ変調信号間積算／平滑化回路３４を介して得られる相関値が、最大になるときのスイープ制御回路３６の出力値を最大値検出回路３５に記録する。スイープ制御回路３６はスイープが終了すると定常状態へ遷移し、最大値検出回路３５に記録された相関値が最大となったときのスイープ制御回路３６の出力値を用いて可変発振器３７を制御し、乗算回路３８で受信信号の周波数誤差を補償する。

なお、平滑化回路３３では、乗算回路３２から出力される相関値を周波数軸方向および時間軸方向で平滑化する。周波数軸方向の平滑化は、重畳域に含まれる複数のＦＦＴポイント（周波数成分）の信号成分ごとの相関値を対象とし、周波数誤差補償精度を向上させる。時間軸方向の平滑化は、スイープ制御回路３６が同じ値を出力している間の相関値を対象とする。そのため、平滑化回路３３および最大値検出回路３５は、スイープ制御回路３６から出力値の切り替えタイミングの通知に基づいて動作する。

サブ変調信号間積算／平滑化回路３４は、各サブ変調信号ｋ，ｋ＋１（１≦ｋ＜Ｎ−１）の複数の重畳域Ｂ_{k k+1} （Ｂ₁₂, Ｂ₂₃，…，Ｂ_{N-1 N} ）に対応する相関値の１つ以上を選択して積算または平滑化することにより、周波数誤差補償精度を向上させる。なお、周波数成分抽出回路３１Ａは、各重畳域Ｂ_{k k+1} に対応する信号成分Ｓ_k,b 、Ｓ_k+1,a を順次する構成とするが、並列に出力してそれぞれ対応する乗算回路３２および平滑化回路３３で相関値を算出する構成としてもよい。以下に示す実施例においても同様である。

図４は、実施例１における周波数誤差補償例を示す。
図４(a) は、受信フィルタバンク２０のサブ変調信号抽出回路２３で抽出前の受信信号であり、各サブ変調信号と抽出係数の帯域に周波数誤差Δｆが生じている状態を示す。周波数誤差補償回路３０Ａは、この周波数誤差Δｆを補償する周波数誤差補償値Δｆ_est を図２および図３で説明した手順により生成し、乗算回路３８で受信信号の周波数誤差Δｆを補償することにより、図４(b) に示す周波数誤差補償後の受信信号が得られる。これをサブ変調信号抽出回路２３でそれぞれの抽出係数で抽出し、周波数シフタ２４₁ 〜２４_N で周波数シフトすることにより図４(c) に示すサブ変調信号が得られ、これを加算回路２５で合成することにより、図４(d) に示す歪みのない変調信号が生成される。

図５は、本発明の受信装置の実施例２の構成を示す。
図５において、実施例２の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差補償回路３０Ｂを備える。周波数誤差補償回路３０Ｂは、周波数成分抽出回路３１Ｂ、乗算回路３２−１，３２−２、平滑化回路３３−１，３３−２、加算回路４１、サブ変調信号間平滑化回路４２、ループフィルタ４３、積分器４４、可変発振器３７、乗算回路３８により構成される。

受信フィルタバンク２０のＦＦＴ回路２２からサブ変調信号抽出回路２３に入力する信号は、分岐して周波数誤差補償回路３０Ｂの周波数成分抽出回路３１Ｂに入力する。ここで、周波数誤差補償回路３０Ｂを用いて受信信号の周波数誤差を検出するアルゴリズムについて、図６〜図８を参照して説明する。。

図６および図７は、実施例２における周波数誤差の推定原理を示す。図６は周波数誤差Δｆ＝０の状態を示し、図７は周波数誤差Δｆ≠０の状態を示す。図８は、実施例２における周波数誤差の推定動作例を示す。

本実施例の特徴は、図６に示すように、送信フィルタバンクで分割される隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１において、同じ信号成分を有する重畳域Ｂ_{k k+1,0} に対して、低周波側に帯域Ｂ_{k k+1,1} を設定し、高周波側に帯域Ｂ_{k k+1,2} を設定する。なお、帯域Ｂ_{k k+1,1} は、サブ変調信号ｋの占有帯域内であるが、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域外である。帯域Ｂ_{k k+1,2} は、サブ変調信号ｋの占有帯域外であるが、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域内である。

ここで、受信回路の受信信号に周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）、図６(b),(c) と同等のサブ変調信号ｋ，ｋ＋１が得られる。すなわち、重畳域Ｂ_{k k+1,0} におけるサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₀と、サブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₀は、分割前は同じ信号成分である。また、サブ変調信号ｋの占有帯域外の帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k,b₂と、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域外の帯域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k+1,a₁はいずれも０（雑音成分）である。さらに、サブ変調信号ｋの占有帯域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k,b₁と、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k+1,a₂の時間平均値は１（平坦、理想的にはすべて同一のレベル）になる。このため、Ｓ_k,b₁、Ｓ_k+1,a₂の時間平均値は等しくなる。

図５に示す受信回路では、ＦＦＴ回路２２の出力を分岐して入力する周波数成分抽出回路３１Ｂは、帯域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁とサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁（雑音成分）を抽出し、帯域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂（雑音成分）とサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂を抽出し、それぞれ乗算回路３２−１，３２−２に入力する。このとき、それぞれ一方の信号成分の複素共役（ここではＳ^* _k+1,a₁、Ｓ^* _k+1,a₂）を入力する。乗算回路３２−１は、Ｓ_k,b₁とＳ^* _k+1,a₁ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−１を介して加算回路４１に入力する。乗算回路３２−２は、Ｓ_k,b₂とＳ^* _k+1,a₂ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−２を介して加算回路４１に入力する。加算回路４１では、平滑化回路３３−１の出力と平滑化回路３３−２の出力の差分ｄ_k が算出される。

この乗算処理では、帯域Ｂ_{k k+1,1} における信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁の相関、帯域Ｂ_{k k+1,2} における信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂の相関がそれぞれ算出されることを意味する。ただし、周波数誤差がない場合は図８(a) に示すように、乗算回路３２−１，３２−２に入力する一方はランダム性のある雑音であるのでその相関値は小さい値となり、平滑化回路３３−１，３３−２で周波数軸方向および時間軸方向で平滑化することにより、両方とも同じ相関値になり、加算回路４１はこれらの差分ｄ_k として０を出力する。

一方、受信信号に周波数誤差が生じると（Δｆ＜０）、図７(b),(c) に示すように、周波数誤差Δｆだけ周波数シフトしたサブ変調信号ｋ，ｋ＋１が得られる。その結果、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域外の帯域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k+1,a₁は雑音でなくなり、サブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁と同じ信号成分を有することになる。したがって、図８(b) に示すように、乗算回路３２−１で得られる信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁の相関値は、Δｆ＝０の場合に比べて高い相関値が出現する。また、乗算回路３２−２で得られる信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂の相関値は、その一方が雑音であるので低いままである。そのため、乗算回路３２−１，３２−２の出力を平滑化回路３３−１，３３−２で平滑化すると、乗算回路３２−１の出力の方が高い相関値を示し、加算回路４１はこれらの差分ｄ_k として正の値を出力する。

なお、Δｆ＞０の場合は、サブ変調信号ｋの占有帯域外の帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k,b₂が雑音でなくなり、、サブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂と同じ信号成分を有することになる。よって、乗算回路３２−２の出力に高い相関値が出現し、加算回路４１から負の値が出力される。

加算回路４１から出力される相関値の差分ｄ_k は、サブ変調信号間平滑化回路４２に入力する。サブ変調信号間平滑化回路４２は、隣接する各サブ変調信号ｋ，ｋ＋１の帯域Ｂ_{k k+1,1} 、Ｂ_{k k+1,2} （１≦ｋ＜Ｎ−１）に対応する相関値の差分ｄ_k の１つ以上を選択して平滑化した周波数誤差値Ｄを出力する。この周波数誤差値Ｄは、ループフィルタ４３でループゲインが乗算され、さらに積分器４４で積分して可変発振器３７に入力され、発振周波数を制御して乗算回路３８に入力する周波数誤差補償値が生成される。乗算回路３８は、この周波数誤差補償値を用いて図４に示す実施例１の場合と同様に受信信号の周波数誤差を補償し、受信フィルタバンク２０に入力する。

図９は、本発明の受信装置の実施例３の構成を示す。
図９において、実施例３の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差補償回路３０Ｃを備える。周波数誤差補償回路３０Ｃは、実施例１の周波数誤差補償回路３０Ａと実施例２の周波数誤差補償回路３０Ｂを合せた機能を有し、周波数成分抽出回路３１Ｃ、乗算回路３２−０〜３２−２、平滑化回路３３−０〜３３−２、サブ変調信号間積算／平滑化回路３４、最大値検出回路３５、スイープ制御回路３６、加算回路４１、サブ変調信号間平滑化回路４２（図９では省略）、ループフィルタ４３、積分器４４、可変発振器３７、乗算回路３８により構成される。なお、省略したサブ変調信号間平滑化回路４２の機能は、実施例２に示した通りである。

実施例３では、図６に示す実施例２と同様に、隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１の重畳域Ｂ_{k k+1,0} の両側に隣接する帯域Ｂ_{k k+1,1} と帯域Ｂ_{k k+1,2} を設定する。帯域Ｂ_{k k+1,1} は、サブ変調信号ｋの占有帯域内であるが、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域外である。帯域Ｂ_{k k+1,2} は、サブ変調信号ｋの占有帯域外であるが、サブ変調信号ｋ＋１の占有帯域内である。

周波数成分抽出回路３１Ｃは、重畳域Ｂ_{k k+1,0} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₀およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₀と、帯域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁と、帯域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂とを抽出する。すなわち、実施例３の周波数成分抽出回路３１Ｃは、実施例１の周波数成分抽出回路３１Ａと実施例２の周波数成分抽出回路３１Ｂを合せたサブ変調信号の抽出機能を有する。

周波数成分抽出回路３１Ｃは、抽出した信号成分Ｓ_k,b₀とＳ_k+1,a₀を乗算回路３２−０に入力する。このとき、一方の信号成分の複素共役（ここではＳ^* _k+1,a₀)を入力する。乗算回路３２−０は、Ｓ_k,b₀とＳ^* _k+1,a₀ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−３を介して最大値検出回路３５に入力する。

さらに、周波数成分抽出回路３１Ｃは、抽出した信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁を乗算回路３２−１に入力し、抽出した信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂を乗算回路３２−２に入力する。このとき、それぞれ一方の信号成分の複素共役（ここではＳ^* _k+1,a₁、Ｓ^* _k+1,a₂）を入力する。乗算回路３２−１は、Ｓ_k,b₁とＳ^* _k+1,a₁ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−１を介して加算回路４１に入力する。乗算回路３２−２は、Ｓ_k,b₂とＳ^* _k+1,a₂ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−２を介して加算回路４１に入力する。加算回路４１は、平滑化回路３３−１の出力と平滑化回路３３−２の出力の差分を算出する。

受信信号に周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）、図６に示すように、帯域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k+1,a₁および帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k,b₂、はいずれも０（雑音成分）である。また、帯域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k,b₁および帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k+1,a₂は、時間領域で平滑化した値が１（平坦）であり、時間平均値は等しくなる。また、重畳域Ｂ_{k k+1,0} の信号成分Ｓ_k,b₀、Ｓ_k+1,a₀は、時間領域で平滑化すると電力比は等しくなる（Ｓ_k,b₀／Ｓ_k+1,a₀＝１）。

一方、周波数誤差が生じた場合（Δｆ≠０）、図７(b),(c) に示すように、各帯域の信号成分が変化する。その結果、周波数誤差の正負に応じて信号成分Ｓ_k,b₂または信号成分Ｓ_k+1,a₁は０でなくなる。図７(b),(c) はΔｆ＜０の場合であり、信号成分Ｓ_k+1,a₁が０でなくなる。また、重畳域Ｂ_{k k+1,0} の信号成分Ｓ_k,b₀、Ｓ_k+1,a₀を時間領域で平滑化したときの電力比にも偏りが生じる（Ｓ_k,b₀／Ｓ_k+1,a₀≠１）。

実施例３では、まず重畳域Ｂ_{k k+1,0} の信号成分Ｓ_k,b₀、Ｓ_k+1,a₀を用いて周波数誤差の粗推定を行う。その手順は実施例１で説明した通りであり、スイープ制御回路３６の制御により、可変発振器３７から乗算回路３８に入力する周波数補償信号の周波数範囲をスイープし、乗算回路３２−０および平滑化回路３３−０で得られる信号成分Ｓ_k,b₀、Ｓ_k+1,a₀の相関値が最大値を示すときのスイープ制御回路３６の出力値を最大値検出回路３５に記録する。そして、スイープの終了後に、相関値が最大になったときのスイープ制御回路３６の出力値を積分器４４の初期値（周波数誤差推定値）に設定し、定常状態に遷移する。

定常状態では、帯域Ｂ_{k k+1,1} と帯域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分を用いて周波数誤差の微調整を行う。その手順は実施例２で説明した通りであり、乗算回路３２−１および平滑化回路３３−１は帯域Ｂ_{k k+1,1} における信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁の相関値を検出し、乗算回路３２−２および平滑化回路３３−２は帯域Ｂ_{k k+1,2} における信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂の相関値を検出する。周波数誤差がなければ（Δｆ＝０）、それぞれ一方の信号成分が占有帯域外で雑音成分となり、双方の相関値はともに低い値を示し、加算回路４１でその差分は検出されない。

一方、受信信号に周波数誤差が生じると（Δｆ＜０）、図７(b),(c) に示すように、信号成分Ｓ_k+1,a₁は雑音でなくなり、信号成分Ｓ_k,b₁と同じ信号成分を有することになり、乗算回路３２−１および平滑化回路３３−１の出力として高い値を示す。また、乗算回路３２−２で得られる信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂の相関値は、その一方が雑音であるので低いままである。その結果、加算回路４１はこれらの差分として正の値を出力する。

なお、Δｆ＞０の場合は、信号成分Ｓ_k,b₂が雑音でなくなり、信号成分Ｓ_k+1,a₂と同じ信号成分を有することになる。よって、乗算回路３２−２の出力に高い相関値が出現し、加算回路４１から負の値が出力される。

加算回路４１の出力は、ループフィルタ４３でループゲインが乗算され、スイープ制御回路３６に入力する。スイープ制御回路３６は、定常状態ではループフィルタ４３の出力をそのまま積分器４４に出力する。積分器４４は、粗推定で設定された初期値からループフィルタ４３の出力を積分して可変発振器３７に入力し、発振周波数を制御して乗算回路３８に入力する周波数誤差補償値が生成される。乗算回路３８は、この周波数誤差補償値を用いて実施例１，２の場合と同様に受信信号の周波数誤差を補償し、受信フィルタバンク２０に入力する。

図１０は、本発明の受信装置の実施例４の構成を示す。
図１０において、実施例４の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差補償回路３０Ｄを備える。周波数誤差補償回路３０Ｄは、周波数成分抽出回路３１Ｄ、乗算回路３２−１〜３２−２、平滑化回路３３−１〜３３−２、加算回路４１、サブ変調信号間平滑化回路４２、ループフィルタ４３、積分器４４、可変発振器３７、乗算回路３８により構成される。

実施例４では、図１１に示すように、隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１の重畳域Ｂ_{k k+1} を２分割し、低周波側を重畳域Ｂ_{k k+1,1} と設定し、高周波側を重畳域Ｂ_{k k+1,2} と設定する。あるいは、図１２に示すように、隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１の重畳域Ｂ_{k k+1} を２分割し、低周波側を拡張した重畳域Ｂ_{k k+1,1} を設定し、高周波側を拡張した重畳域Ｂ_{k k+1,2} を設定してもよい。

周波数成分抽出回路３１Ｄは、重畳域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁と、重畳域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂とを抽出する。

抽出された信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁は乗算回路３２−１に入力し、抽出された信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂は乗算回路３２−２に入力する。このとき、それぞれ一方の信号成分の複素共役（ここではＳ^* _k+1,a₁、Ｓ^* _k+1,a₂）を入力する。乗算回路３２−１は、Ｓ_k,b₁とＳ^* _k+1,a₁ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−１を介して加算回路４１に入力する。乗算回路３２−２は、Ｓ_k,b₂とＳ^* _k+1,a₂ を乗算した値の絶対値または２乗した値を相関値として平滑化回路３３−２を介して加算回路４１に入力する。加算回路４１は、平滑化回路３３−１から出力される相関値と、平滑化回路３３−２から出力される相関値の差ｄ_k を算出し、サブ変調信号間平滑化回路４２に入力する。

受信信号に周波数誤差がない場合（Δｆ＝０）、図１１(b),(c) に示すように、重畳域Ｂ_{k k+1,1} の信号成分Ｓ_k,b₁とＳ_k+1,a₁の相関値（時間平均値）と、重畳域Ｂ_{k k+1,2} の信号成分Ｓ_k,b₂とＳ_k+1,a₂の相関値（時間平均値）の差分ｄ_k は０になる。

一方、周波数誤差が生じた場合（Δｆ≠０）、図１３(b),(c) に示すように、各帯域の信号成分Ｓ_k,b₁、Ｓ_k,b₂、Ｓ_k+1,a₁、Ｓ_k+1,a₂に偏りが生じるため、各相関値（時間平均値）の差分ｄ_k は０にならない。図１３に示すΔｆ＜０のときはｄ_k ＞０となり、Δｆ＞０のときはｄ_k ＜０となる。

サブ変調信号間平滑化回路４２は、複数のサブ変調信号間の各重畳域Ｂ_{k k+1,1} 、Ｂ_{k k+1,2} （１≦ｋ＜Ｎ−１）に対応する相関値（時間平均値）の差分ｄ_k の１つ以上を選択して平滑化した周波数誤差値Ｄを出力する。この周波数誤差値Ｄは、ループフィルタ４３でループゲインが乗算され、さらに積分器４４で積分して可変発振器３７に入力され、発振周波数を制御して乗算回路３８に入力する周波数誤差補償値が生成される。乗算回路３８は、この周波数誤差補償値を用いて、周波数誤差値Ｄが０になるように受信信号の周波数誤差を補償し、受信フィルタバンク２０に入力する。

図１４は、本発明の受信装置の実施例５の構成を示す。
図１４において、実施例５の受信装置は、受信フィルタバンク２０、復調回路２、周波数誤差補償回路３０Ｅを備える。周波数誤差補償回路３０Ｅは、実施例４の周波数誤差補償回路３０Ｄに周波数誤差検出範囲調整回路４５を加えた構成である。

実施例５では、図１５に示すように、隣接するサブ変調信号ｋ，ｋ＋１の重畳域Ｂs を２分割した周波数から両側に、重畳域Ｂs の１／２以下となる基本検出域Ｂb （０＜Ｂb ≦Ｂs／２)を設定し、さらに重畳域Ｂs および隣接帯域を含む周波数検出範囲Ｂd₁，Ｂd₂を可変設定する。なお、実施例４との関係では、Ｂs ＝Ｂ_{k k+1,0} 、Ｂd₁＝Ｂ_{k k+1,1} 、Ｂd₂＝Ｂ_{k k+1,2} となる。

周波数誤差補償回路３０Ｅは、サブ変調信号間平滑化回路４２から出力される周波数誤差値Ｄを周波数誤差検出範囲調整回路４５に入力し、周波数誤差値Ｄに応じて周波数成分抽出回路３１Ｅにおける周波数検出範囲Ｂd₁，Ｂd₂を可変制御する。すなわち、周波数成分抽出回路３１Ｅは、Ｂd₁（Ｂ_{k k+1,1})に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁と、Ｂd₂（Ｂ_{k k+1,2})に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂の抽出範囲を制御する。それ以降の周波数誤差推定および周波数誤差補償の動作は、実施例４と同様である。

ここで、周波数検出範囲Ｂd(Ｂd₁，Ｂd₂) の初期値Ｂd₀を予め設定し、併せて周波数検出範囲が初期値Ｂd₀のときに想定される最大周波数誤差が生じた場合、検出される周波数誤差値Ｄ_i も初期設定する。周波数誤差検出範囲調整回路４５は、周波数誤差値Ｄに応じて周波数検出範囲Ｂd を次式に基づいて調整する。
Ｂd ＝（Ｂd₀−Ｂb)×(Ｄ／Ｄ_i)

以上示した実施例１〜実施例５は、受信フィルタバンク２０のＦＦＴ回路２２の出力を分岐して周波数誤差補償回路３０Ａ〜３０Ｅの周波数成分抽出回路３１Ａ〜３１Ｅに入力していた。例えば、図１０に示す実施例４の周波数成分抽出回路３１Ｄでは、受信フィルタバンク２０のＦＦＴ回路２２の出力から、図１１に示す重畳域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁と、重畳域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂とを抽出していた。実施例６では、サブ変調信号抽出回路２３から出力される各サブ変調信号を分岐した信号から当該信号成分を抽出する構成を示す。実施例７では、周波数シフタ２４₁ 〜２４_N の出力を分岐した信号から当該信号成分を抽出する構成を示す。

図１６は、本発明の受信装置の実施例６の構成を示す。ここでは、図１０に示す実施例４の構成に適用した例を示すが、他の実施例の構成においても同様に適用可能である。

図１６において、受信フィルタバンク２０のサブ変調信号抽出回路２３で抽出された各サブ変調信号を分岐して周波数誤差補償回路３０Ｆの周波数成分抽出回路３１Ｆに入力し、図１１に示す重畳域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁を抽出して乗算回路３２−１に入力し、重畳域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂を抽出して乗算回路３２−２に入力する。その他の構成および動作は、実施例４と同様である。

図１７は、本発明の受信装置の実施例７の構成を示す。ここでは、図１０に示す実施例４の構成に適用した例を示すが、他の実施例の構成においても同様に適用可能である。

図１７において、受信フィルタバンク２０の周波数シフタ２４₁ 〜２４_N から出力される周波数シフト後の各サブ変調信号を分岐して周波数誤差補償回路３０Ｇの周波数成分抽出回路３１Ｇに入力し、図１１に示す重畳域Ｂ_{k k+1,1} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₁およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₁を抽出して乗算回路３２−１に入力し、重畳域Ｂ_{k k+1,2} に相当するサブ変調信号ｋの信号成分Ｓ_k,b₂およびサブ変調信号ｋ＋１の信号成分Ｓ_k+1,a₂を抽出して乗算回路３２−２に入力する。その他の構成および動作は、実施例４と同様である。

以上示した実施例１〜実施例７の構成により、受信信号の周波数誤差を推定し、乗算回路３８で周波数誤差を補償することにより信号伝送特性を改善することができる。また、本発明は、特別なパイロット信号やフレームフォーマットが不要なため、伝送効率を低下させることなく受信信号の周波数誤差を補償して信号伝送特性を改善することができる。

また、周波数誤差の検出には、１つ以上の重畳域の前後にある周波数帯域を用いることにより実現でき、かつ当該周波数帯域を複数用いてそれらから検出される結果を平滑化することにより、周波数誤差推定精度を向上させることができる。

また、連続信号を処理する受信フィルタバンク２０としてオーバーラップ加算を用いる構成とした場合、オーバーラップ加算を行う２つのＦＦＴ回路のそれぞれにおいて生成したサブ変調信号から周波数誤差補償値を算出してもよい。また、一方のＦＦＴ回路で生成したサブ変調信号から算出した周波数誤差補償値を２つのＦＦＴ回路で共有する構成でもよい。

１ 変調回路
２ 復調回路
１０ 送信フィルタバンク
１１ 直並列変換回路
１２ ＦＦＴ回路
１３ 分割回路
１４₁ 〜１４_N 周波数シフタ
１５ 加算回路
１６ ＩＦＦＴ回路
１７ 並直列変換回路
２０ 受信フィルタバンク
２１ 直並列変換回路
２２ ＦＦＴ回路
２３ サブ変調信号抽出回路
２４₁ 〜２４_N 周波数シフタ
２５ 加算回路
２６ ＩＦＦＴ回路
２７ 並直列変換回路
２８₁ 〜２８_N 乗算回路
２９ 振幅補償回路
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ 周波数誤差補償回路
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ，３１Ｇ 周波数成分抽出回路
３２，３７ 乗算回路
３３ 平滑化回路
３４ サブ変調信号間積算／平滑化回路
３５ 最大値検出回路
３６ スイープ制御回路
３７ 可変発振器
４１ 加算回路
４２ サブ変調信号間平滑化回路
４３ ループフィルタ
４４ 積分器
４５ 周波数誤差検出範囲調整回路

Claims (18)

1. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、
   前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出し、前記受信信号の周波数をスイープして当該相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
2. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、
   前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
3. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、
   前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出し、前記受信信号の周波数をスイープして当該相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補償し、さらに、前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
4. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信装置において、
   前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域を分割した一方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域を分割した他方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出し、相関値１と相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
5. 請求項４に記載の受信装置において、
   前記周波数誤差補償回路は、前記相関値１と前記相関値２の差分に応じて、前記相関値１および前記相関値２を算出する帯域を可変する構成である
   ことを特徴とする受信装置。
6. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の受信装置において、
   前記周波数誤差補償回路は、前記各信号成分の前記相関値を時間軸方向に平滑化する構成である
   ことを特徴とする受信装置。
7. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の受信装置において、
   前記周波数誤差補償回路は、前記各信号成分を抽出する帯域に含まれる複数の周波数成分を用いて算出する前記相関値を平滑化する構成である
   ことを特徴とする受信装置。
8. 請求項１または請求項３に記載の受信装置において、
   前記周波数誤差補償回路は、前記隣接するサブ変調信号の１組以上の前記重畳域に相当する各信号成分の前記相関値を積算または平滑化する構成である
   ことを特徴とする受信装置。
9. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載の受信装置において、
   前記周波数誤差補償回路は、前記隣接するサブ変調信号の１組以上から算出される前記相関値１と前記相関値２の差分を平滑化する構成である
   ことを特徴とする受信装置。
10. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、
    前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、
    前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出する第１のステップと、
    前記受信信号の周波数をスイープし、前記第１のステップで算出した相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補償する第２のステップと
    を有することを特徴とする受信方法。
11. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、
    前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、
    前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第３のステップと、
    前記相関値１と前記相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップと
    を有することを特徴とする受信方法。
12. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、
    前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、
    前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に相当する各信号成分を抽出して相関値を算出する第１のステップと、
    前記受信信号の周波数をスイープし、前記第１のステップで算出した相関値が最大になる周波数を検出し、当該周波数を用いて前記受信信号の周波数誤差を補償する第２のステップと、
    さらに、前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域に隣接する一方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域に隣接する他方の帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第３のステップと、
    前記相関値１と前記相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップと
    を有することを特徴とする受信方法。
13. 送信側において変調信号を周波数軸上で重畳域を有する複数の帯域に分割して複数Ｎのサブ変調信号を生成し、各サブ変調信号を互いに不連続な帯域に周波数シフトして送信し、受信側において受信信号から複数Ｎのサブ変調信号を抽出し、各サブ変調信号の帯域を送信側の周波数シフト前の帯域に戻して合成した変調信号を復調する無線通信システムの受信方法において、
    前記受信信号の周波数誤差を補償する周波数誤差補償回路を備え、
    前記受信信号または前記受信信号から抽出したサブ変調信号から隣接するサブ変調信号の前記重畳域を分割した一方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値１を算出し、前記重畳域を分割した他方の帯域またはその隣接帯域を含む帯域に相当する各信号成分を抽出して相関値２を算出する第５のステップと、
    前記相関値１と前記相関値２の差分に応じて前記受信信号の周波数誤差を推定し、当該周波数誤差が０になるように前記受信信号の周波数誤差を補償する第４のステップと
    を有することを特徴とする受信方法。
14. 請求項１３に記載の受信方法において、
    前記周波数誤差補償回路は、前記相関値１と前記相関値２の差分に応じて、前記相関値１および前記相関値２を算出する帯域を可変する
    ことを特徴とする受信方法。
15. 請求項１０〜請求項１３のいずれかに記載の受信方法において、
    前記周波数誤差補償回路は、前記各信号成分の前記相関値を時間軸方向に平滑化する
    ことを特徴とする受信方法。
16. 請求項１０〜請求項１３のいずれかに記載の受信方法において、
    前記周波数誤差補償回路は、前記各信号成分を抽出する帯域に含まれる複数の周波数成分を用いて算出する前記相関値を平滑化する
    ことを特徴とする受信方法。
17. 請求項１０または請求項１２に記載の受信方法において、
    前記周波数誤差補償回路は、前記隣接するサブ変調信号の１組以上の前記重畳域に相当する各信号成分の前記相関値を積算または平滑化する
    ことを特徴とする受信方法。
18. 請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載の受信方法において、
    前記周波数誤差補償回路は、前記隣接するサブ変調信号の１組以上から算出される前記相関値１と前記相関値２の差分を平滑化する
    ことを特徴とする受信方法。

Images