JP5908444B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、受信装置に関する。

パケット信号を送受信する無線通信システムでは、パケットの先頭のプリアンブルを使って同期パターンを捕捉し、その後にペイロードの復調処理を行う。そのため、正しくペイロードを復調するためには、精度よく同期パターンを捕捉することが重要である。

特開２００６−１０９２００号公報

精度よく同期パターンを捕捉できる受信装置を提供する。

実施形態によれば、同期パターンを含むプリアンブルと、データを含むペイロードと、を含む無線信号を受信する受信装置が提供される。この受信装置は、前記無線信号を受信するアンテナと、第１の可変利得を適用して、前記アンテナからの出力を増幅する低雑音増幅器と、前記低雑音増幅器からの出力をダウンコンバートするダウンコンバージョン部と、第２の可変利得を適用して、前記ダウンコンバージョン部からの出力を増幅する可変利得増幅器と、前記無線信号の強度に応じて、まず前記第１の可変利得を調整し、前記第１の可変利得が確定した後、前記第２の可変利得を調整する自動利得制御部と、前記プリアンブルのうち、調整中の前記第１の可変利得が適用された部分を用いず、調整中の前記第２の可変利得が適用された部分の少なくとも一部を用いて、前記同期パターンを捕捉する同期捕捉部と、前記同期捕捉部による同期パターンの捕捉に同期して、前記ペイロードを復調する復調部と、を備える。

受信装置が受信する無線信号の構成を模式的に示す図。 第１の実施形態に係る受信装置１００の概略構成を示すブロック図。 プリアンブル１に対して行われる処理を模式的に示す図。 同期捕捉部１７の内部構成の一例を示す図。 第２の実施形態に係る受信装置１０１の概略構成を示すブロック図。 第３の実施形態に係る受信装置１０２の概略構成を示すブロック図。 第４の実施形態に係る受信装置１０３の概略構成を示すブロック図。 使用区間選択部２１の処理動作を説明する図。 受信装置１０４の概略構成を示すブロック図。

以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る受信装置が受信する無線信号の構成を模式的に示す図である。無線信号は少なくともプリアンブル１およびペイロード２を含んでいる。プリアンブル１は既知の信号であり、予め定めた同期パターンを含む。また、プリアンブル１の継続時間は予め定められたＴ０であり、その間に複数（Ｎ０個）のシンボルＳ１〜ＳＮ０が存在する。ペイロード２は受信装置で復調されるべきデータを含む。

図２は、第１の実施形態に係る受信装置１００の概略構成を示すブロック図である。受信装置１００は、アンテナ１１と、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）１２と、ダウンコンバージョン部１３と、可変利得増幅器（Variable Gain Amplifier：ＶＧＡ）１４と、ＡＤ（Analog to Digital）変換器１５と、自動利得制御部（Auto Gain Controller：ＡＧＣ）１６と、同期捕捉部１７と、復調部１８とを備えている。

アンテナ１１は図１に示す無線信号を受信する。この無線信号は無線周波数（Radio Frequency：ＲＦ）帯の信号であり、比較的周波数が高い。

低雑音増幅器１２は、自動利得制御部１６により設定される可変利得（第１の可変利得）を適用して、アンテナ１１からの出力を増幅する。低雑音増幅器１２は受信装置１００のフロントエンドに設けられ、周波数が高い信号を処理する。

ダウンコンバージョン部１３は低雑音増幅器１２からの出力をダウンコンバートする。より具体的には、ダウンコンバージョン部１３は、位相ロックループ（Phase Lock Loop：ＰＬＬ）１３ａと、ミキサ（ＭＩＸ）１３ｂと、バンドパスフィルタ（Band Pass Filter：ＢＰＦ）１３ｃとを有する。

位相ロックループ１３ａは基準信号を生成する。この基準信号の周波数は、無線信号の周波数に等しい。ミキサ１３ｂは低雑音増幅器１２からの出力と基準信号とを混合する。これにより、低雑音増幅器１２からの出力信号は、無線周波数（Radio Frequency：ＲＦ）帯の信号から、より周波数が低いベースバンド（Baseband：ＢＢ）帯の信号へと変換される。バンドパスフィルタ１３ｃは不要な周波数帯を除去し、所望の周波数帯を取り出す。

可変利得増幅器１４は、自動利得制御部１６により設定される可変利得（第２の可変利得）を適用して、ダウンコンバージョン部１３からの出力を増幅する。可変利得増幅器１４はダウンコンバージョン部１３の後段に設けられ、低雑音増幅器１２に比べると、周波数が低い信号を処理する。

ＡＤ変換器１５は可変利得増幅器１４からの出力をデジタル信号に変換する。

自動利得制御部１６は、受信される無線信号の受信強度に応じて、低雑音増幅器１２の可変利得および可変利得増幅器１４の可変利得を設定する。本実施形態の特徴の１つとして、自動利得制御部１６は、まず低雑音増幅器１２の可変利得を調整し、これが確定した後、可変利得増幅器１４の可変利得を調整する。この点は後に詳しく説明する。

自動利得制御部１６は、エッジ検出部１６ａと、制御対象判定部１６ｂと、受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）計算部１６ｃと、利得算出部１６ｄとを有する。

エッジ検出部１６ａは、図１に示す無線信号の開始エッジを検出する。制御対象判定部１６ｂは、低雑音増幅器１２の可変利得を調整するか、可変利得増幅器１４の可変利得を調整するかを判定する。受信信号強度計算部１６ｃは、ＡＤ変換器１５の出力に基づいて、無線信号の強度を算出する。例えば、受信信号強度計算部１６ｃは、ＡＤ変換器１５の出力の平均値から、無線信号の強度を算出してもよい。あるいは、ＡＤ変換器１５の出力の最大振幅値から無線信号の強度を算出してもよい。利得算出部１６ｄは、無線信号の強度に応じて、低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の可変利得を算出する。より具体的には、利得算出部１６ｄは、無線信号の強度が小さいほど、可変利得を大きく設定する。

同期捕捉部１７はプリアンブル１のうちの一部分を用いて同期パターンを捕捉する。用いる部分が長いほど、同期捕捉部１７は精度よく同期パターンを捕捉できる。本実施形態の同期捕捉部１７は、無線信号におけるプリアンブル１のうち、調整中の低雑音増幅器１２の可変利得が適用された部分を用いず、確定した低雑音増幅器１２の可変利得が適用された部分を用いる。さらに、同期捕捉部１７は、プリアンブル１のうち、調整中の可変利得増幅器１４の利得が適用された部分の少なくとも一部も用いる。

言い換えると、プリアンブル１の一部は、低雑音増幅器１２の可変利得を決定するためのみに用いられ、その後の一部は、可変利得増幅器１４の利得を決定するとともに同期パターンを捕捉するために用いられる。このようにすることで、同期パターンを正確に捕捉できることを後に説明する。

復調部１８は、同期捕捉部１７が同期パターンを捕捉したことに同期して、ペイロード２を復調し、データを得る。

以上説明したように、図２の受信装置１００は、２つの異なる増幅器、すなわち、低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４を備えている。

低雑音増幅器１２は受信装置１００のフロントエンドに設けられ、信号強度の粗調性を行う。よって、低雑音増幅器１２の可変利得の変動幅は比較的大きい。一方、可変利得増幅器１４はダウンコンバージョン部１３の後段に設けられ、信号強度の微調整を行う。よって、可変利得増幅器１４の可変利得の変動幅はそれほど大きくない。

また、低雑音増幅器１２は無線周波数帯の信号を処理する。一方、可変利得増幅器１４はベースバンド帯の信号を処理する。すなわち、低雑音増幅器１２の方が、処理対象の信号の周波数が高い。

このような違いから、低雑音増幅器１２はその可変利得が変動すると入出力信号間で位相ずれが生じ得るのに対し、可変利得増幅器１４はその可変利得が変動しても入出力信号間で位相ずれはほとんど生じない。プリアンブル１のうち位相差ずれが生じたシンボルを用いると、同期捕捉部１７は精度よく同期パターンを捕捉できないことがある。

そこで本実施形態では、同期パターン捕捉の際、調整中の（変動している）低雑音増幅器１２の可変利得が適用されたシンボル、すなわち、位相ずれが大きい可能性があるシンボルを用いない。そして、確定して一定となった可変利得が適用されたシンボル、すなわち、位相ずれが大きくないシンボルを用いる。これにより、同期捕捉部１７は同期パターンを精度よく捕捉できる。

さらに、同期捕捉部１７は、可変利得増幅器１４の可変利得が確定するのを待たず、調整中の可変利得が適用されたシンボルも用いて、同期パターンを捕捉する。可変利得増幅器１４は、可変利得が調整中であっても、位相ずれがあまり生じないためである。このように、可変利得増幅器１４の利得調整と、同期パターンの捕捉とを並行して行うことで、プリアンブル１のうち、同期パターン捕捉に用いることができる部分を長くできる。

図３は、プリアンブル１に対して行われる処理を模式的に示す図である。図３を用いて、可変利得の調整および同期捕捉のタイミングについて詳しく説明する。図３（ａ）は低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の調整回数が少ない場合の図であり、図３（ｂ）は低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の調整回数が最大である場合の図である。

同図において、時間Ｔ１Ａは低雑音増幅器１２の可変利得調整Ｔ１ａがとりうる最大値であり、予め設計時に定めた固定値である。時間Ｔ１ａは受信電力により変動する。また、時間Ｔ１Ｂは可変利得増幅器１４の可変利得調整Ｔ１ｂがとりうる最大値であり、予め設計時に定めた固定値である。時間Ｔ１ｂは受信電力により変動する。以下詳細に説明する。

エッジ検出部１６ａによって無線信号の開始エッジが検出されると、自動利得制御部１６はまず低雑音増幅器１２の可変利得を調整する。すなわち、制御対象判定部１６ｂは可変利得の調整対象を低雑音増幅器１２に設定する。そして、受信信号強度計算部１６ｃが算出した信号強度に基づき、ＡＤ変換器１５の出力信号の振幅が所望の値に近づくよう、利得算出部１６ｄは低雑音増幅器１２の可変利得を調整する。

この調整は、プリアンブルのうち先頭から時間Ｔ１ａ（Ｔ１ａ≦Ｔ１Ａ）内の部分、より具体的には、時間Ｔ１ａの間に存在するＮ１ａ個のシンボルＳ１〜ＳＮ１ａに対して行われる。そして、低雑音増幅器１２の可変利得は、時間Ｔ１ａ内の部分（Ｎ１ａ個のシンボル）に対する調整により確定し、以降は一定の値となる。

すなわち、低雑音増幅器１２は、先頭からＮ１ａ個のシンボルには調整中の可変利得を適用し、その後のシンボルには確定した一定の可変利得を適用する。
なお、時間Ｔ１ａおよびシンボル数Ｎ１ａは、受信する無線信号の電力値によって変動しうるが、これらの値がとり得る最大値Ｔ１ＡおよびＮ１Ａは、予め定めた固定値である。

上述したように、低雑音増幅器１２の可変利得調整中は、低雑音増幅器１２の入出力信号間の位相ずれが大きくなることもある。一方、低雑音増幅器１２の可変利得が一定になると、位相のずれはほとんどなくなる。

Ｎ１ａ個のシンボルに対する処理後、自動利得制御部１６は可変利得増幅器１４の可変利得を調整する。すなわち、制御対象判定部１６ｂは可変利得の調整対象を可変利得増幅器１４に設定する。そして、受信信号強度計算部１６ｃが算出した受信強度に基づき、ＡＤ変換器１５の出力信号の振幅が所望の値に近づくよう、利得算出部１６ｄは可変利得増幅器１４の可変利得を調整する。

この調整は、プリアンブル１のうち先頭から時間Ｔ１ａ経過した後から時間Ｔ１ｂ内の部分、より具体的には、時間Ｔ１ｂの間に存在するＮ１ｂ個のシンボルＳ（Ｎ１ａ＋１）〜Ｓ（Ｎ１ａ＋Ｎ１ｂ）に対して行われる。そして、可変利得増幅器１４の可変利得は、時間Ｔ１ｂ内の部分（Ｎ１ｂ個のシンボル）に対する調整により確定し、以降は一定の値となる。この時間Ｔ１ｂおよびシンボル数Ｎ１ｂは、受信する無線信号の電力値によって変動しうるが、これらの値がとり得る最大値Ｔ１ＢおよびＮ１Ｂは、予め定めた固定値である。

上述したように、可変利得増幅器１４は可変利得を調整中であっても入出力信号間の位相ずれが大きくなることはない。

一方で、同期捕捉部１７は、プリアンブル１のうち、低雑音増幅器１２の可変利得が確定した後であって、可変利得増幅器１４の可変利得が調整されている間の部分も用いて、同期パターンの捕捉処理を行う。つまり、同期捕捉部１７は、時間Ｔ０継続するプリアンブル１のうち先頭から時間Ｔ１ａを除いた部分を、同期パターン捕捉処理に用いることができる。同期捕捉部１７が用いることができるプリアンブル１の時間をＴ２とすると、下記（１），（２）式を満たす。
Ｔ２＝Ｔ０−Ｔ１ａ ・・・（１）
Ｔ１ａ＋Ｔ１ｂ＋Ｔ２≧Ｔ０ ・・・（２）

上記（１）式は、プリアンブル１のうち同期パターン捕捉処理に用いることができる部分を長くできることを意味している。仮に、低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の両方の可変利得が確定した後に同期パターンを捕捉することにすると、同期パターン捕捉処理に用いることができる時間は（Ｔ０−Ｔ１ａ−Ｔ１ｂ）となる。これは上記（１）式より短く、必ずしも同期パターンを精度よく捕捉できるとは限らない。

これに対し、本実施形態では、可変利得増幅器１４の可変利得を調整しつつ同期パターンを捕捉するため、上記（１）式に示すように、同期パターン捕捉処理に用いられる時間を長くすることができる。結果として、精度よく同期パターンを捕捉できる。

また、上記（２）式は、利得調整にかかる時間（Ｔ１ａ＋Ｔ１ｂ）と、同期パターン捕捉処理の時間Ｔ２との和が、プリアンブル１の継続時間Ｔ０より長くなってもよいことを意味している。

上記時間Ｔ２の間に存在するシンボル数をＮ２とすると、上記（１），（２）式はそれぞれ（１’），（２’）式のようにも表される。
Ｎ２＝Ｎ０−Ｎ１ａ ・・・（１’）
Ｎ１ａ＋Ｎ１ｂ＋Ｎ２≧Ｎ０ ・・・（２’）

続いて、同期パターン捕捉処理の具体例を説明する。図４は、同期捕捉部１７の内部構成の一例を示す図である。この同期捕捉部１７は相関器により同期を捕捉する。同期捕捉部１７は、遅延素子２１〜２７と、乗算器３１〜３８と、加算器４１（ＳＵＭ）と、判定部４２（ＤＥＴ）とを有する。なお、図面を簡略化するために、プリアンブル１の総数Ｎ０＝８、調整中の低雑音増幅器１２の可変利得が適用されるシンボル数Ｎ１ａ＝２を仮定している。

遅延素子２１〜２７は各シンボルを１単位ずつ遅延させる。図示していないが、ＡＤ変換器１５がオーバーサンプリングする場合、より多くの遅延素子が設けられる。例えば、ＡＤ変換器１５が１つのシンボルにつき１００回サンプリングする場合、図４において連続して描かれる遅延素子２１と遅延素子２２の間などにさらに９９個の遅延素子が設けられる。

乗算器３１〜３８は各シンボルに対応して設けられる。そして、各乗算器３ｋ（ｋ＝１〜８の整数）は、対応するシンボルＮｋと、所定の係数Ａｋとを乗じる。なお、係数Ａｋが±１の２値の場合は、乗算器３ｋは符号反転素子のみで簡易な構成をとることができる。加算器４１は乗算器３１〜３８による乗算結果を加算する。判定部４２は加算結果に基づいて同期パターンの有無を判定する。より具体的には、加算値がある閾値を超えている場合に、判定部４２は同期パターンが捕捉されたと判定する。

ここで、係数Ａ１〜Ａ８のうち、調整中の低雑音増幅器１２の可変利得が適用される先頭２つのシンボルに乗じられる係数Ａ１，Ａ２は０に設定される。自動利得制御部１６は、低雑音増幅器１２の可変利得が適用されるシンボル数Ｎ１ａを把握することができるので、対応するＮ１ａ個の係数Ａ１〜ＡＮ１ａを０に設定すればよい。同期捕捉の対象となるＮ２個のシンボルは、低雑音増幅器１２による利得調整の対象となるＮ１ａ個のシンボルよりも時間的に遅く受信されるため、低雑音増幅器１２に対する利得制御結果に応じて同期捕捉部１７の係数を変更することができる。これにより、同期捕捉部１７は、調整中の低雑音増幅器１２の可変利得が適用されるシンボルを用いずに、同期パターン捕捉処理を行うことができる。

また、同期捕捉部１７においてゼロとなる係数を、自動利得調整部１６での処理に応じて適応的に設定するのではなく、予め設定しておいてもよい。この場合、低雑音増幅器１２の可変利得が適用されるシンボル数Ｎ１ａは、自動利得調整前には未知であるため、その最大値であるＮ１Ａ個の係数Ａ１〜ＡＮ１Ａを予め０に設定しておけばよい。上述のように、シンボル数Ｎ１Ａは予め定められた固定値であるため、事前に係数を設定しておくことも可能である。この場合、同期捕捉部１７が用いることができるプリアンブル１の時間をＴ３とすると、下記（３）式を満たす。
Ｔ３＝Ｔ０−Ｔ１Ａ ・・・（３）

このように、第１の実施形態では、まず低雑音増幅器１２の可変利得を調整し、その確定後に、可変利得増幅器１４の可変利得を調整する。また、同期捕捉部１７は、プリアンブル１のうち、調整中の可変利得が低雑音増幅器１２によって適用される部分、すなわち、位相ずれが大きい部分を用いないが、可変利得増幅器１４の可変利得調整と並行して、同期パターンの捕捉を行う。そのため、プリアンブル１のうち位相ずれが小さい部分を用いることができるとともに、用いる部分を長くすることができ、精度よく同期パターンを捕捉できる。

（第２の実施形態）
以下に説明する第２の実施形態は、周波数補正を行う受信装置に関する。

図５は、第２の実施形態に係る受信装置１０１の概略構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図５の受信装置１０１は、同期捕捉部１７の前段に設けられる周波数補正部１９を備えている。無線信号の伝送過程で周波数誤差が発生することがあり、周波数補正部１９はこの誤差を補正するものである。

周波数補正部１９では、ＡＤ変換器１５の出力信号の位相や周波数から周波数誤差を算出し、その補正処理を行う。例えば、受信信号が２値ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調された信号である場合、ＡＤ変換器１５の出力信号の周波数は、その平均値が最小値と最大値との中間値になるはずである。しかしながら、周波数誤差が発生すると平均値が中間値からずれてしまう。そこで、周波数補正部１９はＡＤ変換器１５の出力信号の周波数を累積して平均値を算出する。この平均値が上記の中間値からずれている場合、そのずれ量だけ周波数補正部１９はＡＤ変換器１５の出力信号の周波数をオフセットさせることで、周波数補正を行う。

ところが、第１の実施形態で説明したように、調整中の可変利得が低雑音増幅器１２によって適用されたシンボルは、位相ずれが生じている可能性がある。位相ずれが生じると、その時間微分である周波数情報も当然ずれてしまうため、正確に周波数補正を行うことができない。

そこで、本実施形態の周波数補正部１９は、調整中の可変利得が低雑音増幅器１２によって適用されるＮ１ａ個のシンボルは使わない。そして、周波数補正部１９は、調整中の可変利得が可変利得増幅器１４によって適用されるＮ１ｂ個のシンボルのうちの少なくとも一部を累積する。これにより、精度よく周波数補正を行うことができる。

このように、第２の実施形態では、周波数補正部１９を設ける。そして、周波数補正部１９は、プリアンブル１のうち、位相ずれが小さい部分を用いて周波数補正を行う。そのため、すべてのシンボルを用いて周波数補正を行う場合に比べて、周波数補正の精度を向上できる。

（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、無線信号がＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調された信号である例を示す。

図６は、第３の実施形態に係る受信装置１０２の概略構成を示すブロック図である。以下、第１および第２の実施形態との相違点を中心に説明する、
本実施形態における受信装置１０２は、データ変調方式がＦＳＫ方式である無線信号を受信する。すなわち、受信装置１０２が受信する無線信号は、ベースバンド帯の信号φ（ｔ）をＦＳＫ変調した信号ｃｏｓ（φ（ｔ）＋Ｆｃ）である。ここでＦｃは搬送波周波数、信号φ（ｔ）は周波数領域の信号であり、信号ｃｏｓ（φ（ｔ）＋Ｆｃ）は時間領域の信号と言える。受信された無線信号は、ダウンコンバージョン部１３でダウンコンバートされてベースバンド帯の時間信号ｃｏｓ（φ（ｔ））となる。また、信号ｃｏｓ（φ（ｔ））は定包絡の信号である。

また受信装置１０２は、同期捕捉部１７の前段に設けられる時間周波数変換部２０を備えている。時間周波数変換部２０は、時間領域の信号ｃｏｓ（φ（ｔ））を周波数領域の信号φ（ｔ）に変換する。

図６の構成から分かるように、低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４による利得調整は、時間領域の信号ｃｏｓ（φ（ｔ）），ｃｏｓ（φ（ｔ）＋Ｆｃ）に対して行われる。信号ｃｏｓ（φ（ｔ）），ｃｏｓ（φ（ｔ）＋Ｆｃ）はいずれも定包絡であるため、自動利得制御部１６により精度よく低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の利得を設定できる。

また、同期捕捉部１７による同期パターン捕捉処理は、周波数領域の信号φ（ｔ）に対して行われる。時間領域の信号ｃｏｓ（φ（ｔ）），ｃｏｓ（φ（ｔ）＋Ｆｃ）の利得を調整しても、周波数領域の信号φ（ｔ）の周波数は変わらない。よって、図３に示すように、可変利得増幅器１４の可変利得を調整しつつ同期パターンの捕捉を行っても、可変利得の調整が同期パターンの捕捉に悪影響を与えることはほとんどない。

このように、第３の実施形態では、ＦＳＫ方式でデータ変調された無線信号を受信する。そのため、さらに同期パターン捕捉の精度を向上できる。

（第４の実施形態）
以上説明した第１〜第３の実施形態は、まず低雑音増幅器１２の可変利得を調整し、その後、可変利得増幅器１４の可変利得を調整するものであった。これに対し、以下に説明する第４の実施形態は、可変利得の調整順に制限を設けないものである。

図７は、第４の実施形態に係る受信装置１０３の概略構成を示すブロック図である。以下、第１〜第３の実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態における自動利得制御部１６は、必ずしも先に低雑音増幅器１２の可変利得を調整して確定させる必要はなく、任意のタイミングで低雑音増幅器１２および可変利得増幅器１４の可変利得を調整してもよい。

また受信装置１０３は、使用区間選択部２１を備えている。使用区間選択部２１は、自動利得制御部１６が設定する低雑音増幅器１２の可変利得を監視して、プリアンブル１のうち同期パターンの捕捉に用いる区間を選択する。同期捕捉部１７は、使用区間選択部２１が選択した区間を用いて、同期パターンを捕捉する。

図８は、使用区間選択部２１の処理動作を説明する図である。同図では以下を仮定している。８個のシンボルＳ１〜Ｓ８からプリアンブル１が構成され、かつ、低雑音増幅器１２の可変利得がＨ（高）またはＬ（低）のいずれかに設定される。さらに、自動利得制御部１６により、シンボルＳ１，Ｓ７，Ｓ８に適用される低雑音増幅器１２の可変利得はＨに設定され、シンボルＳ２〜Ｓ６に適用される低雑音増幅器１２の可変利得はＬに設定される。

図示のように、使用区間選択部２１は、プリアンブル１のうち一定の可変利得が適用されるシンボルＳ４〜Ｓ６の部分を、同期パターンの捕捉に用いる区間として選択する。低雑音増幅器１２の可変利得が一定であれば、位相ずれが生じないためである。言い換えると、シンボルＳ２，Ｓ３，Ｓ７，Ｓ８は、可変利得の切り替え直後であり、位相ずれが生じている可能性が高いため、同期パターンの捕捉には用いない。

なお、可変利得が一定である区間が複数ある場合、使用区間選択部２１は、シンボル数が最も多い区間を同期パターンの捕捉に用いる区間として選択すればよい。あるいは、図４に示すような相関器を用いて、複数区間に渡って時間的に最も早いシンボルから最も遅いシンボルまで全てを相関器に格納し、位相ずれが生じている可能性があるシンボルに該当する乗算係数のみゼロにする構成をとってもよい。

このように、第４の実施形態では、低雑音増幅器１２の可変利得を監視し、当該可変利得が一定である区間のシンボルを用いて同期パターンを捕捉する。そのため、同期パターン捕捉の精度を向上できる。

第４の実施形態で説明した受信装置１０３に対し、図９に示す受信装置１０４のように周波数補正部１９を付加してもよい。この場合も、低雑音増幅器１２の可変利得が一定である区間を用いて周波数補正を行うのが望ましい。

なお、上述した各実施形態では、ダウンコンバージョン部１３において、信号の周波数帯域を無線周波数帯からベースバンド帯に変換する例を示した。しかしながら、ダウンコンバージョン部１３において、無線周波数帯から中間周波数帯（Intermediate Frequency：ＩＦ帯）に変換してもよい。この場合、ＡＤ変換器１５の後段にＰＬＬおよび直交復調器（ＱＤＥＭ）を設けて、信号の周波数帯域を中間周波数帯からベースバンド帯域に変換すればよい。また、位相ロックループ１３ａの基準信号の周波数は、無線信号の周波数よりも中間周波数相当だけ高い、あるいは低い周波数となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ プリアンブル
２ ペイロード
１１ アンテナ
１２ 低雑音増幅器
１３ ダウンコンバージョン部
１４ 可変利得増幅器
１５ ＡＤ変換器
１６ 自動利得制御部
１７ 同期捕捉部
１８ 復調部
１９ 周波数補正部
２０ 時間周波数変換部
２１ 使用区間選択部
１００〜１０４ 受信装置

Claims (5)

1. 同期パターンを含むプリアンブルと、データを含むペイロードと、を含む無線信号を受信する受信装置であって、
   前記無線信号を受信するアンテナと、
   第１の可変利得を適用して、前記アンテナから出力されたアナログ信号を増幅する低雑音増幅器と、
   前記低雑音増幅器からの出力をダウンコンバートするダウンコンバージョン部と、
   第２の可変利得を適用して、前記ダウンコンバージョン部から出力されたアナログ信号を増幅する可変利得増幅器と、
   前記無線信号の強度に応じて、まず前記第１の可変利得を調整し、前記第１の可変利得が確定した後、前記第２の可変利得を調整する自動利得制御部と、
   前記プリアンブルのうち、調整中の前記第１の可変利得が適用された部分を用いず、前記確定した前記第１の可変利得が適用された部分であり、且つ調整中の前記第２の可変利得が適用された部分の少なくとも一部を用いて、前記同期パターンを捕捉する同期捕捉部と、
   前記同期捕捉部による同期パターンの捕捉に同期して、前記ペイロードを復調する復調部と、を備える受信装置。
2. 前記プリアンブルのうち、調整中の前記第１の可変利得が適用された部分を用いず、調整中の前記第２の可変利得が適用された部分の少なくとも一部を用いて、受信された無線信号の周波数を補正する周波数補正部を備える、請求項１に記載の受信装置。
3. 前記無線信号は、ＦＳＫ変調された時間領域の信号であり、
   当該受信装置は、前記可変利得増幅器と前記復調部との間に、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する時間周波数変換部を備える、請求項１に記載の受信装置。
4. 前記低雑音増幅器および前記可変利得増幅器は、時間領域の信号を増幅し、
   前記同期捕捉部は、周波数領域の信号から前記同期パターンを捕捉する、請求項３に記載の受信装置。
5. 同期パターンを含むプリアンブルと、データを含むペイロードと、を含む無線信号を受信する受信装置であって、
   前記無線信号を受信するアンテナと、
   第１の可変利得を適用して、前記アンテナから出力されたアナログ信号を増幅する低雑音増幅器と、
   前記低雑音増幅器からの出力をダウンコンバートするダウンコンバージョン部と、
   第２の可変利得を適用して、前記ダウンコンバージョン部から出力されたアナログ信号を増幅する可変利得増幅器と、
   前記無線信号の強度に応じて、前記第１の可変利得および前記第２の可変利得を調整する自動利得制御部と、
   前記プリアンブルのうち、一定の前記第１の可変利得に変更されて位相ずれが生じる期間を経過した後に、当該一定の前記第１の可変利得が適用された部分の少なくとも一部を用いて、前記同期パターンを捕捉する同期捕捉部と、
   前記同期捕捉部による同期パターンの捕捉に同期して、前記ペイロードを復調する復調部と、を備える受信装置。

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