JP7004876B2 - 受信装置、制御回路、記憶媒体および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、チャープ信号を用いてスペクトラム拡散を行う変調方式を用いる受信装置、制御回路、記憶媒体および通信システムに関する。

近年、通信分野で使用されている変調方式の中には、周波数帯域を元の信号よりも広い帯域に拡散するスペクトラム拡散を行うものがある。例えば、ＣＳＳ（Chirp Spectrum Spread）変調方式は、チャープ信号を用いてスペクトラム拡散を行う変調方式である。ＣＳＳ変調方式では、搬送波の振幅を一定に維持したまま、対象とする周波数帯域内で周波数を線形に変化させて伝送する。このような変調方式を用いる通信システムにおいて、受信装置は、スペクトラム拡散に用いられたチャープ信号を用いて逆拡散処理を行うことで、拡散率に伴う拡散利得を得て受信精度を改善することができる。

スペクトラム拡散を行う通信システムにおいて、周波数ずれが生じていると復調性能の低下が発生するため、受信信号に含まれる周波数オフセットを高精度に推定することが求められる。通信システムに求められる通信距離が長くなるほど、受信装置に求められる周波数オフセットの推定精度も高くなる。

特許文献１では、チャープ信号を用いてスペクトラム拡散された受信信号を離散的にサンプリングし、サンプリングされた離散信号に対して逆拡散処理を行う受信装置が開示されている。この受信装置は、逆拡散後の信号に対して周波数領域に変換するための離散フーリエ変換を行い、周波数領域の信号においてエネルギーのピークをもつ離散フーリエ変換の出力ビンを１つ選択し、選択した出力ビンの内容を分析してどのチャープ符号が受信されたかを決定している。送受信間のタイミングずれにより発生する周波数オフセットと送受信間の周波数ずれにより発生する周波数オフセットとは同時に発生するため、受信装置は、離散フーリエ変換後にエネルギーのピークを有する出力ビンを選択することで、２つの周波数オフセットによる影響を回避している。

特許第５６９９１４２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、周波数オフセットの推定精度を向上させるためには、離散フーリエ変換のポイント数を増やして出力ビンの間隔を狭める必要があり、処理量が増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、処理量の増大を抑制しつつ、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能な受信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信装置は、受信信号から、周波数が線形増加するアップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第１プリアンブルと、周波数が線形減少するダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第２プリアンブルとを含むプリアンブルを抽出するプリアンブル抽出部と、第１プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第１の周波数オフセットを出力する第１の周波数オフセット推定部と、第２プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第２の周波数オフセットを出力する第２の周波数オフセット推定部と、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットに基づいて、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを推定する第３の周波数オフセット推定部と、を備え、第１の周波数オフセット推定部および第２の周波数オフセット推定部のそれぞれは、１または複数のシンボルで構成される１ブロックをスペクトラム拡散の処理単位とする場合、ブロック内のチップを対象に周波数オフセットを推定するブロック内推定部を有することを特徴とする。

本発明にかかる受信装置は、処理量の増大を抑制しつつ、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能であるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成を示す図 図１に示す送信装置の機能構成を示す図 図２に示すプリアンブル生成部が生成するプリアンブルの構成の第１の例を示す図 図２に示すプリアンブル生成部が生成するプリアンブルの構成の第２の例を示す図 図１に示す受信装置の機能構成を示す図 図５に示す同期捕捉部の詳細な機能構成を示す図 送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを含むプリアンブルの位相変化を示す図 タイミングずれに起因する周波数オフセットを含むプリアンブルの位相変化を示す図 本発明の実施の形態１にかかる第１の周波数オフセット推定部の構成を示す図 本発明の実施の形態１にかかる第２の周波数オフセット推定部の構成を示す図 本発明の実施の形態２にかかる第１の周波数オフセット推定部の機能構成を示す図 本発明の実施の形態２にかかる第２の周波数オフセット推定部の機能構成を示す図 本発明の実施の形態３にかかる第１の周波数オフセット推定部の機能構成を示す図 本発明の実施の形態３にかかる第２の周波数オフセット推定部の機能構成を示す図 本発明の実施の形態４において用いられる受信信号の構成の第１の例を示す図 本発明の実施の形態４において用いられる受信信号の構成の第２の例を示す図 本発明の実施の形態１～４にかかる送信装置および受信装置の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図 本発明の実施の形態１～４にかかる送信装置および受信装置の機能を実現するための制御回路の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる受信装置、制御回路、記憶媒体および通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる通信システム１の構成を示す図である。通信システム１は、送信装置１０と、受信装置２０とを有する。通信システム１は、周波数が線形に変化するチャープ信号を用いてスペクトラム拡散を行って生成される信号を伝送する。送信装置１０がスペクトラム拡散を行う場合、受信装置２０が逆拡散処理を行うことで、受信感度を向上させることができる。受信感度が改善すると、その分だけ通信距離を長くすることが可能である。

また、チャープ信号を用いてスペクトラム拡散するＣＳＳ変調方式は、低消費電力かつ長距離無線通信を実現可能な無線通信方式であるＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）のＩｏＴ（Internet of Things）向け規格であるＬｏＲａにおいて採用されている。ＩｏＴ、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）の分野では、センサ情報などのデータを収集するために、低消費電力かつ広範囲をカバーするための長距離無線通信が求められている。ＣＳＳ変調方式では、拡散率を上げると受信感度が改善される代わりに通信速度が低下するが、ＩｏＴ、Ｍ２Ｍなどの分野では、一般的な通信と比較すると、端末間で伝送される情報量は小さいため、通信速度に対する要求は低い。このため、ＣＳＳ変調方式は、ＩｏＴ、Ｍ２Ｍなどの分野に適した無線通信方式といえる。

送信装置１０は、チャープ信号を用いてスペクトラム拡散処理を行って伝送信号を生成し、生成した伝送信号を受信装置２０に送信する。受信装置２０は、送信装置１０が送信した伝送信号を受信する。受信装置２０が送信装置１０から受信した伝送信号を受信信号と称する。受信装置２０は、受信信号の逆拡散処理および復調処理を行うことで、受信信号から伝送データを取り出す。ここで、受信装置２０は、受信信号に含まれるプリアンブルに基づいて、受信信号に含まれる周波数オフセットと送受信間の処理タイミングのずれ量とを推定する。ここで、送受信間の処理タイミングのずれとは、例えば、送信装置１０が伝送信号中においてプリアンブルの拡散処理を開始した部分と、受信装置２０が受信信号中でプリアンブルの逆拡散処理を開始する部分との間のずれを指す。

図２は、図１に示す送信装置１０の機能構成を示す図である。送信装置１０は、変調部１００と、拡散処理部１０１と、プリアンブル生成部１０２と、送信フィルタ部１０３と、直交変調部１０４とを有する。

変調部１００は、伝送データを変調してデータ信号を生成する。変調部１００は、生成したデータ信号を拡散処理部１０１に出力する。拡散処理部１０１は、チャープ信号を用いて、データ信号をスペクトラム拡散処理する。拡散処理部１０１は、スペクトラム拡散処理したデータ信号を送信フィルタ部１０３に出力する。

プリアンブル生成部１０２は、受信装置２０が同期をとるための既知信号であるプリアンブルを生成する。プリアンブル生成部１０２は、プリアンブルをＳＴＢＣ（Space Time Block Code）符号化してもよい。また、プリアンブル生成部１０２は、生成したプリアンブルを、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号を用いて、スペクトラム拡散処理する。アップチャープ信号は、周波数が線形に増加する信号であり、ダウンチャープ信号は、周波数が線形に減少する信号である。以下、アップチャープ信号の傾きを第１の傾きＣ_ｕｐと称し、ダウンチャープ信号の傾きを第２の傾きＣ_ｄｎと称する。プリアンブル生成部１０２は、スペクトラム拡散処理後のプリアンブルを送信フィルタ部１０３に出力する。

プリアンブル生成部１０２は、例えば、以下の数式（１）に示すような２次位相ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列であるチャープ信号を用いて、スペクトラム拡散処理を行うことができる。ここで、Ｕは２次位相ＣＡＺＡＣ系列の係数であり、Ｌ_sは拡散長であり、Ｐ（ｔ）は時間ｔに対する２次の多項式である。なおＵは整数である。

図３は、図２に示すプリアンブル生成部１０２が生成するプリアンブルの構成の第１の例を示す図である。図３に示すプリアンブルは、前半が、アップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散されており、後半が、ダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散されている。アップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散されたプリアンブルを第１プリアンブルと称し、ダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散されたプリアンブルを第２プリアンブルと称する。図３に示すアップチャープ信号は、第１の傾きＣ_ｕｐで周波数が線形増加している。図３に示すダウンチャープ信号は、第２の傾きＣ_ｄｎで周波数が線形減少している。第１の傾きＣ_ｕｐは、第２の傾きＣ_ｄｎと絶対値が一致し、正負が反転している。つまり、｜Ｃ_ｕｐ｜＝｜Ｃ_ｄｎ｜の関係が成り立つ。

図４は、図２に示すプリアンブル生成部１０２が生成するプリアンブルの構成の第２の例を示す図である。図４に示すプリアンブルは、図３に示す第１の例と同様に、前半が第１プリアンブルであり、後半が第２プリアンブルである。図４に示すアップチャープ信号の第１の傾きＣ_ｕｐの絶対値は、ダウンチャープ信号の第２の傾きＣ_ｄｎの絶対値の２倍である。つまり、｜Ｃ_ｕｐ｜＝２｜Ｃ_ｄｎ｜の関係が成り立つ。

なお、図３および図４に示す第１の傾きＣ_ｕｐおよび第２の傾きＣ_ｄｎのそれぞれは、上記の数式（１）の係数Ｕに依存する。ここでは、係数Ｕの値については、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号のそれぞれ個別に設定することができ、使用する値について特に制限はない。アップチャープ信号およびダウンチャープ信号の周波数は、帯域幅Ｂ内に収まる。

スペクトラム拡散処理を行うことで、消費電力を低減することができるとともに、電磁妨害に対する耐性を高めることができる。

図２の説明に戻る。送信フィルタ部１０３は、拡散処理部１０１が出力するデータ信号と、プリアンブル生成部１０２が出力するプリアンブルとを送信用のフィルタでフィルタリングし、フィルタリング後の信号を直交変調部１０４に出力する。

直交変調部１０４は、フィルタリング後の信号の周波数をＩＦ（Intermediate Frequency）周波数にシフトさせる。直交変調部１０４は、周波数シフト後の信号を出力する。直交変調部１０４が出力する信号は、図示しない送信アンテナなどを介して伝送信号として送信される。

図５は、図１に示す受信装置２０の機能構成を示す図である。受信装置２０は、直交復調部２０１と、受信フィルタ部２０２と、初期捕捉部２０３と、プリアンブル抽出部２０４と、同期捕捉部２０５と、データ抽出部２０６と、データ逆拡散処理部２０７と、周波数オフセット補正部２０８と、復調部２０９とを有する。

直交復調部２０１は、受信信号の周波数をベースバンド信号の周波数にシフトさせる。直交復調部２０１は、周波数シフト後の受信信号を受信フィルタ部２０２に出力する。受信フィルタ部２０２は、受信信号を受信用のフィルタでフィルタリングする。受信フィルタ部２０２は、フィルタリング後の受信信号を初期捕捉部２０３、プリアンブル抽出部２０４およびデータ抽出部２０６のそれぞれに出力する。

初期捕捉部２０３は、フィルタリング後の受信信号に対して、マッチドフィルタ法などを用いて、逆変調を行う粗タイミングを検出する。初期捕捉部２０３は、検出した粗タイミングをプリアンブル抽出部２０４およびデータ抽出部２０６のそれぞれに通知する。

プリアンブル抽出部２０４は、通知された粗タイミングに従って、受信信号に含まれるプリアンブルを抽出する。プリアンブル抽出部２０４は、抽出したプリアンブルを同期捕捉部２０５に出力する。

同期捕捉部２０５は、プリアンブル抽出部２０４が出力するプリアンブルに基づいて、周波数オフセットおよび送受信間の処理タイミングのずれ量を示すタイミングずれ量を求める。同期捕捉部２０５は、求めた周波数オフセットおよびタイミングずれ量を出力する。同期捕捉部２０５が求める周波数オフセットは、プリアンブルに含まれる第１プリアンブルに基づいて推定する第１の周波数オフセットと、プリアンブルに含まれる第２プリアンブルに基づいて推定する第２の周波数オフセットと、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットとを含む。同期捕捉部２０５は、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットを周波数オフセット補正部２０８に出力する。同期捕捉部２０５は、第３の周波数オフセットおよびタイミングずれ量を後段の処理に受け渡す。

データ抽出部２０６は、通知された粗タイミングに従って、受信信号に含まれるデータ信号を抽出する。データ抽出部２０６は、抽出したデータ信号をデータ逆拡散処理部２０７に出力する。

データ逆拡散処理部２０７は、送信装置１０がスペクトラム拡散処理に用いたチャープ信号を用いて、データ信号の逆拡散処理を行う。データ逆拡散処理部２０７は、逆拡散処理後のデータ信号を周波数オフセット補正部２０８に出力する。

周波数オフセット補正部２０８は、同期捕捉部２０５が推定した第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットを用いて、逆拡散処理後のデータ信号に含まれる周波数オフセットを補正する。周波数オフセット補正部２０８は、周波数オフセットを補正した後のデータ信号を復調部２０９に出力する。

復調部２０９は、逆拡散処理後であって、周波数オフセットを補正した後のデータ信号からデータを復調する。復調部２０９は、復調データを出力する。

図６は、図５に示す同期捕捉部２０５の詳細な機能構成を示す図である。同期捕捉部２０５は、逆拡散部２１０と、逆変調部２１１と、分類部２１２と、第１の周波数オフセット推定部２１３と、第２の周波数オフセット推定部２１４と、第３の周波数オフセット推定部２１５と、タイミング推定部２１６とを有する。

逆拡散部２１０は、プリアンブル抽出部２０４が抽出したプリアンブルの逆拡散処理を行う。具体的には、逆拡散部２１０は、プリアンブルに含まれる第１プリアンブルに、スペクトラム拡散に用いられたアップチャープ信号の逆位相を乗算し、プリアンブルに含まれる第２プリアンブルに、スペクトラム拡散に用いられたダウンチャープ信号の逆位相を乗算する。逆拡散部２１０は、逆拡散処理後のプリアンブルを逆変調部２１１に出力する。

逆変調部２１１は、プリアンブルの逆変調処理を行う。送信装置１０がＳＴＢＣ符号化している場合、逆変調部２１１は、プリアンブルのＳＴＢＣ復号処理を行ってから、逆変調処理を行う。逆変調部２１１は、逆変調処理後のプリアンブルを分類部２１２に出力する。

分類部２１２は、逆変調部２１１からの出力が第１プリアンブルである場合、第１の周波数オフセット推定部２１３に振り分け、逆変調部２１１からの出力が第２プリアンブルである場合、第２の周波数オフセット推定部２１４に振り分ける。

第１の周波数オフセット推定部２１３は、逆拡散処理および逆変調処理を行った後の第１プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第１の周波数オフセットを、第３の周波数オフセット推定部２１５、タイミング推定部２１６および周波数オフセット補正部２０８に出力する。

第２の周波数オフセット推定部２１４は、逆拡散処理および逆変調処理を行った後の第２プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第２の周波数オフセットを、第３の周波数オフセット推定部２１５、タイミング推定部２１６および周波数オフセット補正部２０８に出力する。

図７は、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを含むプリアンブルの位相変化を示す図である。図７は、逆変調後のプリアンブルの位相変化を示している。ここでは、タイミングずれに起因する周波数オフセットは発生していないものとする。図７に示すプリアンブルは、４ブロックの第１プリアンブルと、４ブロックの第２プリアンブルとを含む。ここで、１ブロックはＮ個のシンボルで構成され、Ｎは１以上の整数である。チャープ信号によるスペクトラム拡散処理は、ブロック単位で行われる。プリアンブルに含まれる周波数オフセットが第３の周波数オフセットのみである場合、図７に示すように位相変化は線形になる。

図８は、タイミングずれに起因する周波数オフセットを含むプリアンブルの位相変化を示す図である。図８は、逆変調後のプリアンブルの位相変化を示している。図８に示すように、タイミングずれが発生すると、プリアンブルのブロック単位でタイミングずれに応じた周波数オフセットが発生する。このため、第３の周波数オフセットとタイミングずれに起因して発生する周波数オフセットとを合わせた周波数オフセットによる位相の変化は、ブロック単位では線形となるものの、ブロック間では線形にならない。このため、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４のそれぞれは、ブロック内のチップのみに限定して周波数オフセットを推定する。

図９は、本発明の実施の形態１にかかる第１の周波数オフセット推定部２１３の構成を示す図である。第１の周波数オフセット推定部２１３は、スペクトラム拡散処理の処理単位であるブロック内のチップに限定して時間領域で周波数オフセットを推定するブロック内推定部２２０を有する。１つのブロックは、１または複数のシンボルで構成されている。

図１０は、本発明の実施の形態１にかかる第２の周波数オフセット推定部２１４の構成を示す図である。第２の周波数オフセット推定部２１４は、ブロック内のチップに限定して時間領域で周波数オフセットを推定するブロック内推定部２２１を有する。

ブロック内推定部２２０，２２１が使用する周波数オフセットの推定方法の一例としては、多重開ループ形の自動周波数制御装置（ＡＦＣ：Automatic Frequency Control）を用いる方法が挙げられる。多重開ループ形ＡＦＣを用いる周波数オフセット推定方法は、例えば、「久保博嗣，村上圭司，藤野忠、Ｍ相ＰＳＫのための多重開ループ形ＡＦＣ、電子情報通信学会技術研究報告，ＳＡＮＥ９５－１１４，ＳＡＴ９５－９２，１９９６年２月」に開示されている。多重開ループ形の自動周波数制御装置は、高い周波数オフセット推定精度と広いカバレッジとを同時に達成することが可能であり、以下の２つのステップで動作する。

なお、以下の説明中において、ハット「＾」が付いた文字は、その文字の直後に「＾」を記載する。

第１のステップは、ｄ個の周波数オフセット検出器を準備し、Ｄ_ｉチップ遅延検波を利用して、ｄ個の周波数オフセット値Δθ_ｉ＾を検出するステップである。ここで、ｉは、１からｄの整数であり、Ｄ_１＜Ｄ_２＜・・・＜Ｄ_ｄの関係が成り立つ。ブロック内推定部２２０，２２１は、以下の数式（２）を用いて周波数オフセット値Δθ_ｉ＾を求める。なお、数式（２）内のＲ_ｂ，ｉは、以下の数式（３）で表される。

なお、Ｒ_ｂ，ｉは、ｂブロック目のＤ_ｉチップ遅延検波累積値であり、Ｌ_ｐは、チャープ信号でスペクトラム拡散されたプリアンブルのブロック数である。また、Ｌ_ｓは、ブロック長であり、Ｓ_ｂ，ｋは、逆変調後のプリアンブルのｂブロック目におけるｋチップ目の複素信号である。なお、ｘ^＊は、ｘの複素共役であり、ａｒｇ（ｘ）は複素信号ｘの位相である。数式（２）および数式（３）より、周波数オフセット値Δθ_ｉ＾は、単位チップあたりの位相変化量を表す。

第２のステップは、ｄ個の周波数オフセット値Δθ_ｉ＾から、逐次的に周波数不確定性を除去することにより、周波数オフセットΔω_ｉ＾を推定するステップである。ブロック内推定部２２０，２２１は、以下の数式（４）を用いて周波数オフセットΔω_ｉ＾を推定する。

ここでｍｏｄ（ｘ，ｙ）は、ｘのｙによる余剰である。ブロック内推定部２２０は、数式（４）を用いて逐次的に求めた周波数オフセットΔω_ｉ＾の推定値を第１の周波数オフセットとする。またブロック内推定部２２１は、数式（４）を用いて逐次的に求めた周波数オフセットΔω_ｉ＾の推定値を第２の周波数オフセットとする。

図６の説明に戻る。第３の周波数オフセット推定部２１５は、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットに基づいて、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットである第３の周波数オフセットを推定する。具体的には、第３の周波数オフセット推定部２１５は、以下の数式（５）を用いて、第３の周波数オフセットの推定値Δｆ_ｔｒｘを求めることができる。

ここで、Δω_ｄ，ｕｐ＾は、第１の周波数オフセット推定部２１３が推定した第１の周波数オフセットであり、Δω_ｄ，ｄｎ＾は、第２の周波数オフセット推定部２１４が推定した第２の周波数オフセットであり、ｆ_ｃはチップレートである。第３の周波数オフセットの推定値Δｆ_ｔｒｘの単位はＨｚである。第３の周波数オフセット推定部２１５は、第３の周波数オフセットの推定値Δｆ_ｔｒｘを出力する。第３の周波数オフセットの推定値Δｆ_ｔｒｘは、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットの推定値であるため、受信装置２０の源振クロックおよび送信装置１０の源振クロックを補正するために使用される。

タイミング推定部２１６は、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットに基づいて、送受信間の処理タイミングのずれ量を示すタイミングずれ量を推定する。具体的には、タイミング推定部２１６は、以下の数式（６）を用いてタイミングずれ量Δｔを推定することができる。なお、数式（６）中のΔω_{ｄ，ｕｐ，ｔｉｍ}＾は以下の数式（７）で表され、Δω_{ｕｐ，ｔｉｍ}は以下の数式（８）で表される。

ここで、Δω_{ｄ，ｕｐ，ｔｉｍ}＾は、アップチャープ信号のタイミングずれで発生した周波数オフセットの推定値であり、Δω_{ｕｐ，ｔｉｍ}は、アップチャープ信号で１チップのタイミングずれで発生する周波数オフセットの値である。また、Ａはチャープ系列の２次多項式Ｐ（ｔ）における２次の項の係数である。

なお、タイミング推定部２１６は、以下の数式（９）を用いて、ダウンチャープ信号を基準として、タイミングずれ量Δｔを推定することもできる。なお、数式（９）中のΔω_{ｄ，ｄｎ，ｔｉｍ}＾は以下の数式（１０）で表され、Δω_{ｄｎ，ｔｉｍ}は以下の数式（１１）で表される。

ここで、Δω_{ｄ，ｄｎ，ｔｉｍ}＾は、ダウンチャープ信号のタイミングずれで発生した周波数オフセットの推定値であり、Δω_{ｄｎ，ｔｉｍ}は、ダウンチャープ信号で１チップのタイミングずれで発生する周波数オフセットの値である。求めたタイミングずれ量Δｔの単位はチップである。推定されたタイミングずれ量Δｔは、送信タイミングの補正および受信タイミングの補正のために使用することができる。また、タイミングずれ量Δｔは、初期捕捉部２０３で求めた粗タイミングのタイミングずれを補正するために使用することができる。

第１の周波数オフセットには、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットに加えて、タイミングずれ量に起因する周波数オフセットと、第１の傾きＣ_ｕｐに比例する周波数オフセットとが付加されている。第２の周波数オフセットには、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットに加えて、タイミングずれ量に起因する周波数オフセットと、第２の傾きＣ_ｄｎに比例する周波数オフセットとが付加されている。タイミング推定部２１６は、これらの関係を利用して、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットに加えて、第１の傾きＣ_ｕｐおよび第２の傾きＣ_ｄｎを使用することで、タイミングずれに起因する周波数オフセットを推定し、１チップのタイミングずれにより発生する規定の周波数オフセットで除算することで、タイミングずれ量Δｔを推定する。

以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる受信装置２０は、アップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第１プリアンブルと、ダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第２プリアンブルとを含む信号を受信する。受信装置２０は、第１プリアンブルに基づいて時間領域で推定する周波数オフセットである第１の周波数オフセットと、第２プリアンブルに基づいて時間領域で推定された周波数オフセットである第２の周波数オフセットとを求める。そして受信装置２０は、第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットを用いて、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットである第３の周波数オフセットを推定する。周波数領域で周波数オフセットを推定する場合、離散フーリエ変換のポイント数に依存した分解能の制約が存在するが、上記のように時間領域で周波数オフセットの推定を行う場合、周波数領域で推定する場合のような分解能の制約が存在しないため、処理量の増大を抑制しつつ、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能になる。

また、受信装置２０は、時間領域で推定した第１の周波数オフセットおよび第２の周波数オフセットを用いて、送受信間の処理タイミングのずれ量を示すタイミングずれ量を推定することができる。このため、タイミングずれ量の推定精度は、周波数オフセットの推定精度に依存し、タイミングずれ量の推定精度も向上させることが可能になる。タイミングずれ量の推定精度を向上させることにより、タイミングずれに起因して生じる周波数オフセットの残留を低減することが可能になる。

なお、受信信号に含まれるプリアンブルは、図３および図４では、プリアンブルの前半に第１プリアンブルを含み、後半に第２プリアンブルを含むこととしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。例えば、プリアンブルの前半に第２プリアンブルを含み、後半に第１プリアンブルを含んでも良い。或いは、複数の第１プリアンブルおよび第２プリアンブルが交互に含まれるプリアンブルが用いられても良い。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２にかかる第１の周波数オフセット推定部２１３の機能構成を示す図である。図１２は、本発明の実施の形態２にかかる第２の周波数オフセット推定部２１４の機能構成を示す図である。本発明の実施の形態２では、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の処理内容が実施の形態１と異なる。受信装置２０全体の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

図１１に示す第１の周波数オフセット推定部２１３は、ブロック内推定部２２０と、ブロック間推定部２２２とを有する。ブロック内推定部２２０は、推定結果である周波数オフセットをブロック間推定部２２２に出力する以外は、図９に示すブロック内推定部２２０と同様の機能を有する。

ブロック間推定部２２２は、ブロック内推定部２２０の推定結果である周波数オフセットを用いて、ブロック間のチップに限定して周波数オフセットを推定する。ブロック間推定部２２２は、推定結果である周波数オフセットを第１の周波数オフセットとして、第３の周波数オフセット推定部２１５、タイミング推定部２１６および周波数オフセット補正部２０８のそれぞれに出力する。

図１２に示す第２の周波数オフセット推定部２１４は、ブロック内推定部２２１と、ブロック間推定部２２３とを有する。ブロック内推定部２２１は、推定結果である周波数オフセットをブロック間推定部２２３に出力する以外は、図１０に示すブロック内推定部２２１と同様の機能を有する。

ブロック間推定部２２３は、ブロック内推定部２２１の推定結果である周波数オフセットを用いて、ブロック間のチップに限定して周波数オフセットを推定する。ブロック間推定部２２３は、推定結果である周波数オフセットを第２の周波数オフセットとして、第３の周波数オフセット推定部２１５、タイミング推定部２１６および周波数オフセット補正部２０８のそれぞれに出力する。

ここで、多重開ループ形ＡＦＣを使用する場合のブロック間推定部２２２，２２３の周波数オフセットの推定方法の詳細について説明する。

図８に示した通り、ブロック内のチップでは位相変化が線形となるのに対して、ブロック間のチップでは位相変化が線形とならない。ここで、簡単のため、受信信号に含まれる第１プリアンブルの複数のブロックは、共通のブロック長であって、共通のアップチャープ信号を使用してスペクトラム拡散されているものとする。この場合、複数のブロック間で共通のチャープ信号が使用されているため、どのブロックにおいてもタイミングずれ量が同じとなり、タイミングずれに起因した周波数オフセットも同じとなる。このため、複数のブロックのそれぞれの中で、同一順のチップを用いて遅延検波をすると、タイミングずれに起因する周波数オフセットがキャンセルされて、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットである第３の周波数オフセットのみが残留することになる。

しかしながら、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４は、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットと、タイミングずれに起因する周波数オフセットとの両方を含む周波数オフセットを推定する必要がある。以下、ブロック間推定部２２２，２２３の動作と、ブロック間推定部２２２，２２３が送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットと、タイミングずれに起因する周波数オフセットとの両方を含む周波数オフセットを推定するための条件について考える。以下、ブロック内推定部２２０を構成する多重開ループ形ＡＦＣの結果をブロック間推定部２２２を構成する多重開ループ形ＡＦＣに出力した場合について考える。

以下、ブロック間推定部２２２を構成する多重開ループ形ＡＦＣの動作について記載する。なお、ここでは詳細な説明を省略するが、ブロック内推定部２２１を構成する多重開ループ形ＡＦＣの結果をブロック間推定部２２３を構成する多重開ループ形ＡＦＣに出力した場合、ブロック間推定部２２３についても同様である。

まず、第１のステップは、ｇ個の周波数オフセット検出器を準備し、Ｍ_ｐ（ｐ＝１，２，…ｇ）ブロック遅延検波を利用して、ｇ個の周波数オフセット値Δφ_ｐ＾を検出するステップである。ここで、Ｍ_１＜Ｍ_２＜…＜Ｍ_ｇの関係が成り立つものとする。具体的には、ブロック間推定部２２２は、以下に示す数式（１２）を用いて周波数オフセット値Δφ_ｐ＾を求めることができる。なお、数式（１２）中のＱ_ｂ，ｐはｂブロック目のＭ_ｐブロック遅延検波累積値であり、数式（１３）で表される。なお、数式（２）より、周波数オフセット値Δφ_ｐ＾は、単位チップあたりの位相変化量を表す。

続いて、第２のステップは、ｇ個の周波数オフセット値Δφ_ｐ＾から逐次的に周波数不確定性を除去することにより、周波数オフセットΔγ_ｐ＾を推定するステップである。具体的には、ブロック間推定部２２２は、以下に示す数式（１４）を用いて、逐次的に周波数オフセットΔγ_ｐ＾を推定することができる。ｐは、１からｇの整数である。

このとき、Δγ_０＾＝Δω_ｄ＾として、ブロック内推定部２２０の出力を初期値とする。数式（１４）におけるｐ＝１の動作に注目する。まず、Δω_ｄ＾を数式（１５）の通り置き換え、Δφ_１＾を数式（１６）の通り置き換えて考える。

Δα_ｔｒｘは、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットによる１チップあたりの位相変化量であり、Δα_ｔｉｍは、タイミングずれに起因する周波数オフセットによる１チップあたりの位相変化量であり、Δα_{ｃ＿ｅｒｒｏｒ}は、ブロック内推定部２２０の推定誤差であり、Δα_{１＿ｅｒｒｏｒ}は、ブロック間推定部２２２が第１のステップで求めたΔφ_１＾の推定誤差である。

また、Ｌは、Ｍ_１ブロックの時間の間に送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットにより位相が０～２πまで回転した回数であり、Ｌは整数である。

ここで、Δｔは、タイミングずれ量であり、信号がＫ倍のオーバーサンプリングで動作していると仮定すると、単位はサンプルである。なお、１サンプルは、１／Ｋチップである。数式（１５）および数式（１６）を数式（１４）に代入すると、以下に示す数式（１７）を得ることができる。

なお、Δα_ｔｉｍは、以下に示す数式（１８）で表される。

数式（１７）において、ｍｏｄ内のΔα_ｔｉｍが、２π／（Ｍ_１Ｌ_ｓ）の定数倍であれば、ｍｏｄ内のΔα_ｔｉｍは消えるため、Δα_ｔｒｘ＋Δα_ｔｉｍに対して推定誤差のみが更新されることになる。Δα_ｔｉｍが、２π／（Ｍ_１Ｌ_ｓ）の定数倍となるための条件は、以下の数式（１９）で表される。

ここでΔｔは整数であり、｜Δｔ｜＝１をタイミング推定の最小単位としている。つまり、数式（１９）を満たすことで、数式（１７）のｍｏｄ内のΔα_ｔｉｍが消えるため、ブロック間のチップに限定して多重開ループ形ＡＦＣを実行しても、ブロック間推定部２２２は、送受信間の周波数ずれに起因する周波数オフセットとタイミングずれに起因する周波数オフセットとを含む周波数オフセットΔα_ｔｒｘ＋Δα_ｔｉｍを推定することができる。

ｐ＝２以上の場合もｐ＝１の場合と同様に、数式（１４）におけるｍｏｄ内のΔα_ｔｉｍが消えることから、ブロック間推定部２２２は、周波数ずれに起因する周波数オフセットとタイミングずれに起因する周波数オフセットとを含む周波数オフセットΔα_ｔｒｘ＋Δα_ｔｉｍを推定することができる。

第１の周波数オフセット推定部２１３がブロック内推定部２２０のみを有し、ブロック間推定部２２２を有さない場合、ブロック内のチップのみで遅延検波をするため、Ｄ_ｄは、Ｌ_ｓ－１以下である必要がある。これに対して、ブロック間推定部２２２を構成する多重開ループ形ＡＦＣが数式（１９）で示す条件を満たした状態で動作する場合、Ｄ_ｄは、Ｌ_ｓ－１を超えてもよい。多重開ループ形ＡＦＣでは、Ｄ_ｄの値が大きいほど周波数オフセットの推定精度は向上する。このため、数式（１９）を満たす状態で動作する多重開ループ形ＡＦＣを用いてブロック間推定部２２２を構成することで、ブロック内推定部２２０のみを使用する場合よりも周波数オフセットの推定精度を向上させることができる。

なお、ブロック間推定部２２２を構成する多重開ループ形ＡＦＣが数式（１９）を満たす場合とは、「ブロック間推定部２２２を構成する多重開ループ形ＡＦＣが、チャープ系列の係数と、チャープ系列を表す２次の多項式における２次の項の係数と、多重開ループ形ＡＦＣが１段目で位相差を算出する２つのチップのブロック数の差との積が、多重開ループ形ＡＦＣに入力される受信信号のオーバーサンプル数以上となる場合」と言い換えることができる。

また、上記の実施の形態では、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の両方がブロック間推定部２２２，２２３を有することとしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の少なくとも１つがブロック間推定部２２２，２２３を有していればよく、例えば、第１の周波数オフセット推定部２１３または第２の周波数オフセット推定部２１４の一方がブロック間推定部２２２，２２３を有していてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の少なくとも１つは、ブロック内推定部２２０，２２１の後段にブロック間推定部２２２，２２３を有する。ブロック間推定部２２２，２２３を数式（１９）の条件を満たすように動作させることで、ブロック間のチップを用いて周波数オフセットを推定することが可能になり、ブロック内推定部２２０，２２１のみを使用するよりも周波数オフセットを高精度に推定することが可能になる。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる第１の周波数オフセット推定部２１３の機能構成を示す図である。図１４は、本発明の実施の形態３にかかる第２の周波数オフセット推定部２１４の機能構成を示す図である。本発明の実施の形態３では、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の処理内容が実施の形態１，２と異なる。受信装置２０全体の構成は、実施の形態１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

第１の周波数オフセット推定部２１３は、チップ合成部２３０と、ブロック内推定部２２０と、ブロック間推定部２２３とを有する。チップ合成部２３０は、ブロック内推定部２２０の前段に配置され、複数のチップを合成する処理を行う。チップ合成部２３０は、合成結果をブロック内推定部２２０に出力する。

第２の周波数オフセット推定部２１４は、チップ合成部２３１と、ブロック内推定部２２１と、ブロック間推定部２２４とを有する。チップ合成部２３１は、ブロック内推定部２２１の前段に配置され、複数のチップを合成する処理を行う。チップ合成部２３１は、合成結果をブロック内推定部２２１に出力する。

以下、チップ合成部２３０の機能について説明する。チップ合成部２３１についてもチップ合成部２３０と同様である。チップ合成部２３０は、ブロック内のチップを指定チップ数分累積して合成処理を行う。信号に介在する周波数オフセットによる位相変化量が、合成するチップ数の期間において十分小さい場合、同相に近い状態で合成することができる。例えば、６チップの信号に対して、３チップのチップ合成をした後に、２つの合成チップ間で遅延検波をすると、以下に示す数式（２０）のようになる。

ここで簡単のため、振幅は１、周波数オフセットによる１チップあたりの位相変化量はβ、ｋチップ目の雑音をｎ_ｋとする。ｋは１から６の整数である。数式（２０）を展開すると、位相変化量βは十分に小さいものとすれば、１５個の雑音項による平均化が行われる。

これに対して、チップ合成しない場合に６チップの信号に対して３チップ離れた２つのチップ間で遅延検波をすると、以下に示す数式（２１）のようになる。

数式（２１）を展開すると、９個の雑音項による平均化が行われる。つまり、チップ合成を行うことで、雑音項の平均化効果を得やすくなり、これにより、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能になる。

なお、上記の実施の形態では、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４のそれぞれが、チップ合成部２３０，２３１を有することとしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の少なくとも１つがチップ合成部２３０，２３１を有すればよい。

以上説明したように、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４の少なくとも１つは、チップ合成部２３０，２３１を有する。チップ合成部２３０，２３１は、ブロック内のチップを指定の数分累積して合成処理を行い、合成結果を用いることで、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能になる。

実施の形態４．
実施の形態１では、図３，４に示すように、前半に第１プリアンブルを含み、後半に第２プリアンブルを含むプリアンブルが用いられた。実施の形態４では、第１プリアンブルと第２プリアンブルとを交互に含むプリアンブルが用いられる。

図１５は、本発明の実施の形態４において用いられる受信信号の構成の第１の例を示す図である。図１５に示すように、受信信号は、第１プリアンブルおよび第２プリアンブルを交互に含むプリアンブルと、データとを含む。プリアンブルの先頭は第１プリアンブルである。

図１６は、本発明の実施の形態４において用いられる受信信号の構成の第２の例を示す図である。図１６に示すように、受信信号は、第２プリアンブルおよび第１プリアンブルを交互に含むプリアンブルと、データとを含む。プリアンブルの先頭は第２プリアンブルである。

第１プリアンブルと第２プリアンブルとが交互に配置されることで、第１の周波数オフセット推定部２１３および第２の周波数オフセット推定部２１４のそれぞれが、多重開ループ形ＡＦＣを用いるブロック間推定部２２３，２２４を有する場合、ブロック間のチップに対する時間差Ｍ_ｐＬ_ｓを大きくすることができる。このため、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能になる。

例えば、図１５，１６に示すように複数の第１プリアンブルと複数の第２プリアンブルとを交互に含むプリアンブル構成を用いる場合、図３，４に示すように、１つの第１プリアンブルと１つの第２プリアンブルとを含むプリアンブル構成を用いる場合よりも、時間差Ｍ_ｐＬ_ｓを２倍にすることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態４によれば、複数の第１プリアンブルと複数の第２プリアンブルとをブロック単位で交互に配置したプリアンブルを用いることで、時間差Ｍ_ｐＬ_ｓを大きくすることができる。したがって、周波数オフセットの推定精度を向上させることが可能になる。

続いて、本発明の実施の形態１～４にかかる送信装置１０および受信装置２０のハードウェア構成について説明する。送信装置１０および受信装置２０の各機能部は、処理回路により実現される。これらの処理回路は、専用のハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いた制御回路であってもよい。

上記の処理回路が、専用のハードウェアにより実現される場合、これらは、図１７に示す処理回路９０により実現される。図１７は、本発明の実施の形態１～４にかかる送信装置１０および受信装置２０の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図である。処理回路９０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。

上記の処理回路が、ＣＰＵを用いた制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図１８に示す構成の制御回路９１である。図１８は、本発明の実施の形態１～４にかかる送信装置１０および受信装置２０の機能を実現するための制御回路９１の構成を示す図である。図１８に示すように、制御回路９１は、プロセッサ９２と、メモリ９３とを備える。プロセッサ９２は、ＣＰＵであり、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などとも呼ばれる。メモリ９３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などである。

上記の処理回路が制御回路９１により実現される場合、プロセッサ９２がメモリ９３に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９３は、プロセッサ９２が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。

なお、制御回路９１のプロセッサ９２が実行するプログラムは、通信路を介して提供されてもよいし、記憶媒体に記憶された状態で提供されてもよい。また、送信装置１０および受信装置２０の機能は、専用のハードウェアと、ＣＰＵを用いた制御回路とを組み合わせて実現してもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 通信システム、１０ 送信装置、２０ 受信装置、９０ 処理回路、９１ 制御回路、９２ プロセッサ、９３ メモリ、１００ 変調部、１０１ 拡散処理部、１０２ プリアンブル生成部、１０３ 送信フィルタ部、１０４ 直交変調部、２０１ 直交復調部、２０２ 受信フィルタ部、２０３ 初期捕捉部、２０４ プリアンブル抽出部、２０５ 同期捕捉部、２０６ データ抽出部、２０７ データ逆拡散処理部、２０８ 周波数オフセット補正部、２０９ 復調部、２１０ 逆拡散部、２１１ 逆変調部、２１２ 分類部、２１３ 第１の周波数オフセット推定部、２１４ 第２の周波数オフセット推定部、２１５ 第３の周波数オフセット推定部、２１６ タイミング推定部、２２０，２２１ ブロック内推定部、２２２，２２３，２２４ ブロック間推定部、２３０，２３１ チップ合成部。

Claims (17)

1. 受信信号から、周波数が線形増加するアップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第１プリアンブルと、周波数が線形減少するダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第２プリアンブルとを含むプリアンブルを抽出するプリアンブル抽出部と、
   前記第１プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第１の周波数オフセットを出力する第１の周波数オフセット推定部と、
   前記第２プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定し、推定値を示す第２の周波数オフセットを出力する第２の周波数オフセット推定部と、
   前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットに基づいて、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを推定する第３の周波数オフセット推定部と、
   を備え、
   前記第１の周波数オフセット推定部および前記第２の周波数オフセット推定部のそれぞれは、１または複数のシンボルで構成される１ブロックをスペクトラム拡散の処理単位とする場合、ブロック内のチップを対象に周波数オフセットを推定するブロック内推定部を有することを特徴とする受信装置。
2. 前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットに基づいて、送受信間の処理タイミングのずれ量を示すタイミングずれ量を推定するタイミング推定部、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記アップチャープ信号は、周波数が第１の傾きで線形増加し、
   前記ダウンチャープ信号は、周波数が第２の傾きで線形減少し、
   前記第３の周波数オフセット推定部は、前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットに加えて、前記第１の傾きおよび前記第２の傾きに基づいて、前記第３の周波数オフセットを推定することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
4. 前記アップチャープ信号は、周波数が第１の傾きで線形増加し、
   前記ダウンチャープ信号は、周波数が第２の傾きで線形減少し、
   前記タイミング推定部は、前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットに加えて、前記第１の傾きおよび前記第２の傾きに基づいて、前記タイミングずれ量を推定することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
5. 前記第１の周波数オフセット推定部および前記第２の周波数オフセット推定部の少なくとも１つは、前記ブロック内推定部と、前記ブロック内推定部で推定された周波数オフセットを用いて、ブロック間のチップを対象に周波数オフセットを推定するブロック間推定部とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の受信装置。
6. 前記ブロック内推定部は、多重開ループ形の自動周波数制御装置を用いて構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置。
7. 前記ブロック間推定部は、多重開ループ形の自動周波数制御装置を用いて構成されることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
8. 前記第１プリアンブルおよび前記第２プリアンブルは、一定振幅かつ位相差０以外の自己相関値が０となり、係数および２次の多項式を用いて表されるチャープ系列を用いてスペクトラム拡散されており、
   前記ブロック間推定部を構成する自動周波数制御装置は、前記チャープ系列の係数と、前記２次の多項式における２次の項の係数と、前記自動周波数制御装置が１段目で位相差を算出する２つのチップのブロック数の差との積が、前記自動周波数制御装置に入力される受信信号のオーバーサンプル数以上となるように動作することを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
9. 前記第１の周波数オフセット推定部および前記第２の周波数オフセット推定部の少なくとも１つは、前記ブロック内推定部の前段に、ブロック内のチップを指定の数分累積して合成処理を行うチップ合成部をさらに有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の受信装置。
10. 前記プリアンブルは、前半に前記第１プリアンブルを含み、後半に前記第２プリアンブルを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の受信装置。
11. 前記プリアンブルは、前半に前記第２プリアンブルを含み、後半に前記第１プリアンブルを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の受信装置。
12. 前記プリアンブルは、スペクトラム拡散の処理単位であるブロック単位で複数の前記第１プリアンブルおよび複数の前記第２プリアンブルを交互に含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の受信装置。
13. 前記第１プリアンブルおよび前記第２プリアンブルの逆拡散処理を行う逆拡散部と、
    逆拡散処理された前記第１プリアンブルおよび前記第２プリアンブルの逆変調処理を行う逆変調部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の受信装置。
14. 前記プリアンブルは、時空間ブロック符号化された後、スペクトラム拡散されており、
    前記逆変調部は、時空間ブロック復号化をした後、逆変調処理を行うことを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
15. 周波数が線形増加するアップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第１プリアンブルと、周波数が線形減少するダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第２プリアンブルとを含む信号を受信する受信装置を制御する制御回路であって、
    前記第１プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定するステップと、
    前記第２プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定するステップと、
    前記第１プリアンブルに基づいて推定された第１の周波数オフセットと、前記第２プリアンブルに基づいて推定された第２の周波数オフセットとに基づいて、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを推定するステップと、
    を前記受信装置に実行させ、
    前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットのそれぞれを推定する際に、１または複数のシンボルで構成される１ブロックをスペクトラム拡散の処理単位とする場合、ブロック内のチップを対象に周波数オフセットを推定することを特徴とする制御回路。
16. 周波数が線形増加するアップチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第１プリアンブルと、周波数が線形減少するダウンチャープ信号を用いてスペクトラム拡散された第２プリアンブルとを含む信号を受信する受信装置を制御するプログラムを記憶した記憶媒体において、該プログラムは、
    前記第１プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定するステップと、
    前記第２プリアンブルに基づいて、時間領域で周波数オフセットを推定するステップと、
    前記第１プリアンブルに基づいて推定された第１の周波数オフセットと、前記第２プリアンブルに基づいて推定された第２の周波数オフセットとに基づいて、送受信間の周波数ずれに起因する第３の周波数オフセットを推定するステップと、
    を前記受信装置に実行させ、
    前記第１の周波数オフセットおよび前記第２の周波数オフセットのそれぞれを推定する際に、１または複数のシンボルで構成される１ブロックをスペクトラム拡散の処理単位とする場合、ブロック内のチップを対象に周波数オフセットを推定することを特徴とする記憶媒体。
17. 周波数が線形増加するアップチャープ信号と周波数が線形減少するダウンチャープ信号とを用いてスペクトラム拡散したプリアンブルを含む信号を送信する送信装置と、
    前記送信装置が送信する信号を受信する請求項１から１４のいずれか１項に記載の受信装置と、
    を備えることを特徴とする通信システム。

Images