JP7214627B2 - 信号処理装置および方法 - Google Patents

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    • H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2271—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals

Description

本技術は、信号処理装置および方法に関し、特に、受信感度の低減を抑制することができるようにした信号処理装置および方法に関する。
従来より、無線信号の受信機においては、受信信号の周波数ずれや位相ずれに対応するために、受信側で、周波数可変発振器の発振周波数をPLL（Phase Locked Loop）で制御することにより、受信信号の位相を補正する方法があった（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特表２００６－５２２５７３号公報 特開２００６－３３３０１０号公報
しかしながら、受信信号を積算してSNRを向上させることが求められる低SNR信号を対象とした受信機に対して、この方法を適用することは困難であった。このような受信機の場合、積算前の状態ではSNRが低いため、正しく位相を検出することが困難である。このため、積算前の状態で検出された位相誤差信号には誤差を大きく含み、PLLが正しく作動しない。PLLを正しく動作させて受信信号の位相補正を行うためには、位相誤差信号に関しても積算してSNRを向上させ、その結果をＰＬＬに入力する必要がある。しかしながら、そもそも正しい位相が得られなければ受信信号を正しく積算することができない。このようなパラドックスになっているために、低SNR信号を対象とした場合、従来のPLLでは正しく位相補正を行うことができず、また受信感度を向上させることも困難であった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、低SNRの受信信号に対しても正しい位相検出をおこなって高感度検出を可能とするものである。
本技術の一側面の信号処理装置は、受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、前記ピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する補正部を備える信号処理装置である。
前記補正部は、前記受信信号の位相を補正することができる。
前記補正部は、前記受信信号の振幅を補正することができる。
前記周辺サンプルは、前記ピークサンプルの両隣の周波数サンプルであるようにすることができる。
前記補正部は、複数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正することができる。
前記補正部は、振幅の大きい方から順に所定数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正することができる。
複数の前記補正部と、各補正部の補正結果を合成する合成部とを備え、各補正部は、互いに異なるピークサンプルと前記ピークサンプルの周辺サンプルとを用いて前記受信信号を補正するように構成されるようにすることができる。
前記受信信号は、未知の情報の間に既知の情報が定期的に挿入されているようにすることができる。
前記受信信号は、所定の長さのフレームが繰り返し、各フレーム内においてシンボル単位のデータが並ぶ構成を有するようにすることができる。
前記受信信号は、各フレーム内において、未知の前記データのシンボルの間に、既知の同期信号のシンボルが挿入されているようにすることができる。
前記受信信号は、未知の前記データの１シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有するようにすることができる。
前記受信信号は、未知の前記データの２シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有するようにすることができる。
前記受信信号の各フレームの両端には、不要なシンボルからなるガードビットが付されているようにすることができる。
前記受信信号に含まれる未知のデータのシンボルと、既知の同期信号のシンボルとを分離する分離部と、前記分離部により未知の前記データから分離された既知の前記同期信号のシンボルからチャネル情報を生成する生成部と、前記生成部により生成された前記チャネル情報を周波数サンプルに変換する変換部と、前記変換部により変換された前記周波数サンプルから有意な成分として複数の周波数サンプルを抽出する抽出部と、前記抽出部により抽出された有意な成分の複数の周波数サンプルをチャネル情報に逆変換する逆変換部とをさらに備えるようにすることができる。
前記変換部により変換された前記周波数サンプルを用いて、前記受信信号のフレーム単位の同期をとるフレーム同期部をさらに備えるようにすることができる。
前記補正部により補正された前記受信信号を積算する積算部をさらに備えるようにすることができる。
本技術の一側面の信号処理方法は、受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、前記ピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて受信信号を補正する信号処理方法である。
本技術の一側面の信号処理装置および方法においては、受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、そのピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて受信信号が補正される。
本技術によれば、信号を処理することが出来る。また本技術によれば、受信感度の低減を抑制することができる。
位相補正の例を説明する図である。 位相補正の例を説明する図である。 受信信号のフォーマットの例を説明するための図である。 受信の様子の例を説明するための図である。 受信の様子の例を説明するための図である。 位相補正の必要精度を説明するための図である。 周波数ずれの要因の例を説明するための図である。 受信の様子の例を説明するための図である。 受信の様子の例を説明するための図である。 受信の様子の例を説明するための図である。 位相同期がとれている場合の例を説明するための図である。 位相同期がとれていない場合の例を説明するための図である。 補正精度の例を説明するための図である。 位相補正の様子の例を説明するための図である。 位相補正の様子の例を説明するための図である。 位相補正の様子の例を説明するための図である。 位相補正の様子の例を説明するための図である。 位相補正の様子の例を説明するための図である。 位置通知システムの主な構成例を示す図である。 送信装置の主な構成例を示すブロック図である。 信号フォーマットの例を説明するための図である。 暗号化ブロックを説明するための図である。 送信処理の流れの例を説明するフローチャートである。 高感度受信装置の主な構成例を示すブロック図である。 信号処理部の主な構成例を示すブロック図である。 分離部の主な構成例を示すブロック図である。 周波数サンプル生成部の主な構成例を示すブロック図である。 周波数分布の例を示す図である。 有意成分抽出部の主な構成例を示すブロック図である。 逆変換部の主な構成例を示すブロック図である。 補正部の主な構成例を示すブロック図である。 受信処理の流れの例を説明するフローチャートである。 復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 周波数サンプル生成処理の流れの例を説明するフローチャートである。 有意成分抽出処理の流れの例を説明するフローチャートである。 補正処理の流れの例を説明するフローチャートである。 マルチパスの例を示す図である。 エンベロープとコンスタレーションの例を示す図である。 周波数分布の例を示す図である。 有意成分抽出部の主な構成例を示すブロック図である。 逆変換部の主な構成例を示すブロック図である。 逆変換部の主な構成例を示すブロック図である。 位相補正信号の例を示す図である。 振幅補正信号の例を示す図である。 コンスタレーションの例を示す図である。 有意成分抽出処理の流れの例を説明するフローチャートである。 信号処理部の主な構成例を示すブロック図である。 信号フォーマットの例を示す図である。 盗難防止システムの主な構成例を示す図である。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．位相補正
２．第１の実施の形態（位置通知システム）
３．第２の実施の形態（マルチパス対策）
４．第３の実施の形態（信号フォーマット）
５．その他
＜１．位相補正＞
＜一般的な位相補正方法＞
従来、例えば特許文献１や特許文献２に記載のように、直交周波数分割多重（OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing））システム等において、受信信号の周波数ずれによる受信感度の低減抑制のために、受信側で、周波数可変発振器の発振周波数をPLL（Phase Locked Loop）で制御することにより、受信信号の位相を補正する方法があった。
つまり、図１に示される例のように、受信機が受信信号に発生した位相のずれを検出し、その位相差をフィードバックさせて受信信号の位相を補正する。このようにすることにより、受信信号の周波数ずれが補正され、周波数ずれによる受信感度の低減が抑制される。
しかしながら、受信信号を積算してSNRを向上させる受信機に対して、この方法を適用することは困難であった。このような受信機の場合、積算前の状態では正しく位相を検出することが困難であるので、積算前の値をフィードバックさせても正しく位相補正を行うことは困難である。そのため、上述の方法で受信信号の位相補正を行うためには、図２に示される例のように、積算後の値をフィードバックさせる必要があるが、正しい位相が得られなければ受信信号を正しく積算することができない。つまり、正しく積算されていない信号をフィードバックさせても正しく位相補正を行うことができないので、周波数ずれによる受信感度の低減を抑制することが困難であった。
＜高感度受信機による信号受信と位相補正＞
以下により具体的に説明する。例えば、特開２０１６－４６６１８号公報には、長距離の無線通信を実現する技術として、例えば920Mz帯の無線電波を使って、センサなどの情報を伝送するシステムが公開されている。
このシステムでは、送信信号は、図３に示されるように、約0.2秒のフレーム単位で送信される。同じフレームを複数回繰り返し送信することもできる。１フレームは、約９６００個のシンボル単位のデータにより構成される。１フレームには、送信する情報（受信側にとって未知の情報）のデータと、同期信号（受信側にとって既知の情報）が含まれる。図３の例の場合、１フレームは、４８００シンボルのデータと４８００シンボルの同期信号により構成される。また、１フレームにおいて、データのシンボルと同期信号のシンボルとが交互に送信される。このような送信信号が例えばπ／２shift BPSK（Binary Phase Shift Keying）により変調され、送信される。
このシステムを用いることにより、最大連続送信時間を短く設定することができ、沢山の周波数チャネルから選択して送信することができるので、混信に対してより強い送受信システムを構築することができる。また、短い時間のフレームを多数積算することにより、電波法に定められた最大送信時間の制限を超えずに、実効的なSNRを向上させることができる。このとき、同期信号がフレーム全体に分散されているので、フレーム中に位相揺らぎがあった場合においても、より適切に位相と周波数の補正を行うことができる。これらの結果、例えば、ノイズに埋もれてしまい従来の方法では復号することが困難な程微弱な受信信号であっても、より正しく復号することができるようになる。つまり、受信感度が向上し、より長距離の無線通信を実現することができる。
このような送信信号を受信する高感度受信機においては、既知の同期信号を検出することにより、データの受信感度を向上させることができる。受信感度を向上させるために、高感度受信機は、例えば、フレームの同期、シンボルの同期、およびキャリアの同期をとる。フレームの同期は約0.2秒単位で時間を合わせる。シンボルの同期は約20μ（マイクロ）秒単位で時間を合わせる。キャリアの同期は約1n（ナノ）秒単位で時間を合わせる。したがって、キャリアの同期をとることが最も高い精度が必要になる。
受信信号のSNR（Signal to Noise ratio）が良い場合において、高感度受信機は、図４に示されるように、各フレームの位相変化φ(t)を検出することができる。位相変化φ(t)が検出できれば、受信信号に対してejφ(t)の補正を施した後に合成して復号することも可能である。しかしながらSNRが低い場合、受信信号はノイズに埋もれてしまうので、位相変化φ(t)を観測することができない。このような低SNRにも対応できる高感度受信機の構成として考えられるのは、周波数ずれfΔを検出することである。相関検出などの手法により周波数ずれfΔを推定することができれば、図５に示されるように、各フレームの受信信号を2πfΔtの位相直線で補正することができる。この方法では位相変化φ(t)を直線で近似するので、位相誤差が生じてしまい、本来得られる筈の高感度が低下してしまうという欠点があった。
このような位相補正をより正しく行うために、高感度受信機では、図６に示されるように、GNSS（Global Navigation Satellite System）衛星から送信されるGNSS信号を利用する。GNSSは地球をとりまく人工衛星から得られる無線信号を使って位置や時刻情報を取得するシステムであり、米国、ロシア、中国及びヨーロッパ等により衛星が打ち上げられていて、一般的にはGPS（Global Positioning System）と呼ばれる場合もある。GNSS衛星は、高精度なセシウムの発振器を有しており、受信機等に通常内蔵される発振器よりも正確な時刻情報を得ることができる。このような時刻情報を用いてキャリア周波数の補正を行うことにより、送信周波数と受信周波数の中心を約±１０Hz程度の精度で補正を行うことができる。
しかしながら、図５のように位相補正を行う場合、周波数fΔの発振信号が必要になるが、この周波数fΔの必要精度は約±0.2Hzである。GNSS信号を使って補正しても、十分に高い精度で補正を行うことができなかった。
さらに、受信信号の周波数ずれは様々な要因で発生する。例えば、送信機が自動車等の高速移動体に搭載されている場合、受信点において観測される信号には周波数シフト（ドップラーシフト）が発生するおそれがある。例えば、受信機に対して送信機が毎時約１００キロメートルの相対速度で移動する場合、その送信機から送信される送信信号に約86Hz程度の周波数シフトが発生する可能性がある。このドップラーシフトは、受信機からみた送信機の相対移動速度で決まるので、送信機の移動方向によっても異なる値となる。以上述べたように、GNSS信号を使って周波数補正をおこなうことは可能であるが、その補正精度には限界があり、必要とされる約±0.2Hzの精度を達成することはできない。
そのため、受信機においては、受信信号の位相補正をより高精度に行うことが求められる。特に上述のような通信システムの場合、低SNRの環境における高感度な検出を特徴としており、周波数ずれによる受信感度の低減の影響は大きいため、より高精度な位相補正が求められる。
＜fΔ推定＞
ここで、上述の周波数fΔの補正に必要な精度は、送信フォーマットから推定することができる。上述したように、送信データは約0.2秒のフレーム単位で送信される。各フレームは、９６００シンボルの情報からなり、例えば図８に示されるように、４８００シンボルのデータ（受信側にとって未知の情報）と、４８００シンボルの同期信号（受信側にとって既知の情報）とが１シンボルずつ交互に並ぶ。
高感度受信機は、このような信号を受信すると、図９に示されるように、その受信信号（IQ信号）から同期信号を抽出する。そして、高感度受信機は、図１０に示されるように、その同期信号に既知のデータ（+1 or -1）を乗算し、チャネル情報サンプル（p(k)(0≦k≦(N-1))）を生成する。同期が取れている場合、このチャネル情報サンプル（p(k)）は、図１１に示されるように、全て+1（実軸上の一点）となる（そのような値を乗算する）。しかしながら、受信信号に周波数ずれがあると、このチャネル情報サンプル（p(k)）は、図１２に示されるように、+1（実軸）とならず、時間とともに位相が回転する。
高感度受信機は、図１３に示されるように、チャネル情報サンプル（p(k)）をフーリエ変換して周波数成分を求め、図１３の下側のグラフのような周波数分布C(f)を得る。このグラフの場合、信号成分が特定の周波数に集中している。つまり、このグラフの最大のスペクトルが得られる周波数の分、信号の周波数がずれている。したがって、この最大のスペクトルが得られる周波数をfΔとして位相補正を行うことで、周波数ずれを抑制することができる。
上述のように、十分な精度で周波数ずれを抑制するためには、この最大のスペクトルが得られる周波数（fΔ）を約±0.2Hzの精度で特定しなければならない。しかしながら、0.2秒間のフレームから抽出されるチャネル情報サンプル（p(k)）をフーリエ変換すると、その周波数分解能は5Hzである。つまり、周波数ずれを補正するには精度が足りないという問題点があった。
＜複数の周波数サンプルを用いた位相補正＞
受信信号に周波数ずれが生じている場合、各フレームの信号の位相φ(t)は、図１４に示されるように比較的緩やかな曲線状に変化する、と仮定することができる。これに、図７を参照して説明したようなドップラーシフト（fd：最大±86Hzの定数）が加わるとすると、受信信号は、ej2πfdt+jφ(t)と表すことができる。つまり、この受信信号ej2πfdt+jφ(t)は、周波数fd(Hz)の単一キャリアをφ(t)で緩やかに位相変調した波形と捉えることができる。したがって、この受信信号ej2πfdt+jφ(t)の周波数分布を求めると、図１５のように、周波数fdを中心とし、φ(t)に応じた拡がりを持つ山状のスペクトル分布が得られる。
なお、フーリエ変換（FFT（Fast Fourier Transform））は、図１６のように、１フレーム分の受信信号が無限に繰り返しているものとしてフレーム単位で行うことができる。このようにFFTを行うと、上述の周波数分布は、図１７のように、5Hz刻みのインパルス列として得られる。
従来のように、このようなインパルス列から１つを選択する方法では、上述のように十分な精度（誤差±0.2Hz）でピークの周波数を捉えることは困難である。しかしながら、図１８に示されるように、ピークとその近傍のスペクトルにより、受信信号のスペクトル分布（山状の分布）をより正確に再現することができる。例えば、ピークのスペクトルの周波数をf1、その大きさをA1とし、その両隣のスペクトルの周波数をf0,f2、振幅をA0,A2とすると、受信信号ej2πfdt+jφ(t)は、以下の式（１）のように表すことができる。
Figure 0007214627000001
・・・（１）
ここでA0,A1,A2は一般に複素数であらわされる複素振幅である。つまり、複数の周波数サンプルを用いて位相補正を行うことにより、高精度に位相補正を行うことができる。したがって、周波数ずれによる受信感度の低減を抑制することができる。なお、式（１）では省略しているが、３つの異なる周波数の複素振幅A0,A1,A2を合成した結果は、緩やかな振幅変動もあらわしている。この振幅変動を使うことにより、位相だけでなく振幅変動の補正も行うことができる。従ってより高精度な補正を実現し、受信感度の低減を抑制することができる。
＜２．第１の実施の形態＞
＜位置通知システム＞
次に、本技術を適用するシステムについて説明する。図１９は、本技術を適用した信号送受信システムの一実施の形態である位置通知システムの主な構成例を示す図である。図１９に示される位置通知システム１００は、送信装置１０１が自身の位置を通知するシステムである。このシステムは、例えば、対象の位置の監視や管理に利用される。図１９に示されるように位置通知システム１００は、送信装置１０１、高感度受信装置１０２、サーバ１０４、端末装置１０５等のデバイスを有する。送信装置１０１、高感度受信装置１０２、サーバ１０４、および端末装置１０５の数は任意であり、それぞれ、複数であってもよい。
送信装置１０１は、本技術を適用した送信装置の一実施の形態であり、例えば自身を識別する識別情報や自身の位置を示す位置情報等を、無線信号として送信する。高感度受信装置１０２は、本技術を適用した受信装置の一実施の形態であり、その無線信号を受信して送信装置１０１の識別情報や位置情報等を取得し、それらを、ネットワーク１０３を介してサーバ１０４に供給する。つまり、高感度受信装置１０２は、送信装置１０１から送信された情報を中継してサーバ１０４に伝送する中継局として機能する。サーバ１０４は、識別情報に位置情報を紐づけして管理することにより、各送信装置１０１の位置を管理する。送信装置１０１の位置を知りたいユーザに操作される端末装置１０５は、ネットワーク１０３を介してサーバ１０４にアクセスし、所望の送信装置１０１の識別情報を供給してその位置情報を要求する。サーバ１０４は、要求された識別情報に対応する位置情報を端末装置１０５に供給する。端末装置１０５は、その位置情報を取得し、例えば地図データ等とともに表示する等して、ユーザに送信装置１０１の位置を通知する。
このような送信装置１０１を、位置を監視（管理）したい対象により携帯（所持や装着等を含む）させることにより、サーバ１０４は、間接的にその位置監視（管理）対象の位置を管理することができる。図１９の例では、ユーザが高齢者１１１を位置監視の対象としており、その高齢者１１１に送信装置１０１を携帯させている。上述のように、送信装置１０１の位置はサーバ１０４により管理され、端末装置１０５に提供される。したがって、ユーザは、端末装置１０５を操作して、その送信装置１０１を携帯している高齢者１１１の位置を把握することができる。
なお、位置監視の対象は、任意である。例えば、子供であってもよいし、犬や猫等の動物であってもよいし、企業の社員等であってもよい。送信装置１０１は、専用の装置として構成されるようにしてもよいが、例えば、携帯電話機やスマートフォンのような携帯型の情報処理装置に組み込むようにしてもよい。
送信装置１０１の位置情報は、送信装置１０１の位置を示すものであればどのような情報であってもよく、どのように生成されるようにしてもよい。例えば、送信装置１０１が、GNSS（Global Navigation Satellite System）衛星からGNSS信号を受信し、そのGNSS信号に基づいて自身の位置情報（例えば、緯度および経度）を求めるようにしてもよい。また、例えば、送信装置１０１がGNSS以外の専用の位置特定システムを用いて自身の位置を特定するようにしてもよい。さらに、この位置情報は、例えば高感度受信装置１０２、サーバ１０４、または別途設けられた専用の情報処理装置（サーバ等）等のような、送信装置１０１以外において生成されるようにしてもよい。
例えば、送信装置１０１が受信したGNSS信号を他の装置に供給し、他の装置がそのGNSS信号から送信装置１０１の位置情報を求めるようにしてもよい。また、例えば、送信装置１０１がGNSS以外の専用の位置特定システムを用いて得られた情報を他の装置に供給し、他の装置がその情報に基づいて送信装置１０１の位置情報を求めるようにしてもよい。また、例えば、他の装置が、送信装置１０１と高感度受信装置１０２との通信状況に基づいて送信装置１０１の位置情報を求めるようにしてもよい。例えば、送信装置１０１からの信号を受信した高感度受信装置１０２を特定することにより、送信装置１０１がその高感度受信装置１０２の通信可能範囲内に位置することを特定するようにしてもよい。さらに、その高感度受信装置１０２が受信した受信信号の信号強度や遅延時間等に基づいて、送信装置１０１のさらに詳細な位置情報を求めるようにしてもよい。また、例えば、送信装置１０１からの信号を受信した複数の高感度受信装置１０２の位置情報を用いて三角法等により送信装置１０１の位置情報を求めるようにしてもよい。
高感度受信装置１０２の設置位置は任意である。例えば、ビル、マンション、家屋等の建造物１１２の屋根や屋上等でもよい。建造物１１２は、送信装置１０１を携帯する位置監視対象（例えば高齢者１１１）が活動する可能性が高い都市部に数も多く、また、設置も容易であるので、好適である。特に、位置監視対象が人の場合、その位置監視対象の自宅は、その周辺に位置監視対象が位置する可能性がより高く、好適である。また、設置場所の確保という面についても、この位置通知サービス提供事業者が独自に場所を確保して高感度受信装置１０２を設置する場合よりも、同意を得やすく容易である。
なお、高感度受信装置１０２の設置場所は、この他にも例えば、自動車、バイク、自転車等の移動可能な物体（移動体とも称する）に設置するようにしてもよい。つまり、高感度受信装置１０２の位置が可変であってもよい。
ネットワーク１０３は、任意の通信網であり、有線通信の通信網であってもよいし、無線通信の通信網であってもよいし、それらの両方により構成されるようにしてもよい。また、ネットワーク１０３が、１の通信網により構成されるようにしてもよいし、複数の通信網により構成されるようにしてもよい。例えば、インターネット、公衆電話回線網、所謂3G回線や4G回線等の無線移動体用の広域通信網、WAN（Wide Area Network）、LAN（Local Area Network）、Bluetooth（登録商標）規格に準拠した通信を行う無線通信網、NFC（Near Field Communication）等の近距離無線通信の通信路、赤外線通信の通信路、HDMI(登録商標)（High-Definition Multimedia Interface）やUSB（Universal Serial Bus）等の規格に準拠した有線通信の通信網等、任意の通信規格の通信網や通信路がネットワーク１０３に含まれるようにしてもよい。
サーバ１０４や端末装置１０５は、情報を処理する情報処理装置である。サーバ１０４や端末装置１０５は、ネットワーク１０３に通信可能に接続されており、このネットワーク１０３を介してネットワーク１０３に接続される他の通信装置と通信を行い、情報を授受することができる。
サーバ１０４は、各送信装置１０１の位置を管理する。また、サーバ１０４は、送信装置１０１の位置情報の提供を許可するユーザも管理することができる。例えば、サーバ１０４は、各送信装置１０１の位置情報を、その送信装置１０１の位置情報の取得が許可されたユーザに対してのみ提供するようにすることができる。
上述のように、送信装置１０１から提供される情報が高感度受信装置１０２により中継されてサーバ１０４に供給されることにより、サーバ１０４は、送信装置１０１の位置を管理する。つまり、送信装置１０１が、いずれかの高感度受信装置１０２の通信可能範囲内に位置する状態において、サーバ１０４は、その送信装置１０１の位置を管理することができる。換言するに、送信装置１０１の位置が、いずれの高感度受信装置１０２の通信可能範囲からも外れると、サーバ１０４は、その位置を管理することができなくなる。したがって、高感度受信装置１０２の送信装置１０１との通信可能範囲網がより広範囲になる程、サーバ１０４は、送信装置１０１の位置をより正確に管理することができる。
ここで、より正確な管理とは、より広範囲において送信装置１０１の位置を管理する（つまり、送信装置１０１の位置の管理が不可能な領域を少なくする）ことを意味する。送信装置１０１の位置を管理可能な範囲をより広範囲とするためには、送信装置１０１と高感度受信装置１０２とがより遠くまで無線信号を送受信することができる程（各高感度受信装置１０２の通信可能範囲がより広い程）好ましい。送信装置１０１と高感度受信装置１０２との間の無線信号の送受信の方法は任意であり、どのような通信規格に準拠するようにしてもよいが、例えば、９２５MHzを含む周波数帯（９２０MHz帯とも称する）を用いて、長距離の通信が可能な方法で行われるようにしてもよい。
例えば、送信装置１０１が無線信号を送信する時刻や周波数が既知（高感度受信装置１０２が知っている）であれば、高感度受信装置１０２は、その既知の時刻および周波数において無線信号の検出を行えば良いので、検出がより容易になる。したがって、受信感度を向上させることができる。つまり、高感度受信装置１０２の通信可能範囲をより拡大させることができる。なお、このような時刻や周波数の制御の精度が低減すると検出がより困難になり、受信感度が低減するおそれがある。換言するに、時刻や周波数の制御精度を向上させることにより、受信感度を向上させることができる。
＜無線通信＞
デジタルデータを送受信する無線通信では、電波の送信電力、及び送受信で使う空中線の性能、そして転送レートにより、無線通信距離の限界が定まる。送信電力の増大は、送信機の消費電力に直結することから、自ずと限界がある。空中線の性能は、八木宇田アンテナなどを使用することにより性能向上を実現できるが、性能の高いアンテナほど構造が大きく複雑になり、使うことのできる空中線の性能は限られている。
また、送信電力は電波法により制約が設けられている。さらに、電波の周波数帯によっては、空中線の性能を含めて送信電力が電波法で規制されている。これらの結果、現実的に使うことのできる送信電力や空中線の性能には限界がある。
このような制約条件から逃れて、長距離の無線通信を実現する技術として、例えばDSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）が知られている。DSSSは、受信した信号に拡散符号を乗算しながら積算することにより、雑音の影響を排除して高感度の受信が可能とする技術である。感度は積算時間を伸ばすこと、（即ち転送レートを低下させること）により直線的に増加し、例えばDSSSを採用したGNSSでは -150dBm以下の電界強度でも信号を安定して受信することが可能となっている。
GNSSでは、送信電波が安定した位相で連続送信されている。従って低帯域のPLL（Phase Locked Loop）、あるいはDLL（Delayed Locked Loop）を採用することにより、低SNR（Signal to Noise ratio）の状態でも安定した位相同期が確立される。位相が正しければ、信号を積算検出することで微弱信号を検出することが可能となる。GNSSのように専用無線周波数帯が割り当てられている場合、このように長時間の連続送信が可能となり、微弱信号であっても安定した受信が可能となる。
ところで、例えば920Mz帯の無線電波を使って、センサなどの情報を伝送するシステムがある。920MHz帯は、総務省により２０１１年７月から解禁された周波数帯であり、免許不要で誰でも使うことができる。但し、規定（ARIB（Association of Radio Industries and Businesses） STD T-１０８）により、最大連続送信時間が４秒間に制限されている。より厳密には、ARIB STD T-１０８規定により、４秒間の連続送信時間が許されているのは一部の周波数領域に制限されている。つまり、連続送信時間を４秒とする場合、送受信に用いることのできる周波数チャネル数が限定される。これに対して、連続送信時間が0.4秒以下の場合、さらに多くの周波数帯で送受信が可能となる。より多くの周波数帯が使えれば、混信妨害等の影響を抑制することができる。また連続送信時間をさらに短くして0.2秒以下とすれば、短い送信休止時間で繰り返し送信することが可能とされている。
しかしながら従来のDSSS方式は、連続送信時間が長くなってしまい、0.4秒以下にすると充分な受信感度効果が得られないおそれがあった。また、送信休止時間を短くするために連続送信時間を短くして0.2秒以下とすると、さらに受信感度が低減してしまう欠点があった。
＜送信装置＞
図２０は、送信装置１０１の主な構成例を示すブロック図である。送信装置１０１は、920MHz帯を用いて信号を送信する。したがって、送信装置１０１は、免許が無くても使用することができる。
この送信装置１０１が送信する送信信号のフレーム構造の全体図を図２１に示す。図２１に示されるように、送信装置１０１は、0.189秒（約0.2秒以下）のフレーム単位で信号を送信する。１回の連続送信時間が0.189秒とされ、連続送信時間0.2秒を下回っている。また各フレームの間には、適宜インターバルが設けられている。この結果、多くの送信チャネルを割り当てることができ、比較的空いているチャネルを選択して送信することが可能となり、より混信に強いシステムを構築することができる。本技術を適用することにより、このような短いフレーム長を使っても、高感度の送受信システムを構築することができる。
１回のデータ送信は、複数のフレームを繰り返すスーパーフレーム（Super Frame）を構成する。図２１に示すスーパーフレームでは、0.189秒のフレームが20回繰り返される。ここでフレーム間のギャップは、少なくとも２ms以上の時間である。ギャップは、キャリアセンスの結果（即ちチャネルの混み具合）により毎回異なっている。送信できるフレーム数は、チャネルの混雑度合いにより若干変動する。２０回のフレームで送信される信号は、以下においては同一であるものとして説明する。
送信装置１０１は、GNSS信号受信部２０１、ペイロードデータ生成部２０２、ID/CRC付加部２０３、FEC処理部２０４、繰り返し部２０５、ガードビット付加部２０６、キーストリーム生成部２１１、ANDゲート２１２、EXORゲート２１３、ゴールド符号発生部２１４、EXORゲート２１５、シンク生成部２２１、インターリーブ部２２２、変調部２２３、及び、周波数／タイミング制御部２２４を有する。
GNSS信号受信部２０１は、GNSS信号を受信し、そのGNSS信号に含まれる1PPS（パルス／秒）信号や現在時刻（GNSS時刻）を取得し、クロック信号として、周波数／タイミング制御部２２４に供給する。また、GNSS信号受信部２０１は、GNSS信号から、送信装置１０１の位置情報（緯度、経度、高度）を取得し、位置をセンシングしたセンサ情報として、ペイロードデータ生成部２０２に供給する。
ペイロードデータ生成部２０２は、GNSS信号受信部２０１からの位置情報から、無線信号のペイロードとなるペイロードデータを生成し、ID/CRC付加部２０３に供給する。なお、ペイロードデータとなる情報は、位置情報に限定されるものではない。
ID/CRC付加部２０３は、ペイロードデータ生成部２０２からのペイロードデータに、送信装置１０１のID（識別情報）と、CRC(Cyclic Redundancy Check)コードとを付加することで、FEC(Forward Error Correction)処理の対象となるFEC対象ユニットを生成し、FEC処理部２０４に供給する。なお、ID/CRC付加部２０３は、ペイロードデータ、又は、ペイロードデータ及びIDを対象に、CRCコードを生成する。
FEC処理部（符号化部）２０４は、ID/CRC付加部２０３からのFEC対象ユニットを対象として、FEC処理を施し、その結果得られるFECフレームを、繰り返し部２０５に供給する。
すなわち、FEC処理部２０４は、FEC対象ユニットのFEC処理として、FEC対象ユニットの誤り訂正符号化を行い、その誤り訂正符号化により得られる誤り訂正符号を、繰り返し部２０５に供給する。
具体的には、FEC処理部２０４は、例えば、FEC対象ユニットのLDPC符号化を行い、そのLDPC符号化により得られるLDPC符号を、繰り返し部２０５に供給する。
なお、誤り訂正符号は、LDPC符号に限定されるものではない。誤り訂正符号としては、例えば、畳み込み符号やターボ符号等を採用することができる。
繰り返し部２０５は、FEC処理部２０４からのLDPC符号を繰り返し配置した繰り返しユニットを生成し、ガードビット付加部２０６に供給する。
ガードビット付加部２０６は、繰り返し部２０５からの繰り返しユニットに、ガードビットを付加（挿入）し、EXORゲート２１３に供給する。後述する受信機において、受信信号処理においてFFT（Fast Fourier Transform）等の処理が使われる場合がある。このとき、FFTでは受信信号が繰り返し送信されたのと等価な演算がおこなわれる場合があり、受信信号の前端と後端部において誤りが生じやすくなる。そこで、ガードビットを信号列の前端と後端に付加することにより、受信機側でFFT等の信号処理を施しても、必要な信号が劣化することを防ぐことができる。
キーストリーム生成部２１１は、暗号化に用いるキーストリームを生成し、ANDゲート２１２に供給する。
ANDゲート２１２には、キーストリーム生成部２１１からのキーストリームが供給される他、EXORゲート２１３での暗号化の有効／無効を切り替える切り替え信号が供給される。
切り替え信号は、例えば、暗号化を有効とする場合には、論理１（例えば、Highレベル）となり、暗号化を無効とする場合には、論理０（例えば、Lowレベル）となる信号である。切り替え信号は、例えば、アプリケーションに応じて設定することができる。切り替え信号は、ガードビット付加部２０６からEXORゲート２１３に供給される繰り返しユニットの全体や、一部分の暗号化が有効になるように設定することができる。また、切り替え信号は、ガードビット付加部２０６からEXORゲート２１３に供給される繰り返しユニットの全体の暗号化が無効になるように設定することができる。
ANDゲート２１２は、切り替え信号と、キーストリーム生成部２１１からのキーストリームとの論理積を演算し、EXORゲート２１３に供給する。これにより、ANDゲート２１２からEXORゲート２１３に対しては、切り替え信号において暗号化が有効になっている期間だけ、キーストリームが供給される。
EXORゲート２１３は、カードビット付加部２０６からの繰り返しユニットと、ANDゲート２１２からのキーストリームとの排他的論理和を演算することにより、繰り返しユニットをストリーム暗号（方式）で暗号化する。EXORゲート２１３は、暗号化後の繰り返しユニットを、EXORゲート２１５に供給する。
ここで、EXORゲート２１３では、繰り返しユニットのうちの、ANDゲート２１２からのキーストリームが供給される期間、すなわち、切り替え信号が論理１になっている期間が暗号化される。したがって、EXORゲート２１３では、繰り返しユニットの全部又は一部が暗号化されることや、繰り返しユニットの全部が暗号化されないことがある。
ゴールド符号発生部２１４は、例えば、２つのM系列発生器を用いて、EXORゲート２１３からの繰り返しユニットと同一サイズ（ビット数）のスクランブル系列としての、例えば、ゴールド符号を発生し、EXORゲート２１５に供給する。
EXORゲート２１５は、EXORゲート２１３からの繰り返しユニットと、ゴールド符号発生部２１４からのスクランブル系列との排他的論理和を演算することにより、繰り返しユニットのスクランブルを行って、インターリーブ部２２２に供給する。
シンク生成部２２１は、例えば、M系列等の所定のPN(Pseudo Noise)系列を、同期信号として生成し、インターリーブ部２２２に供給する。なお、シンク生成部２２１で生成される同期信号は、送信装置１０１及び高感度受信装置１０２で既知の信号になっている。同期信号が、送信装置１０１及び高感度受信装置１０２で既知であることにより、高感度受信装置１０２では、送信装置１０１からの無線信号の同期を行うことができ、送信装置１０１からの無線信号をロバストに受信することができる。M系列の初期値は、送受信で共通の値とすれば何でも良い。またM系列の初期値を、IDに応じて変えることも可能である。
インターリーブ部２２２は、EXORゲート２１３からの繰り返しユニットとしてのビット系列d(0),d(1),...と、シンク生成部２２１からの同期信号としてのビット系列r(0),r(1),...とを交互にインターリーブ（多重化）し、そのインターリーブにより得られるインターリーブ系列r(0),d(0),r(1),d(1)...を、変調部２２３に供給する。
変調部２２３は、インターリーブ部２２２から供給されるインターリーブ系列を用いて、例えば、π/2 shift BPSK(π/2 Shift Binary Phase Shift Keying)変調を行い、その変調により得られる変調信号としての、例えば、920MHz帯の無線信号を送信する。なお、変調部２２３は、周波数／タイミング制御部２２４からの制御に従った送信タイミング及び送信周波数で、無線信号を送信する。
周波数／タイミング制御部２２４は、送信装置１０１のID等に応じて、変調部２２３が送信する無線信号の送信タイミング及び送信周波数を設定し、その送信タイミング及び送信周波数で無線信号を送信するように、変調部２２３を制御する。周波数／タイミング制御部２２４は、変調部２２３の制御を、GNSS信号受信部２０１からのクロック信号に同期して行う。すなわち、周波数／タイミング制御部２２４は、例えば、GNSS信号受信部２０１からのクロック信号に応じて、現在のタイミングが、送信装置１０１及び高感度受信装置１０２において既知の（あらかじめ決められた）タイミングであるグリッドタイミング（グリッド時間）であるかどうかを認識し、グリッドタイミングでパケットの送信が開始されるように、変調部２２３を制御する。
以上のようにすることにより、送信信号は、受信装置が既知である同期信号（SYNC）が、均等にばらまかれた状態で、0.2秒以下のフレームとして送信される。したがって、送信装置１０１は、受信感度の低減を抑制することができる。換言するに、送信装置１０１は、装置全体の消費電力の増大を抑制しながら、より遠距離への無線信号の送信を実現することができる。
＜送信処理の流れ＞
次に、以上のような送信装置１０１において実行される送信処理の流れの例を、図２３のフローチャートを参照して説明する。送信するデータ（例えばGNSS時刻情報）が得られると、送信装置１０１は、送信処理を開始する。
ステップＳ１０１において、ペイロードデータ生成部２０２は、ペイロードデータとしてのMSDUを生成し、ID/CRC付加部２０３に供給して、処理は、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２では、ID/CRC付加部２０３は、ペイロードデータ生成部２０２からのペイロードデータに、送信装置１０１のIDと、CRCコードとを付加することで、FEC対象ユニットとしてのPSDUを生成する。ID/CRC付加部２０３は、FEC対象ユニットを、FEC処理部２０４に供給し、処理は、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、FEC処理部２０４は、ID/CRC付加部２０３からのFEC対象ユニットのLDPC符号化を行い、そのLDPC符号化により得られるLDPC符号の１符号語分であるFECフレームを、繰り返し部２０５に供給して、処理は、ステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０４では、繰り返し部２０５は、FEC処理部２０４からのLDPC符号を繰り返し配置した繰り返しユニットを生成し、ガードビット付加部２０６に供給して、処理は、ステップＳ１０５に進む。
ステップＳ１０５では、ガードビット付加部２０６は、繰り返し部２０５からの繰り返しユニットに、ガードビットを付加し、EXORゲート２１３に供給して、処理は、ステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６では、EXORゲート２１３は、ガードビット付加部２０６からの繰り返しユニットを暗号化し、その結果得られる暗号ストリームを、EXORゲート２１５に供給する。EXORゲート２１５は、EXORゲート２１３からの暗号ストリームをスクランブルし、その結果得られるスクランブルストリームを、インターリーブ部２２２に供給して、処理は、ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０７では、インターリーブ部２２２は、EXORゲート２１３からのスクランブルストリームと、シンク生成部２２１からの同期信号とをインターリーブし、そのインターリーブにより得られるPPDUを、変調部２２３に供給して、処理は、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、変調部２２３は、インターリーブ部２２２から供給されるPPDUを用いて、BPSK変調やチャープ変調を行うことによって、例えば、920MHz帯の無線信号を生成して送信し、処理は終了する。
＜送信装置１０１で扱われるデータのフォーマット＞
図２１は、送信装置１０１で扱われるデータ（信号）の第１のフォーマットの例を示す図である。
ここで、新通信方式では、変調部２２３で行われる変調の変調レート（伝送レート）として、例えば50.8kbpsを採用した場合のデータのフォーマットを示している。
ペイロードデータは、例えば、MSDU(MAC(Media Access Control))と呼ばれる128ビットが実データ（ユーザデータ）の伝送に用いられる。
128ビットのMSDUは、ID/CRC付加部２０３で、送信装置１０１の32ビットのIDと、24ビットのCRCコードとが付加されることにより、FEC対象ユニットとしてのPSDU(Physical Layer Service Unit)と呼ばれる184ビットのユニットになる。
184ビットのPSDUは、FEC処理部２０４において、例えば、符号長Nが736ビットで、符号化率rが1/4のLDPC符号に符号化され、その結果、736ビット（＝184×4/1）のLDPC符号（エンコードビット）となる。
次に736ビットのLDPC符号が６回繰り返され、さらに、736ビットのLDPC符号の一部の384ビットが繰り返されることにより、4800ビット（＝736ビット×6＋384ビット）の繰り返しユニットが構成される。
すなわち、繰り返しユニットは、736ビットのLDPC符号が６回繰り返し配置され、さらに、736ビットのLDPC符号の一部の384ビットが配置されて構成される。
繰り返しユニットに配置される736ビットのLDPC符号の一部の384ビットとしては、例えば、736ビットのLDPC符号の先頭の384ビットを採用することができる。また、繰り返しユニットに配置される736ビットのLDPC符号の一部の384ビットは、例えば、所定の最適化パターンに従って選択することができる。
繰り返しユニットについては、4ビットのガードビット(G)が、先頭と最後のそれぞれに付加される。ガードビットの付加により、4800ビットの繰り返しユニットは、4808ビット（＝4800ビット＋4ビット×2）の繰り返しユニットになる。
その後、第２のフォーマットでは、第１のフォーマットの場合と同様に、4808ビットの繰り返しユニットが暗号化され、暗号ストリームとされ、さらに、スクランブルされ、スクランブルストリームとされる。
スクランブルストリームは、ガードビットが付加された繰り返しユニットと同一サイズの4808ビットのビット系列d(0),d(1),...,d(4807)になる。
また、シンク生成部２２１は、例えば、スクランブルストリームと同一サイズの4808ビットの同期信号(Sync)としてのビット系列r(0),r(1),...r(4087)を生成する。
したがって、同期信号とスクランブルストリームとの長さの比は、4808:4808=1:1である。
4808ビットの同期信号としてのビット系列r(0),r(1),...r(4087)と、4808ビットのスクランブルストリームとしてのビット系列d(0),d(1),...,d(4807)とは、インターリーブ部２２２でインターリーブされる。その結果、同期信号としてのビットが周期的に挿入された9616ビット（＝4808ビット＋4808ビット）のPPDUとしてのビット系列r(0),d(0),r(1),d(1),…が生成される。
ここで、4808ビットの同期信号としてのビット系列r(0),r(1),...,r(4807)と、4808ビットのスクランブルストリームとしてのビット系列d(0),d(1),...,d(4807)とのインターリーブは、例えば、以下のCプログラムに従って行われる。
for(n=0; n<9616; n++) {
if ( (n % 2) ==0) PPDU(n) =r (n/2);
if ( (n % 2) ==1) PPDU(n) =d (n/2);
}
9616ビットのPPDUについては、変調部２２３で、50.8kbpsのπ/2シフトBPSK変調が施され、無線信号となって送信される。
9616ビットのPPDUについて、50.8kbpsのπ/2シフトBPSK変調が施される場合、9616ビットのPPDUの送信時間は、約189.4msとなる。ARIB規定の0.2秒を下回るので、送信休止時間を短く取って複数回繰り返し送信することが可能となる。
送信装置１０１は、パケットとしてのPPDUの送信を、例えば、２０回繰り返し行う。この場合、PPDUの２０回の送信に要する時間は、約3.78秒（＝189.4ms×20）になる。このように繰り返し回数が多いことにより、例えばフェーディングなどの影響があっても、より確実に情報を伝送することができる。
＜キーストリーム生成部２１１の構成例＞
図２２は、図２０のキーストリーム生成部２１１の構成例を示すブロック図である。
図２２において、キーストリーム生成部２１１は、キー発生部２５１、Nonce発生部２５２、ブロック暗号化部２５３、及び、P/S変換部２５４を有する。
キーストリーム生成部２１１は、暗号化に用いられるキーストリームを生成する。キーストリーム生成部２１１では、第１のフォーマットについては、1664ビットのキーストリームが生成され、第２のフォーマットについては、4808ビットのキーストリームが生成される。
キー発生部２５１は、128ビットの鍵情報を発生する。キー発生部２５１については、内部構造が非公開とされ、暗号の安全性が確保される。キー発生部２５１については、内部構造を容易に推測されなければ、その構成は、どのような構成であってもよい。
キー発生部２５１は、例えば、GNSS信号受信部２０１（図２０）からGNSS時刻を取得し、ビット数が128ビットとなるようにゼロデータを加えることによって、鍵情報を生成（発生）することができる。キー発生部２５１は、生成した鍵情報を、ブロック暗号化部２５３に供給する。
Nonce発生部２５２は、128ビットのNonce（Number used ONCE) を発生する。Nonceについては、ビットクロックを128分周したタイミングごとに、異なる値となることが期待される。
Nonce発生部２５２は、例えば、128ビットのカウンタで構成することができる。この場合、Nonce発生部２５２は、例えば、無線信号の送信開始前に、カウンタを所定のカウント値に初期化し、その後は、ビットクロックを128分周したタイミングごとに、カウント値を、1ずつインクリメントすることにより、Nonceを生成することができる。Nonce発生部２５２は、生成したNonceを、ブロック暗号化部２５３に供給する。
ブロック暗号化部２５３は、キー発生部２５１からの鍵情報と、Nonce発生部２５２からのNonceを用いて、128ビットのブロック暗号を発生し、P/S変換部２５４に供給する。
ブロック暗号としては、例えば、AES（Advanced Encryption Standard)符号や、CLEFIA符号等を用いることができる。
P/S変換部２５４は、ブロック暗号化部２５３からの128ビット単位のブロック暗号を、1ビット単位にP/S(Parallel to Serial)変換し、シリアル（１ビット単位）のキーストリームを生成して、ANDゲート２１２に供給する。
P/S変換部２５４は、4808ビットのキーストリームを生成する。
＜高感度受信装置＞
次に、高感度受信装置１０２について説明する。図２４は、本技術を適用した信号処理装置の一実施の形態である受信装置の主な構成例を示す図である。高感度受信装置１０２は、送信装置１０１から送信された信号を受信する。したがって、その受信信号のフォーマットは、図２０や図２１を参照して説明したように、１フレームが９６１６シンボルからなり、未知の情報（データ）のシンボルと既知の情報（同期信号）のシンボルとが交互に並ぶものとする。
図２４に示されるように、高感度受信装置１０２は、アンテナ３５１、低ノイズ増幅部３５２、バンドパスフィルタ（BPF）３５３、アンテナ３５４、GNSS受信部３５５、キャリア発振部３５６、乗算部３５７、90度シフタ３５８、乗算部３５９、A/D変換部３６０、メモリ３６１、および信号処理部３６２を有する。
低ノイズ増幅部３５２は、信号増幅に関する処理を行うように構成される。例えば、低ノイズ増幅部３５２は、アンテナ３５１を介して無線信号を受信し、その受信信号を増幅し、バンドパスフィルタ３５３に供給する。なお、この低ノイズ増幅部３５２は、任意の構成により実現することができる。例えば、低ノイズ増幅部３５２が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、低ノイズ増幅部３５２が、オペアンプ等を有するようにしてもよい。
バンドパスフィルタ３５３は、帯域制限に関する処理を行うように構成される。例えば、バンドパスフィルタ３５３は、受信信号から不要な周波数成分を除去し、それを乗算部３５７および乗算部３５９に供給する。なお、このバンドパスフィルタ３５３は、任意の構成により実現することができる。例えば、バンドパスフィルタ３５３が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、バンドパスフィルタ３５３が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
GNSS受信部３５５は、GNSS信号の受信に関する処理を行うように構成される。例えば、GNSS受信部３５５は、アンテナ３５４を介してGNSS衛星から送信されるGNSS信号を受信する。GNSS受信部３５５は、そのGNSS信号に含まれる時刻情報（GNSS時刻情報）等をキャリア発振部３５６に供給する。なお、GNSS受信部３５５は、任意の構成により実現することができる。例えば、GNSS受信部３５５が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、GNSS受信部３５５が、受信回路、信号処理回路等により構成されるようにしてもよい。
キャリア発振部３５６は、キャリアの生成に関する処理を行うように構成される。例えば、キャリア発振部３５６は、送受信で用いる所定の周波数のキャリア周波数の信号を発生させる。例えば920MHz帯で送られた信号を受信する場合、キャリア発振部３５６は920MHzを発振する。なお、キャリア発振部３５６は、GNSS受信部３５５から供給されるGNSS時刻情報を用いて、生成したキャリアの周波数を適宜補正しており、より正確な周波数のキャリアを生成することができる。キャリア発振部３５６は、その発振信号（キャリア信号）を乗算部３５７および90度シフタ３５８に供給する。
なお、このキャリア発振部３５６は、任意の構成により実現することができる。例えば、キャリア発振部３５６が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、キャリア発振部３５６が、発振回路を有するようにしてもよい。
乗算部３５７は、乗算に関する処理を行うように構成される。例えば、乗算部３５７は、バンドパスフィルタ３５３から供給される受信信号と、キャリア発振部３５６から供給されるキャリア信号とを乗算し、ベースバンドのInPhase信号（I信号）を生成する。乗算部３５７は、そのI信号をA/D変換部３６０に供給する。なお、この乗算部３５７は、任意の構成により実現することができる。例えば、乗算部３５７が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、乗算部３５７が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
90度シフタ３５８は、位相シフトに関する処理を行うように構成される。例えば、90度シフタ３５８は、キャリア発振部３５６から供給されるキャリア信号の位相を90度シフトする。90度シフタ３５８は、その位相シフトされたキャリア信号を乗算部３５９に供給する。なお、この90度シフタ３５８は、任意の構成により実現することができる。例えば、90度シフタ３５８が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、90度シフタ３５８が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
乗算部３５９は、乗算に関する処理を行うように構成される。例えば、乗算部３５９は、バンドパスフィルタ３５３から供給される受信信号と、90度シフタ３５８から供給される、90度位相シフトされたキャリア信号とを乗算し、ベースバンドのQuadrature信号（Q信号）を生成する。乗算部３５９は、そのQ信号をA/D変換部３６０に供給する。なお、この乗算部３５９は、任意の構成により実現することができる。例えば、乗算部３５９が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、乗算部３５９が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
A/D変換部３６０は、A/D変換に関する処理を行うように構成される。例えば、A/D変換部３６０は、供給されるI信号とQ信号をそれぞれA/D変換し、それらのデジタルデータをメモリ３６１に供給して記憶させる。A/D変換部３６０の変換レートは、送信に用いたチップレートを超えるレートが必要である。例えば、Δ＝２０μsとしてチップレート50K/sの送信が行われた場合、A/D変換部３６０は、少なくともチップレートの2倍、即ち100K Sample/s以上の変換レートでA/D変換を行う必要がある。なお、このA/D変換部３６０は、任意の構成により実現することができる。例えば、A/D変換部３６０が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、A/D変換部３６０が、所定のA/D変換回路により構成されるようにしてもよい。
メモリ３６１は、所定の記憶媒体を有し、A/D変換部３６０から供給されるI信号およびQ信号のデジタルデータを取得し、その記憶媒体に記憶する。この記憶媒体はどのようなものであってもよく、例えば、半導体メモリであってもよいし、ハードディスク等の磁気記録媒体であってもよいし、それら以外の記憶媒体であってもよい。A/D変換部３６０において、８ビット精度、変調レートに対して２倍の変換レート（101.6KHz）で、例えば20秒間A/D変換が行われた場合、メモリ３６１にはI信号およびQ信号を合わせて約４メガバイト（4Mbyte）のデジタルデータが蓄積される。
信号処理部３６２は、信号処理を行うように構成される。例えば、信号処理部３６２は、メモリ３６１に蓄積されたI信号およびQ信号のデジタルデータを読み出し、復号処理を行い、送信されたペイロードデータを復元する。信号処理部３６２は、復元したペイロードデータを出力する。
このようにすることにより、高感度受信装置１０２は、送信装置１０１が送信した送信信号を受信して復号することができる。つまり、高感度受信装置１０２は、既知である同期パタン（SYNC）が、ほぼ均等にばらまかれた状態の、0.2秒以下のフレームとして送信された送信フレームを受信して正しく復号し、送信データTMを得ることができる。したがって、高感度受信装置１０２は、装置全体の消費電力の増大を抑制しながら、より遠距離への無線信号の送信を実現することができる。
＜信号処理部＞
図２５は、信号処理部３６２の主な構成例を示すブロック図である。図２５に示されるように、信号処理部３６２は、分離部３７１、遅延部３７２、周波数サンプル生成部３７３、有意成分抽出部３７４、逆変換部３７５、フレーム同期部３７６、補正部３７７、積算部３７８、逆拡散部３７９、およびLDPC（Low Density Parity-check Codes）３８０を有する。
分離部３７１は、データの分離に関する処理を行うように構成される。例えば、分離部３７１は、メモリ３６１から読み出したデジタルデータ（IQ信号）に含まれる未知の情報（データ）と既知の情報（同期信号）とを分離する。分離部３７１は、分離したデータ（未知の情報）を遅延部３７２に供給し、分離した同期信号（既知の情報）を周波数サンプル生成部３７３に供給する。なお、この分離部３７１は、任意の構成により実現することができる。例えば、分離部３７１が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
遅延部３７２は、データの遅延に関する処理を行うように構成される。例えば遅延部３７２は、バッファを有し、分離部３７１から供給される1フレーム分のデータをそのバッファに記憶する。そして、遅延部３７２は、フレーム同期部３７６の制御に従って、記憶しているデータを補正部３７７に供給する。なお、この遅延部３７２は、任意の構成により実現することができる。例えば、遅延部３７２が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
周波数サンプル生成部３７３は、周波数サンプルの生成に関する処理を行うように構成される。例えば周波数サンプル生成部３７３は、分離部３７１から供給される同期信号から、その複素周波数サンプルを生成する。周波数サンプル生成部３７３は、生成した複素周波数サンプルを有意成分抽出部３７４に供給する。なお、この周波数サンプル生成部３７３は、任意の構成により実現することができる。例えば、周波数サンプル生成部３７３が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
有意成分抽出部３７４は、周波数サンプルの有意な成分の抽出に関する処理を行うように構成される。例えば、有意成分抽出部３７４は、周波数サンプル生成部３７３から供給される多数の複素周波数サンプルから有意な成分の複素周波数サンプルを複数抽出する。有意成分抽出部３７４は、抽出した複数の複素周波数サンプルを逆変換部３７５に供給する。また、有意成分抽出部３７４は、各フレームの複素周波数サンプルのピークを検出し、それをフレーム同期部３７６に通知する。なお、この有意成分抽出部３７４は、任意の構成により実現することができる。例えば、有意成分抽出部３７４が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
逆変換部３７５は、逆変換に関する処理を行うように構成される。例えば逆変換部３７５は、有意成分抽出部３７４から供給される周波数領域の複数の複素周波数サンプルを時間領域のチャネル情報サンプルに変換する。逆変換部３７５は、生成したチャネル情報サンプルを補正部３７７に供給する。なお、この逆変換部３７５は、任意の構成により実現することができる。例えば、逆変換部３７５が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
フレーム同期部３７６は、フレーム同期に関する処理を行うように構成される。例えばフレーム同期部３７６は、遅延部３７２に記憶されている１フレーム分のデータの読み出しタイミングを制御することにより、データの同期をフレーム単位でとる。例えばフレーム同期部３７６は、遅延部３７２を制御し、有意成分抽出部３７４からの通知に対応するタイミング（同期のとれたタイミング）で遅延部３７２よりデータを読み出させる。なお、このフレーム同期部３７６は、任意の構成により実現することができる。例えば、フレーム同期部３７６が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、フレーム同期部３７６が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
補正部３７７は、データの補正に関する処理を行うように構成される。例えば補正部３７７は、逆変換部３７５から供給されるチャネル情報サンプル（複数の周波数サンプルが変換されたチャネル情報サンプル）に基づいて、遅延部３７２から供給されるデータを補正する。例えば、補正部３７７は、データの位相を補正する。また、さらに補正部３７７がデータの振幅も補正することができるようにしてもよい。補正部３７７は、補正後のデータを積算部３７８に供給する。なお、この補正部３７７は、任意の構成により実現することができる。例えば、補正部３７７が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。
積算部３７８は、データの積算に関する処理を行うように構成される。例えば積算部３７８は、補正部３７７から供給されるデータを積算する。このように、短い時間のフレームを多数積算することにより、電波法に定められた最大送信時間の制限を超えずに、実効的なSNRを向上させることができる。積算部３７８は、積算結果を逆拡散部３７９に供給する。なお、この積算部３７８は、任意の構成により実現することができる。例えば、積算部３７８が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、積算部３７８が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
逆拡散部３７９は、データの逆拡散に関する処理を行うように構成される。例えば逆拡散部３７９は、データにGold符号を乗算する等してデータを逆拡散させる。逆拡散部３７９は、フレーム内に６回繰り返されたLDPC符号を積算処理することにより、SNRをさらに向上させた後、LDPC１８０に供給する。なお、この逆拡散部３７９は、任意の構成により実現することができる。例えば、逆拡散部３７９が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、逆拡散部３７９が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
LDPC３８０は、低密度パリティ検査符号に関する処理を行うように構成される。例えばLDPC３８０は、送信データに付加されたフレームチェックシーケンスを用いて誤り判定を行い、必要に応じて訂正処理を行う。LDPC３８０は、検査後のデータを出力する。なお、このLDPC３８０は、任意の構成により実現することができる。例えば、LDPC３８０が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、LDPC３８０が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
＜分離部＞
図２６は、分離部３７１の主な構成例を示す回路図である。図２６に示されるように分離部３７１は、スイッチ４０１を有する。スイッチ４０１は、１入力２出力のスイッチであり、その入力端子は、信号処理部３６２の入力（つまりメモリ３６１）に接続され、出力の一方は遅延部３７２に接続され、他方は周波数サンプル生成部３７３に接続される。スイッチ４０１には、メモリ３６１から読み出された受信信号（IQ信号）が供給される。スイッチ４０１は、その受信信号に含まれる未知の情報であるデータのシンボルを遅延部３７２に供給し、既知の情報である同期信号のシンボルを周波数サンプル生成部３７３に供給する。例えば同期信号とデータ（スクランブルストリーム）の長さの比が1:1である場合、スイッチ４０１は、シンボル間隔で交互に切り替わるように構成される。なお、このスイッチ４０１は、任意の構成により実現することができる。例えば、スイッチ４０１が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、スイッチ４０１がスイッチ回路等により構成されるようにしてもよい。
＜周波数サンプル生成部＞
図２７は、周波数サンプル生成部３７３の主な構成例を示すブロック図である。図２７に示されるように、周波数サンプル生成部３７３は、既知データ乗算部４１１および変換部４１２を有する。
既知データ乗算部４１１は、既知データの乗算に関する処理を行うように構成される。既知データ乗算部４１１は、分離部３７１から供給される同期信号の各シンボルに既知のデータ（+1 or -1）を乗算してチャネル情報サンプル（p(k)(0≦k≦(N-1))）を生成する。この既知のデータは、図１０や図１１を参照して説明したように、同期が取れている場合にチャネル情報サンプル（p(k)）が全て+1（実軸）となるような値である。既知データ乗算部４１１は、既知データを乗算した同期信号（チャネル情報サンプル（p(k)））を変換部４１２に供給する。
なお、この既知データ乗算部４１１は、任意の構成により実現することができる。例えば、既知データ乗算部４１１が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、既知データ乗算部４１１が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
変換部４１２は、チャネル情報サンプルの変換に関する処理を行うように構成される。例えば、変換部４１２は、既知データ乗算部４１１から供給されたチャネル情報サンプルを複素周波数サンプルC(f)に変換する。つまり、図２８に示されるグラフのように、複素周波数のスペクトル分布が得られる。なお、この変換方法は任意である。例えば、変換部４１２が、高速フーリエ変換（FFT）するようにしてもよい。例えば変換部４１２は、１フレーム分のチャネル情報サンプルを複素周波数サンプルC(f)に変換する。変換部４１２は、得られた複素周波数サンプルC(f)を有意成分抽出部３７４に供給する。
なお、この変換部４１２は、任意の構成により実現することができる。例えば、変換部４１２が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、変換部４１２が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
＜有意成分抽出部＞
図２９は、有意成分抽出部３７４の主な構成例を示すブロック図である。図２９に示されるように、有意成分抽出部３７４は、サンプルホールド部４２１、ピーク検出部４２２、および有意成分選択部４２３を有する。
サンプルホールド部４２１は、例えばバッファ等の記憶領域を有し、周波数サンプルの保持に関する処理を行うように構成される。例えばサンプルホールド部４２１は、周波数サンプル生成部３７３より供給される複素周波数サンプルC(f)を保持（ホールド）する。そして、ピーク検出部４２２からピーク検出の旨の通知を受けると、サンプルホールド部４２１は、ホールドしている複素周波数サンプルを有意成分選択部４２３に供給する。例えば、サンプルホールド部４２１は、１フレームの受信信号から得られる全ての周波数サンプルをホールドするように構成することができる。あるいは、サンプルホールド部４２１は、１フレームの受信信号から得られる周波数サンプルのうち、低い周波数成分のみを予め選択してホールドするように構成することも可能である。
なお、このサンプルホールド部４２１は、任意の構成により実現することができる。例えば、サンプルホールド部４２１が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、サンプルホールド部４２１が、メモリやスイッチ等により構成されるようにしてもよい。
ピーク検出部４２２は、ピークの検出に関する処理を行うように構成される。例えばピーク検出部４２２は、周波数サンプル生成部３７３より供給される複素周波数サンプルC(f)の中から振幅の大きなスペクトルを検出する。この検出するスペクトルは、例えば、周波数サンプル生成部３７３より供給される複素周波数サンプル群の中で最大振幅となるサンプルであってもよいし、最大に近いサンプルでもよい。また例えば、ピーク検出部４２２が、ノイズレベルに対して所定のレベル（例えば5dB）以上の大きさを持つスペクトルを検出するようにしてもよい。ピーク検出部４２２は、このように大きなスペクトルを検出すると、その旨をフレーム同期部３７６およびサンプルホールド部４２１に通知する。
上述したようにフレーム同期部３７６は、その通知に従って遅延部３７２を制御し、フレーム同期をはかる。また、サンプルホールド部４２１は、その通知に従って、ホールドしている複素周波数サンプルを有意成分選択部４２３に供給する。
なお、このピーク検出部４２２は、任意の構成により実現することができる。例えば、ピーク検出部４２２が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、ピーク検出部４２２が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
有意成分選択部４２３は、複素周波数サンプルの有意成分の選択に関する処理を行うように構成される。例えば有意成分選択部４２３は、サンプルホールド部４２１より供給される複素周波数サンプルの中から、複数の複素周波数サンプルを有意な成分として選択する。
この有意成分選択部４２３による複素周波数サンプルの選択の方法は任意である。図１７や図１８を参照して説明したように、受信信号（同期信号）の複素周波数スペクトル分布をより高精度に再現するように複数の複素周波数サンプルを選択すればよい。
例えば、有意成分選択部４２３は、周囲に比べて振幅が大きな複素周波数サンプルであるピークサンプルと、そのピークサンプルの周辺の複素周波数サンプルである周辺サンプルとを、有意な成分として選択するようにしてもよい。この場合、ピークサンプルは、単純に振幅最大のスペクトルを１つ選択し、次にピークスペクトルの前後に隣接する周波数のスペクトルを周辺サンプルとして２つ選択するのが最も簡単な例である。さらに高度な選択手法としては、例えば最も振幅が高いスペクトルを第１のピークサンプル、その前後に隣接する２つのスペクトルを第１の周辺サンプルとして選択し、この後に引き続いて２番目に振幅が高いスペクトルを第２のピークサンプルとして選択し、第２のピークサンプルの前後に隣接するスペクトルを第２の周辺サンプルとして選択することもできる。このとき、周辺サンプルがピークサンプルに隣接していてもよいし、していなくてもよい。また、ピークサンプルに対する周辺サンプルの数は任意である。単数であってもよいし、３以上であってもよい。
例えば、有意成分選択部４２３が、周囲よりも大きなスペクトルをピークサンプルf1として選択し、その両隣のスペクトルを周辺サンプルf0および周辺サンプルf2として選択するものとする。有意成分選択部４２３は、このように選択した複数の複素周波数サンプル（ピークサンプルf1、周辺サンプルf0、周辺サンプルf2）を逆変換部３７５に供給する。
なお、この有意成分選択部４２３は、任意の構成により実現することができる。例えば、有意成分選択部４２３が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、有意成分選択部４２３が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
＜逆変換部＞
図３０は、逆変換部３７５の主な構成例について説明する図である。図３０のＡは、逆変換部３７５の主な構成例を示す回路図である。図３０のＡの例の場合、逆変換部３７５は、発振器４３１－１、発振器４３１－２、発振器４３１－３、および合成部４３２を有する。
発振器４３１－１は、有意成分抽出部３７４から供給される周辺サンプルf0（周波数f0、大きさA0の複素周波数サンプル）に対応し、その周波数f0および大きさA0の発振信号を生成する。発振器４３１－２は、有意成分抽出部３７４から供給されるピークサンプルf1（周波数f1、大きさA1の複素周波数サンプル）に対応し、その周波数f1および大きさA1の発振信号を生成する。発振器４３１－３は、有意成分抽出部３７４から供給される周辺サンプルf2（周波数f2、大きさA2の複素周波数サンプル）に対応し、その周波数f2および大きさA2の発振信号を生成する。ここで大きさ（A0,A1,A2）は一般に複素数である。
これらの発振器４３１－１乃至発振器４３１－３を互いに区別して説明する必要がない場合、発振器４３１と称する。つまり、逆変換部３７５は、有意成分抽出部３７４から供給される複数の複素周波数サンプル（ピークサンプルまたは周辺サンプル）のそれぞれに対応する発振器４３１を有する。各発振器４３１より出力される発振信号は、それぞれに対応する複素周波数サンプルを時間領域に変換した信号である。これらの信号は合成部４３２に供給される。
合成部４３２は、各発振器４３１より供給される発振信号を、例えば以下の式（２）のように合成し、その合成信号（チャネル情報サンプル）を補正部３７７に供給する。
Figure 0007214627000002
・・・（２）
なお、逆変換部３７５の構成は任意である。例えば、図３０のＢに示されるように、逆フーリエ変換部（FFT）４３３により構成されるようにしてもよい。逆フーリエ変換部４３３は、有意成分抽出部３７４から供給される複数の周波数サンプルを入力として逆フーリエ変換を行い、時間領域のチャネル情報サンプルに変換する。つまり、上述の式（２）と同様の合成結果が得られる。逆フーリエ変換部４３３は、得られたチャネル情報サンプルを補正部３７７に供給する。
以上のように、逆変換部３７５は、有意な成分の複数の複素周波数サンプルをチャネル情報サンプルm(t)に逆変換する。つまり、このチャネル情報サンプルm(t)は、受信信号の周波数ずれをより高精度に再現している。ここでチャネル情報サンプルm(t)は、一般に複素数であらわされる。
＜補正部＞
図３１は、補正部３７７の主な構成例を示すブロック図である。図３１に示されるように、補正部３７７は、位相検出部４４１、位相補正部４４２、エンベロープ生成部４４３、および振幅補正部４４４を有する。
位相検出部４４１は、位相の補正量の検出に関する処理を行う。例えば、位相検出部４４１は、逆変換部３７５から供給されるチャネル情報サンプルm(t)から位相の補正量θ(t)を算出する。例えば、位相検出部４４１は、以下の式（３）のように位相の補正量θ(t)を算出する。位相検出部４４１は、算出した位相の補正量θ(t)を位相補正部４４２に供給する。
θ(t)＝tan-1m(t) ・・・（３）
以上のように、位相検出部４４１は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて位相の補正量を検出する。したがって、より高精度に補正量を算出することができる。
なお、この位相検出部４４１は、任意の構成により実現することができる。例えば、位相検出部４４１が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、位相検出部４４１が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
位相補正部４４２は、位相補正に関する処理を行う。例えば、位相補正部４４２は、位相検出部４４１から供給される補正量θ(t)に基づいて、遅延部３７２から供給されるデータに信号e-jθ(t)を乗算することにより、データの位相を補正する。位相補正部４４２は、補正したデータを振幅補正部４４４に供給する。
したがって、位相補正部４４２は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号を補正することができるので、図１７や図１８を参照して説明したように、より高精度に位相を補正することができる。したがって、受信感度の低減を抑制することができる。
なお、この位相補正部４４２は、任意の構成により実現することができる。例えば、位相補正部４４２が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、位相補正部４４２が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
エンベロープ生成部４４３は、エンベロープの生成に関する処理を行う。例えば、エンベロープ生成部４４３は、逆変換部３７５から供給されるチャネル情報サンプルm(t)を用いてそのエンベロープを生成する。また、エンベロープ生成部４４３は、生成したエンベロープに基づいて振幅の補正量K(t)を算出する。例えば、エンベロープ生成部４４３は、以下の式（４）のように振幅の補正量K(t)を算出する。エンベロープ生成部４４３は、算出した振幅の補正量K(t)を振幅補正部４４４に供給する。
Figure 0007214627000003
以上のように、エンベロープ生成部４４３は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて振幅の補正量を検出する。この周波数サンプルが正しく選択されることにより、より高精度に補正量を算出することができる。
なお、このエンベロープ生成部４４３は、任意の構成により実現することができる。例えば、エンベロープ生成部４４３が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、エンベロープ生成部４４３が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
振幅補正部４４４は、振幅補正に関する処理を行う。例えば、振幅補正部４４４は、エンベロープ生成部４４３から供給される振幅の補正量K(t)に基づいて、位相補正部４４２より供給されるデータ（位相補正後のデータ）に補正量K(t)を乗算することにより、データの振幅を補正する。振幅補正部４４４は、補正したデータを積算部３７８に供給する。このようにして補正量K(t)を乗じながら合成することにより、最大比合成（Maximum Ratio Combining）を実現することが可能となり、良好な信号特性を得ることが出来る。
したがって、振幅補正部４４４は、複数の有意な周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号を補正することができるので、図１７や図１８を参照して説明したように、より高精度に振幅を補正することができる。したがって、低SNRの受信信号であっても受信感度の低減を抑制することができる。
なお、この振幅補正部４４４は、任意の構成により実現することができる。例えば、振幅補正部４４４が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、振幅補正部４４４が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
なお、位相検出部４４１と位相補正部４４２とを一体化して位相補正部４５１としてもよい。位相補正部４５１は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号の位相の補正量を算出し、その補正量を用いて受信信号の位相を補正するので、より高精度に位相補正を行うことができ、受信感度の低減を抑制することができる。
また、エンベロープ生成部４４３と振幅補正部４４４とを一体化して振幅補正部４５２としてもよい。振幅補正部４５２は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号の振幅の補正量を算出し、その補正量を用いて受信信号の振幅を補正するので、より高精度に振幅補正を行うことができ、受信感度の低減を抑制することができる。
また、位相検出部４４１とエンベロープ生成部４４３とを一体化して補正情報生成部４５３としてもよい。補正情報生成部４５３は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号の位相や振幅の補正量を算出する。したがって、より高精度に位相や振幅の補正を行わせることができ、受信感度の低減を抑制することができる。
また、位相補正部４４２と振幅補正部４４４とを一体化して補正部４５４としてもよい。補正部４５４は、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて算出された受信信号の位相や振幅の補正量を用いて、受信信号の位相や振幅を補正する。したがって、より高精度に位相や振幅の補正を行うことができ、受信感度の低減を抑制することができる。
＜受信処理の流れ＞
次に、このような高感度受信装置１０２において実行される処理について説明する。受信処理の流れの例を、図３２のフローチャートを参照して説明する。
受信処理が開始されると、高感度受信装置１０２の低ノイズ増幅部３５２は、ステップＳ２０１において、アンテナ３５１を介して無線信号を受信する。
ステップＳ２０２において、低ノイズ増幅部３５２は、ステップＳ２０１において受信された無線信号である受信信号を増幅する。
ステップＳ２０３において、バンドパスフィルタ３５３は、ステップＳ２０２において増幅された受信信号から、不要な周波数成分を除去する。
ステップＳ２０４において、キャリア発振部３５６は、所定の周波数で発振し、キャリア信号を生成する。
ステップＳ２０５において、乗算部３５７は、受信信号に対して、そのキャリア信号を乗算することにより、Ｉ信号を生成する。
ステップＳ２０６において、90度シフタ３５８は、キャリア信号の位相を90度シフトする。そして、乗算部３５９は、受信信号に対して、その90度位相シフトされたキャリア信号を乗算することにより、Q信号を生成する。
ステップＳ２０７において、A/D変換部３６０は、ステップＳ２０５において生成されたI信号と、ステップＳ２０６において生成されたQ信号とをそれぞれA/D変換する。
ステップＳ２０８において、メモリ３６１は、ステップＳ２０８において生成された、I信号のデジタルデータとQ信号のデジタルデータをそれぞれ記憶する。
ステップＳ２０９において、信号処理部３６２は、そのI信号のデジタルデータとQ信号のデジタルデータをメモリ３６１から読み出して、復号処理を行い、それらを復号する。
全てのフレームについて受信処理が行われると、受信処理が終了する。
＜復号処理の流れ＞
次に、図３３のフローチャートを参照して、図３２のステップＳ２０９において実行される復号処理の流れの例を説明する。
復号処理が開始されると、ステップＳ２２１において、分離部３７１は、受信信号よりデータと同期信号とを分離する。この段階において、フレームの同期タイミングは検出されていない。そのためステップＳ２２１からステップＳ２２４までの処理は、フレーム同期信号が正しく検出されるまで何回も繰り返しおこなわれる。ステップＳ２２２において、遅延部３７２は、ステップＳ２２１において同期信号から分離されたデータを記憶する。
ステップＳ２２３において、周波数サンプル生成部３７３は、ステップＳ２２１においてデータと分離された同期信号を用いて周波数サンプルを生成する。ステップＳ２２４においてピーク検出部４２２は、沢山検出される周波数サンプルの振幅を計算し、それらの最大値からピーク値を求め、ピーク値が充分な振幅であるか否かを判断する。周波数サンプルのピークが充分な振幅であると判定できた場合、ステップＳ２２５に進む。ピーク値が充分な振幅であると判定できない場合においては、フレームのタイミングが正しくないことが想定されるので、処理はステップＳ２２１に戻り、フレームタイミングを変えてからデータと同期信号の分離処理をおこない、ステップＳ２２４までの処理を繰り返す。
ステップＳ２２５において、有意成分抽出部３７４は、ステップＳ２２３において生成された周波数サンプルの有意成分を抽出する。ステップＳ２２６において、逆変換部３７５は、ステップＳ２２５において抽出された周波数サンプルの有意成分を、チャネル情報サンプルに変換する。ステップＳ２２７において、フレーム同期部３７６は、遅延部３７２を制御してフレームを同期させる。
ステップＳ２２８において、補正部３７７は、ステップＳ２２６の処理により得られたチャネル情報サンプルを用いて、ステップＳ２２７においてフレーム同期された受信信号のデータを補正する。
ステップＳ２２９において、積算部３７８は、ステップＳ２２８の処理により補正された受信信号のデータを積算する。
ステップＳ２３０において、積算部３７８は、全てのフレームを処理したか否かを判定する。未処理のフレームが存在すると判定された場合、処理はステップＳ２２１に戻り、新たなフレームを処理対象としてステップＳ２２１乃至ステップＳ２３０の各処理が実行される。ステップＳ２２１乃至ステップＳ２３０の各処理がフレーム毎に実行され、ステップＳ２３０において全てのフレームを処理したと判定された場合、処理はステップＳ２３１に進む。
ステップＳ２３１において、逆拡散部３７９は、ステップＳ２２９において積算されたデータを逆拡散する。またフレーム内で６回繰り返されたLDPC符号を積算し、SNRを向上させる。ステップＳ２３２において、LDPC３８０は、誤り訂正処理を行い、必要に応じて誤りを訂正する。ステップＳ２３３において、LDPC３８０は、復号データを出力する。
ステップＳ２３３の処理が終了すると復号処理が終了し、処理は図３２に戻る。
＜周波数サンプル生成処理の流れ＞
次に、図３４のフローチャートを参照して、図３３のステップＳ２２３において実行される周波数サンプル生成処理の流れの例を説明する。
周波数サンプル生成処理が開始されると、既知データ乗算部４１１は、ステップＳ２４１において、分離部３７１においてデータから分離された同期信号に既知のデータを乗算して、チャネル情報サンプルを生成する。ステップＳ２４２において、変換部４１２は、ステップＳ２４１において得られたチャネル情報サンプルを周波数サンプルに変換する。
ステップＳ２４２の処理が終了すると周波数サンプル生成処理が終了し、処理は図３３に戻る。
＜有意成分抽出処理の流れ＞
次に、図３５のフローチャートを参照して、図３３のステップＳ２２５において実行される有意成分抽出処理の流れの例を説明する。
有意成分抽出処理が開始されると、サンプルホールド部４２１は、ステップＳ２５１において、周波数サンプルを記憶する。ステップＳ２５２において、ピーク検出部４２２は、周波数サンプルをスキャンして、ピーク振幅となる周波数成分を検出する。
ステップＳ２５３において、有意成分選択部４２３は、ピーク振幅となる周波数成分を含むように、複数の周波数サンプルを有意成分として選択し、抽出する。
ステップＳ２５３の処理が終了すると有意成分抽出処理が終了し、処理は図３３に戻る。
＜補正処理の流れ＞
次に、図３６のフローチャートを参照して、図３３のステップＳ２２８において実行される補正処理の流れの例を説明する。
補正処理が開始されると、位相検出部４４１は、ステップＳ２６１において、同期信号のチャネル情報サンプルが変換された周波数サンプルの中から有意な成分として選択された複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いてデータの位相の補正量を検出する。ステップＳ２６２において、位相補正部４４２は、その補正量を用いてデータの位相を補正する。
ステップＳ２６３において、エンベロープ生成部４４３は、同期信号のチャネル情報サンプルが変換された周波数サンプルの中から有意な成分として選択された複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いてエンベロープを生成する。ステップＳ２６４において、振幅補正部４４４は、そのエンベロープを用いて、データの振幅を補正する。
ステップＳ２６４の処理が終了すると、補正処理が終了し、処理は図３３に戻る。
以上のように各処理を実行することにより、複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いてデータ（受信信号）の位相や振幅を補正することができる。複数の周波数サンプルを用いることにより、受信信号の周波数ずれの様子をより正確に再現することができるので、より正確な補正量を求めることができる。したがって、補正部３７７は、より正確にデータの位相や振幅を補正することができる。したがって、高感度受信装置１０２は、受信感度の低減を抑制することができる。
＜３．第２の実施の形態＞
＜マルチパスによる影響＞
信号が送信装置１０１から高感度受信装置１０２に単一の経路で伝送される場合、受信信号の周波数スペクトル分布は、例えば図２８に示したように、１つのピーク近傍を再現することにより、受信信号の補正をより正確に行うことができる。したがって、補正後のデータのエンベロープとコンスタレーションは、例えば図３８の上の段のようになり、振幅が安定し、各シンボルの位相ずれも抑制され、各値をより容易に識別することができる。したがって、受信感度の低減を抑制することができる。
しかしながら、信号がの伝送経路が複数になる場合（所謂マルチパスが発生する場合）がある。例えば、図３７の例では、自動車（送信装置１０１）が受信点（高感度受信装置１０２）から離れる方向に移動しており、そのため、信号には約-43Hzのドップラーシフトが発生している。図３７の例では、さらに、マルチパスが発生している。つまり、送信装置１０１から送信された信号が反射物によって反射し、約+43Hzの信号が受信点に到達している。したがって、受信点においては、この信号が約+86Hzのノイズとして混入する。
このようなマルチパスが発生すると周波数スペクトル分布が、例えば図３９の例のようにより複雑になる可能性がある。このような複雑な分布となると、１つのピークサンプルとその周辺サンプルのみでは、正確な再現は困難になる。そのため、補正後のデータのエンベロープとコンスタレーションは例えば図３８の下の段のようになり、振幅が安定せず、各シンボルの位相ずれも抑制されない。そのため、各値の識別が困難になり、受信感度が低減するおそれがあった。また、この場合の位相を観測すると速いスピードで遷移することがあり、従来からのPLLでは全く追従させることができなかった。
＜複数のピークサンプルの選択＞
そこで、有意成分選択部４２３において、複素周波数サンプルを複数選択する際に、ピークサンプルを複数選択することができるようにしてもよい。ピークサンプルを複数選択することができるようにし、各ピークサンプルに対する周辺サンプルを選択することができるようにすることにより、より多様な周波数スペクトル分布をより正確に再現することができるようになる。つまり、より多くの複素周波数サンプルを選択することができるようにして、例えば図３９のような周波数スペクトル分布もより正確に再現することができるようにする。
＜有意成分抽出部＞
この場合の有意成分抽出部３７４の主な構成例を図４０に示す。図４０に示されるように、この場合、有意成分抽出部３７４は、有意成分選択部４２３の代わりに、有意成分選択部５０３を有する。
有意成分選択部５０３は、サンプルホールド部４２１から供給される複素周波数サンプル群の中から、複数のピークサンプルとそれぞれの周辺サンプルよりなる、有意な成分の複数の複素周波数サンプルを選択する。
例えば、図４０に示されるように、有意成分選択部５０３は、Ｍ個のピークサンプル（f01,...,fk1,...,f(M-1)1）を選択し、さらに各ピークサンプルの周辺サンプル（f00,...,fk0,...,f(M-1)0、f02,...,fk2,...,f(M-1)2）を選択する。つまり、３Ｍ個の複素周波数サンプルが選択される。
有意成分選択部５０３は、選択したこれらの複素周波数サンプルを逆変換部３７５に供給する。なお、この有意成分選択部４０３は、任意の構成により実現することができる。例えば、有意成分選択部４０３が、回路、LSI、システムLSI、プロセッサ、モジュール、ユニット、セット、デバイス、装置、またはシステム等により構成されるようにしてもよい。また、それらを複数組み合わせるようにしてもよい。その際、例えば、複数の回路、複数のプロセッサ等のように同じ種類の構成を組み合わせるようにしてもよいし、回路とLSI等のように異なる種類の構成を組み合わせるようにしてもよい。例えば、有意成分選択部４０３が、CPUとメモリを有し、CPUがメモリを用いてプログラムを実行することにより、上述の処理を行うようにしてもよい。
なお、第１の実施の形態の場合と同様、この有意成分選択部４０３による複素周波数サンプルの選択の方法は任意である。図１７や図１８を参照して説明したように、受信信号（同期信号）の複素周波数スペクトル分布をより高精度に再現するように複数の複素周波数サンプルを選択すればよい。
つまり、選択する複数のピークサンプルはどのように選択してもよい。例えば、スペクトルの大きい方から順に所定数選択するようにしてもよい。また、各ピークサンプルの位置関係も任意である。また、各ピークサンプルに対する周波数サンプルの位置や数も任意である。例えば、各ピークサンプルに対する周辺サンプルの位置や数が統一されていてもよいし、統一されていなくてもよい。特にフェーディングによる周波数変移幅が推定出来る場合（例えば移動速度が100Km/h以下であることが解っている場合）には、起こりうる周波数変移の最大値を算出することができる。そこで、起こりうる周波数変移の範囲内において、ピークサンプルを選択することができる。
＜逆変換部＞
この場合も逆変換部３７５の構成は、第１の実施の形態の場合（図３０）と同様である。例えば図３０のＡの場合と同様に、発振器４３１を入力される複素周波数サンプルの数だけ設け、それらの出力（発振信号）を合成部４３２によって全て合成すればよい。図４１にその場合の逆変換部３７５の構成例を示す。図４１の例の場合、３Ｍ個の発振器４３１が設けられ、それぞれに入力される複素周波数サンプルの周波数や振幅に応じた発振信号を出力する。合成部４３２は、それらすべての発振器４３１の出力を合成して、チャネル情報サンプルm(t)を生成する。
もちろん、図３０のＢの場合と同様に、逆変換部３７５が逆フーリエ変換部４３３により構成されるようにしてもよい。図４２にその場合の逆変換部３７５の構成例を示す。この場合も、第１の実施の形態の場合と同様、逆フーリエ変換部４３３は、入力される全ての周波数サンプルを逆フーリエ変換して時間領域のチャネル情報サンプルm(t)に変換する。
このようにすることにより、位相検出部４４１は、例えば図４３に示されるような複雑な波形の位相の補正量θ(t)を算出することができる。したがって、位相補正部４４２は、マルチパスが発生する場合であってもより高精度に位相を補正することができる。したがって、受信感度の低減を抑制することができる。
また、エンベロープ生成部４４３は、例えば図４４に示されるような複雑な波形のエンベロープを生成することができる。したがって、位相補正部４４２は、マルチパスが発生する場合であってもより高精度に振幅を補正することができる。したがって、受信感度の低減を抑制することができる。また、このようにして取得したエンベロープの情報を使って、CSI（Channel State Information）を求め、LDPC符号の誤り訂正で活用することも可能である。
位相を補正した後のコンスタレーションは例えば図４５のようになる。このような信号を積算し、LDPC符号による誤り訂正を施すことにより、復号することができる。図３８の下の段の場合と比べると、各シンボルの値がより容易に識別可能であることが理解される。したがって、受信感度の低減を抑制することができる。
＜有意成分抽出処理の流れ＞
この場合の有意成分抽出部３７４により実行される有意成分抽出処理の流れの例を、図４６のフローチャートを参照して説明する。
有意成分抽出処理が開始されると、サンプルホールド部４２１は、ステップＳ３０１において、周波数サンプルを記憶する。ステップＳ３０２において、ピーク検出部４２２は、周波数サンプルをスキャンして、ピーク振幅となる周波数成分を複数検出する。ステップＳ３０３において、有意成分選択部５０３は、各ピーク振幅となる周波数成分について、そのピーク振幅となる周波数成分を含むように、複数の周波数サンプルを有意成分として選択し、抽出する。つまり、有意成分選択部５０３により、複数のピークサンプルと各ピークサンプルの周辺サンプルが有意成分として選択されて抽出される。
ステップＳ３０３の処理が終了すると有意成分抽出処理が終了し、処理は図３３に戻る。
このように各処理を実行することにより、受信信号のより複雑な周波数ずれの様子をより正確に再現することができるので、高感度受信装置１０２は、受信感度の低減を抑制することができる。
＜補正部＞
なお、以上においては、複数の複素周波数サンプルから１つのチャネル情報サンプルを生成し、それを用いて補正を行うように説明したが、これに限らず、複素周波数サンプルを複数のグループに分けてグループ毎にデータの補正を行い、補正後に合成するようにしてもよい。
図４７にその場合の信号処理部３６２の主な構成例を示す。図４７に示されるようにこの場合も、信号処理部３６２の構成は、基本的に第１の実施の形態の場合（図２５）と同様であるが、この場合、補正部３７７の代わりに、複数の補正部（補正部５５１－１乃至補正部５５１－Ｍ）と合成部５５２を有する。以下において、補正部５５１－１乃至補正部５５１－Ｍを互いに区別して説明する必要がない場合、補正部５５１と称する。
この場合、逆変換部３７５は、複数の複素周波数サンプルから複数のチャネル情報サンプルを生成する。各チャネル情報サンプルは、互いに異なる複素周波数サンプルを用いて生成される。逆変換部３７５は、各チャネル情報サンプルを各補正部５５１に供給する。
各補正部５５１は、互いに異なるチャネル情報サンプルに基づいて遅延部３７２から供給されるデータの位相や振幅を補正する。各補正部５５１は、補正後のデータを合成部５５２に供給する。合成部５５２は、全ての補正部５５１から供給される補正後のデータを合成し、その合成結果を積算部３７８に供給する。このようにしても、上述した他の場合と同様に、受信感度の低減を抑制することができる。
＜４．第３の実施の形態＞
＜信号フォーマット＞
以上においては、信号フォーマットの例として、未知の情報（データ）と既知の情報（同期信号）とがシンボル毎に交互に配置される例を説明したが、信号フォーマットは任意であり、これらの例に限定されない。例えば、図４８のフォーマットにおいては、変調レートを6.35Kbpsまで低下させ、1フレームの長さを0.4秒以下になるように繰り返し回数を設定している。図４８のフォーマットでは、1フレームの同期信号が4808シンボルに対して、データのシンボルが1664になっている。この場合は、同期信号１シンボルとデータ２シンボルとを交互に配置するようになされる。
すなわち、ペイロードデータ生成部２０２は、128ビットの実データを、そのまま用いて、128ビットのMSDUを構成（生成）する。128ビットのMSDUは、ID/CRC付加部２０３で、送信装置１０１の32ビットのIDと、24ビットのCRCコードとが付加されることにより、FEC対象ユニットとしてのPSDUと呼ばれる184ビットのユニットになる。
184ビットのPSDUは、FEC処理部２０４において、符号長Nが736ビットで、符号化率rが1/4のLDPC符号に符号化され、その結果、736ビット（＝184×4/1）のLDPC符号（エンコードビット）となる。
繰り返しユニットは、736ビットのLDPC符号が２回繰り返し配置され、さらに、736ビットのLDPC符号の一部の184ビットが配置されて構成される。
繰り返しユニットに配置される736ビットのLDPC符号の一部の184ビットとしては、例えば、736ビットのLDPC符号の先頭の184ビットを採用することができる。また、繰り返しユニットに配置される736ビットのLDPC符号の一部の184ビットは、例えば、所定の最適化パターンに従って選択することができる。
繰り返しユニットには、ガードビット付加部２０６で、ガードビットが付加（挿入）される。すなわち、繰り返しユニットの先頭と最後とのそれぞれに、4ビットのガードビット(G)が付加される。
ガードビットの付加により、1656ビットの繰り返しユニットは、1664ビット（＝1656ビット＋4ビット×2）の繰り返しユニットとなる。
4ビットのガードビットとしては、例えば、4ビットの0等を採用することができる。
ここで、高感度受信装置１０２の信号処理部３６２（図２４）で行われる繰り返しユニットのFFTにおいて、繰り返しユニットの端部の信号品質が劣化する。この信号品質の劣化に対する対処として、ガードビットが、繰り返しユニットの先頭と最後とのそれぞれに付加される。
繰り返しユニットについては、EXORゲート２１３で、キーストリームとの排他的論理和が演算され、これにより、繰り返しユニットは、暗号ストリームとなる。
暗号ストリームは、暗号化前の繰り返しユニットと同様に、1664ビットで構成される。
1664ビットの暗号ストリームは、EXORゲート２１５で、スクランブル系列としてのゴールド符号との排他的論理和が演算されることによりスクランブルされ、スクランブルストリームとなる。
スクランブルストリームは、スクランブル前の暗号ストリームと同様に、1664ビットのビット系列d(0),d(1),...,d(1663)である。
シンク生成部２２１は、例えば、832ビットの同期信号(Sync)としてのビット系列r(0),r(1),...r(831)を生成する。したがって、同期信号とスクランブルストリームとの長さの比は、832:1664=1:2である。
832ビットの同期信号としてのビット系列r(0),r(1),...r(831)と、1664ビットのスクランブルストリームとしてのビット系列d(0),d(1),...,d(1663)とは、インターリーブ部２２２でインターリーブされる。その結果、同期信号としてのビットが周期的に挿入された2496ビットのPPDU(Presentation Protocol Data Unit)としてのビット系列r(0),d(0),d(832),r(1),d(1),d(833)…が生成される。
ここで、832ビットの同期信号としてのビット系列r(0),r(1),...,r(831)と、1664ビットのスクランブルストリームとしてのビット系列d(0),d(1),...,d(1663)とのインターリーブは、例えば、以下のCプログラムに従って行われる。なお、PPDU(n)は、2496ビットのPPDUの先頭からn+1番目のビットを表し、(n % x)は、nをxで除算した余りを表す。記号 "==" は計算結果が等しいか、否かを判断することを意味する。また、nを被除数とする除算の計算（n/3等）では、小数点以下を切り捨てる。
for(n=0; n<2496; n++) {
if ( (n % 3) ==0) PPDU(n) =r (n/3);
if ( (n % 3) ==1) PPDU(n) =d (n/3);
if ( (n % 3) ==2) PPDU(n) =d (n/3+1);
}
2496ビットのPPDUについては、変調部２２３で、6.35kbpsのπ/2シフトBPSK変調が施され、さらに、400kHz/sのチャープ変調が施される。そして、2496ビットのPPDUは、無線信号となって送信される。
2496ビットのPPDUについて、6.35kbpsのπ/2シフトBPSK変調が施される場合、2496ビットのPPDUの送信（伝送）時間は、約393.2msとなる。0.4秒以下の送信となり、920MHz帯のARIB規定を満足している。
チャープ変調において、約393.2msの送信時間のPPDUの送信開始時には、例えば、約-78.6kHzの周波数シフトが与えられる。400kHz/sのチャープ変調では、周波数が400kHz/sの変化レートで線形に変化するので、約393.2msの送信時間のPPDUの送信終了時の周波数シフトは、約+78.6kHzとなる。
例えば、キャリアの周波数（中心周波数）が925MHzである場合、チャープ変調により無線信号の信号周波数は924.9214MHzから925.0786MHzまで直線的に変化する。このチャープ変調により、6.35Kbpsの変調レートを使った場合であっても周波数利用効率が向上するので混信に強くなり、またチャープ変調の特性により同期検出にかかる演算量を軽減することも可能となる。
送信装置１０１は、パケットとしてのPPDUの送信を、例えば、４回繰り返し行う。この場合、PPDUの４回の送信に要する時間は、約1.57秒（＝393.2ms×4）になる。
同期信号がフレーム全体に分散されるようにすることにより、フレーム中に位相揺らぎがあった場合においても、高感度受信装置１０２は、より適切に位相と周波数の補正を行うことができ、受信感度の低減を抑制することができる。
＜５．その他＞
＜盗難防止システム＞
以上においては、位置通知システム１００を例に説明したが、本技術は、任意の通信システムに適用することができる。例えば、送信装置１０１は、人物だけでなく、移動体等に設置するようにしてもよい。
例えば、本技術は、図４９に示されるような自動車やバイク等の盗難を防ぐための盗難防止システム８００に適用することもできる。この盗難防止システム８００の場合、送信装置１０１は、ユーザが位置を監視する対象物、例えばユーザが所有する自動車８０１やバイク８０２に設置される。送信装置１０１は、位置通知システム１００の場合と同様に、自身の位置情報（すなわち、自動車８０１やバイク８０２の位置情報）を、適宜、高感度受信装置１０２に通知する。つまり、ユーザは、位置通知システム１００の場合と同様に、端末装置１０５からサーバ１０４にアクセスして、自動車８０１やバイク８０２の位置を把握することができる。したがって、ユーザは、盗難にあった場合であっても、自動車８０１やバイク８０２の位置を把握することができるので、その自動車８０１やバイク８０２を容易に取り戻すことができる。
このような盗難防止システム８００の場合も、送信装置１０１や高感度受信装置１０２に対して各実施の形態において上述した本技術を適用することにより、受信感度の低減を抑制することができ、自身の位置情報（すなわち、自動車８０１やバイク８０２の位置情報）を、より正確に高感度受信装置１０２に通知することができる。つまり、ユーザは、盗難にあった場合であっても、自動車８０１やバイク８０２の位置をより容易かつ正確に把握することができる。
＜その他の通信システム＞
なお、送受信される情報は任意である。例えば送信装置１０１が、画像、音声、測定データ、機器等の識別情報、パラメータの設定情報、または指令等の制御情報等を含む送信情報を送信するようにしてもよい。また、この送信情報には、例えば、画像と音声、識別情報と設定情報と制御情報等のように、複数種類の情報が含まれるようにしてもよい。
また、送信装置１０１が、例えば、他の装置から供給される情報を含む送信情報を送信することができるようにしてもよい。例えば、送信装置１０１が、画像、光、明度、彩度、電気、音、振動、加速度、速度、角速度、力、温度（温度分布ではない）、湿度、距離、面積、体積、形状、流量、時刻、時間、磁気、化学物質、または匂い等、任意の変数について、またはその変化量について、検出または計測等を行う各種センサから出力される情報（センサ出力）を含む送信情報を生成し、送信するようにしてもよい。
つまり、本技術は、例えば、立体形状計測、空間計測、物体観測、移動変形観測、生体観測、認証処理、監視、オートフォーカス、撮像制御、照明制御、追尾処理、入出力制御、電子機器制御、アクチュエータ制御等、任意の用途に用いられるシステムに適用することができる。
また、本技術は、例えば、交通、医療、防犯、農業、畜産業、鉱業、美容、工場、家電、気象、自然監視等、任意の分野のシステムに適用することができる。例えば、本技術は、ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等を用いる、鑑賞の用に供される画像を撮影するシステムにも適用することができる。また、例えば、本技術は、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用システム、走行車両や道路を監視する監視カメラシステム、車両間等の測距を行う測距システム等の、交通の用に供されるシステムにも適用することができる。さらに、例えば、本技術は、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等を用いる、セキュリティの用に供されるシステムにも適用することができる。また、例えば、本技術は、ウェアラブルカメラ等のようなスポーツ用途等向けに利用可能な各種センサ等を用いる、スポーツの用に供されるシステムにも適用することができる。さらに、例えば、本技術は、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の各種センサを用いる、農業の用に供されるシステムにも適用することができる。また、例えば、本技術は、豚や牛等の家畜の状態を監視するための各種センサを用いる、畜産業の用に供されるシステムにも適用することができる。さらに、本技術は、例えば火山、森林、海洋等の自然の状態を監視するシステムや、例えば天気、気温、湿度、風速、日照時間等を観測する気象観測システムや、例えば鳥類、魚類、ハ虫類、両生類、哺乳類、昆虫、植物等の野生生物の生態を観測するシステム等にも適用することができる。
＜通信装置＞
さらに、送受信される無線信号や情報の仕様は任意である。また、以上においては、本技術を送信装置１０１や高感度受信装置１０２に適用する例を説明したが、本技術は、任意の送信装置、任意の受信装置、任意の送受信装置にも適用することができる。つまり、本技術は、任意の通信装置や通信システムに適用することができる。
＜コンピュータ＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。また、一部の処理をハードウエアにより実行させ、他の処理をソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここでコンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が含まれる。
図５０は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
図５０に示されるコンピュータ９００において、CPU（Central Processing Unit）９０１、ROM（Read Only Memory）９０２、RAM（Random Access Memory）９０３は、バス９０４を介して相互に接続されている。
バス９０４にはまた、入出力インタフェース９１０も接続されている。入出力インタフェース９１０には、入力部９１１、出力部９１２、記憶部９１３、通信部９１４、およびドライブ９１５が接続されている。
入力部９１１は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部９１２は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部９１３は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部９１４は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブ９１５は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディア９２１を駆動する。
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU９０１が、例えば、記憶部９１３に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース９１０およびバス９０４を介して、RAM９０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM９０３にはまた、CPU９０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
コンピュータ（CPU９０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア９２１に記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディア９２１をドライブ９１５に装着することにより、入出力インタフェース９１０を介して、記憶部９１３にインストールすることができる。また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部９１４で受信し、記憶部９１３にインストールすることができる。その他、このプログラムは、ROM９０２や記憶部９１３に、あらかじめインストールしておくこともできる。
＜補足＞
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本技術は、装置またはシステムを構成するあらゆる構成、例えば、システムLSI（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等（すなわち、装置の一部の構成）として実施することもできる。
なお、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。
また、例えば、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。
また、例えば、本技術は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
また、例えば、上述したプログラムは、任意の装置において実行することができる。その場合、その装置が、必要な機能（機能ブロック等）を有し、必要な情報を得ることができるようにすればよい。
また、例えば、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。換言するに、１つのステップに含まれる複数の処理を、複数のステップの処理として実行することもできる。逆に、複数のステップとして説明した処理を１つのステップとしてまとめて実行することもできる。
コンピュータが実行するプログラムは、プログラムを記述するステップの処理が、本明細書で説明する順序に沿って時系列に実行されるようにしても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで個別に実行されるようにしても良い。つまり、矛盾が生じない限り、各ステップの処理が上述した順序と異なる順序で実行されるようにしてもよい。さらに、このプログラムを記述するステップの処理が、他のプログラムの処理と並列に実行されるようにしても良いし、他のプログラムの処理と組み合わせて実行されるようにしても良い。
本明細書において複数説明した本技術は、矛盾が生じない限り、それぞれ独立に単体で実施することができる。もちろん、任意の複数の本技術を併用して実施することもできる。例えば、いずれかの実施の形態において説明した本技術の一部または全部を、他の実施の形態において説明した本技術の一部または全部と組み合わせて実施することもできる。また、上述した任意の本技術の一部または全部を、上述していない他の技術と併用して実施することもできる。
本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） 受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する補正部
を備える信号処理装置。
（２） 前記補正部は、前記受信信号の位相を補正する
（１）に記載の信号処理装置。
（３） 前記補正部は、前記受信信号の振幅を補正する
（１）または（２）に記載の信号処理装置。
（４） 前記補正部は、有意な成分である複数の周波数サンプルが逆フーリエ変換されて得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
（１）乃至（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（５） 前記補正部は、有意な成分である複数の周波数サンプルのそれぞれの周波数および振幅の発振信号が合成されて得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
（１）乃至（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６） 前記補正部は、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、前記ピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
（１）乃至（５）のいずれかに記載の信号処理装置。
（７） 前記周辺サンプルは、前記ピークサンプルの両隣の周波数サンプルである
（６）に記載の信号処理装置。
（８） 前記補正部は、複数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
（６）または（７）に記載の信号処理装置。
（９） 前記補正部は、振幅の大きい方から順に所定数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
（８）に記載の信号処理装置。
（１０） 複数の前記補正部と、
各補正部の補正結果を合成する合成部と
を備え、
各補正部は、互いに異なるピークサンプルと前記ピークサンプルの周辺サンプルとを用いて前記受信信号を補正するように構成される
（８）または（９）に記載の信号処理装置。
（１１） 前記受信信号は、未知の情報の間に既知の情報が定期的に挿入されている
（１）乃至（１０）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１２） 前記受信信号は、所定の長さのフレームが繰り返し、各フレーム内においてシンボル単位のデータが並ぶ構成を有する
（１１）に記載の信号処理装置。
（１３） 前記受信信号は、各フレーム内において、未知の前記データのシンボルの間に、既知の同期信号のシンボルが挿入されている
（１２）に記載の信号処理装置。
（１４） 前記受信信号は、未知の前記データの１シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
（１３）に記載の信号処理装置。
（１５） 前記受信信号は、未知の前記データの２シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
（１３）または（１４）に記載の信号処理装置。
（１６） 前記受信信号の各フレームの両端には、不要なシンボルからなるガードビットが付されている
（１２）に記載の信号処理装置。
（１７） 前記受信信号に含まれる未知のデータのシンボルと、既知の同期信号のシンボルとを分離する分離部と、
前記分離部により未知の前記データから分離された既知の前記同期信号のシンボルからチャネル情報を生成する生成部と、
前記生成部により生成された前記チャネル情報を周波数サンプルに変換する変換部と、
前記変換部により変換された前記周波数サンプルから有意な成分として複数の周波数サンプルを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された有意な成分の複数の周波数サンプルをチャネル情報に逆変換する逆変換部と
をさらに備える
（１）乃至（１６）のいずれかに記載の信号処理装置。
（１８） 前記変換部により変換された前記周波数サンプルを用いて、前記受信信号のフレーム単位の同期をとるフレーム同期部をさらに備える
（１７）に記載の信号処理装置。
（１９） 前記補正部により補正された前記受信信号を積算する積算部をさらに備える
（１）乃至（１８）のいずれかに記載の信号処理装置。
（２０） 受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である複数の周波数サンプルから得られるチャネル情報を用いて受信信号を補正する
信号処理方法。
（２１） 送信データの、所定数のシンボル単位のデータが連なるフレームの前後に不要なデータを付加する付加部と、
前記付加部により前記不要なデータが付加された前記フレーム単位の前記送信データを送信する送信部
を備える信号処理装置。
（２２） 前記不要なデータは、複数のシンボル単位のデータよりなる
（２１）に記載の信号処理装置。
（２３） 前記不要なデータは、４０シンボルのデータよりなる
（２２）に記載の信号処理装置。
（２４） 前記不要なデータは、前記フレームの識別情報の一部または全部を含む
（２１）に記載の信号処理装置。
（２５） 前記不要なデータは、前記フレームのヘッダ情報の一部または全部を含む
（２１）に記載の信号処理装置。
（２６） 前記フレーム単位の前記送信データは、受信側にとって未知のデータのシンボルの間に、受信側にとって既知の同期信号のシンボルが挿入されている
（２１）に記載の信号処理装置。
（２７） 前記フレーム単位の前記送信データは、未知の前記データの１シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
（２６）に記載の信号処理装置。
（２８） 前記フレーム単位の前記送信データは、未知の前記データの２シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
（２６）に記載の信号処理装置。
（２９） 前記送信部は、前記送信データを、前記フレーム毎に送信する
（２１）に記載の信号処理装置。
（３０） 前記送信部は、同一の前記フレームを複数回送信する
（２１）に記載の信号処理装置。
（３１） 送信データの、所定数のシンボル単位のデータが連なるフレームの前後に不要なデータを付加し、
前記不要なデータが付加された前記フレーム単位の前記送信データを送信する
信号処理方法。
１００ 位置通知システム， １０１ 送信装置， １０２ 高感度受信装置， １０３ ネットワーク， １０４ サーバ， １１１ 高齢者， ２０１ GNSS信号受信部， ２０２ ペイロードデータ生成部， ２０３ ID/CRC付加部， ２０４ FEC処理部， ２０５ 繰り返し部， ２０６ ガードビット付加部， ２１１ キーストリーム生成部， ２１２ ANDゲート， ２１３ EXORゲート， ２１４ ゴールド符号発生部， ２１５ EXORゲート， ２２１ シンク生成部， ２２２ インターリーブ部， ２２３ 変調部， ２２４ 周波数／タイミング制御部， ２５１ キー発生部， ２５２ Nonce発生部， ２５３ ブロック暗号化部， ２５４ P/S変換部， ３５２ 低ノイズ増幅部， ３５５ GNSS受信部， ３５６ キャリア発振部， ３６２ 信号処理部， ３７１ 分離部， ３７２ 遅延部， ３７３ 周波数サンプル生成部， ３７４ 有意成分抽出部， ３７５ 逆変換部， ３７６ フレーム同期部， ３７７ 補正部， ３７８ 積算部， ３７９ 逆拡散部， ３８０ LDPC， ４０１ スイッチ， ４１１ 既知データ乗算部， ４１２ 変換部， ４２１ サンプルホールド部， ４２２ ピーク検出部， ４２３ 有意成分選択部， ４３１ 発振器， ４３２ 合成部， ４３３ 逆フーリエ変換部， ４４１ 位相検出部， ４４２ 位相補正部， ４４３ エンベロープ生成部， ４４４ 振幅補正部， ４５１ 位相補正部， ４５２ 振幅補正部， ４５３ 補正情報生成部， ４５４ 補正部， ５０３ 有意成分選択部， ５５１ 補正部， ５５２ 合成部， ８００ 盗難防止システム

Claims (17)

  1. 受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、前記ピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する補正部
    を備える信号処理装置。
  2. 前記補正部は、前記受信信号の位相を補正する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  3. 前記補正部は、前記受信信号の振幅を補正する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  4. 前記周辺サンプルは、前記ピークサンプルの両隣の周波数サンプルである
    請求項１に記載の信号処理装置。
  5. 前記補正部は、複数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
    請求項１に記載の信号処理装置。
  6. 前記補正部は、振幅の大きい方から順に所定数の前記ピークサンプルと、各ピークサンプルに対する前記周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
    請求項５に記載の信号処理装置。
  7. 複数の前記補正部と、
    各補正部の補正結果を合成する合成部と
    を備え、
    各補正部は、互いに異なるピークサンプルと前記ピークサンプルの周辺サンプルとを用いて前記受信信号を補正するように構成される
    請求項５に記載の信号処理装置。
  8. 前記受信信号は、未知の情報の間に既知の情報が定期的に挿入されている
    請求項１に記載の信号処理装置。
  9. 前記受信信号は、所定の長さのフレームが繰り返し、各フレーム内においてシンボル単位のデータが並ぶ構成を有する
    請求項８に記載の信号処理装置。
  10. 前記受信信号は、各フレーム内において、未知の前記データのシンボルの間に、既知の同期信号のシンボルが挿入されている
    請求項９に記載の信号処理装置。
  11. 前記受信信号は、未知の前記データの１シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
    請求項１０に記載の信号処理装置。
  12. 前記受信信号は、未知の前記データの２シンボルと既知の前記同期信号の１シンボルとが交互に並ぶ構成を有する
    請求項１０に記載の信号処理装置。
  13. 前記受信信号の各フレームの両端には、不要なシンボルからなるガードビットが付されている
    請求項９に記載の信号処理装置。
  14. 前記受信信号に含まれる未知のデータのシンボルと、既知の同期信号のシンボルとを分離する分離部と、
    前記分離部により未知の前記データから分離された既知の前記同期信号のシンボルからチャネル情報を生成する生成部と、
    前記生成部により生成された前記チャネル情報を周波数サンプルに変換する変換部と、
    前記変換部により変換された前記周波数サンプルから有意な成分として複数の周波数サンプルを抽出する抽出部と、
    前記抽出部により抽出された有意な成分の複数の周波数サンプルをチャネル情報に逆変換する逆変換部と
    をさらに備える
    請求項１に記載の信号処理装置。
  15. 前記変換部により変換された前記周波数サンプルを用いて、前記受信信号のフレーム単位の同期をとるフレーム同期部をさらに備える
    請求項１４に記載の信号処理装置。
  16. 前記補正部により補正された前記受信信号を積算する積算部をさらに備える
    請求項１に記載の信号処理装置。
  17. 受信信号に含まれる既知情報の周波数サンプルから抽出された有意な成分である、周囲に比べて振幅が大きな周波数サンプルであるピークサンプルと、前記ピークサンプルの周辺の周波数サンプルである周辺サンプルとから得られるチャネル情報を用いて前記受信信号を補正する
    信号処理方法。
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