JPH1174873A

JPH1174873A - 相関検出装置及び方法

Info

Publication number: JPH1174873A
Application number: JP9231175A
Authority: JP
Inventors: Takashi Usui; 隆志臼居; Hisaki Hiraiwa; 久樹平岩; Takehiro Sugita; 武広杉田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-16
Also published as: CN1213914A; US6411664B1; TW410513B; CN1153395C

Abstract

(57)【要約】【課題】振幅の異なる複数の信号が時分割多重化され
ている場合にも、タイミングの基準となるＭ系列の符号
を確実に検出できる相関検出装置を提供する。【解決手段】受信信号から所定の符号を検出するマッ
チトフィルタ８２と、受信信号の平均振幅を検出する平
均振幅検出回路８３と、マッチトフィルタ８２出力を平
均振幅検出回路８３の出力で正規化する除算回路８５と
を設け、除算回路８５により正規化されたマッチトフィ
ルタ８２の出力としきい値とを比較して、相関検出信号
を出力する。受信信号のレベルが大きい場合には、マッ
チトフィルタ８２の出力レベルは大きくなるが、このと
き、受信信号の平均振幅も大きくなるため、マッチトフ
ィルタ８２の出力レベルを平均振幅検出回路８３の出力
レベルで除算した値は殆ど変化しない。これに対して、
Ｍ系列が受信されたときのマッチトフィルタの出力レベ
ルは、入力信号レベルにかかわらず略一定である。した
がって、比較回路８５の出力から、Ｍ系列の受信信号を
確実に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、受信信号中に含
まれる特定の符号を検出するための相関検出装置及び方
法に関するもので、特に、複数の端末を無線で接続する
無線ＬＡＮにおいて特定の符号を使ってタイミングを設
定する場合に用いて好適な符号検出装置及び方法に係わ
る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの高機能化に伴い、複数の
コンピュータを接続してＬＡＮ（Local Area Network）
を構成し、ファイルやデータの共有化を図ったり、電子
メールやデータの転送を行うことが盛んに行われてい
る。従来のＬＡＮは、光ファイバや同軸ケーブル、ある
いはツィストペアケーブルを用いて、有線で各コンピュ
ータが接続されている。

【０００３】ところが、このような有線によるＬＡＮで
は、接続のための工事が必要であり、手軽にＬＡＮを構
築することが難しいと共に、有線によるＬＡＮでは、ケ
ーブルが煩雑になる。そこで、従来の有線方式によるＬ
ＡＮの配線からユーザを解放するシスムとして、無線Ｌ
ＡＮが注目されている。

【０００４】無線ＬＡＮとしては、従来、スペクトラム
拡散を用いて、ＣＤＭＡ（Code Divsion Multiple Acce
ss）でデータ通信を行うようにしたものが提案されてい
る。ＣＤＭＡ方式では、送信データにＰＮ（Psuedeo No
ise Code）符号が乗算され、送信データのスペクトラム
が広げられる。このようにスペクトラム拡散されて送ら
れてきたデータは、送信側と同様のＰＮ符号を乗算する
ことにより復調される。ＣＤＭＡ方式は、秘話性が高い
と共に、耐干渉性に優れているという特徴がある。

【０００５】近年、情報のマルチメディア化が進み、画
像データや音声データのようなデータ量の大きいデータ
が扱われることが多くなってきている。このことから、
無線ＬＡＮに対しても、画像データや音声データのよう
なデータ量の大きなデータを送れるように、転送レート
を高速化することが要求されてきている。ところが、ス
ペクトラム拡散変調では、例えば、３０Ｍｂｐｓ程度の
高速レートでデータ転送を行うと、３００ＭＨｚ以上の
帯域幅が必要になってくる。このような広い帯域幅は、
現在の周波数割り当てでは確保することができず、ま
た、このような広い帯域幅を確保して通信を行うことは
困難である。

【０００６】また、スペクトラム拡散では、復調するた
めに、送られてきたデータの符号の位相と、復調のため
に受信機で発生する符号の位相とを合わせるための同期
捕捉時間が必要である。このため、スペクトラム拡散で
は、高速で同期獲得を行うために、同期用のビット列が
各パケットに挿入されており、このような同期用のビッ
ト列のために、有効データ以外のビットが増加するとい
う問題が生じる。

【０００７】そこで、本願出願人は、データをＯＦＤＭ
（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing）方式
で伝送すると共に、１フレームを単位としてＴＤＭＡ
（TimeDivsion Multiple Access）によりデータ通信を
行い、１フレームの先頭でＭ系列を送り、このＭ系列を
基準にして、送受信のタイミングを設定し、無線通信制
御端末からの制御情報によって、各無線通信端末の送信
及び受信時間を指示するようにすることを提案してい
る。ＯＦＤＭ方式では、転送レートを上げることがで
き、また、ジッタが生じても誤りなく復調することがで
きる。また、１フレームの先頭のＭ系列を基準にして送
受信タイミングが設定されるため、受信時には、この時
間情報を利用して、フレーム内の必要なシンボルのみ復
調してデータを再生することができる。

【０００８】このように、Ｍ系列を受信してタイミング
を設定する場合、受信信号からＭ系列を検出する必要が
ある。このようなＭ系列を検出するための回路として
は、マッチトフィルタを用いた相関検出回路を使うこと
が考えられる。

【０００９】図１４は、このようにマッチトフィルタを
用いた相関検出回路の一例を示すものである。図１４に
おいて、入力端子１５１からの受信信号は、マッチトフ
ィルタ１５２に供給される。マッチトフィルタ１５２
は、一種のＦＩＲフィルタで、図１４に示すように、遅
延回路１６１−１、１６１−２、１６１−３、…と、乗
算回路１６２−１、１６２−２、１６２−３、…と、加
算回路１６３とから構成される。乗算回路１６２−１、
１６２−２、１６２−３、…の係数は、検出する符号に
応じて、１又は（−１）に設定される。乗算回路１６２
−１、１６２−２、１６２−３、…の係数に設定された
符号と受信符号との相関が強いと、加算回路１６３の出
力レベルが大きくなる。

【００１０】マットチフィルタ１５２で、受信符号とフ
ィルタに設定されている符号との相関が検出される。マ
ッチトフィルタ１５２の出力が比較回路１５３に供給さ
れる。比較回路１５３で、マッチトフィルタ１５２の出
力と所定のしきい値ＴＨとが比較される。

【００１１】Ｍ系列の符号が受信されると、マッチトフ
ィルタ１５２の出力が大きくなり、マッチトフィルタ１
５２がしきい値ＴＨ以上になる。マッチトフィルタ１５
２の出力がしきい値ＴＨ以上になると、出力端子１５４
から検出出力が現れる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
システムでは、複数の無線通信端末からの信号がフレー
ム内で時分割多重化されて送られており、各無線通信端
末や無線通信制御端末から受信される信号のレベルは異
なるため、Ｍ系列を受信してマッチトフィルタ１５２か
らＭ系列の受信出力が現れたとしても、この信号出力が
他の信号成分に隠れてしまい、Ｍ系列の信号が検出でき
ないという問題が生じてくる。

【００１３】すなわち、受信信号に対しては、ＡＧＣ
（Automatic Gain Contol ）が働き、受信信号レベルが
一定となるように制御される。ここで、Ｍ系列の信号の
直前に過度な振幅の信号が入力されると、ＡＧＣがかか
り、ゲインが下げられる。ゲインが下げられた状態でＭ
系列の信号が受信されると、Ｍ系列の相関信号の検出レ
ベルが小さくなり、強力な受信信号に埋もれて、検出さ
れなくなってしまう。また、Ｍ系列が受信される付近だ
けを抜き出したとしても、Ｍ系列の相関信号の検出レベ
ルがしきい値以下になり、Ｍ系列の信号を検出できな
い。

【００１４】このように、信号レベルが異なる複数の信
号が時分割で送られてくる場合には、マッチトフィルタ
の出力を所定のしきい値と比較するような構成では、Ｍ
系列の信号を確実に検出することが困難である。

【００１５】したがって、この発明の目的は、振幅の異
なる複数の信号が時分割多重化されている場合にも、符
号系列を確実に検出できる相関検出装置を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、受信信号か
ら所定の符号を検出するマッチトフィルタ手段と、受信
信号の平均振幅を検出する平均振幅検出手段と、マッチ
トフィルタ手段の出力を平均振幅検出手段の出力で正規
化する正規化手段と、正規化手段により正規化されたマ
ッチトフィルタ手段の出力としきい値とを比較して相関
検出信号を出力する比較手段とを備えてなる相関検出装
置である。

【００１７】マッチトフィルタの出力を受信信号の平均
振幅で除算して正規化した値としきい値とを比較して、
受信信号からＭ系列の符号を検出している。マッチトフ
ィルタの出力は入力信号レベルに比例するため、Ｍ系列
が受信されたときばかりでなく、受信信号レベルが大き
い場合にも出力が大きくなる。受信信号のレベルが大き
い場合には、マッチトフィルタの出力レベルは大きくな
るが、このとき、受信信号の平均振幅も大きくなる。こ
のため、マッチトフィルタの出力レベルを平均振幅検出
回路の出力レベルで除算した値は殆ど変化しない。これ
に対して、Ｍ系列が受信されたときのマッチトフィルタ
の出力レベルは、入力信号レベルにかかわらず略一定で
ある。したがって、マッチトフィルタの出力を受信信号
の平均振幅で除算して正規化した値としきい値とを比較
して受信信号からＭ系列の符号を検出することにより、
受信信号からＭ系列の信号を確実に検出できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
された無線ＬＡＮシステムの概要を示すものである。こ
の発明が適用された無線ＬＡＮシステムは、複数の無線
通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…と、無線通信制御端末
１０２とからなる。無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、
…は、コンピュータ等のデータ端末１０３Ａ、１０３
Ｂ、…に、無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…を
接続して構成される。無線通信制御端末１０２は、デー
タ端末１０６に、無線通信ユニット１０５を接続して構
成される。複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
間でデータ通信が行われ、無線通信制御端末１０２によ
り、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…間でのデー
タ通信が制御される。なお、無線通信制御端末１０２
は、無線通信ユニット１０５だけでも構成できる。

【００１９】無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…側の
各無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…は、夫々、
送信部１１１Ａ、１１１Ｂ、…、受信部１１２Ａ、１１
２Ｂ、…、制御部１１３Ａ、１１３Ｂ、…からなる。送
信部１１１Ａ、１１１Ｂ、…、受信部１１２Ａ、１１２
Ｂ、…は、ＯＦＤＭ方式により無線でデータ通信を行え
る構成とされている。

【００２０】無線通信制御端末１０２側の無線通信ユニ
ット１０５は、送信部１１５、受信部１１６、制御部１
１７とからなる。送信部１１５、受信部１１６は、ＯＦ
ＤＭ方式により無線でデータ通信を行える構成とされて
いる。また、この無線通信制御端末１０２側の無線通信
ユニット１０５には、無線通信端末のデータ通信の割り
当て時間に関する資源情報を格納するための資源情報格
納部１１８が設けられている。

【００２１】このシステムでは、データ通信がＯＦＤＭ
方式で行われる。そして、例えばＯＦＤＭの１４７４５
５シンボル（４ｍ秒に相当する）を１フレームとし、こ
のフレーム内で時分割多重によりデータが送られる。

【００２２】１フレームの先頭には、無線通信制御端末
１０２の無線通信ユニット１０５から、同期獲得用のＭ
系列の符号が送信される。この同期獲得用のＭ系列の符
号は、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の無線通
信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…で受信され、この受
信タイミングを基準として、データの送受信のタイミン
グが設定される。

【００２３】無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…でデ
ータ通信要求がある場合には、無線通信端末１０１Ａ、
１０１Ｂ、…の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、
…から、通信通信制御端末１０２の無線通信ユニット１
０５に送信要求が送られる。無線通信制御端末１０２の
無線通信ユニット１０５では、この送信要求と資源情報
とに基づいて各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の
送信割り当て時間が決定され、この送信割り当て時間を
含む制御情報が無線通信制御端末１０２の無線通信ユニ
ット１０５から各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に送られ
る。各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂの無線通信ユニ
ット１０４Ａ、１０４Ｂで、この送信割り当て時間に従
って、データの送受信が行われる。このとき、データの
送受信のタイミングは、１フレームの先頭に送られてく
る同期獲得用のＭ系列を基準にして行われる。

【００２４】図２は、無線通信制御端末１０２側の無線
通信ユニット１０５の構成を示すものである。図２にお
いて、１１は通信コントローラであり、この通信コント
ローラ１１を介して、データ端末とのデータのやり取り
が行われる。

【００２５】通信コントローラ１１からの送信データ
は、ＤＱＰＳＫ（Differencially Encoded Quadrature
Phase Shift Keying）変調回路１２に供給される。ＤＱ
ＰＳＫ変調回路１２により、送信データがＤＱＰＳＫで
変調される。

【００２６】ＤＱＰＳＫ変調回路１２の出力がシリアル
/ パラレル変換回路１３に供給される。シリアル/ パラ
レル変換回路１３で、シリアルデータがパラレルデータ
に変換される。シリアル/ パラレル変換回路１３の出力
がＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）回路１
４に供給される。ＩＦＦＴ回路１４により、送信データ
が周波数領域のデータにマッピングされ、これが逆フー
リエ変換され、時間領域のデータに変換される。ＩＦＦ
Ｔ回路１４の出力がパラレル/ シリアル変換回路１５に
供給される。

【００２７】シリアル/ パラレル変換回路１３、ＩＦＦ
Ｔ回路１４、パラレル/ シリアル変換回路１５は、ＯＦ
ＤＭ方式によりマルチキャリアの信号に変換するもので
ある。ＯＦＤＭ方式は、周波数間隔をｆ₀として各キャ
リアを直交させて符号間干渉がないようにした複数のサ
ブキャリアを使用して、各サブキャリアに低ビットレー
トの信号を割り当て、全体として高いビットレートを得
られるようにしたものである。

【００２８】図３は、ＯＦＤＭ方式の伝送波形のスペク
トラムを示すものである。図３に示すように、ＯＦＤＭ
方式では、互いに直交する周波数間隔ｆ₀のサブキャリ
アを使って、信号が伝送される。

【００２９】ＯＦＤＭでは、信号の生成は、送信信号を
周波数領域にマッピングし、逆ＦＦＴにより周波数領域
から時間領域に変換することにより行われる。復号は、
逆に、ｆ₀間隔毎に受信した波形を取り込み、ＦＦＴに
より、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するこ
とにより行われる。

【００３０】この例では、図４に示すように、シリアル
/ パラレル変換回路１３により、ＤＱＰＳＫ変調回路１
２の出力の５１サンプルがパラレルデータに変換され、
周波数領域にマッピングされる。このシリアル/ パラレ
ル変換回路１３の出力は、ＩＦＦＴ回路１４により時間
領域のデータに変換され、ＩＦＦＴ回路１４からは、６
４サンプルの有効シンボルが出力される。この６４サン
プルの有効シンボルに対して、８シンボルのガードイン
ターバルが付加される。

【００３１】したがって、この例では、図５に示すよう
に、１シンボルは、６４サンプルの有効シンボルと、８
サンプルのガードインターバルの７２サンプルからな
る。シンボル周期Ｔ_symbolは、例えば（Ｔ_symbol＝１．
９５３μ秒）であり、サンプル周期Ｔ_sampleは、例えば
（Ｔ_sample＝２７．１２７ｎ秒）であり、サンプル周波
数ｆ_sampleは、例えば（ｆ_sample＝３６．８６４ＭＨ
ｚ）である。

【００３２】ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに分
散してデータを送信しているので、１シンボル当たりの
時間が長くなる。そして、時間軸でガードインターバル
を設けているため、ジッタに対する影響やマルチパスに
対する影響を受け難いという特徴がある。なお、ガード
インターバルは、有効シンボル長の１〜２割り程度に選
ばれている。

【００３３】つまり、ＯＦＤＭ方式では、復調時にＦＦ
Ｔの際に連続する受信信号の中から有効シンボル長を切
り出して、ＦＦＴを行う必要がある。ジッタ等によりこ
のように有効シンボルを切り出す際に誤差があったとし
ても、ガードインターバルが存在するため、周波数成分
は変化せず、位相差のみが生じる。このため、信号中に
既知パターンを挿入して位相補正を行うか、差動符号化
を用いて位相差を打ち消すことにより復調が可能であ
る。通常のＱＰＳＫ変調のみの場合、各ビット毎にタイ
ミングを合わせる必要があるが、ＯＦＤＭ方式の場合、
数ビットずれても感度が数ｄＢ劣化するのみで、復調が
可能である。

【００３４】図２において、パラレル/ シリアル変換回
路１５の出力がスイッチ回路１６の端子１６Ａに供給さ
れる。スイッチ回路１６の端子１６Ｂには、Ｍ系列（Ma
ximum Length Code ）発生回路３１の出力が供給され
る。

【００３５】スイッチ回路１６の出力が周波数変換回路
１７に供給される。周波数変換回路１７には、ＰＬＬシ
ンセサイザ１８から局部発振信号が供給される。周波数
変換回路１７により、送信信号が所定の周波数に変換さ
れる。送信周波数としては、例えば、準マイクロ波帯の
２．４ＧＨｚ、５．７ＧＨｚ、１９ＧＨｚ帯等を用いる
ことが考えられる。

【００３６】周波数変換回路１７の出力がパワーアンプ
１９に供給される。パワーアンプ１９で、送信信号が電
力増幅される。パワーアンプ１９の出力がスイッチ回路
２０の端子２０Ａに供給される。スイッチ回路２０は、
送信時と受信時とにより切り換えられるもので、データ
送信時には、スイッチ回路２０は、端子２０Ａ側に切り
換えられる。スイッチ回路２０の出力がアンテナ２１に
供給される。

【００３７】アンテナ２１からの受信信号は、スイッチ
回路２０に供給される。データ受信時には、スイッチ回
路２０は、端子２０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回
路２０の出力は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier ）２２
を介して増幅された後、周波数変換回路２３に供給され
る。

【００３８】周波数変換回路２３には、ＰＬＬシンセサ
イザ１８から局部発振信号が供給される。周波数変換回
路２３により、受信信号が中間周波数信号に変換され
る。

【００３９】周波数変換回路２３の出力がシリアル/ パ
ラレル変換回路２４に供給される。このシリアル/ パラ
レル変換回路２４の出力がＦＦＴ回路２５に供給され
る。ＦＦＴ回路２５の出力がパラレル/ シリアル変換回
路２６に供給される。

【００４０】シリアル/ パラレル変換回路２４、ＦＦＴ
回路２５、パラレル/ シリアル変換回路２６は、ＯＦＤ
Ｍ方式の復号を行うものである。つまり、シリアル/ パ
ラレル変換回路２４で、有効データが切り出され、受信
波形がｆ₀間隔毎に取り込まれて、パラレルデータに変
換される。このシリアル/ パラレル変換回路２４の出力
はＦＦＴ回路２５に供給され、ＦＦＴ回路２５で、時間
領域の信号が周波数領域の信号に変換される。このよう
に、ｆ₀間隔毎にサンプリングした波形をＦＦＴするこ
とにより、ＯＦＤＭ方式の復号が行われる。

【００４１】パラレル/ シリアル変換回路２６の出力が
ＤＱＰＳＫ復調回路２７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調
回路２７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰ
ＳＫ復調回路２７の出力が通信コントローラ１１に供給
される。通信コントローラ１１の出力から受信データが
出力される。

【００４２】全体の動作は、コントローラ２８により制
御される。データの送信及びデータの受信は、コントロ
ーラ２８からの指令に基づいて、通信コントローラ１１
により制御される。

【００４３】このシステムでは、１フレームを単位とし
てＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの
先頭の１シンボルには、同期獲得用のＭ系列の符号を送
るようにしている。このような制御を実現するために、
無線通信制御端末１０２の無線通信ユニット１０５に
は、Ｍ系列発生回路３１と、資源情報メモリ３０と、タ
イマ２９とが設けられる。１フレームの先頭のシンボル
のタイミングで、スイッチ回路１６が端子１６Ｂ側に切
り換えられる。これにより、フレーム先頭のタイミング
で、１シンボルのＭ系列が送信される。

【００４４】各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の
無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…から送信要求
が送られると、この送信要求がアンテナ２１で受信さ
れ、ＦＦＴ回路２５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰ
ＳＫ復調回路２７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信
コントローラ１１に供給される。そして、復調された受
信データは、通信コントローラ１１からコントローラ２
８に送られる。

【００４５】コントローラ２８には、資源情報メモリ３
０が設けられている。この資源情報メモリ３０には、１
フレームで送られる各無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂ、…の割り当て時間に関する資源情報が格納される。
コントローラ２８で、受信された送信要求と通信資源残
料とに基づいて、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、
…の送信割り当て時間が決定される。この送信割り当て
のための制御情報は、コントーラ２８から通信コントロ
ーラ１１に送られる。そして、通信コントローラ１１か
らのデータは、ＤＱＰＳＫ変調回路１２でＤＱＰＳＫ変
調され、ＩＦＦＴ回路１４でＯＦＤＭによる変換が行わ
れ、アンテナ２１から各無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂに向けて送ら
れる。

【００４６】図６は、無線通信端末１０１Ａ、１０１
Ｂ、…の無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…の構
成を示すものである。図６において、送信データは、通
信コントローラ５１を介して入力される。通信コントロ
ーラ５１からの送信データは、ＤＱＰＳＫ変調回路５２
に供給される。ＤＱＰＳＫ変調回路５２により、送信デ
ータがＤＱＰＳＫで変調される。

【００４７】ＤＱＰＳＫ変調回路５２の出力がシリアル
/ パラレル変換回路５３に供給される。シリアル/ パラ
レル変換回路５３で、シリアルデータがパラレルデータ
に変換される。シリアル/ パラレル変換回路５３の出力
がＩＦＦＴ回路５４に供給される。ＩＦＦＴ回路５４に
より、送信データが周波数領域のデータにマッピングさ
れ、これが逆フーリエ変換され、時間領域のデータに変
換される。ＩＦＦＴ回路５４の出力がパラレル/ シリア
ル変換回路５５に供給される。シリアル/ パラレル変換
回路５３、ＩＦＦＴ回路５４、パラレル/ シリアル変換
回路５５は、ＯＦＤＭ方式によりマルチキャリアの信号
に変換するものである。

【００４８】パラレル/ シリアル変換回路５５の出力が
周波数変換回路５７に供給される。周波数変換回路５７
には、ＰＬＬシンセサイザ５８から局部発振信号が供給
される。周波数変換回路５７により、送信信号が所定の
周波数に変換される。

【００４９】周波数変換回路５７の出力がパワーアンプ
５９に供給される。パワーアンプ５９で、送信信号が電
力増幅される。パワーアンプ５９の出力がスイッチ回路
６０の端子６０Ａに供給される。データ送信時には、ス
イッチ回路６０は、端子６０Ａ側に切り換えられる。ス
イッチ回路６０の出力がアンテナ６１に供給される。

【００５０】アンテナ６１からの受信信号は、スイッチ
回路６０に供給される。データ受信時には、スイッチ回
路６０は、端子６０Ｂ側に切り換えられる。スイッチ回
路６０の出力は、ＬＮＡ６２を介して増幅された後、周
波数変換回路６３に供給される。

【００５１】周波数変換回路６３には、ＰＬＬシンセサ
イザ６８から局部発振信号が供給される。周波数変換回
路６３により、受信信号が中間周波数信号に変換され
る。

【００５２】周波数変換回路６３の出力がシリアル/ パ
ラレル変換回路６４に供給されると共に、相関検出回路
７１に供給される。

【００５３】シリアル/ パラレル変換回路６４の出力が
ＦＦＴ回路６５に供給される。ＦＦＴ回路６５の出力が
パラレル/ シリアル変換回路６６に供給される。シリア
ル/パラレル変換回路６４、ＦＦＴ回路６５、パラレル/
シリアル変換回路６６は、ＯＦＤＭ方式の復調を行う
ものである。

【００５４】パラレル/ シリアル変換回路６６の出力が
ＤＱＰＳＫ復調回路６７に供給される。ＤＱＰＳＫ復調
回路６７で、ＤＱＰＳＫの復調処理が行われる。ＤＱＰ
ＳＫ復調回路６７の出力が通信コントローラ５１に供給
される。通信コントローラ５１の出力から受信データが
出力される。

【００５５】全体の動作は、コントローラ６８により制
御される。データの送信及びデータの受信は、コントロ
ーラ６８からの指令に基づいて、通信コントローラ５１
により制御される。

【００５６】このシステムでは、１フレームを単位とし
てＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、１フレームの
先頭の１シンボルには、無線通信制御端末１０２の無線
通信ユニット１０５から同期獲得用のＭ系列の符号が送
られてくる。このような制御を実現するために、無線通
信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…には、相関検出回路
７１と、タイマ７２とが設けられる。フレームの先頭の
タイミングで、無線通信制御端末１０２の無線通信ユニ
ット１０５から送られてくるＭ系列がアンテナ６１で受
信され、相関検出回路７１に送られる。送信検出回路７
１は、受信された符号と予め設定されている符号との相
関を検出しており、相関が強いと判断されると、相関検
出信号が出力される。この相関検出回路７１の出力がタ
イマ７２に送られる。タイマ７２の時間は、この相関検
出回路７１からの相関検出信号に基づいて設定される。

【００５７】送りたいデータがある場合には、コントロ
ーラ６８からの指令により、通信コントローラ５１から
送信要求が送られる。この送信要求は、ＤＱＰＳＫ変調
回路５２でＤＱＰＳＫ変調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯ
ＦＤＭによる変換が行われ、アンテナ６１から、無線通
信制御端末１０２に向けて送られる。この送信要求は、
無線通信制御端末１０２で受信され、無線通信制御端末
１０２からは、送信割り当て時間を含む制御情報が返さ
れる。

【００５８】この制御情報は、アンテナ６１で受信さ
れ、ＦＦＴ回路６５でＯＦＤＭの復調が行われ、ＤＱＰ
ＳＫ復調回路６７でＤＱＰＳＫの復調が行われて、通信
コントローラ５１に供給される。そして、復調された受
信データは、通信コントローラ５１からコントローラ６
８に送られる。

【００５９】この制御情報には、送信時間に関する情報
が含まれている。これらの時間は、タイマ７２の時間を
基準にして設定される。タイマ７２は、相関検出回路７
１の出力により、無線通信制御端末から送られてきたＭ
系列のタイミングにより設定されている。

【００６０】タイマ７２により、送信開始時間になった
と判断されると、コントローラ６８からの指令により、
通信コントローラ５１から送信データが出力され、この
送信データは、ＤＱＰＳＫ変調回路５２でＤＱＰＳＫ変
調され、ＩＦＦＴ回路５４でＯＦＤＭによる変換が行わ
れ、アンテナ６１から出力される。また、タイマ７２に
より受信時間になったと判断されると、コントローラ６
８からの指令により、ＦＦＴ回路６５により受信データ
の復調処理が行われる。

【００６１】このように、このシステムでは、データを
ＯＦＤＭによりマルチキャリアを使って伝送している。
ＯＦＤＭ波は、前述したように、ジッタに強く、数サン
プルずれていても復調は可能である。しかしながら、そ
れ以上ずれて、２シンボルに跨がってしまうと復調がで
きない。したがって、ある程度のタイミング設定を行う
必要がある。そこで、このシステムでは、例えば１４７
４５５シンボル（４ｍ秒）を１フレームとし、このフレ
ーム内でＴＤＭＡ方式でデータを送るようにし、各フレ
ームの先頭の１シンボルには、Ｍ系列を配置し、このＭ
系列を利用して、復調タイミングを設定するようにして
いる。

【００６２】受信したＯＦＤＭ波に対して受信クロック
が６．８ｐｐｍずれを持っていると、４ｍ秒の１フレー
ムの間に、２７．２ｎ秒の時間差が蓄積する。これは、
３６．８６４ＭＨｚのサンプリングレートに相当する。
したがって、６．８ｐｐｍ程度の精度を持つクロックを
用意すれば、確実に復調できることになる。

【００６３】なお、同期用のシンボルとしては、Ｍ系列
の他に、周期の等しい２種類のＭ系列を用意し、これら
を加算して得られる符号系列であるゴールド（Ｇｏｌ
ｄ）符号や、バーカー符号、嵩符号等を用いることが可
能である。

【００６４】図６における相関検出回路７１は、図７に
示すようにして構成できる。図７において、入力端子８
１に、受信信号が供給される。この受信信号は、マッチ
トフィルタ８２に供給されると共に、平均振幅検出回路
８３に供給される。マッチトフィルタ８２の出力及び平
均振幅検出回路８３の出力が除算回路８４に供給され
る。除算回路８４により、マッチトフィルタ８２の出力
レベルＳａが平均振幅検出回路８３の出力レベルＳｂに
より除算される。この除算回路８４の出力が比較回路８
５に供給される。比較回路８５には、所定のしきい値Ｔ
Ｈが与えられる。比較回路８５で、除算回路８４の出力
としきい値ＴＨとが比較される。比較回路８５の出力が
相関値の検出出力として出力端子８６から出力される。

【００６５】Ｍ系列が受信されているときには、マッチ
トフィルタ８２の出力レベルＳａが大きくなる。このた
め、除算回路８４の出力が所定のしきい値ＴＨより大き
く、Ｓａ／Ｓｂ＞ＴＨとなり、比較回路８５から相関検出信号が現れる。この
相関検出信号が出力端子８６から出力される。

【００６６】入力信号の振幅が大きい場合にも、マッチ
トフィルタ８２の出力レベルＳａは大きくなる。しかし
ながら、入力信号の振幅が大きい場合には、マッチトフ
ィルタ８２の出力レベルＳａのみならず、平均振幅検出
回路８３の出力レベルＳｂも大きくなる。このため、マ
ッチトフィルタ８２の出力レベルＳａを平均振幅検出回
路８３の出力レベルＳｂで除算した値（Ｓａ／Ｓｂ）は
殆ど変化せず、除算回路８４の出力は所定のしきい値Ｔ
Ｈより小さく、Ｓａ／Ｓｂ＜ＴＨとなる。このため、比較回路８５からは相関検出信号が
現れない。

【００６７】このように、マッチトフィルタ８２の出力
を平均振幅検出回路８３から出力される振幅レベルで正
規化すると、入力信号レベルが大きくなっても検出レベ
ルは大きくならず、Ｍ系列が受信されたことを正確に検
出することが可能になる。

【００６８】図８は、このような相関検出回路で受信信
号を測定したときの測定結果を示すものである。図８Ａ
はマッチトフィルタ８２の出力を示し、図８Ｂは平均振
幅検出回路８３の出力を示し、図８Ｃは除算回路８４の
出力を示す。

【００６９】複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、
…や無線通信制御端末１０２からの信号が１フレーム内
で時分割多重化されるため、１フレーム内の受信信号の
強度は変化する。このため、図８Ａに示すように、マッ
チトフィルタ８２の出力は、受信信号の信号レベルによ
り変化している。

【００７０】この受信信号の平均振幅を検出すると、図
８Ｂに示すようになり、平均振幅検出回路８３からは、
図８Ｂに示すような信号が得られる。図８Ａに示すマッ
チトフィルタ８２の出力を、図８Ｂに示す平均振幅検出
回路８３の出力で除算すると、図８Ｃに示すようにな
る。

【００７１】図８Ｃに示すように、マッチトフィルタ８
２の出力を平均振幅検出回路８３の出力で除算すると、
入力信号レベルが正規化され、Ｍ系列の受信信号を確実
に検出することができるようになる。

【００７２】なお、上述の例では、マッチトフィルタ８
２の出力を平均振幅検出回路８３の出力で除算してい
る。これは、数式で表すと、

【００７３】

【数１】

【００７４】に示すようになる。ここで、ｒ（ｔ）：受信信号Ｐ（ｔ）：符号系列である。

【００７５】上式をｒ（ｔ）＝ｒ_re（ｔ）＋ｊｒ_im（ｔ）＊：複素共役として、複素数で表すと、

【００７６】

【数２】

【００７７】に示すようになる。

【００７８】しかしながら、上式を実現するためには、
平方根を求める回路が必要になり、ステップ数やハード
ウェアの増大を招く。したがって、下式のように、平方
根を除いた形とするようにすることが考えられる。

【００７９】

【数３】

【００８０】なお、この処理をディジタル信号処理で行
うとすると、下式のようになる。

【００８１】

【数４】

【００８２】上式では、二乗を求める処理が必要である
が、二乗を求める処理は、ステップ数やハードウェアの
増大を招き、処理に時間がかかる。そこで、下式のよう
に、二乗処理の代わりに絶対値で処理を行うことが考え
られる。このようにすると、ステップ数やハードウェア
の数が削減でき、高速処理が可能となる。

【００８３】

【数５】

【００８４】図９は、１フレームの構成を示すものであ
る。図９に示すように、１フレームは、制御データ伝送
時間と、情報データ伝送時間とに分けられる。制御デー
タ伝送時間は、非同期でデータ通信が行われ、情報伝送
時間では、アイソクロナス（等時）でデータ通信が行わ
れる。無線通信制御端末１０２から同期用のシンボルを
送り、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…から無線
通信制御端末１０２に送信要求を送り、無線通信制御端
末１０２から各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…に
送信割り当てを含む制御情報を送るような通信は、制御
データ伝送時間に、非同期通信で行われる。そして、こ
の送信割り当て時間に従って、各無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…間で行うデータ通信は、情報伝送時間
にアイソクロナスで行われる。

【００８５】なお、情報伝送時間には、非同期で行うこ
とも可能であり、また、非同期通信とアイソクロナス通
信とを混在させることも可能である。

【００８６】例えば、図１における無線通信端末１０１
Ａと無線通信端末１０１Ｂとの間でデータ通信を行うと
する。この場合、図１０にシーケンス図で示すような処
理が行われ、１フレーム内では、図１１に示すようにし
て、ＴＤＭＡによりデータ通信が行われる。

【００８７】図１０に示すように、先ず、１フレームの
先頭の１シンボルでは、無線通信制御端末１０２の無線
通信ユニット１０５から各無線通信端末１０１Ａ、１０
１Ｂの無線通信端末１０４Ａ、１０４Ｂ、…にＭ系列が
送られる。このＭ系列は、無線通信端末１０１Ａ及び１
０１Ｂの無線通信ユニット１０４Ａ及び１０４Ｂで受信
され、このＭ系列により、タイマ７２が設定される。

【００８８】次に、時点ｔ₁で、無線通信制御端末１０
２の通信ユニット１０５により、無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…が呼び出される。無線通信端末１０１
Ａ、１０１Ｂ、…の通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、
…は、呼び出しを受けると、時点ｔ₂及びｔ₃で、この
呼び出しに対するアクノリッジ信号を返す。このとき、
送信要求がある場合には、このアクノリッジ信号に、送
信要求が含められる。ここで、例えば、無線通信端末１
０１Ａは無線通信端末１０１Ｂにデータを送るというデ
ータ転送要求があり、無線通信端末１０４Ｂは無線通信
端末１０４Ｂにデータを送るというデータ転送要求があ
ったとする。

【００８９】無線通信制御端末１０２の無線通信ユニッ
ト１０５で、この送信要求に基づいて、送信割り当て時
間が決められる。ここで、無線通信制御端末１０２の無
線通信ユニット１０５は、無線通信端末１０１Ａから無
線通信端末１０１Ｂへのデータ転送を時点ｔ₅から開始
し、無線通信端末１０１Ｂから無線通信端末１０２Ａへ
のデータ転送を時点ｔ₆から開始するよう決めたとす
る。

【００９０】時点ｔ₄で、この送信割り当て時間を含む
制御信号が無線通信制御端末１０２の通信ユニット１０
５から無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…の無線通信
ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に送られる。

【００９１】Ｍ系列を受信して設定されたタイマ７２を
基準として時点ｔ₅に達すると、無線通信端末１０１Ａ
から無線通信端末１０１Ｂへのデータ転送が開始され
る。そして、タイマ７２を基準として時点ｔ₆に達する
と、無線通信端末１０４Ｂから無線通信端末１０４Ｂへ
のデータ転送が開始される。

【００９２】以上のような動作を１フレーム内の時間で
示すと、図１１に示すようになる。図１１に示すよう
に、１フレーム内では時分割でデータがやり取りされ
る。すなわち、１フレームの先頭でＭ系列が送られ、時
点ｔ₁で各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…が呼び
出され、時点ｔ₂及びｔ₃でこの呼び出しに対するアク
ノリッジ信号が返され、時点ｔ₄で送信割り当て時間を
含む制御信号が送られ、ｔ₅から無線通信端末１０１Ａ
から無線通信端末１０１Ｂへのデータ転送が開始され、
時点ｔ₆から無線通信端末１０４Ｂから無線通信端末１
０４Ｂへのデータ転送が開始される。

【００９３】このように、このシステムでは、ＯＦＤＭ
方式を用いているため、高速のデータレートを実現する
ことが可能である。そして、１フレームを単位としてＴ
ＤＭＡによりデータ通信を行い、１フレームの先頭でＭ
系列を送り、このＭ系列を基準にして、送受信タイミン
グを設定するようにしている。

【００９４】各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…に
は、無線通信制御端末１０２からの制御情報よって、送
信及び受信時間が指示されている。そして、１フレーム
の先頭のＭ系列を基準にして送受信タイミングが設定さ
れるため、各無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…のタ
イマ７２は等しく設定される。このため、受信時には、
この時間情報を利用して、フレーム内の必要なシンボル
のみ復調してデータを再生することができる。しかも、
複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…から同一フ
レーム内にデータが多重され、ジッタがある場合でも、
同じ復調タイミングで復調することができる。したがっ
て、同時に複数の無線通信端末１０１Ａ、１０１Ｂ、…
から到来する信号を夫々受信して、データをやり取りす
ることができる。

【００９５】なお、送信側のタイマと受信側のタイマと
に多少のずれが生じても、ＯＦＤＭの性質から、誤りな
く復調することができる。このため、各バースト毎に受
信に先立って同期獲得する必要はなく、各バースト毎に
同期用のビットを配する必要はない。したがって、フレ
ーム内のビットを有効利用することができる。

【００９６】なお、上述の例では、１フレームの先頭に
ＯＦＤＭの１シンボルに相当するＭ系列を送るようにし
ているが、この同期用のシンボルは、ＯＦＤＭの１シン
ボルに限定されるものではない。この同期用のシンボル
の長さは可変長であり、図１２に示すように、Ｍ系列の
長さを１シンボルより短い３１ビットとし、１フレーム
の先頭にスペースを設けるようにしても良いし、Ｍ系列
の長さを１シンボルより長いものを用いても良い。ま
た、フレーム同期用のＭ系列は、フレームの先頭に配置
する必要はなく、また、フレーム内の複数箇所にＭ系列
を配置するようにしても良い。

【００９７】また、図１３に示すように、サブキャリア
間の位相差に情報を持たせるようにしても良い。つま
り、ＤＱＰＳＫ変調では、周波数方向の差動化が行われ
る。受信時に、サンプルタイミングにずれがあると、Ｏ
ＦＤＭ復調時のＦＦＴ後の各サブキャリアのＱＰＳＫ波
は位相が回転する。このため、正確なＱＰＳＫ位相を得
るためには、既知の位相の信号をパイロット信号とし
て、ＯＦＤＭサブキャリアの一部に割り当てて、位相の
基準とする方法がある。図１３に示す例では、１番目の
キャリアにサブキャリア間の位相差に情報を持たせるよ
うしている。このようにすると、位相が回転しても、サ
ブキャリア間での回転量は少ないので、誤りが少ない。
なお、図１３では、基準位相を与えるキャリアは１番目
のキャリアとしているが、他のキャリアを基準位相とす
るようにしても良い。

【００９８】また、上述の例では、データをＤＱＰＳＫ
変調して、ＯＦＤＭによりマルチキャリアで伝送してい
るが、多値変調であるＱＡＭ（Quadrature Amplitude M
odulation ）を用いるようにしても良い。ＱＡＭとして
は、１６値、３２値、１２８値、２５６値等がある。更
に、符号化してトレリス符号変調を用いることもでき
る。

【００９９】なお、上述の例では、無線通信制御端末１
０２側の無線通信ユニット１０５にＭ系列発生回路３１
を設け、無線通信ユニット１０１Ａ、１０１Ｂ、…側の
無線通信ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、…に相関検出回
路７１を設けるようにしているが、１つの無線通信端末
にＭ系列発生回路と相関検出回路を設けておき、無線通
信制御端末として用いるか無線通信ユニットとして用い
るかにより、Ｍ系列発生回路と相関検出回路とを切り換
えて使用できるように構成しても良い。

【０１００】

【発明の効果】この発明によれば、マッチトフィルタの
出力を受信信号の平均振幅で除算して正規化した値とし
きい値とを比較して、受信信号からＭ系列の符号を検出
している。マッチトフィルタの出力は入力信号レベルに
比例するため、Ｍ系列が受信されたときばかりでなく、
受信信号レベルが大きい場合にも出力が大きくなる。受
信信号のレベルが大きい場合には、マッチトフィルタの
出力レベルは大きくなるが、このとき、受信信号の平均
振幅も大きくなる。このため、マッチトフィルタの出力
レベルを平均振幅検出回路の出力レベルで除算した値は
殆ど変化しない。これに対して、Ｍ系列が受信されたと
きのマッチトフィルタの出力レベルは、入力信号レベル
にかかわらず略一定である。したがって、マッチトフィ
ルタの出力を受信信号の平均振幅で除算して正規化した
値としきい値とを比較して受信信号からＭ系列の符号を
検出することにより、受信信号からＭ系列の信号を確実
に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの構
成を示すブロック図である。

【図２】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムにお
ける無線通信制御端末側の無線通信ユニットの一例のブ
ロック図である。

【図３】ＯＦＤＭ方式の説明に用いるスペクトラム図で
ある。

【図４】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムにお
けるＯＦＤＭ方式の説明に用いるブロック図である。

【図５】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムにお
けるＯＦＤＭ方式の説明に用いる略線図である。

【図６】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムにお
ける無線通信制御端末側の無線通信ユニットの一例の説
明に用いるブロック図である。

【図７】この発明が適用された相関検出回路の一例のブ
ロック図である。

【図８】この発明が適用された相関検出回路の一例の説
明に用いる波形図である。

【図９】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの説
明に用いる略線図である。

【図１０】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの
説明に用いるシーケンス図である。

【図１１】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの
説明に用いる略線図である。

【図１２】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの
説明に用いる略線図である。

【図１３】この発明が適用できる無線ＬＡＮシステムの
説明に用いるスペクトラム図である。

【図１４】従来の相関検出回路の一例のブロック図であ
る。

【図１５】マッチトフィルタの一例のブロック図であ
る。

【符号の説明】

７１・・・相関検出回路，８２・・・マッチトフィル
タ，８３・・・平均振幅検出回路，８４・・・除算回
路，８５・・・比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号から所定の符号を検出するマッ
チトフィルタ手段と、上記受信信号の平均振幅を検出する平均振幅検出手段
と、上記マッチトフィルタ手段の出力を上記平均振幅検出手
段の出力で正規化する正規化手段と、上記正規化手段により正規化されたマッチトフィルタ手
段の出力としきい値とを比較して相関検出信号を出力す
る比較手段とを備えてなる相関検出装置。
【請求項２】上記平均振幅検出手段は、複素数表現さ
れた受信信号の実数部の二乗と虚数部の二乗とに基づい
て平均振幅を求めるものである請求項１記載の相関検出
装置。
【請求項３】上記平均振幅検出手段は、複素数表現さ
れた受信信号の実数部の絶対値と虚数部の絶対値とに基
づいて平均振幅を求めるものである請求項１記載の相関
検出装置。
【請求項４】マッチトフィルタにより受信信号から所
定の符号を検出すると共に、上記受信信号の平均振幅を
検出し、上記マッチトフィルタの出力を上記受信信号の平均振幅
で正規化し、上記正規化されたマッチトフィルタの出力としきい値と
を比較して相関検出信号を出力するようにした相関検出
方法。
【請求項５】上記受信信号の平均振幅は、複素数表現
された受信信号の実数部の二乗と虚数部の二乗とに基づ
いて求めるものである請求項４記載の相関検出方法。
【請求項６】上記受信信号の平均振幅は、複素数表現
された受信信号の実数部の絶対値と虚数部の絶対値とに
基づいて求めるものである請求項４記載の相関検出方
法。