WO1999021334A1

WO1999021334A1 - Dispositif de radiocommunication et procede de radiocommunication

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Publication number: WO1999021334A1
Application number: PCT/JP1998/004712
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Takahashi; Katsuhiko Hiramatsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 1999-04-29
Also published as: CN1164062C; AU722691B2; US6493397B1; AU9463398A; CN1242900A

Description

明細書無線通信装置及び無線通信方法技術分野

本発明は、携帯電話や自動車電話等の無線通信システムに用いられる無線通信装置及び無線通信方法に関する。背景技術

無線通信において、受信信号の位相は、周波数オフセットにより、送信時に対して回転する。このため、受信品質を良好に保っためには、受信信号から周波数オフセットを補償した後に復調する必要がある。

図 1は、従来の無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、変調方式は Q P S K変調方式とする。

図 1に示す無線通信装置において、アンテナ 1にて受信されたキャリア周波数の信号は、受信 R F部 2にてベースバンド信号に変換される。次に、ベースバンド信号の同相成分及び直交成分は、それぞれ A/D変換器 3、 AZD変換器 4にてデジタル信号に変換され、補償器 5で補償された後に遅延検波器 6で遅延検波により復調される。

そして、復調信号は、復号器 7にて復号されて受信メッセージとなる。また、復調信号は、周波数オフセット推定器 8に出力され、既知シンボルとの間で位相比較がおこなわれる。

図 2は、従来方式の無線通信装置における周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図である。（1， 1 ) で送信した信号は、理想的な環境下であれば点 Aにプロットされる。しかし、実際には周波数オフセットにより位相が回転するため点 Aと異なる点 Bにプロットされる。周波数オフセット推定器 8では、位相回転量が計算され、図 2の 0 _tで示される周波数オフセット量が推定される。

推定された周波数オフセット量は、補償器 5にフィードバックされ、次のスロットの補償に用いられる。すなわち、次回の AZ D変換器 3、 AZD変換器 4にて変換されたデジタル信号は、補償器 5にて周波数オフセット量だけ補償され、遅延検波器 6に出力される。

このように、従来の無線通信装置は、既知シンボルとの間の位相比較にて周波数オフセッ卜量を推定し、この周波数オフセット量を用いて補償を行うことにより受信品質を向上させている。

しかしながら、上記従来の無線通信装置は、干渉局が存在する場合を十分に考慮していないため、千渉局が存在している環境下では、正確な周波数オフセッ卜の推定が不可能である。

例えば、図 3の動作説明図に示すように、理想的な環境下では点 Aにプロッ卜される（1， 1 ) で送信した信号は、周波数オフセット量 Θ i及び干渉成分による位相量 θ ₂によって位相が回転するため点 Cにプロットされる。

この場合に、上記の方法により、干渉成分が混入した信号からオフセット推定を行うと、推定すべき周波数オフセット量 0ェだけでなく、更に千渉成分による位相回転量 0 ₂を加算した Θ ₂を周波数オフセット量として推定してしまうため、このような状態で補償を行うと、かえって受信品質を劣化させてしまう。発明の開示

本発明の第 1目的は、干渉信号が存在している場合でも周波数オフセットを正しく推定して補償することができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。

この目的は、ディジタルに変換された受信信号に含まれる周波数オフセットを除去した後、周波数オフセットを除去して復調する。そして、復調信号を復号するとともに、復調信号と既知シンポルから周波数オフセットを推定することにより達成される。

本発明の第 2目的は、周波数オフセッ卜の推定におけるフェージングゃ雑音による影響を軽減するための演算量を削減できる無線通信装置及び無線通信方法を提供することである。

この目的は、一度、全ての信号を第一象限へ再配置して平均化し、その平均値を用いて周波数オフセットを推定することにより達成される。図面の簡単な説明

第 1図は、従来方式の無線通信装置の構成を示すプロック図、

第 2図は、従来方式の無線通信装置における周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 3図は、従来方式の無線通信装置における周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 4図は、実施の形態 1における無線通信装置の構成を示すブロック図、第 5図は、実施の形態 1における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 6図は、実施の形態 1における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 7図は、実施の形態 1における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 8図は、実施の形態 2における無線通信装置の構成を示すブロック図、第 9図は、実施の形態 3における無線通信装置の構成を示すプロック図、第 1 0図は、実施の形態 4における無線通信装置の構成を示すブロック図、第 1 1図は、実施の形態 5における無線通信装置の構成を示すプロック図、第 1 2図は、実施の形態 6における無線通信装置の構成を示すブロック図、第 1 3図は、実施の形態 7における無線通信装置の構成を示すブロック図、第 1 4図は、実施の形態 7における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 1 5図は、実施の形態 7における無線通信装置の周波数オフセットの補償を説明するための動作説明図、

第 1 6図は、実施の形態 7における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、

第 1 7図は、実施の形態 8における無線通信装置の周波数オフセットの補償を説明するための動作説明図、

第 1 8図は、実施の形態 8における無線通信装置の周波数オフセットの補償を説明するための動作説明図、

第 1 9図は、実施の形態 8における無線通信装置の周波数オフセッ卜の補償を説明するための動作説明図、及び、

第 2 0図は、実施の形態 8における無線通信装置の周波数オフセットの補償を説明するための動作説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に説明する本発明の実施の形態では、干渉抑圧と周波数オフセット推定とを行う。ここで、干渉抑圧効果を高めるためには、周波数オフセットを補償した受信信号から重み係数を算出しなければならない。また、周波数オフセット推定の精度を高めるためには、充分、干渉成分を抑圧した遅延検波後の信号から周波数オフセットを推定しなければならない。よって、千渉抑圧と周波数オフセット推定の両方が正常に動作しないと制御が発散する恐れがある。以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、変調方式は Q P S K変調とする。 (実施の形態 1 )

図 4は、本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置を示すプロック図である。図 4に示す無線通信装置において、受信 R F部 1 0 3は、アンテナ 1 0 1に受信されたキャリア周波数の信号をベースバンド信号に変換する。また、受信尺？部1 0 4は、アンテナ 1 0 2に受信されたキャリア周波数の信号をベースバンド信号に変換する。

A/D変換器 1 0 5は、受信 R F部 1 0 3から出力されたベースバンド信号の同相成分に対してアナログ Zデジタル変換を行い、 AZD変換器 1 0 6は、受信 R F部 1 0 3から出力されたベースバンド信号の直交成分に対してアナ口グ /デジタル変換を行う。同様に、 A/D変換器 1 0 7は、受信 R F部 1 0 4 から出力されたべ一スバンド信号の同相成分に対してアナログノデジタル変換を行い、八70変換器1 0 8は、受信 R F部 1 0 4から出力されたベースバンド信号の直交成分に対してアナログ Zデジタル変換を行う。

補償器 1 0 9は、 1スロット前の周波数オフセット量を制御値として、 AZ D変換器 1 0 5、 1 0 6の出力信号に含まれる周波数オフセットを補償する。同様に、補償器 1 1 0は、 1スロット前の周波数オフセット量を制御値として、 AZD変換器 1 0 7、 1 0 8の出力信号に含まれる周波数オフセッ卜を補償する。

重み係数計算器 1 1 1は、既知シンボル及び補償器 1 0 9、 1 1 0の出力信号から最適重み係数を計算する。複素乗算器 1 1 2は、最適重み係数を用いて、補償器 1 0 9の出力信号に対して複素乗算処理を行い、複素乗算器 1 1 3は、最適重み係数を用いて、補償器 1 1 0の出力信号に対して複素乗算処理を行う。加算器 1 1 4は、複素乗算器 1 1 2の出力信号と複素乗算器 1 1 3の出力信号を加算する。

遅延検波器 1 1 5は、加算器 1 1 4の出力信号に対して遅延検波して復調信号を出力する。復号器 1 1 6は、復調信号を復号し、受信メッセージを取り出す。

周波数オフセット推定器 1 1 7は、既知シンボルと復調信号から周波数オフセットを推定する。平滑化器 1 1 8は、補償を安定化するために、周波数オフセットを平滑化し、補償器 1 0 9、 1 1 0に出力する。

以下、実施の形態 1における無線通信装置の信号の流れについて説明する。アンテナ 1 0 1から受信されたキャリア周波数の信号は、受信 RF部 1 0 3 にてベースバンド信号に変換される。次に、ベースバンド信号の同相成分及び直交成分は、それぞれ AZD変換器 1 0 5、 AZD変換器 1 06にてデジタル信号に変換される。

同様に、アンテナ 1 0 2から受信されたキャリア周波数の信号は、受信 RF 部 1 04にてベースバンド信号に変換される。次に、ベースバンド信号の同相成分及び直交成分は、それぞれ AZD変換器 1 0 7、八 0変換器1 0 8にてデジタル信号に変換される。

フェージングがスロット内固定と仮定すると、 0変換器1 0 5、 1 06 の出力信号 x_a(t)及び AZD変換器 1 0 5、 1 06の出力信号 x_h(t)は、以下に示す式（1) で表される。 x_a {t A exp {ja }

x_fo (ί

B exp {jb} ··· ("! ) 但し、ま周波数オフセット、 Θ 0 _tは初期位相、（ nt)は nシンポル目の位相、及び Aexp{ja}、 Bexp{jb}はフェージングである。

A/D変換器 1 0 5〜 1 0 8の出力信号は、補償器 1 0 9、 1 1 0にて後述する補償が行われ、重み係数計算器 1 1 1及び複素乗算器 1 1 2、 1 1 3に出力される。

重み係数計算器 1 1 1では、受信信号の既知シンボル列を用いて、補償器 1 09、 110の出力信号から最適重み係数が算出される。この最適重み係数をスロッ卜内固定とすると、アンテナ 1に対する最適重み係数 w_a(t)及びアンテナ 2に対する最適重み係数 w_h(t)は、以下に示す式（2) で表される。

= C exp {jc w_b = D exp {jd ) … (2) 受信信号のデータ列は、シンボル毎に、複素乗算器 112， 113にて最適重み係数を用いて複素乗算処理され干渉信号が除去され、加算器 114にて加算される。各アンテナの信号を合成することにより、 SZN (シグナル Zノィズ）比も向上する。

加算器 114から出力された信号 y(nt)は、式（1) 及び式（2) から、以下に示す式（3) で表される。式（3) に示すように、複素乗算処理を行って干渉信号を除去しても周波数オフセット fは変化しない。

加算器 114の出力信号は、遅延検波器 115にて 1シンボル時間前の複素共役信号と乗算される。この遅延検波器 115の出力信号 z(t)は以下に式 (4) にて表される。

但し、 *は複素共役を表す。

そして、式（3) を式（4) に代入するすることにより、遅延検波器 115 の出力信号 z(t)は以下に式（5) にて表される。 z(t ) = exp[j {φ(ηί )-φ((η-ί)ί )}]x expj [ 6_f )}

{ BCDC 。- + β -わ + c - + ² +が/) ² }· · '(5) 式（5) より、遅延検波器 1 15の出力信号は、周波数オフセット A6 _fだけ位相が回転していることがわかる。

このように、複素乗算処理によって干渉信号を除去した後に周波数オフセットを推定することにより、推定精度を向上させることができる。

遅延検波器 1 15の出力信号は、復号器 1 16にて復号され、受信メッセ一ジが取り出される。

また、遅延検波器 1 15の出力信号は、周波数オフセット推定器 1 17にて、既知シンボルとの間で位相比較がおこなわれ、その結果から周波数オフセットによる回転量が計算されて周波数オフセットが推定される。なお、推定された周波数オフセッ卜を所定のシンボル数にわたって平均化する二とにより、フエ一ジングゃ雑音による影響を軽減することができる。

推定された周波数オフセットは、平滑化器 1 18にて平滑化処理される。この平滑化処理により、補償器 109、 110における制御値の変動が緩慢になり、周波数オフセットの補償制御が安定する。

以下、周波数オフセットの補償について、図 5〜図 7の動作説明図を用いて説明する。図 5に示すように、周波数オフセットによる位相回転 Δ Θ _fが生じている信号（a_{e i}, o;。_q)を受信し、周波数オフセット推定器 1 17で推定された位相 Δ θ 1とすると、図 6に示すように、補償器 109、 110の出力信号（a'_{0 i}， a'_0q)は、以下に示す式（6) として表される。 «0 + ja = («0/ + J o_q )^exP (— 7^Δθι ) … (6) また、次のシンポルの周波数オフセット推定値 Δ 0 ₂は、図 7に示すように、 Δ Θ で逆位相回転（周波数オフセットの位相回転分を打ち消す方向の回転）を補償器 1 0 9、 1 1 0で行っているために、以下に示す式（7 ) により残留周波数オフセッ卜が推定値となる。

Δ 0₂ = _f - Δ 〔7 ) また、最終的な次シンボルでの制御量 Δ 0 ₃は、以下に示す式（8 ) により表される。

Α θ ₃ = Δ + Α Θ , 8 このように、推定した周波数オフセット量を制御値として複素乗算処理を行つて干渉信号を除去した後、周波数オフセット補償を行うことにより、干渉信号が存在し、かつ、受信状態が劣悪で、受信信号にフェージングゃ雑音の影響が付加された場合でも、干渉信号及び周波数オフセットを取り除くことができ、制御が発散することなく、干渉抑圧効果が高く、周波数オフセットの精度の高い受信信号を得ることができる。しかも、この処理を再帰的に繰り返すことにより、周波数オフセット量を漸近的に小さくでき、所望信号点位置に近づけていくことができる。

(実施の形態 2 )

実施の形態 2は、 1スロット分の受信信号をバッファに格納し、 1回目の処理動作にて、実施の形態 1と同様に周波数オフセットを推定し、 2回目の処理動作にて、現スロットで推定された周波数オフセット量にて、バッファに格納した現スロッ卜の受信信号を補償する形態である。

図 8は、本発明の実施の形態 2に係る無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 8に示す無線通信装置は、図 4に示す無線通信装置に対して、バッファ 2 0 1と、バファ 2 0 2とを追加した構成を採る。なお、図 8に示す無線通信装置において、図 4と共通する部分については、図 4と同一符号を付して説明を省略する。また、図 8において、アンテナ 1 0 1、 1 0 2及び受信1^ 部 1 0 3、 1 0 4は省略する。

バッファで 2 0 1は、 AZD変換器 1 0 5の出力信号と A/D変換器 1 0 6 の出力信号のメッセージ部分を格納し、バッファ 2 0 2は、 A/D変換器 1 0 7の出力信号と A/D変換器 1 0 8の出力信号のメッセージ部分を格納する。補償器 1 0 9は、 1回目の処理動作では、 AZD変換器 1 0 5の出力信号及び AZD変換器 1 0 6の出力信号を入力して補償処理を行い、 2回目の処理動作では、バッファ 2 0 1から信号を入力して、現スロットの周波数オフセット量である 1回目の補償処理にて推定された周波数オフセット量を用いて補償する。

同様に、補償器 1 1 0は、 1回目の処理動作では、 AZD変換器 1 0 7の出力信号及び AZD変換器 1 0 8の出力信号を入力して補償処理を行い、 2回目の処理動作では、バッファ 2 0 2から信号を入力して、現スロットの周波数ォフセット量である 1回目の補償処理にて推定された周波数オフセッ卜量を用いて補償する。

復号器 1 1 6は、 1回目の処理動作では受信メッセージを出力せず、 2回目の処理動作で受信メッセージを出力する。

以下、実施の形態 2における無線通信装置の信号の流れについて説明する。ここで、実施の形態 2では 2回の処理動作を行う。

1回目の処理動作において、 AZD変換器 1 0 5〜 1 0 8の出力信号は、補償器 1 0 9、 1 1 0とともにバッファ 2 0 1、 2 0 2に入力される。また、復号器 1 1 6から受信メッセ一ジは出力されない。これら以外の 1回目の処理動作は実施の形態 1と同様であるため説明を省略する。

以下、 2回目の処理動作について説明する。 1回目の処理動作において推定された周波数オフセット量が補償器 1 0 9、 1 1 0に入力されると、バッファ 2 0 1に格納された AZD変換器 1 0 5、 1 0 6の出力信号が補償器 1 0 9に入力され、同様に、バッファ 2 0 2に格納された AZD変換器 1 0 7、 1 0 8 の出力信号が補償器 1 1 0に入力される。

AZ D変換器 1 0 5〜 1 0 8の出力信号は、補償器 1 0 9、 1 1 0にて、 1 回目で推定された周波数オフセッ卜量により補償処理が行われ、重み係数計算器 1 1 1及び複素乗算器 1 1 2、 1 1 3に出力される。 2回目にて現デ一夕により推定された周波数オフセット量を用いて補償を行うため、補償精度は、 2 回目のほうが 1回目より向上する。

重み係数計算器 1 1 1では、信号の既知シンポル列を用いて、補償器 1 0 9、 1 1 0の出力信号から最適重み係数が算出される。補償精度と同様に、最適重み係数の精度は、 2回目に算出されたものが 1回目より向上する。

A/D変換器 1 0 5〜 1 0 8の出力信号は、複素乗算器 1 1 2、 1 1 3にて、重み係数計算器 1 1 1から出力された重み係数を用いて複素乗算され、加算器 1 1 4で加算される。加算器 1 1 4の出力信号は遅延検波器 1 1 5で遅延検波され、復号器 1 1 6及び周波数オフセット推定器 1 1 7に出力される。

遅延検波器 1 1 5の出力信号は、復号器 1 1 6にて復号され、受信メッセ一ジとなる。また、遅延検波器 1 1 5の出力信号は、周波数オフセット推定器 1 1 7にて、既知シンボルとの間で位相比較がおこなわれ、その結果から周波数オフセッ卜による回転量が計算され、次スロッ卜の補償処理に用いられる周波数オフセッ卜が推定される。推定された周波数オフセットは、平滑化器 1 1 8 にて平滑化処理され、補償器 1 0 9、 1 1 0に出力される。

このように、現データにて推定された周波数オフセットを用いて、干渉抑圧と周波数オフセット推定とを行うことにより、実施の形態 1より受信品質の精度を向上させることができる。

(実施の形態 3 )

実施の形態 3は、 1回目の動作処理にて計算した重み係数をバッファに格納し、 2回目は格納した重み係数を使って複素演算処理を行う形態である。

図 9は、本発明の実施の形態 3に係る無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 9に示す無線通信装置は、図 8に示す無線通信装置に対して、重み係数バッファ 3 0 1を追加した構成を採る。なお、図 9に示す無線通信装置において、図 8と共通する部分については、図 8と同一符号を付して説明を省略する。また、図 9において、アンテナ 1 0 1、 1 0 2及び受信 R F部 1 0 3、 1 0 4は省略する。

重み係数計算器 1 1 1は、既知シンボル及び補償器 1 0 9、 1 1 0の出力信号から計算した最適重み係数を複素乗算器 1 1 2、 1 1 3及び重み係数バッファ 3 0 1に出力する。重み係数バッファ 3 0 1は、重み係数計算器 1 1 1から入力した最適重み係数を格納する。

複素乗算器 1 1 2、 1 1 3は、 1回目の動作処理では、重み係数計算器 1 1 1から入力した最適重み係数を用いて、補償器 1 0 9、 1 1 0の出力信号に対して複素乗算処理を行い、 2回目の動作処理では、重み係数バッファ 3 0 1から入力した最適重み係数を用いて、補償器 1 0 9、 1 1 0の出力信号に対して複素乗算処理を行う。

このように、 1スロットで算出した最適重み係数を格納し、格納した重み係数を用いて 2回目の複素乗算処理行うことにより、最適重み係数の計算を 1回にできる。

なお、実施の形態 3は、特に伝搬環境の変化や所望局の移動が緩やかで、周波数オフセッ卜の変動が小さい場合に有効である。

(実施の形態 4 ) 実施の形態 4は、 1回目の動作処理にて計算した遅延検波後の信号と 2回目の動作処理にて計算した遅延検波後の信号のうち、誤差の小さいほうを使って復号処理を行う形態である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 4に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図 1 0に示す無線通信装置は、図 9に示す無線通信装置に対して、バッファ 4 0 1と、判定器 4 0 2と、切替スィッチ 4 0 3とを追加した構成を採る。なお、図 1 0に示す無線通信装置において、図 9と共通する部分については、図 9と同一符号を付して説明を省略する。また、図 1 0において、アンテナ 1 0 1 、 1 0 2及び受信 R F部 1 0 3、 1 0 4は省略する。

遅延検波器 1 1 5は、加算器 1 1 4の出力信号に対して遅延検波し、バッファ 4 0 1と、判定器 4 0 2と、切替スィツチ 4 0 3に出力する。バファ 4 0 1 は、遅延検波器 1 1 5から入力した信号を格納する。

判定器 4 0 2は、既知シンボル区間において、 1回目及び 2回目の動作処理における遅延検波器 1 1 5の出力信号と既知シンポルとの誤差をそれぞれ算出し、その誤差の大小を比較する。そして、 1回目の動作処理における誤差が大きい場合、遅延検波器 1 1 5の出力信号を選択し、バファ 4 0 1の出力信号を選択するように切替スィツチ 4 0 3を制御する。

切替スィッチ 4 0 3は、判定器 4 0 2の制御に基づいて、遅延検波器 1 1 5 の出力信号又はバファ 4 0 1の出力信号のいずれかを選択して復号器 1 1 6に出力する。復号器 1 1 6は、切替スィッチ 4 0 3の出力信号を復号し、受信メッセージを取り出す。

このように、 1回目と 2回目の動作処理において、遅延検波器 1 1 5の出力信号と既知シンボルとの誤差の小さい方を用いることにより、さらに受信品質を向上することができる。

(実施の形態 5 )

実施の形態 5は、ベースバンド信号ではなく、キヤリァ周波数又は中間周波数の電圧制御発信器を調整することにより、周波数オフセットを補償する形態である。

図 1 1は、本発明の実施の形態 5に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。図 1 1に示す無線通信装置は、図 4に示す無線通信装置に対して、補償器 1 0 9、 1 1 0を削除し、 DZA変換器 5 0 1と、電圧制御発振器 5 0 2とを追加した構成を採る。なお、図 1 1に示す無線通信装置において、図 4 と共通する部分については、図 4と同一符号を付して説明を省略する。

平滑化器 1 1 8は、補償を安定化するために周波数オフセットを平滑化し、 DZA変換器 5 0 1に出力する。

D /A変換器 5 0 1は、平滑化器 1 1 8から出力されたデジタル信号である周波数オフセットをアナログ信号に変換する。電圧制御発振器 5 0 2は、 D / A変換器 5 0 1から出力されたアナログ信号を用いて、周波数オフセットを補償する。

受信 R F部 1 0 3、 1 0 4は、電圧制御発振器 5 0 2から入力した正弦波に基づいて、アンテナ 1 0 1、 1 0 2に受信されたキャリア周波数の信号をべ一スパンド信号に変換する。

このように、受信 R F部 1 0 3、 1 0 4のフィル夕の前で、アナログ信号の状態で周波数オフセットを補償することにより、周波数オフセットによるフィルタリングでの受信信号の情報かけが生じなくなり、デジタル信号処理において起こるようなフィル夕による劣化がなくなる。

(実施の形態 6 )

ここで、デジタル信号を用いて補償を行うと、フィル夕による情報かけが生じるので、デジタル信号処理だけでは、完全に補償することができない。一方、アナログ信号による補償では、発振器が安定するまで時間がかかるため追随性が悪く、急激に変化する環境下では対応できない。

そこで、実施の形態 6では、受信したアナログ信号を、まず、初段として情報かけが生じない程度に荒く、周波数オフセット補償を行い、フィル夕通過後の信号を、デジタル信号に変換してから、追随性の良いデジタル信号処理により、精度良く周波数オフセットを補償するという 2段階補償を行う。

図 1 2は、本発明の実施の形態 6に係る無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 1 2に示す無線通信装置は、図 1 1に示す無線通信装置に対して、補償器 1 0 9、 1 1 0とを追加した構成を採る。なお、図 1 2に示す無線通信装置において、図 1 1と共通する部分については、図 1 1と同一符号を付して説明を省略する。

平滑化器 1 1 8は、補償を安定化するために周波数オフセットを平滑化し、補償器 1 0 9、 1 1 0及び DZA変換器 5 0 1に出力する。電圧制御発振器 5 0 2は、 DZA変換器 5 0 1から出力されたアナログ信号を用いて、周波数ォフセットを荒く補償する。

補償器 1 0 9、 1 1 0は、 1スロット前の周波数オフセット量を制御値として、 AZD変換器 1 0 5〜 1 0 8の出力信号に含まれる周^数オフセットを細かく補償する。

このように、初段として情報かけが生じない程度に荒く、周波数オフセット補償を行い、フィル夕通過後の信号を、デジタル信号に変換してから、追随性の良いデジタル信号処理により、精度良く周波数オフセットを補償することにより、フィル夕による情報かけをなくし、しかも、追随性が改善できる。

(実施の形態 7 )

実施の形態 7は、 Q P S K変調方式において、一度、全ての信号を第一象限へ再配置して平均化し、その平均値を用いて周波数オフセットを推定する形態である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 7に係る無線通信装置の構成を示すプロック図である。図 1 3に示す無線通信装置は、図 4に示す無線通信装置に対して、再配置器 6 0 1と、平均化器 6 0 2とを追加した構成を採る。なお、図 1 3に示す無線通信装置において、図 4と共通する部分については、図 4と同一符号を付して説明を省略する。

図 1 4〜図 1 6は、本発明の実施の形態 8における周波数オフセッ卜処理を説明するための動作説明図である。

遅延検波器 1 1 5は、加算器 1 1 4の出力信号に対して遅延検波し、復調信号を復号器 1 1 6と、再配置器 6 0 1に出力する。

再配置器 6 0 1は、図 1 4に示すような各象限にある遅延検波器 1 1 5の出力信号を、図 1 5に示すように、第 1象限に再配置して正値に変換する。平均化器 6 0 2は、図 1 6に示すように、再配置した信号点について所定のシンポルにわたつて平均化し、平均値を周波数オフセット推定器 1 1 7に出力する。周波数オフセット推定器 1 1 7は、入力した平均値から、図 1 5に示す周波数オフセッ卜 Δ 0を推定する。

このように、 Q P S K変調方式を用いる場合、周波数オフセットを推定する前に再配置処理を行うことにより、フエ一ジングゃ雑音による影響を軽減するための演算量を削減でき、伝搬環境の変化にも追随し、正確な周波数オフセットを推定することができる。

また、 Q P S K変調の場合、第 1象限における信号点位置は、横軸の同相成分から反時計回りに 4 5度回転した角度上にあるため、再配置処理を行うことにより、既知シンボルだけでなく、メッセージ部分も周波数オフセットを推定するデータとして使用でき、より正確な周波数オフセットを算出することができる。

(実施の形態 8 )

実施の形態 8は、 8 P S K変調方式における座標軸上に配置されるべき信号点の位置を回転させて他の信号点の位置に重ねてから全ての信号点を第 1象限に再配置する形態である。

図 1 7〜図 2 0は、本発明の実施の形態 8における周波数オフセット処理を

Claims

説明するための動作説明図である。図 1 7に示すように 8 P S K変調方式では 8点の信号点位置をとる。再配置器 6 0 1は、 8 P S K変調された遅延検波器 1 1 5の出力信号の位置を判定し、図 1 8及び図 1 9に示すように、信号点の位置により 2つのグループに分ける。そして、図 2 0に示すように、一方のグループの信号点位置を他方のグループの信号点位置に変換する。例えば、図 1 7に示した信号点位置をグループ A、図 1 8に示した信号点位置をグループ Bとし、信号点位置がグループ Aであれば、そのまま実施の形態 8と同様に、第 1象限に再配置して正値に変換する。一方、信号点位置がダループ Bであれば、信号点位置を 4 5度回転させることにより、グループ Aの信号点と同様な位置に移動させ、その後に、実施の形態 8と同様に、第 1象限に再配置して正値に変換する。このように、座標軸上に配置されるべき信号点の位置を回転させて信号点位置を回転させて他の信号点の位置に重ねることにより、入力信号が 8 P S K変調方式であっても Q P S K変調と同様にな信号点位置にすることができ、フエ一ジングゃ雑音による影響を軽減するための演算量を削減でき、伝搬環境の変化にも追随し、正確な周波数オフセットを推定することができる。なお、上記の各実施の形態においては、アンテナ数を 2本として説明したが、本発明はこれに限られず、アンテナ数を 3本以上とした場合も基本的な動作は同様である。以上の説明から明らかなように、本発明の無線通信装置及び無線通信方法によれば、上り回線の周波数オフセットを推定する場合、所望信号に干渉信号が混入していることを想定し、受信信号から干渉信号を取り除いた所望信号の遅延検波後の信号を用いて、周波数オフセットを計算することができるので、正確な周波数オフセッ卜量が推定することができる。請求の範囲

1 . 複数のアンテナから受信された各信号の周波数オフセッ卜を補償する補償手段と、この補償手段の出力信号の干渉成分を抑圧する干渉成分抑圧手段と、この千渉成分抑圧手段の出力信号を遅延検波して復調信号を出力する遅延検波手段と、前記復調信号を復号して所望のデータを取り出す復号手段と、前記復調信号から周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定手段と、を具備する無線通信装置。

2 . 補償手段は、周波数オフセット推定結果を用いて、ディジタル変換信号を制御する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

3 . 補償手段は、ディジタル変換信号をバッファに一時的に格納し、周波数オフセット推定手段にて推定された現スロッ卜の周波数オフセット量を用いて、バッファに格納した現スロッ卜の信号に対して周波数オフセットを補償する請求の範囲 2に記載の無線通信装置。

4 . 干渉成分抑圧手段は、既知シンポルに基づいて補償手段の出力信号のそれぞれにおける最適重み係数を計算する重み係数計算手段と、前記補償手段の出力信号のそれぞれに最適重み係数を乗算する複素乗算手段と、この複素乗算手段の出力信号を加算する加算手段と、を具備する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

5 . 重み係数計算手段は、計算した最適重み係数を格納し、複素乗算手段は、補償手段から出力された現スロットの信号に、バッファに格納された重み係数を乗算する請求の範囲 4に記載の無線通信装置。

6 . 現スロッ卜の復調信号とバッファに格納した復調信号との誤差の大小を判定し、誤差が小さい方の復調信号を復号手段に出力する判定手段とを具備する請求の範囲 5に記載の無線通信装置。

7 . 補償手段は、周波数オフセット推定結果を用いて、受信アナログ信号を制御する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

8 . 補償手段は、周波数オフセット推定結果を用いて、受信アナログ信号を制御して荒く周波数オフセットを補償し、ディジタル変換信号を制御して細かく周波数オフセットを補償する請求の範囲 1に記載の無線通信装置。

9 . 全ての信号点を第 1象限に再配置する再配置手段と、前記再配置された信号を平均化する平均化手段を具備し、前記平均化手段の出力から周波数オフセットを推定する無線通信装置。

1 0 . 再配置手段は、 8 P S K変調方式における座標軸上に配置されるべき信号点の位置を回転させて他の信号点の位置に重ねてから全ての信号点を第 1 象限に再配置する請求の範囲 9に記載の無線通信装置。

1 1 . 請求の範囲 1に記載の無線通信装置を用いて、受信信号から所望のデ一夕を取り出す通信端末装置。

1 2 . 請求の範囲 1に記載の無線通信装置を用いて、受信信号から所望のデ一夕を取り出す基地局装置。

1 3 . 複数のアンテナから受信された各信号の周波数オフセットを補償し、周波数オフセットを補償した信号の干渉成分を抑圧し、この干渉成分を抑圧した信号を遅延検波して復調し、この復調した信号を復号して所望のデータを取り出すとともに、前記復調した信号から周波数オフセットを推定する無線通信方法。

1 4. 周波数オフセット推定結果を用いて、ディジ夕ル変換信号を制御する請求の範囲 1 3に記載の無線通信方法。

1 5 . 複数のアンテナから受信された各信号のディジタル変換信号をバッファに一時的に格納するとともに、ディジ夕ル変換信号から周波数オフセットを推定し、推定した現スロットの周波数オフセット量を用いて、バッファに格納した現スロッ卜の信号の周波数オフセットを補償する請求の範囲 1 4に記載の無線通信方法。

1 6 . 既知シンボルに基づいて、補償した信号のそれぞれにおける最適重み係数を計算し、前記補償した信号のそれぞれに最適重み係数を乗算して干渉成分を抑圧し、各信号を加算する請求の範囲 1 3に記載の無線通信方法。

1 7 . 計算した最適重み係数をバッファに格納し、補償した現スロットの信号に、バッファに格納された重み係数を乗算する請求の範囲 1 6に記載の無線通信方法。

1 8 . 現スロッ卜の復調信号とバッファに格納した復調信号との誤差の大小を判定し、誤差が小さい方の復調信号を復号する請求の範囲 1 7に記載の無線通信方法。

1 9 . 周波数オフセット推定結果を用いて、受信アナログ信号を制御する請求の範囲 1 3に記載の無線通信方法。

2 0 . 周波数オフセット推定結果を用いて、受信アナログ信号を制御して荒く周波数オフセッ卜を補償し、ディジタル変換信号を制御して細かく周波数ォフセットを補償する請求の範囲 1 3に記載の無線通信方法。

2 1 . 全ての信号点を第 1象限に再配置し、前記再配置された信号を平均化し、前記平均化した信号から周波数オフセットを推定する無線通信方法。

2 2 . 8 P S K変調方式における座標軸上に配置されるべき信号点の位置を回転させて他の信号点の位置に重ねてから全ての信号点を第 1象限に再配置する請求の範囲 2 1に記載の無線通信方法。