JP2004328420A - 受信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信装置の処理量を削減する。
【解決手段】第１シフトレジスタ部６４は、８個の記憶領域を有し、被拡散信号２０８を入力する。タップ係数設定部７０は、タップ係数２０６を入力する。第２シフトレジスタ部７６は、８個の記憶領域を有し、拡散符号２１０を入力する。乗算部６８は、第１シフトレジスタ部６４のそれぞれに記憶された値と、タップ係数設定部７０から出力されたタップ係数２０６のそれぞれの値を複素乗算する。位相シフト部７２は、第２シフトレジスタ部７６に記憶された値に応じて、乗算部６８の乗算結果を位相シフトする。加算部８０は、位相シフト部７２から出力された値を加算する。加算部６２は、受信信号バッファ部６０から出力されるベースバンド受信信号２００から、加算部８０で生成された信号を減算する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は受信技術に関する。特に拡散処理された受信信号に対して等化処理を行う受信方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２．４ＧＨｚ帯の無線周波数を使用したスペクトル拡散通信システムにもとづく無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮが実用化されている。当該無線ＬＡＮは、ＣＣＫ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｏｄｅ Ｋｅｙｉｎｇ）変調によって、１１Ｍｂｐｓの最大伝送速度を実現している。一方、無線ＬＡＮの帯域幅は、電波法によって２６ＭＨｚと定められているため、直接拡散方式におけるチップレートの上限も２６Ｍｃｐｓとなる。ただし、チップレート２６Ｍｃｐｓを理想ナイキストフィルタで帯域制限した場合、Ｄ／Ａ変換器のサンプリング周波数が４０ＭＨｚとなり、さらにＤ／Ａ変換後の急峻な帯域制限も必要となるためあまり現実的でない。そのため、実際にはナイキストフィルタによる帯域制限でなく、Ｄ／Ａ変換後のアナログフィルタでベースバンドの帯域制限を行っているため、最大１１Ｍｃｐｓ程度のチップレートとなっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０７５４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
無線ＬＡＮなどの無線通信における伝送速度が高速になれば、マルチパス伝送路にもとづく符号間干渉によって、伝送品質が劣化する場合がある。一方、テレビ会議などの高品質なリアルタイム動画像伝送を無線ＬＡＮで実現するためには、高速な伝送速度に加えて、再送による処理遅延を抑えるために、一般により高い伝送品質も要求される。マルチパス伝送路の影響を受けた受信信号の伝送品質を改善するための技術のひとつに適応等化処理がある。適応等化処理では、一般に適応処理においてマルチパス伝送路を再現し、さらに等化処理において、再現されたマルチパス伝送路にもとづいて、受信信号からマルチパス伝送路の影響を除去する。特に、判定帰還型適応等化器では、マルチパス伝送路の影響を除去するために、既に適応等化処理をした判定データも使用するため、伝送品質がより改善される。しかし、判定帰還形適応等化器をＣＣＫ変調などにもとづいたスペクトル拡散通信に適用した場合、乗算器の数が増加するために、処理量や消費電力も増加する。
【０００５】
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は受信処理における処理量の増加を抑えた受信方法および装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は受信装置である。この装置は、拡散符号と被拡散データを含んだ信号を入力する入力部と、過去に入力した信号に含まれた被拡散データを記憶する第１記憶部と、過去に入力した信号に含まれた拡散符号を記憶する第２記憶部と、入力した信号から、位相情報を含んだ伝送路応答係数を導出する係数導出部と、導出した伝送路応答係数と記憶した被拡散データの値を乗算して、位相情報を含んだ瞬時遅延データを生成する乗算部と、記憶した拡散符号の値に応じて、生成した瞬時遅延データを位相回転する位相回転部と、位相回転した瞬時遅延データから入力した信号の遅延成分を生成する遅延成分生成部と、入力した信号から入力した信号の遅延成分を除去する遅延成分除去部と、遅延成分を除去した信号から拡散符号と被拡散データをそれぞれ導出する復調部とを含む。
【０００７】
「伝送路応答係数」は、伝送路におけるインパルス応答を表す係数であり、その係数は、ベクトル量であってもよい。
以上の受信装置により、伝送路応答係数と被拡散データの値を乗算した後に、拡散符号の値に応じて、乗算結果を位相回転するために、乗算処理数を削減でき、処理量の削減も可能である。
【０００８】
第１記憶部は、少なくともひとつの被拡散データを記憶し、第２記憶部は、複数の拡散符号をそれぞれ記憶し、係数導出部は、複数の伝送路応答係数をそれぞれ導出し、乗算部は、導出した複数の伝送路応答係数と記憶した少なくともひとつの被拡散データの値をぞれぞれ乗算して、複数の瞬時遅延データをそれぞれ生成し、位相回転部は、記憶した複数の拡散符号の値に応じて、生成した複数の瞬時遅延データをそれぞれ位相回転し、遅延成分生成部は、位相回転した複数の瞬時遅延データの積算にもとづいて、入力した信号の遅延成分を生成してもよい。
「積算」には、積算した後に所定の統計処理をする場合も含むものとする。
【０００９】
ひとつの被拡散データと複数の拡散符号によって、ひとつのデータ単位が構成されており、復調部は、ひとつのデータ単位で、ひとつの拡散符号と複数の被拡散データをそれぞれ導出し、第１記憶部は、ひとつのデータ単位で、記憶した少なくともひとつの被拡散データを更新し、第２記憶部は、ひとつのデータ単位で、記憶した複数の拡散符号を更新してもよい。
【００１０】
第１記憶部は、遅延成分を除去した信号によって、記憶した被拡散データを更新し、第２記憶部は、位相回転部において生成した瞬時遅延データを位相回転させないことを指示する情報によって、記憶した拡散符号を更新し、更新した被拡散データと更新した拡散符号について、乗算部、位相回転部、遅延成分生成部、遅延成分除去部の処理が再度行われてもよい。
【００１１】
本発明の別の態様は受信方法である。この方法は、所定の期間で変動される拡散符号と、拡散符号より長い期間で変動される被拡散データを含んだ信号を入力するステップと、入力した信号から、位相情報を含んだ伝送路応答係数を導出するステップと、過去に入力した信号に含まれた被拡散データの値と導出した伝送路応答係数を乗算して、位相情報を含んだ瞬時遅延データを生成するステップと、過去に入力した信号に含まれた拡散符号の値に応じて、生成した瞬時遅延データを位相回転するステップと、入力した信号から、位相回転した瞬時遅延データにもとづく入力した信号の遅延成分を除去し、拡散符号と被拡散データをそれぞれ導出するステップとを含む。
【００１２】
本発明のさらに別の態様も受信方法である。この方法は、所定の期間で変動すべき第１成分と、第１成分より長い期間で変動すべき第２成分を含み、かつ位相情報を含んだ信号を入力するステップと、入力した信号から第１の成分と第２の成分を推定するステップと、入力した信号に対応した値と推定した第２成分の値を乗算するステップと、推定した第１成分の値に応じて、乗算した結果を位相回転するステップと、位相回転した結果を出力するステップとを含む。
【００１３】
本発明のさらに別の態様も受信方法である。この方法は、拡散符号と被拡散データを含んだ信号を入力するステップと、過去に入力した信号に含まれた被拡散データを記憶するステップと、過去に入力した信号に含まれた拡散符号を記憶するステップと、入力した信号から、位相情報を含んだ伝送路応答係数を導出するステップと、導出した伝送路応答係数と記憶した被拡散データの値を乗算して、位相情報を含んだ瞬時遅延データを生成するステップと、記憶した拡散符号の値に応じて、生成した瞬時遅延データを位相回転するステップと、位相回転した瞬時遅延データから入力した信号の遅延成分を生成するステップと、入力した信号から入力した信号の遅延成分を除去するステップと、遅延成分を除去した信号から拡散符号と被拡散データをそれぞれ導出するステップとを含む。
【００１４】
被拡散データを記憶するステップは、少なくともひとつの被拡散データを記憶し、拡散符号を記憶するステップは、複数の拡散符号をそれぞれ記憶し、伝送路応答係数を導出するステップは、複数の伝送路応答係数をそれぞれ導出し、乗算するステップは、導出した複数の伝送路応答係数と記憶した少なくともひとつの被拡散データの値をぞれぞれ乗算して、複数の瞬時遅延データをそれぞれ生成し、位相回転するステップは、記憶した複数の拡散符号の値に応じて、生成した複数の瞬時遅延データをそれぞれ位相回転し、信号の遅延成分を生成するステップは、位相回転した複数の瞬時遅延データの積算にもとづいて、入力した信号の遅延成分を生成してもよい。
【００１５】
ひとつの被拡散データと複数の拡散符号によって、ひとつのデータ単位が構成されており、拡散符号と被拡散データをそれぞれ導出するステップは、ひとつのデータ単位で、ひとつの拡散符号と複数の被拡散データをそれぞれ導出し、被拡散データを記憶するステップは、ひとつのデータ単位で、記憶した少なくともひとつの被拡散データを更新し、拡散符号を記憶するステップは、ひとつのデータ単位で、記憶した複数の拡散符号を更新してもよい。
【００１６】
被拡散データを記憶するステップは、遅延成分を除去した信号によって、記憶した被拡散データを更新し、拡散符号を記憶するステップは、位相回転部において生成した瞬時遅延データを位相回転させないことを指示する情報によって、記憶した拡散符号を更新し、更新した被拡散データと更新した拡散符号について、乗算するステップ、位相回転するステップ、信号の遅延成分を生成するステップ、信号の遅延成分を除去するステップの処理が再度行われてもよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せや組み替えもまた、本発明の態様として有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、スペクトル拡散通信システムの受信装置、特にＣＣＫ変調された信号を受信し、受信信号を適応等化処理する受信装置に関する。適応等化処理を前提とした受信装置は、予めマルチパス伝送路にもとづく受信信号の遅延成分を推定し、受信した信号から推定した遅延成分を除去することによって、マルチパス伝送路の影響を軽減する。最終的には、遅延成分が除去された受信信号をＣＣＫ復調する。以上の処理のうち、受信信号に含まれた遅延成分を推定するためには、伝送路におけるインパルス応答（以下、「伝送路応答係数」あるいは「タップ係数」という）を所定の方法で推定し、過去に送信された拡散信号を当該伝送路応答係数に乗算するが、その中の拡散信号は拡散符号と拡散された情報信号（以下、「被拡散信号」という）の乗算によって生成されるため、それぞれの処理のために２個の乗算器が必要になり、さらに当該２個の乗算器が適応等化処理するタップ数分必要になる。結果として、全体の乗算器数が多くなり、処理量の増加と消費電量の増加を招く。
【００１８】
そのため、本実施の形態に係る受信装置は、伝送路応答係数と被拡散信号は乗算するが、当該乗算した結果と拡散符号との間は乗算せず、拡散符号の値に応じて乗算した結果を位相シフト処理する。この処理によって、乗算器の数を減少させ、処理量の減少と消費電力の減少を可能にする。さらに、スペクトル拡散通信システムにおいては、一般に拡散符号の変動が被拡散信号の変動よりも高速であるため、伝送路応答係数と被拡散信号の乗算結果は一定のままで、拡散符号による位相シフト処理のみを実行する場合が増加する。その結果、伝送路応答係数と被拡散信号の乗算処理の実行間隔を長くできるため、さらに処理量が減少され、消費電力も減少される。
【００１９】
一方、ＣＣＫ復調においては、拡散符号も受信信号から復調する必要があるため、一般に複数の受信信号を蓄積し、蓄積した受信信号から一連の処理によって拡散符号と被拡散信号を復調する。本実施の形態に係る受信装置では、拡散符号と被拡散信号が復調されるまでの間、受信信号に含まれた遅延成分として、拡散符号と被拡散信号から生成する成分のかわりに、既に遅延成分が除去された受信信号を使用し、さらに位相シフト処理量をゼロにして、処理を実行する。以上の処理によって、逐次受信信号に含まれた遅延成分の更新が可能になり、遅延成分の推定精度が向上する。
【００２０】
本実施の形態の前提として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＣＣＫ変調の概略を説明する。ＣＣＫ変調は、８ビットをひとつの単位（以下、この単位を「ＣＣＫ変調単位」とする）とし、この８ビットを上位からｄ１、ｄ２、・・・ｄ８と名づける。ＣＣＫ単位のうち、下位６ビットは、［ｄ３，ｄ４］、［ｄ５，ｄ６］、［ｄ７，ｄ８］単位でそれぞれＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされる。また、マッピングした位相をそれぞれ（φ２、φ３、φ４）とする。さらに、位相φ２、φ３、φ４から８種類の拡散符号Ｐ１からＰ８を以下の通り生成する。
【００２１】
【数１】

一方、ＣＣＫ変調単位のうち、上位２ビットの［ｄ１，ｄ２］は、ＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｎｔｉａｌ ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）の信号点配置にマッピングされ、ここではマッピングした位相をφ１とする。なお、φ１が被拡散信号に相当する。さらに、被拡散信号φ１と拡散符号Ｐ１からＰ８より、以下の通り８通りの拡散信号Ｃ１からＣ８を生成する。
【００２２】
【数２】

送信装置は、拡散信号Ｃ１からＣ８の順に送信する（以下、拡散信号Ｃ１からＣ８によって構成される時系列の単位も「ＣＣＫ変調単位」という）。
【００２３】
図１は、実施の形態１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、送信装置１０と受信装置１２を含み、送信装置１０は、変調部１４、無線部１８、送信用アンテナ２０を含み、受信装置１２は、受信用アンテナ２２、無線部２４、直交検波部２６、伝送路推定部２８、同期部３０、等化処理部３２、復調部３４、制御部３６を含む。さらに、伝送路推定部２８は、マッチドフィルタ部３８、タップ係数計算部４０を含む。また、信号として、ベースバンド受信信号２００、マッチドフィルタ出力信号２０２、等化信号２０４、タップ係数２０６、被拡散信号２０８、拡散符号２１０、伝送路推定用タイミング信号２１２、等化処理用タイミング信号２１４、復調用タイミング信号２１６を含む。
【００２４】
変調部１４は、上述の通り、送信したい情報をＣＣＫ変調処理し、連続的に拡散信号を出力する。また、拡散信号に加えて、所定の制御信号を後述のバースト信号に付加して出力する。
無線部１８は、変調部１４で処理されるベースバンドの信号と無線周波数の信号間の周波数変換、増幅処理を行う。
【００２５】
送信用アンテナ２０は、無線周波数の信号を送信し、受信用アンテナ２２は、無線周波数の信号を受信する。
無線部２４は、受信した無線周波数の信号を中間周波数の信号に周波数変換し、さらに増幅処理も行う。
【００２６】
直交検波部２６は、中間周波数の信号を直交検波し、ベースバンド受信信号２００を出力する。一般にベースバンドの信号は、同相成分と直交成分のふたつの成分によって示されるが、ここではそれらをまとめた形でひとつのベースバンド受信信号２００を表すものとする。さらに、ベースバンド受信信号２００の同相成分と直交成分はそれぞれ複数ビットで構成されている。
【００２７】
マッチドフィルタ部３８は、バースト信号の先頭に付加された既知の信号系列（以下、「トレーニング信号」という）を予め記憶しておき、受信した信号と記憶したトレーニング信号を相関処理し、マッチドフィルタ出力信号２０２を出力する。マッチドフィルタ部３８の詳細は後述するが、ここではバースト信号の先頭部分で動作するものとする。
【００２８】
同期部３０は、バースト信号の先頭部分でマッチドフィルタ出力信号２０２を入力し、マッチドフィルタ出力信号２０２の電力が予め規定したしきい値より大きくなるタイミングを検出し、当該検出したタイミングをバーストの先頭に相当するタイミング（以下、「バースト先頭タイミング」という）とする。さらに、バースト先頭タイミングをもとに、伝送路推定用タイミング信号２１２、等化処理用タイミング信号２１４、復調用タイミング信号２１６を生成し、それぞれ伝送路推定部２８、等化処理部３２、復調部３４に出力する。
【００２９】
タップ係数計算部４０は、マッチドフィルタ出力信号２０２から後述する等化処理部３２で使用するタップ係数２０６を生成する。生成の方法は任意のものでよく、例えば、マッチドフィルタ出力信号２０２を複素共役処理をするだけや、マッチドフィルタ出力信号２０２をそのまま出力するだけでもよい。
【００３０】
等化処理部３２は、タップ係数２０６、被拡散信号２０８、拡散符号２１０にもとづいて、ベースバンド受信信号２００を適応等化処理して等化信号２０４を出力する。ここで、等化信号２０４は、ベースバンド受信信号２００から遅延波成分を除去した信号に相当する。
【００３１】
復調部３４は、等化信号２０４をＣＣＫ復調して、ＣＣＫ変調単位で信号を導出する。また、導出された信号は、被拡散信号２０８、拡散符号２１０として、等化処理部３２にフィードバックされる。ここでは、ＣＣＫ復調として、ＦＷＴ（Ｆａｓｔ Ｗａｌｓｈ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算を実行するものとする。
制御部３６は、受信装置１２全体におけるタイミング制御あるいはその他の処理を実行する。
【００３２】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３３】
図２は、実施の形態１に係るバースト信号のバーストフォーマットを示すが、これは前述の通り、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）をベースとした無線ＬＡＮのひとつであるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格のバーストフォーマットである。バーストの先頭から１４４ビットの間にプリアンブルが、それに続く４８ビットの間に、ヘッダが配置されている。プリアンブルは、受信装置１２にとって既知であるため、トレーニング信号としても使用できる。
【００３４】
図３は、マッチドフィルタ部３８の構成を示す。マッチドフィルタ部３８は、遅延部５０と総称される第１遅延部５０ａ、第２遅延部５０ｂ、第Ｎ−１遅延部５０（ｎ−１）、データメモリ部５２と総称される第１データメモリ部５２ａ、第２データメモリ部５２ｂ、第Ｎ−１データメモリ部５２（ｎ−１）、第Ｎデータメモリ部５２ｎ、乗算部５４と総称される第１乗算部５４ａ、第２乗算部５４ｂ、第Ｎ−１乗算部５４（ｎ−１）、第Ｎ乗算部５４ｎ、加算部５６を含む。
【００３５】
遅延部５０は、受信したベースバンド受信信号２００を遅延させる。データメモリ部５２は、トレーニング信号としてプリアンブルを記憶する。乗算部５４は、ベースバンド受信信号２００および遅延されたベースバンド受信信号２００とプリアンブルとそれぞれ乗算する。乗算結果は、加算部５６で加算され、マッチドフィルタ出力信号２０２として出力される。ここで、ベースバンド受信信号２００は同相成分と直交成分を有しているため、一般に乗算部５４は複素乗算あるいはビットシフト処理を実行し、マッチドフィルタ出力信号２０２も同相成分と直交成分を有する。
【００３６】
マッチドフィルタ出力信号２０２の電力が大きくなれば、ベースバンド受信信号２００とデータメモリ部５２のプリアンブルがほぼ一致したと考えられるため、マッチドフィルタ出力信号２０２をもとにバースト信号の先頭タイミングを検出可能である。また、バースト先頭タイミングにおけるマッチドフィルタ出力信号２０２および、バースト先頭タイミングからずれたタイミングにおけるマッチドフィルタ出力信号２０２は、伝送路応答係数に相当するため、マッチドフィルタ出力信号２０２をタップ係数２０６としても使用可能である。
【００３７】
図４は、同期部３０の構成を示す。同期部３０は、電力計算部９０、しきい値比較部９２、タイミング信号生成部９４を含む。
電力計算部９０は、マッチドフィルタ出力信号２０２の電力を計算する。また、マッチドフィルタ出力信号２０２の同相成分と直交成分の絶対値和で代用してもよい。
【００３８】
しきい値比較部９２は、電力計算部９０から出力される値を予め定めたしきい値と比較し、電力計算部９０から出力される値がしきい値より大きくなったタイミングをバースト先頭タイミングとして、後述のタイミング信号生成部９４に通知する。
【００３９】
タイミング信号生成部９４は、しきい値比較部９２で検出されたバースト先頭タイミングをもとに、伝送路推定部２８、等化処理部３２、復調部３４の動作に必要なタイミング信号を伝送路推定用タイミング信号２１２、等化処理用タイミング信号２１４、復調用タイミング信号２１６として生成する。
【００４０】
図５は、等化処理部３２の構成を示す。等化処理部３２は、受信信号バッファ部６０、加算部６２、第１シフトレジスタ部６４と総称される第１１レジスタ部６４ａ、第１２レジスタ部６４ｂ、第１８レジスタ部６４ｈ、第１シフトレジスタ設定部６６、乗算部６８と総称される第１乗算部６８ａ、第２乗算部６８ｂ、第８乗算部６８ｈ、タップ係数設定部７０、位相シフト部７２と総称される第１位相シフト部７２ａ、第２位相シフト部７２ｂ、第８位相シフト部７２ｈ、ゼロ記憶部７４、第２シフトレジスタ部７６と総称される第２１レジスタ部７６ａ、第２２レジスタ部７６ｂ、第２８レジスタ部７６ｈ、第２シフトレジスタ設定部７８、加算部８０、等化信号バッファ部８２を含む。
【００４１】
受信信号バッファ部６０は、ベースバンド受信信号２００をＣＣＫ変調単位に対応した数だけ記憶する。ここでは、８個のベースバンド受信信号２００を記憶する。
第１シフトレジスタ設定部６６は、処理しようとするＣＣＫ変調単位のひとつ前のＣＣＫ変調単位に含まれた被拡散信号２０８を入力し、後述の第１シフトレジスタ部６４に設定する。なお、被拡散信号２０８は、同相成分と直交成分を有し、それぞれが複数ビットで構成されているものとする。
【００４２】
第１シフトレジスタ部６４は、ひとつのＣＣＫ変調単位に対応して、８個の記憶領域を有し、ＣＣＫ変調単位の先頭のタイミングにおいて、第１シフトレジスタ設定部６６から被拡散信号２０８を入力する。ここでは、入力された被拡散信号２０８はすべての第１シフトレジスタ部６４にセットされるため、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングにおいては、すべての第１シフトレジスタ部６４が同一の値となる。また、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングに続くタイミングでは、後述の加算部６２から出力された値を第１１レジスタ部６４ａに入力するが、その際は、第１１レジスタ部６４ａに記憶した値を第１２レジスタ部６４ｂにシフトさせるように、第１シフトレジスタ部６４のそれぞれの間で記憶した値をシフトさせる処理（以下、「シフト処理」という）を繰り返す。さらに、次のＣＣＫ変調単位になれば、第１シフトレジスタ設定部６６によって新たな被拡散信号２０８が入力される。
【００４３】
タップ係数設定部７０は、タップ係数２０６を入力し、後述の乗算部６８にそれぞれ出力する。ここでは、タップ係数２０６をひとつのシンボルで代表させているが、実際は伝送路応答係数の時間軸に対応した８種類の値を有するものとする。さらに、それぞれのタップ係数２０６は、同相成分と直交成分を有し、それぞれが複数ビットで構成されているものとする。
【００４４】
第２シフトレジスタ設定部７８は、処理しようとするＣＣＫ変調単位のひとつ前のＣＣＫ変調単位に含まれた拡散符号２１０を入力し、後述の第２シフトレジスタ部７６に設定する。ここでは、拡散符号２１０をひとつのシンボルで代表させているが、実際はＰ１からＰ８に対応した８種類の値を有するものとする。さらに、それぞれの拡散符号２１０は、同相成分と直交成分を有し、それぞれが１ビットで構成されているものとする。また、Ｐ１からＰ８は、前述のごとく位相を表す。
【００４５】
第２シフトレジスタ部７６は、ひとつのＣＣＫ変調単位に対応して、８個の記憶領域を有し、ＣＣＫ変調単位の先頭のタイミングにおいて、第２シフトレジスタ設定部７８から拡散符号２１０を入力する。ここでは、入力された拡散符号２１０のうち、Ｐ８を第２１レジスタ部７６ａに、Ｐ７を第２２レジスタ部７６ｂに、Ｐ１を第２８レジスタ部７６ｈにセットする。また、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングに続くタイミングでは、ゼロ記憶部７４から出力された「ゼロ」値を第２１レジスタ部７６ａに入力するが、その際は、第２１レジスタ部７６ａに記憶した値を第２２レジスタ部７６ｂにシフトさせるように、第２シフトレジスタ部７６のそれぞれの間で記憶した値をシフトさせる処理を繰り返す。さらに、次のＣＣＫ変調単位になれば、第２シフトレジスタ設定部７８によって新たな拡散符号２１０が入力される。なお、「ゼロ」値の意味については、後述する。
【００４６】
乗算部６８は、第１シフトレジスタ部６４のそれぞれに記憶された値と、タップ係数設定部７０から出力されたタップ係数２０６のそれぞれの値を複素乗算する。
【００４７】
位相シフト部７２は、第２シフトレジスタ部７６に記憶された値に応じて、乗算部６８の乗算結果を位相シフトする。具体的には、第２シフトレジスタ部７６に記憶された値によって再現される位相が０°ならば、乗算部６８の乗算結果をそのまま出力する。位相が９０°ならば、乗算部６８の乗算結果の同相成分と直交成分を入れ替え、さらに新たな同相成分の符号を反転させる。位相が１８０°ならば、乗算部６８の乗算結果の同相成分と直交成分の符号をそれぞれ反転させる。位相が２７０°ならば、乗算部６８の乗算結果の同相成分と直交成分を入れ替え、さらに新たな直交成分の符号を反転させる。なお、ゼロ記憶部７４における「ゼロ」値は、位相が０°になる値であり、すなわち乗算部６８の乗算結果を位相シフトさせないような値に対応する。
【００４８】
加算部８０は、位相シフト部７２から出力された値を加算し、これを遅延成分とする。
加算部６２は、受信信号バッファ部６０から出力されるベースバンド受信信号２００から、加算部８０で生成された遅延成分を減算し、マルチバス伝送路の影響を低減した信号を生成する。この加算部６２の生成信号は、前述のごとく第１１レジスタ部６４ａに入力される。
【００４９】
等化信号バッファ部８２は、加算部６２の出力信号をひとつのＣＣＫ変調単位の間記憶し、等化信号２０４として出力する。
【００５０】
図６は、第１シフトレジスタ部６４の動作を示し、第１シフトレジスタ部６４のそれぞれの記憶領域に記憶されている値を示す。図中における「Ｔ１」から「Ｔ８」は、それぞれひとつのＣＣＫ変調単位の期間において連続するサンプリングタイミングを示し、「Ｅ１」から「Ｅ７」は逐次加算部６２から出力された信号の値を示す。ＣＣＫ変調単位の先頭タイミング、すなわち「Ｔ１」において第１１レジスタ部６４ａから第１８レジスタ部６４ｈには、すべてφ１が入力されている。これに続く「Ｔ２」から「Ｔ８」の期間において、第１１レジスタ部６４ａに入力された値は、「Ｅ１」から「Ｅ７」に更新されている。一方、第１２レジスタ部６４ｂから第１８レジスタ部６４ｈになると共に、φ１を保持し続ける期間が長くなる。特に、第１８レジスタ部６４ｈは、ひとつのＣＣＫ変調単位の期間において、φ１を保持し続けており、すなわち、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングにおいてのみ値が変化する。このような動作によって、処理量と消費電力の低減が図られる。
【００５１】
図７は、乗算部６８の動作を示し、乗算部６８のそれぞれにおける乗算結果の値を示す。図中における「Ｍ１１」は、第１乗算部６８ａに対応したタップ係数２０６の値とφ１の乗算結果の値を示し、「Ｍ１２」は、第１乗算部６８ａに対応したタップ係数２０６の値とＥ１の乗算結果の値を示す。また、「Ｍ２１」は、第２乗算部６８ｂに対応したタップ係数２０６の値とφ１の乗算結果の値を示す。第１シフトレジスタ部６４に保持された値が変化しない場合、乗算部６８における乗算結果の値も変化しないため、特に第８乗算部６８ｈは、同一の値を出力し続けている。その結果、第８乗算部６８ｈは、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングにおいてのみ乗算処理を実行し、その後は次のＣＣＫ変調単位の先頭タイミングまで、乗算結果を保持しているだけのため、処理量と消費電力の低減が図られる。
【００５２】
図８は、第２シフトレジスタ部７６の動作を示し、第２シフトレジスタ部７６のそれぞれの記憶領域に記憶されている値を示す。図中における「０」は、前述の「ゼロ値」を示す。ＣＣＫ変調単位の先頭タイミング、すなわち「Ｔ１」において第２１レジスタ部７６ａから第２８レジスタ部７６ｈには、「Ｐ８」から「Ｐ１」がそれぞれ入力されている。これに続く「Ｔ２」から「Ｔ８」の期間において、第２１レジスタ部７６ｈに入力された値は、「Ｐ２」から「Ｐ８」に更新されている。一方、第２７レジスタ部７６ｇから第２１レジスタ部７６ａになると共に、「ゼロ値」を保持し続ける期間が長くなる。特に、第２１レジスタ部７６ａは、「Ｔ２」から「Ｔ８」の期間において、「ゼロ値」を保持し続けている。このような動作によって、処理量と消費電力の低減が図られる。
【００５３】
さらに、第２シフトレジスタ部７６における「Ｐ１」から「Ｐ８」の値のうち位相０°に対応するものと「ゼロ値」においては、位相シフト部７２において位相シフト処理が省略される。第２シフトレジスタ部７６における「ゼロ値」の割合が増加すれば、位相シフト処理が省略される割合も増加するため、処理量と消費電力の低減が図られる。さらに、乗算処理が位相シフト処理に変わることによって、回路規模の低減も可能である。
【００５４】
図９は、等化処理部３２の等化処理を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、ひとつのＣＣＫ変調単位内の動作を示す。受信信号バッファ部６０が受信信号を入力する（Ｓ１０）。第１シフトレジスタ設定部６６、第２シフトレジスタ設定部７８が被拡散信号２０８、拡散符号２１０によって、第１シフトレジスタ部６４、第２シフトレジスタ部７６をそれぞれ初期設定し、またタップ係数設定部７０もタップ係数２０６によって初期設定する（Ｓ１２）。制御部３６がカウンタ値ｉを１に設定する（Ｓ１４）。乗算部６８が、第１シフトレジスタ部６４の値とタップ係数２０６を乗算する（Ｓ１６）。
【００５５】
位相シフト部７２は、乗算結果を第２シフトレジスタ部７６の値で位相シフトする（Ｓ１８）。加算部８０は、位相シフトされた値に対して加算処理を実行する（Ｓ２０）。加算部６２は、入力した信号から加算処理した信号を減算処理する（Ｓ２２）。また、減算処理した信号は、第１１レジスタ部６４ａにも入力する。制御部３６は、ｉが８でなければ（Ｓ２４のＮ）、ｉに１を加算する（Ｓ２６）。第１シフトレジスタ部６４と第２シフトレジスタ部７６の値をシフト処理し（Ｓ２８）、減算処理した結果を入力する。さらに、ステップ１６からステップ２６の処理を繰返し実行する。制御部３６は、ｉが８になれば（Ｓ２４のＹ）、処理を終了する。
【００５６】
以上の構成による受信装置１２の動作を説明する。受信装置１２は、バースト信号を受信すると、マッチドフィルタ部３８がバースト信号のプリアンブルで相関処理を実行し、同期部３０がバースト先頭タイミングを検出する。タップ係数計算部４０は、マッチドフィルタ出力信号２０２からタップ係数２０６を計算し、タップ係数設定部７０に設定する。等化処理部３２は、ＣＣＫ変調単位の先頭タイミングにおいて、第１シフトレジスタ部６４と第２シフトレジスタ部７６に被拡散信号２０８と拡散符号２１０をそれぞれ設定する。乗算部６８が第１シフトレジスタ部６４の値とタップ係数２０６を乗算し、乗算した結果を第２シフトレジスタ部７６の値で位相シフトする。
【００５７】
加算部８０は位相シフトした結果を加算し、その結果をベースバンド受信信号２００から減算する。減算した結果は、等化信号バッファ部８２に入力すると共に、第１１レジスタ部６４ａにも入力する。その際、第１１レジスタ部６４ａから第１８レジスタ部６４ｈは、保持している値をそれぞれシフトさせる。また、第１シフトレジスタ部６４と同様に第２シフトレジスタ部７６の各部も保持している値をそれぞれシフトさせると共に、ゼロ記憶部７４から「ゼロ値」を入力する。第１シフトレジスタ部６４とゼロ記憶部７４に記憶した値をもとに、上述の処理を繰返し実行する。
【００５８】
本実施の形態によれば、適応等化処理において、入力した信号の遅延成分を生成する際に、乗算処理の数を削減でき、消費電力も削減できる。また、変動の周期が遅い被拡散信号を乗算処理に使用し、変動の周期が速い拡散符号を位相シフト処理に使用するため、位相シフト処理よりも処理量の多い乗算処理の処理回数を削減でき、さらに処理量と消費電力を削減できる。
【００５９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１と同様に受信装置に関するが、スペクトル拡散通信システムではない無線通信システムにおける受信装置に関する。一般に、受信装置で受信した信号には、送信装置と受信装置における発振器の周波数偏差が含まれる。さらに、受信装置において同期検波を実行するためには、搬送波の位相に関する情報が必要になる。本実施の形態における受信装置は、従来の技術によって搬送波の位相と周波数偏差を推定するが、受信信号と搬送波の位相を乗算し、さらに周波数偏差にもとづく位相情報によって、当該乗算結果を位相シフト処理する。以上の処理は、搬送波の位相と周波数偏差の推定処理を除いて、ひとつの乗算器によって処理可能になるため、処理量の減少と消費電力の減少を可能にする。また、先に精度の高い乗算処理を実行するため、信号の精度も高くなる。
【００６０】
図１０は、実施の形態２に係る受信装置１１０の構成を示す。受信装置１１０は、受信用アンテナ２２、無線部２４、直交検波部２６、周波数偏差推定部１１２、位相推定部１１４、乗算部１１６、位相シフト部１１８を含む。
【００６１】
周波数偏差推定部１１２は、受信した信号から、図示しない送信装置と受信装置１１０間に含まれた周波数偏差を推定する。推定方法は任意のものでよく、例えば、所定の時刻ｔ１とｔ２における受信信号Ｒ（ｔ１）とＲ（ｔ２）の位相差を検出し、それを期間（ｔ２−ｔ１）で除算すればよい。なお、Ｒ（ｔ１）とＲ（ｔ２）に含まれた信号成分が異なる場合は、当該信号成分を除去する必要がある。
【００６２】
位相推定部１１４は、同期検波をするために必要な受信信号の位相を推定する。推定方法は、任意のものでよく、例えば、受信信号に含まれたプリアンブル部分において、予め記憶しておいたプリアンブルと受信信号との位相を検出すればよい。なお、受信信号から周波数偏差の影響を除くため、周波数偏差推定部１１２の出力信号も入力される。さらに検出後、検出した位相の値を固定してもよく、また環境の変動に追従させてもよい。
【００６３】
乗算部１１６は、位相推定部１１４で推定した位相と受信信号を乗算する。両者は、ともに同相成分と直交成分を含むため、ここでの乗算は複素乗算となる。
位相シフト部１１８は、周波数偏差推定部１１２で推定した周波数偏差によって、乗算部１１６の乗算結果を位相シフト処理する。
【００６４】
以上の構成による受信装置１１０の動作を説明する。受信用アンテナ２２から入力された受信信号は、無線部２４と直交検波部２６によってベースバンドの受信信号に変換される。周波数偏差推定部１１２と位相推定部１１４は、ベースバンドの受信信号から、周波数偏差と位相をそれぞれ推定する。乗算部１１６は、ベースバンドの受信信号と推定した位相を乗算する。位相シフト部１１８は、推定した周波数偏差によって、乗算結果を位相シフト処理する。
【００６５】
本実施の形態によれば、より厳密な値を計算可能な乗算処理を実行し、それに続いて、より簡易に処理可能な位相シフト処理を実行するために、高い精度の出力信号を得ることができる。また、搬送波の位相と周波数偏差の推定処理を除いて、ひとつの乗算器によって処理可能になるため、処理量の減少と消費電力の減少を可能になる。
【００６６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６７】
実施の形態１において、伝送路推定部２８は、相関処理にもとづいてタップ係数２０６を導出している。しかしこれに限らず例えば、ＬＭＳアルゴリズムやＲＬＳアルゴリズムのような適応アルゴリズムによって、タップ係数２０６を導出してもよい。また、実施の形態１では、バースト信号の先頭部分におけるトレーニング信号によって、バースト信号の先頭部分においてのみタップ係数２０６を導出しているが、ＬＭＳアルゴリズムやＲＬＳアルゴリズムなどによって、バースト信号中もタップ係数２０６を更新しながら導出してもよい。本変形例によれば、伝送路が変動する環境下においても、伝送特性を改善できる。つまり、通信システム１００を使用する環境に応じてタップ係数２０６が導出されればよい。
【００６８】
実施の形態１において、等化処理部３２における第１シフトレジスタ部６４と第２シフトレジスタ部７６はそれぞれ８個のデータを保持可能である。しかしこれに限らず例えば、８個よりも大きくしてもよく、また小さくしてもよい。本変形例によれば、長遅延波の影響が大きいマルチパス伝送路における伝送品質を改善させることや回路規模を小さくすることが可能である。つまり、受信装置１２を適用する伝送路の特性に応じて、保持可能なデータ数を決定すればよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、受信処理における処理量の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る通信システムを示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係るバーストフォーマットを示す図である。
【図３】図１のマッチドフィルタ部の構成を示す図である。
【図４】図１の同期部の構成を示す図である。
【図５】図１の等化処理部の構成を示す図である。
【図６】図５の第１シフトレジスタ部の動作を示す図である。
【図７】図５の乗算部の動作を示す図である。
【図８】図５の第２シフトレジスタ部の動作を示す図である。
【図９】図５の等化処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る受信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 送信装置、 １２ 受信装置、 １４ 変調部、 １８ 無線部、 ２０ 送信用アンテナ、 ２２ 受信用アンテナ、 ２４ 無線部、 ２６ 直交検波部、 ２８ 伝送路推定部、 ３０ 同期部、 ３２ 等化処理部、 ３４復調部、 ３６ 制御部、 ３８ マッチドフィルタ部、 ４０ タップ係数計算部、 ５０ 遅延部、 ５２ データメモリ部、 ５４ 乗算部、 ５６ 加算部、 ６０ 受信信号バッファ部、 ６２ 加算部、 ６４ 第１シフトレジスタ部、 ６６ 第１シフトレジスタ設定部、 ６８ 乗算部、 ７０ タップ係数設定部、 ７２ 位相シフト部、 ７４ ゼロ記憶部、 ７６ 第２シフトレジスタ部、 ７８ 第２シフトレジスタ設定部、 ８０ 加算部、 ８２ 等化信号バッファ部、 ９０ 電力計算部、 ９２ しきい値比較部、 ９４ タイミング信号生成部、 １００ 通信システム、 １１０ 受信装置、 １１２ 周波数偏差推定部、 １１４ 位相推定部、 １１６ 乗算部、 １１８ 位相シフト部、 ２００ ベースバンド受信信号、 ２０２ マッチドフィルタ出力信号、 ２０４ 等化信号、 ２０６ タップ係数、 ２０８ 被拡散信号、 ２１０ 拡散符号、 ２１２ 伝送路推定用タイミング信号、 ２１４ 等化処理用タイミング信号、 ２１６ 復調用タイミング信号。

Claims (6)

1. 拡散符号と被拡散データを含んだ信号を入力する入力部と、
   過去に入力した信号に含まれた被拡散データを記憶する第１記憶部と、
   過去に入力した信号に含まれた拡散符号を記憶する第２記憶部と、
   前記入力した信号から、位相情報を含んだ伝送路応答係数を導出する係数導出部と、
   前記導出した伝送路応答係数と前記記憶した被拡散データの値を乗算して、位相情報を含んだ瞬時遅延データを生成する乗算部と、
   前記記憶した拡散符号の値に応じて、前記生成した瞬時遅延データを位相回転する位相回転部と、
   前記位相回転した瞬時遅延データから前記入力した信号の遅延成分を生成する遅延成分生成部と、
   前記入力した信号から前記入力した信号の遅延成分を除去する遅延成分除去部と、
   前記遅延成分を除去した信号から前記拡散符号と前記被拡散データをそれぞれ導出する復調部と、
   を含むことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記第１記憶部は、少なくともひとつの被拡散データを記憶し、
   前記第２記憶部は、複数の拡散符号をそれぞれ記憶し、
   前記係数導出部は、複数の伝送路応答係数をそれぞれ導出し、
   前記乗算部は、前記導出した複数の伝送路応答係数と前記記憶した少なくともひとつの被拡散データの値をぞれぞれ乗算して、複数の瞬時遅延データをそれぞれ生成し、
   前記位相回転部は、前記記憶した複数の拡散符号の値に応じて、前記生成した複数の瞬時遅延データをそれぞれ位相回転し、
   前記遅延成分生成部は、前記位相回転した複数の瞬時遅延データの積算にもとづいて、前記入力した信号の遅延成分を生成することを特徴とする受信装置。
3. ひとつの前記被拡散データと複数の前記拡散符号によって、ひとつのデータ単位が構成されており、
   前記復調部は、前記ひとつのデータ単位で、前記ひとつの拡散符号と前記複数の被拡散データをそれぞれ導出し、
   前記第１記憶部は、前記ひとつのデータ単位で、前記記憶した少なくともひとつの被拡散データを更新し、
   前記第２記憶部は、前記ひとつのデータ単位で、前記記憶した複数の拡散符号を更新することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記第１記憶部は、前記遅延成分を除去した信号によって、前記記憶した被拡散データを更新し、
   前記第２記憶部は、前記位相回転部において前記生成した瞬時遅延データを位相回転させないことを指示する情報によって、前記記憶した拡散符号を更新し、前記更新した被拡散データと前記更新した拡散符号について、前記乗算部、前記位相回転部、前記遅延成分生成部、前記遅延成分除去部の処理が再度行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信装置。
5. 所定の期間で変動される拡散符号と、前記拡散符号より長い期間で変動される被拡散データを含んだ信号を入力するステップと、
   前記入力した信号から、位相情報を含んだ伝送路応答係数を導出するステップと、
   過去に入力した信号に含まれた被拡散データの値と前記導出した伝送路応答係数を乗算して、位相情報を含んだ瞬時遅延データを生成するステップと、
   過去に入力した信号に含まれた拡散符号の値に応じて、前記生成した瞬時遅延データを位相回転するステップと、
   前記入力した信号から、前記位相回転した瞬時遅延データにもとづく前記入力した信号の遅延成分を除去し、前記拡散符号と前記被拡散データをそれぞれ導出するステップと、
   を含むことを特徴とする受信方法。
6. 所定の期間で変動すべき第１成分と、前記第１成分より長い期間で変動すべき第２成分を含み、かつ位相情報を含んだ信号を入力するステップと、
   前記入力した信号から前記第１の成分と前記第２の成分を推定するステップと、
   前記入力した信号に対応した値と前記推定した第２成分の値を乗算するステップと、
   前記推定した第１成分の値に応じて、前記乗算した結果を位相回転するステップと、
   前記位相回転した結果を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする受信方法。

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