JP2007266833A - 受信方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減したい。
【解決手段】相関演算部２４は、それぞれ所定数のシンボルによって形成された既知信号とデータ信号との組合せであって、かつシンボルレートの複数倍のサンプリングレートによって標本化された組合せを入力する。相関演算部２４は、入力した組合せのうちの既知信号と、予め記憶した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出する。選択部３２は、導出した相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信技術に関し、特に既知信号とデータ信号を受信する受信方法および装置に関する。

ディジタル無線通信において、受信装置は、受信した信号に対してシンボルタイミング同期を確立させ、確立させたシンボルタイミングにおいて受信した信号を復調する。シンボルタイミング同期は、一般的に受信した信号に対して標本化を行った信号に対して実行する。シンボルタイミング同期の精度を高めるために、標本化を行う際のサンプリングレートは、シンボルレートの複数倍に設定される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−８６１７８号公報

シンボルタイミング同期の精度が悪化すると、受信装置による受信品質も悪化する。そのため、シンボルタイミング同期の精度の向上が望まれる。しかしながら、シンボルレートの複数倍でのサンプリングレートによって標本化を実行すると消費電力が増加してしまう。また、シンボルレートが高くなるにつれて、低消費電力化が望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な回路構成において受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減する受信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、それぞれ所定数のシンボルによって形成された既知信号とデータ信号との組合せであって、かつシンボルレートの複数倍のサンプリングレートによって標本化された組合せを入力する入力部と、入力部において入力した組合せのうちの既知信号と、予め記憶した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出する相関部と、相関部において導出した相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択する選択部と、選択部において選択したサンプリングタイミング系列にて、入力部において入力した組合せのうちのデータ信号を処理する処理部と、を備える。

この態様によると、既知信号の期間において相関値の大きいサンプリングタイミングを選択し、選択したサンプリングタイミングにてデータ信号を処理するので、受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減できる。

入力部において入力された組合せのうちのデータ信号には、差動符号化が施されており、相関部は、入力部において入力した組合せを遅延検波する手段と、遅延検波した組合せのうちの既知信号と、予め差動復号した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出する手段とを含んでもよい。この場合、遅延検波を行った後に相関値を導出するので、相関値に含まれる周波数オフセットの影響を低減できる。

入力部において入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含んでもよい。選択部は、同相成分と直交成分のいずれかに対して、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択を実行してもよい。この場合、同相成分と直交成分のいずれかを処理対象とするので、乗算処理を回避でき、回路規模を低減できる。

入力部において入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含み、選択部は、相関値の同相成分の大きさと直交成分の大きさをもとに、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択に使用すべき同相成分と直交成分のいずれかを決定してもよい。この場合、同相成分と直交成分のいずれかを選択しながら使用するので、受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減できる。

入力部は、複数の組合せを順次入力し、選択部は、サンプリングタイミング系列ごとの相関値の大きさを比較し、相関値の大きさの差異がしきい値よりも大きい場合、相関値が大きい方のサンプリングタイミング系列を選択し、相関値の大きさの差異がしきい値以下の場合、前回の組合せにおいて選択されていない方のサンプリングタイミング系列を選択してもよい。この場合、相関値の大きさが時間とともに変化する場合であっても、将来的に相関値が大きくなるサンプリングタイミング系列を選択するので、受信品質の悪化を抑制できる。

入力部は、複数の組合せを順次入力し、選択部は、所定数の組合せにわたって、サンプリングタイミング系列単位に相関値の移動平均を計算する手段と、相関値の移動平均値をもとに、ひとつのサンプリングタイミングを選択する手段とを含んでもよい。この場合、相関値の移動平均値をもとに選択を実行するので、雑音の影響を低減できる。

入力部において入力した複数の組合せに対して、選択部においてひとつのサンプリング系列が選択される期間を測定する測定部と、測定部において測定した期間にわたって、相関部および選択部の処理を停止させる制御部をさらに備えてもよい。この場合、処理を停止させる期間を長くできるので、消費電力を低減できる。

本発明の別の態様は、受信方法である。この方法は、それぞれ所定数のシンボルによって形成された既知信号とデータ信号との組合せであって、かつシンボルレートの複数倍のサンプリングレートによって標本化された組合せを入力するステップと、入力した組合せのうちの既知信号と、予め記憶した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出するステップと、導出した相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択するステップと、選択したサンプリングタイミング系列にて、入力した組合せのうちのデータ信号を処理するステップと、を備える。

入力するステップにおいて入力された組合せのうちのデータ信号には、差動符号化が施されており、相関値を導出するステップは、入力した組合せを遅延検波するステップと、遅延検波した組合せのうちの既知信号と、予め差動復号した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出するステップとを含んでもよい。入力するステップにおいて入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含み、選択するステップは、同相成分と直交成分のいずれかに対して、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択を実行してもよい。

入力するステップにおいて入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含み、選択するステップは、相関値の同相成分の大きさと直交成分の大きさをもとに、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択に使用すべき同相成分と直交成分のいずれかを決定してもよい。入力するステップは、複数の組合せを順次入力し、選択するステップは、サンプリングタイミング系列ごとの相関値の大きさを比較し、相関値の大きさの差異がしきい値よりも大きい場合、相関値が大きい方のサンプリングタイミング系列を選択し、相関値の大きさの差異がしきい値以下の場合、前回の組合せにおいて選択されていない方のサンプリングタイミング系列を選択してもよい。

入力するステップは、複数の組合せを順次入力し、選択するステップは、所定数の組合せにわたって、サンプリングタイミング系列単位に相関値の移動平均を計算するステップと、相関値の移動平均値をもとに、ひとつのサンプリングタイミングを選択するステップとを含んでもよい。入力するステップにおいて入力した複数の組合せに対して、選択するステップにおいてひとつのサンプリング系列が選択される期間を測定するステップと、測定した期間にわたって、相関値を導出するステップおよび選択するステップの処理を停止させるステップをさらに備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、簡易な回路構成において受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、既知信号とデータ信号との組合せ（以下、「サブパケット信号」という）が複数含まれたフレーム信号を受信する受信装置に関する。ここで、伝送効率を高くするために、データ信号の期間は、既知信号の期間よりも長くなるように設定される。受信した信号を復調する際、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換）にて最適なサンプリングタイミングを保持し続けるために、ＡＤＣのサンプリングクロックを受信信号のシンボルクロックに同期させたり、位相調整を行ったりするなどサンプルタイミングの補正を行う必要がある。

しかしながら、そのためにはアナログ又はデジタルドメインにおけるクロック抽出のための専用回路や、デジタルＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）などが必要とされる。また、サンプリングレートもシンボルレートの８〜１６倍程度のオーバーサンプリングが必要とされていた。そのため、データレートが向上していくにつれＡＤＣの最高サンプリング周波数等の要求仕様が高いものになり、また消費電力も高くなる。本発明に係る受信装置は、このような課題を解決するために以下の処理を実行する。

受信装置は、シンボルレートの２倍のサンプリングレートにて受信した信号を標本化し、既知信号の期間において、サンプリングタイミングの系列を単位に、受信した既知信号と、予め記憶した既知信号との相互相関を計算する。ここで、サンプリングタイミングの系列とは、ひとつのシンボルに含まれる複数のサンプリングポイントのそれぞれを基準にし、基準にしたサンプリングポイントからシンボルレートの間隔に配置されるタイミングの総称である。例えば、シンボルレートの２倍のサンプリングレートがなされる場合、２種類の系列が存在する（ここでは、「ＥＶＥＮ系列」と「ＯＤＤ系列」という）。受信装置は、それぞれの系列に対して相関値のピークを検出し、ピーク値が大きい方の系列を選択する。さらに、受信装置は、データ信号の期間において、選択した系列のデータ信号を復調する。

つまり、フレーム同期等に用いるプリアンブルと、それに続くサブパケット信号が含まれたフレーム信号に対して、受信装置は、クロック再生を行わず、受信信号を２倍のシンボルレートに相当する自走クロックによって標本化する。また、受信装置は、ＥＶＥＮ系列とＯＤＤ系列のそれぞれに対して、既知信号での相互相関値を計算し、その値が大きい方のタイミングを確からしいサンプリングポイントと見なし、サブパケット信号内において、当該タイミングでサンプルされたデータ信号を復調する。また、計算された相関値が同等の値であった場合、後段のサブパケット信号において相関値が大きくなっていくと予想される方のタイミングを確からしいサンプリングポイントと見なす。そのため、前回の相関値を参照し、相関値が増加傾向にある側、すなわち前回の相関値比較で低い方の側を確からしいタイミングポイントとして選択する。さらに、確からしいサンプリングポイントが別のサンプリングポイントに切り替わる期間を複数のサブパケット信号にわたって推定し、一旦サンプリングポイントが切りかわってから一定の期間にわたって相関値計算等の回路を休止させる。

図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、直交検波部１０、ＡＤＣ１８と総称される第１ＡＤＣ１８ａ、第２ＡＤＣ１８ｂ、ＤＭＵＸ２０と総称される第１ＤＭＵＸ２０ａ、第２ＤＭＵＸ２０ｂ、遅延検波部２２と総称される第１遅延検波部２２ａ、第２遅延検波部２２ｂ、相関演算部２４と総称される第１相関演算部２４ａ、第２相関演算部２４ｂ、ピーク検出部２６と総称される第１ピーク検出部２６ａ、第２ピーク検出部２６ｂ、バッファ２８、制御部３０、選択部３２、サンプリングクロック発振器３４を含む。また、直交検波部１０は、乗算器１２と総称される第１乗算器１２ａ、第２乗算器１２ｂ、π／２移相器１４、搬送波発振器１６を含む。

直交検波部１０は、受信したフレーム信号を直交検波する。具体的には、搬送波発振器１６が搬送波を出力し、π／２移相器１４が搬送波の位相をπ／２だけずらす。乗算器１２は、受信したフレーム信号と搬送波を乗算し、第１乗算器１２ａから同相成分（Ｉ）が出力され、第２乗算器１２ｂから直交成分（Ｑ）が出力される。図２（ａ）−（ｃ）は、受信装置１００によるタイミング検出処理の概要を示すが、ここでは、フレーム信号のフォーマットが示された図２（ａ）のみを説明する。フレーム信号は、先頭部分に「Ｆｒａｍｅ Ｓｙｎｃ」を配置し、これにつづいて「Ｓｙｍｂｏｌ Ｓｙｎｃ」と「Ｄａｔａ Ｐａｙｌｏａｄ」との組合せを複数配置する。

「Ｆｒａｍｅ Ｓｙｎｃ」は、フレーム同期信号に相当し、組合せは、前述のサブパケット信号に相当する。また、「Ｓｙｍｂｏｌ Ｓｙｎｃ」は、既知信号に相当し、「Ｄａｔａ Ｐａｙｌｏａｄ」は、データ信号に相当する。データ信号には、ＣＲＣビットやＥＣＣパリティビットなどが含まれていてもよい。なお、既知信号とデータ信号とは、それぞれ所定数のシンボルによって形成されている。ここで、既知信号のシンボル数とデータ信号のシンボル数とは、別の値に設定されている。また、データ信号には、差動符号化が施されており、ここでは、差動符号化ＱＰＳＫ変調がなされているものとする。

既知信号には、PN符号のような自己相関が小さいようなパターンが使用される。特に、コード長に制限のあるものではなく、ここでは、PN符号のひとつである３１ビット長のM系列を使用する。また、本実施例ではＱＰＳＫを使用しているので、１シンボルで２ビットを表現できる。そのため、１６シンボルで３１ビットを同期コードとして割り当ててもよいし、同期コードの部分は１シンボルで１ビットと考えて、Ｉ／Ｑそれぞれに同一コードを割り当ててもよい。図１に戻る。

ＡＤＣ１８は、直交検波部１０によって直交検波された信号、すなわちベースバンド信号波形を標本化する。ここで、サンプリングのためのクロック信号は、サンプリングクロック発振器３４から供給されており、サンプリングクロックは、シンボルクロックの２倍の周波数を有する。その結果、ＡＤＣ１８は、シンボルレートの２倍のサンプリングレートによって標本化されたフレーム信号を出力する。出力されるフレーム信号は、同相成分と直交成分とを有する。なお、サンプリングクロック発振器３４から出力されるサンプリングクロックには、クロック再生がなされていないので、受信したフレーム信号のシンボル周波数と、サンプリング周波数とは同期していない。そのため、ある時点で最良点近辺でのサンプリングができていても、時間とともにサンプリングポイントはずれていく。

ＤＭＵＸ２０は、ＡＤＣ１８において標本化された信号を第１遅延検波部２２ａと第２遅延検波部２２ｂに交互に出力する。すなわち、ＤＭＵＸ２０は、シリアル−パラレル変換を実行する。前述のごとく、標本化は、シンボルレートの２倍のサンプリングレートにて行われているので、第１遅延検波部２２ａと第２遅延検波部２２ｂにそれぞれ出力された信号は、シンボルレートを有する。ここで、第１遅延検波部２２ａに出力される信号が、ＯＤＤ系列に相当し、第２遅延検波部２２ｂに出力される信号が、ＥＶＥＮ系列に相当する。

遅延検波部２２は、ＯＤＤ系列とＥＶＥＮ系列のそれぞれに対して遅延検波を実行する。遅延検波は、Ｉ／Ｑ平面での複素共役演算によって実現される。さらに、遅延検波部２２は、ビット判定による復号を行う。ビット判定は、硬判定でもよく、軟判定でもよい。

相関演算部２４は、フレーム信号におけるフレーム同期信号の期間および既知信号の期間のそれぞれにわたって、相互相関を計算する。ここでは、入力したフレーム同期信号と、予め記憶したフレーム同期信号との間の相関値、および入力した既知信号と、予め記憶した既知信号との間の相関値が計算される。なお、第１ピーク検出部２６ａは、ＯＤＤ系列に対する相関値を計算し、第２ピーク検出部２６ｂは、ＥＶＥＮ系列に対する相関値を計算する。すなわち、相関値は、サンプリングタイミング系列を単位にして導出される。なお、入力したフレーム同期信号と既知信号とは、遅延検波部２２において遅延検波されているので、相関演算部２４は、予め差動復号したフレーム同期信号と、予め差動復号した既知信号とを記憶する。

ピーク検出部２６は、それぞれのサンプリングタイミング系列内での相関値のピークを検出する。すなわち、ＯＤＤ系列に対する相関値のピークとＥＶＥＮ系列に対する相関値のピークが検出される。以下、相関値のピークの値を単に「ピーク値」というものとする。相関値は、フレーム同期信号、各既知信号のそれぞれに対して導出される。

制御部３０は、ピーク検出部２６において導出されたサンプリングタイミング系列ごとのピーク値の大きさを比較する。ＯＤＤ系列に対するピーク値とＥＶＥＮ系列に対するピーク値の差異がしきい値よりも大きい場合、制御部３０は、ピーク値が大きい方のサンプリングタイミング系列を選択する。一方、ＯＤＤ系列に対するピーク値とＥＶＥＮ系列に対するピーク値の差異がしきい値以下の場合、制御部３０は、前回のサブパケット信号において選択されていない方のサンプリングタイミング系列を選択する。すなわち、制御部３０は、相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択する。このような選択は、各既知信号のそれぞれに対してなされている。その結果、サブパケット単位に選択がなされる。なお、処理量を低減するために、制御部３０は、同相成分と直交成分のいずれかに対して、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択を実行してもよい。

以上のサンプリングタイミング系列の選択動作は、以下のように示されてもよい。まずフレーム同期を検出する場合、遅延検波部２２によって復号された受信信号とフレーム同期信号との相関値を相関演算部２４が検出し、制御部３０が相関値をモニターする。例えば、どちらかの系列の相関値が、予め定めたしきい値を超えた場合に、制御部３０は、フレームを検出したとする。すなわち、２種類のタイミングでサンプリングしたデータのそれぞれに対して、独立に遅延検波を行い、これらとフレーム同期信号との相関を計算し、相関値がいずれか一方でも規定の値を超えている場合に、フレームの先頭であることを認識する。フレーム検出の段階では、ＯＤＤ系列か、ＥＶＥＮ系列かを選択せず、いずれかがしきい値を超えた場合に検出したと判断される。

フレーム同期を検出した場合、制御部３０では、既知信号が受信されると期待できるタイミングを中心に、前後数クロックのウインドウを設け、ピーク検出部２６は、当該ウインドウにおいて相関演算部２４から出力される相関値のピーク検出を行う。すなわち、フレーム信号の先頭より、あるウインドウをかけた期間に、既知信号の検出と、ピーク値の比較、サンプリングタイミングの選択とが実行される。ここでの相関値は、遅延検波部２２からの多ビット出力値と、予め記憶した既知信号の復号値によって導出される。制御部３０は、検出した２系統のピーク値の値を比較し、大きい方のピーク値を出力した系列を選択する。

これらの処理をまとめると以下のように示される。
(１)ＯＤＤ系列とＥＶＥＮ系列のそれぞれにおいてサンプリングされたデータを用いて、それぞれ遅延検波を行い、既知信号との相関値を計算する。
(２)相関値のピークを検出することによって、既知信号を捕捉すると同時に、それぞれのピーク値の比較を行う。
(３)ピーク値が高い方のタイミングを確からしいタイミングポイントとして、そのタイミングでサンプリングされたデータを受信データとする。

図２（ａ）−（ｃ）は、受信装置１００によるタイミング検出処理の概要を示す。図２（ａ）は、既に説明したので、説明を省略する。図２（ｂ）は、各既知信号において導出される相関値を示す。ここで、実線は、ＯＤＤ系列における相関値を示し、点線は、ＥＶＥＮ系列における相関値を示す。その結果、最初の既知信号に対して、ＥＶＥＮ系列でのピーク値の方が大きくなり、次のふたつの既知信号に対して、ＯＤＤ系列でのピーク値の方が大きくなっている。図２（ｃ）は、選択されているサンプリングタイミング系列を示す。点線の期間は、フレーム同期信号と既知信号の期間に相当し、それらの期間では、ＯＤＤ系列とＥＶＥＮ系列のそれぞれに対して処理が実行されている。また、実線の期間は、データ信号の期間に相当し、それらの期間では、ピーク値の大きさに応じて、ＯＤＤ系列あるいはＥＶＥＮ系列が選択されている。

図３は、受信装置１００によるタイミング検出処理の別の概要を示す。図３の横軸は、時間を示している。また、図３の上段には、図２（ａ）と同様にフレーム信号のフォーマットが示されており、「Ｓ」は、既知信号に相当し、「Ｄ」は、データ信号に相当する。また、黒色の丸印は、ＯＤＤ系列でのピーク値を示し、白色の丸印は、ＥＶＥＮ系列でのピーク値を示す。図示のごとく、時間の経過とともにピーク値が変化していく場合、期間１においてＥＶＥＮ系列が選択され、期間２においてＯＤＤ系列が選択される。期間１と期間２の間に相当するタイミングにおいて、ふたつのピーク値は、同等の値になる。そのような場合、以前のピーク値の変化から、ピーク値が上昇すると推測されるサンプルタイミングが選択される。

この場合、ＥＶＥＮ系列のピーク値は、下降傾向であるのに対して、ＯＤＤ系列のピーク値は、上昇傾向である。そのため、制御部３０は、単純に前回の比較おいてピーク値が低かったサンプルタイミングを選択する。その結果、ふたつのサンプリングタイミングでのピーク値が同等になった場合は、過去のピーク値の変化から、サンプリングクロックのずれが推測され、データ信号の期間に最良点方向にずれていくサンプリングタイミングが選択される。図１に戻る。

制御部３０は、選択したサンプリングタイミング系列にて、サブパケット信号に含まれるデータ信号を処理する。そのため、ふたつの既知信号に挟まれたデータ信号の期間では、前の既知信号によって選択されたサンプリングタイミング系列が使用される。ここで、データ信号の長さは、図示しない送信装置のサンプリングクロック発振器およびサンプリングクロック発振器３４の精度に依存するので、自走クロックのずれがサンプルタイミングのシフトの許容値を超えない範囲に設定される。制御部３０は、データ信号の期間にわたって、選択されなかったサンプリングタイミング系列に対応した遅延検波部２２の動作を停止させてもよい。バッファ２８は、相関演算部２４から制御部３０での処理の間、遅延検波部２２からの信号を遅延させる。選択部３２は、制御部３０での選択の結果に応じて、バッファ２８に記憶された信号を選択する。

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にロードされた通信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。

以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。図４は、受信装置１００によるタイミング検出処理の手順を示すフローチャートである。ピーク検出部２６は、ＯＤＤ系列のピーク値とＥＶＥＮ系列のピーク値とを特定する（Ｓ１０）。両者の差が所定のしきい値より大きい場合（Ｓ１２のＹ）、ＯＤＤ系列のピーク値の方が大きければ（Ｓ１４のＹ）、制御部３０は、ＯＤＤ系列を選択する（Ｓ１６）。ＯＤＤ系列のピーク値の方が大きくなければ（Ｓ１４のＮ）、制御部３０は、ＥＶＥＮ系列を選択する（Ｓ１８）。一方、両者の差が所定のしきい値より大きくない場合（Ｓ１２のＮ）、前回はＥＶＥＮ系列を選択していれば（Ｓ２０のＹ）、制御部３０は、ＯＤＤ系列を選択する（Ｓ２２）。なお、前回ＥＶＥＮ系列を選択していることは、前回ＯＤＤ系列のピーク値の方が小さいことであってもよい。前回はＥＶＥＮ系列を選択していなければ（Ｓ２０のＮ）、制御部３０は、ＥＶＥＮ系列を選択する（Ｓ２４）。

以下、実施例の変形例を説明する。これまでの変形例では、複数のサブパケット信号のそれぞれに対して、既知信号の期間にわたって、相関処理、サンプリングタイミング系列の選択が実行されている。変形例においては、さらに消費電力を低減するために、既知信号の期間におけるこれらの処理を停止する場合がある。制御部３０は、複数のサブパケット信号に対して、ひとつのサンプリング系列が選択される期間を測定する。例えば、ＯＤＤ系列が連続して選択されているサブパケット信号の数が測定される。制御部３０は、測定した期間にわたって、相関処理、サンプリングタイミング系列の選択を停止させる。測定した期間が、５サブパケット信号であれば、制御部３０は、例えば次からの５サブパケット信号の期間にわたって、相関処理、サンプリングタイミング系列の選択を停止させる。なお、測定した期間に対して、平均等の統計処理を施し、統計処理した期間にわたって、制御部３０は、相関処理、サンプリングタイミング系列の選択を停止させてもよい。

図５（ａ）−（ｂ）は、受信装置１００による受信処理の概要を示す。図５（ａ）は、図２（ａ）と同様に、フレーム信号のフォーマットを示す。図５（ｂ）は、制御部３０によって選択されたサンプリングタイミング系列を示す。先頭のサブパケット信号から５番目のサブパケット信号までは、ＯＤＤ系列が選択されており、６番目のサブパケット信号から１０番目のサブパケット信号までは、ＥＶＥＮ系列が選択されている。また、１１番目のサブパケット信号からは、再びＯＤＤ系列が選択されている。サンプリングクロックと受信信号のシンボルクロック間のジッタの関係、および信号フォーマット期間の長さによっては、ＯＤＤ系列とＥＶＥＮ系列のサンプリングポイントを切り替える期間が、図５（ｂ）のように複数サブパケット間隔になることがある。

そのため、制御部３０は、ひとつのサンプリングタイミングに切りかわってから、もとのサンプリングタイミングに戻るまでの期間のように、同一のサンプリングタイミングとなる期間を推定する。図５（ｂ）では、ＥＶＥＮ系列に切りかわってからＯＤＤ系列に戻るまでの期間が測定される。測定後、これに続く期間であって、推定した期間の間にわたって、相関値計算、比較選択の処理を停止する。図５（ｂ）では、１１番目のサブパケット信号から１５番目までのサブパケット信号間での間、処理が停止され、消費電力の低下が図られる。

フレーム同期信号の直後は、既知信号ごとに判定を行い、かつ同一タイミングが選択する期間を記憶する。制御部３０は、その値から同一タイミングが持続、相関値計算や比較演算を省略可能な期間を推定し、フレーム信号を受信し終えるまで、回路動作の停止をコントロールする。なお、相関値計算を停止している間も、同一タイミング選択期間を測定し、その間隔の推移をもとに演算停止期間を調整してもよい。

図６は、受信装置１００における受信処理の状態遷移を示す。制御部３０は、フレーム同期を検出した場合、以下のステートマシンに示すように内部状態を変化させ、遅延検波部２２や相関演算部２４の動作を制御する。アイドルステート（Ｓ５０）において、制御部３０はフレーム検出を行う。フレームを検出すると（Ｓ５２）、制御部３０は、最初のシンボル同期パターンの検出・サンプリング系列の選択を行い、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ系列のいずれを選択したかを記憶し、それ以降のサンプリング系列の選択にて別の系列を選択するまで（Ｓ５４）状態を維持する。別の系列を選択した場合（Ｓ５８）、制御部３０は、次に同期系列を切り替えるまでのサブパケット信号の数を計測する（Ｓ６０）。同期系列の切替を検出すると（Ｓ６４）、制御部３０は、カウントしたサブパケット信号数−αの期間、選択した系列の遅延検波部２２を除く遅延検波部２２や相関演算部２４を休止させる（Ｓ６６）。ここで、αは、任意の値に設定される。

休止期間が終了すると（Ｓ６８）、制御部３０は、休止させた遅延検波部２２や相関演算部２４を起動し、シンボル同期パターンの検出・サンプリング系列の選択を行う（Ｓ７０）。同期系列の切替が起こる場合（Ｓ７６）、制御部３０は、ステップ６６に移行する。また、ステップ５４、ステップ６０、ステップ６６、ステップ７０においてフレーム信号の終端に至った場合、ステップ５０に移行する（Ｓ５６、Ｓ６２、Ｓ７２、Ｓ７４）。なお、同期系列が持続するサブパケット信号数は、状況によって変化するので、同期系列の持続期間のカウントはステップ６６やステップ７０でも行い、逐次更新してもよい。

本発明の実施例によれば、既知信号の期間においてピーク値の大きいサンプリングタイミングを選択するので、受信品質の悪化を抑制できる。また、選択したサンプリングタイミングでのシンボルレートにてデータ信号を処理するので、消費電力を低減できる。また、複数のサンプリングタイミング系列のうちからひとつを選択するだけなので、簡易な処理を実現できる。また、遅延検波を行った後に相関値を導出するので、相関値に含まれる周波数オフセットの影響を低減できる。また、周波数オフセットの影響が低減されるので、周波数オフセットによる受信品質の悪化を抑制できる。また、周波数オフセットの影響が低減されるので、処理対象として、同相成分と直交成分のいずれかを使用できる。

また、同相成分と直交成分のいずれかを処理対象とするので、乗算処理を回避でき、回路規模を低減できる。また、相関値の大きさが時間とともに変化する場合であっても、将来的に相関値が大きくなるサンプリングタイミング系列を選択するので、受信品質の悪化を抑制できる。また、前回に選択されなかったサンプリングタイミング系列を選択するだけなので、処理量の増加を抑制できる。また、処理を停止させる期間を長くできるので、消費電力を低減できる。また、クロック抽出などの専用回路を省略できるので、回路規模を低減できる。また、２倍のオーバーサンプリングでも受信品質の悪化を抑制できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、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。

本変形例において、ＡＤＣ１８は、シンボルレートの２倍のサンプリングレートによって標本化を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、ＡＤＣ１８は、シンボルレートの２倍よりも高いサンプリングレートによって標本化を実行してもよい。２倍よりも高いサンプリングレートとしては、４倍、８倍等が例示される。本変形例によれば、２倍よりも高いサンプリングレートによって標本化を実行することによって、受信信号に適したサンプリングタイミング系列を選択できる。つまり、シンボルレートよりも高速なサンプリングレートが使用されればよい。

本発明の実施例において、制御部３０は、ひとつのサブパケット信号での既知信号における相関値をもとに、複数のサンプリングタイミング系列のうちのひとつを選択している。しかしながらこれに限らず例えば、選択部３２は、所定数のサブパケット信号にわたって、サンプリングタイミング系列単位に相関値の移動平均を計算し、相関値の移動平均値をもとに、ひとつのサンプリングタイミングを選択してもよい。通信を行うチャネルの状況によっては、信号レベルの変動、ビットエラーが引き起こされ、既知信号との相関値が変動して、最適なサンプリング系列を選択できない可能性がある。それを回避するために、制御部３０は、相関値の比較を行う前処理として、前後の既知信号において計算される相関値間での移動平均を比較して、サンプリングタイミング系列を選択する。本変形例によれば、相関値の移動平均値をもとに選択を実行するので、雑音の影響を低減できる。

本発明の実施例において、相関演算部２４、制御部３０は、同相成分と直交成分のいずれかを処理対象として使用している。しかしながらこれに限らず例えば、制御部３０は、相関値の同相成分の大きさと直交成分の大きさをもとに、サンプリングタイミング系列の選択に使用すべき同相成分と直交成分のいずれかを決定してもよい。相関値の同相成分の大きさと直交成分の大きさとを比較し、同一のサンプリングタイミング系列内で高い方の相関値を選択し、それをサンプリングタイミング系列間の比較に使用してもよい。本変形例によれば、同相成分と直交成分のいずれかを選択しながら使用するので、受信品質の悪化を抑制しながら、消費電力を低減できる。この場合、サンプリングタイミング系列が適しているか否かを判断できればよい。

本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。 図２（ａ）−（ｃ）は、図１の受信装置によるタイミング検出処理の概要を示す図である。 図１の受信装置によるタイミング検出処理の別の概要を示す図である。 図１の受信装置によるタイミング検出処理の手順を示すフローチャートである。 図５（ａ）−（ｂ）は、図１の受信装置による受信処理の概要を示す図である。 図１の受信装置における受信処理の状態遷移を示す図である。

符号の説明

１０ 直交検波部、 １２ 乗算器、 １４ π／２移相器、 １６ 搬送波発振器、 １８ ＡＤＣ、 ２０ ＤＭＵＸ、 ２２ 遅延検波部、 ２４ 相関演算部、 ２６ ピーク検出部、 ２８ バッファ、 ３０ 制御部、 ３２ 選択部、 ３４ サンプリングクロック発振器、 １００ 受信装置。

Claims (8)

1. それぞれ所定数のシンボルによって形成された既知信号とデータ信号との組合せであって、かつシンボルレートの複数倍のサンプリングレートによって標本化された組合せを入力する入力部と、
   前記入力部において入力した組合せのうちの既知信号と、予め記憶した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出する相関部と、
   前記相関部において導出した相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択する選択部と、
   前記選択部において選択したサンプリングタイミング系列にて、前記入力部において入力した組合せのうちのデータ信号を処理する処理部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記入力部において入力された組合せのうちのデータ信号には、差動符号化が施されており、
   前記相関部は、前記入力部において入力した組合せを遅延検波する手段と、遅延検波した組合せのうちの既知信号と、予め差動復号した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記入力部において入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含み、
   前記選択部は、同相成分と直交成分のいずれかに対して、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択を実行することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記入力部において入力された組合せは、同相成分と直交成分とを含み、
   前記選択部は、相関値の同相成分の大きさと直交成分の大きさをもとに、相関値をもとにしたサンプリングタイミング系列の選択に使用すべき同相成分と直交成分のいずれかを決定することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
5. 前記入力部は、複数の組合せを順次入力し、
   前記選択部は、サンプリングタイミング系列ごとの相関値の大きさを比較し、相関値の大きさの差異がしきい値よりも大きい場合、相関値が大きい方のサンプリングタイミング系列を選択し、相関値の大きさの差異がしきい値以下の場合、前回の組合せにおいて選択されていない方のサンプリングタイミング系列を選択することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の受信装置。
6. 前記入力部は、複数の組合せを順次入力し、
   前記選択部は、所定数の組合せにわたって、サンプリングタイミング系列単位に相関値の移動平均を計算する手段と、相関値の移動平均値をもとに、ひとつのサンプリングタイミングを選択する手段とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の受信装置。
7. 前記入力部において入力した複数の組合せに対して、前記選択部においてひとつのサンプリング系列が選択される期間を測定する測定部と、
   前記測定部において測定した期間にわたって、前記相関部および前記選択部の処理を停止させる制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の受信装置。
8. それぞれ所定数のシンボルによって形成された既知信号とデータ信号との組合せであって、かつシンボルレートの複数倍のサンプリングレートによって標本化された組合せを入力するステップと、
   入力した組合せのうちの既知信号と、予め記憶した既知信号との間において、サンプリングタイミング系列を単位にして相関値を導出するステップと、
   導出した相関値をもとに、ひとつのサンプリングタイミング系列を選択するステップと、
   選択したサンプリングタイミング系列にて、入力した組合せのうちのデータ信号を処理するステップと、
   を備えることを特徴とする受信方法。

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