JP3684727B2 - 通信方法及び受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ方式）に適用される通信方法及びその通信方式の信号を受信する受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線電話システムなどの移動通信に適した通信方式として、直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ方式）と称されるマルチキャリア通信方式が提案されている。この方式は、１伝送帯域内に所定の周波数間隔で複数のサブキャリアを配置し、それぞれのサブキャリアにデータを分散して変調して伝送するようにしたものである。この場合、送信側では時系列に得られる送信データを、高速フーリエ変換などで所定の周波数間隔のマルチキャリア信号に直交変換し、受信側では、受信したマルチキャリア信号を送信時とは逆の変換で時系列に得られるデータとして、受信データを得るようにしてある。
【０００３】
このＯＦＤＭ方式による伝送信号は、マルチパスがあっても良好な伝送特性が確保される利点があり、無線電話システムなどの移動体通信に特に好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなマルチキャリア信号を受信する際には、受信信号の周波数オフセットを検出するのが難しかった。即ち、例えば１伝送帯域内に所定数のサブキャリアが配されたマルチキャリア信号が、複数の連続した伝送帯域で伝送されている場合に、どのサブキャリアからどのサブキャリアまでで１伝送帯域が構成されるのか受信側で簡単に判断することは困難であった。特に、伝送効率を高めるために、この種の通信ではサブキャリアの周波数間隔は非常に狭く（例えば数ｋＨｚ程度）、周波数オフセットの正確な検出を行うことが難しかった。
【０００５】
この不都合を解決するためには、例えば送信側で１伝送帯域内の特定の位置のサブキャリアで特定シンボルを送信し、受信側でその特定シンボルが受信されたサブキャリアを基準として、受信周波数のオフセットを補正することが考えられる。ところが、このように特定シンボルを送信するようにすると、それだけデータを伝送できる区間が少なくなり、伝送できる容量が少なくなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア信号を受信する際に正確な周波数オフセットを検出できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この問題点を解決するために本発明は、１伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する場合において、各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算し、この乗算出力をデコードして、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定し、判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、伝送帯域と受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断するようにした上で、乗算時に各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、所定の状態が判定された位置を判断するようにしたものである。
【０００８】
かかる処理を行うことによって、初期位相シフト量の検出に基づいて周波数オフセットが検出できるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
本例においては、基地局が所定状態で配置されてサービスエリアが構成されて、移動局（端末装置）と通信を行ういわゆるセルラ方式の無線電話システムに適用したもので、まず本実施例に適用されるマルチキャリア伝送方式の詳細を、図７〜図１０を参照して説明する。本例の通信方式の構成は、予め割当てられた帯域（Band）内に複数のサブキャリアを連続的に配置し、この１伝送帯域内の複数のサブキャリアを１つの伝送路（パス）で同時に使用する直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ方式）としてあり、さらに１帯域内の複数のサブキャリアを一括して帯域で分割（Division）して変調するもので、ここでは帯域分割多元接続（ＢＤＭＡ：Band Division Multiple Access ）方式と称する。
【００１１】
以下、その構成について説明すると、図７は、本例の伝送信号のスロット構成を示す図で、縦軸を周波数、横軸を時間としたものである。本例の場合には、周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を与えるものである。即ち、１つの伝送帯域（１バンドスロット）が１５０ＫＨｚとされ、この１５０ＫＨｚの１伝送帯域内に、２４本のサブキャリアを配置する。この２４本のサブキャリアは、６．２５ｋＨｚ間隔で等間隔に連続的に配置され、１キャリア毎に０から２３までのサブキャリア番号が付与される。但し、実際に存在するサブキャリアは、サブキャリア番号１から２２までの２２本としてあり、１バンドスロット内の両端部のサブキャリア番号０及び２３についてはサブキャリアを立てないガードバンドとしてあり、電力を０としてある。
【００１２】
そして時間軸でみると、２００μ秒間隔で１タイムスロットが規定され、１タイムスロット毎に２２本のサブキャリアにバースト信号が変調されて伝送される。そして、２５タイムスロット（即ち５ｍ秒）配置された状態が、１フレームと定義される。この１フレーム内の各タイムスロットには、０から２４までのタイムスロット番号が付与される。図７中にハッチングを付与して示す範囲は、１バンドスロットの１タイムスロット区間を示すものである。なお、ここではスロット番号２４のタイムスロットは、データが伝送されない期間とされる。
【００１３】
そして、この周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を使用して、基地局が複数の移動局（端末装置）と同時期に通信を行う多元接続を行うものである。ここで、各移動局との接続状態としては、図８に示す構成で行われる。図８は、１バンドスロット（実際には後述する周波数ホッピングにより使用するバンドスロットは切換わる）を使用して、基地局に接続される６つの移動局（ユーザー）Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２‥‥Ｕ５のタイムスロットの使用状態を示す図で、Ｒとして示すタイムスロットは受信スロットで、Ｔとして示すタイムスロットは送信スロットであり、基地局で規定されるフレームタイミングは図８のＡに示すように２４タイムスロット周期（２５タイムスロット用意された内の最後のスロットであるスロット番号２４は使用されない）で設定される。なお、ここでは送信スロットと受信スロットとは別の帯域を使用して伝送されるものとしてある。
【００１４】
例えば図８のＢに示す移動局Ｕ０は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号０，６，１２，１８が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号３，９，１５，２１が使用され、それぞれのタイムスロットでバースト信号の受信又は送信を行う。また、図８のＣに示す移動局Ｕ１は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号１，７，１３，１９が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号４，１０，１６，２２が使用される。また、図８のＤに示す移動局Ｕ２は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号２，８，１４，２０が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号５，１１，１７，２３が使用される。また、図８のＥに示す移動局Ｕ３は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号３，９，１５，２１が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号０，６，１２，１８が使用される。また、図８のＦに示す移動局Ｕ４は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号４，１０，１６，２２が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号１，７，１３，２２が使用される。さらに、図８のＧに示す移動局Ｕ５は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号５，１１，１６，２２が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号２，８，１４，２０が使用される。
【００１５】
図８に示す構成としたことで、１バントスロットに６つの移動局が接続される６ＴＤＭＡ（時分割多元接続）が行われるが、各移動局側から見ると、１タイムスロット期間の受信及び送信を行った後に、次の送信又は受信が行われるまで２タイムスロット期間（即ち４００μ秒）の余裕があり、この余裕を使用して、タイミング処理と周波数ホッピングと称される処理を行う。即ち、各送信スロットＴの前の約２００μ秒間には、送信タイミングを基地局側からの信号のタイミングに合わせるタイミング処理ＴＡを行う。そして、各送信スロットＴが終了した約２００μ秒後には、送信及び受信を行うバンドスロットを別のバンドスロットに切換える周波数ホッピングを行う。
【００１６】
そして、１つの基地局には複数のバンドスロットを割当てる。例えば１つの基地局で１つのセルが構成されるセルラ方式のシステムである場合で、１つのセルに１．２ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、８バンドスロットを１つのセルに配置することができる。同様に、１つのセルに２．４ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、１６バンドスロットを１つのセルに配置することができ、１つのセルに４．８ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、３２バンドスロットを１つのセルに配置することができ、１つのセルに９．６ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、６４バンドスロットを１つのセルに配置することがでる。そして、この１つのセルに割当てられた複数のバンドスロットを均等に使用するように、周波数ホッピングと称される周波数切換え処理を行う。
【００１７】
図９は、１つのセルに８バンドスロットが配置された場合の例を示し、図９のＡに示すように、用意された８バンドスロットのそれぞれで、図９のＢに示すように、２２本のサブキャリアが立てられてデータ伝送を行う。各サブキャリアによるデータ伝送としては、所定の位相変調によりデータを伝送するようにしてある。ここでは、図１０に示すように、Ｉ成分とＱ成分を直交させて形成される直交座標上の円（図１０に破線で示す円）のπ／２ずつずれた４点の位相位置のデータとして伝送されるＱＰＳＫ変調（Quadrature Phase Shift Keying ）としてある。
【００１８】
このような伝送方式にて無線通信が行われるが、本例の場合に送信する信号としては、各サブキャリア毎にそれぞれ別のランダム位相シフトデータを乗算したデータとしてある。即ち、１バンドスロット内のサブキャリア番号１からサブキャリア番号２２までの２２本のサブキャリア毎に、各フレームの最初のタイムスロットの先頭のデータの初期位相シフト値が設定してあり、その初期位相シフト値からランダムに決められた順（この順序は予め決めてある）で位相シフト値を変化させるようにしてある。
【００１９】
次に、このように基地局から送信される信号を、端末装置（移動局）で受信する第１の実施例の構成を、図１を参照して説明する。図１は、端末装置の受信系を示す図で、入力端子１１に得られる受信信号（この受信信号はアンテナで受信された後フィルタやアンプで受信処理された信号）を混合器１２に供給し、ＰＬＬ回路（フェーズ・ロックド・ループ回路）で構成される周波数信号発生手段１３が出力する周波数信号を混合し、所定の伝送帯域（バンドスロット）の受信信号を中間周波信号に周波数変換する。ここで、この周波数信号発生手段１３は、基本的には１バンドスロット間隔（即ちここでは１５０ｋＨｚ間隔）で出力周波数が変化するものである。
【００２０】
そして、混合器１２が出力する中間周波信号を、アナログ／デジタル変換器１４に供給して、所定のサンプリング周期でサンプリングする。このアナログ／デジタル変換器１４でサンプリングされた受信データを、窓がけ回路１５に供給し、送信側で乗算された窓がけデータに対応した窓がけデータ（時間波形）を乗算する。
【００２１】
この窓がけデータが乗算された受信データを、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）１６に供給し、高速フーリエ変換処理により周波数軸と時間軸との変換処理を行い、６．２５ｋＨｚ間隔の２２本のサブキャリアに変調されて伝送されたデータを時間軸が連続した１系統のデータとする。
【００２２】
この１系統とされた受信データを乗算器１７に供給し、ランダム位相シフトデータ発生回路１８が出力するランダム位相シフトデータを乗算する。このランダム位相シフトデータ発生回路１８が出力するランダム位相シフトデータは、ランダム位相シフトパターン格納用メモリ１９に記憶されたパターンデータに基づいて生成され、送信側（基地局）での送信時に各サブキャリア毎に位相をシフトさせて位相を分散させたデータを元に戻すためのデータである。このランダム位相シフトデータは、各サブキャリア毎に初期位相シフト値が定めてあり、その初期位置からランダムにシフトさせる位相を変化させるようにしてある（初期位相シフト値とランダムに位相シフト量を変化させる順序は送信側で設定したものと同じ）。発生回路１８でのランダム位相シフトデータの生成タイミングは、この端末装置の受信動作を制御するコントローラ２５の制御に基づいて設定される。
【００２３】
そして、元の位相に戻されたデータをデコーダ２０に供給し、差動復調などの位相変調されたデータのデコードを行い、デコードされたデータを４フレームデインターリーブバッファ２１に供給し、送信時に４フレームにわたってインターリーブされたデータを元のデータ配列とし、このデインターリーブされたデータをビタビ復号回路２２に供給して、ビタビ復号を行う。そして、ビタビ復号されたデータを受信データとして、受信データ出力端子２３から後段の受信データ処理回路（図示せず）に供給する。
【００２４】
そして本例においては、デコーダ２０でデコードされたデータを、判定回路２４に供給し、データが正しくデコードできたかの判定を行い、その判定データをコントローラ２５に供給する。この判定としては、例えば１バンドスロット期間を構成する２２サブキャリアのデータが得られる期間、信号の位相を蓄積して、その蓄積される位相が約π／２を単位とした変化であるとき、正しくデコードできたことを示す判定データとする。また、蓄積される位相が約π／２を単位とした変化でないとき、誤って処理されたデータであることを示す判定データとする。
【００２５】
コントローラ２５では、正しくデコードできたとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがないと判断し、正しくデコードできないとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがあると判断する。その判断結果に基づいて、周波数オフセット更正データＤ1 を出力し、６．２５ｋＨｚ間隔で受信周波数の微調整を行う。
【００２６】
この受信周波数の微調整は、例えば周波数信号発生手段１３の出力周波数を、６．２５ｋＨｚ間隔で変化させたり、或いはＦＦＴ回路１６での高速フーリエ変換での変換ポイント数を、１バンドスロットを構成するサブキャリアの数（２２サブキャリア）よりも多く設定して、その中から１系列のデータとして抽出する２２サブキャリアの位置を変化させる等の処理で実現できる。さらに別の処理で受信周波数の微調整を行うようにしても良い。
【００２７】
また本例のコントローラ２５は、判定回路２４で所定状態が判定されたタイミングに基づいて、フレーム位置検出データＤ2 を出力し、そのフレーム位置検出データＤ2 に基づいて端末装置内の各回路での処理タイミングが、受信データに同期したタイミングに設定されるようにしてある。
【００２８】
次に、本例の端末装置で受信する場合の動作を説明すると、例えば基地局側で送信する際には、各フレームの最初のデータに乗算する初期位相シフト量を、各サブキャリア毎に決めた値としてあり、その初期位相シフト量から予め決められたランダムな変化で、各サブキャリア毎の位相シフト量が変化するようにしてある。
【００２９】
図２は、各サブキャリア毎の初期位相シフト量の一例を示す図である。送信データの位相シフト値として示すものが、各サブキャリア毎の各フレームの初期位相シフト量で、キャリア番号０から順に値が決めてあり、ここでは−πからπまでの範囲で位相シフト量を設定してあり、１バンドスロット内の各サブキャリアで全て異なる位相シフト量となるようにしてある。図３は、その各キャリア番号の初期位相シフト値を位相状態で示す図で、キャリア番号０，１，２‥‥の位相を♯０，♯１，♯２‥‥として示す。
【００３０】
この初期位相シフト値は、受信側（端末装置）のランダム位相シフトパターン格納用メモリ１９にも記憶され、そのメモリ１９から読出したデータに基づいて、乗算器１７で位相シフトした分だけキャリアの位相を元に戻す処理が行われる。図２に示すケース１，ケース２，ケース３は、受信側で受信信号に乗算する初期位相シフト値の設定例を示す図で、各ケースで初期位相シフトを１サブキャリア分ずつシフトさせている。ここで、例えば各ケースでの初期位相シフト量を設定した受信処理を、１フレーム毎に行う。例えば、最初のフレームではケース１で初期位相シフト量を設定し、次のフレームでは１サブキャリア分シフトさせたケース２での初期位相シフト量を設定し、さらに次のフレームではさらに１サブキャリア分シフトさせたケース３での初期位相シフト量を設定する。
【００３１】
図２の例では、ケース２での初期位相シフト量が、送信側での初期位相シフト量と一致しているので、ケース２の初期位相シフト量を設定して受信処理したフレームで、正しくデータをデコードできて、正確な受信シンボルデータが得られる。即ち、送信データが１バンドスロットを構成する２２本のサブキャリアで送信されるデータが、全てデータ０の同じデータであると仮定すると、ケース１の初期位相シフトの設定で受信処理したときには、デコーダ２０でデコードされる位相は、図４のＡに示すように各位相状態に分散し、ケース３の初期位相シフトの設定で受信処理したときにも、図４のＣに示すように各位相状態に分散する。これに対し、ケース２での初期位相シフトの設定で受信処理したときには、図４のＢに示すように、同じ位相状態となる。従って、このケース２で受信周波数を設定した状態が、１バンドスロットを正確に受信して、周波数オフセットがない状態であることが判る。
【００３２】
実際には、伝送されるデータは分散した値であるので、ケース１，２，３に対応した位相状態としては、図５のＡ，Ｂ，Ｃに示すような変化となり、判定回路２４で蓄積される位相が、ケース２のとき約π／２を単位とした変化であると判定され、正しくデコードできたことを示す判定データがコントローラ２５に供給される。ケース１とケース３の受信処理では、蓄積される位相の変化が、約π／２を単位とした変化でないので、誤って処理されたデータであることを示す判定データがコントローラ２５に供給される。
【００３３】
従って、コントローラ２５では、ケース２の状態が検出されるまで、周波数オフセット更正データＤ1 を出力して、順に初期位相シフト量を変化させて、正確な受信周波数を設定させる制御を行う。
【００３４】
本例のように受信処理することで、狭い周波数間隔でサブキャリアが連続して配置されたマルチキャリア信号を受信する場合に、正確な１バンドスロットの受信範囲を簡単に検出することができ、短時間に簡単な処理で周波数オフセットの補正が可能になる。この場合、従来のように周波数オフセット検出用の特定シンボルを送信する必要がないので、それだけデータ伝送に実際に使用できる容量が増え、伝送効率を低下させることなく、正確な受信処理が可能になる。
【００３５】
また本例の受信処理を行うことで、周波数オフセットだけでなく、伝送される信号のフレーム位置を検出することもできる。なお、この場合には、ランダム位相シフトパターンが、「当該スロットがフレームの何番目のスロットであるか」によって異なるパターンが用いられるようにあらかじめ決められている必要がある。このような取り決めがあらかじめなされていれば、周波数オフセットの調整が終了した後に、例えば「フレームの１番目のスロットに使われるランダムシフトパターン」をランダム位相シフトデータ生成手段１８で生成して、受信信号デコーダの出力と掛け合わせたとき、各キャリアの位相が約π／２を単位とした変化であると判定された場合には、当該スロットがフレームの１番目のスロットであると判断できる。このような処理を行うことによって、フレームのタイミングを検出することも可能である。
【００３６】
以上に示した処理において、あるスロットの信号をメモリ３１に格納しておき、これと、フレームの１番目のシフトパターン、フレームの２番目のシフトパターン、フレームの３番目のシフトパターン‥‥‥を掛け合わせて、各シフトパターンとの掛け算の結果の判定をもって、当該スロットがフレームの何番目のスロットであるかを判断してもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施例を、図６を参照して説明する。この図６に示す構成は、上述した図７〜図１０で説明したＢＤＭＡ方式によるマルチキャリア信号の端末装置で受信するための受信系の構成で、第１の実施例で説明した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３８】
本例においては、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）１６で変換された受信データを、乗算器１７に供給して、ランダム位相シフトデータ生成回路１８が出力する位相シフトデータを乗算すると共に、ＦＦＴ回路で変換された受信データをメモリ３１に供給して一旦蓄積させた後、乗算器３２に供給し、この乗算器３２でランダム位相シフトデータ生成回路１８が出力する位相シフトデータを乗算する。このとき、ランダム位相シフトデータ生成回路１８から乗算器３２への位相シフトデータの出力タイミングは、メモリ３１からの受信データの読出しタイミングに同期させる。また、メモリ３１としては所定期間（例えば１フレーム期間もしくは１スロット時間）の受信データを記憶できる容量のメモリを使用し、このメモリ３１からのデータの読出しタイミングは、コントローラ３５により制御される。
【００３９】
乗算器３２の乗算出力は、デコーダ３３によりデコードする。このデコーダ３３は、乗算器１７の出力をデコードするデコーダ２０と同一の構成である。デコーダ３３でデコードされたデータは判定回路３４に供給し、この判定回路３４でデータが正しくデコードできたかの判定を行い、その判定データをコントローラ３５に供給する。この判定としては、例えば１バンドスロット期間を構成する２２サブキャリアのデータが得られる期間、信号の位相を蓄積して、その蓄積される位相が約π／２を単位とした変化であるとき、正しくデコードできたことを示す判定データとする。また、蓄積される位相が約π／２を単位とした変化でないとき、誤って処理されたデータであることを示す判定データとする。
【００４０】
コントローラ３５では、正しくデコードできたとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがないと判断し、正しくデコードできないとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがあると判断する。その判断結果に基づいて、周波数オフセット更正データＤ1 を出力し、６．２５ｋＨｚ間隔で受信周波数の微調整を行う。
【００４１】
またコントローラ３５では、判定回路２４で所定状態が判定されたタイミングに基づいて、フレーム位置検出データＤ2 を出力し、そのフレーム位置検出データＤ2 に基づいて端末装置内の各回路での処理タイミングが、受信データに同期したタイミングに設定されるようにしてある。
【００４２】
その他の部分については、図１に示した第１の実施例の受信系と同様に構成する。
【００４３】
この第２の実施例に示す構成としたことで、メモリ３１に一旦記憶された受信データを使用して、実際の受信状態とは無関係に受信周波数オフセットやフレーム位置検出のための処理が実行できる。即ち、周波数オフセットやフレーム位置の検出に必要な最低単位の受信データがメモリ３１に記憶されれば、その記憶データを繰り返し読出させて、その１回の読出し毎に、図２にケース１，２，３と示すように初期位相シフト量を順にシフトさせて、デコーダ３３でデコードされた結果を判定回路３４で判定させて、周波数オフセットやフレーム位置の検出が行える。従って、メモリ３１に記憶された受信データを使用して、迅速に周波数オフセットやフレーム位置を検出することが可能になる。
【００４４】
なお、以上の各実施例では、基地局から送信される信号を端末装置で受信する場合の処理について説明したが、端末装置から送信される信号を基地局で受信する場合にも適用できることは勿論である。
【００４５】
また、上述した実施例では−πからπまでの範囲でランダムに位相シフト量を設定したが、別の範囲内でランダムに位相シフト量を設定しても良い。例えば、０からπ／２の範囲でランダムに位相シフト量を設定しても良い。
【００４６】
また、以上説明した各実施例では、図７〜図１０で説明したＢＤＭＡ方式と称されるマルチキャリア信号の伝送方式に適用したが、他のマルチキャリア信号の各種伝送方式を適用した通信方法及びその受信装置にも適用できるものであり、具体的な変調方法，符号化方法についても上述各実施例に限定されるものではない。また、適用される通信形態についても、上述各実施例で説明した無線電話システム以外の各種無線通信で、マルチキャリア信号の伝送を行う場合に適用できるものである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の受信装置によると、判定手段が判定したサブキャリア間の位相変化に基づいて、伝送帯域と受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断するようにしたことで、簡単な構成でマルチキャリア信号の周波数オフセットを検出して補正できるようになる。
【００５１】
この場合、各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算して、この乗算された信号を判定手段でデコードして、所定の状態になったか判定するようにしたことで、デコードされた結果の判定だけで簡単に周波数オフセットがあるか否か判断できる。
【００５２】
また、乗算手段で各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、判定手段で所定の状態が判定された位置を判断するようにしたことで、周波数オフセットのない受信位置を簡単に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による受信系の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施例による位相シフト状態を示す説明図である。
【図３】第１の実施例による位相シフト例を示す位相特性図である。
【図４】第１の実施例でデータ０と仮定した場合の位相状態を示す特性図である。
【図５】第１の実施例でデータが分散した場合の位相状態を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施例による受信系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の各実施例に適用される通信方式のスロット構成を示す説明図である。
【図８】本発明の各実施例に適用される通信方式の伝送タイミングを示す説明図である。
【図９】本発明の各実施例に適用される通信方式のバンドスロットを示す説明図である。
【図１０】本発明の各実施例に適用される通信方式による伝送位相を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 入力端子、１２ 混合器、１３ 周波数信号発生手段、１４ アナログ／デジタル変換器、１５ 窓がけ回路、１６ 高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）、１７ 乗算器、１８ ランダム位相シフトデータ生成回路、１９ ランダム位相シフトパターン格納用メモリ、２０ デコーダ、２１ ４フレームデインターリーブバッファ、２２ ビタビ復号回路、２３ 受信データ出力端子、２４判定回路、２５ コントローラ、３１ メモリ、３２ 乗算器、３３ デコーダ、３４ 判定回路、３５ コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ方式）に適用される通信方法及びその通信方式の信号を受信する受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線電話システムなどの移動通信に適した通信方式として、直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ方式）と称されるマルチキャリア通信方式が提案されている。この方式は、１伝送帯域内に所定の周波数間隔で複数のサブキャリアを配置し、それぞれのサブキャリアにデータを分散して変調して伝送するようにしたものである。この場合、送信側では時系列に得られる送信データを、高速フーリエ変換などで所定の周波数間隔のマルチキャリア信号に直交変換し、受信側では、受信したマルチキャリア信号を送信時とは逆の変換で時系列に得られるデータとして、受信データを得るようにしてある。
【０００３】
このＯＦＤＭ方式による伝送信号は、マルチパスがあっても良好な伝送特性が確保される利点があり、無線電話システムなどの移動体通信に特に好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなマルチキャリア信号を受信する際には、受信信号の周波数オフセットを検出するのが難しかった。即ち、例えば１伝送帯域内に所定数のサブキャリアが配されたマルチキャリア信号が、複数の連続した伝送帯域で伝送されている場合に、どのサブキャリアからどのサブキャリアまでで１伝送帯域が構成されるのか受信側で簡単に判断することは困難であった。特に、伝送効率を高めるために、この種の通信ではサブキャリアの周波数間隔は非常に狭く（例えば数ｋＨｚ程度）、周波数オフセットの正確な検出を行うことが難しかった。
【０００５】
この不都合を解決するためには、例えば送信側で１伝送帯域内の特定の位置のサブキャリアで特定シンボルを送信し、受信側でその特定シンボルが受信されたサブキャリアを基準として、受信周波数のオフセットを補正することが考えられる。ところが、このように特定シンボルを送信するようにすると、それだけデータを伝送できる区間が少なくなり、伝送できる容量が少なくなってしまう。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア信号を受信する際に正確な周波数オフセットを検出できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この問題点を解決するために本発明は、１伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する場合において、各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算し、この乗算出力をデコードして、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定し、判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、伝送帯域と受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断するようにした上で、乗算時に各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、所定の状態が判定された位置を判断するようにしたものである。
【０００８】
かかる処理を行うことによって、初期位相シフト量の検出に基づいて周波数オフセットが検出できるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
本例においては、基地局が所定状態で配置されてサービスエリアが構成されて、移動局（端末装置）と通信を行ういわゆるセルラ方式の無線電話システムに適用したもので、まず本実施例に適用されるマルチキャリア伝送方式の詳細を、図７〜図１０を参照して説明する。本例の通信方式の構成は、予め割当てられた帯域（Band）内に複数のサブキャリアを連続的に配置し、この１伝送帯域内の複数のサブキャリアを１つの伝送路（パス）で同時に使用する直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ方式）としてあり、さらに１帯域内の複数のサブキャリアを一括して帯域で分割（Division）して変調するもので、ここでは帯域分割多元接続（ＢＤＭＡ：Band Division Multiple Access ）方式と称する。
【００１１】
以下、その構成について説明すると、図７は、本例の伝送信号のスロット構成を示す図で、縦軸を周波数、横軸を時間としたものである。本例の場合には、周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を与えるものである。即ち、１つの伝送帯域（１バンドスロット）が１５０ＫＨｚとされ、この１５０ＫＨｚの１伝送帯域内に、２４本のサブキャリアを配置する。この２４本のサブキャリアは、６．２５ｋＨｚ間隔で等間隔に連続的に配置され、１キャリア毎に０から２３までのサブキャリア番号が付与される。但し、実際に存在するサブキャリアは、サブキャリア番号１から２２までの２２本としてあり、１バンドスロット内の両端部のサブキャリア番号０及び２３についてはサブキャリアを立てないガードバンドとしてあり、電力を０としてある。
【００１２】
そして時間軸でみると、２００μ秒間隔で１タイムスロットが規定され、１タイムスロット毎に２２本のサブキャリアにバースト信号が変調されて伝送される。そして、２５タイムスロット（即ち５ｍ秒）配置された状態が、１フレームと定義される。この１フレーム内の各タイムスロットには、０から２４までのタイムスロット番号が付与される。図７中にハッチングを付与して示す範囲は、１バンドスロットの１タイムスロット区間を示すものである。なお、ここではスロット番号２４のタイムスロットは、データが伝送されない期間とされる。
【００１３】
そして、この周波数軸と時間軸とを格子状に分割した直交基底を使用して、基地局が複数の移動局（端末装置）と同時期に通信を行う多元接続を行うものである。ここで、各移動局との接続状態としては、図８に示す構成で行われる。図８は、１バンドスロット（実際には後述する周波数ホッピングにより使用するバンドスロットは切換わる）を使用して、基地局に接続される６つの移動局（ユーザー）Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２‥‥Ｕ５のタイムスロットの使用状態を示す図で、Ｒとして示すタイムスロットは受信スロットで、Ｔとして示すタイムスロットは送信スロットであり、基地局で規定されるフレームタイミングは図８のＡに示すように２４タイムスロット周期（２５タイムスロット用意された内の最後のスロットであるスロット番号２４は使用されない）で設定される。なお、ここでは送信スロットと受信スロットとは別の帯域を使用して伝送されるものとしてある。
【００１４】
例えば図８のＢに示す移動局Ｕ０は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号０，６，１２，１８が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号３，９，１５，２１が使用され、それぞれのタイムスロットでバースト信号の受信又は送信を行う。また、図８のＣに示す移動局Ｕ１は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号１，７，１３，１９が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号４，１０，１６，２２が使用される。また、図８のＤに示す移動局Ｕ２は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号２，８，１４，２０が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号５，１１，１７，２３が使用される。また、図８のＥに示す移動局Ｕ３は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号３，９，１５，２１が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号０，６，１２，１８が使用される。また、図８のＦに示す移動局Ｕ４は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号４，１０，１６，２２が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号１，７，１３，２２が使用される。さらに、図８のＧに示す移動局Ｕ５は、受信スロットとして１フレーム内のタイムスロット番号５，１１，１６，２２が使用され、送信スロットとしてタイムスロット番号２，８，１４，２０が使用される。
【００１５】
図８に示す構成としたことで、１バントスロットに６つの移動局が接続される６ＴＤＭＡ（時分割多元接続）が行われるが、各移動局側から見ると、１タイムスロット期間の受信及び送信を行った後に、次の送信又は受信が行われるまで２タイムスロット期間（即ち４００μ秒）の余裕があり、この余裕を使用して、タイミング処理と周波数ホッピングと称される処理を行う。即ち、各送信スロットＴの前の約２００μ秒間には、送信タイミングを基地局側からの信号のタイミングに合わせるタイミング処理ＴＡを行う。そして、各送信スロットＴが終了した約２００μ秒後には、送信及び受信を行うバンドスロットを別のバンドスロットに切換える周波数ホッピングを行う。
【００１６】
そして、１つの基地局には複数のバンドスロットを割当てる。例えば１つの基地局で１つのセルが構成されるセルラ方式のシステムである場合で、１つのセルに１．２ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、８バンドスロットを１つのセルに配置することができる。同様に、１つのセルに２．４ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、１６バンドスロットを１つのセルに配置することができ、１つのセルに４．８ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、３２バンドスロットを１つのセルに配置することができ、１つのセルに９．６ＭＨｚの帯域が割当てられている場合には、６４バンドスロットを１つのセルに配置することがでる。そして、この１つのセルに割当てられた複数のバンドスロットを均等に使用するように、周波数ホッピングと称される周波数切換え処理を行う。
【００１７】
図９は、１つのセルに８バンドスロットが配置された場合の例を示し、図９のＡに示すように、用意された８バンドスロットのそれぞれで、図９のＢに示すように、２２本のサブキャリアが立てられてデータ伝送を行う。各サブキャリアによるデータ伝送としては、所定の位相変調によりデータを伝送するようにしてある。ここでは、図１０に示すように、Ｉ成分とＱ成分を直交させて形成される直交座標上の円（図１０に破線で示す円）のπ／２ずつずれた４点の位相位置のデータとして伝送されるＱＰＳＫ変調（Quadrature Phase Shift Keying ）としてある。
【００１８】
このような伝送方式にて無線通信が行われるが、本例の場合に送信する信号としては、各サブキャリア毎にそれぞれ別のランダム位相シフトデータを乗算したデータとしてある。即ち、１バンドスロット内のサブキャリア番号１からサブキャリア番号２２までの２２本のサブキャリア毎に、各フレームの最初のタイムスロットの先頭のデータの初期位相シフト値が設定してあり、その初期位相シフト値からランダムに決められた順（この順序は予め決めてある）で位相シフト値を変化させるようにしてある。
【００１９】
次に、このように基地局から送信される信号を、端末装置（移動局）で受信する第１の実施例の構成を、図１を参照して説明する。図１は、端末装置の受信系を示す図で、入力端子１１に得られる受信信号（この受信信号はアンテナで受信された後フィルタやアンプで受信処理された信号）を混合器１２に供給し、ＰＬＬ回路（フェーズ・ロックド・ループ回路）で構成される周波数信号発生手段１３が出力する周波数信号を混合し、所定の伝送帯域（バンドスロット）の受信信号を中間周波信号に周波数変換する。ここで、この周波数信号発生手段１３は、基本的には１バンドスロット間隔（即ちここでは１５０ｋＨｚ間隔）で出力周波数が変化するものである。
【００２０】
そして、混合器１２が出力する中間周波信号を、アナログ／デジタル変換器１４に供給して、所定のサンプリング周期でサンプリングする。このアナログ／デジタル変換器１４でサンプリングされた受信データを、窓がけ回路１５に供給し、送信側で乗算された窓がけデータに対応した窓がけデータ（時間波形）を乗算する。
【００２１】
この窓がけデータが乗算された受信データを、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）１６に供給し、高速フーリエ変換処理により周波数軸と時間軸との変換処理を行い、６．２５ｋＨｚ間隔の２２本のサブキャリアに変調されて伝送されたデータを時間軸が連続した１系統のデータとする。
【００２２】
この１系統とされた受信データを乗算器１７に供給し、ランダム位相シフトデータ発生回路１８が出力するランダム位相シフトデータを乗算する。このランダム位相シフトデータ発生回路１８が出力するランダム位相シフトデータは、ランダム位相シフトパターン格納用メモリ１９に記憶されたパターンデータに基づいて生成され、送信側（基地局）での送信時に各サブキャリア毎に位相をシフトさせて位相を分散させたデータを元に戻すためのデータである。このランダム位相シフトデータは、各サブキャリア毎に初期位相シフト値が定めてあり、その初期位置からランダムにシフトさせる位相を変化させるようにしてある（初期位相シフト値とランダムに位相シフト量を変化させる順序は送信側で設定したものと同じ）。発生回路１８でのランダム位相シフトデータの生成タイミングは、この端末装置の受信動作を制御するコントローラ２５の制御に基づいて設定される。
【００２３】
そして、元の位相に戻されたデータをデコーダ２０に供給し、差動復調などの位相変調されたデータのデコードを行い、デコードされたデータを４フレームデインターリーブバッファ２１に供給し、送信時に４フレームにわたってインターリーブされたデータを元のデータ配列とし、このデインターリーブされたデータをビタビ復号回路２２に供給して、ビタビ復号を行う。そして、ビタビ復号されたデータを受信データとして、受信データ出力端子２３から後段の受信データ処理回路（図示せず）に供給する。
【００２４】
そして本例においては、デコーダ２０でデコードされたデータを、判定回路２４に供給し、データが正しくデコードできたかの判定を行い、その判定データをコントローラ２５に供給する。この判定としては、例えば１バンドスロット期間を構成する２２サブキャリアのデータが得られる期間、信号の位相を蓄積して、その蓄積される位相が約π／２を単位とした変化であるとき、正しくデコードできたことを示す判定データとする。また、蓄積される位相が約π／２を単位とした変化でないとき、誤って処理されたデータであることを示す判定データとする。
【００２５】
コントローラ２５では、正しくデコードできたとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがないと判断し、正しくデコードできないとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがあると判断する。その判断結果に基づいて、周波数オフセット更正データＤ1 を出力し、６．２５ｋＨｚ間隔で受信周波数の微調整を行う。
【００２６】
この受信周波数の微調整は、例えば周波数信号発生手段１３の出力周波数を、６．２５ｋＨｚ間隔で変化させたり、或いはＦＦＴ回路１６での高速フーリエ変換での変換ポイント数を、１バンドスロットを構成するサブキャリアの数（２２サブキャリア）よりも多く設定して、その中から１系列のデータとして抽出する２２サブキャリアの位置を変化させる等の処理で実現できる。さらに別の処理で受信周波数の微調整を行うようにしても良い。
【００２７】
また本例のコントローラ２５は、判定回路２４で所定状態が判定されたタイミングに基づいて、フレーム位置検出データＤ2 を出力し、そのフレーム位置検出データＤ2 に基づいて端末装置内の各回路での処理タイミングが、受信データに同期したタイミングに設定されるようにしてある。
【００２８】
次に、本例の端末装置で受信する場合の動作を説明すると、例えば基地局側で送信する際には、各フレームの最初のデータに乗算する初期位相シフト量を、各サブキャリア毎に決めた値としてあり、その初期位相シフト量から予め決められたランダムな変化で、各サブキャリア毎の位相シフト量が変化するようにしてある。
【００２９】
図２は、各サブキャリア毎の初期位相シフト量の一例を示す図である。送信データの位相シフト値として示すものが、各サブキャリア毎の各フレームの初期位相シフト量で、キャリア番号０から順に値が決めてあり、ここでは−πからπまでの範囲で位相シフト量を設定してあり、１バンドスロット内の各サブキャリアで全て異なる位相シフト量となるようにしてある。図３は、その各キャリア番号の初期位相シフト値を位相状態で示す図で、キャリア番号０，１，２‥‥の位相を♯０，♯１，♯２‥‥として示す。
【００３０】
この初期位相シフト値は、受信側（端末装置）のランダム位相シフトパターン格納用メモリ１９にも記憶され、そのメモリ１９から読出したデータに基づいて、乗算器１７で位相シフトした分だけキャリアの位相を元に戻す処理が行われる。図２に示すケース１，ケース２，ケース３は、受信側で受信信号に乗算する初期位相シフト値の設定例を示す図で、各ケースで初期位相シフトを１サブキャリア分ずつシフトさせている。ここで、例えば各ケースでの初期位相シフト量を設定した受信処理を、１フレーム毎に行う。例えば、最初のフレームではケース１で初期位相シフト量を設定し、次のフレームでは１サブキャリア分シフトさせたケース２での初期位相シフト量を設定し、さらに次のフレームではさらに１サブキャリア分シフトさせたケース３での初期位相シフト量を設定する。
【００３１】
図２の例では、ケース２での初期位相シフト量が、送信側での初期位相シフト量と一致しているので、ケース２の初期位相シフト量を設定して受信処理したフレームで、正しくデータをデコードできて、正確な受信シンボルデータが得られる。即ち、送信データが１バンドスロットを構成する２２本のサブキャリアで送信されるデータが、全てデータ０の同じデータであると仮定すると、ケース１の初期位相シフトの設定で受信処理したときには、デコーダ２０でデコードされる位相は、図４のＡに示すように各位相状態に分散し、ケース３の初期位相シフトの設定で受信処理したときにも、図４のＣに示すように各位相状態に分散する。これに対し、ケース２での初期位相シフトの設定で受信処理したときには、図４のＢに示すように、同じ位相状態となる。従って、このケース２で受信周波数を設定した状態が、１バンドスロットを正確に受信して、周波数オフセットがない状態であることが判る。
【００３２】
実際には、伝送されるデータは分散した値であるので、ケース１，２，３に対応した位相状態としては、図５のＡ，Ｂ，Ｃに示すような変化となり、判定回路２４で蓄積される位相が、ケース２のとき約π／２を単位とした変化であると判定され、正しくデコードできたことを示す判定データがコントローラ２５に供給される。ケース１とケース３の受信処理では、蓄積される位相の変化が、約π／２を単位とした変化でないので、誤って処理されたデータであることを示す判定データがコントローラ２５に供給される。
【００３３】
従って、コントローラ２５では、ケース２の状態が検出されるまで、周波数オフセット更正データＤ1 を出力して、順に初期位相シフト量を変化させて、正確な受信周波数を設定させる制御を行う。
【００３４】
本例のように受信処理することで、狭い周波数間隔でサブキャリアが連続して配置されたマルチキャリア信号を受信する場合に、正確な１バンドスロットの受信範囲を簡単に検出することができ、短時間に簡単な処理で周波数オフセットの補正が可能になる。この場合、従来のように周波数オフセット検出用の特定シンボルを送信する必要がないので、それだけデータ伝送に実際に使用できる容量が増え、伝送効率を低下させることなく、正確な受信処理が可能になる。
【００３５】
また本例の受信処理を行うことで、周波数オフセットだけでなく、伝送される信号のフレーム位置を検出することもできる。なお、この場合には、ランダム位相シフトパターンが、「当該スロットがフレームの何番目のスロットであるか」によって異なるパターンが用いられるようにあらかじめ決められている必要がある。このような取り決めがあらかじめなされていれば、周波数オフセットの調整が終了した後に、例えば「フレームの１番目のスロットに使われるランダムシフトパターン」をランダム位相シフトデータ生成手段１８で生成して、受信信号デコーダの出力と掛け合わせたとき、各キャリアの位相が約π／２を単位とした変化であると判定された場合には、当該スロットがフレームの１番目のスロットであると判断できる。このような処理を行うことによって、フレームのタイミングを検出することも可能である。
【００３６】
以上に示した処理において、あるスロットの信号をメモリ３１に格納しておき、これと、フレームの１番目のシフトパターン、フレームの２番目のシフトパターン、フレームの３番目のシフトパターン‥‥‥を掛け合わせて、各シフトパターンとの掛け算の結果の判定をもって、当該スロットがフレームの何番目のスロットであるかを判断してもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施例を、図６を参照して説明する。この図６に示す構成は、上述した図７〜図１０で説明したＢＤＭＡ方式によるマルチキャリア信号の端末装置で受信するための受信系の構成で、第１の実施例で説明した図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３８】
本例においては、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）１６で変換された受信データを、乗算器１７に供給して、ランダム位相シフトデータ生成回路１８が出力する位相シフトデータを乗算すると共に、ＦＦＴ回路で変換された受信データをメモリ３１に供給して一旦蓄積させた後、乗算器３２に供給し、この乗算器３２でランダム位相シフトデータ生成回路１８が出力する位相シフトデータを乗算する。このとき、ランダム位相シフトデータ生成回路１８から乗算器３２への位相シフトデータの出力タイミングは、メモリ３１からの受信データの読出しタイミングに同期させる。また、メモリ３１としては所定期間（例えば１フレーム期間もしくは１スロット時間）の受信データを記憶できる容量のメモリを使用し、このメモリ３１からのデータの読出しタイミングは、コントローラ３５により制御される。
【００３９】
乗算器３２の乗算出力は、デコーダ３３によりデコードする。このデコーダ３３は、乗算器１７の出力をデコードするデコーダ２０と同一の構成である。デコーダ３３でデコードされたデータは判定回路３４に供給し、この判定回路３４でデータが正しくデコードできたかの判定を行い、その判定データをコントローラ３５に供給する。この判定としては、例えば１バンドスロット期間を構成する２２サブキャリアのデータが得られる期間、信号の位相を蓄積して、その蓄積される位相が約π／２を単位とした変化であるとき、正しくデコードできたことを示す判定データとする。また、蓄積される位相が約π／２を単位とした変化でないとき、誤って処理されたデータであることを示す判定データとする。
【００４０】
コントローラ３５では、正しくデコードできたとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがないと判断し、正しくデコードできないとの判定データを得たとき、そのときの受信信号に周波数オフセットがあると判断する。その判断結果に基づいて、周波数オフセット更正データＤ1 を出力し、６．２５ｋＨｚ間隔で受信周波数の微調整を行う。
【００４１】
またコントローラ３５では、判定回路２４で所定状態が判定されたタイミングに基づいて、フレーム位置検出データＤ2 を出力し、そのフレーム位置検出データＤ2 に基づいて端末装置内の各回路での処理タイミングが、受信データに同期したタイミングに設定されるようにしてある。
【００４２】
その他の部分については、図１に示した第１の実施例の受信系と同様に構成する。
【００４３】
この第２の実施例に示す構成としたことで、メモリ３１に一旦記憶された受信データを使用して、実際の受信状態とは無関係に受信周波数オフセットやフレーム位置検出のための処理が実行できる。即ち、周波数オフセットやフレーム位置の検出に必要な最低単位の受信データがメモリ３１に記憶されれば、その記憶データを繰り返し読出させて、その１回の読出し毎に、図２にケース１，２，３と示すように初期位相シフト量を順にシフトさせて、デコーダ３３でデコードされた結果を判定回路３４で判定させて、周波数オフセットやフレーム位置の検出が行える。従って、メモリ３１に記憶された受信データを使用して、迅速に周波数オフセットやフレーム位置を検出することが可能になる。
【００４４】
なお、以上の各実施例では、基地局から送信される信号を端末装置で受信する場合の処理について説明したが、端末装置から送信される信号を基地局で受信する場合にも適用できることは勿論である。
【００４５】
また、上述した実施例では−πからπまでの範囲でランダムに位相シフト量を設定したが、別の範囲内でランダムに位相シフト量を設定しても良い。例えば、０からπ／２の範囲でランダムに位相シフト量を設定しても良い。
【００４６】
また、以上説明した各実施例では、図７〜図１０で説明したＢＤＭＡ方式と称されるマルチキャリア信号の伝送方式に適用したが、他のマルチキャリア信号の各種伝送方式を適用した通信方法及びその受信装置にも適用できるものであり、具体的な変調方法，符号化方法についても上述各実施例に限定されるものではない。また、適用される通信形態についても、上述各実施例で説明した無線電話システム以外の各種無線通信で、マルチキャリア信号の伝送を行う場合に適用できるものである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の受信装置によると、判定手段が判定したサブキャリア間の位相変化に基づいて、伝送帯域と受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断するようにしたことで、簡単な構成でマルチキャリア信号の周波数オフセットを検出して補正できるようになる。
【００５１】
この場合、各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算して、この乗算された信号を判定手段でデコードして、所定の状態になったか判定するようにしたことで、デコードされた結果の判定だけで簡単に周波数オフセットがあるか否か判断できる。
【００５２】
また、乗算手段で各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、判定手段で所定の状態が判定された位置を判断するようにしたことで、周波数オフセットのない受信位置を簡単に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による受信系の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施例による位相シフト状態を示す説明図である。
【図３】第１の実施例による位相シフト例を示す位相特性図である。
【図４】第１の実施例でデータ０と仮定した場合の位相状態を示す特性図である。
【図５】第１の実施例でデータが分散した場合の位相状態を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施例による受信系の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の各実施例に適用される通信方式のスロット構成を示す説明図である。
【図８】本発明の各実施例に適用される通信方式の伝送タイミングを示す説明図である。
【図９】本発明の各実施例に適用される通信方式のバンドスロットを示す説明図である。
【図１０】本発明の各実施例に適用される通信方式による伝送位相を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 入力端子、１２ 混合器、１３ 周波数信号発生手段、１４ アナログ／デジタル変換器、１５ 窓がけ回路、１６ 高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）、１７ 乗算器、１８ ランダム位相シフトデータ生成回路、１９ ランダム位相シフトパターン格納用メモリ、２０ デコーダ、２１ ４フレームデインターリーブバッファ、２２ ビタビ復号回路、２３ 受信データ出力端子、２４判定回路、２５ コントローラ、３１ メモリ、３２ 乗算器、３３ デコーダ、３４ 判定回路、３５ コントローラ
Claims (4)
- １伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する受信装置において、
各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算する乗算手段と、
該乗算手段の出力をデコードして、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定手段と、
該判定手段が判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、上記伝送帯域と上記受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断する制御手段とを備え、
上記乗算手段で各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、上記判定手段で所定の状態が判定された位置を上記制御手段が判断するようにした
受信装置。 - １伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する受信装置において、
各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを生成させる位相シフトデータ生成手段と、
該位相シフトデータ生成手段が生成させた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算する第１の乗算手段と、
該第１の乗算手段の出力をデコードする第１のデコーダと、
上記受信信号を記憶するメモリと、
上記位相シフトデータ生成手段が生成させた位相シフトデータを、上記メモリに記憶された受信信号の各サブキャリアに乗算する第２の乗算手段と、
該第２の乗算手段の出力をデコードする第２のデコーダと、
該第２のデコーダでデコードされた信号から、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定手段と、
該判定手段が判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、上記伝送帯域と上記受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断すると共に、上記メモリから受信信号を出力させるタイミングを制御する制御手段とを備えた
受信装置。 - １伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する通信方法において、
各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算する乗算処理と、
該乗算処理された信号をデコードして、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定処理と、
上記判定処理で判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、上記伝送帯域と上記受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断する判断処理とを行い、
上記乗算処理で各サブキャリアに乗算する位相データの配列を順にシフトさせて、上記判定処理で所定の状態が判定された位置を判断するようにした
通信方法。 - １伝送帯域内に所定の周波数間隔で配された複数のサブキャリアのそれぞれに所定の位相変調されたデータが伝送されるマルチキャリア信号を受信する通信方法において、
各サブキャリア毎に予め設定された初期位相に基づいた位相シフトデータを生成させる位相シフトデータ生成処理と、
該位相シフトデータ生成処理が生成させた位相シフトデータを、受信信号の各サブキャリアに乗算する第１の乗算処理と、
該第１の乗算処理の出力をデコードする第１のデコード処理と、
上記受信信号を記憶する記憶処理と、
上記位相シフトデータ生成処理が生成させた位相シフトデータを、上記記憶処理で記憶された受信信号の各サブキャリアに乗算する第２の乗算処理と、
該第２の乗算処理の出力をデコードする第２のデコード処理と、
該第２のデコード処理でデコードされた信号から、受信信号の各サブキャリアの位相を判定する判定処理とを備えて、
上記判定処理で判定した所定位置でのサブキャリア間の位相変化に基づいて、上記伝送帯域と上記受信信号の受信帯域との周波数オフセットを判断すると共に、上記メモリから受信信号を出力させるタイミングを制御する
通信方法。
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