JP5159211B2

JP5159211B2 - オフセット推定装置

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Publication number: JP5159211B2
Application number: JP2007219755A
Authority: JP
Inventors: 貴光羽深
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: US20090060108A1; US8094753B2; CN101378288A; JP2009055309A; CN101378288B

Description

本発明は、オフセット推定装置に関し、とくに、シンボルタイミングや周波数のオフセットを除去する上で変調方式に応じた復調器に搭載されるオフセット推定回路に関するものである。

TDMA（Time Division Multiple Access）方式を用いた代表的な無線通信システムとしてPHS（Personal Handy Phone System）が一般的に知られている。PHSの復調器には、周波数オフセット除去回路が搭載されている。この周波数オフセット除去回路は、受信信号の周波数オフセットを除去することにより、正確にデータを復調している。

データ復調においてPHSは、TDMA/TDD（Time Division Duplex）を用いている。TDMA/TDDのフレームフォーマットは、１スロット長を0.625 ms、１フレーム長を5 msに設定し、１フレームにおける前半の４スロットを送信用スロット、後半の４スロットを受信用スロットに用いている。

PHSでは、基地局（CS： Cell Station）と端末装置（PS： Personal Station）との間で通信する際のチャネルは、種別として制御チャネル（CCH： Control Channel）と通信チャネル（TCH： Traffic Channel）に分類できる。

CCHは、呼接続過程において、CSとPS間のハンドシェーク、同期確立、PS位置登録やPSの認証処理など、実際にCSとPS間で本当に送受すべきデータが通信される前の制御用のチャネルである。また、TCHは、CSとPS間で本当に送受すべきデータが通信するためのチャネルである。このようにCCHとTCHでは役割が異なる。このため、それぞれのチャネルで伝送するスロットの構成も異なっている。

TDMA通信の一例としてARIB STD-28（Association of Radio Industries and Businesses STandarD-28）規格を用いたPHSを例に挙げ記述する。CCHにて伝送するスロットを制御用物理スロット、TCHにて伝送するスロットを通信用物理スロットという。DQPSK（Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調方式の制御用物理スロットと通信用物理スロットのフォーマットは、次のように定義されている。

スロットのフォーマットにおいて、制御用物理スロットのフォーマットは、同期確立、その他実通信前の制御用データを送受信するため、周波数オフセット推定を確実に行うためにプリアンブルが長く取られている。具体的にスロットは、ランプ４ビット、プリアンブル64ビット、ユニークワード32ビット、ペイロード108ビット、CRC（Cyclic Redundancy Check）領域16ビットおよびランプ４ビットである。また、通信用物理スロットのフォーマットは、ランプ４ビット、プリアンブル８ビット、ユニークワード16ビット、ペイロード180ビット、CRC領域16ビットおよびランプ４ビットである。通信用物理スロットは、制御用データではなく、実際に送受信したいデータを扱うための領域であることから、情報領域の区間が多く取られている。このため、プリアンブル区間は短く設定されている。

このようにDQPSK変調方式のフォーマットにおいてプリアンブル長がまったく異なるスロット構成であることから、復調方法も異なる。復調において制御用物理スロットでは、プリアンブル長が長いことから、周波数オフセットの推定には十分なデータが確保できる。このため、この推定には、１つのスロット内のプリアンブル区間での推定だけで、信頼度の高い推定結果を得ることができ、この情報を基に以降のユニークワードおよび情報も正しく復調することができる。

正確な周波数オフセット情報を得るための推定区間が40ビット区間と仮定したとき、制御用物理スロットは、プリアンブルが64ビット有することから、周波数オフセットの推定は十分な区間が確保されているから、以後のユニークワード、ペイロードおよびCRCのデータは正確に復調が可能である。この復調により、各フレームにおける最初の送信スロット毎に推定した周波数オフセットの情報を使用する。

これに対して、通信チャネルの復調は、制御チャネルに比べプリアンブル長が８ビットと非常に短いことから、１つのスロットのプリアンブル区間だけを用いた推定で、信頼度の高い推定結果を得ることはできず、正確な復調が得られない。したがって、通信チャネルの復調において、１フレームにおける各スロット内で周波数オフセットを推定した場合、ここでの推定結果は次フレームにおける各スロットでの周波数オフセットの除去に適用して、正確なデータが確保できるまでこれを繰り返しながら、復調している。
特開平９−289499号公報

しかしながら、TCHを用いてCSとPSの通信中にフェージングなどの急激な通信環境の劣化が生じた場合、劣化した受信信号を基に周波数オフセットを推定するため、誤って推定する可能性が高くなる。TCHの場合、次のフレームにおける最初のスロットでは、周波数オフセットを除去するために前のフレームで誤って推定した推定値を推定情報として使用することから、次のスロットでは信頼度の低い推定が行なわれる。各フレームの最初のスロットでの推定が繰り返されることから、正確な復調データを得ることができなくなってしまう虞が増大してしまう。

本発明はこのような課題に鑑み、通信環境の劣化が生じても、正確な復調データを得ることができるオフセット推定装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、ディジタル通信の受信において受信した信号に含まれるオフセットを推定し、推定したオフセット情報を補正情報として用いるオフセット推定装置において、この装置は、受信した信号に対する補正情報を推定する推定手段と、補正情報を基に受信した信号に対するオフセットを補正する補正手段と、オフセットが補正された受信した信号を復調する復調手段と、復調した信号が正常状態にあるか否か状況を判定し、判定した結果に基づく制御信号を生成する判断手段とを含み、推定手段は、制御信号に応じて補正情報を更新することを特徴とする。

本発明に係るオフセット推定装置によれば、復調手段で受信した信号を復調し、判断手段で復調した信号が正常状態にあるか否か状況の判定結果に基づいて生成される制御信号を推定手段に供給し、この制御信号に応じて推定手段で受信した信号に対して推定した補正情報を更新することにより、信頼性の高い推定結果だけを用いて、データを復調することができ、通信中に通信環境の劣化が生じた場合でも正確な復調データを得ることができる。

次に添付図面を参照して本発明によるオフセット推定装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明によるオフセット推定装置の実施例は、PHS 10に適用したものであり、PHS 10は、復調器20の復調回路26で受信した信号80を復調し、UW検出部28で復調した信号82が正常状態にあるか否か状況の判定結果に基づいて生成されるUW検出信号48をオフセット推定部22に供給し、UW検出信号48に応じてオフセット推定部22で受信した信号52に対して推定した周波数オフセット情報である出力データ78を更新することにより、信頼性の高い推定結果だけを用いて、データを復調することができ、通信中に通信環境の劣化が生じた場合でも正確な復調データを得ることができる。

本実施例は、本発明のオフセット推定装置をPHSの復調器10に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。

PHS 10は、図１に示すように、アンテナ12、RF（Radio Frequency）部14、ADC（Analog to Digital Converter）16、DDC（Digital Down-Converter）17、フィルタ18および復調器20を含む。また、復調器20は、オフセット推定部22、オフセット補正部24、復調回路26およびUW（Unique Word）検出部28を含む。

アンテナ12は、通信する相手から到来する電波32を受信し、高周波のアナログ信号に変換する機能を有する。アンテナ12は、受信した高周波のアナログ信号32をRF部14に供給する。RF部14は、供給される高周波のアナログ信号を、ノイズを抑制しながら、所定のレベルに増幅する機能を有する。RF部14は、増幅された高周波のアナログ信号34をADC 16に送る。

ADC 16は、供給されるアナログ信号をディジタル信号に変換する機能を有する。ADC 16は、供給されるアナログ信号34を、図示しないクロック信号でサンプリングし、変換したディジタルデータ36をDDC 17に出力する。DDC 17は、供給されるデータをダウンコンバートする機能を有し、供給されるデータ36の周波数をベースバンド帯域に変換し、周波数変換したデータ37をフィルタ18に供給する。フィルタ18は、所望の周波数帯域のデータ38を通過させて復調器20に供給する。

復調器20は、本発明の特徴であるオフセット推定部22およびオフセット補正部24にデータ38を入力する。復調器20は、供給されるデータが有するオフセットを推定し、推定したオフセットを除去するようにデータを補正し、補正したデータを復調する機能を有する。復調器20は、オフセット推定部22、オフセット補正部24、復調回路26およびUW（Unique Word）検出部28を含む。

オフセット推定部22は、ユニークワード検出に応じて供給されるデータが有するオフセットを推定する機能を有し、シンボルタイミング推定部40および周波数オフセット推定部42を含む。また、オフセット補正部24は、推定したオフセットを基に供給されるデータを補正する機能を有し、シンボルタイミング補正部44および周波数オフセット補正部46を含む。

別な対象ごとの機能に分類すると、シンボルタイミング推定部40とシンボルタイミング補正部44の一組は、シンボルタイミング調整部とみなすことができる。また、周波数オフセット推定部42と周波数オフセット補正部46一組は、周波数オフセット調整部とみなすことができる。

シンボルタイミング推定部40は、ユニークワード検出に応じて供給されるシンボルのタイミングずれを推定する機能を有する。シンボルタイミングとは、移動局（PS）が基地局（CS）から受け取る受信信号または受信信号を検波した信号を、ある判定基準レベルに基づいて値“0”または値“1”のディジタル信号として判定するタイミングに相当するものである。シンボルタイミング推定部40は、ユニークワード検出信号48に応じて推定したシンボルのタイミングずれ50をシンボルタイミング補正部44に出力する。シンボルタイミング補正部44は、推定したシンボルのタイミングずれを基に供給されるデータを補正する機能を有する。シンボルタイミング補正部44は、推定したシンボルのタイミングずれ50を基に供給されるデータ38を補正し、補正したデータ52を周波数オフセット推定部42および周波数オフセット補正部46に供給する。

周波数オフセット推定部42は、ユニークワード検出に応じて供給されるデータが有する周波数のオフセットを推定する機能を有する。周波数オフセットとは、移動局（PS）から基地局（CS）を相対的に見て、基地局（CS）のマスタークロックに基づいて基地局（CS）から送信される信号、すなわち移動局（PS）にとっての受信信号の周波数が、移動局（PS）側のマスタークロックの周波数に対してどれだけオフセットしているかということを意味する。換言すれば、周波数オフセットは、基地局（CS）と移動局（PS）の間における両マスタークロックの周波数の相対的な差を表わしている。

ここで、周波数オフセット推定部42の構成例を図２に示す。周波数オフセット推定部42は、推定値生成回路54、セレクタ56および58、ならびにレジスタ60を含む。推定値生成回路54は、供給されるデータを基に周波数をオフセットする推定値を生成する機能を有する。推定値生成回路54は、供給されるデータ52を基に周波数をオフセットする推定値を生成し、生成した推定値62をセレクタ56の一端64側およびセレクタ58の一端66側に供給する。

セレクタ56は、ユニークワード検出に応じて出力データを選択する機能を有する。セレクタ56には、生成した推定値62が一端64側に供給され、他端68側にレジスタ60からの出力データ70が入力される。セレクタ56は、選択に応じた出力信号72をレジスタ60に出力する。すなわち、セレクタ56は、通信チャネルの受信におけるユニークワード検出を示す検出信号48（たとえば、正極性のユニークワード検出信号48）が供給されると、推定値62を出力信号72として出力する。また、セレクタ56は、これ以外、たとえばゼロまたは負極性のユニークワード検出信号48の供給に応じて出力信号72を出力データ70にする。

レジスタ60は、供給されるデータを一時的に格納し、格納したデータを出力する機能を有する。レジスタ60は、図示しないが入力されるクロック信号に応じて出力データ72を書き込み、出力データ70を読み出す。レジスタ60は、出力データ70を、セレクタ56に供給するとともに、セレクタ58の他端74側に供給する。

また、セレクタ58は、選択信号に応じて出力データを選択する機能を有する。セレクタ58には、生成した推定値62が一端66側に供給され、他端74側にレジスタ60からの出力データ70が入力される。セレクタ58には、制御チャネル/通信チャネルの受信のいずれかを示す選択信号76が供給されている。セレクタ58は、選択信号76に応じた出力データ78を周波数オフセット補正部46に出力する。セレクタ58は、制御チャネルの受信を示す選択信号74の供給に応じて出力データ78として推定値62を選択し、通信チャネルの受信を示す選択信号74の供給に応じて出力データ78として出力データ70を選択する。

図１に戻って、周波数オフセット推定部42は、ユニークワード検出に応じて推定された周波数オフセットである出力データ78を周波数オフセット補正部46に供給する。周波数オフセット補正部46は、供給されるデータが有する周波数オフセットを補正する機能を有する。周波数オフセット補正部46は、出力データ78を基に供給されるデータ52が有する周波数オフセットを補正し、補正したデータ80を復調回路26に出力する。

復調回路26は、シンボルタイミングおよび周波数オフセットを補正したデータを復調する機能を有する。復調回路26は、これら補正したデータ80を復調したデータ82を後段に出力するとともに、UW検出部28にも供給する。

UW検出部28は、１つのスロットに含まれるユニークワードを検出する機能を有する。UW検出部28は、図示しないが、相関器および比較器を有する。相関器は、所定のパターンと供給されるデータ82との間にある相関の程度を相関値として求め、比較器で得られた相関値と所定の閾値とを比較し、閾値よりも相関値が高い場合、ユニークワードが検出されたと判定する。UW検出部28は、UW検出時にレベル“1”のUW検出信号48を、UW未検出時にレベル“0”のUW検出信号48をオフセット推定部22にそれぞれ、出力する。オフセット推定部22は、前述したようにユニークワードの検出に応じて各種の推定値に更新される。このユニークワードの検出は、周波数オフセット推定の推定結果が正しくないと検出されないことから、推定結果の正しさを表わす指標に用いることができる。

周波数オフセット推定部42の動作を簡単に記述する。PHS 10は、通信環境がよく、劣化のない信号を受信した場合、UW検出部28でユニークワードが検出される。周波数オフセット推定部42は、ユニークワードが検出されたことによりユニークワード検出前に推定した推定値の信頼度を高いものと判断し、推定値を利用することができる。

また、PHS 10は、通信環境の悪化等で劣化した信号を受信した場合、ユニークワードは検出されない。このことから、周波数オフセット推定部42は、ユニークワード検出前に行った推定値の信頼度は低いものと判断し、この推定結果、すなわち推定値を次のスロットには使用しない。このとき、周波数オフセット推定部42は、推定値を更新しないで、代わりに前回ユニークワード検出できたときの推定情報を使用する。

実際のデバイスでは、各TDMA/TDDフレーム内の移動局PSが基地局CSから受信する物理スロットT₀〜T₃の各々において周波数のオフセットを推定する。最初のTDMA/TDDフレーム(1)の各通信チャネル用物理スロットにおける周波数オフセットやシンボルタイミングのオフセットは、最終フレーム(n)内の制御チャネル用物理スロットの各々におけるオフセット推定値を用いて補正される。

ここで、通信チャネルTCHは、前述したように、１つのスロット内のプリアンブル区間が短い。すなわちオフセット推定に利用可能なビット数が少ないことを意味する。通信チャネルTCH用物理スロットでも制御チャネルCCH用物理スロットと同様に、プリアンブル区間内だけの情報を使って、周波数やシンボルタイミングのオフセット値を推定すると、推定値は、信頼度の低いものになってしまう。そこで、ある通信チャネル用物理スロット内でプリアンブル区間を越えた位置に設けられたユニークワード区間の情報とペイロード区間の情報を使うと、推定に使用する情報量が増えることから、周波数やシンボルタイミングのオフセットにおける推定値の信頼度が向上する。

このような推定後に、制御チャネルCCH用物理スロットと同様に、得られた推定値を基に通信チャネル用ある物理スロットの周波数やシンボルタイミングのオフセットを補正し、補正したデータを復調すると、オフセットの補正に用いたデータ以降、すなわちペイロード区間の途中から復調が開始されてしまう。このように移動局PSでは、基地局CSから送信されたデータを逐次的に受信することから、推定に使用されたユニークワード区間とペイロード区間の一部の情報は復調されないまま残ることになる。

これらの情報の復調には、これらの情報の格納用にレジスタを設けて、復調するとよいが、容量の大きなレジスタを要することからレイアウト面積を増大させてしまう。そこで、あるTDMA/TDDフレーム内の通信チャネルTCH用物理スロットにおける周波数やシンボルタイミングは、時間的に一つ前のTDMA/TDDフレーム内の通信チャネルTCH用物理スロットにおいて求められた周波数やシンボルタイミングのオフセット推定値を用いて補正する。

図３に示すように、フレームを変数x=1, 2, 3, ・・・, nで表わし、スロットを変数y=0, 1, 2, 3で表わす。まず、一般的に記載すると、TDMA/TDDフレーム(x+1)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yにおける周波数のオフセットは、一つ前のフレーム、すなわちTDMA/TDDフレーム(x)内の通信チャネル用物理スロットT_xyにおける周波数オフセットの推定値を用いて補正する。ただし、TDMA/TDDフレーム(1)内の通信チャネル用物理スロットT_1yにおける周波数オフセットは、TDMA/TDDフレーム(n)内の制御チャネル用物理スロットT_nyで求めた周波数オフセットの推定値を用いて補正する。変数E_xyはTDMA/TDDフレーム(x)内の通信チャネル用物理スロットT_xyにおける周波数オフセットの推定値を示す。また、変数C_xyはTDMA/TDDフレーム(x)内の通信チャネル用物理スロットT_xyで周波数オフセットを補正することを示す。

周波数オフセットを補正されたTDMA/TDDフレーム(x+1)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yにおいて、プリアンブル区間、ユニークワード区間、およびペイロード区間の一部の各々の情報を用いて、フレーム(x+1)における周波数のオフセット推定値E_(x+1)yを求める。PHS 10は、この推定と並行して、周波数オフセットを補正した通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yに対して復調する。

この復調により、フレーム(x+1)におけるオフセット推定値E_(x+1)yを求めた際に、UW検出部28でユニークワードが検出された場合、オフセット推定値E_(x+1)yは信頼度が高いものとして、時間的に次のTDMA/TDDフレーム(x+2)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+2)yにおける周波数のオフセットC_(x+2)yに用いて補正する。

また、TDMA/TDDフレーム(x+2)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+2)yでは、TDMA/TDDフレームT(x+1)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yで推定されたオフセット値を用いて、周波数オフセットを補正した後に、上述と同様にして、プリアンブル区間、ユニークワード区間およびペイロード区間の一部の情報を用いて、TDMA/TDDフレーム(x+2)における周波数オフセットの推定値E_(x+2)yを求める。

ここで、ユニークワードが検出されなかった場合、推定値E_(x+2)yは信頼度が低いものとして扱う。TDMA/TDDフレーム(x+2)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+2)yにおける周波数オフセットは、TDMA/TDDフレーム(x)内の通信チャネル用物理スロットT_xyにおける周波数オフセットの推定値E_xyを用いて補正する。すなわち、TDMA/TDDフレーム(x+1)とTDMA/TDDフレーム(x+2)では、TDMA/TDDフレーム(x)において推定されたオフセット値E_xyを用いて、周波数オフセットを補正する。

TDMA/TDDフレーム(x+2)では、TDMA/TDDフレーム(x)内で推定されたオフセット値E_xyを用いて補正した後に、プリアンブル区間、ユニークワード区間およびペイロード区間の一部の情報を用いて、フレーム(x+2)における周波数オフセットの推定値E_(x+2)yを求める。

具体的に、図３において、フレーム(2)における通信チャネル用物理スロットT₂₀でユニークワード検出が“NG”のとき、フレーム(3)における通信チャネル用物理スロットT₃₀での周波数のオフセットの補正C₃₀は、フレーム(1)における通信チャネル用物理スロットT₁₀で求めた推定値E₁₀を用いる。

また、フレーム(1)における通信チャネル用物理スロットT₁₃でユニークワード検出が“NG”のとき、フレーム(2)における通信チャネル用物理スロットT₂₃で周波数のオフセットの補正C₂₃は、フレーム(n)での制御チャネル（CCH）用物理スロットT_n3において求めた推定値E_n3を用いる。

このようにユニークワードの検出結果に応じて周波数オフセット推定の推定結果を更新することにより、信頼性の高い推定結果だけを用いて、データを復調することができる。これにより通信中に通信環境の劣化が生じた場合でも正確な復調データを得ることができる。

本実施例は、本発明のオフセット推定装置を周波数オフセット推定部42に適用した場合について記述したが、これに限定されるものでなく、シンボルタイミング推定部40にも適用することができる。

ここで、先に挙げた特許文献１と本実施例との差異について記述する。特許文献１は、各TDMAフレーム内でユニークワードを検出し、バーストデータの構成から本来ユニークワードが検出されるべき位置である所定値と、実際のカウント値との間の差を用いて、検出窓、すなわちアパーチャゲートが閉じた後にカウント値を校正することを開示する。また、特許文献１は、各TDMAフレーム内でユニークワードが検出されると、検出されたユニークワードが属するTDMAフレーム内にてフレームカウンタ値を本来ユニークワード検出信号が検出されるべき位置（所定値）にセットすることは開示する。

しかしながら、特許文献１は、ユニークワードの検出結果を用いて、移動局における各TDMAフレームの送受信タイミングのオフセットを制御することを開示しているに過ぎず、本実施例のようにユニークワードの検出結果やCRCの演算結果を用いて、各TDMAフレームにおける移動局（PS）が受信する通信用物理スロットの周波数オフセットやシンボルタイミングオフセットを推定することは何等開示していない。また、特許文献１は、前述したような、時間的に前のTDMAフレームにおいて求められたオフセット推定値を、時間的に後のTDMAフレームにおけるオフセットの校正に用いるという通信用物理スロットの周波数オフセットの推定についても何等開示も示唆もない。

次に本発明のオフセット周波数装置を適用したPHS 10の実施例を記述する。PHS 10には、通信チャネルTCHのスロットフォーマットとして複数の変調方式が定義されたものがある。変調方式がπ/4シフトDQPSKの場合と64QAM（Quadrature Amplitude Modulation）の場合を図4Aおよび4Bに示す。

スロットフォーマットは、π/4DQPSKのヘッダ領域84としてランプ４ビット、プリアンブル16ビット、ユニークワード16ビット、MI（Modulation Information）８ビットを有し、ユニークワード長も同じくユニークワードのパターンも同じである。

ただし、MI領域86以降のデータ領域88は、図4Aに示すように、QPSKの場合、π/4DQPSKの変調方式を用いて、すなわちペイロード164ビット、CRC領域16ビットおよびランプ４ビットであり、64QAMの場合、MI以降のデータは、図4Bに示すように、ペイロード524ビット、CRC領域16ビットおよびランプ４ビットである。

本実施例は、MI領域86以降の変調方式が異なるため、周波数オフセット推定も異なる手法を用いる。ユニークワード検出に関しては、たとえばPS側の変調方式設定がπ/4シフトDQPSK変調方式であり、基地局CSと移動局PSとの間でπ/4シフトDQPSK変調方式の通信用物理スロットを送受信中に、基地局CSから急に変調方式が異なるスロットが送信されると、移動局PSは、ユニークワードまで同じ変調方式およびデータであることから、ユニークワードを検出することが可能である。

ところで、ユニークワード検出により周波数オフセット推定情報の更新を判断した場合、移動局PS側の変調方式設定と異なる変調方式であるスロットを受信しても、ユニークワードを検出してしまう。すなわち、PHS 10は、π/4シフトDQPSK変調方式、64QAM変調方式、π/4シフトDQPSK変調方式・・・の順に受信した場合、64QAMのデータをπ/4シフトDQPSK変調方式用の周波数オフセットを推定して、誤った推定情報を得ても、ユニークワードが検出されることから、推定情報が更新され、次フレームでも正確にデータを復調できなくなる問題が発生する。

そこで、本実施例では、すべてのスロット構成に含まれるCRCデータの演算結果を基に周波数オフセットにおける推定情報の更新を判断することにより、受信側の設定と異なる変調方式を受信しても、推定情報を更新せず、設定された変調方式を受信したときの周波数オフセット情報を周波数オフセット除去回路にて使用することにより、次フレームでも正確にデータを復調する。

また、PHS 10は、移動局PSが同じ変調方式の通信チャネル用物理スロットがたとえば、DQPSK変調方式、DQPSK変調方式、DQPSK変調方式、・・・と時間的に連続して受信する場合がある。PHS 10は、この場合、２番目の通信チャネル用物理スロットにおけるペイロード区間の情報領域に誤りが存在していると、最初のTDMA/TDDフレームで求めたオフセット推定値を、２番目のTDMA/TDDフレームにおける周波数オフセットの補正処理のためだけでなく、３番目のTDMA/TDDフレームにおける周波数オフセットの補正処理のためにも用いられることになる。

本実施例におけるPHS 10は、図５に示すように、図１の構成要素とほぼ同じ構成要素を含み、共通する構成要素には同じ参照符号を付している。構成の相違点は、UW検出部28に対してCRC検出部90を有する点である。CRCとはデータの誤りを検出するための仕組みの一つであり、情報領域に誤りがあるか否かチェックできる方式である。

したがって、情報領域に誤りがない状態で推定した結果、得られた推定情報は、信頼度の高い推定情報と判断できる。このため、周波数オフセット推定情報は、更新判断に有効と考える。

本実施例の動作を、図６の関係を参照しながら、記述する。周波数オフセットを補正されたTDMA/TDDフレーム(x+1)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yにおいて、プリアンブル区間、ユニークワード区間、およびペイロード区間の一部の各々の情報を用いて、フレーム(x+1)における周波数のオフセット推定値E_(x+1)yを求める。PHS 10は、この推定と並行して、周波数オフセットを補正した通信チャネル用物理スロットT_(x+1)yに対して復調する。

この復調により、フレーム(x+1)におけるオフセット推定値E_(x+1)yを求めた際に、CRC検出部90でCRC演算の結果、ペイロード区間の情報領域88のデータに誤りがないと判定された場合、オフセット推定値E_(x+1)yは信頼度が高いものとして、時間的に次のTDMA/TDDフレーム(x+2)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+2)yにおける周波数のオフセットC_(x+2)yに用いて補正する。

ここで、CRC演算の結果、ペイロード区間の情報領域88のデータに誤りがあると判定された場合、推定値E_(x+2)yは信頼度が低いものとして扱う。TDMA/TDDフレーム(x+2)内の通信チャネル用物理スロットT_(x+2)yにおける周波数オフセットは、TDMA/TDDフレーム(x)内の通信チャネル用物理スロットT_xyにおける周波数オフセットの推定値E_xyを用いて補正する。すなわち、TDMA/TDDフレーム(x+1)とTDMA/TDDフレーム(x+2)では、TDMA/TDDフレーム(x)において推定されたオフセット値E_xyを用いて、周波数オフセットを補正する。

具体的に、図６において、フレーム(2)における通信チャネル用物理スロットT₂₀でCRC検出が“データに誤りがある”を示すとき、フレーム(3)における通信チャネル用物理スロットT₃₀での周波数のオフセットの補正C₃₀は、フレーム(1)における通信チャネル用物理スロットT₁₀で求めた推定値E₁₀を用いる。

また、フレーム(1)における通信チャネル用物理スロットT₁₃でCRC検出が“データに誤りがある”を示すとき、フレーム(2)における通信チャネル用物理スロットT₂₃で周波数のオフセットの補正C₂₃は、フレーム(n)での制御チャネル（CCH）用物理スロットT_n3において求めた推定値E_n3を用いる。

このようにCRC演算結果を用いて、周波数オフセット推定の推定結果を更新することにより、PS側で設定された変調方式と異なる変調方式のデータを受信しても、信頼性の高い推定結果だけを用いてデータの復調を行うことができる。これにより基地局CSと移動局PSとの通信中に基地局CS側で予期せぬ変調方式の変更が生じた場合でも、次フレームでは正確な復調データを得ることができる。

なお、本実施例は、本発明のオフセット推定装置を周波数オフセット推定部42に適用した場合について記述したが、これに限定されるものではない。本発明のオフセット推定装置が、シンボルタイミング推定部40にも適用できることは言うまでもない。

本発明に係るオフセット推定装置を適用したPHSにおける復調器の実施例の概略的な構成を示すブロック図である。図１の周波数オフセット推定部の概略的な構成を示すブロック図である。図１の復調器を用いた際におけるスロットそれぞれの推定値とその補正の関係を示す図である。図１のPHSで受信するスロットにおけるDQPSK変調方式でのフォーマットを示す図である。図１のPHSで受信するスロットにおける64QAM変調方式でのフォーマットを示す図である。本発明に係るオフセット推定装置を適用したPHSにおける復調器の他の実施例の概略的な構成を示すブロック図である。図５の復調器を用いた際におけるスロットそれぞれの推定値とその補正の関係を示す図である。

符号の説明

10 PHS
12 アンテナ
14 RF部
16 ADC
17 DDC
18 フィルタ部
20 復調器
22 オフセット推定部
24 オフセット補正部
26 復調回路
28 UW検出部
40 シンボルタイミング推定部
42 周波数オフセット推定部
44 シンボルタイミング補正部
46 周波数オフセット補正部

Claims

ディジタル通信の受信において受信した信号に含まれるオフセットを推定し、推定したオフセット情報を補正情報として用いるオフセット推定装置において、該装置は、
前記受信した信号に対する前記補正情報を推定する推定手段と、
前記補正情報を基に前記受信した信号に対する前記オフセットを補正する補正手段と、
前記オフセットが補正された受信した信号を復調する復調手段と、
復調した信号が正常状態にあるか否か状況を判定し、判定した結果に基づく制御信号を生成する判断手段とを含み、
前記補正手段は、さらに、第１の補正情報を基に前記受信した信号の周波数オフセットを補正する第１の補正手段と、
第２の補正情報を基に前記受信した信号のシンボルに対するタイミングを補正する第２の補正手段とを含み、
前記推定手段は、さらに、前記受信した信号に対する周波数のオフセットを推定し、推定した第１の補正情報を生成する第１の推定手段と、
前記受信した信号のシンボルに対するタイミングを推定し、推定した第２の補正情報を生成する第２の推定手段とを含み、
前記推定手段は、前記制御信号に応じて前記補正情報を更新することを特徴とするオフセット推定装置。
請求項１に記載の装置において、前記判断手段は、前記復調した信号に含まれるユニークワードを検出し、該ユニークワードの検出の有無に応じて前記制御信号を生成することを特徴とするオフセット推定装置。
請求項１に記載の装置において、前記判断手段は、前記復調した信号に含まれる巡回冗長検査（CRC: Cyclic Redundancy Check）を演算により誤りの有無を求め、前記誤りの有無に応じて前記制御信号を生成することを特徴とするオフセット推定装置。