JP2000183847A

JP2000183847A - 無線周波数信号受信装置、周波数調整方法、電力制御方法及びシンボルタイミング制御方法

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Publication number: JP2000183847A
Application number: JP11361902A
Authority: JP
Inventors: Janos Enderlein; エンデルラインヤノス
Original assignee: Sony International Europe GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2000-06-30
Also published as: EP1011234A1

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を低減するとともに、正確な搬送波
周波数の調整及びシンボルタイミングの制御を行う。【解決手段】表面弾性波フィルタ等の適切な整合フィ
ルタにより、入力されるチャープ信号との相関を行う受
動相関器としてＳＡＷチャープフィルタ２９を設ける。
ＳＡＷチャープフィルタ２９は、所定の同期バースト信
号のうちの１つの固定コードを記憶し、対応する所定の
同期バースト信号が受信される毎に各相関ピークを出力
し、搬送周波数の調整及び／又は無線周波数受信装置内
のシンボルタイミング及び／又は電力の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線周波数信号送
信装置から送信された無線周波数信号を受信する無線周
波数信号受信装置及びこの無線周波数信号受信装置の周
波数及び電力を制御する周波数制御方法及び電力制御方
法に関する。また、本発明は、直交周波数分割多重方式
の無線周波数信号受信装置におけるシンボルタイミング
の制御を行うシンボルタイミング制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】直交周波数分割多重（orthogonal frequ
ency division multiplex：以下、ＯＦＤＭという。）
方式の無線信号を受信する受信装置は、擬似雑音シーケ
ンス又は２つの同一ＯＦＤＭシンボルを用いてフレーム
同期を行う。擬似雑音シーケンスを用いる場合、フレー
ム同期は、各フレームの始めにおける擬似雑音シーケン
スの送信によって行われる。擬似雑音コードは、シフト
レジスタを用いて生成され、続くスペクトル整形は、例
えばルートコサインフィルタ等のＦＩＲ（finiteimpuls
e response）フィルタを用いて行われる。送信装置にお
いては、モード選択スイッチにより、擬似雑音シーケン
ス送信モード又はデータ送信モードが選択される。受信
装置では、送信された擬似雑音シーケンスをデジタル信
号処理して相関がとられ、フレーム同期が行われる。

【０００３】この擬似雑音シーケンスを用いた同期及び
その関連技術は、送信装置におけるさらなる信号源や、
受信装置における擬似雑音発生器、ＦＩＲフィルタ、送
信モード選択スイッチ等が必要なので、より多くのハー
ドウェアや高い消費電力が必要である。また、完全な受
信信号ストリームをデジタル信号処理して擬似雑音コー
ドを検出する処理も高い消費電力を必要とする。

【０００４】２つの同一ＯＦＤＭシンボルを同期に用い
る場合、２つの連続する同一ＯＦＤＭ信号が生成され、
送信される。受信信号ストリームは、サンプル毎に、第
１のシンボルを遅延させた後、第２のシンボルに乗算
し、これにより相関される。相関ピークを検出すること
により、シンボル時間同期が達成される。この手法を用
いる場合、遅延及び乗算のためのアナログ素子が必要で
ある。

【０００５】この２つの同一ＯＦＤＭシンボルを用いた
同期及びこれに関連する手法においては、２つの同一の
シンボルを送信する必要があるため、擬似雑音シーケン
スを用いる手法に比べ、より多くのオーバーヘッドを必
要とし、したがって送信レートが低くなってしまう。さ
らに、この手法では、遅延線や乗算器等からなるアナロ
グ信号処理回路を設ける必要があり、また、同一ＯＦＤ
Ｍ信号の両方を確実に受信することも必要である。

【０００６】国際公開公報ＷＯ９６／１９０５６には、
ＯＦＤＭ信号の各フレームに１つのアップチャープ信号
と１つのダウンチャープ信号を挿入することにより、Ｏ
ＦＤＭ受信における周波数、タイムウィンドウ、サンプ
リングクロック、低速位相変動の補正を行う方法が記載
されている。周波数の補正は、アップチャープ信号及び
ダウンチャープ信号の分析に基づいて行われる。この分
析は、ダウンコンバート処理及びＡ／Ｄ変換処理後のベ
ースバンド段で行われる。従って、チャープ信号の位置
を検出するのに、一組のデジタル相関器が用いられる。

【０００７】国際公開公報ＷＯ９６／０２９９０には、
デジタルシステムにおける送信装置と受信装置とを同期
させる手法が開示されている。上述の国際公開公報ＷＯ
９６／１９０５６と同様に、この文献では、時間軸から
周波数軸への変換処理を行う前に、受信信号に対してＯ
ＦＤＭシステムでの予備ＦＦＴ同期を行う手法が開示さ
れている。この文献には、１つ以上の同期フレームがチ
ャープ信号を含み、隣接フレームのチャープ信号の周波
数が対向する向きに変化していることが記載されてい
る。国際公開公報ＷＯ９６／１９０５６と同様に、記録
されたチャープ信号、例えば、受信装置によりデジタル
処理された後のチャープ信号に対応するビットパターン
が受信装置に記憶され、記録信号が、デジタル処理後の
記憶されたビットパターンと比較される。

【０００８】以上のような手法では、擬似雑音シーケン
スを用いた同期と比較して、受信装置に擬似雑音発生器
やＦＩＲフィルタや送信モード選択器が必要ないので、
それ以上のハードウェアは必要ない。しかしながら、こ
こでも、完全な受信信号ストリームのデジタル処理は、
高い消費電力を必要とする。２つの同一のＯＦＤＭシン
ボルを用いた同期及びその関連技術と比較すると、拡張
アナログ信号処理装置は必要なく、２つの連続する確実
な受信も必要なく、送信レートも低下しない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、国際公
開公報ＷＯ９６／１９０５６及び国際公開公報ＷＯ９６
／０２９９０に開示されるＯＦＤＭ受信装置は、チャー
プ信号を検出するために受信信号ストリームをデジタル
処理する必要があるため、高い消費電力を必要とする。
また、受信装置において、１組のデジタル相関器を用い
て受信信号の比較を行うために、復号したチャープ信号
に対応するビットパターンを記憶する必要がある。

【００１０】本発明の目的は、上述の課題に鑑み、搬送
周波数を正確に補正し、ＯＦＤＭ受信装置の場合、シン
ボルタイミングの非常に正確な補正を行うとともに消費
電力を低減する無線周波数信号受信装置、周波数調整方
法、電力制御方法及びシンボルタイミング制御方法を提
供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る無線周波数信号受信装置は、少なく
とも１つの所定の同期バースト信号が重畳された無線周
波数信号を受信するアンテナを備えた無線周波数信号受
信装置であって、アンテナに接続され、所定の同期バー
スト信号のうちの１つの固定コードを記憶し、対応する
所定の同期バースト信号が受信される毎に各相関ピーク
を出力し、搬送周波数の調整及び／又は無線周波数受信
装置内のシンボルタイミング及び／又は電力の制御を行
う少なくとも１つの受動相関器を備える。

【００１２】本発明に係る無線周波数信号受信装置によ
れば、低電力で正確な周波数調整を行うことができ、ま
た、正確なシンボルタイミングの制御が行われる。

【００１３】また、本発明に係る周波数調整方法は、少
なくとも１つの所定の同期バースト信号を含む無線周波
数信号を受信する無線周波数信号受信装置の周波数調整
を行う周波数調整方法であって、所定の同期バースト信
号のうちの１つの固定コードを記憶し、対応する所定の
同期バースト信号が受信される毎に各相関ピークを発生
させることにより相関信号を生成する受動相関器によ
り、受信無線周波数信号における各所定の同期バースト
信号を検出するステップと、各相関信号に基づいて無線
周波数信号受信装置の周波数を調整するステップとを有
する。

【００１４】本発明に係る周波数調整方法によれば、単
純な構成により、無線周波数信号受信装置における搬送
波周波数の調整が正確に行われる。

【００１５】また、本発明に係る電力制御方法は、少な
くとも１つの所定の同期バースト信号を含む無線周波数
信号を受信する無線周波数信号受信装置の電力を制御す
る電力制御方法において、所定の同期バースト信号のう
ちの１つの対応する固定コードを記憶し、対応する所定
の同期バースト信号が受信される毎に各相関ピークを発
生させることにより相関信号を生成する受動相関器によ
り、受信無線周波数信号における各所定の同期バースト
信号を検出するステップと、相関信号に基づいて、各所
定の同期バースト信号の検出処理中には必要とされない
無線周波数信号受信装置の全ての部分に電力を供給する
ための制御信号を出力するステップとを有する。

【００１６】本発明に係る電力制御方法によれば、受動
回路により同期バースト信号の検出を行い、同期バース
ト信号が検出されるまでの間、他の能動デジタル回路等
の電源をオフ又はスリープモードに設定し、同期バース
ト信号が検出された後にそれらの回路を起動するので、
無線周波数信号受信装置の消費電力が低減される。

【００１７】また、本発明に係るシンボルタイミング制
御方法は、少なくとも１つの所定の同期バースト信号を
含む直交周波数分割多重方式の無線周波数信号を受信す
る直交周波数分割多重方式の無線周波数信号受信装置に
おけるシンボルタイミングを制御するシンボルタイミン
グ制御方法であって、所定の同期バースト信号のうちの
１つの対応する固定コードを記憶し、対応する所定の同
期バースト信号が受信される毎に各相関ピークを出力す
る受動相関器により、受信直交周波数分割多重方式の無
線周波数信号における各所定の同期バースト信号を検出
するステップと、各相関信号に基づいて直交周波数分割
多重方式の無線周波数信号受信装置のシンボルタイミン
グ用の制御信号を出力するステップとを有する。

【００１８】本発明に係るシンボルタイミング制御方法
によれば、直交周波数分割多重方式を採用した無線周波
数信号受信装置において、正確なシンボルタイミングの
制御を行うことができる。

【００１９】本発明においては、受動相関器を用いて所
定の同期バースト信号を検出する。この受動相関器で
は、入力信号スペクトルの各部分が受動相関器から同時
に出力されるように入力信号スペクトルの各部分を異な
る量だけ遅延させることにより入力される所定の同期バ
ースト信号を、より短い信号に圧縮する。パルス圧縮比
は、所定の同期信号に対する整合フィルタリングが実現
されるように選択される。すなわち、パルス圧縮比は、
受信信号をｓ（ｔ）とし、スペクトルをＳ（ｆ）とし
て、整合フィルタが出力信号の信号対ノイズ比を最大に
し、インパルス応答ｓ（−ｔ）及び周波数応答共役（Ｓ
（ｆ））を有する受信フィルタとなるよう選択される。

【００２０】本発明の好ましい実施の形態においては、
受信装置には整合フィルタとして表面弾性波（surface
acoustic wave：以下、ＳＡＷという。）フィルタ回路
が設けられる。受信装置においては、このＳＡＷ整合フ
ィルタ回路により受信信号の相関がとられ、ＳＡＷ整合
フィルタ回路の出力信号を用いて周波数補正及びＯＦＤ
Ｍ受信装置のシンボルタイミングの制御が行われる。

【００２１】ＳＡＷ整合フィルタ回路は、石英等の圧電
性材料の表面に取り付けられた複数組のインターデジタ
ル金属トランスデューサを備える。あるトランスデュー
サの組が電気信号により励起されると、これにより他の
トランスデューサの組に表面波が伝搬する。適切な電気
信号と適切に設計された表面弾性波により、例えば、所
定の同期バースト信号のＬＦＭ（線形周波数変調）波形
が生成される。また、同様に、あるトランスデューサの
組が表面波を励起して他のトランスデューサの組に伝搬
することにより、ＳＡＷ整合フィルタ回路においてパル
ス補償が行われる。

【００２２】本発明の好ましい実施の形態においては、
チャープ信号を用いて周波数調整及び、ＯＦＤＭシステ
ムにおいては、さらにシンボルタイミング制御を行う。
チャープ信号には、一定信号振幅、均一なパワースペク
トル、高自動相関性能等の利点があり、同期バースト信
号として最適である。

【００２３】チャープ信号は、帯域幅Ｂの範囲でパルス
長Ｔに亘って周波数が線形的に変化する信号であり、し
たがって線形周波数変調波形とも呼ばれる。整合フィル
タのパルス圧縮比はＢ：Ｔとなるよう設定される。一般
的なＯＦＤＭ送信装置が備える直交周波数分割多重変調
器が有する逆フーリエ変換機能を用いることにより、チ
ャープ信号を適切なバースト信号として生成することが
でき、特別な装置を追加する必要はない。

【００２４】チャープ信号とＳＡＷフィルタ回路等の受
動相関器を用いることにより、フィルタリングされた擬
似雑音シーケンスと比較して、低サイドローブ等のより
良好な自動相関特性を達成することができる。

【００２５】さらに、中間周波数（ＩＦ）段又はオーデ
ィオ周波数（ＡＦ）段で受動装置を用いて入力同期バー
ストを検出することにより、受信装置内の全てのデジタ
ル回路を休止させる、すなわちスリープモードに設定す
ることができ、これにより消費電力を節減できる。入力
同期バーストが検出されると、受信装置内のデジタル回
路は、動作可能な状態に切り換えられる。

【００２６】また、ＯＦＤＭシステムの送信装置側で
は、送信装置内の専用２値データ入力シーケンスにより
適切なチャープ信号を生成することができるので、擬似
雑音コード発生のためのコード発生器は不要である。

【００２７】さらに、ＳＡＷフィルタ回路は、設計によ
り、受信装置の第１のダウンコンバータからデジタル処
理回路段に供給される中間周波数信号を扱うのみではな
く、入力信号を直接又は増幅後に扱うこともでき、ある
いは、受信装置の無線周波数段から出力される無線周波
数信号を扱うこともできる。この場合、受信装置の全て
のデジタル回路をスリープモードに設定できるだけでな
く、受信装置内のほぼ全てのモジュール、又はＳＡＷチ
ャープフィルタ回路を除く受信装置全体をスリープモー
ドに設定してさらに消費電力を低減することができる。

【００２８】また、実際、ＳＡＷフィルタ回路内では、
対応する組み込まれた固定コードにより入力チャープ信
号を検出するのに必要とされるのは、受動素子であるＳ
ＡＷフィルタのみであり、このため、他のすべてのモジ
ュールをオフに切り換えることができる。オフに切り換
えられた、あるいはスリープモードに設定されたこれら
他のすべてのモジュールは、生成される急峻なピークに
より、いつでも起動され、すなわちオンに切り換えられ
る。この場合、まず、電力の供給の切換を行うために、
電源をオンに切り換える回路を起動又はオン状態に設定
する必要がある。

【００２９】受信装置に必要な特殊ＳＡＷチャープフィ
ルタ回路は、小型であり、低コストで製造でき、消費電
力を低減するとともに、高相関利得により非常に良好な
同期信号検出と、搬送周波数の同期と、ＯＦＤＭシステ
ムの場合は、シンボル時間の同期とを非常に単純な構成
で実現できる。

【００３０】本明細書においてチャープ信号という用語
は、理想的なチャープ信号だけでなく、デジタル的に生
成され、サンプリングされ、無線通信路を介して送信さ
れたために歪みを有するチャープ信号をも含むものとす
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る無線周波数信
号受信装置、周波数調整方法、電力制御方法及びシンボ
ルタイミング制御方法について、図面を参照して詳細に
説明する。

【００３２】図１は、本発明を適用した直交周波数分割
多重（orthogonal frequency division multiplex：以
下、ＯＦＤＭという。）送受信システムのブロック図で
ある。このＯＦＤＭ送受信システムは、ＯＦＤＭ送信装
置１０とＯＦＤＭ受信装置２０とから構成され、ＯＦＤ
Ｍ送信装置１０からチャープ信号が同期信号として送信
され、ＯＦＤＭ受信装置２０側では、このチャープ信号
を用いて搬送波周波数及びシンボルタイミングを調整す
るとともに、電源の制御を行う。

【００３３】図１に示すＯＦＤＭ送信装置１０は、共通
ＯＦＤＭ送信段１１を備え、共通ＯＦＤＭ送信段１１
は、データ、制御信号、チャープ発生用のシーケンスを
含むフレーム信号１２を生成し、生成したフレーム１２
をＯＦＤＭ変調器１３に供給する。ＯＦＤＭ変調器１３
は、フレーム１２に所定の変調処理を施し、変調した信
号を第１のアップコンバータ１４に供給する。第１のア
ップコンバータ１４は、この信号をアップコンバート
し、中間周波数信号（ＩＦ信号）を生成し、このＩＦ信
号をｎアップコンバート段１５に供給する。ｎアップコ
ンバート段１５は、このＩＦ信号を無線周波数信号（Ｒ
Ｆ信号）にアップコンバートし、ＲＦ段１６を介してこ
のＲＦ信号をアンテナ１７に供給する。

【００３４】アンテナ１７から適切なチャープ信号を送
信するためには、専用２値データ入力シーケンス、すな
わち、チャープ信号発生用シーケンスが必要である。こ
のシーケンスは、送信経路の信号を逆算することにより
算出できる。自動相関に適切なチャープ信号に対して、
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や他の信号処理を含むＯＦ
ＤＭ復調処理を施すことにより得られた２値データ入力
シーケンスは、ＯＦＤＭ送信段１１に記憶され、この２
値データ入力シーケンスにより送信処理において適切な
チャープ信号を容易に生成することができる。

【００３５】そして、チャープ信号発生用シーケンス
は、図１に示すと共に上述したように、同期の実現のた
めに共通ＯＦＤＭ送信経路に供給される。逆高速フーリ
エ変換器（ＩＦＦＴ）を備えるＯＦＤＭ変調器１３は、
例えば符号器／インターリーバ等を備える先のＯＦＤＭ
送信段１により処理されたチャープ信号発生用シーケン
スをチャープ信号に変換する。この信号は、さらにアッ
プコンバータ１４、ｎアップコンバータ１５でアップコ
ンバートされた後、無線周波数信号処理段１６を経てＲ
Ｆ信号としてアンテナ１７から送信され、ＯＦＤＭ受信
装置２０により受信される。

【００３６】ＯＦＤＭ受信装置２０は、例えばフィル
タ、増幅器、スイッチ等からなる無線周波数信号処理段
２２に接続されたアンテナ２１を備える共通受信経路か
らなり、無線周波数信号処理段２２により処理された信
号は、第１のダウンコンバータ２３に供給され、この第
１のダウンコンバータ２３により中間周波数信号にダウ
ンコンバートされる。その後、ＩＦ信号は、ｎダウンコ
ンバータ２４によりさらにダウンコンバートされた後、
Ａ／Ｄコンバータ２５でデジタル信号に変換される。こ
のデジタル信号は、周波数調整回路２６に供給され、後
述する周波数調整処理が行われた後、ＯＦＤＭ復調器２
７に供給される、ＯＦＤＭ復調器２７は、ＯＦＤＭ復調
処理を行い、復調した信号をＯＦＤＭ受信段２８に供給
する。

【００３７】ＯＦＤＭ受信装置２０はさらに、表面弾性
波（surface acoustic wave：以下、ＳＡＷという。）
チャープフィルタ回路２９を備える。ＳＡＷチャープフ
ィルタ回路２９には、ＲＦ段２２から無線周波数信号が
供給され、あるいは、ダウンコンバータ２３か中間周波
数信号が供給される。もしくは、ＳＡＷチャープフィル
タ回路２９には、アンテナ２１が受信した信号を増幅器
３０により増幅した後に供給してもよく、アンテナ２１
が受信した信号を直接供給してもよい。

【００３８】ＳＡＷチャープフィルタ回路２９は、周波
数調整回路２６に制御信号を供給して、周波数調整回路
２６の動作を制御する。また、ＳＡＷチャープフィルタ
回路２９は、ＯＦＤＭ復調器２７に制御信号を供給し、
シンボルタイミング等を制御する。さらに、ＳＡＷチャ
ープフィルタ回路２９は、電力供給／制御回路３１に制
御信号を供給し、これにより受信機内の全てのモジュー
ルをスリープモードに設定し、あるいは電力をオフにす
ることができる。ここでオフにされる電力は、チャープ
信号の検出には必要ではない電力であり、これらの電力
は、チャープ信号が受信された場合にオンにされる。

【００３９】図１に示すように、ＳＡＷチャープフィル
タ回路２９が、第１のダウンコンバータ２３から出力さ
れたＩＦ信号を受信する場合、電力供給／制御３１は、
図１において一点鎖線で囲まれたブロック、すなわち、
ＯＦＤＭ受信段２８と、ＯＦＤＭ復調器２７と、周波数
調整回路２６と、Ａ／Ｄコンバータ２５と、ｎダウンコ
ンバータ２４（混合及び増幅器を含む）とに供給される
電力をオフに切り換えることができる。一方、ＳＡＷチ
ャープフィルタ回路２９が、無線周波数信号処理段２２
からの無線周波数信号を受信する場合、電力供給／制御
回路３１により、上述のブロックに加えて第１のダウン
コンバータ２３もオフに切り換えることができる。さら
に、ＳＡＷチャープフィルタ回路２９が、アンテナ２１
から直接又はアンテナ２１から増幅器３０を介して無線
周波数信号を受信する場合、さらに無線周波数信号処理
段２２もオフに切り換えることができる。

【００４０】好ましい実施の形態においては、ＳＡＷチ
ャープフィルタ回路２９は、能動圧電半導体上に能動高
周波素子とともに一体に形成する。能動圧電半導体とし
ては、例えば５〜６ＧＨｚ等の非常に高い周波数帯域で
動作する無線ホームネットワークの能動回路部品に用い
て好適な材料であるＧａＡｓ等を材料とすることができ
る。ＳＡＷチャープフィルタ回路２９は、例えば、適切
な信号処理技術を用いて、例えばスリープモードの解除
（起動）等の電力の制御、シンボルタイミングの制御、
及び搬送周波数の調整等を行う制御信号を発生する。

【００４１】図２は、本発明を適用した受動相関器の第
１の実施例として、シンボルタイミング及び周波数調整
のための単一ＳＡＷチャープフィルタ回路２９ａを示
す。単一ＳＡＷチャープフィルタ回路２９ａは、受動相
関器として用いられ、受信した単一のチャープ信号を検
出する。このチャープ信号は、図３に示すようなアップ
チャープ信号、すなわち、チャープ期間Ｔの開始から終
了までの間に周波数が連続的に高くなるような信号であ
ってもよく、逆に、チャープ期間Ｔの開始から終了まで
の間に周波数が連続的に低くなるダウンチャープ信号で
あってもよい。図２には、時間とともに周波数が高くな
るアップチャープ信号を受信信号として示す。

【００４２】この受信信号がフィルタのインパルス応
答、すなわち、フィルタに組み込まれた対応する固定コ
ードに整合している場合、例えば図２に示すＳＡＷチャ
ープフィルタ３２の出力に示すような相関ピークが発生
する。このＳＡＷチャープフィルタ３２を用いれば、信
号相関のためのさらなる信号や電力は必要ない。また、
信号処理はリアルタイムに行われ、出力信号はハイピー
クと副ローブとの比によって特徴付けられる。

【００４３】エンベロープ検波器３３によるスクエアフ
ィルタリング及びローパスフィルタリング等の適切な信
号処理の後、エンベロープ検波器３３から図２に示すよ
うなエンベロープ信号が出力される。エンベロープ信号
は、微分回路３４に供給される。微分回路３４は、エン
ベロープ信号を例えば閾値おいて測定するなどして微分
する。微分されたエンベロープ信号は、周波数調整に使
用される。さらに、エンベロープ信号は閾値検出器３５
により検波され、閾値検出器３５は、このエンベロープ
信号に基づいてシンボルタイミング及び電力を制御する
ための制御信号を生成する。

【００４４】図４は、図１に示すＳＡＷチャープフィル
タ回路２９の第２の構成例を示す。図４に示すＳＡＷチ
ャープフィルタ回路２９ｂは、シンボルタイミング及び
周波数調整のための二重ＳＡＷチャープフィルタ回路に
より構成される。この二重ＳＡＷチャープフィルタ回路
２９ｂも、図２に示す単一ＳＡＷチャープフィルタ回路
２９ａと同様に、図１に示す電力供給／制御回路３１を
制御する制御信号を発生する。

【００４５】この実施例においては、図４に示すよう
に、受信信号には、アップチャープ信号及びダウンチャ
ープ信号が重畳されている。アップチャープ信号及びダ
ウンチャープ信号は、それぞれＳＡＷアップチャープフ
ィルタ４１及びＳＡＷダウンチャープフィルタ４２に別
々に供給される。両フィルタは、並行して動作し、ま
た、アップチャープ信号又はダウンチャープ信号のいず
れかを検出することができ、図２で説明した第１の実施
例においてはアップチャープ信号を検出するＳＡＷチャ
ープフィルタ３２と基本的に同様に動作する。温度変化
に対する安定性を保つために、ＳＡＷアップチャープフ
ィルタ４１及びＳＡＷダウンチャープフィルタ４２は同
一の基板上に形成することが望ましい。

【００４６】ＳＡＷアップチャープフィルタ４１とＳＡ
Ｗダウンチャープフィルタ４２は、それぞれ、受信信号
が各フィルタに組み込まれた固定コードに合致する場合
に相関ピークを有する各相関信号を出力する。図４にお
いては、ＳＡＷアップチャープフィルタ４１の相関ピー
クのみを示す。ＳＡＷアップチャープフィルタ４１の相
関信号は、エンベロープ検波器４３に入力され、ＳＡＷ
ダウンチャープフィルタ４２の相関信号は、エンベロー
プ検波器４４に入力される。これにより、図３に示すよ
うな２つのエンベロープ信号が得られる。

【００４７】この２つのエンベロープ信号に基づいて、
微同期回路４５は、周波数を微調整するための制御信号
を生成し、この制御信号を図１に示す周波数調整回路２
６に供給する。

【００４８】エンベロープ検波器４３により検波された
エンベロープ信号は、閾値検出器４６に供給され、エン
ベロープ検波器４４により検波されたエンベロープ信号
は、閾値検出器４７に供給される。閾値検出器４６，４
７は、それぞれ検出した閾値を示す信号を時間比較器４
８に供給する。時間比較器４８は、これら２つの閾値の
発生時間差に基づいて、シンボルタイミングを粗調整す
るための制御信号を生成し、この制御信号を図１に示す
ＯＦＤＭ復調器２７に供給する。

【００４９】検出されたアップチャープ信号とダウンチ
ャープ信号との時間差は、上述の受信周波数と送信（中
心）周波数の関数である。相関ピークが接近しているほ
ど、両周波数の整合は良好である。ピークの発生時間
は、オフセットの符号が正であるか負であるかによって
異なり、例えば、送信周波数が受信周波数より低い場
合、第１のピークは、アップチャープフィルタにより生
成され、第２のピークは、ダウンチャープフィルタによ
り生成される。逆に、送信周波数が受信周波数より高い
場合、第１のピークは、ダウンチャープフィルタにより
生成され、第２のピークは、アップチャープフィルタに
より生成される。両周波数が同じであれば、２つのピー
クは一致する。このようにして、両信号が接近している
とき、粗シンボルタイミング及び周波数の調整が実現で
きる。両閾値の発生の時間差や、正又は負のオフセット
の示す両閾値の発生の順序に基づいて、微同期回路４５
に必要な制御信号が、閾値検出器４６，４７及び時間比
較器４８を用いて生成される。

【００５０】図４に示す微同期回路４５の構成例を図５
に示す。図４に示すエンベロープ検波器４３から出力さ
れたエンベロープ信号は微分回路５１に供給され、エン
ベロープ検波器４４から出力されたエンベロープ信号
は、微分回路５２に供給される。それぞれ微分された相
関信号、例えば、閾値の相関信号は、比較器５３に供給
され、比較器５３は、微分により得られたこれら２つの
相関信号を比較して周波数微調整のための制御信号を出
力する。

【００５１】両微分相関信号の差は、受信装置周波数と
送信装置周波数間の周波数オフセットの関数である。ア
ップチャープ処理及びダウンチャープ処理、すなわち相
関信号の微分により得られた信号は、信号の大きさ対周
波数オフセットについて逆の特性を有し、例えば、送信
周波数が受信周波数より低い場合、アップチャープ信号
に基づく信号の大きさは大きくなり、ダウンチャープ信
号に基づく信号の大きさは小さくなる。逆に、送信周波
数が受信周波数より高い場合、アップチャープ信号に基
づく信号の大きさは小さくなり、ダウンチャープ信号に
基づく信号の大きさは大きくなる。図５に示す曲線の交
点は、送信周波数と受信周波数とが等しくなる点を示
す。

【００５２】このように微分を用いた手法によれば、図
２で説明した手法に比べ、より高い周波数帯域におい
て、より大きな周波数オフセット範囲に対して精密な周
波数調整を実現できる。

【００５３】本発明に係る無線周波数信号受信装置、周
波数調整方法、電力制御方法及びシンボルタイミング制
御方法は、ＯＦＤＭ方式を用いた無線信号の送受信のみ
に限定されるわけではなく、全ての無線周波数信号送受
信方式に適用でき、この場合も搬送周波数を調整し、受
信装置においてスリープモードを設定し、適切な無線周
波数信号が受信された場合にのみ、高電力消費モードに
切り換えることにより、適切な無線周波数信号が受信さ
れない間の電力消費量を節減することができる。適切な
ＳＡＷフィルタやその他の受動相関器を用いることによ
り、通常の高周波無線周波数帯域における検波も可能で
あり、すなわち、ダウンコンバートを行うことなく、同
期信号を直接検出することができるので、これにより受
信装置のダウンコンバージョン段や無線周波数段をもス
リープモードにすることができる。

【００５４】特に、ＯＦＤＭ送信装置においては、専用
２値シーケンスを用いて、チャープ信号を極めて容易に
生成することができるため、さらなるコード発生器を設
ける必要はない。

【００５５】

【発明の効果】本発明に係る無線周波数信号受信装置
は、アンテナに接続され、所定の同期バースト信号のう
ちの１つの固定コードを記憶し、対応する所定の同期バ
ースト信号が受信される毎に各相関ピークを出力し、搬
送周波数の調整及び／又は無線周波数受信装置内のシン
ボルタイミング及び／又は電力の制御を行う少なくとも
１つの受動相関器を備えるので、消費電力を低減できる
とともに、正確な搬送周波数の調整及びシンボルタイミ
ングの制御を行うことができる。

【００５６】本発明に係る周波数調整方法は、所定の同
期バースト信号のうちの１つの固定コードを記憶し、対
応する所定の同期バースト信号が受信される毎に各相関
ピークを発生させることにより相関信号を生成する受動
相関器により、受信無線周波数信号における各所定の同
期バースト信号を検出し、各相関信号に基づいて無線周
波数信号受信装置の周波数を調整するので、比較的単純
な構成により、無線周波数信号受信装置における搬送波
周波数を正確に調整できる。

【００５７】本発明に係る電力制御方法は、所定の同期
バースト信号のうちの１つの対応する固定コードを記憶
し、対応する所定の同期バースト信号が受信される毎に
各相関ピークを発生させることにより相関信号を生成す
る受動相関器により、受信無線周波数信号における各所
定の同期バースト信号を検出し、相関信号に基づいて、
各所定の同期バースト信号の検出処理中には必要とされ
ない無線周波数信号受信装置の全ての部分に電力を供給
するので、無線周波数信号受信装置の消費電力を低減す
ることができる。

【００５８】本発明に係るシンボルタイミング制御方法
は、所定の同期バースト信号のうちの１つの対応する固
定コードを記憶し、対応する所定の同期バースト信号が
受信される毎に各相関ピークを出力する受動相関器によ
り、受信直交周波数分割多重方式の無線周波数信号にお
ける各所定の同期バースト信号を検出し、各相関信号に
基づいて直交周波数分割多重方式の無線周波数信号受信
装置のシンボルタイミング用の制御信号を出力するの
で、直交周波数分割多重方式を採用した無線周波数信号
受信装置において、正確なシンボルタイミングの制御を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＯＦＤＭ送受信システムのブ
ロック図である。

【図２】ＳＡＷチャープフィルタ回路の第１の実施例を
示す図である。

【図３】チャープ信号の信号特性を示す図である。

【図４】ＳＡＷチャープフィルタ回路の第２の実施例を
示す図である。

【図５】図４に示すＳＡＷチャープフィルタ回路内の微
動器回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

２０ＯＦＤＭ受信装置、２１アンテナ、２２無線
周波数信号処理段、２３ダウンコンバータ、２４ｎダ
ウンコンバータ、２５Ａ／Ｄ変換器、２６周波数調整
回路、２７ＯＦＤＭ復調器、２８ＯＦＤＭ受信段、
２９ＳＡＷチャープフィルタ回路、３０増幅器、３
１電力供給／制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヤノスエンデルラインドイツ連邦共和国ディー−70736 フェルバッハシュトゥットゥガルターシュトラーセ 106 ソニーインターナショナル（ヨーロッパ）ゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツングシュトゥットゥガルトテクノロジーセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの所定の同期バースト信
号が重畳された無線周波数信号を受信するアンテナを備
えた無線周波数信号受信装置において、上記アンテナに接続され、上記所定の同期バースト信号
のうちの１つの固定コードを記憶し、対応する所定の同
期バースト信号が受信される毎に各相関ピークを出力
し、搬送周波数の調整及び／又は無線周波数受信装置内
のシンボルタイミング及び／又は電力の制御を行う少な
くとも１つの受動相関器を備えることを特徴とする無線
周波数信号受信装置。
【請求項２】上記アンテナと上記受動相関器との間に
接続され、上記アンテナが受信した無線周波数信号を上
記受動相関器に供給する無線周波数信号処理手段とを備
える請求項１記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項３】上記無線周波数信号処理手段と上記受動
相関器との間に接続され、上記アンテナから上記無線周
波数処理手段を介して供給される無線周波数信号を中間
周波数信号にダウンコンバートする第１のダウンコンバ
ート手段を備える請求項２記載の無線周波数信号受信装
置。
【請求項４】上記少なくとも１つの受動相関器は、表
面弾性波フィルタであることを特徴とする請求項１乃至
３いずれか１項記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項５】それぞれ上記受動相関器のうちの１つに
接続され、対応する受動相関器から出力された相関信号
のエンベロープ信号を生成する少なくとも１つのエンベ
ロープ検波手段を備える請求項１乃至４いずれか１項記
載の無線周波数信号受信装置。
【請求項６】それぞれが上記エンベロープ検波手段の
うちの１つに接続され、対応するエンベロープ検波手段
から出力されたエンベロープ信号を微分して微分信号を
生成し、該微分信号を周波数調整回路に供給して搬送波
周波数を調整する少なくとも１つの微分手段を備える請
求項５記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項７】それぞれ１つのエンベロープ検波手段に
接続された２つの微分回路に接続され、該２つの微分回
路からそれぞれ供給される２つの微分信号に基づいて、
周波数微調整信号を生成し、該周波数微調整信号を周波
数調整回路に供給して搬送波周波数を微調整することを
特徴とする請求項６記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項８】それぞれ上記エンベロープ検出手段のう
ちの１つに接続され、対応するエンベロープ検出手段か
ら出力されたエンベロープ信号において、エンベロープ
信号が所定閾値より大きくなる時点を示す閾値信号を生
成する少なくとも１つの閾値検出手段を備える請求項５
乃至７いずれか１項記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項９】上記閾値信号は、所定の処理段の切換用
の制御信号として電力供給／制御回路に入力されること
を特徴とする請求項８記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項１０】上記所定の処理段は、受信された無線
周波数信号が中間周波数信号に変換された後の信号経路
に存在する全ての処理段であることを特徴とする請求項
９記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項１１】上記所定の処理段は、上記第１のダウ
ンコンバート手段を含むことを特徴とする請求項１０記
載の無線周波数信号受信装置。
【請求項１２】上記所定の処理段は、上記無線周波数
信号処理回路を含むことを特徴とする請求項１０又は１
１記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項１３】上記閾値信号は、直交周波数分割多重
復調器に供給されてシンボルタイミングを制御すること
を特徴とする請求項８乃至１２いずれか１項記載の無線
周波数信号受信装置。
【請求項１４】２つの上記閾値検出手段から出力され
る２つの上記閾値信号は、時間比較器に供給され、該時
間比較器は、各エンベロープ信号が所定の閾値より大き
くなる各時点の発生時間差を示す信号を直交周波数分割
多重復調器に供給してシンボルタイミングを制御するこ
とを特徴とする請求項８乃至１３いずれか１項記載の無
線周波数信号受信装置。
【請求項１５】２つの上記閾値検出手段から出力され
る２つの上記閾値信号は、時間比較器に供給され、該時
間比較器は、各エンベロープ信号が所定の閾値より大き
くなる各時点の発生時間差を示す信号を周波数調整回路
に供給して搬送波周波数を調整することを特徴とする請
求項８乃至１４いずれか１項記載の無線周波数信号受信
装置。
【請求項１６】上記所定の同期バースト信号は、チャ
ープ信号であることを特徴とする請求項１乃至１５いず
れか１項記載の無線周波数信号受信装置。
【請求項１７】少なくとも１つの所定の同期バースト
信号を含む無線周波数信号を受信する無線周波数信号受
信装置の周波数調整を行う周波数調整方法において、上記所定の同期バースト信号のうちの１つの固定コード
を記憶し、対応する所定の同期バースト信号が受信され
る毎に各相関ピークを発生させることにより相関信号を
生成する受動相関器により、受信無線周波数信号におけ
る各所定の同期バースト信号を検出するステップと、上記各相関信号に基づいて無線周波数信号受信装置の周
波数を調整するステップとを有することを特徴とする周
波数調整方法。
【請求項１８】上記各相関信号のエンベロープ信号を
検出するステップと、上記エンベロープ信号を微分して周波数調整用の制御信
号を生成するステップとを有する請求項１７記載の周波
数調整方法。
【請求項１９】上記各相関信号の各エンベロープ信号
を検出するステップと、上記エンベロープ信号を微分するステップと、上記微分されたエンベロープ信号を比較して周波数調整
用の制御信号を生成するステップとを有する請求項１７
又は１８記載の周波数調整方法。
【請求項２０】上記各相関信号を検波して各エンベロ
ープ信号を生成するステップと、上記エンベロープ信号が所定閾値を超える時点を検出す
るステップと、各エンベロープ信号が上記所定閾値を超える各時点の発
生の時間差を示す周波数調整用の制御信号を生成するス
テップとを有する請求項１７又は１８記載の周波数調整
方法。
【請求項２１】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信された無線周波数信号から直接検出
されることを特徴とする請求項１７乃至２０いずれか１
記載の周波数調整方法。
【請求項２２】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、増幅器により増幅された無線
周波数信号から検出されることを特徴とする請求項１７
乃至２０いずれか１記載の周波数調整方法。
【請求項２３】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理された無線周波数信号から検出されることを特徴
とする請求項１７乃至２０いずれか１記載の周波数調整
方法。
【請求項２４】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理され、ダウンコンバータによりダウンコンバート
された中間周波数信号から検出されることを特徴とする
請求項２３記載の周波数調整方法。
【請求項２５】上記各所定の同期バースト信号は、均
一なパワースペクトル及び／又は高自動相関性能及び／
又は一定の信号振幅を有することを特徴とする請求項２
０乃至２４いずれか１記載の周波数調整方法。
【請求項２６】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ップチャープ信号、ダウンチャープ信号、又は、重畳さ
れたアップチャープ信号及びダウンチャープ信号である
ことを特徴とする請求項２０乃至２５いずれか１記載の
方法。
【請求項２７】少なくとも１つの所定の同期バースト
信号を含む無線周波数信号を受信する無線周波数信号受
信装置の電力を制御する電力制御方法において、所定の同期バースト信号のうちの１つの対応する固定コ
ードを記憶し、対応する所定の同期バースト信号が受信
される毎に各相関ピークを発生させることにより相関信
号を生成する受動相関器により、受信無線周波数信号に
おける各所定の同期バースト信号を検出するステップ
と、上記相関信号に基づいて、上記各所定の同期バースト信
号の検出処理中には必要とされない無線周波数信号受信
装置の全ての部分に電力を供給するための制御信号を出
力するステップとを有することを特徴とする電力制御方
法。
【請求項２８】上記各相関信号を検波してエンベロー
プ信号を生成するステップと、上記エンベロープ信号が所定閾値を超える時点を検出し
て電力供給用の上記制御信号を生成するステップを有す
る請求項２７記載の電力制御方法。
【請求項２９】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信された無線周波数信号から直接検出
されることを特徴とする請求項２７又は２８記載の電力
制御方法。
【請求項３０】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、増幅器により増幅された無線
周波数信号から検出されることを特徴とする請求項２７
又は２８記載の電力制御方法。
【請求項３１】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理された無線周波数信号から検出されることを特徴
とする請求項２７又は２８記載の電力制御方法。
【請求項３２】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理され、ダウンコンバータによりダウンコンバート
された中間周波数信号から検出されることを特徴とする
請求項３１記載の電力制御方法。
【請求項３３】上記各所定の同期バースト信号は、均
一なパワースペクトル及び／又は高自動相関性能及び／
又は一定の信号振幅を有することを特徴とする請求項２
７乃至３２いずれか１記載の電力制御方法。
【請求項３４】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ップチャープ信号、ダウンチャープ信号、又は、重畳さ
れたアップチャープ信号及びダウンチャープ信号である
ことを特徴とする請求項２７乃至３３いずれか１記載の
電力制御方法。
【請求項３５】少なくとも１つの所定の同期バースト
信号を含む直交周波数分割多重方式の無線周波数信号を
受信する直交周波数分割多重方式の無線周波数信号受信
装置におけるシンボルタイミングを制御するシンボルタ
イミング制御方法において、所定の同期バースト信号のうちの１つの対応する固定コ
ードを記憶し、対応する所定の同期バースト信号が受信
される毎に各相関ピークを出力する受動相関器により、
受信直交周波数分割多重方式の無線周波数信号における
各所定の同期バースト信号を検出するステップと、各相関信号に基づいて直交周波数分割多重方式の無線周
波数信号受信装置のシンボルタイミング用の制御信号を
出力するステップとを有するシンボルタイミング制御方
法。
【請求項３６】上記各相関信号を検波してエンベロー
プ信号を生成するステップと、上記エンベロープ信号が所定閾値を超える時点を検出
し、シンボルタイミング用の制御信号を生成するステッ
プとを有することを特徴とする請求項３５記載のシンボ
ルタイミング制御方法。
【請求項３７】上記各相関信号を検波して各エンベロ
ープ信号を生成するステップと、上記エンベロープ信号が所定閾値を超える時点を検出す
るステップと、各エンベロープ信号が上記所定閾値を超える各時点の発
生の時間差を示す信号を発生させて、シンボルタイミン
グ用の制御信号を生成する工程とを有する請求項３５記
載のシンボルタイミング制御方法。
【請求項３８】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信された無線周波数信号から直接検出
されることを特徴とする請求項３５乃至３７いずれか１
記載のシンボルタイミング制御方法。
【請求項３９】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介してされ、増幅器により増幅された無線周波
数信号から検出されることを特徴とする請求項３５乃至
３７いずれか１記載のシンボルタイミング制御方法。
【請求項４０】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理された無線周波数信号から検出されることを特徴
とする請求項３５乃至３７いずれか１記載のシンボルタ
イミング制御方法。
【請求項４１】上記各所定の同期バースト信号は、ア
ンテナを介して受信され、無線周波数信号処理回路によ
り処理され、ダウンコンバータによりダウンコンバート
された中間周波数信号から検出されることを特徴とする
請求項４０記載のシンボルタイミング制御方法。
【請求項４２】上記各所定の同期バースト信号は、均
一なパワースペクトル及び／又は高自動相関性能及び／
又は一定の信号振幅を有することを特徴とする請求項３
５乃至４１いずれか１記載のシンボルタイミング制御方
法。
【請求項４３】上記各所定の同期バースト信号が、ア
ップチャープ信号、ダウンチャープ信号、又は、重畳さ
れたアップチャープ信号及びダウンチャープ信号である
ことを特徴とする請求項３５乃至４２いずれか１記載の
シンボルタイミング制御方法。