JP5146592B2 - 周波数補正回路及び周波数補正方法並びにそれを用いた無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は周波数補正回路及び周波数補正方法並びにそれを用いた無線通信装置に関し、特に移動通信システムに用いられる無線基地局や移動端末などの無線通信装置の受信部に使用される周波数補正方式に関するものである。

セルラ移動通信システムなどの移動通信システムにおいては、移動端末と無線基地局（以下、単に基地局と称す）との間における通信は、無線伝送チャネルを経由して行われる。基地局が同時に複数の移動端末との通信を行うための多重アクセス方式としては、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などが実用化されている。
かかる移動通信システムにおいては、基地局と移動端末との間の固定的な無線周波数ずれなど、受信信号に周波数誤差が存在する場合、通常、基地局及び移動端末では、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）による周波数誤差の補正動作が行われる。ＡＦＣによる周波数誤差の補正動作は、受信信号の周波数誤差を推定して、受信回路の局部発振器の周波数を制御する方法や、受信信号に加える周波数オフセットを制御する方法により実施されている。これらの方法には、主にループ制御が用いられている。
一方、バースト通信など、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が困難な通信方式に対しては異なる方法が提案されている。受信信号に対して、予め用意された複数の固定的な周波数オフセットを付与した後、復調を行ってこの復調信号の中から最適なものを選択する、という方法である（特許文献１参照）。
図６は特許文献２において関連技術として示された周波数補正回路の例を示す機能ブロック図である。図６において、受信アンテナ１０１は通信相手の無線通信装置からの無線信号を受信して、無線受信部１０２へ供給する。この無線受信部１０２は、入力された信号の増幅、無線帯域からベースバンドへの周波数変換、直交検波、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ：アナログ／デシタル）変換などを行い、これらの処理が行われた信号を周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎ（Ｎは１以上の整数）へ出力する。
周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎは、無線受信部１０２から出力された信号と周波数オフセット設定部１０６から出力された信号とを入力として、無線受信部１０２からの信号に対して、周波数オフセットを付与して復調部１０４−１〜１０４−Ｎへそれぞれ出力する。具体的には、周波数オフセット付与部の各々は、無線受信部１０２から出力された信号であるベースバンドのディジタル信号の各シンボルに対して、周波数オフセットに対応する位相回転処理をなすものである。
復調部１０４−１〜１０４−Ｎには、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎからの信号が入力される。復調部は多重された複数のユーザ信号成分から所望のユーザ信号成分の分離、所望のユーザ信号成分のマルチパス成分のタイミング（パス遅延）の検出、選択及びチャネル推定などの処理を行い、復調信号を算出する。これら復調信号は復調信号選択部１０５へ出力される。復調信号選択部１０５は、これら復調信号のなかから最適な復調信号を選択する。
周波数オフセット設定部１０６は、周波数誤差の発生が想定される帯域内を網羅する複数の周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットを決定して周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎへ供給する。
上記の構成により、受信信号の周波数誤差が補正されるので、復調信号の劣化を防ぐことができる。しかし精度良く周波数誤差を補正するためには、周波数誤差の発生が想定される帯域内を細かく網羅することが必要であり、よってＮを大としなければならず、回路規模及び装置コストが増大することになる。
そこで、特許文献２においては、この図６に示した回路を改良した周波数補正回路が提案されている。図７は、この改良された周波数補正回路の一例を示す機能ブロック図であり、図６と同等部分には同一符号をもって示している。
図７においては、図６の構成に、復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１が追加されている。復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１はそれぞれ、復調部１０４−１〜１０４−Ｎのうち複数の復調部から出力される復調信号を入力として、これら複数の復調信号を合成することにより、合成復調信号を算出する。算出された合成復調信号は、復調信号選択部１０５へ供給される。
他の構成は、図６の回路構成と同一であり、その説明は省略する。なお、図７においては、復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１がそれぞれ２つの復調信号を合成する例を示しているが、合成される復調信号の数に制限はない。復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１における復調合成信号の算出方法としては、例えば、周波数オフセットの近接した複数の復調信号をＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ：信号対干渉電力比）に応じて最大比合成する方法がある。
復調信号選択部１０５は、復調部１０４−１〜１０４−Ｎからの復調信号及び復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１からの合成復調信号のなかから、最適な信号を選択するようになっている。
このように構成することにより、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットを、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎや復調部１０４−１〜１０４−Ｎの数に対して、実質的にほぼ２倍用意していることと等価になる。よって、Ｎの数を大とすることなく、周波数補正回路が構成できることになる。
この他関連する技術が記載された文献としては、例えば特許文献３が挙げられる。
特開平７−１７６９９４号公報 特開２００８−２６３４２６号公報 特開２００１−０１６１３５号公報

上述した図６の周波数補正回路においては、先述した様に、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの間隔を十分小さくし、周波数誤差の発生が想定される帯域内を細かく網羅する必要がある。さもないと精度よく受信信号の周波数誤差を補正することができず、復調時の劣化を防ぐことができない、という問題がある。そこで周波数オフセットの間隔を十分小さくしようとすると、周波数オフセット付与部及び復調部を、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの数だけ用意する必要があり、回路規模が増大することになる。
また、図７の周波数補正回路によれば、図６の周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの間隔が大きいことにより復調信号が劣化するという問題を、Ｎの数を大とすることなく改善できる。しかし、図７のものは復調信号合成部を追加する必要があり、回路規模の増大を更に抑圧したいという要求には応えられない。
更に、図６、および図７の周波数補正回路は、復調部におけるチャネル推定時の同相加算長が固定である為、周波数誤差に適した同相加算長を用いることができず、受信信号のチャネル推定精度が劣化し、更には復調信号が劣化するという問題があった。
本発明の目的は、回路規模の増大を更に抑圧しつつ精度良く受信信号の周波数誤差を補正して復調信号の劣化を防止することが可能な周波数補正回路及び周波数補正方法並びにそれを用いた無線通信装置を提供することである。

本発明による周波数補正回路は、複数の周波数誤差に対応する、予め設定された周波数オフセットを、受信した無線信号にそれぞれ付与すると共に、予め設定された複数の同相加算長をそれぞれ用いて復調する復調手段と、前記復調手段により復調された複数の復調信号のなかから１つの復調信号を選択する選択手段とを含む。
本発明による無線通信装置は上記の周波数補正回路を含む。
本発明による周波数補正方法は、複数の周波数誤差に対応する、予め設定された周波数オフセットを、受信した無線信号にそれぞれ付与すると共に、予め設定された複数の同相加算長をそれぞれ用いて復調する復調ステップと、前記復調ステップにより復調された複数の復調信号のなかから１つの復調信号を選択する選択ステップとを含む。

本発明によれば、回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を補正して復調時の劣化を防ぐことが可能であるという効果がある。

本発明の第一の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の第一の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の第三の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の第四の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明に関連する周波数補正回路の一例の機能ブロック図である。 本発明に関連する周波数補正回路の他の例の機能ブロック図である。 本発明の第五の実施の形態の機能ブロック図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態につき説明する。なお、以下の実施の形態においては、位相に情報を載せて無線伝送を行う一般的な多重アクセス方式の移動通信システムにおいて本発明を適用した場合の構成を示すものである。しかし多重アクセス方式によらず、本発明を適用可能である。また、本発明は、移動通信システムの基地局及び移動端末のいずれにも適用可能であり、更には広く無線通信装置に適用可能である。
図１は本発明の第一の実施の形態を示す機能ブロック図であり、図６と同等部分は同一符号をもって示している。図１において、図６の構成との相違点は、同相加算長決定部１０７が追加されている点である。つまり、この同相加算長決定部１０７により決定された同相加算長の情報が、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各々へ供給されていることである。他の構成は図６のものと同一である。
本実施の形態による周波数補正機能は、受信アンテナ部１０１と、無線受信部１０２と、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎと、復調部１０４−１〜１０４−Ｎと、復調信号選択部１０５と、を含んで構成されている。また更に本実施の形態による周波数補正機能は、周波数オフセット設定部１０６と、同相加算長決定部１０７とを含んで構成されている。
受信アンテナ部１０１における受信アンテナ素子の数及び配置の仕方に制限はない。無線受信部１０２は、一般に、ローノイズアンプ、帯域制限フィルタ、ミキサ、局部発振器、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、直交検波器、低域通過フィルタ、ＡＤ変換器などから構成される。本発明において、無線受信部の構成に制限はない。
以下に、図１に示した本発明の第一の実施の形態の動作について、図２のフローチャートをも参照しつつ詳述する。
受信アンテナ部１０１で受信された信号には、各移動端末から送信され複数の無線伝送路チャネルを経由したユーザ信号成分と、干渉信号成分と、熱雑音とが含まれている。また、複数の無線伝送路チャネルを経由することにより、同一ユーザ信号成分でも遅延の異なるマルチパス成分が存在する。
無線受信部１０２は、受信アンテナ部１０１の出力を入力とし（ステップＳ１）、入力信号の増幅、無線帯域からベースバンド（基底帯域）への周波数変換、直交検波、ＡＤ変換などを行い、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎへ出力する（ステップＳ２）。無線受信部１０２の出力と周波数オフセット設定部１０６の各々の出力は周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎに入力される。即ち、無線受信部１０２の出力である受信信号に対して、周波数オフセット設定部１０６の出力である周波数オフセットを付与し（ステップＳ３）、復調部１０４−１〜１０４−Ｎへそれぞれ出力する。
具体的には、無線受信部１０２の出力であるヘースバンドのディジタル受信信号の各シンボルに対して、周波数オフセット設定部１０６の出力である周波数オフセット量に対応する位相回転処理を行う。なお、周波数オフセット設定部１０６の出力である周波数オフセット量としては、予め決められた固定値で良い。また、図１では、周波数オフセット付与部１０３を無線受信部１０２の後段に配置しているが、本発明の周波数補正方法は無線受信部１０２内の局部発振器の周波数を制御する方法によっても実現可能であり、そのような構成、方法も本発明に含まれる。
復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各々には、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎの各出力と同相加算長決定部１０７の出力とが入力される（ステップＳ４）。復調部は多重された複数のユーザ信号成分からの希望するユーザ信号成分の分離、希望するユーザ信号成分のマルチパス成分のタイミング（パス遅延）の検出／選択を行い、選択されたタイミングにおける無線伝送路チャネル推定を行う。そして、これら各復調部は、チャネル推定結果を用いて受信信号の無線伝送路変動成分を取り除き、復調信号を算出する（ステップＳ５）。これら復調信号の各々は復調信号選択部１０５へ出力されることになる。
ここで、多重された複数のユーザ信号成分から希望するユーザ信号成分を分離する方法、パス遅延の検出／選択方法及び検出／選択されるパス遅延の数などには、制限はない。パス遅延の検出方法の例として、希望するユーザ信号に一定区間（スロット）毎に含まれる既知シンボル（パイロットシンボル等）を用いてパス遅延の検出を行う方法が挙げられる。また、全ユーザ共通の信号に一定区間毎に含まれる既知シンボルを用いて、パス遅延の検出を行う方法なども適用しうる。
パス遅延の選択方法の例として、予め定められた選択基準に従い、基準を満たすパス遅延を選択する方法が挙げられる。選択基準の例を以下に示す。
（１）希望するユーザ信号成分の大きな上位Ｍ（Ｍは１以上の整数）個のパス遅延を選択。
（２）希望するユーザ信号の信号対干渉電力比（ＳＩＲ）の大きな上位Ｍ個のパス遅延を選択。
（３）希望するユーザ信号成分が閾値よりも大きなパス遅延を選択。
（４）希望するユーザ信号の信号対干渉電力比が閾値よりも大きなパス遅延を選択。
また、無線伝送路チャネル推定とは、受信信号の無線伝送路による位相変動量を推定することである。無線伝送路チャネル推定方法の例としては、希望するユーザ信号に一定区間（スロットなど）毎に含まれる既知シンボル（パイロットシンボル等）を用いて推定を行う方法が挙げられる。また全ユーザ共通の信号に一定区間毎に含まれる既知シンボルを用いて推定を行う方法などもある。
ここで、無線伝送路チャネル推定の精度向上のために、連続する複数のチャネル推定結果をベクトル（複素）加算することを同相加算という（特許文献３参照）。同相加算はシンボル単位で行われる場合や、スロット単位で行われる場合があり特に制限はない。また、その長さ、すなわち同相加算長に特に制限はない。但し、同相加算長を大きくすると、周波数誤差の小さな受信信号のチャネル推定精度は向上するが、周波数誤差の大きな受信信号のチャネル推定精度が著しく劣化する、すなわちチャネル推定可能な周波数帯域が狭くなることが知られている。
これは、周波数誤差によるチャネル推定結果の位相回転のため、同相加算の効果を得にくくなることが原因である。最悪の場合、二つのチャネル推定結果の位相差が１８０度に近づくと互いのベクトル成分を打ち消しあってしまう。一方、同相加算長を小さくすると、同相加算によるチャネル推定精度向上の効果は減少するが、周波数誤差の大きな受信信号のチャネル推定が可能になる、すなわちチャネル推定可能な周波数帯域は広くなる。
そこで、同相加算長決定部１０７では、上記の説明に基づき、例えば、統計的に周波数誤差発生確率の高い周波数オフセットには大きな同相加算長を設定することによりチャネル推定精度の向上を図ることができる。また、その他の周波数オフセットにおいては、小さな同相加算長を設定することによりチャネル推定可能な周波数帯域を広くすることができる。
この場合、大きな同相加算長を設定した周波数オフセットに於いては、周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔は狭く設定する。逆に、小さな同相加算長を設定した周波数オフセットに於いては、周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔は広く設定する。
こうすることにより、もっともらしい周波数誤差の受信信号に対しては高いチャネル推定精度を実現しつつ、周波数誤差の発生が想定される帯域内を網羅し、なおかつ、周波数オフセット付与部及び復調部の数（Ｎ）を節約することができる。
また、例えば、移動端末が見通し環境で基地局に向かって、あるいは基地局から離れるように高速で移動している場合などは、受信信号の見かけの周波数誤差（ドップラ周波数）の単位時間当りの変動量が大きくなるため、同相加算長決定部１０７では同相加算長を小さくする制御を行うのがよい。これにより、周波数オフセット付与部及び復調部の数（Ｎ）を節約しつつ、ドップラ周波数変動の大きい受信信号に対して精度良くチャネル推定を行うことが可能となる。周波数オフセット付与部及び復調部の数は一組でも良い。
復調信号選択部１０５は、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各出力である復調信号を入力とし、これら復調信号の中から、最適な復調信号を選択する（ステップＳ６）。ここで、選択方法に制限はない。選択方法の例として、最も信号対干渉電力比の大きな復調信号を選択する方法が挙げられる。
また、上記の最適な復調信号選択において、同相加算長の異なる復調信号を比較する際に、同相加算長を考慮した補正を行うことで、信号選択精度を上げる方法も、本発明に含まれる。ここで、補正の方法に制限はないが、一例として、同相加算長の逆数を乗算する方法が挙げられる。
周波数オフセット設定部１０６は、同相加算長決定部１０７において決定される同相加算長、すなわちチャネル推定可能な周波数帯域を考慮しつつ周波数オフセットの設定値を決定する。
例えば前述の様に、大きな同相加算長を設定した周波数オフセットに於いては、周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔は狭く設定する。逆に、小さな同相加算長を設定した周波数オフセットに於いては、周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔は広く設定する。
この様にして周波数誤差の発生が想定される帯域内を網羅する複数の周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットを決定し、周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎの各々へ出力する。なお、図１の例では、Ｎ個の例を挙げているが、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの数に制限はない。
同相加算長決定部１０７は、チャネル推定可能な周波数帯域に対応した同相加算長を決定し、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各々へ出力する。同相加算長の決定方法に制限はない。例えば、周波数誤差の単位時間当りの変動量に反比例するように同相加算長を決定する方法がある。決定する同相加算長の数は周波数オフセットの数Ｎと等しい。
なお、周波数オフセット設定部１０６から複数の復調部に対して共通な周波数オフセットを設定し、同相加算長決定部１０７から上記複数の復調部に対してそれぞれ異なる同相加算長を設定することもできる。これにより、特に見かけの周波数誤差の単位時間当りの変動量が大きい場合のチャネル推定の精度を更に向上させることも可能である。
以上の構成、動作から、図１の例では、同相加算長が一定の場合と比較して、次のような効果が得られる。即ち、もっともらしい周波数誤差の受信信号に対しては高いチャネル推定精度を実現しながら、周波数誤差が発生する可能性のある帯域を網羅しつつ、固定周波数オフセット付与部及び復調部の数を減らすことが可能となる。また、見かけの周波数誤差の単位時間当りの変動量が大きい場合でも、周波数オフセット付与部及び復調部の数を節約しつつ、精度良くチャネル推定を行うことが可能となる。
従って、本実施形態により、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が困難な通信方式に対して、回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を補正し、復調時の劣化を防ぐことができる。また、ループ制御を用いたＡＦＣと比較して、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が収束していない場合でも、回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を補正し、復調時の劣化を防ぐことができる。更に、見かけの周波数誤差の単位時間当りの変動量が大きい場合でも、回路規模の増大を抑えつつ、復調時の劣化を防ぐことができる。
図３は本発明の第二の実施の形態を示す機能ブロック図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。図１に示した第一の実施の形態と比較すると、周波数誤差算出部１０８が追加され、この周波数誤差算出部１０８の出力であるユーザ周波数誤差が周波数オフセット設定部１０６及び同相加算長決定部１０７へそれぞれ入力されている。他の構成は図１のそれと同等である。
周波数誤差算出部１０８は、復調信号選択部１０５の出力である最適な復調信号に対応する周波数オフセット情報を入力とし、最適な復調信号に対応するユーザ周波数誤差を算出し、周波数オフセット設定部１０６及び同相加算長決定部１０７へそれぞれ出力する。
ここで、最適な復調信号に対応するユーザ周波数誤差の算出方法に制限はない。最適な復調信号に対応する周波数誤差の算出方法の例として、最適な復調信号の信号対干渉電力比と近接する周波数オフセットにおける復調信号の信号対干渉電力比との差、あるいは比を用いる方法が挙げられる。
例えば、隣り合う二つの周波数オフセットにおいて、同じ、あるいは近接したパス遅延の復調信号の信号対干渉電力比を比較し、ほぼ１：１だったとすると、ユーザ周波数誤差は、比較した２つの周波数オフセットの中間付近であった可能性が高い。また、隣接する周波数オフセットに同じ、あるいは近接したパス遅延の復調信号が存在しなかった場合は、最適な復調信号として選択された周波数オフセットが求めるユーザ周波数誤差であった可能性が高い。
具体的な例としては、隣り合う二つの周波数オフセットＡ，Ｂ（ここで、Ａ＜Ｂとする）における、同じパス遅延の復調信号の信号対干渉電力比がそれぞれＳＩＲ＿Ａ，ＳＩＲ＿Ｂであったとする。その場合、最適な復調信号として選択された、最大の信号対干渉電力比の復調信号の周波数オフセットとしてＡが選択され、かつＳＩＲ＿Ｂ／ＳＩＲ＿Ａが０．６７以下の場合には、求める周波数誤差はＡであったと判断する。また、ＳＩＲ＿Ｂ／ＳＩＲ＿Ａが０．６７より大きくかつ１以下の場合には、（Ａ＋Ｂ）／２として算出された値が求める周波数誤差であると判断する。なお、最大の信号対干渉電力比の復調信号の周波数オフセットがＡであるため、ＳＩＲ＿Ｂ／ＳＩＲ＿Ａが１より大きくなることはない。
周波数オフセット設定部１０６には、周波数誤差算出部１０８の出力であるユーザ周波数誤差が入力される。周波数オフセット設定部１０６では同相加算長決定部１０７において決定される同相加算長、すなわちチャネル推定可能な周波数帯域を考慮しながら、入力されたユーザ周波数誤差近傍に限定された固定的な周波数オフセットを決定する。決定された周波数オフセットは周波数オフセット付与部１０３−１〜１０３−Ｎの各々へ出力する。
同相加算長決定部１０７は、周波数誤差算出部１０８の出力であるユーザ周波数誤差を入力とし、チャネル推定可能な周波数帯域に対応した同相加算長を決定し、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各々へ出力する。
このように、最適な復調信号に対応するユーザ周波数誤差を算出し、周波数オフセット及び同相加算長として反映することにより、周波数誤差の補正動作の収束を短時間で実現できる。また、ループ制御を用いたＡＦＣと比較して、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が収束していない場合でも、回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を推定することができる。
次に、本発明の第三の実施の形態について、図４を参照して説明する。本実施の形態は、図７に示した周波数補正回路を改良したものである。図１及び図７との同等な部分には同一符号が割り当てられている。
図１の例と比較すると、図７の例には新たに復調部の各出力である復調信号を入力とする複数の復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１が追加されている。これら復調信号合成部の各出力である合成復調信号は、各復調部の復調信号と同様に、周波数オフセット設定部１０５に入力されている。
復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１の各々は、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各出力のうち、任意の複数のものを入力とし、複数の復調信号から合成復調信号を算出する（図の例では、隣接する２つの復調部の各出力を入力として示している）。
これら復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１による各合成復調信号は、復調信号選択部１０５へ出力される。図４では、二つの復調信号を合成する例を挙げているが、合成する復調信号の数に制限はない。また、合成復調信号の算出方法に制限はない。合成復調信号の算出方法の例として、周波数オフセットの近接した複数の復調信号を信号対干渉電力比に応じて最大比合成する方法が挙げられる。
合成復調信号の算出方法としては、復調部で検出／選択したパス遅延情報を用い、パス遅延の一致した復調信号のみを合成する、としても良い。また、合成復調信号の算出方法として、復調部で検出／選択したパス遅延情報を用い、パス遅延の近接した復調信号のみを合成するとしても良い。更に、合成復調信号の算出の際に、周波数オフセット間隔に応じた相関係数を用いて補正を行うこともできる。
復調信号選択部１０５は、復調部１０４−１〜１０４−Ｎの各出力である復調信号と、復調信号合成部１０９−１〜１０９−Ｎ−１の各出力である合成復調信号とを入力とし、これら復調信号及び合成復調信号の中から、最適な復調信号を選択する。ここで、選択方法に制限はない。選択方法の例として、最も信号対干渉電力比の大きな復調信号あるいは合成復調信号を選択する方法が挙げられる。
以上の構成、動作から、図４の例では、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットを、固定周波数オフセット付与部及び復調部の数Ｎに対して、実質的にほぼ２倍用意していることになる。よって、本発明により、固定周波数オフセット付与部及び復調部の数Ｎを増やさずに、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの数を増やすことができる。なお、図７の構成に比べても、Ｎを増やさずに、周波数誤差に対応する固定的な周波数オフセットの数を増やすことができるので、実質的な周波数オフセットの数を同数にするならば、Ｎの数をほぼ半減させることができ、更なる回路規模の削減が図れる。
なお、復調信号合成部は、主にディジタル信号の加算を中心とした回路構成で実現可能であり、固定周波数オフセット付与部及び復調部と比較すると、その回路規模は小さい。従って、本実施形態により、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が困難な通信方式に対して、更に回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を補正し、復調時の劣化を防ぐことができる。また、ループ制御を用いたＡＦＣと比較して、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が収束していない場合でも、更に回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を補正し、復調時の劣化を防ぐことができる。更に、見かけの周波数誤差の単位時間当りの変動量が大きい場合でも、更に回路規模の増大を抑えつつ、復調時の劣化を防ぐことができる。
次に、本発明の第四の実施の形態について、図５を参照しつつ説明する。本例は、図４の例に対して図３に示した周波数誤差算出部１０８を追加したものである。図５において、図１、図３〜図５と同等部分は同一符号により示している。
このように、図３に示した第二の実施の形態と図４に示した第三の実施の形態とを組み合わせることにより、更に回路規模の増大を抑えつつ、周波数誤差の補正動作の収束を短時間で実現することができる。また、ループ制御を用いたＡＦＣと比較して、ループ制御を用いたＡＦＣによる周波数誤差の補正動作が収束していない場合でも、更に回路規模の増大を抑えつつ、精度良く受信信号の周波数誤差を推定することができる。
次に、本発明の第五の実施の形態について、図８を参照しつつ説明する。
図８は本発明の第五の実施の形態を示すブロック図である。
本実施の形態による周波数補正機能は、複数の復調部８０１−１〜８０１−Ｎと、復調信号選択部８０２と、を含んで構成されている。
以下に、図８に示した本発明の第五の実施の形態の動作について詳述する。
複数の復調部８０１−１〜８０１−Ｎには受信信号が入力される。
複数の復調部８０１−１〜８０１−Ｎでは複数の周波数誤差に対応する、予め設定された周波数オフセットを、受信した無線信号にそれぞれ付与すると共に、予め設定された複数の同相加算長をそれぞれ用いて復調する。復調信号選択部８０２では前記復調手段により復調された複数の復調信号のなかから１つの復調信号を選択し、ユーザ復調信号として出力される。
以上の構成、動作から、図８の例では、同相加算長が一定の場合と比較して、次のような効果が得られる。即ち、異なる同相加算長を用いることにより、周波数オフセットを不等間隔に設定できる。そのため、もっともらしい周波数誤差の受信信号に対しては復調部において高いチャネル推定精度を実現しながら、周波数誤差が発生する可能性のある帯域を網羅しつつ、復調部の数を減らすことが可能となる。また、見かけの周波数誤差の単位時間当りの変動量が大きい場合でも、適した同相加算長にて復調を行っていることにより、復調部でより精度良くチャネル推定を行うことが可能となる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年２月１８日に出願された日本出願特願２００９−０３４６９６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は無線通信装置の受信部に用いられる周波数補正方式に関するもので、産業上の利用可能性を有する。

１０１ アンテナ部
１０２ 無線受信部
１０３−１〜１０３−Ｎ 周波数オフセット部
１０４−１〜１０４−Ｎ 復調部
１０５ 復調信号選択部
１０６ 周波数オフセット設定部
１０７ 同相加算長決定部
１０８ 周波数誤差算出部
１０９−１〜１０９−Ｎ−１ 復調信号合成部

Claims (9)

1. 複数の周波数誤差に対応する、予め設定された周波数オフセットを、受信した無線信号にそれぞれ付与すると共に、予め設定された複数の同相加算長をそれぞれ用いて復調する復調手段と、
   前記復調手段により復調された複数の復調信号のなかから１つの復調信号を選択する選択手段と、を含み、
   大きな前記同相加算長を設定した前記周波数オフセットに於いては、前記周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔を第１の幅に設定し、
   小さな前記同相加算長を設定した前記周波数オフセットに於いては、前記周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔を前記第１の幅より広い第２の幅に設定する、
   ことを特徴とする周波数補正回路。
2. 前記複数の復調信号のなかから任意の数の復調信号を合成復調信号として合成する手段を更に含み、
   前記選択手段は、前記複数の復調信号と前記合成復調信号とのなかから１つの復調信号を選択することを特徴とする請求項１記載の周波数補正回路。
3. 前記選択手段により選択された信号の周波数オフセットに基づいて前記周波数誤差を算出し、この算出された周波数誤差に基づいて前記受信信号に付与する周波数オフセット及び同相加算長をそれぞれ決定することを特徴とする請求項１または２記載の周波数補正回路。
4. 前記周波数誤差の算出方法は、近接する周波数オフセットにおける復調信号同士の信号対干渉電力比との差、あるいは比を用いることを特徴とする請求項１乃至３記載の周波数補正回路。
5. 前記復調信号選択部は、最も信号対干渉電力比の大きな復調信号あるいは合成復調信号を選択することを特徴とする請求項１乃至４記載の周波数補正回路。
6. 請求項１乃至５いずれか記載の周波数補正回路を含むことを特徴とする無線通信装置。
7. 複数の周波数誤差に対応する、予め設定された周波数オフセットを、受信した無線信号にそれぞれ付与すると共に、予め設定された複数の同相加算長をそれぞれ用いて復調する復調ステップと、
   前記復調ステップにより復調された複数の復調信号のなかから１つの復調信号を選択する選択ステップと、を含み、
   大きな前記同相加算長を設定した前記周波数オフセットに於いては、前記周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔を第１の幅に設定し、
   小さな前記同相加算長を設定した前記周波数オフセットに於いては、前記周波数オフセット付与後の隣接する周波数同士の間隔を前記第１の幅より広い第２の幅に設定する、
   ことを特徴とする周波数補正方法。
8. 前記複数の復調信号のなかから任意の数の復調信号を合成復調信号として合成するステップを更に含み、
   前記選択ステップは、前記複数の復調信号と前記合成復調信号とのなかから１つの復調信号を選択することを特徴とする請求項７記載の周波数補正方法。
9. 前記選択ステップにより選択された信号の周波数オフセットに基づいて前記周波数誤差を算出し、この算出された周波数誤差に基づいて前記受信信号に付与する周波数オフセット及び同相加算長をそれぞれ決定することを特徴とする請求項７または８記載の周波数補正方法。

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