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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5871841
(24)【登録日】2016年1月22日
(45)【発行日】2016年3月1日
(54)【発明の名称】キャリア周波数オフセット補正方法及び装置
(51)【国際特許分類】
H04J 11/00 20060101AFI20160216BHJP
【ＦＩ】
H04J11/00 Z
【請求項の数】12
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2013-41054(P2013-41054)
(22)【出願日】2013年3月1日
(65)【公開番号】特開2014-171045(P2014-171045A)
(43)【公開日】2014年9月18日
【審査請求日】2015年6月30日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２４年度、総務省、超高速近距離無線伝送技術等の研究開発の委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100119552
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 公秀
(74)【代理人】
【識別番号】100138771
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 将明
(72)【発明者】
【氏名】白川 佳則
【審査官】
羽岡 さやか
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００４−１０４７４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００９／１５４２７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
特表２０１２−５１９９８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００８／０４７７７６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｊ １１／００
Ｈ０４Ｌ ２７／００−２７／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得し、
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、
前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行い、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、
前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行い、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項2】
受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得し、
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、
前記残留シンボル同期ずれの補正、及び前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、
前記残留シンボル同期ずれの補正、及び前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
前記位相誤差の推定において、前記複数の誤差ベクトルをベクトルから位相に変換し、変換後の位相にアンラッピング処理を施し、直線近似を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
前記位相誤差の推定において、前記複数の誤差ベクトルをベクトルから位相に変換し、変換後の位相にアンラッピング処理を施し、直線近似を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
時間領域における前記残留キャリア周波数オフセットの補正において、前記位相誤差のオフセットを位相からベクトルに変換し、変換後のベクトルの共役の複素数を補正値とし、前記補正値と時間領域の受信信号とを複素乗算することにより、残留キャリア周波数オフセットを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
時間領域における前記残留キャリア周波数オフセットの補正において、前記位相誤差のオフセットを位相からベクトルに変換し、変換後のベクトルの共役の複素数を補正値とし、前記補正値と時間領域の受信信号とを複素乗算することにより、残留キャリア周波数オフセットを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項5】
請求項１または請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
時間領域における前記残留キャリア周波数オフセットの補正において、前記位相誤差のオフセットを−１倍した位相を補正値とし、前記補正値と時間領域の受信信号と合わせてＣＯＲＤＩＣ演算することにより、残留キャリア周波数オフセットを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
時間領域における前記残留キャリア周波数オフセットの補正において、前記位相誤差のオフセットを−１倍した位相を補正値とし、前記補正値と時間領域の受信信号と合わせてＣＯＲＤＩＣ演算することにより、残留キャリア周波数オフセットを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項6】
請求項１に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
周波数領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、前記位相誤差の傾きと周波数に対応した係数とを乗算して各周波数のシンボル同期ずれ量を求め、周波数ごとに、前記シンボル同期ずれ量を位相からベクトルに変換し、変換後のベクトルの共役の複素数を補正値とし、前記補正値と周波数領域の受信信号とを複素乗算することにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
周波数領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、前記位相誤差の傾きと周波数に対応した係数とを乗算して各周波数のシンボル同期ずれ量を求め、周波数ごとに、前記シンボル同期ずれ量を位相からベクトルに変換し、変換後のベクトルの共役の複素数を補正値とし、前記補正値と周波数領域の受信信号とを複素乗算することにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項7】
請求項１に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
周波数領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、前記位相誤差の傾きと周波数に対応した係数とを乗算して各周波数のシンボル同期ずれ量を求め、周波数ごとに、前記シンボル同期ずれ量を−１倍した位相を補正値とし、前記補正値と周波数領域の受信信号と合わせてＣＯＲＤＩＣ演算することにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
周波数領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、前記位相誤差の傾きと周波数に対応した係数とを乗算して各周波数のシンボル同期ずれ量を求め、周波数ごとに、前記シンボル同期ずれ量を−１倍した位相を補正値とし、前記補正値と周波数領域の受信信号と合わせてＣＯＲＤＩＣ演算することにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項8】
請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
時間領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、同期補正を行うフィルタを用い、前記位相誤差の傾きをシンボル同期ずれ量に変換し、前記シンボル同期ずれ量に対応するフィルタ係数を選択し、時間領域の受信信号を前記フィルタに通過させることにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
時間領域における前記残留シンボル同期ずれの補正において、同期補正を行うフィルタを用い、前記位相誤差の傾きをシンボル同期ずれ量に変換し、前記シンボル同期ずれ量に対応するフィルタ係数を選択し、時間領域の受信信号を前記フィルタに通過させることにより、残留シンボル同期ずれを補正する、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項9】
請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
時間領域において、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を行った後、前記残留シンボル同期ずれの補正を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
時間領域において、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を行った後、前記残留シンボル同期ずれの補正を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項10】
請求項２に記載のキャリア周波数オフセット補正方法であって、
時間領域において、前記残留シンボル同期ずれの補正を行った後、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
時間領域において、前記残留シンボル同期ずれの補正を行った後、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を行う、キャリア周波数オフセット補正方法。
【請求項11】
受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得する信号抽出部と、
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、
前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行う残留シンボル同期ずれ補正部と、
周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、
を有するキャリア周波数オフセット補正装置。
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、
前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行う残留シンボル同期ずれ補正部と、
周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、
を有するキャリア周波数オフセット補正装置。
【請求項12】
受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得する信号抽出部と、
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、
周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、
前記残留シンボル同期ずれの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う時間領域残留シンボル同期ずれ補正部と、
を有するキャリア周波数オフセット補正装置。
前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、
前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、
周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、
前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、
前記残留シンボル同期ずれの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う時間領域残留シンボル同期ずれ補正部と、
を有するキャリア周波数オフセット補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線通信装置に適用されるキャリア周波数オフセット補正方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信システムにおいては、送信機と受信機の間に発生する、キャリア周波数誤差補正、及びシンボル同期ずれ補正が行われる。例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）の無線通信方式に対応した無線通信装置では、キャリア周波数誤差の補正方法として、通常、粗い周波数補正、及び粗いシンボル同期ずれ補正を行った後、残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれにより生じる位相誤差を補正する方法が採用されている。
【0003】
従来の位相誤差補正方法の例として、例えば特許文献１、２に示されるものがある。この従来例は、残留キャリア周波数オフセットと残留シンボル同期ずれを補正するために、キャリア周波数オフセット推定部によって残留キャリア周波数オフセットを求めた後、位相誤差補正部に補正値をフィードバックさせて補正を行う例である。また、周波数補正部に補正値をフィードバックさせて補正を行う例、あるいはＲＦ処理部に補正値をフィードバックさせて補正を行う例もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１２−５１９９８６号公報
【特許文献2】国際公開第２００８／０４７７７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来例のように補正値をフィードバックさせて補正を行う方法では、残留キャリア周波数オフセットの補正がフィードバック後に反映されるため、高速伝送を行う無線通信システムに適用した場合、受信データのヘッダに補正が間に合わないことがある。特に、ミリ波帯を使用する無線通信規格ＷｉＧｉｇ（登録商標、以下同様）（Wireless Gigabit）では、プリアンブル期間の時間が短いため、受信データのヘッダ先頭から残留キャリア周波数オフセットの補正が反映されず、ヘッダを正しく復調できない課題が生じる。
【0006】
本開示の目的は、キャリア周波数オフセットを適切に補正でき、受信データを正しく復調可能にするキャリア周波数オフセット補正方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のキャリア周波数オフセット補正方法は、受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得し、前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行い、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う。
【0008】
本開示のキャリア周波数オフセット補正方法は、受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得し、前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得て、前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求め、前記残留シンボル同期ずれの補正、及び前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う。
【0009】
本開示のキャリア周波数オフセット補正装置は、受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得する信号抽出部と、前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、前記残留シンボル同期ずれの補正を周波数領域において行う残留シンボル同期ずれ補正部と、周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、を有する。
【0010】
本開示のキャリア周波数オフセット補正装置は、受信部において、粗いキャリア周波数オフセット補正、粗いシンボル同期ずれ補正の後、特定の参照信号を有する送信信号を受信した受信信号の中から、前記特定の参照信号を抽出して、周波数領域の受信参照信号を取得する信号抽出部と、前記周波数領域の受信参照信号と前記送信信号における特定の参照信号を周波数領域で表した送信参照信号とを周波数ごとに比較して複数の誤差ベクトルを得る誤差ベクトル算出部と、前記複数の誤差ベクトルから、周波数領域における直線近似による位相誤差を推定し、位相誤差の傾きを残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットを残留キャリア周波数オフセットとして求める残留位相誤差算出部と、周波数領域の前記受信信号を時間領域に変換する周波数−時間変換部と、前記残留キャリア周波数オフセットの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う残留キャリア周波数オフセット補正部と、前記残留シンボル同期ずれの補正を、周波数領域から時間領域に変換した受信信号に対して行う時間領域残留シンボル同期ずれ補正部と、を有する。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、キャリア周波数オフセットを適切に補正でき、受信データを正しく復調可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図2】実施の形態１における位相誤差補正部の構成を示すブロック図
【図3】周波数領域における参照信号ＧＩのスペクトラムと誤差ベクトル算出に用いられる周波数番号を示す図
【図4】誤差ベクトル算出部の構成を示す図
【図5】位相誤差算出部の構成を示す図
【図6】残留シンボル同期ずれ算出部の構成を示す図
【図7】残留シンボル同期ずれ補正部の構成を示す図
【図8】残留キャリア周波数オフセット補正部の構成を示す図
【図9】本実施形態におけるキャリア周波数オフセットの補正タイミングを示す図
【図10】実施の形態２における残留キャリア周波数オフセット補正部の構成を示すブロック図
【図11】実施の形態３における残留シンボル同期ずれ補正部の構成を示すブロック図
【図12】実施の形態４における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図13】実施の形態５における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図14】位相誤差推定部の構成を示す図
【図15】時間領域残留シンボル同期ずれ補正部の構成を示す図
【図16】位相誤差の傾きと残留シンボル同期ずれ補正値との関係を示す図
【図17】補正係数の選択例を示す図
【図18】実施の形態６における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図19】ＷｉＧｉｇに対応した無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図20】ＷｉＧｉｇの信号フォーマットを示す図
【図21】周波数領域における残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれを示す図
【図22】ＳＴＦにおけるＧａ相互相関ピークを示す図
【図23】従来の残留キャリア周波数オフセットの補正方法を用いた無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図
【図24】従来例におけるキャリア周波数オフセットの補正タイミングを示す図
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜本開示の各実施形態の内容に至る経緯＞本開示では、例えば、無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ ８０２．１１ａ、ｇ、ｎのようなＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、あるいはＷｉＧｉｇのようなＳＣ−ＦＤＥ（Single Carrier Frequency Domain Equalizer）など、受信部にＤＦＴ（Discrete Fourier Transformation）及びＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transformation）を含む無線通信装置の例を示す。
【0014】
この種の無線通信装置における、送信機と受信機の間に発生する、残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれにより生じる位相誤差の補正について、以下に説明する。
【0015】
図１９は、ＷｉＧｉｇに対応した無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。図１９に示す無線通信装置は、ＲＦ（Radio Frequency）処理部１、ＡＤＣ（Analog-Digital Converter）部２、ＡＧＣ（Auto Gain Contoroller）部３、同期検出部４、周波数補正部５、Ｓ／Ｐ（serial-parallel）変換部６、ＤＦＴ部７、伝送路補正部８、位相誤差補正部９、ＩＤＦＴ部１０、Ｐ／Ｓ（parallel-serial）変換部１１、復調部１３を有する。
【0016】
ＲＦ処理部１は、アンテナにて受信された無線周波数の受信信号を複素信号のベースバンド信号に変換する。ＡＤＣ部２は、複素信号のベースバンド信号を一定周期でサンプリングし、デジタル複素ベースバンド信号に変換する。ＡＧＣ部３は、ＲＦ処理部１の出力信号レベルを一定に保つよう、ＲＦ処理部１における信号増幅のゲインを制御する。
【0017】
同期検出部４は、複素ベースバンド信号から同期用の既知のプリアンブル信号（後述するＳＴＦ）を検出する。周波数補正部５は、既知のプリアンブル信号（後述するＳＴＦ）を用いてキャリア周波数の誤差を算出し、粗いキャリア周波数オフセットの補正を行う。Ｓ／Ｐ変換部６は、シリアル信号の複素ベースバンド信号をパラレル信号に変換する。ＤＦＴ部７は、粗いキャリア周波数オフセット補正を行った時間領域の複素ベースバンド信号を、同期検出部４によって検出されたプリアンブル信号のタイミングに従った粗いシンボル同期の後、周波数領域の複素信号に変換する。
【0018】
伝送路補正部８は、既知のプリアンブル信号（後述するＣＥＦ）を用いて、送信機と受信機の間の伝送路誤差を補正する。位相誤差補正部９は、既知の参照信号（後述するＧＩ）を用いて、残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれにより生じる残留位相誤差を補正する。
【0019】
ＩＤＦＴ部１０は、位相誤差補正部９から出力される位相誤差補正後の周波数領域の信号を時間領域の複素ベースバンド信号に変換する。Ｐ／Ｓ変換部１１は、ＩＤＦＴ部１０の出力のパラレル信号をシリアル信号に変換する。復調部１３は、ＩＤＦＴ部１０によって時間領域に変換された複素ベースバンド信号を用いて、デジタル変調された信号を復調する。
【0020】
図２０は、ＷｉＧｉｇの信号フォーマットを示す図である。ＷｉＧｉｇの無線通信システムにおいて伝送される信号は、先頭より、ＳＴＦ（Short Training Field）、ＣＥＦ（Channel Estimation Field）、ＧＩ（Guard Interval）、ヘッダ（Ｈｅａｄｅｒ）、…データ部（Ｄａｔａ１、Ｄａｔａ２…）を有する。ここでは、プリアンブル信号としてＳＴＦ、ＣＥＦを有する。
【0021】
ＳＴＦは、図１９のＡＧＣ部３、同期検出部４、周波数補正部５において用いられる既知のプリアンブル信号Ｇａ（１２８シンボル）の１７回の繰り返しである。ＳＴＦの先頭からのＡＧＣ期間においてＡＧＣ部３によるＡＧＣ動作が行われ、残りの粗いＣＦＯ期間において周波数補正部５による粗いキャリア周波数オフセットの算出が行われる。ＳＴＦの最終の１シンボルは同期検出期間であり、同期検出部４によるプリアンブル信号の検出により粗いシンボル同期が行われる。
【0022】
ＣＥＦは、図１９の伝送路補正部８において用いられる、前述のＳＴＦとは異なる既知のプリアンブル信号Ｇａ、Ｇｂ（１２８シンボル）、−Ｇａ、−Ｇｂの９回の繰り返しである。ここで、Ｇａ、Ｇｂは予め規定された符号列である。
【0023】
ヘッダには、変調方式、及び送信シンボル数などの伝送データの属性を示す情報が含まれる。データ部には、伝送したいデータ自体が含まれている。ＧＩは、前述のＳＴＦ、ＣＥＦとは異なる、ヘッダ及びデータ部において一定間隔ごとに繰り返し挿入される既知の参照信号である。ＧＩは、残留ＣＦＯ算出期間として用いられ、位相誤差補正部９による残留キャリア周波数オフセットの算出が行われる。
【0024】
次に、位相誤差補正部９において補正する、残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれについて説明する。キャリア周波数オフセットは、送信機（図示せず）のＲＦ処理部において複素ベースバンド信号を直交変調する際に用いるキャリア周波数と、受信機のＲＦ処理部１において直交復調に用いるキャリア周波数とが微小に異なることを原因とする位相誤差である。
【0025】
周波数補正部５は、キャリア周波数の誤差（粗いキャリア周波数オフセット）を推定して補正を行うが、信号雑音及びキャリアの位相雑音の影響により、キャリア周波数オフセットの推定に誤差が生じるため、位相誤差は残留する。これが残留キャリア周波数オフセットである。
【0026】
残留シンボル同期ずれは、送信機（図示せず）における複素ベースバンド信号を生成するＤＡＣ（Digital Analog Converter）部のサンプリング周波数と、受信機のＡＤＣ部２のサンプリング周波数とが微小に異なることを原因とする位相誤差である。送信機と受信機の間のサンプリング周波数の誤差により、最初期に位相誤差補正を行っても、時間の経過と共に、シンボル同期ずれが残留して累積し、シンボルのタイミング誤差が広がる。このため、継続して位相誤差の補正値を更新し続けて、残留シンボル同期ずれを補正する必要がある。
【0027】
図２１は、周波数領域における残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれを示す図である。図２１において、横軸は周波数を示し、縦軸は位相誤差を−π〜π［ｒａｄ］の範囲で示している。図示されるように、位相誤差は直線性を持つため、位相誤差のオフセット（各周波数の位相誤差の平均、すなわち周波数の平均値におけるオフセット量）は残留キャリア周波数オフセット、位相誤差の傾き（周波数に対する位相誤差の変化量）は残留シンボル同期ずれを表すものとなる。
【0028】
周波数補正部５における粗いキャリア周波数オフセットの算出方法を説明する。図２２は、ＳＴＦにおけるＧａ相互相関ピークを示す図である。図２２は、ＧａのＮ番目（Ｇａ（Ｎ））、Ｎ＋１番目（Ｇａ（Ｎ＋１））、Ｎ＋２番目（Ｇａ（Ｎ＋２））のそれぞれの相互相関ピークを、複素ＩＱ平面上に表したものである。
【0029】
ＧａのＮ番目とＮ＋１番目の相互相関ピークの間には、キャリア周波数オフセットによって位相差があり、同様にＮ＋１番目とＮ＋２番目の間にも位相差がある。この２つの位相差を平均することで、１２８シンボルあたりのノイズ成分を丸めた平均位相差が算出され、１シンボルあたりの位相差が求まる。１シンボルあたりの位相差が粗いキャリア周波数オフセットである。位相差を算出する際の平均数が多いほど、精度の高い粗いキャリア周波数オフセットが得られる。
【0030】
従来では、残留した位相誤差を補正するために、前述の特許文献１、２に示されるように、算出した残留キャリア周波数オフセットを位相誤差補正部にフィードバックさせて補正を行う方法がとられていた。図２３は、従来の残留キャリア周波数オフセットの補正方法を用いた無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。この従来例では、キャリア周波数オフセット推定部５１４によって、ＩＤＦＴ部５１０の出力から残留キャリア周波数オフセットを算出し、位相誤差補正部５０９に補正値をフィードバックさせて位相誤差補正を行う。なお、周波数補正部５０５またはＲＦ処理部５０１に補正値をフィードバックさせて補正を行う構成もある。
【0031】
図２４は、従来例におけるキャリア周波数オフセットの補正タイミングを示す図である。ＳＴＦにおいて、粗いキャリア周波数オフセットの推定（算出）が行われ、補正値の算出後に粗いキャリア周波数オフセット補正が行われる。粗いキャリア周波数オフセット補正の後、残留キャリア周波数オフセットが累積していく。その後、ＧＩにおいて残留キャリア周波数オフセットの推定（算出）が行われ、補正値の算出後に残留キャリア周波数オフセット補正が行われる。
【0032】
従来例では、最初のＧＩによって求められる残留キャリア周波数オフセットの補正がフィードバック後に反映されるため、補正処理がヘッダに間に合わない場合がある。特に、残留キャリア周波数オフセットが大きい場合、ＣＥＦの期間の間、残留キャリア周波数オフセットを補正するタイミングがないため、ヘッダを正しく復調できないという課題を有している。残留キャリア周波数オフセットが大きくなる要因としては、低ＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）、キャリアの位相ノイズ、粗いキャリア周波数オフセットの算出に用いるＳＴＦでのＧａの平均数が少ないことによる算出精度の低下がある。
【0033】
無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ ８０２．１１ａでは、ＳＴＦ期間が８μｓであるのに対し、ＷｉＧｉｇでは、ＳＴＦ期間が１．２３６μｓと短くなっている。図１９に示したＷｉＧｉｇ対応の無線通信装置において、例えば、ＲＦ処理部１とＡＤＣ部２以降とは別々の回路チップで構成される。このため、ＡＧＣ動作を行うＲＦ処理部１、ＡＤＣ部２、ＡＧＣ部３のループは信号のやり取りに時間がかかり、ＳＴＦ期間の１．２３６μｓの多くを使ってしまう。このことにより、粗いキャリア周波数オフセットの算出に用いるＳＴＦでのＧａの平均数が少ないため粗いキャリア周波数オフセット算出は精度が低くなり、キャリアの位相ノイズが発生し、残留キャリア周波数オフセットが大きくなってしまう。
【0034】
このように、特に高速伝送を行うＷｉＧｉｇなどの無線通信システムでは、従来のようなフィードバックによる残留キャリア周波数オフセットの補正を行うと、位相誤差の算出にかかる時間により、一定時間補正されない期間が生じる。このため、受信データのヘッダ先頭に残留キャリア周波数オフセットの補正が間に合わず、ヘッダを正しく復調できなくなる。
【0035】
上述した課題を鑑み、本開示では、ヘッダにおいてもキャリア周波数オフセットを適切に補正でき、ヘッダを含む受信データを正しく復調可能にするキャリア周波数オフセット補正方法及び装置を提供する。
【0036】
＜本開示の実施形態＞以下、図面を参照しながら本開示に係る実施形態を詳細に説明する。本開示に係るキャリア周波数オフセット補正方法、及びキャリア周波数オフセット補正装置は、実施形態の無線通信装置において実現される。なお、以下の説明において用いる図について、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0037】
（実施の形態１）図１は、本開示の実施の形態１における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。実施の形態１の無線通信装置は、ＲＦ処理部１、ＡＤＣ部２、ＡＧＣ部３、同期検出部４、周波数補正部５、Ｓ／Ｐ変換部６、ＤＦＴ部７、伝送路補正部８、位相誤差補正部９、ＩＤＦＴ部１０、Ｐ／Ｓ変換部１１、残留キャリア周波数オフセット補正部１２、復調部１３を有する。
【0038】
ＲＦ処理部１は、アンテナにおいて受信された無線周波数の受信信号を増幅し、直交変調を行ってベースバンド信号に変換する。直交変調後のベースバンド信号は複素信号である。
【0039】
ＡＤＣ部２は、ＲＦ処理部１での直交変調後の信号を、一定周期でサンプリングし、デジタル複素ベースバンド信号に変換する。
【0040】
ＡＧＣ部３は、デジタル複素ベースバンド信号の振幅を算出し、ＲＦ処理部１の出力信号レベルを一定に保つよう、ＲＦ処理部１における信号増幅のゲインを制御する。ＡＧＣ動作は既知のプリアンブル信号（ＳＴＦ）の期間で行われる。
【0041】
同期検出部４は、複素ベースバンド信号から同期用の既知のプリアンブル信号（ＳＴＦ）を検出し、同期用のタイミング信号を出力する。プリアンブル信号は、ＤＦＴ部７の窓同期、すなわち粗いシンボル同期に用いられる。
【0042】
周波数補正部５は、既知のプリアンブル信号（ＳＴＦ）を用いてキャリア周波数誤差として粗いキャリア周波数オフセットを算出し、粗いキャリア周波数オフセットを補正した複素ベースバンド信号を出力する。
【0043】
Ｓ／Ｐ変換部６は、ＤＦＴ部７を動作させるためのバッファであり、シリアル信号の複素ベースバンド信号をパラレル信号に変換する。ＤＦＴ部７は、時間−周波数変換部の一例に相当し、粗いキャリア周波数オフセットの補正を行った時間領域の複素ベースバンド信号について、同期検出部４によって検出されたＳＴＦのタイミングに従って時間−周波数変換を行い、周波数領域の複素信号を出力する。
【0044】
伝送路補正部８は、既知のプリアンブル信号（ＣＥＦ）を用いて、送信機と受信機の間の伝送路が持つ伝達特性である振幅及び位相を算出し、伝送路誤差を補正する。
【0045】
位相誤差補正部９は、特定の参照信号として、周期的に挿入される既知の参照信号（ＧＩ）を用いて、残留キャリア周波数オフセット及び残留シンボル同期ずれを算出し、周波数領域において、残留シンボル同期ずれによる位相誤差を補正する。
【0046】
ＩＤＦＴ部１０は、周波数−時間変換部の一例に相当し、位相誤差補正部９の出力信号の周波数−時間変換を行い、時間領域の複素ベースバンド信号に変換する。
【0047】
Ｐ／Ｓ変換部１１は、ＩＤＦＴ部１０の出力のパラレル信号をシリアル信号に変換する。
【0048】
残留キャリア周波数オフセット補正部１２は、位相誤差補正部９によって算出された残留キャリア周波数オフセット推定値を用いて、時間領域において残留キャリア周波数オフセットの補正を行う。
【0049】
復調部１３は、時間領域に変換された残留位相誤差補正後の複素ベースバンド信号を用いて、デジタル変調された信号を復調し、受信データを得る。
【0050】
上記構成において、同期検出部４、周波数補正部５、Ｓ／Ｐ変換部６、ＤＦＴ部７、伝送路補正部８、位相誤差補正部９、ＩＤＦＴ部１０、Ｐ／Ｓ変換部１１、残留キャリア周波数オフセット補正部１２、復調部１３は、プロセッサ、メモリを含む情報処理回路により実現可能であり、プロセッサにおいてソフトウェアプログラムを動作させて所定の処理を実行することによって、各機能を実現できる。
【0051】
本実施形態では、位相誤差補正部９において、ＤＦＴ部７により周波数領域に変換され、伝送路補正部８により補正された受信信号から残留キャリア周波数オフセットを算出する。そして、算出した残留キャリア周波数オフセット推定値を、フィードフォワードにて残留キャリア周波数オフセット補正部１２に与え、ＩＤＦＴ部１０により時間領域に変換された受信信号に対して残留キャリア周波数オフセットの補正を行う。
【0052】
図２は、実施の形態１における位相誤差補正部９の構成を示すブロック図である。位相誤差補正部９は、信号抽出部９０、誤差ベクトル算出部９１、位相誤差算出部９２、残留位相誤差算出部９３、残留シンボル同期ずれ算出部９４、残留シンボル同期ずれ補正部９５を有する。
【0053】
信号抽出部９０では、周波数領域において、受信信号の中から、周期的に繰り返し受信される参照信号（ＧＩ）（受信参照信号の一例に相当する）を抽出する。誤差ベクトル算出部９１では、受信された信号から抽出した参照信号と送信されるべき既知の参照信号（ＧＩ）（送信参照信号の一例に相当する）とを比較し、両者の差分による複数の誤差ベクトルを算出する。位相誤差算出部９２では、誤差ベクトル算出部９１にて得られた複数の誤差ベクトルを、位相に変換し、位相誤差を算出する。
【0054】
残留位相誤差算出部９３では、位相誤差算出部９２にて得られた位相誤差から、直線近似による位相誤差推定を行い、位相誤差のオフセットと位相誤差の傾きを算出する。ここで、位相誤差の傾きは残留シンボル同期ずれ、位相誤差のオフセットは残留キャリア周波数オフセットとして算出される。残留シンボル同期ずれ算出部９４では、残留位相誤差算出部９３にて得られた位相誤差の傾きから、各周波数における位相誤差推定値を算出する。
【0055】
残留シンボル同期ずれ補正部９５では、残留位相誤差算出部９３にて算出された位相誤差推定値を用いて、各周波数の残留シンボル同期ずれを補正する。
【0056】
残留位相誤差算出部９３にて得られた位相誤差のオフセットは、残留キャリア周波数オフセットに相当し、この残留キャリア周波数オフセット推定値が残留キャリア周波数オフセット補正部１２へ与えられる。
【0057】
次に、本実施形態における位相誤差補正部９の動作をより詳細に説明する。
【0058】
図３は、周波数領域における参照信号ＧＩのスペクトラムと誤差ベクトル算出に用いられる周波数番号を示す図である。図３において、横軸は各周波数に対応する周波数番号を示し、縦軸はＧＩのスペクトラムの振幅の絶対値を示している。
【0059】
信号抽出部９０では、受信信号から参照信号ＧＩを抽出し、図３に示す６４シンボルの参照信号ＧＩをフーリエ変換したスペクトラムを得る。ここで、周波数番号とは、ＷｉＧｉｇ規格のシンボルレートである１．７６ＧＨｚ（−８８０ＭＨｚ〜＋８８０ＭＨｚ）を６４シンボルで割った２７．５ＭＨｚを１単位とし、各周波数を表す番号である。
【0060】
周波数領域のスペクトラムのうち、特に絶対値が大きいものはノイズ耐性が強く、位相ノイズの影響が少ない。よって、ここでは一例として、振幅の絶対値が大きいものから所定数（図示例では８シンボル分）のスペクトラムを代表値として使用するものとし、図３の黒丸で示される周波数番号−２５、−２２、−１０、−７、及び、８、１３、１９、２４を更に抽出する。
【0061】
図４は、誤差ベクトル算出部９１の構成を示す図である。誤差ベクトル算出部９１は、複素乗算器９１０−００〜９１０−０７を有する。ここでは、８個の周波数について参照信号ＧＩの誤差ベクトルを算出するため、８系統の回路が並列に設けられる。誤差ベクトルを算出するために、複素乗算器９１０−００〜９１０−０７を用いて、受信された信号から抽出した参照信号と送信されるべき既知の参照信号との比較を行う。
【0062】
各複素乗算器９１０−００〜９１０−０７には、基準となる既知の参照信号の係数ｒｅｆ００〜ｒｅｆ０７がそれぞれ与えられ、信号抽出部９０にて抽出された各周波数の参照信号ＧＩの値Ｓ１−００〜Ｓ１−０７と係数ｒｅｆ００〜ｒｅｆ０７とが周波数ごとに複素乗算される。係数ｒｅｆ００〜ｒｅｆ０７は、既知の参照信号の共役の複素数となっており、複素乗算することによって、周期的に受信される参照信号との誤差ベクトルＳ２−００〜Ｓ２−０７が得られる。なお、係数に予め重み係数を加えることで、誤差ベクトルの大きさを揃えることも可能である。
【0063】
図５は、位相誤差算出部９２の構成を示す図である。位相誤差算出部９２は、ベクトル−位相変換（vector to phase）部９２０−００〜９２０−０７、アンラッピング（Unwrapping）部９２１−００〜９２１−０７を有する。ここでは、８個の周波数について位相誤差を算出するため、８系統の回路が並列に設けられる。
【0064】
ベクトル−位相変換部９２０−００〜９２０−０７では、誤差ベクトル算出部９１にて得られた誤差ベクトルＳ２−００〜Ｓ２−０７を位相に変換する。ベクトル−位相変換は、例えばａｒｃｔａｎ演算、あるいはＣＯＲＤＩＣによって実現できる。
【0065】
アンラッピング部９２１−００〜９２１−０７では、位相アンラッピング（Phase Unwrapping）処理を行い、位相誤差Ｓ３−００〜Ｓ３−０７を算出する。ここで、位相が２π＋αとなった場合、−２π＋αとして現れることを防ぎ、位相を戻すようにして２π＋αと位相表現範囲を広げる。位相が−２π−αとなった場合も同様である。位相アンラッピング（Phase Unwrapping）処理は、一般的に知られている位相演算による手法を用いて実現できる。
【0066】
図２における残留位相誤差算出部９３では、位相誤差算出部９２にて得られた位相誤差を基に直線近似を行い、位相誤差のオフセットＳ４ｂと、位相誤差の傾きＳ４ａとを算出する。直線近似には、例えばＬＳＭ（Least Squares Method）が用いられる。ＬＳＭ処理は、一般的に知られている近似による手法を用いて実現できる。
【0067】
図６は、残留シンボル同期ずれ算出部９４の構成を示す図である。残留シンボル同期ずれ算出部９４は、乗算器９４０−００〜９４０−６３を有する。ここでは、６４個（元のＧＩの６４シンボル分）の周波数について残留シンボル同期ずれ推定値を算出するため、６４系統の回路が並列に設けられる。図２１に示した位相誤差の直線性より、位相誤差の傾きから各周波数の位相誤差（残留シンボル同期ずれ推定値）が求められる。
【0068】
乗算器９４０−００〜９４０−６３では、各周波数の残留シンボル同期ずれ推定値を算出するために、残留位相誤差算出部９３にて得られた位相誤差の傾きＳ４ａに対して各周波数に対応する係数を乗算する。乗算の係数は周波数番号−３２〜＋３１である。この係数乗算により、各周波数の位相誤差Ｓ５−００〜Ｓ５−６３を算出する。
【0069】
図７は、残留シンボル同期ずれ補正部９５の構成を示す図である。残留シンボル同期ずれ補正部９５は、位相−ベクトル変換（phase to vector）部９５０−００〜９５０−６３、共役変換（conj）部９５１−００〜９５１−６３、複素乗算器９５２−００〜９５２−６３を有する。ここでは、６４個（元のＧＩの６４シンボル分）の周波数について残留シンボル同期ずれの補正を行うため、６４系統の回路が並列に設けられる。
【0070】
位相−ベクトル変換部９５０−００〜９５０−６３では、残留シンボル同期ずれ算出部９４にて得られた各周波数の位相誤差（残留シンボル同期ずれ推定値）Ｓ５−００〜Ｓ５−６３を、複素ベクトルに変換する。共役変換部９５１−００〜９５１−６３では、残留シンボル同期ずれ推定値の複素ベクトルを共役の複素数に変換する。複素乗算器９５２−００〜９５２−６３では、伝送路補正部８による伝送路誤差補正後の周波数領域の受信信号Ｓ０−００〜Ｓ０−６３に対して、残留シンボル同期ずれ推定値の共役複素ベクトルを乗算する。これにより、受信信号の位相を逆回転させ、残留シンボル同期ずれを補正し、補正後の信号Ｓ６−００〜Ｓ６−６３を得る。位相−ベクトル変換は、例えばｔａｎ演算、あるいはＣＯＲＤＩＣによって実現できる。
【0071】
図８は、残留キャリア周波数オフセット補正部１２の構成を示す図である。残留キャリア周波数オフセット補正部１２は、位相−ベクトル変換（phase to vector）部１２０、共役変換（conj）部１２１、複素乗算器１２２を有する。残留キャリア周波数オフセット補正部１２は、時間領域での位相誤差補正を行うものである。
【0072】
位相−ベクトル変換部１２０では、残留位相誤差算出部９３にて得られた位相誤差のオフセットＳ４ｂ、すなわち残留キャリア周波数オフセット推定値を、複素ベクトルに変換する。共役変換部１２１では、残留キャリア周波数オフセット推定値の複素ベクトルを共役の複素数に変換する。複素乗算器１２２では、時間領域の受信信号Ｓ７に対して、残留キャリア周波数オフセット推定値の共役複素ベクトルを乗算する。これにより、時間領域の受信信号Ｓ７の位相を回転させ、残留キャリア周波数オフセットを補正し、補正後の信号Ｓ８を得る。位相−ベクトル変換は、例えばｔａｎ演算、あるいはＣＯＲＤＩＣによって実現できる。
【0073】
図９は、本実施形態におけるキャリア周波数オフセットの補正タイミングを示す図である。ＳＴＦにおいて、周波数補正部５により粗いキャリア周波数オフセットの推定（算出）が行われ、補正値の算出後に粗いキャリア周波数オフセット補正が行われる。粗いキャリア周波数オフセット補正の後、残留キャリア周波数オフセットが累積していく。ＣＥＦにおいて、伝送路補正部８により伝送路誤差補正が行われる。
【0074】
その後、ヘッダの前のＧＩにおいて、位相誤差補正部９により残留キャリア周波数オフセットの推定（算出）が行われ、残留キャリア周波数オフセット補正部１２により残留キャリア周波数オフセット補正が行われる。
【0075】
本実施形態では、周期的に繰り返し送信される特定の参照信号（参照信号ＧＩ）を用いて、位相誤差補正部９によって、周波数領域に変換された受信信号の中から特定の参照信号（参照信号ＧＩ）を抽出し、送信されるべき特定の参照信号と比較することにより、周波数領域において位相誤差のオフセットと位相誤差の傾きを算出する。算出した位相誤差の傾きに基づき、位相誤差補正部９によって周波数領域において残留シンボル同期ずれ補正を行う。
【0076】
また、算出した位相誤差のオフセット（残留キャリア周波数オフセット推定値）を、残留キャリア周波数オフセット補正部１２へ時間領域の位相回転角として与え、時間領域に変換された受信信号の位相を回転させる。すなわち、残留キャリア周波数オフセット補正部１２によって、時間領域において残留キャリア周波数オフセット補正を行う。ＩＤＦＴ部１０における周波数−時間変換処理は時間を要するため、残留キャリア周波数オフセット推定値を残留キャリア周波数オフセット補正部１２へフィードフォワードして時間領域にて残留キャリア周波数オフセット補正を実行することで、位相誤差補正の処理遅延を解消できる。
【0077】
本実施形態によれば、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもＧＩ直後のヘッダの先頭から残留キャリア周波数オフセット補正を実行でき、復調部１３にてヘッダを正しく復調できる。したがって、残留キャリア周波数オフセットが大きい場合でも、信号の遅延バッファを用いることなく、ヘッダを含む受信データを正しく復調可能である。
【0078】
（実施の形態２）図１０は、本開示の実施の形態２における残留キャリア周波数オフセット補正部の構成を示すブロック図である。実施の形態２は、残留キャリア周波数オフセット補正部１２の構成を変更した例である。その他の構成は前述した実施の形態１と同様である。
【0079】
実施の形態２の残留キャリア周波数オフセット補正部１２は、ゲイン乗算部１２３、ＣＯＲＤＩＣ部１２４を有する。ゲイン乗算部１２３では、残留位相誤差算出部９３にて得られた位相誤差のオフセットＳ４ｂ、すなわち残留キャリア周波数オフセット推定値を、−１倍する。ＣＯＲＤＩＣ部１２４では、−１倍した残留キャリア周波数オフセット推定値によって時間領域の受信信号Ｓ７の位相を回転させ、残留キャリア周波数オフセットを補正する。
【0080】
実施の形態２においても、実施の形態１と同様の機能を実現でき、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもヘッダを正しく復調できる。
【0081】
（実施の形態３）図１１は、本開示の実施の形態３における残留シンボル同期ずれ補正部の構成を示すブロック図である。実施の形態３は、残留シンボル同期ずれ補正部９５の構成を変更した例である。その他の構成は前述した実施の形態１と同様である。
【0082】
実施の形態３の残留シンボル同期ずれ補正部９５は、ゲイン乗算部９５３−００〜９５３−６３、ＣＯＲＤＩＣ部９５４−００〜９５４−６３を有する。ゲイン乗算部９５３−００〜９５３−６３では、残留シンボル同期ずれ算出部９４にて得られた各周波数の位相誤差（残留シンボル同期ずれ推定値）Ｓ５−００〜Ｓ５−６３を、−１倍する。ＣＯＲＤＩＣ部９５４−００〜９５４−６３では、−１倍した各周波数の残留シンボル同期ずれ推定値によって周波数領域の受信信号Ｓ０−００〜Ｓ０−６３の位相を回転させ、残留シンボル同期ずれを補正する。
【0083】
実施の形態３においても、実施の形態１と同様の機能を実現でき、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもヘッダを正しく復調できる。
【0084】
（実施の形態４）図１２は、本開示の実施の形態４における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。実施の形態４の無線通信装置は、残留キャリア周波数オフセット補正部１２Ａを、ＩＤＦＴ部１０とＰ／Ｓ変換部１１との間に設けた構成例である。その他の構成は前述した実施の形態１と同様である。
【0085】
この場合、残留キャリア周波数オフセット補正部１２Ａは、６４並列の回路により、時間領域の受信信号の残留キャリア周波数オフセットを補正する。残留キャリア周波数オフセット補正部１２Ａの構成は、図８の構成あるいは図１０の構成の残留キャリア周波数オフセット補正部１２を、６４並列に配置する。
【0086】
実施の形態４においても、実施の形態１と同様の機能を実現でき、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもヘッダを正しく復調できる。
【0087】
（実施の形態５）図１３は、本開示の実施の形態５における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。実施の形態５の無線通信装置は、図１に示した実施の形態１における位相誤差補正部９の代わりに、位相誤差推定部１５と時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６とを有する。
【0088】
位相誤差推定部１５は、伝送路補正部８とＩＤＦＴ部１０との間に接続され、残留シンボル同期ずれ推定値と残留キャリア周波数オフセット推定値とを推定（算出）する。時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６は、Ｐ／Ｓ変換部１１と残留キャリア周波数オフセット補正部１２との間に設けられ、時間領域において受信信号の残留シンボル同期ずれ補正を行う。その他の構成は前述した実施の形態１と同様である。
【0089】
実施の形態５では、ＤＦＴ部７により周波数領域に変換された受信信号から、位相誤差推定部１５によって残留シンボル同期ずれ推定値と残留キャリア周波数オフセット推定値とを算出する。残留シンボル同期ずれ推定値を時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６に、残留キャリア周波数オフセット推定値を残留キャリア周波数オフセット補正部１２に与え、ＩＤＦＴ部１０により時間領域に変換された受信信号に対して、残留シンボル同期ずれの補正、残留キャリア周波数オフセットの補正をそれぞれ時間領域において行う。
【0090】
図１４は、位相誤差推定部１５の構成を示す図である。位相誤差推定部１５は、信号抽出部９０、誤差ベクトル算出部９１、位相誤差算出部９２、残留位相誤差算出部９３を有する。すなわち、位相誤差推定部１５は、実施の形態１の位相誤差補正部９のうち、残留シンボル同期ずれ算出部９４、残留シンボル同期ずれ補正部９５を除いた構成である。よって、ここでは各部の動作の詳細説明は省略する。
【0091】
位相誤差推定部１５では、信号抽出部９０にて抽出した参照信号ＧＩについて、誤差ベクトル算出部９１にて誤差ベクトルを算出し、位相誤差算出部９２にて位相誤差に変換し、残留位相誤差算出部９３にて位相誤差のオフセットＳ４ｂと位相誤差の傾きＳ４ａを算出する。位相誤差の傾きＳ４ａは残留シンボル同期ずれ推定値として、位相誤差のオフセットＳ４ｂは残留キャリア周波数オフセット推定値として、それぞれ出力される。
【0092】
図１５は、時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６の構成を示す図である。時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６は、時間領域において残留シンボル同期ずれの補正を行うために、位相回転ではなく、フィルタを用いて同期補正を行う。時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６は、ＩＱ分離部１６０、補正係数選択部１６１、フリップフロップ（ＦＦ）部１６２−Ｉ−００〜１６２−Ｉ−０９、１６２−Ｑ−００〜１６２−Ｑ−０９、乗算器１６３−Ｉ−００〜１６３−Ｉ−１０、１６３−Ｑ−００〜１６３−Ｑ−１０、加算器１６４−Ｉ、１６４−Ｑ、ＩＱ統合部１６５を有する。ここでは一例として、フィルタのタップ数を１１とした例を示す。
【0093】
時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６において、ＩＱ分離部１６０では、時間領域の受信信号Ｓ０の複素数信号をＩ、Ｑの直交成分に分離する。ＦＦ部１６２−Ｉ−００〜１６２−Ｉ−０９、１６２−Ｑ−００〜１６２−Ｑ−０９では、Ｉ、Ｑに分離された複素信号をそれぞれ保持する。補正係数選択部１６１では、位相誤差の傾きＳ４ａから、フィルタの各タップの補正係数を選択する。乗算器１６３−Ｉ−００〜１６３−Ｉ−１０、１６３−Ｑ−００〜１６３−Ｑ−１０では、それぞれ選択された補正係数と、ＦＦ部に保持された信号とを乗算する。加算器１６４−Ｉ、１６４−Ｑでは、各乗算器の乗算結果を加算し、Ｉ、Ｑ毎の和を算出する。ＩＱ統合部１６５では、ＩＱそれぞれの加算結果を統合し、複素信号に変換して時間領域のシンボル同期ずれ補正後の信号Ｓ７を得る。
【0094】
図１６及び図１７は補正係数選択部１６１における補正係数の選択処理を説明する図である。図１６は位相誤差の傾きと残留シンボル同期ずれ補正値との関係を示す図、図１７は補正係数の選択例を示す図である。図１６において、横軸は位相誤差の傾きを、縦軸は残留シンボル同期ずれ補正値を示している。図１６に示す直線関数１６６が、位相誤差の傾き＋π／６４〜−π／６４に対して一対一に対応する残留シンボル同期ずれ補正値−１〜＋１を表す。例えば、位相誤差の傾きＳ４ａが図中の黒丸に示す値ａ１の場合、直線関数１６６に対応する残留シンボル同期ずれ補正値は、図中の白丸に示す値ｃａ１となる。補正係数選択部１６１は、位相誤差の傾きから対応する残留シンボル同期ずれ補正値を取得する。
【0095】
そして、補正係数選択部１６１は、例えば図１７に示すｓｉｎｃ関数の係数をタップ係数として用い、位相誤差の傾きに対応する残留シンボル同期ずれ補正値から、各タップの補正係数を選択する。図１７において、横軸は各タップに対応するタップ番号、縦軸はｓｉｎｃ関数の値（補正係数）を示している。
【0096】
図１７の例では、残留シンボル同期ずれ補正値が０の場合、シンボル同期ずれが０のため、図中の黒丸の値ｈａ０、すなわち中央が「１」でその他が「０」の値を補正係数として選択する。残留シンボル同期ずれ補正値が０．２（シンボル同期ずれが−０．２）の場合、補正値０から＋０．２（図のマークで右に２つ分）だけずれた値（図中の黒四角の値）ｈａ２を補正係数として選択する。
【0097】
上記のようなフィルタを用いて、時間領域の受信信号を通過させて同期補正を行うことにより、時間領域における残留シンボル同期ずれの補正が可能である。なお、残留シンボル同期ずれの値などに応じて、フィルタ係数を調整してもよい。
【0098】
実施の形態５においても、実施の形態１と同様の機能を実現でき、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもヘッダを正しく復調できる。
【0099】
実施の形態５では、時間領域において残留シンボル同期ずれ補正と残留キャリア周波数オフセット補正とを行うことにより、残留シンボル同期ずれについても残留キャリア周波数オフセットと共にヘッダ先頭から補正できる。よって、残留シンボル同期ずれによる位相誤差補正をより早いタイミングで実施できる。
【0100】
（実施の形態６）図１８は、本開示の実施の形態６における無線通信装置の受信部の構成を示すブロック図である。実施の形態６の無線通信装置は、実施の形態５の構成に対し、時間領域残留シンボル同期ずれ補正部１６と残留キャリア周波数オフセット補正部１２の順序を入れ替え、残留キャリア周波数オフセット補正部１２を前段に配置した例である。その他の構成は前述した実施の形態５と同様である。
【0101】
実施の形態６においても、実施の形態５と同様の機能を実現でき、高速伝送を行う無線通信システムにおいてもヘッダを正しく復調できる。
【0102】
実施の形態６では、残留キャリア周波数オフセット補正部１２におけるＣＯＲＤＩＣ部などの演算誤差を考慮し、先に残留キャリア周波数オフセットの補正を行うことで、残留シンボル同期ずれ補正の精度を向上できる。
【0103】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【0104】
上記各実施形態では、本開示を、ハードウェアを用いて構成する場合を例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現可能である。
【0105】
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、各機能ブロックの一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【0106】
また、集積回路化の手法にはＬＳＩに限らず、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続、設定が再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【0107】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、別技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【0108】
なお、本開示は、無線通信装置において実行されるキャリア周波数オフセット補正方法として表現することが可能である。また、本開示は、キャリア周波数オフセット補正方法を実行する機能を有する装置としてのキャリア周波数オフセット補正装置、あるいはキャリア周波数オフセット補正方法またはキャリア周波数オフセット補正装置をコンピュータにより動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。すなわち、本開示は、装置、方法及びプログラムのうちいずれのカテゴリーにおいても表現可能である。
【産業上の利用可能性】
【0109】
本開示は、キャリア周波数オフセットを適切に補正でき、受信データを正しく復調可能となる効果を有し、例えば高速伝送を行う無線通信装置に適用されるキャリア周波数オフセット補正方法及び装置等として有用である。
【符号の説明】
【0110】
１ ＲＦ処理部２ ＡＤＣ部
３ ＡＧＣ部
４ 同期検出部
５ 周波数補正部
６ Ｓ／Ｐ変換部
７ ＤＦＴ部
８ 伝送路補正部
９ 位相誤差補正部
９０ 信号抽出部
９１ 誤差ベクトル算出部
９１０−００〜９１０−０７ 複素乗算器
９２ 位相誤差算出部
９２０−００〜９２０−０７ ベクトル−位相変換部
９２１−００〜９２１−０７ アンラッピング部
９３ 残留位相誤差算出部
９４ 残留シンボル同期ずれ算出部
９４０−００〜９４０−６３ 乗算器
９５ 残留シンボル同期ずれ補正部
９５０−００〜９５０−６３ 位相−ベクトル変換部
９５１−００〜９５１−６３ 共役変換部
９５２−００〜９５２−６３ 複素乗算器
９５３−００〜９５３−６３ ゲイン乗算部
９５４−００〜９５４−６３ ＣＯＲＤＩＣ部
１０ ＩＤＦＴ部
１１ Ｐ／Ｓ変換部
１２、１２Ａ 残留キャリア周波数オフセット補正部
１２０ 位相−ベクトル変換部
１２１ 共役変換部
１２２ 複素乗算器
１２３ ゲイン乗算部
１２４ ＣＯＲＤＩＣ部
１３ 復調部
１５ 位相誤差推定部
１６ 時間領域残留シンボル同期ずれ補正部
１６０ ＩＱ分離部
１６１ 補正係数選択部
１６２−Ｉ−００〜１６２−Ｉ−０９、１６２−Ｑ−００〜１６２−Ｑ−０９ ＦＦ部
１６３−Ｉ−００〜１６３−Ｉ−１０、１６３−Ｑ−００〜１６３−Ｑ−１０ 乗算器
１６４−Ｉ、１６４−Ｑ 加算器
１６５ ＩＱ統合部