中継端末装置
【課題】車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減する。
【解決手段】受信信号が直交復調され、ＡＦＣ回路１６で、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差が補正され、ＦＦＴ１８で複数のサブキャリア信号に分解され、位相トラッキング回路２０で、ＦＦＴ１８から出力されたパイロットキャリア信号毎の位相回転量の平均位相回転量が演算され、各サブキャリア信号の残留周波数誤差が補正される。補正後の信号は、復調部２２でデータが復調され、再変調部２４で再び変調され、ＩＦＦＴ２６でＯＦＤＭ信号に変換される。合算補正量演算部２８では、ＡＦＣ回路１６の出力である補正量と、位相トラッキング回路２０の出力である補正量（平均位相回転量）とを合算した合算補正量を演算して、逆回転部３０で、合算補正量分の位相回転が戻され、直交変調される。
【解決手段】受信信号が直交復調され、ＡＦＣ回路１６で、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差が補正され、ＦＦＴ１８で複数のサブキャリア信号に分解され、位相トラッキング回路２０で、ＦＦＴ１８から出力されたパイロットキャリア信号毎の位相回転量の平均位相回転量が演算され、各サブキャリア信号の残留周波数誤差が補正される。補正後の信号は、復調部２２でデータが復調され、再変調部２４で再び変調され、ＩＦＦＴ２６でＯＦＤＭ信号に変換される。合算補正量演算部２８では、ＡＦＣ回路１６の出力である補正量と、位相トラッキング回路２０の出力である補正量（平均位相回転量）とを合算した合算補正量を演算して、逆回転部３０で、合算補正量分の位相回転が戻され、直交変調される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継端末装置に係り、特に、受信信号の周波数誤差を補正する構成を有する中継端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各アンテナブランチの自動周波数制御部それぞれでシフトされた各アンテナブランチの周波数誤差を合成することで合成周波数誤差を得て、ダイバーシチ合成後の信号の周波数を合成周波数誤差分だけシフトするダイバーシチ中継装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の中継端末は、地上デジタル放送などの放送波を中継することを目的としており、このような常に決まった相手から連続的に電波が受信される場合には、時間を掛けてＡＦＣ（Automatic frequency control、自動周波数制御）回路を動作させることが可能となり、ＡＦＣのみで十分な補正精度を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車車間通信などのように、様々な通信相手との間でパケットと呼ばれるデータの塊を頻繁にやり取りする通信形態では、パケットを受信する度に、ＡＦＣ回路を初期化して、パケット先頭のプリアンブル部分のみを使用して、周波数誤差を検出及び補正する構成が一般的である。このため、ＡＦＣ回路のみで周波数誤差を完全に除去することは困難であり、周波数誤差が残留する。通常は、ＡＦＣ回路による周波数誤差の補正後の復調処理過程において、この残留周波数誤差を除去しているが、上記特許文献１に記載の技術では、この残留周波数誤差が考慮されていないため、受信信号と再送信号との間に周波数誤差が生じてしまう。特に、複数の端末で中継を行う協調通信においては、各中継端末から送信された信号に、このような周波数誤差が残留している場合には、受信端末において様々な大きさの周波数誤差が混ざり、信号の復元が不可能となってしまう可能性がある、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる中継端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の中継端末装置は、プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ変調された受信信号を受信する受信手段と、受信された受信信号を直交復調する直交復調手段と、前記受信信号のプリアンブル部を用いて、前記直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する第１の補正手段と、前記受信信号のデータ部を用いて、前記第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する第２の補正手段と、前記第２の補正手段により補正された受信信号に対して、前記第１の補正手段での補正量と前記第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正する逆補正手段と、前記逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調する直交変調手段と、前記直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する送信手段と、を含んで構成されている。
【０００７】
本発明の中継端末装置によれば、受信手段が、プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ直交変調された受信信号を受信し、直交復調手段が、受信された受信信号を直交復調する。直交復調後の受信信号には、端末固有の局部発振器の影響による周波数誤差が含まれるため、第１の補正手段が、受信信号のプリアンブル部を用いて、直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する。時間的に短いプリアンブル部を用いているため、第１の補正手段による補正では完全に周波数誤差を除去することができない場合がある。そこで、第２の補正手段が、受信信号のデータ部を用いて、第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する。この補正後の受信信号を再送信するために直交変調すると、直交復調手段と同一の基準周波数で動作する直交変調手段により、直交復調時と同様の誤差が生じてしまい、受信信号と再送信号との間で周波数誤差が生じてしまう。そこで、逆補正手段が、第２の補正手段により補正された受信信号に対して、第１の補正手段での補正量と第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正し、直交変調手段が、逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調し、送信手段が、直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する。
【０００８】
このように、第１の補正手段による補正量のみならず、残留周波数誤差を補正する第２の補正手段による補正量も合算して逆補正するため、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
【０００９】
また、前記第１の補正手段を、自動周波数制御回路とすることができる。
【００１０】
また、前記受信手段は、前記受信信号としてＯＦＤＭ信号を受信し、前記第１の補正手段と前記第２の補正手段との間に、前記ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、複数のサブキャリア信号に分解するＦＦＴ手段を備えて構成することができる。
【００１１】
また、前記第２の補正手段を、前記複数のサブキャリア信号に含まれる既知のパイロットキャリア信号を用いて前記残留周波数誤差を補正する位相トラッキング回路とすることができる。また、前記第２の補正手段を、判定基準となるチャネル特性と前記複数のサブキャリア信号毎の復調処理前後の信号とに基づいて、前記複数のサブキャリア信号毎の位相変動を検出して前記残留周波数誤差を補正する判定帰還回路とすることもでき、その場合には、前記複数のサブキャリア信号毎の残留周波数誤差の平均補正量を演算するキャリア間平均演算手段を含んで構成し、前記逆補正手段は、前記第１の補正手段での補正量と前記キャリア間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算することができる。
【００１２】
また、前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、前記逆補正手段は、前記受信信号のシンボル単位で補正量を合算して逆補正することができる。また、前記第２の補正手段におけるシンボル単位の補正量を、１パケット分時間方向に平均化した平均補正量を演算するシンボル間平均演算手段を含んで構成し、前記逆補正手段は、前記第１の補正手段で補正された補正量と前記シンボル間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の中継端末装置によれば、第１の補正手段による補正量のみならず、残留周波数誤差を補正する第２の補正手段による補正量も合算して逆補正するため、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の概略を説明するためのブロック図である。
【図２】本実施の形態で扱われるパケットの一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
＜本実施の形態の概要＞
まず、本実施の形態の概要について説明する。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、周波数ｆの受信信号を直交復調部により基準周波数を用いて直交復調すると、基準周波数の個別の誤差により、直交復調後の周波数には周波数誤差Δｆが含まれる。ここでは、説明の便宜上、直交復調による周波数誤差Δｆを（Δｆ１＋Δｆ２）とする。なお、この周波数誤差Δｆには、直交復調による周波数誤差だけでなく、基準周波数を用いたダウンコンバータの際の周波数誤差も含めて考えてもよい。
【００１７】
次に、直交復調後の周波数−（Δｆ１＋Δｆ２）の信号に対して、第１の補正部で周波数誤差の補正を行う。第１の補正部では、信号に含まれる周波数誤差の一部が補正され、この補正量をΔｆ１とすると、補正後の信号は周波数−Δｆ２となる。次に、この周波数−Δｆ２の信号に対して、第２の補正部で周波数誤差の補正を行う。第２の補正部では、信号に含まれる残留周波数誤差が補正され、この補正量をΔｆ２とすると、補正後の信号は周波数０となる。この信号を、直交復調部と同一の基本周波数で動作する直交変調部により直交変調すると、直交変調による周波数誤差Δｆが含まれ、直交変調後の再送信号の周波数はｆ＋（Δｆ１＋Δｆ２）となる。この場合、受信信号の周波数ｆと再送信号の周波数ｆ＋（Δｆ１＋Δｆ２）との間に周波数誤差が生じることになる。
【００１８】
そこで、本実施の形態では、同図（Ｂ）に示すように、第１の補正部で得られた補正量Δｆ１と第２の補正部で得られた補正量Δｆ２とを合算部で合算し、合算周波数誤差Δｆ１＋Δｆ２を逆回転部で逆回転して、第２の補正部から出力された周波数０の信号に乗じる。これにより、直交変調部へ入力される信号の周波数は−（Δｆ１＋Δｆ２）となり、直交変調部で生じる周波数誤差が加わると、直交変調後の信号の周波数はｆとなり、受信信号の周波数と一致する。
【００１９】
以下、本発明を適用した無線中継端末装置を車両などの移動する移動体に搭載し、複数の端末装置の間でＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号であるパケットを交換することにより無線通信を行う場合であって、複数の無線中継端末装置により協調通信を行う場合を例に説明する。
【００２０】
また、本実施の形態で扱うパケットは、図２に示すように、プリアンブル部及びデータ部で構成されている。
＜第１の実施の形態＞
図３に示すように、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０は、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、位相トラッキング回路２０、復調部２２−１〜Ｎ（Ｎはサブキャリア数）、再変調部２４−１〜Ｎ、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、及び送信部３４を含んで構成されている。また、直交復調部１４の出力とＡＦＣ回路１６の出力とを乗算する乗算部３６、位相トラッキング回路２０の出力と各サブキャリア信号との乗算部３８−１〜Ｎ、ＩＦＦＴ２６の出力と逆回転部３０の出力との乗算部４０をさらに含んで構成されている。なお、復調部２２−１〜Ｎ、再変調部２４−１〜Ｎ、及び乗算部３８−１〜Ｎの各々は、それぞれ同一であるため、以下では、単に、復調部２２、再変調部２４、及び乗算部３８と表記する。
【００２１】
受信部１２は、他の端末から送信されたパケットを受信し、受信した無線周波数帯の信号を中間周波数帯にダウンコンバートする。また、増幅、アナログ／デジタル変換処理等の他の受信処理も行う。
【００２２】
直交復調部１４は、受信部１２による受信処理後の信号を直交復調して、複素信号であるベースバンド信号を出力する。
【００２３】
ＡＦＣ回路１６は、直交復調部１４で直交復調されたベースバンド信号に対して、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差を検出及び補正する。具体的には、まず、プリアンブル部の繰り返し信号区間だけ遅延させた信号の複素共役信号と遅延前の信号との複素乗算を行い、位相回転量を演算する。そして、繰り返し信号区間に渡り各位相回転量を平均化した平均位相回転量を演算し、この平均位相回転量から周波数誤差を補正する。
【００２４】
ＦＦＴ１８は、ＡＦＣ処理が施されたベースバンド信号に対して、高速フーリエ変換を施し、ＯＦＤＭ信号から複数のサブキャリア信号に分解する。
【００２５】
位相トラッキング回路２０は、パケットのデータ部の信号を用いて、ＦＦＴ後の複数のサブキャリア信号に対して、残留する周波数誤差を補正する。上述のＡＦＣ回路１６では、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差を補正しているが、有限の長さのプリアンブル信号では、ベースバンド信号に含まれる周波数誤差を完全に検出及び補正することはできず、周波数誤差が残留する。この残留周波数誤差は、ＦＦＴ後の各サブキャリア信号に同一の周波数誤差として重畳される。位相トラッキング回路２０は、この残留周波数誤差を補正するためのものである。
【００２６】
具体的には、まず、ＦＦＴ後のサブキャリア信号からパイロットキャリア信号を抽出する。図２の例では、５２本のサブキャリア信号から４本のパイロットキャリア信号が抽出される。そして、抽出したパイロットキャリア毎の位相回転量を検出し、各位相回転量を平均した１シンボル当たりの平均位相回転量を演算し、各サブキャリア信号に対して平均位相回転量を用いて残留周波数誤差の補正を行う。
【００２７】
復調部２２は、位相トラッキング回路２０による周波数誤差の補正後の各サブキャリア信号のデータ部のデータを復調する。
【００２８】
再変調部２４は、復調部２２で復調された各サブキャリア信号を再び変調する。
【００２９】
ＩＦＦＴ２６は、再変調部２４で再変調された各サブキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を施し、複数のサブキャリア信号をＯＦＤＭ信号であるベースバンド信号に変換する。
【００３０】
合算補正量演算部２８は、ＡＦＣ回路１６における周波数誤差の補正量と、位相トラッキング回路２０における残留周波数誤差の補正量とを合算した合算補正量を演算する。
【００３１】
逆回転部３０は、合算補正量演算部２８で演算された合算補正量分の位相回転を戻すための周波数を決定し、決定した周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号をＩＦＦＴ２６から出力されたベースバンド信号に乗算する。
【００３２】
直交変調部３２は、逆回転部３０で決定された周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号が乗算されたベースバンド信号、すなわち、ＡＦＣ回路１６及び位相トラッキング回路２０により補正された位相回転が戻された状態のベースバンド信号を直交変調する。
【００３３】
送信部３４は、直交変調された中間周波数帯の再送信号を無線周波数帯にアップコンバートして送信する。また、デジタル／アナログ変換処理等の他の送信処理も行う。
【００３４】
次に、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作について説明する。
【００３５】
まず、受信部１２で、他の端末から送信されたパケットが受信されると、ダウンコンバート、増幅、アナログ／デジタル変換処理等の受信処理が行われ、受信処理後の信号が直交復調部１４に出力される。直交復調部１４では、受信処理後の信号が直交復調され、複素信号であるベースバンド信号に変換されて、ＡＦＣ回路１６及び乗算部３６へ出力される。
【００３６】
ＡＦＣ回路１６では、直交復調部１４から出力されたベースバンド信号に対して、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差が検出され、補正量が合算補正量演算部２８及び乗算部３６に出力される。乗算部３６で、直交復調部１４の出力とＡＦＣ回路１６の出力とが乗算されることにより、ベースバンド信号がＡＦＣ処理により補正される。
【００３７】
乗算部３６から出力されたベースバンド信号は、ＦＦＴ１８に入力され、高速フーリエ変換が施され、ＯＦＤＭ信号から複数のサブキャリア信号に分解される。サブキャリア信号に含まれるパイロットキャリア信号は、位相トラッキング回路２０に出力され、パイロットキャリア以外のサブキャリア信号は、各々乗算部３８へ出力される。
【００３８】
位相トラッキング回路２０では、ＦＦＴ１８から出力されたパイロットキャリア信号毎の位相回転量が検出され、各位相回転量を平均した１シンボル当たりの平均位相回転量が演算され、平均位相回転量が合算補正量演算部２８及び乗算部３８へ出力される。乗算部３８で、各サブキャリア信号に平均位相回転量が乗算されることにより、各サブキャリア信号が位相トラッキング処理により補正される。
【００３９】
乗算部３８から出力された各サブキャリア信号は、復調部２２に入力され、データが復調される。復調後の各サブキャリア信号は、再変調部２４に入力され、再び変調される。再変調された各サブキャリア信号は、ＩＦＦＴ２６へ入力され、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリア信号がＯＦＤＭ信号であるベースバンド信号に変換され、変換後のベースバンド信号が乗算部４０へ出力される。
【００４０】
また、合算補正量演算部２８では、ＡＦＣ回路１６の出力である補正量と、位相トラッキング回路２０の出力である補正量（平均位相回転量）とを合算した合算補正量を演算して、逆回転部３０へ出力する。逆回転部３０では、合算補正量分の位相回転を戻すための周波数が決定され、決定された周波数が乗算部４０へ出力される。乗算部４０でＩＦＦＴから出力されたベースバンド信号と逆回転部３０から出力された周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号とが乗算されることにより、ＡＦＣ回路１６及び位相トラッキング回路２０により補正された位相回転が戻され、このベースバンド信号が直交変調部３２へ出力される。
【００４１】
直交変調部３２では、乗算部４０の出力であるベースバンド信号が直交変調されて送信部３４へ出力され、送信部３４では、アップコンバート、デジタル／アナログ変換処理等の送信処理が行われて、再送信号が送信される。
【００４２】
以上説明したように、第１の実施の形態の無線中継端末装置によれば、パケットのプリアンブル部を用いたＡＦＣ処理により補正し切れなかった残留周波数誤差を、ＦＦＴ後の位相トラッキング処理で補正する場合には、ＡＦＣの補正量と位相トラッキングの補正量とを合算した補正量をＩＦＦＴ後の信号に戻すため、本端末が車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、パケットのデータ部を用いた周波数誤差の補正として、判定帰還チャネル推定を行う点が、第１の実施の形態と異なっている。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４に示すように、第２の実施の形態の無線中継端末装置２１０は、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、復調部２２、判定帰還チャネル推定部４２、再変調部２４、ＩＦＦＴ２６、キャリア間位相回転平均化部４４、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、送信部３４、及び乗算部３６、４０を含んで構成されている。
【００４４】
判定帰還チャネル推定部４２は、各サブキャリア信号の位相の変化を用いて、チャネル変動補正により周波数誤差を補正する。第１の実施の形態の位相トラッキング回路２０と同様に、ＡＦＣ後の残留周波数誤差を補正するものである。例えば、パイロットキャリア信号に基づいて、送受信間のチャネル特性を推定し、推定されたチャネル特性とサブキャリア信号の各々とに基づいて、サブキャリア信号毎の位相回転を演算する。そして、サブキャリア信号の各々に演算した位相回転を帰還することで、各サブキャリア信号の周波数誤差を補正する（詳細は、特開２００７−１６６１９４号公報参照）。
【００４５】
キャリア間位相回転平均化部４４は、判定帰還チャネル推定部４２で、サブキャリア信号毎に演算された各位相回転を平均化したキャリア間平均位相回転を演算し、このキャリア間平均位相回転を、判定帰還チャネル推定部４２における残留周波数誤差の補正量とする。
【００４６】
次に、第２の実施の形態の無線中継端末装置２１０の動作について説明する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
ＦＦＴ１８から出力された各サブキャリア信号は、復調部２２及び判定帰還チャネル推定部４２に入力される。復調部２２からの出力は再変調部２４へ出力されると共に、判定帰還チャネル推定部４２へも入力され、判定帰還チャネル推定部４２において、各サブキャリア信号の位相回転が演算される。演算された位相回転は、各サブキャリアに対応した復調部２２及びキャリア間位相回転平均化部４４へ出力される。
【００４８】
キャリア間位相回転平均化部４４では、判定帰還チャネル推定部４２から出力された各位相回転を平均化したキャリア間平均位相回転を演算し、合算補正量演算部２８へ出力する。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施の形態の無線中継端末装置によれば、パケットのプリアンブル部を用いたＡＦＣ処理により補正し切れなかった残留周波数誤差を、ＦＦＴ後の判定帰還チャネル推定処理で補正する場合には、ＡＦＣの補正量とチャネル変動補正によりサブキャリア毎に演算された位相回転を平均化した補正量とを合算した補正量をＩＦＦＴ後の信号に戻すため、本端末が車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、パケットの１シンボル毎に周波数誤差の補正及び逆補正を行って再送信する場合について説明したが、協調通信においては、パケットの受信と再送信とでは使用するタイムスロットが異なるため、第３の実施の形態では、１パケット分の周波数誤差を時間方向に平均化する場合について説明する。タイムスロットとは、所定期間の１フレームをＮ個に分割した場合の時間単位であり、各端末毎に各々選択したタイムスロットのタイミングでパケットを送信する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
図５に示すように、第３の実施の形態の無線中継端末装置３１０ａは、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、位相トラッキング回路２０、復調部２２、受信バッファ４６、シンボル間位相回転平均化部４８、再変調部２４、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、送信部３４、及び乗算部３６、３８、４０を含んで構成されている。
【００５１】
受信バッファ４６には、復調部２２による復調後の各サブキャリア信号が１パケット分保持される。
【００５２】
シンボル間位相回転平均化部４８は、位相トラッキング回路２０で１シンボル毎に演算される平均位相回転量を、１パケット分保持し、各平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量を演算する。
【００５３】
次に、第３の実施の形態の無線中継端末装置３１０ａの動作について説明する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
位相トラッキング回路２０で演算された平均位相回転量は、シンボル間位相回転平均化部４８及び乗算部３８へ出力される。シンボル間位相回転平均化部４８では一旦、１シンボル分の平均位相回転量を保持する。乗算部３８で、各サブキャリア信号に平均位相回転量が乗算されることにより、各サブキャリア信号が位相トラッキング処理により補正される。
【００５５】
補正後の各サブキャリア信号は、復調部２２に入力され、各サブキャリアのデータが復調され、一旦受信バッファ４６に保持される。
【００５６】
この処理を１パケット分繰り返し、シンボル間位相回転平均化部４８に１パケット分の平均位相回転量が蓄積されると、シンボル間位相回転平均化部４８で、各平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量が演算される。この間に、受信バッファにも１パケット分のサブキャリア信号が蓄積される。
【００５７】
演算されたシンボル間平均位相回転量は、合算補正量演算部２８へ出力される。また、受信バッファに保持されたサブキャリア信号は、各々のサブキャリアに対応した再変調部２４へ入力され、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、及び直交変調部３２の処理を経て、送信部３４により、自端末の送信スロットのタイミングで、パケットが再送信される。
【００５８】
以上説明したように、第３の実施の形態の無線中継端末装置によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、１パケット分のデータを保持して周波数誤差を補正するため、周波数誤差の補正精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、第３の実施の形態のように受信バッファ４６、及びシンボル間位相回転平均化部４８を設けた構成は、第２の実施の形態にも適用できる。この場合、図６に示すように、無線中継端末装置３１０ｂにおいて、シンボル間位相回転平均化部４８を、キャリア間位相回転平均化部４４の後段に設け、キャリア間位相回転平均化部４４で１シンボル毎に演算されるキャリア間平均位相回転量を、１パケット分保持し、各キャリア間平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量を演算するようにするとよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、合算補正量を演算してから逆回転して補正する周波数を決定する場合について説明したが、各々の補正量を逆回転してから合算するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０、２１０、３１０ａ、３１０ｂ 無線中継端末装置
１２ 受信部
１４ 直交復調部
１６ ＡＦＣ回路
１８ ＦＦＴ
２０ 位相トラッキング回路
２２ 復調部
２４ 再変調部
２６ ＩＦＦＴ
２８ 合算補正量演算部
３０ 逆回転部
３２ 直交変調部
３４ 送信部
４２ 判定帰還チャネル推定部
４４ キャリア間位相回転平均化部
４６ 受信バッファ
４８ シンボル間位相回転平均化部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継端末装置に係り、特に、受信信号の周波数誤差を補正する構成を有する中継端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各アンテナブランチの自動周波数制御部それぞれでシフトされた各アンテナブランチの周波数誤差を合成することで合成周波数誤差を得て、ダイバーシチ合成後の信号の周波数を合成周波数誤差分だけシフトするダイバーシチ中継装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の中継端末は、地上デジタル放送などの放送波を中継することを目的としており、このような常に決まった相手から連続的に電波が受信される場合には、時間を掛けてＡＦＣ（Automatic frequency control、自動周波数制御）回路を動作させることが可能となり、ＡＦＣのみで十分な補正精度を保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６７３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車車間通信などのように、様々な通信相手との間でパケットと呼ばれるデータの塊を頻繁にやり取りする通信形態では、パケットを受信する度に、ＡＦＣ回路を初期化して、パケット先頭のプリアンブル部分のみを使用して、周波数誤差を検出及び補正する構成が一般的である。このため、ＡＦＣ回路のみで周波数誤差を完全に除去することは困難であり、周波数誤差が残留する。通常は、ＡＦＣ回路による周波数誤差の補正後の復調処理過程において、この残留周波数誤差を除去しているが、上記特許文献１に記載の技術では、この残留周波数誤差が考慮されていないため、受信信号と再送信号との間に周波数誤差が生じてしまう。特に、複数の端末で中継を行う協調通信においては、各中継端末から送信された信号に、このような周波数誤差が残留している場合には、受信端末において様々な大きさの周波数誤差が混ざり、信号の復元が不可能となってしまう可能性がある、という問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる中継端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の中継端末装置は、プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ変調された受信信号を受信する受信手段と、受信された受信信号を直交復調する直交復調手段と、前記受信信号のプリアンブル部を用いて、前記直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する第１の補正手段と、前記受信信号のデータ部を用いて、前記第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する第２の補正手段と、前記第２の補正手段により補正された受信信号に対して、前記第１の補正手段での補正量と前記第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正する逆補正手段と、前記逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調する直交変調手段と、前記直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する送信手段と、を含んで構成されている。
【０００７】
本発明の中継端末装置によれば、受信手段が、プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ直交変調された受信信号を受信し、直交復調手段が、受信された受信信号を直交復調する。直交復調後の受信信号には、端末固有の局部発振器の影響による周波数誤差が含まれるため、第１の補正手段が、受信信号のプリアンブル部を用いて、直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する。時間的に短いプリアンブル部を用いているため、第１の補正手段による補正では完全に周波数誤差を除去することができない場合がある。そこで、第２の補正手段が、受信信号のデータ部を用いて、第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する。この補正後の受信信号を再送信するために直交変調すると、直交復調手段と同一の基準周波数で動作する直交変調手段により、直交復調時と同様の誤差が生じてしまい、受信信号と再送信号との間で周波数誤差が生じてしまう。そこで、逆補正手段が、第２の補正手段により補正された受信信号に対して、第１の補正手段での補正量と第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正し、直交変調手段が、逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調し、送信手段が、直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する。
【０００８】
このように、第１の補正手段による補正量のみならず、残留周波数誤差を補正する第２の補正手段による補正量も合算して逆補正するため、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
【０００９】
また、前記第１の補正手段を、自動周波数制御回路とすることができる。
【００１０】
また、前記受信手段は、前記受信信号としてＯＦＤＭ信号を受信し、前記第１の補正手段と前記第２の補正手段との間に、前記ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、複数のサブキャリア信号に分解するＦＦＴ手段を備えて構成することができる。
【００１１】
また、前記第２の補正手段を、前記複数のサブキャリア信号に含まれる既知のパイロットキャリア信号を用いて前記残留周波数誤差を補正する位相トラッキング回路とすることができる。また、前記第２の補正手段を、判定基準となるチャネル特性と前記複数のサブキャリア信号毎の復調処理前後の信号とに基づいて、前記複数のサブキャリア信号毎の位相変動を検出して前記残留周波数誤差を補正する判定帰還回路とすることもでき、その場合には、前記複数のサブキャリア信号毎の残留周波数誤差の平均補正量を演算するキャリア間平均演算手段を含んで構成し、前記逆補正手段は、前記第１の補正手段での補正量と前記キャリア間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算することができる。
【００１２】
また、前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、前記逆補正手段は、前記受信信号のシンボル単位で補正量を合算して逆補正することができる。また、前記第２の補正手段におけるシンボル単位の補正量を、１パケット分時間方向に平均化した平均補正量を演算するシンボル間平均演算手段を含んで構成し、前記逆補正手段は、前記第１の補正手段で補正された補正量と前記シンボル間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の中継端末装置によれば、第１の補正手段による補正量のみならず、残留周波数誤差を補正する第２の補正手段による補正量も合算して逆補正するため、車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の概略を説明するためのブロック図である。
【図２】本実施の形態で扱われるパケットの一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第２の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第３の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施の形態に係る無線中継端末装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
＜本実施の形態の概要＞
まず、本実施の形態の概要について説明する。
【００１６】
図１（Ａ）に示すように、周波数ｆの受信信号を直交復調部により基準周波数を用いて直交復調すると、基準周波数の個別の誤差により、直交復調後の周波数には周波数誤差Δｆが含まれる。ここでは、説明の便宜上、直交復調による周波数誤差Δｆを（Δｆ１＋Δｆ２）とする。なお、この周波数誤差Δｆには、直交復調による周波数誤差だけでなく、基準周波数を用いたダウンコンバータの際の周波数誤差も含めて考えてもよい。
【００１７】
次に、直交復調後の周波数−（Δｆ１＋Δｆ２）の信号に対して、第１の補正部で周波数誤差の補正を行う。第１の補正部では、信号に含まれる周波数誤差の一部が補正され、この補正量をΔｆ１とすると、補正後の信号は周波数−Δｆ２となる。次に、この周波数−Δｆ２の信号に対して、第２の補正部で周波数誤差の補正を行う。第２の補正部では、信号に含まれる残留周波数誤差が補正され、この補正量をΔｆ２とすると、補正後の信号は周波数０となる。この信号を、直交復調部と同一の基本周波数で動作する直交変調部により直交変調すると、直交変調による周波数誤差Δｆが含まれ、直交変調後の再送信号の周波数はｆ＋（Δｆ１＋Δｆ２）となる。この場合、受信信号の周波数ｆと再送信号の周波数ｆ＋（Δｆ１＋Δｆ２）との間に周波数誤差が生じることになる。
【００１８】
そこで、本実施の形態では、同図（Ｂ）に示すように、第１の補正部で得られた補正量Δｆ１と第２の補正部で得られた補正量Δｆ２とを合算部で合算し、合算周波数誤差Δｆ１＋Δｆ２を逆回転部で逆回転して、第２の補正部から出力された周波数０の信号に乗じる。これにより、直交変調部へ入力される信号の周波数は−（Δｆ１＋Δｆ２）となり、直交変調部で生じる周波数誤差が加わると、直交変調後の信号の周波数はｆとなり、受信信号の周波数と一致する。
【００１９】
以下、本発明を適用した無線中継端末装置を車両などの移動する移動体に搭載し、複数の端末装置の間でＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号であるパケットを交換することにより無線通信を行う場合であって、複数の無線中継端末装置により協調通信を行う場合を例に説明する。
【００２０】
また、本実施の形態で扱うパケットは、図２に示すように、プリアンブル部及びデータ部で構成されている。
＜第１の実施の形態＞
図３に示すように、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０は、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、位相トラッキング回路２０、復調部２２−１〜Ｎ（Ｎはサブキャリア数）、再変調部２４−１〜Ｎ、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、及び送信部３４を含んで構成されている。また、直交復調部１４の出力とＡＦＣ回路１６の出力とを乗算する乗算部３６、位相トラッキング回路２０の出力と各サブキャリア信号との乗算部３８−１〜Ｎ、ＩＦＦＴ２６の出力と逆回転部３０の出力との乗算部４０をさらに含んで構成されている。なお、復調部２２−１〜Ｎ、再変調部２４−１〜Ｎ、及び乗算部３８−１〜Ｎの各々は、それぞれ同一であるため、以下では、単に、復調部２２、再変調部２４、及び乗算部３８と表記する。
【００２１】
受信部１２は、他の端末から送信されたパケットを受信し、受信した無線周波数帯の信号を中間周波数帯にダウンコンバートする。また、増幅、アナログ／デジタル変換処理等の他の受信処理も行う。
【００２２】
直交復調部１４は、受信部１２による受信処理後の信号を直交復調して、複素信号であるベースバンド信号を出力する。
【００２３】
ＡＦＣ回路１６は、直交復調部１４で直交復調されたベースバンド信号に対して、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差を検出及び補正する。具体的には、まず、プリアンブル部の繰り返し信号区間だけ遅延させた信号の複素共役信号と遅延前の信号との複素乗算を行い、位相回転量を演算する。そして、繰り返し信号区間に渡り各位相回転量を平均化した平均位相回転量を演算し、この平均位相回転量から周波数誤差を補正する。
【００２４】
ＦＦＴ１８は、ＡＦＣ処理が施されたベースバンド信号に対して、高速フーリエ変換を施し、ＯＦＤＭ信号から複数のサブキャリア信号に分解する。
【００２５】
位相トラッキング回路２０は、パケットのデータ部の信号を用いて、ＦＦＴ後の複数のサブキャリア信号に対して、残留する周波数誤差を補正する。上述のＡＦＣ回路１６では、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差を補正しているが、有限の長さのプリアンブル信号では、ベースバンド信号に含まれる周波数誤差を完全に検出及び補正することはできず、周波数誤差が残留する。この残留周波数誤差は、ＦＦＴ後の各サブキャリア信号に同一の周波数誤差として重畳される。位相トラッキング回路２０は、この残留周波数誤差を補正するためのものである。
【００２６】
具体的には、まず、ＦＦＴ後のサブキャリア信号からパイロットキャリア信号を抽出する。図２の例では、５２本のサブキャリア信号から４本のパイロットキャリア信号が抽出される。そして、抽出したパイロットキャリア毎の位相回転量を検出し、各位相回転量を平均した１シンボル当たりの平均位相回転量を演算し、各サブキャリア信号に対して平均位相回転量を用いて残留周波数誤差の補正を行う。
【００２７】
復調部２２は、位相トラッキング回路２０による周波数誤差の補正後の各サブキャリア信号のデータ部のデータを復調する。
【００２８】
再変調部２４は、復調部２２で復調された各サブキャリア信号を再び変調する。
【００２９】
ＩＦＦＴ２６は、再変調部２４で再変調された各サブキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を施し、複数のサブキャリア信号をＯＦＤＭ信号であるベースバンド信号に変換する。
【００３０】
合算補正量演算部２８は、ＡＦＣ回路１６における周波数誤差の補正量と、位相トラッキング回路２０における残留周波数誤差の補正量とを合算した合算補正量を演算する。
【００３１】
逆回転部３０は、合算補正量演算部２８で演算された合算補正量分の位相回転を戻すための周波数を決定し、決定した周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号をＩＦＦＴ２６から出力されたベースバンド信号に乗算する。
【００３２】
直交変調部３２は、逆回転部３０で決定された周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号が乗算されたベースバンド信号、すなわち、ＡＦＣ回路１６及び位相トラッキング回路２０により補正された位相回転が戻された状態のベースバンド信号を直交変調する。
【００３３】
送信部３４は、直交変調された中間周波数帯の再送信号を無線周波数帯にアップコンバートして送信する。また、デジタル／アナログ変換処理等の他の送信処理も行う。
【００３４】
次に、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作について説明する。
【００３５】
まず、受信部１２で、他の端末から送信されたパケットが受信されると、ダウンコンバート、増幅、アナログ／デジタル変換処理等の受信処理が行われ、受信処理後の信号が直交復調部１４に出力される。直交復調部１４では、受信処理後の信号が直交復調され、複素信号であるベースバンド信号に変換されて、ＡＦＣ回路１６及び乗算部３６へ出力される。
【００３６】
ＡＦＣ回路１６では、直交復調部１４から出力されたベースバンド信号に対して、パケットのプリアンブル部を用いて周波数誤差が検出され、補正量が合算補正量演算部２８及び乗算部３６に出力される。乗算部３６で、直交復調部１４の出力とＡＦＣ回路１６の出力とが乗算されることにより、ベースバンド信号がＡＦＣ処理により補正される。
【００３７】
乗算部３６から出力されたベースバンド信号は、ＦＦＴ１８に入力され、高速フーリエ変換が施され、ＯＦＤＭ信号から複数のサブキャリア信号に分解される。サブキャリア信号に含まれるパイロットキャリア信号は、位相トラッキング回路２０に出力され、パイロットキャリア以外のサブキャリア信号は、各々乗算部３８へ出力される。
【００３８】
位相トラッキング回路２０では、ＦＦＴ１８から出力されたパイロットキャリア信号毎の位相回転量が検出され、各位相回転量を平均した１シンボル当たりの平均位相回転量が演算され、平均位相回転量が合算補正量演算部２８及び乗算部３８へ出力される。乗算部３８で、各サブキャリア信号に平均位相回転量が乗算されることにより、各サブキャリア信号が位相トラッキング処理により補正される。
【００３９】
乗算部３８から出力された各サブキャリア信号は、復調部２２に入力され、データが復調される。復調後の各サブキャリア信号は、再変調部２４に入力され、再び変調される。再変調された各サブキャリア信号は、ＩＦＦＴ２６へ入力され、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリア信号がＯＦＤＭ信号であるベースバンド信号に変換され、変換後のベースバンド信号が乗算部４０へ出力される。
【００４０】
また、合算補正量演算部２８では、ＡＦＣ回路１６の出力である補正量と、位相トラッキング回路２０の出力である補正量（平均位相回転量）とを合算した合算補正量を演算して、逆回転部３０へ出力する。逆回転部３０では、合算補正量分の位相回転を戻すための周波数が決定され、決定された周波数が乗算部４０へ出力される。乗算部４０でＩＦＦＴから出力されたベースバンド信号と逆回転部３０から出力された周波数の複素正弦波信号またはキャリア信号とが乗算されることにより、ＡＦＣ回路１６及び位相トラッキング回路２０により補正された位相回転が戻され、このベースバンド信号が直交変調部３２へ出力される。
【００４１】
直交変調部３２では、乗算部４０の出力であるベースバンド信号が直交変調されて送信部３４へ出力され、送信部３４では、アップコンバート、デジタル／アナログ変換処理等の送信処理が行われて、再送信号が送信される。
【００４２】
以上説明したように、第１の実施の形態の無線中継端末装置によれば、パケットのプリアンブル部を用いたＡＦＣ処理により補正し切れなかった残留周波数誤差を、ＦＦＴ後の位相トラッキング処理で補正する場合には、ＡＦＣの補正量と位相トラッキングの補正量とを合算した補正量をＩＦＦＴ後の信号に戻すため、本端末が車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、パケットのデータ部を用いた周波数誤差の補正として、判定帰還チャネル推定を行う点が、第１の実施の形態と異なっている。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４３】
図４に示すように、第２の実施の形態の無線中継端末装置２１０は、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、復調部２２、判定帰還チャネル推定部４２、再変調部２４、ＩＦＦＴ２６、キャリア間位相回転平均化部４４、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、送信部３４、及び乗算部３６、４０を含んで構成されている。
【００４４】
判定帰還チャネル推定部４２は、各サブキャリア信号の位相の変化を用いて、チャネル変動補正により周波数誤差を補正する。第１の実施の形態の位相トラッキング回路２０と同様に、ＡＦＣ後の残留周波数誤差を補正するものである。例えば、パイロットキャリア信号に基づいて、送受信間のチャネル特性を推定し、推定されたチャネル特性とサブキャリア信号の各々とに基づいて、サブキャリア信号毎の位相回転を演算する。そして、サブキャリア信号の各々に演算した位相回転を帰還することで、各サブキャリア信号の周波数誤差を補正する（詳細は、特開２００７−１６６１９４号公報参照）。
【００４５】
キャリア間位相回転平均化部４４は、判定帰還チャネル推定部４２で、サブキャリア信号毎に演算された各位相回転を平均化したキャリア間平均位相回転を演算し、このキャリア間平均位相回転を、判定帰還チャネル推定部４２における残留周波数誤差の補正量とする。
【００４６】
次に、第２の実施の形態の無線中継端末装置２１０の動作について説明する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作と異なる点を中心に説明する。
【００４７】
ＦＦＴ１８から出力された各サブキャリア信号は、復調部２２及び判定帰還チャネル推定部４２に入力される。復調部２２からの出力は再変調部２４へ出力されると共に、判定帰還チャネル推定部４２へも入力され、判定帰還チャネル推定部４２において、各サブキャリア信号の位相回転が演算される。演算された位相回転は、各サブキャリアに対応した復調部２２及びキャリア間位相回転平均化部４４へ出力される。
【００４８】
キャリア間位相回転平均化部４４では、判定帰還チャネル推定部４２から出力された各位相回転を平均化したキャリア間平均位相回転を演算し、合算補正量演算部２８へ出力する。
【００４９】
以上説明したように、第２の実施の形態の無線中継端末装置によれば、パケットのプリアンブル部を用いたＡＦＣ処理により補正し切れなかった残留周波数誤差を、ＦＦＴ後の判定帰還チャネル推定処理で補正する場合には、ＡＦＣの補正量とチャネル変動補正によりサブキャリア毎に演算された位相回転を平均化した補正量とを合算した補正量をＩＦＦＴ後の信号に戻すため、本端末が車車間通信等のように移動体に搭載される場合であっても、受信信号を中継する際に、受信信号と再送信号との間の周波数誤差を低減することができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、パケットの１シンボル毎に周波数誤差の補正及び逆補正を行って再送信する場合について説明したが、協調通信においては、パケットの受信と再送信とでは使用するタイムスロットが異なるため、第３の実施の形態では、１パケット分の周波数誤差を時間方向に平均化する場合について説明する。タイムスロットとは、所定期間の１フレームをＮ個に分割した場合の時間単位であり、各端末毎に各々選択したタイムスロットのタイミングでパケットを送信する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
図５に示すように、第３の実施の形態の無線中継端末装置３１０ａは、受信部１２、直交復調部１４、ＡＦＣ回路１６、ＦＦＴ１８、位相トラッキング回路２０、復調部２２、受信バッファ４６、シンボル間位相回転平均化部４８、再変調部２４、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、直交変調部３２、送信部３４、及び乗算部３６、３８、４０を含んで構成されている。
【００５１】
受信バッファ４６には、復調部２２による復調後の各サブキャリア信号が１パケット分保持される。
【００５２】
シンボル間位相回転平均化部４８は、位相トラッキング回路２０で１シンボル毎に演算される平均位相回転量を、１パケット分保持し、各平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量を演算する。
【００５３】
次に、第３の実施の形態の無線中継端末装置３１０ａの動作について説明する。なお、第１の実施の形態の無線中継端末装置１０の動作と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
位相トラッキング回路２０で演算された平均位相回転量は、シンボル間位相回転平均化部４８及び乗算部３８へ出力される。シンボル間位相回転平均化部４８では一旦、１シンボル分の平均位相回転量を保持する。乗算部３８で、各サブキャリア信号に平均位相回転量が乗算されることにより、各サブキャリア信号が位相トラッキング処理により補正される。
【００５５】
補正後の各サブキャリア信号は、復調部２２に入力され、各サブキャリアのデータが復調され、一旦受信バッファ４６に保持される。
【００５６】
この処理を１パケット分繰り返し、シンボル間位相回転平均化部４８に１パケット分の平均位相回転量が蓄積されると、シンボル間位相回転平均化部４８で、各平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量が演算される。この間に、受信バッファにも１パケット分のサブキャリア信号が蓄積される。
【００５７】
演算されたシンボル間平均位相回転量は、合算補正量演算部２８へ出力される。また、受信バッファに保持されたサブキャリア信号は、各々のサブキャリアに対応した再変調部２４へ入力され、ＩＦＦＴ２６、合算補正量演算部２８、逆回転部３０、及び直交変調部３２の処理を経て、送信部３４により、自端末の送信スロットのタイミングで、パケットが再送信される。
【００５８】
以上説明したように、第３の実施の形態の無線中継端末装置によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、１パケット分のデータを保持して周波数誤差を補正するため、周波数誤差の補正精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、第３の実施の形態のように受信バッファ４６、及びシンボル間位相回転平均化部４８を設けた構成は、第２の実施の形態にも適用できる。この場合、図６に示すように、無線中継端末装置３１０ｂにおいて、シンボル間位相回転平均化部４８を、キャリア間位相回転平均化部４４の後段に設け、キャリア間位相回転平均化部４４で１シンボル毎に演算されるキャリア間平均位相回転量を、１パケット分保持し、各キャリア間平均位相回転量を１パケット分平均化したシンボル間平均位相回転量を演算するようにするとよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、合算補正量を演算してから逆回転して補正する周波数を決定する場合について説明したが、各々の補正量を逆回転してから合算するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０、２１０、３１０ａ、３１０ｂ 無線中継端末装置
１２ 受信部
１４ 直交復調部
１６ ＡＦＣ回路
１８ ＦＦＴ
２０ 位相トラッキング回路
２２ 復調部
２４ 再変調部
２６ ＩＦＦＴ
２８ 合算補正量演算部
３０ 逆回転部
３２ 直交変調部
３４ 送信部
４２ 判定帰還チャネル推定部
４４ キャリア間位相回転平均化部
４６ 受信バッファ
４８ シンボル間位相回転平均化部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ変調された受信信号を受信する受信手段と、
受信された受信信号を直交復調する直交復調手段と、
前記受信信号のプリアンブル部を用いて、前記直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する第１の補正手段と、
前記受信信号のデータ部を用いて、前記第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する第２の補正手段と、
前記第２の補正手段により補正された受信信号に対して、前記第１の補正手段での補正量と前記第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正する逆補正手段と、
前記逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調する直交変調手段と、
前記直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する送信手段と、
を含む中継端末装置。
【請求項２】
前記第１の補正手段を、自動周波数制御回路とした請求項１記載の中継端末装置。
【請求項３】
前記受信手段は、前記受信信号としてＯＦＤＭ信号を受信し、
前記第１の補正手段と前記第２の補正手段との間に、前記ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、複数のサブキャリア信号に分解するＦＦＴ手段を備えた
請求項１または請求項２記載の中継端末装置。
【請求項４】
前記第２の補正手段を、前記複数のサブキャリア信号に含まれる既知のパイロットキャリア信号を用いて前記残留周波数誤差を補正する位相トラッキング回路とした請求項３記載の中継端末装置。
【請求項５】
前記第２の補正手段を、判定基準となるチャネル特性と前記複数のサブキャリア信号毎の復調処理前後の信号とに基づいて、前記複数のサブキャリア信号毎の位相変動を検出して前記残留周波数誤差を補正する判定帰還回路とし、
前記複数のサブキャリア信号毎の残留周波数誤差の平均補正量を演算するキャリア間平均演算手段を含み、
前記逆補正手段は、前記第１の補正手段での補正量と前記キャリア間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算する
請求項３記載の中継端末装置。
【請求項６】
前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、
前記逆補正手段は、前記受信信号のシンボル単位で補正量を合算して逆補正する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の中継端末装置。
【請求項７】
前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、
前記第２の補正手段におけるシンボル単位の補正量を、１パケット分時間方向に平均化した平均補正量を演算するシンボル間平均演算手段を含み、
前記逆補正手段は、前記第１の補正手段で補正された補正量と前記シンボル間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算する
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の中継端末装置。
【請求項１】
プリアンブル部及びデータ部を含み、かつ変調された受信信号を受信する受信手段と、
受信された受信信号を直交復調する直交復調手段と、
前記受信信号のプリアンブル部を用いて、前記直交復調手段により直交復調された受信信号に含まれる周波数誤差の一部を補正する第１の補正手段と、
前記受信信号のデータ部を用いて、前記第１の補正手段により補正された受信信号に含まれる残留周波数誤差を補正する第２の補正手段と、
前記第２の補正手段により補正された受信信号に対して、前記第１の補正手段での補正量と前記第２の補正手段での補正量とを合算して逆補正する逆補正手段と、
前記逆補正手段により逆補正された受信信号を直交変調する直交変調手段と、
前記直交変調手段で直交変調された受信信号を送信する送信手段と、
を含む中継端末装置。
【請求項２】
前記第１の補正手段を、自動周波数制御回路とした請求項１記載の中継端末装置。
【請求項３】
前記受信手段は、前記受信信号としてＯＦＤＭ信号を受信し、
前記第１の補正手段と前記第２の補正手段との間に、前記ＯＦＤＭ信号に高速フーリエ変換を施して、複数のサブキャリア信号に分解するＦＦＴ手段を備えた
請求項１または請求項２記載の中継端末装置。
【請求項４】
前記第２の補正手段を、前記複数のサブキャリア信号に含まれる既知のパイロットキャリア信号を用いて前記残留周波数誤差を補正する位相トラッキング回路とした請求項３記載の中継端末装置。
【請求項５】
前記第２の補正手段を、判定基準となるチャネル特性と前記複数のサブキャリア信号毎の復調処理前後の信号とに基づいて、前記複数のサブキャリア信号毎の位相変動を検出して前記残留周波数誤差を補正する判定帰還回路とし、
前記複数のサブキャリア信号毎の残留周波数誤差の平均補正量を演算するキャリア間平均演算手段を含み、
前記逆補正手段は、前記第１の補正手段での補正量と前記キャリア間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算する
請求項３記載の中継端末装置。
【請求項６】
前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、
前記逆補正手段は、前記受信信号のシンボル単位で補正量を合算して逆補正する請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の中継端末装置。
【請求項７】
前記受信信号を、複数のシンボルで構成されたパケット信号とし、
前記第２の補正手段におけるシンボル単位の補正量を、１パケット分時間方向に平均化した平均補正量を演算するシンボル間平均演算手段を含み、
前記逆補正手段は、前記第１の補正手段で補正された補正量と前記シンボル間平均演算手段で演算された平均補正量とを合算する
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の中継端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１８６５３１（Ｐ２０１２−１８６５３１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４６３５０（Ｐ２０１１−４６３５０）
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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