等化装置及び等化方法
【課題】順方向等化と逆方向等化において適正な周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセット補償を行い、等化性能の劣化を抑制する。
【解決手段】ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６は現フレームと次フレームの各同期ワード区間のＲＳＳＩ値最小位置情報を、ＲＳＳＩ比較部１０７はＲＳＳＩ値と閾値とを比較したＲＳＳＩ閾値比較情報を、それぞれ、周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ値最小位置情報とＲＳＳＩ閾値比較情報とにより、順方向等化処理部１０３と逆方向等化処理部１０４で求められた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと思われる周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。周波数オフセット補償部１０１は、現フレームの周波数オフセット推定値と周波数オフセット補償量とによって次フレームの周波数オフセット補償量を算出する。
【解決手段】ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６は現フレームと次フレームの各同期ワード区間のＲＳＳＩ値最小位置情報を、ＲＳＳＩ比較部１０７はＲＳＳＩ値と閾値とを比較したＲＳＳＩ閾値比較情報を、それぞれ、周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ値最小位置情報とＲＳＳＩ閾値比較情報とにより、順方向等化処理部１０３と逆方向等化処理部１０４で求められた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと思われる周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。周波数オフセット補償部１０１は、現フレームの周波数オフセット推定値と周波数オフセット補償量とによって次フレームの周波数オフセット補償量を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号に対して順方向等化と逆方向等化を行う判定帰還型の等化装置及び等化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
０．技術の背景と課題
０．１．従来の装置構成
無線通信システムにおいては、電波が建物などに反射されて幾つもの伝搬経路を辿るマルチパスの影響を受けるために通信信号に符号間干渉が生じ、それによって通信品質が劣化することが知られている。そのため、マルチパスの影響を低減させるために遅延等化器（等化装置）が用いられている。
【０００３】
遅延等化器は、デジタルフィルタからなる２つのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで構成され、既知シンボルを用いたトレーニングにより、等化処理部による等化結果と既知シンボルとの誤差（等化誤差）が最小となるようにタップ係数を収束させている。タップ係数が収束された遅延等化器は、既知シンボルより後方の符号列に位置するデータは順方向等化を行い、既知シンボルより前方の符号列に位置するデータは逆方向等化を行っている。また、遅延等化器は、既知シンボルを用いたトレーニングにより伝搬路状態を推定して、その推定情報を初期化して最適な等化処理を行っている。
【０００４】
一方、無線通信システムは、送信機や受信機における局部発振器の発振周波数のズレや、端末機器の移動によって生じるドップラー偏移などに起因する周波数オフセットの影響を受けやすくなっている。特に、無線通信システムに使用される遅延等化器（等化装置）は周波数オフセットに対して特性劣化が著しい。
【０００５】
例えば、判定帰還形等化器（ＤＦＥ：Decision Feedback Equalizer）を例に挙げて説明すると、その等化器のトレーニングの過程において、タップ係数は周波数選択性フェージングによるインパルス応答の逆特性となるように形成される。ところが、周波数オフセットがある場合は、その周波数オフセットを補償するようにタップ係数が位相回転してしまう。そのために高精度に周波数オフセットの補償を行うことが必要となる。
【０００６】
また、一般的に、符号間干渉の影響によって周波数オフセットの推定精度は劣化する傾向にある。すなわち、周波数選択性フェージングの環境下や、送信タイミングオフセットを付けて複数の基地局から同時に信号を送信する環境下においては、符号間干渉によって周波数オフセットの推定精度が著しく劣化する。したがって、このような側面からも高精度に周波数オフセットの補償を行うことが必要となる。そこで、このような周波数オフセットの問題点を解決するための技術として、例えば、特許文献１または特許文献２などに関連技術が開示されている。
【０００７】
０．２．特許文献１に開示の技術
特許文献１に開示された技術では、整合フィルタと等化器でそれぞれ通信路インパルス特性を推定し、整合フィルタを通した結果から周波数オフセットを求めている。そして、等化器は受信信号と整合フィルタで求められた周波数オフセットの情報とに基づいて等化処理を行っている。これにより、符号間干渉が生じる通信路を介してデジタル信号を伝送する場合において、周波数オフセットが存在していても、デジタル信号を適正に復調することができ、高品質な通信を実現することができる。
【０００８】
０．３．特許文献２に開示の技術
また、特許文献２に開示された技術では、周波数オフセットの推定処理に用いる２組の固定パターンから推定した周波数オフセット推定値を、伝送路の状態に応じて選択している。そして、選択された周波数オフセット推定値によって周波数オフセット量を補正した受信信号を等化器に入力して等化処理を行っている。すなわち、伝送路の状態によって、利用する周波数オフセット推定値を選択し、選択された周波数オフセット推定値に基づいて、受信信号における周波数オフセットに依存した信号歪を補正している。これによって、マルチパスによる符号間干渉が存在するような通信環境下においても、良好な通信品質を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１３３２１８号公報
【特許文献２】特開２００２−４４１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
０．４．従来技術の課題
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、通信路インパルス特性の推定から整合フィルタによる処理を行う場合は、等化処理を行うときと同等レベルの処理を行う必要があるために、等化器（等化装置）全体の回路規模が大きくなると共に処理時の演算量が増大してしまう。また、等化処理におけるトレーニング期間の受信電力が小さい場合には、充分なトレーニングを行うことができないおそれがあるので、そのフレームの等化結果（等化信号）が劣化することがある。
【００１１】
また、上述した特許文献２に開示された技術では、周波数オフセットの推定処理を行うためには、２種類かつ２組の固定パターンを必要とするために、データに対する固定パターンの比率から伝送効率が低下するおそれがある。さらに、伝送路状態を推定するための処理は、遅延波の遅延量推定と雑音電力推定とを必要とするため、等化器（等化装置）の回路規模が大きくなると共に処理時の演算量が増大してしまう。
【００１２】
０．５．本発明の目的
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、順方向等化と逆方向等化を行う等化装置において、全体の回路規模及び演算量を抑えつつ、周波数オフセットに起因する等化性能の劣化を抑制することができる等化装置及び等化方法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】
【００１３】
本発明の等化装置は、現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する、判定帰還型の等化装置であって、受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定手段と、前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定手段と、前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較手段と、前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定手段から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較手段から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択手段と、前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償手段とを具備する構成を採る。
【００１４】
本発明の等化方法は、現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する判定帰還型等化装置に適用される等化方法であって、受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定工程と、前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定工程と、前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較工程と、前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定工程において得られたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較工程において得られたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択工程と、前記周波数オフセット推定値選択工程において選択された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償工程とを含むようにした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことにより、符号間干渉のある環境下においても精度よく周波数オフセットを補償することができ、全体の回路規模及び演算量を抑えつつ、周波数オフセットに起因する等化性能の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に適用される等化装置の構成を示す図
【図３】本発明の一実施の形態に係るフレーム構成を示す図
【図４】一般的なフレーム構成と等化処理を説明するための図
【図５】本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、逆方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図
【図６】本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、順方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図
【図７】本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図８】本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法を示すフローチャート
【図９】本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法を示すフローチャート
【図１０】本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図１１】本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図１２】本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．概要
１．１．本発明の一実施の形態の概要
本発明の一実施の形態に係る等化装置は、順方向等化と逆方向等化によって遅延等化を行う等化装置であって、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことを特徴としている。これにより、周波数オフセットによる等化性能の劣化を抑制することができる。具体的には、次のような方法によって周波数オフセットの補償を行う。
【００１８】
（１）同一データ区間を挟む前後２つの同期ワード区間（既知シンボル区間）において、現フレームの同期ワード区間を用いて順方向トレーニングを行い、次フレームの同期ワード区間を用いて逆方向トレーニングを行う。
（２）順方向トレーニングと逆方向トレーニングのそれぞれについて、トレーニング完了後に、同期ワード区間のデータと同期ワードのレプリカとの複素相関演算を行い、周波数オフセットを推定する。
（３）ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）が最小となるシンボル位置とそのときのＲＳＳＩ値により、上記（２）で求めた２つの周波数オフセット推定値のいずれか、または両者から更に計算した値を用いて周波数オフセットの補償を行う。
【００１９】
以下、本発明に係る等化装置の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
２．一実施の形態
２．１．一実施の形態の無線受信装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、無線受信装置１００は、周波数オフセット補償部１０１と、受信信号バッファ１０２と、順方向等化処理部１０３と、逆方向等化処理部１０４と、ＲＳＳＩ測定部１０５と、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６と、ＲＳＳＩ比較部１０７と、周波数オフセット推定値選択部１０８と、乗算器１０９と、加算器１１０と、遅延回路（Ｔ）１１１と、から主に構成されている。
【００２１】
なお、順方向等化処理部１０３は、トレーニング部１０３ａと、トラッキング部１０３ｂと、周波数オフセット推定部１０３ｃとによって構成されている。また、逆方向等化処理部１０４も順方向等化処理部１０３と同様の構成であり、トレーニング部１０４ａと、トラッキング部１０４ｂと、周波数オフセット推定部１０４ｃとによって構成されている。
【００２２】
周波数オフセット補償部１０１は、周波数オフセット推定値選択部１０８から出力された周波数オフセット補償量に基づいて、受信信号に対して周波数オフセットの補償を行う。
【００２３】
受信信号バッファ１０２は、周波数オフセット補償部１０１から出力された周波数オフセット補償後の受信信号を入力して一時的に保存し、等化処理速度に合わせて、順方向データ及び逆方向データをそれぞれ順方向等化処理部１０３及び逆方向等化処理部１０４へ出力する。
【００２４】
順方向等化処理部１０３においては、トレーニング部１０３ａが、順方向用同期ワードレプリカと受信信号バッファ１０２から出力された順方向データとを入力してトレーニングを行い、タップ係数初期値をトラッキング部１０３ｂへ出力し、トレーニング後の同期ワード（既知シンボル）を周波数オフセット推定部１０３ｃへ出力する。トラッキング部１０３ｂは、受信バッファ１０２から出力された順方向データとトレーニング部１０３ａから出力されたタップ係数初期値とに基づいてトラッキングを行い、生成された順方向等化結果を外部へ出力する。周波数オフセット推定部１０３ｃは、順方向用同期ワードレプリカとトレーニング部１０３ａから出力されたトレーニング後の同期ワードとに基づいて周波数オフセットを推定し、順方向周波数オフセット推定値を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２５】
逆方向等化処理部１０４においては、トレーニング部１０４ａが、逆方向用同期ワードレプリカと受信信号バッファ１０２から出力された逆方向データとを入力してトレーニングを行い、タップ係数初期値をトラッキング部１０４ｂへ出力し、トレーニング後の同期ワードを周波数オフセット推定部１０４ｃへ出力する。トラッキング部１０４ｂは、受信バッファ１０２から出力された逆方向データとトレーニング部１０４ａから出力されたタップ係数初期値とに基づいてトラッキングを行い、生成された逆方向等化結果を外部へ出力する。周波数オフセット推定部１０４ｃは、逆方向用同期ワードレプリカとトレーニング部１０４ａから出力されたトレーニング後の同期ワードとに基づいて周波数オフセットを推定し、逆方向周波数オフセット推定値を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２６】
ＲＳＳＩ測定部１０５は、受信信号のＲＳＳＩ（受信信号強度）を測定して、測定されたＲＳＳＩ値をＲＳＳＩ最小位置判定部１０６とＲＳＳＩ比較部１０７とへ出力する。
【００２７】
ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６は、ＲＳＳＩ測定部１０５で測定されたＲＳＳＩ値を入力して、現フレーム及び次フレームの同期ワード区間（既知シンボル区間）のそれぞれにおいてＲＳＳＩが最小となる位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２８】
ＲＳＳＩ比較部１０７は、ＲＳＳＩ測定部１０５で測定されたＲＳＳＩ値を入力し、入力されたＲＳＳＩ値と所定の閾値との比較を行い、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。なお、所定の閾値とは、周波数オフセットを補償するためのＲＳＳＩの閾値であって、推定された周波数オフセットの精度が悪いと判断される限界のＲＳＳＩ値である。
【００２９】
周波数オフセット推定値選択部１０８は、逆方向等化処理部１０４から出力された逆方向周波数オフセット推定値と、順方向等化処理部１０３から出力された順方向周波数オフセット推定値と、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報と、ＲＳＳＩ比較部１０７から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報とをそれぞれ入力し、最適な周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択して出力する。
【００３０】
具体的には、（１）まず、周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報に基づいて現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置を取得し、そのＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報を得る。（２）次に、周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ最小位置情報から次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置を取得し、そのＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報を得る。
【００３１】
（３―１）次に、周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、何れかのＲＳＳＩ値が閾値未満の場合は以下の処理を行う。すなわち、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とし、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。
【００３２】
（３−２）周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、両方のＲＳＳＩ値が閾値以上の場合は以下の処理を行う。
【００３３】
すなわち、現フレームと次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値以上である場合は、現フレームと次フレームの２つの同期ワード区間のそれぞれで得られる周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。
【００３４】
（３−３）周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、両方のＲＳＳＩ値が閾値未満の場合は以下の処理を行う。
【００３５】
すなわち、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。または、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする。
【００３６】
また、周波数オフセット推定値選択部１０８は、上述にようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。または、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする。
【００３７】
乗算器１０９は、周波数オフセット推定値選択部１０８から出力された現フレームの周波数オフセット推定値に忘却係数を乗算して出力する。加算器１１０は、乗算器１０９から出力された値と現フレームの周波数オフセット補償量を加算し、加算結果である次フレームの周波数オフセット補償量を出力する。遅延回路１１１は、加算器１１０から出力された次フレームの周波数オフセット補償量を１フレーム時間保持してから出力する。この結果、遅延回路１１１の出力は、現フレームの周波数オフセット補償量となる。遅延回路１１１から出力された現フレームの周波数オフセット補償量は、加算器１１０および周波数オフセット補償部１０１へ入力させる。
【００３８】
２．２．本発明の一実施の形態の前提条件
２．２．１．一実施形態の等化装置の構成
本実施の形態の等化装置による周波数オフセットの補償方法の具体例を説明する前に、本実施の形態を実現させるための前提条件について説明する。図２は、本発明の一実施形態に適用される等化装置の構成を示す図である。図２に示すように、等化装置２００は、判定帰還型等化装置（ＤＦＥ）の構成となっていて、ＦＦ（フィードフォワード）タップ部２０１と、ＦＢ（フィードバック）タップ部２０２と、データ判定部２０３と、誤差推定部２０４と、タップ係数更新部２０５と、切替えスイッチ２０６と、を備えて構成されている。
【００３９】
ＦＦタップ部２０１は、受信信号を入力し、ＦＦタップ部２０１の一番右側のタップ（センタータップ）から見て現在又は未来のデータを合成する。また、ＦＢタップ部２０２は、後述するデータ判定部２０３から出力された軟判定結果の判定値を入力し、センタータップから見て過去のデータを合成する。ただし、ＦＢタップ部２０２は、初期値を設定する場合は、既知シンボルの信号系列であってトレーニング時において回線状態を調べるためのトレーニング信号（同期ワード）を入力する。
【００４０】
データ判定部２０３は、ＦＦタップ部２０１の出力信号とＦＢタップ部２０２の出力信号との加算結果を入力し、送信シンボルを推定する。送信シンボルの推定結果は、硬判定結果（等化信号）としてデータ判定部２０３から出力されると共に、軟判定結果としてＦＢタップ部２０２及び誤差推定部２０４へ出力される。
【００４１】
誤差推定部２０４は、ＦＦタップ部２０１の出力信号とＦＢタップ部２０２の出力信号との加算結果と、データ判定部２０３から出力された送信シンボル推定結果（軟判定結果）との差分、すなわち、誤差を推定してタップ係数更新部２０５へ出力する。ただし、等化装置２００が初期値を設定する場合は、切替えスイッチ２０６を切り替えることによってトレーニング信号（同期ワード）が誤差推定部２０４へ入力され、トレーニング信号と、ＦＦタップ部２０１の出力信号及びＦＢタップ部２０２の出力信号の加算結果との差分を誤差として推定する。
【００４２】
タップ係数更新部２０５は、誤差推定部２０４から出力された誤差、及び、パラメータセット選択部（図示せず）から出力されたタップ数（ＦＦタップ数とＦＢタップ数）及び忘却係数を用いて、タップ係数を更新し、更新されたタップ係数をＦＢタップ部２０２及びＦＦタップ部２０１へ出力する。
【００４３】
なお、切替えスイッチ２０６は、データ判定部２０３から出力された軟判定結果とトレーニング信号とを適宜に切り替えて、切り替えられた軟判定結果またはトレーニング信号をＦＢタップ部２０２と誤差推定部２０４へ出力するためのスイッチである。また、図２に示すタップ（Ｔ／Ｆ）のＦはフラクショナル数であって、シンボル間隔等化であればＦ＝１、分数間隔等化であればＦは任意の整数である。ただし、Ｆ＞１である。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、本実施形態の等化装置２００は、判定帰還型等化装置（ＤＦＥ）の構成となっていて、同期ワード（既知シンボル）を使用したトレーニングにより、ＦＦタップ部（ＦＦフィルタ）２０１とＦＢタップ部（ＦＢフィルタ）２０２のタップ係数を伝搬路周波数特性の逆特性に近づけている。そして、トレーニングの結果によって同期ワードの等化結果（等化信号）が得られるようになっている。なお、トレーニングにより得られた同期ワードの軟判定値は、符号間干渉が除去されている（つまり、等化されている）ため、この軟判定値から精度の良い周波数オフセット量を推定することができる。
【００４５】
２．２．２．等化信号のフレーム構成
図３は、本発明の一実施形態に係る等化信号のフレーム構成を示す図であり、横軸の右方向が時間の流れる方向である。図３に示すようなフレーム構成において、フレームの先頭に同期ワード（既知シンボル）の符号列が配置され、同期ワードの符号列に後続してデータの符号列が配置されている。このようなフレーム構成において、順方向等化処理を行うときは、現フレームの同期ワードの符号列を用いて先頭から後端に向かって順方向に（時間軸に沿って）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間の符号列については順方向にトラッキングを行う。
【００４６】
また、逆方向等化処理を行うときは、次フレームの同期ワードの符号列を用いて後端から先頭に向かって逆方向に（時間軸を遡って）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間の符号列については逆方向にトラッキングを行う。これにより、同一データ区間の符号列で順方向等化結果と逆方向等化結果の２つの等化結果を得ることができる。そして、ＲＳＳＩ最小位置以前では順方向等化結果が、ＲＳＳＩ最小位置より後方では逆方向等化結果が、それぞれ、等化結果（等化信号）として選択されて等化装置から出力される。
【００４７】
すなわち、図３に示すように、同期ワード（既知シンボル）をフレームの先頭に配置し、順方向等化を行うときは、現フレームの同期ワードを用いてトレーニングを行い、現フレームの後方に向かってトラッキングを行う。また、逆方向等化を行うときは、次フレームの同期ワード（既知シンボル）を用いてトレーニングを行い、現フレームの前方に向かってトラッキングを行う。このようにして２つのトレーニング結果（等化結果）が得られるので、現フレームの同期ワード区間（既知シンボル区間）の受信状態が悪くて、順方向トレーニングの精度が低くても、次フレームの同期ワード（既知シンボル）を使用する逆方向トレーニングの精度がよい可能性があるので、結果的には良好な等化信号（等化結果）を得ることができる。
【００４８】
２．２．３．一般的なフレーム構成及と等化処理
図４は、一般的なフレーム構成と等化処理を説明するための図であり、横軸の右方向が時間の流れる方向である。図４に示すように、同期ワード（既知シンボル）はフレームの先頭と末尾以外の位置に配置されている。一般的には、同期ワードはフレームの中央位置に配置されていることが多い。そして、同期ワードからフレームの末尾の方向へ順方向等化を行う。また、同期ワードからフレームの先頭の方向へ逆方向等化を行う。このとき、受信した同期ワード（既知シンボル）と同期ワード（既知シンボル）のレプリカとの複素演算によって周波数オフセット量を推定する場合は、フェージング等によって同期ワード区間（既知シンボル区間）の受信信号レベル（ＲＳＳＩ）が落ち込んでいると、そのフレームでは精度よく周波数オフセットを補償することができない。そこで、本発明の実施の形態では、以下に述べるような方法によって周波数オフセットを補償している。
【００４９】
２．２．４．周波数オフセット補償の前提条件
周波数オフセット量の推定及び周波数オフセットの補償については、まず、トレーニングによって得られた同期ワードの軟判定値と同期ワードのレプリカの複素共役との複素乗算によって、同期ワード区間の位相回転量を算出する。そして、１サンプル当たりの位相回転量を求めて、受信信号を逆回転させることによって周波数オフセットの補償を行う。
【００５０】
また、図２の等化装置２００のデータ判定部２０３から出力される軟判定値（軟判定結果）については、等化装置２００は同期ワードを使用したトレーニングによって、ＦＦタップ部（ＦＦフィルタ）２０１とＦＢタップ部（ＦＢフィルタ）２０２のタップ係数を伝搬路周波数特性の逆特性に近づけることができる。しかし、周波数オフセットがある場合は、その周波数オフセットを補償するようにタップ係数が位相回転してしまう。
【００５１】
したがって、トレーニング後の軟判定値はわずかに周波数オフセットが補償されている状態であるため、この軟判定値から求められた周波数オフセット推定値は、実際の周波数オフセット量よりもわずかに小さい値となる。しかしこれは、軟判定値から求められた周波数オフセット推定値に対して重み付けをするための忘却係数を掛けることにより、１制御周期当たりの周波数オフセットの補償量を落とすことと等価と考えることができる。
【００５２】
また、ＲＳＳＩの計算方法については、ＲＳＳＩは各シンボルのパワー（Ｉ２＋Ｑ２）によって求めることができる。一方、マルチパスフェージングの環境下では、フレームのシンボルごとの瞬時ＲＳＳＩが激しく変動するため、ＲＳＳＩは当該シンボルの前後の数シンボルでの平均ＲＳＳＩとすることが望ましい。例えば、当該シンボルの前後３シンボルでの平均ＲＳＳＩとする。
【００５３】
２．３．本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法
図５は、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、逆方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図である。
【００５４】
図５に示すように、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、逆方向トレーニングの同期ワード区間の結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ａ）。そして、これを現フレームの周波数オフセット推定値として選択する（ステップＳ２ａ）。次に、選択した現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２ａ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ３ａ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ４ａ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ５ａ）。
【００５５】
また、図６は、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、順方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図である。
【００５６】
図６に示すように、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、順方向トレーニングの同期ワード区間の結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ｂ）。そして、これを現フレームの周波数オフセット推定値として選択する（ステップＳ２ｂ）。次に、選択した現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２ｂ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ３ｂ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ４ｂ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ５ｂ）。
【００５７】
すなわち、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法では、順方向トレーニングまたは逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから、順方向または逆方向の周波数オフセット推定値を求めている。このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択している。また、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択している。
【００５８】
そして、選択された現フレームの周波数オフセット推定値と、現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算し、これを最終的な周波数オフセット補償量としている。
【００５９】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、より正しいと思われる周波数オフセット量を選択することができるので、等化装置の等化性能を高いレベルに維持することができる。すなわち、一般的には、同期ワード区間のＲＳＳＩ値が閾値より低い場合には、その同期ワードを使ったトレーニングの精度が低くなるおそれがあるので、そのトレーニング結果から推定される周波数オフセット量の精度も低くなる可能性が高い。そこで、本実施の形態のように、同期ワード区間に充分なＲＳＳＩを保持している側の同期ワードの周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補正を行うことにより、より正しいと思われる周波数オフセットの補正を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６０】
２．４．本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法
図７は、本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。図７に示すように、まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ｃ）。次に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ２ｃ）。
【００６１】
このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を求め（ステップＳ３ｃ）、この周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値とする（ステップＳ４ｃ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ４ｃ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ５ｃ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ６ｃ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ７ｃ）。
【００６２】
すなわち、本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法では、順方向トレーニング及び逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから、順方向の周波数オフセット推定値及び逆方向の周波数オフセット推定値を求めている。このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値としている。さらに、現フレームの周波数オフセット推定値と現フレームの周波数オフセット補償量から次フレームの周波数オフセット補償量を計算している。
【００６３】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、精度の高い周波数オフセット量を推定して周波数オフセットの補償を行うことができる。すなわち、周波数オフセット量の推定を行うためには、同期ワード（既知シンボル）が充分なＲＳＳＩレベルを維持している方が信頼性はより高い。このとき、現フレームの同期ワードと次フレームの同期ワードの両方ともＲＳＳＩレベルが閾値より高い場合には、２つの周波数オフセット推定値の平均値をとることにより、ノイズ等による周波数オフセット推定誤差を低減させることができる。その結果、良好な周波数オフセット補正を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６４】
２．５．本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法
図８は、本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法を示すフローチャートである。第３の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffとして用いる（ステップＳ１１）。
【００６５】
そして、上述のようにして求めた現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の閾値より高いか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より高い場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として用いる（ステップＳ１３）。そして、 現フレームの周波数オフセット推定値（実際には、前フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１３））と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ１４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ１５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ１６）。
【００６６】
なお、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より低い場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１１で求めた現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１１）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ１４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ１５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ１６）。
【００６７】
すなわち、本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００６８】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、ノイズ等の影響により、周波数オフセット推定値に大きな誤差を含んでしまう場合には、これを周波数オフセット補償量の計算に含めることなく、前フレームの周波数オフセット推定値を使用して周波数オフセット補償量を計算している。したがって、ノイズ等の影響に起因する異常な周波数オフセット推定値を除外することができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６９】
２．６．本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法
図９は、本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法を示すフローチャートである。第４の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffとして用いる（ステップＳ２１）。
【００７０】
そして、上述のようにして求めた現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より高いか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここで、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の閾値より高い場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffを０とする（ステップＳ２３）。そして、 現フレームの周波数オフセット推定値（＝０）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ２５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ２６）。
【００７１】
なお、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より低い場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２１で求めた現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２１）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ２５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ２６）。
【００７２】
すなわち、本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
いる。
【００７３】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、ノイズ等の影響により、周波数オフセット推定値に大きな誤差を含んでしまう場合には、これを周波数オフセット補償量に計算に含めることなく、現フレームの周波数オフセット推定値を０として周波数オフセット補償量を計算している。したがって、ノイズ等の影響に起因する異常な周波数オフセット推定値を除外することができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００７４】
２．７．本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法
図１０は、本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求めると共に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める。
【００７５】
このとき、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、前フレームで推定した前フレームの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする（ステップＳ１ｄ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１ｄ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２ｄ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（Ｓ３ｄ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ４ｄ）。
【００７６】
すなわち、本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法によれば、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００７７】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、データ区間の両側の同期ワード区間のＲＳＳＩが共に閾値未満である場合は、何れの同期ワード区間の周波数オフセット推定値も信頼性が低いために、これを周波数オフセットの補償量計算に含めないで、前フレームの周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセット補償量を計算している。したがって、信頼性の低い周波数オフセット推定値を使用しないために、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００７８】
２．８．本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法
図１１は、本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求めると共に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める。
【００７９】
このとき、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする（ステップＳ１ｅ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１ｅ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２ｅ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（Ｓ３ｅ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ４ｅ）。
【００８０】
すなわち、本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法によれば、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００８１】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、データ区間の両側の同期ワード区間のＲＳＳＩが共に閾値未満である場合は、何れの同期ワード区間の周波数オフセット推定値も信頼性が低いため、これを周波数オフセットの補償量計算に含めないで、現フレームの周波数オフセット推定値を０として周波数オフセット補償量を計算している。したがって、信頼性が低い周波数オフセット推定値を使用しないため、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００８２】
２．９．本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法
図１２は、本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法を示すブロック図である。すなわち、この図は、現フレームの周波数オフセット推定値と周波数オフセット補償量から次フレームの周波数オフセット補償量を計算する時のシーケンスを示している。
【００８３】
すなわち、第７の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値として用いることを基本とし、等化装置の動作状況に応じて周波数オフセット補償方法を切り替えている。言い換えると、前述の第１の周波数オフセット補償及び第２の周波数オフセット補償を基本とし、受信（等化処理）開始時／定常（安定）状態に応じて、前述の第３の周波数オフセット補償方法、第４の周波数オフセット補償方法、第５の周波数オフセット補償方法、及び第６の周波数オフセット補償方法を適宜に使い分けている。
【００８４】
具体的には、図１２に示すように、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値Ａに対して、受信（等化処理）開始から本来補償されるべき周波数オフセットになるまでの収束状況に応じて重み付けされた忘却係数ｋを掛算し、重み付けされた周波数オフセット推定値と現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量Ｂを計算する。なお、忘却係数Ｋは、０≦Ｋ＜１である。
【００８５】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、例えば、無線通信の受信開始時等においては忘却係数として１に近い値が用いられ、推定した周波数オフセット値を基に周波数オフセット補償量を早期に立ち上げることを試みる。しかし、このときの周波数オフセット推定値がノイズ等の影響で大きな誤差を含む場合は、正しい周波数オフセット補償結果が得られないために、後続のフレームに対する周波数オフセット補償量に対してもその誤差が影響してしまう。このような場合は、前述の第４の周波数オフセット補償方法、または前述の第６の周波数オフセット補償方法のように、周波数オフセット推定値を０とすることによって、後続のフレームへの推定誤差の影響を抑制することができる。
【００８６】
また、定常状態（本来補償されるべき周波数オフセットに近くなっている状態）において、ノイズや周波数オフセット量の計算誤差などに起因する周波数オフセット推定値の間違いから周波数オフセット補償量を安定化させるためには、忘却係数は０に近い値が用いられる。この場合は、必要とする周波数オフセット補償量になるまでには多少の時間を要する。
【００８７】
このときは、信頼性の低い周波数オフセット推定値、または異常な周波数オフセット推定値になった場合でも、前述の第３の周波数オフセット補償方法、または前述の第５の周波数オフセット補償方法のように、前フレームの周波数オフセット推定値を用いることにより、等化性能の安定性を損なうことなく、必要とする周波数オフセット補償量に到達するまでの時間が長くなることを抑制することができる。このようにして周波数オフセット補償の安定化を図ることができる。
【００８８】
すなわち、本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法では、現フレームの周波数オフセット推定値に忘却係数を掛けて、現フレームの周波数オフセット補償量に加算したものを、次フレームの周波数オフセット補償量としている。したがって、受信（等化処理）開始から本来補償されるべき周波数オフセットになるまでの収束状況に応じて忘却係数を使い分けることにより、安定した周波数オフセット補償を行うことができる。このとき、正しい周波数オフセットまでの収束状況は実際には不明であることから、例えば、受信（等化処理）開始からの時間、または、等化処理回数によって忘却係数を１から暫減していき、一定時間後または一定処理回数後に忘却係数が０に近い値にすることなどが行われる。
【００８９】
なお、前述の第３の周波数オフセット補償方法、または前述の第４の周波数オフセット補償方法における閾値については、設計条件または使用条件から決まる固定値としてもよいし、前フレームの周波数オフセット推定値からの差分（または変化率）として規定してもよい。または、前フレームまでの周波数オフセット推定値の平均値からの差分（または変化率）としてもよい。
【００９０】
２．１０．本実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、順方向等化と逆方向等化によって遅延等化を行う等化装置において、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行っている。したがって、符号間干渉のある環境下においても精度よく周波数オフセットを補償することができるので、等化装置における等化性能の劣化を防止することができる。また、本実施の形態によれば、等化処理のために整合フィルタを用意したり、２組の固定パターンを用意したりする必要がないので、等化装置全体の回路規模及び演算量を抑えることができる。
【００９１】
すなわち、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これにより、充分なＲＳＳＳＩレベルを維持している同期ワード区間側の周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９２】
また、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。このようにして２つの周波数オフセット推定値の平均値を採ることにより、ノイズ等による周波数オフセット推定値の誤差を低減させて周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９３】
また、上記のようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これによって、ノイズによる影響を排除して周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９４】
また、上記のようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これによって、ノイズによる影響を排除して周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９５】
また、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とし、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。すなわち、２つの同期ワード区間における周波数オフセット推定値の信頼性の低い場合は、前フレームの同期ワード区間の周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことにより、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９６】
また、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。すなわち、２つの同期ワード区間における周波数オフセット推定値の信頼性の低い場合は、これらの周波数オフセット推定値を含めないで周波数オフセットの補償を行うことにより、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９７】
また、前述のようにして求めた周波数オフセット推定値に忘却係数を掛けた値を現フレームの周波数オフセット推定値として、周波数オフセットの補償を行うことにより、安定した周波数オフセット補償を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明にかかる等化装置及び等化方法は、例えば、無線通信装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１００ 無線受信装置
１０１ 周波数オフセット補償部
１０２ 受信信号バッファ
１０３ 順方向等化処理部
１０４ 逆方向等化処理部
１０５ ＲＳＳＩ測定部
１０６ ＲＳＳＩ最小位置判定部
１０７ ＲＳＳＩ比較部
１０８ 周波数オフセット推定値選択部
１０９ 乗算器
１１０ 加算器
１１１ 遅延回路（Ｔ）
２０１ ＦＦタップ部
２０２ ＦＢタップ部
２０３ データ判定部
２０４ 誤差推定部
２０５ タップ係数更新部
２０６ 切替えスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号に対して順方向等化と逆方向等化を行う判定帰還型の等化装置及び等化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
０．技術の背景と課題
０．１．従来の装置構成
無線通信システムにおいては、電波が建物などに反射されて幾つもの伝搬経路を辿るマルチパスの影響を受けるために通信信号に符号間干渉が生じ、それによって通信品質が劣化することが知られている。そのため、マルチパスの影響を低減させるために遅延等化器（等化装置）が用いられている。
【０００３】
遅延等化器は、デジタルフィルタからなる２つのＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで構成され、既知シンボルを用いたトレーニングにより、等化処理部による等化結果と既知シンボルとの誤差（等化誤差）が最小となるようにタップ係数を収束させている。タップ係数が収束された遅延等化器は、既知シンボルより後方の符号列に位置するデータは順方向等化を行い、既知シンボルより前方の符号列に位置するデータは逆方向等化を行っている。また、遅延等化器は、既知シンボルを用いたトレーニングにより伝搬路状態を推定して、その推定情報を初期化して最適な等化処理を行っている。
【０００４】
一方、無線通信システムは、送信機や受信機における局部発振器の発振周波数のズレや、端末機器の移動によって生じるドップラー偏移などに起因する周波数オフセットの影響を受けやすくなっている。特に、無線通信システムに使用される遅延等化器（等化装置）は周波数オフセットに対して特性劣化が著しい。
【０００５】
例えば、判定帰還形等化器（ＤＦＥ：Decision Feedback Equalizer）を例に挙げて説明すると、その等化器のトレーニングの過程において、タップ係数は周波数選択性フェージングによるインパルス応答の逆特性となるように形成される。ところが、周波数オフセットがある場合は、その周波数オフセットを補償するようにタップ係数が位相回転してしまう。そのために高精度に周波数オフセットの補償を行うことが必要となる。
【０００６】
また、一般的に、符号間干渉の影響によって周波数オフセットの推定精度は劣化する傾向にある。すなわち、周波数選択性フェージングの環境下や、送信タイミングオフセットを付けて複数の基地局から同時に信号を送信する環境下においては、符号間干渉によって周波数オフセットの推定精度が著しく劣化する。したがって、このような側面からも高精度に周波数オフセットの補償を行うことが必要となる。そこで、このような周波数オフセットの問題点を解決するための技術として、例えば、特許文献１または特許文献２などに関連技術が開示されている。
【０００７】
０．２．特許文献１に開示の技術
特許文献１に開示された技術では、整合フィルタと等化器でそれぞれ通信路インパルス特性を推定し、整合フィルタを通した結果から周波数オフセットを求めている。そして、等化器は受信信号と整合フィルタで求められた周波数オフセットの情報とに基づいて等化処理を行っている。これにより、符号間干渉が生じる通信路を介してデジタル信号を伝送する場合において、周波数オフセットが存在していても、デジタル信号を適正に復調することができ、高品質な通信を実現することができる。
【０００８】
０．３．特許文献２に開示の技術
また、特許文献２に開示された技術では、周波数オフセットの推定処理に用いる２組の固定パターンから推定した周波数オフセット推定値を、伝送路の状態に応じて選択している。そして、選択された周波数オフセット推定値によって周波数オフセット量を補正した受信信号を等化器に入力して等化処理を行っている。すなわち、伝送路の状態によって、利用する周波数オフセット推定値を選択し、選択された周波数オフセット推定値に基づいて、受信信号における周波数オフセットに依存した信号歪を補正している。これによって、マルチパスによる符号間干渉が存在するような通信環境下においても、良好な通信品質を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１３３２１８号公報
【特許文献２】特開２００２−４４１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
０．４．従来技術の課題
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、通信路インパルス特性の推定から整合フィルタによる処理を行う場合は、等化処理を行うときと同等レベルの処理を行う必要があるために、等化器（等化装置）全体の回路規模が大きくなると共に処理時の演算量が増大してしまう。また、等化処理におけるトレーニング期間の受信電力が小さい場合には、充分なトレーニングを行うことができないおそれがあるので、そのフレームの等化結果（等化信号）が劣化することがある。
【００１１】
また、上述した特許文献２に開示された技術では、周波数オフセットの推定処理を行うためには、２種類かつ２組の固定パターンを必要とするために、データに対する固定パターンの比率から伝送効率が低下するおそれがある。さらに、伝送路状態を推定するための処理は、遅延波の遅延量推定と雑音電力推定とを必要とするため、等化器（等化装置）の回路規模が大きくなると共に処理時の演算量が増大してしまう。
【００１２】
０．５．本発明の目的
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、順方向等化と逆方向等化を行う等化装置において、全体の回路規模及び演算量を抑えつつ、周波数オフセットに起因する等化性能の劣化を抑制することができる等化装置及び等化方法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】
【００１３】
本発明の等化装置は、現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する、判定帰還型の等化装置であって、受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定手段と、前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定手段と、前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較手段と、前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定手段から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較手段から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択手段と、前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償手段とを具備する構成を採る。
【００１４】
本発明の等化方法は、現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する判定帰還型等化装置に適用される等化方法であって、受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定工程と、前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定工程と、前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較工程と、前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定工程において得られたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較工程において得られたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択工程と、前記周波数オフセット推定値選択工程において選択された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償工程とを含むようにした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことにより、符号間干渉のある環境下においても精度よく周波数オフセットを補償することができ、全体の回路規模及び演算量を抑えつつ、周波数オフセットに起因する等化性能の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に適用される等化装置の構成を示す図
【図３】本発明の一実施の形態に係るフレーム構成を示す図
【図４】一般的なフレーム構成と等化処理を説明するための図
【図５】本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、逆方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図
【図６】本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、順方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図
【図７】本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図８】本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法を示すフローチャート
【図９】本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法を示すフローチャート
【図１０】本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図１１】本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法を示す説明図
【図１２】本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．概要
１．１．本発明の一実施の形態の概要
本発明の一実施の形態に係る等化装置は、順方向等化と逆方向等化によって遅延等化を行う等化装置であって、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことを特徴としている。これにより、周波数オフセットによる等化性能の劣化を抑制することができる。具体的には、次のような方法によって周波数オフセットの補償を行う。
【００１８】
（１）同一データ区間を挟む前後２つの同期ワード区間（既知シンボル区間）において、現フレームの同期ワード区間を用いて順方向トレーニングを行い、次フレームの同期ワード区間を用いて逆方向トレーニングを行う。
（２）順方向トレーニングと逆方向トレーニングのそれぞれについて、トレーニング完了後に、同期ワード区間のデータと同期ワードのレプリカとの複素相関演算を行い、周波数オフセットを推定する。
（３）ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）が最小となるシンボル位置とそのときのＲＳＳＩ値により、上記（２）で求めた２つの周波数オフセット推定値のいずれか、または両者から更に計算した値を用いて周波数オフセットの補償を行う。
【００１９】
以下、本発明に係る等化装置の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
２．一実施の形態
２．１．一実施の形態の無線受信装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、無線受信装置１００は、周波数オフセット補償部１０１と、受信信号バッファ１０２と、順方向等化処理部１０３と、逆方向等化処理部１０４と、ＲＳＳＩ測定部１０５と、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６と、ＲＳＳＩ比較部１０７と、周波数オフセット推定値選択部１０８と、乗算器１０９と、加算器１１０と、遅延回路（Ｔ）１１１と、から主に構成されている。
【００２１】
なお、順方向等化処理部１０３は、トレーニング部１０３ａと、トラッキング部１０３ｂと、周波数オフセット推定部１０３ｃとによって構成されている。また、逆方向等化処理部１０４も順方向等化処理部１０３と同様の構成であり、トレーニング部１０４ａと、トラッキング部１０４ｂと、周波数オフセット推定部１０４ｃとによって構成されている。
【００２２】
周波数オフセット補償部１０１は、周波数オフセット推定値選択部１０８から出力された周波数オフセット補償量に基づいて、受信信号に対して周波数オフセットの補償を行う。
【００２３】
受信信号バッファ１０２は、周波数オフセット補償部１０１から出力された周波数オフセット補償後の受信信号を入力して一時的に保存し、等化処理速度に合わせて、順方向データ及び逆方向データをそれぞれ順方向等化処理部１０３及び逆方向等化処理部１０４へ出力する。
【００２４】
順方向等化処理部１０３においては、トレーニング部１０３ａが、順方向用同期ワードレプリカと受信信号バッファ１０２から出力された順方向データとを入力してトレーニングを行い、タップ係数初期値をトラッキング部１０３ｂへ出力し、トレーニング後の同期ワード（既知シンボル）を周波数オフセット推定部１０３ｃへ出力する。トラッキング部１０３ｂは、受信バッファ１０２から出力された順方向データとトレーニング部１０３ａから出力されたタップ係数初期値とに基づいてトラッキングを行い、生成された順方向等化結果を外部へ出力する。周波数オフセット推定部１０３ｃは、順方向用同期ワードレプリカとトレーニング部１０３ａから出力されたトレーニング後の同期ワードとに基づいて周波数オフセットを推定し、順方向周波数オフセット推定値を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２５】
逆方向等化処理部１０４においては、トレーニング部１０４ａが、逆方向用同期ワードレプリカと受信信号バッファ１０２から出力された逆方向データとを入力してトレーニングを行い、タップ係数初期値をトラッキング部１０４ｂへ出力し、トレーニング後の同期ワードを周波数オフセット推定部１０４ｃへ出力する。トラッキング部１０４ｂは、受信バッファ１０２から出力された逆方向データとトレーニング部１０４ａから出力されたタップ係数初期値とに基づいてトラッキングを行い、生成された逆方向等化結果を外部へ出力する。周波数オフセット推定部１０４ｃは、逆方向用同期ワードレプリカとトレーニング部１０４ａから出力されたトレーニング後の同期ワードとに基づいて周波数オフセットを推定し、逆方向周波数オフセット推定値を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２６】
ＲＳＳＩ測定部１０５は、受信信号のＲＳＳＩ（受信信号強度）を測定して、測定されたＲＳＳＩ値をＲＳＳＩ最小位置判定部１０６とＲＳＳＩ比較部１０７とへ出力する。
【００２７】
ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６は、ＲＳＳＩ測定部１０５で測定されたＲＳＳＩ値を入力して、現フレーム及び次フレームの同期ワード区間（既知シンボル区間）のそれぞれにおいてＲＳＳＩが最小となる位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。
【００２８】
ＲＳＳＩ比較部１０７は、ＲＳＳＩ測定部１０５で測定されたＲＳＳＩ値を入力し、入力されたＲＳＳＩ値と所定の閾値との比較を行い、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を周波数オフセット推定値選択部１０８へ出力する。なお、所定の閾値とは、周波数オフセットを補償するためのＲＳＳＩの閾値であって、推定された周波数オフセットの精度が悪いと判断される限界のＲＳＳＩ値である。
【００２９】
周波数オフセット推定値選択部１０８は、逆方向等化処理部１０４から出力された逆方向周波数オフセット推定値と、順方向等化処理部１０３から出力された順方向周波数オフセット推定値と、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報と、ＲＳＳＩ比較部１０７から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報とをそれぞれ入力し、最適な周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択して出力する。
【００３０】
具体的には、（１）まず、周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ最小位置判定部１０６から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報に基づいて現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置を取得し、そのＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報を得る。（２）次に、周波数オフセット推定値選択部１０８は、ＲＳＳＩ最小位置情報から次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置を取得し、そのＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報を得る。
【００３１】
（３―１）次に、周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、何れかのＲＳＳＩ値が閾値未満の場合は以下の処理を行う。すなわち、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とし、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。
【００３２】
（３−２）周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、両方のＲＳＳＩ値が閾値以上の場合は以下の処理を行う。
【００３３】
すなわち、現フレームと次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値以上である場合は、現フレームと次フレームの２つの同期ワード区間のそれぞれで得られる周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。
【００３４】
（３−３）周波数オフセット推定値選択部１０８は、（１）で得られた現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報と、（２）で得られた次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小位置におけるＲＳＳＩ閾値比較情報のうち、両方のＲＳＳＩ値が閾値未満の場合は以下の処理を行う。
【００３５】
すなわち、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。または、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする。
【００３６】
また、周波数オフセット推定値選択部１０８は、上述にようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする。または、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする。
【００３７】
乗算器１０９は、周波数オフセット推定値選択部１０８から出力された現フレームの周波数オフセット推定値に忘却係数を乗算して出力する。加算器１１０は、乗算器１０９から出力された値と現フレームの周波数オフセット補償量を加算し、加算結果である次フレームの周波数オフセット補償量を出力する。遅延回路１１１は、加算器１１０から出力された次フレームの周波数オフセット補償量を１フレーム時間保持してから出力する。この結果、遅延回路１１１の出力は、現フレームの周波数オフセット補償量となる。遅延回路１１１から出力された現フレームの周波数オフセット補償量は、加算器１１０および周波数オフセット補償部１０１へ入力させる。
【００３８】
２．２．本発明の一実施の形態の前提条件
２．２．１．一実施形態の等化装置の構成
本実施の形態の等化装置による周波数オフセットの補償方法の具体例を説明する前に、本実施の形態を実現させるための前提条件について説明する。図２は、本発明の一実施形態に適用される等化装置の構成を示す図である。図２に示すように、等化装置２００は、判定帰還型等化装置（ＤＦＥ）の構成となっていて、ＦＦ（フィードフォワード）タップ部２０１と、ＦＢ（フィードバック）タップ部２０２と、データ判定部２０３と、誤差推定部２０４と、タップ係数更新部２０５と、切替えスイッチ２０６と、を備えて構成されている。
【００３９】
ＦＦタップ部２０１は、受信信号を入力し、ＦＦタップ部２０１の一番右側のタップ（センタータップ）から見て現在又は未来のデータを合成する。また、ＦＢタップ部２０２は、後述するデータ判定部２０３から出力された軟判定結果の判定値を入力し、センタータップから見て過去のデータを合成する。ただし、ＦＢタップ部２０２は、初期値を設定する場合は、既知シンボルの信号系列であってトレーニング時において回線状態を調べるためのトレーニング信号（同期ワード）を入力する。
【００４０】
データ判定部２０３は、ＦＦタップ部２０１の出力信号とＦＢタップ部２０２の出力信号との加算結果を入力し、送信シンボルを推定する。送信シンボルの推定結果は、硬判定結果（等化信号）としてデータ判定部２０３から出力されると共に、軟判定結果としてＦＢタップ部２０２及び誤差推定部２０４へ出力される。
【００４１】
誤差推定部２０４は、ＦＦタップ部２０１の出力信号とＦＢタップ部２０２の出力信号との加算結果と、データ判定部２０３から出力された送信シンボル推定結果（軟判定結果）との差分、すなわち、誤差を推定してタップ係数更新部２０５へ出力する。ただし、等化装置２００が初期値を設定する場合は、切替えスイッチ２０６を切り替えることによってトレーニング信号（同期ワード）が誤差推定部２０４へ入力され、トレーニング信号と、ＦＦタップ部２０１の出力信号及びＦＢタップ部２０２の出力信号の加算結果との差分を誤差として推定する。
【００４２】
タップ係数更新部２０５は、誤差推定部２０４から出力された誤差、及び、パラメータセット選択部（図示せず）から出力されたタップ数（ＦＦタップ数とＦＢタップ数）及び忘却係数を用いて、タップ係数を更新し、更新されたタップ係数をＦＢタップ部２０２及びＦＦタップ部２０１へ出力する。
【００４３】
なお、切替えスイッチ２０６は、データ判定部２０３から出力された軟判定結果とトレーニング信号とを適宜に切り替えて、切り替えられた軟判定結果またはトレーニング信号をＦＢタップ部２０２と誤差推定部２０４へ出力するためのスイッチである。また、図２に示すタップ（Ｔ／Ｆ）のＦはフラクショナル数であって、シンボル間隔等化であればＦ＝１、分数間隔等化であればＦは任意の整数である。ただし、Ｆ＞１である。
【００４４】
すなわち、図２に示すように、本実施形態の等化装置２００は、判定帰還型等化装置（ＤＦＥ）の構成となっていて、同期ワード（既知シンボル）を使用したトレーニングにより、ＦＦタップ部（ＦＦフィルタ）２０１とＦＢタップ部（ＦＢフィルタ）２０２のタップ係数を伝搬路周波数特性の逆特性に近づけている。そして、トレーニングの結果によって同期ワードの等化結果（等化信号）が得られるようになっている。なお、トレーニングにより得られた同期ワードの軟判定値は、符号間干渉が除去されている（つまり、等化されている）ため、この軟判定値から精度の良い周波数オフセット量を推定することができる。
【００４５】
２．２．２．等化信号のフレーム構成
図３は、本発明の一実施形態に係る等化信号のフレーム構成を示す図であり、横軸の右方向が時間の流れる方向である。図３に示すようなフレーム構成において、フレームの先頭に同期ワード（既知シンボル）の符号列が配置され、同期ワードの符号列に後続してデータの符号列が配置されている。このようなフレーム構成において、順方向等化処理を行うときは、現フレームの同期ワードの符号列を用いて先頭から後端に向かって順方向に（時間軸に沿って）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間の符号列については順方向にトラッキングを行う。
【００４６】
また、逆方向等化処理を行うときは、次フレームの同期ワードの符号列を用いて後端から先頭に向かって逆方向に（時間軸を遡って）トレーニングを行い、現フレームのデータ区間の符号列については逆方向にトラッキングを行う。これにより、同一データ区間の符号列で順方向等化結果と逆方向等化結果の２つの等化結果を得ることができる。そして、ＲＳＳＩ最小位置以前では順方向等化結果が、ＲＳＳＩ最小位置より後方では逆方向等化結果が、それぞれ、等化結果（等化信号）として選択されて等化装置から出力される。
【００４７】
すなわち、図３に示すように、同期ワード（既知シンボル）をフレームの先頭に配置し、順方向等化を行うときは、現フレームの同期ワードを用いてトレーニングを行い、現フレームの後方に向かってトラッキングを行う。また、逆方向等化を行うときは、次フレームの同期ワード（既知シンボル）を用いてトレーニングを行い、現フレームの前方に向かってトラッキングを行う。このようにして２つのトレーニング結果（等化結果）が得られるので、現フレームの同期ワード区間（既知シンボル区間）の受信状態が悪くて、順方向トレーニングの精度が低くても、次フレームの同期ワード（既知シンボル）を使用する逆方向トレーニングの精度がよい可能性があるので、結果的には良好な等化信号（等化結果）を得ることができる。
【００４８】
２．２．３．一般的なフレーム構成及と等化処理
図４は、一般的なフレーム構成と等化処理を説明するための図であり、横軸の右方向が時間の流れる方向である。図４に示すように、同期ワード（既知シンボル）はフレームの先頭と末尾以外の位置に配置されている。一般的には、同期ワードはフレームの中央位置に配置されていることが多い。そして、同期ワードからフレームの末尾の方向へ順方向等化を行う。また、同期ワードからフレームの先頭の方向へ逆方向等化を行う。このとき、受信した同期ワード（既知シンボル）と同期ワード（既知シンボル）のレプリカとの複素演算によって周波数オフセット量を推定する場合は、フェージング等によって同期ワード区間（既知シンボル区間）の受信信号レベル（ＲＳＳＩ）が落ち込んでいると、そのフレームでは精度よく周波数オフセットを補償することができない。そこで、本発明の実施の形態では、以下に述べるような方法によって周波数オフセットを補償している。
【００４９】
２．２．４．周波数オフセット補償の前提条件
周波数オフセット量の推定及び周波数オフセットの補償については、まず、トレーニングによって得られた同期ワードの軟判定値と同期ワードのレプリカの複素共役との複素乗算によって、同期ワード区間の位相回転量を算出する。そして、１サンプル当たりの位相回転量を求めて、受信信号を逆回転させることによって周波数オフセットの補償を行う。
【００５０】
また、図２の等化装置２００のデータ判定部２０３から出力される軟判定値（軟判定結果）については、等化装置２００は同期ワードを使用したトレーニングによって、ＦＦタップ部（ＦＦフィルタ）２０１とＦＢタップ部（ＦＢフィルタ）２０２のタップ係数を伝搬路周波数特性の逆特性に近づけることができる。しかし、周波数オフセットがある場合は、その周波数オフセットを補償するようにタップ係数が位相回転してしまう。
【００５１】
したがって、トレーニング後の軟判定値はわずかに周波数オフセットが補償されている状態であるため、この軟判定値から求められた周波数オフセット推定値は、実際の周波数オフセット量よりもわずかに小さい値となる。しかしこれは、軟判定値から求められた周波数オフセット推定値に対して重み付けをするための忘却係数を掛けることにより、１制御周期当たりの周波数オフセットの補償量を落とすことと等価と考えることができる。
【００５２】
また、ＲＳＳＩの計算方法については、ＲＳＳＩは各シンボルのパワー（Ｉ２＋Ｑ２）によって求めることができる。一方、マルチパスフェージングの環境下では、フレームのシンボルごとの瞬時ＲＳＳＩが激しく変動するため、ＲＳＳＩは当該シンボルの前後の数シンボルでの平均ＲＳＳＩとすることが望ましい。例えば、当該シンボルの前後３シンボルでの平均ＲＳＳＩとする。
【００５３】
２．３．本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法
図５は、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、逆方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図である。
【００５４】
図５に示すように、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、逆方向トレーニングの同期ワード区間の結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ａ）。そして、これを現フレームの周波数オフセット推定値として選択する（ステップＳ２ａ）。次に、選択した現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２ａ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ３ａ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ４ａ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ５ａ）。
【００５５】
また、図６は、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法において、順方向のトレーニング結果から周波数オフセット推定値を求める説明図である。
【００５６】
図６に示すように、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、順方向トレーニングの同期ワード区間の結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ｂ）。そして、これを現フレームの周波数オフセット推定値として選択する（ステップＳ２ｂ）。次に、選択した現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２ｂ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ３ｂ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ４ｂ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ５ｂ）。
【００５７】
すなわち、本実施の形態における第１の周波数オフセット補償方法では、順方向トレーニングまたは逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから、順方向または逆方向の周波数オフセット推定値を求めている。このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択している。また、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択している。
【００５８】
そして、選択された現フレームの周波数オフセット推定値と、現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算し、これを最終的な周波数オフセット補償量としている。
【００５９】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、より正しいと思われる周波数オフセット量を選択することができるので、等化装置の等化性能を高いレベルに維持することができる。すなわち、一般的には、同期ワード区間のＲＳＳＩ値が閾値より低い場合には、その同期ワードを使ったトレーニングの精度が低くなるおそれがあるので、そのトレーニング結果から推定される周波数オフセット量の精度も低くなる可能性が高い。そこで、本実施の形態のように、同期ワード区間に充分なＲＳＳＩを保持している側の同期ワードの周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補正を行うことにより、より正しいと思われる周波数オフセットの補正を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６０】
２．４．本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法
図７は、本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。図７に示すように、まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ１ｃ）。次に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める（ステップＳ２ｃ）。
【００６１】
このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を求め（ステップＳ３ｃ）、この周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値とする（ステップＳ４ｃ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ４ｃ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ５ｃ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ６ｃ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ７ｃ）。
【００６２】
すなわち、本実施の形態における第２の周波数オフセット補償方法では、順方向トレーニング及び逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから、順方向の周波数オフセット推定値及び逆方向の周波数オフセット推定値を求めている。このとき、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値としている。さらに、現フレームの周波数オフセット推定値と現フレームの周波数オフセット補償量から次フレームの周波数オフセット補償量を計算している。
【００６３】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、精度の高い周波数オフセット量を推定して周波数オフセットの補償を行うことができる。すなわち、周波数オフセット量の推定を行うためには、同期ワード（既知シンボル）が充分なＲＳＳＩレベルを維持している方が信頼性はより高い。このとき、現フレームの同期ワードと次フレームの同期ワードの両方ともＲＳＳＩレベルが閾値より高い場合には、２つの周波数オフセット推定値の平均値をとることにより、ノイズ等による周波数オフセット推定誤差を低減させることができる。その結果、良好な周波数オフセット補正を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６４】
２．５．本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法
図８は、本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法を示すフローチャートである。第３の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffとして用いる（ステップＳ１１）。
【００６５】
そして、上述のようにして求めた現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の閾値より高いか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より高い場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として用いる（ステップＳ１３）。そして、 現フレームの周波数オフセット推定値（実際には、前フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１３））と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ１４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ１５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ１６）。
【００６６】
なお、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より低い場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１１で求めた現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１１）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ１４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ１５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ１６）。
【００６７】
すなわち、本実施の形態における第３の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００６８】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、ノイズ等の影響により、周波数オフセット推定値に大きな誤差を含んでしまう場合には、これを周波数オフセット補償量の計算に含めることなく、前フレームの周波数オフセット推定値を使用して周波数オフセット補償量を計算している。したがって、ノイズ等の影響に起因する異常な周波数オフセット推定値を除外することができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００６９】
２．６．本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法
図９は、本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法を示すフローチャートである。第４の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffとして用いる（ステップＳ２１）。
【００７０】
そして、上述のようにして求めた現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より高いか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここで、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の閾値より高い場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffを０とする（ステップＳ２３）。そして、 現フレームの周波数オフセット推定値（＝０）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ２５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ２６）。
【００７１】
なお、現フレームの周波数オフセット推定値ｆoffが所定の推定値閾値より低い場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２１で求めた現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ２１）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２４）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（ステップＳ２５）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を次フレームの周波数オフセット補償量と決定する（ステップＳ２６）。
【００７２】
すなわち、本実施の形態における第４の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
いる。
【００７３】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、ノイズ等の影響により、周波数オフセット推定値に大きな誤差を含んでしまう場合には、これを周波数オフセット補償量に計算に含めることなく、現フレームの周波数オフセット推定値を０として周波数オフセット補償量を計算している。したがって、ノイズ等の影響に起因する異常な周波数オフセット推定値を除外することができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００７４】
２．７．本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法
図１０は、本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求めると共に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める。
【００７５】
このとき、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、前フレームで推定した前フレームの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とする（ステップＳ１ｄ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１ｄ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２ｄ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（Ｓ３ｄ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ４ｄ）。
【００７６】
すなわち、本実施の形態における第５の周波数オフセット補償方法によれば、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００７７】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、データ区間の両側の同期ワード区間のＲＳＳＩが共に閾値未満である場合は、何れの同期ワード区間の周波数オフセット推定値も信頼性が低いために、これを周波数オフセットの補償量計算に含めないで、前フレームの周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセット補償量を計算している。したがって、信頼性の低い周波数オフセット推定値を使用しないために、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００７８】
２．８．本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法
図１１は、本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法を示す説明図である。まず、順方向トレーニングの結果から（つまり、順方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、順方向の周波数オフセット推定値を求めると共に、逆方向トレーニングの結果から（つまり、逆方向トレーニング後の同期ワードと同期ワードレプリカから）、逆方向の周波数オフセット推定値を求める。
【００７９】
このとき、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が両方とも閾値未満である場合は、現フレームの周波数オフセット推定値を０とする（ステップＳ１ｅ）。そして、現フレームの周波数オフセット推定値（Ｓ１ｅ）と現フレームの周波数オフセット補償量（Ｓ２ｅ）とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量を計算する（Ｓ３ｅ）。そして、計算された次フレームの周波数オフセット補償量を、最終的な次フレームの周波数オフセット補償量とする（ステップＳ４ｅ）。
【００８０】
すなわち、本実施の形態における第６の周波数オフセット補償方法によれば、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。
【００８１】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、データ区間の両側の同期ワード区間のＲＳＳＩが共に閾値未満である場合は、何れの同期ワード区間の周波数オフセット推定値も信頼性が低いため、これを周波数オフセットの補償量計算に含めないで、現フレームの周波数オフセット推定値を０として周波数オフセット補償量を計算している。したがって、信頼性が低い周波数オフセット推定値を使用しないため、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００８２】
２．９．本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法
図１２は、本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法を示すブロック図である。すなわち、この図は、現フレームの周波数オフセット推定値と周波数オフセット補償量から次フレームの周波数オフセット補償量を計算する時のシーケンスを示している。
【００８３】
すなわち、第７の周波数オフセット補償方法では、前述の第１の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が閾値より高い方の同期ワード区間で求めた周波数オフセット推定値、または、前述の第２の周波数オフセット補償方法で述べたような、ＲＳＳＩ最小値が何れの同期ワード区間においても閾値より高いときに両者の平均値で求めた周波数オフセット推定値を、現フレームの周波数オフセット推定値として用いることを基本とし、等化装置の動作状況に応じて周波数オフセット補償方法を切り替えている。言い換えると、前述の第１の周波数オフセット補償及び第２の周波数オフセット補償を基本とし、受信（等化処理）開始時／定常（安定）状態に応じて、前述の第３の周波数オフセット補償方法、第４の周波数オフセット補償方法、第５の周波数オフセット補償方法、及び第６の周波数オフセット補償方法を適宜に使い分けている。
【００８４】
具体的には、図１２に示すように、前述の第１の周波数オフセット補償方法、または第２の周波数オフセット補償方法で求められた周波数オフセット推定値Ａに対して、受信（等化処理）開始から本来補償されるべき周波数オフセットになるまでの収束状況に応じて重み付けされた忘却係数ｋを掛算し、重み付けされた周波数オフセット推定値と現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、次フレームの周波数オフセット補償量Ｂを計算する。なお、忘却係数Ｋは、０≦Ｋ＜１である。
【００８５】
このような周波数オフセットの補償方法によれば、例えば、無線通信の受信開始時等においては忘却係数として１に近い値が用いられ、推定した周波数オフセット値を基に周波数オフセット補償量を早期に立ち上げることを試みる。しかし、このときの周波数オフセット推定値がノイズ等の影響で大きな誤差を含む場合は、正しい周波数オフセット補償結果が得られないために、後続のフレームに対する周波数オフセット補償量に対してもその誤差が影響してしまう。このような場合は、前述の第４の周波数オフセット補償方法、または前述の第６の周波数オフセット補償方法のように、周波数オフセット推定値を０とすることによって、後続のフレームへの推定誤差の影響を抑制することができる。
【００８６】
また、定常状態（本来補償されるべき周波数オフセットに近くなっている状態）において、ノイズや周波数オフセット量の計算誤差などに起因する周波数オフセット推定値の間違いから周波数オフセット補償量を安定化させるためには、忘却係数は０に近い値が用いられる。この場合は、必要とする周波数オフセット補償量になるまでには多少の時間を要する。
【００８７】
このときは、信頼性の低い周波数オフセット推定値、または異常な周波数オフセット推定値になった場合でも、前述の第３の周波数オフセット補償方法、または前述の第５の周波数オフセット補償方法のように、前フレームの周波数オフセット推定値を用いることにより、等化性能の安定性を損なうことなく、必要とする周波数オフセット補償量に到達するまでの時間が長くなることを抑制することができる。このようにして周波数オフセット補償の安定化を図ることができる。
【００８８】
すなわち、本実施の形態における第７の周波数オフセット補償方法では、現フレームの周波数オフセット推定値に忘却係数を掛けて、現フレームの周波数オフセット補償量に加算したものを、次フレームの周波数オフセット補償量としている。したがって、受信（等化処理）開始から本来補償されるべき周波数オフセットになるまでの収束状況に応じて忘却係数を使い分けることにより、安定した周波数オフセット補償を行うことができる。このとき、正しい周波数オフセットまでの収束状況は実際には不明であることから、例えば、受信（等化処理）開始からの時間、または、等化処理回数によって忘却係数を１から暫減していき、一定時間後または一定処理回数後に忘却係数が０に近い値にすることなどが行われる。
【００８９】
なお、前述の第３の周波数オフセット補償方法、または前述の第４の周波数オフセット補償方法における閾値については、設計条件または使用条件から決まる固定値としてもよいし、前フレームの周波数オフセット推定値からの差分（または変化率）として規定してもよい。または、前フレームまでの周波数オフセット推定値の平均値からの差分（または変化率）としてもよい。
【００９０】
２．１０．本実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、順方向等化と逆方向等化によって遅延等化を行う等化装置において、順方向等化時と逆方向等化時の二通りのトレーニング結果から求めた周波数オフセット推定値のうち、より正しいと推定される周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行っている。したがって、符号間干渉のある環境下においても精度よく周波数オフセットを補償することができるので、等化装置における等化性能の劣化を防止することができる。また、本実施の形態によれば、等化処理のために整合フィルタを用意したり、２組の固定パターンを用意したりする必要がないので、等化装置全体の回路規模及び演算量を抑えることができる。
【００９１】
すなわち、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これにより、充分なＲＳＳＳＩレベルを維持している同期ワード区間側の周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９２】
また、現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、２つの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。このようにして２つの周波数オフセット推定値の平均値を採ることにより、ノイズ等による周波数オフセット推定値の誤差を低減させて周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９３】
また、上記のようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これによって、ノイズによる影響を排除して周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９４】
また、上記のようにして求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。これによって、ノイズによる影響を排除して周波数オフセットの補償を行うことができるので、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９５】
また、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を現フレームの周波数オフセット推定値とし、次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。すなわち、２つの同期ワード区間における周波数オフセット推定値の信頼性の低い場合は、前フレームの同期ワード区間の周波数オフセット推定値を用いて周波数オフセットの補償を行うことにより、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９６】
また、データ区間を挟む２つの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が何れも閾値未満である場合には、現フレームの周波数オフセット推定値を０として次フレームの周波数オフセットの補償を行っている。すなわち、２つの同期ワード区間における周波数オフセット推定値の信頼性の低い場合は、これらの周波数オフセット推定値を含めないで周波数オフセットの補償を行うことにより、等化装置の等化性能の劣化を抑制することができる。
【００９７】
また、前述のようにして求めた周波数オフセット推定値に忘却係数を掛けた値を現フレームの周波数オフセット推定値として、周波数オフセットの補償を行うことにより、安定した周波数オフセット補償を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明にかかる等化装置及び等化方法は、例えば、無線通信装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１００ 無線受信装置
１０１ 周波数オフセット補償部
１０２ 受信信号バッファ
１０３ 順方向等化処理部
１０４ 逆方向等化処理部
１０５ ＲＳＳＩ測定部
１０６ ＲＳＳＩ最小位置判定部
１０７ ＲＳＳＩ比較部
１０８ 周波数オフセット推定値選択部
１０９ 乗算器
１１０ 加算器
１１１ 遅延回路（Ｔ）
２０１ ＦＦタップ部
２０２ ＦＢタップ部
２０３ データ判定部
２０４ 誤差推定部
２０５ タップ係数更新部
２０６ 切替えスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する、判定帰還型の等化装置であって、
受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定手段と、
前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定手段と、
前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較手段と、
前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定手段から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較手段から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択手段と、
前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償手段と
を具備する等化装置。
【請求項２】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、前記次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、
前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、前記現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項３】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等化装置。
【請求項４】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記同期ワード区間で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の等化装置。
【請求項５】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記同期ワード区間で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前記現フレームの周波数オフセット推定値を０とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の等化装置。
【請求項６】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択することを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項７】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値未満である場合には、前記現フレームの周波数オフセット推定値を０とすることを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項８】
前記周波数オフセット補償手段は、等化処理開始からの時間または処理回数によって、前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値に掛ける忘却係数ｋ（但し、０≦ｋ＜１）を変化させ、前記忘却係数を掛けた値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の等化装置。
【請求項９】
現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する判定帰還型等化装置に適用される等化方法であって、
受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定工程と、
前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定工程と、
前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較工程と、
前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定工程において得られたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較工程において得られたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択工程と、
前記周波数オフセット推定値選択工程において選択された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償工程と
を含む等化方法。
【請求項１】
現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する、判定帰還型の等化装置であって、
受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定手段と、
前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定手段と、
前記ＲＳＳＩ測定手段が測定したＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較手段と、
前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定手段から出力されたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較手段から出力されたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択手段と、
前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償手段と
を具備する等化装置。
【請求項２】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、前記次フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択し、
前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が閾値未満である場合には、前記現フレームの同期ワードからの周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項３】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値以上である場合には、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれで得られた周波数オフセット推定値の平均値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等化装置。
【請求項４】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記同期ワード区間で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の等化装置。
【請求項５】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記同期ワード区間で求められた周波数オフセット推定値が所定の推定値閾値以上である場合には、前記現フレームの周波数オフセット推定値を０とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の等化装置。
【請求項６】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値未満である場合には、前フレームで推定した周波数オフセット推定値を前記現フレームの周波数オフセット推定値として選択することを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項７】
前記周波数オフセット推定値選択手段は、
前記現フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値と前記次フレームの同期ワード区間のＲＳＳＩ最小値が共に閾値未満である場合には、前記現フレームの周波数オフセット推定値を０とすることを特徴とする請求項１に記載の等化装置。
【請求項８】
前記周波数オフセット補償手段は、等化処理開始からの時間または処理回数によって、前記周波数オフセット推定値選択手段から出力された前記現フレームの周波数オフセット推定値に掛ける忘却係数ｋ（但し、０≦ｋ＜１）を変化させ、前記忘却係数を掛けた値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の等化装置。
【請求項９】
現フレームの同期ワードを用いて、時間の経過に沿ってトレーニングとトラッキングとを行う順方向等化と、次フレームの同期ワードを用いて、時間を遡ってトレーニングとトラッキングとを行う逆方向等化とにより遅延等化処理を実行する判定帰還型等化装置に適用される等化方法であって、
受信信号のＲＳＳＩ値を測定するＲＳＳＩ測定工程と、
前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値に基づいて、前記現フレームの同期ワード区間と前記次フレームの同期ワード区間のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値の最小位置を判定し、判定結果を示すＲＳＳＩ最小位置情報を出力するＲＳＳＩ最小位置判定工程と、
前記ＲＳＳＩ測定工程で測定されたＲＳＳＩ値と所定の閾値とを比較し、比較結果を示すＲＳＳＩ閾値比較情報を出力するＲＳＳＩ比較工程と、
前記順方向等化によって得られた順方向周波数オフセット推定値、前記逆方向等化によって得られた逆方向周波数オフセット推定値、前記ＲＳＳＩ最小位置判定工程において得られたＲＳＳＩ最小位置情報、及び、前記ＲＳＳＩ比較工程において得られたＲＳＳＩ閾値比較情報に基づいて、前記現フレームの周波数オフセット推定値を選択して出力する周波数オフセット推定値選択工程と、
前記周波数オフセット推定値選択工程において選択された前記現フレームの周波数オフセット推定値と前記受信信号から得られた前記現フレームの周波数オフセット補償量とに基づいて、前記次フレームの周波数オフセット補償量を算出する周波数オフセット補償工程と
を含む等化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４４２５５（Ｐ２０１２−２４４２５５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９８９９（Ｐ２０１１−１０９８９９）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【特許番号】特許第４７９６２１３号（Ｐ４７９６２１３）
【特許公報発行日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【特許番号】特許第４７９６２１３号（Ｐ４７９６２１３）
【特許公報発行日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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