送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法
【課題】マルチパスフェージング環境においても正確な同期タイミングを得ることができる送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法を提供すること。
【解決手段】送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備える。
【解決手段】送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の分野では、通信速度や通信容量を更に向上させるべく、次世代の無線通信技術について継続的に活発な議論が行われている。
【０００３】
このような無線通信技術における通信方式の一つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）方式がある。図１９（Ａ）はＯＦＤＭ方式による送信装置１５０の構成例を示す図である。ＯＦＤＭ方式は、例えば、周波数帯域を複数の周波数帯域（又はサブキャリア）に分割し、直交する各周波数帯域に情報データなどをマッピングさせて送信する通信方式である。そのため、ＯＦＤＭ方式は他の方式と比較して周波数利用効率が優れているという特徴を有している。しかし、ＯＦＤＭ方式は、例えば、ランダムな周波数軸上の情報データをＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換）処理することによって時間軸信号が生成される。そのため、ＯＦＤＭ方式は、他の通信方式と比較してＰＡＰＲ（Peak to Averaged Power Ratio：ピーク対平均電力比）が高くなるという特徴がある。
【０００４】
また、通信方式の一つとしてＳＣ‐ＯＦＤＭ（Single Carrier-OFDM）方式も注目されている。図１９（Ｂ）はＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信装置１６０の構成例を示す図である。ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式は、例えば、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて送信する通信方式である。ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式は、ＯＦＤＭ方式と比較して、時間軸信号の振幅変動が少なく、ＰＡＰＲを低くすることができる。そのため、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信装置１６０は、ＯＦＤＭ方式による送信装置１５０と比較して、消費電力を低くすることができる。
【０００５】
このような送信装置１５０，１６０は、ＯＦＤＭ方式とＳＣ‐ＯＦＤＭ方式、いずれの場合でも、プリアンブル信号と複数のデータ信号とを含む送信信号を無線フレームとして受信装置に送信している。この中でプリアンブル信号は、送信装置１５０，１６０と受信装置との間で互いに既知となるビットパターンを含んでおり、例えば、受信装置における受信同期に用いられる。例えば、受信装置は、プリアンブル区間において相関ピーク電力を検出し、相関ピーク電力を検出した時間を基準にして受信同期を確立するようにしている。図２０（Ａ）は、受信装置において測定された、プリアンブル区間における相関電力の例を示す図である。同図（Ａ）において横軸が時間、縦軸が相関電力を表わす。この例では１無線フレーム中に３シンボル分のプリアンブル信号があり、そのため、同図（Ａ）において相関ピーク電力となる部分は３つある。受信装置は、例えば、相関ピーク電力と２番目に大きい相関電力との差が閾値以上のとき、相関ピーク電力となるときの時間を抽出し、当該時間を基準にして受信同期を確立するようにしている。
【０００６】
なお、このようなプリアンブルに関する技術としては以下のようなものがある。例えば、プリアンブルパターンについて、「Ｐ２」と、「Ｐ２」に対して位相を反転させた「−Ｐ２」の２つのサブパターンが送信されることで、シングルキャリア方式にてＭＩＭＯ方式を実現する場合に、プリアンブル期間の増加を抑制するようにしたものがある。
【０００７】
また、プリアンブルコードの相互相関特性と自己相関特定を夫々利用してプリアンブルコードを識別し、整数キャリア周波数オフセットを推定することで、キャリア周波数オフセットがある環境においてもプリアンブルコードを早く正しく検出するようにした装置などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９‐１３５８６６号公報
【特許文献２】特開２００８‐２３６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
送信装置１５０，１６０から送信された無線信号は、建物による反射など複数の伝搬経路により受信装置で受信されることもある。複数の異なった伝搬経路による無線信号が干渉するようになり、受信装置では無線信号の受信強度が激しく変動することがある。このような現象をマルチパスフェージングと称することがある。マルチパスフェージングの無線通信環境下において、特定のサブキャリア又は周波数がマルチパスフェージングの影響を受けることがある。図２１は、受信装置における受信信号の周波数スペクトラムの例を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は受信電力を表わしている。図２０において、矢印で表わす周波数は他と比較して受信電力が低くなっており、マルチパスフェージングの影響を受けている。
【００１０】
一方、ＯＦＤＭ方式の場合、周波数領域においてデータパターンを各サブキャリアにマッピングしているため（例えば図１９（Ａ））、システム周波数の全サブキャリアに亘りデータがマッピングされ、送信電力はシステム周波数帯域でほぼ同じとなる。このため、ＯＦＤＭ方式の場合、送信スペクトラムはデータパターンに依存することはない。
【００１１】
しかし、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の場合、ＤＦＴ処理により周波数領域への変換処理が含まれるため（例えば図１９（Ｂ））、変換後のサブキャリアにおいてデータがマッピングされないサブキャリアも存在する場合もある。このような場合、送信電力は全周波数帯域で同じにならず、送信スペクトラムはデータパターンに依存することになる。したがって、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の場合、プリアンブルパターンによっては、特定のサブキャリアに電力のピークがきたり、特定のサブキャリアに電力が偏るようなパターンも存在する。
【００１２】
そのようなピークとなるサブキャリアが、例えば、マルチパスフェージングの影響を受けると、プリアンブル区間の相関電力特性も影響を受けることになる。例えば、図２０の受信スペクトラムにおいてマルチパスフェージングの影響を受けているサブキャリアに、送信スペクトラムの電力がピークとなるようなプリアンブルパターンなどが相関電力特性に影響を受けることになる。このような場合、例えば、プリアンブル区間の相関電力が想定している相関ピーク電力まで達しない場合や、本来、相関ピーク電力が得られるタイミング以外のタイミングで相関ピーク電力が検出される場合などがある。図２０（Ｂ）はマルチパスフェージングの影響の受けた場合のプリアンブル区間における相関電力の例を示す図である。同図（Ｂ）の場合、相関ピーク電力と２番目の相関電力との差が閾値より小さい、或いは相関ピーク電力が図２０（Ａ）の場合よりも低くなっている。このような場合、受信装置は、相関ピーク電力のタイミングを基準にすることができず、プリアンブルパターンに基づいて受信同期を確立できなくなる。
【００１３】
また、上述した、位相を反転させた２つのサブパターンによりプリアンブルを送信する技術においても、位相を反転させただけであり、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により送信しているため、特定のサブキャリアに電力が偏る場合もある。したがって、かかる技術は、２つのサブパターンともにマルチパスフェージングの影響により、プリアンブル区間の相関特性に影響を受ける場合もある。
【００１４】
更に、整数キャリア周波数オフセットを推定する技術の場合でも、既知のプリアンブルパターンがそのまま送信されるため、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により送信した場合、特定のサブキャリアに電力が偏るなどして、マルチパスフェージングの影響を受ける場合がある。
【００１５】
従って、いずれの技術においても、プリアンブル区間において特定のサブキャリアがマルチパスフェージングの影響を受けてしまい、受信同期を確立することができない場合がある。
【００１６】
そこで、本発明の一目的は、マルチパスフェージング環境においても正確な同期タイミングを得ることができる送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一態様によれば、送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
マルチパスフェージング環境においても正確な同期タイミングを得ることのできる送信装置、送信方法、受信装置、受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図２】図２は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図３】図３は送信装置の構成例を表わす図である。
【図４】図４は受信装置の構成例を表わす図である。
【図５】図５（Ａ）は基準プリアンブルパターン、図５（Ｂ）は１ビット拡張されたプリアンブルパターン、図５（Ｃ）は２ビット拡張されたプリアンブルパターンのビット列の例を夫々表わす図である。
【図６】図６はサブフレームの構成例を表わす図である。
【図７】図７（Ａ）は無線フレームの構成例、図７（Ｂ）から図７（Ｄ）は各プリアンブルパターンのビット列の例を夫々表わす図である。
【図８】図８（Ａ）から図８（Ｃ）はプリアンブルパターンの送信スペクトラムの例を夫々表わす図である。
【図９】図９は送信装置における動作例を表わすフローチャートである。
【図１０】図１０は受信装置における動作例を表わすフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）はサブフレーム、図１１（Ｂ）は無線フレームの構成例を夫々表わす図である。
【図１２】図１２は送信装置の構成例を表わす図である。
【図１３】図１３はプリアンブル区間における相関電圧の推移の例を表わす図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）はプリアンブル区間における相関電圧の推移の例を夫々表わす図である。
【図１５】図１５は相関器の構成例を表わす図である。
【図１６】図１６は第１の相関演算器の構成例を表わす図である。
【図１７】図１７は電圧変換部の構成例を表わす図である。
【図１８】図１８は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図１９】図１９（Ａ）はＯＦＤＭ方式の送信装置、図１９（Ｂ）はＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の送信装置の構成例を夫々表わす図である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）はプリアンブル区間の相関電力の例を夫々表わす図である。
【図２１】図２１は受信スペクトラムの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、送信装置２００と受信装置１００を含む。送信装置２００は、送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信する。また、受信装置１００は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。
【００２２】
送信装置２００は、第１のプリアンブルパターン生成部２６０と送信部２６１、及びアンテナ２１０を備える。
【００２３】
第１のプリアンブルパターン生成部２６０は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する。
【００２４】
送信部２６１は、第１のプリアンブルパターン生成部２６０から出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む送信信号をアンテナ２１０に出力する。
【００２５】
アンテナ２１０は、送信部２６１から出力された送信信号を受信装置１００に無線送信する。
【００２６】
一方、受信装置１００は、アンテナ１０１と、第２のプリアンブルパターン生成部１６０、検出部１６１、及び受信処理部１６２を備える。
【００２７】
アンテナ１０１は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。アンテナ１０１は送信信号を受信信号として検出部１６１と受信処理部１６２に出力する。
【００２８】
第２のプリアンブルパターン生成部１６０は、第１から第３のプリアンブルパターンのうち第１のプリアンブルパターン生成部２６０が出力するプリアンブルパターンを出力する。すなわち、第２のプリアンブルパターン生成部１６０は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎビット及びｋビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する。
【００２９】
検出部１６１は、第２のプリアンブルパターン生成部１６０から出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する。
【００３０】
受信処理部１６２は、検出した同期タイミングに同期して受信信号に対する受信処理を行う。
【００３１】
このように、送信装置２００は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎビット及びｋビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む送信信号を送信する。そして、受信装置１００は、かかる送信信号と、第１から第３のプリアンブルパターンのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンとにより同期タイミングを検出し、検出した同期タイミングで受信処理を行う。
【００３２】
第２及び第３のプリアンブルパターンは、第１のプリアンブルパターンのビットを所定数個連させたビット列を含むため、特定のサブキャリアに電力が偏らないプリアンブルパターンが出力される。受信装置１００は、第１から第３のプリアンブルパターンのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを用いて同期タイミングを検出することで、２つのうちいずれか一つのプリアンブルパターンで正確な同期タイミングを検出することができる。従って、マルチパスフェージングの環境により一方のプリアンブルパターンが影響を受けても、他方のプリアンブルパターンにより正確が同期タイミングを得ることができる。よって、正確な同期タイミングを得ることのできる受信装置１００や送信装置２００が提供できる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
＜全体構成例＞
次に、第２の実施の形態について説明する。図２は第２の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、基地局装置（以下、「基地局」）１００と端末装置（以下、「端末」）２００‐１〜２００‐３を備える。
【００３４】
基地局１００は、１又は複数のセルを有し、各セル範囲内において端末２００‐１〜２００‐３に対して、無線通信により音声通話や映像配信など種々のサービスを提供する。また、基地局１００は複数の端末２００‐１〜２００‐３と並列に無線通信可能である。一方、端末２００‐１〜２００‐３は基地局１００と接続して無線通信を行う。端末２００‐１〜２００‐３は、例えば、携帯電話や情報携帯端末などである。なお、端末２００‐１〜２００‐３は１台でも複数台でもよい。
【００３５】
基地局１００と端末２００‐１〜２００‐３は、双方向に無線通信が可能である。すなわち、基地局１００は端末２００‐１〜２００‐３にデータ信号や制御信号などを送信することができ（下りリンク通信）、端末２００‐１〜２００‐３は基地局１００にデータ信号や制御信号などを送信することができる（上りリンク通信）。基地局１００は、下りリンク通信と上りリンク通信についてスケジューリングを行い、無線リソースを割り当てて無線通信を行う。スケジューリングした結果を表わすスケジューリング情報は、例えば制御信号として、基地局１００から端末２００‐１〜２００‐３に適宜送信される。
【００３６】
なお、本第２から第４の実施の形態において、例えば、端末２００‐１〜２００‐３（以下、特に断らない限り「端末２００」として説明する）を送信装置、基地局１００を受信装置とし、上りリンク通信の場合について説明する。この場合、端末２００（又は送信装置２００）は、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により、データ信号やプリアンブル信号（又は参照信号）などを基地局１００（又は受信装置１００）に送信するものとする。なお、このようなデータ信号などの送信については、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式以外にも、ＳＣ‐ＯＦＤＭＡ（Single Carrier-Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式やＳＣ‐ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）方式も適用可能である。
【００３７】
次に、送信装置２００と受信装置１００の各構成例を説明する。図３は送信装置２００、図４は受信装置１００の各構成例を示す図である。最初に送信装置２００の構成例を説明し、次に受信装置１００の構成例を説明する。
【００３８】
＜送信装置２００の構成例＞
送信装置２００は、フレーマ（Ｆｒａｍｅｒ）２０１、シリアル・パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換、又はＤＦＴ（Discrete Fourier Transform：離散フーリエ変換 ））部２０３、サブキャリアマッピング部２０４、ＩＦＦＴ（Inverse FFT：逆高速フーリエ変換）部２０５、パラレル・シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２０６、ディジタルフィルタ２０７、ディジタル・アナログ変換部（Ｄ／Ａ Ｃｏｎｖ）２０８、送信フィルタ（ＴＸ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９、アンテナ２１０、サブフレームカウンタ２１５、プリアンブル生成部２２０とを備える。
【００３９】
フレーマ２０１は、時間領域の送信データ信号に対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの変調処理を行う。フレーマ２０１は、例えば、受信装置１００から予め受信したスケジューリング情報に従って変調処理を行う。また、フレーマ２０１は、変調後の送信データ信号とプリアンブル生成部２２０から出力されたプリアンブル信号とに基づいてサブフレームを生成し、生成したサブフレームから無線フレームを生成する。この場合、フレーマ２０１は、サブフレームカウンタ２１５から出力されたカウント値に基づいてサブフレームと無線フレームを生成することができる。例えば、カウント値が１サブフレーム目を示す値のとき、フレーマ２０１は、１サブフレーム目のサブフレームを生成するなど、カウント値に対応するサブフレームを順次生成する。そして、フレーマ２０１は、カウント値が１無線フレーム内のサブフレームの個数に対応する値のとき、生成した各サブフレームから無線フレームを生成し、生成した無線フレームを出力する。
【００４０】
シリアル・パラレル変換部２０２は、無線フレーム内の送信データ信号とプリアンブル信号などをパラレル形式に変換する。後段のＦＦＴ部２０３のポイント数が「Ｍ」個のとき、シリアル・パラレル変換部２０２は、パラレル形式に変換されたＭ個の出力を同時に出力することができる。
【００４１】
ＦＦＴ部２０３は、パラレル形式に変換された送信データ信号とプリアンブル信号などを高速フーリエ変換することで、時間領域の送信データ信号とプリアンブル信号などを周波数領域のサブキャリア信号に変換する。例えば、高速フーリエ変換を行うときのポイント数はＭ個である。
【００４２】
サブキャリアマッピング部２０４は、例えば、スケジューリング情報に従って、自局に割り当てられた周波数帯域のサブキャリア信号をＩＦＦＴ部２０５に出力し、自局に割り当てられた周波数帯域以外の帯域に対して「０」を割り当てる。また、サブキャリアマッピング部２０４は、送信パワーのないＤＣサブキャリアに対して「０」を割り当てる。後段のＩＦＦＴ部２０５のポイント数が「Ｎ」（Ｎ＞Ｍ）個のとき、サブキャリアマッピング部２０４は、Ｎ個のサブキャリア信号を出力することができる。
【００４３】
ＩＦＦＴ部２０５は、周波数領域のサブキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を行うことで、時間領域の信号に変換する。
【００４４】
パラレル・シリアル変換部２０６は、ＩＦＦＴ部２０５から出力された時間領域の信号をシリアル形式に変換する。
【００４５】
ディジタルフィルタ２０７は、例えば、パラレル・シリアル変換部２０６から出力された時間領域の信号に対して、所定の周波数帯域に制限した時間領域の信号を出力する。
【００４６】
ディジタル・アナログ変換部２０８は、ディジタルフィルタ２０７から出力された時間領域の信号をアナログ信号に変換する。
【００４７】
送信フィルタ２０９は、ディジタル・アナログ変換部２０８から出力されたアナログ信号に対して雑音成分を除去するなどして無線周波数帯域の送信信号を出力する。
【００４８】
アンテナ２１０は、送信フィルタ２０９から出力された送信信号を受信装置１００に無線送信する。このように送信装置２００は、例えば、送信データ（又は送信データ列）を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する。
【００４９】
サブフレームカウンタ２１５は、例えば、サブフレームの個数をカウントし、サブフレームの先頭のタイミングでカウント値をプリアンブル生成部２２０とフレーマ２０１に出力する。例えば、サブフレームカウンタ２１５は、１番目のサブフレームの先頭のタイミングでカウント値「１」を出力し、２番目のサブフレームの先頭のタイミングでカウント値「２」を出力する。
【００５０】
プリアンブル生成部２２０は、プリアンブル信号を生成してフレーマ２０１に出力する部分であり、リファレンス信号出力部２２１と、１ビット拡張部２２２と、２ビット拡張部２２３と、セレクタ２２４とを備える。
【００５１】
リファレンス信号出力部２２１は、既知のプリアンブルパターンを記憶し、記憶したプリアンブルパターンをプリアンブル信号として適宜出力する。そのため、リファレンス信号出力部２２１は、例えば内部にメモリを備え、メモリ内にプリアンブルパターンを記憶する。リファレンス信号出力部２２１が記憶するプリアンブルパターンは、本第２の実施の形態においては基準となるプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＡ”）であり、例えば、ユニークな５１２個のデータビット列で表わされる。図５（Ａ）は、基準となる“ＰｔｎＡ”のデータビット列の例を示す。リファレンス信号出力部２２１は、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を基準プリアンブル信号として出力する。
【００５２】
１ビット拡張部２２２は、リファレンス信号出力部２２１から出力された基準プリアンブル信号に対して、１ビット拡張した新たなプリアンブルパターンを生成し、生成したプリアンブルパターンを１ビット拡張したプリアンブル信号として出力する。「１ビット拡張」とは、例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半のビット列が取り出され、取り出した基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビットを２ビット連続させて、１ビット拡張させる操作のことである。例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット“１”を“１１”、“−１”を“−１−１”とする操作のことである。図５（Ｂ）は、５１２個のビット列である基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、前半の２５６個のビット列が取り出されて生成された、１ビット拡張したプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＢ”）の例を示す。
【００５３】
２ビット拡張部２２３は、リファレンス信号出力部２２１から出力された基準プリアンブル信号に対して、２ビット拡張したプリアンブルパターンを生成し、生成したプリアンブルパターンを２ビット拡張したプリアンブル信号として出力する。「２ビット拡張」とは、例えば、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を生成する基になった、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半のビット列から所定個のビット列が取り出され、各ビットを３ビット連続させ２ビット拡張させる操作のことである。例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半２５６個のうち前半の１７１個のビット列が取り出され、“１”を“１１１”、“−１”を“−１−１−１”とする操作のことである。図５（Ｃ）は、２ビット拡張したプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＣ”）の例を示す。この場合、一部のビットが５１２個のビット列からはみ出す場合があるが、このような場合、はみ出したビットを破棄して５１２個のビット列に合わせるようにすればよい。
【００５４】
このように、プリアンブル生成部２２０は、基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を生成している。このように、プリアンブル生成部２２０がプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を生成するのは、生成したプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の各々について特定のサブキャリアに電力が偏らないようにしているためである。詳細は後述する。
【００５５】
セレクタ２２４は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、基準プリアンブル信号、１ビット拡張されたプリアンブル信号、又は２ビット拡張されたプリアンブル信号のいずれか一つをフレーマ２０１に出力する。例えば、セレクタ２２４は、カウント値が１サブフレーム目を示すとき基準プリアンブル信号を出力し、２サブフレーム目を示すとき１ビット拡張されたプリアンブル信号を出力し、３サブフレーム目を示すとき２ビット拡張されたプリアンブル信号を出力する。
【００５６】
尚、以降の説明において、セレクタ２２４からの出力について、基準プリアンブル信号を基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張されたプリアンブル信号を１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”など、断らない限り同じ意味で用いるものとする。
【００５７】
これにより、フレーマ２０１では、例えば、１サブフレーム目には基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２サブフレーム目には１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”が割り当てられた無線フレームが形成される。また、３サブフレーム目には２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられた無線フレームが形成される。
【００５８】
なお、サブフレームカウンタ２１５は、１無線フレーム内に含まれるサブフレームの全個数をカウントした後リセットし、再び最初からカウントする。１無線フレーム内のサブフレームの個数が「３」のとき、サブフレームカウンタ２１５は、３サブフレーム目をカウントした後、再び１サブフレーム目をカウント値として出力する。そのため、セレクタ２２４は、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を選択して出力した後、例えば、カウント値が「１」のとき、再び基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力する。
【００５９】
＜サブフレームと無線フレームの各構成例＞
次に、このようにフレーマ２０１において形成され、受信装置１００に送信されるサブフレームと無線フレームの構成例について説明する。図６はサブフレームの構成例を示す図である。１つのサブフレームは、１個のプリアンブルシンボルと複数個（例えばＬ個）のデータシンボルとを含む。例えば、プリアンブルシンボルにはプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”のいずれかが割り当てられている。データシンボルの夫々にはデータ信号が割り当てられる。
【００６０】
なお、各シンボルには、シンボル間干渉を防ぐため、ガードインターバル（ＧＩ）が挿入されている。例えば、各シンボルの終端の複数サンプルを複製して、各シンボルの先頭部分に挿入することでガードインターバルが形成される。
【００６１】
図７（Ａ）は１無線フレームの構成例を示す図である。この例は、１無線フレームは３個のサブフレームを含んでいる。そして、１サブフレーム目には基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２サブフレーム目には１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３サブフレーム目には２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられている。
【００６２】
このようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”は、その電力スペクトラムが夫々異なり、特定の周波数に電力が偏らないものとなっている。その理由について以下説明する。
【００６３】
図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）は各プリアンブルパターンの波形図の例を夫々示している。基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の周波数を「Ｆａ」Ｈｚとするとき、図７（Ｃ）の例では１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の周波数は、「Ｆａ／２」Ｈｚとなる。これは、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の各ビット列は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビット列に対して、２ビット連続したビット列であり、２ビット分、間延びしたビット列となっているためである。例えば、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列が“１ −１”のとき、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”では“１ １ −１ −１”となり、２ビット間延びしているため、その周波数は半分となる。
【００６４】
また、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビット列に対して３ビット連続したビット列となっており、３ビット分間延びしたビット列となっている。そのため、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔnＣ”の周波数は、図７（Ｄ）の例では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の周波数「Ｆａ」に対して、「Ｆａ／３」Ｈｚとなる。
【００６５】
なお、図７（Ｂ）の例では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”は、“１”，“−１”，“１”，“−１”と順次、異なるビット列となっているため、その周波数は例えば「Ｆａ」Ｈｚとなり得る。しかし、基準プリアンブルパターンが“１”，“１”など連続するビット列を含んでいても、“１”，“−１”となるパターンがあればその最大周波数は例えば「Ｆａ」Ｈｚとなる。このような基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の場合でも、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の最大周波数は「Ｆａ／２」Ｈｚ、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の最大周波数は「Ｆａ／３」Ｈｚとなる。
【００６６】
従って、ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”に含まれる周波数成分は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に含まれる周波数成分とは異なるものとなる。よって、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”は特定の周波数又はサブキャリアで電力が偏らないものとなっている。
【００６７】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）はプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の送信周波数スペクトラムの例を夫々示す図である。同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は、横軸は周波数、縦軸は送信電力を示す。これらの図に示すように、電力がピークとなっている周波数は、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”で異なるものとなっている。上述したように、例えば、ビット拡張によってビット列が「間延び」されることにより、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の周波数成分が異なるものとなっているからである。
【００６８】
本第２の実施の形態においては、このようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がサブフレーム毎に切り替えて送信することで、受信装置１００におけるプリアンブルの受信特性を向上させ、正確な同期タイミングを得ることができるようになる。その理由については後述する。
【００６９】
また、送信装置２００において基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を記憶させるだけで、ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を生成することができる。よって、送信装置２００は、すべてのプリアンブルパターンを記憶する場合と比較して記憶する情報量を少なくすることができる。後述する受信装置１００においても、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を記憶しており、全てのプリアンブルパターンを記憶する場合と比較して記憶する情報量を少なくすることができる。
【００７０】
＜受信装置１００の構成例＞
次に受信装置１００の構成例を説明する。受信装置１００は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。図４に示すように、受信装置１００は、アンテナ１０１、受信フィルタ（Ｒｘ Ｆｉｌｔｅｒ）１０２、アナログ・デジタル変換部（Ａ／ＤＣｏｎｖ）１０３、遅延器（Ｔｓ）１０４、複素共役演算部（Ｉｍａｇｅ Ｃｏｎｊ）１０５、乗算器１０６、相関器（又は相関部、Ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）１０７、ピーク検出部１０８、閾値判定部１０９、シリアル・パラレル変換部１１０、ＦＦＴ部１１１、サブキャリアデマッピング部１１２、ＩＤＦＴ部１１３、パラレル・シリアル変換部１１４、デマッピング部１１５を備える。
【００７１】
アンテナ１０１は、送信装置２００から送信された送信信号を受信し、受信信号として出力する。受信信号には、サブフレーム毎に異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”のプリアンブル信号を含む。この受信信号は、例えば、送信データ（又は送信データ列）が周波数領域に変換された信号が時間領域に変換されて送信された信号である。
【００７２】
受信フィルタ１０２は、アンテナ１０１で受信した受信信号に対して帯域外雑音を除去するなど、帯域制限を行い受信信号として出力する。
【００７３】
アナログ・デジタル変換部１０３は、受信フィルタ１０２から出力された受信信号をデジタル信号に変換する。
【００７４】
遅延器１０４は、例えば、デジタル信号に変換された受信信号に対して１サンプル分遅延させて出力する。また、複素共役演算部１０５は、デジタル信号に変換された受信信号に対して複素共役を演算する。乗算器１０６は、１サンプル遅延された（ｋ−１）サンプル目の受信信号と、複素共役が取られたｋサンプル目の受信信号とを乗算して出力する。遅延器１０４と、複素共役演算部１０５、及び乗算器１０６を含む回路は、例えば遅延検波回路であり、受信信号における各サンプルの位相差を除去又は緩和させることができる。このような遅延検波回路が受信装置１００に含まれることで、例えば、ローカル信号を生成するための回路などが不要になり回路構成が容易となる。
【００７５】
相関器１０７は、乗算器１０６（又は遅延検波回路）から出力された受信信号と、参照信号生成部１２０から出力されたプリアンブルパターンとを入力し、受信信号の相関電力値を出力する。相関器１０７は、例えば、図２１（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、サンプル毎に相関電力値を出力する。
【００７６】
ピーク検出部１０８は、相関器１０７から出力された相関電力値に対して相関ピーク電力値と当該相関ピーク電力値のタイミングとを検出し、検出した相関ピーク電力値とタイミングとを出力する。ピーク検出部１０８は、例えば、ある所定期間における相関電力値の最大値を相関ピーク電力として出力する。
【００７７】
閾値判定部１０９は、ピーク検出部１０８で得られた相関ピーク電力値が閾値より大きいか否かを判定し、閾値より大きいとき当該相関ピーク電力値のタイミングをＦＦＴ部１１１に出力する。これは、受信信号がマルチパスフェージングの影響を受けているとき、影響がない場合と比較して、相関ピーク電力値が著しく低くなることが多いからである。よって、閾値判定部１０９は、相関ピーク電力値が閾値を超えた場合に正確なシンボル同期タイミングが得られたと判定するようにしている。閾値判定部１０９は、ピーク検出部１０８で得られた相関ピーク電力値が閾値以下のとき、当該相関ピーク電力値のタイミングを出力せず、例えば破棄する。
【００７８】
シリアル・パラレル変換部１１０は、デジタル信号に変換された受信信号をパラレル形式に変換して出力する。例えば、シリアル・パラレル変換部１１０は、Ｎ個の受信信号を並列に出力することができる。
【００７９】
ＦＦＴ部１１１は、パラレル形式の受信信号に対して、高速フーリエ変換処理を施し、時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換する。また、ＦＦＴ部１１１は、高速フーリエ変換処理を行うとき、閾値判定部１０９から出力されたタイミング（例えばシンボル同期タイミング）に同期して、すなわち、受信信号に含まれるプリアンブル信号に同期して高速フーリエ変換処理を行うことができる。
【００８０】
サブキャリアデマッピング部１１２は、周波数領域の受信信号に対して、送信装置２００が送信したサブキャリアを抽出する。例えば、サブキャリアデマッピング部１１２は、周波数軸上に所定間隔で並ぶサブキャリアのうち、スケジューリング情報に従って、送信装置２００に対してスケジューリングしたサブキャリアを抽出する。例えば、サブキャリアデマッピング部１１２は、Ｍ個のサブキャリアを抽出する。サブキャリアデマッピング部１１２は、抽出したサブキャリアをＩＤＦＴ部１１３に出力する。
【００８１】
ＩＤＦＴ部１１３は、抽出したサブキャリアに対して、逆離散フーリエ変換処理を施すことで、周波数領域の受信信号を時間領域の受信信号に変換する。
【００８２】
パラレル・シリアル変換部１１４は、パラレル形式のＩＤＦＴ部１１３の出力信号をシリアル形式に変換する。
【００８３】
デマッピング部１１５は、送信装置２００において行われた変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなど）に対応して、パラレル・シリアル変換部１１４から出力される受信信号に対して復調処理を行う。復調処理は、例えば、スケジューリング情報に従って行われる。デマッピング部１１５は、復調処理により、受信信号の同相成分（Ｉ信号）と直交成分（Ｑ信号）にマッピングされたデータビット列を抽出することができ、抽出したデータビット列（例えばＭ個）を後段の処理部に出力する。
【００８４】
参照信号生成部１２０は、リファレンス信号出力部１２１と、１ビット拡張部１２２と、２ビット拡張部１２３と、フレームカウンタ１２４、及びセレクタ１２５を備える。
【００８５】
リファレンス信号出力部１２１は、送信装置２００のリファレンス信号出力部２２１で保持した基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と同じ基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を保持し、適宜出力する。リファレンス信号出力部１２１は、例えば、内部にメモリを備え、メモリ内に基準パターン“ＰｔｎＡ”を記憶することもできる。
【００８６】
１ビット拡張部１２２は、送信装置２００の１ビット拡張部２２２と同様に、リファレンス信号出力部１２１から出力された基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列のうち、前半のビット列を取り出し、各ビットを連続する操作を行う。そして、１ビット拡張部１２２は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を生成し、出力する。
【００８７】
２ビット拡張部１２３は、送信装置２００の２ビット拡張部２２３と同様に、リファレンス信号出力部１２１から出力された基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列のうち、１ビット拡張で使用されたビット列のうち所定数個のビット列を取り出す。そして、２ビット拡張部１２３は、抽出した各ビットを３ビット連続する操作を行うことで、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を生成し、出力する。
【００８８】
フレームカウンタ１２４は、無線フレームの個数をカウントし、例えば無線フレームの先頭のタイミングでカウント値を出力する。フレームカウンタ１２４は、カウントしたカウント値をセレクタ１２５に出力する。
【００８９】
セレクタ１２５は、例えば、フレームカウンタ１２４からのカウント値の入力タイミングとその値に応じて、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”のいずれかを無線フレーム期間毎に出力する。これにより、セレクタ１２５は、例えば、最初の無線フレーム期間は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、次の無線フレーム期間は１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を出力する。更に、セレクタ１２５は、例えば、３無線フレーム目の期間において２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が出力される。セレクタ１２５は、１無線フレーム期間は同一のプリアンブルパターンを出力し、次の無線フレーム期間では異なるプリアンブルパターンを出力する。これは、例えば、送信装置２００から送信されるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順序に従っており、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順で送信されると、受信装置１００はかかる順序でプリアンブルパターンを待ち受けることになる。
【００９０】
＜プリアンブル信号の受信特性について＞
次に、参照信号生成部１２０から出力された各プリアンブルパターンに基づいて、相関出力を得ることで受信装置１００のプリアンブル信号の受信特性が向上する理由について説明する。
【００９１】
受信装置１００が、例えば、図７（Ａ）に示す無線フレームを受信したときの例で説明する。すなわち、１番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を含む送信フレームである。参照信号生成部１２０は、最初の無線フレーム期間では基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を相関器１０７に出力する。この場合、相関器１０７は、１無線フレーム期間において、１番目のサブフレームにおけるプリアンブル区間で相関ピーク電力値が得られることになる。
【００９２】
しかし、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”がマルチパスフェージングの影響を受けたときを考える。かかる場合、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のピーク電力となるはずの特定の周波数において電力が他の周波数より低くなり（例えば図２１）、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対する相関電力は影響を受けない場合よりも低くなる。この場合の相関器１０７の出力は、例えば、図２１（Ｂ）に示すようなものとなる。従って、最初の無線フレーム期間では、閾値判定部１０９は相関ピーク電力値が閾値以下となり同期タイミングを出力できない。
【００９３】
次の無線フレーム期間では、参照信号生成部１２０は１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を相関器１０７に出力する。マルチパスフェージングの影響を受けるのは、例えば、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のピーク電力となる周波数である。この場合、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と比較して周波数成分が異なり、ピーク電力の周波数が異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”は、マルチパスフェージングの影響を受ける可能性は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”よりも低くなる。よって、相関器１０７では、２番目のサブフレームのプリアンブル区間において相関ピーク電力値が得られ、例えば、図２１（Ａ）に示すような出力が得られる。閾値判定部１０９は当該相関ピーク電力値が閾値を超えるものと判定して、当該相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして出力することができる。
【００９４】
更に、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”に対しても、マルチパスフェージングの影響が及ぶ場合もある。この場合、相関器１０７から出力される相関ピーク電力値は、影響がない場合と比較して低いものとなる（例えば、図２１（Ｂ））。
【００９５】
このような場合、更に次の無線フレーム期間において同期タイミングが得られるかが判定される。すなわち、参照信号生成部１２０は２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を相関器１０７に出力する。２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の周波数成分は２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”とは、ピーク電力となる周波数が異なる。従って、２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”がマルチパスフェージングの影響を受けても、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”はマルチパスフェージングの影響を受ける可能性が低くなる。よって、相関器１０７から出力される相関ピーク電力値は、閾値判定部１０９において閾値を超える判定され、当該相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして出力することができる。
【００９６】
以上から、本無線通信システム１０は、特定の周波数又はサブキャリアが影響を受けるマルチパスフェージングの環境下においても、例えば、周波数成分が異なる３つのプリアンブルパターンのいずれかにより正確な受信同期タイミングを得ることができる。
【００９７】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。動作例の一部は既に説明しているため、簡単に説明することにする。最初に送信装置２００の動作例について説明する。
【００９８】
図９は送信装置２００における動作例を表わすフローチャートである。図９に従って動作例を説明する。送信装置２００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、記憶した基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に基づいて、１ビット拡張、及び２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を夫々生成する（Ｓ１１）。例えば、プリアンブル生成部２２０は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値が「１」のとき、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力し、カウント値が「２」のとき１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を出力する。また、プリアンブル生成部２２０は、カウント値が「３」のとき、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を出力する。カウント値はその後リセットされ「１」となり、プリアンブル生成部２２０は、再び、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力する。
【００９９】
次いで、送信装置２００は、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、ＱＰＳＫなど変調された送信データとからサブフレームを形成し、更に無線フレームを形成する（Ｓ１２）。例えば、フレーマ２０１は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値が「１」のとき、１番目のサブフレームの先頭シンボルに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を割り当てる。また、カウント値が「２」のとき、フレーマ２０１は２番目のサブフレームの先頭シンボルに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を割り当てるようにする。更に、カウント値が「３」のとき、フレーマ２０１は３番目のサブフレームの先頭シンボルに２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を割り当てるようにする。以後、フレーマ２０１は、例えば３サブフレームを１無線フレームとなるように無線フレームを形成する。
【０１００】
次いで、送信装置２００は、無線フレーム内の各シンボルを周波数領域に変換し、サブキャリアマッピングを行う（Ｓ１３）。例えば、サブキャリアマッピング部２０４は、送信装置２００に割り当てられたサブキャリアにはプリアンブル信号やデータ信号などが割り当てられているためそのまま出力し、送信装置２００に割り当てられていないサブキャリアには「０」をマッピングさせる。例えば、サブキャリアへの割り当てなどは、予め受信装置１００から受信したスケジューリング情報に基づいて行われる。
【０１０１】
次いで、送信装置２００は、サブキャリアマッピング後、時間領域の信号に変換し、ディジタルフィルタなどの送信処理を行う（Ｓ１４）。送信処理には、例えば、ディジタルフィルタ２０７や送信フィルタ２０９などの処理が含まれ、これにより、無線フレーム内のプリアンブル信号やデータ信号などが送信信号として受信装置１００に送信される。
【０１０２】
次に受信装置１００の動作例について説明する。受信装置１００は処理を開始すると（Ｓ２０）、受信信号に対してフィルタリングや遅延検波などの受信処理を行う（Ｓ２１）。例えば、受信フィルタ１０２は受信信号に対して帯域外雑音除去などの処理を行い、アナログ・デジタル変換部１０３はフィルタリング後の受信信号をデジタル信号に変換する。ここで、デジタル信号に変換された、フレーム先頭からｋサンプル目の受信信号Ｐｋは、例えば、次式により表わされる。
【０１０３】
【数１】
【０１０４】
数１において、Ｉは遅延波の総数、Ｐｉは、ｅｊθｉ、τｉはｉ番目の遅延波の振幅、位相、遅延時間を夫々表わし、Δｆは周波数オフセット量、Ｔｓはサンプリング時間間隔、θ０は初期位相を表わす。また、ｂｋは送信側である情報信号ａｎをＦＦＴにより周波数ドメインに変換した後、さらにＩＦＦＴ変換して得られた時間軸信号を示したもので、例えば、次式により表わされる。
【０１０５】
【数２】
【０１０６】
但し、
【０１０７】
【数３】
【０１０８】
ここで、ＮはＩＦＦＴポイント数、ＭはＦＦＴポイント数である。数２にＧＩ（Guard Interval）を加えたものが送信信号として送信装置２００から送信される。
【０１０９】
遅延検波の処理は、例えば、遅延器１０４、複素共役演算部１０５、及び乗算器１０６で行われる。例えば、遅延器１０４は、受信信号Ｐｋを１サンプル遅延させ、複素共役演算部１０５はｋサンプル目の受信信号Ｐｋに対する複素共役を演算し、乗算器１０６は２つの出力を乗算する。フレーム先頭からｄサンプル目の乗算器１０６の出力信号（又は遅延検波回路の出力信号）Ｔ（ｄ）は次式で表わされる。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
次いで、受信装置１００は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張パターン“ＰｔｎＢ”、及び２ビット拡張パターン“ＰｔｎＣ”を生成し、フレーム毎にいずれかのプリアンブルパターンを相関器１０７に出力する（Ｓ２２）。例えば、参照信号生成部１２０において各プリアンブルパターンを生成し、フレームカウンタ１２４から出力されるカウント値がセレクタ１２５に入力されるタイミングで、セレクタ１２５がカウント値に対応するプリアンブルパターンを出力する。例えば、送信装置２００から送信されるプリアンブル信号として、３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がこの順序で用いられる場合、参照信号生成部１２０はこの３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”をかかる順序で出力するようにする。
【０１１２】
次いで、受信装置１００は、受信信号とプリアンブルパターンとの相関電力を計算し、相関ピーク電力値を検出する（Ｓ２３）。相関電力は、例えば、乗算器１０６の出力信号（又は遅延検波回路の出力信号）Ｔ（ｄ）と、参照信号Ｒ（ｋ）との間における相互相関値が演算されることで求められる。参照信号Ｒ（ｋ）は、例えば、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”であるプリアンブル信号を予め遅延検波回路を通過させておいた信号である。プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”が基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の場合、参照信号Ｒ（ｋ）は、例えば、次式により表わされる。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
ここで、乗算器１０６の出力信号Ｔ（ｄ）と参照信号Ｒ（ｋ）との間にｄサンプルの遅延があるものとすると、プリアンブル１シンボルに亘る相互相関値は、例えば、次式となる。
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
なお、数６において、Ｎ’はＧＩを含むシンボル時間に含まれるサンプル数を示している。この数６で示す相互相関値が、例えば、相関器１０７からの出力を表わす（例えば図２０（Ａ）又は同図（Ｂ））。
【０１１７】
相関器１０７は、参照信号生成部１２０により生成された（又は待ち受ける）プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と受信信号のパターンとは一致したサンプルタイミングで急峻なピークが得られる。そして、ピーク検出部１０８は、例えば、ＧＩを含む受信信号の１シンボル区間に亘りピークサーチを行い、最も高い相関電力値とそのタイミングとを検出する。
【０１１８】
次いで、受信装置１００は、検出した相関ピーク電力値が閾値を超えるか否かを判別する（Ｓ２４）。例えば、受信信号がマルチパスフェージングの影響を受けている場合、影響がない場合と比較して相関ピーク電力が著しく低くなることがある。そのため、例えば、閾値判定部１０９は相関ピーク電力値と閾値とを比較して、閾値を超えている場合、正確なシンボル同期タイミングが得られたと判定する（Ｓ２４でＹｅｓ）。
【０１１９】
一方、閾値判定部１０９は、相関ピーク電力値が閾値以下のとき（Ｓ２４でＮｏ）、正確なシンボル同期タイミングが得られていないと判定して、次の無線フレーム期間で受信する受信信号に対してＳ２１以降の処理を行う。
【０１２０】
受信装置１００は、相関ピーク電力値が閾値を超えた場合（Ｓ２４でＹｅｓ）、当該相関ピーク電力が得られたシンボル同期タイミングをＦＦＴ部１１１に出力し、受信信号に対するＦＦＴ処理を行う（Ｓ２５）。例えば、ＦＦＴ部１１１は閾値判定部１０９からのシンボル同期タイミングを開始タイミングとするＦＦＴ処理を行う。
【０１２１】
次いで、受信装置１００は、デマッピングなどの処理を行い、送信装置２００から送信されたデータビット列を抽出する（Ｓ２６）。
【０１２２】
本第２の実施の形態において、プリアンブルパターンの例として、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の例を説明した。例えば、３ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＤ”が用いられてもよい。かかるパターンは、例えば、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の基になった基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のうち、所定数個のビット列の各ビットを４ビット連続させる操作により生成される。
【０１２３】
この場合、１無線フレーム内に４サブフレーム含まれるとすると、送信装置２００は、サブフレーム毎に順次、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を先頭シンボルに挿入して送信する。そのため、プリアンブル生成部２２０は、更に、３ビット拡張部を備えてもよい。受信装置１００は、例えば、無線フレーム毎にプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”で受信信号を夫々待ち受ける。この場合、受信装置１００も３ビット拡張部により３ビット拡張したプリアンブルパターンを生成し、受信信号との相関ピーク電力値を得ることで同期タイミングを得ることができる。
【０１２４】
更に拡張して、４ビット、５ビット、・・・拡張したプリアンブルパターンが用いられて同期タイミングを抽出するようにしてもよい。この場合、送信装置２００も受信装置１００も、双方とも、４ビット、５ビット、・・・拡張したプリアンブルパターンを生成する生成部を備え、受信装置１００において、無線フレーム毎に異なるプリアンブルパターンにより相関出力を得ることで同期タイミングを抽出できる。例えば、送信装置２００は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張された複数のプリアンブルパターンとに対して、少なくとも２つのプリアンブルパターンを送信することもできる。この場合、受信装置１００は、送信に利用した２つのプリアンブルパターンを待ち受け、無線フレーム毎に相関電力をとることで同期タイミングを抽出することができる。このような場合、送信装置２００は、送信に利用する２つのプリアンブルパターンをプリアンブルパターン生成部２２０により生成又は出力する。また、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、送信に利用された２つのプリアンブルパターンを生成し、各無線フレーム期間で２つのプリアンブルパターンを交互に相関器１０７に出力することで、上述した例と同様に同期タイミングを抽出できる。
【０１２５】
また、第２の実施の形態において、１つの無線フレーム内には３つのサブフレームが含まれるものとして説明した。例えば、１無線フレーム内に１０個のサブフレームが含まれてもよい。この場合、送信装置２００は、サブフレーム毎に順次繰り返しプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を割り当てて無線フレームを生成し送信するようにすればよい。受信装置１００は、上述した例と同様に、１無線フレーム目は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”など、無線フレーム毎に、異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を待ち受けて相関電力値を得るようにする。
【０１２６】
ただし、いずれの場合においても、送信装置２００から送信されるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の送信順に従って、受信装置１００はプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を待ち受ける。
【０１２７】
［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２の実施の形態では、１つのサブフレーム内のプリアンブルは１シンボルの例で説明した。本第３の実施の形態では１つのサブフレーム内のプリアンブルを２シンボルにした例である。
【０１２８】
図１１（Ａ）は第３の実施の形態におけるサブフレーム、図１１（Ｂ）は第３の実施の形態における１無線フレームの構成例を夫々示す図である。サブフレームの先頭から２シンボルにプリアンブルパターンが割り当てられ、１シンボル目を前半プリアンブル、２シンボル目を後半プリアンブルとしている。前半プリアンブルには、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”が割り当てられている。また、後半プリアンブルには、ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかがが一定の順序に従って割り当てられている。図１１（Ｂ）の例では、１サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”との組み合わせが割り当てられている。また、２サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられている。さらに、３サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と３ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＤ”の組み合わせが割り当てられている。
【０１２９】
第２の実施の形態では、１つのサブフレームでは先頭の１シンボルに３つのプリアンブルパターンのいずれかが割り当てられて、受信装置１００は１フレーム毎に異なるプリアンブルパターンで同期タイミングを抽出した。各サブフレームで同期タイミングが抽出できればサブフレーム間隔で受信装置１００は同期タイミングを抽出することができる。しかし、例えば、受信装置１００は、１サブフレーム目のプリアンブルパターンでシンボル同期タイミングが抽出できても、マルチパスフェージングの影響などにより、２サブフレーム目以降のサブフレームにおいて同期タイミングを抽出できない場合がある。
【０１３０】
このような場合、受信装置１００は１サブフレーム目で抽出したシンボル同期タイミングを２サブフレーム目以降で使用することになる。しかし、基地局（又は受信装置１００）と端末（又は送信装置２００）は、例えば、内部で使用する発信器の種類は異なり、基地局の方が端末より周波数精度が高いことが多い。このような場合、基地局と端末との間（又は受信装置１００と送信装置２００との間）において周波数偏差の影響が時間経過とともに大きくなることがある。例えば、３サブフレーム目のプリアンブルパターンで抽出された同期タイミングと、１サブフレーム目で抽出された同期タイミングのそのまま使用した場合の３サブフレーム目の同期タイミングとでは異なるタイミングとなる場合がある。
【０１３１】
そこで、上述したように、１サブフレーム内に基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたビットパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかとの組み合わせによりサブフレームが生成されるようになされている。これにより、例えば受信装置１００で基準パターン“ＰｔｎＡ”により同期タイミングが抽出されると、次にサブフレームでも基準パターン“ＰｔｎＡ”により同期タイミングが抽出できる。この場合、サブフレーム毎に同期タイミングが得られ、第２の実施の形態と比較して、特定のサブフレームで同期タイミングが得られないなどの事態を回避できる可能性が高くなる。
【０１３２】
次に本第３の実施の形態における送信装置２００の構成例について説明する。図１２は送信装置２００の構成例を示す図である。送信装置２００は、更にシンボルカウンタ２１６を備える。シンボルカウンタ２１６は、シンボルの個数をカウントし、シンボルタイミングの先頭のタイミングでカウント値をフレーマ２０１と、プリアンブル生成部２２０のセレクタ２２４に出力する。
【０１３３】
セレクタ２２４は、シンボルカウンタ２１６からのカウント値と、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、２つのプリアンブルパターンを出力する。例えば、セレクタ２２４は、１サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値とを入力したとき、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を選択して出力する。また、セレクタ２２４は、１サブフレーム目のカウント値と２シンボル目のカウント値を入力したとき、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を選択して出力する。更に、セレクタ２２４は、２サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値を入力したとき、２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を選択して出力するなどである。
【０１３４】
一方、フレーマ２０１も、シンボルカウンタ２１６からのカウント値と、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、各プリアンブルパターンを前半プリアンブルと後半プリアンブルとなるようにサブフレームを生成する。例えば、フレーマ２０１は、１サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値とを入力したとき、セレクタ２２４から出力された基準プリアンブル“ＰｔｎＡ”を１サブフレーム目の前半プリアンブルに割り当てる。また、フレーマ２０１は、次いで２シンボル目のカウント値を入力すると、セレクタ２２４から出力された１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を１サブフレーム目の後半プリアンブルに割り当てる。
【０１３５】
従って、送信装置２００の動作は、第２の実施の形態と同様に図９に示す動作例により実施できる。この場合、送信装置２００は、サブフレームの生成について（Ｓ１２）、１サブフレーム内に２シンボル分のプリアンブルパターンを割り当てるようにすればよい。
【０１３６】
一方、受信装置１００は第２の実施の形態と同様に実施できる。受信装置１００の構成例は例えば、図４に示すようなものとなり、最初の無線フレーム期間では基準プリアンブパターン“ＰｔｎＡ”により相関電力を計算し、次の無線フレーム期間では１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”により相関電力を計算する。よって、例えば、図１０に示す動作例により受信装置１００は動作することができる。
【０１３７】
本第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”とは異なるサブキャリア又は周波数においてピーク電力が到来するようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”が用いられている。従って、特定の周波数又はサブキャリアが影響を受けるマルチパスフェージングの環境下においても、例えば、周波数成分が異なる３つのプリアンブルパターンのいずれかにより受信装置１００は受信同期タイミングを得ることができる。
【０１３８】
また、本第３の実施の形態では、第２の実施の形態と比較して、１サブフレームに割り当てられるプリアンブルパターンの個数が多く、そのため、同期タイミングを早く得ることができる。
【０１３９】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、１つのサブフレームで２つのシンボルにおいて異なるプリアンブルパターン“ＰｒｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てる例を説明した。この場合、例えば、受信装置１００は、前半プリアンブルで同期タイミングを得た場合、後半プリアンブルを利用せず、また、後半プリアンブルで同期タイミングを得た場合、前半プリアンブルを利用しないことになる。この場合、２シンボル分のプリアンブルパターンが設けられているにも拘わらず片方のプリアンブルパターンが利用されず、前半又は後半のプリアンブルのエネルギーが利用されない。本第４の実施の形態では、受信装置１００が２シンボル分のエネルギーを利用することで、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を改善し、１シンボル分のエネルギーを利用する場合と比較して急峻な相関ピーク電力を得て同期特性の改善を図るようにした例である。
【０１４０】
図１３を用いて本第４の実施の形態における動作例について説明する。図１３は横軸が時間、縦軸が相関電圧を表わし、前半プリアンブル（例えば基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”）と後半プリアンブル（例えば１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”）の相関電圧の推移例を表わす図である。この場合、受信装置１００は、後半プリアンブル側のプリアンブルパターンで同期タイミングが得られたものとする。
【０１４１】
受信装置１００は、同期タイミングが得られた後半プリアンブルの期間を前半と後半に分ける。この場合、前半の期間は後半プリアンブルに割り当てられたプリアンブルパターンの半周期分（前半）の相関電圧が得られ、後半の期間ではかかるプリアンブルパターンの半周期分（後半）の相関電圧が得られる。
【０１４２】
後半プリアンブルの受信プリアンブル信号に周波数偏差がなければ、前半の相関ピーク電圧と後半の相関ピーク電圧は同じ値をとり得る。他方、後半プリアンブルの受信プリアンブル信号に周波数偏差があれば、２つの相関ピーク電圧は異なる値をとり得る。そこで、受信装置１００は、前半と後半の各相関ピーク電圧の差から位相回転量を演算して周波数偏差を推定する。そして、受信装置１００は、位相回転量を前半プリアンブルにフィードバックして、その位相回転量分だけ前半の相関電圧を位相回転させる。また、受信装置１００は後半プリアンブルに対しても位相回転量だけ相関電圧を位相回転させる。これにより周波数偏差が除去された位相電圧を得ることができる。
【０１４３】
図１４（Ａ）は周波数偏差除去前、図１４（Ｂ）は周波数偏差除去後の各相関電圧の推移例を夫々示す図である。図１４（Ｂ）に示すように、周波数偏差が除去された相関電圧において、相関ピーク電圧については、除去前と比較してより急峻な相関電圧となっている。
【０１４４】
更に、本第４の実施の形態では、周波数偏差が除去された相関電圧に対して積分処理を行うようにしている。これにより、例えば、２シンボル分のエネルギーが利用され、積分処理が行われない場合と比較して、更に急峻な相関ピーク電圧が得られ、結果としてＣ／Ｎが改善され、受信同期特性も改善させることができる。
【０１４５】
次に第４の実施の形態における構成例について説明する。本第４の実施の形態における送信装置２００と受信装置１００は、第２及び第３の実施の形態と同様に、図３及び図４に示す構成例により実施できる。本第４の実施の形態では、受信装置１００の相関器１０７において、上述した位相回転量の演算などが行われる。
【０１４６】
図１５は、受信装置１００における相関器１０７の構成例を示す図である。相関器１０７は、第１及び第２の相関演算器１３１，１３２と、電力変換部１３３と、ピーク検出部１３４と、バッファ１３５と、位相比較部１３６と、位相回転部１３７と、電圧積分部１３８、電力変換部１３９とを備える。
【０１４７】
第１相関演算器１３１は、例えば、乗算器１０６から出力された受信信号の同相成分（ＩＣＨ又はＩ信号）と、参照信号生成部１２０から出力されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”との相関電圧を演算する。
【０１４８】
なお、第１から第３の実施の形態において、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”については説明の容易のため区別しなかったが、例えば、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、受信信号の直交成分（ＱＣＨ又はＱ信号）用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がある。例えば、セレクタ１２５は、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を出力する。また、送信装置２００のフレーマ２０１は、サブフレームの先頭シンボルにプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てるときは、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の双方を割り当てる。第１の相関演算器１３１は、例えば、受信したＩ信号のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、参照信号生成部１２０から出力されたＩ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とで相関電圧を演算する。
【０１４９】
なお、図１３〜図１４（Ｂ）に示す相関電圧は、例えば、Ｉ信号用のプリアンブルパターンに対する相関電圧（以下、Ｉ信号用相関電圧）を示す。Ｑ信号用のプリアンブルパターンに対する相関電圧（以下、Ｑ信号用相関電圧）は、例えば、Ｉ信号用相関電圧と同じタイミングにおいて相関ピーク電圧となるように推移する。この場合、例えば、Ｉ信号用相関電圧の相関ピーク電圧が前半（例えば後半プリアンブルの前半）にあるとき、Ｑ信号用相関電圧の相関ピーク電圧は後半（例えば後半プリアンブルの後半）にある。例えば、Ｉ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧は、前半と後半の互いに異なる期間でピークとなっている。
【０１５０】
第２の相関演算器１３２は、例えば、乗算器１０６から出力されたＱ信号と、参照信号生成部１２０から出力されたＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”との相関電圧を演算する。なお、第１の相関演算器１３１がＱ信号用で、第２の相関演算器１３２がＩ信号用の各相関演算器でもよい。
【０１５１】
次にこの第１及び第２の相関演算器１３１，１３２の各構成例について説明する。図１６は第１の相関演算器１３１の構成例を示す図である。第２の相関演算器１３２は入力されるプリアンブルパターンと受信信号とがＩ信号用のものかＱ信号用のものかによる違いのため、説明は省略する。
【０１５２】
第１の相関演算器１３１は、第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２、第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２、及び加算器１３１２を備える。第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２と、第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２、及び加算器１３１２は、例えば、ＦＩＲフィルタと同様の構成となっている。
【０１５３】
例えば、Ｉ信号の各サンプルが第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２でサンプル毎に遅延され、遅延された各サンプルが第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２でＩ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”と乗算される。乗算された各サンプルは、加算器１３１２で順次加算され、Ｉ信号に対する相関電圧値が第１の相関演算器１３１から出力される。タップ数は、例えば、１シンボルに含まれるビット数（５１２ビット）分あり、よって、第１の相関演算器１３１は、Ｉ信号用相関電圧値として５１２個の相関電圧値を出力する。第２の相関演算器１３２についても、例えば、５１２個のＱ信号用相関電圧値を出力する。
【０１５４】
図１５に戻り、電力変換部１３３は、Ｉ信号の相関電圧値とＱ信号の相関電圧値とを相関電力に変換する。図１７は電力変換部１３３の構成例を示す図である。
【０１５５】
電力変換部１３３は、２つの乗算器１３１１，１３３２と、加算器１３３３とを備える。２つの乗算器１３１１，１３２２は、夫々Ｉ信号及びＱ信号の相関電圧値どうしを乗算し、加算器１３３３は乗算された２つの相関電圧値を加算して相関電力を出力する。
【０１５６】
図１５に戻り、電力変換部１３３は変換した相関電力をピーク検出部１３４に出力する。
【０１５７】
ピーク検出部１３４は、例えば、ピーク検出部１０８と同様の構成であり、１無線フレーム期間などの所定期間において、相関電力が最大となる相関ピーク電力を検出する。ここでは、ピーク検出部１３４は、例えば、前半プリアンブルと後半プリアンブルに割り当てられたプリアンブルパターンに対して、どちらの方において相関ピーク電力が得られたかの情報を検出し、バッファ１３５に出力してもよい。
【０１５８】
バッファ１３５は、第１及び第２の相関演算器１３１，１３２から夫々出力されたＩ信号用相関電圧及びＱ信号用相関電圧を記憶し、ピーク検出部１３４から出力された、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブル（前半プリアンブル又は後半プリアンブル）の情報を記憶する。
【０１５９】
位相比較部１３６は、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルにおいて、前半と後半に分けて、それぞれの相関ピーク電圧から位相回転量を演算する。例えば、位相比較部１３６は、バッファ１３５から、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルの情報を読み出し、当該プリアンブルのＩ信号用相関電圧及びＱ信号用相関電圧をバッファ１３５から読み出す。そして、位相比較部１３６は、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルを前半と後半の区間に分けて、前半のＩ信号用相関電圧の相関ピーク電圧と後半のＩ信号用相関電力の相関ピーク電圧とを抽出する。更に、位相比較部１３６は、抽出した前半のＩ信号用の相関ピーク電圧とＩ信号用の相関ピーク電圧との差からＩ信号用の位相回転量を求める。位相比較部１３６は、Ｑ信号用相関電圧についても同様に、前半の相関ピーク電圧と後半の相関ピーク電圧の差からＱ信号用の位相回転量を求める。位相比較部１３６は、Ｉ信号用の位相回転量とＱ信号用の位相回転量とを出力する。
【０１６０】
位相回転部１３７は、バッファ１３５から読み出したＩ信号用相関電圧に対して、位相比較部１３６から出力されたＩ信号用の位相回転量分の位相回転を行い、バッファ１３５から読み出したＱ信号用相関電圧に対して、Ｑ信号用の位相回転量分の位相回転を行う。位相回転部１３７からは、位相回転され、周波数偏差が除去されたＩ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧とが出力される。例えば、図１４（Ｂ）は位相回転部１３７から出力されるＩ信号用相関電圧（又はＱ信号用相関電圧）の推移例を示す図である。
【０１６１】
電圧積分部１３８は、位相回転部１３７から出力されたＩ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧とに対して、夫々積分を行う。この積分により、例えば図１４（Ｂ）のＩ信号用相関電圧は、相関ピーク電圧が４つあるため、４倍の相関ピーク電圧が得られる。電圧積分部１３８の出力は、積分を行わない場合と比較して、更に高い相関ピーク電圧となる。これにより、例えば、２シンボル分のエネルギーが利用された相関ピーク電圧が得られる。
【０１６２】
電力変換部１３９は、電圧積分部１３８から出力される、Ｉ信号とＱ信号夫々に対する相関ピーク電圧から相関電力を出力する。電力変換部１３９の構成例は、例えば、電力変換部１３３と同様に図１７に示される。相関電力は、例えば図４に示す閾値判定部１０９に出力される。
【０１６３】
本第４の実施の形態における動作例は先に説明したが、例えば、送信装置２００は第３の実施の形態と同様に図９に示すフローチャートにより動作する。この場合、送信装置２００は、Ｓ１２において、１サブフレームの２シンボル区間に基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”とを夫々割り当てて送信する。また、受信装置１００も、例えば第３の実施の形態と同様に図１０に示すフローチャートにより動作する。この場合、受信装置１００は、Ｓ２３の処理において、相関電圧から位相回転量を求め、相関電圧を位相回転させて積分し、積分した相関電圧から相関ピーク電力値を検出するようにすればよい。
【０１６４】
［その他の実施の形態］
次にその他の実施の形態について説明する。第２の実施の形態から第４の実施の形態において、送信装置２００と受信装置１００の各構成例は図３及ぶ図４を夫々用いて説明した。図３及び図４に示す各構成例以外でも第２から第４の実施の形態は実施できる。図１８は送信装置２００と受信装置１００の各構成例を含む無線通信システム１０の例を示す図である。
【０１６５】
送信装置２００は、更に、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５０と、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）２５１、及び集積回路２５２を備える。ＲＯＭ２５０は、例えば、図３に示すフレーマ２０１からディジタルフィルタ２０７までの各ブロックと、サブフレームカウンタ２１５、及びプリアンブル生成部２２０（第３及び第４の実施の形態では更にシンボルカウンタ２１６）に関する回路設計に関する情報を記憶する。ＦＰＧＡ２５１は、ＲＯＭ２５０から回路設計に関する情報を読み出すことで、フレーマ２０１からディジタルフィルタ２０７までの各機能と、サブフレームカウンタ２１５、及びプリアンブル生成部２２０（第３及び第４の実施の形態では更にシンボルカウンタ２１６）の各機能を実現できる。集積回路２５２は、ディジタル・アナログ変換部２０８と送信フィルタ２０９の各機能を実現する回路である。第２の実施の形態などで説明した拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”の生成や、シンボル区間へのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の割り当てなどは、ＦＰＧＡ２５１とＲＯＭ２５０との協調動作により実現される。なお、ＦＰＧＡ２５１で行われる処理はＤＳＰ（Digital Signal Processor）でも実現可能である。
【０１６６】
一方、受信装置１００は、更に、集積回路１５１と、ＦＰＧＡ１５３、及びＲＯＭ１５２とを備える。集積回路１５１は、例えば、受信フィルタ１０２とアナログ・デジタル変換部１０３の各機能を実現する回路である。また、ＲＯＭ１５２は、遅延器１０４からデマッピング部１１５、及び参照信号生成部１２０の回路設計に関する情報を記憶する。ＦＰＧＡ１５３は、ＲＯＭ１５２から回路設計に関する情報を読み出して、遅延器１０４からデマッピング部１１５、及び参照信号生成部１２０の各機能を実現することができる。
【０１６７】
これら図１８に示す送信装置２００と受信装置１００の各構成例においても、第２から第４の実施の形態において説明したものを実施できる。
【０１６８】
上述した第２から第４の実施の形態において、送信装置２００は端末装置、受信装置１００は基地局装置であるものとして説明した。例えば、送信装置２００が基地局装置、受信装置１００が端末装置でも第２から第４の実施の形態を実施できる。この場合、下りリンク通信において、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信信号が送信される。あるいは、基地局装置と端末装置に双方とも送信装置２００と受信装置１００とを含むようになっていてもよい。この場合、下りリンク通信も上りリンク通信も双方とも、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信信号が送信及び受信される。
【０１６９】
また、第２の実施の形態では、１番目のサブフレームから３番目のサブフレームに対して、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”から２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられる例を説明した。例えば、各サブフレームに割り当てるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順序はどのようなものでもよい。例えば、１番目のサブフレームに２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”が割り当てられてもよい。この場合、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、かかる順番でプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”〜“ＰｔｎＡ”を１無線フレーム毎に相関器１０７に出力するようにすることができる。
【０１７０】
また、３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”ではなく、３つのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを用いてもよい。例えば、１番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”とすることもできる。この場合も、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、かかる順番で１無線フレーム毎にプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”を相関器１０７に出力する。
【０１７１】
更に、第３の実施の形態では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”とを２シンボル区間に割り当てる例について説明した。例えば、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の任意の２つのプリアンブルパターンを２シンボル区間に割り当てることもできる。例えば、１サブフレーム目に２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”、２サブフレーム目に異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”，“ＰｔｎＤ”とすることもできる。更に、拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかが各サブフレームに割り当てられ、残りのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を順に各サブフレームに割り当てて２シンボル分のプリアンブルパターンとするようにしてもよい。いずれの場合も、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、サブフレームが出現する順にプリアンブルパターンを相関器１０７に出力するようにすることができる。
【０１７２】
更に、第３の実施の形態では、１サブフレームに２つの異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てる例について説明した。例えば、１サブフレームに３つ以上の異なるプリアンブルパターンを３シンボル以上の各シンボルに割り当てるようにしてもよい。かかる場合は、第３の実施の形態よりも１サブフレームに含まれるプリアンブルパターンの個数及び種類が多いため、第３の実施の形態よりも早く同期タイミングを得る可能性が高くなる。
【０１７３】
以上まとめると付記のようになる。
【０１７４】
（付記１）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【０１７５】
（付記２）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する
ことを特徴とする送信方法。
【０１７６】
（付記３）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【０１７７】
（付記４）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１７８】
（付記５）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く前記第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１７９】
（付記６）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターン以外の前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、
前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間の第３のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられた前記プリアンブルパターンが割り当てられ、前記第３のシンボル期間に続く第２のサブフレーム期間における第４のシンボル期間において、前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれのシンボル期間においても割り当てられていないプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８０】
（付記７）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間に前記第１のプリアンブルパターンが割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間に前記第２のプリアンブルパターンが割り当てられ、前記第２のサブフレーム期間に続く第３のサブフレーム期間に前記第３のプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記第１のプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記第２のプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記第３のプリアンブルパターンを出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８１】
（付記８）
前記検出部は、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと、前記受信信号との相関ピーク電力値を夫々演算し、少なくとも一つの相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして検出することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８２】
（付記９）
前記検出部は、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧とを検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記５記載の受信装置。
【０１８３】
（付記１０）
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記９記載の受信装置。
【０１８４】
（付記１１）
前記検出部は、前記第１又は第３のシンボル期間に割り当てたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２又は第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧を検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記６記載の受信装置。
【０１８５】
（付記１２）
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記１０記載の受信装置。
【０１８６】
（付記１３）
前記受信装置は、基地局装置又は端末装置であることを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８７】
（付記１４）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出し、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う
ことを特徴とする受信方法。
【０１８８】
（付記１５）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信装置から受信装置に送信する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する第１のプリアンブルパターン生成部と、
前記第１のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記第１から第３のプリアンブルパターンのうち前記第１のプリアンブルパターン生成部が出力するプリアンブルパターンを出力する第２のプリアンブルパターン生成部と、
前記第２のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【０１８９】
１０：無線通信システム １００：受信装置
１０７：相関器 １０８：ピーク検出部
１０９：閾値判定部 １１１：ＦＦＴ部
１１３：ＩＤＦＴ部 １１５：デマッピング部
１２０：参照信号生成部 １２１：リファレンス信号出力部
１２２：１ビット拡張部 １２３：２ビット拡張部
１２４：フレームカウンタ １２５：セレクタ
１３５：バッファ １３６：位相比較部
１３７：位相回転部 １３８：電圧積分部
２００：送信装置 ２０１：フレーマ
２０３：ＦＦＴ（ＤＦＴ）部 ２０５：ＩＦＦＴ部
２１５：サブフレームカウンタ ２１６：シンボルカウンタ
２２０：プリアンブル生成部 ２２１：リファレンス信号出力部
２２２：１ビット拡張部 ２２３：２ビット拡張部
２２４：セレクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。また、無線通信の分野では、通信速度や通信容量を更に向上させるべく、次世代の無線通信技術について継続的に活発な議論が行われている。
【０００３】
このような無線通信技術における通信方式の一つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）方式がある。図１９（Ａ）はＯＦＤＭ方式による送信装置１５０の構成例を示す図である。ＯＦＤＭ方式は、例えば、周波数帯域を複数の周波数帯域（又はサブキャリア）に分割し、直交する各周波数帯域に情報データなどをマッピングさせて送信する通信方式である。そのため、ＯＦＤＭ方式は他の方式と比較して周波数利用効率が優れているという特徴を有している。しかし、ＯＦＤＭ方式は、例えば、ランダムな周波数軸上の情報データをＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換）処理することによって時間軸信号が生成される。そのため、ＯＦＤＭ方式は、他の通信方式と比較してＰＡＰＲ（Peak to Averaged Power Ratio：ピーク対平均電力比）が高くなるという特徴がある。
【０００４】
また、通信方式の一つとしてＳＣ‐ＯＦＤＭ（Single Carrier-OFDM）方式も注目されている。図１９（Ｂ）はＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信装置１６０の構成例を示す図である。ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式は、例えば、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて送信する通信方式である。ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式は、ＯＦＤＭ方式と比較して、時間軸信号の振幅変動が少なく、ＰＡＰＲを低くすることができる。そのため、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信装置１６０は、ＯＦＤＭ方式による送信装置１５０と比較して、消費電力を低くすることができる。
【０００５】
このような送信装置１５０，１６０は、ＯＦＤＭ方式とＳＣ‐ＯＦＤＭ方式、いずれの場合でも、プリアンブル信号と複数のデータ信号とを含む送信信号を無線フレームとして受信装置に送信している。この中でプリアンブル信号は、送信装置１５０，１６０と受信装置との間で互いに既知となるビットパターンを含んでおり、例えば、受信装置における受信同期に用いられる。例えば、受信装置は、プリアンブル区間において相関ピーク電力を検出し、相関ピーク電力を検出した時間を基準にして受信同期を確立するようにしている。図２０（Ａ）は、受信装置において測定された、プリアンブル区間における相関電力の例を示す図である。同図（Ａ）において横軸が時間、縦軸が相関電力を表わす。この例では１無線フレーム中に３シンボル分のプリアンブル信号があり、そのため、同図（Ａ）において相関ピーク電力となる部分は３つある。受信装置は、例えば、相関ピーク電力と２番目に大きい相関電力との差が閾値以上のとき、相関ピーク電力となるときの時間を抽出し、当該時間を基準にして受信同期を確立するようにしている。
【０００６】
なお、このようなプリアンブルに関する技術としては以下のようなものがある。例えば、プリアンブルパターンについて、「Ｐ２」と、「Ｐ２」に対して位相を反転させた「−Ｐ２」の２つのサブパターンが送信されることで、シングルキャリア方式にてＭＩＭＯ方式を実現する場合に、プリアンブル期間の増加を抑制するようにしたものがある。
【０００７】
また、プリアンブルコードの相互相関特性と自己相関特定を夫々利用してプリアンブルコードを識別し、整数キャリア周波数オフセットを推定することで、キャリア周波数オフセットがある環境においてもプリアンブルコードを早く正しく検出するようにした装置などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９‐１３５８６６号公報
【特許文献２】特開２００８‐２３６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
送信装置１５０，１６０から送信された無線信号は、建物による反射など複数の伝搬経路により受信装置で受信されることもある。複数の異なった伝搬経路による無線信号が干渉するようになり、受信装置では無線信号の受信強度が激しく変動することがある。このような現象をマルチパスフェージングと称することがある。マルチパスフェージングの無線通信環境下において、特定のサブキャリア又は周波数がマルチパスフェージングの影響を受けることがある。図２１は、受信装置における受信信号の周波数スペクトラムの例を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は受信電力を表わしている。図２０において、矢印で表わす周波数は他と比較して受信電力が低くなっており、マルチパスフェージングの影響を受けている。
【００１０】
一方、ＯＦＤＭ方式の場合、周波数領域においてデータパターンを各サブキャリアにマッピングしているため（例えば図１９（Ａ））、システム周波数の全サブキャリアに亘りデータがマッピングされ、送信電力はシステム周波数帯域でほぼ同じとなる。このため、ＯＦＤＭ方式の場合、送信スペクトラムはデータパターンに依存することはない。
【００１１】
しかし、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の場合、ＤＦＴ処理により周波数領域への変換処理が含まれるため（例えば図１９（Ｂ））、変換後のサブキャリアにおいてデータがマッピングされないサブキャリアも存在する場合もある。このような場合、送信電力は全周波数帯域で同じにならず、送信スペクトラムはデータパターンに依存することになる。したがって、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の場合、プリアンブルパターンによっては、特定のサブキャリアに電力のピークがきたり、特定のサブキャリアに電力が偏るようなパターンも存在する。
【００１２】
そのようなピークとなるサブキャリアが、例えば、マルチパスフェージングの影響を受けると、プリアンブル区間の相関電力特性も影響を受けることになる。例えば、図２０の受信スペクトラムにおいてマルチパスフェージングの影響を受けているサブキャリアに、送信スペクトラムの電力がピークとなるようなプリアンブルパターンなどが相関電力特性に影響を受けることになる。このような場合、例えば、プリアンブル区間の相関電力が想定している相関ピーク電力まで達しない場合や、本来、相関ピーク電力が得られるタイミング以外のタイミングで相関ピーク電力が検出される場合などがある。図２０（Ｂ）はマルチパスフェージングの影響の受けた場合のプリアンブル区間における相関電力の例を示す図である。同図（Ｂ）の場合、相関ピーク電力と２番目の相関電力との差が閾値より小さい、或いは相関ピーク電力が図２０（Ａ）の場合よりも低くなっている。このような場合、受信装置は、相関ピーク電力のタイミングを基準にすることができず、プリアンブルパターンに基づいて受信同期を確立できなくなる。
【００１３】
また、上述した、位相を反転させた２つのサブパターンによりプリアンブルを送信する技術においても、位相を反転させただけであり、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により送信しているため、特定のサブキャリアに電力が偏る場合もある。したがって、かかる技術は、２つのサブパターンともにマルチパスフェージングの影響により、プリアンブル区間の相関特性に影響を受ける場合もある。
【００１４】
更に、整数キャリア周波数オフセットを推定する技術の場合でも、既知のプリアンブルパターンがそのまま送信されるため、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により送信した場合、特定のサブキャリアに電力が偏るなどして、マルチパスフェージングの影響を受ける場合がある。
【００１５】
従って、いずれの技術においても、プリアンブル区間において特定のサブキャリアがマルチパスフェージングの影響を受けてしまい、受信同期を確立することができない場合がある。
【００１６】
そこで、本発明の一目的は、マルチパスフェージング環境においても正確な同期タイミングを得ることができる送信装置、送信方法、受信装置、及び受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一態様によれば、送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
マルチパスフェージング環境においても正確な同期タイミングを得ることのできる送信装置、送信方法、受信装置、受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図２】図２は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図３】図３は送信装置の構成例を表わす図である。
【図４】図４は受信装置の構成例を表わす図である。
【図５】図５（Ａ）は基準プリアンブルパターン、図５（Ｂ）は１ビット拡張されたプリアンブルパターン、図５（Ｃ）は２ビット拡張されたプリアンブルパターンのビット列の例を夫々表わす図である。
【図６】図６はサブフレームの構成例を表わす図である。
【図７】図７（Ａ）は無線フレームの構成例、図７（Ｂ）から図７（Ｄ）は各プリアンブルパターンのビット列の例を夫々表わす図である。
【図８】図８（Ａ）から図８（Ｃ）はプリアンブルパターンの送信スペクトラムの例を夫々表わす図である。
【図９】図９は送信装置における動作例を表わすフローチャートである。
【図１０】図１０は受信装置における動作例を表わすフローチャートである。
【図１１】図１１（Ａ）はサブフレーム、図１１（Ｂ）は無線フレームの構成例を夫々表わす図である。
【図１２】図１２は送信装置の構成例を表わす図である。
【図１３】図１３はプリアンブル区間における相関電圧の推移の例を表わす図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）はプリアンブル区間における相関電圧の推移の例を夫々表わす図である。
【図１５】図１５は相関器の構成例を表わす図である。
【図１６】図１６は第１の相関演算器の構成例を表わす図である。
【図１７】図１７は電圧変換部の構成例を表わす図である。
【図１８】図１８は無線通信システムの構成例を表わす図である。
【図１９】図１９（Ａ）はＯＦＤＭ方式の送信装置、図１９（Ｂ）はＳＣ‐ＯＦＤＭ方式の送信装置の構成例を夫々表わす図である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）はプリアンブル区間の相関電力の例を夫々表わす図である。
【図２１】図２１は受信スペクトラムの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、送信装置２００と受信装置１００を含む。送信装置２００は、送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信する。また、受信装置１００は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。
【００２２】
送信装置２００は、第１のプリアンブルパターン生成部２６０と送信部２６１、及びアンテナ２１０を備える。
【００２３】
第１のプリアンブルパターン生成部２６０は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する。
【００２４】
送信部２６１は、第１のプリアンブルパターン生成部２６０から出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む送信信号をアンテナ２１０に出力する。
【００２５】
アンテナ２１０は、送信部２６１から出力された送信信号を受信装置１００に無線送信する。
【００２６】
一方、受信装置１００は、アンテナ１０１と、第２のプリアンブルパターン生成部１６０、検出部１６１、及び受信処理部１６２を備える。
【００２７】
アンテナ１０１は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。アンテナ１０１は送信信号を受信信号として検出部１６１と受信処理部１６２に出力する。
【００２８】
第２のプリアンブルパターン生成部１６０は、第１から第３のプリアンブルパターンのうち第１のプリアンブルパターン生成部２６０が出力するプリアンブルパターンを出力する。すなわち、第２のプリアンブルパターン生成部１６０は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎビット及びｋビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する。
【００２９】
検出部１６１は、第２のプリアンブルパターン生成部１６０から出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する。
【００３０】
受信処理部１６２は、検出した同期タイミングに同期して受信信号に対する受信処理を行う。
【００３１】
このように、送信装置２００は、第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎビット及びｋビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む送信信号を送信する。そして、受信装置１００は、かかる送信信号と、第１から第３のプリアンブルパターンのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンとにより同期タイミングを検出し、検出した同期タイミングで受信処理を行う。
【００３２】
第２及び第３のプリアンブルパターンは、第１のプリアンブルパターンのビットを所定数個連させたビット列を含むため、特定のサブキャリアに電力が偏らないプリアンブルパターンが出力される。受信装置１００は、第１から第３のプリアンブルパターンのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを用いて同期タイミングを検出することで、２つのうちいずれか一つのプリアンブルパターンで正確な同期タイミングを検出することができる。従って、マルチパスフェージングの環境により一方のプリアンブルパターンが影響を受けても、他方のプリアンブルパターンにより正確が同期タイミングを得ることができる。よって、正確な同期タイミングを得ることのできる受信装置１００や送信装置２００が提供できる。
【００３３】
［第２の実施の形態］
＜全体構成例＞
次に、第２の実施の形態について説明する。図２は第２の実施の形態における無線通信システム１０の構成例を示す図である。無線通信システム１０は、基地局装置（以下、「基地局」）１００と端末装置（以下、「端末」）２００‐１〜２００‐３を備える。
【００３４】
基地局１００は、１又は複数のセルを有し、各セル範囲内において端末２００‐１〜２００‐３に対して、無線通信により音声通話や映像配信など種々のサービスを提供する。また、基地局１００は複数の端末２００‐１〜２００‐３と並列に無線通信可能である。一方、端末２００‐１〜２００‐３は基地局１００と接続して無線通信を行う。端末２００‐１〜２００‐３は、例えば、携帯電話や情報携帯端末などである。なお、端末２００‐１〜２００‐３は１台でも複数台でもよい。
【００３５】
基地局１００と端末２００‐１〜２００‐３は、双方向に無線通信が可能である。すなわち、基地局１００は端末２００‐１〜２００‐３にデータ信号や制御信号などを送信することができ（下りリンク通信）、端末２００‐１〜２００‐３は基地局１００にデータ信号や制御信号などを送信することができる（上りリンク通信）。基地局１００は、下りリンク通信と上りリンク通信についてスケジューリングを行い、無線リソースを割り当てて無線通信を行う。スケジューリングした結果を表わすスケジューリング情報は、例えば制御信号として、基地局１００から端末２００‐１〜２００‐３に適宜送信される。
【００３６】
なお、本第２から第４の実施の形態において、例えば、端末２００‐１〜２００‐３（以下、特に断らない限り「端末２００」として説明する）を送信装置、基地局１００を受信装置とし、上りリンク通信の場合について説明する。この場合、端末２００（又は送信装置２００）は、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式により、データ信号やプリアンブル信号（又は参照信号）などを基地局１００（又は受信装置１００）に送信するものとする。なお、このようなデータ信号などの送信については、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式以外にも、ＳＣ‐ＯＦＤＭＡ（Single Carrier-Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式やＳＣ‐ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）方式も適用可能である。
【００３７】
次に、送信装置２００と受信装置１００の各構成例を説明する。図３は送信装置２００、図４は受信装置１００の各構成例を示す図である。最初に送信装置２００の構成例を説明し、次に受信装置１００の構成例を説明する。
【００３８】
＜送信装置２００の構成例＞
送信装置２００は、フレーマ（Ｆｒａｍｅｒ）２０１、シリアル・パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２０２、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換、又はＤＦＴ（Discrete Fourier Transform：離散フーリエ変換 ））部２０３、サブキャリアマッピング部２０４、ＩＦＦＴ（Inverse FFT：逆高速フーリエ変換）部２０５、パラレル・シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２０６、ディジタルフィルタ２０７、ディジタル・アナログ変換部（Ｄ／Ａ Ｃｏｎｖ）２０８、送信フィルタ（ＴＸ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９、アンテナ２１０、サブフレームカウンタ２１５、プリアンブル生成部２２０とを備える。
【００３９】
フレーマ２０１は、時間領域の送信データ信号に対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの変調処理を行う。フレーマ２０１は、例えば、受信装置１００から予め受信したスケジューリング情報に従って変調処理を行う。また、フレーマ２０１は、変調後の送信データ信号とプリアンブル生成部２２０から出力されたプリアンブル信号とに基づいてサブフレームを生成し、生成したサブフレームから無線フレームを生成する。この場合、フレーマ２０１は、サブフレームカウンタ２１５から出力されたカウント値に基づいてサブフレームと無線フレームを生成することができる。例えば、カウント値が１サブフレーム目を示す値のとき、フレーマ２０１は、１サブフレーム目のサブフレームを生成するなど、カウント値に対応するサブフレームを順次生成する。そして、フレーマ２０１は、カウント値が１無線フレーム内のサブフレームの個数に対応する値のとき、生成した各サブフレームから無線フレームを生成し、生成した無線フレームを出力する。
【００４０】
シリアル・パラレル変換部２０２は、無線フレーム内の送信データ信号とプリアンブル信号などをパラレル形式に変換する。後段のＦＦＴ部２０３のポイント数が「Ｍ」個のとき、シリアル・パラレル変換部２０２は、パラレル形式に変換されたＭ個の出力を同時に出力することができる。
【００４１】
ＦＦＴ部２０３は、パラレル形式に変換された送信データ信号とプリアンブル信号などを高速フーリエ変換することで、時間領域の送信データ信号とプリアンブル信号などを周波数領域のサブキャリア信号に変換する。例えば、高速フーリエ変換を行うときのポイント数はＭ個である。
【００４２】
サブキャリアマッピング部２０４は、例えば、スケジューリング情報に従って、自局に割り当てられた周波数帯域のサブキャリア信号をＩＦＦＴ部２０５に出力し、自局に割り当てられた周波数帯域以外の帯域に対して「０」を割り当てる。また、サブキャリアマッピング部２０４は、送信パワーのないＤＣサブキャリアに対して「０」を割り当てる。後段のＩＦＦＴ部２０５のポイント数が「Ｎ」（Ｎ＞Ｍ）個のとき、サブキャリアマッピング部２０４は、Ｎ個のサブキャリア信号を出力することができる。
【００４３】
ＩＦＦＴ部２０５は、周波数領域のサブキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を行うことで、時間領域の信号に変換する。
【００４４】
パラレル・シリアル変換部２０６は、ＩＦＦＴ部２０５から出力された時間領域の信号をシリアル形式に変換する。
【００４５】
ディジタルフィルタ２０７は、例えば、パラレル・シリアル変換部２０６から出力された時間領域の信号に対して、所定の周波数帯域に制限した時間領域の信号を出力する。
【００４６】
ディジタル・アナログ変換部２０８は、ディジタルフィルタ２０７から出力された時間領域の信号をアナログ信号に変換する。
【００４７】
送信フィルタ２０９は、ディジタル・アナログ変換部２０８から出力されたアナログ信号に対して雑音成分を除去するなどして無線周波数帯域の送信信号を出力する。
【００４８】
アンテナ２１０は、送信フィルタ２０９から出力された送信信号を受信装置１００に無線送信する。このように送信装置２００は、例えば、送信データ（又は送信データ列）を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する。
【００４９】
サブフレームカウンタ２１５は、例えば、サブフレームの個数をカウントし、サブフレームの先頭のタイミングでカウント値をプリアンブル生成部２２０とフレーマ２０１に出力する。例えば、サブフレームカウンタ２１５は、１番目のサブフレームの先頭のタイミングでカウント値「１」を出力し、２番目のサブフレームの先頭のタイミングでカウント値「２」を出力する。
【００５０】
プリアンブル生成部２２０は、プリアンブル信号を生成してフレーマ２０１に出力する部分であり、リファレンス信号出力部２２１と、１ビット拡張部２２２と、２ビット拡張部２２３と、セレクタ２２４とを備える。
【００５１】
リファレンス信号出力部２２１は、既知のプリアンブルパターンを記憶し、記憶したプリアンブルパターンをプリアンブル信号として適宜出力する。そのため、リファレンス信号出力部２２１は、例えば内部にメモリを備え、メモリ内にプリアンブルパターンを記憶する。リファレンス信号出力部２２１が記憶するプリアンブルパターンは、本第２の実施の形態においては基準となるプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＡ”）であり、例えば、ユニークな５１２個のデータビット列で表わされる。図５（Ａ）は、基準となる“ＰｔｎＡ”のデータビット列の例を示す。リファレンス信号出力部２２１は、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を基準プリアンブル信号として出力する。
【００５２】
１ビット拡張部２２２は、リファレンス信号出力部２２１から出力された基準プリアンブル信号に対して、１ビット拡張した新たなプリアンブルパターンを生成し、生成したプリアンブルパターンを１ビット拡張したプリアンブル信号として出力する。「１ビット拡張」とは、例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半のビット列が取り出され、取り出した基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビットを２ビット連続させて、１ビット拡張させる操作のことである。例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット“１”を“１１”、“−１”を“−１−１”とする操作のことである。図５（Ｂ）は、５１２個のビット列である基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、前半の２５６個のビット列が取り出されて生成された、１ビット拡張したプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＢ”）の例を示す。
【００５３】
２ビット拡張部２２３は、リファレンス信号出力部２２１から出力された基準プリアンブル信号に対して、２ビット拡張したプリアンブルパターンを生成し、生成したプリアンブルパターンを２ビット拡張したプリアンブル信号として出力する。「２ビット拡張」とは、例えば、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を生成する基になった、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半のビット列から所定個のビット列が取り出され、各ビットを３ビット連続させ２ビット拡張させる操作のことである。例えば、基準となるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の前半２５６個のうち前半の１７１個のビット列が取り出され、“１”を“１１１”、“−１”を“−１−１−１”とする操作のことである。図５（Ｃ）は、２ビット拡張したプリアンブルパターン（以下、“ＰｔｎＣ”）の例を示す。この場合、一部のビットが５１２個のビット列からはみ出す場合があるが、このような場合、はみ出したビットを破棄して５１２個のビット列に合わせるようにすればよい。
【００５４】
このように、プリアンブル生成部２２０は、基準のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を生成している。このように、プリアンブル生成部２２０がプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を生成するのは、生成したプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の各々について特定のサブキャリアに電力が偏らないようにしているためである。詳細は後述する。
【００５５】
セレクタ２２４は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、基準プリアンブル信号、１ビット拡張されたプリアンブル信号、又は２ビット拡張されたプリアンブル信号のいずれか一つをフレーマ２０１に出力する。例えば、セレクタ２２４は、カウント値が１サブフレーム目を示すとき基準プリアンブル信号を出力し、２サブフレーム目を示すとき１ビット拡張されたプリアンブル信号を出力し、３サブフレーム目を示すとき２ビット拡張されたプリアンブル信号を出力する。
【００５６】
尚、以降の説明において、セレクタ２２４からの出力について、基準プリアンブル信号を基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張されたプリアンブル信号を１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”など、断らない限り同じ意味で用いるものとする。
【００５７】
これにより、フレーマ２０１では、例えば、１サブフレーム目には基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２サブフレーム目には１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”が割り当てられた無線フレームが形成される。また、３サブフレーム目には２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられた無線フレームが形成される。
【００５８】
なお、サブフレームカウンタ２１５は、１無線フレーム内に含まれるサブフレームの全個数をカウントした後リセットし、再び最初からカウントする。１無線フレーム内のサブフレームの個数が「３」のとき、サブフレームカウンタ２１５は、３サブフレーム目をカウントした後、再び１サブフレーム目をカウント値として出力する。そのため、セレクタ２２４は、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を選択して出力した後、例えば、カウント値が「１」のとき、再び基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力する。
【００５９】
＜サブフレームと無線フレームの各構成例＞
次に、このようにフレーマ２０１において形成され、受信装置１００に送信されるサブフレームと無線フレームの構成例について説明する。図６はサブフレームの構成例を示す図である。１つのサブフレームは、１個のプリアンブルシンボルと複数個（例えばＬ個）のデータシンボルとを含む。例えば、プリアンブルシンボルにはプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”のいずれかが割り当てられている。データシンボルの夫々にはデータ信号が割り当てられる。
【００６０】
なお、各シンボルには、シンボル間干渉を防ぐため、ガードインターバル（ＧＩ）が挿入されている。例えば、各シンボルの終端の複数サンプルを複製して、各シンボルの先頭部分に挿入することでガードインターバルが形成される。
【００６１】
図７（Ａ）は１無線フレームの構成例を示す図である。この例は、１無線フレームは３個のサブフレームを含んでいる。そして、１サブフレーム目には基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２サブフレーム目には１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３サブフレーム目には２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられている。
【００６２】
このようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”は、その電力スペクトラムが夫々異なり、特定の周波数に電力が偏らないものとなっている。その理由について以下説明する。
【００６３】
図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）は各プリアンブルパターンの波形図の例を夫々示している。基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の周波数を「Ｆａ」Ｈｚとするとき、図７（Ｃ）の例では１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の周波数は、「Ｆａ／２」Ｈｚとなる。これは、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の各ビット列は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビット列に対して、２ビット連続したビット列であり、２ビット分、間延びしたビット列となっているためである。例えば、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列が“１ −１”のとき、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”では“１ １ −１ −１”となり、２ビット間延びしているため、その周波数は半分となる。
【００６４】
また、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の各ビット列に対して３ビット連続したビット列となっており、３ビット分間延びしたビット列となっている。そのため、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔnＣ”の周波数は、図７（Ｄ）の例では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の周波数「Ｆａ」に対して、「Ｆａ／３」Ｈｚとなる。
【００６５】
なお、図７（Ｂ）の例では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”は、“１”，“−１”，“１”，“−１”と順次、異なるビット列となっているため、その周波数は例えば「Ｆａ」Ｈｚとなり得る。しかし、基準プリアンブルパターンが“１”，“１”など連続するビット列を含んでいても、“１”，“−１”となるパターンがあればその最大周波数は例えば「Ｆａ」Ｈｚとなる。このような基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の場合でも、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の最大周波数は「Ｆａ／２」Ｈｚ、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の最大周波数は「Ｆａ／３」Ｈｚとなる。
【００６６】
従って、ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”に含まれる周波数成分は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に含まれる周波数成分とは異なるものとなる。よって、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”は特定の周波数又はサブキャリアで電力が偏らないものとなっている。
【００６７】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）はプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の送信周波数スペクトラムの例を夫々示す図である。同図（Ａ）〜同図（Ｃ）は、横軸は周波数、縦軸は送信電力を示す。これらの図に示すように、電力がピークとなっている周波数は、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”で異なるものとなっている。上述したように、例えば、ビット拡張によってビット列が「間延び」されることにより、各プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の周波数成分が異なるものとなっているからである。
【００６８】
本第２の実施の形態においては、このようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がサブフレーム毎に切り替えて送信することで、受信装置１００におけるプリアンブルの受信特性を向上させ、正確な同期タイミングを得ることができるようになる。その理由については後述する。
【００６９】
また、送信装置２００において基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を記憶させるだけで、ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を生成することができる。よって、送信装置２００は、すべてのプリアンブルパターンを記憶する場合と比較して記憶する情報量を少なくすることができる。後述する受信装置１００においても、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を記憶しており、全てのプリアンブルパターンを記憶する場合と比較して記憶する情報量を少なくすることができる。
【００７０】
＜受信装置１００の構成例＞
次に受信装置１００の構成例を説明する。受信装置１００は、送信装置２００から送信された送信信号を受信する。図４に示すように、受信装置１００は、アンテナ１０１、受信フィルタ（Ｒｘ Ｆｉｌｔｅｒ）１０２、アナログ・デジタル変換部（Ａ／ＤＣｏｎｖ）１０３、遅延器（Ｔｓ）１０４、複素共役演算部（Ｉｍａｇｅ Ｃｏｎｊ）１０５、乗算器１０６、相関器（又は相関部、Ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）１０７、ピーク検出部１０８、閾値判定部１０９、シリアル・パラレル変換部１１０、ＦＦＴ部１１１、サブキャリアデマッピング部１１２、ＩＤＦＴ部１１３、パラレル・シリアル変換部１１４、デマッピング部１１５を備える。
【００７１】
アンテナ１０１は、送信装置２００から送信された送信信号を受信し、受信信号として出力する。受信信号には、サブフレーム毎に異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”のプリアンブル信号を含む。この受信信号は、例えば、送信データ（又は送信データ列）が周波数領域に変換された信号が時間領域に変換されて送信された信号である。
【００７２】
受信フィルタ１０２は、アンテナ１０１で受信した受信信号に対して帯域外雑音を除去するなど、帯域制限を行い受信信号として出力する。
【００７３】
アナログ・デジタル変換部１０３は、受信フィルタ１０２から出力された受信信号をデジタル信号に変換する。
【００７４】
遅延器１０４は、例えば、デジタル信号に変換された受信信号に対して１サンプル分遅延させて出力する。また、複素共役演算部１０５は、デジタル信号に変換された受信信号に対して複素共役を演算する。乗算器１０６は、１サンプル遅延された（ｋ−１）サンプル目の受信信号と、複素共役が取られたｋサンプル目の受信信号とを乗算して出力する。遅延器１０４と、複素共役演算部１０５、及び乗算器１０６を含む回路は、例えば遅延検波回路であり、受信信号における各サンプルの位相差を除去又は緩和させることができる。このような遅延検波回路が受信装置１００に含まれることで、例えば、ローカル信号を生成するための回路などが不要になり回路構成が容易となる。
【００７５】
相関器１０７は、乗算器１０６（又は遅延検波回路）から出力された受信信号と、参照信号生成部１２０から出力されたプリアンブルパターンとを入力し、受信信号の相関電力値を出力する。相関器１０７は、例えば、図２１（Ａ）及び同図（Ｂ）に示すように、サンプル毎に相関電力値を出力する。
【００７６】
ピーク検出部１０８は、相関器１０７から出力された相関電力値に対して相関ピーク電力値と当該相関ピーク電力値のタイミングとを検出し、検出した相関ピーク電力値とタイミングとを出力する。ピーク検出部１０８は、例えば、ある所定期間における相関電力値の最大値を相関ピーク電力として出力する。
【００７７】
閾値判定部１０９は、ピーク検出部１０８で得られた相関ピーク電力値が閾値より大きいか否かを判定し、閾値より大きいとき当該相関ピーク電力値のタイミングをＦＦＴ部１１１に出力する。これは、受信信号がマルチパスフェージングの影響を受けているとき、影響がない場合と比較して、相関ピーク電力値が著しく低くなることが多いからである。よって、閾値判定部１０９は、相関ピーク電力値が閾値を超えた場合に正確なシンボル同期タイミングが得られたと判定するようにしている。閾値判定部１０９は、ピーク検出部１０８で得られた相関ピーク電力値が閾値以下のとき、当該相関ピーク電力値のタイミングを出力せず、例えば破棄する。
【００７８】
シリアル・パラレル変換部１１０は、デジタル信号に変換された受信信号をパラレル形式に変換して出力する。例えば、シリアル・パラレル変換部１１０は、Ｎ個の受信信号を並列に出力することができる。
【００７９】
ＦＦＴ部１１１は、パラレル形式の受信信号に対して、高速フーリエ変換処理を施し、時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換する。また、ＦＦＴ部１１１は、高速フーリエ変換処理を行うとき、閾値判定部１０９から出力されたタイミング（例えばシンボル同期タイミング）に同期して、すなわち、受信信号に含まれるプリアンブル信号に同期して高速フーリエ変換処理を行うことができる。
【００８０】
サブキャリアデマッピング部１１２は、周波数領域の受信信号に対して、送信装置２００が送信したサブキャリアを抽出する。例えば、サブキャリアデマッピング部１１２は、周波数軸上に所定間隔で並ぶサブキャリアのうち、スケジューリング情報に従って、送信装置２００に対してスケジューリングしたサブキャリアを抽出する。例えば、サブキャリアデマッピング部１１２は、Ｍ個のサブキャリアを抽出する。サブキャリアデマッピング部１１２は、抽出したサブキャリアをＩＤＦＴ部１１３に出力する。
【００８１】
ＩＤＦＴ部１１３は、抽出したサブキャリアに対して、逆離散フーリエ変換処理を施すことで、周波数領域の受信信号を時間領域の受信信号に変換する。
【００８２】
パラレル・シリアル変換部１１４は、パラレル形式のＩＤＦＴ部１１３の出力信号をシリアル形式に変換する。
【００８３】
デマッピング部１１５は、送信装置２００において行われた変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなど）に対応して、パラレル・シリアル変換部１１４から出力される受信信号に対して復調処理を行う。復調処理は、例えば、スケジューリング情報に従って行われる。デマッピング部１１５は、復調処理により、受信信号の同相成分（Ｉ信号）と直交成分（Ｑ信号）にマッピングされたデータビット列を抽出することができ、抽出したデータビット列（例えばＭ個）を後段の処理部に出力する。
【００８４】
参照信号生成部１２０は、リファレンス信号出力部１２１と、１ビット拡張部１２２と、２ビット拡張部１２３と、フレームカウンタ１２４、及びセレクタ１２５を備える。
【００８５】
リファレンス信号出力部１２１は、送信装置２００のリファレンス信号出力部２２１で保持した基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と同じ基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を保持し、適宜出力する。リファレンス信号出力部１２１は、例えば、内部にメモリを備え、メモリ内に基準パターン“ＰｔｎＡ”を記憶することもできる。
【００８６】
１ビット拡張部１２２は、送信装置２００の１ビット拡張部２２２と同様に、リファレンス信号出力部１２１から出力された基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列のうち、前半のビット列を取り出し、各ビットを連続する操作を行う。そして、１ビット拡張部１２２は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対して、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を生成し、出力する。
【００８７】
２ビット拡張部１２３は、送信装置２００の２ビット拡張部２２３と同様に、リファレンス信号出力部１２１から出力された基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のビット列のうち、１ビット拡張で使用されたビット列のうち所定数個のビット列を取り出す。そして、２ビット拡張部１２３は、抽出した各ビットを３ビット連続する操作を行うことで、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を生成し、出力する。
【００８８】
フレームカウンタ１２４は、無線フレームの個数をカウントし、例えば無線フレームの先頭のタイミングでカウント値を出力する。フレームカウンタ１２４は、カウントしたカウント値をセレクタ１２５に出力する。
【００８９】
セレクタ１２５は、例えば、フレームカウンタ１２４からのカウント値の入力タイミングとその値に応じて、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”のいずれかを無線フレーム期間毎に出力する。これにより、セレクタ１２５は、例えば、最初の無線フレーム期間は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、次の無線フレーム期間は１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を出力する。更に、セレクタ１２５は、例えば、３無線フレーム目の期間において２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が出力される。セレクタ１２５は、１無線フレーム期間は同一のプリアンブルパターンを出力し、次の無線フレーム期間では異なるプリアンブルパターンを出力する。これは、例えば、送信装置２００から送信されるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順序に従っており、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順で送信されると、受信装置１００はかかる順序でプリアンブルパターンを待ち受けることになる。
【００９０】
＜プリアンブル信号の受信特性について＞
次に、参照信号生成部１２０から出力された各プリアンブルパターンに基づいて、相関出力を得ることで受信装置１００のプリアンブル信号の受信特性が向上する理由について説明する。
【００９１】
受信装置１００が、例えば、図７（Ａ）に示す無線フレームを受信したときの例で説明する。すなわち、１番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を含む送信フレームである。参照信号生成部１２０は、最初の無線フレーム期間では基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を相関器１０７に出力する。この場合、相関器１０７は、１無線フレーム期間において、１番目のサブフレームにおけるプリアンブル区間で相関ピーク電力値が得られることになる。
【００９２】
しかし、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”がマルチパスフェージングの影響を受けたときを考える。かかる場合、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のピーク電力となるはずの特定の周波数において電力が他の周波数より低くなり（例えば図２１）、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に対する相関電力は影響を受けない場合よりも低くなる。この場合の相関器１０７の出力は、例えば、図２１（Ｂ）に示すようなものとなる。従って、最初の無線フレーム期間では、閾値判定部１０９は相関ピーク電力値が閾値以下となり同期タイミングを出力できない。
【００９３】
次の無線フレーム期間では、参照信号生成部１２０は１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を相関器１０７に出力する。マルチパスフェージングの影響を受けるのは、例えば、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のピーク電力となる周波数である。この場合、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と比較して周波数成分が異なり、ピーク電力の周波数が異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”は、マルチパスフェージングの影響を受ける可能性は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”よりも低くなる。よって、相関器１０７では、２番目のサブフレームのプリアンブル区間において相関ピーク電力値が得られ、例えば、図２１（Ａ）に示すような出力が得られる。閾値判定部１０９は当該相関ピーク電力値が閾値を超えるものと判定して、当該相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして出力することができる。
【００９４】
更に、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”に対しても、マルチパスフェージングの影響が及ぶ場合もある。この場合、相関器１０７から出力される相関ピーク電力値は、影響がない場合と比較して低いものとなる（例えば、図２１（Ｂ））。
【００９５】
このような場合、更に次の無線フレーム期間において同期タイミングが得られるかが判定される。すなわち、参照信号生成部１２０は２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を相関器１０７に出力する。２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の周波数成分は２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”とは、ピーク電力となる周波数が異なる。従って、２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”がマルチパスフェージングの影響を受けても、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”はマルチパスフェージングの影響を受ける可能性が低くなる。よって、相関器１０７から出力される相関ピーク電力値は、閾値判定部１０９において閾値を超える判定され、当該相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして出力することができる。
【００９６】
以上から、本無線通信システム１０は、特定の周波数又はサブキャリアが影響を受けるマルチパスフェージングの環境下においても、例えば、周波数成分が異なる３つのプリアンブルパターンのいずれかにより正確な受信同期タイミングを得ることができる。
【００９７】
＜動作例＞
次に動作例について説明する。動作例の一部は既に説明しているため、簡単に説明することにする。最初に送信装置２００の動作例について説明する。
【００９８】
図９は送信装置２００における動作例を表わすフローチャートである。図９に従って動作例を説明する。送信装置２００は、処理を開始すると（Ｓ１０）、記憶した基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”に基づいて、１ビット拡張、及び２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”，“ＰｔｎＣ”を夫々生成する（Ｓ１１）。例えば、プリアンブル生成部２２０は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値が「１」のとき、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力し、カウント値が「２」のとき１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を出力する。また、プリアンブル生成部２２０は、カウント値が「３」のとき、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を出力する。カウント値はその後リセットされ「１」となり、プリアンブル生成部２２０は、再び、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を出力する。
【００９９】
次いで、送信装置２００は、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、ＱＰＳＫなど変調された送信データとからサブフレームを形成し、更に無線フレームを形成する（Ｓ１２）。例えば、フレーマ２０１は、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値が「１」のとき、１番目のサブフレームの先頭シンボルに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を割り当てる。また、カウント値が「２」のとき、フレーマ２０１は２番目のサブフレームの先頭シンボルに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を割り当てるようにする。更に、カウント値が「３」のとき、フレーマ２０１は３番目のサブフレームの先頭シンボルに２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”を割り当てるようにする。以後、フレーマ２０１は、例えば３サブフレームを１無線フレームとなるように無線フレームを形成する。
【０１００】
次いで、送信装置２００は、無線フレーム内の各シンボルを周波数領域に変換し、サブキャリアマッピングを行う（Ｓ１３）。例えば、サブキャリアマッピング部２０４は、送信装置２００に割り当てられたサブキャリアにはプリアンブル信号やデータ信号などが割り当てられているためそのまま出力し、送信装置２００に割り当てられていないサブキャリアには「０」をマッピングさせる。例えば、サブキャリアへの割り当てなどは、予め受信装置１００から受信したスケジューリング情報に基づいて行われる。
【０１０１】
次いで、送信装置２００は、サブキャリアマッピング後、時間領域の信号に変換し、ディジタルフィルタなどの送信処理を行う（Ｓ１４）。送信処理には、例えば、ディジタルフィルタ２０７や送信フィルタ２０９などの処理が含まれ、これにより、無線フレーム内のプリアンブル信号やデータ信号などが送信信号として受信装置１００に送信される。
【０１０２】
次に受信装置１００の動作例について説明する。受信装置１００は処理を開始すると（Ｓ２０）、受信信号に対してフィルタリングや遅延検波などの受信処理を行う（Ｓ２１）。例えば、受信フィルタ１０２は受信信号に対して帯域外雑音除去などの処理を行い、アナログ・デジタル変換部１０３はフィルタリング後の受信信号をデジタル信号に変換する。ここで、デジタル信号に変換された、フレーム先頭からｋサンプル目の受信信号Ｐｋは、例えば、次式により表わされる。
【０１０３】
【数１】
【０１０４】
数１において、Ｉは遅延波の総数、Ｐｉは、ｅｊθｉ、τｉはｉ番目の遅延波の振幅、位相、遅延時間を夫々表わし、Δｆは周波数オフセット量、Ｔｓはサンプリング時間間隔、θ０は初期位相を表わす。また、ｂｋは送信側である情報信号ａｎをＦＦＴにより周波数ドメインに変換した後、さらにＩＦＦＴ変換して得られた時間軸信号を示したもので、例えば、次式により表わされる。
【０１０５】
【数２】
【０１０６】
但し、
【０１０７】
【数３】
【０１０８】
ここで、ＮはＩＦＦＴポイント数、ＭはＦＦＴポイント数である。数２にＧＩ（Guard Interval）を加えたものが送信信号として送信装置２００から送信される。
【０１０９】
遅延検波の処理は、例えば、遅延器１０４、複素共役演算部１０５、及び乗算器１０６で行われる。例えば、遅延器１０４は、受信信号Ｐｋを１サンプル遅延させ、複素共役演算部１０５はｋサンプル目の受信信号Ｐｋに対する複素共役を演算し、乗算器１０６は２つの出力を乗算する。フレーム先頭からｄサンプル目の乗算器１０６の出力信号（又は遅延検波回路の出力信号）Ｔ（ｄ）は次式で表わされる。
【０１１０】
【数４】
【０１１１】
次いで、受信装置１００は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、１ビット拡張パターン“ＰｔｎＢ”、及び２ビット拡張パターン“ＰｔｎＣ”を生成し、フレーム毎にいずれかのプリアンブルパターンを相関器１０７に出力する（Ｓ２２）。例えば、参照信号生成部１２０において各プリアンブルパターンを生成し、フレームカウンタ１２４から出力されるカウント値がセレクタ１２５に入力されるタイミングで、セレクタ１２５がカウント値に対応するプリアンブルパターンを出力する。例えば、送信装置２００から送信されるプリアンブル信号として、３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がこの順序で用いられる場合、参照信号生成部１２０はこの３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”をかかる順序で出力するようにする。
【０１１２】
次いで、受信装置１００は、受信信号とプリアンブルパターンとの相関電力を計算し、相関ピーク電力値を検出する（Ｓ２３）。相関電力は、例えば、乗算器１０６の出力信号（又は遅延検波回路の出力信号）Ｔ（ｄ）と、参照信号Ｒ（ｋ）との間における相互相関値が演算されることで求められる。参照信号Ｒ（ｋ）は、例えば、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”であるプリアンブル信号を予め遅延検波回路を通過させておいた信号である。プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”が基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”の場合、参照信号Ｒ（ｋ）は、例えば、次式により表わされる。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】
ここで、乗算器１０６の出力信号Ｔ（ｄ）と参照信号Ｒ（ｋ）との間にｄサンプルの遅延があるものとすると、プリアンブル１シンボルに亘る相互相関値は、例えば、次式となる。
【０１１５】
【数６】
【０１１６】
なお、数６において、Ｎ’はＧＩを含むシンボル時間に含まれるサンプル数を示している。この数６で示す相互相関値が、例えば、相関器１０７からの出力を表わす（例えば図２０（Ａ）又は同図（Ｂ））。
【０１１７】
相関器１０７は、参照信号生成部１２０により生成された（又は待ち受ける）プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と受信信号のパターンとは一致したサンプルタイミングで急峻なピークが得られる。そして、ピーク検出部１０８は、例えば、ＧＩを含む受信信号の１シンボル区間に亘りピークサーチを行い、最も高い相関電力値とそのタイミングとを検出する。
【０１１８】
次いで、受信装置１００は、検出した相関ピーク電力値が閾値を超えるか否かを判別する（Ｓ２４）。例えば、受信信号がマルチパスフェージングの影響を受けている場合、影響がない場合と比較して相関ピーク電力が著しく低くなることがある。そのため、例えば、閾値判定部１０９は相関ピーク電力値と閾値とを比較して、閾値を超えている場合、正確なシンボル同期タイミングが得られたと判定する（Ｓ２４でＹｅｓ）。
【０１１９】
一方、閾値判定部１０９は、相関ピーク電力値が閾値以下のとき（Ｓ２４でＮｏ）、正確なシンボル同期タイミングが得られていないと判定して、次の無線フレーム期間で受信する受信信号に対してＳ２１以降の処理を行う。
【０１２０】
受信装置１００は、相関ピーク電力値が閾値を超えた場合（Ｓ２４でＹｅｓ）、当該相関ピーク電力が得られたシンボル同期タイミングをＦＦＴ部１１１に出力し、受信信号に対するＦＦＴ処理を行う（Ｓ２５）。例えば、ＦＦＴ部１１１は閾値判定部１０９からのシンボル同期タイミングを開始タイミングとするＦＦＴ処理を行う。
【０１２１】
次いで、受信装置１００は、デマッピングなどの処理を行い、送信装置２００から送信されたデータビット列を抽出する（Ｓ２６）。
【０１２２】
本第２の実施の形態において、プリアンブルパターンの例として、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、２ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”の例を説明した。例えば、３ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＤ”が用いられてもよい。かかるパターンは、例えば、１ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”の基になった基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”のうち、所定数個のビット列の各ビットを４ビット連続させる操作により生成される。
【０１２３】
この場合、１無線フレーム内に４サブフレーム含まれるとすると、送信装置２００は、サブフレーム毎に順次、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を先頭シンボルに挿入して送信する。そのため、プリアンブル生成部２２０は、更に、３ビット拡張部を備えてもよい。受信装置１００は、例えば、無線フレーム毎にプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”で受信信号を夫々待ち受ける。この場合、受信装置１００も３ビット拡張部により３ビット拡張したプリアンブルパターンを生成し、受信信号との相関ピーク電力値を得ることで同期タイミングを得ることができる。
【０１２４】
更に拡張して、４ビット、５ビット、・・・拡張したプリアンブルパターンが用いられて同期タイミングを抽出するようにしてもよい。この場合、送信装置２００も受信装置１００も、双方とも、４ビット、５ビット、・・・拡張したプリアンブルパターンを生成する生成部を備え、受信装置１００において、無線フレーム毎に異なるプリアンブルパターンにより相関出力を得ることで同期タイミングを抽出できる。例えば、送信装置２００は、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張された複数のプリアンブルパターンとに対して、少なくとも２つのプリアンブルパターンを送信することもできる。この場合、受信装置１００は、送信に利用した２つのプリアンブルパターンを待ち受け、無線フレーム毎に相関電力をとることで同期タイミングを抽出することができる。このような場合、送信装置２００は、送信に利用する２つのプリアンブルパターンをプリアンブルパターン生成部２２０により生成又は出力する。また、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、送信に利用された２つのプリアンブルパターンを生成し、各無線フレーム期間で２つのプリアンブルパターンを交互に相関器１０７に出力することで、上述した例と同様に同期タイミングを抽出できる。
【０１２５】
また、第２の実施の形態において、１つの無線フレーム内には３つのサブフレームが含まれるものとして説明した。例えば、１無線フレーム内に１０個のサブフレームが含まれてもよい。この場合、送信装置２００は、サブフレーム毎に順次繰り返しプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を割り当てて無線フレームを生成し送信するようにすればよい。受信装置１００は、上述した例と同様に、１無線フレーム目は基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”など、無線フレーム毎に、異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を待ち受けて相関電力値を得るようにする。
【０１２６】
ただし、いずれの場合においても、送信装置２００から送信されるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の送信順に従って、受信装置１００はプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を待ち受ける。
【０１２７】
［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２の実施の形態では、１つのサブフレーム内のプリアンブルは１シンボルの例で説明した。本第３の実施の形態では１つのサブフレーム内のプリアンブルを２シンボルにした例である。
【０１２８】
図１１（Ａ）は第３の実施の形態におけるサブフレーム、図１１（Ｂ）は第３の実施の形態における１無線フレームの構成例を夫々示す図である。サブフレームの先頭から２シンボルにプリアンブルパターンが割り当てられ、１シンボル目を前半プリアンブル、２シンボル目を後半プリアンブルとしている。前半プリアンブルには、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”が割り当てられている。また、後半プリアンブルには、ビット拡張したプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかがが一定の順序に従って割り当てられている。図１１（Ｂ）の例では、１サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”との組み合わせが割り当てられている。また、２サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられている。さらに、３サブフレーム目には、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と３ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＤ”の組み合わせが割り当てられている。
【０１２９】
第２の実施の形態では、１つのサブフレームでは先頭の１シンボルに３つのプリアンブルパターンのいずれかが割り当てられて、受信装置１００は１フレーム毎に異なるプリアンブルパターンで同期タイミングを抽出した。各サブフレームで同期タイミングが抽出できればサブフレーム間隔で受信装置１００は同期タイミングを抽出することができる。しかし、例えば、受信装置１００は、１サブフレーム目のプリアンブルパターンでシンボル同期タイミングが抽出できても、マルチパスフェージングの影響などにより、２サブフレーム目以降のサブフレームにおいて同期タイミングを抽出できない場合がある。
【０１３０】
このような場合、受信装置１００は１サブフレーム目で抽出したシンボル同期タイミングを２サブフレーム目以降で使用することになる。しかし、基地局（又は受信装置１００）と端末（又は送信装置２００）は、例えば、内部で使用する発信器の種類は異なり、基地局の方が端末より周波数精度が高いことが多い。このような場合、基地局と端末との間（又は受信装置１００と送信装置２００との間）において周波数偏差の影響が時間経過とともに大きくなることがある。例えば、３サブフレーム目のプリアンブルパターンで抽出された同期タイミングと、１サブフレーム目で抽出された同期タイミングのそのまま使用した場合の３サブフレーム目の同期タイミングとでは異なるタイミングとなる場合がある。
【０１３１】
そこで、上述したように、１サブフレーム内に基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたビットパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかとの組み合わせによりサブフレームが生成されるようになされている。これにより、例えば受信装置１００で基準パターン“ＰｔｎＡ”により同期タイミングが抽出されると、次にサブフレームでも基準パターン“ＰｔｎＡ”により同期タイミングが抽出できる。この場合、サブフレーム毎に同期タイミングが得られ、第２の実施の形態と比較して、特定のサブフレームで同期タイミングが得られないなどの事態を回避できる可能性が高くなる。
【０１３２】
次に本第３の実施の形態における送信装置２００の構成例について説明する。図１２は送信装置２００の構成例を示す図である。送信装置２００は、更にシンボルカウンタ２１６を備える。シンボルカウンタ２１６は、シンボルの個数をカウントし、シンボルタイミングの先頭のタイミングでカウント値をフレーマ２０１と、プリアンブル生成部２２０のセレクタ２２４に出力する。
【０１３３】
セレクタ２２４は、シンボルカウンタ２１６からのカウント値と、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、２つのプリアンブルパターンを出力する。例えば、セレクタ２２４は、１サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値とを入力したとき、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”を選択して出力する。また、セレクタ２２４は、１サブフレーム目のカウント値と２シンボル目のカウント値を入力したとき、１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を選択して出力する。更に、セレクタ２２４は、２サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値を入力したとき、２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を選択して出力するなどである。
【０１３４】
一方、フレーマ２０１も、シンボルカウンタ２１６からのカウント値と、サブフレームカウンタ２１５からのカウント値に基づいて、各プリアンブルパターンを前半プリアンブルと後半プリアンブルとなるようにサブフレームを生成する。例えば、フレーマ２０１は、１サブフレーム目のカウント値と１シンボル目のカウント値とを入力したとき、セレクタ２２４から出力された基準プリアンブル“ＰｔｎＡ”を１サブフレーム目の前半プリアンブルに割り当てる。また、フレーマ２０１は、次いで２シンボル目のカウント値を入力すると、セレクタ２２４から出力された１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”を１サブフレーム目の後半プリアンブルに割り当てる。
【０１３５】
従って、送信装置２００の動作は、第２の実施の形態と同様に図９に示す動作例により実施できる。この場合、送信装置２００は、サブフレームの生成について（Ｓ１２）、１サブフレーム内に２シンボル分のプリアンブルパターンを割り当てるようにすればよい。
【０１３６】
一方、受信装置１００は第２の実施の形態と同様に実施できる。受信装置１００の構成例は例えば、図４に示すようなものとなり、最初の無線フレーム期間では基準プリアンブパターン“ＰｔｎＡ”により相関電力を計算し、次の無線フレーム期間では１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”により相関電力を計算する。よって、例えば、図１０に示す動作例により受信装置１００は動作することができる。
【０１３７】
本第３の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”とは異なるサブキャリア又は周波数においてピーク電力が到来するようなプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”が用いられている。従って、特定の周波数又はサブキャリアが影響を受けるマルチパスフェージングの環境下においても、例えば、周波数成分が異なる３つのプリアンブルパターンのいずれかにより受信装置１００は受信同期タイミングを得ることができる。
【０１３８】
また、本第３の実施の形態では、第２の実施の形態と比較して、１サブフレームに割り当てられるプリアンブルパターンの個数が多く、そのため、同期タイミングを早く得ることができる。
【０１３９】
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、１つのサブフレームで２つのシンボルにおいて異なるプリアンブルパターン“ＰｒｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てる例を説明した。この場合、例えば、受信装置１００は、前半プリアンブルで同期タイミングを得た場合、後半プリアンブルを利用せず、また、後半プリアンブルで同期タイミングを得た場合、前半プリアンブルを利用しないことになる。この場合、２シンボル分のプリアンブルパターンが設けられているにも拘わらず片方のプリアンブルパターンが利用されず、前半又は後半のプリアンブルのエネルギーが利用されない。本第４の実施の形態では、受信装置１００が２シンボル分のエネルギーを利用することで、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を改善し、１シンボル分のエネルギーを利用する場合と比較して急峻な相関ピーク電力を得て同期特性の改善を図るようにした例である。
【０１４０】
図１３を用いて本第４の実施の形態における動作例について説明する。図１３は横軸が時間、縦軸が相関電圧を表わし、前半プリアンブル（例えば基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”）と後半プリアンブル（例えば１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”）の相関電圧の推移例を表わす図である。この場合、受信装置１００は、後半プリアンブル側のプリアンブルパターンで同期タイミングが得られたものとする。
【０１４１】
受信装置１００は、同期タイミングが得られた後半プリアンブルの期間を前半と後半に分ける。この場合、前半の期間は後半プリアンブルに割り当てられたプリアンブルパターンの半周期分（前半）の相関電圧が得られ、後半の期間ではかかるプリアンブルパターンの半周期分（後半）の相関電圧が得られる。
【０１４２】
後半プリアンブルの受信プリアンブル信号に周波数偏差がなければ、前半の相関ピーク電圧と後半の相関ピーク電圧は同じ値をとり得る。他方、後半プリアンブルの受信プリアンブル信号に周波数偏差があれば、２つの相関ピーク電圧は異なる値をとり得る。そこで、受信装置１００は、前半と後半の各相関ピーク電圧の差から位相回転量を演算して周波数偏差を推定する。そして、受信装置１００は、位相回転量を前半プリアンブルにフィードバックして、その位相回転量分だけ前半の相関電圧を位相回転させる。また、受信装置１００は後半プリアンブルに対しても位相回転量だけ相関電圧を位相回転させる。これにより周波数偏差が除去された位相電圧を得ることができる。
【０１４３】
図１４（Ａ）は周波数偏差除去前、図１４（Ｂ）は周波数偏差除去後の各相関電圧の推移例を夫々示す図である。図１４（Ｂ）に示すように、周波数偏差が除去された相関電圧において、相関ピーク電圧については、除去前と比較してより急峻な相関電圧となっている。
【０１４４】
更に、本第４の実施の形態では、周波数偏差が除去された相関電圧に対して積分処理を行うようにしている。これにより、例えば、２シンボル分のエネルギーが利用され、積分処理が行われない場合と比較して、更に急峻な相関ピーク電圧が得られ、結果としてＣ／Ｎが改善され、受信同期特性も改善させることができる。
【０１４５】
次に第４の実施の形態における構成例について説明する。本第４の実施の形態における送信装置２００と受信装置１００は、第２及び第３の実施の形態と同様に、図３及び図４に示す構成例により実施できる。本第４の実施の形態では、受信装置１００の相関器１０７において、上述した位相回転量の演算などが行われる。
【０１４６】
図１５は、受信装置１００における相関器１０７の構成例を示す図である。相関器１０７は、第１及び第２の相関演算器１３１，１３２と、電力変換部１３３と、ピーク検出部１３４と、バッファ１３５と、位相比較部１３６と、位相回転部１３７と、電圧積分部１３８、電力変換部１３９とを備える。
【０１４７】
第１相関演算器１３１は、例えば、乗算器１０６から出力された受信信号の同相成分（ＩＣＨ又はＩ信号）と、参照信号生成部１２０から出力されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”との相関電圧を演算する。
【０１４８】
なお、第１から第３の実施の形態において、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”については説明の容易のため区別しなかったが、例えば、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、受信信号の直交成分（ＱＣＨ又はＱ信号）用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”がある。例えば、セレクタ１２５は、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”を出力する。また、送信装置２００のフレーマ２０１は、サブフレームの先頭シンボルにプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てるときは、Ｉ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の双方を割り当てる。第１の相関演算器１３１は、例えば、受信したＩ信号のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”と、参照信号生成部１２０から出力されたＩ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”とで相関電圧を演算する。
【０１４９】
なお、図１３〜図１４（Ｂ）に示す相関電圧は、例えば、Ｉ信号用のプリアンブルパターンに対する相関電圧（以下、Ｉ信号用相関電圧）を示す。Ｑ信号用のプリアンブルパターンに対する相関電圧（以下、Ｑ信号用相関電圧）は、例えば、Ｉ信号用相関電圧と同じタイミングにおいて相関ピーク電圧となるように推移する。この場合、例えば、Ｉ信号用相関電圧の相関ピーク電圧が前半（例えば後半プリアンブルの前半）にあるとき、Ｑ信号用相関電圧の相関ピーク電圧は後半（例えば後半プリアンブルの後半）にある。例えば、Ｉ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧は、前半と後半の互いに異なる期間でピークとなっている。
【０１５０】
第２の相関演算器１３２は、例えば、乗算器１０６から出力されたＱ信号と、参照信号生成部１２０から出力されたＱ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”との相関電圧を演算する。なお、第１の相関演算器１３１がＱ信号用で、第２の相関演算器１３２がＩ信号用の各相関演算器でもよい。
【０１５１】
次にこの第１及び第２の相関演算器１３１，１３２の各構成例について説明する。図１６は第１の相関演算器１３１の構成例を示す図である。第２の相関演算器１３２は入力されるプリアンブルパターンと受信信号とがＩ信号用のものかＱ信号用のものかによる違いのため、説明は省略する。
【０１５２】
第１の相関演算器１３１は、第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２、第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２、及び加算器１３１２を備える。第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２と、第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２、及び加算器１３１２は、例えば、ＦＩＲフィルタと同様の構成となっている。
【０１５３】
例えば、Ｉ信号の各サンプルが第１〜第５１２の遅延器１３１０‐１〜１３１０‐５１２でサンプル毎に遅延され、遅延された各サンプルが第１〜第５１２の乗算器１３１１‐１〜１３１１‐５１２でＩ信号用のプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”と乗算される。乗算された各サンプルは、加算器１３１２で順次加算され、Ｉ信号に対する相関電圧値が第１の相関演算器１３１から出力される。タップ数は、例えば、１シンボルに含まれるビット数（５１２ビット）分あり、よって、第１の相関演算器１３１は、Ｉ信号用相関電圧値として５１２個の相関電圧値を出力する。第２の相関演算器１３２についても、例えば、５１２個のＱ信号用相関電圧値を出力する。
【０１５４】
図１５に戻り、電力変換部１３３は、Ｉ信号の相関電圧値とＱ信号の相関電圧値とを相関電力に変換する。図１７は電力変換部１３３の構成例を示す図である。
【０１５５】
電力変換部１３３は、２つの乗算器１３１１，１３３２と、加算器１３３３とを備える。２つの乗算器１３１１，１３２２は、夫々Ｉ信号及びＱ信号の相関電圧値どうしを乗算し、加算器１３３３は乗算された２つの相関電圧値を加算して相関電力を出力する。
【０１５６】
図１５に戻り、電力変換部１３３は変換した相関電力をピーク検出部１３４に出力する。
【０１５７】
ピーク検出部１３４は、例えば、ピーク検出部１０８と同様の構成であり、１無線フレーム期間などの所定期間において、相関電力が最大となる相関ピーク電力を検出する。ここでは、ピーク検出部１３４は、例えば、前半プリアンブルと後半プリアンブルに割り当てられたプリアンブルパターンに対して、どちらの方において相関ピーク電力が得られたかの情報を検出し、バッファ１３５に出力してもよい。
【０１５８】
バッファ１３５は、第１及び第２の相関演算器１３１，１３２から夫々出力されたＩ信号用相関電圧及びＱ信号用相関電圧を記憶し、ピーク検出部１３４から出力された、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブル（前半プリアンブル又は後半プリアンブル）の情報を記憶する。
【０１５９】
位相比較部１３６は、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルにおいて、前半と後半に分けて、それぞれの相関ピーク電圧から位相回転量を演算する。例えば、位相比較部１３６は、バッファ１３５から、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルの情報を読み出し、当該プリアンブルのＩ信号用相関電圧及びＱ信号用相関電圧をバッファ１３５から読み出す。そして、位相比較部１３６は、相関ピーク電力が得られた方のプリアンブルを前半と後半の区間に分けて、前半のＩ信号用相関電圧の相関ピーク電圧と後半のＩ信号用相関電力の相関ピーク電圧とを抽出する。更に、位相比較部１３６は、抽出した前半のＩ信号用の相関ピーク電圧とＩ信号用の相関ピーク電圧との差からＩ信号用の位相回転量を求める。位相比較部１３６は、Ｑ信号用相関電圧についても同様に、前半の相関ピーク電圧と後半の相関ピーク電圧の差からＱ信号用の位相回転量を求める。位相比較部１３６は、Ｉ信号用の位相回転量とＱ信号用の位相回転量とを出力する。
【０１６０】
位相回転部１３７は、バッファ１３５から読み出したＩ信号用相関電圧に対して、位相比較部１３６から出力されたＩ信号用の位相回転量分の位相回転を行い、バッファ１３５から読み出したＱ信号用相関電圧に対して、Ｑ信号用の位相回転量分の位相回転を行う。位相回転部１３７からは、位相回転され、周波数偏差が除去されたＩ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧とが出力される。例えば、図１４（Ｂ）は位相回転部１３７から出力されるＩ信号用相関電圧（又はＱ信号用相関電圧）の推移例を示す図である。
【０１６１】
電圧積分部１３８は、位相回転部１３７から出力されたＩ信号用相関電圧とＱ信号用相関電圧とに対して、夫々積分を行う。この積分により、例えば図１４（Ｂ）のＩ信号用相関電圧は、相関ピーク電圧が４つあるため、４倍の相関ピーク電圧が得られる。電圧積分部１３８の出力は、積分を行わない場合と比較して、更に高い相関ピーク電圧となる。これにより、例えば、２シンボル分のエネルギーが利用された相関ピーク電圧が得られる。
【０１６２】
電力変換部１３９は、電圧積分部１３８から出力される、Ｉ信号とＱ信号夫々に対する相関ピーク電圧から相関電力を出力する。電力変換部１３９の構成例は、例えば、電力変換部１３３と同様に図１７に示される。相関電力は、例えば図４に示す閾値判定部１０９に出力される。
【０１６３】
本第４の実施の形態における動作例は先に説明したが、例えば、送信装置２００は第３の実施の形態と同様に図９に示すフローチャートにより動作する。この場合、送信装置２００は、Ｓ１２において、１サブフレームの２シンボル区間に基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”とを夫々割り当てて送信する。また、受信装置１００も、例えば第３の実施の形態と同様に図１０に示すフローチャートにより動作する。この場合、受信装置１００は、Ｓ２３の処理において、相関電圧から位相回転量を求め、相関電圧を位相回転させて積分し、積分した相関電圧から相関ピーク電力値を検出するようにすればよい。
【０１６４】
［その他の実施の形態］
次にその他の実施の形態について説明する。第２の実施の形態から第４の実施の形態において、送信装置２００と受信装置１００の各構成例は図３及ぶ図４を夫々用いて説明した。図３及び図４に示す各構成例以外でも第２から第４の実施の形態は実施できる。図１８は送信装置２００と受信装置１００の各構成例を含む無線通信システム１０の例を示す図である。
【０１６５】
送信装置２００は、更に、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５０と、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）２５１、及び集積回路２５２を備える。ＲＯＭ２５０は、例えば、図３に示すフレーマ２０１からディジタルフィルタ２０７までの各ブロックと、サブフレームカウンタ２１５、及びプリアンブル生成部２２０（第３及び第４の実施の形態では更にシンボルカウンタ２１６）に関する回路設計に関する情報を記憶する。ＦＰＧＡ２５１は、ＲＯＭ２５０から回路設計に関する情報を読み出すことで、フレーマ２０１からディジタルフィルタ２０７までの各機能と、サブフレームカウンタ２１５、及びプリアンブル生成部２２０（第３及び第４の実施の形態では更にシンボルカウンタ２１６）の各機能を実現できる。集積回路２５２は、ディジタル・アナログ変換部２０８と送信フィルタ２０９の各機能を実現する回路である。第２の実施の形態などで説明した拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”の生成や、シンボル区間へのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の割り当てなどは、ＦＰＧＡ２５１とＲＯＭ２５０との協調動作により実現される。なお、ＦＰＧＡ２５１で行われる処理はＤＳＰ（Digital Signal Processor）でも実現可能である。
【０１６６】
一方、受信装置１００は、更に、集積回路１５１と、ＦＰＧＡ１５３、及びＲＯＭ１５２とを備える。集積回路１５１は、例えば、受信フィルタ１０２とアナログ・デジタル変換部１０３の各機能を実現する回路である。また、ＲＯＭ１５２は、遅延器１０４からデマッピング部１１５、及び参照信号生成部１２０の回路設計に関する情報を記憶する。ＦＰＧＡ１５３は、ＲＯＭ１５２から回路設計に関する情報を読み出して、遅延器１０４からデマッピング部１１５、及び参照信号生成部１２０の各機能を実現することができる。
【０１６７】
これら図１８に示す送信装置２００と受信装置１００の各構成例においても、第２から第４の実施の形態において説明したものを実施できる。
【０１６８】
上述した第２から第４の実施の形態において、送信装置２００は端末装置、受信装置１００は基地局装置であるものとして説明した。例えば、送信装置２００が基地局装置、受信装置１００が端末装置でも第２から第４の実施の形態を実施できる。この場合、下りリンク通信において、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信信号が送信される。あるいは、基地局装置と端末装置に双方とも送信装置２００と受信装置１００とを含むようになっていてもよい。この場合、下りリンク通信も上りリンク通信も双方とも、ＳＣ‐ＯＦＤＭ方式による送信信号が送信及び受信される。
【０１６９】
また、第２の実施の形態では、１番目のサブフレームから３番目のサブフレームに対して、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”から２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”が割り当てられる例を説明した。例えば、各サブフレームに割り当てるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”の順序はどのようなものでもよい。例えば、１番目のサブフレームに２ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”が割り当てられてもよい。この場合、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、かかる順番でプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”〜“ＰｔｎＡ”を１無線フレーム毎に相関器１０７に出力するようにすることができる。
【０１７０】
また、３つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＣ”ではなく、３つのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを用いてもよい。例えば、１番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”、２番目のサブフレームに１ビット拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”、３番目のサブフレームに基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”とすることもできる。この場合も、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、かかる順番で１無線フレーム毎にプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”を相関器１０７に出力する。
【０１７１】
更に、第３の実施の形態では、基準プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”と拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”とを２シンボル区間に割り当てる例について説明した。例えば、プリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”の任意の２つのプリアンブルパターンを２シンボル区間に割り当てることもできる。例えば、１サブフレーム目に２つのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”，“ＰｔｎＢ”、２サブフレーム目に異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＣ”，“ＰｔｎＤ”とすることもできる。更に、拡張されたプリアンブルパターン“ＰｔｎＢ”〜“ＰｔｎＤ”のいずれかが各サブフレームに割り当てられ、残りのプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を順に各サブフレームに割り当てて２シンボル分のプリアンブルパターンとするようにしてもよい。いずれの場合も、受信装置１００の参照信号生成部１２０は、サブフレームが出現する順にプリアンブルパターンを相関器１０７に出力するようにすることができる。
【０１７２】
更に、第３の実施の形態では、１サブフレームに２つの異なるプリアンブルパターン“ＰｔｎＡ”〜“ＰｔｎＤ”を割り当てる例について説明した。例えば、１サブフレームに３つ以上の異なるプリアンブルパターンを３シンボル以上の各シンボルに割り当てるようにしてもよい。かかる場合は、第３の実施の形態よりも１サブフレームに含まれるプリアンブルパターンの個数及び種類が多いため、第３の実施の形態よりも早く同期タイミングを得る可能性が高くなる。
【０１７３】
以上まとめると付記のようになる。
【０１７４】
（付記１）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【０１７５】
（付記２）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する
ことを特徴とする送信方法。
【０１７６】
（付記３）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【０１７７】
（付記４）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１７８】
（付記５）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く前記第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１７９】
（付記６）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターン以外の前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、
前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間の第３のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられた前記プリアンブルパターンが割り当てられ、前記第３のシンボル期間に続く第２のサブフレーム期間における第４のシンボル期間において、前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれのシンボル期間においても割り当てられていないプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８０】
（付記７）
前記受信信号の第１のサブフレーム期間に前記第１のプリアンブルパターンが割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間に前記第２のプリアンブルパターンが割り当てられ、前記第２のサブフレーム期間に続く第３のサブフレーム期間に前記第３のプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記第１のプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記第２のプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記第３のプリアンブルパターンを出力することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８１】
（付記８）
前記検出部は、前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと、前記受信信号との相関ピーク電力値を夫々演算し、少なくとも一つの相関ピーク電力値が得られたタイミングを同期タイミングとして検出することを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８２】
（付記９）
前記検出部は、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧とを検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記５記載の受信装置。
【０１８３】
（付記１０）
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記９記載の受信装置。
【０１８４】
（付記１１）
前記検出部は、前記第１又は第３のシンボル期間に割り当てたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２又は第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧を検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記６記載の受信装置。
【０１８５】
（付記１２）
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする付記１０記載の受信装置。
【０１８６】
（付記１３）
前記受信装置は、基地局装置又は端末装置であることを特徴とする付記３記載の受信装置。
【０１８７】
（付記１４）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出し、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う
ことを特徴とする受信方法。
【０１８８】
（付記１５）
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信装置から受信装置に送信する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する第１のプリアンブルパターン生成部と、
前記第１のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記第１から第３のプリアンブルパターンのうち前記第１のプリアンブルパターン生成部が出力するプリアンブルパターンを出力する第２のプリアンブルパターン生成部と、
前記第２のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【０１８９】
１０：無線通信システム １００：受信装置
１０７：相関器 １０８：ピーク検出部
１０９：閾値判定部 １１１：ＦＦＴ部
１１３：ＩＤＦＴ部 １１５：デマッピング部
１２０：参照信号生成部 １２１：リファレンス信号出力部
１２２：１ビット拡張部 １２３：２ビット拡張部
１２４：フレームカウンタ １２５：セレクタ
１３５：バッファ １３６：位相比較部
１３７：位相回転部 １３８：電圧積分部
２００：送信装置 ２０１：フレーマ
２０３：ＦＦＴ（ＤＦＴ）部 ２０５：ＩＦＦＴ部
２１５：サブフレームカウンタ ２１６：シンボルカウンタ
２２０：プリアンブル生成部 ２２１：リファレンス信号出力部
２２２：１ビット拡張部 ２２３：２ビット拡張部
２２４：セレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する
ことを特徴とする送信方法。
【請求項３】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く前記第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターン以外の前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、
前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間の第３のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられた前記プリアンブルパターンが割り当てられ、前記第３のシンボル期間に続く第２のサブフレーム期間における第４のシンボル期間において、前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれのシンボル期間においても割り当てられていないプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧とを検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記第１又は第３のシンボル期間に割り当てたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２又は第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧を検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項７又は８記載の受信装置。
【請求項１０】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出し、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１１】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信装置から受信装置に送信する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する第１のプリアンブルパターン生成部と、
前記第１のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記第１から第３のプリアンブルパターンのうち前記第１のプリアンブルパターン生成部が出力するプリアンブルパターンを出力する第２のプリアンブルパターン生成部と、
前記第２のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した信号を送信する送信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する
ことを特徴とする送信方法。
【請求項３】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信装置において、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力するプリアンブルパターン生成部と、
前記プリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方が割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く前記第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記プリアンブルパターン生成部から出力される前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方が割り当てられ、
前記プリアンブルパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの一方を出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記少なくとも２つのプリアンブルパターンの他方を出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
前記受信信号の第１のサブフレーム期間における第１のシンボル期間において前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、前記第１のシンボル期間に続く第１のサブフレーム期間における第２のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターン以外の前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれか一つが割り当てられ、
前記第１のサブフレーム期間に続く第２のサブフレーム期間の第３のシンボル期間において、前記第１のシンボル期間に割り当てられた前記プリアンブルパターンが割り当てられ、前記第３のシンボル期間に続く第２のサブフレーム期間における第４のシンボル期間において、前記第１から第３のプリアンブルパターンのうちいずれのシンボル期間においても割り当てられていないプリアンブルパターンが割り当てられ、
前記プリアンブパターン生成部は、第１の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第１の無線フレーム期間に続く第２の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力し、前記第２の無線フレーム期間に続く第３の無線フレーム期間において前記受信信号の前記第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンを出力することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記第１のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧とを検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記第１又は第３のシンボル期間に割り当てたプリアンブルパターンに対する第１の相関電圧と前記第２又は第４のシンボル期間に割り当てられたプリアンブルパターンに対する第２の相関電圧を検出し、前記第１又は第２の相関電圧に基づいて前記第１又は第２の相関電圧の位相回転量を推定し、前記第１及び第２の相関電圧の位相を前記位相回転量分回転させ、回転させた前記第１及び第２の相関電圧に基づいて、前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項６記載の受信装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記位相回転させた第１及び第２の相関電圧の積分値を夫々演算し、前記演算した第１及び第２の相関電圧の積分値に基づいて前記同期タイミングを検出することを特徴とする請求項７又は８記載の受信装置。
【請求項１０】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換して送信された信号を受信する受信方法であって、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力し、
前記出力された少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出し、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１１】
送信データ列を周波数領域に変換した信号を時間領域信号に変換した送信信号を送信装置から受信装置に送信する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
第１のプリアンブルパターンの各ビットをｎ（ｎは２以上の整数）ビット及びｋ（ｋはｋ≠ｎである２以上の整数）ビット連続させたビット列を含む第２及び第３のプリアンブルパターンと前記第１のプリアンブルパターンとのうち少なくとも２つのプリアンブルパターンを出力する第１のプリアンブルパターン生成部と、
前記第１のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンを含む前記送信信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記第１から第３のプリアンブルパターンのうち前記第１のプリアンブルパターン生成部が出力するプリアンブルパターンを出力する第２のプリアンブルパターン生成部と、
前記第２のプリアンブルパターン生成部から出力された前記少なくとも２つのプリアンブルパターンと前記受信信号とに基づいて同期タイミングを検出する検出部と、
前記検出した同期タイミングに同期して前記受信信号に対する受信処理を行う受信処理部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１５６９２６（Ｐ２０１２−１５６９２６Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１８０（Ｐ２０１１−１６１８０）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通セミコンダクター株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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