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公開番号2025017716
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120897
出願日2023-07-25
発明の名称無線通信装置および周波数オフセット補正方法
出願人日本無線株式会社
代理人個人
主分類H04L 7/04 20060101AFI20250130BHJP(電気通信技術)
要約【課題】バースト送信において、周波数オフセットの推定精度と推定可能範囲を共に向上させる。
【解決手段】無線通信システム1において、無線通信装置2は、第1～第3の周波数オフセット推定部で算出された3つの周波数オフセット推定値に基づいて、受信信号の周波数オフセット補正を3回に分けて行い、第1～第3の周波数オフセット推定部のそれぞれが、異なる自己相関のシンボル間隔τ1～τ3を用いて、周波数オフセット推定値を算出し(τは整数)、シンボル間隔τは、τ1<τ2<τ3となるように設定されており、第1～第3の周波数オフセット推定部のうち、第1の周波数オフセット部では、受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定し、第2、第3の周波数オフセット推定部では、直前の周波数オフセット推定部において算出された周波数オフセット推定値に基づく周波数オフセット補正後の受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信されたデータフレームを受信して受信信号を出力する受信手段と、
前記プリアンブル信号の自己相関から周波数オフセット推定値を算出し、当該周波数オフセット推定値に基づいて前記受信信号の周波数オフセット補正を行う自動周波数制御手段と、を備える無線通信装置であって、
前記自動周波数制御手段は、
ｎ個（ｎは２以上の整数）の周波数オフセット推定手段で算出されたｎ個の前記周波数オフセット推定値に基づいて、前記受信信号の前記周波数オフセット補正をｎ回に分けて行い、
前記ｎ個の前記周波数オフセット推定手段のそれぞれが、異なる自己相関のシンボル間隔τ（τ１～τｎシンボル）を用いて、前記周波数オフセット推定値を算出し（τは整数）、
前記シンボル間隔τは、τ１<τ２<τ３<・・・<τｎとなるように設定されており、
前記ｎ個の前記周波数オフセット推定手段のうち、第１番目の前記周波数オフセット推定手段では、前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定し、第２～ｎ番目の前記周波数オフセット推定手段では、直前の前記周波数オフセット推定手段において算出された前記周波数オフセット推定値に基づく前記周波数オフセット補正後の前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定する、
ことを特徴とする無線通信装置。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記データフレームに含まれる前記プリアンブル信号のうち、
前記第１番目の周波数オフセット推定手段で必要なシンボル数のみが前記データ信号の先頭に付加され、残りは前記データ信号で構成される区間中の所定の位置に挿入されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信されたデータフレームを受信して受信信号を出力し、
前記プリアンブル信号の自己相関から周波数オフセット推定値を算出し、当該周波数オフセット推定値に基づいて前記受信信号の周波数オフセット補正を行う周波数オフセット補正方法であって、
ｎ個（ｎは２以上の整数）の周波数オフセット推定工程で算出されたｎ個の前記周波数オフセット推定値に基づいて、前記受信信号の前記周波数オフセット補正をｎ回に分けて行い、
前記ｎ個の前記周波数オフセット推定工程のそれぞれにおいて、異なるシンボル間隔τ（τ１～τｎシンボル）を用いて、前記周波数オフセット推定値を算出し（τは整数）、
前記シンボル間隔τは、τ１<τ２<τ３<・・・<τｎとなるように設定されており、
前記ｎ個の前記周波数オフセット推定工程のうち、第１番目の前記周波数オフセット推定工程では、前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定し、第２～ｎ番目の前記周波数オフセット推定工程では、直前の前記周波数オフセット推定工程において算出された前記周波数オフセット推定値に基づく前記周波数オフセット補正後の前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定する、
ことを特徴とする周波数オフセット補正方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト送信において周波数オフセットを補正する無線通信装置および周波数オフセット補正方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
バースト通信は、不連続な信号が不定期に送信される通信方式であり、時分割多重化（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）通信などで使用される。バースト通信が、多対一の通信の場合、通信毎に相手局が変わることがあり、そのような場合には、バースト信号を受信するたびに、周波数オフセットやクロック誤差などの補正値を推定する必要がある。
【０００３】
ところで、バースト通信に用いられるデータフレームは、図８（Ａ）に示すように、データ信号と、データ信号の先頭に付加されたプリアンブル信号とから構成されている。そして、周波数オフセットやクロック誤差などの補正には、このプリアンブル信号を用いることが一般的である。
【０００４】
周波数オフセット補正は、図８（Ｂ）に示すように、自動周波数制御部（ＡＦＣ：Automatic frequency control）１００において行われる。具体的には、データフレームを受信して出力された受信信号からプリアンブル信号を抽出し、周波数オフセット推定部１０１において周波数オフセット推定値を算出し、数値制御発振器（ＮＣＯ：Numerically Controlled Oscillator）１０２において周波数オフセット推定値を複素数に変換し、混合器１０３において受信信号の入力を受けるとともにＮＣＯ１０２から出力される複素数の入力を受けて受信信号に対して複素乗算処理を施す、ことによって行われる。
【０００５】
周波数オフセット推定部１０１における従来の周波数オフセット推定方法としては、プリアンブル信号の自己相関を用いて推定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法において、周波数オフセット推定値は次式によって求められる。ここで、Δｆestは、周波数オフセット推定値、ｆsymは、シンボル周波数（シンボルレート）、τは、自己相関のシンボル間隔、atanは、アークタンジェント、Ｍは、自己相関長、ｘ（i）は、プリアンブル信号、＊は、共役複素数、Ｒｍは、自己相関を表す（但し、τとＭは整数とする。）。
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【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－１６７２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の周波数オフセット推定方法では、自己相関のシンボル間隔τを大きくすることによって、高い推定精度で周波数オフセットを推定することができるが、一方で、周波数オフセットの推定可能範囲は狭くなるという問題がある。そのため、周波数オフセットが小さいシステムでは十分な推定精度を確保できるとしても、周波数オフセットが大きくなるシステムでは推定精度を確保できなかった。
【０００８】
そこで本発明は、バースト送信において、周波数オフセットの推定精度と推定可能範囲を共に向上させることが可能な無線通信装置および周波数オフセット補正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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信されたデータフレームを受信して受信信号を出力する受信手段と、前記プリアンブル信号の自己相関から周波数オフセット推定値を算出し、当該周波数オフセット推定値に基づいて前記受信信号の周波数オフセット補正を行う自動周波数制御手段と、を備える無線通信装置であって、前記自動周波数制御手段は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の周波数オフセット推定手段で算出されたｎ個の前記周波数オフセット推定値に基づいて、前記受信信号の前記周波数オフセット補正をｎ回に分けて行い、前記ｎ個の前記周波数オフセット推定手段のそれぞれが、異なる自己相関のシンボル間隔τ（τ１～τｎシンボル）を用いて、前記周波数オフセット推定値を算出し（τは整数）、前記シンボル間隔τは、τ１<τ２<τ３<・・・<τｎとなるように設定されており、前記ｎ個の前記周波数オフセット推定手段のうち、第１番目の前記周波数オフセット推定手段では、前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定し、第２～ｎ番目の前記周波数オフセット推定手段では、直前の前記周波数オフセット推定手段において算出された前記周波数オフセット推定値に基づく前記周波数オフセット補正後の前記受信信号に含まれる周波数オフセット量を推定する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、前記データフレームに含まれる前記プリアンブル信号のうち、前記第１番目の周波数オフセット推定手段で必要なシンボル数のみが前記データ信号の先頭に付加され、残りは前記データ信号で構成される区間中の所定の位置に挿入されている、ことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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