JP4905286B2

JP4905286B2 - 変調方式識別装置及び方法、並びにプログラム

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Publication number: JP4905286B2
Application number: JP2007201587A
Authority: JP
Inventors: 寛之石井
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Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2012-03-28
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Description

本発明は、変調方式を識別するための変調方式識別装置及び方法、並びにプログラムに関する。

多重変調信号の１つとして直交周波数多重変調信号（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）が存在する。このＯＦＤＭ信号を使った通信方式は、中心周波数の異なる複数のサブキャリアを利用することにより周波数有効効率が高く、かつ、伝送信号をマルチキャリア信号により伝送するため、干渉に対して強い特性を有することから、無線ＬＡＮ等の各種通信システムへの適用が進んでいる（例えば特許文献１）。無線ＬＡＮ規格の一つに選定されているように、ＯＦＤＭ信号の特徴として、同期の処理に適用するパイロットシンボル及び、マルチパスの影響の軽減と同期処理への適用を目的としたガードインターバルシンボルが、伝送すべきＯＦＤＭデータシンボルに付加された構造となっている（非特許文献１）。

図１Ａに、本発明で対応可能なＯＦＤＭ信号の構造の一例を示す。ＯＦＤＭ信号フレームの基本構成として、同期処理を目的としたパイロットシンボルが先頭に配置され、そのパイロットシンボルに続けて通信信号の種別や伝送データとしてのＯＦＤＭデータシンボルが複数配置される。図１Ａにおいて、Ｎｐはパイロットシンボル長、Ｎｇはガードインターバルシンボル長、ＮｄはＯＦＤＭデータシンボル長、ＭはＯＦＤＭデータシンボルのシンボル数を示す。

各ＯＦＤＭデータシンボルの先頭には図１Ｂに示すように、同期処理のため及びマルチパスによる影響を軽減するために、伝送するＯＦＤＭデータシンボルの一部をコピーした信号がガードインターバルシンボルとして付加されている。

従来のＯＦＤＭ信号の検出及び復調処理では、パイロットシンボル長Ｎｐ、ガードインターバルシンボル長Ｎｇ、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄ、及び１フレーム当たりのＯＦＤＭデータシンボルのシンボル数Ｍが、受信側で事前に既知情報であるとの仮定に立って、同期及び復調処理が実施されていた。

ところで、通信品質に応じて変調パラメータを送信側が一意に変更するＯＦＤＭ通信システムでは、受信側での復調処理において受信信号に基づいて変調パラメータを検出することが重要となる。これにより、パラメータ変更を知らせるデータ通信が不要となり、データ伝送容量の増加が期待される。また、不法電波を監視するシステムでは、これらパラメータが通常不明であるため、受信信号からパラメータを抽出することが必要となる。

従来の１つの処理方法は、非特許文献２には、上記パラメータが既知であるとの条件下で同期復調処理に関し２つの手法が記載されている。その１つは、ＰＮ系列のパイロットシンボルをＯＦＤＭ信号ブロックの先頭に付加して、ＣＤＭＡのマッチドフィルタの原理を利用し、その相関値出力結果より（参照：非特許文献２ P82〜85）、ＯＦＤＭ信号のフレーム同期処理と、電波伝搬による位相誤差を検出して同期及び復調処理とを実現する方法である。

もう１つの従来の処理方法は、ガードインターバルシンボルを使用した同期復調処理であり、図２に示す回路（参照：非特許文献２ P57 図4.2ガードインターバルシンボル型同期回路）において、入力信号について、ＯＦＤＭデータシンボル長だけの時間遅延差を有する二つの相関処理用のデータ窓を使用し、相関結果から同期及び復調処理を実施する方法である。図２において、Ｔは、ガードインターバルシンボルを含まないＯＦＤＭブロック長、Ｔｇはガードインターバルシンボル長を示している。

特開２００１−２１１１３７号公報 IEEE Standard 802.11a-1999 の12ページ 17.3.3 PLCP preamble (SYNC)のFigure110-OFDM training structure 尾知博著、「ＯＦＤＭシステム技術とＭＡＴＬＡＢシミュレーション解説」、トリケップス出版、P53〜71

しかしながら、前記非特許文献２に示される第１の処理方法は、受信側で、送信信号に付加されたパイロットシンボル長及びその系列が既知であるとの前提の下に、相関処理が実施される必要がある。また、前記非特許文献２に示される第２の処理方法は、ＯＦＤＭデータシンボル長が既知である状況においてのみ、その動作が効果を有する。

以上のように前記従来のＯＦＤＭ変調回路は、ＯＦＤＭ信号の変調パラメータが既知である条件下でのみ動作が可能であり、ＯＦＤＭ信号の変調パラメータが既知でない信号が入力した場合、正常に動作しないという問題がある。

本発明の目的は、既知情報なしに、多重変調方式を識別する装置及び方法、並びにプログラムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る変調方式識別装置は、
未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する相関信号生成回路と、
前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う自己相関回路と、
前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報を検出する検出ユニットと、
前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別する識別回路を有することを特徴とするものである。

直交周波数多重変調信号は、パイロットシンボル及びガードインターバルシンボルを含んでおり、ディジタル変調信号はパイロットシンボのみを含んでおり、アナログ変調信号は、前記いずれのシンボルも含んでいないものである。

本発明は、前記シンボルの有無に着目して、変調方式に関する既知情報なしに、未知の通信信号の変調方式を識別することに特徴がある。すなわち、本発明は、未知の通信信号を受信した際に、前記未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を相関信号生成回路により生成する。そして、前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を自己相関回路により行う。次に、前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報を検出ユニットにより検出する。さらに、前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別回路により識別する。

前記識別回路は、受信した通信信号がパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルを含んでいる場合に、その未知の通信信号を直交周波数多重変調信号であるとして識別する。また、識別回路は、受信した未知の通信信号がパイロットシンボルのみを含んでいる場合に、その未知の通信信号をディジタル変調信号であるとして識別する。また、識別回路は、受信した未知の通信信号がパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルの双方を含んでいない場合に、その未知の通信信号をアナログ変調信号であるとして識別する。

以上のように、本発明によれば、通信信号が備えている特性、すなわち、パイロットシンボル及びガードインターバルシンボルの有無に着目して、未知の通信信号が備えているシンボルに基づいて変調方式を識別することができる。

以上の説明では、本発明を装置として構築した場合を対象としたが、これに限られるものではない。本発明を方法として構築してもよい。

以上のコンセプトに立って構築された本発明に係る変調方式識別方法は、
未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する生成ステップと、
前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う自己相関ステップと、
前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報を検出する検出ステップと、
前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別する識別ステップの処理を実行する構成として構築されるものである。

本発明によれば、未知の通信信号の複製信号を生成し、その複製信号を未知の通信信号に対してスライディング処理を施して自己相関処理を行い、その自己相関処理による相関出力に基づいて各種のシンボルに関する情報を得て、そのシンボル情報に基づいて変調方式を識別する。

したがって、本発明によれば、変調方式を識別するための情報を未知の通信信号から得ているため、既知情報なるものを必要としないのである。

上述した本発明に係る変調方式識別装置は、ハードウェアの装置として構築したが、これに限られるものではない。本発明は、コンピュータにプログラムを組込み、このプログラムによりコンピュータに変調方式識別装置の機能を実行させるようにしてもよいものである。

以上のコンセプトに基づいて構築された本発明に係る変調方式識別用プログラムは、未知の通信信号の変調方式を識別するための変調方式信号識別装置を構成するコンピュータに、
未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する機能と、
前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う機能と、
前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルに関する情報を検出する機能と、
前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別する機能を実行させる構成として構築されるものである。

以上説明したように本発明によれば、未知の通信信号の複製信号を生成し、その複製信号を未知の通信信号に対してスライディング処理を施して自己相関処理を行い、その自己相関処理による相関出力に基づいて各種のシンボルに関する情報を得て、そのシンボル情報に基づいて変調方式を識別するため、既知情報無しに、未知の通信信号が備えた情報に基づいて、未知の通信信号の変調方式を識別することができる。

さらに、本発明によれば、全ての通信信号に関連する特性、すなわち、パイロットシンボル及びガードインターバルシンボルに着目しているため、受信した未知の通信信号に対して共通に適用することができるため、不法電波の監視、或いは通信帯域の如何に拘らず空いている帯域を利用して通信を行う通信方式などの通信分野に適用して、その効果を十分に発揮することができるものである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態は基本的構成として、受信した未知の通信信号が備えている特性、すなわちパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルに関する情報を収得して、そこ情報に基づいて、未知の通信信号の変調方式を識別する機能を備えていることを特徴とするものである。以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。

（実施形態１）
図３に示すように本発明の実施形態に係る変調方式識別装置１０は基本的構成として、未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する相関信号生成回路１１と、前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う自己相関回路１２と、前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報を検出する検出ユニット（１２，１３，１４，１５、１６及び１７）と、前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別する識別回路１８を有している。

相関信号生成回路１１は、受信した未知の通信信号Ｄ１に基づいて相関用複製信号Ｄ２を生成する。自己相関回路１２は図５に示すように、相関信号生成回路１１にて生成された相関用複製信号Ｄ２を通信信号Ｄ１に対して時間軸方向へスライディング処理して自己相関処理を行う。自己相関回路１２は、相関用複製信号Ｄ２をスライディングさせるデータスライディング量（Ｎ）を適宜可変設定する機能を備えている。自己相関回路１２で設定されるスライディング量（Ｎ）の初期値は０である。ここで、未知の通信信号Ｄ１がＯＦＤＭ信号である場合、ＯＦＤＭ信号の特徴として図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＯＦＤＭ信号のデータシンボルの先頭には、データシンボルの一部（特に後尾）のデータをコピーした信号がガードインターバルシンボルとして付加されている。したがって、自己相関回路１２が通信信号Ｄ１の１つであるＯＦＤＭ信号に対して複製信号Ｄ２をスライディング処理すると、通信信号Ｄ１であるＯＦＤＭ信号のガードインターバルシンボルと複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルの相関を行うこととなる。

自己相関回路１２が通信信号Ｄ１であるＯＦＤＭ信号に対して複製信号Ｄ２をスライディングする量Ｎが、図５ｂ）のようにＮ＜Ｎｄである場合には、通信信号Ｄ１であるＯＦＤＭ信号のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２が合致しないため、大きな相関値ピークが得られない。自己相関回路１２によるスライディング量Ｎが図５ｃ）に示すようにＮ＝Ｎｄである場合には、通信信号Ｄ１であるＯＦＤＭ信号のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２が合致するため、大きな相関値ピークが得られる。自己相関回路１２によるスライディング量Ｎが図５ｄ）に示すようにＮ＞Ｎｄである場合には、通信信号Ｄ１であるＯＦＤＭ信号のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２が合致しないため、大きな相関値ピークが得られない。

前記検出ユニットは、Ｎｄ検出回路１３と、窓生成回路１４と、データ相関回路１５と、Ｎｇ検出回路１６と、Ｎｐ検出回路１７を有している。

Ｎｄ検出回路１３は、自己相関回路１２が通信信号Ｄ１に対して複製信号Ｄ２をスライディング処理して自己相関処理を行う際に、その相関処理結果として出力される相関値ピークに着目し、自己相関回路１２による自己相関処理に基づいて出力される相関出力において、通信信号Ｄ１内に存在する同一信号成分であるガードインターバルシンボルに基づいて得られる相関値ピークを検出することにより、通信信号Ｄ１におけるデータシンボル（ＯＦＤＭデータシンボル）長Ｎｄを検出する。前記通信信号Ｄ１がＯＦＤＭ信号である場合に、ガードインターバルシンボルを含むために、ＯＦＤＭ信号に対してＮｄ検出回路１３によるデータシンボル長Ｎｄの検出が行われる。

Ｎｄ検出回路１３がＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを検出する機能について具体的に説明する。通信信号Ｄ１と複製信号Ｄ２を自己相関するための自己相関回路１２によるスライディング量Ｎが図５ａ）のようにＮ＝０である場合には、通信信号Ｄ１のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２が合致するため、図６に示すように、大きい相関値ピークＰ１が得られる。次に、自己相関回路１２が図５ｃ）に示すようにスライディング量ＮをＮ＝Ｎｄでもって、通信信号Ｄ１に対して複製信号Ｄ２をスライディング処理して自己相関処理を行うと、通信信号Ｄ１のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２が合致するため、図６に示すように、大きい相関値ピークＰ２が得られる。ここで、ガードインターバルシンボルはＯＦＤＭ信号の先頭に付加されているものであるから、スライディング量ＮがＮ＝０の場合に出力する相関値ピークＰ１と、スライディング量ＮがＮ＝Ｎｄの場合に出力する相関値ピークＰ２の間の距離は、ＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに相当する。

したがって、Ｎｄ検出回路１３は、自己相関回路１２がＮ＝０のスライディング量でスライディング処理したときの通信信号Ｄ１のガードインターバルシンボルＮｇ１と複製信号Ｄ２のガードインターバルシンボルＮｇ２の相関処理による相関値ピークＰ１の出力状況を監視し、そのデータを記憶保存する。次に、自己相関回路１２はスライデンィグ量Ｎを変更して相関処理を行うので、Ｎｄ検出回路１３は、第２番目に相関値ピークが出力されるか否かを監視し、通信信号Ｄ１内に存在する同一信号成分であるガードインターバルシンボルに基づいて得られる図６の相関値ピークＰ１，Ｐ２を検出することにより、ＯＦＤＭ信号におけるデータシンボル長Ｎｄを検出する。

さらに、Ｎｄ検出回路１３は図６に示すように、可変設定可能な閾値Ｔ１を用いて前記相関値ピークＰ１，Ｐ２を検出するようになっている。この閾値Ｔ１を用いた相関値ピークＰ１，Ｐ２を検出することにより、Ｎｄ検出回路１３によるＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを検出する精度を向上させることができるという利点がある。

窓生成回路１４は、Ｎｄ検出回路１３が検出したＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄの情報を得て、図８に示すようなＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに相当する間隔を有する対をなす相関処理用のデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２を生成する。窓生成回路１４は図７Ａ〜図７Ｂに示すように、窓サイズＳが異なるデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２を生成する機能を有している。窓生成回路１４は、２つのデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズを同時に変更する。

データ相関回路１５は、窓サイズＳを変更しながらデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出された抽出データＷ３，Ｗ４（図８参照）相互をスライディング処理して相関処理を行う機能を有している。

次に、データ相関回路１５の機能について、窓生成回路１４が３種類の窓サイズＳをもつデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２を生成する場合を例に取って具体的に説明する。

データ相関回路１５は、窓生成回路１４から生成されたデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２の情報を受取ると、これらのデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳを変更しながら通信信号Ｄ１に対して時間軸方向にスライディング処理させ、そのスライディング処理によりデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて通信信号Ｄ１から特定部位のデータを抽出し、その抽出データＷ３，Ｗ４相互を相関処理する。

データ相関回路１５がデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出した抽出データＷ３，Ｗ４相互を相関処理する場合について具体的に説明する。データ相関回路１５は、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２を通信信号Ｄ１に対して図７Ａ〜図７Ｃに示すようにスライディング処理を行い、図８に示すようにスライディング処理により通信信号Ｄ１から特定部位のデータＷ３，Ｗ４を抽出する。そして、データ相関回路１５は、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄの間隔を有するデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出した抽出データＷ３，Ｗ４を４分割して、該当するデータ同士を相関器１８_１〜１８_４に入力する。すなわち、一方の抽出データＷ３におけるNo.1のデータと、他方の抽出データＷ４におけるNo.1のデータを相関器１８_１に、一方の抽出データＷ３におけるNo.2データと、他方の抽出データＷ４におけるNo.2のデータを相関器１８_２に、一方の抽出データＷ３におけるNo.3のデータと、他方の抽出データＷ４におけるNo.3のデータを相関器１８_３に、一方の抽出データＷ３におけるNo.4のデータと、他方の抽出データＷ４におけるNo.4のデータを相関器１８_４にそれぞれ入力して、それらのデータを相関処理する。次に、データ相関回路１５は、複数の相関器１８_１〜１８_４から出力された相関結果の情報を加算器１９に入力させて、それらの出力値を加算する。なお、窓生成回路１４が生成する窓サイズＳは３種類に限られるものではなく、適宜可変設定される。また、データ相関回路１５による相関処理においても、データ相関回路１５は、３種類の窓サイズＳを変更しながら抽出データＷ３，Ｗ４の相関処理を行う場合に限られるものではない。窓サイズＳがＮ種類の場合は、図９に示すように、相関器１８_１〜１８_ｎと加算器１９を組合せた構成となる。

ここで、最初に窓生成回路１４が出力するデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳを初期値とする。先ず、この初期値のデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳが、ＯＦＤＭデータシンボルの先頭に付加されたガードインターバルシンボル長Ｎｇより小さいサイズである場合について説明する。この場合、窓生成回路１４にて生成されるデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳは図７Ａに示すように、ガードインターバルシンボル長Ｎｇより小さい（Ｓ＜Ｎｇ）ため、このデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出された抽出データＷ３，Ｗ４相互を相関処理した場合、大きな相関値ピークが得られない。

次に、窓生成回路１４が出力するデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳが、ＯＦＤＭデータシンボルの先頭に付加されたガードインターバルシンボルタ長Ｎｇと合致するサイズである場合について説明する。この場合、窓生成回路１４にて生成されるデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳは図７Ｂに示すように、ガードインターバルシンボル長Ｎｇと合致する（Ｓ＝Ｎｇ）ため、このデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出された抽出データＷ３，Ｗ４相互を相関処理した場合、大きな相関値ピークが得られる。

次に、窓生成回路１４が出力するデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳが、ＯＦＤＭデータシンボルの先頭に付加されたガードインターバルシンボル長Ｎｇより大きいサイズである場合について説明する。この場合、窓生成回路１４にて生成されるデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳは図７Ｃに示すように、ガードインターバルシンボル長Ｎｇより大きい（Ｓ＞Ｎｇ）ため、このデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出された抽出データＷ３，Ｗ４相互を相関処理した場合にも、大きな相関値ピークが得られる。

データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２間の距離は図８に示すように、一方のデータ抽出窓Ｗ１の先頭から他方のデータ抽出窓Ｗ２の先頭までの間隔の長さとして設定しているため、サイズＳがシンボル長Ｎｇ以上の場合（Ｓ＝ＮＧ，Ｓ＞Ｎｇ）のデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出されたデータＷ３，Ｗ４相互を相関処理した場合、大きな相関値ピークがそれぞれ得られる。

以上のように、Ｎｇ検出回路１６は、データ相関回路１５から出力される相関処理に基づいて、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇと合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出する。

図１０Ａに示すように、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇに合致する前（Ｓ＜Ｎｇ）までは、相関値ピークが出力されないため、相関処理結果は閾値Ｔ２より小さい。データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇに合致した場合（Ｓ＝Ｎｇ）には、大きな相関値ピークが現れ、しかも、そのピーク値は閾値Ｔ２を越える。さらに、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳをガードインターバルシンボル長Ｎｇを越えた寸法に変更した場合にも、閾値Ｔ２を越えた相関値ピークが継続して現れる。

そこで、Ｎｇ検出回路１６は図１０Ａに示すように、可変設定可能な閾値Ｔ２を用いて、抽出データＷ３，Ｗ４相互の相関処理に基づく相関値を検出する。このように閾値設定による相関値の検出を行うことにより、ガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出する精度を向上させることができるという利点を有している。

Ｎｐ検出回路１７は、前記対をなすデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２相互間の間隔が前記検出されたＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄである条件の下における、サイズＳが異なる前記データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出されたデータの相関処理結果に基づく相関値ピークの周期性と、周期性の異なる隣接する相関値ピークの距離情報を得て、ＯＦＤＭ信号におけるパイロットシンボルタ長Ｎｐを検出する機能を有している。

Ｎｐ検出回路１７の機能について詳細に説明する。Ｎｐ検出回路１７は、Ｎｇ検出回路１６にて得られたガードインターバルシンボル長Ｎｇと、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズがガードインターバルシンボル長Ｎｇであるときの相関処理結果に注目して検出処理を行う。データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズがガードインターバルシンボル長Ｎｇである条件下では、図１０Ｂに示すように、相関値ピークに２つの周期性が生じている。

２つの周期性のうち、１つの周期は図１０Ｂに示すように、隣接する相関値ピークＰ２とＰ３の間の長さをもつ周期であり、この周期は、ガードインターバルシンボル長ＮｇとＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄの和に合致する周期（Ｎｇ＋Ｎｄ）である。もう１つの周期は図１０Ｂに示すように、隣接する相関値ピークＰ３とＰ４の間の長さをもつ周期であり、この周期は、ガードインターバルシンボル長ＮｇとＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄとパイロットシンボル長Ｎｐの和（Ｎｇ＋Ｎｄ＋Ｎｐ）に合致する周期である。パイロットシンボル長Ｎｐが含まれる理由は、次の通りである。すなわち、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇよりも大きい場合には、図１Ａに示すＯＦＤＭ信号フレームの後尾に位置するパイロットシンボルに連なるガードインターバルシンボルの位置に対応して相関値ピークＰ４が現れるためである。

Ｎｐ検出回路１７は、窓生成回路１４が生成したデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳに関する情報、すなわち、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇに合致するというサイズ情報と、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇを越えているというサイズ情報と、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２とガードインターバルシンボルタ長Ｎｇが合致した際に得られる相関値ピークの情報を得て、上述した２つの周期性を検出する。

すなわち、Ｎｐ検出回路１７は、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇに合致するというサイズ情報と、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２とガードインターバルシンボル長Ｎｇが合致した際に得られる相関値ピークの情報に基づいて、Ｎｇ＋Ｎｄの長さをもつ周期性を検出する。さらに、Ｎｐ検出回路１７は、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇを越えているというサイズ情報と、データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２とガードインターバルシンボル長Ｎｇが合致した際に得られる相関値ピークの情報に基づいて、Ｎｇ＋Ｎｄ＋Ｎｐの長さをもつ周期性を検出する。

さらに、Ｎｐ検出回路１７は図１０Ｂに示すように、前記検出した２つの周期性における相関値ピークＰ３，Ｐ４，Ｐ５に対して可変設定可能な閾値Ｔ３を用いて、その閾値Ｔ３を越えた値の相関値ピークＰ３，Ｐ４，Ｐ５を検出し、その検出した相関値ピークのうち、閾値Ｔ４を越えた隣接する相関値ピークＰ４，Ｐ５間の距離（スライディング量）に基づいて、頻度ヒストグラムを作成する。その頻度ヒストグラムの一例を図１０Ｃに示す。

図１０Ｃにおいて、第１の相関値ピークＸ１は、Ｎｇ＋Ｎｄの周期で生じる相関値ピークＰ４（図１０Ｂ）に対応したものであり、第２の相関値ピークＸ２は、Ｎｇ＋Ｎｄ＋Ｎｐの周期で生じる相関値ピークＰ５（図１０Ｃ）に対応したものである。

Ｎｐ検出回路１７は、Ｎｇ＋Ｎｄの周期の相関値ピークＰ３を基準として、相関値ピークＰ４までのスライディング量と、相関値ピークＰ５までのスライディング量を計測し、周期の異なる相関値ピークＰ３−Ｐ４の距離情報を得る。この隣接する相関値ピークＰ３−Ｐ４の距離情報は、第２の相関値ピークＸ２に相当するものであり、Ｎｇ＋Ｎｄ＋Ｎｐの周期の長さに相当する。

Ｎｐ検出回路１７は上記距離情報を得た後、その距離情報と、ＯＦＤＭ信号のパラメータのうち、前述までに検出されたガイドインターバル長Ｎｇ、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを用いて、次式（１）によりパイロットシンボル長Ｎｐを検出する。
Ｎｐ＝Ｘ２−（Ｎｇ＋Ｎｄ）（１）

以上のように、検出ユニットは、通信信号Ｄ１がＯＦＤＭ信号である場合におけるデータシンボル長、ガードインターバルシンボル長及びパイロットシンボル長を検出することとなる。

ここで、未知の通信信号Ｄ１について考察する。未知の通信信号Ｄ１には、図１２ａ）に示すＯＦＤＭ信号、図１２ｂ）に示すディジタル変調信号、図１２ｃ）に示すアナログ変調信号が含まれる。これらの信号の特性に着目すると、図１２ａ）に示すＯＦＤＭ信号は、パイロットシンボルＰが先頭に付加され、ガイドインターバルシンボルＧがパイロットシンボルＰに続くデータシンボルＴの先頭に付加されている。そして必要な数のデータシンボルＴが連続した後に再度パイロットシンボルＰが付加され、同様にガードインターバルシンボルＧを備えたデータシンボルＴが連続した信号構造に構成されている。

これに対して、図１２ｂ）に示すディジタル変調信号は、パイロットシンボルＰが先頭に付加され、一定長のデータシンボルＴが連続し、再度パイロットシンボルＰが付加される信号構造に構成されている。ディジタル変調信号の場合、データシンボルＴの内部構造は、データがＯＦＤＭ信号のように整然として配列しているのではなく、ランダムに配列されている。

また、図１２ｃ）に示すアナログ変調信号は、パイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧが備えられておらず、一定長のデータシンボルＴのみからなる信号構造である。

これらの通信信号Ｄ１に対する複製信号Ｄ２を相関信号生成回路１１により生成し、その通信信号Ｄ１に対して複製信号Ｄ２を自己相関処理回路１２によりスライディング処理をして自己相関処理を行うと、図１２ｄ），ｅ），ｆ）のような相関結果が得られる。

すなわち、図１２ｄ）に示すように、ＯＦＤＭ信号の場合、パイロットシンボルＰの位置で相関値ピークＰ０が現れ、かつガードインターバルシンボルＧの位置で相関値ピークＧ０が現れる。図１２ｅ）に示すように、ディジタル変調信号の場合、パイロットシンボルＰの位置で相関値ピークＰ０が現れるが、ガードインターバルシンボルを備えていないため、この相関値ピークＰ０のみが現れる。図１２ｆ）に示すように、アナログ変調信号の場合、いずれの相関値ピークも現れない。したがって、図１２ａ）〜ｃ）に示す信号構造から明らかなように図１３に示すように、ＯＦＤＭ信号とディジタル信号は、パイロットシンボルＰを備えているという特性の点に共通性があり、ガードインターバルシンボルＧを備えていないという特性の点に相違性がある。また、アナログ変調信号は、パイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧを備えていないという特性の点に、ＯＦＤＭ信号及びディジタル変調信号と相違性がある。

識別回路１８は、前記検出ユニットから出力される通信信号Ｄ１のパイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧに関する情報を入力として、未知の通信信号Ｄ１の変調方式を識別する機能を有している。具体的に説明すると、識別回路１８は、検出ユニットから図１２ｄ）に示す波形の信号が入力すると、その未知の通信信号をＯＦＤＭ信号として識別する。識別回路１８は、検出ユニットから図１２ｅ）に示す波形の信号が入力すると、その未知の通信信号をディジタル変調信号として識別する。識別回路１８は、検出ユニットから図１２ｆ）に示す波形の信号が入力すると、その未知の通信信号をアナログ変調信号として識別する。

なお、本発明の実施形態では、識別回路１８は、ＯＦＤＭ信号，ディジタル変調信号及びアナログ変調信号に対する変調方式の識別機能のみを付加した場合について説明したが、これに限られるものではない。識別回路１８に、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当りのデータシンボル数Ｍを検出する機能を付加してもよいものである。具体的に説明すると、識別回路１８は、前記検出されたデータシンボル長Ｎｄ，ガードインターバルシンボル長Ｎｇに基づいて直交周波数多重変調信号のフレーム長Ｌを得て、得られた前記各シンボル長Ｎｇ，Ｎｄ，Ｎｐの通信パラメータを参照して、直交周波数多重変調信号の１フレーム当りのデータシンボル数Ｍを検出する機能を有している。

前述までの処理によって、ＯＦＤＭ信号のパラメータの内、パイロットシンボル長Ｎｐ、ガードインターバルシンボル長Ｎｇ及びＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄが検出されることとなる。ここで、図１１から明らかなように、ＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、短周期Ｎｇ＋Ｎｄで生じる相関値ピークＰ１から長周期Ｎｄ＋Ｎｇ＋Ｎｐで生じる相関値ピークＰ５までの長さに相当する。したがって、図１１に示す関係からＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌを算出する。

具体的に説明する。図１Ａにおいては、先頭のパイロットシンボルＰＳ１から後尾のパイロットシンボルＰＳ２までの長さをＯＦＤＭ信号のフレーム長として説明したが、本発明の実施形態では、スライディング処理を行うため、先頭のパイロットシンボルＰＳ１に続くガードインターバルシンボルＧ１から後尾のパイロットシンボルＰＳ２までの長さをＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌとしている。図１Ａと図１１におけるＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、ＯＦＤＭ信号のフレーム構造からして同一長である。

本発明の実施形態においては、スライディング処理を行って相関処理を行うため、ガードインターバルシンボルＧ１の先頭位置で相関値ピークＰ１が検出され、その後に相関値ピークが後続のガートインターバルシンボルＧ２，Ｇ３の位置、後尾のパイロットシンボルＰＳ２に続くガードインターバルシンボルＧ４の位置でそれぞれ検出される。図１１に示す例では、先頭の相関値ピークＰ１と後尾の相関値ピークＰ５の間の長さがＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌに相当する。すなわち、Ｍ検出回路１８は、相関値ピークＰ１とＰ３の間、Ｐ３とＰ４の間及びＰ４とＰ５の間におけるスライディング量から、ＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌを算出する。次に、Ｍ検出回路１８は、フレーム長Ｌの情報に基づいて、１フレーム当りのデータシンボル数Ｍを検出する。

ＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数がＭである場合に、次式（２）のように表される。
Ｌ＝Ｍ（Ｎｇ＋Ｎｄ）＋Ｎｐ（２）
式（２）から、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数Ｍは、
Ｍ＝（Ｌ−Ｎｐ）／（Ｎｇ＋Ｎｄ）（３）
として表される。
上述したようにＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、検出されているから、式（３）に基づいて、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数Ｍを算出する。

次に、本発明の実施形態に係る変調方式識別装置１０を用いて、受信した未知の通信信号Ｄ１の変調方式を識別する方法について説明する。

図１２に示すように、未知の通信信号Ｄ１には、パイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧを備えたＯＦＤＭ信号、パイロットシンボルＰのみを備えたディジタル変調信号、いずれのシンボルも備えていないアナログ変調信号が含まれる。これらの通信語信号Ｄ１を受信する際には、受信側では既知情報を持たずに受信することとなる。未知の通信信号Ｄ１のうち、複雑な信号構造を備えたＯＦＤＭ信号に特化して、通信信号Ｄ１に含まれるパイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧを検出する場合を説明する。

図１Ａに示すように、ＯＦＤＭ信号は、時間軸方向の先頭と最後尾にパイロットシンボルが位置し、それらのパイロットシンボル間に、複数組のガードインターバルシンボルとＯＦＤＭデータシンボルが配列されている。図１Ａに示すＯＦＤＭデータシンボルの先頭には、図１Ｂに示すように送信データであるＯＦＤＭデータシンボルの一部をコピーしたガードインターバルシンボルが付加されている。前記ガードインターバルシンボルは、送信信号の直交性をマルチキャリアによる影響から保護すると共に、直高周波多重変調信号を復調処理する際の同期に使用されるＯＦＤＭ信号に特有の信号構造である。

本発明の実施形態は、ＯＦＤＭ信号の各信号パラメータを検出するにあたって、ガードインターバルシンボルの周期性を利用し、ＯＦＤＭ信号におけるＯＦＤＭデータシンボルのデータ長Ｎｄを検出し、この検出したＯＦＤＭデータシンボルのデータ長Ｎｄに基づいて他のパラメータを検出することを特徴とするものである。以下、具体的に説明する。

図４において、受信したＯＦＤＭ信号に対して、最初にＯＦＤＭデータシンボルのデータ長Ｎｄを検出するための処理を実施する（ステップ１０１〜１０４）。その後、得られたＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに基づき、パイロットシンボル長Ｎｐ、ガードインターバルシンボル長Ｎｇ及びデータシンボル数Ｍを検出するための処理を実施する（ステップ１０５〜１０９）。

先ず、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを検出する処理（ステップ１０１〜１０４）について説明する。ＯＦＤＭ信号を受信した際に、相関信号複製回路１１は、受信したＯＦＤＭ信号に基づいて相関用信号を複製する（ステップＳ１０１）。具体的には、相関信号複製回路１１は、受信したＯＦＤＭ信号をコピーして、このコピーしたＯＦＤＭ信号を相関用信号として生成する。

複製された相関用複製信号を受取ると、自己相関回路１２は図５に示すように、ＯＦＤＭ信号である通信信号Ｄ１に対して前記複製信号を時間軸方向にスライディング処理させる（ステップ１０２）。

自己相関回路１２は図５ａ）に示すように、スライディング量Ｎを０に設定してスライディング処理を行い、図５ａ）に示すスライディング量Ｎが０である複製信号Ｄ２と通信信号Ｄ１の相関処理を行い（ステップ１０３）、その相関処理されたデータをＮｄ検出回路１３に出力する。Ｎｄ検出回路１３は、自己相関回路１２の相関処理結果を受取って、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関値チークを検出する（ステップ１０４）。この場合、スライディング量Ｎは０に設定されているため、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２は図５ａ）に示すように完全に一致するため、大きい相関値ピークとなる。

ステップ１０２において、自己相関回路１２は、スライディング量Ｎを初期値の０から、Ｎ＜Ｎｄ，Ｎ＝Ｎｄ，Ｎ＞Ｎｄに可変設定してスライディング処理を行う。ステップ１０３において、自己相関回路１２は、図５ｂ）、ｃ）、ｄ）に示すスライディング量ＮがＮ＜Ｎｄ，Ｎ＝Ｎｄ，Ｎ＞Ｎｄに可変設定された相関用信号Ｄ２と通信信号Ｄ１の相関処理を逐次行い、ステップ１０４において、Ｎｄ検出回路１３は、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関値を算出する。ここで、ＯＦＤＭ信号の特徴として、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＯＦＤＭデータシンボルの一部をコピーした信号が、ガードインターバルシンボルとしてＯＦＤＭデータシンボルの先頭に付加されている。したがって、このガードインターバルシンボル同士での相関処理結果としては、大きなピークをもつ相関値が得られる。

具体的に説明する。図５ｂ）に示すスライディング量ＮがＮ＜Ｎｄの場合は、無相関信号に対する相関処理となるため、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関処理による相関値のピークは検出されない。図５ｃ）に示すスライディング量ＮがＮ＝Ｎｄの場合は、ガードインターバルシンボル同士の相関処理となるので、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関処理による相関値ピークとして、大きなピークをもつ相関値が検出される。図５ｄ）に示すスライディング量ＮがＮ＞Ｎｄの場合は、再び無相関信号に対する相関処理となるため、通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関処理による相関値のピークは検出されない。

以上のように、自己相関回路１２がスライディング量Ｎを逐次可変設定（Ｎ＝０，Ｎ＜Ｎｄ，Ｎ＞Ｎｄ）してスライディング処理を行って、可変設定されたスライディング量にもつ相関用信号Ｄ２と通信信号Ｄ１の相関処理を行う。その相関処理されたデータを受取って、Ｎｄ検出回路１３が通信信号Ｄ１と相関用信号Ｄ２の相関値ピークを検出すると、図６に示すように、スライディング量Ｎが０である場合と、スライディング量ＮがＮｄである場合とにおいて相関値のピークが検出される。

図６から明らかなように、相関値ピークを示すスライディング量Ｎが０とスライディング量ＮがＮｄの間の距離は、図１ＡのＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに相当する。すなわち、相関値が大きなピークを示す相関ピーク相互間のスライディング量はＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄと一致するので、Ｎｄ検出回路１３は、前記相関ピーク相互間のスライディング量をＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄとして検出する。なお、図６は、横軸にスライディング量Ｎを取り、縦軸に相関処理の結果による相関値ピークを取っており、スライディング量をパラメータとしたときの相関処理の結果による相関値ピークの変化を示している。

本発明の実施形態は、以上説明した処理により、既知情報を有しないＯＦＤＭ信号に基づいて、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを検出することができる。

次に、得られたＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに基づき、ガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出するための処理について説明する。

ステップ１０５において、窓生成回路１４は、Ｎｄ検出回路１３が検出したＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄの情報を得て、図８に示すようなＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに相当する間隔を有する対をなす相関処理用のデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２を生成する（データ抽出窓生成処理）。

ステップ１０６において、データ相関回路１５は、窓生成回路１４から生成されたデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２の情報を受取ると、これらのデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳを変更しながら通信信号Ｄ１に対して時間軸方向にスライディング処理させ、ステップ１０７において、データ相関回路１５は、前記スライディング処理によりデータ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて通信信号Ｄ１から特定部位のデータを抽出し、その抽出データＤ３，Ｄ４相互を相関処理する。

ステップ１０８において、Ｎｇ検出回路１６は、データ相関回路１５から出力される相関処理に基づいて、前記データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２のサイズＳがガードインターバルシンボル長Ｎｇと合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出する。

ステップ１０９において、Ｎｐ検出回路１７は、前記データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２相互間の距離が前記検出されたＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄであることを条件として、前記データ抽出窓Ｗ１，Ｗ２にて抽出されたデータＷ３，Ｗ４の相関処理に基づいて閾値以上の相関値ピークを検出することにより、パイロットシンボルＮｐを検出する。

すなわち、Ｎｐ検出回路１７は、ＯＦＤＭ信号のパラメータのうち、前述までに検出されたガイドインターバル長Ｎｇ、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを用いて、次式（１）によりパイロットシンボル長Ｎｐを検出する。
Ｎｐ＝Ｘ２−（Ｎｇ＋Ｎｄ）（１）

ステップ１０９において、検出回路１８は、前記検出されたデータシンボル長Ｎｄ，ガードインターバルシンボル長Ｎｇ及びパイロットシンボル長Ｎｐに基づいて直交周波数多重変調信号のフレーム長Ｌを検出し、得られた前記通信パラメータを参照して、直交周波数多重変調信号の１フレーム当りのデータシンボル数Ｍを検出する。

具体的に説明すると、前述までの処理によって、ＯＦＤＭ信号のパラメータの内、パイロットシンボル長Ｎｐ、ガードインターバルシンボル長Ｎｇ及びＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄが検出されることとなる。ここで、図１１から明らかなように、ＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、短周期Ｎｇ＋Ｎｄで検出される相関値ピークから長周期Ｎｄ＋Ｎｇ＋Ｎｐで検出される相関値ピークまでの長さに相当する。したがって、図１１に示す関係からＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌを算出する。

ＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数がＭである場合に、次式（２）のように表される。
Ｌ＝Ｍ（Ｎｇ＋Ｎｄ）＋Ｎｐ（２）
式（２）から、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数Ｍは、
Ｍ＝（Ｌ−Ｎｐ）／（Ｎｇ＋Ｎｄ）（３）
として表される。
上述したようにＯＦＤＭ信号のフレーム長Ｌは、検出されているから、式（３）に基づいて、検出回路１８は、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当たりのデータシンボル数Ｍを算出する。

以上のように本発明の実施形態においては、受信されたＯＦＤＭ信号に対して、ガードインターバルシンボルの周期性を利用して、相関処理によりＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄを検出し、更に、ＯＦＤＭデータシンボル長Ｎｄに従い、窓サイズが可変なデータ抽出窓を使用し、スライディング処理を実施しながら相関値の検出を行うことにより、ガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出する。更に、ガードインターバルシンボル長Ｎｇに従い、スライディング量対相関値結果により、２つの特定の周期を算出することにより、パイロットシンボル長Ｎｐ、ＯＦＤＭ信号の１フレーム当りのＯＦＤＭデータシンボルの多重数Ｍを検出している。

以上の工程から明らかなように、図１２ｄ）に示すように、ＯＦＤＭ信号の場合、パイロットシンボルＰの位置で相関値ピークＰ０が現れ、かつガードインターバルシンボルＧの位置で相関値ピークＧ０が現れる。図１２ｅ）に示すように、ディジタル変調信号の場合、パイロットシンボルＰの位置で相関値ピークＰ０が現れるが、ガードインターバルシンボルを備えていないため、この相関値ピークＰ０のみが現れる。図１２ｆ）に示すように、アナログ変調信号の場合、いずれの相関値ピークも現れない。したがって、図１２ａ）〜ｃ）に示す信号構造から明らかなように図１３に示すように、ＯＦＤＭ信号とディジタル信号は、パイロットシンボルＰを備えているという特性の点に共通性があり、ガードインターバルシンボルＧを備えていないという特性の点に相違性がある。また、アナログ変調信号は、パイロットシンボルＰ及びガードインターバルシンボルＧを備えていないという特性の点に、ＯＦＤＭ信号及びディジタル変調信号と相違性がある。

以上の説明では図１Ａ及び図１Ｂに示すように、前記多重変調信号は、前記データシンボルの一部をコピーした信号を、前記データシンボルの先頭に前記ガードインターバルシンボルとして付加し、かつ前記ガードインターバルシンボルの前方にパイロットシンボルを付加した信号構造であり、この多重変調信号から通信パラメータを検出する場合について説明したが、これに限られるものではない。

すなわち、前記データシンボルの一部をコピーした信号を、前記データシンボルの先頭に前記ガードインターバルシンボルとして付加した信号構造である多重変調信号の場合、パイロットシンボルが前記データシンボル内に組込まれる場合もある。この場合には、パイロットシンボルがパイロット信号としての機能を発揮し得ない。この場合、通信パラメータとして、多重変調信号におけるデータシンボル長Ｎｄ及びガードインターバルシンボル長Ｎｇを検出する処理に止めればよいものである。

また、本発明の実施形態に係る変調方式識別装置は図３に示すようにハードウェアの装置として構築したが、図４に示す処理を行う図３の変調方式識別装置の機能をコンピュータに実行させるようにしてもよいものである。その場合、コンピュータに組込む通信パラメータ検出用プログラムは、次のような構成に構築する。

すなわち、未知の通信信号の変調方式を識別するための変調方式信号識別装置を構成するコンピュータに、未知の通信信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する機能と、前記未知の通信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う機能と、前記自己相関処理による相関値出力に基づいて前記通信信号のパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルに関する情報を検出する機能と、前記通信信号のパイロットシンボルとガイドインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記未知の通信信号の変調方式を識別する機能を実行させる構成として構築する。

さらに、前記パイロットシンボルに関する情報に基づいて、直交周波数多重変調信号及びディジタル変調信号とアナログ変調信号を識別する機能を実行させる。さらに、前記ガードインターバルシンボルに関する情報に基づいて、前記直交周波数多重変調信号と前記ディジタル変調信号を識別する機能を実行させる。

（実施形態２）
図１４及び図１５は、本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ変調信号同期復調装置の一実施形態を示し、図１４は機能ブロック図であり、図１５は動作を示すフローチャートである。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、図３及び図４と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。

本発明の実施形態に係る直交周波数変調信号の同期復調装置２０は、図３に示す直交周波数変調信号の変調方式識別装置１０に、変調方式識別装置１０によって得られたＯＦＤＭ信号パラメータに基づき受信信号の同期復調処理を実現する同期復調回路２１を付加したものである。同期復調回路２１自体は従来のものと変わらない。しかし、使用するＯＦＤＭ信号パラメータは、既知の情報ではなく、図３に示す変調方式識別装置１０によって得られたものである。つまり、変調方式識別装置１０によって得られた検出結果を用いることにより、受信した未知パラメータのＯＦＤＭ信号に対する復調処理を可能としている。

本発明の実施形態に係る直交周波数変調信号の同期復調装置２０は図１４に示すように基本的構成として、直交周波数多重変調信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する相関信号生成回路１１と、前記直交周波数多重変調信号である受信信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う自己相関回路１２と、前記自己相関処理に基づいて出力される相関値出力において、前記受信信号内に存在する同一信号成分であるガードインターバルシンボルに基づいて得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるデータシンボル長を検出するＮｄ検出回路１３と、前記検出されたデータシンボル長に相当する間隔を有する対をなす相関処理用のサイズの異なるデータ抽出窓を生成する窓生成回路１４と、窓サイズを変更しながらスライディング処理により前記データ抽出窓にて抽出された抽出データ相互を相関処理するデータ相関回路１５と、前記抽出データ相互の相関処理に基づいて、ガードインターバルシンボル長と窓サイズが合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長を検出するＮｇ検出回路１６と、前記対をなすデータ抽出窓間の間隔が前記データシンボル長である条件の下における、サイズが異なる前記データ抽出窓にて抽出されたデータの相関処理結果に基づく相関値ピークの周期性と、周期性の異なる隣接する相関値ピークの距離情報を得て、多重変調信号におけるパイロットシンボル長を検出するＮｐ検出回路１７と、前記検出されたデータシンボル長，前記ガードインターバルシンボル長及び前記パイロットシンボル長に基づいて多重変調信号のフレーム長を得て、前記各シンボル長の通信パラメータを参照して、多重変調信号の１フレーム当りのデータシンボル数を検出するＭ検出回路１８と、前記得られた通信パラメータにより、直交周波数多重変調信号を同期復調する同期復調回路２１を有する構成として構築する。

なお、上記各実施形態は、言うまでもなく、本発明を限定するものではない。例えば、各機能の分離併合による配分又は各手順の前後入替えなどの変更は、上記機能を満たす限り自由である。

以上説明したように本発明によれば、未知の通信信号が備えている特性、すなわちパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルを検出して、ＯＦＤＭ信号、ディジタル変調信号及びアナログ変調信号を、事前情報無しで、ブラインド処理にて識別することができる。

図１Ａは直交周波数多重変調信号のフレーム構造の一例を示す説明図である。図１Ｂはガードインターバルシンボルを示す説明図である。ガードインターバルシンボルを用いた従来の同期処理を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る直交周波数多重変調信号の変調方式識別装置を示す機能ブロック図である。図１に示す直交周波数多重変調信号の変調方式識別装置の動作を示すフローチャートである。図４におけるスライディング処理１０２及び相関処理１０３を示す説明図である。図４における相関ピーク検出処理１０４を示す説明図である。図４におけるスライディング処理１０６及び相関処理１０７を示す説明図である。図４において、３種類の窓サイズをもつデータ抽出窓を用いて相関処理を行う場合を説明する説明図である。図４において、Ｎ種類の窓サイズをもつデータ抽出窓を用いて相関処理を行う場合を説明する説明図である。図１０Ａは図７におけるデータ抽出窓をパラメータとしたときの相関処理結果を示す特性図である。図１０Ｂは図７における窓サイズがガードインターバルシンボル長に一致するときの相関ピークの周期を示す特性図である。図１０Ｃは図４における相関ピーク検出処理で得られた相関ピーク周期の頻度ヒストグラムを示す特性図ある。複数の直交周波数多重変調信号フレームを有する信号に対する図１０Ｂの相関処理結果を示す特性図である。図１２ａ），ｂ），ｃ）は、本発明の実施形態にて識別可能な、直交周波数多重変調信号及びディジタル変調信号並びにアナログ変調信号の特性を示す図、図１２ｄ），ｅ），ｆ）は、相関処理して出現したパイロットシンボル及びガードインターバルシンボルを示す特性図である。直交周波数多重変調信号及びディジタル変調信号並びにアナログ変調信号の共通点及び相違点を表に纏めた図である。本発明の実施形態に係る直交周波数多重変調信号の同期復調装置を示す機能ブロック図である。図１４に示す直交周波数多重変調信号の同期復調装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０変調方式識別装置
１１相関信号複製回路
１２自己相関回路
１３Ｎｄ検出回路
１４窓生成回路
１５データ相関回路
１６Ｎｇ検出回路
１７Ｎｐ検出回路
１８検出回路

Claims

信号フレームの先頭にパイロットシンボルが配置され、そのパイロットシンボルに続いてＯＦＤＭデータシンボルが複数配置され、前記複数のＯＦＤＭデータシンボルの先頭にガードインターバルシンボルがそれぞれ配置されたＯＦＤＭ信号の多重変調方式を識別する変調方式識別装置において、
未知の前記ＯＦＤＭ信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する相関信号生成回路と、
前記未知の前記ＯＦＤＭ信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う自己相関回路と、
前記自己相関処理に基づいて出力される相関値出力において、前記ＯＦＤＭ信号内に存在する前記パイロットシンボルと前記ガードインターバルシンボルに基づいて得られる相関値ピークを検出して、直交周波数多重変調信号におけるデータシンボル長を算出するＮｄ算出回路と、
前記検出されたデータシンボル長に相当する間隔を有する対をなす相関処理用の窓サイズの異なるデータ抽出窓を生成する窓生成回路と、
前記窓サイズを変更しながらスライディング処理により前記データ抽出窓にて抽出された抽出データ相互を相関処理するデータ相関回路と、
前記抽出データ相互の相関処理に基づいて、前記ガードインターバルシンボル長と前記窓サイズとが合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長を算出するＮｇ算出回路と、
前記対をなすデータ抽出窓間の間隔が前記データシンボル長である条件の下における、サイズが異なる前記データ抽出窓にて抽出されたデータの相関処理結果に基づく相関値ピークの周期性と、周期性の異なる隣接する相関値ピークの距離情報を得て、直交周波数におけるパイロットシンボル長を算出するＮｐ算出回路と、
前記算出された前記パイロットシンボル長及び前記ガードインターバルシンボル長に基づいて、未知のガードインターバル長のガードインターバルシンボルと未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルとが付加された直交周波数多重変調信号、ガードインターバルシンボルは付加されずに未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルのみが付加されたディジタル変調信号、ガードインターバルシンボルとパイロットシンボルのいずれも付加されていないアナログ変調信号とを識別する識別回路とを有することを特徴とする変調方式識別装置。
前記Ｎｄ算出回路は、可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークを検出する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の変調方式識別装置。
前記Ｎｇ算出回路は、可変設定可能な閾値を用いて、前記抽出データ相互間の相関処理に基づく相関値を検出する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の変調方式識別装置。
前記Ｎｐ算出回路は、可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークの周期性を得る機能を有することを特徴とする請求項１に記載の変調識別装置。
信号フレームの先頭にパイロットシンボルが配置され、そのパイロットシンボルに続いてＯＦＤＭデータシンボルが複数配置され、前記複数のＯＦＤＭデータシンボルの先頭にガードインターバルシンボルがそれぞれ配置されたＯＦＤＭ信号の多重変調方式を識別する変調方式識別方法において、
未知の前記ＯＦＤＭ信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成し、
前記未知の前記ＯＦＤＭ信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行い、
前記自己相関処理に基づいて出力される相関値出力において、前記ＯＦＤＭ信号内に存在する前記パイロットシンボルと前記ガードインターバルシンボルに基づいて得られる相関値ピークを検出して、直交周波数多重変調信号におけるデータシンボル長を算出し、
前記検出されたデータシンボル長に相当する間隔を有する対をなす相関処理用の窓サイズの異なるデータ抽出窓を生成し、
前記窓サイズを変更しながらスライディング処理により前記データ抽出窓にて抽出された抽出データ相互を相関処理し、
前記抽出データ相互の相関処理に基づいて、前記ガードインターバルシンボル長と前記窓サイズとが合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長を算出し、
前記対をなすデータ抽出窓間の間隔が前記データシンボル長である条件の下における、サイズが異なる前記データ抽出窓にて抽出されたデータの相関処理結果に基づく相関値ピークの周期性と、周期性の異なる隣接する相関値ピークの距離情報を得て、直交周波数におけるパイロットシンボル長を算出し、
前記算出された前記パイロットシンボル長及び前記ガードインターバルシンボル長に基づいて、未知のガードインターバル長のガードインターバルシンボルと未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルとが付加された直交周波数多重変調信号、ガードインターバルシンボルは付加されずに未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルのみが付加されたディジタル変調信号、ガードインターバルシンボルとパイロットシンボルのいずれも付加されていないアナログ変調信号とを識別することを特徴とする変調方式識別方法。
可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークを検出することを特徴とする請求項５に記載の変調方式識別方法。
可変設定可能な閾値を用いて、前記抽出データ相互間の相関書入に基づく相関値を検出することを特徴とする請求項５に記載の変調方式識別方法。
可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークの周期性を得ることを特徴とする請求項５に記載の変調識別方法。
信号フレームの先頭にパイロットシンボルが配置され、そのパイロットシンボルに続いてＯＦＤＭデータシンボルが複数配置され、前記複数のＯＦＤＭデータシンボルの先頭にガードインターバルシンボルがそれぞれ配置されたＯＦＤＭ信号の多重変調方式を識別する制御を行う変調方式識別プログラムにおいて、
変調方式信号識別装置を構成するコンピュータに、
未知の前記ＯＦＤＭ信号に基づいて相関処理用の複製信号を生成する機能と、
前記未知の前記ＯＦＤＭ信号に対して前記複製信号をスライディング処理して自己相関処理を行う機能と、
前記自己相関処理に基づいて出力される相関値出力において、前記ＯＦＤＭ信号内に存在する前記パイロットシンボルと前記ガードインターバルシンボルに基づいて得られる相関値ピークを検出して、直交周波数多重変調信号におけるデータシンボル長を算出する機能と、
前記検出されたデータシンボル長に相当する間隔を有する対をなす相関処理用の窓サイズの異なるデータ抽出窓を生成する機能と、
前記窓サイズを変更しながらスライディング処理により前記データ抽出窓にて抽出された抽出データ相互を相関処理する機能と、
前記抽出データ相互の相関処理に基づいて、前記ガードインターバルシンボル長と前記窓サイズとが合致した際に得られる相関値ピークを検出することにより、直交周波数多重変調信号におけるガードインターバルシンボル長を算出する機能と、
前記対をなすデータ抽出窓間の間隔が前記データシンボル長である条件の下における、サイズが異なる前記データ抽出窓にて抽出されたデータの相関処理結果に基づく相関値ピークの周期性と、周期性の異なる隣接する相関値ピークの距離情報を得て、直交周波数におけるパイロットシンボル長を算出する機能と、
前記算出された前記パイロットシンボル長及び前記ガードインターバルシンボル長に基づいて、未知のガードインターバル長のガードインターバルシンボルと未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルとが付加された直交周波数多重変調信号、ガードインターバルシンボルは付加されずに未知のパイロットシンボル長のパイロットシンボルのみが付加されたディジタル変調信号、ガードインターバルシンボルとパイロットシンボルのいずれも付加されていないアナログ変調信号とを識別する機能とを実行させることを特徴とする変調方式識別プログラム。
前記コンピュータに、可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークを検出する機能を実行させることを特徴とする請求項９に記載の変調方式識別プログラム。
前記コンピュータに、可変設定可能な閾値を用いて、前記抽出データ相互間の相関書入に基づく相関値を検出する機能を実行させることを特徴とする請求項９に記載の変調方式識別プログラム。
前記コンピュータに、可変設定可能な閾値を用いて前記相関値ピークの周期性を得る機能を実行させることを特徴とする請求項９に記載の変調識別プログラム。