(57)【要約】【課題】遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下でも受信信号の同期位置を効率良く検出することができる信号同期装置および信号同期方法を提供する。【解決手段】信号同期装置１は、信号判定部１１で、原信号Ａ（ｔ）を硬判定して受信信号Ｉ（ｔ）を出力し、原信号の振幅と受信信号の振幅との差分の絶対値に基づく判定誤差信号Ｊ（ｔ）を出力し、合致検出部１２で、受信信号系列と既知信号系列との一致度を表す合致信号Ｅ（ｔ）を出力する。所定信号発生部１３から出力される状態信号Ｃ（ｔ）と判定誤差信号Ｊ（ｔ）と合致信号Ｅ（ｔ）とに基づいて、信号保持部１４で、前記所定の時間区間内で合致信号Ｅ（ｔ）が最大となるときの時刻を表す保持信号Ｐ（ｔ）を出力し、保持信号Ｐ（ｔ）と状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて、信号選択部１８で、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を決定し、同期検出信号Ｓ（ｔ）を出力する。【選択図】図１
2010278483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の既知信号で構成される既知信号系列が１回または２回以上連続して繰返し挿入されている原信号を受信して通信を行う受信装置における前記原信号から得られる受信信号の同期位置を検出するための信号同期装置であって、
前記原信号を硬判定して前記受信信号を出力するとともに、前記原信号の振幅と前記受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値を判定誤差信号として出力する信号判定部と、
前記既知信号系列を予め保持し、所定の時間区間内に得られる前記受信信号で構成される受信信号系列と前記既知信号系列との一致度合を表す合致信号を出力する合致検出部と、
前記所定の時間区間を表す状態信号として、有効状態であることを表す有効信号と無効状態であることを表す無効信号とを交互に発生して出力する所定信号発生部と、
前記判定誤差信号と前記合致信号と前記状態信号とに基づいて、前記所定の時間区間内で前記合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号を出力する信号保持部と、
前記保持信号と前記状態信号とに基づいて、前記受信信号の同期位置を決定し、前記受信信号の同期位置を表す同期検出信号を出力する信号選択部とを備えることを特徴とする信号同期装置。
【請求項２】
前記信号判定部は、
前記原信号が所定の閾値を超える場合、所定の第１状態値を前記受信信号として出力し、前記原信号が前記所定の閾値以下である場合、所定の第２状態値を前記受信信号として出力する受信信号出力手段と、
前記原信号の振幅と前記受信信号の振幅との差分の絶対値を前記所定の閾値で正規化した値を所定の回数で平均化した値を前記判定誤差信号として出力する誤差信号出力手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号同期装置。
【請求項３】
前記信号保持部は、
前記有効状態になった時点からの有効経過時間を表す信号を出力する時間更新部と、
前記所定の時間区間内に出力された前記合致信号の最大値を計数値として保持する計数値更新部と、
前記所定の時間区間内で前記合致信号が最大となるときの時刻を保持値として保持する保持値更新部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の信号同期装置。
【請求項４】
前記合致検出部は、
前記所定の時間区間内に得られる前記受信信号を同時に処理可能に変換し、得られた変換信号で構成される変換信号系列を出力する変換部と、
前記既知信号系列を予め保持し、出力する系列発生部と、
前記変換信号系列と前記既知信号系列とを比較して、その比較結果を比較結果信号として出力する比較部と、
前記比較結果信号の値と所定の判定基準値とを比較し、その比較結果を前記合致信号として出力する判定器とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の信号同期装置。
【請求項５】
前記比較部は、前記変換信号系列と前記既知信号系列との排他的論理和を演算し、その演算結果に基づいて算出される値を前記比較結果信号として出力することを特徴とする請求項４に記載の信号同期装置。
【請求項６】
前記判定器は、前記比較結果信号の値を前記判定基準値から減算した値を前記合致信号として出力する減算器を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の信号同期装置。
【請求項７】
前記判定器は、
前記比較結果信号の値を前記判定基準値から減算した値を出力信号として出力する減算器と、
前記減算器からの出力信号と、前記減算器からの出力信号を所定時間だけ遅延させて得られる遅延信号とを比較し、その比較結果を前記合致信号として出力する比較判定部とを備えることを特徴とする請求項４または５に記載の信号同期装置。
【請求項８】
前記時間更新部は、前記状態信号が有効信号である場合、前記有効経過時間を初期化し、前記状態信号が無効信号である場合、前記初期化された時刻からの経過時間を表す信号を前記有効経過時間を表す信号として出力する機能を有し、
前記保持値更新部は、
前記状態信号が有効信号である場合、前記保持値を前記保持信号として出力し、前記保持値を前記有効経過時間とし、前記判定誤差信号の値を誤差保持値として出力し、
前記状態信号が無効信号であって前記合致信号が前記計数値と等しい場合であって前記判定誤差信号が前記誤差保持値よりも小さい場合、前記保持値を前記有効経過時間として前記誤差保持値を前記判定誤差信号の値とし、
前記状態信号が無効信号であって前記合致信号が前記計数値よりも大きい場合、前記保持値を前記有効経過時間とし、前記誤差保持値を前記判定誤差信号の値とする機能を有し、
前記計数値更新部は、前記状態信号が有効信号である場合、前記計数値を前記合致信号の値とし、前記状態信号が無効信号であって前記合致信号が前記計数値よりも大きい場合、前記計数値を前記合致信号とする機能を有することを特徴とする請求項３に記載の信号同期装置。
【請求項９】
前記信号選択部は、前記状態信号が無効信号から有効信号に変化した場合、または有効信号から無効信号に変化した場合のいずれかの場合を基点として経過時間を計測し始め、当該経過時間が前記保持信号の値に所定の時間を加算した値と等しい場合に前記同期検出信号を出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の信号同期装置。
【請求項１０】
前記信号選択部は、前記状態信号が無効信号から有効信号に変化した場合、または有効信号から無効信号に変化した場合のいずれかの場合を基点として経過時間を計測し始め、当該経過時間が前記保持信号の値に所定の時間を加算した値と等しく、かつ前記保持信号が所定の値である場合に前記同期検出信号を出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の信号同期装置。
【請求項１１】
所定の既知信号で構成される既知信号系列が１回または２回以上連続して繰返し挿入されている原信号を受信して通信を行う受信装置における前記原信号から得られる受信信号の同期位置を検出するための信号同期方法であって、
前記既知信号系列を予め保持する既知信号保持ステップと、
前記原信号を硬判定して前記受信信号を出力するとともに、前記原信号の振幅と前記受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値を判定誤差信号として出力する信号判定ステップと、
所定の時間区間内に得られる前記受信信号で構成される受信信号系列と、前記既知信号保持ステップで保持された前記既知信号系列との一致度合を表す合致信号を出力する合致検出ステップと、
前記所定の時間区間を表す状態信号として、有効状態であることを表す有効信号と無効状態であることを表す無効信号とを交互に発生して出力する所定信号発生ステップと、
前記判定誤差信号と前記合致信号と前記状態信号とに基づいて、前記所定の時間区間内で前記合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号を出力する信号保持ステップと、
前記保持信号と前記状態信号とに基づいて、前記受信信号の同期位置を決定し、前記受信信号の同期位置を表す同期検出信号を出力する信号選択ステップとを備えることを特徴とする信号同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号の同期位置の検出に用いられる信号同期装置および信号同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信者が通信を行うときには、受信者による通信相手の把握、通信手段の判別、および受信信号の受信タイミングの特定を可能にするために、制御信号を多重した情報信号を送信することがある。このような送受信間での情報認識を行うための制御信号の１つとして既知信号系列があり、この既知信号系列を用いて信号の同定を行う手段としてパターンマッチング方式がよく用いられている。
【０００３】
パターンマッチング方式とは、予め既知信号系列を送信信号系列に多重しておき、受信装置において受信された送信信号系列（以下「受信信号系列」という場合がある）を既知信号系列と照合し、完全に一致または一致度が所定の閾値を超える場合に希望信号であると特定する技術である。
【０００４】
既知信号系列は、たとえば２つ以上の符号を時間に応じて定期的に変化させるディジタル信号であり、通信の対象となるシステムによって種々の用途がある。特に、通信方式および通信速度などを記述した識別信号と、送信したい情報信号とが多重された信号を送受信する通信システムにおいては、受信者は識別信号と情報信号とを判別しなければならないので、送信者が識別信号の中に既知信号系列を挿入しておく。これによって受信者は、識別信号の中に挿入されている既知信号系列の位置を認識することで、識別信号と情報信号とを区別することが可能となる。
【０００５】
既知信号系列を識別信号の中から検出するとき、受信した信号のうち希望波の信号電力が雑音電力に対して十分に大きな場合は、パターンマッチング方式によって比較的容易に受信信号系列と既知信号系列との照合を行うことができる。しかし、弱電界環境では、受信した信号の電界レベルが非常に小さいので、希望波の信号電力は、雑音電力と同程度あるいは雑音電力よりも小さな電力しかない。したがって、送信信号系列に既知信号系列を挿入していても、既知信号系列が受信信号の雑音に埋もれてしまい、受信された送信信号系列である受信信号系列と既知信号系列との照合を正しく行うことができない場合が多発する。
【０００６】
また、遅延波が存在するマルチパス環境下では、遅延波の信号電力が大きいので、受信した信号のうち希望波の信号電力が雑音電力に対して比較的大きな場合であっても、受信信号が歪んでしまうことが知られており、たとえば非特許文献１においてその影響が定量的に示されている。
【０００７】
したがって、遅延波が存在するマルチパス環境下では、受信電力が比較的大きな場合であっても、パターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合を正しく行うことができない場合が発生する。
【０００８】
このような問題に対して、たとえば特許文献１には、弱電界またはマルチパスによる干渉によってパターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合を誤った場合に、再度同期をとるための技術が開示されている。
【０００９】
また、たとえば特許文献２には、同期を確立するために必要な同期回数と同期が外れたことを認識するために必要な非同期回数とを受信状態に応じて適応的に変化させることによって保護段数を最適化し、同期状態と非同期状態とを効率良く認識するための技術が開示されている。
【００１０】
さらに、たとえば特許文献３には、同期を確立するために必要な同期回数と同期が外れたことを認識するために必要な非同期回数とを前方保護回路及び後方保護回路によって設定し、継続して誤同期状態となる場合を低減するための技術が開示されている。
【００１１】
また、パターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合を効率良く行うための技術として、照合するときに許容ビット誤り数を設ける技術がある。この技術では、たとえば、マッチングをとる既知信号系列のビット数がＡビットである場合、伝送路環境が良好であればＡビット全てが合致したときに同期を確定し、伝送路環境が劣悪であればＡビットのうちＢビット（ただしＢ＜Ａ）が合致したときに同期を確定する。たとえば特許文献４には、照合するときの許容ビット誤り数を受信電界強度に応じて適応的に変化させることによって同期状態を安定に保つ技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１９３７５８号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００７−２５８７９２号公報（第３図）
【特許文献３】特許第３３２２５９９号
【特許文献４】特許第３１８２３１２号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】唐沢好男著、「ディジタル移動通信の電波伝搬基礎」コロナ社、２００３年３月、ｐ．１４９−１５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前述のように特許文献１には、照合を誤った場合に再度同期をとるための技術は開示されているが、受信信号系列と既知信号系列との照合のときの誤りを低減させるための技術については開示されていない。
【００１５】
また特許文献２には、同期状態と非同期状態とを効率良く認識するために保護段数を最適化する技術が開示されているが、保護回路の段数が多くなるほど、同期確立のタイミングが遅れてしまうという問題がある。
【００１６】
また特許文献３に開示される技術では、前方保護回路及び後方保護回路を用いているが、劣悪な受信環境下で同期を確立するときに後方保護回路を適用すると、長時間に渡って同期がとれない状態が継続してしまう恐れがある。
【００１７】
前述のように、遅延波が存在するマルチパス環境下では、遅延波の信号電力が大きいので、受信した信号のうち希望波の信号電力が雑音電力に対して比較的大きな場合であっても、受信信号が歪んでしまう。したがって、特許文献４に開示される技術のように、受信信号の振幅および電力が大きいことを考慮して許容ビット誤り数を小さく設定してしまうと、パターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合を正しく行うことができない場合が発生する。
【００１８】
また移動受信環境下では、ドップラー周波数シフトに起因して、受信信号の位相が受信電力に依存することなく時々刻々と変化するので、受信電力が比較的大きな場合であっても信号誤りが多発する場合がある。このような受信環境下で許容ビット誤り数を小さく設定してしまうと、マルチパス環境下と同様に、正常な照合を行うことができない場合が発生する。
【００１９】
したがって、マッチングをとるときの許容ビット誤り数は、特許文献４に開示される技術のように受信電力または受信電界に基づいて決めるだけでは不十分である。
【００２０】
またパターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合においては、受信電力の変動による信号誤りの影響に起因して、複数の場所において照合がとれてしまう場合がある。この場合、複数の照合位置のうちいずれの位置が正確な照合位置であるか、またはいずれの位置も誤って照合されたものなのかを判断することはできない。前述の特許文献１〜特許文献４に開示されるいずれの技術を用いても、この問題を解決することはできない。
【００２１】
以上のことから、遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下であっても、パターンマッチング方式を用いて受信信号に含まれる既知信号系列を効率良く検出して、信号の同期位置を確定することで、受信信号を正しく再生するための仕組みが求められる。
【００２２】
本発明の目的は、遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下でも受信信号の同期位置を効率良く検出することができる信号同期装置および信号同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の信号同期装置は、所定の既知信号で構成される既知信号系列が１回または２回以上連続して繰返し挿入されている原信号を受信して通信を行う受信装置における前記原信号から得られる受信信号の同期位置を検出するための信号同期装置であって、前記原信号を硬判定して前記受信信号を出力するとともに、前記原信号の振幅と前記受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値を判定誤差信号として出力する信号判定部と、前記既知信号系列を予め保持し、所定の時間区間内に得られる前記受信信号で構成される受信信号系列と前記既知信号系列との一致度合を表す合致信号を出力する合致検出部と、前記所定の時間区間を表す状態信号として、有効状態であることを表す有効信号と無効状態であることを表す無効信号とを交互に発生して出力する所定信号発生部と、前記判定誤差信号と前記合致信号と前記状態信号とに基づいて、前記所定の時間区間内で前記合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号を出力する信号保持部と、前記保持信号と前記状態信号とに基づいて、前記受信信号の同期位置を決定し、前記受信信号の同期位置を表す同期検出信号を出力する信号選択部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
また本発明の信号同期方法は、所定の既知信号で構成される既知信号系列が１回または２回以上連続して繰返し挿入されている原信号を受信して通信を行う受信装置における前記原信号から得られる受信信号の同期位置を検出するための信号同期方法であって、前記既知信号系列を予め保持する既知信号保持ステップと、前記原信号を硬判定して前記受信信号を出力するとともに、前記原信号の振幅と前記受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値を判定誤差信号として出力する信号判定ステップと、所定の時間区間内に得られる前記受信信号で構成される受信信号系列と、前記既知信号保持ステップで保持された前記既知信号系列との一致度合を表す合致信号を出力する合致検出ステップと、前記所定の時間区間を表す状態信号として、有効状態であることを表す有効信号と無効状態であることを表す無効信号とを交互に発生して出力する所定信号発生ステップと、前記判定誤差信号と前記合致信号と前記状態信号とに基づいて、前記所定の時間区間内で前記合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号を出力する信号保持ステップと、前記保持信号と前記状態信号とに基づいて、前記受信信号の同期位置を決定し、前記受信信号の同期位置を表す同期検出信号を出力する信号選択ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の信号同期装置によれば、信号判定部と合致検出部と所定信号発生部と信号保持部と信号選択部とを備えて信号同期装置が構成される。信号判定部によって、既知信号系列が挿入された原信号が硬判定されて受信信号が出力されるとともに、判定誤差信号が出力される。また合致検出部によって、所定の時間区間内に得られる受信信号系列と既知信号系列との一致度を表す合致信号が出力される。この所定の時間区間を表す状態信号として、所定信号発生部によって、有効信号と無効信号とが交互に発生されて出力される。この状態信号と判定誤差信号と合致信号とに基づいて、信号保持部によって、前記所定の時間区間内で合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号が出力される。この保持信号と状態信号とに基づいて、信号選択部によって、受信信号の同期位置が決定され、その同期位置を表す同期検出信号が出力される。
【００２６】
判定誤差信号は、原信号の振幅と受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値であるので、受信信号の信頼性の尺度として用いることができる。この判定誤差信号と合致信号と状態信号とに基づいて保持信号が出力されるので、たとえば合致信号が最大となる時刻が複数検出された場合、それらの時刻のうち、最も信頼性の高い受信信号に基づいて検出された時刻を保持信号として出力することができる。この保持信号と状態信号とに基づいて、受信信号の同期位置が決定され、同期検出信号が出力されるので、受信信号系列と既知信号系列との照合位置のうち、最も信頼性の高い照合位置を、受信信号の同期位置として決定することができる。
【００２７】
これによって、受信信号の性質、たとえば振幅および電力などに依存すること無く、効率的に受信信号の同期位置を検出することができる。したがって、遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下でも受信信号の同期位置を効率良く検出することができる。
【００２８】
本発明の信号同期方法によれば、既知信号保持ステップで既知信号系列が予め保持され、信号判定ステップで、既知信号系列が挿入された原信号が硬判定されて受信信号が出力されるとともに、判定誤差信号が出力される。また合致検出ステップで、所定の時間区間内に得られる受信信号系列と既知信号系列との一致度を表す合致信号が出力される。この所定の時間区間を表す状態信号として、所定信号発生ステップで、有効信号と無効信号とが交互に発生されて出力される。この状態信号と判定誤差信号と合致信号とに基づいて、信号保持ステップで、前記所定の時間区間内で合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号が出力される。この保持信号と状態信号とに基づいて、信号選択ステップで受信信号の同期位置が決定され、その同期位置を表す同期検出信号が出力される。
【００２９】
判定誤差信号は、原信号の振幅と受信信号の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値であるので、受信信号の信頼性の尺度として用いることができる。この判定誤差信号と合致信号と状態信号とに基づいて保持信号が出力されるので、たとえば合致信号が最大となる時刻が複数検出された場合、それらの時刻のうち、最も信頼性の高い受信信号に基づいて検出された時刻を保持信号として出力することができる。この保持信号と状態信号とに基づいて、受信信号の同期位置が決定され、同期検出信号が出力されるので、受信信号系列と既知信号系列との照合位置のうち、最も信頼性の高い照合位置を、受信信号の同期位置として決定することができる。
【００３０】
これによって、受信信号の性質、たとえば振幅および電力などに依存すること無く、効率的に受信信号の同期位置を検出することができる。したがって、遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下でも受信信号の同期位置を効率良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態である信号同期装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】信号判定部１１の構成を示すブロック図である。
【図３】合致検出部１２の構成を示すブロック図である。
【図４】比較部３３の構成を示すブロック図である。
【図５】判定器３４の構成を示すブロック図である。
【図６】受信信号系列Ｆ1（ｔ）のビット数Ｘを７とし、判定器３４における所定値を８としたときの合致検出部１２の具体的な構成を示すブロック図である。
【図７】計数値更新部１６の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】時間更新部１５の動作手順を示すフローチャートである。
【図９】保持値更新部１７の動作手順を示すフローチャートである。
【図１０】合致信号Ｅ（ｔ）、状態信号Ｃ（ｔ）、判定誤差信号Ｊ（ｔ）および信号保持部１４の内部信号、ならびにこれらの各信号の時間関係の一例を示す図である。
【図１１】信号選択部１８の構成を示すブロック図である。
【図１２】信号選択部１８の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】受信信号電力の雑音電力に対する比であるＳＮ比（Signal to Noise ratio）と同期成功率との関係の一例を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における信号保持部１４の時間更新部１５の動作手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の信号選択部１８Ａの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態における合致検出部１２を構成する判定器３４Ａの構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の判定器３４における合致信号Ｅ（ｔ）の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第３の実施の形態の判定器３４Ａにおける合致信号Ｅ（ｔ）の出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態である信号同期装置１の構成を示すブロック図である。本実施の形態の信号同期装置１は、既知信号系列が１回または２回以上連続して繰返し挿入されている信号を含む受信信号から既知信号系列を検出し、受信信号の同期位置を検出する。信号同期装置１は、入力端子１０、信号判定部１１、合致検出部１２、所定信号発生部１３、信号保持部１４、信号選択部１８および出力端子１９を備えて構成される。信号保持部１４は、時間更新部１５、計数値更新部１６および保持値更新部１７を備える。
【００３３】
信号判定部１１は、入力端子１０から入力される原信号Ａ（ｔ）を硬判定し、その硬判定した信号を受信信号Ｉ（ｔ）として出力して、合致検出部１２に与える。また信号判定部１１は、原信号Ａ（ｔ）の振幅と受信信号Ｉ（ｔ）の振幅との差分の絶対値を所定の閾値で正規化した値を所定の回数で平均化した値を求め、これを判定誤差信号Ｊ（ｔ）として出力して、信号保持部１４の保持値更新部１７に与える。このようにして信号判定部１１によって受信信号Ｉ（ｔ）および判定誤差信号Ｊ（ｔ）を出力する動作は、信号判定ステップに相当する。
【００３４】
図２は、信号判定部１１の構成を示すブロック図である。信号判定部１１は、閾値発生部２１、閾値判定部２２、正規化部２３、平均化部２４および出力調整部２５を備えて構成される。閾値判定部２２および出力調整部２５は、受信信号出力手段に相当し、正規化部２３および平均化部２４は、誤差信号出力手段に相当する。入力端子１０から信号判定部１１に入力される原信号Ａ（ｔ）は、閾値判定部２２へ与えられる。閾値発生部２１は、所定の閾値（以下「信号閾値」という場合がある）を発生させ、出力する。閾値発生部２１から出力された信号閾値は、閾値判定部２２および正規化部２３に与えられる。
【００３５】
閾値判定部２２は、原信号Ａ（ｔ）が信号閾値を超える場合、予め定める第１状態値を原受信信号Ｉ’（ｔ）として出力し、原信号Ａ（ｔ）が信号閾値以下である場合、予め定める第２状態値を原受信信号Ｉ’（ｔ）として出力する。閾値判定部２２から出力された原受信信号Ｉ’（ｔ）は、出力調整部２５に与えられる。また閾値判定部２２は、原信号Ａ（ｔ）が信号閾値を超える場合、原信号Ａ（ｔ）と第１状態値との差分の絶対値を原判定誤差信号Ｊ’（ｔ）として出力し、原信号Ａ（ｔ）が信号閾値以下である場合、原信号Ａ（ｔ）と第２状態値との差分の絶対値を原判定誤差信号Ｊ’（ｔ）として出力する。閾値判定部２２から出力された原判定誤差信号Ｊ’（ｔ）は、正規化部２３に与えられる。
【００３６】
正規化部２３は、閾値判定部２２から与えられる原判定誤差信号Ｊ’（ｔ）を、閾値発生部２１から与えられる信号閾値で除算した値を正規化誤差信号として出力し、平均化部２４に与える。平均化部２４は、正規化部２３から与えられる正規化誤差信号の値を所定の回数だけ加算した値を判定誤差信号Ｊ（ｔ）として出力する。正規化部２３から与えられる正規化誤差信号の値を所定の回数だけ加算することは、正規化誤差信号の値を平均化することに相当する。平均化部２４は、所定の時間区間において正規化部２３から出力された正規化誤差信号の値を平均した値を判定誤差信号Ｊ（ｔ）として出力してもよい。
【００３７】
出力調整部２５は、閾値判定部２２から出力された原受信信号Ｉ’（ｔ）を所定時間だけ遅延させた信号を受信信号Ｉ（ｔ）として出力する。ここでの所定時間は、平均化部２４で平均化を行うときに要する時間と等しい時間であることが望ましい。
【００３８】
以上のように構成されることによって、信号判定部１１は、原信号Ａ（ｔ）を２値に変換して受信信号Ｉ（ｔ）として出力するとともに、変換のときの信頼度を表す指標として判定誤差信号Ｊ（ｔ）を出力することが可能となる。
【００３９】
たとえば、第１状態値が１であり、第２状態値が０であり、信号閾値が０．５であり、平均化部２４における平均化の回数が１回である場合に、時刻ｔ＝１における原信号Ａ（ｔ）の値が０．９（Ａ（１）＝０．９）であれば、受信信号Ｉ（ｔ）の値は１となり、判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は、０．１／０．５＝０．２となる。
【００４０】
また、たとえば第１状態値が１であり、第２状態値が０であり、信号閾値が０．５であり、平均化部２４における平均化の回数が１回である場合に、時刻ｔ＝１における原信号Ａ（ｔ）の値が０．４（Ａ（１）＝０．４）であれば、受信信号Ｉ（ｔ）の値は０となり、判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は、０．４／０．５＝０．８となる。
【００４１】
前述のように時刻ｔ＝１における原信号Ａ（ｔ）の値が０．９（Ａ（１）＝０．９）であるときに、この原信号Ａ（ｔ）の値を１とみなして、受信信号Ｉ（ｔ）として出力する場合と、時刻ｔ＝１における原信号Ａ（ｔ）の値が０．４（Ａ（１）＝０．４）であるときに、この原信号Ａ（ｔ）の値を０とみなして、受信信号Ｉ（ｔ）として出力する場合とでは、前者の方が後者よりも信頼性が高いことは明らかである。また前者の場合の判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は０．２であり、後者の場合の判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は０．８である。したがって、判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は、受信信号Ｉ（ｔ）の信頼性の大小の尺度として利用することができ、判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値が小さければ小さいほど、受信信号Ｉ（ｔ）の信頼度が高いこととなる。
【００４２】
図１に戻って、合致検出部１２は、信号判定部１１から与えられ、所定の時間区間内に得られる受信信号Ｉ（ｔ）で構成される受信信号系列と所定の既知信号系列とを比較し、その比較結果を判定して、前記受信信号系列と既知信号系列との一致度合を表す合致信号Ｅ（ｔ）を出力する。合致検出部１２から出力される合致信号Ｅ（ｔ）は、信号保持部１４、具体的には信号保持部１４の計数値更新部１６および保持値更新部１７に与えられる。このようにして合致検出部１２によって合致信号Ｅ（ｔ）を出力する動作は、合致検出ステップに相当する。
【００４３】
図３は、合致検出部１２の構成を示すブロック図である。合致検出部１２は、変換部３１、系列発生部３２、比較部３３および判定器３４を備えて構成される。合致検出部１２では、信号判定部１１から与えられる受信信号Ｉ（ｔ）は、変換部３１に与えられる。
【００４４】
変換部３１は、所定の時間区間内に得られた受信信号Ｉ（ｔ）の系列（以下「受信信号系列」という）を同時に処理するための信号変換を行う。具体的には、変換部３１は、所定期間内に得られたＸ（Ｘは正の整数）ビットの受信信号系列Ｒ1（ｔ）〜ＲX（ｔ）を同時に出力する。すなわち変換部３１は、所定の時間区間内で得られた受信信号を同時に処理可能に変換し、得られた変換信号で構成される変換信号系列として、受信信号系列Ｒ1（ｔ）〜ＲX（ｔ）を出力する。以下、Ｘビットの受信信号系列Ｒ1（ｔ）〜ＲX（ｔ）を総称して「Ｆ1（ｔ）」と記載する場合がある。変換部３１から出力される受信信号系列Ｆ1（ｔ）は、比較部３３に与えられる。
【００４５】
系列発生部３２は、原信号Ａ（ｔ）に含まれる既知信号系列を予め保持し、出力する。このようにして系列発生部３２によって既知信号系列を予め保持する動作は、既知信号保持ステップに相当する。
【００４６】
系列発生部３２は、具体的には、変換部３１で変換された受信信号系列Ｆ1（ｔ）の各受信信号Ｒ1（ｔ）〜ＲX（ｔ）に対応する所定の既知信号系列を同時に発生し、出力する。たとえば、前述のように変換部３１からＸビットの受信信号系列Ｒ1（ｔ）〜ＲX（ｔ）が出力される場合、系列発生部３２は、Ｘビットの既知信号系列Ｂ1（ｔ）〜ＢX（ｔ）を同時に出力する。以下、Ｘビットの既知信号系列Ｂ1（ｔ）〜ＢX（ｔ）を総称して「Ｆ2（ｔ）」と記載する場合がある。系列発生部３２から出力される既知信号系列Ｆ2（ｔ）は、比較部３３に与えられる。
【００４７】
比較部３３は、変換部３１から与えられる受信信号系列Ｆ1（ｔ）と、系列発生部３２から与えられる既知信号系列Ｆ2（ｔ）とを１ビット単位で比較し、比較結果に基づいて、信号の値が異なっているビットの数（以下「異ビット数」という場合がある）を出力する。比較部３３から出力される異ビット数は、判定器３４に与えられる。
【００４８】
図４は、比較部３３の構成を示すブロック図である。比較部３３は、複数の演算部４１と、加工部４２とを備えて構成される。比較部３３では、変換部３１から与えられる受信信号系列ＲW（ｔ）（１≦Ｗ≦Ｘ）である信号Ｆ1（ｔ）と、系列発生部３２から与えられる既知信号系列ＢW（ｔ）（１≦Ｗ≦Ｘ）である信号Ｆ2（ｔ）との排他的論理和（ＸＯＲ）を演算部４１において演算する。演算部４１は、変換部３１から与えられる受信信号系列Ｆ1（ｔ）のビット数Ｘ以上の個数が備えられる。そして、各演算部４１における演算結果、すなわち複数の演算部４１によって得られたＸ種類の演算結果が加工部４２に与えられる。加工部４２は、演算部４１から与えられる演算結果を加算した値を異ビット数として出力する。加工部４２から出力される異ビット数は、比較部３３から出力され、判定器３４に与えられる。
【００４９】
図５は、判定器３４の構成を示すブロック図である。判定器３４は、減算器５１および所定値記憶部５２を備えて構成される。比較部３３から判定器３４に与えられる異ビット数は、減算器５１に与えられる。所定値記憶部５２は、判定に用いる基準値として、所定値（以下「判定基準値」という場合がある）を記憶する。減算器５１は、所定値記憶部５２に記憶されている判定基準値から、比較部３３からの出力値である異ビット数を減算した値を合致信号Ｅ（ｔ）として出力する。このとき、所定値である判定基準値は、変換部３１から出力される受信信号系列Ｆ1（ｔ）のビット数Ｘ以上の値に設定されることが望ましい。判定器３４から出力される合致信号Ｅ（ｔ）は、合致検出部１２から出力され、信号保持部１４に与えられる。
【００５０】
次に、所定期間内に得られた受信信号系列Ｆ1（ｔ）のビット数Ｘを７とし、判定器３４の所定値記憶部５２に記憶される所定値である判定基準値を８としたときの合致検出部１２の具体的な動作について説明する。図６は、受信信号系列Ｆ1（ｔ）のビット数Ｘを７とし、判定器３４における所定値を８としたときの合致検出部１２の具体的な構成を示すブロック図である。
【００５１】
たとえば、変換部３１から出力される受信信号系列Ｆ1（ｔ）の信号がＦ1（ｔ）＝｛１、０、１、１、０、１、０｝であり、系列発生部３２から出力される既知信号系列Ｆ2（ｔ）の信号がＦ2（ｔ）＝｛１、１、１、０、０、１、０｝である場合を考える。この場合、比較部３３では、変換部３１から出力される受信信号系列Ｆ1（ｔ）の各信号値と系列発生部３２から出力される既知信号系列Ｆ2（ｔ）の各信号値とを比較し、先頭から２ビット目および４ビット目で、受信信号系列Ｆ1（ｔ）の新信号値と既知信号系列Ｆ2（ｔ）の信号値とが異なっていると判断し、異なっているビットの数、すなわち「２」を異ビット数として出力する。判定器３４では、所定値記憶部５２に記憶されている所定値である判定基準値「８」から、比較部３３の出力結果である異ビット数の値「２」を減算して、減算結果である「６」を合致信号Ｅ（ｔ）として出力する。
【００５２】
同様に考えると、たとえば比較部３３の出力結果が「３」であれば、所定値記憶部５２に記憶されている所定値「８」から、比較部３３の出力結果である「３」が減算されて、Ｅ（ｔ）＝５となる。また、比較部３３の出力結果が「６」であれば、所定値記憶部５２に記憶されている所定値「８」から、比較部３３の出力結果である「６」が減算されて、Ｅ（ｔ）＝２となる。
【００５３】
このように、合致信号Ｅ（ｔ）の値は、変換部３１の出力結果である受信信号系列Ｆ1（ｔ）と、系列発生部３２の出力結果である既知信号系列Ｆ2（ｔ）との一致度が高いほど大きくなり、前記一致度が低いほど小さくなる。したがって、合致信号Ｅ（ｔ）は、変換部３１の出力結果である受信信号系列Ｆ1（ｔ）と、系列発生部３２の出力結果である既知信号系列Ｆ2（ｔ）との一致度を表す指標として用いることができる。
【００５４】
図１に戻って、所定信号発生部１３は、信号保持部１４および信号選択部１８の動作を制御するために必要となる有効状態および無効状態の状態管理を行うための所定の信号（以下「状態信号」という場合がある）を発生し、出力する。具体的には、所定信号発生部１３は、有効状態であることを示す有効信号と、無効状態であることを示す無効信号とを交互に発生し、発生した信号すなわち有効信号または無効信号を状態信号Ｃ（ｔ）として出力する。さらに述べると、所定信号発生部１３は、有効信号または無効信号を、受信信号系列が得られる前述の所定の時間区間を規定する状態信号Ｃ（ｔ）として出力する。所定信号発生部１３から出力される状態信号Ｃ（ｔ）は、信号保持部１４および信号選択部１８に与えられる。このようにして所定信号発生部１３によって状態信号Ｃ（ｔ）を出力する動作は、所定信号発生ステップに相当する。
【００５５】
信号保持部１４は、信号判定部１１から与えられる判定誤差信号Ｊ（ｔ）と、合致検出部１２から与えられる合致信号Ｅ（ｔ）と、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて、前述の受信信号系列が得られる所定の時間区間内で合致信号が最大となるときの時刻を表す保持信号Ｐ（ｔ）を出力する。このようにして信号保持部１４によって保持信号Ｐ（ｔ）を出力する動作は、信号保持ステップに相当する。
【００５６】
信号保持部１４は、前述のように時間更新部１５、計数値更新部１６および保持値更新部１７を備える。所定信号発生部１３から信号保持部１４に与えられる状態信号Ｃ（ｔ）は、時間更新部１５、計数値更新部１６および保持値更新部１７にそれぞれ与えられる。また合致検出部１２から信号保持部１４に与えられる合致信号Ｅ（ｔ）は、計数値更新部１６および保持値更新部１７にそれぞれ与えられる。
【００５７】
時間更新部１５は、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）に応じて、有効状態になった時点からの経過時間である有効経過時間を表す信号を出力する。時間更新部１５は、出力した有効経過時間を表す信号を保持値更新部１７に与える。具体的に述べると、時間更新部１５は、無効状態から有効状態に変化したとき、すなわち所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号から有効信号に変化したときに有効経過時間を初期化し、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号から無効信号に変化する時点を基点として、その時点からの経過時間を計測し、当該計測値を有効経過時間として、有効経過時間を表す信号を出力する。このとき、有効経過時間の初期化値は「１」であることが望ましい。
【００５８】
計数値更新部１６は、前述の受信信号系列が得られる所定の時間区間内に出力された合致信号Ｅ（ｔ）の最大値を計数値として保持する。計数値更新部１６は、合致検出部１２から与えられる合致信号Ｅ（ｔ）と、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）と、先に出力されてフィードバックされた計数値とに基づいて、前記計数値を維持または更新して出力する。計数値更新部１６は、出力した計数値を自身にフィードバックするとともに、保持値更新部１７に与える。
【００５９】
具体的に述べると、計数値更新部１６は、無効状態から有効状態に変化したとき、すなわち所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号から有効信号に変化したとき、次時刻の計数値を合致信号Ｅ（ｔ）の値とし、無効状態であるとき、すなわち状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるとき、以下の（Ａ１）および（Ａ２）に示す動作を行う。
【００６０】
（Ａ１）現時刻において入力された合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値よりも大きい場合、次時刻における計数値を合致信号Ｅ（ｔ）の値とする。
【００６１】
（Ａ２）現時刻において入力された合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値以下の場合、次時刻における計数値を現時刻の計数値とする。
【００６２】
現時刻と次時刻との間隔は、信号保持部１４が動作する動作周波数の逆数を整数倍した間隔であることが望ましい。
【００６３】
保持値更新部１７は、前述の受信信号系列が得られる所定の時間区間内で合致信号Ｅ（ｔ）が最大となるときの時刻を保持値として保持する。保持値更新部１７は、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号である場合、保持値を出力してから保持値を更新し、前記状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号である場合、信号判定部１１から与えられる判定誤差信号Ｊ（ｔ）と、合致検出部１２から与えられる合致信号Ｅ（ｔ）と、計数値更新部１６から与えられる計数値とに基づいて、保持値を維持または更新する。
【００６４】
具体的に述べると、保持値更新部１７は、無効状態から有効状態に変化したとき、すなわち状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号から有効信号に変化したとき、保持値を保持信号Ｐ（ｔ）として出力してから、次時刻における保持値を次時刻における有効経過時間の値とし、次時刻における誤差保持値を次時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値とする。また保持値更新部１７は、状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるとき、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ３）に示す動作を行う。
【００６５】
（Ｂ１）現時刻において入力された合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値よりも大きい場合、次時刻における保持値を次時刻における有効経過時間の値とし、次時刻における誤差保持値を次時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値とする。
【００６６】
（Ｂ２）現時刻において入力された合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値と等しい場合、
（Ｂ２１）現時刻における誤差保持値が現時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値より大きければ、次時刻における保持値を次時刻における有効経過時間の値とし、次時刻における誤差保持値を次時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値とし、
（Ｂ２２）現時刻における誤差保持値が現時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）以下であれば、次時刻における保持値を現時刻の保持値とする。
【００６７】
（Ｂ３）現時刻において入力された合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値よりも小さい場合、次時刻における保持値を現時刻の保持値とする。
【００６８】
現時刻と次時刻との間隔は、信号保持部１４が動作する動作周波数の逆数を整数倍した間隔であることが望ましい。
【００６９】
図７は、計数値更新部１６の動作手順を示すフローチャートである。図８は、時間更新部１５の動作手順を示すフローチャートである。図９は、保持値更新部１７の動作手順を示すフローチャートである。図１０は、合致信号Ｅ（ｔ）、状態信号Ｃ（ｔ）、判定誤差信号Ｊ（ｔ）および信号保持部１４の内部信号、ならびにこれらの各信号の時間関係の一例を示す図である。本実施の形態では、現時刻をｔ、次時刻をｔ＋１、現時刻における有効経過時間をＩＮＴ（ｔ）、現時刻における保持値をＫＥＰ（ｔ）、現時刻における計数値をＣＮＴ（ｔ）、および現時刻における誤差保持値をＥＡＶ（ｔ）という。
【００７０】
図７に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、計数値更新部１６によって処理される。図７に示すフローチャートの処理は、合致検出部１２から合致信号Ｅ（ｔ）が与えられ、かつ所定信号発生部１３から状態信号Ｃ（ｔ）が与えられると開始され、ステップａ１に移行する。
【００７１】
ステップａ１では、計数値更新部１６は、現時刻における状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるか否かを判断し、無効信号であると判断するとステップａ２に移行し、無効信号ではない、換言すれば有効信号であると判断するとステップａ３に移行する。
【００７２】
ステップａ２では、計数値更新部１６は、現時刻における合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値ＣＮＴ（ｔ）未満（Ｅ（ｔ）＜ＣＮＴ（ｔ））であるか否かを判断し、合致信号Ｅ（ｔ）が計数値ＣＮＴ（ｔ）未満であると判断すると全ての処理手順を終了し、Ｅ合致信号（ｔ）が計数値ＣＮＴ（ｔ）以上（Ｅ（ｔ）≧ＣＮＴ（ｔ））であると判断するとステップａ３に移行する。
【００７３】
ステップａ３では、計数値更新部１６は、現時刻における合致信号Ｅ（ｔ）を次時刻における計数値ＣＮＴ（ｔ＋１）とし、その後、全ての処理手順を終了する。
【００７４】
図８に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、時間更新部１５によって処理される。図８に示すフローチャートの処理は、所定信号発生部１３から状態信号Ｃ（ｔ）が与えられると開始され、ステップｂ１に移行する。
【００７５】
ステップｂ１では、時間更新部１５は、現時刻における状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるか否かを判断し、無効信号であると判断するとステップｂ２に移行し、無効信号ではない、換言すれば有効信号であると判断するとステップｂ３に移行する。
【００７６】
ステップｂ２では、時間更新部１５は、次時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）を更新し、すなわち状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号から無効信号に変化した時点からの経過時間を継続して計測し、その計測値を次時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）とし、その後、全ての処理手順を終了する。ステップｂ３では、時間更新部１５は、次時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）を「１」とし、全ての処理手順を終了する。
【００７７】
図９に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、保持値更新部１７によって処理される。図９に示すフローチャートの処理は、信号判定部１１から判定誤差信号Ｊ（ｔ）が与えられ、合致検出部１２から合致信号Ｅ（ｔ）が与えられ、所定信号発生部１３から状態信号Ｃ（ｔ）が与えられ、時間更新部１５から有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が与えられ、かつ計数値更新部１６から計数値ＣＮＴ（ｔ）が与えられると開始され、ステップｃ１に移行する。
【００７８】
ステップｃ１では、保持値更新部１７は、状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるか否かを判断し、無効信号であると判断するとステップｃ２に移行し、無効信号ではない、換言すれば有効信号であると判断するとステップｃ４に移行する。
【００７９】
ステップｃ２では、保持値更新部１７は、現時刻における合致信号Ｅ（ｔ）と現時刻における計数値ＣＮＴ（ｔ）とが一致（Ｅ（ｔ）＝ＣＮＴ（ｔ））するか否かを判断し、合致信号Ｅ（ｔ）と計数値ＣＮＴ（ｔ）とが一致すると判断するとステップｃ３に移行し、合致信号Ｅ（ｔ）と計数値ＣＮＴ（ｔ）とが一致しないと判断するとステップｃ５に移行する。
【００８０】
ステップｃ３では、保持値更新部１７は、現時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）が現時刻における誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）未満（Ｊ（ｔ）＜ＥＡＶ（ｔ））であるか否かを判断し、判定誤差信号Ｊ（ｔ）が誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）未満であると判断するとステップｃ６に移行し、判定誤差信号Ｊ（ｔ）が誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）以上（Ｊ（ｔ）≧ＥＡＶ（ｔ））であると判断するとステップｃ８に移行する。
【００８１】
ステップｃ４では、保持値更新部１７は、現時刻における保持値ＫＥＰ（ｔ）を出力し、ステップｃ６に移行する。ステップｃ５では、保持値更新部１７は、現時刻における合致信号Ｅ（ｔ）が現時刻における計数値ＣＮＴ（ｔ）よりも大きい（Ｅ（ｔ）＞ＣＮＴ（ｔ））か否かを判断し、合致信号Ｅ（ｔ）が計数値ＣＮＴ（ｔ）よりも大きいと判断するとステップｃ６に移行し、合致信号Ｅ（ｔ）が計数値ＣＮＴ（ｔ）よりも大きくない、換言すれば合致信号Ｅ（ｔ）が計数値ＣＮＴ（ｔ）以下（Ｅ（ｔ）≦ＣＮＴ（ｔ））であると判断するとステップｃ７に移行する。
【００８２】
ステップｃ６では、保持値更新部１７は、現時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）を、次時刻における保持値ＫＥＰ（ｔ＋１）とし、ステップｃ７に移行する。ステップｃ７では、現時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）を、次時刻における誤差保持値ＥＡＶ（ｔ＋１）とし、ステップｃ８に移行する。ステップｃ８では、保持値更新部１７は、時刻ｔを次時刻ｔ＋１に更新し、その後、全ての処理手順を終了する。
【００８３】
たとえば図１０に示すような時間関係で合致信号Ｅ（ｔ）、状態信号Ｃ（ｔ）および判定誤差信号Ｊ（ｔ）が信号保持部１４に与えられる場合、信号保持部１４では、以下のように信号が変化する。
【００８４】
まず時刻ｔ＝３では、信号保持部１４の信号は、以下の（ａ）〜（ｆ）のように変化する。ここでは、時刻ｔ＝３における信号保持部１４の動作とともに説明する。
【００８５】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効信号であり、無効状態であるので、時間更新部１５は、図８のステップｂ１からステップｂ２に移行し、次時刻であるｔ＝４での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）を「４」に更新して、処理手順を終了する。また計数値更新部１６は、図７のステップａ１からステップａ２に移行し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ１からステップｃ２に移行する。
【００８６】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝２、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝１であるので、Ｅ（３）＞ＣＮＴ（３）となり、計数値更新部１６は、図７のステップａ２からステップａ３に移行し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ５、ステップｃ６に移行する。
【００８７】
（ｃ）図９のステップｃ６において、保持値更新部１７は、次時刻であるｔ＝４での保持値ＫＥＰ（ｔ＋１）を、現時刻であるｔ＝３での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）の値「３」とし、ステップｃ７に移行する。
【００８８】
（ｄ）図７のステップａ３において、計数値更新部１６は、次時刻であるｔ＝４での計数値ＣＮＴ（ｔ＋１）を、現時刻であるｔ＝３での合致信号Ｅ（ｔ）の値「２」とし、処理手順を終了する。
【００８９】
（ｅ）図９のステップｃ７において、保持値更新部１７は、次時刻であるｔ＝４での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ＋１）を、現時刻であるｔ＝３での判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値「０．５」とし、ステップｃ８に移行する。
【００９０】
（ｆ）図９のステップｃ８において、保持値更新部１７は、時刻をｔ＝３からｔ＝４に更新して、処理手順を終了する。
【００９１】
次に、時刻ｔ＝４における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【００９２】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効信号であり、無効状態であるので、図８のステップｂ２において、時間更新部１５によって、ｔ＝５での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「５」となる。
【００９３】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝３、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝２であるので、Ｅ（４）＞ＣＮＴ（４）となり、計数値更新部１６は、図７のステップａ２からステップａ３に移行し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ５、ステップｃ６に移行する。
【００９４】
（ｃ）図９のステップｃ６において、保持値更新部１７によって、ｔ＝５での保持値ＫＥＰ（ｔ）が、ｔ＝４での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）である「４」となる。
【００９５】
（ｄ）図９のステップｃ７において、保持値更新部１７によって、ｔ＝５での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）が、ｔ＝４での判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値である「１．２」となる。
【００９６】
（ｅ）図７のステップａ３において、計数値更新部１６によって、ｔ＝５での計数値ＣＮＴ（ｔ）が、ｔ＝４での合致信号Ｅ（ｔ）の値である「３」となる。
【００９７】
（ｆ）図９のステップｃ８において、保持値更新部１７が、時刻をｔ＝４からｔ＝５に更新する。
【００９８】
次に、時刻ｔ＝５における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【００９９】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効信号であり、無効状態であるので、ｔ＝６での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「６」となる。
【０１００】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝３、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝３であるので、Ｅ（５）＝ＣＮＴ（５）となる。したがって計数値更新部１６は、図７のステップａ２からステップａ３に移行し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ３に移行する。
【０１０１】
（ｃ）判定誤差信号Ｊ（ｔ）＝１．５、誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）＝１．２であるので、Ｊ（５）＞ＥＡＶ（５）となる。したがって保持値更新部１７は、図９のステップｃ３からステップｃ８に移行する。
【０１０２】
（ｄ）図９のステップｃ６には移行しないので、ｔ＝６での保持値ＫＥＰ（ｔ＋１）は「４」に維持される。
【０１０３】
（ｅ）図７のステップａ３において、ｔ＝６での計数値ＣＮＴ（ｔ）は、ｔ＝５での合致信号Ｅ（ｔ）の値である「３」となる。
【０１０４】
（ｆ）図９のステップｃ７には移行しないので、ｔ＝６での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ＋１）は「１．２」に維持される。
【０１０５】
（ｇ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝５からｔ＝６に更新する。
【０１０６】
次に、時刻ｔ＝６における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【０１０７】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効信号であり、無効状態であるので、図８のステップｂ２において、ｔ＝７での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「７」となる。
【０１０８】
（ｂ）Ｅ（ｔ）＝５、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝３であるので、Ｅ（６）＞ＣＮＴ（６）となり、計数値更新部１６は、図７のステップａ２からステップａ３に移行し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ６に移行する。
【０１０９】
（ｃ）図９のステップｃ６において、ｔ＝７での保持値ＫＥＰ（ｔ）が、ｔ＝６での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）である「６」となる。
【０１１０】
（ｄ）図７のステップａ３において、ｔ＝７での計数値ＣＮＴ（ｔ）が、ｔ＝６での合致信号Ｅ（ｔ）の値である「５」となる。
【０１１１】
（ｅ）図９のステップｃ７において、ｔ＝７での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）が、ｔ＝６での判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値である「１．７」となる。
【０１１２】
（ｆ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝６からｔ＝７に更新する。
【０１１３】
次に、時刻ｔ＝７における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【０１１４】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効状態であるので、図７のステップｂ２において、ｔ＝８での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「８」となる。
【０１１５】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝１、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝５であるので、Ｅ（７）＜ＣＮＴ（７）となり、計数値更新部１６は、図７のステップａ２の後、処理手順を終了し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ５、ステップｃ８に移行する。
【０１１６】
（ｃ）図９のステップｃ６には移行しないので、ｔ＝８での保持値ＫＥＰ（ｔ＋１）は「６」に維持される。
【０１１７】
（ｄ）図７のステップａ３には移行しないので、ｔ＝８での計数値ＣＮＴ（ｔ＋１）は「５」に維持される。
【０１１８】
（ｅ）図９のステップｃ７には移行しないので、ｔ＝８での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ＋１）は「１．７」に維持される。
【０１１９】
（ｆ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝７からｔ＝８に更新する。
【０１２０】
次に、時刻ｔ＝８における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【０１２１】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効状態であるので、ｔ＝９での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「９」となる。
【０１２２】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝５、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝５であるので、Ｅ（８）＝ＣＮＴ（８）となり、図７のステップａ２からステップａ３に移行し、図９のステップｃ２からステップｃ３に移行する。
【０１２３】
（ｃ）判定誤差信号Ｊ（ｔ）＝０．３、誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）＝１．７であるので、Ｊ（８）＜ＥＡＶ（８）となり、図９のステップｃ３からステップｃ６に移行する。
【０１２４】
（ｄ）図９のステップｃ６において、ｔ＝９での保持値ＫＥＰ（ｔ）が、ｔ＝８での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）である「８」となる。
【０１２５】
（ｅ）図７のステップａ３において、ｔ＝９での計数値ＣＮＴ（ｔ）が、ｔ＝８での合致信号Ｅ（ｔ）の値である「５」となる。
【０１２６】
（ｆ）図９のステップｃ７において、ｔ＝９での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）が、ｔ＝８での判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値である「０．３」となる。
【０１２７】
（ｇ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝８からｔ＝９に更新する。
【０１２８】
次に、時刻ｔ＝９における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【０１２９】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は無効状態であるので、ｔ＝１０での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「１０」となる。
【０１３０】
（ｂ）合致信号Ｅ（ｔ）＝４、計数値ＣＮＴ（ｔ）＝５であるので、Ｅ（９）＜ＣＮＴ（９）となり、計数値更新部１６は、図７のステップａ２の後、処理手順を終了し、保持値更新部１７は、図９のステップｃ２からステップｃ５、ステップｃ８に移行する。
【０１３１】
（ｃ）図９のステップｃ６には移行しないので、ｔ＝１０での保持値ＫＥＰ（ｔ＋１）は「８」に維持される。
【０１３２】
（ｄ）図７のステップａ３には移行しないので、ｔ＝１０での計数値ＣＮＴ（ｔ＋１）は「５」に維持される。
【０１３３】
（ｅ）図９のステップｃ７には移行しないので、ｔ＝１０での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ＋１）は「０．３」に維持される。
【０１３４】
（ｆ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝９からｔ＝１０に更新する。
【０１３５】
次に、ｔ＝１０における信号保持部１４の信号の変化について説明する。
【０１３６】
（ａ）状態信号Ｃ（ｔ）は有効信号であり、有効状態であるので、図８のステップｂ３において、ｔ＝１１での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）が「１」となる。
【０１３７】
（ｂ）図９のステップｃ４において、保持値更新部１７は、ｔ＝１０での保持値ＫＥＰ（ｔ）である「８」を保持信号Ｐ（ｔ）として出力する。
【０１３８】
（ｃ）図９のステップｃ６において、ｔ＝１１での保持値ＫＥＰ（ｔ）が、ｔ＝１０での有効経過時間ＩＮＴ（ｔ）である「１」となる。
【０１３９】
（ｄ）図７のステップａ３において、ｔ＝１１での計数値ＣＮＴ（ｔ）が、ｔ＝１０での合致信号Ｅ（ｔ）の値である「２」となる。
【０１４０】
（ｅ）図９のステップｃ７において、ｔ＝１１での誤差保持値ＥＡＶ（ｔ）が、ｔ＝１０での判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値である「０．９」となる。
【０１４１】
（ｆ）図９のステップｃ８において、時刻をｔ＝１０からｔ＝１１に更新する。
【０１４２】
以下同様にして、信号保持部１４は、状態信号Ｃ（ｔ）、合致信号Ｅ（ｔ）および計数値ＣＮＴ（ｔ）の変化に応じて適応的に動作する。以上のような判定処理を行うことによって、信号保持部１４は、ある有効状態から次の有効状態となるまでの間に入力される合致信号Ｅ（ｔ）が最大の値となる場合を検出することができる。信号保持部１４は、当該最大値が得られた時刻を保持信号Ｐ（ｔ）として出力する。
【０１４３】
たとえば、図１０に示すように信号が変化した場合、有効信号が発生するまでに入力された合致信号Ｅ（ｔ）の最大値は「５」であるが、その値は時刻ｔ＝６およびｔ＝８において２度発生している。ｔ＝６およびｔ＝８の両時刻における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値は、ｔ＝６のときに「１．７」、ｔ＝８のときに「０．３」となっているので、ｔ＝８の判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値の方が、信頼性が高い。したがって、保持信号Ｐ（ｔ）は「８」となる。このようにして信号保持部１４は、合致信号Ｅ（ｔ）が最大となる時刻のうち、信頼性の高いものを正しく出力することができる。
【０１４４】
図１に戻って、信号選択部１８は、信号保持部１４から与えられる保持信号Ｐ（ｔ）と、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を決定し、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を表す同期検出信号Ｓ（ｔ）を出力する。このようにして信号選択部１８によって受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を決定し、同期検出信号Ｓ（ｔ）を出力する動作は、信号選択ステップに相当する。
【０１４５】
図１１は、信号選択部１８の構成を示すブロック図である。信号選択部１８は、同期信号発生部６１、遅延加算部６２および遅延調整部６３を備えて構成される。同期信号発生部６１は、所定信号発生部１３から与えられる状態信号Ｃ（ｔ）に基づいて、同期状態を示す検出信号を出力する。同期信号発生部６１から出力された検出信号は、遅延調整部６３に与えられる。
【０１４６】
遅延加算部６２は、信号保持部１４から与えられる保持信号Ｐ（ｔ）に、所定の時間（以下「加算時間」という場合がある）を加算してその加算結果を出力する。遅延加算部６２は、出力された加算結果を遅延調整部６３に与える。遅延調整部６３は、遅延加算部６２から与えられる加算結果に基づいて、同期信号発生部６１から与えられる同期信号を遅延させ、同期検出信号Ｓ（ｔ）として出力する。
【０１４７】
信号選択部１８によれば、まず同期信号発生部６１において、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号である場合は、同期したことを示す検出信号が出力され、状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号である場合は同期していないことを示す検出信号が出力される。また遅延加算部６２によって、保持信号Ｐ（ｔ）に所定時間である加算時間が加算され、その加算結果が出力される。そして、同期信号発生部６１の出力が、遅延調整部６３において遅延加算部６２の出力に相当する時間だけ時間遅延され、その結果が同期検出信号Ｓ（ｔ）として出力される。遅延加算部６２で加算される加算時間は、既知信号系列の終了時点から、実際に検出したい同期位置までの間の時間であることが望ましい。
【０１４８】
図１２は、信号選択部１８の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図１２では、同期位置として、情報信号部分の先頭の位置を検出する場合を示す。また図１２では、同期したことを示す検出信号をマーク（｜）で表し、同期していないことを示す検出信号をスペース（  ）で表し、同期検出信号Ｓ（ｔ）は、これら２値で構成されるものとしている。
【０１４９】
図１２に示す例では、受信信号Ｉ（ｔ）に、既知信号系列を含む識別信号が周期的に挿入されていることを想定している。また、状態信号Ｃ（ｔ）における有効信号をマーク（｜）で表し、無効信号をスペース（  ）で表し、状態信号Ｃ（ｔ）は、これら２値で構成されるものとしている。また有効信号は周期信号とし、その周期は識別信号の時間長と情報信号の時間長との和で表される時間長に等しいものとする。さらに、遅延加算部６２で加算される加算時間は、既知信号系列の終了時点から、実際に検出したい同期位置までの間の時間であるとし、その時間長は「１」としている。
【０１５０】
図１２によれば、隣り合う識別信号の信号開始位置の時間間隔は「１０」であり、状態信号Ｃ（ｔ）は時刻ｔ＝１０、ｔ＝２０、ｔ＝３０において有効信号となる。このとき、信号選択部１８は、以下の（ａ）〜（ｇ）に示す手順を経て同期検出信号Ｓ（ｔ）を出力する。
【０１５１】
（ａ）先の手順で時刻ｔ＝１４において合致信号Ｅ（ｔ）が最大となった場合、その合致信号Ｅ（ｔ）の値は「４」であり、時刻ｔ＝１４の位置に同期位置が確定される。
【０１５２】
（ｂ）時刻ｔ＝２０において保持信号Ｐ（ｔ）＝４が信号選択部１８の遅延加算部６２に入力される。
【０１５３】
（ｃ）時刻ｔ＝２０において、同期信号発生部６１の出力が「１」となる。すなわち、同期したことを示す検出信号が、同期信号発生部６１から出力される。
【０１５４】
（ｄ）遅延加算部６２では、保持信号Ｐ（ｔ）＝４に、所定の加算時間「１」が加算され、「５」が出力される。
【０１５５】
（ｅ）遅延調整部６３では、同期信号発生部６１から出力される検出信号が、遅延加算部６２の出力結果である時間「５」だけ遅延される。
【０１５６】
（ｆ）同期検出信号Ｓ（ｔ）は、ｔ＝２５において「１」となり、出力される。
【０１５７】
以上のことから、（ｇ）時刻ｔ＝２５が情報信号部分の先頭、すなわち検出したい同期位置であることを検出することができる。
【０１５８】
図１２では、情報信号部分の先頭における時刻がｔ＝２５となっており、信号選択部１８を上記のような構成にすることによって、希望する同期位置を正しく検出することが可能となる。このように本実施の形態によれば、受信信号の同期位置を正確に検出することができる。
【０１５９】
本実施の形態とは異なり、パターンマッチング方式を用いて受信信号の同期を行う場合に、受信信号の電力および振幅に基づいて許容ビット誤り数を定める従来の技術を適用すると、電力の大きな遅延波が存在するマルチパス環境下では、受信した信号の電力が比較的大きいので、誤りが多く発生するにも拘わらず、許容ビット誤り数が少なく設定される。したがって、信号同期の確立までに時間がかかるという問題がある。
【０１６０】
また、移動に伴うドップラー周波数シフトに起因して受信信号の位相が時々刻々と変化する移動受信環境下においても、誤りが多く発生するにも拘わらず、許容ビット誤り数が少なく設定されるので、信号同期の確立までに時間がかかるという問題がある。
【０１６１】
これに対し、本実施の形態の信号同期装置１では、上記のような劣悪なマルチパス環境下において、受信信号に含まれる既知信号系列に誤りが多く発生していても、合致信号Ｅ（ｔ）の値が小さくなるだけである。同様に、劣悪な移動受信環境下において、受信信号に含まれる既知信号系列に誤りが多く発生していても、合致信号Ｅ（ｔ）の値が小さくなるだけである。したがって、信号保持部１４および信号選択部１８を用いることによって、合致信号Ｅ（ｔ）の最大値を検出し続け、同期を検出できる可能性を高めることができる。
【０１６２】
また本実施の形態の信号同期装置１によれば、受信した信号の希望波の信号電力が雑音電力と同程度あるいはそれよりも小さいような弱電界環境においてパターンマッチング方式を用いる場合であっても、合致信号Ｅ（ｔ）の値が小さくなるだけである。したがって、信号保持部１４および信号選択部１８を用いることによって、合致信号Ｅ（ｔ）の最大値を検出し続け、同期を検出できる可能性を高めることができる。
【０１６３】
また本実施の形態の信号同期装置１を用いると、受信信号系列と既知信号系列との照合を行った結果、受信電力の変動による信号誤りの影響に起因して複数の位置で照合がとれてしまった場合であっても、当該照合位置における判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値を参照して比較することによって、信頼度の大小を判定することができる。したがって、最も信頼度の大きい照合位置を、正確な照合位置であると類推される照合結果として決定することによって、受信信号の同期位置を効率的に検出することができる。
【０１６４】
図１３は、受信信号電力の雑音電力に対する比であるＳＮ比（Signal to Noise ratio）と同期成功率との関係の一例を示すグラフである。図１３の横軸はＳＮ比［ｄＢ］を表し、縦軸は同期成功率［％］を表している。図１３に示すグラフは、一例として既知信号系列の系列長を「１３」として簡易な数値計算を行った結果であり、パターンマッチング方式を用いて受信信号系列と既知信号系列との照合を行ったときに、ビット誤り数が許容ビット誤り数ｐ（ｐは０以上の整数）以下であった場合を同期成功としている。図１３では、許容ビット誤り数ｐを固定した従来の技術による結果を参照符号「Ａ」で示し、本実施の形態の信号同期装置１を適用した結果を参照符号「Ｂ」で示している。
【０１６５】
図１３に示すように、従来の技術において、許容ビット誤り数ｐを「０」に設定すると、ＳＮ比が４ｄＢの時点で同期成功率が１００％でなくなり、ＳＮ比が低くなるに従って同期成功率は次第に低下する。許容ビット誤り数ｐを「１」または「２」に設定すると、同じＳＮ比における同期成功率は、許容ビット誤り数ｐを「０」に設定した場合よりも高くなり、同期成功率は向上する。
【０１６６】
許容ビット誤り数ｐを「３」に設定した場合には、ＳＮ比が−３ｄＢ未満の領域では、許容ビット誤り数ｐを他の値「０」、「１」または「２」に設定した場合に比べて同期成功率が向上しているが、ＳＮ比が−３ｄＢ以上の領域では、同期成功率は、他の値に設定した場合に比べて、あまり向上していない。これは、許容ビット誤り数ｐを大きく設定したことで、より弱電界、具体的には約−３ｄＢ未満での同期確立がとれるようになったものの、通常の電界強度、具体的には約−３ｄＢ以上になると、誤った位置で同期を確立してしまう場合が増え始めるためである。
【０１６７】
これに対し、本実施の形態の信号同期装置１を適用した場合には、図１３に示すように、許容ビット誤り数ｐを固定する従来の技術を適用した場合に比べて、同期成功率を向上できていることが判る。しかも、本実施の形態では、この同期成功率の向上効果を得るために受信信号の振幅および電力に関する情報は一切用いる必要がない。つまり、本実施の形態の信号同期装置１によれば、受信信号の振幅および電力に関する情報を一切参照することなく、許容ビット誤り数ｐを受信信号の振幅および電力に応じた適切な値に設定していることになる。したがって、受信信号の性質に依存することなく、効率的に受信信号の同期位置を検出することができる。
【０１６８】
以上のように本実施の形態によれば、信号判定部１１と合致検出部１２と所定信号発生部１３と信号保持部１４と信号選択部１８とを備えて信号同期装置１が構成される。信号判定部１１によって、既知信号系列が挿入された原信号Ａ（ｔ）が硬判定されて受信信号Ｉ（ｔ）が出力されるとともに、判定誤差信号Ｊ（ｔ）が出力される。また合致検出部１２によって、所定の時間区間内に得られる受信信号系列Ｆ1（ｔ）と既知信号系列Ｆ2（ｔ）との一致度を表す合致信号Ｅ（ｔ）が出力される。この所定の時間区間を表す状態信号Ｃ（ｔ）として、所定信号発生部１３によって、有効信号と無効信号とが交互に発生されて出力される。
【０１６９】
この状態信号Ｃ（ｔ）と判定誤差信号Ｊ（ｔ）と合致信号Ｅ（ｔ）とに基づいて、信号保持部１４によって、前記所定の時間区間内で合致信号Ｅ（ｔ）が最大となるときの時刻を表す保持信号Ｐ（ｔ）が出力される。この保持信号Ｐ（ｔ）と状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて、信号選択部１８によって、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置が決定され、その同期位置を表す同期検出信号Ｓ（ｔ）が出力される。
【０１７０】
前述のように、判定誤差信号Ｊ（ｔ）は、原信号Ａ（ｔ）の振幅と受信信号Ｉ（ｔ）の振幅との差分の絶対値に基づいて算出される値であるので、受信信号Ｉ（ｔ）の信頼性の尺度として用いることができる。この判定誤差信号Ｊ（ｔ）と合致信号Ｅ（ｔ）と状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて保持信号Ｐ（ｔ）が出力されるので、たとえば合致信号Ｅ（ｔ）が最大となる時刻が複数検出された場合、それらの時刻のうち、最も信頼性の高い受信信号Ｉ（ｔ）に基づいて検出された時刻を保持信号Ｐ（ｔ）として出力することができる。
【０１７１】
この保持信号Ｐ（ｔ）と状態信号Ｃ（ｔ）とに基づいて、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置が決定され、同期検出信号Ｓ（ｔ）が出力されるので、受信信号系列Ｆ1（ｔ）と既知信号系列Ｆ2（ｔ）との照合位置のうち、最も信頼性の高い照合位置を、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置として決定することができる。
【０１７２】
これによって、受信信号Ｉ（ｔ）の性質、たとえば振幅および電力などに依存すること無く、効率的に受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を検出することができる。したがって、遅延波もしくは妨害波の電力、または雑音電力の大きい劣悪な送受信環境下でも受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を効率良く検出することができる。
【０１７３】
具体的に述べると、本実施の形態によれば、受信信号の振幅および電力に関する情報を一切参照することなく、許容ビット誤り数を受信信号の振幅および電力に応じた適切な値に設定していることになる。したがって、受信信号の性質に依存することなく、効率的に受信信号の同期位置を検出することができる。
【０１７４】
また本実施の形態によれば、受信信号における希望波、すなわち情報信号の信号電力が雑音電力と同程度またはそれよりも小さいような弱電界環境下では、パターンマッチング方式における受信信号系列と既知信号系列との照合を行うときの許容ビット誤り数が、自動的に大きく設定されることになるので、受信信号の同期位置を効率的に検出することができる。
【０１７５】
また本実施の形態によれば、受信信号の電力が比較的大きい場合であっても、伝送路環境に関する情報を一切用いずに受信信号系列と既知信号系列との照合を行うときの許容ビット誤り数が自動的に適切な値に調整されることになる。したがって、遅延波が存在するマルチパス環境下であっても、また移動に伴うドップラー周波数シフトに起因して受信信号の位相が時々刻々と変化する移動受信環境下であっても、受信信号の同期位置を効率的に検出することができる。
【０１７６】
また本実施の形態によれば、受信信号系列と既知信号系列との照合を行った結果、複数の位置で照合がとれた場合であっても、複数の照合結果の信頼性に関する情報、たとえば判定誤差信号Ｊ（ｔ）を参照することで、正確な照合位置であると類推される照合結果を唯１つに決定することができる。したがって、受信信号の同期位置を効率的に検出することができる。
【０１７７】
このような信号同期装置１を備えて受信装置を構成することによって、受信信号を正確に復調して、再生することができる。
【０１７８】
また本実施の形態では、信号判定部１１は、受信信号出力手段として閾値判定部２２および出力調整部２５を備え、誤差信号出力手段として正規化部２３および平均化部２４を備える。これによって、前述のような受信信号の同期位置を効率的に検出することのできる信号同期装置１を実現することができる。
【０１７９】
また本実施の形態では、信号保持部１４は、時間更新部１５と計数値更新部１６と保持値更新部１７とを備える。これによって、前述のような受信信号の同期位置を効率的に検出することのできる信号同期装置１を実現することができる。
【０１８０】
また本実施の形態では、時間更新部１５は、状態信号が有効信号である場合、有効経過時間を初期化し、状態信号が無効信号である場合、前記初期化された時刻からの経過時間を表す信号を、有効経過時間を表す信号として出力する機能を有する。また保持値更新部１７は、状態信号が有効信号である場合、保持値を保持信号として出力した後、保持値を有効経過時間とし、前記判定誤差信号の値を誤差保持値として出力し、状態信号が無効信号であって合致信号が計数値と等しい場合であって判定誤差信号が誤差保持値よりも小さい場合、保持値を有効経過時間として誤差保持値を判定誤差信号の値とし、状態信号が無効信号であって合致信号が計数値よりも大きい場合、保持値を有効経過時間とし、誤差保持値を判定誤差信号の値とする機能を有する。
【０１８１】
また計数値更新部１６は、状態信号が有効信号である場合、計数値を合致信号の値とし、状態信号が無効信号であって合致信号が計数値よりも大きい場合、計数値を合致信号とする機能を有する。これによって、前述のような受信信号の同期位置を効率的に検出することのできる信号同期装置１を簡単な構成で実現することができる。
【０１８２】
また本実施の形態では、合致検出部１２は、変換部３１と系列発生部３２と比較部３３と判定器３４とを備える。これによって、前述のような受信信号の同期位置を効率的に検出することのできる信号同期装置１を実現することができる。
【０１８３】
また本実施の形態では、比較部３３は、図４に示すように、変換された受信信号系列Ｆ1（ｔ）と既知信号系列Ｆ2（ｔ）との排他的論理和を演算し、その演算結果に基づいて算出される値を比較結果信号として判定部３４に出力する。これによって比較部３３を簡単な構成で実現することができる。
【０１８４】
また本実施の形態では、判定器３４は、減算器５１を備え、減算器５１において、比較結果信号である比較部３３からの出力信号の値を判定基準値から減算し、その値を合致信号Ｅ（ｔ）として出力する。これによって判定器３４を簡単な構成で実現することができる。
【０１８５】
また本実施の形態では、信号選択部１８は、状態信号が無効信号から有効信号に変化した場合、または有効信号から無効信号に変化した場合のいずれかの場合を基点として経過時間を計測し始め、当該経過時間が保持信号の値に所定の時間を加算した値と等しい場合に同期検出信号を出力する。これによって信号選択部１８を簡単な構成で実現することができる。
【０１８６】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態である信号同期装置について説明する。本実施の形態の信号同期装置は、信号保持部１４および信号選択部１８を除くその他の構成が、前述の第１の実施の形態の信号同期装置１と同一であるので、対応する部分には同一の参照符を付して、図示および共通する説明を省略する。本実施の形態における信号保持部の構成は、前述の第１の実施の形態における信号保持部１４の構成と同一であるので、図示および共通する説明を省略する。本実施の形態における信号保持部１４は、その動作が、第１の実施の形態における信号保持部１４と異なる。信号保持部１４における計数値更新部１６および保持値更新部１７の各動作手順は、前述の第１の実施の形態の図７および図９に示すフローチャートの動作手順と同一であるので、図示および共通する説明を省略する。
【０１８７】
本実施の形態における信号保持部１４は、時間更新部１５において、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号である場合に、次時刻の有効経過時間を初期化するときの初期値が「−１」となっている点が、第１の実施の形態における信号保持部１４と異なる。
【０１８８】
図１４は、本発明の第２の実施の形態における信号保持部１４の時間更新部１５の動作手順を示すフローチャートである。図１４に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、時間更新部１５によって処理される。図１４に示すフローチャートの処理は、所定信号発生部１３から状態信号Ｃ（ｔ）が与えられると開始され、ステップｄ１に移行する。
【０１８９】
ステップｄ１では、時間更新部１５は、図８に示すステップｂ１と同様に、状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号であるか否かを判断し、無効信号であると判断するとステップｄ２に移行し、無効信号ではない、換言すれば有効信号であると判断するとステップｄ３に移行する。
【０１９０】
ステップｄ２では、時間更新部１５は、図８に示すステップｂ２と同様に、次時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）を更新し、その後、全ての処理手順を終了する。ステップｄ３では、時間更新部１５は、次時刻における有効経過時間ＩＮＴ（ｔ＋１）を「−１」とし、全ての処理手順を終了する。
【０１９１】
図１５は、本発明の第２の実施の形態の信号選択部１８Ａの構成を示すブロック図である。本実施の形態の信号選択部１８Ａは、前述の第１の実施の形態の信号選択部１８と構成が類似しているので、対応する部分には同一の参照符を付して共通する説明を省略し、異なる部分について説明する。
【０１９２】
信号選択部１８Ａは、前述の第１の実施の形態の信号選択部１８を構成する同期信号発生部６１、遅延加算部６２および遅延調整部６３に加えて、非負判定部６４を備える。非負判定部６４は、遅延調整部６３からの出力を、信号保持部１４から与えられる保持信号Ｐ（ｔ）の符号に応じて一時的に停止することができる。さらに具体的に述べると、非負判定部６４は、保持信号Ｐ（ｔ）が「−１」である場合、遅延調整部６３からの出力を停止し、保持信号Ｐ（ｔ）が「−１」以外の値である場合、遅延調整部６３からの出力を同期検出信号Ｓ（ｔ）として出力する。
【０１９３】
たとえば、前述の第１の実施の形態において、信号保持部１４が図７〜図９に示すフローチャートの動作手順に従って動作し、信号選択部１８が図１１に示すように構成される場合、保持信号Ｐ（ｔ）が「０」であるとき、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号となる位置が同期位置と等しいのか、または非同期状態であるのかを判断することができなくなる。
【０１９４】
これに対して、本実施の形態のような構成にすることによって、保持信号Ｐ（ｔ）が「−１」であれば、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号となる位置を同期検出位置と判断し、保持信号Ｐ（ｔ）が「０」であれば、非同期状態であると判断することができる。したがって、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号となる位置が同期位置と等しい場合と、非同期状態である場合とを区別することができる。本実施の形態では、保持信号Ｐ（ｔ）の初期値「−１」は負数の一例として示したものであって、この値に限られるものではない。
【０１９５】
以上のように本実施の形態によれば、信号選択部１８Ａは、状態信号Ｃ（ｔ）が無効信号から有効信号に変化した場合、または有効信号から無効信号に変化した場合のいずれかの場合を基点として経過時間を計測し始め、当該経過時間が保持信号の値に所定の時間を加算した値と等しく、かつ前記保持信号が所定の値である場合に同期検出信号Ｓ（ｔ）を出力する。これによって、状態信号Ｃ（ｔ）が有効信号となる位置が同期位置と等しい場合と、非同期状態である場合とを区別することができる。したがって、受信信号Ｉ（ｔ）の同期位置を正確に検出することができる。
【０１９６】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態である信号同期装置について説明する。本実施の形態の信号同期装置は、合致検出部１２の判定器３４を除くその他の構成が、前述の第１の実施の形態の信号同期装置１と同一であるので、対応する部分には同一の参照符を付して、図示および共通する説明を省略する。図１６は、本発明の第３の実施の形態における合致検出部１２を構成する判定器３４Ａの構成を示すブロック図である。本実施の形態の判定器３４Ａは、前述の第１の実施の形態の判定器３４と構成が類似しているので、対応する部分には同一の参照符を付して共通する説明を省略し、異なる部分について説明する。
【０１９７】
判定器３４Ａは、前述の第１の実施の形態の判定器３４を構成する減算器５１および所定値記憶部５２に加えて、遅延部５３および比較判定部５４を備える。遅延部５３は、減算器５１から出力される出力信号Ｑ（ｔ）を１種類以上の所定遅延時間を用いて遅延した遅延信号Ｄ（ｔ）を出力する。比較判定部５４は、減算器５１からの出力信号Ｑ（ｔ）と、遅延部５３からの出力信号である遅延信号Ｄ（ｔ）の一部または全てとを用いて、これらの値の中から最小値を判定し、その判定結果の値を合致信号Ｅ（ｔ）として出力する。減算器５１から出力される出力信号Ｑ（ｔ）の値は、図３に示す比較部３３の出力値を、所定値記憶部５２に記憶される所定値である判定基準値から減算した値である。
【０１９８】
さらに述べると、比較判定部５４は、減算器５１からの出力信号Ｑ（ｔ）の値と、減算器５１からの出力信号Ｑ（ｔ）の値を遅延部５３において所定時間だけ遅延させた遅延信号Ｄ（ｔ）の値との論理積演算を行い、その演算結果の値を合致信号Ｅ（ｔ）として出力する。
【０１９９】
図１７は、本発明の第１の実施の形態の判定器３４における合致信号Ｅ（ｔ）の出力タイミングを示すタイミングチャートである。図１８は、本発明の第３の実施の形態の判定器３４Ａにおける合致信号Ｅ（ｔ）の出力タイミングを示すタイミングチャートである。図１８には、既知信号系列が連続して２回挿入されている場合を示しており、当該既知信号系列の時間長は「３」としている。また図１８では、図１６に示す遅延部５３の出力信号である遅延信号Ｄ（ｔ）を１種類とし、所定遅延時間を既知信号系列の時間長に等しく、「３」としている。
【０２００】
図１７に示すように、第１の実施の形態では、既知信号系列の終了時点である時刻ｔ＝５において、合致信号Ｅ（ｔ）が最大値「６」をとっているものの、情報信号を受信中の状態であっても雑音の影響によって合致信号Ｅ（ｔ）の値が大きくなり、時刻ｔ＝２４において偶然、合致信号Ｅ（ｔ）が「６」となっている。しかも、これらが状態信号Ｃ（ｔ）の隣接する有効信号区間内で同時に発生しているので、当該有効信号区間内で合致信号Ｅ（ｔ）の最大値が２回検出されることになる。このとき、信号保持部１４が図７〜図９に示すフローチャートに従った動作をすると、合致信号Ｅ（ｔ）の最大値が検出された２回のうち、判定誤差信号Ｊ（ｔ）の値の小さい方を同期位置として検出することになる。
【０２０１】
これに対し、本実施の形態では、図１８に示すように、既知信号系列が連続して２回挿入されているので、図１６に示す判定器３４Ａにおける減算器５１の出力である出力信号Ｑ（ｔ）は、既知信号系列の終了時点である時刻ｔ＝５および時刻ｔ＝８において極大値をとる。ただし、時刻が異なれば雑音の影響も異なるので、ここでは一般性を失わないように、時刻ｔ＝５ではＱ（ｔ）＝６、時刻ｔ＝８ではＱ（ｔ）＝７としている。
【０２０２】
また図１８に示す場合においても、図１７に示す場合と同様に、情報信号を受信中の状態であっても雑音の影響により、時刻ｔ＝２７において偶然、減算器５１の出力信号Ｑ（ｔ）が「６」となっている。このとき判定器３４Ａは、減算器５１の出力信号Ｑ（ｔ）と、この出力信号Ｑ（ｔ）を時刻「３」だけ遅延させた信号Ｑ（ｔ−３）とを比較し、それらの小さい方を合致信号Ｅ（ｔ）として出力するので、合致信号Ｅ（ｔ）の信号系列は、図１８に示すようになる。
【０２０３】
その結果、合致信号Ｅ（ｔ）は、既知信号系列が２回検出された時点である時刻ｔ＝８において最大値「６」をとる。時刻ｔ＝３０では、時刻ｔ＝２７における減算器５１からの出力信号Ｑ（ｔ）と、時刻ｔ＝３０における減算器５１からの出力信号Ｑ（ｔ）とを比較するので、合致信号Ｅ（ｔ）は「３」となる。したがって、状態信号Ｃ（ｔ）の隣接する有効信号区間内で検出される合致信号Ｅ（ｔ）の最大値は唯一、時刻ｔ＝８における値「６」となる。
【０２０４】
以上のように本実施の形態によれば、図１６に示すように判定器３４Ａを構成し、既知信号系列が２回以上連続して繰返し挿入されている信号を用いて通信を行うことによって、同期の確立の精度をさらに高くすることが可能となる。
【０２０５】
本実施の形態では、図１６における遅延部５３の出力信号である遅延信号Ｄ（ｔ）を１種類としたが、本発明の他の実施の形態では、既知信号系列を挿入する繰返し回数をさらに増加させて、当該遅延信号Ｄ（ｔ）を２種類以上にしてもよい。遅延信号Ｄ（ｔ）を２種類以上にすることによって、同期位置を検出できる場合をさらに増加させることができる。さらに述べると、既知信号系列を無限に繰返し、遅延信号Ｄ（ｔ）の種類を当該繰返し回数と同数にすれば、正しい同期位置のみを検出することができる。これによって、正確な同期位置と誤った同期位置とが同時に検出される場合を低減することが可能となり、正確な同期位置の検出精度を向上することができる。
【符号の説明】
【０２０６】
１  信号同期装置、１１  信号判定部、１２  合致検出部、１３  所定信号発生部、１４  信号保持部、１５  時間更新部、１６  計数値更新部、１７  保持値更新部、１８，１８Ａ  信号選択部、２１  閾値発生部、２２  閾値判定部、２３  正規化部、２４  平均化部、２５  出力調整部、３１  変換部、３２  系列発生部、３３  比較部、３４，３４Ａ  判定器、４１  演算部、４２  加工部、５１  減算器、５２  所定値記憶部、５３  遅延部、５４  比較判定部、６１  同期信号発生部、６２  遅延加算部、６３  遅延調整部、６４  非負判定部。
【図１】
2010278483.tif 000003
【図２】
2010278483.tif 000004
【図３】
2010278483.tif 000005
【図４】
2010278483.tif 000006
【図５】
2010278483.tif 000007
【図６】
2010278483.tif 000008
【図７】
2010278483.tif 000009
【図８】
2010278483.tif 000010
【図９】
2010278483.tif 000011
【図１０】
2010278483.tif 000012
【図１１】
2010278483.tif 000013
【図１２】
2010278483.tif 000014
【図１３】
2010278483.tif 000015
【図１４】
2010278483.tif 000016
【図１５】
2010278483.tif 000017
【図１６】
2010278483.tif 000018
【図１７】
2010278483.tif 000019
【図１８】
2010278483.tif 000020