(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２相差動位相変調の受信信号を受信する受信回路であって、
前記受信信号の各サンプリング値について、１シンボル期間前のサンプリング値との相関値を求める遅延相関演算を行う遅延相関演算部と、
前記遅延相関演算部により算出された相関値を基に、前記受信信号の同期タイミングを捕捉する捕捉部と、
前記捕捉部により前記受信信号の同期タイミングが捕捉された場合、捕捉された同期タイミングを基準として前記受信信号を復号する復号部と、
前記受信信号を受信していない無信号期間を検出する無信号期間検出部とを備え、
前記捕捉部は、前記無信号期間検出部により前記無信号期間が検出された場合、同期タイミングの捕捉を解除する受信回路。
【請求項２】
前記復号部により復号された復号データに基づいて、前記受信信号の終了タイミング及びエラービットが含まれているか否かを検出するデータ処理部を更に備え、
前記捕捉部は、前記データ処理部により前記終了タイミング及び前記エラービットが含まれていることが検出された場合、同期タイミングの捕捉を解除する請求項１記載の受信回路。
【請求項３】
前記復号部は、
前記遅延相関演算部から順次に出力される１シンボル分の相関値を記憶する復号シフトレジスタと、
前記同期タイミングにおいて、前記復号シフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている相関値に基づいて前記受信信号に含まれる１ビットのデータを復号するデータ復号部とを備える請求項２記載の受信回路。
【請求項４】
前記復号部は、
前記遅延相関演算部から順次に出力される１シンボル分の相関値を記憶する復号シフトレジスタと、
前記同期タイミングにおいて、前記復号シフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている相関値と、前記中央のビット位置よりも上流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値と、前記中央のビット位置よりも下流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値とに基づいて前記受信信号に含まれる１ビットのデータを復号するデータ復号部を備える請求項２記載の受信回路。
【請求項５】
前記受信信号は、プリアンブル部とペイロード部とを備えるフレーム構成であり、
前記捕捉部は、前記同期タイミングを捕捉した場合に、さらに、前記復号部により復号された復号データに基づいて、前記プリアンブル部の終了を検出する請求項２〜４のいずれかに記載の受信回路。
【請求項６】
前記捕捉部は、
１シンボルの形状データの候補をパターン候補として複数個予め記憶するパターン候補記憶部と、
前記遅延相関演算部の出力に基づく１シンボル分の形状データを生成する形状生成部と、
前記形状生成部の１シンボル分の形状データと前記複数のパターン候補のそれぞれとを比較する候補比較部と、
前記形状生成部の１シンボル分の形状データと、複数のパターン候補の少なくとも１つとが前記候補比較部において一致すると判定された回数が複数回続いた場合に、前記同期タイミングを捕捉したと判定する捕捉判定部とを備える請求項１〜５のいずれかに記載の受信回路。
【請求項７】
前記遅延相関演算部は、前記受信信号をＩ信号成分とＱ信号成分とに分け、各成分の相関値の和を算出し、
前記形状生成部は、
前記遅延相関演算部から出力された相関値の和を二乗して二乗相関値を算出する二乗演算部と、
前記二乗相関値と所定の閾値とを比較することによって前記二乗相関値を２値化する閾値比較部と、
１シンボル分の前記閾値比較部の出力を記憶する捕捉シフトレジスタとを備え、
前記候補比較部は、前記捕捉シフトレジスタに記憶されたデータと複数のパターン候補とを比較する請求項６記載の受信回路。
【請求項８】
前記１シンボル分の形状データは、複数のビットによって表され、
前記パターン候補は、前記各ビットを予め規定することによって形成された所定のビットパターンであり、
前記複数のパターン候補は、互いに異なるビットパターンであって、前記複数のパターン候補のうちの少なくとも１つは、前記各ビットのうちの少なくとも１つの値が任意である請求項６又は７記載の受信回路。
【請求項９】
現在の同期タイミングに対応する前記二乗相関値を１シンボルの中央の二乗相関値として特定し、特定した中央の二乗相関値と当該中央の二乗相関値に対して時間的に前後する二乗相関値とを基に、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整するトラッキング部をさらに備える請求項７記載の受信回路。
【請求項１０】
前記トラッキング部は、
前記二乗演算部から順次に出力される１シンボル分の二乗相関値を記憶するトラッキングシフトレジスタと、
前記同期タイミングが到来する毎に、前記トラッキングシフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている二乗相関値と、前記中央のビット位置よりも上流のビット位置に記憶されている二乗相関値と、前記中央のビット位置よりも下流のビット位置に記憶されている二乗相関値とを比較して最大の二乗相関値を記憶しているビット位置を特定し、特定したビット位置に所定のポイントを付与し、付与したポイントの累積値が最大となるビット位置を特定し、特定したビット位置に基づいて、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整する間隔調整部とを備える請求項９記載の受信回路。
【請求項１１】
伝送路から前記受信信号を取り出す結合部と、
前記結合部で取り出された受信信号に基づいて前記受信信号を復号する受信部と、
前記伝送路を流れる電力から、前記受信部を駆動する駆動電力を生成する受電部とを備え、
前記受信部は、請求項１〜１０のいずれかに記載の受信回路を備える受信装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２相差動位相変調の受信信号を受信する受信回路及びその受信回路を備える受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＢＰＳＫ等のデジタル変調方式を用いた受信装置が知られている。このようなデジタル変調方式が採用された受信装置に用いられる遅延検波回路として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１に示す遅延検波回路では、７．２８８ＭＨｚ程度で動作するシフトレジスタを、１０ｋＨｚ程度のシンボルクロックで動作するサンプルホールド回路に置き換えることで、低消費電力化が図られている。
【０００３】
ところで、デジタル変調方式を用いた受信装置では、物理層の処理を行う物理層回路とＭＡＣ層の処理を行うＭＡＣ回路とが含まれている。物理層回路は、受信信号の同期タイミングを検出し、検出した同期タイミングにしたがって受信信号を復号して１，０の記号列をＭＡＣ回路に出力する。ＭＡＣ回路は、物理層回路から出力された記号列からパリティエラーを検出したり、受信信号の終了タイミングを検出したりすると、物理層回路に同期タイミングの捕捉を解除させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８３５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、物理層回路は、同期タイミングの捕捉を解除すると、引き続き同期タイミングを捕捉するための処理を開始する。したがって、物理層回路は、１つの受信信号の受信途中にＭＡＣ回路から同期タイミングの捕捉の解除が指示されると、受信途中の受信信号の後半部分から同期タイミングを捕捉する可能性がある。この場合、物理層回路は、ＭＡＣ回路から同期タイミングの捕捉の解除が指示されなければ、この同期タイミングにしたがった復号処理を継続して行う。その結果、物理層回路は、受信信号の終了を認識することができずに、捕捉した同期タイミングにしたがった復号処理を、次の受信信号が到来するまでの無信号期間に対して継続して行うことになり、次の受信信号を正確に復号できなくなる。また、特許文献１には、無信号期間において復号処理が継続されるという課題を考慮した対策が何ら講じられていない。
【０００６】
本発明の目的は、無信号期間において復号処理が継続されることを防止することができる受信回路及び受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一局面による受信回路は、２相差動位相変調の受信信号を受信する受信回路であって、前記受信信号の各サンプリング値について、１シンボル期間前のサンプリング値との相関値を求める遅延相関演算を行う遅延相関演算部と、前記遅延相関演算部により算出された相関値を基に、前記受信信号の同期タイミングを捕捉する捕捉部と、前記受信信号を受信していない無信号期間を検出する無信号期間検出部とを備え、前記捕捉部は、前記無信号期間検出部により前記無信号期間が検出された場合、同期タイミングの捕捉を解除する。
【０００８】
この構成によれば、同期タイミングの捕捉後に無信号期間が検出されると、同期タイミングの捕捉が解除される。そのため、無信号期間において継続して復号処理が行われることを防止することができ、次に到来した無線信号を正確に復号することができる。
【０００９】
（２）前記捕捉部により前記受信信号の同期タイミングが捕捉された場合、捕捉された同期タイミングを基準として前記受信信号を復号する復号部と、前記復号部により復号された復号データに基づいて、前記受信信号の終了タイミング及びエラービットが含まれているか否かを検出するデータ処理部とを更に備え、前記捕捉部は、前記データ処理部により前記終了タイミング及び前記エラービットが含まれていることが検出された場合、同期タイミングの捕捉を解除することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、データ処理部により受信信号にエラービットが含まれていることが検出され、同期タイミングの捕捉が当該受信信号の受信途中で解除された後、当該受信信号において、再度、同期タイミングが捕捉されると、データ処理部から当該受信信号の終了に基づく同期タイミングの捕捉の解除が指示されない。
【００１１】
しかしながら、無信号期間検出部により無線信号期間が検出されると、同期タイミングの捕捉が解除されるため、次の受信信号が前の受信信号にて捕捉された同期タイミングに基づいて復号されることが防止され、受信信号を正確に復号することができる。
【００１２】
（３）前記復号部は、前記遅延相関演算部から順次に出力される１シンボル分の相関値を記憶する復号シフトレジスタと、前記同期タイミングにおいて、前記復号シフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている相関値に基づいて前記受信信号に含まれる１ビットのデータを復号するデータ復号部とを備えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、１シンボルの中央のビット位置に記憶されている相関値を用いて受信信号の１ビットのデータが復号されるため、受信信号を正確に復号することができる。
【００１４】
（４）前記復号部は、前記遅延相関演算部から順次に出力される１シンボル分の相関値を記憶する復号シフトレジスタと、前記同期タイミングにおいて、前記復号シフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている相関値と、前記中央のビット位置よりも上流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値と、前記中央のビット位置よりも下流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値とに基づいて前記受信信号に含まれる１ビットのデータを復号するデータ復号部を備えることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、１シンボルの中央のビット位置、中央のビット位置より上流の１又は複数のビット位置、及び中央のビット位置よりも下流の１又は複数のビット位置に格納された複数の相関値を用いて受信信号の１ビットのデータが復号されるため、受信信号を正確に復号することができる。
【００１６】
（５）前記受信信号は、ブリアンブル部とペイロード部とを備えるフレーム構成であり、前記捕捉部は、前記同期タイミングを捕捉した場合に、さらに、前記復号部により復号された復号データに基づいて、前記プリアンブル部の終了を検出することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、復号部の出力に基づいてプリアンブル部の終了が検出され、送信信号との同期を確立することができる。
【００１８】
（６）前記捕捉部は、１シンボルの形状データの候補をパターン候補として複数個予め記憶するパターン候補記憶部と、前記遅延相関演算部の出力に基づく１シンボル分の形状データを生成する形状生成部と、前記形状生成部の１シンボル分の形状データと前記複数のパターン候補のそれぞれとを比較する候補比較部と、前記形状生成部の１シンボル分の形状データと、複数のパターン候補の少なくとも１つとが前記候補比較部において一致すると判定された回数が複数回続いた場合に、前記同期タイミングを捕捉したと判定することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、１シンボル分の形状データの候補が予め複数個用意されている。そのため、受信信号に含まれる多少のノイズによって、同期タイミングが捕捉されなくなることを防止することができる。その一方で、１シンボル分の形状データと複数のパターン候補とが一致する回数が複数回続いた場合に同期タイミングが捕捉されるため、同期タイミングの捕捉精度を高めることができる。
【００２０】
（７）前記遅延相関演算部は、前記受信信号をＩ信号成分とＱ信号成分とに分け、各成分の相関値の和を算出し、前記形状生成部は、前記遅延相関演算部から出力された相関値の和を二乗して二乗相関値を算出する二乗演算部と、前記二乗相関値と所定の閾値とを比較することによって前記二乗相関値を２値化する閾値比較部と、１シンボル分の前記閾値比較部の出力を記憶する捕捉シフトレジスタとを備え、前記候補比較部は、前記捕捉シフトレジスタに記憶されたデータと複数のパターン候補とを比較することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、Ｉ信号成分とＱ信号成分との相関値の和が二乗されて二乗相関値が算出され、この二乗相関値が２値化され、１シンボル分の記憶容量を有するシフトレジスタに順次に入力されることで１シンボルの形状データが生成されている。そして、シフトレジスタに入力された１シンボルの形状データが複数のパターン候補と比較され、同期タイミングの捕捉が判定されることになる。
【００２２】
（８）前記１シンボル分の形状データは、複数のビットによって表され、前記パターン候補は、前記各ビットを予め規定することによって形成された所定のビットパターンであり、前記複数のパターン候補は、互いに異なるビットパターンであって、前記複数のパターン候補のうちの少なくとも１つは、前記各ビットのうちの少なくとも１つの値が任意であることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、複数のパターン候補のうちの少なくとも１つは、各ビットのうちの少なくとも１つの値が任意とされている。そのため、多少のノイズを有する受信信号を受信した場合であっても、この受信信号の同期タイミングを捕捉することができる。
【００２４】
（９）現在の同期タイミングに対応する前記二乗相関値を１シンボルの中央の二乗相関値として特定し、特定した中央の二乗相関値と当該中央の二乗相関値に対して時間的に前後する二乗相関値とを基に、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整するトラッキング部をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、１シンボルの中央の二乗相関値とその二乗相関値に対して時間的に前後する二乗相関値とを用いて、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔が調整されている。そのため、同期タイミングが１シンボルの中央の位置からずれた場合、ずれた同期タイミングを１シンボルの中央の位置に戻すことができる。
【００２６】
（１０）前記トラッキング部は、前記二乗演算部から順次に出力される１シンボル分の二乗相関値を記憶するトラッキングシフトレジスタと、前記同期タイミングが到来する毎に、前記トラッキングシフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている二乗相関値と、前記中央のビット位置よりも前のビット位置に記憶されている二乗相関値と、前記中央のビット位置よりも後のビット位置に記憶されている二乗相関値とを比較して最大の二乗相関値を記憶しているビット位置を特定し、特定したビット位置に所定のポイントを付与し、付与したポイントの累積値が最大となるビット位置を特定し、特定したビット位置に基づいて、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整する間隔調整部とを備えることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、同期タイミングが１シンボルの中央の位置からずれた場合であっても、ずれた同期タイミングを精度よく１シンボルの中央の位置に戻すことができる。
【００２８】
（１１）伝送路から前記受信信号を取り出す結合部と、前記結合部で取り出された受信信号に基づいて前記受信信号を復号する受信部と、前記伝送路を流れる電力から、前記受信部を駆動する駆動電力を生成する受電部とを備え、前記受信部は、（１）〜（１０）のいずれかの受信回路を備えることが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、低コストで低消費電力な受信装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば無信号期間において復号処理が開始されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態における受信装置が適用された通信装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す受信回路の詳細な構成を示した回路図である。
【図３】実施形態における通信装置で用いられる通信信号のフレーム構成を示す図である。
【図４】図２に示すトラッキング部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図２に示す復号部の変形例を説明する図である。
【図６】無信号期間を検出した際の通信装置の動作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】
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。以下の説明では、本発明の実施形態による受信回路及び受信装置を通信装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態における通信装置の構成を示す図である。本実施形態の通信装置Ｍは、ネットワークを介して接続される他の通信装置（不図示）から送信された通信信号を受信する受信装置としての機能と、ネットワークを介して他の通信装置又は更に別の他の通信装置（不図示）へ通信信号を送信する送信装置としての機能とを備えている。通信信号としては、例えば２相差動位相変調（ＤＢＰＳＫ）が採用され、送信すべきデータがＤＢＰＳＫによって符号化（変調）され、送信波が生成されている。
【００３４】
なお、ＤＢＰＳＫでは、送信すべきデータの値が“０”の場合、互いに隣り合う２個のシンボル間における位相変化量が“０”（または“π”）とされ、送信すべきデータの値が“１”の場合、位相変化量が“π”（または“０”）とされる。
【００３５】
図１に示すように、通信装置は、ブリッジダイオード回路１によって伝送路ＰＬに接続され、受電部２と、アナログフロントエンド部（ＡＦＥ部）３と、通信部４と、入出力インタフェース部（入出力ＩＦ部）５とを備えている。
【００３６】
伝送路ＰＬは、通信信号を伝播（伝送）するための媒体であり、ネットワークに接続されている、あるいは、ネットワークの一部を構成する。伝送路ＰＬとしては、例えば、一対のペア線を採用することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、通信装置Ｍは、ブリッジダイオード回路１を介して一対のペア線に接続されている。そのため、通信装置Ｍをペア線に接続する際の配線極性がペア線に対し無極性となり、通信装置Ｍは、ペア線の極性を勘案することなくペア線に接続される。すなわち、ブリッジダイオード回路１の１対の入力端における一方端および他方端を、ペア線の電圧ライン及び接地ラインに接続してもよいし、ペア線の接地ライン及び電圧ラインに接続してもよい。
【００３８】
受電部２は、ブリッジダイオード回路１に接続され、ブリッジダイオード回路１を介して伝送路ＰＬを流れる電力から、本通信装置Ｍを駆動する駆動電力を生成する。
【００３９】
そして、受電部２は、伝送路ＰＬを伝播する通信信号の通信帯域に対して高インピーダンスになるインピーダンスアッパ回路２１と、交流電力から直流電力を生成する電源回路２２とを備えている。ここで、通信帯域に対して高インピーダンスとは、伝送路ＰＬを伝播する通信信号の伝送距離に与える影響が少ないという意味である。インピーダンスアッパ回路２１は、例えば、伝送路ＰＬを伝播する通信信号の通信帯域に対して高インピーダンスになるインダクタを備えて構成される。電源回路２２は、例えば、三端子レギュレータとコンデンサとを備えて構成され、交流電力から、所定の定電圧の駆動電力を生成する。
【００４０】
伝送路ＰＬを流れる電力は、ブリッジダイオード回路１を介して受電部２へ給電される。受電部２は、インピーダンスアッパ回路２１を介して給電された電力を、電源回路２２によって、所定の定電圧の駆動電力に変換し、変換した定電圧をＡＦＥ部３及び通信部４等の各ブロックに供給する。
【００４１】
ＡＦＥ部３は、ブリッジダイオード回路１に接続され、ブリッジダイオード回路１を介して、伝送路ＰＬと通信部４とを互いに結合する。そして、ＡＦＥ部３は、ブリッジダイオード回路１を介して、伝送路ＰＬを流れる通信信号を受信信号として取り出して通信部４へ出力する。また、ＡＦＥ部３は、通信部４から出力された通信信号を送信信号として、ブリッジダイオード回路１を介して、伝送路ＰＬに出力する。
【００４２】
そして、ＡＦＥ部３は、コンデンサＣ１、Ｃ２と、増幅器３１と、リミッタアンプ３２とを備えている。コンデンサＣ１、Ｃ２は、伝送路ＰＬを流れる電力成分の周波数、すなわち、少なくとも通信信号による電力成分を除く電力成分の周波数をカット（遮断）する。
【００４３】
コンデンサＣ１は、増幅器３１とブリッジダイオード回路１との間に接続されている。コンデンサＣ２は、ブリッジダイオード回路１と増幅器ＡＰとの間に接続されている。
【００４４】
増幅器３１は、受電部２から供給された駆動電力によって駆動され、通信部４から出力された送信信号を所定の増幅率で増幅する。
【００４５】
リミッタアンプ３２は、例えばヒステリシスコンパレータにより構成され、ブリッジダイオード回路１及びコンデンサＣ２を介して入力された受信信号を略方形の方形波信号に変換して増幅する。具体的には、リミッタアンプ３２は、受信信号のレベルが上側閾値以上になると、ハイレベルの所定の電圧値を出力し、受信信号のレベルが下側閾値以下になると、ローレベルの所定の電圧値を出力する。リミッタアンプ３２は、増幅器ＡＰへ受電部２から駆動電力が供給されることによって駆動する。
【００４６】
伝送路ＰＬを伝播する通信信号は、ブリッジダイオード回路１を介して受信信号として受信される。そして、この受信信号は、ＡＦＥ部３のコンデンサＣ２を介してリミッタアンプ３２へ入力され、振幅レベルに応じて方形波信号に変換されて増幅される。増幅された方形波信号は、ＡＦＥ部３のリミッタアンプ３２を介して通信部４に入力される。また、通信部４で生成された送信信号は、増幅器３１へ入力され、所定の増幅率で増幅され、コンデンサＣ１およびブリッジダイオード回路１介して伝送路ＰＬへ送出される。
【００４７】
なお、リミッタアンプ３２として、例えば、通信に使用している通信帯域（伝送帯域）のみを抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の機能を兼ね備えたアクティブフィルタを採用してもよい。これにより、通信帯域を除く周波数成分をノイズ信号として通信信号から除去することができる。
【００４８】
通信部４は、受電部２及びＡＦＥ部３のそれぞれに接続され、ＡＦＥ部３から出力された方形波信号に基づいて通信信号のデータを復号（復調）するとともに、送信すべきデータを通信信号に符号化（変調）する。そして、通信部４は、送信すべきデータを通信信号に符号化（変調）する送信回路４１と、受信信号のデータを復号（復調）する受信回路４２とを備えている。受信回路４２の詳細については、後述する。
【００４９】
入出力ＩＦ部５は、通信部４に接続され、本通信装置Ｍと外部の機器との間でデータを入出力するためのインタフェース回路である。入出力ＩＦ部５に外部の機器が接続されている場合に、外部の機器から入出力ＩＦ部５に入力されたデータは、通信部４の送信回路４１へ出力され、通信部４の送信回路４１によって符号化（変調）され、一方、通信部４の受信回路４２で復号（復調）されたデータは、入出力ＩＦ部５へ出力され、外部の機器へ出力される。
【００５０】
図２は、図１に示す受信回路４２の詳細な構成を示した回路図である。受信回路４２は、図２に示すように、遅延検波部Ｓと、トラッキング部８と、復号部９と、データ処理部１１とを備えている。遅延検波部Ｓは、遅延相関演算部６、捕捉部７、及び無信号期間検出部１０を備えている。
【００５１】
遅延相関演算部６は、図１に示すリミッタアンプ３２の出力端に接続され、リミッタアンプ３２から出力される方形波信号を用いて受信信号の各サンプリング値について、１シンボル期間前のサンプリング値との相関値を求める遅延相関演算を行う。
【００５２】
無信号期間検出部１０は、受信信号を受信していない無信号期間を検出する。無信号期間検出部１０は、リミッタアンプ３２から所定時間以上、ローレベルの信号が所定時間以上継続して出力された場合、無信号期間の発生を検出する。
【００５３】
或いは、無線信号期間検出部１０は、受信信号の周波数を観測し、キャリア周波数又は伝送帯域から周波数が大きく外れる受信信号が所定時間、継続して観測した場合、無信号期間の発生を検出する。
【００５４】
なお、所定時間としては、例えば、ある通信装置から複数の受信信号が連続して送信された場合の各受信信号の間隔に基づいて予め定められた値を採用すればよい。
【００５５】
捕捉部７は、遅延相関演算部６により算出された相関値を基に、受信信号の同期タイミングを捕捉する。そして、捕捉部７は、無信号期間検出部１０により無信号期間が検出された場合、捕捉している同期タイミングを解除する。また、捕捉部７は、同期タイミングを捕捉すると、そのことをトラッキング部８及び復号部９に通知する。また、捕捉部７は、同期タイミングの捕捉を解除すると、そのことをトラッキング部８及び復号部９に通知する。
【００５６】
遅延相関演算部６は、図１に示すリミッタアンプ３２に接続され、Ｉ用乗算器（Ｉ用ミキサ）６１Ｉと、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉと、Ｉ用シフトレジスタ６３Ｉと、Ｉ用相関演算部６４Ｉと、Ｑ用乗算器（Ｉ用ミキサ）６１Ｑと、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑと、Ｑ用シフトレジスタ６３Ｑと、Ｑ用相関演算部６４Ｑと、加算器６５とを備えている。
【００５７】
ＡＦＥ部３のリミッタアンプ３２の出力は、所定のサンプリング間隔でサンプリングされて受信回路４２に入力され、遅延相関演算部６に入力される。サンプリング間隔は、いわゆる標本化定理によって決定されるが、本実施形態では、１シンボルを、予め設定された所定の個数ｎのサンプリング点でサンプリンするように設定されている。
【００５８】
Ｉ用乗算器６１Ｉは、図１に示すリミッタアンプ３２に接続され、リミッタアンプ３２の出力とローカル周波数ωのｓｉｎωｔとを乗算することによって受信信号からＩ信号成分を抽出する。Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉは、Ｉ用乗算器６１Ｉに接続され、Ｉ用乗算器６１Ｉから出力されたＩ信号成分を所定のナイキストフィルタ特性でフィルタリングする。受信用のナイキストフィルタは、送信用のナイキストフィルタとセット（組）で、ナイキストフィルタ特性を持つように構成されている。
【００５９】
Ｉ用シフトレジスタ６３Ｉは、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉに接続され、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉの出力を所定のビット数分で記憶する。本実施形態では、１シンボルの波形をｎ個のサンプリング点でサンプリングするため、Ｉ用シフトレジスタ６３Ｉは、１シンボル分のデータを記憶することができるように、ｎビットで構成されている。
【００６０】
シフトレジスタは、１ビットのデータ（値）を記憶するフリップフロップを複数個カスケード接続したデジタル回路であって、１ビットのデータがその回路内を順次に移動（シフト）する回路である。
【００６１】
Ｉ用相関演算部６４Ｉは、Ｉ用ナイキストフィルタ６２ＩおよびＩ用シフトレジスタ６３Ｉに接続され、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉの出力とＩ用シフトレジスタ６３Ｉの出力とを乗算する。これにより、Ｉ信号成分の各サンプリング値は、１シンボル前のサンプリング値と乗算され、遅延相関演算が行われる。
【００６２】
Ｑ用乗算器６１Ｑは、図１に示すリミッタアンプ３２に接続され、リミッタアンプ３２の出力とローカル周波数ωの−ｃｏｓωｔとを乗算することによって受信信号からＱ信号成分を抽出する。
【００６３】
Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑは、Ｑ用乗算器６１Ｑに接続され、Ｑ用乗算器６１Ｑから出力されたＱ信号成分を所定のナイキストフィルタ特性でフィルタリングする。この受信用のナイキストフィルタは、送信用のナイキストフィルタとセット（組）で、ナイキストフィルタ特性を持つように構成してある。
【００６４】
Ｑ用シフトレジスタ６３Ｑは、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑに接続され、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑの出力を所定のビット数分で記憶する。Ｑ用シフトレジスタ６３Ｑは、１シンボル分のデータを記憶することができるように、ｎビットで構成されている。
【００６５】
Ｑ用相関演算部６４Ｑは、Ｑ用ナイキストフィルタ６２ＱおよびＱ用シフトレジスタ６３Ｑに接続され、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑの出力とＱ用シフトレジスタ６３Ｑの出力とを乗算する。これにより、Ｑ信号成分の各サンプリング値は、１シンボル期間前のサンプリング値と乗じられ、遅延相関演算が行われる。
【００６６】
加算器６５は、Ｉ用相関演算部６４Ｉ及びＱ用相関演算部６４Ｑのそれぞれに接続され、Ｉ用相関演算部６４Ｉの出力およびＱ用相関演算部６４Ｑの出力を加算して、相関値ｃ（ｉ）として、捕捉部７及び復号部９のそれぞれに出力する。ここで、ｉは動作クロックのクロック番号を示している。
【００６７】
捕捉部７は、遅延相関演算部６に接続され、二乗演算部７１と、閾値比較部７２と、捕捉シフトレジスタ７３と、候補比較部７４と、捕捉判定部７５と、パターン候補記憶部７６とを備えている。
【００６８】
二乗演算部７１は、加算器６５から出力される相関値ｃ（ｉ）を二乗して二乗相関値ｅ（ｉ）を算出する。
【００６９】
閾値比較部７２は、二乗演算部７１から出力される二乗相関値ｅ（ｉ）と予め設定された所定の第１閾値Ｔｈ１とを比較することによって二乗相関値ｅ（ｉ）を２値化する。捕捉シフトレジスタ７３は、閾値比較部７２から出力される出力値（第１閾値比較結果）を所定のビット数で記憶する。なお、捕捉シフトレジスタ７３は、１シンボル分のデータを記憶することができるように、ｎビットで構成されている。
【００７０】
これによって遅延相関演算部６の出力に基づく１シンボル分の形状データが生成され、捕捉シフトレジスタ７３には、１シンボル分の形状データが記憶される。なお、二乗演算部７１、閾値比較部７２、及び捕捉シフトレジスタ７３は、形状生成部の一例に相当する。
【００７１】
パターン候補記憶部７６は、１シンボル分の形状データの候補をパターン候補として複数個予め記憶する回路である。パターン候補は、各ビットの値を予め既定することによって形成された所定のビットパターンであり、複数のパターン候補は、互いに異なるビットパターンであって、複数のパターン候補のうちの少なくとも１つは、各ビットのうちの少なくとも１つの値が任意となっている。
【００７２】
図３は、実施形態における通信装置で用いられる通信信号のフレーム構成を示す図である。受信信号のフレーム１００は、例えば、図３に示すように、プリアンブル部１０１と、送信すべきデータを収容するペイロード部１０２とを備えている。プリアンブル部１０１は、受信信号の同期タイミングを捕捉するために使用される同期パターンを収容する同期パターン部１１１と、同期パターン部１１１の終了を表すＳＦＤ部１１２とを備えている。ＳＦＤ部１１２は、プリアンブル部１０１の終了を表すものでもあり、さらには、ペイロード部１０２の開始を表すものでもある。
【００７３】
本実施形態では、同期パターン部１１１には、同期パターンとして、例えば、「１１１・・・１１１」が収容され、ＳＦＤ部１１２には、例えば、「１０１０」が収容されている。ＤＢＰＳＫ方式では、互いに隣接する２個のシンボル間における位相変化量とデータの値とが対応付けられている。このようなＤＢＰＳＫ方式の場合では、１１１・・・１１１とすると、毎回、位相が反転するので、同期パターンには、「１１１・・・１１１」が採用され、受信信号に多少のノイズが乗っていても同期がとれるさようにされている。
【００７４】
そして、受信信号から１シンボルの形状データを生成した場合であって、受信信号にノイズがほとんど乗っていない場合（受信信号にノイズがほとんど重畳していない場合）にはｎ個のサンプリング点の中心付近では“１”となってその他では“０”となるパターン、例えば「００・・・０１１１０・・・００」や「００・・・００１００・・・００」となる。
【００７５】
しかしながら、例えば受信信号にノイズが重畳されたり位相がずれたりすると、１シンボルの形状データは、中心付近ではない位置に“１”が現れる場合がある。そこで、本実施形態では、パターン候補記憶部７６に予め記憶されるパターン候補は、複数とされている。そして、これらの複数のパターン候補には、ｎ個のサンプリング点の中心付近ではない位置に“１”を含むパターンやｎ個のサンプリング点の中心付近ではない位置が不定（データ値が任意、すなわち“０”でも“１”でもよい）であるパターン等が含まれる。
【００７６】
これらの複数のパターン候補は、例えば、この通信装置が用いる伝送路のトポロジーやその伝送特性（例えば位相の崩れ方等）等を考慮することによって予め既定され、「００・・・０１１１０・・・００」や「００・・・００１００・・・００」の２パターンにさらに「００・・・０１１１１０・・・００」や「００・・・１ＸＸ１１１１ＸＸＸ１・・・００」等のパターンを含んでいる。なお、Ｘは、“０”及び“１”であることを表している。
【００７７】
候補比較部７４は、捕捉シフトレジスタ７３およびパターン候補記憶部７６のそれぞれに接続され、捕捉シフトレジスタ７３に記憶されている１シンボル分の形状データとパターン候補記憶部７６に記憶されている複数のパターン候補のそれぞれとを比較する。捕捉シフトレジスタ７３に記憶されている１シンボル分の形状データとパターン候補記憶部７６に記憶されている複数のパターン候補とのそれぞれの比較において、候補比較部７４は、捕捉シフトレジスタ７３の各ビットに記憶されている各ビット値と、パターン候補の各ビット値とを比較する。
【００７８】
捕捉判定部７５は、候補比較部７４より入力されたその比較結果に基づいて、候補比較部７４によって比較された捕捉シフトレジスタ７３の１シンボル分の形状データと、複数のパターン候補の少なくとも１つとが一致する回数が複数回続いた場合、同期タイミングを捕捉したと判定する。ここで、一致回数としては、例えば、２回、３回および４回等の種々の値を採用することができる。一致回数が多ければ、判定精度は上がるが、その一方で判定時間が長くなる。
【００７９】
トラッキング部８は、現在の同期タイミングに対応する二乗相関値ｅ（ｉ）を１シンボルの中央の二乗相関値として特定し、特定した中央の二乗相関値と当該中央の二乗相関値に対して時間的に前後の二乗相関値とを基に、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整する。ここで、トラッキング部８は、トラッキングシフトレジスタ８１と、間隔調整部８２とを備えている。
【００８０】
トラッキングシフトレジスタ８１は、二乗演算部７１に接続され、二乗演算部７１から順次に出力される１シンボル分の二乗相関値ｅ（ｉ）を記憶する。なお、捕捉シフトレジスタ７３の左端に１つのデータが格納されるタイミングにおいて、このデータと同一のサンプリング点のデータがトラッキングシフトレジスタ８１の左端に入力される。
【００８１】
間隔調整部８２は、同期タイミングが到来する毎に、トラッキングシフトレジスタ８１の中央のビット位置に記憶されている二乗相関値であるｍｅａｎ値と、中央のビット位置よりも上流のビット位置に記憶されている二乗相関値であるｅａｒｌｙ値と、中央のビット位置よりも下流のビット位置に記憶されている二乗相関値であるｌａｔｅ値とを比較して最大の二乗相関値を記憶しているビット位置を特定する。
【００８２】
そして、間隔調整部８２は、特定したビット位置に所定のポイントを付与し、付与したポイントの累積値が最大となるビット位置を特定し、特定したビット位置に基づいて、現在の同期タイミングから次の同期タイミングが到来するまでの時間間隔を調整する。
【００８３】
具体的には、間隔調整部８２は、ｍｅａｎ値、ｅａｒｌｙ値、及びｌａｔｅ値のそれぞれに対応するＭＥＡＮカウンタ、ＥＡＲＬＹカウンタ、及びＬＡＴＥカウントを備えている。そして、間隔調整部８２は、同期タイミングが到来するｎサイクル毎に、ｍｅａｎ値、ｅａｒｌｙ値、ｌａｔｅ値を比較し、比較結果の最大値に対応するカウンタに１ポイントを加算する。
【００８４】
そして、間隔調整部８２は、ＭＥＡＮカウンタが所定の第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、ｎサイクルを次の同期タイミングまでの時間間隔とする。また、間隔調整部８２は、ＥＡＲＬＹカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、ｎ＋１サイクルを次の同期タイミングまでの時間間隔とする。また、間隔調整部８２は、ＬＡＴＥカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、ｎ−１サイクルを次の同期タイミングまでの時間間隔とする。
【００８５】
なお、ｍｅａｎ値のビット位置としては、トラッキングシフトレジスタ８１のビット数であるｎが奇数の場合、トラッキングシフトレジスタ８１の中心のビット位置を採用することができ、ｎが偶数の場合、左端のビット位置からｎ／２番目又はｎ／２＋１番目のビット位置を採用することができる。
【００８６】
また、ｅａｒｌｙ値のビット位置としては、中央のビット位置の左隣のビット位置を採用することができる。また、ｌａｔｅ値のビット位置としては、例えば、中央のビット位置の右隣のビット位置を採用することができる。
【００８７】
図４は、図２に示すトラッキング部８の動作を説明するためのタイミングチャートである。図４（Ａ）は、受信回路４２を構成する各回路を同期して動作させるための動作クロックを示している。この動作クロックは、例えばサンプリング周波数と同じ周波数を有している。図４（Ｂ）は、加算器６５から出力される相関値ｃ（ｉ）を示しており、濃度によって相関値ｃ（ｉ）が示されている。図４（Ｃ）は、捕捉判定部７５が捕捉した同期タイミングを示している。
【００８８】
図４（Ｄ）は、ＥＡＲＬＹカウンタの累積値を示し、図４（Ｅ）は、ＭＥＡＮカウンタの累積値を示し、図４（Ｆ）は、ＬＡＴＥカウンタの累積値を示している。図４（Ｇ）は、ＥＡＲＬＹカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になった場合に、間隔調整部８２がデータ復号部９２に出力する信号であるｅａｒｌｙ＿ｏｕｔを示している。図４（Ｈ）は、ＬＡＴＥカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になった場合に、間隔調整部８２がデータ復号部９２に出力する信号であるｌａｔｅ＿ｏｕｔを示している。図４（Ｉ）は、図４（Ｂ）に示す相関値ｃ（ｉ）の波形を拡大して示した波形図である。
【００８９】
期間Ｔ１において、ＥＡＲＬＹカウンタ、ＭＥＡＮカウンタ、及びＬＡＴＥカウンタのいずれも、累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になっていない。この場合、図４（Ｉ）に示すように、シンボルの中央が同期タイミングとなっている推測される。そのため、同期タイミングの時間間隔はｎサイクルが維持されている。
【００９０】
期間Ｔ２においては、ＥＡＲＬＹカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になっている。この場合、シンボルの中央よりも１サンプル点だけ前の時点が同期タイミングとなっている。そのため、１つ目の同期タイミングからｎ＋１サイクル後が２つ目の同期タイミングとされている。その後、ＥＡＲＬＹカウンタ、ＭＥＡＮカウンタ、及びＬＡＴＥカウンタの全ての累積値が０にリセットされる。したがって、期間Ｔ２において、２つ目の同期タイミングから３つ目の同期タイミングまでの時間間隔はｎサイクルに戻されている。
【００９１】
また、ＥＡＲＬＹカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になると、間隔調整部８２は、ｅａｒｌｙ＿ｏｕｔをデータ復号部９２出力している。これにより、データ復号部９２は、次の同期タイミングが前の同期タイミングからｎ＋１サイクル後であることを認識する。
【００９２】
期間Ｔ３においては、ＬＡＴＥカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になっている。この場合、シンボルの中央よりも１サンプル点だけ後の時点が同期タイミングとなっている。そのため、１つ目の同期タイミングから２つ目の同期タイミングまでの時間間隔がｎ−１サイクルにされている。その後、ＥＡＲＬＹカウンタ、ＭＥＡＮカウンタ、及びＬＡＴＥカウンタの全ての累積値が０にリセットされる。したがって、期間Ｔ３において、２つ目の同期タイミングから３つ目の同期タイミングまでの時間間隔はｎサイクルに戻されている。
【００９３】
また、ＬＡＴＥカウンタの累積値が第２閾値Ｔｈ２以上になると、間隔調整部８２は、ｌａｔｅ＿ｏｕｔをデータ復号部９２出力している。これにより、データ復号部９２は、次の同期タイミングが前の同期タイミングからｎ−１サイクル後であることを認識する。
【００９４】
なお、ＭＥＡＮカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、シンボルの中央が、同期タイミングとなっているため、間隔調整部８２は、現在の同期タイミングを維持する。そのため、間隔調整部８２は、ｅａｒｌｙ＿ｏｕｔ及びｌａｔｅ＿ｏｕｔをデータ復号部９２に出力しない。これにより、データ復号部９２は、次の同期タイミングが前の同期タイミングからｎサイクル後であることを認識する。
【００９５】
図２に戻り、復号部９は、捕捉部７により受信信号の同期タイミングが捕捉された場合、捕捉された同期タイミングを基準として受信信号を復号する。そして、受信信号のフレーム１００のＳＦＤ部１１２を検出すると、データ処理部１１への復号データの出力を開始する。ここで、復号部９は、復号シフトレジスタ９１及びデータ復号部９２を備えている。
【００９６】
復号シフトレジスタ９１は、ｎビットの記憶容量を有し、加算器６５から順次に出力される相関値ｃ（ｉ）を記憶する。データ復号部９２は、同期タイミングにおいて、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置に記憶されている相関値に基づいて受信信号に含まれる１ビットのデータを復号する。なお、捕捉シフトレジスタ７３の左端に１つのデータが格納されるタイミングにおいて、このデータと同一のサンプリング点のデータが復号シフトレジスタ９１の左端に入力される。
【００９７】
ここで、データ復号部９２は、同期タイミングにおいて、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置に記憶されている相関値ｃ（ｉ）の値からＤＢＰＳＫの符号変換方式にしたがって、０又は１の符号を決定し、決定した符号をこの同期タイミングに対応する復号データとする。
【００９８】
なお、復号部９としては、図２（図５（Ａ））に示す構成に代え、図５（Ｂ）に示す構成を採用してもよい。図５（Ａ）、（Ｂ）は、図２に示す復号部９の変形例を説明する図であり、図５（Ａ）は、図２と同一の復号部９を示し、図５（Ｂ）は、変形例における復号部９Ａを示している。
【００９９】
図５（Ｂ）に示すように、復号部９Ａは、復号シフトレジスタ９１と、データ復号部９２Ａとを備えている。復号シフトレジスタ９１は、加算器６５に接続され、１シンボル分の相関値ｃ（ｉ）を記憶する。データ復号部９２Ａは、復号シフトレジスタ９１の後端に接続され、同期タイミングにおいて、復号シフトレジスタの中央のビット位置に記憶されている相関値と、中央のビット位置よりも上流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値と、前記中央のビット位置よりも下流の１又は複数のビット位置に記憶されている相関値とに基づいて受信信号に含まれる１ビットのデータを復号する。
【０１００】
ここで、中央のビット位置としては、ｎが奇数の場合は復号シフトレジスタ９１の中心のビット位置を採用することができ、ｎが偶数の場合は復号シフトレジスタ９１の左端からｎ／２又はｎ／２＋１番目のビット位置を採用することができる。また、中央のビット位置の上流のビット位置としては、中央のビット位置よりも左側に隣接する１又は複数のビット位置を採用することができる。また、中央のビット位置の下流のビット位置としては、中央のビット位置の右側に隣接する１又は複数のビット位置を採用することができる。
【０１０１】
より具体的には、データ復号部９２Ａは、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置の相関値と、中央のビット位置の左側に隣接する１又は複数のビット位置の相関値と、中央のビット位置の右側に隣接する１又は複数のビット位置の相関値との総和を求める。そして、データ復号部９２Ａは、求めた総和からＤＢＰＳＫの符号変換方式にしたがって、０又は１の符号を決定し、決定した符号をこの同期タイミングに対応する復号データとする。
【０１０２】
図５（Ｂ）の例では、中央のビット位置の左側の３個のビット位置が中央のビット位置に対する上流のビット位置として採用され、中央のビット位置の右側に隣接する３個のビット位置が中央のビット位置に対する下流のビット位置として採用されている。したがって、データ復号部９２Ａは、同期タイミングが到来する毎に、中央のビット位置の左側に隣接する３個のビット位置に記憶された相関値ｃ（ｉ）と、中央のビット位置に記憶された相関値ｃ（ｉ）と、中央のビット位置の右側に隣接する３個のビット位置に記憶された相関値ｃ（ｉ）との総和を求め、受信信号を復号する。
【０１０３】
なお、図５（Ｂ）の例では、中央のビット位置を中心として、左右対称に７ビットの相関値を用いて総和を求めたが、これに限定されるものではなく、例えば、中央のビット位置を中心に左右対称に５ビットの相関値を用いて総和を求めても良いし、中央のビット位置を中心に左右対称に３ビットの相関値を用いて総和を求めても良い。
【０１０４】
このように、図５（Ｂ）に示す構成の復号部９Ａは、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置を中心として左右対称に複数のビットの相関値の総和を求めて、データを復号しているため、受信信号に多少のノイズが混在していても正確にデータを復号することができる。
【０１０５】
図２に戻り、データ処理部１１は、復号部９により復号された復号データに基づいて、受信信号の終了タイミングを検出する。また、データ処理部１１は、復号部９により復号された復号データに基づいて、エラービットが含まれているか否かを検出する。
【０１０６】
ここで、図３に示すペイロード部１０２には、例えばペイロード部１０２のビット長を示すデータが含まれている。よって、データ処理部１１は、データ復号部９２から復号データの入力が開始されると、ペイロード部１０２のデコードを開始し、ビット長を示すデータを検出し、このデータからペイロード部１０２のデータ長を特定する。
【０１０７】
そして、データ処理部１１は、ビット長分のデータがデータ復号部９２から入力されると、受信信号のフレーム１００の終了を検出する。そして、データ処理部１１は、受信信号のフレーム１００の終了を検出すると、捕捉判定部７５及びデータ復号部９２に同期タイミングの捕捉を解除するように指示する。これにより、捕捉判定部７５は、捕捉している同期タイミングの捕捉を解除し、再度、同期タイミングを捕捉する処理を開始し、データ復号部９２は、受信信号の復号処理を停止する。
【０１０８】
また、データ処理部１１は、ペイロード部１０２に含まれるパリティビットを用いて受信信号のパリティエラーチェックを行う。そして、データ処理部１１は、パリティーエラーを検出すると、捕捉判定部７５及びデータ復号部９２に同期タイミングの捕捉を解除するように指示する。これにより、捕捉判定部７５は、同期タイミングの捕捉を解除し、再度、同期タイミングを捕捉する処理を開始し、データ復号部９２は、受信信号の復号処理を停止する。
【０１０９】
次に、本実施形態の通信装置Ｍが受信信号を受信する際の動作について説明する。本実施形態の通信装置Ｍは、例えば、図略の電源スイッチ等の投入によってその動作を開始する。
【０１１０】
そして、通信装置Ｍは、受信信号の受信動作を開始すると、受信信号を伝送路ＰＬからブリッジダイオード回路１を介して受信信号をＡＦＥ部３に取り込む。取り込まれた受信信号は、コンデンサＣ２を介してリミッタアンプ３２に入力され、リミッタアンプ３２によって受信信号の振幅レベルに応じた波形に変換され、受信回路４２へ出力される。
【０１１１】
受信回路４２に入力された受信信号は、遅延検波部Ｓによって遅延検波される。具体的には、まず、受信信号は、Ｉ用乗算器６１ＩおよびＱ用乗算器６１Ｑのそれぞれに入力される。
【０１１２】
Ｉ用乗算器６１Ｉに入力された受信信号は、ｓｉｎωｔと乗算され、Ｉ信号成分が抽出され、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉに入力される。Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉに入力されたＩ信号成分は、送受信のセットでナイキストフィルタ特性を構成したフィルタ特性によってフィルタリングされ、Ｉ用シフトレジスタ６３Ｉ及びＩ用相関演算部６４Ｉに入力される。
【０１１３】
Ｉ用シフトレジスタ６３Ｉ入力されたＩ信号成分は、入力端のビット（フリップフロップ）から出力端のビット（フリップフロップ）へ、動作クロックのクロックタイミングに合わせて順次に移動し、Ｉ用相関演算部６４Ｉに入力される。
【０１１４】
Ｉ用相関演算部６４Ｉでは、動作クロックのクロックタイミングに合わせて、Ｉ用ナイキストフィルタ６２Ｉから出力されたＩ信号成分とＩ用シフトレジスタ６３Ｉから出力された１シンボル期間前のＩ信号成分とが乗算されて相関値が算出され、加算器６５に入力される。
【０１１５】
また、同様に、Ｑ用乗算器６１Ｑに入力された受信信号は、−ｃｏｓωｔと乗算され、Ｑ信号成分が抽出され、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑに入力される。Ｑ用ナイキストフィルタに入力されたＱ信号成分は、送受信のセットでナイキストフィルタ特性を構成したフィルタ特性によってフィルタリングされ、Ｑ用シフトレジスタ６３Ｑ及びＱ用相関演算部６４Ｉに入力される。
【０１１６】
Ｑ用シフトレジスタ６３Ｑに入力されたＱ信号成分は、入力端のビット（フリップフロップ）から出力端のビット（フリップフロップ）へ、動作クロックのクロックタイミングに合わせて順次に移動し、Ｑ用相関演算部６４Ｑに入力される。
【０１１７】
Ｑ用相関演算部６４Ｑでは、動作クロックのクロックタイミングに合わせて、Ｑ用ナイキストフィルタ６２Ｑから出力されたＱ信号成分とＱ用シフトレジスタ６３Ｑから出力された１シンボル期間前のＱ信号成分とが乗算されて相関値が算出され、加算器６５に入力される。
【０１１８】
加算器６５では、Ｉ用相関演算部６４Ｉから出力された相関値と、Ｑ用相関演算部６４Ｑから出力された相関値とが加算され、相関値ｃ（ｉ）が算出され、捕捉部７及び復号部９のそれぞれに入力される。
【０１１９】
ここで、受信信号をＳ（ｉ）とし、受信信号Ｓ（ｉ）の実部をＩ（ｉ）とし、受信信号Ｓ（ｉ）の虚部をＱ（ｉ）とし、虚数単位をｊ（ｊ２＝−１）とする。受信信号Ｓ（ｉ）は、Ｓ（ｉ）＝Ｉ（ｉ）＋ｊＱ（ｉ）と表される。１シンボル前の受信信号Ｓ（ｉ−Ｔ）は、Ｓ（ｉ−Ｔ）＝Ｉ（ｉ−Ｔ）＋ｊＱ（ｉ−Ｔ）と表される。
【０１２０】
時間Ｔは、１シンボル期間の長さを示す。本実施形態では、１シンボルがｎ個のサンプリング点でサンプリングされているので、Ｔ＝ｎ×サンプリング間隔となる。ｉは、動作クロックのクロック番号である。
【０１２１】
このように定義すると、相関値ｃ（ｉ）は、ｃ（ｉ）＝（Ｉ（ｉ）＋ｊＱ（ｉ））・（Ｉ（ｉ−Ｔ）−ｊＱ（ｉ−Ｔ））＝［Ｉ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ）＋Ｑ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ）］＋ｊ［Ｑ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ）−Ｉ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ）］と表される。
【０１２２】
よって、ｃ（ｉ）＝Ａ＋ｊＢとおくと、Ａ，Ｂは、Ａ＝Ｉ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ）＋Ｑ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ），Ｂ＝Ｑ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ）−Ｉ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ）と表される。
【０１２３】
本実施形態では、ＤＢＰＳＫが用いられているため、虚部Ｂを無視し、実部Ａのみを用いて、復号処理を行うことができる。つまり、ｃ（ｉ）＝Ａとすることができる。
【０１２４】
よって、Ｉ用相関演算部６４Ｉで算出されたＩ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ）と、Ｑ用相関演算部６４Ｑで算出されたＱ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ）とが加算器６５で加算され、加算結果であるＡが復号部９に入力されている。
【０１２５】
相関値ｃ（ｉ）は、まず、二乗演算部７１に入力される。二乗演算部７１では、相関値ｃ（ｉ）の二乗が演算される。そして、その演算結果が二乗相関値（ｅ（ｉ）＝Ａ２＝（（Ｉ（ｉ）Ｉ（ｉ−Ｔ））＋（Ｑ（ｉ）Ｑ（ｉ−Ｔ）））２として、閾値比較部７２に入力される。閾値比較部７２では、二乗相関値Ａ２が第１閾値Ｔｈ１と比較されて２値化され、捕捉シフトレジスタ７３に順次に入力される。
【０１２６】
すなわち、二乗相関値ｅ（ｉ）が第１閾値Ｔｈ１よりも小さい場合、捕捉シフトレジスタ７３には“０”が入力され、二乗相関値ｅ（ｉ）が第１閾値Ｔｈ１以上である場合、捕捉シフトレジスタ７３には“１”が入力される。
【０１２７】
捕捉シフトレジスタ７３入力された２値化された二乗相関値は、入力端のビット（フリップフロップ）から出力端のビット（フリップフロップ）へ、動作クロックのクロックタイミングに合わせて順次に移動される。
【０１２８】
そして、候補比較部７４は、動作クロックのクロックタイミングごとに、捕捉シフトレジスタ７３に記憶されているｎビットの２値化された二乗相関値を１シンボルの形状データとし、パターン候補記憶部７６に記憶された複数のパターン候補のそれぞれと比較する。
【０１２９】
候補比較部７４は、捕捉シフトレジスタ７３に記憶されたｎビットのデータと各パターン候補との対応するビットごとを比べ、比較結果を捕捉判定部７５に出力する。捕捉判定部７５は、候補比較部７４から一致したとの比較結果が入力された回数をカウントし、その回数が例えば３回に到達すると、同期タイミングを捕捉したと判定する。
【０１３０】
この場合、捕捉判定部７５は、候補比較部７４から１回目の一致を示す比較結果が入力されると、１回目の一致の判定時から（ｎ−１）サンプリング後、ｎサンプリング後、及び（ｎ＋１）サンプリング後の各タイミングで、２回目の一致の判定を行う。そして、捕捉判定部７５は、１回目の一致の判定時から（ｎ−１）サンプリング後、ｎサンプリング後、及び（ｎ＋１）サンプリング後のいずれかのタイミングにおいて、一致を示す比較結果が候補比較部７４から入力されると、２回目も一致したと判定する。
【０１３１】
なお、捕捉判定部７５は、１回目の一致の判定からｎサンプリング後で２回目の一致の判定を行ってもよい。但し、ｎサンプリング後だけでなく、ｎサンプリング後の前後である（ｎ−１）サンプリング後、及び（ｎ＋１）サンプリング後の各タイミングで一致の判定を行うことで、より確実に同期パターンを捕捉することができる。
【０１３２】
そして、捕捉判定部７５は、２回目の一致を判定すると、１回目の一致の判定時点から（２ｎ−２）サンプリング後、（２ｎ−１）サンプリング後、２ｎサンプリング後、（２ｎ＋１）サンプリング後、及び（２ｎ＋２）サンプリング後の各タイミングで、３回目の一致の判定を行う。そして、捕捉判定部７５は、１回目の一致の判定時から（２ｎ−２）サンプリング後、（２ｎ−１）サンプリング後、２ｎサンプリング後、（２ｎ＋１）サンプリング後、及び（２ｎ＋２）サンプリング後のいずれかのタイミングにおいて、一致を示す比較結果が候補比較部７４から入力されると、３回目も一致したと判定する。
【０１３３】
なお、捕捉判定部７５は、１回目の一致の判定時点から２ｎサンプリング後で３回目の一致の判定を行ってもよいし、２回目の一致の判定時点から（ｎ−１）サンプリング後、ｎサンプリング後、及び（ｎ＋１）サンプリング後の各タイミングで３回目の一致の判定を行うようにしてもよい。
【０１３４】
そして、捕捉判定部７５は、一致の判定回数が３回となると、受信信号の同期タイミングを捕捉し、トラッキング部８及び復号部９に同期タイミングの捕捉を通知する。
【０１３５】
トラッキング部８は、同期タイミングの捕捉が通知されると、同期タイミングが到来する毎に、トラッキングシフトレジスタ８１の中央のビット位置のビット値（ｍｅａｎ値）、ｍｅａｎ値の１サンプル点前のビット値（ｅａｒｌｙ値）、及びｍｅａｎ値の１サンプリング点後のビット値（ｌａｔｅ値）のそれぞれを比較する。
【０１３６】
そして、間隔調整部８２は、ＭＥＡＮカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、現在の同期タイミングを維持するように、ｎサイクルを次の同期タイミングまでの時間間隔として復号部９を動作させる。
【０１３７】
また、間隔調整部８２は、ＥＡＲＬＹカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、同期タイミングを遅らせるように（ｎ＋１）サイクルを現在の同期タイミングから次の同期タイミングまでの時間間隔として設定し、同期タイミングが（ｎ＋１）サイクル後であることを通知するためにｅａｒｌｙ＿ｏｕｔを復号部９に出力する。
【０１３８】
また、間隔調整部８２は、ＬＡＴＥカウンタが第２閾値Ｔｈ２以上になった場合、現在の同期タイミングを早めるように（ｎ−１）サイクルを現在の同期タイミングから次の同期タイミングまでの時間間隔として設定し、同期タイミングが（ｎ−１）サイクル後であることを通知するためにｌａｔｅ＿ｏｕｔを復号部９に出力する。
【０１３９】
データ復号部９２は、同期タイミングが到来する毎に、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置に記憶されたビット値に対して、ＤＢＰＳＫの符号変換形式に応じて０又は１で符号化し、受信信号を復号する。
【０１４０】
データ復号部９２に代え、図５（Ｂ）に示すデータ復号部９２Ａを採用した場合、データ復号部９２Ａは、同期タイミングが到来する毎に、復号シフトレジスタ９１の中央のビット位置を中心として７個のビット位置のビット値の総和を求め、総和をＤＢＰＳＫの符号変換形式に応じて０又は１で符号化し、受信信号を復号する。
【０１４１】
そして、データ復号部９２は、復号データからＳＦＤ部１１２のビットパターンである例えば「１０１０」を検出すると、同期が確立されたとして、復号データのデータ処理部１１への出力を開始する。
【０１４２】
このように動作することによって、通信装置Ｍは、通信信号が伝送路ＰＬを伝播してくると、この通信信号を遅延検波し、受信信号からデータを復号することができる。
【０１４３】
データ処理部１１は、データ復号部９２から復号データが入力されると、復号データをデコードし、ＭＡＣ層の通信プロトコルに準拠した種々の処理を実行する。
【０１４４】
図６は、無信号期間を検出した際の通信装置Ｍの動作を示すタイミングチャートである。図６において、（Ａ）は動作クロックを示し、（Ｂ）は受信信号の到来の有無を示し、（Ｃ）〜（Ｅ）は復号部９の動作の状態を示し、（Ｆ）は無信号期間検出部１０が無信号期間を検出した際に出力されるキャリアロス信号を示している。
【０１４５】
なお、図６（Ａ）において、濃い部分は受信信号が到来していることを示し、それ以外の部分は受信信号が到来していない無信号区間を示している。また、図６において、（Ｃ）はパリティエラーが発生しないときの復号部９の動作の状態示し、（Ｄ）は無信号期間検出部１０を備えていない比較例の通信装置においてパリティエラーが発生したときの復号部９の動作の状態を示し、（Ｅ）は本通信装置Ｍにおいて、パリティエラーが発生したときの復号部９の動作の状態を示している。
【０１４６】
また、図６（Ｃ）〜（Ｅ）において、ハイレベルの期間は復号部９が復号処理を行っている期間を示し、ローレベルの期間は復号部９が復号処理を行っていない期間を示している。
【０１４７】
パリティエラーが発生しない場合、図６（Ｃ）に示すように、受信信号が到来し、捕捉部７により同期タイミングが捕捉されると、復号部９は復号処理を開始する。そして、受信信号が終了すると、データ処理部１１から復号処理の停止が指示され、復号部９は復号処理を終了する。そして、次の受信信号が到来し、捕捉部７により同期タイミングが捕捉されると、復号部９は再度、復号処理を開始する。
【０１４８】
一方、パリティエラーが発生すると、図６（Ｄ）に示すように、時刻Ｔ１において、データ処理部１１から復号部９にパリティエラーの発生が通知され、復号部９は復号処理を停止する。
【０１４９】
ここで、時刻Ｔ１以降において、捕捉部７は、同期タイミングを検出する処理を継続している。そのため、時刻Ｔ１以降の受信信号に図３のプリアンブル部１０１と全く同じデータパターンが含まれている場合は、捕捉部７が、受信信号のペイロード部１０２において同期タイミングを検出するケースが発生する（図６（Ｄ）の時刻Ｔ２）。これにより、復号部９は時刻Ｔ２において復号動作を開始している。
【０１５０】
比較例においては、無信号期間検出部１０が存在しないため、図６（Ｄ）に示すように、復号部９は、受信信号が終了して無信号期間が発生しても、復号処理を継続する。よって、復号部９は、次の受信信号を正確に復号することができなくなる。
【０１５１】
そこで、本通信装置Ｍは、無信号期間検出部１０を設けている。これにより、図６（Ｅ）の時刻Ｔ２において、復号処理が開始されたとしても、受信信号が終了して無信号期間が発生すると、無信号期間検出部１０からキャリアロス信号が出力される。
【０１５２】
具体的には、無信号期間検出部１０は、リミッタアンプ３２からローレベルの信号が所定時間Δｔ以上継続して出力され、無信号期間の発生を検出すると、キャリアロス信号を捕捉部７及び復号部９に通知する。これにより、復号部９は復号処理を停止する（時刻Ｔ３）。
【０１５３】
或いは、無信号期間検出部１０は、リミッタアンプ３２から出力される受信信号の周波数を観測し、キャリア周波数又は伝送帯域から周波数が大きく外れる受信信号を所定時間Δｔ以上継続して観測した場合、無信号期間の発生を検出してもよい。
【０１５４】
そのため、捕捉部７は、次の受信信号のプリアンブル部１０１にて同期タイミングを捕捉することができ（時刻Ｔ４）、復号部９は、次の受信信号を正確に復号することができる。
【０１５５】
このように、本実施形態の通信装置Ｍによれば、同期タイミングの捕捉後に無信号期間が検出されると、同期タイミングの捕捉が解除される。そのため、無信号期間において継続して復号処理が行われることを防止することができる。
【０１５６】
また、遅延相関演算部６が受信信号に対し遅延相関演算を行い、捕捉部７が遅延相関演算部６の出力に基づいて受信信号が送信装置によって送信された通信信号であるか否かを判定することで、遅延検波が行われる。そして、この遅延検波処理の途中の工程で生成された遅延相関演算の結果（相関値ｃ（ｉ）（＝Ａ））が復号部９へ出力される。
【０１５７】
このため、受信信号を２つに分配し、その一方の受信信号で遅延検波を行うとともに他方の受信信号で復号を行う典型的な受信装置の場合に較べて、本通信装置Ｍは、復号処理に遅延検波部の一部が用いられるので、低コストで消費電力を低減することができる。
【０１５８】
また、本実施形態の通信装置Ｍでは、１シンボル分の形状の候補（パターン候補）が予め複数個用意され、複数個のパターン候補がパターン候補記憶部７６に予め記憶される。このため、受信信号が他の通信装置によって送信された通信信号であると判定され易くなり、通信装置Ｍは、受信信号の到来を確実に捉えることができる。
【０１５９】
その一方で、本実施形態の通信装置Ｍは、捕捉シフトレジスタ７３における１シンボル分の形状データと、複数のパターン候補とのいずれかが一致する回数複数回続いた場合、受信信号を他の通信装置によって送信された通信信号であるとみなす（同期捕捉）。
【０１６０】
そのため、通信装置Ｍは、受信信号が他の通信装置によって送信された通信信号であるとの判定を行うことが可能となり、的確に遅延検波を行うことができる。
【０１６１】
また、本実施形態の通信装置Ｍでは、複数のパターン候補のうちの少なくとも１つは、各ビットのうちの少なくとも１つの値が任意である。このため、伝送中にシンボルの形状が他の通信装置による送信波形と異なってしまった場合でも、受信信号が他の通信装置によって送信された通信信号であると判定することが可能となる。そのため、本通信装置Ｍは、同期タイミングをより確実に捕捉することができる。
【０１６２】
また、本通信装置Ｍでは、トラッキング部８を備えるので、他の通信装置のクロック間隔と通信装置Ｍのクロック間隔とのズレを補正することができ、より確実に遅延検波を行うことができる。
【０１６３】
また、本通信装置Ｍでは、復号部９を備えるので、受信信号に基づいてデータの復号を行うことができる。
【０１６４】
また、典型的な常套手段では、受信回路の入力前の回路には、オートゲインコントロールアンプ（ＡＧＣアンプ）とアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）とが用いられていた。そのため、伝送路ＰＬから取り出された受信信号は、ＡＧＣアンプによって適正な振幅に調整され、ＡＤコンバータによってアナログ信号からデジタル信号へ変換され、受信回路へ入力される。
【０１６５】
一方、本通信装置Ｍでは、受信回路４２の入力前の回路には、上述したように、リミッタアンプ３２が用いられている。そのため、伝送路ＰＬから取り出された受信信号は、このリミッタアンプ３２によって方形波信号に変換され、受信回路４２へ入力される。そのため、本通信装置Ｍでは、典型的な常套手段であるＡＧＣアンプとＡＤコンバータに代え、リミッタアンプ３２が用いられているので、回路規模が小さくなる。その結果、本通信装置Ｍは、より低コストで消費電力をより低減することができる。
【０１６６】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【０１６７】
６  遅延相関演算部
７  捕捉部
８  トラッキング部
９，９Ａ  復号部
１０  無信号期間検出部
１１  データ処理部
２１  インピーダンスアッパ回路
２２  電源回路
３１  増幅器
３２  リミッタアンプ
４１  送信回路
４２  受信回路
７１  二乗演算部
７２  閾値比較部
７３  捕捉シフトレジスタ
７４  候補比較部
７５  捕捉判定部
７６  パターン候補記憶部
８１  トラッキングシフトレジスタ
８２  間隔調整部
９１  復号シフトレジスタ
９２，９２Ａ  データ復号部
１０１  プリアンブル部
１０２  ペイロード部
Ｍ  通信装置
【図１】
0005564282.tif 000002
【図２】
0005564282.tif 000003
【図３】
0005564282.tif 000004
【図４】
0005564282.tif 000005
【図５】
0005564282.tif 000006
【図６】
0005564282.tif 000007