(57)【要約】【課題】自己相関方式においてタイミング同期のミスが発生しない無線信号受信同期方法、無線信号受信装置、及び当該無線信号受信装置を含む無線システムを提供する。【解決手段】所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信同期方法において、受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成し、前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成し、生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行い（ステップＳ３）、相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する（ステップＳ７）。【選択図】図６
2014220696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信同期方法において、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成し、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成し、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行い、
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定すること
を特徴とする無線信号受信同期方法。
【請求項２】
前記無線信号を受信する都度、
前記相関窓を、前記受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した参照無線信号に設定し、
前記相関窓に含まれる前記無線信号及び参照無線信号の相関演算を行い、
相関演算により求めた相関値が所定の第１の閾値以上である場合、前記相関値が前記第１の閾値以上となった回数を計数する計数値を１加算し、
加算した計数値が所定の第２の閾値以上であるとき、前記相関窓を設定した位置を同期位置として特定すること
を特徴とする請求項１に記載の無線信号受信同期方法。
【請求項３】
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信装置において、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成する生成部と、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成する窓生成部、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した参照無線信号の相関演算を行う演算部と、
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する特定部とを備えること
を特徴とする無線信号受信装置。
【請求項４】
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号を送信する無線信号送信装置と、
前記無線の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信装置とを備える無線システムにおいて、
前記無線信号受信装置は、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成する生成部、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成する窓生成部、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行う演算部、及び
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する特定部を有すること
を特徴とする無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の受信装置において、受信信号の同期を行う無線信号受信同期方法、無線信号受信装置、及び当該無線信号受信装置を含む無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、送信装置と受信装置とが通信を行うためには、受信装置が送信装置に対してタイミング同期を確立する必要がある。タイミング同期を取ることにより、受信装置は無線信号より正しいデータを取り出すことが可能となる。従来、タイミング同期を取る方法は様々なものが提案されている（特許文献１など）。
タイミング同期を取る方法として自己相関方式、相互相関方式がある。自己相関方式の特徴は、相互相関方式よりも相関演算の計算量が少ないという点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／１２５８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自己相関方式は計算量が少なくなる反面、遅延波などの影響により、誤った位置でタイミング同期を検出してしまうという同期ミスが発生することがある。
【０００５】
１つの側面では、本発明の目的は、自己相関方式においてタイミング同期のミスが発生しない無線信号受信同期方法、無線信号受信装置、及び当該無線信号受信装置を含む無線システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無線信号受信同期方法は、所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信同期方法において、受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成し、前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成し、生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行い、相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一観点によれば、自己相関方式によりタイミング同期を行う無線信号受信同期方法等において、同期ミスの発生を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る無線システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】ＯＦＤＭシンボルの一例を示す説明図である。
【図３】自己相関方式によるタイミング同期方法を示す説明図である。
【図４】実施の形態１に係る受信局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１に係る受信局の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】タイミング同期処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】タイミング同期処理の説明図である。
【図８】遅延波がある場合の相関値の変化を示す説明図である。
【図９】相関値とタイミング同期信号の出力タイミングを示す説明図である。
【図１０】実施の形態２に係る受信局のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】相関閾値定義テーブルのレコードレイアウトの一例を示す説明図である。
【図１２】同期閾値定義テーブルのレコードレイアウトの一例を示す説明図である。
【図１３】閾値調整係数テーブルのレコードレイアウトの一例を示す説明図である。
【図１４】閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１又は実施の形態２に係る受信局の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態１又は実施の形態２に係る受信局に含まれるタイミング同期部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は実施の形態１に係る無線システムの構成例を示すブロック図である。無線システムは受信局１と送信局３とを含む。図１に示したのは単方向通信の無線システムであるが、それに限られない。双方向の無線システムである場合は、受信局１は送信局としても機能し、送信局３は受信局として機能する。実施の形態１では送信局３から受信局１へ送信している場合を想定する。
なお、以下の説明において、無線システムはＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式であることを前提とするが、それに限られない。受信同期を自己相関により行う無線方式であれば本発明を同様に適用することが可能である。
【００１０】
図２はＯＦＤＭシンボルの一例を示す説明図である。ＯＦＤＭシンボルはＧＩ（Guard Interval）区間（信号の末尾部分の写し）と有効シンボル区間（信号）とからなる。ＧＩ区間は有効シンボル区間の後方データのコピーである。本実施の形態では有効シンボル区間長は１０２４サンプル、ＧＩ区間長は２５６サンプルとする。有効シンボル区間長、ＧＩ区間長はあくまで一例であり、他の値としても良い。
【００１１】
次にタイミング同期方式について述べる。上述したように、タイミング同期方式には自己相関方式または相互相関方式がある。
【００１２】
自己相関方式は、ＯＦＤＭシンボルに含まれるＧＩの繰り返し波形を利用して、自己相関を取得してタイミング同期を確立・維持する方式である。
【００１３】
相互相関方式では、「無線フレーム」は複数の「情報シンボル」と「パイロットシンボル」により構成される。「情報シンボル」は、受信機が未知な情報を伝送するためのＯＦＤＭシンボルである。これに対して「パイロットシンボル」は、受信機が既知な情報を伝送するＯＦＤＭシンボルである。受信機が既知である情報を伝送することにより、受信機では伝搬路の波形歪推定を行うことが可能になるほか、相互相関方式によってタイミング同期を行うことが可能となる。
【００１４】
相互相関方式によるタイミングは、受信機では予め「パイロットシンボル」の「有効シンボル」区間の波形をメモリ等に内蔵（これを「レプリカ」と呼ぶ）する。受信機は受信信号と「レプリカ」との相互相関を演算する。受信機は相関値がピークになるタイミングを同期タイミングとして、「情報シンボル」を取り出す。
【００１５】
図３は自己相関方式によるタイミング同期方法を示す説明図である。図３ではｎ番目のＧＩ区間をＧＩｎ、ｎ番目の有効シンボル区間をシンボルｎと表記している。図３の上段は受信信号、中段は受信信号を有効シンボル長分、遅延させた参照信号、下段は相関値を示している。図３に示すように、自己相関方式では受信信号と参照信号とで相関演算を行う。相関演算を行う区間長はＧＩ区間長である。以降、相関演算を行う区間を示すものを相関窓と呼ぶ。図３はｎ番目のシンボルの相関演算について示している。相関窓ｗは受信信号のＧＩｎの先頭と、参照信号のｎ−１番目のシンボル先頭に、まず設定され、１サンプルずつ移動させながら、相関値が計算される。計算された相関値を下段のグラフで示している。相関窓の後方位置（相関窓の右端）に対応づけて、相関値を示している。ｎ番目のＧＩ区間ＧＩｎのデータはシンボルｎの後方データのコピーであるから、相関窓ｗ１の位置から相関値は増加し、相関窓ｗ２の位置でピークとなる。この位置がタイミング同期位置である。その後、相関窓ｗ３の位置まで相関値は減少する。
【００１６】
相互相関方式の特徴は相関ピークが鋭く、タイミング同期特性に優れるという点である。その反面、計算量（処理量）が多く、そのために回路規模が多くなってしまう。また、無線フレーム内に相互相関用の既知データ（パイロットシンボル）を埋め込む必要があり、伝送効率が下がるという弱点がある。一方、自己相関方式は、相互相関方式に比べて相関ピークが鋭くなく、タイミング同期特性に劣る。しかしながら、自己相関による計算量は相互相関方式より少なく、回路規模も小さくなる。また、無線フレーム内に既知データを埋め込む必要がないので、相互相関方式に比べて伝送効率は良い。
【００１７】
上述のように、自己相関方式では、相関のピークによりタイミング同期位置を取得する。自己相関特性は、図３に示すように、なだらかなピーク特性を示すため、遅延波によりピーク位置が本来のタイミング位置よりも後方にくる可能性がある。これにより、受信タイミングの誤同期が発生し、受信特性が劣化するという問題が生じる。そこで、本実施の形態では、自己相関演算を行なう際、ＧＩ区間長のデータを用いた演算を行なわず、それよりも短いデータ数で自己相関を行なう。ＧＩ区間よりも短いデータ数で自己相関を行なうと、相関ピークが一定期間維持される。相関ピークを検出するのではなく、相関ピークが一定期間維持することを検出して受信タイミング同期を行なう。上述のように、本実施の形態では有効シンボル区間は１０２４サンプル、ＧＩ区間は２５６サンプルとしている。ここで、自己相関を計算する相関窓の幅は６４サンプルとする。６４サンプルとしたのはあくまでも一例であり、他の値としても良い。
【００１８】
図４は実施の形態１に係る受信局１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。受信局１はＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、大容量記憶装置１４、読取り部１５、周波数変換部１６、ＡＤＣ（Analog-Digital-Converter）１７、デシリアライザ（Deserializer）１８、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部１９、シリアライザ（Serializer）２０、アンテナＡＮＴを含む。
【００１９】
ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２又は大容量記憶装置１４に記憶された制御プログラム１Ｐに従いハードウェア各部を制御する。ＲＡＭ１３は例えばＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）、フラッシュメモリ等である。ＲＡＭ１３はＣＰＵ１１によるプログラムの実行時に発生する種々のデータを一時的に記憶する。大容量記憶装置１４は例えばハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。大容量記憶装置１４は制御プログラム１Ｐ等、各種のデータを格納している。読取り部１５はＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭ等の可搬型記憶媒体１ａを読み取る。制御プログラム１Ｐは可搬型記憶媒体１ａより読取り部１５が読み取り、大容量記憶装置１４に記憶することとしても良い。また、ネットワークを介して他のコンピュータから制御プログラム１Ｐをダウンロードしても良い。さらにまた、半導体メモリ１ｂから制御プログラム１Ｐを読み込むこととしても良い。
【００２０】
周波数変換部１６はアンテナＡＮＴで受信したＲＦ（Radio Frequensy）信号をベースバンド信号に変換する。ＡＤＣ１７は周波数変換部１６が出力したベースバンド信号を離散化する。ＣＰＵ１１は、離散化されたベースバンド信号（ＯＦＤＭ信号）に対して自己相関によりタイミング同期を取得し、タイミング信号を出力する。ＣＰＵ１１はタイミング信号に基づき、ＯＦＤＭ信号から有効シンボル区間を抽出する。デシリアライザ１８は有効シンボル区間の単位でシリアル−パラレル変換を行なう。ＦＦＴ部１９はシリアル−パラレル変換された時間軸データをＦＦＴ処理（高速フーリエ変換）して周波数軸データに変換する。シリアライザ２０は周波数軸データをパラレル−シリアル変換する。ＣＰＵ１１はパラレル−シリアル変換されたデータに対して判定処理を行い、受信データを取得する。
【００２１】
図４に示した構成は一例であり、タイミング同期を取得しタイミング信号を出力する処理、タイミング信号に基づきＯＦＤＭ信号から有効シンボル区間を抽出する処理それぞれを、ＣＰＵ１１が行うのではなく、専用のハードウェアで行うようにしても良い。また、判定処理についても、ＣＰＵ１１ではなく、専用のハードウェアで行うようにしても良い。また、周波数変換部１６、ＡＤＣ１７、デシリアライザ１８、ＦＦＴ部１９、シリアライザ２０が行う処理をＣＰＵ１１が行うこととしても良い。さらにまた、複数のハードウェアを１つのハードウェアとして構成しても良い。例えば、デシリアライザ１８とシリアライザ２０とを１つのハードウェアとして構成しても良い。なお、図４では、ＡＧＣ（Auto Gain Control：自動ゲイン制御処理）部、ＡＦＣ（Auto Frequency Control：自動周波数制御処理）部、等化処理部は省略した。ＡＧＣ部は伝搬路において減衰した信号をＡＤＣ１７の入力範囲内に納まるように、受信信号を増幅する。ＡＦＣ部は送信局３と受信局１とにおける局部発信発振器間のキャリア周波数のずれを補正する。
【００２２】
図５は実施の形態１に係る受信局１の動作手順を示すフローチャートである。受信局１はアンテナＡＮＴを介して、無線信号を受信する（ステップＳ２１）。周波数変換部１６、ＡＤＣ１７が前処理を行う（ステップＳ２２）。ＣＰＵ１１は自己相関を行うための参照信号を生成する（ステップＳ２３）。参照信号（参照無線信号）は受信した無線信号を有効シンボル区間長分（所定長分）、遅延させた信号である。受信信号と参照信号とを用いてタイミング同期を行う（ステップＳ２４）。
【００２３】
ステップＳ２２の前処理は、例えば、上述した次のような処理である。周波数変換部１６はアンテナＡＮＴで受信したＲＦ（Radio Frequensy）信号をベースバンド信号に変換する。ＡＤＣ１７は周波数変換部１６が出力したベースバンド信号を離散化する。
【００２４】
図６はタイミング同期処理の手順を示したフローチャートである。ＣＰＵ１１は相関演算の範囲を定める相関窓を生成する（ステップＳ１）。ＣＰＵ１１は相関窓を所定の位置に設定する（ステップＳ２）。無線信号の受信し始めの場合は、受信信号の先頭である。参照信号は受信信号を遅延させたものであるから、受信信号の先頭に対応する参照信号は存在しない。相関窓が有効シンボル区間長、移動した位置から参照信号は存在する。ＣＰＵ１１は相関値を算出する（ステップＳ３）。相関値の計算は以下の式１に従い行う。
【数１】
2014220696.tif 000003
Acorr(n)は時刻ｎでの相関値を示す。R(k)は時刻ｎでの受信信号を表す。関数conj（Z）は、Zの要素の複素共役を返す関数である。
【００２５】
ＣＰＵ１１は算出した相関値が予め設定してある閾値１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。算出した相関値が閾値１（第１の閾値）以上である場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１はカウンタを１加算する（ステップＳ５）。ＣＰＵ１１はカウンタ値（計数値）が予め設定してある閾値２以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。カウンタ値が閾値２（第２の閾値）以上である場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は同期信号を出力する（ステップＳ７）。ＣＰＵ１１はカウンタをリセットする（ステップＳ８）。ＣＰＵ１１は処理を戻す。上述の閾値１は相関が優位である否かを判定するための閾値である。
【００２６】
算出したカウンタ値が閾値２未満である場合（ステップＳ６でＮＯ）、相関窓を１サンプル分、移動させる（ステップＳ１０）。ＣＰＵ１１は処理をステップＳ３に戻す。
算出した相関値が閾値１未満である場合（ステップＳ４でＮＯ）、ＣＰＵ１１はカウンタを１減算する（ステップＳ９）。ＣＰＵ１１は相関窓を１サンプル分、移動させる（ステップＳ１０）。ＣＰＵ１１は処理をステップＳ３に戻す。上述の閾値２は相関値のピークが継続するピーク区間であるか否かを判定するための閾値である。なお、上述ではカウンタを１加算又は１減算することとしたが、それに限らない。相関値と閾値１との差分により、加減算する値を変えても良い。例えば、閾値１との差分が大きいほど、大きな値を加減算する。
【００２７】
図５に戻り、ＣＰＵ１１は、タイミング同期により得た同期信号により、有効シンボル区間の信号を取り出し、後処理を行う（ステップＳ２５）。ＣＰＵ１１はデータを出力する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ１１は処理を終了する。図５に示した処理は、無線信号が受信された時に起動される。無線信号の受信が継続されている間、図５に示した処理を繰り返し行う。
【００２８】
ステップＳ２５の後処理は、例えば、上述した次のような処理である。デシリアライザ１８は有効シンボル区間の単位でシリアル−パラレル変換を行なう。ＦＦＴ部１９はシリアル−パラレル変換された時間軸データをＦＦＴ処理（高速フーリエ変換）して周波数軸データに変換する。シリアライザ２０は周波数軸データをパラレル−シリアル変換する。ＣＰＵ１１はパラレル−シリアル変換されたデータに対して判定処理を行い、受信データを取得する。
【００２９】
図７はタイミング同期処理の説明図である。図３では受信信号と参照信号とを並列して記載したが、図７では並列せず、まとめて記載している。上述したように、参照信号は受信信号を有効シンボル区間長遅延させたものである。したがって、受信信号と参照信号との相関演算処理は、受信信号と当該受信信号から有効シンボル区間長分前の受信信号との相関値を計算することと同値である。したがって、図７のように相関値を計算する相関窓は表現可能である。
【００３０】
ｎ番目のＧＩ区間ＧＩｎのデータはｎ番目の有効シンボルであるシンボルｎの後方データのコピーであるから、図７に示す位置（ａ）から相関値は値が増加し、位置（ｂ）で最大値となる。位置（ｂ）から位置（ｃ）までの区間（ピーク区間）では、相関値は一定値を保っている。その後、位置（ｃ）から位置（ｄ）にかけて相関値が減少することとなる。相関値が一定値を保っている位置（ｂ）から位置（ｃ）までの区間のいずれかの位置でタイミング同期を取れば、すなわち、同期信号を出力すれば、適切に有効シンボルを取得することが可能である。
【００３１】
次に遅延波がある場合のタイミング同期について説明する。図８は遅延波がある場合の相関値の変化を示す説明図である。図８では説明のために、直接波と遅延波とを分けて記載しているが、実際には２つが混合されたものを受信局１は受信することとなる。図８の例では遅延波は直接波と比べ６４サンプル分遅延をしている。そのため、ピーク区間の前後で相関値に乱れが生じ、ピーク区間長は１２８サンプルとなっている。
【００３２】
図９は相関値とタイミング同期信号の出力タイミングを示す説明図である。閾値１を適切に設定しておくことにより相関ピーク区間において、カウンタ値が加算され、タイミング同期信号が出力される。図９の例では閾値２の値は６４としてある。カウンタ値は位置（ア）から加算され始め、位置（イ）で閾値２の値と等しい６４となるので、位置（イ）でタイミング同期信号を出力することなる。図８に示すようにピーク区間内で同期信号が出力されれば、適切に有効シンボルを取得することが可能である。
【００３３】
実施の形態１の係る受信局１は、次のような効果を奏する。実施の形態１では、自己相関レベル（装相関値）が一定のレベル以上を継続することを用いて受信タイミング同期位置を検出する。それにより、遅延波がある場合でも、受信タイミング同期を正確に行うことができる。また、自己相関演算の処理量、あるいは回路規模を従来技術よりも小さくすることができる。従来技術ではＧＩ区間長（２５６サンプル）の自己相関演算であるが、実施の形態１でＧＩ区間長よりも短い６４サンプルの自己相関演算であるので、演算量も約４分の１となる。
【００３４】
実施の形態２
実施の形態１では閾値１及び閾値２を予め定めるものとしたが、受信状況に応じて動的に変化させるようにしても良い。本実施の形態において、実施の形態１と同様に、ＧＩ区間長は２５６サンプル、有効シンボル長は１０２４サンプルであるＯＦＤＭ信号を扱うものとする。
【００３５】
図１０は実施の形態２に係る受信局１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。実施の形態２に係る受信局１は、実施の形態１に係る受信局１の構成にＳＮＲ検出部２１、遅延検出部２２、閾値設定部２３が追加されている。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、以下では異なる点を主に説明する。
【００３６】
ＳＮＲ検出部２１は受信信号からＳＮＲ（Signal Noise Ratio）を検出する。ＳＮＲは受信信号強度と受信機内雑音との比率を表す値である。遅延検出部２２は直接波以外に受信する遅延波の遅延量を検出する。ＳＮＲ検出部２１はＳＮＲを検出可能であれば、公知技術を含め如何なる技術手段でも採用可能である。同様に、遅延検出部２２は遅延波の遅延量を検出可能であれば、公知技術を含め如何なる技術手段でも採用可能である。閾値設定部２３はＳＮＲ検出部２１で検出したＳＮＲ値、遅延検出部２２で検出した遅延波の遅延量に基づき、閾値１、閾値２の設定を行う。
【００３７】
図１１は相関閾値定義テーブルＴ１のレコードレイアウトの一例を示す説明図である。相関閾値定義テーブルＴ１はＳＮＲ欄、閾値１欄を含む。相関閾値定義テーブルＴ１は、ＳＮＲの値によって閾値１の値を設定するためのテーブルである。上述したように閾値１は相関値がピークであるか否かを判定するための値である。高ＳＮＲであれば相関値も大きくなるので、閾値１の値を大きくする。低ＳＮＲであれば相関値が小さくなるので、閾値１の値を小さくする。したがって、図１１に示す例では、ＴＨ１１が最小値、ＴＨ１３が最大値、ＴＨ１２がＴＨ１１とＴＨ１３との中間値となるように、それぞれの値を定める。
【００３８】
図１２は同期閾値定義テーブルＴ２のレコードレイアウトの一例を示す説明図である。同期閾値定義テーブルＴ２はＳＮＲ欄、閾値２欄を含む。同期閾値定義テーブルＴ２は、ＳＮＲの値によって閾値２の値を設定するためのテーブルである。上述したように閾値２は相関値のピーク区間を判定するための値である。低ＳＮＲである場合、相関値の変動が大きくなることが想定される。それにより、ピーク区間以外の位置でピーク区間であると判定されてしまうことを防ぐため、閾値２の値を大きくする。逆に高ＳＮＲの場合には閾値２の値は小さくする。したがって、図１２に示す例では、ＴＨ２１が最大値、ＴＨ２３が最小値、ＴＨ２２がＴＨ２１とＴＨ２３との中間値となるように、それぞれの値を定める。
【００３９】
図１３は閾値調整係数テーブルＴ３のレコードレイアウトの一例を示す説明図である。閾値調整係数テーブルＴ３は遅延量欄、係数欄を含む。閾値調整係数テーブルＴ３は上述の閾値２の値を調整する際に用いる。図９を用いて上述したように、直接波に加えて遅延波も受信する場合は、相関値の変動が発生するので、誤動作を防ぐために閾値２の値を小さく設定する。同期閾値定義テーブルＴ２を用いて定めた閾値２の値に、閾値調整係数テーブルＴ３により定めた係数を乗算することにより、閾値２の値を調整する。相関閾値定義テーブルＴ１、同期閾値定義テーブルＴ２、閾値調整係数テーブルＴ３はＲＯＭ１２又は大容量記憶装置１４に予め記憶しておく。
【００４０】
図１４は閾値設定処理の手順を示すフローチャートである。受信局１のＣＰＵ１１はＳＮＲ検出部２１よりＳＮＲを取得する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ１１は相関閾値定義テーブルＴ１を参照し、取得したＳＮＲに対応する閾値１の値を読み出し、閾値１に設定する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ１１は同期閾値定義テーブルＴ２を参照し、取得したＳＮＲに対応する閾値２の値を読み出し、閾値２に設定する（ステップＳ３３）。ＣＰＵ１１は遅延検出部２２より遅延波の遅延量を取得する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ１１は閾値調整係数テーブルＴ３から遅延量に対応する調整係数を読み出し、ステップＳ３３で設定した閾値２に乗算する。ＣＰＵ１１は乗算結果を閾値２に設定する（ステップＳ３５）。閾値設定処理はタイミング同期処理（図５のステップＳ２４）を実行する前に、行えば良い。または、定期的に閾値設定のためテスト通信を行うようにしても良い。
【００４１】
実施の形態２に係る受信局１は、実施の形態１に加えて以下の効果を奏する。ＳＮＲ、遅延波の遅延量を考慮して、閾値１及び閾値２の値を定めるので、閾値１及び閾値２は受信状況に適した値となる。それにより、適切な位置でタイミング同期信号を出力し、それに基づき有効シンボル区間を抽出する。そのため、電波状況が変動しても、安定して受信データを取得することが可能となる。
【００４２】
実施の形態３
図１５は実施の形態１又は実施の形態２に係る受信局１の機能構成を示すブロック図である。図１６は実施の形態１又は実施の形態２に係る受信局１に含まれるタイミング同期部１１ａの構成を示すブロック図である。受信局１は周波数変換部１６、ＡＤＣ１７、ＳＮＲ検出部２１、遅延検出部２２、タイミング同期部１１ａ、ＧＩ除去部１１ｂ、デシリアライザ１８、ＦＦＴ部１９、シリアライザ２０、判定部１１ｃを含む。周波数変換部１６、ＡＤＣ１７、デシリアライザ１８、ＦＦＴ部１９、シリアライザ２０、ＳＮＲ検出部２１、遅延検出部２２の各部が担う機能は前述したとおりであるので、説明を省略する。
【００４３】
タイミング同期部１１ａは相関演算の結果に基づいて、有効シンボルを取り出すための同期位置を特定し、ＧＩ除去部１１ｂに出力する。ＧＩ除去部１１ｂはタイミング同期部１１ａから入力された同期信号に基づき、ＧＩ区間を除去し、有効シンボルを取り出す。判定部１１ｃはシリアライザ２０から出力されたデータを判定して受信データを取得する。
【００４４】
タイミング同期部１１ａは図１６に示すように、自己相関演算部１１０及びタイミング同期信号生成部１２０（特定部）を含む。自己相関演算部１１０は更に遅延部１１１及び相関演算部１１２を含む。遅延部１１１（生成部）は相関演算を行う際に用いる受信信号の遅延信号を生成する。相関演算部１１２（窓生成部、演算部）は受信信号と遅延部１１１で生成した遅延信号とで相関演算を行い、相関値をタイミング同期信号生成部１２０に出力する。タイミング同期信号生成部１２０は相関値が閾値１以上となった回数を計数し、計数値が閾値２以上となったときの相関窓の位置を同期位置として、ＧＩ除去部１１ｂにタイミング同期信号を出力する。
【００４５】
各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４６】
以上の実施の形態１乃至３を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００４７】
（付記１）
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信同期方法において、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成し、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成し、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行い、
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定すること
を特徴とする無線信号受信同期方法。
【００４８】
（付記２）
前記無線信号を受信する都度、
前記相関窓を、前記受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した参照無線信号に設定し、
前記相関窓に含まれる前記無線信号及び参照無線信号の相関演算を行い、
相関演算により求めた相関値が所定の第１の閾値以上である場合、前記相関値が前記第１の閾値以上となった回数を計数する計数値を１加算し、
加算した計数値が所定の第２の閾値以上であるとき、前記相関窓を設定した位置を同期位置として特定すること
を特徴とする付記１に記載の無線信号受信同期方法。
【００４９】
（付記３）
前記計数値が第２の閾値以上となるまで、前記相関窓を移動させながら繰返し上記相関演算を行うこと
を特徴とする付記２に記載の無線信号受信同期方法。
【００５０】
（付記４）
前記相関値が前記第１の閾値未満である場合、前記計数値を１減算すること
を特徴とする付記２又は３に記載の無線信号受信同期方法。
【００５１】
（付記５）
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信装置において、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成する生成部と、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成する窓生成部、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した参照無線信号の相関演算を行う演算部と、
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する特定部とを備えること
を特徴とする無線信号受信装置。
【００５２】
（付記６）
所定長の信号及び該信号の末尾部分の写しを前記信号の先頭に付加したものを単位とする無線信号を送信する無線信号送信装置と、
前記無線の受信同期を、相関演算を用いて行う無線信号受信装置とを備える無線システムにおいて、
前記無線信号受信装置は、
受信した前記無線信号を前記所定長分遅延させた参照無線信号を生成する生成部、
前記信号の末尾部分の長さよりも短い相関窓を生成する窓生成部、
生成した相関窓を用いて、受信した無線信号及び該受信した無線信号より生成した前記参照無線信号の相関演算を行う演算部、及び
相関演算の結果に基づいて、前記信号を取り出すための同期位置を特定する特定部を有すること
を特徴とする無線システム。
【符号の説明】
【００５３】
１  受信局
１１  ＣＰＵ
１１ａ  タイミング同期部
１１ｂ  ＧＩ除去部
１１ｃ  判定部
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  大容量記憶装置
１５  読取り部
１６  周波数変換部
１７  ＡＤＣ
１８  デシリアライザ
１９  ＦＦＴ部
２０  シリアライザ
２１  ＳＮＲ検出部
２２  遅延検出部
２３  閾値設定部
１Ｐ  制御プログラム
１ａ  可搬型記憶媒体
１ｂ  半導体メモリ
３  送信局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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