(57)【要約】  キャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができる相関演算器及びキャリア周波数同期検出回路を提供すること。相関値算出部（１３０）は、拡散符号を格納するｎ個の記憶素子（５０１〜５０７）と、Ｉ成分ベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第１の遅延素子（４０１〜４１４）と、順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子（５０１〜５０７）との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第１の乗算器（７０１〜７１４）とを備える。Ｑ成分ベースバンド信号についても、上記Ｉ成分ベースバンド信号の場合と同様の構成を採る。
2011001601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する符号生成部と、
受信信号からキャリア周波数成分を除去するミキシング部と、
前記ミキシング部でキャリア周波数成分を除去された受信信号と前記符号生成部で生成された拡散符号との相関値と所定相関長の複数の相関中間値とを算出する相関値算出部と、
前記相関値算出部から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する相関値平均部と、
平均化された相関値のうち、最大の相関値を選択する最大ソート部と、
前記最大ソート部で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する符号位相選択部と、
前記相関値算出部から出力された相関中間値からキャリア周波数とキャリア位相の補正値とを出力する相関中間値観察部と、
前記相関中間値観察部から出力されたキャリア周波数の補正値とキャリア位相の補正値とを基に前記ミキシング部へキャリア周波数を出力するキャリア周波数発生部と、
を備えるキャリア周波数同期検出回路。
【請求項２】
前記相関値算出部は、
拡散符号を格納したｎ（ｎは２以上の任意の自然数）個の記憶素子と、
同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、前記第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、
直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、前記第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、
ｎの整数倍個の前記第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ（ｋは２以上の任意の自然数））の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、
ｎの整数倍個の前記第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項３】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した線分と、一定の値ΔＹ２分減算した線分とに囲まれた領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布している場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値とキャリア位相補正値を保持し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項４】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した点と、一定の値ΔＹ２分減算した点と、相関第１中間値とを直線で結んだ領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布している場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値とキャリア位相補正値を保持し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項５】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とがともに１以下である場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を保持し、前記相関中間値観測部から出力するキャリア位相補正値を変更し、前記符号発生部から出力する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項６】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とがともに１より大きい数で一致、又はともに１より大きい数で前記第１の数と前記第２の数の差が１である場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を保持し、前記相関中間値観測部から出力するキャリア位相補正値を変更し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項７】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れる場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を変更し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項８】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れない場合、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を変更する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項９】
１シンボルあたりｎ（ｎは２以上の任意の自然数）チップの拡散符号で拡散された同相成分と直交成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関演算器であって、
拡散符号を格納したｎ個の記憶素子と、
同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、
直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、
ｎの整数倍個の第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、
ｎの整数倍個の第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する相関演算器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア周波数同期検出回路及び相関演算器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Global Positioning System）を代表とするＳＰＳ（Satellite Positioning System：衛星測位システム）の受信機は、カーナビゲーションシステムや、船舶の航法装置、航空機の航法装置の位置センサーとして広く利用されている。【０００３】
ＧＰＳシステムでは、送信側である複数の測位衛星（例えば、ＮＡＶＳＴＡＲ衛星やＧ ＬＯＮＡＳＳ衛星）から送信されたスペクトル拡散信号に基づき、受信側であるＧＰＳ受信機が、受信機自体の位置を測定する。送信側である複数の測位衛星は、拡散符号系列で、受信側へ送信する信号を拡散処理（スクランブル）する。そして、複数の測位衛星は、拡散処理した信号（以下、スベクトル拡散信号と記載）を、同一のキャリア周波数で変調した上、受信側であるＧＰＳ受信機に送信する。【０００４】
受信側であるＧＰＳ受信機は、測位衛星から送信されたスペクトル拡散信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信機は、キャリア周波数をミキシングによってベースバンド帯域へ周波数復調し、ＧＰＳ受信機が生成した拡散符号系列で、受信したスペクトル拡散信号を逆拡散処理し、元の信号を取り出す。【０００５】
スペクトル拡散信号通信システムは、送信側の測位衛星と受信側であるＧＰＳ受信機の拡散符号系列の位相の同期をとらなければ受信側において逆拡散を行うことができない。しかし測位衛星は高速で移動しているため、キャリア周波数はドップラー効果で数１０ｋＨｚも変動している。そのため、ＧＰＳ受信機では、変動したキャリア周波数に同期させるため、周波数誤差検出制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
図１は、特許文献１記載の周波数誤差検出制御を行う受信機の構成を示すブロック図である。このスペクトル拡散通信システムでは、１シンボルの信号はｎチップの拡散符号により拡散されているものとして説明する。【０００７】
図１に示すように、受信機１０は、無線部１１と、逆拡散器１２及びピーク検出部１３からなるタイミング検出装置１４と、逆拡散器１５及び回転補正部１６からなるチャネル推定装置１７と、復調部１８と、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）制御回路１９と、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Xtal Oscillator）２０とを備える。【０００８】
無線部１１は、受信した高周波信号をＴＣＸＯ２０によって生成された基準周波数信号をもとに直交検波し、Ａ／Ｄ変換することにより、デジタル信号のＩ（同相位相）、Ｑ（直交位相）成分のベースバンド信号２１、２２に変換する。【０００９】
ＴＣＸＯ２０は、ＡＦＣ制御回路１９により周波数が制御された信号を基準周波数信号として出力する。【００１０】
逆拡散器１２は、無線部１１からのＩ、Ｑ成分のベースバンド信号２１、２２に拡散符号を乗算することにより逆拡散を行う。【００１１】
ピーク検出部１３は、逆拡散器１２における逆拡散の際に相関値がピークとなるタイミングを検出することにより拡散タイミングを検出する。【００１２】
逆拡散器１５は、無線部１１からのＩ、Ｑ成分のベースバンド信号２１、２２を、ピーク検出部１３により得られた拡散タイミングを用いて逆拡散することによりＩ、Ｑ成分のシンボルからなる複素シンボルを得る。【００１３】
図２は、上記逆拡散器１２，１５の回路構成を示す図である。【００１４】
逆拡散器１２，１５は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分とＱ成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号の逆拡散を行うための逆拡散器である。逆拡散器１２，１５は、同一構成を採るため、逆拡散器１２を代表して説明する。  【００１５】
図２に示すように、逆拡散器１２は、第１の相関器３０、第２の相関器４０、ｍ個の位相回転器５０−１〜５０−ｍ、第１の加算器６１、及び第２の加算器６２から構成される。【００１６】
第１の相関器３０は、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしている少なくともｎ−１の整数倍個の第１の遅延素子３１−１，…，３１−ＯＳＲ（ｎ−１）と、第１の遅延素子により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と拡散符号との間の乗算をそれぞれ行っているｎ個の第１の乗算器３２−１，…，３２−ｎとを有する。また、第１の相関器３０は、ｎ個の第１の乗算器のうちのｋ個の第１の乗算器からの出力の積算を行いそれぞれＩ成分の中間信号として出力しているｍ（＝ｎ／ｋ）個の第１の加算器３３−１，…，３３−ｍを有する。【００１７】
第２の相関器４０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしている１シンボルあたりのチップ数ｎと同数の第２の遅延素子４１−１，…，４１−ＯＳＲ（ｎ−１）と、第２の遅延素子により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と拡散符号との間の乗算をそれぞれ行っているｎ個の第２の乗算器４２−１，…，４２−ｎとを有する。また、第２の相関器４０は、ｎ個の第２の乗算器のうちのｋ個の第２の乗算器からの出力の積算を行いそれぞれＱ成分の中間信号として出力しているｍ個の第２の加算器４３−１，…，４３−ｍを有する。【００１８】
ｍ個の位相回転器５０−１〜５０−ｍは、各第１の相関器により生成されたｍ個のＩ成分の中間信号と各第２の相関器により生成されたｍ個のＱ成分の中間信号からなるｍ組の複素中間信号を、それぞれ１組の複素中間信号あたり基準回転角δずつずらしたｍ段階の位相回転角で複素平面上での位相を回転させることにより回転補正を行う。【００１９】
第１の加算器６１は、各位相回転器により回転補正が行われた後のｍ個の複素中間信号のＩ成分同士の積算を行うことによりＩ成分の相関値を算出する。【００２０】
第２の加算器６２は、各位相回転器により回転補正が行われた後のｍ個の複素中間信号のＱ成分同士の積算を行うことによりＱ成分の相関値を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００１−０６９０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、このような従来の周波数誤差検出制御にあっては、逆拡散器の各位相回転器へ入力される相関値の中間値の分布がほぼ同一の値となる特定の狭い範囲しか誤差を修正することができない。例えば、従来のキャリア周波数同期検出回路では、衛星から送信されるスペクトル拡散信号がＧＰＳ受信機で受信した際にドップラー効果でキャリア周波数が大きくずれた場合、周波数誤差を修正することができない。【００２３】
本発明の目的は、キャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができるキャリア周波数同期検出回路及び相関演算器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のキャリア周波数同期検出回路は、拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する符号生成部と、受信信号からキャリア周波数成分を除去するミキシング部と、前記ミキシング部でキャリア周波数成分を除去された受信信号と前記符号生成部で生成された拡散符号との相関値と所定相関長の複数の相関中間値とを算出する相関値算出部と、前記相関値算出部から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する相関値平均部、平均化された相関値のうち、最大の相関値を選択する最大ソート部と、前記最大ソート部で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する符号位相選択部と、前記相関値算出部から出力された相関中間値からキャリア周波数とキャリア位相の補正値とを出力する相関中間値観察部と、前記相関中間値観察部から出力されたキャリア周波数の補正値とキャリア位相の補正値とを基に前記ミキシング部へキャリア周波数を出力するキャリア周波数発生部と、を備える構成を採る。【００２５】
本発明の相関演算器は、１シンボルあたりｎ（ｎは２以上の任意の自然数）チップの拡散符号で拡散された同相成分と直交成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関演算器であって、拡散符号を格納したｎ個の記憶素子と、同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、ｎの整数倍個の第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、ｎの整数倍個の第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する構成を採る。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、相関中間値の分布特性からキャリア周波数のずれ量を決定することにより、キャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができ、広い範囲の周波数誤差を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の周波数誤差検出制御を行う受信機の構成を示すブロック図
【図２】従来の受信機の逆拡散器の回路構成図
【図３】本発明の実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の構成を示すブロック図
【図４】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部の回路図
【図５】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図６】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図７】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図８】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図９】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１０】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１１】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１２】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１３】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図３は、本発明の一実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態のキャリア周波数同期検出回路は、ＧＰＳシステムによる測位機能を備えた携帯端末装置に適用することができる。携帯端末装置は、携帯電話機／ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）などの移動可能な端末であり、携帯ノート型パソコン，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末でもよい。
【００３０】
図３に示すように、キャリア周波数同期検出回路１００は、ミキシング部１１０、符号生成部１２０、相関値算出部１３０、相関値平均部１４０、最大ソート部１５０、符号位相選択部１６０、相関中間値観察部１７０、及びキャリア周波数発生部１８０を備えて構成される。
【００３１】
ミキシング部１１０は、受信信号からキャリア周波数成分を除去する。
【００３２】
符号生成部１２０は、拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する。符号生成部１２０は、送信側で拡散処理が施されている拡散符号系列と同一の拡散符号系列を生成し、相関値算出部１３０へ出力する。
【００３３】
相関値算出部１３０は、ミキシング部１１０でキャリア周波数成分を除去された受信信号と符号生成部１２０で生成された拡散符号との相関値と相関中間値とを算出する。
【００３４】
相関値平均部１４０は、相関値算出部１３０から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する。
【００３５】
最大ソート部１５０は、平均化相関値のうち、最大の値をもつ平均化相関値を選択し、選択した相関値の符号位相情報を、符号位相選択部１６０へ出力する。
【００３６】
符号位相選択部１６０は、最大ソート部１５０で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する。
【００３７】
相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０から出力された相関中間値からキャリア周波数、キャリア位相の補正値を出力する。相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０から出力された相関中間値を基にキャリア周波数、キャリア周波数位相が一致しているかを判定する。
【００３８】
キャリア周波数発生部１８０は、相関中間値観察部１７０から出力されたキャリア周波数、キャリア位相の補正値を基にキャリア周波数を発生し、発生したキャリア周波数をミキシング部１１０に出力する。
【００３９】
図４は、上記相関値算出部１３０の詳細な構成を示す回路図である。
【００４０】
図４に示すように、相関値算出部１３０は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分（同相成分）とＱ成分（直交成分）のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関をとるための相関値算出を行う。
【００４１】
相関値算出部１３０は、拡散符号を格納するｎ個の記憶素子５０１〜５０７と、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第１の遅延素子４０１〜４１４と、第１の遅延素子４０１〜４１４により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４とを備える。相関値算出部１３０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第２の遅延素子３０１〜３１４と、第２の遅延素子３０１〜３１４により順次シフトされたＱ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４とを備える。
【００４２】
相関値算出部１３０は、ｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１Ｉ中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２Ｉ中間値とし、以降順次に相関第ｍＩ中間結果として出力する。また、相関値算出部１３０は、ｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４のうち、第１から第（１×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１Ｑ中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２Ｑ中間値とし、以降順次に相関第ｍＱ中間結果として出力する。
【００４３】
以下、上述のように構成されたキャリア周波数同期検出回路の動作を説明する。
【００４４】
〔相関値算出部１３０動作〕
相関値算出部１３０は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分とＱ成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関器である。
【００４５】
まず、ｎ個の記憶素子５０１〜５０７に拡散符号を格納しておく。
【００４６】
本実施の形態では、Ｉ成分のベースバンド信号を、１／２チップの時間間隔で遅延させることにより順次シフトし、ｎの２倍の個数の遅延素子４０１〜４１４に格納する。
【００４７】
ｎの２倍個の乗算器７０１〜７１４は、遅延素子４０１、４０２〜４１４に格納されたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７に格納された拡散符号との間の乗算をそれぞれ行う。
【００４８】
図４では、相関中間値を乗算器４個ずつの出力を加算した例で示す。
【００４９】
乗算器７０１〜７０４の出力を加算した結果を相関第１Ｉ中間値とし、乗算器７０１〜７０８の出力を加算した結果を相関第２Ｉ中間値とし、乗算器７０１〜７１２の出力を加算した結果を相関第３Ｉ中間値として、以降乗算器７０１から４の倍数までの乗算器の出力を加算した相関中間値を出力する。
【００５０】
同様に、乗算器６０１〜６０４の出力を加算した結果を相関第１Ｑ中間値とし、乗算器６０１〜６０８の出力を加算した結果を相関第２Ｑ中間値とし、乗算器６０１〜６１２の出力を加算した結果を相関第３Ｑ中間値として、以降乗算器６０１から４の倍数までの乗算器の出力を加算した相関中間値を出力する。
【００５１】
〔相関中間値観察部１７０動作〕
図５乃至図８は、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状を示す図である。相関中間値観察部１７０は、図５乃至図８に示す相関中間値を観察する。
【００５２】
図５乃至図８に示すように、相関中間値は、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相の一致によって分布形状が異なる。
【００５３】
図５乃至図８に示すように、相関中間値は、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相の一致によって分布形状が異なる。
【００５４】
すなわち、図５に示すように、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相が一致した場合には、相関中間値の分布は直線的に増加又は減少する。
【００５５】
図６に示すように、キャリア周波数、符号位相が一致し、キャリア位相が不一致した場合には、相関中間値は直線と正弦波との加算状に分布する。
【００５６】
図７に示すように、キャリア周波数、キャリア位相が不一致し、符号位相が一致した場合には、相関中間値の分布は正弦波状に分布する。
【００５７】
図８に示すように、符号位相が不一致であれば、相関中間値は無秩序に分布する。
【００５８】
相関中間値観察部１７０は、この特性に着目し、相関中間値が正弦波状から直線状になるようミキシング部１１０へ出力するキャリア周波数を補正すればよい。具体的には、相関中間値観察部１７０は、下記の判断[１]−[４]を行う。
【００５９】
図９乃至図１３は、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部１７０の判定を説明する図である。
【００６０】
[１]《直線状に増加もしくは減少している分布》
前記図５に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、直線状に増加もしくは減少して分布している場合、ミキシング部１１０で受信信号からキャリア周波数の周波数成分と位相成分とを除去することができ、符号生成部で生成する拡散符号が一致していると判断する。
【００６１】
（例１）
図９は、相関中間値観察部１７０が、直線状に増加もしくは減少している分布と判定する方法の一例である。
【００６２】
図９に示すように、相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに囲まれた領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布していることを特徴とする。
【００６３】
（例２）
図１０は、相関中間値観察部１７０が、直線状に増加もしくは減少している分布と判定する方法の他の例である。
【００６４】
図１０に示すように、相関第１同相中間値から相関第ｍ同相中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した点と、前記一定の値ΔＹ２分減算した点と、相関第１中間値とを直線で結んだ領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布していることを特徴とする。
【００６５】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００６６】
[２]《直線と正弦波との加算状に分布》
前記図６に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、直線と正弦波との加算状に分布している場合、拡散処理が施された受信信号のキャリア周波数成分が一致し、キャリア周波数の位相がずれていると判断する。
【００６７】
（例３）
図１１は、相関中間値観察部１７０が、直線と正弦波との加算状に分布していると判定する方法の一例である。
【００６８】
図１１に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに囲まれた領域内から相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している数と、前記第２の線分よりも小さく分布している数とが１以下であることを特徴とする。
【００６９】
図１１では、第１の線分よりも大きく分布している領域Ａが１箇所あり、第２の線分より小さく分布している領域Ｂが１箇所あることを示している。
【００７０】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００７１】
[３]《正弦波に分布》
前記図７に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、正弦波に分布している場合、拡散処理が施された受信信号のキャリア周波数成分にずれがあり、拡散符号が一致していると判断する。
【００７２】
（例４）
図１２は、相関中間値観察部１７０が、正弦波に分布していると判定する方法の一例である。
【００７３】
図１２に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きい分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とが、１より大きい数で一致乃至、１より大きい数で数字の値が１だけ異なることを特徴とする。
【００７４】
図１２では、第１の線分よりも大きく分布している領域は領域Ａ１、領域Ａ２から領域Ａ５の５箇所であり、第２の線分より小さく分布している領域は領域Ｂ１、領域Ｂ２から領域Ｂ５の５箇所となっていることを示している。
【００７５】
（例５）
また、図１２に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し第１の線分よりも大きい分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れることを特徴とする。
【００７６】
上記（例５）では、第１の線分よりも大きく分布している領域と第２の線分より小さく分布している領域は、領域Ａ１、領域Ｂ１、領域Ａ２、領域Ｂ２、…領域Ａ５、領域Ｂ５と交互に現れることを示している。
【００７７】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００７８】
[４]《秩序なく分布》
前記図８に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、秩序なく分布している場合、拡散符号が不一致していると判断する。
【００７９】
（例６）
秩序なく分布していると判定する方法の一例は、上記（例１）から（例５）に示した判定方法のいずれにも該当しない場合である。
【００８０】
（例７）
図１３は、相関中間値観察部１７０が、秩序なく分布していると判定する方法の他の例である。
【００８１】
図１３に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れないことを特徴とする。
【００８２】
以上、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部１７０の判定について説明した。
【００８３】
次に、相関中間値観察部１７０は、観察結果を基に、相関中間値が正弦波状から増加もしくは減少する直線状になるように、キャリア周波数又はキャリア位相を補正する。
【００８４】
例えば、前記図７の中間相関値の分布特性を観察した場合は、キャリア位相が不一致である。このため、キャリア位相をずらす補正をキャリア周波数発生部１８０に指示する。又は、相関中間値観察部１７０が、キャリア周波数又はキャリア位相の補正量を算出してキャリア周波数発生部１８０に出力する。キャリア周波数発生部１８０は、相関中間値観察部１７０から出力されたキャリア周波数、キャリア位相の補正値に基づいて、キャリア周波数のずれ量をなくすキャリア周波数を発生し、発生したキャリア周波数をミキシング部１１０に出力する。
【００８５】
以上詳細に説明したように、キャリア周波数同期検出回路１００は、ミキシング部１１０、符号生成部１２０、相関値算出部１３０、相関値平均部１４０、最大ソート部１５０、符号位相選択部１６０、相関中間値観察部１７０、及びキャリア周波数発生部１８０を備える。相関値算出部１３０は、拡散符号を格納するｎ個の記憶素子５０１〜５０７と、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第１の遅延素子４０１〜４１４と、第１の遅延素子４０１〜４１４により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４とを備える。また、相関値算出部１３０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第２の遅延素子３０１〜３１４と、第２の遅延素子３０１〜３１４により順次シフトされたＱ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４とを備える。
【００８６】
そして、Ｉ成分とＱ成分のそれぞれにおいて、ｎの整数倍個の第１乃至第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１乃至第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１乃至第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２中間値とし、以降順次に相関第ｍ中間結果として出力する。相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０の相関中間値の分布特性からキャリア周波数のずれ量を決定し、キャリア周波数、キャリア位相の補正値を出力する。
【００８７】
これにより、衛星から送信されるスペクトル拡散信号がＧＰＳ受信機で受信した際にドップラー効果でキャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができ、広い範囲の周波数誤差を修正することが可能になる。
【００８８】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【００８９】
また、上記各実施の形態では、相関演算器及びキャリア周波数同期検出回路という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、測位用受信装置、周波数誤差測定方法等でもよいことは勿論である。
【００９０】
また、上記携帯無線機を構成する各回路部の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。
【００９１】
２００９年７月３日出願の特願２００９−１５８４９５の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係るキャリア周波数同期検出回路及び相関演算器は、ＧＰＳなどの測位衛星から送出される信号を捕捉するキャリア周波数同期検出回路及び測位システムに有用である。また、このキャリア周波数同期検出回路及び測位方法を搭載する携帯電話機やＰＨＳなどの携帯端末装置などに有用である。また、ＧＰＳ測位システムだけでなくガリレオシステム、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、米国のＷＡＡＳ、日本のＭＳＡＳ、欧州のＥＧＮＯＳなど同期した複数の変調コードによってスペクトラム拡散された複数の衛星信号が送信される測位システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１００  キャリア周波数同期検出回路
１１０  ミキシング部
１２０  符号生成部
１３０  相関値算出部
１４０  相関値平均部
１５０  最大ソート部
１６０  符号位相選択部
１７０  相関中間値観察部
１８０  キャリア周波数発生部
５０１〜５０７  記憶素子
３０１〜３１４  第２の遅延素子
４０１〜４１４  第１の遅延素子
６０１〜６１４  第２の乗算器
７０１〜７１４  第１の乗算器
【図１】
2011001601.tif 000003
【図２】
2011001601.tif 000004
【図３】
2011001601.tif 000005
【図４】
2011001601.tif 000006
【図５】
2011001601.tif 000007
【図６】
2011001601.tif 000008
【図７】
2011001601.tif 000009
【図８】
2011001601.tif 000010
【図９】
2011001601.tif 000011
【図１０】
2011001601.tif 000012
【図１１】
2011001601.tif 000013
【図１２】
2011001601.tif 000014
【図１３】
2011001601.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月19日(2010.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア周波数同期検出回路及び相関演算器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Global Positioning System）を代表とするＳＰＳ（Satellite Positioning System：衛星測位システム）の受信機は、カーナビゲーションシステムや、船舶の航法装置、航空機の航法装置の位置センサーとして広く利用されている。
【０００３】
ＧＰＳシステムでは、送信側である複数の測位衛星（例えば、ＮＡＶＳＴＡＲ衛星やＧ
ＬＯＮＡＳＳ衛星）から送信されたスペクトル拡散信号に基づき、受信側であるＧＰＳ受信機が、受信機自体の位置を測定する。送信側である複数の測位衛星は、拡散符号系列で、受信側へ送信する信号を拡散処理（スクランブル）する。そして、複数の測位衛星は、拡散処理した信号（以下、スベクトル拡散信号と記載）を、同一のキャリア周波数で変調した上、受信側であるＧＰＳ受信機に送信する。
【０００４】
受信側であるＧＰＳ受信機は、測位衛星から送信されたスペクトル拡散信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信機は、キャリア周波数をミキシングによってベースバンド帯域へ周波数復調し、ＧＰＳ受信機が生成した拡散符号系列で、受信したスペクトル拡散信号を逆拡散処理し、元の信号を取り出す。
【０００５】
スペクトル拡散信号通信システムは、送信側の測位衛星と受信側であるＧＰＳ受信機の拡散符号系列の位相の同期をとらなければ受信側において逆拡散を行うことができない。しかし測位衛星は高速で移動しているため、キャリア周波数はドップラー効果で数１０ｋＨｚも変動している。そのため、ＧＰＳ受信機では、変動したキャリア周波数に同期させるため、周波数誤差検出制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１は、特許文献１記載の周波数誤差検出制御を行う受信機の構成を示すブロック図である。このスペクトル拡散通信システムでは、１シンボルの信号はｎチップの拡散符号により拡散されているものとして説明する。
【０００７】
図１に示すように、受信機１０は、無線部１１と、逆拡散器１２及びピーク検出部１３からなるタイミング検出装置１４と、逆拡散器１５及び回転補正部１６からなるチャネル推定装置１７と、復調部１８と、ＡＦＣ（Automatic Frequency Control）制御回路１９と、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Xtal Oscillator）２０とを備える。
【０００８】
無線部１１は、受信した高周波信号をＴＣＸＯ２０によって生成された基準周波数信号をもとに直交検波し、Ａ／Ｄ変換することにより、デジタル信号のＩ（同相位相）、Ｑ（直交位相）成分のベースバンド信号２１、２２に変換する。
【０００９】
ＴＣＸＯ２０は、ＡＦＣ制御回路１９により周波数が制御された信号を基準周波数信号として出力する。
【００１０】
逆拡散器１２は、無線部１１からのＩ、Ｑ成分のベースバンド信号２１、２２に拡散符号を乗算することにより逆拡散を行う。
【００１１】
ピーク検出部１３は、逆拡散器１２における逆拡散の際に相関値がピークとなるタイミングを検出することにより拡散タイミングを検出する。
【００１２】
逆拡散器１５は、無線部１１からのＩ、Ｑ成分のベースバンド信号２１、２２を、ピーク検出部１３により得られた拡散タイミングを用いて逆拡散することによりＩ、Ｑ成分のシンボルからなる複素シンボルを得る。
【００１３】
図２は、上記逆拡散器１２，１５の回路構成を示す図である。
【００１４】
逆拡散器１２，１５は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分とＱ成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号の逆拡散を行うための逆拡散器である。逆拡散器１２，１５は、同一構成を採るため、逆拡散器１２を代表して説明する。
【００１５】
図２に示すように、逆拡散器１２は、第１の相関器３０、第２の相関器４０、ｍ個の位相回転器５０−１〜５０−ｍ、第１の加算器６１、及び第２の加算器６２から構成される。
【００１６】
第１の相関器３０は、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしている少なくともｎ−１の整数倍個の第１の遅延素子３１−１，…，３１−ＯＳＲ（ｎ−１）と、第１の遅延素子により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と拡散符号との間の乗算をそれぞれ行っているｎ個の第１の乗算器３２−１，…，３２−ｎとを有する。また、第１の相関器３０は、ｎ個の第１の乗算器のうちのｋ個の第１の乗算器からの出力の積算を行いそれぞれＩ成分の中間信号として出力しているｍ（＝ｎ／ｋ）個の第１の加算器３３−１，…，３３−ｍを有する。
【００１７】
第２の相関器４０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしている１シンボルあたりのチップ数ｎと同数の第２の遅延素子４１−１，…，４１−ＯＳＲ（ｎ−１）と、第２の遅延素子により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と拡散符号との間の乗算をそれぞれ行っているｎ個の第２の乗算器４２−１，…，４２−ｎとを有する。また、第２の相関器４０は、ｎ個の第２の乗算器のうちのｋ個の第２の乗算器からの出力の積算を行いそれぞれＱ成分の中間信号として出力しているｍ個の第２の加算器４３−１，…，４３−ｍを有する。
【００１８】
ｍ個の位相回転器５０−１〜５０−ｍは、各第１の相関器により生成されたｍ個のＩ成分の中間信号と各第２の相関器により生成されたｍ個のＱ成分の中間信号からなるｍ組の複素中間信号を、それぞれ１組の複素中間信号あたり基準回転角δずつずらしたｍ段階の位相回転角で複素平面上での位相を回転させることにより回転補正を行う。
【００１９】
第１の加算器６１は、各位相回転器により回転補正が行われた後のｍ個の複素中間信号のＩ成分同士の積算を行うことによりＩ成分の相関値を算出する。
【００２０】
第２の加算器６２は、各位相回転器により回転補正が行われた後のｍ個の複素中間信号のＱ成分同士の積算を行うことによりＱ成分の相関値を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００１−０６９０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、このような従来の周波数誤差検出制御にあっては、逆拡散器の各位相回転器へ入力される相関値の中間値の分布がほぼ同一の値となる特定の狭い範囲しか誤差を
修正することができない。例えば、従来のキャリア周波数同期検出回路では、衛星から送信されるスペクトル拡散信号がＧＰＳ受信機で受信した際にドップラー効果でキャリア周波数が大きくずれた場合、周波数誤差を修正することができない。
【００２３】
本発明の目的は、キャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができるキャリア周波数同期検出回路及び相関演算器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明のキャリア周波数同期検出回路は、拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する符号生成部と、受信信号からキャリア周波数成分を除去するミキシング部と、前記ミキシング部でキャリア周波数成分を除去された受信信号と前記符号生成部で生成された拡散符号との相関値と所定相関長の複数の相関中間値とを算出する相関値算出部と、前記相関値算出部から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する相関値平均部、平均化された相関値のうち、最大の相関値を選択する最大ソート部と、前記最大ソート部で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する符号位相選択部と、前記相関値算出部から出力された相関中間値からキャリア周波数とキャリア位相の補正値とを出力する相関中間値観察部と、前記相関中間値観察部から出力されたキャリア周波数の補正値とキャリア位相の補正値とを基に前記ミキシング部へキャリア周波数を出力するキャリア周波数発生部と、を備える構成を採る。
【００２５】
本発明の相関演算器は、１シンボルあたりｎ（ｎは２以上の任意の自然数）チップの拡散符号で拡散された同相成分と直交成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関演算器であって、拡散符号を格納したｎ個の記憶素子と、同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、ｎの整数倍個の第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、ｎの整数倍個の第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する構成を採る。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、相関中間値の分布特性からキャリア周波数のずれ量を決定することにより、キャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができ、広い範囲の周波数誤差を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の周波数誤差検出制御を行う受信機の構成を示すブロック図
【図２】従来の受信機の逆拡散器の回路構成図
【図３】本発明の実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の構成を示すブロック図
【図４】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部の回路図
【図５】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図６】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図７】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図８】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状を示す図
【図９】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１０】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１１】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１２】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【図１３】上記実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の相関値算出部により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部の判定を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図３は、本発明の一実施の形態に係るキャリア周波数同期検出回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態のキャリア周波数同期検出回路は、ＧＰＳシステムによる測位機能を備えた携帯端末装置に適用することができる。携帯端末装置は、携帯電話機／ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）などの移動可能な端末であり、携帯ノート型パソコン，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末でもよい。
【００３０】
図３に示すように、キャリア周波数同期検出回路１００は、ミキシング部１１０、符号生成部１２０、相関値算出部１３０、相関値平均部１４０、最大ソート部１５０、符号位相選択部１６０、相関中間値観察部１７０、及びキャリア周波数発生部１８０を備えて構成される。
【００３１】
ミキシング部１１０は、受信信号からキャリア周波数成分を除去する。
【００３２】
符号生成部１２０は、拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する。符号生成部１２０は、送信側で拡散処理が施されている拡散符号系列と同一の拡散符号系列を生成し、相関値算出部１３０へ出力する。
【００３３】
相関値算出部１３０は、ミキシング部１１０でキャリア周波数成分を除去された受信信号と符号生成部１２０で生成された拡散符号との相関値と相関中間値とを算出する。
【００３４】
相関値平均部１４０は、相関値算出部１３０から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する。
【００３５】
最大ソート部１５０は、平均化相関値のうち、最大の値をもつ平均化相関値を選択し、選択した相関値の符号位相情報を、符号位相選択部１６０へ出力する。
【００３６】
符号位相選択部１６０は、最大ソート部１５０で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する。
【００３７】
相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０から出力された相関中間値からキャリア周波数、キャリア位相の補正値を出力する。相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０から出力された相関中間値を基にキャリア周波数、キャリア周波数位相が一致しているかを判定する。
【００３８】
キャリア周波数発生部１８０は、相関中間値観察部１７０から出力されたキャリア周波数、キャリア位相の補正値を基にキャリア周波数を発生し、発生したキャリア周波数をミキシング部１１０に出力する。
【００３９】
図４は、上記相関値算出部１３０の詳細な構成を示す回路図である。
【００４０】
図４に示すように、相関値算出部１３０は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分（同相成分）とＱ成分（直交成分）のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関をとるための相関値算出を行う。
【００４１】
相関値算出部１３０は、拡散符号を格納するｎ個の記憶素子５０１〜５０７と、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第１の遅延素子４０１〜４１４と、第１の遅延素子４０１〜４１４により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４とを備える。相関値算出部１３０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第２の遅延素子３０１〜３１４と、第２の遅延素子３０１〜３１４により順次シフトされたＱ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４とを備える。
【００４２】
相関値算出部１３０は、ｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１Ｉ中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２Ｉ中間値とし、以降順次に相関第ｍＩ中間結果として出力する。また、相関値算出部１３０は、ｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４のうち、第１から第（１×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１Ｑ中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２Ｑ中間値とし、以降順次に相関第ｍＱ中間結果として出力する。
【００４３】
以下、上述のように構成されたキャリア周波数同期検出回路の動作を説明する。
【００４４】
〔相関値算出部１３０動作〕
相関値算出部１３０は、１シンボルあたりｎチップの拡散符号で拡散されたＩ成分とＱ成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関器である。
【００４５】
まず、ｎ個の記憶素子５０１〜５０７に拡散符号を格納しておく。
【００４６】
本実施の形態では、Ｉ成分のベースバンド信号を、１／２チップの時間間隔で遅延させることにより順次シフトし、ｎの２倍の個数の遅延素子４０１〜４１４に格納する。
【００４７】
ｎの２倍個の乗算器７０１〜７１４は、遅延素子４０１、４０２〜４１４に格納されたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７に格納された拡散符号との間の乗算をそれぞれ行う。
【００４８】
図４では、相関中間値を乗算器４個ずつの出力を加算した例で示す。
【００４９】
乗算器７０１〜７０４の出力を加算した結果を相関第１Ｉ中間値とし、乗算器７０１〜７０８の出力を加算した結果を相関第２Ｉ中間値とし、乗算器７０１〜７１２の出力を加算した結果を相関第３Ｉ中間値として、以降乗算器７０１から４の倍数までの乗算器の出力を加算した相関中間値を出力する。
【００５０】
同様に、乗算器６０１〜６０４の出力を加算した結果を相関第１Ｑ中間値とし、乗算器６０１〜６０８の出力を加算した結果を相関第２Ｑ中間値とし、乗算器６０１〜６１２の出力を加算した結果を相関第３Ｑ中間値として、以降乗算器６０１から４の倍数までの乗算器の出力を加算した相関中間値を出力する。
【００５１】
〔相関中間値観察部１７０動作〕
図５乃至図８は、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状を示す図である。相関中間値観察部１７０は、図５乃至図８に示す相関中間値を観察する。
【００５２】
図５乃至図８に示すように、相関中間値は、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相の一致によって分布形状が異なる。
【００５３】
図５乃至図８に示すように、相関中間値は、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相の一致によって分布形状が異なる。
【００５４】
すなわち、図５に示すように、キャリア周波数、キャリア位相、符号位相が一致した場合には、相関中間値の分布は直線的に増加又は減少する。
【００５５】
図６に示すように、キャリア周波数、符号位相が一致し、キャリア位相が不一致した場合には、相関中間値は直線と正弦波との加算状に分布する。
【００５６】
図７に示すように、キャリア周波数、キャリア位相が不一致し、符号位相が一致した場合には、相関中間値の分布は正弦波状に分布する。
【００５７】
図８に示すように、符号位相が不一致であれば、相関中間値は無秩序に分布する。
【００５８】
相関中間値観察部１７０は、この特性に着目し、相関中間値が正弦波状から直線状になるようミキシング部１１０へ出力するキャリア周波数を補正すればよい。具体的には、相関中間値観察部１７０は、下記の判断[１]−[４]を行う。
【００５９】
図９乃至図１３は、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部１７０の判定を説明する図である。
【００６０】
[１]《直線状に増加もしくは減少している分布》
前記図５に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、直線状に増加もしくは減少して分布している場合、ミキシング部１１０で受信信号からキャリア周波数の周波数成分と位相成分とを除去することができ、符号生成部で生成する拡散符号が一致していると判断する。
【００６１】
（例１）
図９は、相関中間値観察部１７０が、直線状に増加もしくは減少している分布と判定す
る方法の一例である。
【００６２】
図９に示すように、相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに囲まれた領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布していることを特徴とする。
【００６３】
（例２）
図１０は、相関中間値観察部１７０が、直線状に増加もしくは減少している分布と判定する方法の他の例である。
【００６４】
図１０に示すように、相関第１同相中間値から相関第ｍ同相中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した点と、前記一定の値ΔＹ２分減算した点と、相関第１中間値とを直線で結んだ領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布していることを特徴とする。
【００６５】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００６６】
[２]《直線と正弦波との加算状に分布》
前記図６に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、直線と正弦波との加算状に分布している場合、拡散処理が施された受信信号のキャリア周波数成分が一致し、キャリア周波数の位相がずれていると判断する。
【００６７】
（例３）
図１１は、相関中間値観察部１７０が、直線と正弦波との加算状に分布していると判定する方法の一例である。
【００６８】
図１１に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに囲まれた領域内から相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している数と、前記第２の線分よりも小さく分布している数とが１以下であることを特徴とする。
【００６９】
図１１では、第１の線分よりも大きく分布している領域Ａが１箇所あり、第２の線分より小さく分布している領域Ｂが１箇所あることを示している。
【００７０】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００７１】
[３]《正弦波に分布》
前記図７に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において
、正弦波に分布している場合、拡散処理が施された受信信号のキャリア周波数成分にずれがあり、拡散符号が一致していると判断する。
【００７２】
（例４）
図１２は、相関中間値観察部１７０が、正弦波に分布していると判定する方法の一例である。
【００７３】
図１２に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きい分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とが、１より大きい数で一致乃至、１より大きい数で数字の値が１だけ異なることを特徴とする。
【００７４】
図１２では、第１の線分よりも大きく分布している領域は領域Ａ１、領域Ａ２から領域Ａ５の５箇所であり、第２の線分より小さく分布している領域は領域Ｂ１、領域Ｂ２から領域Ｂ５の５箇所となっていることを示している。
【００７５】
（例５）
また、図１２に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し第１の線分よりも大きい分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れることを特徴とする。
【００７６】
上記（例５）では、第１の線分よりも大きく分布している領域と第２の線分より小さく分布している領域は、領域Ａ１、領域Ｂ１、領域Ａ２、領域Ｂ２、…領域Ａ５、領域Ｂ５と交互に現れることを示している。
【００７７】
上記ΔＹ１、ΔＹ２は、信号成分がない、ノイズ成分だけの受信信号を受けた場合に、相関第ｍ中間値を複数回数測定して統計処理した値の、３シグマ値乃至４シグマとなる値を用いる。
【００７８】
[４]《秩序なく分布》
前記図８に示すように、相関第１Ｉ中間結果から相関第ｍＩ中間結果の値、又は相関第１Ｑ中間結果から相関第ｍＱ中間結果の値を順次表示した中間相関値の分布特性において、秩序なく分布している場合、拡散符号が不一致していると判断する。
【００７９】
（例６）
秩序なく分布していると判定する方法の一例は、上記（例１）から（例５）に示した判定方法のいずれにも該当しない場合である。
【００８０】
（例７）
図１３は、相関中間値観察部１７０が、秩序なく分布していると判定する方法の他の例である。
【００８１】
図１３に示すように、相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相
関値の分布特性において、相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、Ｙ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れないことを特徴とする。
【００８２】
以上、相関値算出部１３０により算出された相関中間値の分布形状において、相関中間値観察部１７０の判定について説明した。
【００８３】
次に、相関中間値観察部１７０は、観察結果を基に、相関中間値が正弦波状から増加もしくは減少する直線状になるように、キャリア周波数又はキャリア位相を補正する。
【００８４】
例えば、前記図７の中間相関値の分布特性を観察した場合は、キャリア位相が不一致である。このため、キャリア位相をずらす補正をキャリア周波数発生部１８０に指示する。又は、相関中間値観察部１７０が、キャリア周波数又はキャリア位相の補正量を算出してキャリア周波数発生部１８０に出力する。キャリア周波数発生部１８０は、相関中間値観察部１７０から出力されたキャリア周波数、キャリア位相の補正値に基づいて、キャリア周波数のずれ量をなくすキャリア周波数を発生し、発生したキャリア周波数をミキシング部１１０に出力する。
【００８５】
以上詳細に説明したように、キャリア周波数同期検出回路１００は、ミキシング部１１０、符号生成部１２０、相関値算出部１３０、相関値平均部１４０、最大ソート部１５０、符号位相選択部１６０、相関中間値観察部１７０、及びキャリア周波数発生部１８０を備える。相関値算出部１３０は、拡散符号を格納するｎ個の記憶素子５０１〜５０７と、Ｉ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第１の遅延素子４０１〜４１４と、第１の遅延素子４０１〜４１４により順次シフトされたＩ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第１の乗算器７０１〜７１４とを備える。また、相関値算出部１３０は、Ｑ成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトするｎの整数倍個の第２の遅延素子３０１〜３１４と、第２の遅延素子３０１〜３１４により順次シフトされたＱ成分のベースバンド信号と記憶素子５０１〜５０７との間の乗算をそれぞれ行うｎの整数倍個の第２の乗算器６０１〜６１４とを備える。
【００８６】
そして、Ｉ成分とＱ成分のそれぞれにおいて、ｎの整数倍個の第１乃至第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１乃至第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１乃至第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２中間値とし、以降順次に相関第ｍ中間結果として出力する。相関中間値観察部１７０は、相関値算出部１３０の相関中間値の分布特性からキャリア周波数のずれ量を決定し、キャリア周波数、キャリア位相の補正値を出力する。
【００８７】
これにより、衛星から送信されるスペクトル拡散信号がＧＰＳ受信機で受信した際にドップラー効果でキャリア周波数が大きくずれても、符号位相、キャリア周波数、キャリア周波数の位相の一致を検出することができ、広い範囲の周波数誤差を修正することが可能になる。
【００８８】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【００８９】
また、上記各実施の形態では、相関演算器及びキャリア周波数同期検出回路という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、測位用受信装置、周波数誤差測定方法等でもよいことは勿論である。
【００９０】
また、上記携帯無線機を構成する各回路部の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。
【００９１】
２００９年７月３日出願の特願２００９−１５８４９５の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係るキャリア周波数同期検出回路及び相関演算器は、ＧＰＳなどの測位衛星から送出される信号を捕捉するキャリア周波数同期検出回路及び測位システムに有用である。また、このキャリア周波数同期検出回路及び測位方法を搭載する携帯電話機やＰＨＳなどの携帯端末装置などに有用である。また、ＧＰＳ測位システムだけでなくガリレオシステム、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、米国のＷＡＡＳ、日本のＭＳＡＳ、欧州のＥＧＮＯＳなど同期した複数の変調コードによってスペクトラム拡散された複数の衛星信号が送信される測位システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１００  キャリア周波数同期検出回路
１１０  ミキシング部
１２０  符号生成部
１３０  相関値算出部
１４０  相関値平均部
１５０  最大ソート部
１６０  符号位相選択部
１７０  相関中間値観察部
１８０  キャリア周波数発生部
５０１〜５０７  記憶素子
３０１〜３１４  第２の遅延素子
４０１〜４１４  第１の遅延素子
６０１〜６１４  第２の乗算器
７０１〜７１４  第１の乗算器
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散処理が施された受信信号に同期して逆拡散処理するための拡散符号を生成する符号生成部と、
受信信号からキャリア周波数成分を除去するミキシング部と、
前記ミキシング部でキャリア周波数成分を除去された受信信号と前記符号生成部で生成された拡散符号との相関値と所定相関長の複数の相関中間値とを算出する相関値算出部と、
前記相関値算出部から出力された相関値を一定周期で複数周期分平均化する相関値平均部と、
平均化された相関値のうち、最大の相関値を選択する最大ソート部と、
前記最大ソート部で選択された相関値に基づいて、拡散符号系列の生成タイミングを判定する符号位相選択部と、
前記相関値算出部から出力された相関中間値からキャリア周波数とキャリア位相の補正値とを出力する相関中間値観察部と、
前記相関中間値観察部から出力されたキャリア周波数の補正値とキャリア位相の補正値とを基に前記ミキシング部へキャリア周波数を出力するキャリア周波数発生部と、
を備えるキャリア周波数同期検出回路。
【請求項２】
前記相関値算出部は、
拡散符号を格納したｎ（ｎは２以上の任意の自然数）個の記憶素子と、
同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、前記第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、
直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、前記第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、
ｎの整数倍個の前記第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ（ｋは２以上の任意の自然数））の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、
ｎの整数倍個の前記第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項３】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した線分と、一定の値ΔＹ２分減算した線分とに囲まれた領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布している場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値とキャリア位相補正値を保持し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項４】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間値から相関第ｍ中間値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した点と、一定の値ΔＹ２分減算した点と、相関第１中間値とを直線で結んだ領域内に相関第１中間値から相関第ｍ中間値が分布している場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値とキャリア位相補正値を保持し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項５】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分に対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とがともに１以下である場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を保持し、前記相関中間値観測部から出力するキャリア位相補正値を変更し、前記符号発生部から出力する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項６】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している第１の数と、前記第２の線分よりも小さく分布している第２の数とがともに１より大きい数で一致、又はともに１より大きい数で前記第１の数と前記第２の数の差が１である場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を保持し、前記相関中間値観測部から出力するキャリア位相補正値を変更し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項７】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れる場合、前記相関中間値観測部から出力するキャリア周波数補正値を変更し、前記符号発生部から出する拡散符号の位相を保持する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項８】
前記相関中間値観察部は、
相関第１中間結果から相関第ｍ中間結果の値を順次昇順に左から右へ、Ｘ軸方向の間隔を等間隔に並べてＹ軸方向に前記中間値の大きさを表示した中間相関値の分布特性において、
相関第ｍ中間値と相関第１中間値とを直線で結び、前記直線をＹ軸方向に一定の値ΔＹ１分加算した第１の線分と、一定の値ΔＹ２分減算した第２の線分とに対し、相関第１中間値から相関第ｍ中間値が、前記第１の線分よりも大きく分布している箇所と、前記第２の線分よりも小さく分布している箇所とが交互に現れない場合、前記符号発生部から出す
る拡散符号の位相を変更する、請求項１記載のキャリア周波数同期検出回路。
【請求項９】
１シンボルあたりｎ（ｎは２以上の任意の自然数）チップの拡散符号で拡散された同相成分と直交成分のベースバンド信号からなる複素ベースバンド信号と拡散符号の相関を行うための相関演算器であって、
拡散符号を格納したｎ個の記憶素子と、
同相成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第１の遅延素子と、第１の遅延素子により順次シフトされた同相成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第１の乗算器と、
直交成分のベースバンド信号をある一定時間間隔で遅延させることにより順次シフトしているｎの整数倍個の第２の遅延素子と、第２の遅延素子により順次シフトされた直交成分のベースバンド信号と前記記憶素子との間の乗算をそれぞれ行っているｎの整数倍個の第２の乗算器とを備え、
ｎの整数倍個の第１の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１同相中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２同相中間値とし、以降順次に相関第ｍ同相中間結果として出力し、かつ、
ｎの整数倍個の第２の乗算器のうち、第１から第（１×ｋ）の第１の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第１直交中間値とし、第１から第（２×ｋ）の第２の乗算器からの出力の積算を行った結果を相関第２直交中間値とし、以降順次に相関第ｍ直交中間結果として出力する相関演算器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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