(57)【要約】【課題】    通信環境の変化に適切に対応した同期制御を行なうことが可能なＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置を提供する。【解決手段】    受信装置２００はデータに応じた符号を受信する受信部１２と、複数個の符号の組である受信用の組を生成する符号発生部１３と、受信用の組と受信した符号との相関演算を行なう受信用相関部１４と、相関値の最大値を検出する最大値検出部１５と、相関値および最大値に基づいて符号を選択する符号選択部１６とを備え、符号発生部１３は選択された符号からなる各組の位相が異なる同期用の複数組を生成し、受信装置２００は選択された符号の相関演算による相関値の同期用の組ごとの総和を算出する同期用相関部２６と、総和に基づいて受信用と同期用の組の位相を決定する同期部２５とを備え、符号発生部１３は決定した位相を有する受信用と同期用の組を生成する。【選択図】        図２
2006074196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置であって、
Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の送信用符号系列で構成される組の中から送信データに応じて選択されて送信された１個の送信用符号系列を受信する受信部と、
前記Ｍ個の送信用符号系列と同一または類似し、共通の位相を有するＭ個の受信用符号系列で構成される組をデータ受信用の符号系列の組として生成する符号系列発生部と、
前記データ受信用の符号系列の組に含まれる各符号系列と、前記受信した送信用符号系列との相関演算を行なうデータ受信用相関部と、
前記データ受信用相関部で得られた各相関値の中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記データ受信用相関部で得られた各相関値および前記最大値に基づいて、前記Ｍ個の受信用符号系列の中から０個以上Ｍ個以下の受信用符号系列を選択する符号系列選択部とを備え、
前記符号系列発生部は、共通の位相を有する前記選択された受信用符号系列で構成される組を同期制御用の符号系列の組とし、各組の位相が異なる同期制御用の符号系列の組をＮ組（Ｎは２以上の自然数）生成し、
前記受信装置は、さらに、
前記符号系列選択部が少なくとも１個の受信用符号系列を選択する場合には、前記送信用符号系列と前記選択された受信用符号系列との相関演算を、前記Ｎ組の同期制御用の符号系列の各組ごとに行ない、前記相関演算により得られた相関値の総和を前記各組ごとに算出する同期制御用相関部と、
前記各組ごとの相関値の総和に基づいて、前記データ受信用の符号系列の組の位相、および前記Ｎ組の同期制御用の符号系列の各組の位相を決定する同期制御部とを備え、
前記符号系列発生部は、前記決定された位相をそれぞれ有する前記データ受信用の符号系列の組、および前記同期制御用の符号系列のＮ組を生成する、Ｍ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置。
【請求項２】
前記符号系列選択部は、前記最大値から所定の調整値だけ小さくした値を閾値と決定し、前記データ受信用相関部で得られた各相関値のうち、前記閾値より大きい相関値に対応する受信用符号系列を選択する請求項１記載のＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置。
【請求項３】
前記最大値検出部は、さらに前記最大値に対応する受信用符号系列を特定し、
前記受信装置は、
前記特定した受信用符号系列から前記送信データを推定するデータ推定部と、
前記推定したデータを用いて誤り率を算出する誤り率算出部とをさらに含み、
前記符号系列選択部は、前記算出した誤り率に対応する前記調整値を決定する請求項２記載のＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置。
【請求項４】
前記符号系列選択部は、誤り率に対して調整値が単調増加する関数に基づいて、前記算出した誤り率に対応する前記調整値を決定する請求項３記載のＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信データに応じて選択されて送信された符号系列を受信するＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｍ−ａｒｙ伝送方式が周波数利用効率の良い伝送方式として提案されている。Ｍ−ａｒｙ通信システムにおける送信装置は、複数個の符号系列を発生する符号系列発生器を備え、送信データに応じて、１個の符号系列を選択する。例えば、２ビットの情報を送信する場合には、４個の符号系列が必要となる。また、これらの符号系列は、相互相関がほぼ０になる。
【０００３】
一方、Ｍ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置は、送信側と同じ複数個の符号系列を発生する符号系列発生器を備え、これらの符号系列と、送信装置から受信した符号系列（以下、符号系列データという。）との相関演算を行なう。ここで、相関演算とは、受信装置における符号系列発生器の発生する符号系列と符号系列データとを乗算し、その乗算結果を送信データ１ｂｉｔ分の期間積分して相関値を得る処理をいうものとする。
【０００４】
送信装置で選択された符号系列と同じ符号系列によって相関演算を行なった場合の相関値は大きい値となるが、送信装置で選択された符号系列と異なる符号系列によって相関演算を行なった場合の相関値は、上述のように各符号系列の相互相関がほぼ０であるため、非常に小さい値となる。
【０００５】
したがって、受信装置では、送信装置が用いるすべての符号系列と、符号系列データとの相関演算を行ない、最も大きい相関値を得ることのできる符号系列に対応するデータを、送信データであると推定することができる。なお、送信装置および受信装置は、符号系列およびデータの対応関係の情報を共有しているため、受信装置は、このような送信データの推定を行なうことができる。
【０００６】
ここで、Ｍ−ａｒｙ伝送方式において最も問題となるのは、送信装置と受信装置との同期確立である。なぜならば、送信装置と受信装置との同期がとれていない場合、すなわち、送信装置における符号系列の位相と、受信装置における符号系列の位相とが一致しない場合には、受信装置において、たとえ送信装置と同じ符号系列で符号系列データとの相関演算を行なったとしても、相関値が小さい値となってしまい、正確な送信データの推定を行なうことができないからである。
【０００７】
図６は、送信装置が１個の符号系列を選択し、受信装置がこれと同じ符号系列に基づいて符号系列データとの相関演算を行なった場合の、送信装置における符号系列と受信装置における符号系列との位相のずれと、この相関演算によって得られる相関値との関係を示す図である。同図を参照して、符号系列の位相のずれが０である場合は、相関値が最大となり、位相のずれがあると、相関値は徐々に小さくなり、位相のずれが符号系列の１ｂｉｔ幅を超えると、相関値はほぼ０となる。
【０００８】
また、図７は、送信装置における符号系列と、受信装置における符号系列との位相のずれを示すタイムチャートである。同図を参照して、符号系列は１０１１１００１であり、送信装置における符号系列と受信装置における符号系列との位相のずれが、符号系列の１ｂｉｔ以下となっている。このような場合には、相関値は、０ではないが、最大値よりも小さい値となる。
【０００９】
したがって、受信装置において、より正確な送信データの推定を行なうためには、相関値が最大となる符号系列の位相を検出し、この位相を有する符号系列に基づいて相関演算する同期制御を行なう必要がある。
【００１０】
また、Ｍ−ａｒｙ伝送方式では、同期制御を行なう前提として、受信装置は、送信装置が選択した符号系列と同じ符号系列に基づいて、符号系列データとの相関演算を行なう必要がある。なぜならば、上述のように、送信装置で選択された符号系列と異なる符号系列に基づいて相関演算を行なった場合には、相関値は非常に小さい値となり、相関値が最大となる符号系列の位相を正確に検出することができないからである。
【００１１】
ここで、受信装置において、送信装置で用いられた符号系列と同じ符号系列に基づいて、相関演算を行なうための方式として、判定帰還方式が知られている。この方式では、受信装置は、送信装置が用いるすべての符号系列と、符号系列データとの相関演算を行ない、相関演算により得られた相関値が最大となる符号系列を検出し、送信データを推定する。そして、この相関値が最大となる符号系列のみを用いて同期制御を行なう。この方式は、ノイズの少ない場合には、相関値が最大となる符号系列を正しく検出できる可能性が高いため、この検出した符号系列を用いれば、図６に示すような特性を得ることができることを利用している。
【００１２】
また、特許文献１記載のスペクトラム拡散通信システムでは、相関出力加算方式を提供するための構成が記載されている。この方式では、受信装置は、送信装置が送信データの拡散に用いるすべての符号系列に基づいて、拡散後の送信データの逆拡散を行ない、逆拡散により得られた各符号系列に対応する相関値をすべて加算し、加算した相関値を用いて、同期制御を行なう。
【００１３】
ここで、送信装置において送信データの拡散に用いられた符号系列と異なる符号系列に基づいて、拡散後の送信データの逆拡散を行なっても、逆拡散により得られる相関値はほぼ０である。なぜならば、上述のように、各符号系列は相互相関が０だからである。
【００１４】
したがって、この方式は、送信装置が送信データの拡散に用いるすべての符号系列に基づく逆拡散から得られた相関値をすべて加算しても、図６に示すような特性を得ることができることを利用している。すなわち、この方式は、送信データの拡散に用いられた符号系列と異なる符号系列に基づく逆拡散から得られた相関値が、送信データの拡散に用いられた符号系列と同じ符号系列に基づく逆拡散から得られた相関値に対してほとんど影響をおよぼさず、図６に示すような特性を得ることができることを利用している。
【特許文献１】特開平４−３５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、判定帰還方式では、ノイズが少ない、すなわち通信環境がよい場合には、同期制御に用いるべき符号系列の選択に誤りはほとんどないが、ノイズが増加し、各符号系列に対応する相関値の差がほとんどなくなるような場合には、相関値が最大となる符号系列の検出が困難になる。この場合、送信装置が用いる符号系列の数をＭ（Ｍは２以上の自然数）とすると、同期制御に用いるべき符号系列の選択の正解率は１／Ｍとなる。そうすると、通信環境がよく、同期制御に用いるべき符号系列の選択に誤りがほとんどない場合に比べて、同期制御における信号電力は（１／Ｍ）2となる。
【００１６】
したがって、判定帰還方式では、通信環境が悪い場合には、通信環境がよい場合に比べて、符号系列の選択の誤りに起因して、同期制御における信号対雑音比が（１／Ｍ）2だけ劣化するという問題点があった。
【００１７】
また、特許文献１記載の相関出力加算方式では、常にすべての符号系列に対応する相関値を加算しているため、１個の符号系列に対応する相関値のみを用いて同期制御を行なう場合に比べて、同期制御におけるノイズ電力はＭ倍となる。これは、送信装置が拡散に用いた符号系列と同じ符号系列に基づいて逆拡散をして得られる相関値にとって、異なる符号系列に基づいて拡散後の送信データの逆拡散を行なって得られる相関値は、ノイズとなるからである。したがって、特許文献１記載の相関出力加算方式では、通信環境がよい場合でも、１個の符号系列に対応する相関値のみを用いて同期制御を行なう場合に比べて、同期制御における信号対雑音比が１／Ｍだけ劣化するという問題点があった。
【００１８】
それゆえに、本発明の目的は、通信環境の変化に適切に対応した同期制御を行なうことが可能なＭ−ａｒｙ通信システムにおける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】
【００１９】
上記課題を解決するために、この発明に係わるＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置は、Ｍ個（Ｍは２以上の自然数）の送信用符号系列で構成される組の中から送信データに応じて選択されて送信された１個の送信用符号系列を受信する受信部と、Ｍ個の送信用符号系列と同一または類似し、共通の位相を有するＭ個の受信用符号系列で構成される組をデータ受信用の符号系列の組として生成する符号系列発生部と、データ受信用の符号系列の組に含まれる各符号系列と、受信した送信用符号系列との相関演算を行なうデータ受信用相関部と、データ受信用相関部で得られた各相関値の中から最大値を検出する最大値検出部と、データ受信用相関部で得られた各相関値および最大値に基づいて、Ｍ個の受信用符号系列の中から０個以上Ｍ個以下の受信用符号系列を選択する符号系列選択部とを備え、符号系列発生部は、共通の位相を有する選択された受信用符号系列で構成される組を同期制御用の符号系列の組とし、各組の位相が異なる同期制御用の符号系列の組をＮ組（Ｎは２以上の自然数）生成し、受信装置は、さらに、符号系列選択部が少なくとも１個の受信用符号系列を選択する場合には、送信用符号系列と選択された受信用符号系列との相関演算を、Ｎ組の同期制御用の符号系列の各組ごとに行ない、相関演算により得られた相関値の総和を各組ごとに算出する同期制御用相関部と、各組ごとの相関値の総和に基づいて、データ受信用の符号系列の組の位相、およびＮ組の同期制御用の符号系列の各組の位相を決定する同期制御部とを備え、符号系列発生部は、決定された位相をそれぞれ有するデータ受信用の符号系列の組、および同期制御用の符号系列のＮ組を生成する。
【００２０】
好ましくは、符号系列選択部は、最大値から所定の調整値だけ小さくした値を閾値と決定し、データ受信用相関部で得られた各相関値のうち、閾値より大きい相関値に対応する受信用符号系列を選択する。
【００２１】
好ましくは、最大値検出部は、さらに最大値に対応する受信用符号系列を特定し、受信装置は、特定した受信用符号系列から送信データを推定するデータ推定部と、推定したデータを用いて誤り率を算出する誤り率算出部とをさらに含み、符号系列選択部は、算出した誤り率に対応する調整値を決定する。
【００２２】
好ましくは、符号系列選択部は、誤り率に対して調整値が単調増加する関数に基づいて、算出した誤り率に対応する調整値を決定する。
【発明の効果】
【００２３】
Ｍ−ａｒｙ通信システムにおいて、通信環境の変化に適切に対応した同期制御を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係るＭ−ａｒｙ通信システムにおける送信装置１００の機能ブロック図である。
【００２６】
［送信装置１００の構成および基本動作］
同図を参照して、このＭ−ａｒｙ通信システムにおける送信装置１００は、符号系列発生部１と、選択部２と、送信部４と、アンテナ５とを含む。
【００２７】
符号系列発生部１は、符号系列１〜符号系列Ｍ（Ｍは２以上の自然数）を生成し、選択部２へ出力する。
【００２８】
選択部２は、符号系列発生部１から受けた符号系列１〜符号系列Ｍのうちの１つを選択し、送信部４へ出力する。
【００２９】
送信部４は、選択部２が選択した符号系列を変調して変調信号を生成する。そして、送信部４は、変調信号に周波数変換処理を行なって無線信号を生成し、アンテナ５を介して無線信号を出力する。
【００３０】
［受信装置２００の構成および基本動作］
図２は、本発明の実施の形態に係るＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置２００の機能ブロック図である。同図を参照して、このＭ−ａｒｙ通信システムにおける受信装置２００は、アンテナ１１と、受信部１２と、符号系列発生部１３と、データ受信用相関部１４と、最大値検出部１５と、符号系列選択部１６と、遅延部１７と、データ推定部２３と、誤り率算出部２４と、同期制御部２５と、同期制御用相関部２６とを含む。
【００３１】
データ受信用相関部１４は、Ｍ個の相関器１ａ〜相関器Ｍａを含む。同期制御用相関部２６は、前方相関部１８と、後方相関部１９と、選択加算部２０ｂと、選択加算部２０ｃとを含む。同期制御部２５は、減算部２１と、符号系列位相決定部２２とを含む。前方相関部１８は、Ｍ個の相関器１ｂ〜相関器Ｍｂを含む。後方相関部１９は、Ｍ個の相関器１ｃ〜相関器Ｍｃを含む。
【００３２】
受信部１２は、送信装置１００が送信した無線信号を、アンテナ１１を介して受信し、受信した無線信号に周波数変換処理を行なって変調信号を生成する。そして、受信部１２は、変調信号を復調して符号系列データを生成し、データ受信用相関部１４および遅延部１７へ出力する。
【００３３】
符号系列発生部１３は、同期制御部２５における符号系列位相決定部２２から受ける同期制御信号に基づいて、位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａ、位相ｂを有する符号系列Ｃ１ｂ〜符号系列ＣＭｂおよび位相ｃを有する符号系列Ｃ１ｃ〜符号系列ＣＭｃを生成し、出力する。ここで、各位相を有するＭ個の符号系列は、送信装置１００における符号系列発生部１が生成する符号系列１〜符号系列Ｍと同じ符号系列である。
【００３４】
なお、符号系列位相決定部２２は、位相ｂを、位相ｃより進ませている。すなわち、位相ｂが最も位相が進んでおり、位相ｃが最も位相が遅れている。また、位相ｂおよび位相ｃの差は、符号系列１ビット分の間隔である。
【００３５】
データ受信用相関部１４における相関器１ａ〜相関器Ｍａは、符号系列発生部１３から受けた符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａと、受信部１２から受けた符号系列データとの相関演算を行なう。そして、相関器１ａ〜相関器Ｍａは、相関演算により得られた相関値を最大値検出部１５および符号系列選択部１６へ出力する。
【００３６】
最大値検出部１５は、データ受信用相関部１４における相関器１ａ〜相関器Ｍａから受けた相関値の中から、相関値の最大値を検出し、符号系列選択部１６へ出力する。また、最大値検出部１５は、相関値が最大となった符号系列を表わす最大符号系列情報をデータ推定部２３へ出力する。
【００３７】
データ推定部２３は、最大符号系列情報の表わす符号系列に対応するデータを送信データとして推定し、推定したデータを誤り率算出部２４へ出力する。
【００３８】
誤り率算出部２４は、推定したデータを用いて誤り率、例えばデータのＢＥＲ（Bit Error Rate）を算出し、算出した誤り率を符号系列選択部１６へ出力する。
【００３９】
符号系列選択部１６は、データ受信用相関部１４における相関器１ａ〜相関器Ｍａから受けた相関値、最大値検出部１５から受けた相関値の最大値および誤り率算出部２４から受けた誤り率に基づいて、符号系列１〜符号系列Ｍの中から１個または複数個の符号系列を選択し、選択した符号系列を表わす選択符号系列情報を同期制御用相関部２６における選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃへ出力する。
【００４０】
遅延部１７は、受信部１２から受けた、符号系列データを所定の時間だけ遅延させて、同期制御用相関部２６における前方相関部１８および後方相関部１９へ出力する。
【００４１】
ここで、遅延部１７が、符号系列データを遅延させる時間は、最大値検出部１５および符号系列選択部１６が上述のような処理を行なう時間である。これにより、データ受信用相関部１４において算出される相関値、最大値検出部１５において検出される最大値および符号系列選択部１６において選択される符号系列のもととなる符号系列データと、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃにおいて選択される相関値のもととなる符号系列データとを一致させることができる。
【００４２】
また、上述のように、遅延部１７により、前方相関部１８および後方相関部１９が受ける符号系列データは、データ受信用相関部１４が受ける符号系列データに対して所定の時間だけ遅延している。このため、符号系列発生部１３は、位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａに対して、位相ｂを有する符号系列Ｃ１ｂ〜符号系列ＣＭｂおよび位相ｃを有する符号系列Ｃ１ｃ〜符号系列ＣＭｃを、所定の時間だけ遅延させて前方相関部１８および後方相関部１９へ出力する必要がある。
【００４３】
前方相関部１８における相関器１ｂ〜相関器Ｍｂは、符号系列発生部１３から受けた符号系列Ｃ１ｂ〜符号系列ＣＭｂと、遅延部１７から受けた符号系列データとの相関演算を行なう。そして、相関器１ｂ〜相関器Ｍｂは、相関演算により得られた相関値を同期制御用相関部２６における選択加算部２０ｂへ出力する。
【００４４】
選択加算部２０ｂは、相関器１ｂ〜相関器Ｍｂから受けた相関値のうち、符号系列選択部１６から受けた選択符号系列情報に対応する相関値を選択して加算し、加算した相関値を同期制御部２５における減算部２１へ出力する。
【００４５】
後方相関部１９における相関器１ｃ〜相関器Ｍｃは、符号系列発生部１３から受けた符号系列Ｃ１ｃ〜符号系列ＣＭｃと、遅延部１７から受けた符号系列データとの相関演算を行なう。そして、相関器１ｃ〜相関器Ｍｃは、相関演算により得られた相関値を同期制御用相関部２６における選択加算部２０ｃへ出力する。
【００４６】
選択加算部２０ｃは、相関器１ｃ〜相関器Ｍｃから受けた相関値のうち、符号系列選択部１６から受けた選択符号系列情報に対応する相関値を選択して加算し、加算した相関値を同期制御部２５における減算部２１へ出力する。
【００４７】
同期制御部２５は、同期制御用相関部２６における前方相関部１８および後方相関部１９から受けた相関値に基づいて、位相ａ〜位相ｃを決定し、これらの決定した位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する。
【００４８】
具体的には、同期制御部２５における減算部２１は、選択加算部２０ｂから受けた相関値および選択加算部２０ｃから受けた相関値の減算を行ない、減算した相関値を符号系列位相決定部２２へ出力する。
【００４９】
そして、同期制御部２５における符号系列位相決定部２２は、減算部２１から受けた相関値に基づいて、この相関値が０となるように、すなわち、選択加算部２０ｂが出力する相関値および選択加算部２０ｃが出力する相関値が等しくなるように、位相ｂおよび位相ｃを決定する。また、符号系列位相決定部２２は、位相ｂおよび位相ｃの中間位相を、位相ａとして決定する。そして、符号系列位相決定部２２は、これらの位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する。
【００５０】
［動作］
次に、同期制御部２５が位相ａ〜位相ｃを決定する際の動作について図面を用いて説明する。
【００５１】
図３は、同期制御部２５の動作手順を定めたフローチャートである。
【００５２】
ここで、選択加算部２０ｂが減算部２１へ出力する相関値を相関値ｂとする。また、選択加算部２０ｃが減算部２１へ出力する相関値を相関値ｃとする。また、データ受信用相関部１４が最大値検出部１５へ出力する複数個の相関値のうち、最大の相関値を相関値ａとする。
【００５３】
同図を参照して、同期制御部２５における符号系列位相決定部２２は、相関値ｂおよび相関値ｃが等しい場合、すなわち、減算部２１の出力が０である場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、位相ａ〜位相ｃを変更しない（Ｓ２）。
【００５４】
符号系列位相決定部２２は、相関値ｂおよび相関値ｃが等しくない場合で（Ｓ１でＮＯ）、かつ、相関値ｂが相関値ｃより大きい場合、すなわち、減算部２１の出力が０より大きい場合には（Ｓ３でＹＥＳ）、直前に決定した位相ａ〜位相ｃから、各位相ごとに同じ量だけ進めた位相を最新の位相ａ〜位相ｃとして決定し、これらの位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する（Ｓ４）。
【００５５】
同期制御部２５における符号系列位相決定部２２は、相関値ｂおよび相関値ｃが等しくない場合で（Ｓ１でＮＯ）、かつ、相関値ｂが相関値ｃより小さい場合、すなわち、減算部２１の出力が０より小さい場合には（Ｓ３でＮＯ）、直前に決定した位相ａ〜位相ｃから、各位相ごとに同じ量だけ遅らせた位相を最新の位相ａ〜位相ｃとして決定し、これらの位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する（Ｓ５）。
【００５６】
図４は、符号系列位相決定部２２が決定した位相と、相関値ａ〜相関値ｃとの関係を示す図である。
【００５７】
図４（ａ）は、相関値ｂおよび相関値ｃが等しい場合であり、このとき、位相ｂおよび位相ｃの中間位相である位相ａは、ずれ量が０の位相となる。すなわち、位相ａは、送信装置１００における符号系列の位相と一致している。このとき、この位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａと、符号系列データとの相関演算を行なっているデータ受信用相関部１４は、最大の相関値を出力しているため、符号系列位相決定部２２は、位相ａ〜位相ｃを変更しない（Ｓ２）。
【００５８】
図４（ｂ）は、相関値ｂが相関値ｃより大きい場合であり、このとき、位相ｂおよび位相ｃの中間位相である位相ａは、ずれ量が０の位相に対して遅れている。すなわち、位相ａは、送信装置１００における符号系列の位相に対して遅れている。このとき、この位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａと、符号系列データとの相関演算を行なっているデータ受信用相関部１４は、最大の相関値より小さい値を出力しているため、符号系列位相決定部２２は、直前に決定した位相ａ〜位相ｃから、各位相ごとに同じ量だけ進めた位相を最新の位相ａ〜位相ｃとして決定し、これらの位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する（Ｓ４）。
【００５９】
図４（ｃ）は、相関値ｂより相関値ｃが大きい場合であり、このとき、位相ｂおよび位相ｃの中間位相である位相ａは、ずれ量が０の位相に対して進んでいる。すなわち、位相ａは、送信装置１００における符号系列の位相に対して進んでいる。このとき、この位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａと、符号系列データとの相関演算を行なっているデータ受信用相関部１４は、最大の相関値より小さい値を出力しているため、符号系列位相決定部２２は、直前に決定した位相ａ〜位相ｃから、各位相ごとに同じ量だけ遅らせた位相を最新の位相ａ〜位相ｃとして決定し、これらの位相を表わす同期制御信号を符号系列発生部１３へ出力する（Ｓ５）。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態に係る受信装置２００における同期制御部２５は、相関値ａが最大となるように、すなわち、相関値ｂおよび相関値ｃが等しくなるように位相ｂおよび位相ｃを調整する。したがって、本実施の形態に係る受信装置２００では、相関値が最大となる符号系列の位相を検出し、この位相を有する符号系列に基づいて相関演算する同期制御を行なうことができる。
【００６１】
次に、符号系列選択部１６が、符号系列を選択する際の動作について図面を用いて説明する。
【００６２】
図５は、符号系列選択部１６が、符号系列を選択する方法を示す図である。
【００６３】
符号系列選択部１６は、最大値検出部１５から受けた、各符号系列に対応する相関値の最大値から、調整値Ａｄｊだけ小さくした値を閾値と決定する。そして、符号系列選択部１６は、閾値より大きい相関値に対応する符号系列を選択し、選択した符号系列を表わす選択符号系列情報を同期制御用相関部２６における選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃへ出力する。また、符号系列選択部１６は、誤り率に対して調整値が単調増加する関数に基づいて、誤り率算出部２４から受けた誤り率に対応する調整値Ａｄｊを決定する。
【００６４】
ここで、単調増加とは、関数ｆ（ｘ）が、Ａ＜ａ＜ｂ＜Ｂなる任意のａ、ｂに対してｆ（ａ）≦ｆ（ｂ）を満たし、かつ、ｆ（Ａ）＜ｆ（Ｂ）を満たすような関係をいうものとする。すなわち、ＡからＢの範囲内において、ｆ（ｘ）が一定となる区間が存在しても良い。本実施の形態においては、ｘが誤り率である。また、Ａは０、すなわち、送信データの推定にまったく誤りがない場合の誤り率であり、Ｂは１、すなわち、送信データの推定がすべて誤っている場合の誤り率である。また、ｆ（ｘ）が調整値Ａｄｊである。
【００６５】
以下、送信装置１００が、符号系列１〜符号系列５を発生する符号系列発生器を備え、送信装置１００が符号系列２を選択したと仮定した場合について説明する。
【００６６】
図５（ａ）は、誤り率算出部２４が出力する誤り率が小さい、すなわち、通信環境がよい場合を示す。通信環境がよいため、符号系列２に対応する相関値が、各符号系列に対応する相関値の中で最大となり、他の符号系列に対応する相関値は、符号系列２に対応する相関値に対して、非常に小さい値となる。
【００６７】
この場合、符号系列選択部１６は、誤り率が小さいことから、調整値Ａｄｊを、誤り率が大きい場合と比較して小さい値とする。そして、符号系列選択部１６は、閾値より大きい相関値に対応する符号系列である符号系列２を選択する。
【００６８】
図５（ｂ）は、誤り率算出部２４が出力する誤り率が大きい、すなわち、通信環境が悪い場合を示す。通信環境が悪いため、符号系列２に対応する相関値が、他の各符号系列に対応する相関値に対して大きくならず、相関値の大きさの順序は、符号系列３、符号系列１、符号系列２、符号系列５、符号系列４となる。
【００６９】
この場合、符号系列選択部１６は、誤り率が大きいことから、調整値Ａｄｊを、誤り率が小さい場合と比較して大きい値とする。そして、符号系列選択部１６は、閾値より大きい相関値に対応する符号系列である符号系列１〜符号系列３を選択する。
【００７０】
ところで、従来の判定帰還方式では、受信装置は、送信装置が用いるすべての符号系列と、符号系列データとの相関演算を行ない、相関演算により得られた相関値が最大となる符号系列を検出し、送信データを推定する。そして、この相関値が最大となる符号系列のみを用いて同期制御を行なう構成であった。このため、判定帰還方式では、通信環境が悪い場合には、通信環境がよい場合に比べて、符号系列の選択の誤りに起因して、同期制御における信号対雑音比が（１／Ｍ）2だけ劣化するという問題点があった。
【００７１】
しかしながら、本実施の形態に係るデータ受信装置２００における符号系列選択部１６は、通信環境が悪い場合には、調整値Ａｄｊを大きくする、すなわち、相関値の最大値からかなり低い値に閾値を設定し、複数個の符号系列を選択する。これにより、同期制御に用いるべき符号系列の選択の正解率をあげることができる。
【００７２】
なぜならば、通信環境が悪い場合には、最大値検出部１５で検出される相関値の最大値に対応する符号系列は、送信装置１００が選択した符号系列と同じである可能性が低いため、複数個の符号系列を選択する方が、送信装置１００が選択した符号系列と同じ符号系列を選択する可能性が高くなるからである。
【００７３】
したがって、本実施の形態に係るデータ受信装置２００は、通信環境が悪い場合において、同期制御における信号対雑音比の劣化を低減することができる。
【００７４】
また、特許文献１記載の相関出力加算方式では、受信装置は、送信装置が送信データの拡散に用いるすべての符号系列に基づいて、拡散後の送信データの逆拡散を行ない、逆拡散により得られた各符号系列に対応する相関値をすべて加算し、加算した相関値を用いて、同期制御を行なう構成であった。このため、通信環境がよい場合でも、１個の符号系列に対応する相関値のみを用いて同期制御を行なう場合に比べて、同期制御における信号対雑音比が１／Ｍだけ劣化するという問題点があった。
【００７５】
しかしながら、本実施の形態に係るデータ受信装置２００における符号系列選択部１６は、通信環境がよい場合には、通信環境が悪い場合と比較して、調整値Ａｄｊを小さい値とする、すなわち、相関値の最大値から少しだけ低い値を閾値と決定し、最大値検出部１５で検出される相関値の最大値に対応する符号系列のみを選択するか、または選択される符号系列の数を少なくする。
【００７６】
ここで、通信環境がよい場合には、最大値検出部１５で検出される相関値の最大値の対応する符号系列は、送信装置１００が選択した符号系列と同じである可能性が高い。このため、本実施の形態に係るデータ受信装置２００では、ノイズとなる、送信装置１００が選択した符号系列と異なる符号系列に対応する相関値を、符号系列位相決定部２２が行なう同期制御に用いる相関値から排除し、同期制御におけるノイズを低減することができる。
【００７７】
したがって、本実施の形態に係るデータ受信装置２００は、通信環境がよい場合において、同期制御における信号対雑音比の劣化を低減することができる。
【００７８】
以上より、本実施の形態に係るデータ受信装置２００は、通信環境にかかわらず、同期制御における信号対雑音比の劣化を低減し、同期制御の安定化を図ることができる。
【００７９】
［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。
【００８０】
〔変形例１〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における、データ受信用相関部１４、前方相関部１８および後方相関部１９は、送信装置１００が用いる符号系列の数に対応して、それぞれＭ個の相関器を含む構成としたが、これに限定するものではない。
【００８１】
データ受信用相関部１４、前方相関部１８および後方相関部１９が、Ｍ個より少ない数の相関器を含み、Ｍ個の相関器を含む構成の場合よりも相関器を高速に動作させて、１個の相関器が時分割処理により、複数個の符号系列に基づいて符号系列データとの相関演算を行なう構成とすることができる。これにより、データ受信用相関部１４、前方相関部１８および後方相関部１９の小型化を図ることができる。
【００８２】
〔変形例２〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列発生部１３は、位相ｂを有する符号系列Ｃ１ｂ〜符号系列ＣＭｂおよび位相ｃを有する符号系列Ｃ１ｃ〜符号系列ＣＭｃを生成し、前方相関部１８および後方相関部１９に出力する構成としたが、これに限定するものではない。
【００８３】
符号系列発生部１３が、符号系列選択部１６から選択符号系列情報を受けて、これに対応するＭ個以下の符号系列を生成し、前方相関部１８および後方相関部１９に出力する構成とすることができる。これにより、符号系列発生部１３、前方相関部１８および後方相関部１９の消費電力の低減を図ることができる。
【００８４】
〔変形例３〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列発生部１３は、送信装置１００における符号系列発生部１が生成する符号系列１〜符号系列Ｍと同じ符号系列を生成する構成としたが、これに限定するものではない。
【００８５】
送信装置１００における符号系列発生部１が生成する符号系列１〜符号系列Ｍと完全に一致する符号系列を生成する必要はなく、類似性の高い符号系列を生成する構成とすることができる。すなわち、送信装置が生成する符号系列の一部と、受信装置が生成する符号系列の一部とが異なっていてもよい。送信装置の符号系列および受信装置の符号系列に相違があると、相違がない場合に比べて相関演算により得られる相関値が小さくなるが、受信装置２００が適用されるシステムにおいて許容される誤り率を実現できれば、送信装置の符号系列および受信装置の符号系列に相違があってもよい。
【００８６】
〔変形例４〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列選択部１６は、符号系列１〜符号系列Ｍの中から１個または複数個の符号系列を選択する構成としたが、これに限定するものではない。
【００８７】
誤り率算出部２４から受けた誤り率が、前回の符号系列の選択時から引き続き小さい場合で、選択された符号系列の数が、前回選択された符号系列の数と比べて増えたときには、符号系列選択部１６は選択した符号系列が０個であることを表わす選択符号系列情報を出力する。選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０は、選択符号系列情報を受けて、符号系列選択部１６において符号系列が選択されていないことを認識する。そうすると、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０は、前方相関部１９および後方相関部２０から受けた相関値の選択および加算を行なわず、相関値を出力しない。減算部２１は選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０から相関値を受けないため、相関値を出力しない。符号系列位相決定部２２は、減算部２１から相関値を受けないため、位相ａ、位相ｂおよび位相ｃの決定を行なわず、同期制御信号を出力しない構成とすることができる。
【００８８】
これにより、同期制御における信号対雑音比の劣化を防ぐことができる。なぜならば、誤り率が小さいにも関わらず、符号系列の選択数が増えた場合には、送信装置１００が選択した符号系列と異なる符号系列が追加された可能性が高いため、この符号系列の選択に基づいた同期制御を行なうと、同期制御における信号対雑音比が劣化する可能性が高いからである。
【００８９】
〔変形例５〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における前方相関部１８および後方相関部１９は、符号系列発生部１３から受けたＭ個の符号系列に基づいて、遅延部１７から受けた、符号系列データとの相関演算を行ない、相関演算により得られた相関値を出力する。そして、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃが、これらの相関値のうち、符号系列選択部１６から受けた選択符号系列情報に対応する相関値を選択して加算する。
【００９０】
しかしながら、このような構成に限定するものではない。前方相関部１８および後方相関部１９が、符号系列選択部１６から選択符号系列情報を受けて、符号系列発生部１３から受けたＭ個の符号系列のうち、選択符号系列情報の表わす符号系列のみに基づいて、符号系列データとの相関演算を行ない、相関演算により得られた各符号系列ごとの相関値を出力する。そして、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃが、前方相関部１８および後方相関部１９から受けた各符号系列ごとの相関値をすべて加算する構成とすることができる。これにより、前方相関部１８、後方相関部１９、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃの小型化および消費電力の低減を図ることができる。
【００９１】
〔変形例６〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における遅延部１７は、受信部１２から受けた、符号系列データを所定の時間だけ遅延させて、前方相関部１８および後方相関部１９へ出力する構成としたが、これに限定するものではない。
【００９２】
受信装置２００が、遅延部１７を含まず、かつ、前方相関部１８における相関器１ｂ〜相関器Ｍｂおよび後方相関部１９における相関器１ｃ〜相関器Ｍｃが、符号系列データとの相関演算を行ない、相関演算により得られた相関値を所定の時間だけ遅延させて、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃへ出力する構成とすることができる。これにより、遅延部１７が不要となり、受信装置２００の小型化を図ることができる。
【００９３】
または、受信装置２００が、遅延部１７を含まず、かつ、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃが、前方相関部１８および後方相関部１９から受けた相関値を所定の時間だけ保持し、この相関値のもととなる符号系列データに対応する選択符号系列情報を、符号系列選択部１６から受けると、保持している相関値の中から、この選択符号系列情報に対応する相関値を選択して加算する構成とすることができる。これにより、遅延部１７が不要となり、受信装置２００の小型化を図ることができる。
【００９４】
このような構成でも、データ受信用相関部１４において算出される相関値、最大値検出部１５において検出される最大値および符号系列選択部１６において選択される符号系列のもととなる符号系列データと、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃにおいて選択される相関値のもととなる符号系列データとを一致させることが可能である。
【００９５】
なお、この場合、前方相関部１８および後方相関部１９は、データ受信用相関部１４と同時に、同一の符号系列データを受けるため、符号系列発生部１３は、位相ａを有する符号系列Ｃ１ａ〜符号系列ＣＭａに対して、位相ｂを有する符号系列Ｃ１ｂ〜符号系列ＣＭｂおよび位相ｃを有する符号系列Ｃ１ｃ〜符号系列ＣＭｃを、所定の時間だけ遅延させて前方相関部１８および後方相関部１９へ出力する必要はない。これにより、符号系列発生部１３の小型化および消費電力の低減を図ることができる。
【００９６】
〔変形例７〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列選択部１６は、誤り率算出部２４から受けた誤り率に対応する調整値Ａｄｊを決定する構成としたが、これに限定するものではない。
【００９７】
調整値Ａｄｊが固定値であって、符号系列選択部１６が、その固定値を記憶している構成とすることが可能である。また、符号系列選択部１６が、受信装置２００の外部から、調整値Ａｄｊを受ける構成とすることも可能である。これにより、符号系列選択部１６の小型化および消費電力の低減を図ることができる。
【００９８】
〔変形例８〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列選択部１６は、誤り率に対して調整値が単調増加する関数に基づいて、誤り率算出部２４から受けた誤り率に対応する調整値Ａｄｊを決定する構成としたが、これに限定するものではない。
【００９９】
実験等によって、誤り率に対応する調整値Ａｄｊの最適な組み合わせを得て、この最適な組み合わせを記憶したメモリ等を受信装置２００に配置する。そして、符号系列選択部１６がこのメモリを参照し、最適な組み合わせに基づいて調整値Ａｄｊを決定する構成とすることができる。これにより、同期制御における信号対雑音比を向上し、同期制御の安定化をさらに図ることができる。
【０１００】
〔変形例９〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列選択部１６は、誤り率算出部２４から受けた誤り率に対応する調整値Ａｄｊを決定する構成としたが、これに限定するものではない。
【０１０１】
受信部１２が、受信した無線信号の受信レベルおよびノイズレベルを検出して信号対雑音比を算出し、符号系列選択部１６へ出力する。そして、符号系列選択部１６は、信号対雑音比に対応する調整値Ａｄｊを決定する構成とすることができる。なお、信号対雑音比の算出は、受信部１２以外にも、データ受信用相関部１４の出力に基づいて行なうこともできるし、それ以外の信号を用いても可能であることは言うまでもない。
【０１０２】
すなわち、符号系列選択部１６は、信号対雑音比が大きい場合には、通信環境がよいと判断して調整値Ａｄｊを小さくし、また、信号対雑音比が小さい場合には、通信環境が悪いと判断して調整値Ａｄｊを大きくする構成とすることができる。
【０１０３】
ここで、データ推定部２３が送信データの推定を行なうためには、少なくとも、データ受信用相関部１４が、相関演算により得られた相関値を、送信データ１ｂｉｔ分の期間加算し、最大値検出部１５が、相関値の最大値の検出を行なう必要がある。また、誤り率算出部２４が誤り率の算出を行なうためには、データ推定部２３から複数個の推定したデータを受ける必要がある。このため、誤り率の算出に要する時間は、信号対雑音比の算出と比較して長くなる。したがって、符号系列選択部１６が、信号対雑音比に基づいて、調整値Ａｄｊを決定する構成とすることにより、通信環境の変化に、より迅速に対応した同期制御を行なうことができる。
【０１０４】
〔変形例１０〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における同期制御用相関部２６は、前方相関部１８と、後方相関部１９と、選択加算部２０ｂと、選択加算部２０ｃとを含む。そして、同期制御部２５は、選択加算部２０ｂおよび選択加算部２０ｃから受けた相関値に基づいて、位相ａ、位相ｂおよび位相ｃを決定する構成としたが、これに限定するものではない。
【０１０５】
同期制御用相関部２６が、複数個の相関部および複数個の選択加算部を含む。データ受信用相関部１４および同期制御用相関部２６における複数個の相関部が使用する符号系列の位相を、同期制御部２５が、同期制御用相関部２６における複数個の選択加算部から受けた複数個の相関値に基づいて、決定する構成とすることができる。
【０１０６】
たとえば、複数個の選択加算部から受けた複数個の相関値の中で最大の相関値を検出し、最大の相関値を出力する相関部が使用する符号系列の位相を、データ受信用相関部１４において、符号系列データとの相関演算に使用する符号系列の位相として、同期制御部２５が決定する構成とすることができる。
【０１０７】
〔変形例１１〕
本発明の実施の形態に係る受信装置２００における符号系列発生部１３は、データ受信用相関部１４に対しては位相ａ、前方相関部１８に対しては位相ｂ、後方相関部１９に対しては位相ｃの共通の位相を有するＭ個の符号系列をそれぞれ生成する構成としたが、共通の位相とは、厳密に位相が共通であることを意味するものではない。共通の位相には、受信装置２００におけるノイズ等による位相のゆらぎ、配線遅延およびその他の設計上の理由等に起因して、受信部１２から受ける符号系列データの位相が、データ受信用相関部１４、前方相関部１８または後方相関部１９におけるＭ個の各相関器間で異なる場合には、この位相の相違に対応するために、それぞれ僅かに位相の異なるＭ個の符号系列を符号系列発生部１３が生成する場合も含まれる。
【０１０８】
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ないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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およ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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態に係る送信装置１００の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る受信装置２００の機能ブロック図である。
【図３】同期制御部２５の動作手順を定めたフローチャートである。
【図４】符号系列位相決定部２２が決定した位相と、相関値ａ〜相関値ｃとの関係を示す図である。
【図５】符号系列選択部１６が、符号系列を選択する方法を示す図である。
【図６】送信装置における符号系列と受信装置における符号系列との位相のずれと、相関演算によって得られる相関値との関係を示す図である。
【図７】送信装置における符号系列と、受信装置における符号系列との位相のずれを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  送信装置、２００  受信装置、１，１３  符号系列発生部、２  選択部、１ａ〜Ｍａ，１ｂ〜Ｍｂ，１ｃ〜Ｍｃ  相関器、４  送信部、５，１１  アンテナ、１２  受信部、１４  データ受信用相関部、１５  最大値検出部、１６  符号系列選択部、１７  遅延部、２３  データ推定部、２４  誤り率算出部、２５  同期制御部、２６  同期制御用相関部、２０ｂ，２０ｃ  選択加算部、２５  同期制御部、２１  減算部、２２  符号系列位相決定部、１８  前方相関部、１９  後方相関部。
【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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