(57)【要約】【課題】受信信号と参照符号列との間で計算される相関値に基づき同期タイミングを検出する際に、量子化された相関値に基づく同期タイミングの検出精度を向上する。【解決手段】受信装置１は、受信されたベースバンド信号の列と参照ビット列と間の相関電力値を検出する相関値検出器１７と、最大の相関電力値が検出される第１サンプリングタイミングｔ１、これに隣接する第２サンプリングタイミングｔ２、ｔ１及びｔ２のうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミングｔ３（ｎは自然数）、ｔ１及びｔ２のうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングｔ４にてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、ｔ１及びｔ２から選択される一方のタイミングを、前記デジタル受信信号の同期タイミングとして検出する同期タイミング検出器１９を、備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号をベースバンド信号へ復調する復調器と、
前記ベースバンド信号をオーバサンプリングして各サンプリングタイミングにおける前記ベースバンド信号の信号値を多値符号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器のアナログデジタル変換処理により得られるデジタル受信信号の多値符号の列と参照符号列と間の相関電力値を検出する相関値検出器と、
前記相関値検出器により最大の相関電力値が検出される第１サンプリングタイミング、前記第１サンプリングタイミングに隣接する第２サンプリングタイミング、前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミング（ｎは自然数）、並びに前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムから選択される一方のタイミングを、前記デジタル受信信号の同期タイミングとして検出する、同期タイミング検出器と、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記同期タイミング検出器は、前記第３及び第４サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値同士の比較結果に応じて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を選択する請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記同期タイミング検出器は、前記第１〜第４サンプリングタイミング、並びに第３サンプリングタイミングにｍ個先行する第５サンプリングタイミング（ｍは自然数）、及び第４サンプリングタイミングにｍ個遅れる第６サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を前記同期タイミングとして選択する、請求項１又は２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記同期タイミング検出器は、前記第３及び第４サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値が等しいとき、前記第５及び第６サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値同士の比較結果に応じて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を選択する請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記受信装置を備える基地局装置であって、
前記デジタル受信信号に含まれる、複数の移動通信装置から受信した信号のそれぞれの同期タイミングを、前記同期タイミング検出器により検出する基地局装置。
【請求項６】
受信信号をベースバンド信号へ復調し、
前記ベースバンド信号をオーバサンプリングして、各サンプリングタイミングにおける前記ベースバンド信号の信号値を多値符号に変換することにより、前記多値符号の列を含むデジタル受信信号を生成し、
前記デジタル受信信号の多値符号の列と参照符号列と間の相関電力値を検出し、
前記相関電力値の最大値が検出される第１サンプリングタイミング、前記第１サンプリングタイミングに隣接する第２サンプリングタイミング、前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミング（ｎは自然数）、並びに前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムから選択される一方のタイミングを、前記デジタル受信信号の同期として検出する、同期タイミング検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号を受信する受信装置において受信信号の同期タイミングを検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線信号を受信する受信装置には、受信信号と、この受信信号に対応する参照符号列との間の相関電力値の最大値を検出して、受信信号の同期タイミングを検出するものがある。このような受信装置の例は、スペクトラム拡散方式を用いる受信装置である。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式等においては、基地局装置は、同時に送信される複数の移動局装置からの送信信号を一括して受信した後に、受信データをユーザ毎に分離している。ある移動局装置からのデータを分離する際に、基地局装置は、この移動局装置に対しユニークに割り当てられた拡散符号を用いて、受信データに逆拡散処理を施すことによりこの移動局装置からのデータを抽出する。このとき、基地局装置は、拡散符号と受信データとの間で相関電力値の最大値が得られるタイミングを検出することで、受信データと拡散符号との間の同期タイミングを取得する。
【０００３】
なお、入力信号を所定サンプリング周期でサンプリングし、サンプリング系列信号を出力する入力信号サンプリング手段と、サンプリング系列信号と参照系列信号との相互相関計算を行って相関値を出力する相関手段と、所定探索区間における相関値の大小関係の判定結果から最大相関が得られるタイミングを所定サンプリング周期以下の精度で推定する最大相関値タイミング推定手段とを備える最大相関値タイミング推定回路が提案されている。この最大相関値タイミング推定手段は、探索区間における最大相関値と、この最大相関値の前後の少なくとも二つの相関値と、これらの少なくとも三つの相関値の基本的な大きさを判断するための第１の判定値と、三つの相関値の内の二つの間の相関値の大小関係を判断するための第２の判定値とから最大相関が得られるタイミングを推定する。
【０００４】
また、第一のサンプリングレートのデジタル受信信号を拡散符号列を用いて所定の逆拡散タイミングで逆拡散する逆拡散処理部を有するスペクトラム拡散信号受信装置が提案されている。この拡散信号受信装置は、受信信号を間引き処理して第一のサンプリングレートより低い第二のサンプリングレートの間引き済み信号を取得する間引き処理部と、間引き済み信号をそれに対応する拡散符号列を用いて第二のサンプリングレートの各タイミングで順次逆拡散して相関値を取得する相関値取得部と、相関値がピークとなるタイミングの相関値、および該ピークとなるタイミングの一つ前および一つ後のタイミングにおける相関値に基づいて、上記一つ前のタイミングより後かつ上記一つ後のタイミングより前の第一のサンプリングレートのタイミングとして逆拡散タイミングを決定する逆拡散タイミング決定部と、を有する。この逆拡散タイミング決定部は、相関値がピークとなる一つ前のタイミングと相関値がピークとなるタイミングとの間の相関値の差分としてのピーク前差分と、相関値がピークとなるタイミングと相関値がピークとなった一つ後のタイミングとの間の相関値の差分としてのピーク後差分と、の比に基づいて、逆拡散タイミングを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−６４８５７号公報
【特許文献２】特開２００４−９６２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
デジタル信号処理によって相関電力値を演算する場合には、相関電力値に基づき決定される同期タイミングの分解能が、サンプリングレート及び／又は量子化ビット数によって定まる。すなわち、サンプリングレート及び／又は量子化ビット数が大きければ大きいほど、より正確な同期タイミングを検出することが可能である。しかしながら、サンプリングレート及び量子化ビット数の増加は、回路規模及び処理量の増加を招く。このため設計においては、同期タイミングの分解能と、回路規模及び処理量との間のトレードオフの関係を考慮して、サンプリングレート及び／又は量子化ビット数が決定される。
【０００７】
サンプリングレート及び量子化ビット数が小さい場合に、相関電力値の最大値の検出による同期タイミング検出の検出精度が低下する理由を以下に説明する。図１は、量子化の前後におけるフィルタのインパルス応答信号の説明図である。インパルス応答信号は、時刻ｔ１とｔ２の間の間にあるピーク時刻ｔｐにおいて最大値を有する。
【０００８】
インパルス応答信号を、各サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓにてサンプリングすることを想定する。サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓは離散時間であるため、各サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓにおける信号値のうちの最大値が得られる時刻ｔ１と、元のインパルス応答信号のピーク時刻ｔｐとの間には誤差が生じる。サンプリングレートが小さいほど、この誤差は大きくなる。
【０００９】
インパルス応答信号が量子化される前は、サンプリングタイムｔ１及びｔ２のどちらかに真のピーク時刻ｔｐが近ければ、ｔ１での信号値とｔ２での信号値との間に差が生じる。本例の場合は、真のビーク時刻ｔｐがサンプリングタイムにより近いため、ｔ１における信号値がｔ２における信号値よりも大きい。このように、インパルス応答信号の量子化前は、タイミングｔ１及びｔ２における各信号値同士を比較し、より大きい信号値が検出されたタイミングを選択することで、真のピーク時刻ｔｐに最も近いサンプリングタイミングを選択することができる。
【００１０】
図２は、量子化後におけるフィルタのインパルス応答信号の説明図である。この状態では、量子化のためにタイミングｔ１における信号値がｔ２における信号値と同じ値Ｉ１になっている。このため、タイミングｔ１及びｔ２のうちのどちらが真のビーク時刻ｔｐにより近いかを判断することができない。量子化ビット数が小さいほど、信号値間の大小の区別が困難になるため、真のビーク時刻ｔｐを挟む２つのサンプリングタイミングｔ１及びｔ２のうちのどちらが真のピーク時刻ｔｐにより近いか判定しにくくなる。この結果、各サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓから選ばれるピーク時刻と、元の信号の真のピーク時刻ｔｐと間の誤差はさらに大きくなる。
【００１１】
このように、サンプリングレートと量子化ビット数の低減によって、サンプリング及び量子化した信号から検出したピーク時刻と、元の信号の真のピーク時刻ｔｐと間の誤差が大きくなる。相関電力値の最大値の検出の際も、同様に、サンプリングレート及び量子化ビット数を低減すると、量子化された相関電力値の最大値を検出した時刻と真の同期タイミングとの間の差が大きくなる。この結果、同期タイミング検出の検出精度が低下する。
【００１２】
開示の装置及び方法は、受信信号と参照符号列との間で計算された相関電力値に基づき同期タイミングを検出する際に、量子化された相関電力値に基づく同期タイミングの検出精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実施例の一形態によれば、受信信号をベースバンド信号へ復調する復調器と、ベースバンド信号をオーバサンプリングして各サンプリングタイミングにおけるベースバンド信号の信号値を多値符号に変換するアナログデジタル変換器と、アナログデジタル変換器のアナログデジタル変換処理により得られるデジタル受信信号の多値符号の列と参照符号列と間の相関電力値を検出する相関値検出器と、相関値検出器により最大の相関電力値が検出される第１サンプリングタイミング、第１サンプリングタイミングに隣接する第２サンプリングタイミング、第１及び第２サンプリングタイミングのうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミング（ｎは自然数）、並びに第１及び第２サンプリングタイミングのうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、第１及び第２サンプリングタイムから選択される一方のタイミングを、デジタル受信信号の同期タイミングとして検出する、同期タイミング検出器と、を備える受信装置が与えられる。
【発明の効果】
【００１４】
本件開示の受信装置、基地局装置及び同期タイミング検出方法によれば、適切な同期タイミングに最も近いサンプリングタイミングが検出される頻度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】量子化前におけるフィルタのインパルス応答信号の説明図である。
【図２】量子化後におけるフィルタのインパルス応答信号の説明図である。
【図３】開示の受信装置の第１例の概略構成図である。
【図４】相関電力値に基づく遅延プロファイルを示すグラフである。
【図５】開示の同期タイミング検出方法の第１例の処理の説明図である。
【図６】開示の同期タイミング検出方法の第１例の説明図である。
【図７】開示の同期タイミング検出方法の第２例の処理の説明図である。
【図８】開示の同期タイミング検出方法の第２例の説明図である。
【図９】開示の受信装置の第２例を利用する通信システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付する図面を参照して実施例を説明する。図３は、開示の受信装置の第１例の概略構成図である。参照符号１は受信装置を示し、参照符号１０はアンテナを示し、参照符号１１は周波数変換器を示し、参照符号１２は直交復調器を示す。参照符号１３はローパスフィルタ（ＬＰＦ）を示し、参照符号１４はアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を示し、参照符号１５は帯域制限フィルタを示し、参照符号１６はメモリを示す。参照符号１７は相関値検出器を示し、参照符号１８は参照符号列を示し、参照符号１９は平均値演算部を示し、参照符号２０は同期タイミング検出器を示し、参照符号２１は受信データ抽出部を示す。
【００１７】
受信装置１は、アンテナ１０と、周波数変換器１１と、直交復調器１２と、ローパスフィルタ１３と、アナログデジタル変換器１４と、帯域制限フィルタ１５と、メモリ１６を備える。また、受信装置１は、相関値検出器１７と、平均値演算部１９と、同期タイミング検出器２０と、受信データ抽出部２１を備える。
【００１８】
周波数変換器１１は、アンテナ１０によって受信された無線周波数信号を中間周波数信号へと変換する。直交復調器１２は、周波数変換器１１から出力される中間周波数信号を同相成分（Ｉチャンネル成分）及び直交成分（Ｑチャンネル成分）のベースバンド信号へ復調する。ローパスフィルタ１３は、直交復調器１２の出力信号の帯域を制限する。
【００１９】
アナログデジタル変換器１４は、ローパスフィルタ１３によってフィルタリングされたベースバンド信号を、直交復調器１２から出力されるベースバンド信号のチップレートよりも速いサンプリングレートでサンプリングする。受信装置１の実施例に関する以下の説明では、アナログデジタル変換器１４のサンプリングレートは、直交復調器１２から出力されるベースバンド信号のチップレートの４倍とする。しかし、本実施例の適用範囲は、このサンプリングレートを使用する実施形態のみに限定されるものではなく、アナログデジタル変換器１４は他のサンプリングレートを用いてもよい。
【００２０】
また、受信装置１の実施例に関する以下の説明において、特に説明を行わずに「サンプリングタイミング」の用語を使用する場合には、アナログデジタル変換器１４のサンプリングレートにおけるサンプリングタイミングを示す。アナログデジタル変換器１４は、ローパスフィルタ１３によってフィルタリングされたベースバンド信号の、各サンプリングタイミングにおける値を示す多値符号を出力する。受信装置１の実施例に関する以下の説明において、アナログデジタル変換器１４によりデジタル形式の信号に変換されたベースバンド信号を、「デジタル受信信号」と記載することがある。
【００２１】
帯域制限フィルタ１５は、アナログデジタル変換器１４から出力されるデジタル受信信号の所望の周波数帯域以外の成分をカットするデジタルフィルタである。帯域制限フィルタ１５によってフィルタリングされたデジタル受信信号はメモリ１６に格納される。
【００２２】
相関値検出器１７は、メモリ１６に格納されているデジタル受信信号を読み出す。相関値検出器１７は、各サンプリングタイミングｔi毎に、参照符号列１８と、メモリ１６から読み出したデジタル受信信号の多値符号列との間の相関電力値Ｃ（ｔi）を計算する。このとき相関値検出器１７は、参照符号列１８との間で相対電力値Ｃ（ｔi）を求めるデジタル受信信号の多値符号列を、１サンプルずつシフトさせることによって、各サンプリングタイミングｔi毎に相対電力値Ｃ（ｔi）を計算する。このような異なる複数のサンプリングタイミングに亘って計算された相対電力値Ｃ（ｔi）の変化は、「遅延プロファイル」と呼ばれる。
【００２３】
ここに参照符号列１８は、同期検出に使用するために受信信号の中の既知の位置に与えられている同期検出用符号列と同じ符号列である。例えば、スペクトラム拡散変調方式を使用する場合、参照符号列１８は、受信装置１が受信する信号を送信した送信側でスペクトラム拡散処理を行うときに使用された拡散符号列であってよい。相関値検出器１７は、例えば次の式（１）によって相関電力値Ｃ（ｔi）を計算してよい。
【００２４】
【数１】
2011003970.tif 000003
【００２５】
ここで、ａ（ｔ(i+4×j)）（ｊ＝１、２…）はＩチャンネル成分のデジタル受信信号の各多値符号であり、ｂ（ｔ(i+4×j)）はＱチャンネル成分のデジタル受信信号の各多値符号である。ＩjはＩチャンネル成分用の参照符号であり、ＱjはＱチャンネル成分用の参照符号である。Ｌは元の参照符号のビット数である。
【００２６】
図４は、相関電力値Ｃ（ｔi）に基づく遅延プロファイルを示すグラフである。遅延プロファイルのピークは、受信信号の中に与えられている同期検出用符号列と参照符号列１８とが同期したときに現れる。図示するとおりピーク付近の遅延プロファイルは、ピークから離れるにつれて傾きが大きくなる形状を有する。またピーク付近の遅延プロファイルは、左右対称の波形を有する。
【００２７】
このような波形は、受信装置１が受信する信号を送信した送信側で信号の周波数帯域を制限するために使用されたフィルタのインパルス応答に起因する。このようなインパルス応答を有するフィルタには、例えばルートロールオフフィルタなどの、ロールオフフィルタがある。
【００２８】
平均値演算部１９は、受信信号に同期検出用符号列が現れる周期と同じ間隔を隔てた複数のサンプリングタイミングにおいて、相関値検出器１７がそれぞれ計算した相関電力値の平均値を計算する。同期タイミング検出器２０は、平均値演算部１９から出力された相関電力値の平均値が最大値となるサンプリングタイミングを検出し、このタイミングを、受信信号の同期タイミングとして受信データ抽出部２１へ通知する。同期タイミング検出器２０が同期タイミングを決定する処理は、後により詳しく説明する。
【００２９】
受信データ抽出部２１は、通知された同期タイミングに従って、メモリ１６に格納されたデジタル受信信号から所望の受信データを抽出する。
【００３０】
続いて、同期タイミング検出器２０により実行される開示の同期タイミング検出方法の第１例の処理を説明する。図５は、開示の同期タイミング検出方法の第１例の処理の説明図である。なお、他の実施の態様においては、下記のオペレーションＡＡ〜ＡＩの各オペレーションはステップであってもよい。また、受信装置１の実施例に関する以下の説明にでは、平均値演算部１９から入力される相関電力値の平均値を、単に「相関電力値」と記載する。
【００３１】
オペレーションＡＡにおいて同期タイミング検出器２０は、平均値演算部１９から順次入力される相関電力値の最大値である最大相関値Ｃｍを検出されたサンプリングタイミングｔ１を検出する。図６は、開示の同期タイミング検出方法の第１例の説明図であり、相関電力値の波形を示す。縦方向の点線は、サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓを示し、横方向の点線は量子化されている相関電力値が取り得る離散値を示す。
【００３２】
例えば、同期タイミング検出器２０は、所定の閾値よりも高いピーク値が検出されたとき、このピーク値を最大相関値Ｃｍとして検出してよい。また例えば、同期タイミング検出器２０は、検索区間をずらしながらこの検索区間内の第１〜第Ｊ番目の複数のピークを検出して、これらのピーク値をそれぞれの最大相関値Ｃｍとして検出して以下の処理を行い、Ｊ個のマルチパス用の同期タイミングをそれぞれ決定してもよい。
【００３３】
オペレーションＡＢにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１に隣接するサンプリングタイミングのいずれかが、最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出されるタイミングｔ２であるか否かを判定する。隣接するサンプリングタイミングにおいて最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出される場合（オペレーションＡＢ：Ｙ）には、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＣへ移行する。隣接するサンプリングタイミングにおいて最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出されない場合（オペレーションＡＢ：Ｎ）には、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＨへ移行する。
【００３４】
オペレーションＡＣにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１が隣接タイミングｔ２より早いか否かを判定する。ｔ１がｔ２より早いとき（オペレーションＡＣ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＤへ移行する。ｔ１がｔ２より遅いとき（オペレーションＡＣ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＥへ移行する。
【００３５】
オペレーションＡＤにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１よりもｎ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ３に決定する。また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ２よりもｎ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ４に決定する。ここにｎは自然数である。タイミングｔ３及びｔ４の設定例が、図６に説明されている。本例では、ｎとして「１」を採用する。タイミングｔ３はｔ１よりも１サンプリングタイミング早いタイミングであり、タイミングｔ４は、タイミングｔ２よりも１サンプリングタイミング遅いタイミングである。その後同期タイミング検出器２０は、処理をオペレーションＡＦへ移行する。ｎの値は、実際の実装において相関電力値の波形やオーバサンプリングレートに応じて任意の値に設定してよい。
【００３６】
オペレーションＡＥにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１よりもｎ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ３に決定する。また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ２よりもｎ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ４に決定する。その後同期タイミング検出器２０は、処理をオペレーションＡＦへ移行する。
【００３７】
オペレーションＡＦにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ３における相関電力値Ｃ３と、タイミングｔ４における相関電力値Ｃ４とを比較する。上記の通り相関電力値の波形は、ピーク付近では、ピークから離れるにつれて傾きが大きくなる。したがって、タイミングｔ１及びｔ２における相関電力値の差よりも、その両脇のタイミングｔ３及びｔ４における相関電力値Ｃ３及びＣ４の差の方が大きくなり、量子化されても差が生じやすくなる。
【００３８】
ここで相関電力値の波形は、ピークを挟んで左右対称である。したがって、タイミングｔ１より外側のタイミングｔ３における相関電力値Ｃ３の値の方が、タイミングｔ２の外側のタイミングｔ４における相関電力値Ｃ４の値よりも大きければ、タイミングｔ１の方が真の同期タイミングにより近いことになる。反対に、相関電力値Ｃ３が相関電力値Ｃ４の値よりも大きくなければ、タイミングｔ２の方が真の同期タイミングにより近くなる。
【００３９】
したがって、相関電力値Ｃ３が相関電力値Ｃ４の値よりも大きいとき（オペレーションＡＧ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＨへ移行し、タイミングｔ１を同期タイミングとして決定する。オペレーションＡＢにおいて、隣接タイミングｔ２がなかった場合（オペレーションＡＢ：Ｎ）の場合も同様である。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。
【００４０】
相関電力値Ｃ３が相関電力値Ｃ４の値よりも大きくないとき（オペレーションＡＧ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＡＩへ移行し、タイミングｔ２を同期タイミングとして決定する。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。
【００４１】
図６に示す状態では、時刻ｔ１及びｔ２の両方において最大相関値Ｃｍが検出される（オペレーションＡＢ：Ｙ）。タイミングｔ４における相関電力値Ｃ４の値の方がタイミングｔ３における相関電力値Ｃ３の値よりも大きいため（オペレーションＡＧ：Ｎ）、タイミングｔ２の方が真の同期タイミングにより近いことになる。
【００４２】
本実施例によれば、最大相関値Ｃｍが複数のサンプリングタイミングｔ１及びｔ２で検出されたときに、ｔ１及びｔ２のどちらが、最適な同期タイミングにより近いサンプリングタイミングであるかを判定することが可能となる。このため同期タイミングの検出精度が向上する。
【００４３】
また本実施例は、同期タイミングの検出処理に上記のような処理を追加することによって実現することができるため、サンプルレートや量子化ビットの増加の際のような回路規模の増大を伴わずに実施がすることができる。また処理量の増加も、サンプルレートや量子化ビットの増加の際の処理量の増加に比べて著しく少ない。
【００４４】
図７は、開示の同期タイミング検出方法の第２例の処理の説明図である。なお、他の実施の態様においては、下記のオペレーションＢＡ〜ＢＬの各オペレーションはステップであってもよい。
【００４５】
オペレーションＢＡにおいて同期タイミング検出器２０は、平均値演算部１９から順次入力される相関電力値の最大値である最大相関値Ｃｍを検出されたサンプリングタイミングｔ１を検出する。同期タイミング検出器２０は、図５のオペレーションＡＡと同様の処理によってサンプリングタイミングｔ１を検出してよい。図８は、開示の同期タイミング検出方法の第２例の説明図であり、相関電力値の波形を示す。縦方向の点線は、サンプリングタイミングｔｓ…ｔｓを示し、横方向の点線は量子化されている相関電力値が取り得る離散値を示す。
【００４６】
オペレーションＢＢにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１に隣接するサンプリングタイミングのいずれかが、最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出されるタイミングｔ２であるか否かを判定する。隣接するサンプリングタイミングにおいて最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出される場合（オペレーションＢＢ：Ｙ）には、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＣへ移行する。隣接するサンプリングタイミングにおいて最大相関値Ｃｍと同じ値の相関電力値が検出されない場合（オペレーションＢＢ：Ｎ）には、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＫへ移行する。
【００４７】
オペレーションＢＣにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１が隣接タイミングｔ２より早いか否かを判定する。ｔ１がｔ２より早いとき（オペレーションＢＣ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＤへ移行する。ｔ１がｔ２より遅いとき（オペレーションＢＣ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＥへ移行する。
【００４８】
オペレーションＢＤにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１よりもｎ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ３に決定する。また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ３よりもｍ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ５に決定する。ｍ、ｎは自然数であり、本例ではｍ、ｎとして「１」を採用する。ｍ、ｎの値は、実際の実装において相関電力値の波形やオーバサンプリングレートに応じて任意の値に設定してよい。
【００４９】
また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ２よりもｎ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ４に決定する。タイミングｔ４よりもｍ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ６に決定する。タイミングｔ３〜ｔ６の設定例が、図６に説明されている。タイミングｔ３はｔ１よりも１サンプリングタイミング早いタイミングであり、タイミングｔ５はｔ３よりも１サンプリングタイミング早いタイミングである。タイミングｔ４は、タイミングｔ２よりも１サンプリングタイミング遅いタイミングであり、タイミングｔ６は、タイミングｔ４よりも１サンプリングタイミング遅いタイミングである。その後、同期タイミング検出器２０は、処理をオペレーションＢＦへ移行する。
【００５０】
オペレーションＢＥにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ１よりもｎ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ３に決定する。また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ３よりもｍ個サンプリングタイミングが遅いタイミングを、タイミングｔ５に決定する。また、同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ２よりもｎ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ４に決定する。タイミングｔ４よりもｍ個サンプリングタイミングが早いタイミングを、タイミングｔ６に決定する。その後、同期タイミング検出器２０は、処理をオペレーションＢＦへ移行する。
【００５１】
オペレーションＢＦにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ３における相関電力値Ｃ３と、タイミングｔ４における相関電力値Ｃ４とを比較する。相関電力値Ｃ３と相関電力値Ｃ４とが等しくないとき（オペレーションＢＧ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＨへ移行する。相関電力値Ｃ３と相関電力値Ｃ４とが等しいとき（オペレーションＢＧ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＩへ移行する。
【００５２】
さらに、相関電力値Ｃ３が相関電力値Ｃ４の値よりも大きいとき（オペレーションＢＨ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＫへ移行し、タイミングｔ１を同期タイミングとして決定する。オペレーションＢＢにおいて、隣接タイミングｔ２がなかった場合（オペレーションＢＢ：Ｎ）の場合も同様である。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。
【００５３】
相関電力値Ｃ３が相関電力値Ｃ４の値よりも大きくないとき（オペレーションＢＨ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＬへ移行し、タイミングｔ２を同期タイミングとして決定する。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。
【００５４】
一方で、オペレーションＢＩにおいて同期タイミング検出器２０は、タイミングｔ５における相関電力値Ｃ５と、タイミングｔ６における相関電力値Ｃ６とを比較する。上記の通り相関電力値の波形は、ピーク付近では、ピークから離れるにつれて傾きが大きくなる。したがって、タイミングｔ３及びｔ４における相関電力値の差よりも、その外側のタイミングｔ５及びｔ６における相関電力値Ｃ５及びＣ６の差の方が大きくなり、量子化されても差が生じやすくなる。
【００５５】
また、タイミングｔ１より外側のタイミングｔ５における相関電力値Ｃ５の値の方が、タイミングｔ２の外側のタイミングｔ６における相関電力値Ｃ６の値よりも大きければ、タイミングｔ１の方が真の同期タイミングにより近いことになる。反対に、相関電力値Ｃ５が相関電力値Ｃ６の値よりも大きくなければ、タイミングｔ２の方が真の同期タイミングにより近くなる。
【００５６】
したがって、相関電力値Ｃ５が相関電力値Ｃ６の値よりも大きいとき（オペレーションＢＪ：Ｙ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＫへ移行し、タイミングｔ１を同期タイミングとして決定する。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。相関電力値Ｃ５が相関電力値Ｃ６の値よりも大きくないとき（オペレーションＢＪ：Ｎ）、同期タイミング検出器２０は処理をオペレーションＢＬへ移行し、タイミングｔ２を同期タイミングとして決定する。その後同期タイミング検出器２０は処理を終了する。
【００５７】
本実施例によれば、上述のタイミングｔ３及びｔ４のおける相関電力値の差が無い、または小さくても、その外側のタイミングｔ５及びｔ６の相関電力値の比較によって、タイミングｔ１及びタイミングｔ２のどちらが最適な同期タイミングに近いかの判定が可能になる。
【００５８】
図９は、開示の受信装置の第２例を利用する通信システムの概略構成図である。参照符号１００は通信システムを示し、参照符号ＢＴＳは基地局装置を示し、参照符号ＭＳ１、ＭＳ２…ＭＳｋは移動局装置を示す。参照符号３０はＣＭＤＡ受信装置を示し、参照符号４０はアンテナを示し、参照符号４１は周波数変換器を示し、参照符号４２は直交検波器を示し、参照符号４３はローパスフィルタ（ＬＰＦ）示す。
【００５９】
参照符号４４はアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を示し、参照符号４５は帯域制限フィルタ示し、参照符号４６はメモリを示し、参照符号４７はマッチドフィルタを示す。参照符号４８は拡散符号を示し、参照符号４９は平均値演算部を示し、参照符号５０はパス検出器を示し、参照符号５１は逆拡散処理部を示す。
【００６０】
通信システム１００は基地局装置ＢＴＳと、複数の移動局装置ＭＳ１、ＭＳ２…ＭＳｋを備える。基地局装置ＢＴＳは、複数の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋからの送信信号をＣＤＭＡ方式によって多重化した信号を受信するＣＤＭＡ受信装置３０を備える。
【００６１】
ＣＤＭＡ受信装置３０は、アンテナ４０と、周波数変換器４１と、直交検波器４２と、ローパスフィルタ４３と、アナログデジタル変換器４４と、帯域制限フィルタ４５と、メモリ４６を備える。また受信装置３０は、マッチドフィルタ４７と、平均値演算部４９と、パス検出器５０と、逆拡散処理部５１を備える。
【００６２】
周波数変換器４１は、アンテナ４０によって受信された無線周波数信号を中間周波数信号へと変換する。直交検波器４２は、周波数変換器４１から出力される中間周波数信号を、チップレートのベースバンド信号へ復調する。ベースバンド信号は、同相成分データであるＩチャネル成分データと、直交成分データであるＱチャネル成分データを含む。ローパスフィルタ４３は、直交検波器４３の出力信号の帯域を制限する。
【００６３】
アナログデジタル変換器４４は、ローパスフィルタ４３によってフィルタリングされたベースバンド信号を、ベースバンド信号のチップレートよりも速いサンプリングレートでサンプリングする。また、ＣＤＭＡ受信装置３０の実施例に関する以下の説明において、特に説明を行わずに「サンプリングタイミング」の用語を使用する場合には、アナログデジタル変換器４４のサンプリングレートにおけるサンプリングタイミングを示す。アナログデジタル変換器４４は、ローパスフィルタ４３によってフィルタリングされたベースバンド信号の、各サンプリングタイミングにおける値を示す多値符号を出力する。ＣＤＭＡ受信装置３０の実施例に関する以下の説明において、アナログデジタル変換器４４によりデジタル形式の信号に変換されたベースバンド信号を、「デジタル受信信号」と記載することがある。
【００６４】
帯域制限フィルタ４５は、アナログデジタル変換器４４から出力されるデジタル受信信号の所望の周波数帯域以外の成分をカットするデジタルフィルタである。帯域制限フィルタ４５によってフィルタリングされたデジタル受信信号はメモリ４６に格納される。
【００６５】
マッチドフィルタ４７、メモリ４６に格納されているデジタル受信信号を読み出す。マッチドフィルタ４７、各サンプリングタイミングｔi毎に、拡散符号の符号列４８と、メモリ４６から読み出したデジタル受信信号の多値符号列Ａとの間の相関電力値を計算する。マッチドフィルタ４７は、例えば、上式（１）により与えられる相関電力値を計算してよい。受信信号の各フレームには、拡散符号と同じ符号を含んだパイロット信号が含まれている。マッチドフィルタ４７に入力される受信信号の符号列が、拡散符号の符号列４８と一致するたびに、マッチドフィルタ４７は最大値を出力する。
【００６６】
平均値演算部４９は、受信信号のフレーム周期と同じ間隔を隔てた複数のサンプリングタイミングにおいて、マッチドフィルタ４７がそれぞれ計算した相関電力値の平均値を計算する。パス検出部５０は、平均値演算部４９から出力された相関電力値の平均値が最大値となるパスタイミングを検出し、このパスタイミングを逆拡散処理部５１へ通知する。パス検出部５０が、相関電力値の平均値の最大値を検出してパスタイミングを検出する処理は、上述の同期タイミング検出器２０による同期タイミングの決定処理と同様である。
【００６７】
逆拡散処理部５１は、パス検出部５０から通知されたパスタイミングに従って、メモリ４６から読み出したデジタル受信信号に拡散符号を乗算することによって、逆拡散処理を行う。パス検出部５０は、複数のマルチパスについてそれぞれ、同期タイミング検出器２０による同期タイミングの決定処理と同様の処理を繰り返し、それぞれのパスについてパスタイミングを検出してもよい。
【００６８】
拡散符号は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋ毎に定められており、逆拡散処理部５１は、デジタル受信信号にそれぞれの拡散符号を乗算することによって、デジタル受信信号から各移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋから受信したユーザデータを分離する。マッチドフィルタ４７、平均値演算部４９及びパス検出部５０は、移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋ毎にパスタイミングを検出する。
【００６９】
上記のＣＤＭＡ受信装置３０の例では、受信信号のアナログデジタル変換を行った後に、複数の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋからの受信信号の分離を行う。したがって、個別の移動局装置毎にサンプリングタイミングをずらし、離散的なサンプリングタイミングを本来のパスタイミングに合わせることはできない。本実施例のパスタイミング検出方法は、アナログデジタル変換のサンプリングタイミングを変えずに、本来のパスタイミングにより近いサンプリングタイミングが選択するので、各複数の移動局装置ＭＳ１〜ＭＳｋ毎に実施可能である。
【００７０】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７１】
（付記１）
受信信号をベースバンド信号へ復調する復調器と、
前記ベースバンド信号をオーバサンプリングして各サンプリングタイミングにおける前記ベースバンド信号の信号値を多値符号に変換するアナログデジタル変換器と、
前記アナログデジタル変換器のアナログデジタル変換処理により得られるデジタル受信信号の多値符号の列と参照符号列と間の相関電力値を検出する相関値検出器と、
前記相関値検出器により最大の相関電力値が検出される第１サンプリングタイミング、前記第１サンプリングタイミングに隣接する第２サンプリングタイミング、前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミング（ｎは自然数）、並びに前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムから選択される一方のタイミングを、前記デジタル受信信号の同期タイミングとして検出する、同期タイミング検出器と、
を備える受信装置。
【００７２】
（付記２）
前記同期タイミング検出器は、前記第３及び第４サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値同士の比較結果に応じて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を選択する付記１に記載の受信装置。
【００７３】
（付記３）
前記同期タイミング検出器は、前記第１及び第２サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値が等しいとき、前記第３及び第４サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値同士の比較結果に応じて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を選択する付記１に記載の受信装置。
【００７４】
（付記４）
前記同期タイミング検出器は、前記第１〜第４サンプリングタイミング、並びに第３サンプリングタイミングにｍ個先行する第５サンプリングタイミング（ｍは自然数）、及び第４サンプリングタイミングにｍ個遅れる第６サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を前記同期タイミングとして選択する、付記１〜３のいずれか一項に記載の受信装置。
【００７５】
（付記５）
前記同期タイミング検出器は、前記第３及び第４サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値が等しいとき、前記第５及び第６サンプリングタイミングにおいてそれぞれ検出された相関電力値同士の比較結果に応じて、前記第１及び第２サンプリングタイムの一方を選択する付記４に記載の受信装置。
【００７６】
（付記６）
付記１〜５のいずれか一項に記載の前記受信装置を備える基地局装置であって、
前記デジタル受信信号に含まれる、複数の移動通信装置から受信した信号のそれぞれの同期タイミングを、前記同期タイミング検出器により検出する基地局装置。
【００７７】
（付記７）
受信信号をベースバンド信号へ復調し、
前記ベースバンド信号をオーバサンプリングして、各サンプリングタイミングにおける前記ベースバンド信号の信号値を多値符号に変換することにより、前記多値符号の列を含むデジタル受信信号を生成し、
前記デジタル受信信号の多値符号の列と参照符号列と間の相関電力値を検出し、
前記相関電力値の最大値が検出される第１サンプリングタイミング、前記第１サンプリングタイミングに隣接する第２サンプリングタイミング、前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち早い方にｎ個先行する第３サンプリングタイミング（ｎは自然数）、並びに前記第１及び第２サンプリングタイミングのうち遅い方にｎ個遅れる第４サンプリングタイミングにてそれぞれ検出された相関電力値に基づいて、前記第１及び第２サンプリングタイムから選択される一方のタイミングを、前記デジタル受信信号の同期として検出する、同期タイミング検出方法。
【符号の説明】
【００７８】
１    受信装置
１２    直交復調器
１４    ＡＤＣ
１５    帯域制限フィルタ
１７    相関値検出器
２０    同期タイミング検出器
【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】
2011003970.tif 000009
【図７】
2011003970.tif 000010
【図８】
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【図９】
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