(57)【要約】【課題】回路規模を大幅に増大させることなく、相互相関回路を容易に構成する。【解決手段】相互相関回路１は、入力信号Ａ（ｎＴ）と既知の比較信号Ｂ（ｎＴ）との相関値を計算する相関値算出手段２と、入力信号Ａ（ｎＴ）の平均振幅に応じた振幅情報信号Ｒ（ｔ）を出力する振幅情報出力手段３と、振幅情報信号Ｒ（ｔ）を用いて相関値を正規化する正規化手段４と、正規化された相関値を用いて相互相関値を計算する相互相関値算出手段５とを含む構成とする。本回路では、入力信号Ａ（ｎＴ）の２乗を積和する演算処理を行う代わりに振幅情報信号Ｒ（ｔ）を用いることで、回路規模を増大させることなく、相互相関回路を容易に構成できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号と既知の比較信号との相関値を計算する相関値算出手段と、
前記入力信号の振幅情報信号を出力する振幅情報出力手段と、
前記振幅情報信号を用いて前記相関値を正規化する正規化手段と、
前記正規化された相関値を用いて相互相関値を計算する相互相関値算出手段と、
を含むことを特徴とする相互相関回路。
【請求項２】
前記振幅情報出力手段としてＲＦ受信回路が用いられ、前記振幅情報信号は前記ＲＦ受信回路から出力される受信レベルに応じた受信レベル信号であることを特徴とする請求項１に記載の相互相関回路。
【請求項３】
前記振幅情報出力手段として自動利得制御回路が用いられ、前記振幅情報信号は前記自動利得制御回路から出力される受信レベル信号であることを特徴とする請求項１に記載の相互相関回路。
【請求項４】
入力信号と既知の比較信号との相関値を計算する相関値算出手段と、
前記入力信号の振幅情報信号を出力する振幅情報出力手段と、
前記振幅情報信号を用いて前記相関値を正規化する正規化手段と、
前記正規化された相関値を用いて相互相関値を計算する相互相関値算出手段と、
を含む相互相関回路を備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項５】
前記振幅情報出力手段としてＲＦ受信回路が用いられ、前記振幅情報信号は前記ＲＦ受信回路から出力される受信レベルに応じた受信レベル信号であることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記振幅情報出力手段として自動利得制御回路が用いられ、前記振幅情報信号は前記自動利得制御回路から出力される受信レベル信号であることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互相関回路及び電子装置に関し、特に、デジタル信号処理により相互相関値を生成する相互相関回路、及びこれを含む電子装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
入力信号Ａ（ｔ）が入力され、相互相関関数Ｃ（ｔ）を出力する相互相関回路の基本構成を図８に示す。一般に相関値は、入力信号Ａ（ｔ）と比較信号Ｂ（ｔ）との乗算、即ち図８に示した式の分子により表すことができる。但し、入力信号のレベルに無関係に相関値を得るためには、それぞれの信号の２乗の積和の平方根により正規化する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８に示すように、入力信号Ａ（ｔ）と既知の比較信号Ｂ（ｔ）との相互相関値を求める場合、
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が計算される。このとき、比較信号Ｂ（ｔ）は既知であるため、
2008072214.tif 000004
は予め机上で計算可能である。しかし、それ以外の部分、つまり
2008072214.tif 000005
については、信号が入力される毎に計算する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１７１９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の相互相関回路の回路例を図９に示す。（この回路例では、アナログ積分は、デジタル加算Σで表現している）。この回路に入力信号Ａ（ｎＴ）が入力されると、比較信号Ｂｎ、Ｂｎ−１、Ｂｎ−２、・・Ｂ１のそれぞれに対して、Ａ（ｎＴ）、Ａ（（ｎ−１）Ｔ）、Ａ（（ｎ−２）Ｔ）・・Ａ（Ｔ）を乗算し、それらを加算して
2008072214.tif 000006
を求める。
【０００６】
また、入力信号Ａ（Ｔ）、Ａ（２Ｔ）・・・Ａ（（ｎ−１）Ｔ）、Ａ（ｎＴ）について、これらの２乗和の平方根、即ち
2008072214.tif 000007
を計算する。そして、（式９）を（式１０）で除して、その値に
2008072214.tif 000008
を乗算すると、（式６）に示した相互相関値を得ることができる。
【０００７】
上述した相互相関回路で相互相関値を求める際、（式１０）を計算することは容易ではない。特に、２乗の積和の演算処理や平方根の演算処理には、多くのゲート数を必要とし、かつ速度的にも制約を受ける。例えば、入力信号が８ビットで表現されている場合、２乗により少なくとも１６ビットの演算処理が必要となり、この演算を行う段数が３１タップの場合、それらを３１回累積加算する必要がある。また、平方根の演算処理では、膨大なゲート数が必要となる。この場合、１クロックで処理しなければならない演算数が増えるため、速度的な制約も加わる。
【０００８】
このように従来の相互相関回路をデジタル信号処理回路で構成する場合、回路規模や消費電力が増大したり、速度の制約が発生したりするという問題があった。特に相互相関回路を無線受信機のフレーム同期回路に適用する場合、回路規模の増加や消費電力の増加は、大きな問題となる。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、回路規模を大幅に増大させることなく、相互相関回路を容易に構成できるようにした相互相関回路、および電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る相互相関回路は、入力信号と既知の比較信号との相関値を計算する相関値算出手段と、前記入力信号の振幅情報信号を出力する振幅情報出力手段と、前記振幅情報信号を用いて前記相関値を正規化する正規化手段と、前記正規化された相関値を用いて相互相関値を計算する相互相関値算出手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電子装置は、入力信号と既知の比較信号との相関値を計算する相関値算出手段と、前記入力信号の振幅情報信号を出力する振幅情報出力手段と、前記振幅情報信号を用いて前記相関値を正規化する正規化手段と、前記正規化された相関値を用いて相互相関値を計算する相互相関値算出手段とを含む相互相関回路を備えたことを特徴とする。本発明のその他の特徴は、以下において詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回路規模を大幅に増大させることなく、相互相関回路を容易に構成できるようにした相互相関回路、および電子装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。
【００１４】
実施の形態１．
実施の形態１に係る相互相関回路の基本構成を図１に示す。本構成では、入力信号Ａ（ｔ）が入力されると、既知の比較信号Ｂ（ｔ）を用いて、相互相関関数Ｃ（ｔ）
2008072214.tif 000009
が計算される。ここで、（式１）の分子
2008072214.tif 000010
については、信号が入力される毎に計算する必要がある。（式１）のＲ（ｔ）は、電圧等として出力される振幅情報信号である。
【００１５】
ここで、従来技術の（式６）のうち、
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の項は、入力信号Ａ（ｔ）のエネルギーの累積加算の平方根であり、入力信号Ａ（ｔ）の平均振幅に対応した値となる。本実施の形態１では、この値に相当するものとして、上述した振幅情報信号Ｒ（ｔ）の値を用いる。
【００１６】
また、上述したように比較信号Ｂ（ｔ）は既知であるため、（式１）の
2008072214.tif 000012
は、予め机上で計算可能である。
【００１７】
次に、図１に示した相互相関関数Ｃ（ｔ）を求める手順について、図２の回路図を参照して説明する。相互相関回路１は、入力信号Ａ（ｎＴ）と既知の比較信号Ｂ（ｎＴ）との相関値を計算する相関値算出手段として、加算器２を有している。ここでは、図１に示したアナログ積分の項は、デジタル加算Σで表示する。図２の回路において、入力信号Ａ（ｎＴ）が入力されると、加算器２は、比較信号Ｂｎ、Ｂｎ−１、Ｂｎ−２、・・Ｂ１のそれぞれに対して、Ａ（ｎＴ）、Ａ（（ｎ−１）Ｔ）、Ａ（（ｎ−２）Ｔ）・・Ａ（Ｔ）を乗算し、それらを加算して、相関値
2008072214.tif 000013
を求める。
【００１８】
また、相互相関回路１は、入力信号Ａ（ｎＴ）の平均振幅に応じた振幅情報信号Ｒ（ｔ）を出力する振幅情報出力手段３を有している。そして、加算器２で算出された相関値は、振幅情報信号Ｒ（ｔ）を用いて、正規化手段４により正規化される。具体的には、正規化手段４が、（式４）の値を振幅情報信号Ｒ（ｔ）で除する計算（割り算）を行う。
【００１９】
また、相互相関回路１は、正規化手段４により正規化された相関値を用いて、相互相関値を計算するための相互相関値算出手段５を有している。具体的には、（式４）の値を振幅情報信号Ｒ（ｔ）で除した値に、
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を乗算して、（式１）の相互相関関数Ｃ（ｔ）を求める。
【００２０】
このように、本実施の形態１では、相互相関関数Ｃ（ｔ）を求める際に、入力信号Ａ（ｎＴ）のエネルギーの累積加算の平方根に相当するものとして、振幅情報信号Ｒ（ｔ）の値を用いるようにした。これにより、従来技術の（式８）の分母を求める計算を省略することができる。従って、回路規模を大幅に増大させることなく、相互相関回路を容易に構成することができる。
【００２１】
次に、本実施の形態１の変形例について説明する。上記実施の形態１の（式１）で用いた振幅情報信号Ｒ（ｔ）の代わりに、振幅情報信号Ｒ（ｔ）の平方根を用いるようにしても良い。この場合、図３に示すように、相互相関関数Ｃ（ｔ）は、（式１）のＲ（ｔ）の項が√Ｒ（ｔ）に置き換えられたものとなる。
【００２２】
本変形例の場合であっても、図４の回路図に示すように、従来技術の（式８）の分母を求める計算を省略することができる。従って、図１、２の場合と同様に、回路規模を増大させることなく、相互相関回路を容易に構成することができる。
【００２３】
実施の形態２．
本実施の形態２では、実施の形態１の相互相関回路を、無線受信機のフレーム同期回路に適用した例について説明する。図５に示すように、ＲＦ受信回路６を介して、受信信号Ａ（ｔ）と、その受信電界強度表示（以下、「ＲＳＳＩ」という）に相当する受信電界強度が、フレーム同期回路７に入力される。ＲＳＳＩの値は、ＲＦ受信回路６から出力される受信レベルに対応する受信レベル信号である。フレーム同期回路７は、同期回路８及び相互相関回路１により構成され、同期化された受信信号Ａ’（ｔ）を出力する。
【００２４】
本実施の形態２では、実施の形態１で示した振幅情報出力手段としてＲＦ受信回路６を用い、振幅情報信号として、ＲＦ受信回路６から出力されるＲＳＳＩの値を用いるようにする。一般的な無線受信機では、ＲＳＳＩの値は、ＲＦ受信回路において受信電界レベルに応じた電圧値、すなわちアナログ信号として出力される。従って、図５に示した回路構成により、ＲＳＳＩの値は、受信電界の振幅に比例した値、あるいは受信電界のエネルギーに比例した値として検出できる。また、ローパスフィルタを通過させることにより、任意の期間の平均値として検出可能となる。
【００２５】
ＲＳＳＩの値を受信電界の振幅に比例した値として検出すれば、振幅情報信号Ｒ（ｔ）の代わりとして用いることができる。また、ＲＳＳＩの値をエネルギー値に比例した値として検出すれば、振幅情報信号Ｒ（ｔ）の平方根として使用することも可能である。
【００２６】
本実施の形態２によれば、相互相関回路を容易に構成できるようにした電子装置を得ることができる。
【００２７】
実施の形態３．
本実施の形態３では、実施の形態１で説明した振幅情報信号Ｒ（ｔ）の代わりに、自動利得制御回路（以下、ＡＧＣ回路という）からの受信レベルを使用する例について説明する。図６に示すように、ＲＦ受信回路６に対して利得制御信号を出力し、フレーム同期回路７へ受信レベル信号を出力するＡＧＣ回路９が設けられている。また、図示しないが、ＡＧＣ回路９は、受信信号Ａ（ｔ）の受信レベルの平均値を求める回路を有しており、その回路で計算した値は、振幅情報信号Ｒ（ｔ）として使用することができる。
【００２８】
本実施の形態３では、実施の形態１で示した振幅情報出力手段としてＡＧＣ回路９を用い、振幅情報信号として、ＡＧＣ回路９から出力される受信レベル信号を用いるようにする。上述したように、図６のＡＧＣ回路９には受信レベルの平均値を計算する回路が備えられている。この回路を利用することにより、相互相関回路に受信レベルの平均値を実装する必要がなくなる。従って、本実施の形態３によれば、回路規模を大幅に増大させることなく、相互相関回路を容易に構成できる電子装置を得ることができる。
【００２９】
本実施の形態３に係る別の回路例を図７に示す。本回路のＲＦ受信回路６では、アンプ１０、ミキサ１１が直列に接続され、Ａ／Ｄ変換器１２を介してベースバンド信号が出力される構成となっている。そして、アナログＲＳＳＩ１３を介して、受信レベルが検出されるようにしたものである。このような構成であっても、図６の構成と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
本実施の形態１〜３では、従来の相互相関回路において複雑な計算を行うための回路に代えて、振幅情報信号Ｒ（ｔ）またはその平方根を使用するようにした。これにより、回路規模及び消費電力を低減させることができる。また、平方根や累積加算等にも不要とすることができ、速度制限を緩和することができる。
【００３１】
なお、以上説明した実施の形態１〜３では、相互相関回路、およびこの相関回路を含む電子装置について説明したが、これらの相関回路を含み、通信を行うベースバンド処理回路や電子装置であれば、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態１に係る相互相関回路の基本構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る相互相関回路の回路図である。
【図３】実施の形態１の変形例に係る相互相関回路の基本構成を示す図である。
【図４】実施の形態１の変形例に係る相互相関回路の回路図である。
【図５】実施の形態２に係る電子装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態３に係る電子装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る電子装置の構成を示す図である。
【図８】従来の相互相関回路の基本構成を示す図である。
【図９】従来の相互相関回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  相互相関回路、２  加算器、３  振幅情報出力手段、４  正規化手段、５  相互相関値算出手段、６  ＲＦ受信回路、７  フレーム同期回路、８  同期回路、９  自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）、１０  アンプ、１１  ミキサ、１２  Ａ／Ｄ変換器、１３  アナログＲＳＳＩ。
【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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