(57)【要約】【課題】相関同期手法において、干渉成分により相関値ピークがなまった場合でも真の同期位置を推定することができる無線受信装置、同期位置推定方法、および同期位置推定プログラムを提供する。【解決手段】無線受信装置の同期位置推定部３において、従来の相関法により受信信号と既知信号との相関値が算出され、主制御部６は、最高の相関値ピークを中心に再同期位置推定区間を設定する。復調部４は、再同期位置推定区間内の各サンプル点を仮の同期位置として受信信号の復調を行ない、エラー判定部５は、復調結果のエラーの有無を判定する。エラー無しと判定されると、当該サンプル点を真の同期位置と推定し、受信信号全体の復調処理を実行する。【選択図】　　　　図２
2004032642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する無線受信装置であって、
前記所定の既知信号を予め保持した既知信号保持手段と、
前記受信した信号と前記保持されている既知信号との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段によって算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定する信号区間設定手段と、
前記所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なう受信処理手段と、
前記受信処理手段による受信処理が成功したか否かを判定する受信判定手段と、
受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する前記仮定された同期位置を真の同期位置と推定する同期位置推定手段とを備えた、無線受信装置。
【請求項２】
前記信号区間設定手段は、前記所定の信号区間内において前記受信処理手段による受信処理に成功しなかった場合、前記相関値算出手段によって算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定し、
前記受信処理手段は、前記再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なう、請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記相関値算出手段によって算出された相関値の最高のピーク値と、前記最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、前記算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定する差分判定手段をさらに備え、
前記信号区間設定手段、前記受信処理手段、前記受信判定手段、および前記同期位置推定手段は、前記算出された差分が前記所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて動作して同期位置の推定を行なう、請求項１または２に記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記受信処理手段は、アダプティブアレイ処理により前記受信信号から干渉成分を除去するアダプティブアレイ処理手段を含む、請求項１から３のいずれかに記載の無線受信装置。
【請求項５】
前記受信処理手段は、前記受信信号の復調処理を行なう、請求項１から４のいずれかに記載の無線受信装置。
【請求項６】
前記受信判定手段は、前記受信処理手段で復調された前記受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定する、請求項５に記載の無線受信装置。
【請求項７】
前記受信判定手段は、前記受信処理手段で復調された前記受信信号と前記所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定する、請求項６に記載の無線受信装置。
【請求項８】
所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する同期位置推定方法であって、
前記所定の既知信号を予め保持するステップと、
前記受信した信号と前記保持されている既知信号との相関値を算出するステップと、
前記算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定するステップと、
前記所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なうステップと、
前記受信信号の受信処理が成功したか否かを判定するステップと、
受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する前記仮定された同期位置を真の同期位置と推定するステップとを備えた、同期位置推定方法。
【請求項９】
前記所定の信号区間を設定するステップは、前記所定の信号区間内において前記受信信号の受信処理に成功しなかった場合、前記算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定するステップを含み、
前記受信処理を行なうステップは、前記再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なうステップを含む、請求項８に記載の同期位置推定方法。
【請求項１０】
前記算出された相関値の最高のピーク値と、前記最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、前記算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定するステップと、
前記算出された差分が前記所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて、前記信号区間を設定するステップ、前記受信処理を行なうステップ、前記受信処理が成功したか否かを判定するステップ、および前記同期位置を推定するステップを実行して同期位置の推定を行なうステップとをさらに備える、請求項８または９に記載の同期位置推定方法。
【請求項１１】
前記受信処理を行なうステップは、アダプティブアレイ処理により前記受信信号から干渉成分を除去するステップを含む、請求項８から１０のいずれかに記載の同期位置推定方法。
【請求項１２】
前記受信処理を行なうステップは、前記受信信号の復調処理を行なうステップを含む、請求項８から１１のいずれかに記載の同期位置推定方法。
【請求項１３】
前記受信処理が成功したか否かを判定するステップは、前記復調された前記受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定するステップを含む、請求項１２に記載の同期位置推定方法。
【請求項１４】
前記受信処理が成功したか否かを判定するステップは、前記復調された前記受信信号と前記所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定するステップを含む、請求項１３に記載の同期位置推定方法。
【請求項１５】
所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する同期位置推定プログラムであって、コンピュータに、
前記所定の既知信号を予め保持するステップと、
前記受信した信号と前記保持されている既知信号との相関値を算出するステップと、
前記算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定するステップと、
前記所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なうステップと、
前記受信信号の受信処理が成功したか否かを判定するステップと、
受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する前記仮定された同期位置を真の同期位置と推定するステップとを実行させる、同期位置推定プログラム。
【請求項１６】
前記所定の信号区間を設定するステップは、前記所定の信号区間内において前記受信信号の受信処理に成功しなかった場合、前記算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定するステップを含み、
前記受信処理を行なうステップは、前記再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに前記受信信号の受信処理を行なうステップを含む、請求項１５に記載の同期位置推定プログラム。
【請求項１７】
前記算出された相関値の最高のピーク値と、前記最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、前記算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定するステップと、
前記算出された差分が前記所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて、前記信号区間を設定するステップ、前記受信処理を行なうステップ、前記受信処理が成功したか否かを判定するステップ、および前記同期位置を推定するステップを実行して同期位置の推定を行なうステップとをさらにコンピュータに実行させる、請求項１５または１６に記載の同期位置推定プログラム。
【請求項１８】
前記受信処理を行なうステップは、アダプティブアレイ処理により前記受信信号から干渉成分を除去するステップを含む、請求項１５から１７のいずれかに記載の同期位置推定プログラム。
【請求項１９】
前記受信処理を行なうステップは、前記受信信号の復調処理を行なうステップを含む、請求項１５から１８のいずれかに記載の同期位置推定プログラム。
【請求項２０】
前記受信処理が成功したか否かを判定するステップは、前記復調された前記受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定するステップを含む、請求項１９に記載の同期位置推定プログラム。
【請求項２１】
前記受信処理が成功したか否かを判定するステップは、前記復調された前記受信信号と前記所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定するステップを含む、請求項２０に記載の同期位置推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線受信装置、同期位置推定方法および同期位置推定プログラムに関し、特に、相関同期の手法を用いて受信信号の同期位置を検出するための、無線受信装置、同期位置推定方法および同期位置推定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無線通信においては、受信側で、送信側とのフレーム同期を確立する必要がある。すなわち、受信側で、受信信号の同期位置を見出すことによって受信信号の先頭を特定し、受信信号全体の受信処理（復調）が可能となる。
【０００３】
たとえば、近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＰＨＳ）では、基地局（Ｃｅｌｌ　Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、ＣＳ）において移動端末装置（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｓｔａｔｉｏｎ：以下、ＰＳ）から受信した信号の同期位置を見つける方法として、いわゆる相関法（または相関同期法）を用いた同期位置推定方法が従来から知られている。
【０００４】
以下に、従来から知られている相関法を用いた同期位置推定方法についてその概略を説明する。
【０００５】
一般にＣＳがＰＳから時分割多重で信号を受信した場合、受信信号のうち、最初の不要成分を除いて絶対時間軸上のどの位置から信号の情報部分が始まるか（ＰＨＳではスタートシンボル：以下、ＳＳ）を特定しなければ、ＣＳは受信信号をデータに復調することができない。このように情報の開始位置を特定すること（ＰＨＳではＳＳの時間位置を特定すること）を一般に同期位置の推定と称する。
【０００６】
このような同期位置の推定方法として、以下に説明する相関法の考え方が広く用いられている。この方法では、まず、ＰＳからの受信信号がすべてのユーザに対して共通の既知の参照信号（以下、既知信号）を含むことに鑑み、この既知信号を予めＣＳのメモリに記憶させておく。
【０００７】
なお、既知信号としては、たとえばＰＨＳでは、プリアンブルとユニークワードとの組合せが用いられ、プリアンブルは“１００１”の繰返しのビット列で構成され、ユニークワードはＰＳ側からの送信とＣＳ側からの送信とで異なる所定のビット列で構成される。
【０００８】
そして、ＣＳにおいて、受信信号列のうち、既知信号長に相当する受信信号をずらしながら切出して、メモリに予め記憶されている既知信号との相関値を計算する。計算された相関値がピークとなる時間位置が同期位置として特定される。
【０００９】
この同期位置の特定の経過を、図８のタイミング図を参照して説明する。図８の（ａ）は、ＣＳのメモリに記憶されている既知信号ｒ（ｉ）（ｉ＝０〜Ｐ−１）の区間（ここでＰは既知信号区間のサンプル数）を表わしている。これに対し、図８の（ｂ）は、ＣＳがＰＳから連続的に受信した受信信号ｘ（ｉ）を表わしている。
【００１０】
ここで、受信信号ｘ（ｉ）の開始からｍサンプルの時間差のタイミングで切り出した受信信号ｘ（ｉ＋ｍ）と、既知信号ｒ（ｉ）との、既知信号長Ｐサンプルに相当する期間にわたる相関値ρ（ｍ）は、次式で与えられる。
【００１１】
【数１】
2004032642.tif 000003
【００１２】
このように、受信信号ｘ（ｉ）から、既知信号ｒ（ｉ）の信号長Ｐと等しい時間長だけ信号をずらしながら切出し、その切出した受信信号を既知信号と対比した結果、両者が一致すれば双方の信号の相関値は高くなり（完全に一致すれば１．０）、一致しなければ低くなる。図９の（ａ）のグラフは、このような既知信号ｒ（ｉ）と受信信号ｘ（ｉ）との相関値からなる理想的な相関関数を示している。なお、図９の各グラフにおいて、横軸は、時間軸（サンプル番号）を表わし、縦軸は、受信信号と既知信号との相関値を表わしている。
【００１３】
図９（ａ）の例においては、受信信号ｘ（ｉ）の時間軸上の信号と既知信号ｒ（ｉ）の固定信号との一致が実現した時間位置において、両者の相関関数の相関値の波形は鋭くピーク値を取ることになり、それ以外の時間位置では相関値は低く（０に近く）なる。
【００１４】
このように、ＣＳのメモリに記憶されている既知信号と、受信信号の部分信号との相関値を連続的に計算し、そのピーク値を見つけることにより、時間軸上の同期位置を特定することが可能になる。以上が、従来の相関法による同期位置推定方法の基本的な考え方である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような相関法による同期位置推定方法の説明では、１つのＰＳからの信号が単独でＣＳで受信されることを前提としている。しかしながら、２つのＰＳからの、同じ周波数を有しかつ同じ既知信号を含む別々の信号が重なり合って１つのＣＳで受信されることがある。
【００１６】
たとえば、他のセル内でそのセルのＣＳと接続している他のＰＳの電波が不要な干渉電波となって、所望のＰＳからの同一周波数を有しかつ同一既知信号を含む信号と重なり合ってＣＳで受信されることがある。
【００１７】
このような場合に、上述の相関法による同期位置推定の手法では、所望のＰＳからの信号の同期位置を特定することができなくなる。図９の（ｂ）は、このように同期位置の推定が困難になった状態を説明するためのグラフである。
【００１８】
すなわち、同一周波数で同一既知信号を含む２つの信号（所望信号および干渉信号）が重なって受信された場合、所望信号だけでなく干渉信号に対しても相関値ピークが現れるため、双方の信号の受信タイミングの差、受信信号電力の差などによっては、全体として相関値ピークの波形がなまったり、所望信号の同期位置（真の同期位置）とは異なる位置に相関値ピークが現れたり（図９（ｂ）の場合）、２つのピーク値は現れずにその代わりに本来２つのピーク値が現れるべき２つの同期位置の中間に１つのピーク値だけが現れるような状態が生じることになる。特に、２つの受信信号の信号電力に大きな差がある場合、所望のＰＳからの受信電力が弱ければその信号の同期位置を見逃すことになる。
【００１９】
以上のように、従来の相関同期の手法では、所望信号に、同じ周波数で同じ既知信号を含む干渉信号が重なってＣＳで受信された場合に、所望のＰＳの同期位置を特定することができず、誤った同期位置を推定してしまい、受信信号を復調できなくなるという問題があった。
【００２０】
また、たとえ上述のような干渉成分がなくても、送信側（ＰＳ）と受信側（ＣＳ）との間で周波数偏差（周波数オフセット）がある場合、位相回転のためＣＳ側の受信信号が歪み、相関値ピーク波形がきれいに立たずになまってしまい、やはり同期位置を特定できないという問題点もあった。
【００２１】
それゆえに、この発明の目的は、所望信号に、同じ周波数で同じ既知信号を有する干渉成分が重なり合って受信側で受信された場合であっても、または送信側と受信側との間の周波数オフセットにより受信信号が歪んだ場合であっても、再同期位置推定処理を行うことにより、所望信号の真の同期位置を推定して受信信号を正確に復調することができる、無線受信装置、同期位置推定方法、および同期位置推定プログラムを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの局面によれば、所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する無線受信装置は、既知信号保持手段と、相関値算出手段と、信号区間設定手段と、受信処理手段と、受信判定手段と、同期位置推定手段とを備える。既知信号保持手段は、所定の既知信号を予め保持する。相関値算出手段は、受信した信号と保持されている既知信号との相関値を算出する。信号区間設定手段は、相関値算出手段によって算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定する。受信処理手段は、所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なう。受信判定手段は、受信処理手段による受信処理が成功したか否かを判定する。同期位置推定手段は、受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する仮定された同期位置を真の同期位置と推定する。
【００２３】
したがって、この発明によれば、相関同期の手法を用いる無線受信装置において、相関値のピークが真の同期位置からずれているような場合であっても、再同期位置推定処理により、真の同期位置を推定することが可能になる。
【００２４】
好ましくは、信号区間設定手段は、所定の信号区間内において受信処理手段による受信処理に成功しなかった場合、相関値算出手段によって算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定し、受信処理手段は、再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なう。
【００２５】
したがって、この発明によれば、最も高い相関値ピークの付近に真の同期位置を見出すことができなかった場合、真の同期位置が見出されるまで、次々に相関値ピークを選んでは再同期位置推定処理を繰り返していくことにより、より正確に真の同期位置を推定することが可能になる。
【００２６】
好ましくは、無線受信装置は、相関値算出手段によって算出された相関値の最高のピーク値と、最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定する差分判定手段をさらに備える。信号区間設定手段、受信処理手段、受信判定手段、および同期位置推定手段は、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて動作して同期位置の推定を行なう。
【００２７】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理が必要と判定された場合にのみ、当該処理を実行するように構成したので、不要な演算を省略することができる。
【００２８】
好ましくは、受信処理手段は、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去するアダプティブアレイ処理手段を含む。
【００２９】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理において、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去した後、受信処理を施しているので、受信処理に失敗することがなく、干渉成分が存在する場合でも正確に同期位置の推定が可能となる。
【００３０】
好ましくは、受信処理手段は、受信信号の復調処理を行なう。
好ましくは、受信判定手段は、受信処理手段で復調された受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定する。
【００３１】
好ましくは、受信判定手段は、受信処理手段で復調された受信信号と所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定する。
【００３２】
この発明の他の局面によれば、所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する同期位置推定方法は、所定の既知信号を予め保持するステップと、受信した信号と保持されている既知信号との相関値を算出するステップと、算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定するステップと、所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なうステップと、受信信号の受信処理が成功したか否かを判定するステップと、受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する仮定された同期位置を真の同期位置と推定するステップとを備える。
【００３３】
したがって、この発明によれば、相関同期の手法を用いる無線受信装置において、相関値のピークが真の同期位置からずれているような場合であっても、再同期位置推定処理により、真の同期位置を推定することが可能になる。
【００３４】
好ましくは、所定の信号区間を設定するステップは、所定の信号区間内において受信信号の受信処理に成功しなかった場合、算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定するステップを含み、受信処理を行なうステップは、再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なうステップを含む。
【００３５】
したがって、この発明によれば、最も高い相関値ピークの付近に真の同期位置を見出すことができなかった場合、真の同期位置が見出されるまで、次々に相関値ピークを選んでは再同期位置推定処理を繰り返していくことにより、より正確に真の同期位置を推定することが可能になる。
【００３６】
好ましくは、同期位置推定方法は、算出された相関値の最高のピーク値と、最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定するステップと、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて、信号区間を設定するステップ、受信処理を行なうステップ、受信処理が成功したか否かを判定するステップ、および同期位置を推定するステップを実行して同期位置の推定を行なうステップとをさらに備える。
【００３７】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理が必要と判定された場合にのみ、当該処理を実行するように構成したので、不要な演算を省略することができる。
【００３８】
好ましくは、受信処理を行なうステップは、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去するステップを含む。
【００３９】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理において、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去した後、受信処理を施しているので、受信処理に失敗することがなく、干渉成分が存在する場合でも正確に同期位置の推定が可能となる。
【００４０】
好ましくは、受信処理を行なうステップは、受信信号の復調処理を行なうステップを含む。
【００４１】
好ましくは、受信処理が成功したか否かを判定するステップは、復調された受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定するステップを含む。
【００４２】
好ましくは、受信処理が成功したか否かを判定するステップは、復調された受信信号と所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定するステップを含む。
【００４３】
この発明のさらに他の局面によれば、所定の既知信号を含む信号を受信して同期位置を推定する同期位置推定プログラムは、コンピュータに、所定の既知信号を予め保持するステップと、受信した信号と保持されている既知信号との相関値を算出するステップと、算出された相関値の最高のピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を設定するステップと、所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なうステップと、受信信号の受信処理が成功したか否かを判定するステップと、受信処理に成功したと判定された受信信号に対応する仮定された同期位置を真の同期位置と推定するステップとを実行させる。
【００４４】
したがって、この発明によれば、相関同期の手法を用いる無線受信装置において、相関値のピークが真の同期位置からずれているような場合であっても、再同期位置推定処理により、真の同期位置を推定することが可能になる。
【００４５】
好ましくは、所定の信号区間を設定するステップは、所定の信号区間内において受信信号の受信処理に成功しなかった場合、算出された相関値の次に高いピーク値に対応する受信信号点を含む所定の信号区間を再設定するステップを含み、受信処理を行なうステップは、再設定された所定の信号区間内の各信号点を順次同期位置と仮定し、仮定された各同期位置ごとに受信信号の受信処理を行なうステップを含む。
【００４６】
したがって、この発明によれば、最も高い相関値ピークの付近に真の同期位置を見出すことができなかった場合、真の同期位置が見出されるまで、次々に相関値ピークを選んでは再同期位置推定処理を繰り返していくことにより、より正確に真の同期位置を推定することが可能になる。
【００４７】
好ましくは、同期位置推定プログラムは、算出された相関値の最高のピーク値と、最高のピーク値に対応する信号点の付近の信号点の相関値との間の差分を算出し、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定するステップと、算出された差分が所定のしきい値よりも小さいことが判定されたことに応じて、信号区間を設定するステップ、受信処理を行なうステップ、受信処理が成功したか否かを判定するステップ、および同期位置を推定するステップを実行して同期位置の推定を行なうステップとをさらにコンピュータに実行させる。
【００４８】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理が必要と判定された場合にのみ、当該処理を実行するように構成したので、不要な演算を省略することができる。
【００４９】
好ましくは、受信処理を行なうステップは、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去するステップを含む。
【００５０】
したがって、この発明によれば、再同期位置推定処理において、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去した後、受信処理を施しているので、受信処理に失敗することがなく、干渉成分が存在する場合でも正確に同期位置の推定が可能となる。
【００５１】
好ましくは、受信処理を行なうステップは、受信信号の復調処理を行なうステップを含む。
【００５２】
好ましくは、受信処理が成功したか否かを判定するステップは、復調された受信信号のエラーの有無によって復調が成功したか否かを判定するステップを含む。
【００５３】
好ましくは、受信処理が成功したか否かを判定するステップは、復調された受信信号と所定の既知信号との比較によりエラーの有無を判定するステップを含む。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００５５】
図１は、この発明の原理を説明するためのグラフであり、図９（ｂ）に示したように、干渉信号や周波数オフセットなどによって相関値のピークの位置が、所望信号の真の同期位置からずれてしまっている場合を示している。従来の相関同期の手法では、真の同期位置からずれた相関値のピーク位置を、誤って真の同期位置と推定してしまうことになる。
【００５６】
そこでこの発明では、干渉成分などにより相関値のピーク波形がなまるなどした場合であっても、所望信号の真の同期位置は相関値の見かけ上のピーク位置からそう大きくはずれない（相関値の見かけ上のピーク位置の付近に真の同期位置が存在する）という経験則に基づいて、相関値のピーク位置を基準にして所定のサンプル数（ピーク位置の前後±数サンプル）の再同期推定区間を設定し、その区間内で再度、同期位置の推定を行なうものである。
【００５７】
より具体的には、当該再同期推定区間内の受信信号の各信号点（各サンプル点）を順次同期位置として仮定し、仮定した各同期位置ごとに対応して受信信号処理（たとえば受信信号の復調処理）を実行していく。
【００５８】
図１に示すように、もしも設定された再同期推定区間内に真の同期位置が含まれていれば、それに対応するサンプル点を同期位置と仮定して受信信号処理を行なった場合に受信に成功することとなるため、そのサンプル点を真の同期位置と推定することが可能となる。
【００５９】
なお、受信に成功したか否かの判定は、受信処理された受信信号、たとえば復調された受信信号の受信エラーの有無に基づいて判定される。たとえば、順次、同期位置と仮定された各サンプル点から既知信号区間に相当する信号区間の受信信号を復調し、ＣＳに予め保持されている既知信号と対比する。
【００６０】
対比の結果、エラーが無いこと（エラーフリー）が判定されると、受信成功と判定し、そのサンプル点を真の同期位置と推定し、その後、通常受信のため、既知信号区間だけではなく、すべての受信信号（既知信号以降のデータ区間）に受信処理（復調）を施す。
【００６１】
図２は、図１に示したこの発明の基本原理を実現する無線受信装置（たとえばＣＳ）を示す機能ブロック図である。
【００６２】
図１を参照して、図示しない他の無線装置（たとえば所望のＰＳ）からの送信信号は、アンテナ１によって受信され、図示しない受信回路で増幅、周波数変換など必要なアナログ処理が施される。受信信号はその後、Ａ／Ｄ変換機２によってデジタルのサンプリングデータに変換され、同期位置推定部３に与えられる。
【００６３】
同期位置推定部３は、相関同期の手法により、相関値の最高のピーク値を求め、そのピーク位置に関する情報を主制御部６に与える。また、受信信号のデジタルデータはそのまま復調部４に渡される。
【００６４】
主制御部６は、図１に示したように、最高のピーク値の位置を基準に、再同期推定区間を設定し、その区間内の各サンプル点を順次、仮の同期位置として復調部４に知らせる。
【００６５】
復調部４では、主制御部６から知らされた仮の同期位置（サンプル点）を基準に、既知信号区間長の受信信号を復調し、その結果をエラー判定部５に与える。
【００６６】
エラー判定部５では、復調された既知信号長の受信信号と、予め主制御部６内に保持されている既知信号とを対比し、一致しているか否か、すなわちエラーフリーか否かを判定し、その結果を主制御部６に知らせる。
【００６７】
エラー判定部５の判定の結果、両信号が一致し、エラーフリーであると判定されると、復調部４は、主制御部６の指示により、上記仮の同期位置を真の同期位置とみなして当該同期位置を基準に受信信号全体（１スロット分のデータ）の復調を行ない、その復調出力がエラー判定部５を介してビット出力として出力される。
【００６８】
一方、エラー判定部５の判定の結果、両信号が一致せず、エラー有りと判定されると、主制御部６は再同期推定区間内の次のサンプル点を仮の同期位置として復調部４に知らせ、復調部４では、主制御部６から知らされた次の仮の同期位置（サンプル点）を基準に、既知信号区間長の受信信号を復調し、その結果をエラー判定部５に与える。
【００６９】
エラー判定部５の判定結果がエラーフリーとなるまで、再同期推定区間内で仮の同期位置をずらしながら、上述の復調およびエラー判定の処理を繰返す。
【００７０】
このように、再同期推定区間のサンプル点を順に基準として受信信号の復調を行なえば、真の同期位置を見出すことができる可能性が高い。
【００７１】
しかしながら、受信信号に干渉成分が含まれている場合には、上記のように各サンプル点を基準に受信信号を復調しても干渉成分のため復調に失敗する場合がある。
【００７２】
図３は、図２に示したこの発明の無線受信装置の変形例を示す機能ブロック図である。この図３に示した無線受信装置では、受信信号の復調に際して、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉信号成分を除去し、その後復調処理を行なおうとするものである。
【００７３】
このため、図３に示す無線受信装置では、複数本のアンテナからなるアレイアンテナ（図３では１ａ、１ｂおよび１ｃの３本のアンテナからなる）が設けられており、これらのアンテナからの複数系統の受信信号は図示しない受信回路で所定のアナログ処理が施された後、それぞれ対応するＡ／Ｄ変換機（図３では２ａ、２ｂおよび２ｃの３個）でデジタルのサンプリングデータに変換される。
【００７４】
これらの複数系統の受信信号は同期位置推定部３０に入力される。同期位置推定部３０は、基本的に、図２の同期位置推定部３と同様に、相関同期の手法により相関値のピークを検出する。
【００７５】
ただし、図３の同期位置推定部３０には複数系統（図３では３系統）の入力があるため、そのなかで最大レベルの信号系統を１系統選択し、当該１系統の受信信号に対して、図２の同期位置推定部３と同じ手法により相関値のピークを検出する方法、または複数系統のそれぞれに対して図２の同期位置推定部３と同じ手法により相関値を求め、複数系統の相関値の合計（平均）を求めてそのピークを検出する方法などが用いられる。
【００７６】
図３の復調部４０においては、複数系列の入力をアダプティブアレイ処理により合成し、その合成結果に対し、復調処理を施している。
【００７７】
ここで、アダプティブアレイ処理とは、ＰＳからの受信信号に基づいて、ＣＳの複数のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを推定して適応制御することによって、特定のＰＳからの信号を正確に抽出（合成）する周知の処理である。
【００７８】
図３の復調部４０には、受信信号のシンボルごとにこのようなウェイトベクトルを推定する図示しないウェイト制御部が設けられており、このウェイト制御部は、受信信号ベクトルと推定されたウェイトベクトルとの複素乗算和と、既知の参照信号との誤差の２乗を減少させるようウェイトベクトルを収束させる処理、すなわち特定の端末からの受信指向性を収束させるアダプティブアレイ処理を実行する。
【００７９】
アダプティブアレイ処理では、このようなウェイトベクトルの収束を、時間や信号電波の伝搬路特性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号中から干渉成分やノイズを除去し、特定の端末からの受信信号を抽出することができる。
【００８０】
このようなウェイト制御部では、ウェイト推定アルゴリズムとして、たとえばＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ　Ｌｅａｓｔ　Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズム、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムなどの逐次推定アルゴリズムを使用している。
【００８１】
このようなＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムは、アダプティブアレイ処理の分野では周知の技術であり、たとえば菊間信良著の「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）の第３５頁〜第４９頁の「第３章　ＭＭＳＥアダプティブアレー」に詳細に説明されているので、ここではアダプティブアレイ処理についての詳細な説明は省略する。
【００８２】
以上のように、図３の例では、復調部４０において、まずアダプティブアレイ処理によって干渉信号成分を除去した後、所望信号の復調を行なっているので、復調に失敗することがなく、干渉成分が存在する場合でも正確に同期位置の推定が可能となる。
【００８３】
［実施の形態１］
図２または図３に示した機能ブロック図で実行される同期位置推定動作は、無線受信装置（たとえばＣＳ）のデジタルシグナルプロセッサによってソフトウェアで実行することができる。
【００８４】
図４は、図２または図３の機能ブロック図で示される無線受信装置（ＣＳ）でソフトウェアで実行される、この発明の実施の形態１による同期位置推定方法を示すフロー図である。
【００８５】
図４を参照して、まずステップＳ１において、従来の相関法により、受信信号と所定の既知信号との相関値ピークが計算される。
【００８６】
次に、ステップＳ２において、図１を参照して説明したように、最も高い相関値ピークに対応するサンプル点を基準に±数サンプルの再同期位置推定区間を設定する。
【００８７】
次に、ステップＳ３において、この再同期位置推定区間内において、あるサンプル点を仮の同期位置（復調の基準となるサンプル点）と仮定し、ステップＳ４において、そのサンプル点を基準に受信信号（たとえば既知信号長に相当する信号長）に対し復調処理を施す。
【００８８】
なお、ここで、図３に示す構成の無線受信装置では、復調処理に先立って受信信号にアダプティブアレイ処理を施し、受信信号から干渉成分の除去を行なう。
【００８９】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で復調された受信信号がエラーフリーか否かが判定される。
【００９０】
ステップＳ５においてエラーフリーであることが判定されると、ステップＳ６において、復調の基準となった仮の同期位置であるサンプル点を真の同期位置と決定し再同期位置推定処理を終了する。この後、真の同期位置を基準に、受信信号全体に対する復調処理が実行される。
【００９１】
一方、ステップＳ５において、エラーフリーでないことが判定されると、ステップＳ７において、再同期位置推定区間のすべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了したか否かが判定される。
【００９２】
ステップＳ７において、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了していないと判定されると、仮の同期位置としての復調すべきサンプル点を、当該再同期位置推定期間内の次のサンプル点に設定する。なお、再同期位置推定区間内での次のサンプル点の決定の方法としては、たとえば再同期位置推定区間設定の基準となった相関値のピーク位置を中心に正方向・負方向に交互に徐々に離れていくように決定していってもよいが、このような方法に限られるものではない。
【００９３】
ステップＳ８において、次のサンプル点が決まると、上述のステップＳ４〜ステップＳ８の処理が繰返される。その過程において、ステップＳ５でエラーフリーと判定されたサンプル点があれば、その時点で、復調の基準となった仮の同期位置であるサンプル点を真の同期位置と決定し再同期位置推定処理を終了する。
【００９４】
そして、ステップＳ５でエラーフリーと判定されるサンプル点がないまま、ステップＳ７で、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了したと判定されると、結局、当該再同期位置推定区間内では真の同期位置を見出すことができなかったこととなり、一旦再同期位置推定処理を終了する。この場合には、ステップＳ２で基準にされた最も高い相関値ピーク位置をとりあえず仮の同期位置として以後の処理を実行することになる。
【００９５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、受信信号と既知信号との相関値により同期位置を推定する相関同期の手法を用いる無線受信装置（ＣＳ）において、干渉信号成分、周波数オフセットなどによって、相関値のピークが真の同期位置からずれているような場合であっても、相関値のピーク位置を中心とする再同期位置推定区間内で、エラー無く復調可能なサンプル点を見出すことにより、真の同期位置を推定することができ、受信信号全体の正確な復調が可能になる。
【００９６】
［実施の形態２］
図４に示した実施の形態１の処理では、前述のように、エラーフリーと判定されるサンプル点がないまま、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了した場合、当該再同期位置推定区間内では真の同期位置を見出すことができなかったこととなり、基準にされた最も高い相関値ピーク位置をとりあえず仮の同期位置として以後の処理を実行している。
【００９７】
このように、１つの相関値ピークを中心としてその付近に設定された再同期位置推定区間内に真の同期位置を見出せなかった場合には、当該相関値ピーク以外に他の相関値ピークが立っていてその周辺に真の同期位置が存在する可能性がある。
【００９８】
図５に示すこの発明の実施の形態２による処理では、図４に示した実施の形態１による処理で最も高い相関値ピークの付近に真の同期位置を見出すことができなかった場合、次に高い相関値ピークを中心に再同期位置推定区間を再設定し、図４の実施の形態１の再同期位置推定処理を実行する。そして、真の同期位置が見出されるまで、次々に相関値ピークを選んでは実施の形態１の処理を繰り返していくものである。
【００９９】
図５を参照して、図５に示すこの発明の実施の形態２による再同期位置推定処理は、以下の点を除いて、図４に示すこの発明の実施の形態１による再同期位置推定処理と同じであり、共通する処理ステップについては説明を繰返さない。
【０１００】
すなわち、図４の実施の形態１では、ステップＳ５でエラーフリーと判定されるサンプル点がないまま、ステップＳ７で、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了したと判定されると、結局、当該再同期位置推定区間内では真の同期位置を見出すことができなかったこととなり、処理を終了していたが、図５の実施の形態２では、ステップＳ５でエラーフリーと判定されるサンプル点がないまま、ステップＳ７で、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了したと判定されると、ステップＳ９に進み、次に高い相関値ピークに対応するサンプル点を基準に±数サンプルの再同期位置推定区間を設定する。
【０１０１】
以後は、この再同期位置推定区間に対して、ステップＳ３〜ステップＳ８の処理を繰返す。その過程において、ステップＳ５でエラーフリーと判定されたサンプル点があれば、その時点で、復調の基準となった仮の同期位置であるサンプル点を真の同期位置と決定し同期位置推定処理を終了する。
【０１０２】
そして、ステップＳ５でエラーフリーと判定されるサンプル点がないまま、ステップＳ７で、すべてのサンプル点を仮の同期位置とする復調処理が終了したと判定されると、結局、当該再同期位置推定区間内では真の同期位置を見出すことができなかったこととなり、ステップＳ９に戻って、さらにその次に高い相関値ピークに対応するサンプル点を基準に±数サンプルの再同期推定区間を設定し、この再同期位置推定区間に対して、ステップＳ３〜ステップＳ８の処理を繰返す。
【０１０３】
このように、ステップＳ５および６において真の同期位置が見出されるまで、ステップＳ９において基準となる相関値ピークを順次選択していく。これにより、図４の実施の形態１に比べて、より高い確率で真の同期位置を見出すことが可能となり、受信信号のより正確な復調動作が可能となる。
【０１０４】
［実施の形態３］
上述の実施の形態１および２では、相関値ピークが検出されれば無条件に再同期位置推定区間を設定し、同期位置の推定処理を実行している。しかしながら、図９を参照して説明したように、干渉成分や周波数オフセットがない場合には、図９（ａ）に示したように、真の同期位置に対応した理想的な相関ピークが得られており、そのような場合には、実施の形態１および２のような再同期位置推定処理を行なう必要はない。
【０１０５】
そこで、この発明の実施の形態３では、受信信号と既知信号との相関値ピークの波形から、再同期位置推定処理が必要か否かを判定し、不要と判定された場合には、再同期位置推定処理を省略することにより、演算量を削減することができる。
【０１０６】
図６は、このような再同期位置推定処理の要・不要を判定する手法を模式的に示すグラフである。図６を参照して、（ａ）は、再同期位置推定が不要な場合を示し、（ｂ）は、再同期位置推定が必要な場合を示している。
【０１０７】
いずれの場合も、相関値ピークを中心に、±数サンプルの判定区間を設定する（前述の再同期位置推定区間と同じ区間であってもよく、また異なっていてもよい）。そして、設定された判定区間内の相関値を取得して記憶する。
【０１０８】
そして、判定区間内において、ピークに対応するサンプル点の相関値と、その他のサンプル点（たとえばピークに隣接するサンプル点など、ピークに対して所定の関係を有する近くのサンプル点）の相関値を読出しその差を算出する。
【０１０９】
図９の（ａ）に示すように、算出された差分が所定のしきい値以上であると判定されると、当該相関値ピークはなまっておらず、真の同期位置に対応しているものと推定し、実施の形態１または２の再同期位置推定処理は実行しない。
【０１１０】
一方、図９の（ｂ）に示すように、算出された差分が所定のしきい値より小さいと判定されると、当該相関値ピークはなまっており、真の同期位置に対応していないものと推定し、実施の形態１または２の再同期位置推定処理を実行することになる。
【０１１１】
図７に示すこの発明の実施の形態３による処理では、図４に示した実施の形態１による処理を実行する前に、そのような再同期位置推定処理が本当に必要か否かを図６に示した方法で判定し、必要と判定された場合に、図４の実施の形態１の再同期位置推定処理を実行するものである。
【０１１２】
図７を参照して、図７に示すこの発明の実施の形態３による再同期位置推定処理は、以下の点を除いて、図４に示すこの発明の実施の形態１による再同期位置推定処理と同じであり、共通する処理ステップについては説明を繰返さない。
【０１１３】
すなわち、ステップＳ１０において、最も高い相関値ピークのサンプル点を仮の同期位置とし、ステップＳ１１において、その相関値と、その付近の（たとえば隣接する）サンプル点の相関値との差分がしきい値以上か否かが判定される。
【０１１４】
図９の（ａ）に示すように、その差分がしきい値以上であると判定されると、ステップＳ１２に進み、ステップＳ１０で仮の同期位置とされたサンプル点を真の同期位置と推定し、処理を終了する。すなわち、この場合には、ステップＳ２〜ステップＳ８の実施の形態１に対応する再同期位置推定処理は実行されない。
【０１１５】
一方、ステップＳ１１において、図９の（ｂ）に示すように、その差分がしきい値よりも小さいと判定されると、ステップＳ２に進み、ステップＳ２〜ステップＳ８の実施の形態１に対応する再同期位置推定処理を実行することになる。
【０１１６】
なお、図７に示した実施の形態３の処理は、図４の実施の形態１の処理の前に、ステップＳ１１で再同期位置推定処理の必要性を判定し、必要と判定された場合にのみ、ステップＳ２〜ステップＳ８の実施の形態１の再同期位置推定処理を実行するように構成したが、図５の実施の形態２の処理の前に、ステップＳ１１の再同期位置推定処理の必要性の判定を行ない、必要と判定された場合にのみ、ステップＳ２〜ステップＳ９の実施の形態２の再同期位置推定処理を実行するように構成してもよい。
【０１１７】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、相関値ピークの波形がなまっていて、再同期位置推定処理が必要と判定された場合にのみ、当該処理を実行するように構成したので、不要な演算を省略することができ、その分、他の処理を実行することができるようになる。
【０１１８】
なお、上述の実施の形態１〜３では、再同期位置推定処理において、受信信号のうち既知信号区間に相当する区間に対してのみ復調処理を施していたが、受信信号全体を復調してエラー判定を行なうように構成してもよい。
【０１１９】
さらに、上述の実施の形態１〜３は、受信信号に、干渉成分や、周波数オフセットがある場合に有効であるが、無線受信装置の電源投入直後のように同期位置が全く不明な場合にも有効である。すなわち、従来の相関法で大まかに同期位置の推定を行ない、得られた相関値ピークを中心にその付近で再度同期位置推定を行なうことにより、真の同期位置を見出すことが可能になる。
【０１２０】
さらに、上述の実施の形態は、無線受信装置としての基地局（ＣＳ）にこの発明を適用した場合について説明したが、この発明は、ＣＳに限らず、相関法により同期位置推定をするすべての無線受信装置に適用される。
【０１２１】
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。
【０１２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、相関同期の手法を用いる無線受信装置において、干渉信号成分、周波数オフセットなどによって、相関値のピークが真の同期位置からずれているような場合であっても、再同期位置推定処理により、真の同期位置を推定することができ、受信信号全体の正確な復調が可能になる。
【０１２３】
さらに、この発明によれば、最も高い相関値ピークの付近に真の同期位置を見出すことができなかった場合、真の同期位置が見出されるまで、次々に相関値ピークを選んでは再同期位置推定処理を繰り返していくことにより、より正確に真の同期位置を推定することができ、受信信号全体の正確な復調が可能になる。
【０１２４】
さらに、この発明によれば、再同期位置推定処理が必要と判定された場合にのみ、当該処理を実行するように構成したので、不要な演算を省略することができ、演算量の削減を図ることができる。
【０１２５】
さらに、この発明によれば、再同期位置推定処理において、アダプティブアレイ処理により受信信号から干渉成分を除去した後、受信処理を施しているので、受信処理に失敗することがなく、干渉成分が存在する場合でも正確に同期位置の推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の原理を説明するための相関値の波形図である。
【図２】この発明による無線受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図２に示した無線受信装置の変形例の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による同期位置推定方法を示すフロー図である。
【図５】この発明の実施の形態２による同期位置推定方法を示すフロー図である。
【図６】この発明の実施の形態３による同期位置推定方法の原理を説明するための相関値の波形図である。
【図７】この発明の実施の形態３による同期位置推定方法を示すフロー図である。
【図８】従来の相関同期の手法を説明する模式図である。
【図９】従来の相関同期の問題点を説明するための相関値の波形図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ　アンテナ、２，２ａ，２ｂ，２ｃ　Ａ／Ｄ変換機、３，３０　同期位置推定部、４，４０　復調部、５　エラー判定部、６　主制御部。
【図１】
2004032642.tif 000004
【図２】
2004032642.tif 000005
【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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