(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を高い精度で検出するための技術を提供する。【解決手段】  信号検出装置は、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する参照信号生成部と、参照信号をＮサンプル（Ｎは２以上の整数）時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された参照信号を出力する第１の遅延検波部と、受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された受信信号を出力する第２の遅延検波部と、第１の遅延検波部の出力及び第２の遅延検波部の出力の相互相関値を求める相関部と、相互相関値と所定の閾値との比較結果に基づいて受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する判定部と、を備える【選択図】      図７
2017216500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記参照信号を出力する第１の遅延検波部と、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記受信信号を出力する第２の遅延検波部と、
前記第１の遅延検波部の出力及び前記第２の遅延検波部の出力の相互相関値を求める相関部と、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する判定部と、
を備える信号検出装置。
【請求項２】
前記参照信号及び前記受信信号のサンプリング間隔がＴである場合に、ＴとＮとの積が前記参照信号及び前記受信信号の変調周期と略等しい、請求項１に記載された信号検出装置。
【請求項３】
前記参照信号及び前記受信信号は定包絡信号である、請求項１又は２に記載された信号検出装置。
【請求項４】
前記参照信号は、前記受信信号の同期信号を含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載された信号検出装置。
【請求項５】
前記参照信号及び前記受信信号はチャープ信号である、請求項１又は２に記載された信号検出装置。
【請求項６】
アンテナから受信した無線信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部の出力を直交検波して前記受信信号を生成する直交検波部と、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力する復調部と、
前記直交検波部から出力された前記受信信号が入力され、前記タイミング信号を前記復調部へ出力する請求項１乃至５のいずれか１項に記載された信号検出装置と、
を備える受信機。
【請求項７】
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成し、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
遅延検波された前記参照信号の虚部成分と遅延検波された前記受信信号の虚部成分との間の相互相関値を求め、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する、
信号検出方法。
【請求項８】
無線信号をディジタル信号に変換し、
前記ディジタル信号を直交検波して前記受信信号を生成し、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力し、
前記受信信号に基づいて、請求項７に記載された信号検出方法によって前記タイミング信号を出力する、
受信方法。
【請求項９】
信号検出装置のコンピュータに、
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する手順、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
遅延検波された前記参照信号と遅延検波された前記受信信号との間の相互相関値を求める手順、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する手順、
を実行させるための信号検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号検出装置及び信号検出方法に関し、特に、変調信号を高い時間精度で検出するための信号検出装置及び信号検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダや通信において、送信信号や送信信号の一部である同期信号を参照信号として、参照信号と受信信号との相関値を求め、求められた相関値に基づいて受信信号の同期タイミングあるいは受信信号そのものを検出する方法が知られている。その際、受信信号に大きな周波数オフセットがあると相関値のピーク値が著しく低下し、信号や同期の検出が困難となる。そのため、相関を利用した信号検出や同期検出には、受信信号の周波数オフセットを推定して補正する処理が必要となる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
さらに、本願発明に関連して、特許文献３は受信信号の同期検出装置を記載し、特許文献４は受信信号と遅延信号との相関値を計算する機能を備えるレーダ装置を記載する。特許文献５はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）信号に用いられる等化装置を記載し、特許文献６は遅延検波処理機能を備えるＡＦＣ（Automatic Frequency Control）処理装置を記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０４６３８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１０９０２７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１７９８２３号公報
【特許文献４】特開２０１２−２５１８２０号公報
【特許文献５】特開２００２−３４４３６２号公報
【特許文献６】特開２００６−１１５２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、遅延検波した受信信号とプリアンブルパターンとの相関に基づき、簡易な処理で同期を検出する方法が示されている。しかしながら、特許文献１に記載された一般的な遅延検波方法では、定包絡の信号に対して、高い時間精度で同期を検出することは、後述するように困難である。また、特許文献２に記載された技術では、ドップラーシフトによる未知の周波数オフセットを処理するために、それぞれ周波数オフセットの異なる複数の補正機能を並列に配置して処理する必要がある。すなわち、特許文献２に記載された技術には、複数の周波数補正機能を必要とするため、回路規模や処理負荷が増大するという課題がある。そして、特許文献３−６も、受信信号の検出タイミングあるいは同期タイミングを高い時間精度で検出するための技術を開示していない。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は、簡単な構成で、受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を高い精度で検出するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の信号検出装置は、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する参照信号生成部と、前記参照信号をＮサンプル（Ｎは２以上の整数）時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記参照信号を出力する第１の遅延検波部と、前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記受信信号を出力する第２の遅延検波部と、前記第１の遅延検波部の出力及び前記第２の遅延検波部の出力の相互相関値を求める相関部と、前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する判定部と、を備える。
【０００８】
本発明の信号検出方法は、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成し、前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記参照信号の虚部成分と遅延検波された前記受信信号の虚部成分との間の相互相関値を求め、前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の信号検出プログラムは、信号検出装置のコンピュータに、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する手順、前記参照信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、遅延検波された前記参照信号の虚部成分のみを出力する手順、前記受信信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、遅延検波された前記受信信号の虚部成分のみを出力する手順、遅延検波された前記参照信号の虚部成分と遅延検波された前記受信信号の虚部成分との間の相互相関値を求める手順、前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する手順、を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、簡単な構成で、受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を高い精度で検出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の受信機１００の構成例を示すブロック図である。
【図２】信号検出器５の構成例を示すブロック図である。
【図３】遅延検波器１２及び１３の構成例を示すブロック図である。
【図４】信号検出器５の動作手順の例を示すフローチャートである。
【図５】複素乗算器１０２から出力される複素信号の振幅を示すグラフの例である。
【図６】第２の実施形態の受信機２００の構成例を示すブロック図である。
【図７】信号検出器５１の構成例を示すブロック図である。
【図８】遅延検波器２２及び２３の構成例を示すブロック図である。
【図９】信号検出器５１の動作手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の受信機１００の構成例を示すブロック図である。受信機１００は、アンテナ１、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換器２、直交検波器３、復調器４、信号検出器５を備える。アンテナ１は、無線信号を受信して、受信した信号をＡ／Ｄ変換器２へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２は、アンテナ１から入力された信号をディジタル信号に変換する。アンテナ１で受信された信号は、Ａ／Ｄ変換器２に入力される前に低い周波数に変換（ダウンコンバート）されてもよい。Ａ／Ｄ変換器２は、入力された信号をディジタル信号に変換して、直交検波器３へ出力する。直交検波器３は、Ａ／Ｄ変換器２から入力されたディジタル信号を直交検波して受信信号を生成する。受信信号は、実部と虚部とを持つ複素信号である。受信信号は、復調器４及び信号検出器５へ出力される。
【００１３】
信号検出器５は、直交検波器３が生成した複素信号に基づいてタイミング信号を生成し、復調器４へ出力する。タイミング信号は、復調器４における受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示す。これらのタイミングは、例えば、タイミング信号の立ち上がりによって示されるが、他の手段によってタイミングが示されてもよい。信号検出器５の構成及び動作についてはさらに後述する。なお、以降では「受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方」を「信号検出／同期タイミング」と記載する。
【００１４】
復調器４には、受信信号及びタイミング信号が入力される。復調器４は、タイミング信号が示すタイミングに基づいて、複素信号である受信信号を復調する。受信機１００において、信号検出器５以外の要素の構成は一般的な受信機の構成要素として知られているため、それぞれの構成及び動作の詳細な説明は省略する。
【００１５】
信号検出器５について以下に説明する。図２は、受信機１００に備えられる信号検出器５の構成例を示すブロック図である。信号検出器５は、参照信号生成器１１、遅延検波器１２及び１３、相関器１４、判定器１５を備える。
【００１６】
参照信号生成器１１は、参照信号を生成して、遅延検波器１２へ出力する。参照信号は受信信号との相互相関値を計算するために用いられる信号である。参照信号は受信信号に対応する形式を持つ複素信号であり、受信機１００が受信する信号に応じてそのフォーマットが選択される。本実施形態において、参照信号及び受信信号は、定包絡信号である。参照信号は、例えば、チャープ信号やＦＳＫ（frequency shift keying）信号である。参照信号は、受信機１００と対になって使用される送信機において用いられる送信信号に基づいて生成されてもよい。
【００１７】
例えば、受信信号がＦＳＫ信号であり信号検出器５を同期検出のために用いる場合には、参照信号生成器１１は、ＦＳＫ変調された、受信信号と同様のフォーマットを持つ送信信号に含まれる同期信号を、参照信号として生成してもよい。信号検出器５がチャープ方式のレーダの受信部で用いられる場合には、レーダが送信する１個のチャープ信号全体を参照信号としてもよい。レーダのチャープ信号を参照信号として用いることで、受信機１００がレーダに備えられる場合に、信号検出器５が出力するタイミング信号によって、チャープ信号の検出タイミングを知ることができる。このように、参照信号は、相関器１４において受信信号との相互相関値に基づいて信号検出／同期タイミングの検出が可能である信号が選ばれる。
【００１８】
遅延検波器１２は、参照信号を遅延検波して、遅延検波された信号の虚部成分のみを相関器１４へ出力する。遅延検波器１３は、受信機１００に備えられる直交検波器３から出力された受信信号を遅延検波して、遅延検波された信号の虚部成分のみを相関器１４へ出力する。相関器１４は、遅延検波器１２から出力される信号と遅延検波器１３から出力される信号との相互相関値を計算して、相互相関値を判定器１５に出力する。判定器１５は、相関器１４から出力される相互相関値と、予め設定された閾値とを比較し、その比較結果に基づいて信号の検出又は同期の検出を判定する。判定結果はタイミング信号として判定器１５から図１の復調器４へ出力される。判定器１５は相互相関値のピークを検出する機能を備え、ピークが閾値を超えた時にタイミング信号を出力してもよい。
【００１９】
図３は、図２に示した遅延検波器１２及び１３の構成例を示すブロック図である。遅延検波器１２及び１３は同様の構成を備える。遅延検波器１２及び１３は、１サンプル遅延器１０１、複素乗算器１０２、虚部出力器１０３を備える。遅延検波器１２の１サンプル遅延器１０１及び複素乗算器１０２には、参照信号生成器１１から参照信号が入力される。遅延検波器１３の１サンプル遅延器１０１及び複素乗算器１０２には、直交検波器３から受信信号が入力される。１サンプル遅延器１０１は、入力された信号を１サンプル遅延させ、その複素共役信号を出力する。図３において、複素乗算器１０２に付された「＊」印は、複素乗算器１０２に入力される信号が１サンプル遅延器１０１の出力の複素共役信号であることを示す。
【００２０】
複素乗算器１０２は、遅延検波器１２又は１３への入力信号と１サンプル遅延器１０１の出力の複素共役信号とを複素乗算して、複素乗算結果を虚部出力器１０３へ出力する。すなわち、遅延検波器１２の複素乗算器１０２は、参照信号と、参照信号を１サンプル遅延させた信号の複素共役信号と、を複素乗算してその結果を虚部出力器１０３へ出力する。遅延検波器１３の複素乗算器１０２は、受信信号と、受信信号を１サンプル遅延させた信号の複素共役とを複素乗算してその結果を虚部出力器１０３へ出力する。虚部出力器１０３は、複素乗算器１０２の複素乗算結果から虚部のみを出力する。虚部出力器１０３の出力は、相関器１４に入力される。
【００２１】
図４は、信号検出器５の動作手順の例を示すフローチャートである。上述したように、遅延検波器１２及び遅延検波器１３は、それぞれ複素信号である参照信号と受信信号を遅延検波し（図４のステップＳ０１）、その結果から虚部成分のみを取り出して相関器１４へ出力する（ステップＳ０２）。相関器１４は、遅延検波された参照信号の虚部成分と遅延検波された受信信号の虚部成分との相互相関値を計算して出力する（ステップＳ０３）。判定器１５は、相互相関値のピークを検出し、相互相関値のピークが示すタイミングに基づき、信号検出／同期タイミングを出力する（ステップＳ０４）。
【００２２】
信号検出器５の機能は、ハードウエアのみで実現されてもよいし、中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）やディジタル信号処理装置（digital signal processor、ＤＳＰ）がプログラムを実行することによって実現されてもよい。
【００２３】
図３に示した遅延検波器１２及び１３における信号について説明する。遅延検波器１２及び１３は、入力された複素信号（すなわち、参照信号又は受信信号）と、それを１サンプル遅延させた信号を複素共役化した信号と、を複素乗算器１０２で複素乗算する。
【００２４】
受信信号の遅延検波について遅延検波器１３を例に説明する。時刻ｔにおける受信信号をＳ（ｔ）、Ｓ（ｔ）の位相をθｔ、Ｓ（ｔ）の振幅をＡｔ、サンプル間隔をＴとすると、１サンプル遅延器１０１におけるＳ（ｔ）の遅延検波で得られる信号は以下の式（１）で表される。
2017216500.tif 000003
・・・  式（１）
【００２５】
式（１）の「×」は複素乗算を意味し、上付き文字の「＊」は複素共役を意味する。ここで、時刻ｔにおける周波数オフセットによる位相誤差をφｔとすると、周波数オフセットを含む受信信号の遅延検波は以下の式（２）で表される。
2017216500.tif 000004
・・・  式（２）
【００２６】
式（２）の「ΔφＴ」は、周波数オフセットにより生じるサンプル間の位相差である。以上の２式から明らかなように、参照信号長に相当する時間で周波数オフセットを一定とみなせれば、式（１）と式（２）との差は位相オフセットのみとなる。従って、遅延検波を行った受信信号と、同様の遅延検波を行った参照信号と、の間で相互相関を求めることで信号検出／同期タイミングを検出することが可能となる。
【００２７】
ここで、受信信号やそれに含まれる同期信号を高い時間精度で検出するためには、サンプル間隔Ｔを充分小さくする（すなわち、サンプルレートを充分高くする）必要がある。しかしながら、サンプルレートが変調速度より高くなるほど、遅延検波された複素変調信号は複素平面上の０°付近に集中する。
【００２８】
図５は、複素乗算器１０２から出力される複素信号の振幅を示すグラフの例である。図５において、縦軸は振幅、横軸は時間であり、いずれも任意目盛である。図５は、複素乗算器１０２から出力される複素信号の振幅の時間的な変動の例を示す。受信信号が定包絡信号であれば、図５に示すように、遅延検波結果の振幅は振幅変動の小さい実部がその絶対値において虚部を大きく上回る。このような信号同士の相互相関値を求めると、振幅変動の小さい実部成分が相互相関値の計算結果において支配的となる。その結果、有意な相関のピークが得られない恐れがある。このため、先述したように、一般的な遅延検波方法では、定包絡の信号に対して高い時間精度で同期を検出することが困難である。そこで、本実施形態の遅延検波器１２及び１３は、虚部出力器１０３によって遅延検波後の参照信号及び受信信号の虚部のみを取り出し、相関器１４へ出力する。
【００２９】
具体的には、虚部出力器１０３は、式（２）で示される遅延検波された受信信号の虚部のみを相関器１４へ出力する。参照信号についても同様に、遅延検波された参照信号の虚部のみが相関器１４へ出力される。相関器１４は、遅延検波器１２及び１３から入力された虚部成分にのみ基づいて相互相関値を計算する。これにより、周波数オフセットが存在する受信信号に対しても、実部成分の影響を受けず高いサンプルレートで有意な相関のピーク（すなわち、信号検出／同期タイミング）を容易に検出することが可能となる。
【００３０】
以上説明したように、第１の実施形態の受信機１００は、大きな周波数オフセットの存在する環境で定包絡信号を受信する場合でも、高い時間精度で信号検出や同期検出が可能となる。その理由は、遅延検波により周波数オフセットの影響を除去し、さらに、遅延検波後の受信信号と参照信号とから実部成分を取り除き、虚部成分のみを相互相関値の計算に用いることで、より有効性が高い相互相関値の計算が可能となるからである。
【００３１】
なお、図２に示した信号検出器５は、信号検出装置と呼ぶことができる。図２に対応する信号検出装置の構成要素を、信号検出器５の参照符号に括弧を付して記載すると、信号検出装置は、参照信号生成部（１１）、第１の遅延検波部（１２）、第２の遅延検波部（１３）、相関部（１４）、判定部（１５）を備える。
【００３２】
参照信号生成部（１１）は、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する。第１の遅延検波部（１２）は、参照信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された参照信号の虚部成分のみを出力する。第２の遅延検波部（１３）は、受信信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された受信信号の虚部成分のみを出力する。相関部（１４）は、第１の遅延検波部（１２）の出力と第２の遅延検波部（１３）の出力との間の相互相関値を求める。判定部（１５）は、相互相関値に基づいて信号検出／同期タイミングを示すタイミング信号を出力する。
【００３３】
このような構成を備える信号検出装置は、遅延検波により周波数オフセットの影響を除去し、さらに、遅延検波後の受信信号及び参照信号の虚部成分のみを相互相関値の計算に用いる。従って、この信号検出装置も、実部成分の影響を受けず高いサンプルレートで有意な相関のピークを容易に検出するという、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態の受信機２００の構成例を示すブロック図である。受信機２００は、第１の実施形態の受信機１００と比較して、信号検出器５に代えて信号検出器５１を備える。受信機２００が備える、アンテナ１、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換器２、直交検波器３、復調器４の機能は受信機１００と同様であるため、これらの既出の要素には同一の名称及び参照符号を付して、重複する説明は適宜省略する。
【００３５】
受信機２００において、Ａ／Ｄ変換器２は、アンテナ１から入力された信号をディジタル信号に変換して、直交検波器３へ出力する。直交検波器３は、Ａ／Ｄ変換器２から入力されたディジタル信号を検波して複素信号である受信信号を生成する。受信信号は、復調器４及び信号検出器５１へ出力される。
【００３６】
信号検出器５１は、直交検波器３が生成した複素信号に基づいてタイミング信号を生成し、復調器４へ出力する。タイミング信号は、復調器４における信号検出／同期タイミングを示す。これらのタイミングは、例えば、タイミング信号の立ち上がりによって示されるが、他の手段によってタイミングが示されてもよい。復調器４には、受信信号及びタイミング信号が入力される。復調器４は、タイミング信号が示すタイミングに基づいて、複素信号である受信信号を復調する。
【００３７】
信号検出器５１の構成及び動作について以下に説明する。図７は、信号検出器５１の構成例を示すブロック図である。信号検出器５１は、参照信号生成器１１、遅延検波器２２及び２３、相関器２４、判定器１５を備える。信号検出器５１は、第１の実施形態の信号検出器５と比較して、遅延検波器１２及び１３、相関器１４に代えて、遅延検波器２２及び２３、相関器２４を備える点で相違する。遅延検波器２２及び２３は、遅延検波器１２及び１３とは異なり、虚部信号ではなく複素信号を出力する。相関器２４は、遅延検波器２２及び２３から出力される複素信号に基づいて、参照信号と受信信号との相互相関値を計算する。
【００３８】
本実施形態においても、参照信号及び受信信号は定包絡信号である。参照信号生成器１１は、参照信号を生成して、遅延検波器２２へ出力する。遅延検波器２２は、参照信号を遅延検波して、遅延検波によって生成された複素信号を相関器２４へ出力する。遅延検波器２３は、直交検波器３から出力された受信信号を遅延検波して、遅延検波によって生成された複素信号を相関器２４へ出力する。相関器２４は、遅延検波器２２から出力される複素信号と遅延検波器２３から出力される複素信号との相互相関値を計算して、相互相関値を判定器１５に出力する。判定器１５は、相関器２４から出力される相互相関値と、予め設定された閾値とを比較し、その比較結果に基づいて信号の検出又は同期の検出を判定する。判定結果はタイミング信号として図６の復調器４へ出力される。判定器１５は相互相関値のピークを検出する機能を備え、ピークが閾値を超えた時にタイミング信号を出力してもよい。
【００３９】
図８は、第２の実施形態の遅延検波器２２及び２３の構成を示すブロック図である。遅延検波器２２及び２３は、第１の実施形態の遅延検波器１２及び１３と比較して、１サンプル遅延器１０１に代えてＮサンプル遅延器２０１を備えるとともに、虚部出力器１０３を備えない点で相違する。遅延検波器２２及び２３は同様の構成を備える。すなわち、遅延検波器２２及び２３は、Ｎサンプル遅延器２０１及び複素乗算器１０２を備える。遅延検波器２２のＮサンプル遅延器２０１及び複素乗算器１０２には、参照信号が入力される。遅延検波器２３のＮサンプル遅延器２０１及び複素乗算器１０２には、受信信号が入力される。Ｎサンプル遅延器２０１は、遅延検波器２２及び２３への入力信号（すなわち参照信号又は受信信号）をＮサンプル遅延させた信号の複素共役信号を、複素乗算器１０２へ出力する。Ｎは２以上の整数である。
【００４０】
複素乗算器１０２は、遅延検波器２２又は２３への入力信号とＮサンプル遅延器２０１の出力の複素共役信号とを複素乗算して、複素乗算結果を出力する。すなわち、遅延検波器２２の複素乗算器１０２は、参照信号とＮサンプル遅延器２０１の出力の複素共役信号とを複素乗算して、その結果を相関器２４へ出力する。遅延検波器２３の複素乗算器１０２は、受信信号とＮサンプル遅延器２０１の出力の複素共役信号とを複素乗算して、その結果を相関器２４へ出力する。
【００４１】
ここで、２つの遅延検波器２２及び２３において、サンプル間隔ＴとＮとの積が受信信号の変調周期に近い値となる（すなわち、Ｔ・Ｎ≒変調周期とする）ようにＮを設定してもよい。Ｎを２より大きい整数に設定することにより、遅延検波の際に複素乗算される２つの信号のサンプリング時間の差が拡大するため、サンプル間隔Ｔが短い場合でも、遅延検波の結果得られる複素信号が複素平面上において０°付近へ集中することが抑制される。その結果、相関器２４において、高いサンプルレート（＝１／Ｔ）で複素信号による相互相関の計算を行った場合でも、相関のピークを容易に検出できる。なお、Ｎの値を大きくするに従って、Ｎサンプル遅延器２０１に必要な遅延量も増大する。これは、Ｎサンプル遅延器２０１の回路規模の増大やコストの上昇を招くため、例えばＴとＮとの積は変調周期あるいはその近傍の値となるようにＮを設定することが好ましい。しかし、複素信号同士の相互相関値のピークが検出されるのであれば、ＴとＮとに求められる関係はこれに限られない。
【００４２】
図９は、信号検出器５１の動作手順の例を示すフローチャートである。上述したように、遅延検波器２２及び遅延検波器２３は、それぞれ、複素信号である参照信号と受信信号とをそれぞれＮサンプル遅延させて遅延検波し（図９のステップＳ１１）、その結果を複素信号として相関器２４へ出力する（ステップＳ１２）。相関器２４は、遅延検波された参照信号の複素信号と遅延検波された受信信号の複素信号との相互相関値を算出して出力する（ステップＳ１３）。判定器１５は、相互相関値のピークを検出する機能を備え、相互相関値のピークが示すタイミングに基づき、信号検出／同期タイミングを出力する（ステップＳ１４）。
【００４３】
第１の実施形態の信号検出器５と同様に、信号検出器５１の機能は、ハードウエアで実現されてもよいし、ＣＰＵやＤＳＰがプログラムを実行することによって実現されてもよい。
【００４４】
以上説明したように、第２の実施形態の受信機２００においても、遅延検波により周波数オフセットの影響をキャンセルし、高い時間精度での信号及び同期検出が可能である。その理由は、Ｎサンプル遅延器を用いて参照信号及び受信信号の遅延検波を行い、その結果得られる複素信号を用いて相互相関値を検出しているからである。また、第２の実施形態の受信機２００は、遅延検波の際の遅延量をＮサンプルとすることで、相互相関値の計算に複素信号を用いても、高い時間精度で相互相関値を計算することができる。
【００４５】
なお、図７に示した信号検出器５１を、信号検出装置と呼ぶことができる。図７に対応する信号検出装置の構成要素を、信号検出器５１の参照符号に括弧を付して記載すると、この信号検出装置は、参照信号生成部（１１）、第１の遅延検波部（２２）、第２の遅延検波部（２３）、相関部（２４）、判定部（２５）を備える。
【００４６】
参照信号生成部（１１）は、受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する。第１の遅延検波部（２２）は、参照信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された参照信号を出力する。第２の遅延検波部（２３）は、受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された受信信号を出力する。ここで、Ｎは２以上の整数である。相関部（２４）は、第１の遅延検波部（２２）の出力と第２の遅延検波部（２３）の出力との間の相互相関値を求める。判定部（１５）は、相互相関値に基づいて信号検出／同期タイミングを示すタイミング信号を出力する。
【００４７】
このような構成を備える信号検出装置も、Ｎサンプル遅延器を用いて参照信号及び受信信号の遅延検波を行い、その結果得られる複素信号を用いて相互相関値を求めることで、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４８】
以上の各実施形態に記載された機能及び手順は、受信機１００及び２００が備えるＣＰＵがプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。ＣＰＵ及びプログラムの記録媒体は、信号検出器５及び５１に備えられていてもよい。
【００４９】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
【００５０】
（付記１）
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記参照信号の虚部成分のみを出力する第１の遅延検波部と、
前記受信信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記受信信号の虚部成分のみを出力する第２の遅延検波部と、
前記第１の遅延検波部の出力と前記第２の遅延検波部の出力との間の相互相関値を求める相関部と、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する判定部と、
を備える信号検出装置。
【００５１】
（付記２）
前記参照信号及び前記受信信号は定包絡信号である、付記１に記載された信号検出装置。
【００５２】
（付記３）
前記参照信号は、前記受信信号の同期信号を含む、付記１又は２に記載された信号検出装置。
【００５３】
（付記４）
前記参照信号及び前記受信信号はチャープ信号である、付記１に記載された信号検出装置。
【００５４】
（付記５）
アンテナから受信した無線信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部の出力を直交検波して前記受信信号を生成する直交検波部と、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力する復調部と、
前記直交検波部から出力された前記受信信号が入力され、前記タイミング信号を前記復調部へ出力する付記１乃至４のいずれか１項に記載された信号検出装置と、
を備える受信機。
【００５５】
（付記６）
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成し、
前記参照信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
遅延検波された前記参照信号の虚部成分のみを出力し、
前記受信信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
遅延検波された前記受信信号の虚部成分のみを出力し、
遅延検波された前記参照信号の虚部成分と遅延検波された前記受信信号の虚部成分との間の相互相関値を求め、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する、
信号検出方法。
【００５６】
（付記７）
無線信号をディジタル信号に変換し、
前記ディジタル信号を直交検波して前記受信信号を生成し、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力し、
前記受信信号に基づいて、付記６に記載された信号検出方法によって前記タイミング信号を出力する、
受信方法。
【００５７】
（付記８）
信号検出装置のコンピュータに、
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する手順、
前記参照信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
遅延検波された前記参照信号の虚部成分のみを出力する手順、
前記受信信号を１サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
遅延検波された前記受信信号の虚部成分のみを出力する手順、
遅延検波された前記参照信号の虚部成分と遅延検波された前記受信信号の虚部成分との間の相互相関値を求める手順、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する手順、
を実行させるための信号検出プログラム。
【００５８】
（付記９）
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記参照信号を出力する第１の遅延検波部と、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、遅延検波された前記受信信号を出力する第２の遅延検波部と、
前記第１の遅延検波部の出力及び前記第２の遅延検波部の出力の相互相関値を求める相関部と、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する判定部と、
を備える信号検出装置。
【００５９】
（付記１０）
前記参照信号及び前記受信信号のサンプリング間隔がＴである場合に、ＴとＮとの積が前記参照信号及び前記受信信号の変調周期と略等しい、付記９に記載された信号検出装置。
【００６０】
（付記１１）
前記参照信号及び前記受信信号は定包絡信号である、付記９又は１０に記載された信号検出装置。
【００６１】
（付記１２）
前記参照信号は、前記受信信号の同期信号を含む、付記９乃至１１のいずれか１項に記載された信号検出装置。
【００６２】
（付記１３）
前記参照信号及び前記受信信号はチャープ信号である、付記９又は１０に記載された信号検出装置。
【００６３】
（付記１４）
アンテナから受信した無線信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部の出力を直交検波して前記受信信号を生成する直交検波部と、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力する復調部と、
前記直交検波部から出力された前記受信信号が入力され、前記タイミング信号を前記復調部へ出力する付記９乃至１３のいずれか１項に記載された信号検出装置と、
を備える受信機。
【００６４】
（付記１５）
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成し、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行い、
遅延検波された前記参照信号と遅延検波された前記受信信号との間の相互相関値を求め、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する、
信号検出方法。
【００６５】
（付記１６）
無線信号をディジタル信号に変換し、
前記ディジタル信号を直交検波して前記受信信号を生成し、
タイミング信号に基づいて前記受信信号を復調して復調信号を出力し、
前記受信信号に基づいて、付記１５に記載された信号検出方法によって前記タイミング信号を出力する、
受信方法。
【００６６】
（付記１７）
信号検出装置のコンピュータに、
受信信号との相関を検出するための参照信号を生成する手順、
前記参照信号をＮ（Ｎは２以上の整数）サンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
前記受信信号をＮサンプル時間遅延させて遅延検波を行う手順、
遅延検波された前記参照信号と遅延検波された前記受信信号との間の相互相関値を求める手順、
前記相互相関値に基づいて前記受信信号の検出タイミング及び同期タイミングの少なくとも一方を示すタイミング信号を出力する手順、
を実行させるための信号検出プログラム。
【００６７】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６８】
また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１    アンテナ
２    Ａ／Ｄ変換器
３    直交検波器
４    復調器
５、５１    信号検出器
１１    参照信号生成器
１２、１３、２２、２３    遅延検波器
１４、２４    相関器
１５    判定器
１００、２００    受信機
１０１    １サンプル遅延器
１０２    複素乗算器
１０３    虚部出力器
２０１    Ｎサンプル遅延器
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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