(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも１スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数Ｋ個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記１フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートＮに亘る相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となるチップ位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。
【請求項２】
拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記１フレーム内でチップ位置をスライドさせながら復調データを読み出すとともに前記シンボル毎の拡散コードを読み出し、読みだされたシンボル毎の復調データとシンボル毎の前記拡散コードとの前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となる位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。
【請求項３】
前記相関演算手段は、次の相関パワーＰｈを算出することを特徴とする請求項２に記載の同期情報検出装置。
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）｜２
τ=0 
Ｓ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）：復調データ
Ｃｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）：拡散コードのデータ
ｃｏｎｊ：共役複素数
ｈｓ＝０〜ｋ−１（復調データ側のシンボルを特定する符号）
ｈｃ＝０〜ｋ−１（拡散コード側のシンボルを特定する符号）
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
Ｎ＝拡散レート＝１シンボル当たりのチップ数
ｉ＝０〜１フレーム内の全チップ数―１＝０〜Ｎ×Ｋ×Ｌ−１
Ｌ：１フレーム内のスロット数
Ｋ×Ｌ：１フレーム内の全シンボル数
Ｎ×Ｋ×Ｌ：１フレーム内の全チップ数
【請求項４】
前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを出力し、前記複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記τをＭ０×τに、前記ｉ＝０〜（Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）をｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）に置き換えて演算することを特徴とする請求項３に記載の同期情報検出装置。
【請求項５】
拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記１スロット内でチップ位置をスライドさせながらシンボル毎の復調データを読み出し、前記記憶手段から前記複数Ｋ個のシンボルの拡散コードをそれぞれ前記１フレーム内でスロット位置をスライドさせながら読み出し、読み出した前記復調データと読み出した前記拡散コードとの、前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となるチップ位置を、前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。
【請求項６】
前記相関演算手段は、次の相関パワーＰｈを算出することを特徴とする請求項５に記載の同期情報検出装置。
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋ｈ×Ｎ＋τ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｜２
τ=0
Ｓ（ｉ＋ｈ×Ｎ＋τ）：復調データ
Ｃｏｄｅ（τ＋ｈ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）：拡散コードのデータ
ｃｏｎｊ：共役複素数
ｈｓ＝０〜ｋ−１（復調データ側のシンボルを特定する符号）
ｈｃ＝０〜ｋ−１（拡散コード側のシンボルを特定する符号）
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
Ｎ＝拡散レート＝１シンボル当たりのチップ数
ｉ＝０〜（１スロット内の全チップ数―１）＝０〜（Ｎ×Ｋ−１）
ｊ＝０〜（Ｌ−１）
Ｌ：１フレーム内のスロット数
【請求項７】
前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを出力し、前記複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記Ｓ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）をＳ（ｉ＋Ｍ０×τ＋ｈｓ×Ｎ）に、前記ｉ＝＝０〜（Ｎ×Ｋ−１）をｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ−１）に置き換えて演算することを特徴とする請求項６に記載の同期情報検出装置。
【請求項８】
拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋａ個のシンボルで構成されたＣＤＭＡ信号を受けて復調してデジタルの復調データを出力する受信部（１００）と、該復調データの前記シンボルを解析する解析部（３００）とを有するデジタル変調信号解析装置であって、
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも１スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数Ｋ個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記１フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーの分散の度合いが最小となる位置を同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備え、
前記解析部は、前記求めた前記同期用タイミング情報を基に前記フレーム位置を特定して、前記復調データを解析することを特徴とするデジタル変調信号解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）から提案されているデジタル通信システム、特にＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｄｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）通信システムにおいて、所定の伝送フォーマットで構成されるフレーム列を含む変調データで変調された搬送波を受けて、復調された復調データに同期するための、或いはフレーム位置を特定するための同期情報を検出する同期情報検出装置及びそれを用いたデジタル変調信号解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＭＡ通信システムにおける変調信号解析は、変調信号の品質の評価、或いは上記のようにデバイス等を経由した変調信号を解析することによりデバイス等を評価するのに用いられる。変調信号を解析する技術としては、変調信号の特徴的性質の変化を評価する技術（特許文献１を参照）、及び理想的な信号との対比で評価する（特許文献２、３、４）等の技術がある。
【０００３】
ＣＤＭＡ通信では、送信側においては、図８に示すように、各チャンネルＣＨの信号がそれぞれ混合器２０において各チャンネルＣＨに対応したチャンネル識別コード（「チャンネライゼーションコード」とも呼ばれている。）で混合され、次に、加算器２１で集められて一連の信号に形成され、さらに、拡散手段２２によってスクランブリングコードで拡散レートＮで拡散して送信する。
【０００４】
受信側では、復調された後に、拡散された復調データＳ（ｔ）に対して既知データとしての拡散コードを畳み込み演算をして相関パワーＰ（ｔ）を得る（特許文献１を参照）。そして、相関パワーＰ（ｔ）のピーク位置（時間位置）を求めて、同期位置の確立、あるいはフレーム位置の特定がなされる。この相関に用いるチャンネルＣＨのコードは、チャンネル識別コードが変化しないＣＨ０と呼ばれるもののコードを使用する（例：ｃｄｍａ２０００ではＰＬＣＨ（パイロットＣＨ）、ＷＣＤＭＡのダウンリンクではＣＰＩＨ、そのアップリンクではＤＰＣＣＨ）。相関パワーＰは、次の式で示される。
N-1
Ｐ（ｔ）＝｛ΣＳ（ｔ＋τ）×ｃｏｎｊ（Ｃｏｄｅ（τ））｝２
τ=0
Ｎ＝送り側の表現で拡散レート（＝１シンボル当たりのチップ数）
＝受け側としては相関パワーの範囲である相関長を示す。
（「拡散率ＳＦ」と表現されることもある。）
ｃｏｎｊ（Ｃｏｄｅ（τ））：拡散コードＣｏｄｅ（τ）の複素共役を示す。
拡散コードＣｏｄｅ（τ）は、チャンネル識別コードとスクランブリングコードとを掛け合わせたものである。
【０００５】
特許文献１の技術では、受信信号と既知の系列信号との相互相関電力を求め、それをリサンプリング手段及び平均化手段を用いて、相互相関電力の雑音を減らして、そのピーク値を求めることで、受信タイミングを検出している。そして、相関をとる対象となる信号として、受信信号の中でもパイロットシンボルを用いている。
【特許文献１】特開平１０−３２５２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１９６０２４号公報
【特許文献３】特開２００７−５３４９４号公報
【特許文献４】特開２００４−９６２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、このような相関により同期するには、特許文献１に記載のように信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が問題になる。このＳ／Ｎの問題では、さらに、次のような問題があり、相関パワーのピークを求めることが困難な場合がある。
（１）同期に使用するチャンネルＣＨの信号レベル（復調レベル）より、高いレベルの信号のチャンネルが存在する場合（例えば、拡散レートが小さい場合）、雑音は本来、非同期状態であるが、高いレベルの信号（デジタル信号）により同相で多重化されたのと同じになるので、アナログ的な振る舞いというよりデジタル的な扱いとなる。このときＳ／Ｎは拡散コード（とりうる値を重視したときは、「拡散パターン」ということがある。）により異なるが数ｄＢ悪化することが考えられる。例えば、拡散レートＮ（ＳＦ）＝２のときの拡散パターンは（１，１）と（１，―１）の２つの状態があり、直交性によっては相関パワーにピークが発生する可能性がある。これは非相関雑音によるピークであるから、Ｓ／Ｎが悪くなる。
（２）同期に使用するチャンネルＣＨの信号レベル（復調レベル）が、全チャンネルのレベルより小さい場合は、相関パワーのピークが雑音に埋もれて検出できなくなる可能性が高い。
さらに、近年、要求される条件としては、次の（３）〜（４）のものがある。
（３）ＷＣＤＭＡ通信では、ＨＳＰＡやＨＳＰＡ＋と称される、より伝送速度の高速化のシステムが要求されている。これらのシステムでは、同期に用いるチャンネルＣＨの信号のレベルが低く要求されている。例えばＷＣＤＭＡのアップリンクのＤＰＣＣＨでは、―１８ｄＢ以下である。これは、相関長（拡散レートＮ）が２５６の場合、信号のレベルはー２４ｄＢ（−１０ＬｏＧ２５６）、雑音のバラツキ１０ｄＢを考慮すると、期待できるＳ／Ｎは、−１４ｄＢとなり、これが相関の限界を示す値である。つまり信号の方が低くなる可能性がある。
また、拡散レートＮ＝２や４のチャンネルように他の信号レベルが、ＤＰＣＣＨのレベルより高い状態が規定されている。
（４）一般に基地局と端末とでは、端末の出力のデータ時刻が限定できるのでアップリンクの信号の同期用のＤＰＣＣＨのレベルが小さくとも同期可能であるが、信号の出力タイミングを限定できない測定装置においては、同期がとれなくなる事態が発生する。
【０００７】
本発明の目的は、ＣＤＭＡ通信システムで、信号のレベルが所定期間、安定していることを利用して、安定な相関パワーが得られる時間位置をサーチすることにより、例えば、上記（２）のように拡散レートＮが小さく、レベルの大きなチャンネルの信号があっても、同期タイミング情報を検出できる技術を提供することである。
【０００８】
その目的を達成するためには、次の（ａ）〜（ｂ）に着眼した。
（ａ）チャンネル識別コード間（図８参照）では直交性が保証されている。そこで復調データ（受信信号を復調したデータ）と拡散コード（ここでは、チャンネル識別コードとスクランブリングコードとを掛け合わせたもの言う。以下、同じ）で同期（相関）をとった場合、同期したチャンネル以外のチャンネルのレベルは、０になる。したがって、拡散コードで相関をとると有利である。
（ｂ）ＣＤＭＡ通信システムの規格上、出力信号の一定期間（１スロットもしくは０．５スロット）の出力パワーは一定である。例えば、同期用のチャンネルのレベルが低く、相関パワーのピークの検出ができない状態であっても、相関パワーが安定に含まれていることに変わりはない。
（ｃ）そこで、複数回の相関パワーは、異なるシンボルについて相関をとっても、各相関パワーの安定な位置は各シンボルの位置に対して同じ位置に現れる。異なるシンボルに対する相関であるから、相関パワーのＳ／Ｎはそれぞれバラツキがでるが、シンボル位置を合わせて各相関パワーを比較すれば、各相関パワーの安定している位置では、それらの相関パワーのバラツキが最小になる。
【０００９】
ここで、目的を達成するための具体的な手段を説明する前に、理解に必要な，ＣＤＭＡ通信システムの信号のフレームを図７を用いて説明する。なお、図７は、図８の１つのチャンネルのフレームであって、実際には、上記図８で説明したように各コードで拡散されて伝送される。
【００１０】
図７で、１フレームは、複数Ｌ個のスロットで構成され、各スロットは複数Ｋ個のシンボルで構成され、各シンボルはＮ個のチップで構成されている。拡散レートはＮである。チップは、最小のデータ単位である。チップを符号「ｉ」で特定する表現にすれば、１フレーム内ではｉ＝０〜（Ｋ×Ｎ×Ｌ―１）、１スロット内ではｉ＝０〜（Ｋ×Ｎ―１）の範囲で変化しうる。スロットを特定する符号を「ｊ」とすれば、１フレーム内ではｊ＝０〜Ｌ−１範囲で変化しうる。１つの数値例で言えば、拡散レートＮ＝２５６のチップ数で、Ｋ＝１０であれば、１スロットは、Ｋ×Ｎ＝２５６０チップ、１フレームは、Ｌ＝１５スロット、Ｋ×Ｎ×Ｌ＝３８４００チップとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するための手段を以下に説明する。ここで、記憶手段が記憶する復調データについて説明しておく。記憶手段は、復調データを構成するチップの単位でその復調データを記憶する。したがって、送信側の実際のチップレートがｇであっても、復調データを記憶するのがチップレートｇで記憶するとは限らない。受信部でチップレートｇからチップレートＭ０（＝１，２，・・・の整数倍）倍に変更されたときは、チップレートＭ０×ｇでデータを記憶するものとする。
【００１２】
本発明の目的を達成するため、請求項１の発明は、拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも１スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数Ｋ個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記１フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートＮに亘る相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となるチップ位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えた。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記１フレーム内でチップ位置をスライドさせながら復調データを読み出すとともに前記シンボル毎の拡散コードを読み出し、読みだされたシンボル毎の復調データとシンボル毎の前記拡散コードとの前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋの相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となる位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えた。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記相関演算手段は、次の相関パワーＰｈを算出する構成とした。
N-1
Ｐｈ＝｛ΣＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）｝２
τ=0
Ｓ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）：復調データ
Ｃｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）：拡散コードのデータ
ｃｏｎｊ：共役複素数
ｈｓ＝０〜ｋ−１（復調データ側のシンボルを特定する符号）
ｈｃ＝０〜ｋ−１（拡散コード側のシンボルを特定する符号）
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
Ｎ＝拡散レート＝１シンボル当たりのチップ数
ｉ＝０〜１フレーム内の全チップ数―１＝０〜（Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）
Ｌ：１フレーム内のスロット数
Ｋ×Ｌ：１フレーム内の全シンボル数
Ｎ×Ｋ×Ｌ：１フレーム内の全チップ数
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを受けて、前記複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記τをＭ０×τに、前記ｉ＝０〜（Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）をｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）に置き換えて演算する構成とした。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成されたＣＤＭＡ信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記１スロット内でチップ位置をスライドさせながらシンボル毎の復調データを読み出し、前記記憶手段から前記複数Ｋ個のシンボルの拡散コードをそれぞれ前記１フレーム内でスロット位置をスライドさせながら読み出し、読み出した前記復調データと読み出した前記拡散コードとの、前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記Ｋ個の相関パワーＰｈの分散の度合いが最小となるチップ位置を、前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備えた。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記相関演算手段は、次の相関パワーＰｈを算出する構成とした。
N-1
Ｐｈ＝｛ΣＳ（ｉ＋ｈ×Ｎ＋τ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｝２ τ=0
Ｓ（ｉ＋ｈ×Ｎ＋τ）：復調データ
Ｃｏｄｅ（τ＋ｈ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）：拡散コードのデータ
ｃｏｎｊ：共役複素数
ｈｓ＝０〜ｋ−１（復調データ側のシンボルを特定する符号）
ｈｃ＝０〜ｋ−１（拡散コード側のシンボルを特定する符号）
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
Ｎ＝拡散レート＝１シンボル当たりのチップ数
ｉ＝０〜（１スロット内の全チップ数―１）＝０〜（Ｎ×Ｋ−１）
ｊ＝０〜（Ｌ−１）
Ｌ：１フレーム内のスロット数
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを出力し、前記複数Ｍ０倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記Ｓ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）をＳ（ｉ＋Ｍ０×τ＋ｈｓ×Ｎ）に、前記ｉ＝０〜（Ｎ×Ｋ−１）をｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ−１）に置き換えて演算する構成とした。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートＮで拡散された変調信号の１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋａ個のシンボルで構成されたＣＤＭＡ信号を受けて復調してデジタルの復調データを出力する受信部（１００）と、該復調データの前記シンボルを解析する解析部（３００）とを有するデジタル変調信号解析装置であって、
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段（４，５）と、
連続する前記複数Ｋ個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも１スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数Ｋ個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記１フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋ個の相関パワーＰｈを求める相関演算手段（６）と、
求めた前記複数Ｋ個の相関パワーの分散の度合いが最小となる位置を同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段（７）と、を備え
前記解析部は、前記求めた前記同期用タイミング情報を基に前記フレーム位置を特定して、前記復調データを解析する構成とした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、連続するＫ個のシンボルについて、復調データと拡散コードとの相関をとり、かつ相対的にいずれか一方を１フレーム分の範囲で位置をスライドさせながらサーチして相関をとり、そのＫ個の相関パワーのバラツキの最小位置を、同期タイミング情報とする構成であるから、Ｓ／Ｎの影響を軽減して検出することができる。つまり、従来のようにＳ／Ｎの影響を軽減した上で相関パワーのピークを求めていたのに比し、Ｓ／Ｎ改善に係る処理を軽減して同期タイミング情報を取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るデジタル変調信号解析装置についての実施形態の機能構成を示す図である。図１は、同期情報検出部（装置）の機能構成も含む。図２、図３は、図１の実施形態にナイキスト部が追加された場合の変形例であって、そのナイキスト部の機能構成を示す図である。図４は、図１の相関演算手段の第１の実施態様を説明するための図である。図５は、図１の同期情報検出手段の動作を説明するための図である。図６は、図１の相関演算手段の第２の実施態様を説明するための図である。図７，図８は、既に説明されているが、本発明における実施形態でも使用する。
【００２２】
図１の受信部１００は、周波数変換手段１，Ａ／Ｄ変換手段２、及び直交復調手段３で構成される。この受信部１００は、例えば、無線システムとしてＣＤＭＡ通信システムの基地局（不図示）から、図７のフォーマットを有する信号であって図８のようにチャンネル識別コードで混合、スクランブリングコードで拡散された搬送波が送られてくる。受信側では、この搬送波を受けて、周波数変換手段１により搬送波の周波数を中間周波数の信号に変換する。Ａ／Ｄ変換手段２は中間周波数の信号をデジタルデータに変換する。そして、直交復調手段３は、ＩとＱの互い直交するデータに分離して、復調する。そして、デジタルの復調データを受信の時間経過（受信タイミング）に対応させてデータの最小単位であるチップ単位でデータ記憶手段４に記憶させる。受信部１００において送信側のチップレートの整数倍Ｍ０に変更することがあるが、その場合は変更された復調データのチップレートで記憶する。チップレートが変更される場合については、後記の変形例１，２でナイキスト部８００を用いた態様で説明する。それまでは、基本的に、Ｍ０＝１として、送信側と、受信側とでのチップレートが同じで、データ記憶手段４に記憶されることで説明する。
【００２３】
復調データは図７と同様のデータフォーマットのフレームであり（拡散されている）、そのフォーマットの時間位置の順に記憶されるが、フレームは次から次と到来して記憶される。実際にはＩ，Ｑの各データ毎に記憶されるが、以下この発明では、纏めて復調データと言う。この最初に記憶された復調データそのままでは、時間連続して送られてくるので伝送フレームの先頭位置が特定されないまま時間順にデータ記憶手段４に記憶されるが、次に説明する同期情報検出部２００により、同期位置が検出されることにより復調データの中のフレームの先頭位置を検出して、例えば、その先頭位置にフラグを立てるなどして、特定できるようにされて記憶されている。したがって、解析部４００は、データ記憶手段４から復調データを読み出すときは、そのフレームの先頭位置を参照して読み出せる。
【００２４】
コード記憶手段５は、予め、相関同期をとろうとするチャンネル識別コードと、スクランブリングコードとを合わせた拡散コードのデータＣｏｄｅ（ｔ）を少なくとも１フレーム分をやはりチップ単位で記憶している。これは送信のときに用いられる既知のデータであり、予め記憶している。この拡散コードは、後に相関同期をとるのに用いられる。
【００２５】
相関演算手段６は、データ記憶手段４から読み出した復調データ（演算に用いるデータを示すときは：関数表示  Ｓ（ｔ）を用いる。）と、コード記憶手段５から読み出した拡散コード（演算に用いるデータを示すときは：関数表示  Ｃｏｄｅ（ｔ）を用いる。）との相関パワーを求める相関演算を行う。最終的にはその相関パワーを基に同期位置を検出することが目的であるので、この相関演算は、同期位置がフレームの何処にあるかサーチするための演算でもある。そのサーチ範囲は、１フレームである。したがって、特定範囲の復調データＳ（ｔ）（例えば：シンボル単位の復調データ）と特定範囲の拡散コードＣｏｄｅ（ｔ）との相関パワーを求めるが、それらのいずれか一方を少なくとも１フレームの範囲でスライドさせながら１フレーム分の相関パワーを求める。以下に、（Ｉ）復調データＳ（ｔ）をスライドさせる場合（第１の実施態様）、（II）拡散コードｃｏｄｅ（ｔ）をスライドさせる場合（第２の実施態様）について、説明する。
【００２６】
なお、同期情報検出手段７は、相関演算手段６の演算結果を基に同期情報を検出するものであるが、以降の（Ｉ）（II）の中で説明する。
【００２７】
下記の（Ｉ）及び（II）に共通の条件としては、復調信号は拡散コードにより拡散レートＮで拡散されており、その１フレームが複数Ｌ個のスロットで構成され、１スロットが複数Ｋ個のシンボルで構成され、各シンボルはＮ個のチップ数（チップは、最小単位のデータ）で構成されていることである。したがって、１フレーム内の全シンボル数はＫ×Ｌ、１フレーム内の全チップ数はＫ×Ｌ×Ｎである。なお、順番、範囲を言うときは、説明上、例えば０〜Ｌ−１のように「０」をスタートとして終わりを「―１」しているが、これは１〜Ｌであっても同じことである（他の符号においても同じ）。なお数値例としては、１フレーム＝３８４００チップ、拡散レートＮ＝２５６、１フレームのスロット数Ｌ＝１０、１スロットのシンボル数Ｋ＝１５。
【００２８】
（Ｉ）復調データＳ（ｔ）をスライドさせる場合（第１の実施態様）
これはサーチ範囲内（１フレーム内＝Ｋ×Ｌ×Ｎチップ数）でレベル変動が少ないときに有利である。同期情報検出に使用するチャンネルはＣＰＩＣＣ又はＤＰＳＳＨが有利であり、それらの１シンボルを用いる。
（Ｉ−１）演算データ取得手段６ａは、連続する前記複数Ｋ個の各シンボル位置にある復調データＳ（ｉ＋τ＋０×Ｎ）、Ｓ（ｉ＋τ＋１×Ｎ）、・・・、Ｓ（ｉ＋τ＋Ｋ×Ｎ）についてデータ記憶手段４から１フレーム内でチップ位置をスライドさせて（各復調データにおいてｉ＝０〜（Ｋ×Ｌ×Ｎ―１））まで変化させて）読み出す。その一般形を復調データＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）とする。ｈｓは０からＫ−１までの値をとり、シンボル位置（或いはシンボル間隔（長））を特定する符号であるが、ここでは、スタートｈｓ＝０は、時系列でデータ記憶手段４に記憶されている復調データの任意の位置であって良い。したがって、ここではｈｓは位置の順番（或いは個数）に該当する。
【００２９】
（Ｉ−２）また、演算データ取得手段６ａは、連続する前記複数Ｋ個の各シンボル位置にある拡散コードＣｏｄｅ（τ＋０×Ｎ）、Ｃｏｄｅ（τ＋１×Ｎ）、・・・、Ｃｏｄｅ（τ＋Ｋ×Ｎ）をコード記憶手段５から読み出す。その一般形をＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）とする。なお、ｈｃもｈｓと同様にシンボル位置（或いはシンボル間隔（長））を特定する符号であり、０からＫ−１までの値をとるが、ｈｓとは同じ値である必要はない。また、スタートｈｃ＝０はｈｓと同様に、任意の位置でよい。
【００３０】
（Ｉ−３）演算処理手段６ｂは、読みだされた各シンボル位置における復調データと各シンボル位置における前記拡散コードとの前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋの相関パワーＰｈを求める。つまり、次の演算を行う。
N-1
Ｐ０＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋０×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋０×Ｎ）｜２
τ=0
N-1
Ｐ１＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋１×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋１×Ｎ）｜２
τ=0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
N-1
ＰＫ−１＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋（Ｋ−１）×Ｎ）
τ=0                  ×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋（Ｋ−２）×Ｎ）｜２
【００３１】
上記の相関パワーＰ０〜ＰＫ−１を求める一般式は次のように示せる。
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）｜２
τ=0
ｉ＝０〜１フレーム内の全チップ数―１＝０〜（Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）
ｈｓ＝０〜Ｋ−１
ｈｃ＝０〜Ｋ−１
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
【００３２】
これら（Ｉ）の相関演算の仕方を示すのが図４である。復調データは、連続するＫ個のシンボル位置（１スロット内）にある復調データＳ（ｈｓ×Ｎ）を１フレーム間スライドさせて（図４の復調データＳ（ｔ）欄の点線）読み出している。同様に１スロット内で連続Ｋ個のＣｏｄｅ（ｈｃ×Ｎ）を読み出し、図４に示すように１対１でかけて相関パワーＰｈを求めている。各相関パワーは、縦軸をパワー横軸をチップ位置（最大Ｋ×Ｌ×Ｎ）とするグラフが得られる。そして、各グラフの横軸のスタートのチップ位置は１シンボル（Ｎチップ数）ずつずれている。本来、相関のＳ／Ｎが良ければ、例えば、図４に示すようにピーク位置が同じ位置Δｔに現れ、それを同期情報として利用できるが、実際は、このようなピークを得ることは難しいので、同期情報検出手段７により同期情報を検出する。
【００３３】
同期情報検出手段７は、相関演算手段６の演算結果を受けて、各データが１シンボル毎に順次ずれている、その横軸位置（チップ位置でもあるし、時間位置でもある）を合わせて、各相関パワーの分散（バラツキ）を算出する（図５を参照）。分散は、チップ位置における全体の相関パワーの平均値に対する個別の相関パワーの差でも良いし、平均値でなく特定の値でも良い。同期情報検出手段７は、更にその分散の幅が最小となる点をサーチし、その横軸のチップ位置Δｔを同期情報位置とする。これらレベルが安定していれば、Ｓ／Ｎが悪くとも相関がとれているはずであるから、一定の相関パワーが得られる。そしてノイズ部分はバラツキが多くなるから、それらの差をとれば、レベルの安定箇所の差が小さくなるので、そのチップ位置を同期情報として検出できる。
【００３４】
（II）拡散コードｃｏｄｅ（ｔ）をスライドさせる場合（第２の実施態様）
スロットによっては、基準信号（符号ＨＳで表され、規定で挿入が定められている。端末での受信に利用される信号である。）等が多重されていてレベル変動がでやすい場合が在るが、この場合に有利な方式である。なお、３ＧＰＰ規定によればこの基準信号ＨＳは、３スロット分は、レベルが安定であることとされている。そこで、ここでの同期情報の検出にあたっては、２スロット分のデータを１フレーム分に亘ってサーチして、１スロット内のシンボルの同期状態をみる。また、同期情報検出に使用するチャンネルはＣＰＩＣＣ又はＤＰＳＳＨが有利であり、それらの１シンボルを用いる。
（II−１）演算データ取得手段６ａは、連続する前記複数Ｋ個の各シンボル位置にある復調データＳ（ｉ＋τ＋０×Ｎ）、Ｓ（ｉ＋τ＋１×Ｎ）、・・・、Ｓ（ｉ＋τ＋Ｋ×Ｎ）についてデータ記憶手段４から１スロット内でチップ位置をスライドさせて（各復調データにおいてｉ＝０〜Ｋ×Ｎ―１まで変化させて）読み出す。その一般形を復調データＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）とする。ｈｓは上記（Ｉ）に記載の通りである。図６（Ｂ）に復調データＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）のスライド範囲を点線で示している。
【００３５】
（II−２）また、演算データ取得手段６ａは、連続する前記複数Ｋ個の各シンボル位置にある拡散コードＣｏｄｅ（τ＋０×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）、Ｃｏｄｅ（τ＋１×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）、・・・、Ｃｏｄｅ（τ＋Ｋ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）のそれぞれを１フレーム内で１スロットづつスライドさせて（ｊ＝０〜Ｌ−１まで変化させて）コード記憶手段５から読み出す。その一般形をＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）とする。なお、ｈｃも上記（Ｉ）に記載の通りである。図６（Ｃ）に拡散コードＣｏｄｅ（τ＋ｈｓ×Ｎ＋ｊ×Ｎ）のスライド範囲を点線で示している。
【００３６】
この（II）の場合は、上記のように、１シンボル単位で１スロット内を細かに復調データをチップ単位でスライドさせている（計２スロット分）。そして、拡散コードを１スロット単位で大まかにスライドさせている。
【００３７】
（II−３）演算処理手段６ｂは、読みだされた各シンボル位置における復調データと各シンボル位置における前記拡散コードとの前記拡散レートＮに亘る前記複数Ｋの相関パワーＰｈを求める（図６（Ｃ）を参照）。つまり、次の演算を行う。
N-1
Ｐ０＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋０×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋０×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｜２ τ=0
N-1
Ｐ１＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋１×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋１×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｜２
τ=0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
N-1
Ｐ（Ｋ−１）＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋（Ｋ−１）×Ｎ）
τ=0          ×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋（Ｋ−２）×Ｎ）＋ｊ×Ｋ×Ｎ｜２
【００３８】
上記の相関パワーＰ０〜Ｐ（Ｋ−１）を求める一般式は次のように示せる。
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋τ＋ｈｓ×Ｎ）
τ=0                ×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｜２
ｉ＝０〜（１スロット内の全チップ数―１）＝０〜（Ｎ×Ｋ−１）
ｊ＝０〜Ｌ−１
ｈｓ＝０〜Ｋ−１
ｈｃ＝０〜Ｋ−１
ｈ＝ｈｓ又はｈｃ
【００３９】
これら（II）の相関演算の仕方を示すのが図６である。復調データは、連続するＫ個のシンボル位置（１スロット内）にある復調データＳ（ｈｓ×Ｎ）を１スロット間スライドさせて（図６の（Ｂ）における復調データＳ（ｔ）欄の細かい点線）読み出している（計２スロット分の復調データを使用）。同様に１スロット内で連続Ｋ個のＣｏｄｅ（ｈｃ×Ｎ）のそれぞれを１フレーム内で１スロット（Ｋ×Ｎ）ずつスライドさせながら（図６の（Ｃ）のスライド範囲）読み出し、相関パワーを求めている。その相関パワーＰ０〜ＰＫ−１が図６（Ｃ）のように示される。相関パワーＰｈは、１シンボルずつ横軸のスタート位置がずれている。同期情報が存在すると見られる位置は、１スロット内にある（図６でスロットｊｐ）。つまり、上記したように（II）では、２スロット分のデータを１フレーム分に亘ってサーチして、１スロット内のシンボルの同期状態をみていることになる。
【００４０】
同期情報検出手段７は、相関演算手段６の演算結果を受けて、各データが１シンボル毎に順次ずれているので、図６（Ｄ）のようにその横軸位置（チップ位置でもあるし、時間位置でもある）を合わせて、図６（Ｅ）に示すように各相関パワーの分散（バラツキ）を算出する。分散は、（Ｉ）と同様に、チップ位置における全体の相関パワーの平均値に対する個別の相関パワーの差でも良いし、平均値でなく特定の値でも良い。同期情報検出手段７は、更にその分散の幅が最小となる点をサーチし、その横軸のチップ位置を同期情報として検出する。このとき、スロット位置ｊｐと、スロット位置ｊｐの開始位置からのチップ位置ｉｐを求めた場合は、フレーム開始位置は逆算して次のよう特定できる。
フレーム開始位置＝−Ｎ×Ｋ×ｊｐ＋ｉｐ
【００４１】
周波数補正部３００は、データ記憶手段４から搬送の周波数ずれを検出して、検出したその周波数周波数ずれだけ復調データの周波数成分をずらして、解析部４００へ送る。
【００４２】
解析部４００は、前記同期情報検出手段７で特定されたフレームの開始値を基準として読み出した、解析対象のシンボルデータ等の復調データであって、前記周波数補正部３００で周波数補正された復調データを解析する。例えば、シンボルデータを理想的なシンボルデータと比較して評価するデータ読み出して、例えば、パイロットキャリア信号の位相変化を解析する。或いは、シンボルデータを理想的なデータとベクトル的に比較して評価する。なお、同期情報検出手段７は、検出した同期情報を基に、フレーム開始位置にフラグを立てて、解析部４００が読み出ししやすくしておくこともできる。
【００４３】
表示制御部５００は、解析部４００が解析した結果を所望フォーマットで表示する。例えば、シンボルデータのベクトルの動きを表示部６００の管面のＩ―Ｑ座標上に表示する。表示制御部５００は、その他、操作の案内等を行う。
【００４４】
上記構成において、同期情報検出部２００は、データ記憶手段４及びコード記憶手段５を構成するメモリ、及び上記説明したその他の機能構成（ブロック）を表したプログラムを記憶するメモリ及びそのプログラムを実行するＣＰＵで構成することができる。
【００４５】
本発明によれば、上記のように、同期位置を検出して周波数補正、及び補正されたデータに基づく、変調信号解析が可能である。
【００４６】
「変形例１」
変形例１は、図１の受信部１００と同期情報検出部２００との間にナイキスト部８００が入る場合であって、ナイキスト部８００が図２のタイミング抽出手段８、チップ時刻変換手段９及びナイキスト化手段１０で構成される場合の例である。
【００４７】
図２において、Ａ／Ｄ変換手段２は、復調データ（Ｉ０，Ｑ０）として送り側で使用されたチップレートの２倍（一般に２倍以上）のチップレートで出力している。タイミング抽出手段８は、例えば、自乗検波した信号と内部に備える基準信号との位相を基にＰＬＬを構成することにより、クロック信号を再生している。そしてその再生クロック信号のタイミングをチップ時刻変換手段９へ送る。チップ時刻変換手段９は、この再生されたタイミングで復調データ（Ｉ０，Ｑ０）をリサンプリングすることによりチップ時刻を修正して復調データ（Ｉ１，Ｑ１）として出力する。このときの復調データ（Ｉ１，Ｑ１）のチップレートは２倍以上であって、一般的に４倍ぐらいに設定される。さらにナイキスト化手段１０によりルートナイキスト化フィルタ処理（ＲＲＣ＝Ｒｏｏｔ  Ｒｉｓｅｄ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｆｉｌｔｅｒとも呼ばれている）が行われる。いわば、クロック周波数に対して所定のロールオフ率を有するフィルタ処理が行われる。このナイキスト化により、データを収束させて、同期能力を向上させることができる。なお、ナイキスト化手段１０から出力される復調データ（Ｉ，Ｑ）のチップレートは、１倍とされる。
この場合、同期情報検出部２００の動作は、上記（Ｉ）及び（II）のいずれでも適用できる。
【００４８】
「変形例２」
変形例２は、図１の受信部１００と同期情報検出部２００との間にナイキスト部８００が入る場合であって、ナイキスト部８００が図３のナイキスト化手段１０で構成される場合の例である。
【００４９】
図３において、Ａ／Ｄ変換手段２は、復調データ（Ｉ０，Ｑ０）として送り側で使用されたチップレートのＭ０倍（一般に４倍以上あれば十分）のチップレートで出力している。そしてナイキスト化手段１０により送信時のデータ再現可能な条件でルートナイキスト化フィルタ処理が行われる。このナイキスト化により、データを収束させて、同期能力を向上させることができる。なお、ナイキスト化手段１０から出力される復調データ（Ｉ２，Ｑ２）のチップレートは、Ｍ０倍とされる。
この場合、同期情報検出部２００の動作は、上記（Ｉ）の相関パワーＰｈの式に代えて下記（イ）を、上記（II）の相関パワーＰｈの式に代えて下記（ロ）を適用する。
【００５０】
（イ）
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋Ｍ０×τ＋ｈｓ×Ｎ）×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ）｜２
τ=0
ｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ×Ｌ−１）
その他の動作は上記（Ｉ）と同じである。
【００５１】
（ロ）
N-1
Ｐｈ＝｜ΣＳ（ｉ＋Ｍ０×τ＋ｈｓ×Ｎ）
τ=0                ×ｃｏｎｊＣｏｄｅ（τ＋ｈｃ×Ｎ＋ｊ×Ｋ×Ｎ）｜２
ｉ＝０〜（Ｍ０×Ｎ×Ｋ−１）
ｊ＝０〜Ｌ−１
その他の動作は上記（II）と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るデジタル変調信号解析装置についての実施形態の機能構成を示す図である。同期情報検出部（装置）の機能構成も含む。
【図２】図１の実施形態にナイキスト部が追加された場合の変形例であって、そのナイキスト部の機能構成を示す図である。
【図３】図１の実施形態にナイキスト部が追加された場合の他の変形例であって、そのナイキスト部の機能構成を示す図である。
【図４】図１の相関演算手段の第１の実施態様を説明するための図である。
【図５】図１の同期情報検出手段の動作を説明するための図である。
【図６】図１の相関演算手段の第２の実施態様を説明するための図である。
【図７】データフォーマットを説明するための図である。
【図８】ＣＤＭＡ通信システムの送信側の拡散を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  周波数変換手段、  ２  Ａ／Ｄ変換手段、  ３  直交復調手段、  ４  データ記憶手段、５  コード記憶手段、  ６  相関演算手段、  ６ａ  演算データ取得手段、
６ｂ  演算処理手段、  ７  同期情報検出手段、  ８  タイミング抽出手段、
９  チップ時刻変換手段、  １０  ナイキスト化手段、
２０  混合器、  ２１  加算器、  ２２  拡散手段、
１００  受信部、  ２００  同期情報検出部、  ３００  周波数補正部、
４００  解析部、  ５００  表示制御部、  ６００  表示部、  ７００  操作部、
８００  ナイキスト部
【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】
0005022974.tif 000008
【図８】
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