(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル変調された信号を受信し周波数偏移成分に比例した信号を取り出す検波手段と、
該検波手段により検波した信号のシンボルタイミングでの周波数偏移成分に応じた振幅値であるシンボル値データに所要倍数の係数を乗じるシンボル値調整手段と、
該調整したシンボル値データに基づいてシンボル判定を行うシンボル判定手段と、
受信検波した信号に含まれるフレームについて、既知フレーム同期ワードに含まれる理想シンボル値に対する、フレーム同期ワードに含まれる各シンボル値データに係る誤差分布情報のピーク値の比率と、
理想的なシンボル判定の閾値に対する、隣接するシンボルに係る前記誤差分布情報が交差する点におけるシンボル値データの比率と、
に基づいて算出した、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を前記シンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、
を備えたことを特徴とするシンボル判定装置。
【請求項２】
前記シンボル値データに乗じるための前記係数を記憶しておく係数記憶手段と、前記係数記憶手段から前記係数を読み出して前記シンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシンボル判定装置。
【請求項３】
前記係数記憶手段は、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を複数記憶しており、検波データの電界強度又は、検出したエラー率に応じて前記シンボル値データに乗じるための前記係数を選択することを特徴とする請求項２に記載のシンボル判定装置。
【請求項４】
電界強度又は受信品質を判断する通信状態判断手段と、
前記電界強度又は受信品質が前記係数の算出に適した通信環境であるとき、前記検波手段により受信検波した信号のフレームに含まれるフレーム同期ワードと既知フレーム同期ワードとの各シンボル値データに係る誤差分布情報を取得するシンボル誤差分布情報取得手段と、
を備え、
前記係数供給手段は、前記シンボル誤差分布情報取得手段により取得した前記誤差分布情報を用いて前記係数を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項の記載のシンボル判定装置。
【請求項５】
デジタル変調された信号を受信し周波数偏移成分に比例した信号を取り出す検波処理と、
該検波処理により検波した信号のシンボルタイミングでの周波数偏移成分に応じた振幅値であるシンボル値データに所要倍数の係数を乗じるシンボル値調整処理と、
該調整したシンボル値データに基づいてシンボル判定を行うシンボル判定処理と、
受信検波した信号に含まれるフレームについて、既知フレーム同期ワードに含まれる理想シンボル値に対する、フレーム同期ワードに含まれる各シンボル値データに係る誤差分布情報のピーク値の比率と、
理想的なシンボル判定の閾値に対する、隣接するシンボルに係る前記誤差分布情報が交差する点におけるシンボル値データの比率と、
に基づいて算出した、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を前記シンボル値調整処理に供給する係数供給処理と、
を含むことを特徴とするシンボル判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンボル判定装置およびシンボル判定方法に関し、特にデジタル無線通信システムに好適なシンボル判定装置およびシンボル判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル無線通信システムでは、伝達すべきデータをフレーム単位で送受信するが、送信機側で各フレーム先頭に特定の信号配列パターンを有するフレーム同期ワード（フレーム同期ワード：Frame Sync Word、以下「ＦＳワード」）を配置して送信し、受信機側では、受信検波出力信号中の上記ＦＳワードを検出することにより、同期を確立し、その同期タイミングに従って、フレーム中に配列されている情報データの復調を行う。このようにデジタル無線通信システムでは、受信側でのＦＳワード検出がデータを復調する上で極めて重要であり必要不可欠である。
【０００３】
図６は従来のデジタル無線通信機の受信機におけるフレーム同期検出機能に関わる部分の概要ブロック図である。図６に示す無線受信機３００は、例えば、周波数偏移変調方式（Frequency Shift Keying；ＦＳＫ）に使用するもので、アンテナ３１と、フロントエンド部３２と、ＦＭ検波処理部３３と、ベースバンドフィルタ３４と、シンボル検出部３５と、復号処理部３６と、スピーカ３７およびフレーム同期処理部３８とを含んでいる。
アンテナ３１は、空間の無線電波を取り込んでフロントエンド部３２に供給し、フロントエンド部３２は、供給された無線搬送波信号から所望周波数成分をフィルタリングするとともに、所要レベルまで信号増幅する。十分に増幅された信号はＦＭ検波処理部３３において周波数偏移成分に比例した信号を取り出すＦＭ検波処理が行われ、送信側で搬送波に重畳された情報を表すパルス列信号（変調前の信号）に復調される。ベースバンドフィルタ３４は、復調された信号から高調波やその他の不要成分を除去する。なお、このとき信号をベースバンド信号とし、送信機における変調前の信号、受信機では復調後の信号を指す。ベースバンドフィルタ３４の出力は二分岐され、一方は、シンボル検出部３５に、他方はフレーム同期処理部３８に夫々供給される。
フレーム同期処理部３８には、（図示を省略した）相関処理機能を備え、生成した既知のＦＳワード、又は記憶したＦＳワードと、上記ベースバンドフィルタ３４を介して供給されるＦＭ検波された受信信号の所要信号列との相関処理を行い、それに含まれるＦＳワードに基づいて同期検出を行う。
【０００４】
このようにしてフレーム同期処理部３８においてＦＳワード検出に成功し同期が確立すると、シンボルタイミング情報をシンボル検出部３５に供給し、ＦＳワードに続いて受信した検波信号からシンボル値データ（以下「シンボル値」とする）を検出し、情報を表すシンボルビットデータに変換する。なお、シンボル値データとはＦＳＫ変調方式の場合、シンボル点の周波数偏移成分に応じた振幅値を表すものとする。シンボルビットデータに変換された後、それが音声情報の場合は、復号処理部３６においてデジタル／アナログ変換して、元の音声信号に復調後、スピーカ３７から出力する。
【０００５】
ＦＳワードとして、例えば、業務用やレジャー用陸上移動無線通信機（Land Mobile Radio：ＬＭＲ）等のデジタル無線通信システムでは、ＡＰＣＯ Ｐ２５に準拠したＦＳワードが使用されることが多い。
ＡＰＣＯは４値ＦＳＫ変調方式（Frequency Shift Keying；ＦＳＫ）で、一つの周波数偏移（デビエーション：Deviation）の１シンボルで２ビットの組み合わせ“００”、“１０”、“０１”、“１１”の四つのうちのどれか一つを表すように決められている。
実際の周波数偏移値の例としては、図７に示すように、＋６００Ｈｚ（＋０．６ｋＨｚ）、＋１８００Ｈｚ（＋１．８ｋＨｚ）、−１８００Ｈｚ（−１．８ｋＨｚ）、−６００Ｈｚ（−０．６ｋＨｚ）の四つの値であり、ＦＭ検波処理部３３は、周波数偏移に応じた振幅値のパルス列信号を出力し、ベースバンドフィルタ３４を経て、シンボル検出部３５においてシンボル値が上記四つの周波数偏移値のいずれに該当するかを検出する。このシンボル検出に際しては、基準となる０Ｈｚと、周波数偏移が±１２００Ｈｚ（±１．２ｋＨｚ）に該当する振幅値に対応する閾値と比較される。即ち、この例では、上記四つの周波数偏移値と閾値は６００Ｈｚの間隔となっている。ＡＰＣＯ Ｐ２５の方式のＦＳワードの特徴は、図７に示すように、シンボル値が＋１８００Ｈｚと−１８００Ｈｚのいずれかであり、中間値の＋６００Ｈｚ、−６００Ｈｚを含まないことである。従って、ＦＳワード検出処理においては、回線状態がある程度悪化した状態でも、比較的容易にＦＳワードの検出が可能である。
【０００６】
また、ＡＰＣＯ Ｐ２５の方式のＦＳワード（同期ワード）は４８ビットであるが、上述したように、１シンボルで２ビットを表す４値ＦＳＫ変調であるから、２４シンボルとなる。フレーム同期処理部３８では、この２４シンボルのデータから４８ビットを生成し、既知のＦＳワードのビットパターンとの相関を求め、同期捕捉処理が行われる。
フレーム同期処理部では、各シンボル値が上述した四つのいずれかに該当するかを判断し、各シンボルと比較するが、理想的には各シンボルはナイキスト点において上記四つの周波数偏移に該当する点を通過し、そのタイミングはフレーム同期処理部からフレーム同期が成立してシンボルタイミング情報として供給される。
なお、以上の説明においては、各処理に関してアナログ処理的な説明を行ったが、実際には各信号は所要のサンプリング周波数でデジタル信号に変換された上で、ＤＳＰ（Digital Signal ProcessorあるいはProcessing；デジタル信号処理装置）等のデジタル処理用集積回路で演算処理するのが一般的であり、以下の説明においても同様である。
【０００７】
このようにデジタル無線通信システムにおいては、ＦＳワード検出を含む同期確保が極めて重要であり、同一出願人は、例えば、消費電力を低減しつつ同期信号の供給を確実に検出するための同期信号検出手段に関する発明（特許文献１）や、ノイズに強く、また、初回のＦＳワード検出後の再同期検出を簡単な構成で確実に行うようにしたフレーム同期検出手段に関する発明を出願している（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−４０２２２公報
【特許文献２】特開２００７−１８１１３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、受信電界強度が十分に大きく通信回線の状態が良好な（Ｓ／Ｎが大きい）状態であっても、受信検波したＦＳワードと既知のＦＳワードとが完全に一致することは稀で、微小ながら値がずれているのが通常である。その原因としては種々考えられるが、例えば、温度変化や経年変化に起因する受信機の検波器の感度変化や、検波器前段のフィルタ特性の変化、又は、生成した既知ＦＳワードの振幅レベル値の変動等が挙げられる。
また一般的に、受信検波した検波信号出力値は、受信状態が悪化すると混入するノイズの影響を受けて、ずれが更に拡大する傾向があるので、値の差が小さい接近したシンボル値を閾値と比較して正確に検出することが困難になる場合があった。
また一方で、ＦＳワードとして、例えば図８に示すように、シンボル値として、最大値の他に中間値を含むものを考えた場合、上記問題は顕著であった。
即ち、図８に示すＦＳワードは、ＡＰＣＯ Ｐ２５と同様に４値ＦＳＫ変調方式で、一つの周波数偏移（デビエーション：Deviation）の１シンボルで２ビットの組み合わせ“００”、“１０”、“０１”、“１１”の四つのうちのどれか一つを表すものとするが、シンボル値としては、図８に示すように、＋８００Ｈｚ（＋０．８ｋＨｚ）、＋２４００Ｈｚ（＋２．４ｋＨｚ）、−２４００Ｈｚ（−２．４ｋＨｚ）、−８００Ｈｚ（−０．８ｋＨｚ）の四つの値であり、閾値は、±０Ｈｚ、±１６００Ｈｚ（±１．６ｋＨｚ）となっている。
【０００９】
このように、ＦＳワードとして中間値を含む全てのシンボル値を含む場合は、閾値で弁別すべきシンボル値の差が小さくなるので、より厳しい値の比較が行われることになり、ノイズ等の影響で周波数偏移の検出値（検波値）のずれにより、真のＦＳワードでない信号列を誤ってＦＳワードとして検出しまう事象を減少することができるので、ＦＳワードとしてのパターンシンボル数を少なくしても支障なく効率的なデータ伝送が可能となる。図８に示す例では、ＦＳワードのパターンシンボル数が１０個であり、図７に示したＡＰＣＯ Ｐ２５におけるシンボル数２４個に比べて、大幅に少なくすることができる。
しかし一方では、このように中間値の周波数偏差を含む場合、ＡＰＣＯ Ｐ２５に比較すると、ＦＳワードと受信検波したＦＳワードの各比較値がずれている場合、正確な同期検出が困難になる傾向が大きくなり、エラー発生の頻度が大きくなる。このため、僅かなノイズ混入によって同期検出成功の確率が大幅に低下するという不具合を伴うことになる。
【００１０】
以下、このような問題点を、図９乃至図１１を参照しながら詳細に説明する。図９は、図８に示した中間のシンボル値を含む、１０個のシンボルのＦＳワード（以下「第二のＦＳワード」）を、良好な電界強度において受信検波した信号を、２５５フレーム分を重ね書きしたグラフである。
このグラフから、第四シンボルのシンボル値（ポイント９−１）が、本来＋２．４ｋＨｚであるべきところ、それより小さくなっていること、および、第七、第八シンボルについても同様に、理想値より小さくなっていることを読み取ることができる。このように、電界強度が良好な場合であっても、シンボル値が理想値とずれることが理解できる。なお、この例では、いずれのポイントにおいても、検波出力値が閾値を越えていないので、誤った同期検出をおこなうことはない。
しかし、同様の測定において受信電界強度を悪化させると、上述したようにシンボル値の誤差が大きくなり、例えば図１０に示すように、全体的にシンボル値の振れ幅が拡大したものとなる。図１０においては、殆どのシンボル値において、絶対値が大きい方の閾値を越えており、誤ったシンボル値として検出されるフレームを含むことになる。例えば、第四シンボル（ポイント１０−１）に注目すると、理想値＋２．４ｋＨｚに対して、値が大きくずれており、最低値が閾値である＋１．６ｋＨｚを下回っており、もはや、この状態では正しいシンボル検出が不可能である。
【００１１】
参考までに、図１１に、上記図１０に示した測定結果における、各シンボル値のばらつき状態を示すグラフを示す。
このグラフは、横軸に各シンボル値を示し、縦軸に、各シンボル値の総サンプル数に対する比を％（百分率）表示したものである。図中の１乃至１０の番号は、第一シンボル乃至第十シンボルを示し、夫々４０００フレーム分についてのシンボル値がプロットされたものである。このグラフから、夫々のシンボル値は理想値の近傍にピークを有するように左右対称に分布しているが、そのピーク位置は理想値より絶対値が僅かながら小さい値となっていることが理解できる（ポイント１１−１）。また、例えばポイント１１−２に示すように、閾値を越えているところでは、誤ったビット値として検出されることになる。
このグラフから、夫々のシンボル値は理想値の近傍にピークを有するように左右対称に分布しているが、そのピーク位置は理想値より絶対値が僅かながら小さい方向にずれていることが読み取れる。また、電界強度が良好な状態での測定結果である図９のグラフを参照すると、各シンボル値は理想値より幾分小さい領域に集中しており、各シンボル値は、全体的に絶対値が小さい方向に圧縮されている。
本発明は、このような実測の結果から、受信検波後のシンボル値の分布状態等の種々特徴を把握し、それに基づいてシンボル値を調整することによって、正確なシンボル判定を可能にしたシンボル判定装置およびシンボル判定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載のシンボル判定装置はデジタル変調された信号を受信し周波数偏移成分に比例した信号を取り出す検波手段と、該検波手段により検波した信号のシンボルタイミングでの周波数偏移成分に応じた振幅値であるシンボル値データに所要倍数の係数を乗じるシンボル値調整手段と、該調整したシンボル値データに基づいてシンボル判定を行うシンボル判定手段と、受信検波した信号に含まれるフレームについて、既知フレーム同期ワードに含まれる理想シンボル値に対する、フレーム同期ワードに含まれる各シンボル値データに係る誤差分布情報のピーク値の比率と、理想的なシンボル判定の閾値に対する、隣接するシンボルに係る前記誤差分布情報が交差する点におけるシンボル値データの比率と、に基づいて算出した、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を前記シンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２記載のシンボル判定装置は、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を記憶しておく係数記憶手段と、前記係数記憶手段から前記係数を読み出して前記シンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、を備えたシンボル判定装置を特徴とする。
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載のシンボル判定装置は、前記係数記憶手段は、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を複数記憶しており、検波データの電界強度又は、検出したエラー率に応じて前記シンボル値データに乗じるための前記係数を選択することを特徴とする。
請求項４記載のシンボル判定装置は、電界強度又は受信品質を判断する通信状態判断手段と、前記電界強度又は受信品質が前記係数の算出に適した通信環境であるとき、前記検波手段により受信検波した信号のフレームに含まれるフレーム同期ワードと既知フレーム同期ワードとの各シンボル値データに係る誤差分布情報を取得するシンボル誤差分布情報取得手段と、を備え、前記係数供給手段は、前記シンボル誤差分布情報取得手段により取得した前記誤差分布情報を用いて前記係数を算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のシンボル判定方法は、デジタル変調された信号を受信し周波数偏移成分に比例した信号を取り出す検波処理と、該検波処理により検波した信号のシンボルタイミングでの周波数偏移成分に応じた振幅値であるシンボル値データに所要倍数の係数を乗じるシンボル値調整処理と、該調整したシンボル値データに基づいてシンボル判定を行うシンボル判定処理と、受信検波した信号に含まれるフレームについて、既知フレーム同期ワードに含まれる理想シンボル値に対する、フレーム同期ワードに含まれる各シンボル値データに係る誤差分布情報のピーク値の比率と、理想的なシンボル判定の閾値に対する、隣接するシンボルに係る前記誤差分布情報が交差する点におけるシンボル値データの比率と、に基づいて算出した、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を前記シンボル値調整処理に供給する係数供給処理と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成し、または処理手順を構築したので、夫々以下のような効果が得られる。即ち本発明では、デジタル変調された信号を受信検波して、送信された元の情報信号に復調する際のデジタル変調信号のシンボル判定装置において、シンボル値調整手段と、シンボル値データに乗じるための少なくとも一つの係数を記憶しておく係数記憶手段と、係数記憶手段から係数を読み出してシンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、を備えたので、シンボル判定を行う前に、適切に設定した係数値をシンボル値データに乗じることによって、各シンボル値データの理想値からのずれを補正して、正確なシンボル判定が可能となる。
【００１６】
本発明のシンボル判定装置は、デジタル変調された信号を受信し周波数偏移成分に比例した信号を取り出す検波手段と、該検波手段により検波した信号のシンボルタイミングでの周波数偏移成分に応じた振幅値であるシンボル値データに所要倍数の係数を乗じるシンボル値調整手段と、該調整したシンボル値データに基づいてシンボル判定を行うシンボル判定手段と、受信検波した信号に含まれるフレームについて、既知フレーム同期ワードに含まれる理想シンボル値に対する、フレーム同期ワードに含まれる各シンボル値データに係る誤差分布情報のピーク値の比率と、理想的なシンボル判定の閾値に対する、隣接するシンボルに係る前記誤差分布情報が交差する点におけるシンボル値データの比率と、に基づいて算出した、前記シンボル値データに乗じるための前記係数を前記シンボル値調整手段に供給する係数供給手段と、を備えたものである。従って、無線通信機毎に実際の受信検波信号におけるシンボル値と理想値のずれであるシンボル誤差分布情報に基づいて適切な係数を計算することによって、正確なシンボル判定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また既に説明したものと同一部分ならびに同一事項には同一符号、番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明に係るシンボル判定方法を使用したシンボル判定装置の一例を示す概要ブロック図である。図１に示すシンボル判定装置２０は、上述した図６のシンボル検出部３５とフレーム同期処理部３８とを含んだブロック機能部分に該当する。即ち、ベースバンドフィルタ３４から供給される周波数偏差調整器（シンボル値調整手段）１と、この周波数偏差調整器１から供給される信号に基づいてシンボルビットデータを判定するシンボル判定器（シンボル判定手段）２と、シンボル判定器２の出力と既知ＦＳワード発生器３から供給される理想値ＦＳワードデータとを比較してエラービット数をカウントするエラービットカウンタ４と、予め設定したエラービット数の閾値（を記憶したメモリ）５と上記エラービットカウンタ４の出力とを比較して、両者の大小を判定するエラービット比較器６と、エラービットがその閾値５より小さい場合にＦＳワード判定を許容する信号を発生するＦＳワード判定器７と、上記周波数偏差調整器１の出力を受けて内部に記憶した既知ＦＳワード（又は上記既知ＦＳワード発生器３から供給される既知ＦＳワード）と比較する相関器８と、両者の相関関係が成り立つとき最大出力を発生する（相関）ピーク検出器９と、この相関ピーク信号が得られたときシンボル値を検出すべきである旨を示すシンボルタイミング（信号）発生器１０と、このシンボルタイミング信号と、上述したＦＳワード判定器７の出力とから同期判定を判断する同期判定器１１とを含んだものである。なお、上記周波数偏差調整器１には、後述する係数が記憶されたメモリ（係数記憶手段）と、その係数を読み出して周波数偏差調整器１に内蔵された乗算器に係数を供給する係数供給手段が含まれている。
【００１９】
そして、諸条件を満たしたとき、同期判定器１１からシンボルデータが出力され、それに基づいて、復号処理部３６のデータ取得器１２において、各情報シンボルのデータが読み取られる。
また、上述した各ブロック構成の機能は、通常、ＣＰＵやＤＳＰおよびメモリ等の周辺回路からなるデジタル処理回路によって実現されるので、この例に示すブロック構成としての表現は一例に過ぎない。従って、本発明の実施に際しては、種々変形表現があり、機能的に等価であれば、どのような構成でも構わない。
以上のような機能ブロックを含んで構成したシンボル判定装置では、以下のように制御し、且つ、動作する。
【００２０】
本発明は既に説明したように、例えばＦＳＫ等によって周波数変調した無線信号を受信検波した場合、必ずしも送信前の信号レベルや、既知のシンボル値と一致せず何等かのレベル差が生じるので、所定の閾値と比較した結果、誤ったシンボル判定を行う可能性があった。特に、電界強度が悪化する等の理由で受信品質が低下した場合に、そのような不具合が著しいものであった。
そこで、本発明では、図１に示したように、シンボル判定を行う前に受信検波した信号に所定の係数を乗算し、そのレベルを補正することによって閾値との誤差を小さくするように構成する。そのレベル補正の方法としては、例えば、受信検波したシンボル値の誤差傾向（全体のレベルの増減の度合い）を検出して、その傾向を相殺する係数を乗算することが考えられる。以下、その具体的方法例について説明する。
【００２１】
第一は、例えば受信電界強度が悪化した状態の（図１１）、各シンボル点の誤差ばらつきのピーク値が理想シンボル値と一致するような倍率の係数を算出し、それを受信検波した信号に乗算する方法である。図１１に示したグラフに準じたシンボル点の誤差ばらつきの傾向を正確に検出するためには、統計学的にみて有意な関係を把握する必要があり、そのために必要以上のサンプル数のデータが必要である。
例えば、一般的な統計学的に基づく有意なサンプル数として、［｛（有意水準＾２＊Ｐ（１−Ｐ）｝÷目標とする誤差％＾２］なる式でも得られる。ここで、有意水準は５％、Ｐ＝５０％、目標とする誤差を３％とした場合、必要なサンプル数は１０６７個となる。この例では、それ以上の４０００個をサンプルとして実測演算処理（シミュレーション）を行った結果が、前述した図１１である。
この結果に基づいて、１０シンボルの第一乃至第十シンボル夫々の分布のピークである値（シンボル値）を得、それらを既知ＦＳワードパターンの順に、ａ１Λａ１０とし、それに対応した既知のＦＳワードのレベル偏差（ＦＳＫにおいては周波数偏差（周波数偏移と同義））をｂ１Λｂ１０とする。更に、１０個のシンボルで最適な値を見つけるために、Ｎ＝１０；但しＮは調整するＦＳワードパターンの総数、として、Ｎ＝Σ［（ａｎＸ／ｂｎ）；ｎ＝１からＮまで］なる演算を行う。
【００２２】
第二は、同様に図１１に示すように電界強度が悪化し、受信品質が劣化している状態で、隣接するシンボル点、例えば、２．４ｋＨｚと０．８ｋＨｚ、０．８ｋＨｚと−０．８ｋＨｚ、−０．８ｋＨｚと−２．４ｋＨｚ夫々のシンボル値がクロスする点を夫々の閾値（理想的な閾値で、両者の中点）になるように乗算する係数を算出する方法が考えられる。図１１において隣接するシンボルとして、例えば、ＦＳワード第一シンボル（理想値−２．４ｋＨｚ）と第九シンボル（理想値−０．８ｋＨｚ）とのクロスする点をＡとし、両者の理想的な閾値−１．６ｋＨｚで割った値をＢ１２とする。同様に夫々を計算し、平均した値をｙとする。最後に、Ｘとｙとの平均した値を受信検波した信号に乗算する係数とすれば、バランスのとれた係数となる。
図１１に関して計算した結果、係数＝１．１３が得られた。なお、これらの処理を行う際に電界強度検出や通信品質検出を行う場合は、図示を省略した通信品質監視ブロックや機能によって行う。通常、デジタル無線通信機においては、ビットエラー監視や誤り訂正処理を行うために、電界強度や通信品質監視に等価な処理を行っているので、その処理結果を流用することもできる。
【００２３】
図２に示すグラフは、図１の周波数偏差調整器１において、その係数１．１３を、図１の周波数偏差調整器１においてシンボル値（ベースバンドフィルタ３４から供給された信号）に乗算した結果である。この図から明らかなように、各シンボル値の分布のピークが、理想シンボル値にほぼ一致したものとなることがわかる。例えば、ポイント２−１に示すシンボル分布のピーク点に注目すれば、図１１に示したグラフに比べて、大幅に理想値に近づいていること、および、ポイント２−２では、隣接するシンボルのクロス点が、閾値の理想値にほぼ一致している。従って、このように調整した後に、シンボル判定を行えば、エラービット数比較器６において判定するエラー数が大幅に減少し、結果的に同期確率が増大する。具体的に同期の確率の改善効果を計算すると、調整しない場合に比べて、＋６％（の同期確率）改善効果が得られた。
即ち、この例では、レベル調整前のシンボル値が、１／１．１３の割合で縮小していたので、それを１．１３倍して理想値に近づける調整を行ったことに等しい。このように本発明では、受信検波後のシンボル値の分布状態に基づいて、シンボル値を調整することによって、正確なシンボル判定を可能にしたものである。またもし仮に、レベル調整前のシンボル値が、逆に拡大していた場合は、その拡大の割合を計算して、それを相殺するような小数点以下の係数を乗じ、理想値に近づける調整を行うことになる。
【００２４】
図３は、上述したように係数１．１３を乗算した場合の２５５フレームについて、各シンボル値を重ね書きしたものである。係数を乗算する前の図１０と比較すれば、各シンボル値において閾値を逸脱しているシンボル値の割合が大幅に減少していることが分かる。例えば、図３のポイント３−１と、図１０のポイント１０−１とを比較すれば、シンボル値が理想値２．４ｋＨｚを中心に分布し、閾値１．６ｋＨｚを下回るシンボル数が大幅に減少していることが理解できるであろう。
参考として、調整のための係数を１．１３ではなく、それより大きな係数１．５とした場合のシンボル値のグラフを図４に示す。このグラフから明らかなように、不適切に大きすぎる係数を使用すると、逆に、エラー率が大きくなることが分かる。従って、調整すべき（補正すべき）シンボル値の誤差の分布を正確に検出して、それに基づいて適切な係数を求めることが必要である。
【００２５】
図５は、本発明の他のシンボル判定方法を示すフローチャートである。この例では、ＦＳワード検出処理がスタートすると、先ず受信検波データを取得し（Ｓ１）、その時の電界強度が良好か否かを判断する（Ｓ２）。電界強度が予め設定した閾値以上である場合は（Ｓ２、Ｙｅｓ）データ収集に適しているので、サンプル数として設定したフレーム数について、ＦＳワードの各シンボルデータをバッファメモリに取り込んで保存する（Ｓ３）。このデータ取り込み保存が予め設定したサンプル数に達したら（Ｓ４、Ｙｅｓ）、シンボル点毎に平均値を求め（Ｓ５）、乗算するための係数を計算する（Ｓ６）。係数が求まると、その係数を乗算することによってシンボル値を調整した後（Ｓ７）、シンボル判定器において各シンボル値に該当するビット値を求める（Ｓ８）。また、計算した係数を所要のメモリに記憶しておき、必要に応じて読み出し、シンボル値に乗算する。
なお、上記処理ステップＳ２において電界強度が悪化した状態である場合は、シンボル値分布傾向を把握することが困難であるので、データ収集を行わず、通常のシンボル判定処理Ｓ８に移行する（Ｓ２、Ｎｏ）。また処理ステップＳ４において、予め設定したサンプル数のデータが得られなかった場合においても、係数を算出することができないので、データ収集を行わず、通常のシンボル判定処理Ｓ８に移行する（Ｓ２、Ｎｏ）。
【００２６】
このように本発明によれば、電界強度（通信品質）が良好な状態における、受信検波信号のシンボル値の誤差分布から、適切な調整係数を求め、それを使用して理想値とのずれを補正したので、電界強度が良好な場合は勿論、電界強度が悪化した状態でも、エラー率を改善する効果が得られる。その結果、同期確立の割合が向上し、効率的な通信が確保できる。また、同期が確立している状態では、電界強度が著しく悪化した場合においても、正確な同期確保が可能となる。
一般に、閾値の許容範囲を大きくするとエラーを許容して同期確立の割合が大きくなるが、反面、ノイズ等の影響によって、誤って同期判定を行う危険性が大きくなる。本発明によればエラービット数が減少するので、閾値範囲を厳しく制限した場合であっても、同期確立の割合を保ちつつ、ノイズ等による誤った同期判定を防止することになる。更に、シンボル判定の前段階でシンボル値を調整するので、フィルタやその他の回路素子等の経年変化、あるいは温度変化の影響を軽減することができる。
【００２７】
また、図５のシンボル判定方法を示すフローチャートに対応する処理を、ハードウエアによって実現することによりシンボル判定装置を構成することも可能である。即ち、受信検波した検波データを取得する処理手段と、電界強度又は受信品質を判断する通信状態判断手段と、所要数のフレームについてフレーム同期ワードシンボルデータをバッファメモリに取り込むメモリ手段と、前記フレーム同期ワードについてシンボル毎に平均化するシンボル平均処理手段と、前記フレーム同期ワードの各シンボルの平均値に基づいてシンボル値に乗ずべき係数値を生成する係数生成手段と、生成した係数をシンボル値に乗算する係数乗算手段と、該係数を乗算したシンボル値についてシンボル判定するシンボル判定手段と、を備えたものとする。なお、これらの各処理を実現する手段としては、例えば図１に示すシンボル判定装置２０内部の１乃至１１の各ブロックのいずれか、あるいは複数のブロックの協働によって実現することができる。
【００２８】
本発明は以上のように構成し、又は処理するので、ＦＳワードとして、図７に示すＡＰＣＯ  Ｐ２５に準拠した２４シンボルに代えて、図８に示す１０シンボルのものにしても、十分に機能する。このように、フレーム毎に挿入され頻繁に使用されるＦＳワードとして少ないシンボル数のものが採用できれば、伝送効率を大幅に改善する上からも好ましいものとなる。勿論、本発明はＡＰＣＯ  Ｐ２５方式のＦＳワードに適用してもその効果が得られ、電界強度が著しく悪化した状態での正確な同期検出が可能である。更に本発明を適用可能な変調方式はＦＳＫに限る必要はなく、あらゆる変調方式に適用可能であることは容易に理解できるであろう。
また、対象とするシンボルは、ＦＳワードに限定する必要はなく、シンボルが予め既知であり、受信検波した信号からそれらが特定できるものであれば、同様に本発明を適用可能であり、一旦、係数を設定した状態では、極端に受信検波信号のシンボル値が変動しない限り、既知シンボル以外の情報シンボル等について正確なシンボル判定が可能である。
【００２９】
以上、本発明について具体的に実施例を説明したが、本発明の実現においては、この例に限定することなく種々変形が可能である。
例えば、調整に際して乗算するための係数の生成や利用の仕方には、色々の方法が考えられる。先ず、実施例に示したように、実際に無線通信機を使用中に電界強度等の通信品値を監視しながら、係数算出に適した通信環境であるときに必要なサンプルデータを確保して係数を計算する方法。あるいは、通信機毎に係数を予め計算すると共に、それをメモリに記憶しておき必要に応じて読み出して使用する方法でも良いであろう。このとき、一つの係数に留まらず、電界強度レベル範囲に応じて、段階的に使用する係数を用意しておき、その時々の電界強度に応じて、係数を選択することも考えられる。更には、値が異なる複数の係数を予め備えておき、検出したエラー率が小さくなるような係数を選択するように制御することも有効であろう。
【００３０】
また、上記係数は、全シンボルに対して共通の値である場合を例示したが、もし、シンボル値毎に乗算すべき適切な係数が大きく異なる場合は、夫々のシンボル値毎に異なる係数を設定して、乗算することも考えられる。
更に、係数算出を無線機に電源を投入した際に行う方法、あるいは一定期間経過する毎に行う方法、又は、電界強度を監視しておき、前に設定した電界状態から一定レベル変動した時に再設定を行う方法等、種々のものが考えられるであろう。
なお、係数の演算をより精密に行う場合や、移動通信機側の処理負担を軽減する場合に、係数生成を通信相手である基地局において行うこともできる。即ち、移動通信機側から基地局に受信状態（電界強度情報）や受信検波データを送信し、基地局において高速コンピュータを用いて係数を計算するとともに、その結果を移動通信機に送付すればよい。
【００３１】
以上説明した方法は一例であり、図１１に示すような各シンボル値のばらつき傾向に基づいて、各シンボル値の分布のピーク位置を理想的なシンボル値に近づくように、あるいは隣接するシンボルの分布がクロスする位置が夫々の理想的な閾値に近づくような係数を求めるものであれば、どのような方法であってもよい。
更に、本発明のシンボル判定方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。また、同期信号検出プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。なお、プログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のシンボル判定装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の効果を示す、レベル調整後のシンボル値誤差分布図。
【図３】本発明の効果を示す、レベル調整後のＦＳワードシンボル値を示す図。
【図４】不適切な係数で調整した場合のＦＳワードのシンボル値を示す図。
【図５】本発明のシンボル判定方法の一例を示すフローチャート。
【図６】従来のデジタル無線通信機（受信機）の構成例を示すブロック図。
【図７】ＡＰＣＯ Ｐ２５におけるＦＳワードの例を示すシンボルパターン図。
【図８】他のＦＳワードの例を示すシンボルパターン（第二のＦＳワード）図。
【図９】電界強度が大きい状態での第二のＦＳワードのシンボルを示す図。
【図１０】電界強度が悪化した状態での第二のＦＳワードのシンボルを示す図。
【図１１】電界強度が悪化した状態におけるシンボル値誤差分布図。
【符号の説明】
【００３３】
１  周波数偏差調整部（シンボル値調整手段）、２  シンボル判定器、３  既知ＦＳワード（メモリ）、４  エラービット閾値（メモリ）、５  エラービットカウンタ、６  エラービット数比較器、７  ＦＳワード判定器、８  相関器、９  ピーク検出器、１０  シンボルタイミング発生器、１１  同期判定器、１２  データ取得器、２０  シンボル判定装置、  ２−１  シンボル誤差分布のピーク、２−２、Ａ  隣接するシンボル誤差分布のクロス点、図１１中の１乃至１０  ＦＳワードのシンボル番号。
【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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【図１０】
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【図１１】
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