(57)【要約】【課題】  ノイズによる復調開始点を誤検出することを低減し、精度の高い同期捕捉を実現した送信装置，受信装置及び通信装置を提供する。【解決手段】  送信では、基本信号列とそれを時間反転させた時間反転信号列とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列とに、基本信号列と時間反転信号列とを隣接させ、さらに先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列を隣接するか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列又は時間反転信号列のいずれかを、或いはそれらの両方を接続した時間反転同期信号をデータ信号に付加して送信し、受信では、一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、受信信号列との相関処理を行い、相関ピークと、時間反転同期信号の基本信号列と時間反転信号列の配列順序から求めた参照ピークパターンとの一致度から同期捕捉を判定し、復調開始点を特定する。【選択図】図１１
2009260504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期信号，データ信号の送信制御を行う送信制御回路と、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列と基本信号列を時間反転させた時間反転信号列とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列はそれぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続し、前記先頭と最後の２信号列を隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列又は時間反転信号列のいずれかを、或いは基本信号列と時間反転信号列の両方を接続した信号列を配列して同期信号を生成する配列制御回路とを備え、前記送信制御回路は、前記配列制御回路から出力される同期信号とデータ信号を合わせて送信信号を生成する送信装置。
【請求項２】
受信信号から同期信号を捕捉してデータ信号の復調開始点を特定し、データ信号を復調する受信装置であって、前記受信信号から同相成分信号と直交成分信号を分割する直交検波器と、該直交検波器で分割された同相成分信号と直交成分信号の二乗和を計算する二乗和処理回路と、該二乗和処理回路から出力された一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、現在の受信信号列との相関処理をする時間反転相関処理回路と、該時間反転相関処理回路で処理された相関値のピークを検出する相関ピーク検出回路と、時間反転同期信号の基本信号列と時間反転信号列の配列順序から求めたピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターンと前記相関ピーク検出回路で求めた相関ピーク検出もしくは未検出の時系列パターンを表す相関ピークパターンとの一致度を計算し、一致度が閾値を越える場合を同期点と判定する相関ピークパターン判定回路とを備えた受信装置。
【請求項３】
データを復調するために、データ信号の開始点を特定する同期信号を生成し、データ信号に付加して送信する送信部と、受信信号から同期信号を捕捉してデータ信号の復調開始点を特定し、データ信号を復調する受信部を具備する通信装置であって、送信部は、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列と基本信号列を時間反転させた時間反転信号列とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列はそれぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続し、前記先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列を隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列又は時間反転信号列のいずれかを、或いは基本信号列と時間反転信号列の両方を接続した信号列を配列して同期信号を生成する配列制御回路を備え、受信部は、受信信号の同相成分信号と直交成分信号の二乗和を計算する二乗和処理回路と、該二乗和処理回路から出力された一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、現在の受信信号列との相関処理をする時間反転相関処理回路と、該時間反転相関処理回路で処理された相関値のピークを検出する相関ピーク検出回路と、時間反転同期信号の基本信号列と時間反転信号列の配列順序から求めたピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターンと、前記相関ピーク検出回路で求めた相関ピーク検出もしくは未検出の時系列パターンを表す相関ピークパターンとの一致度を計算し、一致度が閾値を越える場合を同期点と判定する相関ピークパターン判定回路とを備えた通信装置。
【請求項４】
前記二乗和処理回路が時間反転相関処理回路の前段に配置されている請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
前記二乗和処理回路が時間反転相関処理回路の前段に配置されている請求項３に記載の通信装置。
【請求項６】
前記時間反転相関処理回路に相関処理後の信号を正規化する正規化回路を具備する請求項２又は４に記載の受信装置。
【請求項７】
前記時間反転相関処理回路に相関処理後の信号を正規化する正規化回路を具備する請求項３又は５に記載の通信装置。
【請求項８】
前記相関ピークパターン判定回路は、相関ピークパターンと参照ピークパターンの一致度を閾値判定する回路と、相関信号の時系列パターンと参照ピークパターンの相関度を閾値判定する回路を備える請求項２，４，６のいずれかに記載の受信装置。
【請求項９】
前記相関ピークパターン判定回路は、相関ピークパターンと参照ピークパターンの一致度を閾値判定する回路と、相関信号の時系列パターンと参照ピークパターンの相関度を閾値判定する回路を備える請求項３，５，７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項１０】
同期捕捉のために用いる同期信号の生成方法であって、配列制御回路により、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列と基本信号列を時間反転させた時間反転信号列とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列はそれぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続し、前記先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列を隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列又は時間反転信号列のいずれかを、或いは基本信号列と時間反転信号列の両方を接続した信号列を配列して同期信号を生成し、送信制御回路により、前記配列制御回路から出力される同期信号とデータ信号を合わせて送信信号を生成する同期信号生成方法。
【請求項１１】
受信した信号から送受信装置間の同期捕捉を行う方法であって、直交検波器により受信信号から同相成分信号と直交成分信号を分割し、二乗和処理回路により前記直交検波器で分割された同相成分信号と直交成分信号の二乗和を計算し、時間反転相関処理回路により、前記二乗和処理回路から出力された一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、現在の受信信号列との相関処理を行い、相関ピーク検出回路により、前記時間反転相関処理回路で処理された相関値のピークを検出し、時間反転同期信号の基本信号列と時間反転信号列の配列順序から求めたピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターンと、前記相関ピーク検出回路で求めた相関ピーク検出もしくは未検出の時系列パターンを表す相関ピークパターンとの一致度を計算し、一致度が閾値を越える場合を同期点と判定する同期捕捉方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信，有線通信に使用され、同期信号を生成し、データ信号に付加して送信する送信装置，受信した信号から同期捕捉してデータ信号を復調する受信装置，送信装置と受信装置の機能を備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信装置では、データ信号の開始位置を特定し、正しくデータを復調するために同期捕捉を行う。同期捕捉とは、受信信号の強度や周期性などから復調を開始する復調開始点を特定することをいう。
【０００３】
無線ＬＡＮ（Local Area Networkの略で構内通信網）の規格IEEE802.11aなどに用いられる同期捕捉方法について説明する。送信装置では、複数の搬送周波数を変調して得られた信号列（以下、基本信号列という）を複数連続させた信号を、同期信号として送信信号に付加して送信する。ここで、基本信号列の長さを基本信号列長という。受信装置で信号を受信し、相関処理により信号の相関値を得る。相関値のピーク位置を検出し、そのピーク位置から復調開始点を特定する。
【０００４】
同期捕捉に用いる相関処理方式には、受信信号と予め受信装置内に記憶させた参照信号の間で相関値を計算する相互相関処理方式と、受信信号と遅延させた受信信号の間で相関値を計算する自己相関処理方式がある。
【０００５】
送信信号は、伝送路特性により劣化する場合があり、劣化する場合は、相互相関処理方式では受信信号が変化し、参照信号との相関値が劣化するため同期捕捉の確率（以下、同期捕捉率と呼ぶ）が低下する。相互相関方式に対し、自己相関方式では、受信信号間で相関処理をするため、受信信号が変化する場合でも比較的相関値の劣化が小さい利点がある。
【０００６】
しかし、〔非特許文献１〕に記載のように、自己相関方式は、相関値のピーク位置の近付では緩やかに相関値が高くなっていくため、鋭い相関ピークを検出する相互相関方式と比較して同期捕捉の精度が低いという問題がある。
【０００７】
〔特許文献１〕では、同期捕捉精度を向上させる方法として、周期的に相関ピークが検出されるように設計した同期信号を送信し、周期的な相関ピークを所定回数検出したときに同期点と判定する方式（以下、相関ピーク回数判定方式という）が提案されている。
【０００８】
〔特許文献１〕に記載の相関ピーク回数判定方式は、同期点から相関ピーク周期の整数倍前後の位置でも、同期点とほぼ同じ回数の相関ピークを検出するため、同期点から相関ピーク周期の整数倍前後の位置でのノイズを相関ピークとして誤検出したときに復調開始点を誤って特定する可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１３２９３０号公報
【非特許文献１】守倉  正博，久保田  周治，”改訂版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書”，株式会社インプレス，２００５年１月，pp.２０９−２１１.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、通信装置の同期捕捉において、相関ピーク回数判定方式でノイズによる復調開始点を誤って検出することを低減して、精度の高い同期捕捉を実現した送信装置，受信装置及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の送信装置は、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列と基本信号列を時間反転させた信号列（以下、時間反転信号列という）とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列は、それぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続し、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列を隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列又は時間反転信号列のいずれか、或いは基本信号列と時間反転信号列の両方を接続した同期信号（以下、時間反転同期信号という）を生成して、データ信号に付加して送信するものである。
【００１２】
又、受信装置は、一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、受信信号列との相関処理を行う反転自己相関処理で得られた相関値から相関ピークを検出し、相関ピーク検出又は未検出の時系列パターン（以下、相関ピークパターンという）と、時間反転同期信号の基本信号列と時間反転信号列の配列順序から求めたピークが検出される相対的な時系列パターン（以下、参照ピークパターンという）との一致度を計算し、一致度が閾値を越える場合を同期点と判定し、復調開始点を特定するものである。この判定方式を相関ピークパターン判定方式という。
【００１３】
又、通信装置は、上記送信装置と上記受信装置を具備したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、相関ピークパターン判定方式を用い、相関ピークパターンと参照ピークパターンとの一致度を同期点と同期点以外で大きく異なるようにできるため、ノイズによる誤って特定することを低減でき、同期捕捉の精度を高くできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の各実施形態について図面により説明する。
【実施例１】
【００１６】
送信装置の実施例について図１，図２を参照して説明する。図１は、本実施例の送信装置の構成図である。
【００１７】
送信装置１０１は、同期信号１１１とデータ信号１１２が入力されるスイッチ１０３，スイッチ１０３に接続された変調回路１０５，変調回路１０５に接続されたＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）回路１０６，ＩＦＦＴ回路１０６の同相成分信号１１３に接続されるスイッチ１０４ａ，ＩＦＦＴ回路１０６の直交成分信号１１４に接続されるスイッチ１０４ｂ，スイッチ１０４ａ，１０４ｂに接続される配列制御回路１０７，配列制御回路１０７の同相成分配列信号１１５に接続されるＤＡ（Digital to Analog）変換器１０８ａ，配列制御回路１０７の直交成分配列信号１１６に接続されるＤＡ変換器１０８ｂ，ＤＡ変換器１０８ａ及びＤＡ変換器１０８ｂに接続される直交変調器１０９，直交変調器１０９に接続された周波数発振器１１０，スイッチ１０３，１０４ａ，１０４ｂに接続され、同期信号，データ信号の送信制御を行う送信制御回路１０２で構成される。
【００１８】
ここで、送信制御回路１０２は、同期信号１１１とデータ信号１１２のどちらを送信するか制御する回路であり、配列制御回路１０７は、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列と基本信号列を時間反転させた時間反転信号列の配列を制御する回路である。
【００１９】
送信制御回路１０２は、同期信号１１１を送信する場合は、スイッチ１０３を同期信号１１１側に閉じ、スイッチ１０４を配列制御回路１０７の入力側に閉じる。データ信号１１２を送信する場合は、スイッチ１０３をデータ信号１１２側に閉じ、スイッチ１０４を配列制御回路１０７の出力側に閉じる。図１に示す例では同期信号１１１を送信する場合を示している。
【００２０】
同期信号１１１を送信する場合について説明する。同期信号１１１は、スイッチ１０３を通り、変調回路１０５で複数の搬送周波数ごとの信号に分割され、それぞれの搬送周波数ごとに変調処理される。変調された信号は、ＩＦＦＴ回路１０６で逆フーリエ変換され、同相成分信号１１３と、同相成分信号１１３と直交関係にある直交成分信号１１４の二つの信号に分かれる。
【００２１】
同相成分信号１１３と直交成分信号１１４は、それぞれ配列制御回路１０７で信号の一部もしくは全てを基本信号列として記録される。配列制御回路１０７で基本信号列と、基本信号列を時間反転させた時間反転信号列とを合計４つの信号列以上用いた信号列に変換される。先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列は、それぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続する。基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続された先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列は、隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列もしくは時間反転信号列のいずれか、或いは基本信号列と時間反転信号列の両方を接続する。
【００２２】
同相成分信号１１３を配列制御回路１０７で変換した信号を同相成分配列信号１１５といい、直交成分信号１１４を配列制御回路１０７で変換した信号を直交成分配列信号１１６という。
【００２３】
同相成分配列信号１１５と直交成分配列信号１１６は、ＤＡ変換器１０８でアナログ信号に変換される。直交変調器１０９において、周波数発振器１１０で発生させた搬送波と同相成分配列信号１１５を乗算し、搬送波から位相を相対的にπ／２ずらした搬送波と直交成分配列信号１１６を乗算し、それぞれの乗算後の信号を加算する。直交変調器１０９から出力された信号を時間反転同期信号として送信する。
【００２４】
データ信号１１２を送信する場合について説明する。データ信号１１２は、スイッチ１０３を通り、変調回路１０５で複数の搬送周波数ごとの信号に分割され、それぞれの搬送周波数ごとに変調処理される。変調された信号は、ＩＦＦＴ回路１０６で逆フーリエ変換され、直交関係にある二つの信号に分かれる。
【００２５】
直交関係にある二つの信号は、スイッチ１０４を通り、ＤＡ変換器１０８でアナログ信号に変換され、直交変調器１０９で搬送波と乗算され、送信データ信号として送信される。時間反転同期信号と送信データ信号を合わせて送信信号１１７と呼ぶ。
【００２６】
図２は、時間反転同期信号の例を模式的に表す図である。時間反転同期信号２０１は、基本信号列２０２と時間反転信号列２０３とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列は、それぞれ基本信号列と時間反転信号列とを隣接するように接続（以下、異種接続２０４ａ，２０４ｂという）し、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列２０２又は時間反転信号列２０３のいずれかを１つの信号列、或いは２つの信号列以上連続的に接続（以下、同種接続２０５ａ，２０５ｂという）するように配列している。
【００２７】
受信時には、一定時間前の受信信号列を時間反転させた信号列と、受信信号列との相関処理をするため、時間反転同期信号２０１の基本信号列２０２と、時間反転信号列２０３との相関処理をするときに鋭い相関ピークが得られる。このことから、異種接続２０４ａ，２０４ｂの２つの信号列を受信したときに相関ピークが得られることが分かり、時間反転同期信号２０１の基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の配列順序からピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターン２０６が分かる。
【００２８】
図１に示す送信装置１０１は、図２に示すように、時間反転同期信号２０１に基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の異種接続２０４ａ，２０４ｂと、基本信号列２０２又は時間反転信号列２０３のいずれかの同種接続２０５ａ，２０５ｂを設けることで、参照ピークパターン２０６を非周期的なパターンにできるので、最後の相関ピークが検出される同期点から見た参照ピークパターン２０６と、同期点以外の点から見た相関ピークのパターンとは大きく異なる。そのため、相関ピークが周期的に検出され、同期点以外にも同期点とほぼ同じ回数の相関ピークを検出する点のある相関ピーク回数判定方式と比較して、ノイズにより誤検出する可能性を低減できピーク位置を誤って特定することを低減できる効果がある。
【００２９】
図３を参照して、配列制御回路１０７の構成例を説明する。図３は、配列制御回路の構成図である。配列制御回路１０７は、同相成分信号１１３側のシフトレジスタ３０１ａ，直交成分信号１１４側のシフトレジスタ３０１ｂ，シフトレジスタ３０１ａとシフトレジスタ３０１ｂに接続されるシフト方向制御回路３０２で構成される。ここで、シフト方向制御回路３０２は、シフトレジスタ３０１のシフト方向を制御する回路である。
【００３０】
同相成分信号１１３と直交成分信号１１４は、それぞれシフトレジスタ３０１で基本信号列長分だけ基本信号列として記録される。図３では、基本信号列長がＮサンプル信号の場合を示している。ここでＮは自然数である。シフト方向制御回路３０２は、シフトレジスタ３０１のシフト方向を制御する。
【００３１】
シフトレジスタ３０１を右方向にシフトし、右端のレジスタに記録されている信号を出力するとともに左端のレジスタにシフトする。これを基本信号列長分繰り返すと、基本信号列を出力したことになる。また、シフトレジスタ３０１を左方向にシフトし、左端のレジスタに記録されている信号を出力するとともに右端のレジスタにシフトする。これを基本信号列長分繰り返すと、時間反転信号列を出力したことになる。シフト方向制御回路３０２でシフトレジスタ３０１のシフト方向を制御することで基本信号列と時間反転信号列の配列を制御することができる。
【００３２】
図４を参照して、送信信号の構成例を説明する。図４は送信信号の構成例を示す図である。送信信号１１７は時間反転同期信号と送信データ信号で構成する。送信信号１１７は、送信信号１１７ａのように送信データ信号に時間反転同期信号を付加した信号の他に、送信信号１１７ｂのようにＡＦＣ（Automatic Frequency Control）用信号を付加する信号、送信信号１１７ｃのようにＡＧＣ（Automatic Gain Control）用信号を付加する信号がある。
【実施例２】
【００３３】
受信装置の実施例について図５を参照して説明する。図５は本実施例の受信装置の構成図である。
【００３４】
受信装置５０１は、受信信号５０９を入力し、周波数発振器５０３と接続された直交検波器５０２，直交検波器５０２の同相成分信号５１０に接続されたＡＤ（Analog to Digital）変換器５０４ａ，直交検波器５０２の直交成分信号５１１に接続されたＡＤ変換器５０４ｂ，ＡＤ変換器５０４ａに接続されたスイッチ５０５ａ，ＡＤ変換器５０４ｂに接続されたスイッチ５０５ｂ，スイッチ５０５に接続された反転自己相関処理回路５１２，反転自己相関処理回路５１２に接続された二乗和処理回路５１３，二乗和処理回路５１３に接続された相関ピーク検出回路５１４，相関ピーク検出回路５１４に接続された相関ピークパターン判定回路５１５，相関ピークパターン判定回路５１５とスイッチ５０５に接続されたＦＦＴ（Fast Fourier Transform）回路５０７，ＦＦＴ回路５０７に接続された復調回路５０８で構成される。ここで、反転自己相関処理回路５１２，二乗和処理回路５１３，相関ピーク検出回路５１４，相関ピークパターン判定回路５１５で同期捕捉装置５０６が構成されている。
【００３５】
受信信号５０９は、直交検波器５０２において二信号に分割され、一方の信号は、周波数発振器５０３で発生させた搬送波と乗算され、乗算結果から低周波数成分を取り出して、同相成分信号５１０に変換される。他方の信号は、搬送波から位相を相対的にπ／２ずらした搬送波と乗算され、乗算結果から低周波数成分を取り出して、直交成分信号５１１に変換される。同相成分信号５１０と直交成分信号５１１は、互いに直交関係にある。
【００３６】
同相成分信号５１０と直交成分信号５１１は、ＡＤ変換器５０４によりディジタル信号に変換される。同期捕捉処理する場合は、スイッチ５０５を同期捕捉装置５０６側に閉じ、復調処理する場合は、スイッチ５０５をＦＦＴ回路側に閉じる。すなわち、同期捕捉前は、スイッチ５０５を同期捕捉装置５０６側に閉じて同期捕捉処理を行い、同期捕捉後は、スイッチ５０５をＦＦＴ回路５０７側に閉じて復調処理を行う。
【００３７】
同期捕捉処理について説明する。同期捕捉装置５０６の反転自己相関処理回路５１２は、一定時間前の信号を時間反転させた信号列と、現在の信号列との相関処理をする反転自己相関を処理する回路であり、相関ピーク検出回路５１４は、相関値のピークを検出する回路であり、相関ピークパターン判定回路５１５は、相関ピーク検出又は未検出の時系列パターンを表す相関ピークパターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との一致度から同期点を判定する回路である。
【００３８】
同相成分信号５１０と直交成分信号５１１には、それぞれ反転自己相関処理回路５１２で反転自己相関処理が行われる。同相成分信号５１０に対して反転自己相関処理をした後の信号を同相成分相関信号５１６と呼び、直交成分信号５１１に対して反転自己相関処理をした後の信号を直交成分相関信号５１７と呼ぶ。
【００３９】
二乗和処理回路５１３では、同相成分相関信号５１６と直交成分相関信号５１７をそれぞれ二乗し、その結果を加算する。二乗和処理回路５１３から出力した信号を相関信号５１８と呼ぶ。
【００４０】
相関ピーク検出回路５１４では、相関信号５１８のピークを検出する。ピーク検出方法としては、相関値が閾値を越えたときをピーク位置と判定する方式（以下、閾値判定方式という），一定期間内の相関値の最大値を検出したときをピーク位置と判定する方式（以下、最大値判定方式という），相関値が閾値を越えている間の最大値を検出したときをピーク位置と判定する方式（以下、ハイブリッド判定方式という）などがある。
【００４１】
閾値判定方式を用いる場合を説明する。相関信号５１８が閾値を超えたときは相関ピークを検出したとして値１を出力し、閾値を超えないときは相関ピークを検出しなかったとして値−１を出力する。この出力信号を相関ピーク信号５１９と呼ぶ。
【００４２】
相関ピークパターン判定回路５１５では、相関ピーク信号５１９の時系列パターンである相関ピークパターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との一致度を計算する。その計算結果を閾値判定し、閾値を越える場合を同期点と判定し、同期点信号５２０をＦＦＴ回路５０７に出力する。ここで、同期点信号５２０は、最後の相関ピークを検出した点を示す信号であり、同期点信号５２０が分かれば、復調開始点を特定できる。復調開始点を特定できると、スイッチ５０５をＦＦＴ回路５０７側に閉じるように制御する信号５２１を出力し、同期捕捉を完了する。
【００４３】
次に、復調処理について説明する。スイッチ５０５がＦＦＴ回路５０７側に閉じられると復調処理を開始する。ＦＦＴ回路５０７は、同期捕捉装置５０６から出力された同期点信号５２０を基に復調開始点を特定し、受信信号５０９を復調開始点からフーリエ変換することで搬送周波数ごとの信号に分波する。分波された信号を復調回路５０８で復調し、受信データ信号５２２を得る。
【００４４】
受信装置５０１は、反転自己相関処理方式を用いているため、自己相関処理方式と比較して鋭い相関ピークが得られ、同期捕捉精度が一層向上する。また、相関ピークパターン判定方式を用いているため、図２に示す参照ピークパターン２０６と、相関ピーク信号５１９の時系列パターンである相関ピークパターンとの一致度が同期点と同期点以外では大きく異なるようにできるため、ノイズによる同期点の誤特定を低減できる効果がある。
【００４５】
図６を参照して、反転自己相関処理方式が自己相関処理方式と比較して鋭い相関ピークが得られることについて説明する。図６は、相関点の１サンプル前と相関点における自己相関処理方式と反転自己相関処理方式の信号一致度合いを示す図である。なお、図６では、基本信号列長が６サンプル信号の場合を示している。
【００４６】
自己相関処理方式は、図６（ａ）に示すように、相関点の１サンプル前でも大部分の信号が一致するため、相関値が高い。このことから相関値が緩やかに変化することが分かる。それに対し、反転自己相関処理方式は、図６（ｃ）に示すように、相関点の１サンプル前で一致する信号が無く、図６（ｄ）に示すように相関点で全ての信号が一致するため、鋭い相関ピークが得られる。
【００４７】
図７を参照して、ＡＦＣ回路７０４，ゲイン判定回路７０２，ＡＧＣアンプ７０３を備える受信装置の実施例を説明する。
【００４８】
図７に示すように、受信装置７０１は、図５に示す受信装置５０１にゲイン判定回路７０２，ＡＧＣアンプ７０３，ＡＦＣ回路７０４を加えた構成であり、ＦＦＴ回路５０７にＡＦＣ回路７０４が接続され、相関ピークパターン判定回路５１５とスイッチ５０５がＡＦＣ回路７０４に接続されている。ＡＤ変換器５０４ａとスイッチ５０５ａを結ぶ信号線、及びＡＤ変換器５０４ｂとスイッチ５０５ｂを結ぶ信号線には、ゲイン判定回路７０２が接続され、ゲイン判定回路７０２は、直交検波器５０２とＡＤ変換器５０４の間に設けられたＡＧＣアンプ７０３と接続されている。
【００４９】
ゲイン判定回路７０２は、ＡＤ変換後の信号が、回路の許容する最大量を超えない範囲で増幅された信号になるゲンイ量を判定し、ＡＧＣアンプ７０３にそのゲイン量を調節する信号を出力する。この信号をゲイン調節信号７０５という。ＡＧＣアンプ７０３は、ゲイン判定回路７０２のゲイン調節信号７０５に基づいてゲイン量を制御する。
【００５０】
ＡＦＣ回路７０４は、同期捕捉装置５０６から出力された同期点信号５２０を基に復調開始点を特定し、周波数発振器５０３で発生させた搬送波の周波数と、図１に示す周波数発振器１１０で発生させた搬送波の周波数の誤差を検出し、検出結果を基に同相成分信号５１０と直交成分信号５１１の周波数を補正する。
【００５１】
受信装置７０１は、ゲイン判定回路７０２，ＡＧＣアンプ７０３を備えることで回路の許容する最大量を超えない範囲で増幅された信号が得られ、ＡＤ変換時の離散化による信号の劣化を低減でき、信号の劣化による同期捕捉精度の低下を低減できる効果がある。また、ＡＦＣ回路７０４を備えることにより、周波数発振器５０３で発生させた搬送波の周波数と、図１に示す周波数発振器１１０で発生させた搬送波の周波数の誤差を補正し、同期捕捉精度が一層向上する。
【００５２】
図８を参照して、反転自己相関処理回路の例を説明する。図８は反転自己相関処理回路の構成例を示す図である。
【００５３】
図８に示す例では、反転自己相関処理回路５１２は、同相成分信号５１０に接続されたシフトレジスタ８０１ａ、直交成分信号５１１に接続されたシフトレジスタ８０１ｂ、１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた乗算器８０２ａ〜８０２ｊ、乗算器８０２ａ〜８０２ｊを加算するように設けられた加算器８０３ａ〜８０３ｈで構成される。
【００５４】
シフトレジスタ８０１は相関処理に用いる分だけ信号を保持する。図８に示す例では、図２に示す異種接続２０４ａ，２０４ｂの２信号列を受信したときに、相関ピークが検出されるように、基本信号長Ｎの２倍の信号を保持する場合を示している。
【００５５】
シフトレジスタ８０１で保持した信号の内、Ｎ番目とＮ＋１番目の信号を乗算器８０２で乗算する。同様にして１番目と２Ｎ番目までＮ−ｋ番目とＮ＋１＋ｋ番目を乗算する。
ここで、ｋは１からＮ−１までの整数である。これらの乗算結果を加算器８０３で加算し、相関値を得る。
【００５６】
１クロックごとにシフトレジスタ８０１で保持した信号を１レジスタずつシフトし、その都度、反転自己相関の処理をする。同相成分信号５１０を反転自己相関処理にて同相成分相関信号５１６に変換し、直交成分信号５１１を反転自己相関処理により直交成分相関信号５１７に変換する。
【００５７】
図９を参照して、反転自己相関処理回路に、乗算器と比較して回路規模の小さい減算器を用いた例を説明する。図９は、減算器を用いた反転自己相関処理回路の構成図である。本実施例の反転自己相関処理回路９０１は、図８に示す反転自己相関処理回路５１２の乗算器８０２を減算器９０２に代えている。
【００５８】
相関処理に減算器９０２を用いる場合は、相関値が低いほど相関度合いが高い。そのため、相関処理に減算器９０２を用いる場合は、図５，図７に示す相関ピーク検出回路５１４は、閾値を下回ったときに相関ピークを検出したとして値１を出力し、相関値閾値を下回らないときは相関ピークを検出しなかったとして値−１を出力するように設定する。
【００５９】
反転自己相関処理回路９０１は、減算器９０２が乗算器と比較して回路規模が小さいため、回路規模を縮小することができる。また、減算器９０２を用いると乗算器を用いる場合と比較して、相関処理結果の値が小さいため、離散化による信号の劣化を低減でき、信号の劣化による同期捕捉精度の低下を低減できる効果がある。
【００６０】
図１０を参照して、相関ピークパターン判定回路の実施例を説明する。図１０は相関ピークパターン判定回路の構成例を示す図である。
【００６１】
相関ピークパターン判定回路５１５は、相関ピーク信号５１９を入力するシフトレジスタ１００１，シフトレジスタ１００１の複数箇所に接続された減算器１００３，シフトレジスタ１００１及び減算器１００３に接続される加算器１００２，加算器１００２に接続される判定回路１００４で構成される。
【００６２】
シフトレジスタ１００１は、相関ピーク信号５１９の時系列パターンである相関ピークパターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との一致度を調べる分だけ、相関ピーク信号５１９を保持する。図１０に示す例では、図２に示す時間反転同期信号２０１を想定し、参照ピークパターン２０６の最初の相関ピークから最後の相関ピークまでの６Ｎ＋１の信号を保持する場合を示している。
【００６３】
シフトレジスタ１００１に記録されている信号列で、一定周期の位置の信号を出力する。図１０に示す例では、基本信号列長周期の信号を出力した場合を示している。図２の参照ピークパターン２０６で、相関ピークを検出する位置の信号は加算器１００２に出力し、検出しない位置の信号は減算器１００３で極性を反転した後に加算器１００２に出力する。加算器１００２から出力する信号を相関ピークパターン一致度信号１００５という。
【００６４】
判定回路１００４で相関ピークパターン一致度信号１００５が閾値以上か判定し、閾値を越える場合を同期点と判定して、同期点信号５２０を出力する。又、図５，図７のスイッチ５０５をＦＦＴ回路５０７側に閉じるように制御する信号５２１を出力し、同期捕捉を完了する。
【実施例３】
【００６５】
通信装置の実施例について図１１を参照して説明する。図１１は、本実施例の通信装置の構成図である。通信装置１１０１の送信部は、図１に示す送信装置１０１で構成し、受信部は、図５に示す受信装置５０１で構成している。
【００６６】
送信部の処理は、〔実施例１〕の送信装置１０１の処理と同様であり、受信部の処理は、〔実施例２〕の受信装置５０１の処理と同様である。
【００６７】
通信装置１１０１は、反転自己相関処理方式を用いているため、自己相関処理方式と比較して鋭い相関ピークが得られ、同期捕捉精度が一層向上し、相関ピークパターン判定方式を用いるため、相関ピーク信号５１９の時系列パターンを表す相関ピークパターンと、図２の参照ピークパターン２０６の一致度を、同期点と同期点以外で大きく異なるようにできるため、ノイズによる同期点の誤特定を低減できる効果がある。また、受信装置５０１と送信装置１０１を備えることにより受信データ信号５２２を他の通信装置に転送することができる。
【００６８】
図１２を参照して、ＡＦＣ回路，ゲイン判定回路およびＡＧＣアンプを備えた通信装置の例を説明する。図１２は、ＡＦＣ回路，ゲイン判定回路およびＡＧＣアンプを備えた通信装置の構成図である。
【００６９】
通信装置１２０１は、図１１に示す通信装置１１０１の受信装置５０１を、図７に示すＡＦＣ回路７０４，ゲイン判定回路７０２およびＡＧＣアンプ７０３を備える受信装置７０１に代えて構成している。
【００７０】
送信部の処理は、〔実施例１〕の送信装置１０１の処理と同様であり、受信部の処理は、〔実施例２〕の受信装置７０１の処理と同様である。
【００７１】
通信装置１２０１は、ゲイン判定回路７０２，ＡＧＣアンプ７０３を備えているので、回路の許容する最大量を超えない範囲で増幅した信号が得られ、ＡＤ変換時の離散化による信号の劣化を低減でき、信号の劣化による同期捕捉精度の低下を低減できる効果がある。また、ＡＦＣ回路７０４を備えることにより、周波数発振器５０３で発生させた搬送波の周波数を、送信側と合わせることで同期捕捉精度が一層向上する。
【００７２】
図１１又は図１２に示す通信装置の反転自己相関処理回路５１２を、図９に示す減算器９０２で相関処理をする反転自己相関処理回路９０１に代えることにより、減算器が乗算器と比較して回路規模が小さいため、回路規模を縮小することができる。また、減算器を用いることにより、乗算器を用いる場合と比較して、相関処理結果の値が小さいため、離散化による信号の劣化を低減でき、信号の劣化による同期捕捉精度の低下を低減できる効果がある。
【実施例４】
【００７３】
〔実施例２〕で説明した受信装置、〔実施例３〕で説明した通信装置の受信部の同期捕捉装置の回路配置を改良した実施例について図１３を参照して説明する。本実施例では、回路規模を縮小することができる利点がある。図１３は、同期捕捉装置の構成図である。
【００７４】
本実施例の同期捕捉装置１３０１は、同相成分信号５１０と直交成分信号５１１を入力する二乗和処理回路１３０２，二乗和処理回路１３０２に接続された反転自己相関処理回路１３０３，反転自己相関処理回路１３０３に接続された相関ピーク検出回路５１４，相関ピーク検出回路５１４に接続された相関ピークパターン判定回路５１５で構成される。
【００７５】
図５，図７，図１１，図１２に示す同期捕捉装置５０６では、二乗和処理回路５１３を反転自己相関処理回路５１２の後段に配置しているが、図１３に示す同期捕捉装置１３０１は、二乗和処理回路１３０２を反転自己相関処理回路１３０３の前段に配置している。
【００７６】
二乗和処理回路１３０２では、同相成分信号５１０と直交成分信号５１１をそれぞれ二乗し、二乗した値を加算する。二乗和処理回路１３０２で処理した信号を統合信号１３０４という。統合信号１３０４を反転自己相関処理回路１３０３で反転自己相関を処理することにより、相関信号５１８に変換する。相関ピーク検出回路５１４では、相関信号５１８のピークを検出し、相関ピーク信号５１９を出力する。相関ピークパターン判定回路５１５では、相関ピーク信号５１９の相関ピークパターンと参照ピークパターンの一致度を計算し、その計算値を閾値判定する。計算値が閾値を越える場合を同期点と判定し、同期点信号５２０を出力する。また、復調処理を開始するように制御する信号５２１を出力し、同期捕捉を完了する。
【００７７】
同期捕捉装置１３０１は、図５，図７，図１１，図１２で示す同期捕捉装置５０６に代えて、〔実施例２〕で説明した受信装置、〔実施例３〕で説明した通信装置の受信部に組み込まれる。図５，図７，図１１，図１２に示す同期捕捉装置５０６では、同相成分信号５１０と直交成分信号５１１のそれぞれの反転自己相関を処理するため、反転自己相関処理回路が二系統必要であったが、同期捕捉装置１３０１は、二乗和処理回路１３０２で同相成分信号５１０と直交成分信号５１１を統合信号１３０４に変換しているので、反転自己相関処理回路が一系統となり、反転自己相関処理に要する回路規模を約半分に縮小できる。
【００７８】
図１４を参照して、本実施例の同期捕捉装置の反転自己相関処理回路を説明する。図１４は、回路規模が縮小された同期捕捉装置の反転自己相関処理回路の構成図である。
【００７９】
反転自己相関処理回路１３０３は、統合信号１３０４を入力するシフトレジスタ８０１、１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた乗算器８０２ａ〜８０２ｅ、乗算器８０２ａ〜８０２ｅを加算するように設けられた加算器８０３ａ〜８０３ｄで構成される。
【００８０】
シフトレジスタ８０１は相関処理に用いる分だけ信号を保持し、シフトレジスタ８０１で保持した信号の内、Ｎ番目とＮ＋１番目を乗算器８０２で乗算する。同様に１番目と２Ｎ番目までＮ−ｋ番目とＮ＋１＋ｋ番目を乗算する。ここでｋは１からＮ−１までの整数である。
【００８１】
これらの乗算結果を加算器８０３で加算し、相関値を得る。１クロックごとにシフトレジスタ８０１で保持した信号を１レジスタずつシフトし、その都度反転自己相関の処理をする。
【００８２】
反転自己相関処理回路１３０３を減算器で構成し、相関処理することにより、回路規模を一層縮小することができる。また、減算器を用いることにより、乗算器を用いる場合と比較して、相関処理結果の値が小さいため、離散化による信号の劣化を低減でき、信号の劣化による同期捕捉精度の低下を低減できる効果がある。
【実施例５】
【００８３】
〔実施例２〕で説明した受信装置、〔実施例３〕又は〔実施例４〕で説明した通信装置の受信部の反転自己相関処理回路に、正規化回路を備えて同期捕捉率を向上した実施例について図１５を参照して説明する。図１５は反転自己相関処理回路の構成図である。
【００８４】
反転自己相関処理回路１５０１は、同相成分信号５１０を入力するシフトレジスタ８０１ａ、１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた乗算器８０２ａ〜８０２ｅ，乗算器８０２ａ〜８０２ｅの出力結果を加算するように設けられた加算器８０３ａ〜８０３ｄ，１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた加算器１５０２ａ〜１５０２ｅ，加算器８０３ｄと加算器１５０２ｅに接続された除算器１５０３ａ，直交成分信号５１１を入力するシフトレジスタ８０１ｂ，１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた乗算器８０２ｆ〜８０２ｊ，乗算器８０２ｆ〜８０２ｊの出力結果を加算するように設けられた加算器８０３ｅ〜８０３ｈ，１番目から２Ｎ番目のシフトレジスタ間に設けられた加算器１５０２ｆ〜１５０２ｊ，加算器８０３ｈと加算器１５０２ｊに接続された除算器１５０３ｂで構成される。
【００８５】
シフトレジスタ８０１は、相関処理に用いる分だけ信号を保持し、シフトレジスタ８０１で保持した信号の内、Ｎ番目とＮ＋１番目を乗算器８０２で乗算する。同様に１番目と２Ｎ番目までＮ−ｋ番目とＮ＋１＋ｋ番目を乗算する。ここでｋは１からＮ−１までの整数である。これらの乗算結果を加算器８０３で加算し、相関値を得る。又、加算器１５０２でシフトレジスタ８０１に保持されている信号を加算し、総和を得る。
【００８６】
得られた相関値を除算器１５０３により総和で除算し、正規化した相関値を得る。同相成分信号５１０に対して反転自己相関処理を行い、その結果を正規化した信号を同相成分相関正規化信号１５０４と呼び、直交成分信号５１１に対して反転自己相関処理を行い、その結果を正規化した信号を直行成分相関正規化信号１５０５と呼ぶ。
【００８７】
１クロックごとにシフトレジスタ８０１で保持した信号は、１レジスタずつシフトし、その都度反転自己相関処理を行い、その結果を正規化する。時刻ｔの同相成分相関正規化信号１５０４をOutput_S(ｔ)とし、同相成分信号５１０をInput_S(ｔ)とすると、同相成分相関正規化信号１５０４は数１で表すことができる。
【００８８】
【数１】
2009260504.tif 000003
【００８９】
ここで、Output_S(ｔ)の最大値は１であり、同相成分相関正規化信号１５０４は正規化されていることがわかる。
【００９０】
反転自己相関処理回路１５０１は、〔実施例２〕で説明した受信装置、〔実施例３〕又は〔実施例４〕で説明した通信装置の受信部に組み込む。反転自己相関処理回路１５０１は、相関値を正規化することで相関ピークの大きさの変動が少なくなるため、閾値によるピーク検出精度が向上し、同期捕捉率が一層向上する。
【実施例６】
【００９１】
〔実施例２〕で説明した受信装置、〔実施例３〕から〔実施例５〕で説明した通信装置の受信部において、相関信号の時系列パターンと、参照ピークパターンの相関度を同期点の判定要素に加えることにより、同期捕捉率を向上した実施例について図１６を参照して説明する。図１６は、本実施例の相関ピークパターン判定回路の構成図である。
【００９２】
相関ピークパターン判定回路１６０１は、相関信号５１８を入力するシフトレジスタ１６０２，シフトレジスタ１６０２の複数箇所に接続された減算器１６０４，シフトレジスタ１６０２及び減算器１６０４に接続される加算器１６０３，相関ピーク信号５１９を入力するシフトレジスタ１００１，シフトレジスタ１００１の複数箇所に接続された減算器１００３，シフトレジスタ１００１及び減算器１００３に接続される加算器１００２，加算器１６０３及び加算器１００２に接続される判定回路１６０５で構成される。
【００９３】
シフトレジスタ１００１は、相関ピーク信号５１９の時系列パターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との一致度を調べる分だけ、相関ピーク信号５１９を保持し、シフトレジスタ１６０２は、相関信号５１８の時系列パターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との相関度を調べる分だけ相関信号５１８を保持する。
【００９４】
図１６では、図２に示す時間反転同期信号２０１を想定し、参照ピークパターン２０６の最初の相関ピークから最後の相関ピークまでの６Ｎ＋１の信号を保持する場合を示している。シフトレジスタ１００１，１６０２に記録されている信号列で一定周期の位置の信号を出力する。図１６では、基本信号列長周期の信号を出力する場合を示している。図２に示す参照ピークパターン２０６で、相関ピークを検出する位置の信号は加算器１００２，１６０３に出力し、検出しない位置の信号は減算器１００３，１６０４で極性を反転した後に加算器１００２，１６０３に出力する。
【００９５】
加算器１００２から相関ピークパターン一致度信号１００５が出力される。加算器１６０３から出力する信号は、相関信号５１８の時系列パターンと、図２に示す参照ピークパターン２０６との相関度を表す。相関度を表す信号を相関度信号１６０６と呼ぶ。
【００９６】
判定回路１６０５では、相関ピークパターン一致度信号１００５が閾値以上か判定し、閾値以上の場合は相関度信号１６０６が閾値以上か判定し、閾値以上の場合に同期点と判定し、同期点信号５２０を出力する。又、復調処理を開始するように制御する信号５２１を出力し、同期捕捉を完了する。
【００９７】
相関ピークパターン一致度信号１００５で同期点を判定する場合と比較し、本実施例では、相関度信号１６０６を同期点の判定に加えているので、同期捕捉の信頼性が増す。また、同期捕捉の信頼性が増すことから、判定に用いる閾値を低く設定することができ、同期捕捉率が向上する。
【実施例７】
【００９８】
時間反転同期信号生成方法の実施例について図１７を参照して説明する。図１７は、本実施例の時間反転同期信号の生成方法を模式的に示す図である。
【００９９】
時間反転同期信号２０１は、基本信号列２０２および時間反転信号列２０３を複数配列した信号である。
【０１００】
時間反転同期信号２０１は、複数の搬送周波数を変調して得られた基本信号列２０２と、基本信号列２０２を時間反転させた時間反転信号列２０３とを用い、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列はそれぞれ基本信号列２０２と時間反転信号列２０３とを隣接するように接続している。先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列を隣接させるか、先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列の間に基本信号列２０２又は時間反転信号列２０３のいずれかを、或いは基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の両方を接続する。
【０１０１】
時間反転同期信号２０１には、時間反転同期信号２０１ａのように先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列がそれぞれ基本信号列２０２を前に接続した異種接続２０４ａである信号の他に、時間反転同期信号２０１ｂのように先頭の２つの信号列と最後の２つの信号列がそれぞれ時間反転信号列２０３を前に接続した異種接続２０４ｂである信号、時間反転同期信号２０１ｃのように先頭の２つの信号列が基本信号列２０２を前に接続した異種接続２０４ａで最後の２つの信号列が時間反転信号列２０３を前に接続した異種接続２０４ｂである信号、時間反転同期信号２０１ｄのように先頭の２つの信号列が時間反転信号列２０３を前に接続した異種接続２０４ｂで最後の２つの信号列が基本信号列２０２を前に接続した異種接続２０４ａである信号がある。
【０１０２】
また、時間反転同期信号２０１は、時間反転同期信号２０１ｃ，２０１ｄのように基本信号列２０２と時間反転信号列２０３を合計４つの信号列用いる信号の他に、時間反転同期信号２０１ａ，２０１ｂのように基本信号列２０２と時間反転信号列２０３を合計５つの信号列用いる信号、時間反転同期信号２０１ｅのように基本信号列２０２と時間反転信号列２０３を合計６つの信号列以上用いる信号がある。
【０１０３】
時間反転同期信号２０１の基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の配列順序からピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターン２０６が分かる。
【０１０４】
時間反転同期信号２０１は、基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の異種接続２０４ａ，２０４ｂと、基本信号列２０２又は時間反転信号列２０３のいずれかの同種接続２０５ａ，２０５ｂを設けることで、参照ピークパターン２０６を非周期的なパターンにできるため、最後の相関ピークが検出される同期点から見た参照ピークパターン２０６と、同期点以外の点から見た相関ピークのパターンとが大きく異なるようにできる。そのため、相関ピークが周期的に検出され、同期点以外にも同期点とほぼ同じ回数の相関ピークを検出する点のある相関ピーク回数判定方式と比較して、ノイズによる同期点の誤特定を低減できる効果がある。
【実施例８】
【０１０５】
本発明の実施例８である反転自己相関処理と相関ピークパターン判定を用いた同期捕捉方法について、図１８を参照して説明する。図１８は本実施例の同期捕捉方法を表す図である。
【０１０６】
反転自己相関処理は、一定時間前の受信信号を時間反転させた信号列と、現在の受信信号列との相関を処理する方式であり、相関ピークパターン判定とは、相関ピークの検出又は未検出を表す相関ピーク信号５１９の時系列パターンと、時間反転同期信号２０１の基本信号列２０２と時間反転信号列２０３の配列順序から求めたピークが検出される相対的な時系列パターンを表す参照ピークパターン２０６との一致度を表す相関ピークパターン一致度信号１００５から同期点を判定する方法である。
【０１０７】
同期捕捉方法は、まず、一定時間前の受信信号を時間反転させた信号列と、現在の受信信号との相関を処理し、相関信号５１８を取得する。次に、相関信号５１８の相関ピークを検出し、相関ピーク信号５１９を取得し、相関ピーク信号５１９と参照ピークパターン２０６の一致度を計算し、相関ピークパターン一致度信号１００５を取得する。相関ピークパターン一致度信号１００５が閾値以上か判定し、閾値以上の場合にはその点から復調開始点を特定する。
【０１０８】
同期捕捉方法は、反転自己相関処理方式を用いているため、自己相関処理と比較して鋭い相関ピークが得られ、同期捕捉精度が一層向上する。また、相関ピークパターン判定方式を用いているため、相関ピークパターン一致度信号１００５を同期点と同期点以外で大きく異なるようにできるため、ノイズによる誤特定する可能性を低減できる効果がある。
【０１０９】
以上説明したように、自己相関処理方式は、相関ピーク点（相関点）の前後でも大部分の信号が一致するため相関値が高く、相関値が緩やかに変化する。それに対し、反転自己相関処理は相関点から１サンプルでもずれると一致する信号が無く、相関点で鋭い相関ピークが得られる。各実施例では、反転自己相関処理方式を用いており、相関点で鋭い相関ピークが得られるため、同期捕捉の点精度が高い。
【０１１０】
又、相関ピーク回数判定方式は相関ピークが周期的に検出されるため、同期点から相関ピーク周期の整数倍点を前後した点でも、同期点とほぼ同じ回数の相関ピークを検出する。ノイズや減衰が大きい伝送路では閾値を低く設定する必要があるが、閾値を低く設定した場合にはノイズにより相関ピークを誤って検出する可能性があり、ノイズにより同期点から相関ピーク周期の整数倍点を前後した点に相関ピークを誤って検出したときに復調開始点を誤特定する可能性がある。
【０１１１】
相関ピークパターン判定方式は相関ピークが検出されない点を設けることで、相関ピークが非周期的に検出され、相関ピークパターンと参照ピークパターンとの一致度を同期点と同期点以外で大きく異なるようにできる。このように、相関ピークパターン判定方式を用い、相関ピークパターンと参照ピークパターンとの一致度を同期点と同期点以外で大きく異なるようにできるため、ノイズによる同期点の誤特定を低減できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
無線通信，有線通信において、同期信号をデータ信号に付加して送信し、受信した信号から同期捕捉する通信装置、特にインバータ機器の近くを通る伝送路や長距離伝搬する場合などノイズや減衰が大きい有線通信や、プラント内の金属構造物が多い環境や都市のビル群下における通信などマルチパスや電波干渉の多い無線通信に適用すると効果的であり、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施例１である送信装置の構成図。
【図２】時間反転同期信号を模式的に説明する図。
【図３】配列制御回路の構成図。
【図４】送信信号の構成例を示す図。
【図５】本発明の実施例２である受信装置の構成図。
【図６】自己相関処理方式と反転自己相関処理方式の信号の一致度合いを説明する図。
【図７】ＡＦＣ回路，ゲイン判定回路およびＡＧＣアンプを備える受信装置の構成図。
【図８】反転自己相関処理回路の構成図。
【図９】反転自己相関処理回路の構成図。
【図１０】相関ピークパターン判定回路の構成図。
【図１１】本発明の実施例３である通信装置の構成図。
【図１２】ＡＦＣ回路，ゲイン判定回路およびＡＧＣアンプを備える通信装置の構成図。
【図１３】本発明の実施例４である同期捕捉装置の構成図。
【図１４】同期捕捉装置の反転自己相関処理回路の構成図。
【図１５】本発明の実施例５である反転自己相関処理回路の構成図。
【図１６】本発明の実施例６である相関ピークパターン判定回路の構成図。
【図１７】本発明の実施例７である時間反転同期信号の生成方法を表す図。
【図１８】本発明の実施例８である同期捕捉方法を表す図。
【符号の説明】
【０１１４】
１０１  送信装置
１０２  送信制御回路
１０５  変調回路
１０６  ＩＦＦＴ回路
１０７  配列制御回路
１１０，５０３  周波数発振器
１１１  同期信号
１１２  データ信号
１１７  送信信号
２０１  時間反転同期信号
２０２  基本信号列
２０３  時間反転信号列
２０４ａ，２０４ｂ  異種接続
２０５ａ，２０５ｂ  同種接続
２０６  参照ピークパターン
３０１，８０１，１００１  シフトレジスタ
３０２  シフト方向制御回路
５０１  受信装置
５０６，１３０１  同期捕捉装置
５０７  ＦＦＴ回路
５０８  復調回路
５０９  受信信号
５１２，１５０１  反転自己相関処理回路
５１３  二乗和処理回路
５１４  相関ピーク検出回路
５１５，１６０１  相関ピークパターン判定回路
５１８  相関信号
５１９  相関ピーク信号
５２０  同期点信号
５２２  受信データ信号
８０２  乗算器
８０３，１００２，１５０２  加算器
９０２，１００３  減算器
１００４，１６０５  判定回路
１００５  相関ピークパターン一致度信号
１１０１  通信装置
１５０３  除算器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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