JP2001103044A - シンボルタイミング同期方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディジタル無線伝送に用いる受信機において、
遅延時間の異なる多重伝搬路によって受信信号に歪みが
生ずる。この歪みを補償するため、遅延等化器が用いら
れるが、最尤系列推定器（ビタビ等化器）を用いる場
合、符号間干渉を含むシンボルタイミング同期が必要に
なる。 【解決手段】受信側で既知であるシンボル系列をフレー
ムの特定の位置に配置して送信し、受信側において、受
信信号と該既知シンボル系列との相関系列を計算する。
該相関系列の中から振幅が最大となるサンプル点を検索
し、該サンプル点から前方へさかのぼり、その付近で該
振幅が閾値以上で、最も前方に位置する相関系列を選択
し、該相関値の存在するサンプル点をシンボルタイミン
グとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル通信に用
いる受信機に関り、特にシンボルタイミングの検出に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】マルチメディア化の進展に伴い、ディジ
タル無線伝送においても動画像等の伝送を行うようにな
り、情報伝送の高速化が今まで以上に要求されてきてい
る。移動体通信においては遅延時間の異なる遅延波が多
数合成して受信され、高速伝送を行う場合符号間干渉が
起こる。この符号間干渉を解消するため、遅延等化器を
用いるが、シンボルタイミング検出の優劣が遅延等化器
の等化性能を左右する。

【０００３】シンボルタイミングを検出する方法とし
て、フレームの先頭に既知シンボル系列である基準信号
系列を同期ワードとして配置して送信し、受信側におい
て受信信号と既知シンボル系列である基準信号系列との
相関関数を計算し、相関関数が最大値を与える点をシン
ボルタイミングとする方法が広く知られている。図２
は、フレームの先頭に既知シンボル系列である基準信号
系列を同期ワードとして配置したフレーム構成の一例を
示す図である。201は同期ワードであり、１フレーム192
シンボルのうち、同期ワード201は16シンボル使用して
いる。以下、図２に示したフレーム構成をとる場合を例
にとり、シンボルタイミング検出方法について説明す
る。

【０００４】シンボルタイミング検出の動作を図３によ
って説明する。図３は、シンボルタイミング検出部の構
成を構成を表すブロック図である。301は受信信号入力
端子、302は同期検波器、304は低域通過フィルタ（LP
F）、305はA/D（Analog/Digital）変換器、310はフレー
ム検出／シンボルタイミング検出切替器、313はフレー
ム検出器、311はシンボルタイミング検出器、312はプロ
セスカウンタ、309はシンボルタイミングパルス出力端
子である。受信信号入力端子301から受信される受信信
号は同期検波器302に送られ、同期検波器302によってベ
ースバンド信号として取出され、LPF304に出力される。
LPF304は入力したベースバンド信号から不要周波数成分
を除去し、不要周波数成分を除去した信号をA/D変換器3
05に送る。A/D変換器305では、LPF304から入力した信号
について、1シンボルあたり4回オーバーサンプリングし
てディジタル信号に変換する。受信信号入力端子301に
は図２に示すフレーム構成の信号が入力されるため、A/
D変換器305からは1フレームあたり768サンプル（768=19
2ラ4）のデータが出力される。このA/D変換器305から出
力されたデータを用いて、シンボルタイミングの検出を
行う。A/D変換器305から出力されたデータは、シンボル
タイミング検出311に入力される。

【０００５】図９はシンボルタイミング検出器311の詳
細を表すブロック構成図である。901は入力端子、902は
相関演算回路、903は2乗演算回路、904は切替器、905は
積算器、906は最大値検索器、907はサンプルカウンタ、
908はフレームカウンタ、909はカウンタ値の更新信号出
力、910はフレームパルス入力、911はシンボルタイミン
グ検出部、312はプロセスカウンタ、309はシンボルタイ
ミングパルス出力端子である。図８は、入力クロック
（c）とフレームパルス（a）とシンボルタイミングパル
ス（b）のタイミング関係を表すタイミングチャートで
ある。プロセスカウンタ値はクロックが入力される毎に
値が1増加し、768の周期で0に戻る。フレームパルスは
フレームの先頭を表し、プロセスカウンタ値が6の時に
発生する。シンボルタイミングパルスは、シンボルタイ
ミングを表し、プロセスカウンタ値が6の時点を基準に4
サンプル毎に発生する。図１０は相関演算回路902の詳
細を示したブロック図である。入力端子1001から入力さ
れた信号ｙ(n)が１番左の4サンプル遅延素子1002に入力
される。4サンプル遅延素子1002は4サンプルの間（1シ
ンボル間隔に相当）入力した値を保持し、11個の4サン
プル遅延素子1002により、44サンプルまでの過去の信号
ｙ(n)，ｙ(n-4)，‥‥‥，ｙ(n-44)が保持される。各遅
延信号ｙ(n)，ｙ(n-4)，‥‥‥，ｙ(n-44)は、各複素乗
算器1003により、それぞれu13^*，u12^*，‥‥‥，u2^*と
乗算され、複素加算器1004により各乗算結果を加算す
る。ここで、｛u13，u12，‥‥‥，u2｝は同期ワードの
一部で、例えば、u2^*の「^*」はu2の複素共役を表す。

【０００６】図９と図１１において、プロセスカウンタ
312より出力されるフレームパルスが発生する時点をフ
レームの先頭とし、64フレームに渡り相関関数を積算
し、その最大値を検索する。まず、プロセスカウンタ31
2より出力されるフレームパルスが発生するまで待機す
る（ステップ1101）。フレームパルスが発生した時点
で、フレームカウンタ908の値n_frを０にリセットし（ス
テップ1102）、サンプルカウンタ907の値nを０にリセッ
トし（ステップ1103）、積算器905の積算値をすべて０
にリセットする（ステップ1104）。続いて、相関演算回
路902の入力端子1001に信号を入力し、遅延素子1002の
値をシフトさせる（ステップ1106）。次のステップ1116
では、サンプルカウンタ908の値nが44≦n≦60ならばス
テップ1107に進み、サンプルカウンタ908の値nがn＜44
または60＜nならばステップ1110に進む（ステップ111
6）。ステップ1107では、相関演算回路902により入力信
号と同期ワードの相関関数r(n)を計算し（ステップ110
7）、更にその2乗値|r(n)|²を計算し（ステップ110
8）、n-44の番号が付けられた積算器905に|r(n)|²を加
算してステップ1110に進む（ステップ1109）。r(n)は複
素数であり、絶対値｜r(n)｜を求めるために平方根の演
算が必要となるため、最大値の検索や閾値との比較は絶
対値ではなく2乗値の系列｛｜r(n)｜²｝で行う。

【０００７】ここで、相関演算回路902は図１０に示す
ように、入力端子1001に入力された信号から44サンプル
まで過去の信号と、同期ワードの一部{u₂，u₃，‥‥
‥，u₁₃}との相関関数を計算するため、フレームの先頭
の信号が入力端子1001に入力されてから44サンプル遅れ
て相関関数r(n)の絶対値が最大となる。次にサンプルカ
ウンタ907の値nに1を加算し（ステップ1110）、nが60以
下（n≦60）ならばステップ1105の処理に戻り、次のサ
ンプルの処理を行う。nが60を超える（n＞60）場合は、
フレームカウンタ値n_frに1を加算しステップ1118に進む
（ステップ1111）。フレームカウンタ908の値n_frが64未
満（n_fr＜64）ならばステップ1101の処理に戻り次のフ
レームの処理を行い、フレームカウンタ908の値n_frが64
以上（n_fr≧64）の場合はステップ1112に進む（ステッ
プ1118）。17個の積算器905の中から積算値が最大値を
与える積算器を検索し、その積算器の番号をn_maxとする
（ステップ1112）。もし、積算値の最大値が所定のしき
い値以上（最大値≧しきい値）であればステップ1120に
進み、積算値の最大値が所定のしきい値未満（最大値＜
しきい値）であればステップ1113に進む（ステップ111
9）。ステップ1113では、例えば、図７で説明したフロ
ーチャートに従って、フレーム検出からやり直し、再
び、ステップ1101に戻る（ステップ1113）。ステップ11
20では、積算値が最大値を与える積算器の番号n_maxが8
を超える（n_max>8）ならばステップ1115に進み、積算器
の番号n_maxが8未満（n_max＜8）ならばステップ1114に進
み、積算器の番号n_maxが8に等しい（n_max=8）ならばス
テップ1101に戻る（ステップ1120）。ステップ1115で
は、プロセスカウンタ312の値に1を減算してプロセスカ
ウンタ値を更新してステップ1101に戻る（ステップ111
5）。またステップ1114ではプロセスカウンタ312の値に
1を加算してステップ1101に戻る（ステップ1114）。プ
ロセスカウンタに1を減算した場合は次のフレームの先
頭が1サンプル前方に移動し、1を加算した場合は1サン
プル後方に移動する。また、ステップ1105では、クロッ
クパルスが入力するまで待機し、クロックパルスが入力
した時ステップ1106に進む。

【０００８】送信側でフレームに付加する既知シンボル
系列を、その自己相関関数がインパルスになるように設
定すれば、受信信号と既知であるシンボル系列との相関
系列は、伝搬路特性のインパルス応答と送信および受信
側の低域通過フィルタのインパルス応答の畳込みとな
る。

【０００９】今、遅延時間がT（Tは1シンボル間隔）と
遅延時間が4Tの遅延波からなり、それぞれの振幅が全て
同じ3波モデルを考える。ここで、U1は遅延時間Tの遅延
波、U4は遅延時間4Tの遅延波を表す。時刻t=0付近およ
び時刻t=T付近の相関関数は直接波Dと遅延時間Tの遅延
波U1の位相関係によって大きく変化するが、遅延時間4T
の遅延波U4によってはあまり変化しない。そこで、直接
波Dと遅延時間Tの遅延波U1が同位相の場合と逆位相の場
合について考える。図１２は、直接波Dと遅延時間Tの遅
延波U1とが同位相の場合の相関関数の絶対値の2乗を表
す図である。1201は直接波Dの相関関数、1202は遅延時
間Tの遅延波U1の相関関数、1203は遅延時間4Tの遅延波U
4の相関関数、1204は受信信号と既知シンボルとの相関
関数の絶対値の2乗値、1205は極大点である。また、横
軸がシンボル周期、縦軸が相関関数の２乗値を表す。ま
た、図１２(a)は時刻tにおける直接波Dの相関関数120
1，遅延波U1の相関関数1202，遅延波U4の相関関数1203
を各受信信号毎の相関関数を表した図で、図１２(b)は
図１２(a)の3波（D，U1，U4）による相関関数の絶対値
の2乗値を表す図である。図１３は、直接波Dと遅延時間
Tの遅延波U1とが逆位相の場合の相関関数の絶対値の2乗
を表す図である。1301は直接波Dの相関関数、1302は遅
延時間Tの遅延波U1の相関関数、1303は遅延時間4Tの遅
延波U4の相関関数、1304は受信信号と既知シンボルとの
相関関数の絶対値の2乗値、1305は極大点である。ま
た、横軸がシンボル周期、縦軸が相関関数の２乗値を表
す。また、図１３(a)は時刻tにおける直接波Dの相関関
数1201，遅延波U1の相関関数1202，遅延波U4の相関関数
1203を各受信信号毎の相関関数を表した図で、図１３
(b)は図１３(a)の3波（D，U1，U4）による相関関数の絶
対値の2乗値を表す図である 図１２(a)に示すように、直接波Dの相関関数1201と遅延
時間Tの遅延波U1の相関関数1202とが同位相の場合に
は、図１２(b)に示すように、相関関数の絶対値の2乗値
1204は直接波Dの相関関数1201と遅延波U1の相関関数120
2の中間の極大点1205で極大となる。また図１３(a)に示
すように直接波Dの相関関数1301と遅延時間Tの遅延波U1
の相関関数1302とが逆位相の場合には、図１３(b)に示
すように相関関数の絶対値の2乗1304は、直接波Dの相関
関数1301と遅延波1302U1の相関関数の中間点でゼロクロ
スするため、相関関数の絶対値の2乗1304は直接波Dの相
関関数1301の前方と遅延波U1の相関関数1302の後方の2
ヶ所の極大点1305で極大となる。

【００１０】図１４は、直接波と遅延時間Tの遅延波が
存在する2波モデルにおいて、2種類のシンボルタイミン
グによる相関系列の違いを表す図である。図１２(a)は
相関が最大となる点をシンボルタイミングとした場合の
相関系列を表す図で、図１２(b)は振幅の大きい相関系
列が2箇所現れるようなシンボルタイミングを検出した
場合の相関系列を表す図である。1401はオーバサンプリ
ングした点も含めて計算した相関系列の絶対値、1402は
相関系列の絶対値1401の振幅が最大となる点をシンボル
タイミングとした場合の相関系列、1403は振幅の大きい
相関系列が2箇所現れるようなシンボルタイミングを検
出した場合の相関系列である。図１４(a)を見ると分る
ように、相関系列1402は振幅が最大となる係数を除いた
係数の振幅が小さい。即ち、このように従来技術による
方法で検出したシンボルタイミングは、符号間干渉の少
ないシンボルタイミングである。

【００１１】遅延等化器は判定帰還型等化器（DFE）と
最尤系列推定器（ビタビ等化器）に分類することができ
る。判定帰還型等化器として分類される等化器を用いる
場合、等化器の性能を発揮させるためには、符号間干渉
の少ないタイミングをシンボルタイミングとする必要が
ある。

【００１２】しかし、最尤系列推定器として分類される
等化器を用いる場合、等化器の性能を発揮させるために
は、等化器が伝搬路の特性を推定するため、図１４(b)
に示すように符号間干渉が含まれるようなタイミング
（例えば、直接波のタイミング）をシンボルタイミング
とする必要がある。

【００１３】図１４(b)は、振幅の大きい相関系列が2箇
所現れるようなシンボルタイミングを検出した場合の相
関系列で、振幅の大きい相関系列1403が2箇所現れる。
しかし、上述した従来技術では、図１４(b)に示したよ
うな符号間干渉を含んだタイミングをシンボルタイミン
グとすることができない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
遅延等化器として判定帰還型等化器に分類される等化器
を用いる場合には、従来技術で述べた相関系列の振幅が
最大となるサンプリング点を符号間干渉の少ないシンボ
ルタイミングとするのがよいが、最尤系列推定器（ビタ
ビ等化器）として分類される遅延等化器を用いる場合に
は、等化器の性能を発揮させるために、符号間干渉を含
んだ直接波のタイミングをシンボルタイミングとする必
要があるが、従来技術の方法では実現できなかった。

【００１５】本発明の目的は、上記のような欠点を除去
し、最尤系列推定器（ビタビ等化器）として分類される
遅延等化器を用いる場合に、最適のシンボルタイミング
を採用する同期方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のシンボルタイミング同期方法は、まず相
関系列の振幅が最大となる点を検索し、この点から前方
に遡り、相関系列の振幅が所定のしきい値以上となる相
関系列で、最も左の相関系列を選択しその相関系列のサ
ンプル点をシンボルタイミングとしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例の動作原理を図
１によって説明する。図１は本発明の動作原理を説明す
るためのフローチャートである。まず1フレームにわた
り、同期ワードと入力信号との相関系列r_nの絶対値｜r_n
｜が最大となるnを検索し、これをｍとする（ステップ1
2）。この最大となる点ｍからスタートし（n=ｍ、ステ
ップ13）、相関系列r_nの絶対値｜ｒn｜がしきい値以上
（｜r_n｜≧しきい値）ならステップ16に進み、しきい値
未満（｜r_n｜＜しきい値）ならステップ15に進む。ステ
ップ16ではnの値を1減らし（n=n-1）ステップ14に戻
る。ステップ15では、n+1をシンボルタイミングとす
る。

【００１８】図１５は本発明のシンボルタイミング同期
方法の原理を説明する図である。101は相関系列の絶対
値、102は相関系列の最大値、103は最大値102を与える
サンプル点、104はしきい値、105は相関系列がしきい値
104を下回るサンプル点、106は相関系列がしきい値104
以上となる最も前方のサンプル点である。図１５におい
て、まず相関系列の絶対値101の振幅が最大となるサン
プル点103を検索し（図１５(a)）、この最大となる点10
3から前方（図中、左方）に遡り、相関系列の振幅がし
きい値104以上になる相関系列で最も左側のサンプル点1
06を選択し（図１５(b)）、このサンプル点をシンボル
タイミングとしている。

【００１９】本発明のシンボルタイミング同期方法の一
実施例を図１６によって説明する。図１６は、本発明の
シンボルタイミング検出方法の一実施例の原理動作を説
明するフローチャートである。ステップ1112の積算器ま
での最大値検索までは、先に説明した図１１の従来例と
同じである。そして、ステップ1112で検索したn_maxから
スタートし（n=n_max、ステップ1601）、n番目の積算器9
05の値がしきい値以上（積算器の値≧しきい値）ならば
ステップ1603へ進み、しきい値未満（積算器の値＜しき
い値）ならばステップ1604へ進む。ステップ1604ではn
の値を1増加させ、増加させたnの値が8未満（n＜8）な
らばステップ1114へ、8を超える（n＞8）ならばステッ
プ1115へ進み、8に等しい（n＝8）ならばステップ1101
へ戻る。ステップ1114ではカウンタ値を1増加させステ
ップ1101へもどる。ステップ1115ではプロセスカウンタ
値を1減らしてステップ1101へもどる。

【００２０】即ちステップ1602〜ステップ1604では、相
関系列の振幅が最大の点n=n_maxからスタートし、積算器
905の値がしきい値（図１５のしきい値104）よりも小さ
くなるまでnを1ずつ減算し、積算器905の値が初めてし
きい値より小さくなったときのn（図１５の点105）に1
を加算した値（図１５の点106）のよってシンボルタイ
ミングを調節している。

【００２１】ここでは２波モデルについての例を挙げ
た。実際は多数の遅延波が合成され複雑になるが、多く
の場合、２波モデルで近似できる。

【００２２】

【発明の効果】相関系列の振幅が最大となるサンプル点
付近で、相関系列の振幅が予め設定されたしきい値以上
となる最も前方のサンプル点を検索することにより、直
接波のタイミングに近いサンプル点をシンボルタイミン
グとすることができ、最尤系列推定器を等化器の場合に
最適な等化性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシンボルタイミング検出の処理動作
の一例を示すフローチャート。

【図２】 フレーム構成の一例を示す図。

【図３】 シンボルタイミング検出部のブロック構成
図。

【図８】 プロセスカウンタのタイムチャート。

【図９】 シンボルタイミング検出器の詳細を表すブロ
ック構成図。

【図１０】 シンボルタイミング検出用相関演算回路の
ブロック構成図。

【図１１】 シンボルタイミング検出の処理動作を説明
するフローチャート。

【図１２】 直接波と遅延時間Tの遅延波とが同位相の
場合の相関関数の絶対値の2乗を示す図。

【図１３】 直接波と遅延時間Tの遅延波とが逆位相の
場合の相関関数の絶対値の2乗を示す図。

【図１４】 2種類のシンボルタイミングによる相関系
列の違いを表す図。

【図１５】 本発明のシンボルタイミング同期方法の一
実施例を説明する図。

【図１６】 本発明の一実施例を説明するフロ−チャ−
ト。

【符号の説明】

101：相関系列の絶対値、 102：相関系列の最大値、
103：最大値102を与えるサンプル点、 104：しきい
値、 105：相関系列がしきい値104を下回るサンプル
点、 106：相関系列がしきい値104以上となる最も前方
のサンプル点、 201：同期ワード、 301：受信信号入
力端子、 302：同期検波器、303： 、304：低域通
過フィルタ、 305：A/D変換器、 306：相関演算回
路、 307：自乗回路、 308：比較器、 309：シンボ
ルタイミングパルス出力端子、 310：フレーム検出／
シンボルタイミング検出切替器、 311：シンボルタイ
ミング検出器、 312：プロセスカウンタ、 313：フレ
ーム検出器、 901：入力端子、902：相関演算回路、
903：2乗演算回路、 904：切替器、 905：積算器、90
6：最大値検索器、 907：サンプルカウンタ、 908：
フレームカウンタ、909：カウンタ値の更新信号出力、
910：フレームパルス入力、 911：シンボルタイミン
グ検出部、 1001：入力端子、 1002：4サンプル遅延
素子、 1003：複素乗算器、 1004：複素加算器、 10
05：相関出力端子、 1201：直接波Ｄの相関関数、 １
２０２：遅延時間Tの遅延波U1の相関関数、 1203：遅
延時間4Tの遅延波U4の相関関数、 1204：受信信号と既
知シンボルとの相関関数の絶対値の2乗値、 1205：極
大点、 1301：直接波Dの相関関数、 1302：遅延時間T
の遅延波U1の相関関数、 1303：遅延時間4Tの遅延波U4
の相関関数、 1304：受信信号と既知シンボルとの相関
関数の絶対値の2乗値、 1305：極大点、 1401：相関
系列の絶対値、 1402：相関系列、 1403：相関系列。

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月２９日（１９９９．１０．
２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】シンボルタイミング検出の動作を図３によ
って説明する。図３は、シンボルタイミング検出部の構
成を構成を表すブロック図である。３０１は受信信号入
力端子、３０２は同期検波器、３０４は低域通過フィル
タ（ＬＰＦ）、３０５はＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇ
ｉｔａｌ）変換器、３１０はフレーム検出／シンボルタ
イミング検出切替器、３１３はフレーム検出器、３１１
はシンボルタイミング検出器、３１２はプロセスカウン
タ、３０９はシンボルタイミングパルス出力端子であ
る。受信信号入力端子３０１から受信される受信信号は
同期検波器３０２に送られ、同期検波器３０２によって
ベースバンド信号として取出され、ＬＰＦ３０４に出力
される。ＬＰＦ３０４は入力したベースバンド信号から
不要周波数成分を除去し、不要周波数成分を除去した信
号をＡ／Ｄ変換器３０５に送る。Ａ／Ｄ変換器３０５で
は、ＬＰＦ３０４から入力した信号について、１シンボ
ルあたり４回オーバーサンプリングしてディジタル信号
に変換する。受信信号入力端子３０１には図２に示すフ
レーム構成の信号が入力されるため、Ａ／Ｄ変換器３０
５からは１フレームあたり７６８サンプル（７６８＝１
９２×４）のデータが出力される。このＡ／Ｄ変換器３
０５から出力されたデータを用いて、シンボルタイミン
グの検出を行う。Ａ／Ｄ変換器３０５から出力されたデ
ータは、シンボルタイミング検出３１１に入力される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】図５はシンボルタイミング検出器３１１の
詳細を表すブロック構成図である。９０１は入力端子、
９０２は相関演算回路、９０３は２乗演算回路、９０４
は切替器、９０５は積算器、９０６は最大値検索器、９
０７はサンプルカウンタ、９０８はフレームカウンタ、
９０９はカウンタ値の更新信号出力、９１０はフレーム
パルス入力、９１１はシンボルタイミング検出部、３１
２はプロセスカウンタ、３０９はシンボルタイミングパ
ルス出力端子である。図４は、入力クロック（ｃ）とフ
レームパルス（ａ）とシンボルタイミングパルス（ｂ）
のタイミング関係を表すタイミングチャートである。プ
ロセスカウンタ値はクロックが入力される毎に値が１増
加し、７６８の周期で０に戻る。フレームパルスはフレ
ームの先頭を表し、プロセスカウンタ値が６の時に発生
する。シンボルタイミングパルスは、シンボルタイミン
グを表し、プロセスカウンタ値が６の時点を基準に４サ
ンプル毎に発生する。図６は相関演算回路９０２の詳細
を示したブロック図である。入力端子１００１から入力
された信号ｙ（ｎ）が１番左の４サンプル遅延素子１０
０２に入力される。４サンプル遅延素子１００２は４サ
ンプルの間（１シンボル間隔に相当）入力した値を保持
し、１１個の４サンプル遅延素子１００２により、４４
サンプルまでの過去の信号ｙ（ｎ），ｙ（ｎ−４），‥
‥‥，ｙ（ｎ−４４）が保持される。各遅延信号ｙ
（ｎ），ｙ（ｎ−４），‥‥‥，ｙ（ｎ−４４）は、各
複素乗算器１００３により、それぞれｕ１３^＊，ｕ１２
^＊，‥‥‥，ｕ２^＊と乗算され、複素加算器１００４に
より各乗算結果を加算する。ここで、｛ｕ１３，ｕ１
２，‥‥‥，ｕ２｝は同期ワードの一部で、例えば、ｕ
２^＊の「^＊」はｕ２の複素共役を表す。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】図５と図７において、プロセスカウンタ３
１２より出力されるフレームパルスが発生する時点をフ
レームの先頭とし、６４フレームに渡り相関関数を積算
し、その最大値を検索する。まず、プロセスカウンタ３
１２より出力されるフレームパルスが発生するまで待機
する（ステップ１１０１）。フレームパルスが発生した
時点で、フレームカウンタ９０８の値ｎ_ｆｒを０にリセ
ットし（ステップ１１０２）、サンプルカウンタ９０７
の値ｎを０にリセットし（ステップ１１０３）、積算器
９０５の積算値をすべて０にリセットする（ステップ１
１０４）。続いて、相関演算回路９０２の入力端子１０
０１に信号を入力し、遅延素子１００２の値をシフトさ
せる（ステップ１１０６）。次のステップ１１１６で
は、サンプルカウンタ９０８の値ｎが４４≦ｎ≦６０な
らばステップ１１０７に進み、サンプルカウンタ９０８
の値ｎがｎ＜４４または６０＜ｎならばステップ１１１
０に進む（ステップ１１１６）。ステップ１１０７で
は、相関演算回路９０２により入力信号と同期ワードの
相関関数ｒ（ｎ）を計算し（ステップ１１０７）、更に
その２乗値｜ｒ（ｎ）｜^２を計算し（ステップ１１０
８）、ｎ−４４の番号が付けられた積算器９０５に｜ｒ
（ｎ）｜^２を加算してステップ１１１０に進む（ステッ
プ１１０９）。ｒ（ｎ）は複素数であり、絶対値｜ｒ
（ｎ）｜を求めるために平方根の演算が必要となるた
め、最大値の検索や閾値との比較は絶対値ではなく２乗
値の系列｛｜ｒ（ｎ）｜^２｝で行う。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】ここで、相関演算回路９０２は図６に示す
ように、入力端子１００１に入力された信号から４４サ
ンプルまで過去の信号と、同期ワードの一部｛ｕ_２，ｕ
_３，‥‥‥，ｕ_１３｝との相関関数を計算するため、フ
レームの先頭の信号が入力端子１００１に入力されてか
ら５２サンプル遅れて相関関数ｒ（ｎ）の絶対値が最大
となる。次にサンプルカウンタ９０７の値ｎに１を加算
し（ステップ１１１０）、ｎが６０以下（ｎ≦６０）な
らばステップ１１０５の処理に戻り、次のサンプルの処
理を行う。ｎが６０を超える（ｎ＞６０）場合は、フレ
ームカウンタ値ｎ_ｆｒに１を加算しステップ１１１８に
進む（ステップ１１１１）。フレームカウンタ９０８の
値ｎ_ｆｒが６４未満（ｎ_ｆｒ＜６４）ならばステップ１
１０１の処理に戻り次のフレームの処理を行い、フレー
ムカウンタ９０８の値ｎ_ｆｒが６４以上（ｎ_ｆｒ≧６
４）の場合はステップ１１１２に進む（ステップ１１１
８）。１７個の積算器９０５の中から積算値が最大値を
与える積算器を検索し、その積算器の番号をｎ_ｍａｘと
する（ステップ１１１２）。もし、積算値の最大値が所
定のしきい値以上（最大値≧しきい値）であればステッ
プ１１２０に進み、積算値の最大値が所定のしきい値未
満（最大値＜しきい値）であればステップ１１１３に進
む（ステップ１１１９）。ステップ１１１３では、例え
ば、図７で説明したフローチャートに従って、フレーム
検出からやり直し、再び、ステップ１１０１に戻る（ス
テップ１１１３）。ステップ１１２０では、積算値が最
大値を与える積算器の番号ｎ_ｍａｘが８を超える（ｎ
_ｍａｘ＞８）ならばステップ１１１５に進み、積算器の
番号ｎ_ｍａｘが８未満（ｎ_ｍａｘ＜８）ならばステップ
１１１４に進み、積算器の番号ｎ_ｍａｘが８（ｎ_ｍａｘ
＝８）ならばステップ１１０１に戻る（ステップ１１２
０）。ステップ１１１５では、プロセスカウンタ３１２
の値に１を減算してプロセスカウンタ値を更新してステ
ップ１１０１に戻る（ステップ１１１５）。またステッ
プ１１１４ではプロセスカウンタ３１２の値に１を加算
してステップ１１０１に戻る（ステップ１１１４）。プ
ロセスカウンタに１を減算した場合は次のフレームの先
頭が１サンプル前方に移動し、１を加算した場合は１サ
ンプル後方に移動する。また、ステップ１１０５では、
クロックパルスが入力するまで待機し、クロックパルス
が入力した時ステップ１１０６に進む。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】今、遅延時間がＴ（Ｔは１シンボル間隔）
と遅延時間が４Ｔの遅延波からなり、それぞれの振幅が
全て同じ３波モデルを考える。ここで、Ｕ１は遅延時間
Ｔの遅延波、Ｕ４は遅延時間４Ｔの遅延波を表す。時刻
ｔ＝Ｏ付近および時刻ｔ＝Ｔ付近の相関関数は直接波Ｄ
と遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１の位相関係によって大きく変
化するが、遅延時間４Ｔの遅延波Ｕ４によってはあまり
変化しない。そこで、直接波Ｄと遅延時間Ｔの遅延波Ｕ
１が同位相の場合と逆位相の場合について考える。図８
は、直接波Ｄと遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１とが同位相の場
合の相関関数の絶対値の２乗を表す図である。１２０１
は直接波Ｄの相関関数、１２０２は遅延時間Ｔの遅延波
Ｕ１の相関関数、１２０３は遅延時間４Ｔの遅延波Ｕ４
の相関関数、１２０４は受信信号と既知シンボルとの相
関関数の絶対値の２乗値、１２０５は極大点である。ま
た、横軸がシンボル周期、縦軸が相関関数の２乗値を表
す。また、図８（ａ）は時刻ｔにおける直接波Ｄの相関
関数１２０１，遅延波Ｕ１の相関関数１２０２，遅延波
Ｕ４の相関関数１２０３を各受信信号毎の相関関数を表
した図で、図８（ｂ）は図８（ａ）の３波（Ｄ，Ｕ１，
Ｕ４）による相関関数の絶対値の２乗値を表す図であ
る。図９は、直接波Ｄと遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１とが逆
位相の場合の相関関数の絶対値の２乗を表す図である。
１３０１は直接波Ｄの相関関数、１３０２は遅延時間Ｔ
の遅延波Ｕ１の相関関数、１３０３は遅延時間４Ｔの遅
延波Ｕ４の相関関数、１３０４は受信信号と既知シンボ
ルとの相関関数の絶対値の２乗値、１３０５は極大点で
ある。また、横軸がシンボル周期、縦軸が相関関数の２
乗値を表す。また、図９（ａ）は時刻ｔにおける直接波
Ｄの相関関数１２０１，遅延波Ｕ１の相関関数１２０
２，遅延波Ｕ４の相関関数１２０３を各受信信号毎の相
関関数を表した図で、図９（ｂ）は図９（ａ）の３波
（Ｄ，Ｕ１，Ｕ４）による相関関数の絶対値の２乗値を
表す図である図８（ａ） に示すように、直接波Ｄの相関関数１２０１
と遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１の相関関数１２０２とが同位
相の場合には、図８（ｂ）に示すように、相関関数の絶
対値の２乗値１２０４は直接波Ｄの相関関数１２０１と
遅延波Ｕ１の相関関数１２０２の中間の極大点１２０５
で極大となる。また図９（ａ）に示すように直接波Ｄの
相関関数１３０１と遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１の相関関数
１３０２とが逆位相の場合には、図９（ｂ）に示すよう
に相関関数の絶対値の２乗１３０４は、直接波Ｄの相関
関数１３０１と遅延波１３０２Ｕ１の相関関数の中間点
でゼロクロスするため、相関関数の絶対値の２乗１３０
４は直接波Ｄの相関関数１３０１の前方と遅延波Ｕ１の
相関関数１３０２の後方の２ヶ所の極大点１３０５で極
大となる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】図１０は、直接波と遅延時間Ｔの遅延波が
存在する２波モデルにおいて、２種類のシンボルタイミ
ングによる相関系列の違いを表す図である。図８（ａ）
は相関が最大となる点をシンボルタイミングとした場合
の相関系列を表す図で、図８（ｂ）は振幅の大きい相関
系列が２箇所現れるようなシンボルタイミングを検出し
た場合の相関系列を表す図である。１４０１はオーバサ
ンプリングした点も含めて計算した相関系列の絶対値、
１４０２は相関系列の絶対値１４０１の振幅が最大とな
る点をシンボルタイミングとした場合の相関系列、１４
０３は振幅の大きい相関系列が２箇所現れるようなシン
ボルタイミングを検出した場合の相関系列である。図１
０（ａ）を見ると分るように、相関系列１４０２は振幅
が最大となる係数を除いた係数の振幅が小さい。即ち、
このように従来技術による方法で検出したシンボルタイ
ミングは、符号間干渉の少ないシンボルタイミングであ
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】しかし、最尤系列推定器として分類される
等化器を用いる場合、等化器の性能を発揮させるために
は、等化器が伝搬路の特性を推定するため、図１０
（ｂ）に示すように符号間干渉が含まれるようなタイミ
ング（例えば、直接波のタイミング）をシンボルタイミ
ングとする必要がある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】図１０（ｂ）は、振幅の大きい相関系列が
２箇所現れるようなシンボルタイミングを検出した場合
の相関系列で、振幅の大きい相関系列１４０３が２箇所
現れる。しかし、上述した従来技術では、図１０（ｂ）
に示したような符号間干渉を含んだタイミングをシンボ
ルタイミングとすることができない。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】図１１は本発明のシンボルタイミング同期
方法の原理を説明する図である。１０１は相関系列の絶
対値、１０２は相関系列の最大値、１０３は最大値１０
２を与えるサンプル点、１０４はしきい値、１０５は相
関系列がしきい値１０４を下回るサンプル点、１０６は
相関系列がしきい値１０４以上となる最も前方のサンプ
ル点である。図１１において、まず相関系列の絶対値１
０１の振幅が最大となるサンプル点１０３を検索し（図
１１（ａ））、この最大となる点１０３から前方（図
中、左方）に遡り、相関系列の振幅がしきい値１０４以
上になる相関系列で最も左側のサンプル点１０６を選択
し（図１１（ｂ））、このサンプル点をシンボルタイミ
ングとしている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】本発明のシンボルタイミング同期方法の一
実施例を図１２によって説明する。図１２は、本発明の
シンボルタイミング検出方法の一実施例の原理動作を説
明するフローチャートである。ステップ１１１２の積算
器までの最大値検索までは、先に説明した図７の従来例
と同じである。そして、ステップ１１１２で検索したｎ
_ｍａｘからスタートし（ｎ＝ｎ_ｍａｘ、ステップ１６０
１）、ｎ番目の積算器９０５の値がしきい値以上（積算
器の値≧しきい値）ならばステップ１６０３へ進み、し
きい値未満（積算器の値＜しきい値）ならばステップ１
６０４へ進む。ステップ１６０４ではｎの値を１増加さ
せ、増加させたｎの値が８未満（ｎ＜８）ならばステッ
プ１１１４へ、８を超える（ｎ＞８）ならばステップ１
１１５へ進み、８に等しい（ｎ＝８）ならばステップ１
１０１へ戻る。ステップ１１１４ではカウンタ値を１増
加させステップ１１０１へもどる。ステップ１１１５で
はプロセスカウンタ値を１減らしてステップ１１０１へ
もどる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】即ちステップ１６０２〜ステップ１６０４
では、相関系列の振幅が最大の点ｎ＝ｎ_ｍａｘからスタ
ートし、積算器９０５の値がしきい値（図１１のしきい
値１０４）よりも小さくなるまでｎを１ずつ減算し、積
算器９０５の値が初めてしきい値より小さくなったとき
のｎ（図１１の点１０５）に１を加算した値（図１１の
点１０６）のよってシンボルタイミングを調節してい
る。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のシンボルタイミング検出の処理動作
の一例を示すフローチャート。

【図２】 フレーム構成の一例を示す図。

【図３】 シンボルタイミング検出部のブロック構成
図。

【図４】 プロセスカウンタのタイムチャート。

【図５】 シンボルタイミング検出器の詳細を表すブロ
ック構成図。

【図６】 シンボルタイミング検出用相関演算回路のブ
ロック構成図。

【図７】 シンボルタイミング検出の処理動作を説明す
るフローチャート。

【図８】 直接波と遅延時間Ｔの遅延波とが同立相の場
合の相関関数の絶対値の２乗を示す図。

【図９】 直接波と遅延時間Ｔの遅延波とが逆立相の場
合の相関関数の絶対値の２乗を示す図。

【図１０】 ２種類のシンボルタイミングによる相関系
列の違いを表す図。

【図１１】 本発明のシンボルタイミング同期方法の一
実施例を説明する図。

【図１２】 本発明の一実施例を説明するフローチャー
ト。

【符号の説明】 １０１：相関系列の絶対値、１０２：相関系列の最大
値、１０３：最大値１０２を与えるサンプル点、１０
４：しきい値、１０５：相関系列がしきい値１０４を下
回るサンプル点、１０６：相関系列がしきい値１０４以
上となる最も前方のサンプル点、２０１：同期ワード、
３０１：受信信号入力端子、３０２：同期検波器、３０
３： 、３０４：低域通過フィルタ、３０５：Ａ／Ｄ
変換器、３０６：相関演算回路、３０７：自乗回路、３
０８：比較器、３０９：シンボルタイミングパルス出力
端子、３１０：フレーム検出／シンボルタイミング検出
切替器、３１１：シンボルタイミング検出器、３１２：
プロセスカウンタ、３１３：フレーム検出器、９０１：
入力端子、９０２：相関演算回路、９０３：２乗演算回
路、９０４：切替器、９０５：積算器、９０６：最大値
検索器、９０７：サンプルカウンタ、９０８：フレーム
カウンタ、９０９：カウンタ値の更新信号出力、９１
０：フレームパルス入力、９１１：シンボルタイミング
検出部、１００１：入力端子、１００２：４サンプル遅
延素子、１００３：複素乗算器、１００４：複素加算
器、１００５：相関出力端子、１２０１：直接波Ｄの相
関関数、１２０２：遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１の相関関
数、１２０３：遅延時間４Ｔの遅延波Ｕ４の相関関数、
１２０４：受信信号と既知シンボルとの相関関数の絶対
値の２乗値、１２０５：極大点、１３０１：直接波Ｄの
相関関数、１３０２：遅延時間Ｔの遅延波Ｕ１の相関関
数、１３０３：遅延時間４Ｔの遅延波Ｕ４の相関関数、
１３０４：受信信号と既知シンボルとの相関関数の絶対
値の２乗値、１３０５：極大点、１４０１：相関系列の
絶対値、１４０２：相関系列、１４０３：相関系列。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図８】

【図９】

【図４】

【図５】

【図６】

【図１０】

【図１１】

【図７】

【図１２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既知シンボル系列を付加した信号を送受
   信するディジタル通信に用いる受信機でのシンボルタイ
   ミングの検出において、 受信した信号を1シンボルあたりN回（N：自然数）オー
   バーサンプリングし、該オーバサンプリングした信号と
   前記既知シンボル系列との相関関数を計算し、 該計算した相関関数の振幅が最大となるサンプル点の付
   近で、該振幅が所定のしきい値以上となるサンプル点の
   中から最も前方に存在するサンプル点を選択し、該選択
   した最も前方のサンプル点をシンボルタイミングとする
   シンボルタイミング同期方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシンボルタイミング同期
   方法において、 前記相関関数の振幅が最大となるサンプル点を検索し、 該検索した振幅が最大となるサンプル点より前方に遡
   り、相関関数の振幅が所定のしきい値を初めて下回るサ
   ンプル点を検索し、該検索した所定のしきい値を初めて
   下回るサンプル点の１サンプル後方のサンプル点をシン
   ボルタイミングとするシンボルタイミング同期方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明において、１シンボ
   ルあたり４回オーバーサンプリングされた入力信号と前
   記既知シンボル系列との相関関数を計算し、該相関関数
   の振幅が最大となるサンプル点を検索し、該サンプル点
   より前方に遡り、相関関数の振幅が所定のしきい値を下
   回るサンプル点を検索し、該検索した相関関数の振幅が
   所定のしきい値を下回るサンプル点の１サンプル後方の
   サンプル点をシンボルタイミングとするシンボルタイミ
   ング同期方法。