JP2003258930A

JP2003258930A - フレーム同期方法及び装置

Info

Publication number: JP2003258930A
Application number: JP2002058316A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamashita; 淳山下
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタや相関部の演算量を大幅に削減し、
安価なＤＳＰ１個で復調部を実現できるようにする。【解決手段】受信中間周波信号を該中間周波周波数よ
りも低い周波数のサンプリング信号を使用してＡ／Ｄ変
換し、得られたデジタル信号を直交検波してフィルタリ
ングすることによりシンボル点とゼロクロス点を示す同
相成分及び直交成分の信号を得、該同相成分及び／又は
直交成分の内の同期ワードシンボルを相関演算して相関
値を得、該相関値のピークから同期ワードシンボルの終
端タイミングを検出する第１のタイミング検出を行い、
得られた該終端タイミングを起点にパイロットシンボル
を使用して該パイロットシンボルのタイミングを検出す
る第２のタイミング検出を行い、該第２のタイミング検
出で得られたタイミングでフレーム同期をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値ＱＡＭ信号を
復調するデジタル受信装置においてフレーム同期をとる
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば市町村向け防災無線等の固
定系無線システムには、周波数利用効率の高い変調方式
である１６ＱＡＭ方式の適用が要求されている。このた
め、１６ＱＡＭ方式を用いたデジタル受信機では、低価
格、高性能且つ低消費電力、省スペースが必要となって
いる。

【０００３】従来の１６ＱＡＭ方式のデジタル無線受信
装置では、フレームの先頭部分に挿入される同期シンボ
ルやフレームの情報フィールドに定期的に挿入されるパ
イロットシンボルを利用してシンボル同期をとり、フレ
ーム同期をとっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常の相関
演算では、受信時に高いオーバーサンプリングが必要で
あるため、フレーム同期のために同期シンボルやパイロ
ットシンボルを処理する際に、莫大な演算量を要するデ
ジタルフィルタ（ＦＩＲ）や相関演算器が必要となる。
このため、ハードウエア規模を小さくすることができ
ず、安価な固定小数点ＤＳＰ１個でフレーム同期部分を
構成することは困難であった。

【０００５】本発明の目的は、安価な固定小数点ＤＳＰ
１個で構成することができるようにしたフレーム同期方
法及び装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、多値ＱＡＭ信号を受信してフレーム同期信号を生成
するデジタル受信におけるフレーム同期方法において、
受信中間周波信号を該中間周波周波数よりも低い周波数
のサンプリング信号を使用してＡ／Ｄ変換し、得られた
デジタル信号を直交検波してフィルタリングすることに
よりシンボル点とゼロクロス点を示す同相成分及び直交
成分の信号を得、該同相成分及び／又は直交成分の内の
同期ワードシンボルを相関演算して相関値を得、該相関
値のピークから同期ワードシンボルの終端タイミングを
検出する第１のタイミング検出を行い、得られた該終端
タイミングを起点にパイロットシンボルを使用して該パ
イロットシンボルのタイミングを検出する第２のタイミ
ング検出を行い、該第２のタイミング検出で得られたタ
イミングでフレーム同期をとることを特徴とするフレー
ム同期方法とした。

【０００７】請求項２にかかる発明は、請求項１にかか
る発明において、前記シンボル点とゼロクロス点を示す
同相成分及び直交成分の信号を得るとき、ランダムウォ
ークフィルタで符号極性を検出してタイミング補正し、
該ランダムウォークフィルタの閾値を前記フレーム同期
の前後で切り換えることを特徴とするフレーム同期方法
とした。

【０００８】請求項３にかかる発明は、請求項１又は２
にかかる発明において、前記第１のタイミング検出は、
過去複数の受信シンボルの平均レベル内の最大レベルの
半分の値から得られるレベルと現在の受信シンボルのレ
ベルとを比較して後者のレベルが所定回数連続して高い
とき、前記同期ワードシンボルが連続して到来している
と判断し、前記相関値がピークを示すか否かを判定する
ことを特徴とするフレーム同期方法とした。

【０００９】請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３
のいずれか１にかかる発明において、前記第１のタイミ
ング検出は、過去複数の受信シンボルの平均レベル内の
最大レベルの半分の値から得られるレベルと現在の受信
シンボルのレベルとを比較して後者のレベルが所定回数
連続して高く、且つ前記平均レベルより前記相関値が大
きいとき、前記同期ワードシンボルが連続して到来して
いると判断し、前記相関値がピークを示すか否かを判定
することを特徴とするフレーム同期方法とした。

【００１０】請求項５にかかる発明は、請求項３又は４
にかかる発明において、前記相関値がピークを示すか否
かの判定は、現在のシンボルタイミングの前記相関値の
レベルが直前のシンボルタイミングの前記相関値のレベ
ルより低いか否かで判定することを特徴とするフレーム
同期方法とした。

【００１１】請求項６にかかる発明は、請求項１にかか
る発明において、前記第２のタイミング検出は、前記第
１のタイミング検出で得た前記終端タイミングから最初
のパイロットシンボルの検出点までを１周期として前記
パイロットシンボルが繰り返し受信されるか否かで行う
ことを特徴とするフレーム同期方法とした。

【００１２】請求項７にかかる発明は、請求項６にかか
る発明において、前記第２のタイミング検出は、前記パ
イロットシンボルの前記１周期の間隔分のメモリ空間を
もつサーキュラメモリに受信シンボルの電力値を前記第
１のタイミング検出時点から順次繰り返し積算格納して
各受信シンボルの平均電力を算出し、最大値平均電力値
を示すメモリアドレスが予め決めた特定のメモリアドレ
スのとき第２のタイミング検出が得られたとすることを
特徴とするフレーム同期方法とした。

【００１３】請求項８にかかる発明は、多値ＱＡＭ信号
を受信してフレーム同期信号を生成するデジタル受信に
おけるフレーム同期装置において、受信中間周波信号を
該中間周波周波数よりも低い周波数のサンプリング信号
を使用してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
該Ａ／Ｄ変換手段で得られたデジタル信号を直交検波し
て同相成分及び直交成分を得る直交検波手段と、該直交
検波手段で得られた同相成分及び直交成分の信号からシ
ンボル点とゼロクロス点を示す同相成分及び直交成分を
得るフィルタ手段と、該フィルタ手段から出力する同相
成分及び／又は直交成分の内の同期ワードシンボルを相
関演算し相関値のピークから同期ワードシンボルの終端
タイミングを検出する第１のタイミング検出手段と、該
第１のタイミング検出手段で得られた該終端タイミング
を起点にパイロットシンボルを使用し該パイロットシン
ボルのタイミングを検出してフレーム同期をとる第２の
タイミング検出手段とを具備することを特徴とするフレ
ーム同期装置とした。

【００１４】請求項９にかかる発明は、請求項８にかか
る発明において、前記同相成分又は直交成分のゼロクロ
ス点を検出するゼロクロス点検出部、該ゼロクロス点検
出部のタイミング補正用であって前記フレーム同期の前
後で閾値が切り換えられるランダムウォークフィルタを
具備し、前記ゼロクロス点検出部で検出されたゼロクロ
ス点に基づき前記フィルタ手段が制御されることを特徴
とするフレーム同期装置とした。

【００１５】請求項１０にかかる発明は、請求項８又は
９にかかる発明において、前記第１のタイミング検出手
段は、過去複数の受信シンボルの平均レベル内の最大レ
ベルの半分の値から得られるレベルと現在の受信シンボ
ルのレベルとを比較して後者のレベルが所定回数連続し
て高いとき、前記相関値がピークを示すか否かの判定を
行うことを特徴とするフレーム同期装置とした。

【００１６】請求項１１にかかる発明は、請求項８乃至
１０のいずれか１にかかる発明において、前記第１のタ
イミング検出手段は、過去複数の受信シンボルの平均レ
ベル内の最大レベルの半分の値から得られるレベルと現
在の受信シンボルのレベルとを比較して後者のレベルが
所定回数連続して高く、且つ前記平均レベルより前記相
関値が大きいとき、前記相関値がピークを示すか否かの
判定を行うことを特徴とするフレーム同期装置とした。

【００１７】請求項１２にかかる発明は、請求項１０又
は１１にかかる発明において、前記第１のタイミング検
出手段は、現在のシンボルタイミングの前記相関値のレ
ベルが直前のシンボルタイミングの前記相関値のレベル
より低いとき前記ピークを示す信号を出力することを特
徴とするフレーム同期装置とした。

【００１８】請求項１３にかかる発明は、請求項８にか
かる発明において、前記第２のタイミング検出手段は、
前記パイロットシンボルの間隔分のメモリ空間をもち受
信シンボルの平均電力値を次繰り返し格納するサーキュ
ラメモリを具備することを特徴とするフレーム同期装置
とした。

【００１９】

【発明の実施の形態】本実施形態では、図４(a)に示す
ように先頭に４シンボル程度のランプ信号３１をもち、
その次に既知の同期ワードシンボルフィールド３２が続
き、その後に情報フィールド３３が続くフォーマットの
１６ＱＡＭのフレーム３０を受信し、相関処理により同
期ワードシンボルフィールド３２の終端（情報フィール
ド３３の開始点）のタイミングを検出することにより、
暫定的なシンボル同期をとり、その後パイロットシンボ
ルを定期的に受信することによりフレーム同期をとる。

【００２０】同期ワードシンボルは、図４の(b)に示す
ように、ＳＷ₁〜ＳＷ₁₀の１０シンボルからなり、各同
期ワードシンボルの１６ＱＡＭの値は０，８，Ａ，２の
いずれかから選ばれている。図２(c)はその１６ＱＡＭ
の値の配置位置を示す信号点配置図であり、シンボル
０，８，Ａ，２は最大振幅包絡線の上のポイントにあ
り、その振幅（絶対値、以下同じ）はピーク値で同じで
ある。なお、パイロットシンボルにも図４(c)の最大振
幅包絡線上のいずれかのシンボル（０，８，Ａ、２のい
ずれか）が使用される。

【００２１】そして、本実施形態では、送信側において
同期ワードシンボルをＳＷ₁〜ＳＷ₁ ₀の順序でフレーム
３０の同期ワードシンボルフィールド３２に含ませて送
り、受信側においてこの同期ワードシンボルＳＷ₁〜Ｓ
Ｗ₁₀を相関検出して、相関ピークが得られた時点（つま
り最後の同期ワードシンボルＳＷ₁₀が検出された時点）
を情報フィールド３３が開始するタイミング点として暫
定的に検出する。

【００２２】このとき、このタイミング点を得る演算で
は、ＩＦ信号をアンダーサンプリングでＡ／Ｄ変換した
後に、準同期検波を行ってベースバンド信号とし、その
際に検出できるシンボル点とゼロクロス点のみを用いて
処理を行うことで、ＦＩＲフィルタや相関演算での演算
量を大幅に削減し、安価なＤＳＰを使用可能にする。

【００２３】また、このとき受信された同期ワードシン
ボルＳＷ₁〜ＳＷ₁₀は、それぞれ既知のシンボルである
ので、これを使用して１６ＱＡＭ信号の復号のための判
定用閾値（図４(c)における＋Ｉth、−Ｉth、＋Ｑth、
−Ｑth）を設定する。以下、詳しく説明する。

【００２４】図１は本発明の実施形態のデジタル受信装
置の１６ＱＡＭ復調装置の要部のブロック図である。１
は受信されＩＦ（中間周波）信号となった信号をそのＩ
Ｆ信号の周波数よりも低い周波数（例えばＩＦ信号が４
５５ｋＨｚのときは２６０ｋＨｚや１４０ｋＨｚ）のサ
ンプリング信号fsでアンダーサンプリングしてデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換部、２はデジタル化されたＩ
Ｆ信号から準同期検波により同相成分（Ｉ成分）と直交
成分（Ｑ成分）を取り出す直交検波部、３，４は同相成
分の信号、直交成分の信号から高周波成分を除去するＦ
ＩＲフィルタである。

【００２５】このＦＩＲフィルタ３，４は、同相成分、
直交成分のゼロクロス点を追従しながらナイキスト点
（アイパターンの最も広い部分）に最も近いサンプル点
と理論値（ナイキスト点）との位相ずれ量に応じたフィ
ルタテーブル５の内容で積和演算を行うよう構成され、
そのフィルタ出力はナイキスト点とゼロクロス点に対す
るインパルス応答とみなすことができる。このように、
このＦＩＲフィルタ３，４は常にナイキスト点とゼロク
ロス点のみでしか動作しないので、一般的なＦＩＲフィ
ルタの場合よりも大幅にその演算量を削減できる。

【００２６】６は複素相関部であり、受信した同期ワー
ドシンボル（図４のＳＷ₁〜ＳＷ₁₀）と内部に予め格納
した同期ワードシンボル（図４のＳＷ₁〜ＳＷ₁₀と同
じ）の共役値との複素演算を行い、その相関ピーク値か
ら最後の同期ワードシンボルＳＷ₁₀のシンボル位置（タ
イミング値：サンプル点）を大まかに検出する。

【００２７】７はパイロット検出部であり、サーキュラ
ーメモリを使用してフレームの情報フィールド内のパイ
ロットシンボルを検出する。８はフレーム検出部であ
り、複素相関部６によって検出された同期ワードシンボ
ルＳＷ₁₀の大まかな位置とパイロット検出部７で検出さ
れたパイロットシンボルに基づき、フレーム同期の確認
のアシストを行う。

【００２８】９はＡＦＣ回転補正部であり、同期ワード
シンボルとパイロットシンボルの位相回転量から送受信
間で生じる定常周波数誤差に対する位相回転を補正す
る。１０は位相誤差算出部であり、パイロットシンボル
受信時にのみ動作してパイロットシンボルの正規位置か
らの位相ずれを算出する。１１は位相誤差補正部であ
り、位相誤差算出部１０で算出した位相誤差に基づき同
相成分、直交成分の位相を正規位相に補正する。１２は
周波数誤差算出部であり、送受信間で生じる定常周波数
誤差をパイロットシンボルから算出し、前記ＡＦＣ回転
補正部９に送る。

【００２９】１３は閾値算出部であり、パイロットシン
ボルからその最大振幅値を算出して１６ＱＡＭ信号の復
号のための判定用閾値（図４(c)における＋Ｉth、−Ｉt
h、＋Ｑth、−Ｑth）を設定する。１４はデマッピング
部であり、閾値算出部１３で得られた判定用閾値を使用
して、受信したシンボルが図４(c)における０〜Ｆのど
の信号点配置の位置に該当するかを判定してその結果を
出力する。

【００３０】１５はゼロクロス検出部であり、同相信号
を取り込んで正→負の変化点、負→正の変化点をゼロク
ロス点として検出する。１６はタイミング補正部であ
り、ゼロクロス検出部１５が検出したゼロクロス点の極
性符号（正→負、負→正）が１シンボル前の符号と同じ
か、現シンボルの符号と同じかを検出してランダムウォ
ークフィルタ処理を行いフレーム同期をとる。このラン
ダムウォークフィルタでは、フレーム同期前は小さい閾
値にして引き込みを早め、フレーム同期後は大きな閾値
して安定化を図るよう閾値を切り換えている。ゼロクロ
ス検出部１５で検出されたゼロクロス点の情報はフィル
タテーブル５に送られ、ＦＩＲフィルタ３，４用のフィ
ルタ係数が選択される。

【００３１】１７はクロック再生部であり、フレーム検
出部８において検出確定したフレーム同期信号に基づ
き、図４(a)のフレーム３０の情報フィールド３３分の
クロックを再生出力する。

【００３２】１８，１９はＦＩＦＯであり、クロック再
生部１７で得られるクロックに同期して動作する。ＦＩ
ＦＯ１８からは閾値算出部１３で使用された出力を取り
込み、ＲＳＳＩ（受信信号電界強度）を出力する。ＦＩ
ＦＯ１９は、デマッピング部１４で復号されたシンボル
データを出力する。ＷＥは書き込みイネーブル、ＲＥは
読み出しイネーブルを示す。２０は動作イネーブル信号
生成部であり、フレーム検出部８によって検出されたフ
レーム同期信号を取り込み、各部（直交検波部２，ＦＩ
Ｒフィルタ３，４、ＦＩＦＯ１８，１９以外の部分）を
動作させるための動作イネーブル信号を生成する。な
お、破線で囲んだ部分はＤＳＰで構成できる。

【００３３】図２は前記した複素相関部６の詳細なブロ
ック図である。６０１₀〜６０１₁₈は1/2シンボル分の遅
延を行う遅延部であり、先頭の遅延部６０１₀にはＦＩ
Ｒフィルタからシンボル点とゼロクロス点のデータが交
互に入力される。６０２₁〜６０２₁₀は乗算部であり、
遅延部６０１₀〜６０１₁₈の出力と予め格納しておいた
同期ワードシンボルＳＷ₁〜ＳＷ₁₀の共役複素数ＳＷ₁ ^*
〜ＳＷ₁₀ ^*が乗算される。６０３は各乗算部６０２₁〜６
０２₁₀の出力を加算する加算部である。同相成分の相関
処理と直交成分の相関処理は同様な構成で同時に別々に
行われ、その相関結果が加算されたものを相関値として
出力するが、ここでは簡単のために１つについて表し
た。加算部６０３から相関値が現れる。

【００３４】６０４は最後の遅延部６０１₁₈から出力す
るシンボルのレベルを検出するレベル検出部である。６
０５は平均レベル演算部であり、レベル検出部６０４で
検出されたレベルの過去８シンボル（１６サンプル）分
の平均値を演算する。６０６、６０７はレベルを1/2に
減ずる減衰部、６０８は減衰部６０６の出力の最大レベ
ルを検出して更新する最大レベル検出部である。６０９
は最大電力検出カウンタであり、最大レベル検出部６０
８で検出された最大レベルｂとレベル検出部６０４で得
られる現在のレベルａとをして比較して、ａ≧ｂならば
＋１をインクリメントし、ａ＜ｂならばリセットする。
６１０は同期ワードシンボル検出フラグ出力部であり、
最大電力カウンタ６０９のカウント値が所定値を超えた
とき同期ワードシンボルが到来している可能性を示すフ
ラグを出力する。６１１はバッファであり、同期ワード
シンボル検出フラグ出力部６１０からフラグが出たと
き、イネーブルとなって、加算部６０３の出力を通過さ
せる。６１２はバッファ６１１の出力を入力する反転バ
ッファである。６１３は第１の比較部であり、バッファ
６１１からの出力ｃと平均レベル算出部６０５の出力ｄ
を比較し、ｄ＜ｃのときに反転バッファ６１２をイネー
ブルにする。６１４は第２の比較部であり、反転バッフ
ァ６１２の出力ｅと減衰部６０７の出力ｆとを比較し、
ｆ＜ｅのときにデータ「１」を次段のＤＦＦ６１５で保
持させる。６１６は第３の比較部であり、ＤＦＦ６１５
からデータ「１」が出力しているときにイネーブルとな
り、１段のシフトレジスタ６１６の入力ｇと出力ｈを比
較し、ｇ＜ｈのときに、同期ワードシンボルＳＷ₁₀のタ
イミングを示すシンボル同期信号を出力する。

【００３５】次に動作を説明する。Ａ／Ｄ変換部１にお
いてサンプリングされた受信シンボルは直交検波部２に
おいて同相成分と直交成分に検波分離され、各々はＦＩ
Ｒフィルタ３，４に入力され、そこから同相成分のシン
ボル点とゼロクロス点を示す信号が交互に出力され、ま
た直交成分のシンボル点とゼロクロス点を示す信号が交
互に出力され、各々複素相関部６に入力される。

【００３６】複素相関部６では、図２に示すように、遅
延部６０１₀〜６０１₁₈と乗算部６０２_１〜６０２₁₀と
加算部６０３により複素相関演算が行われ、同期ワード
シンボルＳＷ₁〜ＳＷ₁₀を全部入力し終わった時点で相
関ピークが加算部６０３から得られる。

【００３７】ただし、シンボルレートの２倍オーバーサ
ンプリング程度で複素相関演算を行うと誤って相関ピー
クを出力してしまう可能性があるので、次のような処理
を行う。すなわち、１６ＱＡＭの振幅成分の情報（振幅
絶対値は２種類ある）を利用し、最後の遅延部６０１₁₈
の出力レベルをレベル算出部６０４で算出する。また過
去８シンボル分の平均レベルを平均レベル算出部６０５
で算出し、その1/2のレベルを減衰部６０６で得、その
レベル減衰された信号の最大値を最大レベル検出部６０
８で検出する。この検出された最大レベルは最大電力検
出カウンタ６０９に入力する。この最大電力検出カウン
タ６０９は現在のシンボルのレベルが過去に検出した最
大レベルより大きいとき、内容を＋１だけインクリメン
トし、一度でもそうでないときはリセットするので、予
め決めた数（同期ワードシンボルの数より少数）だけ続
けてカウントアップすると、同期ワードシンボルが到来
しているものと予想できる。そこで、このとき同期ワー
ドシンボル検出フラグ出力部６１０がフラグを出し、バ
ッファ６１１をイネーブルにする。

【００３８】これにより加算部６０３の出力信号がバッ
ファ６１１を経由して出力され、この信号レベルが平均
レベル算出部６０５で得た平均レベルより大きいとき
は、相関ピークが現れていると想定して、第１の比較部
６１３により反転バッファ６１２がイネーブルとなり動
作する。この反転バッファ６１２の出力が平均レベル算
出部６０５の出力の1/4のレベルよりも大きいとき、相
関ピークが現れている確率が高いとして、第２の比較部
６１４によりＤＦＦ６１５に「１」をセットする。これ
により第３の比較部６１7がイネーブルとなり動作す
る。これにより第３の比較部６１7がシフトレジスタ６
１６に入力しているバッファ６１１の出力信号とシフト
レジスタ６１６の出力信号のレベルを比較し、前者が後
者より小さいとき、相関ピークをすぎて加算部６０３の
出力レベルが低下し始めたと判断して、相関ピーク検出
信号、つまり同期ワードシンボルＳＷ₁₀のタイミングを
示すシンボル同期信号を出力する。

【００３９】以上のようにして同期ワードシンボルＳＷ
₁₀の大まかなタイミングが検出されると、情報フィール
ドに挿入されたパイロットシンボルが信号点配置図上で
常時最大振幅をとっていることから、フレーム検出部８
とパイロット検出部７において、定期的に挿入されてい
るパイロットシンボルの１周期の間隔分のアドレス空間
をもつサーキュラメモリを用いて、平均電力（同一アド
レスに格納するとき新規のシンボルの電力と既格納のシ
ンボルの電力を平均したものを再格納する）を算出して
ゆく。たとえば、図３に示したように、複素相関部６に
おいて同期ワードシンボルＳＷ₁₀が検出された直後から
サーキュラメモリへの格納を開始する。このサーキュラ
メモリへの格納は、オーバーフローを防止するため忘却
係数α（０＜α＜１）を乗積しながら行っても良い。こ
のようにして１つのフレームの情報フィールドが終了す
るとき、サーキュラメモリの最大平均電力値を格納して
いるメモリアドレスが、理論値（予め決めたアドレス）
と同じである場合は、フレームの仮同期が終了したもの
として、この動作が複数フレームに亘って成功したと
き、フレーム同期が完了したものとする。また、最大平
均電力値を格納しているメモリアドレスが理論値と異な
るときは、複素相関部６での同期ワードシンボルＳＷ₁₀
の検出は誤っていたものとして、サーキュラメモリをリ
セットし、フレーム同期がとれるまで、上記の動作を繰
り返す。

【００４０】フレーム同期がとれると、動作イネーブル
信号生成部２０によって各部が正確な動作に移る。ＡＦ
Ｃ回転補正部９では周波数誤差算出部１２で得られた送
受信間で生じる定常周波数誤差による位相回転を補正
し、位相誤差補正部１１では位相誤差算出部１０で算出
した位相を補正する。

【００４１】以上説明したように、本実施形態では、Ｆ
ＩＲフィルタ３，４や複素相関部６は、シンボル点とゼ
ロクロス点の２点でのみ動作する。相関ピークにより同
期ワードシンボルＳＷ₁₀のタイミング点が検出される
と、これを暫定的なシンボル同期点として、パイロット
シンボルを探して、フレーム検出部８でフレーム同期点
を検出する。

【００４２】よって、通信路にノイズが多いときや情報
フィールドで同期ワードシンボルに似たパターンのシン
ボルがあり、本来の同期ワードシンボルＳＷ₁₀以外で相
関ピークが検出された場合であっても、情報フィールド
のパイロットシンボルでも改めてフレーム検出を行うの
で、誤検出の確率は極めて小さくなり、同期ワードシン
ボルの前方や後方を誤って検出することはほとんど無
い。

【００４３】

【発明の効果】以上から本発明によれば、フィルタや相
関部の演算量を大幅に削減することが可能となり、安価
なＤＳＰ１個でフレーム同期処理を行う復調部を実現で
きる。このため、デジタル受信装置の小型化、低消費電
力化、省スペース化等を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施形態のデジタル受信装置
の復調部のブロック図である。

【図２】図１の復調部の中の複素相関部の詳細なブロ
ック図である。

【図３】パイロットシンボルを使用したフレーム同期
の説明図である。

【図４】同期ワードシンボルの説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多値ＱＡＭ信号を受信してフレーム同期信
号を生成するデジタル受信におけるフレーム同期方法に
おいて、受信中間周波信号を該中間周波周波数よりも低い周波数
のサンプリング信号を使用してＡ／Ｄ変換し、得られた
デジタル信号を直交検波してフィルタリングすることに
よりシンボル点とゼロクロス点を示す同相成分及び直交
成分の信号を得、該同相成分及び／又は直交成分の内の
同期ワードシンボルを相関演算して相関値を得、該相関
値のピークから同期ワードシンボルの終端タイミングを
検出する第１のタイミング検出を行い、得られた該終端
タイミングを起点にパイロットシンボルを使用して該パ
イロットシンボルのタイミングを検出する第２のタイミ
ング検出を行い、該第２のタイミング検出で得られたタ
イミングでフレーム同期をとることを特徴とするフレー
ム同期方法。
【請求項２】請求項１において、前記シンボル点とゼロクロス点を示す同相成分及び直交
成分の信号を得るとき、ランダムウォークフィルタで符
号極性を検出してタイミング補正し、該ランダムウォー
クフィルタの閾値を前記フレーム同期の前後で切り換え
ることを特徴とするフレーム同期方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記第１のタイミング検出は、過去複数の受信シンボル
の平均レベル内の最大レベルの半分の値から得られるレ
ベルと現在の受信シンボルのレベルとを比較して後者の
レベルが所定回数連続して高いとき、前記同期ワードシ
ンボルが連続して到来していると判断し、前記相関値が
ピークを示すか否かを判定することを特徴とするフレー
ム同期方法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１において、前記第１のタイミング検出は、過去複数の受信シンボル
の平均レベル内の最大レベルの半分の値から得られるレ
ベルと現在の受信シンボルのレベルとを比較して後者の
レベルが所定回数連続して高く、且つ前記平均レベルよ
り前記相関値が大きいとき、前記同期ワードシンボルが
連続して到来していると判断し、前記相関値がピークを
示すか否かを判定することを特徴とするフレーム同期方
法。
【請求項５】請求項３又は４において、前記相関値がピークを示すか否かの判定は、現在のシン
ボルタイミングの前記相関値のレベルが直前のシンボル
タイミングの前記相関値のレベルより低いか否かで判定
することを特徴とするフレーム同期方法。
【請求項６】請求項１において、前記第２のタイミング検出は、前記第１のタイミング検
出で得た前記終端タイミングから最初のパイロットシン
ボルの検出点までを１周期として前記パイロットシンボ
ルが繰り返し受信されるか否かで行うことを特徴とする
フレーム同期方法。
【請求項７】請求項６において、前記第２のタイミング検出は、前記パイロットシンボル
の前記１周期の間隔分のメモリ空間をもつサーキュラメ
モリに受信シンボルの電力値を前記第１のタイミング検
出時点から順次繰り返し積算格納して各受信シンボルの
平均電力を算出し、最大値平均電力値を示すメモリアド
レスが予め決めた特定のメモリアドレスのとき第２のタ
イミング検出が得られたとすることを特徴とするフレー
ム同期方法。
【請求項８】多値ＱＡＭ信号を受信してフレーム同期信
号を生成するデジタル受信におけるフレーム同期装置に
おいて、受信中間周波信号を該中間周波周波数よりも低い周波数
のサンプリング信号を使用してデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段で得られたデジタ
ル信号を直交検波して同相成分及び直交成分を得る直交
検波手段と、該直交検波手段で得られた同相成分及び直
交成分の信号からシンボル点とゼロクロス点を示す同相
成分及び直交成分を得るフィルタ手段と、該フィルタ手
段から出力する同相成分及び／又は直交成分の内の同期
ワードシンボルを相関演算し相関値のピークから同期ワ
ードシンボルの終端タイミングを検出する第１のタイミ
ング検出手段と、該第１のタイミング検出手段で得られ
た該終端タイミングを起点にパイロットシンボルを使用
し該パイロットシンボルのタイミングを検出してフレー
ム同期をとる第２のタイミング検出手段とを具備するこ
とを特徴とするフレーム同期装置。
【請求項９】請求項８において、前記同相成分又は直交成分のゼロクロス点を検出するゼ
ロクロス点検出部、該ゼロクロス点検出部のタイミング
補正用であって前記フレーム同期の前後で閾値が切り換
えられるランダムウォークフィルタを具備し、前記ゼロ
クロス点検出部で検出されたゼロクロス点に基づき前記
フィルタ手段が制御されることを特徴とするフレーム同
期装置。
【請求項１０】請求項８又は９において、前記第１のタイミング検出手段は、過去複数の受信シン
ボルの平均レベル内の最大レベルの半分の値から得られ
るレベルと現在の受信シンボルのレベルとを比較して後
者のレベルが所定回数連続して高いとき、前記相関値が
ピークを示すか否かの判定を行うことを特徴とするフレ
ーム同期装置。
【請求項１１】請求項８乃至１０のいずれか１におい
て、前記第１のタイミング検出手段は、過去複数の受信シン
ボルの平均レベル内の最大レベルの半分の値から得られ
るレベルと現在の受信シンボルのレベルとを比較して後
者のレベルが所定回数連続して高く、且つ前記平均レベ
ルより前記相関値が大きいとき、前記相関値がピークを
示すか否かの判定を行うことを特徴とするフレーム同期
装置。
【請求項１２】請求項１０又は１１において、前記第１のタイミング検出手段は、現在のシンボルタイ
ミングの前記相関値のレベルが直前のシンボルタイミン
グの前記相関値のレベルより低いとき前記ピークを示す
信号を出力することを特徴とするフレーム同期装置。
【請求項１３】請求項８において、前記第２のタイミング検出手段は、前記パイロットシン
ボルの間隔分のメモリ空間をもち受信シンボルの平均電
力値を次繰り返し格納するサーキュラメモリを具備する
ことを特徴とするフレーム同期装置。