JP2009239364A - デジタル無線機、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末１０において、フレーム同期前の受信信号の音声を再生できるようにして、頭切れを防止する。
【解決手段】１シンボル長を等位相間隔で１０等分し、各等分点を番号０〜９のサンプリング点に設定すると、その内の半分以上のサンプリング点はナイキスト点でないにもかかわらず、それらサンプリング点のデータは誤り訂正が可能であることに着目する。半シンボル長、離れている例えば番号０，５の等分点をサンプリング点として選択する。キャリアの検出に伴い、番号０，５のサンプリング点のシンボル値を採取して、それぞれＦＩＦＯのバッファ１，２に格納しておく。フレーム同期後、ナイキスト点に近い方はどの番号のサンプリング点であるかを調べる。そして、近い方の番号のサンプリング点に係るバッファからシンボル値を読み出して、データへ変換するとともに、フレームデータを組み立て、フレームデータから音声を再生する。
【選択図】図８

Description

本発明は、受信初期の受信信号からのデータ取得を改善したデジタル無線機、制御方法及びプログラムに関するものである。

特許文献１は、キャリアの有無を検出する無線装置を開示する（特許文献１の図４のｓｔｅｐ２）。該無線装置によれば、受信する電波の受信強度を測定し、所定のレベルと比較することによりキャリアの有無を判定する（特許文献１の段落００２０）。

特許文献２は、同期ワードを軟判定により検出する無線装置を開示する（特許文献２の図７及び図８）。該無線装置によれば、検波信号（ベースバンド信号）に係るサンプリングデータと同期ワードのデータとの相関を求め、相関値が閾値を超えた時、同期ワードを検出したとしている（特許文献２の段落００５６，００５７）。

特許文献３は、シンボル値の検出タイミングの基にするクロックパルスを再生するシンボルクロック再生装置を開示する（特許文献３の段落０００１）。該シンボルクロック再生装置によれば、１シンボル長内に等位相間隔の複数のサンプリング点を設定し（特許文献３の図１２）、各サンプリング点における検知周波数（特許文献３はＦＳＫについて説明）とｘ３収束値との差を算出するとともに、各サンプリング点について該差を所定期間にわたり累積したヒストグラムを作成し、ヒストグラムのレベルに基づきナイキスト点がどのサンプリング点であるかを判別している（特許文献３の００６５〜００６８）。

一方、デジタル無線機では、データをフレーム化したデジタル信号を送受するようになっているが、受信側のデジタル無線機が、受信電波の弱電界等の理由により、フレーム先頭から電波を受信できず、受信開始がフレーム途中となってしまうことが起こり得る。
特許第３７００２６４号公報 特開２００６−１０１３８３号公報 特開２００７−６２８９号公報

従来のデジタル無線機では、フレーム同期が得られないと、データを組み立てることができないので、フレーム同期前の受信データは破棄している。これは、音声等の再生情報の頭切れに繋がっている。

また、キャリアの存在が判明しても、ナイキスト点が分からなければ、シンボル値を検出することができず、ナイキスト点不明期間では、シンボル値の検出が困難であり、したがって、音声データ等の取得も困難になっている。

特許文献１〜３は、個々にキャリア検出、軟判定による同期ワード検出、及びクロックパルス再生について開示するものの、それらを具体的にどのように使用して、デジタル無線機におけるフレーム同期前やナイキスト点検出前の受信信号に含まれる音声データ等を抽出するかについて一切、開示も示唆も行っていない。

本発明の目的は、フレーム同期前やナイキスト点検出前の受信信号に含まれるデータを再生可能なデータとして取得できるようにしたデジタル無線機、制御方法及びプログラムを提供することである。

本発明によれば、ナイキスト点からある程度離れたサンプリング点であっても、該サンプリング点の検波信号から抽出したデータの誤り率は十分に低く（後述の図７で詳説）、誤り訂正により音声等を再生することができることに着目する。

すなわち、本発明によれば、１シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列を複数、設定する。この設定においては、少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値から生成したデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士は各シンボル長内で分散させておく。そして、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して、格納しておく。フレーム同期後、どのサンプリング系列のサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いかを判断して、サンプリング点が近いと判断したサンプリング系列について格納しておいたサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

別の発明によれば、キャリア検出に伴い再生クロックパルスの探知等のナイキスト点探知を開始し、探知したナイキスト点に同期して検波信号のサンプリング値を採取して、格納しておく。そして、フレーム同期後、格納しておいたサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

本発明のデジタル無線機は次のものを備えている。
キャリアを検出するキャリア検出手段、
１シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定し、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における前記検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納手段、
キャリア検出に伴いナイキスト点の探知を開始するナイキスト点探知手段、
フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期手段、
ナイキスト点探知後にサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定するサンプリング系列選定手段、及び
フレーム同期後に、前記サンプリング系列選定手段が選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立て手段。

本発明の別のデジタル無線機は次のものを備えている。
キャリアを検出するキャリア検出手段、
キャリア検出に伴いナイキスト点探知を開始するナイキスト点探知手段、
探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納手段、
フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期手段、及び
フレーム同期後、格納してあるサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立て手段。

本発明のデジタル無線機制御方法は次のステップを備えている。
キャリアを検出するキャリア検出ステップ、
１シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定し、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における前記検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納ステップ、
キャリア検出に伴いナイキスト点の探知を開始するナイキスト点探知ステップ、
フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期ステップ、
ナイキスト点探知後にサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定するサンプリング系列選定ステップ、及び
フレーム同期後に、前記選定ステップにおいて選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立てステップ。

本発明の別のデジタル無線機制御方法は次のステップを備えている。
キャリアを検出するキャリア検出ステップ、
キャリア検出に伴いナイキスト点探知を開始するナイキスト点探知ステップ、
探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納ステップ、
フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期ステップ、及び
フレーム同期後、格納してあるサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立てステップ。

本発明のプログラムは、前述の本発明のデジタル無線機の各手段としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、フレーム同期前のサンプリング値を採取、格納しておき、フレーム同期後に、格納しておいたサンプリング値に基づきフレームデータを組み立て、これにより、フレーム同期前の受信データの活用を図ることができる。

図１は携帯端末１０の概略ブロック図である。携帯端末１０においてＲＦ部１１は高周波アンプ１２、ミキサー１３、局部発振器１４及び中間周波増幅器１５を備えている。高周波アンプ１２は、アンテナ１６において捕捉した電波のＲＦ信号を増幅してから、ミキサー１３へ送る。局部発振器１４は、選択チャネルの周波数に対応する周波数の発振信号をミキサー１３へ供給する。中間周波増幅器１５は、ミキサー１３からの発振信号に対応する周波数のＲＦ信号をＩＦ信号へ変換して、中間周波増幅器１５へ供給する。中間周波増幅器１５は、ミキサー１３からのＩＦ信号を増幅してから出力する。中間周波増幅器１５が出力する増幅したＩＦ信号はＲＦ部１１の出力信号となる。

ＲＦ部１１からのＩＦ信号は復調器２０及びレベル判定器２１へ供給される。復調器２０は、供給されたＩＦ信号を復調したものを検波信号として信号処理部２２及びスケルチ判定器２３へ出力する。レベル判定器２１は、ＩＦ信号のレベルを検出する。ＩＦ信号のレベルが所定値以上であれば、キャリア有りと判断することができる。

信号処理部２２はＩＦ信号を復調したものを検波信号として信号処理部２２及びスケルチ判定器２３へ送る。スケルチ判定器２３は、検波信号からキャリアの有無を検出する。検波信号に係るレベル等の変化が所定の閾値以上となっていれば、キャリア有りと判断することができる。キャリア検出部２４は、レベル判定器２１及び／又はスケルチ判定器２３から供給された信号に基づきキャリアの有無を検出し、検出信号を信号処理部２２へ送る。

信号処理部２２は、キャリア検出部２４からの検出信号を加味しつつ、復調器２０からの検波信号に対して所定のデジタル信号処理を行って、オーディオ信号を再生し、該オーディオ信号をスピーカ２５へ供給する。信号処理部２２の処理の詳細は図３において後述する。スピーカ２５は、供給されたオーディオ信号を音声へ変換して、出力する。

図２は信号処理部２２がそのデジタル信号処理で扱うフレームの構造例を示す図である。該フレームでは、先頭に同期ワードが配置され、データ部が同期ワードに後続する。データ部は３つのエリアに区分され、先頭のエリアはプロトコルデータのエリアであり、先頭から２番目と３番目のエリアは音声データのエリアとなっている。

図３は信号処理部２２のブロック図である。復調器２０（図１）からの検波信号はベースバンドフィルタ３１へ供給され、ベースバンドフィルタ３１においてノイズを除去されてから、クロック再生器３２、同期検出器３３及びデータ取得部３４へ送られる。クロック再生器３２はベースバンドフィルタ３１からの検波信号（ベースバンド信号）からクロックパルスを再生する。該クロックパルスの立ち上がりはナイキスト点に一致するように調整される。同期検出器３３は、軟判定に基づきベースバンドフィルタ３１からの検波信号から同期ワードを検出する。

データ取得部３４は、クロック再生器３２及び同期検出器３３からの信号に基づきベースバンドフィルタ３１からの検波信号よりシンボル値を抽出して、シンボル値に対応するビットデータを生成する。該ビットデータを所定単位、集めたデータに対して誤り訂正を行ってから、フレームデータを組み立て、フレームデータの内、プロトコルデータはデータ解析部３５へ送られ、音声データは音声デコーダ３６へ送られる。データ解析部３５はプロトコルデータを解析する。音声デコーダ３６は音声データから音声信号を再生する。再生した音声信号はスピーカ２５（図１）へ供給される。

図４はクロック再生器３２がクロックパルスを検波信号から再生する原理についての説明図である。１シンボル長が１０等分され、各等分点は、サンプリング点とされ、先頭から順番に０〜９の番号を付与される。図４では、アイパターンに対応付けてサンプリング点を示しており、番号０のサンプリング点がナイキスト点に一致している。どの番号のサンプリング点がナイキスト点に最も近いかを検知するために、次の処理が行われる。

なお、図４のアイパターンは４値ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）のものであり、図４の縦軸の−３〜＋３は検波信号のレベルを示している。０及び±２はシンボル収束値であり、±１及び±３はシンボル閾値である。

番号０〜９に対応付けて配列Ｈ［０］〜Ｈ［９］を定義する。Ｈ［０］〜Ｈ［９］の初期値はいずれも０である。キャリアの検出に伴い、番号０〜９のサンプリング点について、検波信号のレベルの収集を開始する。収集開始時では、０〜９のどの番号のサンプリング点かナイキスト点に最も近いかが不明となっている。各サンプリング点について、そのレベルを検出したら、該検出レベルが０及び±２のどのシンボル収束値に最も近いかを調べる。そして、検出レベルと該最も近いシンボル収束値との差の絶対値を該サンプリング点の番号０〜９に対応する配列Ｈ［０］〜Ｈ［９］に加算していく。

これを所定数（例：１０個）のシンボル長、繰り返すと、各サンプリング点における累積値が配列Ｈ［０］〜Ｈ［９］に累積される。時間的にナイキスト点に近いサンプリング点における検出レベルほど、シンボル収束値のレベルに近いので、時間的にナイキスト点に近いサンプリング点に対応する配列Ｈ［０］〜Ｈ［９］の累積値ほど小さいはずである。配列Ｈ［０］〜Ｈ［９］の累積値をヒストグラム化し、ヒストグラムにおいて高さの最も低いサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いものと判断する。

図４では、番号０のサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いものと判断される。クロック再生器３２は、番号０のサンプリング点に発生タイミングを合わせたクロックパルスを再生し、データ取得部３４は、該クロックパルスに基づくタイミングで検波信号のレベルを検出して、該レベルに対応するシンボル値を求め、さらに、シンボル値をビットデータへ変換する。

図５は同期検出器３３における軟判定による同期ワード検出処理の説明図である。図５（ａ）はベースバンドフィルタ３１から同期検出器３３へ供給される検波信号の一例である。同期ワードに係るシンボル数が例えば１０であるとして、矢印ａｒ１の期間は、１０個のシンボル長に相当する直近の時間である。矢印ａｒ１の期間において１シンボル長ずつ離れた検出値を時間順にａ０〜ａ９とする。

一方、同期ワードに対応するシンボルは図５（ｂ）に示すような波形であり、該波形に対応するコードパターンを示すデータがｂ０〜ｂ９としてメモリの別の場所に格納されている。図示していない演算部は、ａ０〜ａ９とｂ０〜ｂ９との同番号同士を乗算して（ａ０・ｂ０，ａ１・ｂ１，ａ２・ｂ２，・・・，ａ９・ｂ９）、その合計値を相関値Ｃ（＝ａ０・ｂ０＋ａ１・ｂ１＋ａ２・ｂ２＋・・・＋ａ９・ｂ９）とする。矢印ａｒ１で示される期間は、時間の経過とともに矢印ａｒ２により示されるように、右方向（時間軸上で後方）へと移動して行く。最新のサンプリング値が収集されしだい、ａ０〜ａ８がそれぞれａ１〜ａ８に更新された後、ａ９が最新のサンプリング値に更新されるようになっている。

こうして相関値Ｃは、図５（ｃ）に示すように時間の経過に従って変動する。そして、相関値Ｃが閾値Ｔｈ１を超えたタイミングＴ２１において、同期ワードＳＷを受信したと判定されることにより、フレーム同期の確立が可能になる。

図６は送信フレームに対応付けて携帯端末１０における受信信号の変化を例示している。送信機が時刻ｔ１においてフレームの先頭から送信開始したにもかかわらず、携帯端末１０では、キャリア検出（図６のキャリア有り）が、何らかの原因により遅れて、時刻ｔ２となってしまい、最初のフレームの同期ワードが検出できなくなっている。携帯端末１０における受信開始が遅れる原因としては、通信方式の仕様により、受信のすぐ先頭に同期ワードが配置されたために、キャリア検出等が反応ができない場合、携帯端末１０の性能、送信機の送信精度、受信環境（弱電界やフェージング）、又はユーザー操作（チャネル切替や電源投入）等が考えられる。

図６では、レベル判定器２１（図１）が受信信号の強度を検出することによりキャリアの有無を判断しているが、キャリア有無の検出は、レベル判定器２１に代えて、スケルチ判定器２３（図１）によるスケルチの検出や、レベル判定器２１及びスケルチ判定器２３の併用により行なってもよい。

信号処理部２２は時刻ｔ２から作動する。クロック再生器３２が再生するクロックパルスは、時刻ｔ２後の時刻ｔ３から有効となり、この時点でナイキスト点が判明する。同期検出器３３が同期ワードを検出するのは、２番目のフレームの同期ワードを受信した時刻ｔ４となる。

図７は１シンボル長内に等位相間隔で分布した各サンプリング点のサンプリング値から抽出したデータの誤り率を示している。図４の場合と同様に、１シンボル長を１０等分し、各等分点に対して番号０〜９のサンプリング点を割り振っている。番号０のサンプリング点はナイキスト点に一致する。番号３〜７のサンプリング点のサンプリング値から抽出するビットデータは誤り率が高く修正は困難であるが、番号１，２，８，９の４つのサンプリング点は、ナイキスト点ではないものの、誤り率は十分に低く、それらサンプリング点のサンプリング値から取得するデータは誤り訂正処理により訂正可能の範囲内となっている。

したがって、ナイキスト点が不明である期間においても、番号８，９，０，１，２のサンプリング点のどれかでサンプリング値を採取して、それから取得したデータを使用すれば、フレーム同期後に、データを組み立てて、フレームのプロトコルデータや音声データを組み立てることができる。図７では、１シンボル長において、半シンボル長、離れている２つのサンプリング点の対、例えば、番号０と５とのサンプリング点の対、番号１，６とのサンプリング点の対、・・・、番号４と９とのサンプリング点の対を選択すれば、どちらか一方のサンプリング点のサンプリング値から抽出したビットデータは有効な再生データとして使用可能である。

この事実に着目して、携帯端末１０では、１シンボル長において、半シンボル長、離れている任意の２つのサンプリング点の対について、フレーム同期が確立されるまで、サンプリング値の採取を継続的に行う。図８は番号０と５のサンプリング点についてバッファ１，２にサンプリング値をＦＩＦＯ方式でストアしていることを示している。バッファにストアするサンプリング値は、そのままのサンプリング値ではなく、サンプリング値からそれに最も近いｘ３収束点としてのシンボル値（例：図４の縦軸の±１，±３）である。なお、バッファは例えばリンクバッファとして、データ数が所定値を超えると、バッファ内の最古のサンプルデータに、最新のサンプルデータを上書きするようにしている。

時刻ｔ４において、フレーム同期が確立して、データの組み立てが可能になると、それぞれバッファ０，５にシンボル値をストアしている番号０，５のサンプリング点の内、どちらがナイキスト点に近いかを判断する。この例では、番号０のサンプリング点がナイキスト点に近い。したがって、バッファ１からシンボル値をＦＩＦＯで読み出して、ビットデータへ変換する。該ビットデータに対しては誤り訂正を行なった後、フレームデータを組み立てする。

バッファ１には、時刻ｔ２からのシンボル値がストアされているので、最初のフレームについては、プロトコルデータも組み立てることができる。該プロトコルデータに係る送信先ＩＤが自機のＩＤに一致するならば、音声データから音声を再生し、スピーカ２５から出力する。

ここまでの説明では、時刻ｔ４においてフレーム同期が確立してから、番号０，５のサンプリング点のどちらがナイキスト点に近いかを判別しているが、これは軟判定に関係している。すなわち軟判定では、クロック再生ができていなくてもシンボルタイミングを検出することであり、クロック再生を省略することができる。フレーム同期後の判別の利点は、クロック再生を利用しなくても、判別することができることである。

一方、クロック再生を備えた携帯端末１０では、時刻ｔ３においてクロック再生が有効になりしだい、ナイキスト点が判明するので、時刻ｔ３において、番号０，５のサンプリング点のどちらがナイキスト点に近いかの判別を行なうことができる。これにより、サンプリング点がナイキスト点から遠くなっている番号に対応するバッファへのシンボル値のストアは時刻ｔ３において中止し、時刻ｔ３以降は、サンプリング点がナイキスト点に近くなっている番号に対応するバッファへのみシンボル値のストアを継続し、バッファ容量を節約することができる。

図８では、１シンボル内で半シンボル長、離れる２つのサンプリング点について、サンプリング値を採取しているが、サンプリング値を採取するサンプリング点の個数、したがって、１シンボル長に対するサンプリング値を採取する隣接サンプリング点同士の割合をどのようにするかは、メモリの容量や訂正可能な誤り率に収まるサンプリング点が１シンボル長内に何個存在するかに応じて決められる。

バッファ１，２（図８）を使用する前述の実施例（以下、「第１の実施例」という。）に対して、第２の実施例について説明する。第２の実施例では、最初から番号０〜９のサンプリング点の内の１つに絞って、サンプリング値を採取、ストアするようにする。

第２の実施例では、バッファへのサンプリング点のサンプリング値のストアは図６の時刻ｔ３から開始する。すなわち、時刻ｔ３において、クロック再生が有効になるのに伴い、ナイキスト点が検出される。クロック再生器３２は、時刻ｔ３において、図６の番号０〜９の内、どの番号のサンプリング点がナイキスト点に近いかを検知して、その番号のサンプリング点に立ち上がるクロックパルスを再生するが、第２の実施例では、該時刻ｔ３より、該番号のサンプリング点について、サンプリング値を採取して、バッファにストア開始する。

そして、時刻ｔ４になって、フレーム同期が確立されしだい、第１の実施例と同様に、バッファからストア順にサンプリング値を読み出して、フレームデータを組み立てる。

時刻ｔ２は、図６では、最初のフレームのプロトコルデータの途中になっているので、最初のフレームについてのフレームデータの組み立ては、音声データ１，２のみに留まり、プロトコルデータは入手できない。したがって、音声データの宛て先が自機であるとは断定できないので、２番目のフレームのプロトコルデータを参照してから、音声を再生すべきか否かを判断して、その結果に従い、音声再生を行なったり、中止したりする。

図９はデジタル無線機５０のブロック図である。デジタル無線機５０の具体例は前述の第１の実施例に係る処理を実施する携帯端末１０である。デジタル無線機５０は、キャリア検出手段５１、サンプリング値格納手段５２、ナイキスト点探知手段５３、フレーム同期手段５４、サンプリング系列選定手段５５及びフレーム組み立て手段５６を備えている。

デジタル無線機５０において、１シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定する。この具体例は図７に示す番号０〜９のサンプリング点の中から、図８に説明したように、番号０，５のサンプリング系列を選択したものである。なお、図８では、サンプリング系列を２つ使用しているが、これに限定されず、サンプリング系列を３以上使用することもできる。

キャリア検出手段５１はキャリアを検出する。サンプリング値格納手段５２は、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納する。ナイキスト点探知手段５３は、キャリア検出に伴いナイキスト点の探知を開始する。フレーム同期手段５４は、フレームの同期ワードを検出して、フレーム同期を確立する。

サンプリング系列選定手段５５は、ナイキスト点探知後にサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定する。フレーム組み立て手段５６は、フレーム同期後に、サンプリング系列選定手段５５が選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

典型的には、サンプリング系列選定手段５５は、フレーム同期後に、サンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定する。ナイキスト点探知後とは、前述の図６の具体例では、時刻ｔ３以降である。前述の第１の実施例では、フレーム同期が確立された時、すなわち時刻ｔ４においてサンプリング系列を選定しているが、サンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列がどれであるかは、時刻ｔ３以降であるならば、時刻ｔ４より前であっても、判断することができるので、判断自機をｔ３−ｔ４間に行ってもよい。

こうして、デジタル無線機５０では、キャリア検出後、フレーム同期確立前の期間における受信信号について、そのフレームデータを組み立てて、これにより、音声等を再生し、再生情報の頭切れを防止することができる。なお、この場合、前述の図６の例では、時刻ｔ２で受信した音声を時刻ｔ４から再生開始するので、デジタル無線機５０における再生音声が。通話中、時間的にその分、遅延し続けることになる。デジタル無線機５０では、さらに、ナイキスト点検出前（例：図４の時刻ｔ３前）の受信信号のデータ（例：図４のｔ２−ｔ３間のデータ）も取得することができる。

好ましくは、フレーム同期手段５４は、軟判定によりフレーム同期を確立する。軟判定は硬判定よりフレームの同期ワードを早く検出することができ、結果、音声等の再生の遅延を抑制することができる。

典型的には、ナイキスト点探知手段５３は、１シンボル長を複数等分した各等分点をサンプリング点（例：図４の番号０〜９のサンプリング点）とするとともに各等分点に対応付けてｘ５探知用サンプリング系列を割当て、複数のシンボル長にわたり、各ｘ５探知用サンプリング系列の各サンプリング点のサンプリング値とそれに対応付けられているシンボル収束値との差に係る値を各ｘ５探知用サンプリング系列ごとに累積して、各ｘ５探知用サンプリング系列の累積値に基づきどのｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点がナイキスト点に最も近いかを判断して、近いと判断したｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点をナイキスト点に設定するものである。そして、サンプリング値格納手段５２は、ｘ２値を採取するサンプリング点をナイキスト点探知手段５３における等分点のサンプリング点から選択している（例：図４の番号０，５のサンプリング点）。これより、サンプリング値格納手段５２におけるサンプリング点判断処理を能率化することができる。

図１０は別のデジタル無線機６０のブロック図である。デジタル無線機６０の具体例は前述の第２の実施例に係る処理を実施する携帯端末１０である。デジタル無線機６０は、キャリア検出手段６１、ナイキスト点探知手段６２、サンプリング値格納手段６３、フレーム同期手段６４及びフレームデータ組み立て手段６５を備えている。

キャリア検出手段６１は、キャリアを検出する。ナイキスト点探知手段６２は、キャリア検出に伴いナイキスト点探知を開始する。サンプリング値格納手段６３は、探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納する。

フレーム同期手段６４は、フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立する。フレームデータ組み立て手段６５は、フレーム同期後、格納中のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

こうして、デジタル無線機６０では、フレーム同期前の受信信号から抽出したフレームデータに係る音声等を再生し、音声等の再生対象の頭切れ等を防止することができる。また、前述の図９のデジタル無線機５０では、複数のサンプリング系列を用意して、各サンプリング系列の各サンプリング点のサンプリング値を格納していたのに対し、該デジタル無線機６０では、サンプリング系列は最初から１つ済むので、メモリ容量を低減することができる。

典型的には、ナイキスト点探知手段６２は、１シンボル長を複数等分した各等分点をサンプリング点とするとともに、各等分点に対応付けてｘ５探知用サンプリング系列を割当て、複数のシンボル長にわたり、各ｘ５探知用サンプリング系列の各サンプリング点のサンプリング値とそれに対応付けられているシンボル収束値との差に係る値を各サンプリング系列ごとに累積して、各ｘ５探知用サンプリング系列の累積値に基づきどのサンプリング系列のサンプリング点がナイキスト点に最も近いかを判断して、近いと判断したｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点をナイキスト点に設定するものである。そして、サンプリング値格納手段６３は、ナイキスト点探知手段６２がナイキスト点に設定したサンプリング点に検波信号のサンプリング値を採取する。

ナイキスト点探知手段６２は、シンボル値検出タイミング用のクロックパルスを検波信号から再生するクロックパルス再生手段である。サンプリング値格納手段６３は、クロックパルスに同期して検波信号のサンプリング値を採取する。

図１１はデジタル無線機制御方法７０のフローチャートである。デジタル無線機制御方法７０はデジタル無線機５０（図９）に適用される。Ｓ７１では、キャリアを検出したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ７１を繰り返し、判定が正になりしだい、Ｓ７２及びＳ７３へ進む。

１シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定する。Ｓ７２では、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納する。Ｓ７２の後、Ｓ７６へ進む。

Ｓ７３では、ナイキスト点を探知したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ７３を繰り返し、判定が正になりしだい、Ｓ７４及びＳ７５へ進む。

Ｓ７４では、フレームの同期ワードを検出して、フレーム同期を確立したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ７４を繰り返し、判定が正になりしだい、Ｓ７６へ進む。Ｓ７５では、サンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定し、その後、Ｓ７６へ進む。Ｓ７６では、Ｓ７５において選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

Ｓ７１〜Ｓ７６の処理は、デジタル無線機５０（図９）のキャリア検出手段５１〜フレーム組み立て手段５６の機能にそれぞれ対応している。したがって、キャリア検出手段５１〜フレーム組み立て手段５６の機能について述べた具体的態様はＳ７１〜Ｓ７６の処理についての具体的態様としてもそれぞれ適用可能である。

図１２はデジタル無線機制御方法８０のフローチャートである。デジタル無線機制御方法８０はデジタル無線機６０（図１０）に適用される。Ｓ８１では、キャリアを検出したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ８１を繰り返し、判定が正になりしだい、Ｓ８２へ進む。Ｓ８２では、ナイキスト点を探知したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ８２を繰り返し、判定が正になりしだい、Ｓ８３へ進む。

Ｓ８３では、探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して、格納する。Ｓ８４では、フレームの同期ワードを検出して、フレーム同期を確立したか否かを判定し、判定が正になるまで、Ｓ８４を繰り返し、正になりしだい、Ｓ８５へ進む、Ｓ８５では、格納中のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てる。

Ｓ８１〜Ｓ８５の処理は、デジタル無線機６０（図５）のキャリア検出手段６１〜フレームデータ組み立て手段６５の機能にそれぞれ対応している。したがって、キャリア検出手段６１〜フレームデータ組み立て手段６５の機能について述べた具体的態様はＳ８１〜Ｓ８５の処理についての具体的態様としてもそれぞれ適用可能である。

本発明を適用したプログラムは、コンピュータをデジタル無線機５０又は６０の各手段として機能させる。本発明を適用した別のプログラムは、デジタル無線機制御方法７０又は８０の各ステップをコンピュータに実行させる。

本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置及び各方法だけでなく、当業者の自明の範囲内で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を自明の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。

携帯端末の概略ブロック図である。 信号処理部がそのデジタル信号処理で扱うフレームの構造例を示す図である。 信号処理部のブロック図である。 クロック再生器がクロックパルスを検波信号から再生する原理についての説明図である。 同期検出器における軟判定による同期ワード検出処理の説明図である。 送信フレームに対応付けて携帯端末における受信信号の変化を例示す図である。

１シンボル長内に等位相間隔で分布した各サンプリング点のサンプリング値から抽出したデータの誤り率を示す図である。 ２つの番号のサンプリング点について２つのバッファにサンプリング値をＦＩＦＯ方式でストアしていることを示す図である。 デジタル無線機のブロック図である。 別のデジタル無線機のブロック図である。 デジタル無線機制御方法のフローチャートである。 デジタル無線機制御方法のフローチャートである。

符号の説明

５０：デジタル無線機、５１：キャリア検出手段、５２：サンプリング値格納手段、５３：ナイキスト点探知手段、５４：フレーム同期手段、５５：サンプリング系列選定手段、５６：フレーム組み立て手段、６０：デジタル無線機、６１：キャリアア検出手段、６２：ナイキスト点探知手段、６３：サンプリング値格納手段、６４：フレーム同期手段、６５：フレームデータ組み立て手段、７０：デジタル無線機制御方法、８０：デジタル無線機制御方法。

Claims (10)

1. キャリアを検出するキャリア検出手段、
   １シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定し、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における前記検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納手段、
   キャリア検出に伴いナイキスト点の探知を開始するナイキスト点探知手段、
   フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期手段、
   ナイキスト点探知後にサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定するサンプリング系列選定手段、及び
   フレーム同期後に、前記サンプリング系列選定手段が選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立て手段、
   を備えることを特徴とするデジタル無線機。
2. 前記フレーム同期手段は、軟判定によりフレーム同期を確立することを特徴とする請求項１記載のデジタル無線機。
3. 前記サンプリング系列選定手段は、フレーム同期後に、サンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定することを特徴とする請求項１又は２記載のデジタル無線機。
4. 前記ナイキスト点探知手段は、１シンボル長を複数等分した各等分点をサンプリング点とするとともに各等分点に対応付けてｘ５探知用サンプリング系列を割当て、複数のシンボル長にわたり、各ｘ５探知用サンプリング系列の各サンプリング点のサンプリング値とそれに対応付けられているシンボル収束値との差に係る値を各ｘ５探知用サンプリング系列ごとに累積して、各サンプリング系列の累積値に基づきどのｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点がナイキスト点に最も近いかを判断して、近いと判断したｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点をナイキスト点に設定するものであり、
   前記サンプリング値格納手段は、ｘ２値を採取するサンプリング点を前記ナイキスト点探知手段における等分点のサンプリング点から選択していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデジタル無線機。
5. キャリアを検出するキャリア検出手段、
   キャリア検出に伴いナイキスト点探知を開始するナイキスト点探知手段、
   探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納手段、
   フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期手段、及び
   フレーム同期後、格納してあるサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立て手段、
   を備えることを特徴とするデジタル無線機。
6. 前記ナイキスト点探知手段は、１シンボル長を複数等分した各等分点をサンプリング点とするとともに各等分点に対応付けてｘ５探知用サンプリング系列を割当て、複数のシンボル長にわたり、各ｘ５探知用サンプリング系列の各サンプリング点のサンプリング値とそれに対応付けられているシンボル収束値との差に係る値を各ｘ５探知用サンプリング系列ごとに累積して、各ｘ５探知用サンプリング系列の累積値に基づきどのｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点がナイキスト点に最も近いかを判断して、近いと判断したｘ５探知用サンプリング系列のサンプリング点をナイキスト点に設定するものであり、
   前記サンプリング値格納手段は、前記ナイキスト点探知手段がナイキスト点に設定したサンプリング点に検波信号のサンプリング値を採取することを特徴とする請求項５記載のデジタル無線機。
7. 前記ナイキスト点探知手段は、シンボル値検出タイミング用のクロックパルスを検波信号から再生するクロックパルス再生手段であり、
   前記サンプリング値格納手段は、クロックパルスに同期して検波信号のサンプリング値を採取することを特徴とする請求項５又は６記載のデジタル無線機。
8. キャリアを検出するキャリア検出ステップ、
   １シンボル長をサンプリング間隔とするサンプリング点の系列であって少なくとも１つのサンプリング系列のサンプリング点における検波信号のサンプリング値に係るデータの誤り率は誤り訂正可能の範囲内に収まるように、サンプリング系列の異なるサンプリング点同士が１シンボル長内で離した位置に設定されている複数のサンプリング系列を規定し、キャリア検出に伴い、各サンプリング系列のサンプリング点における前記検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納ステップ、
   キャリア検出に伴いナイキスト点の探知を開始するナイキスト点探知ステップ、
   フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期ステップ、
   ナイキスト点探知後にサンプリング点が時間的にナイキスト点に最も近いサンプリング系列を選定するサンプリング系列選定ステップ、及び
   フレーム同期後に、前記選定ステップにおいて選定したサンプリング系列のサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立てステップ、
   を備えることを特徴とするデジタル無線機制御方法。
9. キャリアを検出するキャリア検出ステップ、
   キャリア検出に伴いナイキスト点探知を開始するナイキスト点探知ステップ、
   探知したナイキスト点にサンプリング点を設定して、各サンプリング点における検波信号のサンプリング値を採取して格納するサンプリング値格納ステップ、
   フレームの同期ワードを検出してフレーム同期を確立するフレーム同期ステップ、及び
   フレーム同期後、格納してあるサンプリング値に基づきフレームデータを組み立てるフレームデータ組み立てステップ、
   を備えることを特徴とするデジタル無線機制御方法。
10. 請求項１〜７のいずれかに記載のデジタル無線機の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

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