JP3718577B2 - 無線受信機及び無線受信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線受信機及び無線受信方法に関し、例えば音声信号を符号化して送受信するデジタル移動電話装置等に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来からデジタル移動電話装置を持つデジタルセルラシステムでは、符号化された音声信号を使用した時分割多重方式の使用により、１つのチャンネルを複数の端末機器が同時に使用してきた。
更に具体的に言えば、端末は、電波が到達すると、例えば１２４チャンネル全てを順番に走査して、最も強い電界強度のチャンネルを選択する。
【０００３】
そして、端末は各地域に割当てられた制御チャンネルを検出してそれを受信する。このシステムでは、１つのセル当たり利用可能なチャンネル数は１２４である。制御チャンネルの位置は、１２４チャンネルのうちの特定チャンネルに固定してはいない。従って、このシステムの装置は全ての１２４チャンネルを順次走査して、電界強度の順に並び換えを行って、並び換えられたリストの中から周波数制御チャンネル（ＦＣＣＨ）を探索する。こうして探索された制御チャンネルは、タイムスロットの形成や各種情報の送信の為に使用され、このデジタルセルラシステムでは各端末から基地局への情報の送信・隣接基地局間の情報伝送・基地局からの端末機の呼出しに使用される。
【０００４】
端末はこの制御チャンネルに周期的に挿入された信号を検出する。そして、この信号に基づいて動作タイミングを調整すると同時に、必要な情報の存在するタイム・スロットの概略の位置を検出する。
【０００５】
周波数制御チャンネルの信号は、それがデジタル移動電話端末で復号された際に“０”の値が所定ビット数だけ連続するようなビットパターンで同期されており、このデータは差動符号化されたあとＧＭＳＫ（ガウシャン・フィルタード・ミニマム・シフト・キーイング）変調されて送信される。図１に示すように、周波数制御チャンネルの信号は位相差が９０°の正弦波に情報を変調したＩ信号及びＱ信号の複合として表される。この信号は、搬送波周波数から＋６７．７ｋＨｚだけオフセットしている。
【０００６】
デジタル移動電話装置は、周波数制御チャンネルの信号成分を受信信号からバンドパス・フィルタで抜き出してそのタイミングを検出し、検出されたタイミングに基づいて全体の動作を同期させる。このようにバンドパス・フィルタで周波数制御チャンネルの信号成分を抜き出す場合、バンドパス・フィルタの帯域幅が狭いほど検出精度は高くなる。しかし、帯域幅を狭くすれば応答特性は悪くなる。
【０００７】
ＧＳＭ方式のデジタルセルラ・システムの周波数制御チャンネルの信号の持続期間は５５０μｓと短いため、バンドパス・フィルタの応答特性が悪くなると周波数制御チャンネルを検出するのは困難となる。
【０００８】
更にデジタル移動電話装置では、ドップラー偏移によって周波数がずれたり、周波数制御チャンネルの信号以外のデータが周波数制御チャンネルの信号と同じ周波数であることがある。従ってバンドパス・フィルタを使うと、周波数制御チャンネルの信号のタイミングを誤って検出するか、あるいは全く検出できないということがある。このような場合、所定の周期で繰り返し送信される周波数制御チャンネルの信号をもう一度検出しようとするので、通話が可能となるまでに時間がかかってしまう。
【０００９】
また、復号されたデータストリームから周波数制御チャンネルを検出する方法がある。復号されたデータストリームの連続性を利用した相関検出や、予め決められたパターンとの比較によるパターンマッチングにより周波数制御チャンネルを検出できる。しかしこの方法を用いても、ドップラー偏移やノイズやフェージングの為に復号誤りが多く発生してしまう。
【００１０】
特にノイズ・レベルについては、Ｅｂ／Ｎｏ（Ｅｂは、１ビットあたりの通信エネルギー。Ｎｏは雑音電力密度。Ｅｂ／Ｎｏは通信媒体の状態を表現する一般的数値。）が１０ｄＢ以下に悪化する場合がある。この場合、復号されたデータストリームのエラーレートが高くなり、周波数制御チャンネルを正しく検出することができない。
【００１１】
この他に、受信した信号を直交検波してＩ・Ｑ信号を発生し、これらの信号が９０°ずれた位相で情報成分をもつことを利用してＩ・Ｑの相関関数を検出することにより周波数制御チャンネルを検出する方法も考えられる。しかし、周波数制御チャンネル以外の信号成分に繰り返しパターン等が多い場合には、それらの間に高い相関関係があるので、それらを周波数制御チャンネルの信号と誤って検出してしまうことが多い。
以上の点に鑑み、本発明では上記周波数制御チャンネルの同期信号を容易にかつ確実に検出しうる無線受信機と無線受信方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明無線受信機は受信信号からベースバンド信号を復調する復調手段と、この復調手段の出力信号からデータ信号を復号する復号手段と、この復号手段の出力信号に基づいて基準信号を発生する基準信号発生手段と、このデータ信号とこの基準信号との間の複素相関値を検出するようにされた相関値検出手段とを有し、この検出された複素相関値に基づいて同期信号を検出し、検出したこの同期信号に基づいてこの復号を行い所定周期で挿入された所定パターンの同期信号に基づいて、受信信号を復号する無線受信機において、検出された相関値電力をＰ_CORR、受信信号電力をＰ_REC、閾値をＴ_Hとしたとき、
Ｐ_REC−Ｐ_CORR×Ｔ_H≦０
が所定サンプリング期間にわたって連続的に成立するときに、周波数制御チャンネルの信号が検出されたと判断してフレーム同期制御を行うようにしたものである。
【００１３】
斯る本発明によればベースバンドに変換されたＩ・Ｑ信号をデジタル値に変換した後、それと所定の基準信号との相関関係を検出することによって求まる値に基づいて周波数制御チャンネルの信号を検出するので、フェージングやノイズの影響を受けずに周波数制御チャンネルの同期信号を容易に確実に検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の例につき説明する。
【００１５】
（１）第１の例
図２は、本例によるデジタル移動電話装置端末を示すブロック図である。図２において、デジタル移動電話装置の端末１は、基地局から送られる送信信号をアンテナ２で受信し、受信した信号をアンテナ結合器（図示せず）を介して増幅回路３に供給する。増幅回路３は、受信信号を所定の利得で増幅した後、ＲＦ処理回路（ＲＦプロセッサ）４に出力する。
【００１６】
ＲＦ処理回路４は、所定の局部発振信号を用いて受信信号を周波数変換し、これにより端末１は局部発振信号の周波数を切り替える事により所望のチャンネルを選択的に受信できるようになっている。
【００１７】
ＲＦ処理回路４はまた、周波数変換された受信信号を直交検波して受信信号の基準位相と同期しているＩ信号を復調すると共にＱ信号を復調する。そして、これらのＩ・Ｑ信号をアナログ・デジタル変換回路において所定の周期でサンプリングし、それらをデジタル値に変換する。こうして端末１は受信信号の基準位相に対応する復調結果を形成するＩデータ・Ｑデータを復調し、それらをデータ処理回路５に出力する。
【００１８】
データ処理回路５はＩ・Ｑデータを処理するデジタルプロセッサにより成っており、Ｉ・Ｑ信号から元の差動符号化データを復号するように為されている。その際ビダビ（Viterbi)等化器により波形等化と歪み補正を施した後、差動符号化データを出力してフェージングとマルチパスの影響を減少させる。
【００１９】
データ処理回路５はまた、その際Ｉ・Ｑデータを参照して周波数制御チャンネルの信号を検出し、その結果に基づいて周波数誤差を検出する。この検出結果はデータ処理回路５や基準信号発生回路などの動作を制御するための基準として使用され、それによって基地局とのフレーム同期を行って基地局に対する内部クロックの周波数偏差を修正する。
【００２０】
これらの処理の他に、データ処理回路５は差動符号化されたデータを差動復号し、誤差修正を行い、こうして得た復号データを音声処理回路６またはＣＰＵ８に出力する。
【００２１】
音声処理回路６は、復号されたデータを音声伸長して音声データを復号し、デジタル・アナログ変換回路によって音声データを音声信号に変換する。音声処理回路６はまた、音声信号でスピーカ７を駆動し、その結果端末１は基地局から送出される発呼者の音声信号を受信することができる。
【００２２】
一方ＣＰＵ８は、復号されたデータに基づいて基地局から送出される所定の情報を受信し、その受信結果に基づいて局部発振信号の周波数を切換え、送受信周波数が所定の通話チャンネルに切り替えられ、端末１が所定のチャンネルを選択することにより音声信号を送受信することができるようになされている。
【００２３】
また、端末１の送信部はマイクロホン９からの音声信号出力を音声処理回路６で音声データに変換し、それらを音声圧縮する。
【００２４】
データ処理回路５は、誤り訂正コードを加える事により音声処理回路６の出力データを差動符号化するとともに、音声処理回路６からの出力の代わりにＣＰＵ８から出力される各種制御コードを、誤り訂正コードを加えて差動符号化する。ＲＦ処理回路４は、データ処理回路５から出力される差動符号化されたデータをＧＭＳＫ変調して送信信号を発生し、その送信信号を所定の周波数に周波数変換する。ＲＦ処理回路４はまた、周波数変換された送信信号を増幅回路１０を介してアンテナ２へ出力し、このようにして端末１は音声信号もしくは発呼信号を基地局に送信することができる。
【００２５】
このとき端末１は、データ処理回路５によって検出される所定の検出結果に基づいて、送信・受信のタイミングを切り替える。端末１は、時分割多重方式によって該端末に割当てられたタイムスロットを選択的に使用することにより、基地局から複数の端末に送信される信号から該当端末に割当てられたタイムスロットを選択的に受信し、また音声データなどを基地局に送信できる。
【００２６】
ＣＰＵ８は、ＲＡＭ１３内の作業領域を確保してＲＯＭ１１内に記憶された制御プログラムを実行し、それにより必要に応じて各回路に制御コードを出力して装置全体の動作を制御する。例えば操作者が表示キー入力部１２上の所定のキーを押すと、この操作に応じて発呼信号が基地局に送信され、基地局から着呼信号が入ると受信チャンネル等が切り替えられる。
【００２７】
端末１は、図３に示す受信系で基地局から送信される信号を受信する。端末１はＲＦ増幅・ＩＦ増幅・検波回路１５、Ａ／Ｄコンバータ１６、復号デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）１７、音声復号デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）６、ＣＰＵ８から成っている。このうち復号デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）１７は、Ｉ・Ｑデータに基づいて周波数制御チャンネルを検出し、受信信号の等化と、復号されたデータストリームに対する誤り訂正を行う。
【００２８】
音声復号デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）６は、音声データを処理するためのデジタル信号プロセッサからなり、データ処理回路５からの信号を伸長して圧縮音声データを原データストリームに変換する。そしてそれはアナログ信号に変換されスピーカ７を駆動する。
【００２９】
まず端末１は、上記処理の前に、周波数制御チャンネルを参照してフレーム同期を行うために制御チャンネルを受信する。そして周波数制御チャンネルを参照後、内部クロックの周波数誤差を検出して周波数差を補正し、所定バーストを基準にして所望のタイムスロットを受信し、そのスロット内の所望の情報を受信する。
【００３０】
上記周波数制御チャンネルの受信に関しては、具体的には次のようになる。まずＡ／Ｄコンバータ１６はＩ・Ｑ信号を所定周期で順次標本化し、各々８ビットのＩ・Ｑデータを発生する。ここで、送信された周波数制御チャンネルを形成するＩ・Ｑ信号は、９０°ずれた位相で情報成分を持っている。
【００３１】
これを図４に示すように、受信された周波数制御チャンネル信号を復号して得たＩ・Ｑ信号を、基準となるＩ・Ｑ軸で表される複素平面上にプロットすると、受信した周波数制御チャンネル信号は複素平面上をπ／２ラジアンだけ反時計方向に回転して円の軌跡を形成する。但し、受信した周波数制御チャンネル信号がフェージングやノイズの影響を受けると、Ｉ・Ｑ信号の振幅・位相がそれらの量に応じて変化し、Ｉ・Ｑデータに対する円の軌跡は歪むこととなる。
【００３２】
また、端末１において内部クロックが受信した周波数制御チャンネル信号と同期していない場合、受信したＩ・ＱデータＳ₀ （α₀ ，β₀ ）、Ｓ₄ （α₄ ，β₄ ）の間に位相誤差θ_e が発生する。Ｉ・Ｑデータは１ビットにつき１サンプルされているので、同期が正常に行われている場合には、これらＳ₀ ，Ｓ₄ は、４サンプル毎に位相が同一となるべきものである。
【００３３】
このような周波数制御チャンネルでの周波数制御チャンネル・バースト信号を正しく検出するために、受信機内部で周波数制御チャンネル信号と同様な波形を生成し、これを基準波形（テンプレート）として受信信号との相関を計算して周波数制御チャンネル信号の検出を行っている。
【００３４】
上記テンプレートは、フェージングやノイズの影響が無い場合の理想的な周波数制御チャンネル信号受信波形と同一の波形である。このテンプレートは４ビット周期の信号と考えられ、図５のように４ビット分（ｔ₀ 〜ｔ₃ ）の基準波形を予め作っておくことができる。
【００３５】
データ処理回路５は、このビットパターンを基準パターンとして用い、予めこれらのパターンがストアされたメモリから該ビット・パターンを形成するデータを順次読み出すことにより、基準信号（テンプレート）を発生する。
【００３６】
ここでＩ・Ｑデータの各々についてｍ番目のサンプルをＩ_m ・Ｑ_m と表し、ｍ番目のテンプレート値とその複素共役をそれぞれＴ_im・Ｔ_qmと表す。また相関値の長さをｎ、計算の中間値をＣ_m と表す。ここでＴ_im・Ｔ_qmの値は、−１か＋１である。相関値の長さｎは相関演算のデータ数を表す。このとき、データ処理回路５は、中間値をＣ_m を次の（１）式により計算する。
【００３７】
【数１】

ここで、＊は、複素数の乗算を表す。
【００３８】
データ処理回路５は、次の（２）式によって複素相関値Ｃ_ORR を得る。
【数２】

【００３９】
そして、周波数制御チャンネルの信号が検出できるかどうかの判断は、次の（３）式の真偽の判断によって為される。
【００４０】
検出された相関値電力がＰ_CORR、受信信号電力がＰ_REC 、閾値がＴ_H であるとき、
【数３】
Ｐ_REC −Ｐ_CORR × Ｔ_H ≦０ （３）
が成立するとき、周波数制御チャンネルの信号が検出されたとしている。
【００４１】
ここで、Ｐ_CORRは、相関関係検出の結果の２乗を表し、次の（４）式によって求めることができる。
【００４２】
【数４】
Ｐ_CORR＝｜Ｃ_ORRK｜² （４）
【００４３】
また、Ｐ_REC は、受信信号の電力を表し、（５）式で表すことができる。
【００４４】
【数５】
Ｐ_REC ＝Ｉ_m ² ＋Ｑ_m ² （５）
【００４５】
（３）式で表される判断をサンプル毎に行い、所定回数以上のサンプリング期間にわたって（３）式を満たせば、データ処理回路５は周波数制御チャンネルの信号が検出されたと判断し、それによりタイミング検出の結果よりフレーム同期を行う。
【００４６】
ベースバンドに変換されたＩ・Ｑデータとテンプレートとの間の相関値Ｃ_ORRKは、周波数制御チャンネルの信号が受信されているときのみならず、Ｉ・Ｑ信号の振幅が受信信号レベルの増加と共に増加するときにも増加する。
【００４７】
従ってデータ処理回路５は、（３）式を計算したあと、相関値検出結果を受信電力で正規化することにより、たとえ受信信号の信号レベルが変動しても（すなわち受信環境の変化により電界強度が変動しても）、周波数制御チャンネルの信号を確実に検出することができる。
【００４８】
更にこの場合、（３）式が所定のサンプリング期間にわたって連続的に成立するときに周波数制御チャンネルの信号が検出されていると判断することにより、データ処理回路５は周波数制御チャンネルの検出精度を良くすることができる。
【００４９】
この例によれば、ベースバンドに変換されたＩ・Ｑ信号をデジタル値に変換した後、それと所定の基準信号との相関関係を検出することによって求まる値に基づいて周波数制御チャンネルの信号を検出するので、フェージングやノイズの影響を受けずに周波数制御チャンネルを容易に確実に検出することができる。
【００５０】
（２）第２の例
この例では、基準信号を図６に示すアキュムレータ２０によって発生し、相関値をその基準信号と受信したＩ・Ｑデータとの間で検出する。
【００５１】
まず、データ処理回路５は、アキュムレータ２０から８ビットのデータを出力し、加算回路２１で所定の定数をこのデータに加算し、加算結果を再びアキュムレータ２０に蓄積する。
【００５２】
データ処理回路５は、この加算をＡ／Ｄ変換器１６の動作と同期して行い、Ｉデータに対する基準信号をＩＴ（Ｉ Ｔｅｍｐｌａｔｅ）としてアキュムレータの最上位ビット（ＭＳＢ）を出力するように設計される。
【００５３】
データ処理回路５は、Ｉデータに対する基準信号ＩＴを所定の遅延回路（Ｄ）２２で１サンプリング周期だけ遅らせて、Ｉデータに対する基準信号からＱデータに対する基準信号ＱＴ（Ｑ Ｔｅｍｐｌａｔｅ）を発生して出力する。
【００５４】
本例では、加算回路２１への定数の出力値を６４に選択し、図７に示すようにそれを累積的に加算して基準信号を発生し、アキュムレータ２０と加算回路２１の簡単な構成によってそれを実現している。特に、この定数を変えることにより、異なる周波数の基準信号を簡単に発生することができる。
【００５５】
ＧＳＭ規格のデジタル移動電話装置では、ビットレートが約２７１ｋｂｐｓであり、周波数制御チャンネルの信号の周波数はそれの１／４の６７．７ｋＨｚになる。この６４の定数を累積的に加算すると、基準信号は６７．７ｋＨｚの周波数で発生される。
【００５６】
しかし実際には、端末１の内部クロックが基地局に対してずれた周波数である場合がある。この時はたとえ６４を累積的に加算しても加算周期が基地局と異なるため、発生される基準信号周波数は６７．７ｋＨｚからずれてしまう。そうなると、端末１は周波数制御チャンネルを明確に検出できない。そこで本例では、所定時間経過しても周波数制御チャンネルの信号が検出できないとき、ＣＰＵ８がアキュムレータ２０に累積的に加算すべき定数を変更する。この際、ＣＰＵ８はアキュムレータ２０の内容を初期化してもよいし、しなくともよい。
【００５７】
例えばＣＰＵ８が定数の値を６４から６３に変更すると、アキュムレータ２０の最上位ビットの変化が６４の場合よりも少し遅れるので、基準信号の繰り返し周期がもとの周期の１／６４だけ遅れることとなる。
【００５８】
よって端末１は、定数を変えることにより基準信号の周波数を容易に変えることができるので、もし内部クロックに周波数ずれがあっても周波数制御チャンネルの信号を検出できる。さらに周波数ずれそのものも上記定数に基づいて検出できる。
【００５９】
ちなみに定数を６４から６３に変更すると、基準信号の周波数は、２７１／６４＝４．２ｋＨｚだけ変わる。
【００６０】
なお、周波数制御チャンネルの検出精度は、（３）式の閾値を変えて変えることができる。閾値を減らすと、周波数制御チャンネルを発見できる可能性が増し、内部クロックに大きな周波数誤差をあっても周波数制御チャンネルを検出可能となる。ただし、そうすると、周波数制御チャンネルの信号のタイミング以外でも周波数制御チャンネルの信号が到達していると判断されることがあり、検出精度は低下する。
【００６１】
これに対し、本例のように相関値を基準信号の周波数の切換によって検出すると、閾値をそれほど下げなくても周波数制御チャンネルの信号を検出できるので、周波数制御チャンネルの検出可能性と検出精度を共に高めることができる。本例でも前の例と同様に、基準信号と受信したＩ・Ｑデータとの間で（１）−（３）式の計算を行うことにより、周波数制御チャンネルを検出している。
【００６２】
図６に示す構成によれば、定数を累積的に加算して基準信号を発生することにより、第１の例で得られた効果と類似の効果が得られ、この定数を変えることにより、たとえ内部のクロックの周波数がずれていても周波数制御チャンネルを確実に検出できる。
【００６３】
（３）第３の例
第２の例において、累積的に加算する定数を変えることにより基準信号の周波数を切り替える場合、定数を変えて何度もスキャン動作を繰り返すことにより、結局周波数制御チャンネルの検出に多くの時間がかかるという欠点がある。
【００６４】
図８に示す第３例では、位相相関器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは各々値が異なる定数を累積的に加算している。すなわち、これらは周波数が異なる基準信号を同時に別々に発生している。この場合、相関器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、各々受信信号であるＩ・Ｑデータと各基準信号との間で（１）式の計算を行う。
【００６５】
判定回路２６は、相関器２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃから各々出力された（１）式の計算結果に基づいて（２）（３）式の計算を行い、周波数が異なる３つの基準信号を同時に使用して周波数制御チャンネルを検出するので、短時間で検出を行える。
【００６６】
判定回路２６はまた、検出結果をＣＰＵ８に出力し、フレーム同期を行い、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃのどの相関器から周波数制御チャンネル検出結果が得られるのかを検出する。すなわち、最も大きい相関値を与える相関器を検出する。
【００６７】
このように、端末１は周波数制御チャンネル検出をまず検出して周波数誤差を大まかに検出するので、次に行う周波数誤差検出の精度を高めることができる。この周波数誤差検出は、複素平面上のＩ・Ｑデータの位相変化を検出することである。この場合、データ処理回路５はまず、周波数制御チャンネル検出結果から得られる値に基づいてＩ・Ｑデータの値を修正し、Ｉ・Ｑデータの位相をこの周波数誤差の分だけ回転させる。その後、周波数誤差検出処理を行う。
【００６８】
本例によれば、複数の相関器のうちどの相関器の出力が大きいかを調べることにより、大体のクロックの周波数の誤差の値を推定できる。この推定値を次の処理に反映させれば、推定せずに直接周波数誤差を検出する場合に比べて検出精度を高めることができる。図８に示す構成によれば、周波数が異なる並列の複数の基準信号を同時に用いる相関値検出によって周波数制御チャンネルを短時間で検出できるだけでなく、第２の例によって得られる効果をも与えることができる。
【００６９】
（４）第４の例
この例では、図９に示すフローチャートを実行して、所定の定数を累積的に加算することによって基準信号を発生し、この基準信号を用いて周波数制御チャンネルを検出する。
【００７０】
データ処理回路５は、ステップＳＰ２において、サンプル数および累積的加算を計数するカウンタを０にリセットする。そして定数を６４に設定する。これにより、相関関係を検出するのに必要な変数が初期化される。
【００７１】
ステップＳＰ３においては、データ処理回路５は受信データのＩ・Ｑ成分を計算して入力する。次のステップＳＰ４では、データ処理回路５は累積加算値に定数６４を加算し、累積加算値の最上位ビットを出力することによって１データに関する基準信号を出力する。そしてステップＳＰ５では、（１）（２）式が計算される。ステップＳＰ６では、受信したＩ・Ｑデータならびに相関値の電力が計算される。
【００７２】
ステップＳＰ７では（３）式の左側と右側の値を各々計算し、ステップＳＰ８ではその計算結果を判断する。すなわち、（３）式から肯定的結果が得られたかどうかを見る。ステップＳＰ８で否定的結果が得られた場合、データ処理回路５はステップＳＰ９でサンプル数を表すカウンタの計数値を初期化し、ステップＳＰ３に戻る。
【００７３】
こうしてデータ処理回路５は、ステップＳＰ３−ＳＰ４−ＳＰ５−ＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ３の処理を繰り返し、（３）式を満足するＩ・Ｑデータが入力されると、ステップＳＰ１０に進む。
【００７４】
ここでデータ処理回路５はカウント値をインクリメントし、ステップＳＰ１１でカウント値が所定値Ｎに達したかどうかを判断し、計算結果が（３）式を満たす入力データがあったかどうかを決定する。
【００７５】
この決定が否定的結果の場合はステップＳＰ３に戻り、肯定的結果の場合は周波数制御チャンネルが検出されたと判断してステップＳＰ１２に進み処理を終了する。
【００７６】
図９に示すフローチャートによれば、たとえ基準信号がソフトウエアにより発生されても、他の例と同じ効果を得ることができる。
【００７７】
（５）その他の例
上述の例は、定数として６４を累積加算する例を述べたものであるが、本発明はそれに限られることなく、例えばＩ・Ｑデータのサンプリング周波数が２倍の場合にはこの定数を半分の値の３２に設定すれば良い。
【００７８】
また、アキュムレータ２０内のビット数を増加することにより、周波数可変ステップをより細かくして基準信号の周波数変化を細かく行うことができ、これによって周波数誤差が小さな値であってもそれを減少されることが可能となる。
【００７９】
また、上述の例ではＱデータに対応する基準信号をＩデータに対する基準信号から遅延させて発生させる場合について述べたが、本発明はそれに限定されるものではなく、Ｑデータに対応する基準信号は、例えば定数を３２に設定してＱデータのサンプリング周波数を倍にする場合、Ｉデータに対応する基準信号を２ビットだけ遅らせて発生させても良い。
【００８０】
更に、Ｉ・Ｑデータに対する基準信号は、各々別々にアキュムレータを設けて定数を別々に累積加算することにより、別々に発生しても良い。この場合、初期値としてＩ・Ｑデータの位相差分のオフセット値をアキュムレータ２０に設定することも可能である。
【００８１】
また、上述の例では、（３）式を所定回数以上連続して満足した場合に周波数制御チャンネルが検出されたと判断する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて上記基準を緩和しても良い。例えば、受信信号電力が所定の連続回数の全てに渡って基準値を上回ったときに周波数制御チャンネルを検出したとするだけでなく、そのうち回数は基準を下回ってもよいことにしてもよい。
【００８２】
また、上述の例では、直交検波によって得られたベースバンド信号をＩ・Ｑデータに変換することにより相関値を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限定されることなく、中間周波信号を遅延回路に入力してベースバンド信号を得るような遅延検波を用いる場合にも広く適用することができる。
【００８３】
また、上述の例では、受信電力からの減算により相関値を正規化する場合について述べたが、除算により正規化してもよい。
【００８４】
また、上述の例では、本発明をデジタル移動電話装置に適用する場合について述べたが、他の、所定の周期で挿入された同期信号を参照して無線送信されたデータストリームを復調する無線受信機にも広く適用可能である。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれはベースバンドに変換されたＩ・Ｑ信号をデジタル値に変換した後、それと所定の基準信号との相関関係を検出することによって求まる値に基づいて周波数制御チャンネルの信号を検出するので、フェージングやノイズの影響を受けずに周波数制御チャンネルの同期信号を容易に確実に検出することができる利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＣＣＨ（周波数制御チャンネル）の送信を説明するための波形図である。
【図２】本発明の第１の例によるデジタル移動電話の端末を示すブロック図である。
【図３】図２の端末の受信系を詳細に示すブロック図である。
【図４】図３の受信系の動作を示すグラフである。
【図５】ＦＣＣＨ検出用の基準パターンを示す表図である。
【図６】本発明の第２の例を示すブロック図である。
【図７】図６の装置の動作を示す表図である。
【図８】本発明の第３の例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 無線受信機、３，１０ 増幅回路、４ ＲＦ処理回路、５ データ処理回路、６ 音声処理回路、７ スピーカ、８ ＣＰＵ、９ マイクロホン、１１ ＲＯＭ、１２ 表示キー入力部、１３ ＲＡＭ、１５ 検波回路、１６Ａ／Ｄコンバータ、１７ 復号デジタル・シグナル・プロセッサ、２０ アキュムレータ、２１ 加算回路、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ 位相相関器

Claims (22)

1. 受信信号からベースバンド信号を復調する復調手段と、
   前記復調手段の出力信号からデータ信号を復号する復号手段と、
   前記復号手段の出力信号に基づいて基準信号を発生する基準信号発生手段と、
   前記データ信号と前記基準信号との間の複素相関値を検出するようにされた相関値検出手段とを有し、
   前記検出された複素相関値に基づいて同期信号を検出し、検出した前記同期信号に基づいて前記復号を行い所定周期で挿入された所定パターンの同期信号に基づいて、受信信号を復号するようにした無線受信機において、
   検出された相関値電力をＰ_CORR、受信信号電力をＰ_REC、閾値をＴ_Hとしたとき
   Ｐ_REC−Ｐ_CORR×Ｔ_H≦０
   が所定のサンプリング期間にわたって連続的に成立するときに、周波数制御チャンネルの信号が検出されたと判断してフレーム同期制御を行うようにしたことを特徴とする無線受信機。
2. 請求項１記載の無線受信機において、前記基準信号発生手段は、予め所定のパターンが書き込まれた記憶手段からデータを読むことによって前記基準信号を発生することを特徴とする無線受信機。
3. 請求項２記載の無線受信機において、前記基準信号と前記所定のパターンは、第１と第２のデータストリームから成っていることを特徴とする無線受信機。
4. 請求項１記載の無線受信機において、前記基準信号発生手段は、所定の定数を加算する加算手段と、
   加算結果を累積しておくレジスタ手段とからなることを特徴とする無線受信機。
5. 請求項４記載の無線受信機において、前記基準信号発生手段は、さらに、前記レジスタ手段の出力を第１，第２のデータストリームにする出力手段とからなることを特徴とする無線受信機。
6. 請求項５記載の無線受信機において、前記出力手段は、所定サンプル数だけ信号を遅延させる遅延手段であることを特徴とする無線受信機。
7. 請求項４記載の無線受信機において、前記加算手段と前記レジスタ手段は、おのおの第１及び第２の加算手段とレジスタ手段からなっており、第１及び第２のデータストリームを出力することを特徴とする無線受信機。
8. 請求項１記載の無線受信機において、前記基準信号発生手段と前記相関値検出手段は各々複数あり、前記複数の相関値検出手段で検出された複数の相関値のうち最適なものを選択することによって同期信号を検出することを特徴とする無線受信機。
9. 請求項１記載の無線受信機において、前記相関値に基づいて前記同期信号を検出する際には、前記相関値の電力を計算してからそれを行うことを特徴とする無線受信機。
10. 請求項９記載の無線受信機において、前記同期信号の検出は、前記相関値電力と所定の閾値の積と、受信信号電力との比較により行うことを特徴とする無線受信機。
11. 請求項１０記載の無線受信機において、前記同期信号の検出は、前記比較が所定の連続回数または所定の連続時間継続した場合に条件に合致したとみなすことを特徴とする無線受信機。
12. 受信信号からベースバンド信号を復調する復調ステップと、
    前記復調ステップの出力信号からデータ信号を復号する復号ステップと、
    前記復号ステップの出力信号に基づいて基準信号を発生する基準信号発生ステップと、
    前記データ信号と前記基準信号との間の複素相関値を検出するようにされた相関値検出ステップとからなり、
    前記検出された複素相関値に基づいて同期信号を検出し、検出した前記同期信号に基づいて前記復号を行い所定周期で挿入された所定パターンの同期信号に基づいて、受信信号を復号するようにした無線受信方法において、
    検出された相関値電力をＰ_CORR、受信信号電力をＰ_REC、閾値をＴ_Hとしたとき、
    Ｐ_REC−Ｐ_CORR×Ｔ_H≦０
    が所定サンプリング期間にわたって連続的に成立するときに、周波数制御チャンネルの信号が検出されたと判断してフレーム同期制御を行うようにしたことを特徴とする無線受信方法。
13. 請求項１２記載の無線受信方法において、前記基準信号発生ステップは、予め所定のパターンが書き込まれた記憶手段からデータを読むことによって前記基準信号を発生することを特徴とする無線受信方法。
14. 請求項１３記載の無線受信方法において、前記基準信号と前記所定のパターンは、第１と第２のデータストリームから成っていることを特徴とする無線受信方法。
15. 請求項１２記載の無線受信方法において、前記基準信号発生ステップは、
    所定の定数を加算する加算ステップと、
    加算結果を累積しておくレジスタステップとからなることを特徴とする無線受信方法。
16. 請求項１５記載の無線受信方法において、前記基準信号発生ステップは、さらに、前記レジスタステップの出力を第１及び第２のデータストリームにする出力ステップとからなることを特徴とする無線受信方法。
17. 請求項１６記載の無線受信方法において、前記出力ステップは、所定サンプル数だけ信号を遅延させる遅延ステップからなることを特徴とする無線受信方法。
18. 請求項１５記載の無線受信方法において、前記加算ステップと前記レジスタステップは、おのおの第１及び第２の加算ステップとレジスタステップからなっており、第１及び第２のデータストリームを出力することを特徴とする無線受信方法。
19. 請求項１２記載の無線受信方法において、前記基準信号発生ステップと前記相関値検出ステップは各々複数並列に実行され、前記複数の相関値検出ステップで検出された複数の相関値のうち最適なものを選択することによって同期信号を検出することを特徴とする無線受信方法。
20. 請求項１２記載の無線受信方法において、前記相関値に基づいて前記同期信号を検出する際には、前記相関値の電力を計算してそれを行うことを特徴とする無線受信方法。
21. 請求項２０記載の無線受信方法において、前記同期信号の検出は、前記相関値電力と所定の閾値の積と受信信号電力との比較により行うことを特徴とする無線受信方法。
22. 請求項２１記載の無線受信方法において、前記同期信号の検出は、前記比較が所定の連続回数または所定の連続時間継続した場合に条件に合致したとみなすことを特徴とする無線受信方法。

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