WO2002087141A1 - Procede et appareil de synchronisation de trames - Google Patents

Description

明 細 書 フレーム同期装置およびフレーム同期方法 技術分野

本発明は、 相関法を用いて同期捕捉および同期追跡を行うフレーム同期装置 およびフレーム同期方法に関する。 背景技術

移動体通信では、 送信側装置および受信側装置のいずれか一方または両者が 移動することが多いため、 送信側装置により送信信号が送信された時点からこ の送信信号が受信側装置に受信されるまでの時間（すなわち伝播遅延時間）は、 常に変化する。 そこで、 受信側装置は、 受信信号を用いて送信側装置における 送信タイミングを検出し、 検出した送信タイミングに基づいて、 同期をとる必 要がある。 具体的には、 受信側装置は、 受信信号を用いて検出した送信夕イミ ングに基づいて、受信タイミングの捕捉（すなわち同期捕捉）を行うとともに、 受信タイミングの修正 （すなわち同期追跡） を行う必要がある。

従来の移動体通信における同期方法として、 特開平 1 1— 8 8 4 5 5号公報 に開示されている方法がある。 この従来の同期方法について、 図 1および図 2 を参照して説明する。図 1ほ、従来の同期方法を示すフロー図である。図 2は、 ' 従来の同期方法における相互相関値の様子を示す模式図である。

受信側装置において、 まず工程 （以下「S T」 という。 ） 1 1では、 送信側 装置により送信された送信信号についての受信信号と、 ユニークワード信号と を用いて、 相互相関値が算出される。 なお、 送信側装置は、 このユニークヮー ド信号を含む送信信号を送信している。 ここでは図 2に示すような相互相関値 が算出される。 S T 1 2では、 算出された相互相関値における最大値 F 1が記 憶される。 S T 1 3では、 最大値 F 1に係数 T Hが乗算されることにより、 し きい値 F 0が算出される。

S T 1 4〜S T 1 7では、 各サンプル点 （i ) における相互相関値としきい 値 F 0とが比較されることにより、 しきい値 F 0を越える相互相関値の位置が 検出される。 図 2に示す相互相関値においては、 最初にしきい値を越える相互 相関値の位置として a点が検出される。 最終的に、 位置 iとして a点の位置が 記憶されるとともに、 位置 iにおける相互相関値 Aが記憶される。

S T 1 8では、位置 iから 1サンプル後方の位置、 すなわち、位置（ i + 1 ) における相互相関値 Bが求められる。 S T 1 9では、 記憶された相互相関値 A と相互相関値: Bとの比較がなされる。位置 （i + 1 ) における相互相関値 Bが 相互相関値 Aよりも大きい場合には、 S T 2 0において、 位置 iが位置 （i + 1 ) に更新されるとともに、 更新された位置 iにおける相互相関値 Aが、 相互 相関値 Bに更新される。 逆に、 位置 （i + 1 ) における相互相関値 Bが相互相 関値 A以下である場合には、 S T 2 1において、 相互相関値における最初のピ —クの位置を検出したとして、 現時点における位置 iが次フレームにおける同 期点 （同期時刻） とされる。 図 2に示す相互相関値においては、 位置 P 2が相 互相関値における最初のピーク位置として検出される。 この位置 P 2が次フレ —ムにおける同期点となるように、 受信タイミングが修正される。

このような同期方法により、 受信側装置は、 送信側装置により送信された送 信信号に対して、 同期捕捉および同期追跡を行っている。

しかしながら、 上記従来の同期方法においては、 算出された相互相関値とし きい値との比較結果を用いて同期点 （同期時刻） を検出しているので、 回線品 質によっては同期点を正確に検出することが困難となる問題がある。

すなわち、 まず第 1に、 回線品質によっては、 受信側装置において、 送信側 装置により送信された送信信号についての先行波 （生波） のレベルが、 この送 信信号についての遅延波のレベルに比べて急激に落ち込むことがある。具体的 には、 図 3に示すように、 回線品質によっては、 先行波に対応する相互相関値 2 1のレベルが、 第 1遅延波に対応する相互相関値 2 2〜第 3遅延波に対応す る相互相関値 2 4のレベルよりも、急激に落ち込むことがある。この場合には、 正確な同期位置に対応する a 1点における相互相関値は、 しきい値を下回るこ とになる。 この結果、 上述した従来の同期方法を用いると、 同期時刻として a 1点ではなく a 2点が誤って検出される。

第 2に、 回線品質によっては、 受信側装置において、 送信側装置により送信 された送信信号についての先行波のレペルが、 この送信信号についての遅延波 のレベルに比べて急激に落ち込むだけでなく、 この先行波と遅延波とが時間的 に密接して受信されることがある。 具体的には、 図 4に示すように、 回線品質 によっては、 先行波に対応する相互相関値 3 1のレベルが、 第 1遅延波に対応 する相互相関値 3 2〜第 4遅延波に対応する相互相関値 3 5のレペルよりも、 急激に落ち込むとともに、 先行波に対応する相互相関値 3 1と第 1遅延波に対 応する相互相関値 3 2とが時間的に密接することがある。

上述したように、 従来の同期方法によれば、 しきい値を越えた b 1点におけ る相互相関値を記憶しておき、 この相互相関値と b 1点から 1サンプル後方の b 2点における相互相関値とを比較し、 b 2点における相互相関値が小さいと きにのみ、 b 1点が同期時刻として検出される。 ところが、 図 4においては、 正確な同期時刻に対応する b 1点における相互相関値は、 b 2点における相互 相関値よりも小さくなつている。 この結果、 上述した従来の同期方法を用いる と、 同期時刻として b 1点ではなく b 3点が誤って検出される。

第 3に、回線品質によっては、より詳細にはマルチパス等の影響によっては、 受信側装置により算出された相互相関値において、 先行波に対応する相互相関 値が現れる位置にずれが生ずることがある。具体例について図 5を参照して説 明する。 マルチパスが存在しない場合に、 先行波に対応する相互相関値は例え ば c 1点において最大となるとする （すなわち、 c 1点が同期点となるように 受信タイミングを修正すれば、 先行波を確実に受信できるとする） 。 マルチパ スが存在する場合には、 先行波に対応する相互相関値は、 c l点において最大 とならずに、 c 1点よりも後方の c 2点において最大となることがある。 この ように先行波に対応する相互相関値が最大となる位置がずれることは、 遅延波 の影響に起因する。 図 5に示す場合には、 従来の同期方法によれば、 同期時刻 として c 1点ではなく c 2点が検出される。

以上のように、 上記従来の同期方法においては、 回線品質の影響により同期 点を正確に検出することができないこと、 すなわち、 同期ずれが生ずることが ある。 この結果、 正確に同期捕捉および同期追跡を行うことが困難となる。 また従来、 フレーム同期装置および方法としては、 特開平 1 0— 7 0 4 8 9 号公報に記載されているものがある。

図 6は、 従来のフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。 同装置で は、 アンテナからの受信信号を周波数変換回路 1で周波数変換したベースバン ド信号を A/D変換器 3でデジ夕ル化した後、 このデジ夕ルデ一夕を n段のデ ジ夕ルマッチドフィル夕 5に入力して P Nコ一ド発生器 7からの P Nコード との相関出力を求める。 そして、 この相関出力を積算器 9に出力し、 それぞれ の相関出力の位相ごとに積算する。 そして、 最大の積算値の位相を初期同期時 刻と判定し、 この判定信号を出力する。

しかしながら、 従来の装置においては、 受信信号と既知コードとの相関出力 を積算し、 この積算値から初期同期時刻を検出するため、 積算を行うために前 チャネルまでの積算デ一夕を蓄積しておく必要があり、 前チャネルまでの積算 データを蓄積するために R A Mなどの記憶容量が多く必要となり、 ハードゥエ ァの規模が大きくなるという問題がある。

また、 ハードウェアの規模を削減するために、 積算を行う相関出力に適当な ウィンドウ （たとえば、 相関ピーク値の前後、 数シンボルなど） を設け、 積算 を行う相関出力の範囲をウィンドウ内に限定することも考えられるが、 この方 法では、 ウィンドウの設定が適切でない場合、 より具体的には、 ウィンドウの 設定範囲内に初期同期時刻が含まれていない場合、 たとえば、 所望波のレベル に対して干渉波のレベルが高いときに干渉波位置でウインドウを設定すると、 初期同期時刻を誤って検出してしまうという問題がある。 発明の開示

本発明の目的は、 正確に同期捕捉および同期追跡を行うことができ、 かつ、 ハ一ドウエアの規模を小さくすることができるフレーム同期装置およびフレ —ム同期方法を提供することである。

この目的は、 所定のずらし時間だけ時間軸上でずらされた理想相関値と所定 の倍率が乗算された前記相関値との間における二乗誤差を算出し、 算出された 二乗誤差が最小である際の理想相関値に対応するずらし時間を同期時刻とし て検出することにより達成される。 図面の簡単な説明

図 1は、 従来の同期方法を示すフロー図；

図 2は、 従来の同期方法における相互相関値の様子を示す模式図

図 3は、 従来の同期方法における第 1の問題の様子を示す模式図

図 4は、 従来の同期方法における第 2の問題の様子を示す模式図

図 5は、 従来の同期方法における第 3の問題の様子を示す模式図

図 6は、 従来のフレーム同期装置の構成を示すブロック図；

図 Ίは、 本発明の実施の形態 1にかかるフレーム同期装置の構成を示すプロ ック図；

図 8は、 本発明の実施の形態 1にかかるフレーム同期装置によりなされるフ レーム同期の様子を概念的に示す模式図；

図 9は、 本発明の実施の形態 1にかかるフレーム同期装置によりなされるフ レーム同期の動作を示すフロー図；

図 1 O Aは、 しきい値の設け方により検出される同期時刻にずれが生ずる様 子を示す模式図；

図 1 0 Bは、 しきい値の設け方により検出される同期時刻にずれが生ずる様 子を示す模式図； 図 1 1は、 本発明の実施の形態 2にかかるフレーム同期装置により得られる 各ブランチについての相関値の様子を示す模式図；

図 1 2は、 本発明の実施の形態 2にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図；

図 1 3は、 本発明の実施の形態 3にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図；

図 1 4 Aは、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレー ム同期の様子 （第 1例） を示す模式図；

図 1 4 Bは、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレー ム同期の様子 （第 1例） を示す模式図；

図 1 5 Aは、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレー ム同期の様子 （第 2例） を示す模式図；

図 1 5 Bは、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレー ム同期の様子 （第 2例） を示す模式図；

図 1 5 Cは、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレー ム同期の様子 （第 2例） を示す模式図；

図 1 6は、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図；

図 ^ 7は、 本発明の実施の形態 5にかかるフレーム同期装置の構成を示すプ ロック図；

図 1 8は、 本発明の実施の形態 6にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図；

図 1 9は、 本発明の実施の形態 3にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図；

図 2 0は、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置の構成を示すプ ロック図；

及び 図 2 1は、 本発明の実施の形態 5にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ 口ック図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施形態について、 添付図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態 1 )

図 7は、 本発明の実施の形態 1にかかるフレーム同期装置の構成を示すプロ ック図である。 図 7において、 平均化部 1 0 1には相関値が入力されている。 この相関値は、 送信側装置により送信された送信信号についての受信信号と、 この受信信号に送信側装置により挿入された既知信号（既知の同期ヮード）と、 を用いて算出される。

この平均化部 1 0 1は、 算出された相関値に対して移動平均を行う。 この移 動平均は、 相関値のレベルがフエ一ジングにより急激に変動することを吸収す る目的で行われる。 移動平均は、 例えば、 算出された相関値の各時間における 相関値に忘却係数； Iを乗算した値と、 前回までの平均値に （l—λ) を乗算し た値とを加算することにより、 実現可能である。 なお、 忘却係数えを大きくと れば、移動平均がなされた相関値を長区間変動に対応させることができ、逆に、 忘却係数 λを小さくとれば、 移動平均がなされた相関値を短区間変動に対応さ せることができる。倍率乗算部 1 0 2は、移動平均がなされた相関値に対して、 所定の倍率を乗算する。所定の倍率が乗算された相関値は、 二乗誤差検出部 1 0 5に出力される。

理想相関値生成部 1 0 3は、 フエ一ジング変動によるレベル変動、 雑音や遅 延波がない回線状態における受信信号に対して既知信号を用いて相関値を算 出し、 算出した相関値を理想相関値として時間移動部 1 0 4に出力する。 時間 移動部 1 0 4は、 理想相関値を時間軸上において移動させ、 時間軸上において 移動させた理想相関値を二乗誤差検出部 1 0 5に出力する。

二乗誤差検出部 1 0 5は、 倍率乗算部 1 0 2からの相関値と、 時間移動部 1 0 4からの理想相関値との間における二乗誤差を検出する。検出された二乗誤 差は最小誤差検出部 1 0 6に出力される。 最小誤差検出部 1 0 6は、 二乗誤差 検出部 1 0 5に検出された二乗誤差における最小値すなわち最小二乗誤差を 検出する。移動時間検出部 1 0 7は、 最小誤差検出部 1 0 6により検出された 最小二乗誤差を用いて同期時刻を検出する。

次に、 上記構成を有するフレーム同期装置によりなされる動作の概要につい て、 図 8を参照して説明する。 図 8は、 本発明の実施の形態 1にかかるフレー ム同期装置によりなされるフレーム同期の様子を概念的に示す模式図である。 まず、 フェージング変動によるレベル変動、 雑音や遅延波がない回線状態に おける受信信号に対して、 既知信号を用いて理想相関値 2 0 1が算出される。 次に、 送信側装置により送信された送信信号についての受信信号と、 この受信 信号に含まれた既知信号と同一の既知信号とを用いて、 相関値が算出される。 この後、 算出された相関値に対して移動平均がなされる。 これにより、 移動平 均がなされた相関値 2 0 3が得られる。

算出された理想相関値 2 0 1および移動平均がなされた相関値 2 0 3を用 い、 次に示す手順に従って、 相関値 2 0 3における先行波に対応する位置が検 出され、 同期時刻が検出される。 すなわち、 まず、 理想相関値 2 0 1における 立ち上がり部分の範囲が設定される。 具体的には、 理想相関値 2 0 1の大きさ が略零となる部分 2 0 1一 1から理想相関値 2 0 1の大きさが最大となる部 分 2 0 1— 2までが、 理想相関値 2 0 1における立ち上がり部分として設定さ れる。 この時点では、 理想相関値 2 0 1における部分 2 0 1 - 1に対応する時 間は t 1であり、 理想相関値 2 0 1における部分 2 0 1—2に対応する時間は t 2である。 すなわち、 理想相関値 2 0 1の立ち上がり部分に対応する時間的 な範囲は t 1から t 2となる。

第 1ステップでは、 理想相関値 2 0 1における立ち上がり部分に対応する時 間的な範囲について、 理想相関値 2 0 1と移動平均がなされた相関値（以下単 に 「相関値」 という。 ） 2 0 3との間における二乗誤差が算出される。 具体的 には、 理想相関値 2 0 1における時間 t 1から時間 t 2までの相関値と、 相関 値 2 0 3における時間 t 1から時間 t 2までの相関値との間における二乗誤 差が算出される。算出された二乗誤差が予め設定された最小値よりも小さい場 合には、 算出された二乗誤差が新たな最小値として設定される。 この設定時に は、 現時点において時間軸上で理想相関値 2 0 1がずらされている時間 （ずら し時間） が、 現時点における同期時刻として設定される。 なお、 理想相関値 2 0 1を時間軸上でずらすことについては後述する。

第 2ステヅプでは、 相関値 2 0 3に倍率 （ここでは倍率 N) が乗算される。 これにより、 相関値 2 0 4が得られる。 さらに、 理想相関値 2 0 1の立ち上が り部分に対応する時間的な範囲について、 理想相関値 2 0 1と相関値 2 0 4と の間における二乗誤差が算出される。 この後、 算出された二乗誤差が設定され ている最小値よりも小さい場合には、 算出された二乗誤差が新たな最小値とし て設定される。 この設定時には、 第 1ステップと同様に、 現時点において時間 軸上で理想相関値 2 0 1がずらされている時間 （ずらし時間） が、 現時点にお ける同期時刻として設定される。

第 3ステップでは、 相関値 2 0 3に乗算される倍率が増加され、 相関値 2 0 3にこの倍率 （ここでは倍率 N 2 ) が乗算される。 さらに、 第 2ステップと同 様に、 理想相関値 2 0 1の立ち上がり部分に対応する時間的な範囲について、 理想相関値 2 0 1と倍率 N 2が乗算された相関値 2 0 3 (図示せず） との間に おける二乗誤差が算出される。この後、第 2ステップと同様の動作がなされる。 第 2ステップと同様の動作がなされた後、 相関値 2 0 3に乗算される倍率が最 大倍率 Mとなるまで順次増加されて、 上述したものと同様の動作がなされる。 第 4ステップでは、 理想相関値 2 0 1が時間軸上において微小時間 T 1 (す なわち微小時間 T 1に対応する間隔） だけ図中右方向にずらされる。 この時点 では、理想相関値 2 0 1をずらした時間（すなわちずらし時間）は T 1となる。 この後、 上述した第 1ステップ〜第 3ステップにおける動作が同様になされる。 第 5ステップでは、 ずらし時間が Tとなるまで、 理想相関値 2 0 1が時間軸 上において上記微小時間だけ順次図中右方向にずらされ（すなわち、 ずらし時 間は T 1 X 2、 T 1 X 3というように増加していく）、 上述した第 1ステップ 〜第 3ステップにおける動作が同様になされる。

なお、 図 8には、 時間軸上においてずらされた理想相関値の一例として、 理 想相関値 2 0 2が示されている。 ここで、 理想相関値 2 0 2の大きさが略零と なる部分 2 0 2— 1から理想相関値 2 0 2の大きさが最大となる部分 2 0 2 —2までが、 理想相関値 2 0 2における立ち上がり部分として設定される。 こ の時点では、 理想相関値 2 0 2における部分 2 0 2 - 1に対応する時間は t 3 であり、 理想相関値 2 0 2における部分 2 0 2— 2に対応する時間は t 4であ る。 すなわち、 理想相関値 2 0 2の立ち上がり部分に対応する時間的な範囲は t 3から t 4となる。 なおここで相関値に倍率を乗算するのではなく、 理想相 関値に乗算して、 ずらし、 二乗誤差を算出してもよい。

この理想相関値 2 0 2を例にとれば、 第 1ステップでは、 理想相関値 2 0 2 における時間 t 3から時間 t 4までの相関値と、 相関値 2 0 3における時間 t 3から時間 t 4までの相関値との間における二乗誤差が算出される。上述した ように、 算出された二乗誤差が設定されている最小値よりも小さい場合には、 算出された二乗誤差が新たな最小値として設定される。 この設定時には、 現時 点において時間軸上で理想相関値 2 0 2がずらされている時間 （ずらし時間） が、 現時点における同期時刻として設定される。 同様に、 第 2ステップでは、 相関値 2 0 3に倍率 （ここでは倍率 N) が乗算される。 これにより、 相関値 2 0 4が得られる。 さらに、 理想相関値 2 0 2の立ち上がり部分に対応する時間 的な範囲について、 理想相関値 2 0 2と相関値 2 0 4との間における二乗誤差 が算出される。 この後、 算出された二乗誤差が設定されている最小値よりも小 さい場合には、 算出された二乗誤差が新たな最小値として設定される。 この設 定時には、 第 1ステップと同様に、 現時点において時間軸上で理想相関値 2 0 1がずらされている時間が、 現時点における同期時刻として設定される。

同様に、 第 3ステップでは、 相関値 2 0 3に乗算される倍率が増加され、 相 関値 2 0 3にこの倍率 （ここでは倍率 N 2 ) が乗算される。 さらに、 第 2ステ ップと同様に、 理想相関値 2 0 2の立ち上がり部分に対応する時間的な範囲に ついて、 理想相関値 2 0 2と倍率 N 2が乗算された相関値 2 0 3 (図示せず） との間における二乗誤差が算出される。 この後、 第 2ステップと同様の動作が なされる。第 2ステップと同様の動作がなされた後、 相関値 2 0 3に乗算され る倍率が最大倍率 Mとなるまで順次増加されて、 上述したものと同様の動作が なされる。

以上のような第 1ステツプ〜第 5ステップにおける動作が完了した際に設 定されている同期時刻が、 最終的な同期時刻として検出される。 具体的には、 例えば、 第 5ステップにおける動作が完了した際に、 仮に、 理想相関値 2 0 2 と倍率 X ( N≤X≤M) が乗算された相関値 2 0 3との間における二乗誤差が 最小値として設定されていた場合には、 t 4が同期時刻として検出される。 こ の場合、 倍率 Xが乗算された相関値 2 0 3における時間 t 3〜時間 t 4対応す る部分が、 理想相関値 2 0 2の立ち上がり部分に最も合致していることから、 相関値 2 0 3において、 時間 t 4に対応する部分に先行波が位置していること が明らかとなる。 以上、 本実施の形態にかかるフレーム同期装置によりなされ る動作の概要について説明した。

次に、 上記構成を有するフレーム同期装置によりなされる動作について、 図 9を参照して説明する。 図 9は、 本発明の実施の形態 1にかかるフレーム同期 装置によりなされるフレーム同期の動作を示すフロー図である。

まず、 S T 3 0 1では、 送信側装置により送信された送信信号についての受 信信号に対して既知信号を用いて相関値が算出される。 S T 3 0 2では、 S T 3 0 1で算出された相関値に対して移動平均が行われる。 S T 3 0 3では、 最 小二乗誤差を検出するために、 M I Nの初期値（例えば、 1 .0 e + 2 0等）が 設定される。

S T 3 0 4では、 理想相関値が時間軸上において所定時間だけずらされる。 この所定時間を、 例えば、 第 1回目のループでは 0とし、 第 2回目以降のルー プでは微小時間 T 1としてもよい。 S T 3 0 5では、 相関値に乗算される倍率 Νの初期値が設定される。 S T 3 0 6では、 相関値に倍率 Νが乗算される。 S Τ 3 0 7では、 理想相関値と倍率 Νが乗算された相関値との間における二乗誤 差が算出される。

S T 3 0 8では、 S T 3 0 7で算出された二乗誤差と M I Nとの比較がなさ れる。二乗誤差の大きさが M I Nよりも小さい場合には、 M I Nの値がこの二 乗誤差に更新され （S T 3 0 9 )、 理想相関値が時間軸上でずらされている時 間（すなわちずらし時間）が現時点での同期時刻として格納され（S T 3 1 0 )、 以後の処理は S T 3 1 1に移行する。 逆に、 S T 3 0 8で二乗誤差の大きさが M I N以上である場合には、 以後の処理は S T 3 1 1に移行する。

S T 3 1 1では、 倍率 Nと最大倍率 Mとの比較がなされる。倍率 Nの大きさ が最大倍率 M以下である場合には、 現時点の倍率 Nの大きさが相関値における 先行波の落ち込みレベルを満たす倍率の範囲内にあるとの認識のもと、 倍率 N が增加され （ S T 3 1 2 )、 以後の処理は上述した S T 3 0 6に移行する。 逆 に倍率 Nの大きさが最大倍率 Mより大きい場合には、 現時点の倍率 Nの大きさ が相関値における先行波の落ち込みレベルを満たす倍率の範囲外にあるとの 認識のもと、 以後の処理は S T 3 1 3に移行する。

S T 3 1 3では、 現時点におけるずらし時間と Tとの比較がなされる。現時 点でのずらし時間の大きさが T以下である場合には、現時点でのずらし時間が 検出ウィンドウの範囲内にあるとの認識のもと、 以後の処理は上述した S T 3 0 4に移行する。逆に、 現時点でのずらし時間の大きさが Tより大きい場合に は、 現時点でのずらし時間が検出ウィンドウの範囲外にあるとの認識のもと、 以後の処理は S T 3 1 4に移行する。 S T 3 1 4では、 現時点で格納されてい るずらし時間が最終的な同期時刻として検出される。 以上、 本実施の形態にか かるフレーム同期装置によりなされる動作について説明した。

以上のように、 本実施の形態では、 所定時間だけ時間軸上でずらした理想相 関値と、 所定の倍率を乗算した相関値との間における二乗誤差が、 上記理想相 関値の立ち上がり部分に対応する時間的な範囲について算出される。 さらに、 所定の倍率を乗算した相関値との間の二乗誤差が最小である理想相関値に対 応するずらし時間が、 最終的な同期時刻として検出される。

したがって、 まず第 1に、 回線品質によって、 送信側装置により送信された 送信信号についての先行波 （主波） のレベルが、 この送信信号についての遅延 波のレベルに比べて急激に落ち込むことがあったとしても、 相関値における先 行波の正確な位置を検出することができる。第 2に、 回線品質によって、 送信 側装置により送信された送信信号についての先行波のレベルが、 この送信信号 についての遅延波のレベルに比べて急激に落ち込むだけでなく、 この先行波と 遅延波とが時間的に密接して受信されることがあったとしても、相関値におけ る先行波の正確な位置を検出することができる。 第 3に、 回線品質によって、 より詳細にはマルチパス等の影響によって、 先行波に対応する相互相関値が現 れる位置にずれが生ずることがあったとしても、 相関値における先行波の正確 な位置を検出することができる。 この結果、 本実施の形態によれば、 正確に同 期捕捉および同期追跡を行うことが可能となる。

なお、 本発明者らは、 上述したフレーム同期方法以外に、 上述した問題点を 解決する別の方法も発明している。 すなわち、 別の方法では、 まず、 上述した 同期方法と同様に、 所定時間だけ時間軸上でずらした理想相関値と、 所定の倍 率を乗算した相関値との間における二乗誤差が、 上記理想相関値の立ち上がり 部分に対応する時間的な範囲について算出される。 さらに、 理想相関値との間 における二乗誤差が最小となる相関値に乗算されている倍率が検出される。 こ の後、 この検出された倍率が乗算された相関値において、 最初に所定のしきい 値を超えた時刻が最終的な同期時刻として検出される。 この別の方法によって も、 従来方式に比べて正確な同期捕捉および同期追跡を行うことができる。 ところが、 この別の方法を採用した場合には、 しきい値の設け方によって、 検出される同期時刻に多少のずれが生ずることがある。具体例について図 1 0 (A)および図 1 0 (B )を参照して説明する。図 1 0 (A)および図 1 0 (B ) は、 しきい値の設け方により検出される同期時刻にずれが生ずる様子を示す模 式図である。相関値は、 図 1 0 (A) および図 1 0 (B ) に示すように、 1 Z XMH zにより表現される各点が集まって形成されている。 したがって、 しき い値をどのように設けるかによつて、 検出される同期時刻にずれが生ずること になる。 具体的には、 図 1 0 (A) に示すように、 しきい値 Aを用いた場合に は、 最初にしきい値 Aを超えた 7番目の点に対応する時刻が最終的な同期時刻 として検出される。 これに対して、 図 1 0 (B ) に示すように、 しきい値； Bを 用いた場合には、 最初にしきい値を超えた 8番目の点に対応する時刻が最終的 な同期時刻として検出される。

一方、 本実施の形態によれば、 上述したようにしきい値を用いることなく同 期時刻を検出している。 すなわち、 しきい値に依存することなく正確に同期時 刻を検出することができる。加えて、 本実施の形態によれば、 検出した倍率を 再度相関値に乗算するというような処理を行う必要がないので、 必要となる演 算量を削減することもできる。

(実施の形態 2 )

本実施の形態では、 実施の形態 1において、 複数ブランチについての相関値 を用いて同期時刻を検出する場合について、 図 1 1を参照して説明する。 図 1 1は、 本発明の実施の形態 2にかかるフレーム同期装置により得られる各ブラ ンチについての相関値の様子を示す模式図である。 なお、 図 1 1には、 複数ブ ランチとして 3ブランチを用いた場合の様子が示されている。

図 1 1において、 相関値 5 0 1は、 ブランチ 1についての受信信号と、 この 受信信号に挿入された既知信号と、を用いて算出された相関値である。同様に、 相関値 5 0 2 (相関値 5 0 3 ) は、 ブランチ 2 (ブランチ 3 ) についての受信 信号と、 この受信信号に挿入された既知信号と、 を用いて算出された相関値で ある。

まず、 ブランチ 1についての相関値 5 0 1〜ブランチ 3についての相関値 5 0 3のそれそれにおいて大きさが最大となる相関値 （最大相関値） が検出され た後、 最大相関値に対応する時刻が検出される。 具体的には、 ブランチ 1につ いての相関値 5 0 1では、 最大相関値 5 0 1— 1が検出されるとともに、 この 最大相関値 5 0 1 - 1に対応する時刻 Aが検出される。同様に、ブランチ 2 (ブ ランチ 3 ) についての相関値 5 0 2 (相関値 5 0 3 ) では、 最大相関値 5 0 2 - 1 (最大相関値 5 0 3 - 1 ) が検出されるとともに、 この最大相関値 5 0 2 — 1 (最大相関値 5 0 3— 1 ) に対応する時刻 B (時刻 C ) が検出される。 次に、 検出された各ブランチについての最大相関値のうち、 最も時間的に先 頭に位置している最大相関値が検出される。 ここでは、 最大相関値 5 0 2— 1 が検出される。 この後、 検出された最大相関値に対応するブランチについての 相関値を用いて、実施の形態 1で説明したフレーム同期がなされる。ここでは、 最大相関値 5 0 2— 1に対応するブランチについての相関値、 すなわち、 ブラ ンチ 2についての相関値 5 0 2を用いて、 上述したフレーム同期がなされる。 次いで、 本実施の形態にかかるフレーム同期を実現するためのフレーム同期 装置の構成について、 さらに図 1 2を参照して説明する。 図 1 2は、 本発明の 実施の形態 2にかかるフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。 なお、 図 1 2におおける実施の形態 1 (図 7 ) と同様の構成については、 図 7におけ るものと同一の符号を付して、 詳しい説明を省略する。

相関値算出部 6 0 2— 1は、 アンテナ 6 0 1—1により受信された信号 （プ ランチ 1についての受信信号） に対して既知信号を用いて、 ブランチ 1につい ての相関値を算出する。相関値算出部 6 0 2— 2は、 アンテナ 6 0 1— 2によ り受信された信号 （ブランチ 2についての受信信号） に対して既知信号を用い て、 ブランチ 2についての相関値を算出する。 同様に、 相関値算出部 6 0 2— 3は、 アンテナ 6 0 1—3により受信された信号 （ブランチ 3についての受信 信号） に対して既知信号を用いて、 ブランチ 3についての相関値を算出する。 最大値検出部 6 0 3— 1は、 ブランチ 1についての相関値における最大相関 値を検出するとともに、 検出した最大相関値に対応する時刻を検出する。 この 最大値検出部 6 0 3— 1は、 ブランチ 1についての相関値および検出した時刻 を選択部 6 0 4に出力する。 同様に、 最大値検出部 6 0 3— 2 ( 6 0 3 - 3 ) は、 ブランチ 2 (ブランチ 3 ) についての相関値における最大相関値を検出す るとともに、 検出した最大相関値に対応する時刻を検出する。 この最大値検出 部 6 0 3— 2 ( 6 0 3— 3 ) は、 ブランチ 2 (ブランチ 3 ) についての相関値 および検出した時刻を選択部 6 0 4に出力する。

選択部 6 0 4は、 まず、 最大値検出部 6 0 3 _ 1〜6 0 3 _ 3からの各時刻 のうち、 大きさが最も小さい時刻を検出する。 さらに、 選択部 6 0 4は、 最大 値検出部 6 0 3— 1〜6 0 3— 3からの各相関値のうち、 検出された時刻に対 応する相関値を平均化部 1 0 1に出力する。

別言すれば、 選択部 6 0 4は、 各ブランチについての最大相関値のうち、 最 も時間的に先頭に位置している最大相関値を検出し、 検出した最大相関値に対 応するブランチについての相関値を平均化部 1 0 1に出力する。平均化部 1 0 1〜移動時間検出部 1 0 7の構成については、 実施の形態 1で説明したものと 同様であるので、 詳しい説明を省略する。

以上のように、 本実施の形態では、 複数ブランチについての相関値のうち、 最大相関値が最も時間的に先頭に位置している相関値を検出し、検出した相関 値のみを用いて同期時刻を検出している。 この結果、 フエージング等の影響に より先行波が落ち込んだブランチについての相関値を用いることなく、 同期時 刻を検出することができる。 これにより、 実施の形態 1に比べて、 同期捕捉お よび同期追跡の精度を向上させることができる。

(実施の形態 3 )

本実施の形態では、 実施の形態 1において、 複数ブランチについての相関値 を加算した結果を用いて同期時刻を検出する場合について、 先に用いた図 1 1 を参照して説明する。 なお、 ここでは、 複数ブランチとして 3ブランチを用い た場合を例にとり説明する。

本実施の形態では、 ブランチ 1についての相関値 5 0 1〜ブランチ 3につい ての相関値 5 0 3を加算した結果を用いて、 実施の形態 1で説明したフレーム 同期がなされる。 これにより、 相関値に対する平均化に必要な時間を削減する ことができるので、 実施の形態 1および実施の形態 2に比べて、 より高速な同 期捕捉および同期追跡を行うことが可能となる。

次いで、 本実施の形態にかかるフレーム同期を実現するためのフレーム同期 装置の構成について、 さらに図 1 3を参照して説明する。 図 1 3は、 本発明の 実施の形態 3にかかるフレーム同期装置の構成を示すプロヅク図である。 なお、 図 1 3における実施の形態 1 (図 7 ) および実施の形態 2 (図 1 2 ) と同様の 構成については、 それぞれ図 7および図 1 2におけるものと同一の符号を付し て、 詳しい説明を省略する。 加算部 7 0 1は、 ブランチ 1についての相関値〜 ブランチ 3についての相関値を加算した結果を、 新たな相関値として平均化部 1 0 1に出力する。

以上のように、 本実施の形態では、 複数ブランチについての相関値を加算し た結果を用いて、 同期時刻を検出している。 この結果、 相関値に対する平均化 に必要な時間を削減することができるので、 実施の形態 1および実施の形態 2 に比べて、 より高速な同期捕捉および同期追跡を行うことが可能となる。

(実施の形態 4 )

本実施の形態では、 実施の形態 1〜実施の形態 3において、 高速にかつ正確 に同期時刻を検出する場合について説明する。 本実施の形態では、 実施の形態 1〜実施の形態 3により検出された先行波の位置を用いて、 推定同期時刻をず らす。 ここで、 推定同期時刻とは、 従来方式を用いて初期同期により事前に推 定された同期時刻である。 具体例について、 図 1 4および図 1 5を参照して説 明する。

図 1 4は、 本発明の実施の形態 4にかかるフレーム同期装置によりフレーム 同期の様子 （第 1例） を示す模式図である。 図 1 5は、 本発明の実施の形態 4 にかかるフレーム同期装置によりフレーム同期の様子 （第 2例） を示す模式図 である。

図 1 4 (B ) を参照するに、 検出された先行波の位置が推定同期時刻に対し て大幅 （例えば、 1シンボルに対応する時刻以上） にずれていた場合には、 推 定同期時刻はずれている方向 （図中 X方向） にずらされる。

一方、 図 1 4 (A) を参照するに、 検出された先行波の位置が推定同期時刻 (図 1 5 ( B ) ) に対してわずかに （例えば、 1シンボルに対応する時刻以内） にずれていた場合には、 推定同期時刻のずれている方向が検出される。 具体的 には、 図 1 5 (A) に示すような場合には、 推定同期時刻が先行波の位置に対 して Y 2方向にずれていることが検出され、 図 1 5 ( C ) に示すような場合に は、 推定同期時刻が先行波の位置に対して Y 1方向にずれていることが検出さ れ 。

さらに、 推定同期時刻がずれていることが検出される度に、 この推定同期時 刻がずれている方向に対応するカウン夕が増加される。すなわち、図 1 5 (A) の場合には、 Y 2方向に対応するカウン夕が増加され、 図 1 5 ( C) の場合に は、 Y 1方向に対応するカウン夕が増加される。

この後、 上記カウン夕が一定の値を超えた場合には、 推定同期時刻は、 上記 カウンタに対応する方向と逆の方向に微小時間 （例えば 1サンプルに対応する 時間） だけずらされる。例えば、 Y 2 (Y 1 ) 方向に対応するカウン夕が一定 の値を超えた場合には、 推定同期時刻は Y l (Y 2 ) 方向に微小時間だけずら される。

以後、 推定同期時刻と先行波の位置との間のずれが零になるまで、 上述した 処理が継続して行われる。 これにより、 同期ずれが大幅に生じていても高速に 同期追跡を行うことができるとともに、 同期ずれがわずかに生じていても高精 度に同期追跡を行うことができる。

次いで、 本実施の形態にかかるフレーム同期を実現するためのフレーム同期 装置の構成について、 さらに図 1 6を参照して説明する。 図 1 6は、 本発明の 実施の形態 4にかかるフレーム同期装置の構成を示すブロック図である。図 1 6には、 実施の形態 1を用いて先行波の位置を検出する場合の例が示されてい るが、 実際には実施の形態 2または実施の形態 3を用いて先行波の位置を検出 することも可能である。 なお、 図 1 6における実施の形態 1 (図 7 ) と同様の 構成については、 図 7におけるものと同一の符号を付して、 詳しい説明を省略 する。

推定同期時刻検出部 1 0 0 1は、 初期同期により同期時刻を検出し、 この同 期時刻を推定同期時刻として比較部 1 0 0 2およびずらし部 1 0 0 5に出力 する。比較部 1 0 0 2は、移動時間検出部 1 0 7により検出された同期時刻（す なわち先行波の位置） と、 推定同期時刻検出部 1 0 0 1からの推定同期時刻と を比較する。 この比較部 1 0 0 2は、 先行波の位置と推定同期時刻との間にず れが生じている場合には、 ずれが生じている旨を示すずれ情報をずれ方向検出 部 1 0 0 3に出力する。先行波の位置と推定同期時刻との間にずれが生じてい ない場合には、 この推定同期時刻が最終的な同期時刻として検出される。

ずれ方向検出部 1 0 0 3は、 比較部 1 0 0 2からずれ情報を受け取つた場合 には、 推定同期時刻が先行波の位置に対してどの方向にずれているかを検出し、 検出の結果をカウント部 1 0 0 4に出力する。 カウント部 1 0 0 4は、 推定同 期時刻がずれている方向に対応するカウン夕 （例えば、 図 1 5では Y 1方向に 対応するカウン夕および Y 2方向に対応するカウン夕） を増加させ、 このカウ ン夕の値をずらし部 1 0 0 5に出力する。

ずらし部 1 0 0 5は、 カウン夕の値が一定の値を超えた場合には、 このカウ ン夕に対応する方向と逆の方向に、 推定同期時刻を微小時間だけずらす。 この ように微小時間だけずらされた推定同期時刻が最終的な同期時刻として検出 される。

(実施の形態 5 )

図 1 7は、 本発明の実施の形態 5にかかるフレーム同期装置の構成を示すプ 口ヅク図である。

このフレーム同期装置は、 図 1 7に示すように、 相関出力検出部 1 1 1 0、 しきい値判定部 1 1 2 0、 時刻データ蓄積部 1 1 3 0、 度数分布作成部 1 1 4 0、 最大度数検出部 1 1 5 0、 および初期同期時刻検出部 1 1 6 0を有する。 相関出力検出部 1 1 1 0は、 所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力 を検出する。

しきい値判定部 1 1 2 0は、 相関出力検出部 1 1 1 0によって検出された相 関出力をあらかじめ設定された固定のしきい値と比較して、 検出された相関出 力がしきい値を超えているか否かを判定する。

時刻データ蓄積部 1 1 3 0は、 しきい値判定部 1 1 2 0の判定結果としてし きい値を超えていると判定された相関出力に対応する時刻のデ一夕を、 たとえ ば、 R AMに蓄積する。

度数分布作成部 1 1 4 0は、 時刻デ一夕蓄積部 1 1 3 0によって蓄積された 時刻デ一夕を用いて度数分布を作成する。

最大度数検出部 1 1 5 0は、 度数分布作成部 1 1 4 0によって作成された度 数分布における最大度数を検出する。

初期同期時刻検出部 1 1 6 0は、 最大度数検出部 1 1 5 0によって検出され た最大度数に対応する時刻を初期同期時刻とする。

次いで、 上記構成を有するフレーム同期装置の動作について説明する。 まず、 相関出力検出部 1 1 1 0で、 図示しないアンテナからの所定時間の受 信信号を入力し、 入力した所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力を検 出する。 そして、 しきい値判定部 1 1 2 0で、 検出した相関出力をしきい値と 比較して、 検出した相関出力がしきい値を超えているか否かを判定する。 そし て、 この判定結果としてしきい値を超えていると判定された相関出力に対応す る時刻のデータを、 時刻デ一夕蓄積部 1 1 3 0で、 R AMに蓄積する。

そして、 度数分布作成部 1 1 4 0で、 蓄積した時刻データを用いて度数分布 を作成する。 そして、 最大度数検出部 1 1 5 0で、 作成した度数分布における 最大度数を検出し、 初期同期時刻検出部 1 1 6 0で、 検出した最大度数に対応 する時刻を初期同期時刻とする。

このように、 本実施の形態のフレーム同期装置によれば、 検出された相関出 力がしきい値を超えているか否かを判定し、 しきい値を超えていると判定され た相関出力に対応する時刻デ一夕のみを蓄積するため、 しきい値を超えている と判定された相関出力に対応する時刻データを蓄積するだけの記憶容量があ ればよく、 ハードウエアの規模を小さくすることができる。

しかも、 蓄積された時刻データを用いて度数分布を作成し、 この度数分布に おける最大度数の時刻を初期同期時刻とするため、 そもそもウィンドウ自体を 設定する必要がなく、 所望波のレベルに対して干渉波のレベルが高い場合であ つても、 干渉波位置での初期同期時刻の誤検出を防く、ことができ、 初期同期時 刻を正確に検出することができる。

なお、 本実施の形態では、 しきい値判定部 1 1 2 0において、 しきい値を超 えているか否かを比較の判定基準にしているが、 これに限定されるわけではな く、 しきい値以上であるか否かを比較の判定基準にしてもよい。

(実施の形態 6 )

図 1 8は、 本発明の実施の形態 6にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図である。 なお、 このフレーム同期装置は、 図 1 7に示すフレーム同期 装置と同様の基本的構成を有しており、 同一の構成要素には同一の符号を付し、 その説明を省略する。

本実施の形態の特徴は、 検出された最大度数が基準値 （理想値であって、 た とえば、 所定時間内のフレーム数など） 以下であるか否かを判定する基準値判 定部 1 1 5 2を有することである。 このとき、 検出された最大度数が基準値以 下であると判定された場合は、 初期同期処理を最初から再度実行するように制 御される。

次いで、 上記構成を有するフレーム同期装置の動作について説明する。

まず、 相関出力検出部 1 1 1 0で、 アンテナからの所定時間の受信信号を入 力し、 入力した所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力を検出する。 そ して、 しきい値判定部 1 1 2 0で、 検出した相関出力をしきい値と比較して、 検出した相関出力がしきい値を超えているか否かを判定する。 そして、 この判 定結果としてしきい値を超えていると判定された相関出力に対応する時刻の データを、 時刻データ蓄積部 1 1 3 0で、 R AMに蓄積する。

そして、 度数分布作成部 1 1 4 0で、 蓄積した時刻データを用いて度数分布 を作成する。 そして、 最大度数検出部 1 1 5 0で、 作成した度数分布における 最大度数を検出し、 基準値判定部 1 1 5 2で、 検出した最大度数が基準値以下 であるか否かを判定する。

そして、 この判定の結果として、 検出した最大度数が基準値以下である場合 は、 検出される初期同期時刻が誤っていると判断して、 最初から再度初期同期 処理を行う。

これに対し、 検出した最大度数が基準値を超えている場合は、 初期同期時刻 検出部 1 1 6 0で、 検出した最大度数に対応する時刻を初期同期時刻とする。 このように、 本実施の形態のフレーム同期装置によれば、 初期同期時刻を検 出する際に、 最大度数を基準値と比較して検出される初期同期時刻が誤ってい るか否かを判定し、 誤っていると判定される場合は最初から再度初期同期処理 を行うため、 より正確な初期同期時刻を得ることができ、 トラッキング時の処 理時間を削減することができる。

なお、 本実施の形態では、 基準値判定部 1 1 5 2において、 基準値以下であ るか否かを比較の判定基準にしているが、 これに限定されるわけではなく、 基 準値未満であるか否かを比較の判定基準にしてもよい。

(実施の形態 7 )

図 1 9は、 本発明の実施の形態 7にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図である。 なお、 このフレーム同期装置は、 図 1 8に示すフレーム同期 装置と同様の基本的構成を有しており、 同一の構成要素には同一の符号を付し、 その説明を省略する。

本実施の形態の特徴は、相関出力との比較に用いるしきい値を固定ではなく 可変にするとともに （以下、 可変のしきい値を用いるしきい値判定部を 「1 1 2 0 a」で示す） 、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場合 にしきい値を修正するしきい値修正部 1 1 5 4を有することである。 このとき、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場合は、修正されたしき い値を用いて初期同期位置を最初から実行するように制御される。

ここでは、 しきい値の修正方法として、 しきい値の初期値を低い値に設定す るとともに、 あらかじめ最大度数に応じた倍率を設定しておき、 しきい値が 正される度に最大度数を検出し、 しきい値を修正する場合には、 その検出した 最大度数に応じた倍率をしきい値に乗算して、 しきい値をたとえば数 d B上げ る。

次いで、 上記構成を有するフレーム同期装置の動作について説明する。

まず、 相関出力検出部 1 1 1 0で、 アンテナからの所定時間の受信信号を入 力し、 入力した所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力を検出する。 そ して、 しきい値判定部 1 1 2 0 aで、 検出した相関出力をしきい値 （修正され た場合は修正後のしきい値） と比較して、 検出した相関出力がしきい値を超え ているか否かを判定する。 そして、 この判定結果としてしきい値を超えている と判定された相関出力に対応する時刻のデータを、 時刻データ蓄積部 1 1 3 0 で、 R AMに蓄積する。

そして、 度数分布作成部 1 1 4 0で、 蓄積した時刻デ一夕を用いて度数分布 を作成する。 そして、 最大度数検出部 1 1 5 0で、 作成した度数分布における 最大度数を検出し、 基準値判定部 1 1 5 2で、 検出した最大度数が基準値以下 であるか否かを判定する。

そして、 この判定の結果として、 検出した最大度数が基準値以下である場合 は、 検出される初期同期時刻が誤っていると判断して、 しきい値修正部 1 1 5 4で、 検出した最大度数に応じた倍率をしきい値に乗算して、 しきい値を数 d B上げた後、 この修正後のしきい値を用いて最初から再度初期同期処理を行う。 これに対し、 検出した最大度数が基準値を超えている場合は、 初期同期時刻 検出部 1 1 6 0で、 検出した最大度数に対応する時刻を初期同期時刻とする。 このように、 本実施の形態のフレーム同期装置によれば、 初期同期時刻を検 出する際に、 最大度数を基準値と比較して検出される初期同期時刻が誤ってい るか否かを判定し、 誤っていると判定される場合はしきい値を修正して最初か ら再度初期同期処理を行うため、 伝搬路の状況に応じて最適なしきい値を設定 することができ、 しきい値を用いた判定処理の精度を向上することができる。 また、 C I比が低い場合においても、 最適なしきい値が設定されるため、 より 正確に初期同期時刻を検出することができる。

(実施の形態 8 )

図 2 0は、 本発明の実施の形態 8にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロヅク図である。 なお、 このフレーム同期装置は、 図 1 8に示すフレーム同期 装置と同様の基本的構成を有しており、 同一の構成要素には同一の符号を付し、 その説明を省略する。

本実施の形態の特徴は、 相関出力との比較に用いるしきい値を固定ではなく 可変にするとともに （しきい値判定部 1 1 2 0 a ) 、 所定時間内に蓄積された 時刻デ一夕の数が設定値以下であるか否かを判定する設定値判定部 1 1 3 2 と、 所定時間内に蓄積された時刻データの数が設定値以下であると判定された 場合にしきい値を修正するしきい値修正部 1 1 3 4とを有することである。 こ のとき、 蓄積された時刻データの数が設定値以下であると判定された場合は、 修正されたしきい値を用いて初期同期位置を最初から実行するように制御さ れる。

ここでは、 しきい値の修正方法として、 しきい値の初期値を高い値に設定し ておき、 しきい値が修正される度に、 所定時間内に蓄積された時刻データの数 が設定値以下であるか否かを判定し、 設定値以下である場合に、 あらかじめ決 められた倍率をしきい値に乗算して、 しきい値をたとえば数 d B下げる。

次いで、 上記構成を有するフレーム同期装置の動作について説明する。

まず、 相関出力検出部 1 1 1 0で、 アンテナからの所定時間の受信信号を入 力し、 入力した所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力を検出する。 そ して、 しきい値判定部 1 1 2 0 aで、 検出した相関出力をしきい値 （修正され た場合は修正後のしきい値） と比較して、 検出した相関出力がしきい値を超え ているか否かを判定する。 そして、 この判定結果としてしきい値を超えている と判定された相関出力に対応する時刻のデ一夕を、 時刻データ蓄積部 1 1 3 0 で、 R AMに蓄積する。

そして、 設定値判定部 1 1 3 2で、 所定時間内に蓄積された時刻デ一夕の数 が設定値以下であるか否かを判定する。

そして、 この判定の結果として、 所定時間内に蓄積された時刻デ一夕の数が 設定値以下である場合は、 時刻デ一夕の蓄積数が少ないと判断して、 しきい値 修正部 1 1 3 4で、 あらかじめ決められた倍率をしきい値に乗算して、 しきい 値をたとえば数 d B下げた後、 この修正後のしきい値を用いて最初から再度初 期同期処理を行う。

これに対し、 所定時間内に蓄積された時刻デ一夕の数が設定値を超えている 場合は、 時刻デ一夕の蓄積数が十分であると判断して、 度数分布作成部 1 1 4 0で、 蓄積した時刻デ一夕を用いて度数分布を作成する。 そして、 最大度数検 出部 1 1 5 0で、 作成した度数分布における最大度数を検出し、 基準値判定部 1 1 5 2で、 検出した最大度数が基準値以下であるか否かを判定する。

そして、 この判定の結果として、 検出した最大度数が基準値以下である場合 は、 検出される初期同期時刻が誤っていると判断して、 最初から再度初期同期 処理を行う。

これに対し、 検出した最大度数が基準値を超えている場合は、 初期同期時刻 検出部 1 1 6 0で、 検出した最大度数に対応する時刻を初期同期時刻とする。 このように、 本実施の形態のフレーム同期装置によれば、 初期同期時刻を検 出する際に、 時刻デ一夕の蓄積数を設定値と比較して時刻データの蓄積具合を 判定し、 蓄積具合が良くない場合はしきい値を修正して最初から再度初期同期 処理を行うため、 伝搬路の状況に応じて最適なしきい値を設定することができ、 しきい値を用いた判定処理の精度を向上することができる。 また、 C I比が低 い場合においても、 最適なしきい値が設定されるため、 より正確に初期同期時 刻を検出することができる。 なお、 本実施の形態では、 設定値判定部 1 1 3 2において、 設定値以下であ るか否かを比較の判定基準にしているが、 これに限定されるわけではなく、 基 準値未満であるか否かを比較の判定基準にしてもよい。

(実施の形態 9 )

図 2 1は、 本発明の実施の形態 9にかかるフレーム同期装置の構成を示すブ ロック図である。 なお、 このフレーム同期装置は、 図 1 8に示すフレーム同期 装置と同様の基本的構成を有しており、 同一の構成要素には同一の符号を付し、 その説明を省略する。

本実施の形態の特徴は、 相関出力との比較に用いるしきい値をあらかじめ設 定しておいたりその都度修正したりするのではなく、 測定された: R S S I信号 を用いて相関出力のレベルを推定して、 最適なしきい値を設定することである。 具体的には、 R S S I信号を測定する R S S I信号測定部 1 1 1 2と、 測定さ れた R S S I信号から相関出力のレベルを推定する相関出力推定部 1 1 1 4 と、 推定された相関出力レベルから最適なしきい値を設定するしきい値設定部 1 1 1 6とを有することである。

次いで、 上記構成を有するフレーム同期装置の動作について説明する。

まず、 相関出力検出部 1 1 1 0で、 アンテナからの所定時間の受信信号を入 力し、 入力した所定時間の受信信号と同期ワードとの相関出力を検出する。 そして、 R S S I信号測定部 1 1 1 2で、 ： R S S I信号を測定し、 相関出力 推定部 1 1 1 4で、 測定した R S S I信号から相関出力のレベルを推定する。 そして、 しきい値設定部 1 1 1 6で、 推定した相関出力レベルから最適なしき い値を設定する。

そして、 しきい値判定部 1 1 2 O bで、 検出した相関出力を設定したしきい 値と比較して、 検出した相関出力がしきい値を超えているか否かを判定する。 そして、 この判定結果としてしきい値を超えていると判定された相関出力に対 応する時刻のデ一夕を、 時刻デ一夕蓄積部 1 1 3 0で、 R AMに蓄積する。 そして、 度数分布作成部 1 1 4 0で、 蓄積した時刻データを用いて度数分布 を作成する。 そして、 最大度数検出部 1 1 5 0で、 作成した度数分布における 最大度数を検出し、 基準値判定部 1 1 5 2で、 検出した最大度数が基準値以下 であるか否かを判定する。

そして、 この判定の結果として、 検出した最大度数が基準値以下である場合 は、 検出される初期同期時刻が誤っていると判断して、 最初から再度初期同期 処理を行う。

これに対し、 検出した最大度数が基準値を超えている場合は、 初期同期時刻 検出部 1 1 6 0で、 検出した最大度数に対応する時刻を初期同期時刻とする。 このように、 本実施の形態のフレーム同期装置によれば、 測定された R S S I信号を用いて相関出力のレベルを推定して、 最適なしきい値を設定するため、 伝搬路の状況に応じて最適なしきい値を設定することができ、 しきい値を用い た判定処理の精度を向上することができる。 また、 測定された R S S I信号か ら最適なしきい値を 1回の処理で決定するため、 しきい値決定の処理時間を削 減することができる。

本発明にかかるフレーム同期装置は、 ディジ夕ル移動体通信システムにおけ る通信端末装置 （移動局装置） や基地局装置に搭載することが可能なものであ る。これにより、正確に同期捕捉および同期追跡を行うことが可能となるので、 良好な通信を行う通信端末装置および基地局装置を提供することができる。 本発明は、 上述した実施の形態に限定されず、 種々変更して実施することが 可能である。

以上説明したように、 本発明のフレーム同期装置は、 正確に同期捕捉および 同期追跡を行うことができる。 また本発明のフレーム同期装置は、 ハードゥエ ァの規模を小さくすることができる。

本明細書は、 2 0 0 1年 4月 1 6日出願の特願 2 0 0 1 - 1 1 7 3 0 4およ び 2 0 0 1年 4月 2 5日出願の特願 2 0 0 1 - 1 2 7 4 8 4に基づく。 この内 容はすべてここに含めておく。 産業上の利用可能性

本発明は、 相関法を用いて同期捕捉および同期追跡を行う場合に適用できる,

Claims

請求の範囲

1 . 受信信号に対して既知信号を用いて相関値を算出する相関値算出手段と、 所定のずらし時間だけ時間軸上でずらされた理想相関値と所定の倍率が乗算 された前記相関値との間における二乗誤差を算出する二乗誤差算出手段と、 算 出された二乗誤差が最小である際の理想相関値に対応するずらし時間を同期 時刻として検出する検出手段と、 を具備するフレーム同期装置。

2 . 相関値算出手段は、 各ブランチについての受信信号を用いて各ブランチに ついての相関値を算出し、 二乗誤差算出手段は、 前記各ブランチについての相 関値のうち、 最大相関値に対応する時刻が最も先頭に位置している相関値のみ を用いて、 二乗誤差を算出する請求項 1に記載のフレーム同期装置。

3 . 相関値算出手段は、 各ブランチについての受信信号を用いて各ブランチに ついての相関値を算出し、 二乗誤差算出手段は、 前記各ブランチについての相 関値を加算した結果を用いて、 二乗誤差を算出する請求項 1に記載のフレーム

4 . 所定時間の受信信号と既知信号との相関出力を検出する相関出力検出部と、 検出された相関出力がしきい値以上であるか否かを判定するしきい値判定部 と、 しきい値以上であると判定された相関出力に対応する時刻のデータを蓄積 する時刻データ蓄積部と、 蓄積された時刻デ一夕を用いて度数分布を作成する 度数分布作成部と、 作成された度数分布における最大度数を検出する最大度数 検出部と、 検出された最大度数の時刻を初期同期時刻とする初期同期時刻検出 部と、 を具備するフレーム同期装置。

5 . 検出された最大度数が基準値以下であるか否かを判定する基準値判定部と、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場合、 初期同期処理を最 初から再度実行させる制御部と、 をさらに具備する請求項 4に記載のフレーム 同期装置。

6 .検出された最大度数が基準値以下であるか否かを判定する基準値判定部と、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場合、 しきい値を修正す るしきい値修正部と、 修正されたしきい値を用いて初期同期処理を最初から再 度実行させる制御部と、 をさらに具備する請求項 4に記載のフレーム同期装置。

7 . 蓄積された時刻デ一夕の数が設定値以下であるか否かを判定する設定値判 定部と、 蓄積された時刻デ一夕の数が設定値以下であると判定された場合、 し きい値を修正するしきい値修正部と、 修正されたしきい値を用いて初期同期処 理を最初から再度実行させる制御部と、 をさらに具備する請求項 4に記載のフ レーム同期装置。

8 . R S S I信号を測定する R S S I信号測定部と、 測定された R S S I信号 から相関出力のレベルを推定する相関出力推定部と、 推定された相関出カレべ ルから最適なしきい値を設定するしきい値設定部と、 をさらに具備し、 前記し きい値判定部は、 設定されたしきい値を用いて判定処理を行う、 請求項 4に記 載のフレーム同期装置。

9 . 請求項 1に記載のフレーム同期装置を備えた通信端末装置。

1 0 . 請求項 4に記載のフレーム同期装置を備えた通信端末装置。

1 1 . 請求項 1に記載のフレーム同期装置を備えた基地局装置。

1 2 . 請求項 4に記載のフレーム同期装置を備えた基地局装置。

1 3 . 受信信号に対して既知信号を用いて相関値を算出する相関値算出工程と、 所定のずらし時間だけ時間軸上でずらされた理想相関値と所定の倍率が乗算 された前記相関値との間における二乗誤差を算出する二乗誤差算出工程と、 算 出された二乗誤差が最小である際の理想相関値に対応するずらし時間を同期 時刻として検出する検出工程と、 を具備するフレーム同期方法。

1 4 . 所定時間の受信信号と既知信号との相関出力を検出する相関出力検出ェ 程と、 検出された相関出力がしきい値以上であるか否かを判定するしきい値判 定工程と、 しきい値以上であると判定された相関出力に対応する時刻のデ一夕 を蓄積する時刻データ蓄積工程と、蓄積された時刻データを用いて度数分布を 作成する度数分布作成工程と、作成された度数分布における最大度数を検出す る最大度数検出工程と、 検出された最大度数の時刻を初期同期時刻とする初期 同期時刻検出工程と、 を具備するフレーム同期方法。

1 5 . 検出された最大度数が基準値以下であるか否かを判定する基準値判定ェ 程、 をさらに具備し、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場 合、 初期同期処理を最初から再度実行させる、 請求項 1 4に記載のフレーム同 期方法。

1 6 . 検出された最大度数が基準値以下であるか否かを判定する基準値判定ェ 程と、 検出された最大度数が基準値以下であると判定された場合、 しきい値を 修正するしきい値修正工程と、 をさらに具備し、 検出された最大度数が基準値 以下であると判定された場合、修正されたしきい値を用いて初期同期処理を最 初から再度実行させる、 請求項 1 4に記載のフレーム同期方法。

1 7 . 蓄積された時刻デ一夕の数が設定値以下であるか否かを判定する設定値 判定工程と、 蓄積された時刻デ一夕の数が設定値以下であると判定された場合、 しきい値を修正するしきい値修正工程と、 をさらに具備し、 蓄積された時刻デ 一夕の数が設定値以下であると判定された場合、 修正されたしきい値を用いて 初期同期処理を最初から再度実行させる、 請求項 1 4に記載のフレーム同期方 法。

1 8 . R S S I信号を測定する R S S I信号測定工程と、 測定された R S S I 信号から相関出力のレベルを推定する相関出力推定工程と、 推定された相関出 カレベルから最適なしきい値を設定するしきい値設定工程と、 をさらに具備し、 前記しきい値判定工程は、 設定されたしきい値を用いて判定処理を行う、 請求 項 1 4に記載のフレーム同期方法。 1/19

図 1 2/19

相互相関値

a P2 P1 図 2

しきい値

a1 a2

図 3 しきい値

図 4

しきい値 理想相関値

CO

マルチ八。スぁリ

CD しきい値

d c2

図 5

受信 ί ι¾1 入判定信号

A/D変換器 τ νタル

マッチ フィルタ s»

CD

PNコ-ド発生器

図 6

相関値-

：

106 107

204

相関値倍率乗算

CD

時間 (t)

図 8

7/19

ST309

N

8/19

図 10A

図 10B 9/19

フ 'ランチ 1

フ'ランチ 2

フ *ランチ 3

図 11

図 12

図 13

12/19

301

推定同期時刻 先行波の位置 図 14A

図 14B 13/19

►

401 先行波の位置- 推定同期時刻 図 15Α

図 15B

図 15C 14/19

同期時刻

図 16

1110 1120 1130 1140 1150 1160 相関出力 しきい値 時刻亍"-タ 度数分布 最大度数 初期同期

受信信号 検出信号

検出部 判定部 作成部 検出部 時刻検出部 ι

O

図 17

基準値以上

受信信号

05

CO

図 18

基準値以上

1154

図 19

00

CD

1160

図 20

1110 1112 1114 1116 1120b 1130 受信信号

基準値以上 ¹¹⁶,0

O

検出信号 O

1140 1150 1152 基準値以下

図 21