WO2015037314A1 - 受信装置、受信方法及び送受信システム - Google Patents

受信装置、受信方法及び送受信システム Download PDF

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WO2015037314A1
WO2015037314A1 PCT/JP2014/068104 JP2014068104W WO2015037314A1 WO 2015037314 A1 WO2015037314 A1 WO 2015037314A1 JP 2014068104 W JP2014068104 W JP 2014068104W WO 2015037314 A1 WO2015037314 A1 WO 2015037314A1
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signal
value group
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PCT/JP2014/068104
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Inventor
西村　耕司
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Nishimura Koji
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    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/288—Coherent receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/26—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
    • G01S13/28—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses
    • G01S13/284—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using coded pulses

Definitions

  • the present invention relates to a receiving device, a receiving method, and a transmission / reception system for receiving a signal.
  • the transmission device modulates the transmission pulse with a predetermined code. is doing.
  • the pulse compression technique which raises a detection sensitivity, without reducing the resolution of a distance direction by demodulating with a predetermined code
  • correlation processing between the received modulated signal and a predetermined code is performed (see, for example, Patent Document 1).
  • the modulation signal when demodulated by performing correlation processing in the receiving apparatus, it is a secondary response indicating a correlation value other than 0 at a timing different from the timing of the main lobe, which is the main response indicating the maximum correlation value.
  • Range side lobes occur. If a range side lobe exists in the result of correlation processing in the radar receiver, a false image in the distance direction is generated in the observation data, so that the distance to the scatterer is erroneously recognized.
  • the size of the range side lobe is defined by the autocorrelation function of the code. That is, by selecting a code having a small side lobe in the autocorrelation function, pulse compression with a small false image becomes possible.
  • a code with a small side lobe a Barker code is known in which the magnitude of the main response of the n-bit code is n and the values of all the secondary responses are ⁇ 1.
  • complementary codes also referred to as complementary codes
  • a response without a false image can be obtained by transmitting and receiving a plurality of codes such as complementary codes sequentially at different timings.
  • FIG. 1 is a diagram showing a radar transmitter 1 and receiver 2.
  • FIG. 2 is an image diagram of the operation of transmitting and receiving radar.
  • the transmitting apparatus 1 first transmits a modulated signal A modulated with a code A.
  • the scattered wave generated by the modulation signal A being scattered by the scatterer 3 is input to the radar receiver 2.
  • the signal received by the receiving apparatus 2 is a received signal A ′ that is a convolution integral of the modulated signal A and the scattering pattern by the scatterer.
  • the transmitting apparatus 1 transmits the modulated signal B modulated with the code B after a predetermined time has elapsed after transmitting the modulated signal A.
  • the signal received by the receiving device 2 is a received signal B ′ that is a convolution integral of the modulated signal B and the scattering pattern by the scatterer.
  • the transmitting apparatus 1 transmits the modulated signal A and the modulated signal B sequentially at different timings, and the receiving apparatus 2 receives the received signal A ′ and the received signal B ′ sequentially at different timings.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional receiving device 2.
  • the reception device 2 includes a reception unit 110, a code generator 120, a correlation data calculation unit 130, and a decoding unit 140.
  • the receiving unit 110 includes a quadrature detector 111, an oscillator 112, and an AD converter 113.
  • the quadrature detector 111 performs quadrature detection on the input received signal using the oscillation signal from the oscillator 112, and outputs a detection signal composed of an I channel signal and a Q channel signal.
  • the AD converter 113 performs AD conversion on the detection signal output from the quadrature detector 111.
  • the detection signal AD-converted by the AD converter 113 is subjected to correlation processing in the correlation data calculation unit 130 using the code generated by the code generator 120.
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of correlation processing in the correlation data calculation unit 130.
  • the correlation signal calculation unit 130 receives the detection signal A and the detection signal B sequentially at different timings.
  • the correlation data calculation unit 130 calculates a correlation value between the code A * corresponding to the code A and the detection signal A using, for example, a matched filter.
  • the code A * is a code having a conjugate relationship with the code A, for example.
  • the correlation data ⁇ A composed of a plurality of correlation values calculated by the correlation data calculation unit 130 convolves the autocorrelation function of the code A and the scattering pattern. It will be.
  • the correlation data calculation unit 130 calculates a correlation value between the code B * corresponding to the code B and the detection signal B.
  • the code B * is a code having a conjugate relationship with the code B, for example.
  • the correlation data ⁇ B composed of a plurality of correlation values calculated by the correlation data calculation unit 130 convolves the autocorrelation function of code B and the scattering pattern. It will be.
  • FIG. 4 shows an example in which the scattering is an impulse response.
  • the time lag in FIG. 4 indicates the time based on the time when the autocorrelation function is maximized.
  • the correlation value at time lag 0 corresponds to the main lobe
  • the correlation value at a time lag different from time lag 0 corresponds to the range side lobe.
  • the time lag 0 corresponds to the distance between the receiving device 2 and the scatterer 3
  • the time lag in the code corresponds to the distance from the scatterer 3.
  • the decoding unit 140 adds the correlation data ⁇ A of the code A and the correlation data ⁇ B of the code B to generate the decoded data ⁇ , and completes the decoding.
  • the code A and the code B are complementary codes
  • adding the autocorrelation function of the code A and the autocorrelation function of the code B produces a maximum peak at the position of the time lag 0, and the time lag 0
  • the range side lobe at different time lags becomes zero. Therefore, the decoding unit 140 outputs the decoded data ⁇ with the range side lobe shown in FIG. 4 being zero in a state where no phase rotation occurs between the reception signal A ′ and the reception signal B ′,
  • the distance to the scatterer can be estimated based on the timing of the time lag 0 with reference to the timing at which the apparatus transmits the code A.
  • phase rotation occurs between the reception signal A ′ and the reception signal B ′.
  • FIG. 5 illustrates decoding in which correlation data ⁇ A , correlation data ⁇ B , and ⁇ A and ⁇ B are added in the case where phase rotation occurs between the reception signal A ′ and the reception signal B ′.
  • the Q channel is 0.
  • the correlation data ⁇ B having a phase difference with respect to the correlation data ⁇ A a signal appears in both the I channel and the Q channel, and as a result, a range side lobe appears in the composite signal ⁇ after addition.
  • the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a receiving apparatus, a receiving method, and a transmitting / receiving system that improve the accuracy of estimating the position of a moving object.
  • a receiving apparatus includes a receiving unit that receives a first signal encoded by a first code and a second signal encoded by a second code different from the first code; Correlation for calculating first correlation data indicating a correlation between the first signal and a code corresponding to the first code, and second correlation data indicating a correlation between the second signal and a code corresponding to the second code From the data calculation unit, the plurality of first correlation values constituting the first correlation data, and the plurality of second correlation values constituting the second correlation data, the first correlation value and the second correlation are associated with a time lag.
  • An extraction unit that extracts a value, and an expansion that expands, in the frequency domain, a correlation value group in the time domain configured by the first correlation value and the second correlation value extracted by the extraction unit for each time lag. And in the frequency domain by the expansion unit And when on the basis of the magnitude of the frequency of the frequency components included in the correlation value group, and a specifying unit for specifying a correlation value group corresponding to a predetermined said time lag.
  • the expansion unit expands in the frequency domain based on, for example, a passable band of a digital filter through which the correlation value group in the time domain corresponding to each time lag can pass.
  • the expansion unit may expand the correlation value group in the time domain corresponding to each time lag in the frequency domain by performing a Fourier transform.
  • the expansion unit may expand the correlation value group in the time domain by performing an inverse Fourier transform on the correlation value group specified by the specifying unit.
  • a transmission / reception system includes the receiving device, a first signal encoded by a first code, and a second signal encoded by a second code different from the first code.
  • a transmission device for transmission includes the receiving device, a first signal encoded by a first code, and a second signal encoded by a second code different from the first code.
  • a receiving method includes a procedure of receiving a first signal encoded by a first code and a second signal encoded by a second code different from the first code; A procedure for calculating first correlation data indicating the correlation between the first signal and the first code, and second correlation data indicating the correlation between the second signal and the second code, and configuring the first correlation data
  • the time domain correlation value group composed of the first correlation value and the second correlation value extracted by the extraction unit is expanded in the frequency domain in the procedure of expanding in the frequency domain, and in the procedure of expanding. Frequency included in the correlation value group Based on the magnitude of the partial frequencies, and a procedure for identifying a correlation value group corresponding to a predetermined said time lag.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating correlation data ⁇ A , correlation data ⁇ B, and decoded data ⁇ obtained by adding correlation data ⁇ A and correlation data ⁇ B It is a figure which shows the structure of the receiver which concerns on 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the receiving device 2 according to the first embodiment.
  • the receiving device 2 receives a scattered wave generated by the modulation signal transmitted from the transmitting device 1 shown in FIG. 1 being scattered by a scatterer.
  • the transmission device 1 and the reception device 2 constitute a transmission / reception system S.
  • the transmission device 1 transmits a first signal encoded by the first code and a second signal encoded by a second code different from the first code.
  • the transmission device 1 transmits the first signal and the second signal using, for example, the first code and the second code constituting the complementary code.
  • the receiving device 2 includes a receiving unit 10, a code generating unit 20, a correlation data calculating unit 30, an extracting unit 40, a developing unit 50, and a specifying unit 60.
  • the receiving unit 10 receives a first signal encoded by the first code and a second signal encoded by a second code different from the first code.
  • the first code is referred to as “A”
  • the second code is referred to as “B”.
  • a code A and a code B are, for example, codes constituting a complementary code.
  • the receiving unit 10 has a configuration equivalent to that of the receiving unit 110 illustrated in FIG. 3, and outputs the detection signal A and the detection signal B by detecting the received first signal and second signal.
  • the code generator 20 has the same configuration as the code generator 120 shown in FIG.
  • the code generation unit 20 includes a memory that stores a plurality of codes constituting a complementary code, and selects a code corresponding to the first signal and the second signal received by the reception unit 110 under the control of the CPU. Output.
  • the code generator 20 outputs, for example, a code A * and a code B * conjugate with the code A and the code B.
  • Correlation data calculation unit 30 calculates first correlation data indicating the correlation between the first signal and code A *, and second correlation data indicating the correlation between the second signal and code B *.
  • the first correlation data corresponds to the autocorrelation function of the code A shown in FIG. 4, for example, shows a maximum value at time lag 0, and is smaller than the correlation value at time lag 0 at time lags other than time lag 0. It is composed of a plurality of first correlation values having amplitude.
  • the second correlation data corresponds to the autocorrelation function of code B shown in FIG. 4, for example, shows a maximum value at time lag 0 and has an amplitude smaller than the correlation value at time lag 0 at time lags other than time lag 0.
  • the correlation data calculation unit 30 performs correlation processing using a plurality of code patterns obtained by adding phase rotations to the codes A * and B * in advance. Compression may be performed.
  • the extraction unit 40 obtains the first correlation value and the second correlation value in association with the time lag from the plurality of first correlation values constituting the first correlation data and the plurality of second correlation values constituting the second correlation data. Extract. Specifically, the extraction unit 40 selects a first correlation value corresponding to each time lag for each time lag of the plurality of first correlation data sequentially input at different timings, and inputs the first correlation value to the expansion unit 50. . In addition, for each time lag of the plurality of second correlation data sequentially input at different timings, a second correlation value corresponding to each time lag is selected and output to the expansion unit 50. The extraction unit 40 generates a correlation value group including a plurality of first correlation values and a plurality of second correlation values corresponding to the plurality of first signals and the plurality of second signals sequentially received for each time lag. And output to the expansion unit 50.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the extraction unit 40.
  • the horizontal direction corresponds to the time lag ⁇ 4 to +4, and the vertical direction corresponds to the elapsed time after the transmission apparatus 1 transmits the modulation signal A1.
  • the first correlation data corresponding to the modulation signal A1 transmitted first is “0, 2, 0, ⁇ 1, 8, ⁇ 1, 0, 2, 0”.
  • the second correlation data corresponding to the modulation signal B1 transmitted second is “0, ⁇ 2, 0, 1, 8, 1, 0, ⁇ 2, 0”.
  • the first correlation data corresponding to the modulation signal A2 transmitted third is “0, 2, 1, ⁇ 2, 7, ⁇ 1, 0, 2, 0”.
  • the second correlation data corresponding to the modulation signal B2 transmitted fourth is “ ⁇ 1, ⁇ 1, 2, 1, 8, 1, 2, 0, ⁇ 1”.
  • Correlation value 0 corresponding to modulation signal A1 and time lag-4 is one of the first correlation values corresponding to time lag-4.
  • the correlation value 0 corresponding to the modulation signal B1 and the time lag-4 is one of the second correlation values corresponding to the time lag-4.
  • the expansion unit 50 receives the correlation value group from the extraction unit 40, and sets the time-domain correlation value group composed of the first correlation value and the second correlation value extracted by the extraction unit for each time lag in the frequency domain. expand.
  • the expansion unit 50 includes, for example, a digital filter group including a plurality of digital filters 51, digital filters 52, and digital filters 53 having different pass frequency bands. The expansion unit 50 expands the frequency domain based on the passable band of the digital filter through which a correlation value group in the time domain corresponding to each time lag can pass.
  • the correlation value group extracted by the extraction unit 40 is input to the digital filter group for each time lag.
  • the expansion unit 50 includes, for example, a plurality of digital filter groups, and the correlation value group is input to the digital filter group assigned for each time lag.
  • the expansion unit 50 may include a buffer that stores the correlation value group in association with the time lag, and may sequentially input the correlation value group accumulated in the buffer to one digital filter group for each time lag.
  • the correlation value group input to the digital filter group passes through a digital filter that can pass frequency components included in the correlation value group.
  • the developing unit 50 can specify the frequency of the signal component included in the correlation value group by specifying the digital filter through which the correlation value group has passed.
  • the expansion unit 50 expands the correlation value group in the time domain in the frequency domain by mapping the frequency specified for each correlation value group in the frequency domain. For example, the expansion unit 50 selects the length in the time domain of the correlation value group to be expanded in the frequency domain based on the required frequency resolution.
  • FIG. 8 is a diagram showing a correlation value group in the time domain and a correlation value group developed in the frequency domain.
  • the correlation value group of the above C (-4) and C (-3) is compared with the correlation value group of C (0), the correlation value included in C (0) is hardly changed and is changed to a direct current. Since it is close, many low frequency components are included.
  • the correlation values included in C (-4) and C (-3) frequently change between a positive value and a negative value, and therefore include more frequency components than C (0). .
  • code A and code B form a complementary code
  • a time lag in which the first correlation value corresponding to code A and the second correlation value corresponding to code B have the same absolute value and the code is reversed. Therefore, it becomes easy to separate the correlation value group of C (0) from other correlation value groups.
  • the correlation value group corresponding to the time lag 0 is located at the lowest frequency in the frequency domain, and the correlation value groups corresponding to the other time lags are separated from C (0), C ( 0). Further, since C (0) has a large amplitude, it has a higher intensity than other correlation value groups.
  • the specifying unit 60 specifies a correlation value group corresponding to a predetermined time lag based on the frequency when the expansion unit 50 expands the frequency domain. For example, the specifying unit 60 specifies a correlation value group corresponding to the time lag 0. Specifically, the specifying unit 60 specifies, for example, the correlation value group having the lowest frequency when expanded in the frequency domain by the extraction unit 40 as the correlation value group corresponding to the time lag 0. The specifying unit 60 may specify a correlation value group having the highest intensity when expanded in the frequency domain by the extraction unit 40 as a correlation value group corresponding to the time lag 0. As described above, the specifying unit 60 can estimate the position to the moving object by specifying the correlation value group corresponding to the time lag 0.
  • the specifying unit 60 may specify a correlation value group corresponding to a predetermined time lag based on the distance between adjacent correlation value groups when expanded in the frequency domain.
  • the position in the frequency domain of the correlation value group corresponding to time lag 0 is often farthest from the frequency domain of the correlation value group corresponding to range side lobes other than time lag 0. Therefore, the specifying unit 60 may specify the correlation value group having the maximum distance from the adjacent correlation value group when expanded in the frequency domain as the correlation value group corresponding to the time lag 0.
  • the specifying unit 60 may specify the moving speed of the scatterer 3 based on the frequency when deployed in the frequency domain.
  • the expanding unit 50 may expand the correlation value group corresponding to the time lag 0 in the time domain by performing inverse Fourier transform on the correlation value group specified by the specifying unit 60. By doing so, the receiving device 2 can generate correlation data with a range side lobe of 0 in the time domain.
  • the transmission order of the first code and the second code transmitted by the transmission apparatus 1 is any order that can separate the correlation value group of C (0) and other correlation value groups in the frequency domain. Such an order may be used.
  • the transmission order of the first code and the second code is preferably an order in which the first correlation value and the second correlation value at each time lag of the range side lobe frequently change.
  • the receiving apparatus 2 adds the correlation data of a plurality of codes constituting the complementary code and completes the decoding of the complementary code as in the conventional case, and the correlation value group extracted by the extraction unit 40 Is expanded in the frequency domain by the expansion unit 50 in association with the time lag, so that a desired echo portion and a portion corresponding to the range side lobe are separated in the frequency domain. Therefore, the false image due to the range side lobe is swept out to a high frequency, and the image of the main lobe becomes clear. As a result, even when the range side lobe is large due to phase rotation between the received signals corresponding to a plurality of codes due to the movement of the scatterer, the timing of the time lag 0 indicating the timing of the desired signal Can be identified.
  • the receiving apparatus 2 according to the present embodiment is not affected by the time change between codes, which has been a problem in the conventional method, and therefore, a main lobe image can be clearly obtained. Furthermore, the receiving apparatus 2 according to the present embodiment can specify the timing of the time lag 0 even when the accuracy of the frequency and phase synchronization of the oscillator between transmission and reception is lower than in the conventional method.
  • the receiving apparatus 2 according to the present embodiment can use a signal having a shorter wavelength than the conventional one, the resolution in radar observation can be increased. Furthermore, since the receiving apparatus 2 according to the present embodiment can use a signal having a transmission cycle longer than that of the conventional one, the distance that can be probed by the radar can be increased. As described above, the receiving device 2 can calculate the distance to the scatterer with high accuracy without sacrificing the spatial resolution and the temporal resolution even when the scatterer moves.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the receiving device 2 according to the second embodiment.
  • the receiving device 2 shown in FIG. 9 is different in that a developing unit 70 is provided instead of the developing unit 50 in the receiving device 2 shown in FIG. 6, and is the same in other points.
  • the developing unit 70 includes a buffer unit 71 and a Fourier transform unit 72.
  • the expansion unit 70 expands the correlation value group in the time domain corresponding to each time lag to the frequency domain by performing Fourier transform. Specifically, first, the buffer unit 71 stores the correlation value group input from the extraction unit 40 in association with the time lag. Subsequently, the Fourier transform unit 72 reads the correlation value group from the buffer unit 71 for each time lag, and performs Fourier transform to develop the correlation value group in the frequency domain.
  • the processing after the correlation value group is expanded in the frequency domain by the Fourier transform unit 72 is the same as in the first embodiment.
  • the specifying unit 60 specifies the correlation value group corresponding to the time lag 0 from the correlation value group in the frequency domain, so that the receiving device 2 specifies the timing of the time lag 0 and the distance to the scatterer is highly accurate. It becomes possible to estimate with.
  • FIG. 10 is a diagram showing a correlation value group developed in the frequency domain when there are a plurality of moving scatterers.
  • FIG. 10 shows that there are a plurality of correlation value groups in the vicinity of ⁇ 10 Hz, and there are a plurality of scatterers at different distances.
  • FIG. 11 shows an example of autocorrelation data of four codes configured with four bits of quaternary phase modulation (QPSK).
  • the receiving unit 10 receives signals corresponding to three or more codes.
  • the extraction unit 40 extracts a plurality of correlation values in association with the time lag based on the three or more correlation data calculated based on the received three or more codes.
  • the expansion unit 50 or the expansion unit 70 expands a correlation value group including a plurality of correlation values corresponding to three or more codes in the frequency domain.
  • the present invention is not limited to a complementary code composed of two codes, but may use a plurality of other codes whose range side lobes are within a predetermined range by adding each other. it can.
  • the receiving device 2 is a radar receiving device, and the receiving device 2 receives the scattered wave scattered by the scatterer and specifies the distance to the scatterer based on the received scattered wave.
  • the embodiment has been described.
  • the receiving device 2 according to the present embodiment is different from the above embodiment in that it functions as a receiver of the communication device.
  • the transmitter 1 is a base station of a mobile phone network
  • the receiver 2 is a mobile terminal
  • the scatterer 3 is a communication channel between the base station and the mobile terminal.
  • the receiving unit 10 receives, for example, the first signal and the second signal included in the training signal transmitted by the transmission device 1.
  • the correlation data calculation unit 30 calculates first correlation data and second correlation data based on the received first signal and second signal.
  • the extraction unit 40 extracts the first correlation value and the second correlation value in association with the time lag.
  • the expansion unit 50 or the expansion unit 70 expands, in the frequency domain, a time-domain correlation value group composed of the first correlation value and the second correlation value extracted by the extraction unit 40 for each time lag.
  • the specifying unit 60 can estimate the propagation characteristic of the communication channel by specifying the position in the frequency domain in association with the time lag.
  • the receiving unit 10 receives the first signal and the second signal sequentially at different timings, and the developing unit 50 or the developing unit 70 uses the time domain correlation value group corresponding to the time lag as the frequency.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the receiving unit 10 receives first and second signals corresponding to different spatial arrangements.
  • the transmission device 1 irradiates a plurality of first signals and a plurality of second signals toward different positions in the X-axis direction of the scatterer, and moves the irradiation direction in the Y-axis direction at predetermined time intervals.
  • the expansion unit 70 expands a spatial correlation value group composed of the first correlation value and the second correlation value extracted by the extraction unit 40 in the wave number region for each spatial arrangement.
  • the specifying unit 60 can specify the shape of the scatterer irradiated with the first signal and the second signal by specifying the position of the correlation value group in the wave number region in association with the spatial arrangement.
  • the receiving device and the receiving method according to the present invention can be used for radar, sonar, wave exploration devices used in geological surveys and resource exploration, tomography devices, and devices for estimating images and physical characteristics, thereby improving estimation accuracy. Can be improved.

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Abstract

　受信装置が、第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部１０と、第１信号と第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び第２信号と第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部３０と、第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部４０と、時間ラグごとに、抽出部により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部５０と、を備える。

Description

受信装置、受信方法及び送受信システム
　本発明は、信号を受信する受信装置、受信方法及び送受信システムに関する。
　送信時に所定の符号を用いて符号化された変調信号を受信し、送信時に用いられた符号に対応する符号と、受信した変調信号との相関の大きさに基づいて、変調信号を受信したことを検出する方法が知られている。レーダーにおいては、送信装置から送信された符号化信号が物体（以下、散乱体という）で散乱されることにより生じる散乱波の検出感度を高めるために、送信装置において送信パルスを所定の符号で変調している。そして、受信装置において所定の符号で復調することにより、距離方向の分解能を低下させることなく検出感度を高めるパルス圧縮技術が用いられている。受信装置における復調時には、受信した変調信号と所定の符号との相関処理が行われる（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１２－３２２２９号公報
　ところで、受信装置において、相関処理を行うことで変調信号を復調する場合、相関値が最大値を示す主応答であるメインローブのタイミングと異なるタイミングにおいて、０以外の相関値を示す副応答であるレンジサイドローブが生じる。レーダーの受信装置において相関処理した結果にレンジサイドローブが存在すると、距離方向の偽像が観測データに生じるので、散乱体までの距離が誤認識されてしまう。
　レンジサイドローブの大きさは、符号の自己相関関数により規定される。つまり、自己相関関数におけるサイドローブが小さい符号を選択することにより、偽像が小さいパルス圧縮が可能になる。サイドローブが小さい符号として、ｎビット符号の主応答の大きさがｎであり、全ての副応答の値が±１であるバーカー符号が知られている。
　さらに、それぞれの自己相関関数を加算すると、加算後のサイドローブが０になる複数の符号を組み合わせて用いる方法も知られている。例えば、加算後のサイドローブが０になる複数の符号として相補符号（コンプリメンタリー符号ともいう）が知られている。相補符号のような複数の符号を順次異なるタイミングで送受信することにより、偽像がない応答を得ることができる。
　図１は、レーダーの送信装置１及び受信装置２を示す図である。図２は、レーダーを送受信する動作のイメージ図である。送信装置１は、まず、符号Ａで変調された変調信号Ａを送信する。変調信号Ａが散乱体３で散乱されることにより生じる散乱波は、レーダーの受信装置２に入力される。受信装置２が受信する信号は、変調信号Ａと散乱体による散乱パターンとのたたみ込み積分である受信信号Ａ’となっている。
　送信装置１は、変調信号Ａを送信してから所定の時間が経過した後に、符号Ｂで変調された変調信号Ｂを送信する。受信装置２が受信する信号は、変調信号Ｂと散乱体による散乱パターンとの畳み込み積分である受信信号Ｂ’となっている。以下、送信装置１は、変調信号Ａ及び変調信号Ｂを順次異なるタイミングで送信し、受信装置２は、受信信号Ａ’及び受信信号Ｂ’を順次異なるタイミングで受信する。
　図３は、従来の受信装置２の構成を示す図である。受信装置２は、受信部１１０、符号発生器１２０、相関データ算出部１３０及び復号化部１４０を備える。受信部１１０は、直交検波器１１１、発振器１１２及びＡＤ変換器１１３を有する。直交検波器１１１は、入力された受信信号を、発振器１１２からの発振信号を用いて直交検波し、Ｉチャネル信号及びＱチャネル信号から成る検波信号を出力する。ＡＤ変換器１１３は、直交検波器１１１から出力された検波信号をＡＤ変換する。ＡＤ変換器１１３によりＡＤ変換された検波信号は、符号発生器１２０により発生された符号を用いて、相関データ算出部１３０において相関処理される。
　図４は、相関データ算出部１３０における相関処理の概要を示す図である。相関データ算出部１３０には、検波信号Ａと検波信号Ｂとが、順次異なるタイミングで入力される。相関データ算出部１３０は、例えばマッチトフィルタを用いて、符号Ａに対応する符号Ａ＊と検波信号Ａとの相関値を算出する。ここで、符号Ａ＊は、例えば符号Ａと共役の関係にある符号である。変調信号Ａにノイズの影響等による歪みが生じていない状態においては、相関データ算出部１３０が算出する複数の相関値から成る相関データγＡは、符号Ａの自己相関関数と散乱パターンを畳み込んだものとなる。
　同様に、相関データ算出部１３０は、符号Ｂに対応する符号Ｂ＊と検波信号Ｂとの相関値を算出する。ここで、符号Ｂ＊は、例えば符号Ｂと共役の関係にある符号である。変調信号Ｂにノイズの影響等による歪みが生じていない状態においては、相関データ算出部１３０が算出する複数の相関値から成る相関データγＢは、符号Ｂの自己相関関数と散乱パターンを畳み込んだものとなる。なお、図４においては、散乱がインパルス応答である場合の例が示されている。
　ここで、図４における時間ラグは、自己相関関数が最大となる時間を基準とする時間を示す。時間ラグ０における相関値はメインローブに対応し、時間ラグ０と異なる時間ラグにおける相関値はレンジサイドローブに対応する。時間ラグ０は、受信装置２と散乱体３との距離に対応し、符号内の時間ラグは、散乱体３からの距離に対応する。
　復号化部１４０は、符号Ａの相関データγＡと符号Ｂの相関データγＢとを加算することで、復号化データγを生成し、復号化を完成する。符号Ａと符号Ｂとが相補符号を構成する符号である場合、符号Ａの自己相関関数と符号Ｂの自己相関関数とを加算すると、時間ラグ０の位置において最大のピークが生じ、時間ラグ０と異なる時間ラグにおけるレンジサイドローブが０となる。したがって、復号化部１４０は、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間で位相回転が生じていない状態において、図４に示したレンジサイドローブが０の復号化データγを出力し、送信装置が符号Ａを送信したタイミングを基準とする時間ラグ０のタイミングに基づいて、散乱体までの距離を推定することができる。
　ところが、散乱体が移動している場合、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間では、位相回転が生じる。具体的には、散乱体が移動している場合、送信装置１が変調信号Ａを送信してから受信装置２が受信信号Ａ’を受信するまでの時間と、送信装置１が変調信号Ｂを送信してから受信装置２が受信信号Ｂ’を受信するまでの時間とが異なるので、送信装置１が変調信号Ａを送信したタイミングを基準にした場合の受信信号Ａ’の位相と、送信装置１が変調信号Ｂを送信したタイミングを基準にした場合の受信信号Ｂ’の位相とが異なる。
　図５は、このように、受信信号Ａ’と受信信号Ｂ’との間で位相回転が生じている場合の相関データγＡ、相関データγＢ、及びγＡとγＢを加算した復号化データγを示す図である。図５の実線、点線はそれぞれ直交するＩチャンネル、Ｑチャンネルの信号に相当するが、相関データγＡがＩチャンネルに一致するように便宜的に位相の基準を選んでいるため、相関データγＡのＱチャンネルは０となっている。この相関データγＡに対して位相差を持つ相関データγＢは、ＩチャンネルとＱチャンネル両方に信号が現れ、結果として加算後の複合化信号γにレンジサイドローブが出現している。このように、相補符号のように複数の符号を用いたパルス圧縮符号系を従来の受信方法で複合化する場合、散乱体が移動すると、複合化データにレンジサイドローブが生じるので、高い精度での観測ができず、物体の位置の推定が困難であるという問題があった。
　従来、この問題を解決するために、複数の符号の送信間隔を短くすることにより、相補符号を構成する複数の符号による観測時間内の散乱体の移動量を小さくしたり、波長を長くすることにより、位相回転量を抑制したりするという対策が提案されている。しかし、複数の符号の送信間隔を短くすると、観測可能な距離範囲が小さくなるという問題があった。また、変調信号の波長を長くすると、分解能が低下するという問題があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、移動する物体の位置の推定精度を向上させる受信装置、受信方法及び送受信システムを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様に係る受信装置は、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部と、前記第１信号と前記第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部と、前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部と、前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部と、前記展開部により周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する特定部と、を備える。
　前記展開部は、例えば、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する。前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開してもよい。
　また、前記展開部は、前記展開部は、前記特定部により特定された前記相関値群を逆フーリエ変換することにより、前記相関値群を時間領域に展開してもよい。
　本発明の第２の態様に係る送受信システムは、上記の受信装置と、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を送信する送信装置とを備える。
　本発明の第３の態様に係る受信方法は、第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する手順と、前記第１信号と前記第１符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号との相関を示す第２相関データを算出する手順と、前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて、第１相関値及び第２相関値を抽出する手順と、前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する手順と、前記展開する手順において周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する手順と、を備える。
　本発明によれば、移動する物体の位置の推定精度を向上させることができる。
レーダーの送信装置及び受信装置を示す図である。 レーダーが信号を送受信する動作のイメージ図である。 従来の受信装置の構成を示す図である。 相関データ算出部における相関処理の概要を示す図である。 相関データγＡ、相関データγＢ、及び相関データγＡと相関データγＢとを加算した復号化データγを示す図である。 第１の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。 抽出部の動作を説明するための図である。 時間領域の相関値群、及び周波数領域に展開された相関値群を示す図である。 第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。 周波数領域に展開された相関値群を示す図である。 ４値位相変調４ビットによる４つの符号を用いた場合の相関データの例を示す図である。
＜第１の実施形態＞
　図６は、第１の実施形態に係る受信装置２の構成を示す図である。受信装置２は、図１に示した送信装置１から送信された変調信号が散乱体で散乱されることにより生じた散乱波を受信する。送信装置１及び受信装置２は、送受信システムＳを構成する。
　送信装置１は、第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を送信する。送信装置１は、例えば、相補符号を構成する第１符号及び第２符号を用いて、第１信号及び第２信号を送信する。
　受信装置２は、受信部１０、符号発生部２０、相関データ算出部３０、抽出部４０、展開部５０及び特定部６０を備える。
　受信部１０は、第１符号により符号化された第１信号、及び第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する。以下、第１符号を符号Ａと称し、第２符号を符号Ｂと称する。符号Ａ及び符号Ｂは、例えば相補符号を構成する符号である。受信部１０は、例えば、図３に示した受信部１１０と同等の構成を有し、受信した第１信号及び第２信号を検波することにより、検波信号Ａ及び検波信号Ｂを出力する。
　符号発生部２０は、図３に示した符号発生器１２０と同等の構成を有する。符号発生部２０は、例えば、相補符号を構成する複数の符号を記憶するメモリを有し、ＣＰＵの制御により、受信部１１０が受信する第１信号及び第２信号に対応する符号を選択して出力する。符号発生部２０は、例えば、符号Ａ及び符号Ｂと共役な符号Ａ＊及び符号Ｂ＊を出力する。
　相関データ算出部３０は、第１信号と符号Ａ＊との相関を示す第１相関データ、及び第２信号と符号Ｂ＊との相関を示す第２相関データを算出する。第１相関データは、図４に示した符号Ａの自己相関関数に対応し、例えば、時間ラグ０において最大値を示し、時間ラグ０以外の時間ラグにおいて、時間ラグ０における相関値よりも小さい振幅を有する複数の第１相関値から構成されている。第２相関データは、図４に示した符号Ｂの自己相関関数に対応し、例えば、時間ラグ０において最大値を示し、時間ラグ０以外の時間ラグにおいて時間ラグ０における相関値よりも小さい振幅を有する複数の第２相関値から構成されている。散乱体の速度が非常に速い場合などに対応するために、相関データ算出部３０は、符号Ａ＊およびＢ＊に予め位相回転を加えた複数の符号パターンを用いて相関処理を行う、ドップラーパルス圧縮を行ってもよい。
　抽出部４０は、第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する。具体的には、抽出部４０は、異なるタイミングで順次入力される複数の第１相関データの時間ラグごとに、それぞれの時間ラグに対応する第１相関値を選択し、展開部５０に入力する。また、異なるタイミングで順次入力される複数の第２相関データの時間ラグごとに、それぞれの時間ラグに対応する第２相関値を選択し、展開部５０に対して出力する。抽出部４０は、時間ラグごとに、順次受信した複数の第１信号及び複数の第２信号に対応する複数の第１相関値及び複数の第２相関値から構成される相関値群を生成して、展開部５０に対して出力する。
　図７は、抽出部４０の動作を説明するための図である。水平方向は、時間ラグ－４から＋４までに対応し、垂直方向は、送信装置１が変調信号Ａ１を送信してからの経過時間に対応している。最初に送信された変調信号Ａ１に対応する第１相関データは、「０、２、０、－１、８、－１、０、２、０」である。２番目に送信された変調信号Ｂ１に対応する第２相関データは、「０、－２、０、１、８、１、０、－２、０」である。３番目に送信された変調信号Ａ２に対応する第１相関データは、「０、２、１、－２、７、－１、０、２、０」である。４番目に送信された変調信号Ｂ２に対応する第２相関データは、「－１、－１、２、１、８、１、２、０、－１」である。
　変調信号Ａ１及び時間ラグ－４に対応する相関値０は、時間ラグ－４に対応する第１相関値の一つである。変調信号Ｂ１及び時間ラグ－４に対応する相関値０は、時間ラグ－４に対応する第２相関値の一つである。抽出部４０は、時間ラグ－４に対応する相関値群として、Ｃ（－４）＝「０、０、０、－１、０、１、・・・」を抽出する。抽出部４０は、時間ラグ－３に対応する相関値群として、Ｃ（－３）＝「２、－２、２、－１、２、－２、・・・」を抽出する。抽出部４０は、時間ラグ０に対応する相関値群として、Ｃ（０）＝「８，８，７，８，８，７、・・・」を抽出する。このようにして、抽出部４０は、それぞれの時間ラグに対応する相関値群を抽出する。
　展開部５０は、抽出部４０から相関値群を受け、時間ラグごとに、抽出部により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する。展開部５０は、例えば、それぞれ通過周波数帯域が異なる複数のデジタルフィルタ５１、デジタルフィルタ５２及びデジタルフィルタ５３を含むデジタルフィルタ群を有する。展開部５０は、それぞれの時間ラグに対応する時間領域の相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する。
　具体的には、抽出部４０により抽出された相関値群は、時間ラグごとにデジタルフィルタ群に入力される。展開部５０は、例えば複数のデジタルフィルタ群を有し、相関値群が、時間ラグごとに割り当てられたデジタルフィルタ群に入力する。展開部５０は、相関値群を時間ラグに関連付けて格納するバッファを有し、バッファに蓄積された相関値群を、時間ラグごとに順次１つのデジタルフィルタ群に入力してもよい。デジタルフィルタ群に入力された相関値群は、相関値群に含まれる周波数成分を通過することができるデジタルフィルタを通過する。
　展開部５０は、相関値群が通過したデジタルフィルタを特定することにより、相関値群に含まれる信号成分の周波数を特定することができる。展開部５０は、それぞれの相関値群ごとに特定した周波数を周波数領域にマッピングすることにより、時間領域の相関値群を周波数領域に展開する。展開部５０は、例えば、要求される周波数分解能に基づいて、周波数領域に展開する対象となる相関値群の時間領域における長さを選択する。
　図８は、時間領域の相関値群、及び周波数領域に展開された相関値群を示す図である。上記のＣ（－４）及びＣ（－３）の相関値群と、Ｃ（０）の相関値群とを比較すると、Ｃ（０）に含まれる相関値はほとんど変化しておらず直流に近いので低周波数成分が多く含まれる。他方、Ｃ（－４）及びＣ（－３）に含まれる相関値は、正の値と負の値との間で頻繁に変化するので、Ｃ（０）よりも高い周波数成分が多く含まれる。特に、符号Ａと符号Ｂとが相補符号を構成する場合、符号Ａに対応する第１相関値と符号Ｂに対応する第２相関値とが、絶対値が同じで符号が逆になる時間ラグが多いので、Ｃ（０）の相関値群と他の相関値群とを分離しやすくなる。
　図８に示すように、時間ラグ０に対応する相関値群は、周波数領域において最も低い周波数に位置し、その他の時間ラグに対応する相関値群は、Ｃ（０）から離れた、Ｃ（０）よりも高い周波数に位置する。また、Ｃ（０）は振幅が大きいので、その他の相関値群よりも強度が大きい。
　これらの性質を用いることで、特定部６０は、展開部５０により周波数領域に展開された際の周波数に基づいて、所定の時間ラグに対応する相関値群を特定する。例えば、特定部６０は、時間ラグ０に対応する相関値群を特定する。具体的には、特定部６０は、例えば抽出部４０により周波数領域に展開された際の周波数が最も低い相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群として特定する。また、特定部６０は、抽出部４０により周波数領域に展開された際の強度が最も大きい相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群として特定してもよい。以上のとおり、特定部６０が、時間ラグ０に対応する相関値群を特定することで、移動している物体までの位置を推定することが可能になる。
　また、特定部６０は、周波数領域に展開された際の隣接する相関値群との距離に基づいて、所定の時間ラグに対応する相関値群を特定してもよい。時間ラグ０に対応する相関値群の周波数領域における位置は、時間ラグ０以外のレンジサイドローブに対応する相関値群の周波数領域から最も離れている場合が多い。そこで、特定部６０は、周波数領域に展開された際の隣接する相関値群との距離が最大の相関値群を、時間ラグ０に対応する相関値群であると特定してもよい。
　なお、散乱体３が移動していない場合、Ｃ（０）に含まれる複数の相関値間の変化量は最も少なく、周波数領域における位置は直流付近であると考えられる。散乱体３の移動速度が大きくなるにつれて、Ｃ（０）に含まれる複数の相関値間の変化量が大きくなり、周波数が高くなる。そこで、特定部６０は、周波数領域に展開された際の周波数に基づいて、散乱体３の移動速度を特定してもよい。
　また、展開部５０は、特定部６０により特定された相関値群を逆フーリエ変換することにより、時間ラグ０に対応する相関値群を時間領域に展開してもよい。このようにすることで、受信装置２は、時間領域において、レンジサイドローブが０の相関データを生成することができる。
　また、送信装置１が送信する第１符号及び第２符号の送信順序は、周波数領域においてＣ（０）の相関値群と他の相関値群とを分離することができる順序であれば、どのような順序であってもよい。第１符号及び第２符号の送信順序は、レンジサイドローブの各時間ラグにおける第１相関値と第２相関値とが、頻繁に変化する順序であることが好ましい。
　以上のとおり、受信装置２は、従来のように、相補符号を構成する複数の符号の相関データを加算して相補符号の復号化を完成させることなく、抽出部４０により抽出された相関値群を、時間ラグに関連付けて、展開部５０により周波数領域に展開することにより、所望のエコー部分とレンジサイドローブに相当する部分を周波数領域で分離する。したがって、レンジサイドローブによる偽像が高域に掃き出され、メインローブの像が鮮明になる。その結果、散乱体が移動することにより複数の符号に対応する受信信号の間に位相回転が生じることでレンジサイドローブが大きい状態であっても、所望の信号のタイミングを示す時間ラグ０のタイミングを特定できる。
　また、本実施形態に係る受信装置２は、従来の方法において問題となっていた符号間の時間変化の影響を受けないので、メインローブの像を鮮明に得ることができる。さらに、本実施形態に係る受信装置２は、従来の方法に比べて、送受信間の発振器の周波数及び位相同期度の精度が低くても、時間ラグ０のタイミングを特定することができる。
　また、本実施形態に係る受信装置２は、従来よりも短い波長の信号を用いることが可能になるので、レーダー観測における分解能を高めることができる。さらに、本実施形態に係る受信装置２は、従来よりも長い送信周期の信号を用いることができるので、レーダーで探査できる距離を大きくすることができる。このように、受信装置２は、散乱体が移動する場合であっても、空間分解能及び時間分解能を犠牲にすることなく、散乱体までの距離を高い精度で算出することができる。
＜第２の実施形態＞
　図９は、第２の実施形態に係る受信装置２の構成を示す図である。図９に示す受信装置２は、図６に示した受信装置２における展開部５０の代わりに展開部７０を備える点で異なり、他の点で同じである。
　展開部７０は、バッファ部７１と、フーリエ変換部７２とを有する。展開部７０は、それぞれの時間ラグに対応する時間領域の相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開する。具体的には、まず、バッファ部７１が、抽出部４０から入力される相関値群を、時間ラグに関連付けて記憶する。続いて、フーリエ変換部７２が、時間ラグごとに相関値群をバッファ部７１から読み出して、フーリエ変換することにより、相関値群を周波数領域に展開する。
　フーリエ変換部７２により相関値群が周波数領域に展開された後の処理は、第１の実施形態と同様である。周波数領域の相関値群から、特定部６０が、時間ラグ０に対応する相関値群を特定することにより、受信装置２は、時間ラグ０のタイミングを特定し、散乱体までの距離を高い精度で推定することが可能になる。
　展開部７０が、フーリエ変換をすることにより相関値群を周波数領域に展開する場合、相関値群をバッファ部７１に蓄積するので、移動している散乱体が多く存在する場合であっても、それぞれの散乱体までの距離を高い精度で推定することができる。
　図１０は、移動している散乱体が複数存在する場合の、周波数領域に展開された相関値群を示す図である。図１０においては、－１０Ｈｚ付近に複数の相関値群があり、異なる距離に複数の散乱体が存在することが示されている。
＜第３の実施形態＞
　上記の実施形態においては、相補符号を構成する第１符号及び第２符号を用いて構成する場合について説明したが、より多くの種類から構成される相補符号を用いることもできる。図１１は、４値位相変調（ＱＰＳＫ）４ビットで構成された４つの符号の自己相関データの例を示すものである。
　このような符号を用いる場合、受信部１０は、３つ以上の符号に対応する信号を受信する。抽出部４０は、受信した３つ以上の符号に基づいて算出された３つ以上の相関データに基づいて、時間ラグに関連づけて、複数の相関値を抽出する。
　展開部５０又は展開部７０は、３つ以上の符号に対応する複数の相関値から構成される相関値群を、周波数領域に展開する。このように、本発明は、２つの符号から構成される相補符号に限定されるものではなく、互いに加算することにより、レンジサイドローブが所定の範囲内に収まる他の複数の符号を用いることができる。
＜第４の実施形態＞
　上記の実施形態においては、受信装置２がレーダーの受信装置であり、受信装置２が、散乱体において散乱された散乱波を受信し、受信した散乱波に基づいて散乱体までの距離を特定するという実施形態について説明した。しかし、本実施形態に係る受信装置２は、通信装置の受信機として機能する点で、上記の実施形態と異なる。例えば、送信装置１は携帯電話網の基地局であり、受信装置２は携帯端末であり、散乱体３は基地局と携帯端末との間の通信チャネルである。
　本実施形態に係る受信部１０は、例えば、送信装置１が送信したトレーニング信号に含まれる第１信号及び第２信号を受信する。相関データ算出部３０は、受信した第１信号及び第２信号に基づいて第１相関データ及び第２相関データを算出する。抽出部４０は、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する。展開部５０又は展開部７０は、時間ラグごとに、抽出部４０により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する。特定部６０は、時間ラグに関連付けて、周波数領域における位置を特定することにより、通信チャネルの伝搬特性を推定することができる。
＜第５の実施形態＞
　上記の実施形態においては、受信部１０が、第１信号と第２信号とを順次異なるタイミングで受信し、展開部５０又は展開部７０が、時間ラグに対応する時間領域の相関値群を周波数領域に展開したのに対して、本実施形態においては、受信部１０が、それぞれ異なる空間配置に対応する第１信号と第２信号とを受信する点で異なる。
　送信装置１は、例えば、複数の第１信号及び複数の第２信号を、散乱体のＸ軸方向の異なる位置に向けて照射し、所定の時間間隔で、照射方向をＹ軸方向に移動する。展開部７０は、空間配置ごとに、抽出部４０により抽出された第１相関値及び第２相関値から構成される空間の相関値群を、波数領域に展開する。特定部６０は、空間配置に関連付けて、相関値群の波数領域における位置を特定することにより、第１信号及び第２信号が照射された散乱体の形状を特定することができる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　例えば、本発明に係る受信装置及び受信方法は、レーダー、ソナー、地質調査や資源探査で用いられる波動探査装置、トモグラフィ装置、像や物理特性の推定を行う装置に用いることにより、推定精度を向上させることができる。
１　送信装置
２　受信装置
３　散乱体
１０　受信部
２０　符号発生部
３０　相関データ算出部
４０　抽出部
５０　展開部
５１～５３　デジタルフィルタ
６０　特定部
７０　展開部
７１　バッファ部
７２　フーリエ変換部
１１０　受信部
１１１　直交検波器
１１２　発振器
１１３　変換器
１２０　符号発生器
１３０　相関データ算出部
１４０　復号化部

Claims (7)

  1. 　第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する受信部と、
    　前記第１信号と前記第１符号に対応する符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号に対応する符号との相関を示す第２相関データを算出する相関データ算出部と、
    　前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて第１相関値及び第２相関値を抽出する抽出部と、
    　前記時間ラグごとに、前記抽出部により抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する展開部と、
    　前記展開部により周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する特定部と、
    　を備える受信装置。
  2. 　前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群が通過可能なデジタルフィルタの通過可能帯域に基づいて、周波数領域に展開する、
    　請求項１に記載の受信装置。
  3. 　前記展開部は、それぞれの前記時間ラグに対応する時間領域の前記相関値群をフーリエ変換することにより、周波数領域に展開する、
    　請求項１に記載の受信装置。
  4. 　前記展開部により周波数領域に展開された際の強度が最も大きい相関値群を特定する特定部を備える、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の受信装置。
  5. 　前記展開部は、前記特定部により特定された前記相関値群を逆フーリエ変換することにより、前記相関値群を時間領域に展開する、
    　請求項３又は４に記載の受信装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の受信装置と、
    　前記第１符号により符号化された前記第１信号、及び前記第２符号により符号化された前記第２信号を送信する送信装置と、
    　を備える送受信システム。
  7. 　第１符号により符号化された第１信号、及び前記第１符号と異なる第２符号により符号化された第２信号を受信する手順と、
    　前記第１信号と前記第１符号との相関を示す第１相関データ、及び前記第２信号と前記第２符号との相関を示す第２相関データを算出する手順と、
    　前記第１相関データを構成する複数の第１相関値、及び前記第２相関データを構成する複数の第２相関値から、時間ラグに関連付けて、第１相関値及び第２相関値を抽出する手順と、
    　前記時間ラグごとに、前記抽出する手順において抽出された前記第１相関値及び前記第２相関値から構成される時間領域の相関値群を、周波数領域に展開する手順と、
    　前記展開する手順において周波数領域に展開された際の前記相関値群に含まれる周波数成分の周波数の大きさに基づいて、所定の前記時間ラグに対応する相関値群を特定する手順と、
    　を備える受信方法。
     
     
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