JPH11252061A - 同期信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信信号電力が小さいとき及び受信信号に雑
音成分のみが含まれているときでも同期信号を検出する
装置を提供する。 【解決手段】 受信信号の電力を逐次検出してバースト
の検出と制御利得の計算を行い、バーストを検出した
後、制御利得によって相関値計算回路の出力あるいは比
較判定回路の閾値を制御し、制御された相関値が閾値よ
り大きいとき、または相関値が制御された閾値より大き
いときに、同期信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バースト信号を用
いた無線ＴＤＭＡ通信において、受信バースト信号の始
まりを検出するため、バーストの先頭に付加した既知の
符号パターンである同期信号を検出する手段に関するも
のであって、同期信号と受信信号との相関値を受信信号
電力に依存しないよう制御することで、同期信号の検出
精度を向上させることを可能にした同期信号検出装置で
ある。本発明の同期信号検出装置は、例えば、無線通信
方式において、電波が建物に反射・回折したり移動体の
陰に入ったりして、互いに異なる電力・位相・遅延時間
をもつ電波が重なり合ってできた信号を受信する場合の
ように、信号の電力が時間とともに変化し到着時間がわ
からないバースト信号の同期信号部分を検出する場合に
適している。

【０００２】

【従来の技術】従来の同期信号検出装置として、相関値
計算回路と比較判定回路だけを有する装置がある。図４
は従来の同期信号検出装置の構成例である。相関値計算
回路は、受信信号と同期信号との相関値を計算する。比
較判定回路は、前記相関計算回路の出力と閾値との大き
さを比較する。前記相関計算回路の出力が閾値より大き
いことをもって同期信号を検出したと判定する。バース
ト信号の同期信号部分が入力されたときに相関値計算回
路の出力が最大となることを利用する。閾値は、相関値
計算回路の出力の最大値のみ越えるように設定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】相関値計算回路は受信
信号と同期信号との相関値を計算するため、受信信号の
電力が変化すると相関値計算回路の出力も変化する。従
来の同期信号検出装置では、相関計算回路の出力を直接
比較判定回路に入力し固定の閾値で判定するため、受信
信号の電力が小さいと、バースト信号の同期信号部分が
入力されていても相関値計算回路の出力が比較判定回路
の閾値よりも大きくならず、同期信号を検出しない問題
点や、相関値を計算するのに用いられる受信信号に雑音
成分のみの信号が含まれていても、同期信号の部分自己
相関値が大きいと相関値計算回路の出力が比較判定回路
の閾値を越えて、同期信号を検出したと見なす問題点が
ある。

【０００４】本発明の目的は、上記の受信信号の電力が
小さいときに同期信号を検出できない点と、相関値を計
算するのに用いられる受信信号に雑音成分のみの信号が
含まれているときに同期信号を検出する点の両方を解決
した、同期信号検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、既知の符号パ
ターンである同期信号をバーストの先頭に付加して送信
し、受信側でバースト信号の始まりを検出するために前
記同期信号を検出する同期信号検出装置において、受信
信号と前記同期信号との相関値を計算する相関値計算回
路と、前記受信信号の電力を逐次検出する電力検出回路
と、前記電力検出回路の出力を前記同期信号長の時間だ
け積分する積分回路と、前記積分回路の出力から前記同
期信号長の受信信号の利得を計算し、前記利得が一定値
に達するのに必要な利得を制御利得として出力する制御
利得計算回路と、前記電力検出回路の出力を前記同期信
号長の時間観測して、バーストの検出を判定するバース
ト検出回路と、前記バースト検出回路においてバースト
が検出された場合にのみ前記制御利得計算回路の出力を
出力するスイッチと、前記相関値計算回路の出力と前記
スイッチの出力を乗算する乗算回路と、前記乗算回路の
出力と閾値との大きさを比較する比較判定回路とを有
し、前記乗算回路の出力が前記閾値より大きいことをも
って同期信号を検出したと判定することを特徴とする同
期信号検出装置である。

【０００６】本発明の別の実施例によると、上記同期信
号検出装置において、積分回路の出力から同期信号長の
受信信号の利得を計算し、前記利得を制御利得として出
力する制御利得計算回路と、バースト検出回路において
バーストが検出された場合にのみ前記制御利得計算回路
の出力を出力するスイッチと、前記スイッチの出力と閾
値を乗算する乗算回路と、前記乗算回路の出力と相関値
計算回路の出力との大きさを比較する比較判定回路とを
有し、前記相関値計算回路の出力が前記乗算回路の出力
より大きいことをもって同期信号を検出したと判定する
ことを特徴とする同期信号検出装置である。

【０００７】本発明ではスイッチからの出力でもって相
関値計算回路の出力の大きさを制御するのに対し、本発
明の別の実施例ではスイッチからの出力でもって閾値の
大きさを制御する。どちらの場合においても、比較判定
回路で比較する２つの入力の相対的大きさは変わらな
い。そのため、どちらを用いても同等の同期信号検出特
性が得られる。

【０００８】本発明は、受信信号の電力を逐次検出して
バーストの検出と制御利得の計算を行い、バーストを検
出した後、制御利得によって相関値計算回路の出力ある
いは比較判定回路の閾値を制御することを最も主要な特
徴とする。従来技術とは、バーストを検出すること、相
関計算回路の出力あるいは比較判定回路の閾値を受信信
号の電力に応じて制御することが異なる。

【０００９】本発明は、受信信号の電力から計算された
制御利得を相関計算回路の出力あるいは比較判定回路の
閾値に乗算するため、受信信号と同期信号との相関値を
受信信号の電力に依存しない形で閾値と比較することが
可能であり、またバーストの検出をするため、相関値を
計算するのに用いられる受信信号に雑音成分のみの信号
を含んでいると、相関値計算回路の出力を比較判定回路
の閾値より大きくならないようにすることが可能であ
る。従って、受信信号の電力が小さくても、受信信号に
雑音のみの信号が含まれている状態と区別して同期信号
を検出することができ、同期信号の未検出や誤検出を小
さくする効果がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の第１
の例を示す図であって、本発明による同期信号検出装置
の構成例を示している。

【００１１】同図において、受信信号は入力端子１に入
力される。入力端子１の出力は、相関値計算回路３と電
力検出回路４にそれぞれ入力される。

【００１２】相関値計算回路３は、入力端子１の出力を
同期信号長の時間だけ蓄積して、あらかじめ用意された
送信側で付加されたものと同じ同期信号２との相関値を
計算する。なお、相関値計算回路３は、相関値が受信信
号の位相に依存しない構成（参考文献：Ａ．Ｊ．Ｖｉｔ
ｅｒｂｉ，ＣＤＭＡ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆＳｐ
ｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎｓ，−Ｗｅｓｌａｙ，１９９５）を必要とする。

【００１３】電力検出回路４は、入力端子１の出力の電
力を検出する。電力検出回路４の出力は、積分回路５と
バースト検出回路７にそれぞれ入力される。

【００１４】積分回路５は、電力検出回路４の出力を同
期信号長の時間だけ積分する。ここで、積分回路５の出
力は、相関値計算回路３で相関値を計算するのに用いら
れる信号の電力の積分値に等しい。

【００１５】制御利得計算回路６は、積分回路５の出力
から同期信号長の受信信号の電圧利得を計算し、この利
得が一定値に達するのに必要な利得を制御利得として出
力する。例えば、積分回路５の出力の平方に反比例する
大きさの利得を出力する。

【００１６】バースト検出回路７は、電力検出回路４の
出力を同期信号長の時間観測してバーストの検出を判定
する。例えば、信号成分をもつ受信信号が、同期信号長
の時間内で一定以上の割合があれば、バーストが検出さ
れたと判定する。相関値計算回路３で用いられる受信信
号に雑音成分のみの信号がどれだけ含まれているかを調
査する役割を果たす。バーストが検出された場合、バー
スト検出信号を出力する。

【００１７】スイッチ８は、バースト検出回路７からバ
ースト検出信号を受け取ったときのみ、制御利得計算回
路６の出力を出力する。スイッチ８によって、相関値計
算回路３で相関値を計算するのに用いられる受信信号に
雑音成分のみの信号が一定以上の割合で含まれている場
合は、積分回路５の出力が小さくても、制御利得計算回
路６の出力が相関値計算回路３の出力に乗算されないよ
うになっている。

【００１８】スイッチ８の出力は、乗算回路９におい
て、相関値計算回路３の出力と乗算される。乗算回路９
の出力は、受信信号の電力に依存しない相関値となる。

【００１９】比較判定回路１０は、乗算回路９の出力と
あらかじめ設定された閾値１１と大きさを比較する。閾
値１１は乗算回路９の出力の最大値のみが越えるように
設定された閾値である。バースト信号の同期信号部分が
すべて相関値計算回路３に入力されたときに乗算回路９
の出力は最大となる。乗算回路９の出力が閾値１１より
大きければ、同期信号検出信号を出力端子１２に出力す
る。

【００２０】図２に本発明の実施の形態の第１の例の同
期信号検出特性を示す。横軸は同期信号部分がすべて相
関値計算回路３に入力された時刻と同期信号が検出され
た時刻との誤差であり、同期信号長の時間で規格化して
ある。縦軸は各誤差の対する同期信号の検出確率であ
る。同図には、比較のため従来の同期信号検出装置の同
期信号検出特性を点線で示してある。従来方式と比較す
ると、誤差が大きい場合ほど同期信号の検出確率が減少
し、同期信号部分がすべて相関値計算回路３に入力され
る時刻における同期信号の検出確率が増加しているのが
分かる。

【００２１】この結果から明らかなように、従来方式に
比べて、受信信号の電力が小さい場合には、相関値計算
回路３の出力を増幅することで同期信号を見逃さずに検
出ができ、受信信号に雑音のみの信号が含まれている場
合には、相関値計算回路３の出力を変化させず同期信号
を検出しないようにすることができるため、同期信号の
検出精度を向上できる改善がある。

【００２２】図３は本発明の実施の形態の第２の例を示
す図であって、本発明による同期信号検出装置の構成例
を示している。同期信号２、閾値１１の値と、入力端子
１、相関値計算回路３、電力検出回路４、積分回路５、
バースト検出回路８、出力端子１２の動作は図１で示し
た本発明の実施の形態の第１の例の場合と同様である。

【００２３】図１で示した本発明の実施の形態の第１の
例において、制御利得計算回路、スイッチ、乗算回路、
比較判定回路の動作を次のように変更する。

【００２４】制御利得計算回路１３は、積分回路５の出
力から同期信号長の受信信号の電圧利得を計算し、この
利得を制御利得として出力する。例えば、積分回路５の
出力の平方に比例する大きさの利得を出力する。

【００２５】スイッチ１４は、バースト検出回路８から
バースト検出信号を受け取ったときのみ制御利得計算回
路１３の出力を出力する。スイッチ１４によって、相関
値計算回路３で用いられる受信信号に雑音成分のみの信
号が一定以上の割合で含まれている場合は、積分回路５
の出力が小さくても、制御利得計算回路１３の出力が閾
値１１に乗算されないようになっている。

【００２６】スイッチ１４の出力は、乗算回路１５にお
いて、あらかじめ設定された閾値１１と乗算される。乗
算回路１５の出力は、受信信号の電力に連動した閾値と
なる。

【００２７】比較判定回路１６は、乗算回路１５の出力
と相関値計算回路３の出力の大きさを比較する。バース
ト信号の同期信号部分がすべて相関値計算回路３に入力
されたときに相関値計算回路３の出力は最大となる。相
関値計算回路３の出力が乗算回路１５の出力より大きけ
れば、同期信号検出信号を出力端子１２に出力する。

【００２８】本発明の実施の形態の第１の例と本発明の
実施の形態の第２の例との相違点は、バーストが検出さ
れた場合に、制御利得計算回路の出力で、相関値計算回
路の出力を制御するか比較判定回路の閾値を制御するか
である。どちらの場合においても、比較判定回路で比較
する２つの値の相対的大きさは変わらない。従って、ど
ちらの実施の形態を用いても同等の同期信号検出特性が
得られる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、信号の電力が時間とと
もに変化し到着時間がわからないバースト信号の同期信
号部分を検出する方法において、相関値計算回路の出力
あるいは比較判定回路の閾値を、受信信号の電力から計
算される利得で制御することにより、同期信号の検出を
受信信号の電力に依存しないようにすることが可能であ
る。また、バーストを検出して相関値を計算するのに用
いられる受信信号に雑音成分のみの信号が含まれている
場合は同期信号を検出できないように制御することも可
能である。従って、従来方式を用いた場合には同期信号
を検出できないような電力の小さい信号でも同期信号を
検出することができ、相関値を計算するのに用いられる
受信信号に雑音成分のみの信号が含まれているときに誤
って同期信号が検出されるのを防ぐ利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示す図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の第１の例の同期信号検出
特性を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態の第２の例を示す図であ
る。

【図４】従来の同期信号検出装置の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 同期信号 ３ 相関値計算回路 ４ 電力検出回路 ５ 積分回路 ６、１３ 利得計算回路 ７ バースト検出回路 ８、１４ スイッチ ９、１５ 乗算回路 １０ 比較判定回路 １１ 閾値 １２ 出力端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既知の符号パターンである同期信号をバ
   ーストの先頭に付加して送信し、受信側でバースト信号
   の始まりを検出するために前記同期信号を検出する同期
   信号検出装置において、 受信信号と前記同期信号との相関値を計算する相関値計
   算回路と、 前記受信信号の電力を逐次検出する電力検出回路と、 前記電力検出回路の出力を前記同期信号長の時間だけ積
   分する積分回路と、 前記積分回路の出力から前記同期信号長の受信信号の利
   得を計算し、前記利得が一定値に達するのに必要な利得
   を制御利得として出力する制御利得計算回路と、 前記電力検出回路の出力を前記同期信号長の時間観測し
   て、バーストの検出を判定するバースト検出回路と、 前記バースト検出回路においてバーストが検出された場
   合にのみ前記制御利得計算回路の出力を出力するスイッ
   チと、 前記相関値計算回路の出力と前記スイッチの出力を乗算
   する乗算回路と、 前記乗算回路の出力と閾値との大きさを比較する比較判
   定回路とを有し、 前記乗算回路の出力が前記閾値より大きいことをもって
   同期信号を検出したと判定することを特徴とする同期信
   号検出装置。
2. 【請求項２】 既知の符号パターンである同期信号をバ
   ーストの先頭に付加して送信し、受信側でバースト信号
   の始まりを検出するために前記同期信号を検出する同期
   信号検出装置において、 受信信号と前記同期信号との相関値を計算する相関値計
   算回路と、 前記受信信号の電力を逐次検出する電力検出回路と、 前記電力検出回路の出力を前記同期信号長の時間だけ積
   分する積分回路と、 積分回路の出力から同期信号長の受信信号の利得を計算
   し、前記利得を制御利得として出力する制御利得計算回
   路と、 前記電力検出回路の出力を前記同期信号長の時間観測し
   て、バーストの検出を判定するバースト検出回路と、 前記バースト検出回路においてバーストが検出された場
   合にのみ前記制御利得計算回路の出力を出力するスイッ
   チと、 前記相関値計算回路の出力と前記スイッチの出力を乗算
   する乗算回路と、 前記乗算回路の出力と閾値との大きさを比較する比較判
   定回路とを有し、 前記乗算回路の出力が前記閾値より大きいことをもって
   同期信号を検出したと判定することを特徴とする同期信
   号検出装置。