JP2010011306A - 受信処理方法及び無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、部分相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる受信処理方法及び無線装置を提供する。
【解決手段】 粗キャリア周波数ズレ検出部４０では、ＦＩＲフィルタ４４を用いてセレクタ４３から出力される粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、ＦＦＴ４５で粗キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータ生成部７０で粗周波数補正を行い、相関ピーク検出処理前に、ＦＩＲフィルタ４４を用いてセレクタ４３から出力される微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、微キャリア周波数ズレ検出部５０では、ＦＦＴ５２で微キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータ生成部７０で微周波数補正を行う受信処理方法及び無線装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、双方向通信の受信処理方法に係り、特に、相関検出において複数に分割して部分相関を行う構成で相関ピークの検出感度を大幅に改善できる受信処理方法及び無線装置に関する。

［双方向無線システム］
従来の双方向無線システムで用いられる無線機は、スペクトラム拡散方式を採用した微弱電波で動作する無線機である。
従来の双方向無線システムは、送信部と受信部を有する親機の無線機と、送信部と受信部を有する子機の無線機とを備え、子機の入力装置を動作させて、子機から親機に動作命令を送信し、親機ではその命令に従って動作するようになっている。

また、親機は、命令の伝達状況の応答や親機の状態情報を子機に送信するものである。
つまり、従来の双方向無線システムは、ＳＳを採用した双方向通信（半２重）可能な微弱無線システムとなっている。

上記双方向無線システムでは、子機主導で動作するものであり、親機は、子機の送信を間欠受信することにより、子機からの命令を受信し、子機は、動作させたいときだけ、動作状態にするため、消費電力を大幅に低減できるものとなっている。

［同期捕捉処理：図８］
従来の同期捕捉処理について図８を参照しながら説明する。図８は、従来の同期捕捉処理の概要を示す図である。
図８では、親機における間欠受信における同期捕捉処理を示しており、子機から伝送データフォーマットとしてプリアンブル、同期ワード、データが送信され、親機の受信窓（受信ＯＮの期間）で同期捕捉の処理が為される。

ここで、プリアンブルは、間欠受信している受信機に対して、キャリア周波数ズレ量の検出と補正、相関ピーク検出、同期捕捉処理を行わせるためのデータである。
また、同期ワードは、次からのデータ送信を知らせるための同期ワード情報である。
データは、伝送したいユーザデータである。

具体的には、図８に示すように、受信機の受信ＯＮの期間に、受信機では、粗キャリア周波数ズレを検出して補正し、続いて相関ピークを検出し、次ぎに、微キャリア周波数ズレ検出と補正を行うと共に同期捕捉を行い、更に、同期ワード検出、データ受信を行うようになっている。

ここで、親機と子機との間で、使用しているローカル周波数が違うことによりキャリア周波数ズレ成分が発生し、そのキャリア周波数ズレ成分が受信側のキャリア復調データに重畳して相関ピークの検出が困難になることがある。
そのような場合でも、相関ピークの検出が可能となるよう、デジタルマッチドフィルタによる相関値検出回路において、３２分割の部分相関を行う構成とすることが考えられる。

［従来の受信部構成：図９］
次ぎに、従来の無線装置における受信部の構成について図９を参照しながら説明する。図９は、従来の受信部（信号処理部）の構成ブロック図である。
従来の受信部（信号処理部）は、図９に示すように、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）制御部２０と、キャリア復調部３０と、粗キャリア周波数ズレ検出部４０”と、微キャリア周波数ズレ検出部５０′と、相関ピーク検出部６０′と、キャリアデータ生成部７０とから構成されている。

従来の信号処理部の各部について具体的に説明する。
ＡＤＣ制御部２０は、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）１０から受信ＩＦ（Intermediate Frequency）信号を入力する制御を行う。

キャリア復調部３０は、ＡＤＣ制御部２０から出力された受信ＩＦ信号に対して、ＩＦキャリア成分の除去を行い、更に、ノイズ除去の処理を行い、相関ピーク検出部６０′と粗キャリア周波数ズレ検出部４０”に出力する。

キャリア復調部３０の構成は、ＡＤＣ制御部２０からの入力された信号を分岐し、分岐した一方の信号とＩＦキャリアデータとを合成してＩ（同相）成分を出力する合成器３１ａと、分岐した他方の信号とＩＦキャリアデータとを合成してＱ（直交）成分を出力する合成器３１ｂと、合成器３１ａからの出力についてノイズを除去するＦＩＲ（Finite Impulse Response：有限長インパルス応答）フィルタ３２ａと、合成器３１ｂからの出力についてノイズを除去するＦＩＲフィルタ３２ｂとを有している。

キャリアデータ生成部７０は、粗キャリア周波数ズレ検出部４０”及び微キャリア周波数ズレ検出部５０′からの周波数ズレ値等に応じて周波数補正処理を行い、キャリア復調部３０に供給する互いに直交する２つのＩＦキャリアデータ（同相成分と直交成分）を生成する。

相関ピーク検出部６０′は、キャリア復調部３０から出力されるキャリア復調データに対して、相関検出処理を行い、相関ピーク検出を行う。
相関ピーク検出部６０′の構成は、３２分割の部分相関回路６５′と、相関ピーク検出回路６６と、１６chip部分相関部６７-1〜６７-32とから構成されている。

部分相関回路６５′は、１６chip部分相関部６７-1〜６７-32から出力された部分相関値を合算し、合算結果を相関ピーク検出回路６６に出力する。
相関ピーク検出回路６６は、部分相関回路６５′からの合算結果から相関ピークを検出し、相関ピークを検出するとピーク検出信号を出力する。
１６chip部分相関部６７-1〜６７-32は、拡散符号数５１２chipで拡散された信号を３２個の１６chip毎に分割し、１６chip内での相関を取得する。

粗キャリア周波数ズレ検出部４０”は、キャリア復調部３０から出力されたキャリア復調データに対して、親機−子機間のＩＦキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分を検出し、周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力する。

粗キャリア周波数ズレ検出部４０”の構成は、ＦＩＲフィルタ４４′と、ダウンサンプル部４２′と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換器）４５′とから構成されている。
ＦＩＲフィルタ４４′は、キャリア復調部３０のＦＩＲフィルタ３２ａ，３２ｂからの出力についてノイズを除去する。
ダウンサンプル部４２′は、ＦＩＲフィルタ４４′からのＩ成分とＱ成分のサンプル数を例えば１／８にダウンサンプルする。
ＦＦＴ４５′は、ダウンサンプル部４２′からのＩ成分とＱ成分の出力から粗キャリア周波数ズレを検出し、検出結果をＩＦキャリアデータ生成部７０に出力する。

微キャリア周波数ズレ検出部５０′は、ピークが検出された相関データに対して、周波数ズレ量を更に少なくするために、高い精度の周波数検出を行い、微キャリア周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力する。

微キャリア周波数ズレ検出部５０′の構成は、相関ピーク検出部６６で相関ピークが検出された時の１６chip部分相関部６７-1〜６７-32から出力される各部分相関ピーク値について微キャリア周波数ズレを検出し、検出結果をＩＦキャリアデータ生成部７０に出力するＦＦＴ５２′を備えている。

［従来の受信処理：図１０］
次ぎに、従来の受信処理フローについて図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来の受信処理フローを示す図である。
従来の受信処理フローは、図１０に示すように、間欠受信処理が開始されると、Ａ／Ｄ変換器１０で受信ＩＦ信号のＡ／Ｄ変換処理を行い（Ｓ２１）、キャリア復調部３０でデフォルトＩＦキャリアデータを使用してキャリア復調処理を行う（Ｓ２２）。

続いて、粗キャリア周波数ズレ検出部４０”で粗キャリア周波数ズレ検出処理を行い（Ｓ２３）、その検出結果を受けたＩＦキャリアデータ生成部７０で、ＩＦキャリアデータの粗周波数補正処理を行い（Ｓ２４）、キャリア復調部３０で、粗補正ＩＦキャリアデータを使用してキャリア復調処理を行う（Ｓ２５）。

そして、相関ピーク検出部６０′で、相関ピーク検出処理を行い（Ｓ２６）、相関ピーク検出部６０′で、相関ピークが検出されたか否かを判定し（Ｓ２７）、相関ピークがなければ（Ｎｏの場合）、間欠受信を終了する（Ｓ３５）。

相関ピークがあれば（Ｙｅｓの場合）、ピーク検出信号を出力し、受信部の後段の制御部において同期引き込み処理を行い（Ｓ２８）、微キャリア周波数ズレ検出部５０′で、相関ピーク検出時の各分割相関値をホールドし（Ｓ２９）、ホールドした各分割相関値を用いて微キャリア周波数ズレ検出処理を行う（Ｓ３０）。

その微キャリア周波数ズレ検出の結果を受けたＩＦキャリアデータ生成部７０で、ＩＦキャリアデータの微周波数補正処理を行い（Ｓ３１）、制御部で、受信データの復号処理を行い（Ｓ３２）、同期ワードとユーザーデータを受信して（Ｓ３３）、受信完了したか否かを判定する（Ｓ３４）。

受信完了していなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ３３に戻り、受信完了していれば（Ｙｅｓの場合）、間欠受信を終了する（Ｓ３５）。
このようにして、従来の受信処理が為される。

［従来の相関処理結果：図１１］
次ぎに、従来の相関処理結果について図１１を参照しながら説明する。図１１は、分割なしと３２分割の相関処理結果を示す図である。
図１１に示すように、分割相関なしの場合と３２分割相関を行った場合とを比較すると、両者の相関ピークは変わらないが、無相関時の値が３２分割の方が大きくなり、相関ピーク値をＳ（Signal）、無相関時の値をＮ（Noise）とした場合、３２分割時の方がＳ／Ｎ比が悪くなる。
Ｓ／Ｎ比が悪くなると、弱電界でのピーク誤検出の確率が高くなってしまう。

尚、関連する先行技術として、特開２００５−２０１８１４号公報（特許文献１）、特表２００７−５３１３３０号公報（特許文献２）がある。

特許文献１には、受信機において、受信した無線信号を中間周波数信号に変換し、それをデジタル信号に変換してフーリエ変換した値と周期Ｔの拡散符号との積演算を行った結果を逆高速フーリエ変換処理し、その結果において相関ピークを検出する際に、演算結果の絶対値の二乗和を各周波数補正について求め、拡散符号のレプリカの周期に基づいてグループ分けを行い、グループ内のデータの大きい順に順位付けを行い、未処理の演算結果の内、最上位を示す周波数補正に対応する積演算結果について逆高速フーリエ変換処理を行うことが示されている。

特許文献２には、同期動作の方法及び装置において、受信相関シーケンスの一部をそれぞれ受信し、複数のスライディング相関器で部分相関を出力し、各部分相関出力の絶対値をとって結合し、相関出力を形成することが記載されている。

特開２００５−２０１８１４号公報 特特表２００７−５３１３３０号公報

しかしながら、上記従来の３２分割の部分相関を採用した受信部では、分割損によるピーク検出感度が約４．４ｄＢ劣化してしまうため、スペクトラム拡散処理による感度アップの効果が大幅に損なわれてしまうという問題点があった。

また、分割数を減らして分割損を減少させることも考えられるが、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分が発生して、相関ピーク検出が困難になるという問題点が残る。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、部分相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる受信処理方法及び無線装置を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、双方向無線システムで、相関ピーク検出時に受信信号を複数に分割して部分相関を行う受信処理方法において、受信部が、キャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、粗キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの粗周波数補正処理を行い、更にキャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、微キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの微周波数補正処理を行い、その後に、分割相関を用いた相関ピーク検出処理を行い、受信データの復号処理を行うことを特徴とする。

本発明は、双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、受信部が、受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレを検出する第１の高速フーリエ変換器とを備える粗キャリア周波数ズレ検出部と、ＦＩＲフィルタからの出力を分岐して入力し、微キャリア周波数ズレを検出する第２の高速フーリエ変換器とを備える微キャリア周波数ズレ検出部と、第１の高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正を行い、第２の高速フーリエ変換器での検出結果から微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成してキャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有することを特徴とする。

本発明は、上記無線装置において、相関ピーク検出部が、粗キャリア周波数ズレ検出部と中間周波数キャリアデータ生成部で粗キャリア周波数ズレの検出と粗周波数補正が為された後に、微キャリア周波数ズレ検出部と中間周波数キャリアデータ生成部での微キャリア周波数ズレの検出と微周波数補正が為された後に、相関ピークの検出を行うことを特徴とする。

本発明は、双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、受信部が、受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレ又は微周波数ズレを検出する高速フーリエ変換器とを備えるキャリア周波数ズレ検出部と、高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正又は微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成してキャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有することを特徴とする。

本発明は、上記無線装置において、相関ピーク検出部は、キャリア周波数ズレ検出部と中間周波数キャリアデータ生成部で粗キャリア周波数ズレの検出と粗周波数補正が為され、微キャリア周波数ズレの検出と微周波数補正が為された後に、相関ピークの検出を行うことを特徴とする。

本発明は、上記無線装置において、キャリア周波数ズレ検出部で、ＦＩＲフィルタの出力を分岐して入力し、ダウンサンプルを行うダウンサンプル部と、ＦＩＲフィルタからの出力とダウンサンプル部からの出力を入力し、粗キャリア周波数ズレを検出する場合はＦＩＲフィルタからの出力を選択して高速フーリエ変換器に出力し、微キャリア周波数ズレを検出する場合はダウンサンプル部からの出力を選択して高速フーリエ変換器に出力することを特徴とする。

本発明は、上記無線装置において、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数をＦＩＲフィルタに出力し、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数をＦＩＲフィルタに出力するセレクタを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、双方向無線システムで、相関ピーク検出時に受信信号を複数に分割して部分相関を行う受信処理方法において、受信部が、キャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、粗キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの粗周波数補正処理を行い、更にキャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、微キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの微周波数補正処理を行い、その後に、分割相関を用いた相関ピーク検出処理を行い、受信データの復号処理を行う方法としているので、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、分割相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる効果がある。

本発明によれば、双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、受信部が、受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレを検出する第１の高速フーリエ変換器とを備える粗キャリア周波数ズレ検出部と、ＦＩＲフィルタからの出力を分岐して入力し、微キャリア周波数ズレを検出する第２の高速フーリエ変換器とを備える微キャリア周波数ズレ検出部と、第１の高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正を行い、第２の高速フーリエ変換器での検出結果から微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成してキャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有する装置としているので、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、分割相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる効果がある。

本発明によれば、双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、受信部が、受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレ又は微周波数ズレを検出する高速フーリエ変換器とを備えるキャリア周波数ズレ検出部と、高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正又は微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成してキャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有する装置としているので、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、分割相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる効果がある。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る受信処理方法及び無線装置は、ＦＩＲフィルタを用いて粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、粗キャリア周波数ズレを検出して補正を行い、相関ピーク検出処理前に、ＦＩＲフィルタを用いて微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、微キャリア周波数ズレを検出して補正を行うことで、相関ピーク検出時の残留周波数ズレを少なくし、相関検出の分割数を大幅に低減でき、相関ピークの検出感度を改善できる。

［受信部の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る無線装置における受信部について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る受信部の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る受信部（本受信部）は、図１に示すように、ＡＤＣ制御部２０と、キャリア復調部３０と、粗キャリア周波数ズレ検出部４０と、微キャリア周波数ズレ検出部５０と、相関ピーク検出部６０と、キャリアデータ生成部７０とを基本的に有している。

［受信部の各部］
本受信部の各部について具体的に説明する。
ＡＤＣ制御部２０は、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）１０から受信ＩＦ信号を入力する制御を行う。
［キャリア復調部３０］
キャリア復調部３０は、ＡＤＣ制御部２０から出力された受信ＩＦ信号に対して、ＩＦキャリア成分の除去を行い、更に、ノイズ除去の処理を行い、相関ピーク検出部６０と粗キャリア周波数ズレ検出部４０に出力する。
キャリア復調部３０の構成は、図９で説明したものと同様である。

［粗キャリア周波数ズレ検出部４０］
粗キャリア周波数ズレ検出部４０は、キャリア復調部３０から出力されたキャリア復調データに対して、親機−子機間のＩＦキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分を検出し、粗キャリア周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力する。

粗キャリア周波数ズレ検出部４０の構成は、移動平均フィルタ４１と、ダウンサンプル部４２と、セレクタ４３と、ＦＩＲフィルタ４４と、ＦＦＴ４５とを備えている。
移動平均フィルタ４１は、ＦＩＲフィルタ３２ａ，３２ｂからのＩ成分とＱ成分の信号を例えば８サンプル単位で平均化する。
ダウンサンプル部４２は、移動平均フィルタ４１からのＩ成分とＱ成分のサンプル数を例えば１／８にダウンサンプルする。

セレクタ４３は、粗検出用フィルタ係数と微検出用フィルタ係数が入力され、粗キャリア周波数ズレを検出するときは粗検出用フィルタ係数を選択してＦＩＲフィルタ４４に出力し、微キャリア周波数ズレを検出するときは微検出用フィルタ係数を選択してＦＩＲフィルタ４４に出力する。

ＦＩＲフィルタ４４は、ダウンサンプル部４２からＩ成分とＱ成分のデータを入力し、粗キャリア周波数ズレを検出するときにセレクタ４３から粗検出用フィルタ係数が入力されて、当該フィルタ係数に応じた残留周波数成分のノイズを除去し、ＦＦＴ４５に出力する。
また、ＦＩＲフィルタ４４は、微キャリア周波数ズレを検出するときにセレクタ４３から微検出用フィルタ係数が入力されて、当該フィルタ係数に応じた残留周波数成分のノイズを除去し、微キャリア周波数ズレ検出部５０に出力する。

ＦＦＴ４５は、ＦＩＲフィルタ４４からのＩ成分とＱ成分の出力から粗キャリア周波数ズレを検出し、検出結果をＩＦキャリアデータ生成部７０に出力する。

［微キャリア周波数ズレ検出部５０］
微キャリア周波数ズレ検出部５０は、ＦＩＲフィルタ４４で微キャリア周波数ズレを検出されたデータに対して、周波数ズレ量を更に少なくするために、高い精度の周波数検出を行い、微キャリア周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力する。

微キャリア周波数ズレ検出部５０の構成は、ダウンサンプル部５１と、ＦＦＴ５２とを備え、ダウンサンプル部５１が、粗キャリア周波数ズレ検出部４０のＦＩＲフィルタ４４から微キャリア周波数ズレを検出するときの残留周波数成分のノイズを除去したデータを入力し、例えば１／１６にダウンサンプルし、ＦＦＴ５２が、ダウンサンプル部５１の出力データについて微キャリア周波数ズレを検出し、検出結果をＩＦキャリアデータ生成部７０に出力する。

［相関ピーク検出部６０］
相関ピーク検出部６０は、キャリア復調部３０から出力されるキャリア復調データに対して、相関検出処理を行い、相関ピーク検出を行う。
相関ピーク検出部６０の構成は、１２８chip部分相関部６１〜６４と、４分割の部分相関回路６５と、相関ピーク検出回路６６と、とから構成されている。

１２８chip部分相関部６１〜６４は、拡散符号数５１２chipで拡散された信号を４個の１２８chip毎に分割し、１２８chip内での相関を取得する。
部分相関回路６５は、１２８chip部分相関部６１〜６４から出力された部分相関値を合算し、合算結果を相関ピーク検出回路６６に出力する。
相関ピーク検出回路６６は、部分相関回路６５からの合算結果から相関ピークを検出し、相関ピークを検出するとピーク検出信号を出力する。

［キャリアデータ生成部７０］
キャリアデータ生成部７０は、粗キャリア周波数ズレ検出部４０及び微キャリア周波数ズレ検出部５０からの周波数ズレ値等に応じて周波数補正処理を行い、キャリア復調部３０に供給するＩＦキャリアデータを生成する。

［受信処理フロー：図２］
次ぎに、本実施の形態の受信処理について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態の受信処理フローを示す図である。
本実施の形態の受信処理フローは、図２に示すように、間欠受信処理が開始されると、Ａ／Ｄ変換器１０で受信ＩＦ信号のＡ／Ｄ変換処理を行い（Ｓ１）、キャリア復調部３０でデフォルトＩＦキャリアデータを使用してキャリア復調処理を行う（Ｓ２）。

続いて、粗キャリア周波数ズレ検出部４０で粗検出用フィルタ係数を使用して粗キャリア周波数ズレ検出処理を行い（Ｓ３）、その検出結果を受けたＩＦキャリアデータ生成部７０で、ＩＦキャリアデータの粗周波数補正処理を行い（Ｓ４）、キャリア復調部３０で、粗補正ＩＦキャリアデータを使用してキャリア復調処理を行う（Ｓ５）。

そして、微キャリア周波数ズレ検出部５０で、微検出用フィルタ係数を使用して微キャリア周波数ズレ検出処理を行い（Ｓ６）、その検出結果を受けたＩＦキャリアデータ生成部７０で、ＩＦキャリアデータの微周波数補正処理を行い（Ｓ７）、相関ピーク検出部６０で、相関ピーク検出処理を行う（Ｓ８）。

相関ピーク検出部６０で、相関ピークが検出されたか否かを判定し（Ｓ９）、相関ピークがなければ（Ｎｏの場合）、間欠受信を終了する（Ｓ１４）。
相関ピークがあれば（Ｙｅｓの場合）、ピーク検出信号を出力し、受信部の後段の制御部において同期引き込み処理を行い（Ｓ１０）、受信データの復号処理を行い（Ｓ１１）、同期ワードとユーザーデータを受信して（Ｓ１２）、受信完了したか否かを判定する（Ｓ１３）。

判定処理Ｓ１３で、受信完了していなければ（Ｎｏの場合）、処理Ｓ１２に戻り、受信完了していれば（Ｙｅｓの場合）、間欠受信を終了する（Ｓ１４）。

［フィルタ周波数特性：図３］
次ぎに、粗キャリア周波数ズレ検出部４０におけるＦＩＲフィルタ４４のフィルタ周波数特性について図３を参照しながら説明する。図３は、ＦＩＲフィルタの周波数特性を示す図である。
粗キャリア周波数ズレ検出部４０におけるＦＦＴ４５前段のＦＩＲフィルタ４４は、粗検出用フィルタ係数が入力された場合（粗キャリア周波数ズレ検出の場合）と微検出用フィルタ係数が入力された場合（微キャリア周波数ズレ検出の場合）とで、図３に示すように、フィルタ周波数特性が異なる。

図３に示すように、粗キャリア周波数ズレ検出（粗検出）時のフィルタ周波数特性は、広い帯域の周波数を通過させるものであり、微キャリア周波数ズレ検出（微検出）時のフィルタ周波数特性は、粗検出時のそれに比べて狭い帯域の周波数を通過させるものである。
また、微検出時のフィルタ周波数特性は、粗検出時のフィルタ周波数特性に比べて、不要ノイズ成分を大幅に低減している。

［別の実施の形態に係る受信部の構成：図４］
次ぎに、別の実施の形態に係る受信部について図４を参照しながら説明する。図４は、別の実施の形態に係る受信部の構成ブロック図である。
図４の受信部は、図１の受信部と比較して、粗キャリア周波数ズレ検出部と微キャリア周波数ズレ検出部を一体化したものである。その他の構成は、図１と同様である。

図１と相違するキャリア周波数ズレ検出部４０′について説明する。
図４に示すように、キャリア周波数ズレ検出部４０′は、キャリア復調部３０から出力されたキャリア復調データに対して、親機−子機間のＩＦキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分を検出し、粗キャリア周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力すると共に、周波数ズレ量を更に少なくするために、高い精度の周波数検出を行い、微キャリア周波数ズレ量をキャリアデータ生成部７０に出力する。

キャリア周波数ズレ検出部４０′の構成は、移動平均フィルタ４１と、ダウンサンプル部４２と、セレクタ４３と、ＦＩＲフィルタ４４と、ＦＦＴ４５と、ダウンサンプル部４６と、セレクタ４７とを備えている。
移動平均フィルタ４１は、ＦＩＲフィルタ３２ａ，３２ｂからのＩ成分とＱ成分の信号を例えば８サンプル単位で平均化する。
ダウンサンプル部４２は、移動平均フィルタ４１からのＩ成分とＱ成分のサンプル数を例えば１／８にダウンサンプルする。

セレクタ４３は、粗検出用フィルタ係数と微検出用フィルタ係数が入力され、粗キャリア周波数ズレを検出するときは粗検出用フィルタ係数を選択してＦＩＲフィルタ４４に出力し、微キャリア周波数ズレを検出するときは微検出用フィルタ係数を選択してＦＩＲフィルタ４４に出力する。

ＦＩＲフィルタ４４は、ダウンサンプル部４２からＩ成分とＱ成分のデータを入力し、粗キャリア周波数ズレを検出するときにセレクタ４３から粗検出用フィルタ係数が入力されて、当該フィルタ係数に応じた残留周波数成分のノイズを除去し、セレクタ４７に出力する。
また、ＦＩＲフィルタ４４は、微キャリア周波数ズレを検出するときにセレクタ４３から微検出用フィルタ係数が入力されて、当該フィルタ係数に応じた残留周波数成分のノイズを除去し、ダウンサンプル部４６に出力する。

セレクタ４７は、粗検出時にはＦＩＲフィルタ４４から直接出力されたデータを選択してＦＦＴ４５に出力し、微検出時にはダウンサンプル部４６から出力されたデータを選択してＦＦＴ４５に出力する。
つまり、セレクタ４７は、粗検出時と微検出時で入力データの選択を切り替える。
ＦＦＴ４５は、ＦＩＲフィルタ４４からのＩ成分とＱ成分の出力から粗キャリア周波数ズレを検出し、またはダウンサンプル部４６からのＩ成分とＱ成分の出力から微キャリア周波数ズレを検出し、検出結果をＩＦキャリアデータ生成部７０に出力する。

つまり、図４のキャリア周波数ズレ検出部４０′は、図１における微キャリア周波数ズレ検出部４０のＦＦＴ４５と微キャリア周波数ズレ検出部５０のＦＦＴ５２を図４のＦＦＴ４５が兼用し、セレクタ４７で粗検出時と微検出時のいずれかを選択するものである。

［相関処理結果：図５］
次ぎに、本発明の実施の形態に係る相関処理結果について図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る相関処理結果を示す図である。
図５では、分割相関なしの場合の相関処理結果と、４分割の場合の相関処理結果と、３２分割の場合の相関処理結果を示している。
図５によると、３２分割の場合に比べて４分割の場合は、ノイズ（Ｎ）が改善していることが分かる。これにより、４分割の方が、Ｓ／Ｎ比が良くなり、弱電界でのピーク誤検出の確率を低減できる。

［相関ピーク検出感度の改善：図６］
次ぎに、本発明の実施の形態に係る相関ピーク検出感度の改善量について図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態に係る相関ピーク検出感度の改善量を示す図である。
図６において、外側の実線が分割なしの場合の相関ピーク検出特性を示し、中央のアスタリスクが付された点線が４分割の場合の相関ピーク検出特性を示し、内側の点線が３２分割の場合の相関ピーク検出特性を示している。

分割なしの場合と比較して３２分割相関検出による分割損は約４．４ｄＢであるのに対して、４分割相関検出による分割損は約１．３ｄＢであって、３２分割から４分割への変更による相関ピーク検出感度は、約３．１ｄＢの改善量となっている。

［粗／微キャリア周波数ズレ検出感度：図７］
次ぎに、本発明の実施の形態に係る粗／微キャリア周波数ズレ検出感度について図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態に係る粗／微キャリア周波数ズレ検出感度を示す図である。
図７では、粗／微キャリア周波数ズレ検出感度を算出したものであり、入力Ｓ／Ｎ比（ｄＢ）［横軸］に対する周波数誤検出率（％）［縦軸］をグラフ化したものである。

粗キャリア周波数ズレ検出特性は、累積演算回数が３２回で、微キャリア周波数ズレ検出特性は、累積演算回数が１回である。
セレクタ４３によるフィルタ係数可変により微検出時の検出感度が、粗検出時の累積演算３２回の検出感度と１ｄＢほどの違いしかなかった。
粗／微キャリア周波数ズレ検出感度の何れに相関ピーク検出特性より良好な結果となっている。

［実施の形態の効果］
本実施の形態に係る受信処理方法によれば、キャリア復調処理を行い、粗キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータの粗周波数補正処理を行い、更にキャリア復調処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータの微周波数補正処理を行い、その後に、分割相関を用いた相関ピーク検出処理を行い、受信データの復号処理を行うようにしているので、相関ピーク検出感度を向上させ、通信拒理を拡大し、通信品質を向上させることができる効果がある。

また、本実施の形態に係る受信部を有する無線装置によれば、相関ピーク検出部６０での相関ピーク検出処理の前に、粗キャリア周波数ズレ検出部４０において、粗検出用フィルタ係数を用いてＦＩＲフィルタ４４で残留周波数成分のノイズを除去し、ＦＦＴ４５で粗キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータ生成部７０に粗周波数の補正を行い、続いて、微キャリア周波数ズレ検出部５０において、微検出用フィルタ係数を用いてＦＩＲフィルタ４４で残留周波数成分のノイズが除去されたデータについて、ＦＦＴ５２で微キャリア周波数ズレを検出してＩＦキャリアデータ生成部７０に微周波数の補正を行うようにしているので、相関ピーク検出感度を向上させ、通信拒理を拡大し、通信品質を向上させることができる効果がある。

また、別の実施の形態では、粗キャリア周波数ズレを検出するＦＦＴ（第１のＦＦＴ）４５と微キャリア周波数ズレを検出するＦＦＴ（第２のＦＦＴ）５２とを一つのＦＦＴで構成し、その前段にセレクタ４７を設けて、粗キャリア周波数ズレと微キャリア周波数ズレを検出できるようにし、回路構成を簡略化できる効果がある。

本発明は、相関ピーク検出時の残留周波数ズレ成分を少なくし、分割相関を行う場合のピーク検出感度を向上させることができる受信処理方法及び無線装置に好適である。

本発明の実施の形態に係る樹脂陰部の構成ブロック図である。 本実施の形態の受信処理フローを示す図である。 ＦＩＲフィルタの周波数特性を示す図である。 別の実施の形態に係る受信部の構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る相関処理結果を示す図である。 本発明の実施の形態に係る相関ピーク検出感度の改善量を示す図である。 本発明の実施の形態に係る粗／微キャリア周波数ズレ検出感度を示す図である。 従来の同期捕捉処理の概要を示す図である。 従来の受信部（信号処理部）の構成ブロック図である。 従来の受信処理フローを示す図である。 分割なしと３２分割の相関処理結果を示す図である。

符号の説明

１０…Ａ／Ｄ変換器、 ２０…ＡＤＣ制御部、 ３０…キャリア復調部、 ３１ａ，３１ｂ…乗算器、 ３２ａ，３２ｂ…ＦＩＲフィルタ、 ４０，４０′，４０”…粗キャリア周波数ズレ検出部、 ４１…移動平均フィルタ、 ４２，４２′…ダウンサンプル部、 ４３…セレクタ、 ４４，４４′…ＦＩＲフィルタ、 ４５，４５′…ＦＦＴ、 ４６…ダウンサンプル部、 ４７…セレクタ、 ５０，５０′…微キャリア周波数ズレ検出部、 ５１…ダウンサンプル部、 ５２，５２′…ＦＦＴ、 ６０，６０′…相関ピーク検出部、 ６１〜６４…１２８chip部分相関部、 ６５…４分割部分相関回路、 ６５′…３２分割部分相関回路、 ６６…相関ピーク検出部、 ６７…１６chip部分相関部、 ７０…ＩＦキャリアデータ生成部

Claims (7)

1. 双方向無線システムで、相関ピーク検出時に受信信号を複数に分割して部分相関を行う受信処理方法において、
   受信部は、キャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、粗キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの粗周波数補正処理を行い、更にキャリア復調を行い、ＦＩＲフィルタを用いて微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去を行い、微キャリア周波数ズレを検出して中間周波数キャリアデータの微周波数補正処理を行い、その後に、分割相関を用いた相関ピーク検出処理を行い、受信データの復号処理を行うことを特徴とする受信処理方法。
2. 双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、
   前記受信部が、
   受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、
   前記キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレを検出する第１の高速フーリエ変換器とを備える粗キャリア周波数ズレ検出部と、
   前記ＦＩＲフィルタからの出力を分岐して入力し、微キャリア周波数ズレを検出する第２の高速フーリエ変換器とを備える微キャリア周波数ズレ検出部と、
   前記第１の高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正を行い、前記第２の高速フーリエ変換器での検出結果から微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成して前記キャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、
   前記キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有することを特徴とする無線装置。
3. 相関ピーク検出部は、粗キャリア周波数ズレ検出部と中間周波数キャリアデータ生成部で粗キャリア周波数ズレの検出と粗周波数補正が為された後に、微キャリア周波数ズレ検出部と前記中間周波数キャリアデータ生成部での微キャリア周波数ズレの検出と微周波数補正が為された後に、相関ピークの検出を行うことを特徴とする請求項２記載の無線装置。
4. 双方向無線システムで用いられる無線装置であって、受信部を備え、
   前記受信部が、
   受信信号の中間周波数成分を除去するキャリア復調部と、
   前記キャリア復調部から出力された復調データに対して、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行い、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数に基づいて残留周波数成分のノイズ除去の処理を行うＦＩＲフィルタと、粗キャリア周波数ズレ又は微周波数ズレを検出する高速フーリエ変換器とを備えるキャリア周波数ズレ検出部と、
   前記高速フーリエ変換器での検出結果から粗周波数補正又は微周波数補正を行い、中間周波数キャリアデータを生成して前記キャリア復調部に出力する中間周波数キャリアデータ生成部と、
   前記キャリア復調部からのキャリア復調データを複数に分割して部分相関を行い、部分相関値を合算して相関ピークの検出を行う相関ピーク検出部と有することを特徴とする無線装置。
5. 相関ピーク検出部は、キャリア周波数ズレ検出部と中間周波数キャリアデータ生成部で粗キャリア周波数ズレの検出と粗周波数補正が為され、微キャリア周波数ズレの検出と微周波数補正が為された後に、相関ピークの検出を行うことを特徴とする請求項４記載の無線装置。
6. キャリア周波数ズレ検出部で、ＦＩＲフィルタの出力を分岐して入力し、ダウンサンプルを行うダウンサンプル部と、前記ＦＩＲフィルタからの出力と前記ダウンサンプル部からの出力を入力し、粗キャリア周波数ズレを検出する場合は前記ＦＩＲフィルタからの出力を選択して高速フーリエ変換器に出力し、微キャリア周波数ズレを検出する場合は前記ダウンサンプル部からの出力を選択して前記高速フーリエ変換器に出力することを特徴とする請求項４又は５記載の無線装置。
7. 粗キャリア周波数ズレを検出する場合は粗検出用フィルタ係数をＦＩＲフィルタに出力し、微キャリア周波数ズレを検出する場合は微検出用フィルタ係数を前記ＦＩＲフィルタに出力するセレクタを設けたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか記載の無線装置。

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