JP5241653B2

JP5241653B2 - Timing corrector

Info

Publication number: JP5241653B2
Application number: JP2009194239A
Authority: JP
Inventors: 文大長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: JP2011049647A

Description

本発明は、デジタル通信においてシンボル同期を行うタイミング補正器に関する。 The present invention relates to a timing corrector that performs symbol synchronization in digital communication.

デジタル通信において、通信装置は、データタイミングを検出しシンボル同期を行う必要がある。また、通信装置は、正しいタイミングの推定を行うために、受信信号に含まれる既知シンボル（パイロットシンボル）を用いる。たとえば、受信信号とパイロットシンボルの相関値を求める相関処理手法を用いる技術が下記特許文献１において開示されている。ここでは、受信信号の一定区間で相関を測り、ピークが出た位置を、タイミングを合わせる位置とする。 In digital communication, a communication device needs to detect data timing and perform symbol synchronization. In addition, the communication apparatus uses a known symbol (pilot symbol) included in the received signal in order to estimate the correct timing. For example, a technique using a correlation processing method for obtaining a correlation value between a received signal and a pilot symbol is disclosed in Patent Document 1 below. Here, the correlation is measured in a certain section of the received signal, and the position where the peak appears is set as the position to match the timing.

また、伝送路推定を行って受信信号のレプリカを作成し、受信信号との推定誤差を基にタイミング推定を行う技術が下記特許文献２、下記非特許文献１において開示されている。この技術は、等化処理手法と呼ばれ、少ないパイロットシンボルを用いて正確な伝送路推定が得ることができる。 Also, Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 below disclose a technique of performing transmission path estimation to create a replica of a received signal and performing timing estimation based on an estimation error with the received signal. This technique is called an equalization processing method, and accurate transmission path estimation can be obtained using a small number of pilot symbols.

さらに、適応等化処理により、少ない演算量で伝送路推定およびタイミング推定を行う技術が下記特許文献３において開示されている。 Further, a technique for performing transmission path estimation and timing estimation with a small amount of computation by adaptive equalization processing is disclosed in Patent Document 3 below.

特開２００９−１１８１７５号公報JP 2009-118175 A 特開平９−０１８３９５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-018395 特開平１１−１１２４８９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-112589

Y.Wang, K.Shi and E.Serpedin, “Continuous−mode frame synchronization for frequency−selective channels”, IEEE Trans. on Vehicular Technology, vol.53, no.3, May 2004, pp.865−871.Y. Wang, K. Shi and E. Serpedin, “Continuous-mode frame synchronization for frequency-selective channels”, IEEE Trans. On Vehicular Technology, vol. 53, no. 3, May 2004, pp. 865-871.

しかしながら、上記従来の技術（特許文献１）によれば、タイミングを推定するには高い相関値を得る必要がある。そのため、多数のパイロットシンボルが必要になる、という問題があった。 However, according to the conventional technique (Patent Document 1), it is necessary to obtain a high correlation value in order to estimate timing. Therefore, there has been a problem that a large number of pilot symbols are required.

また、上記従来の技術（特許文献２、非特許文献１）によれば、正確にタイミングを推定するためには各タイミングずれの候補に対しレプリカを作成する必要がある。そのため、演算量が多大になる、という問題があった。 In addition, according to the conventional techniques (Patent Document 2 and Non-Patent Document 1), it is necessary to create a replica for each timing shift candidate in order to accurately estimate the timing. For this reason, there has been a problem that the amount of calculation becomes large.

また、上記従来の技術（特許文献３）によれば、適応等化処理用のパラメタ設定が必要になる。そのため、伝送路の状況によって設定を変える必要がある、という問題があった。 Further, according to the conventional technique (Patent Document 3), it is necessary to set parameters for adaptive equalization processing. Therefore, there is a problem that it is necessary to change the setting depending on the condition of the transmission path.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少量のパイロット信号を用いて、少ない演算量で精度を損なわずにタイミングを推定するタイミング補正器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a timing corrector that uses a small amount of pilot signals to estimate timing with a small amount of computation and without impairing accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、デジタル信号を受信する受信機において、サンプリングした受信シンボルのタイミング推定を行うタイミング補正器であって、タイミング推定を行う基準信号に設定されたサンプルずれの範囲内において、サンプリング後の受信シンボルから、サンプルずれした受信シンボルを抽出する信号抽出手段と、既知のパイロット信号によって成立する行列のコレツキー行列を記憶するための記憶手段と、基準信号のタイミング推定の際に、推定誤差値を算出する受信シンボルの当該基準信号からのサンプルずれの範囲を設定し、前記信号抽出手段が抽出した受信シンボルと前記記憶手段から読み出したコレツキー行列とに基づいてサンプルずれした受信シンボルの推定誤差値を算出し、最小の推定誤差値をとる受信シンボルのサンプルずれを最適なタイミング推定値として決定する推定誤差算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a timing corrector that performs timing estimation of a sampled received symbol in a receiver that receives a digital signal. Within a set range of sample deviation, signal extraction means for extracting the received symbol that is sample-shifted from the received symbol after sampling, and storage means for storing a Cholesky matrix of a matrix established by a known pilot signal; When estimating the timing of the reference signal, the range of the sample deviation of the received symbol for calculating the estimation error value from the reference signal is set, the received symbol extracted by the signal extracting means, and the Cholesky matrix read from the storage means, Based on the Characterized in an estimation error calculating means for determining a sample-deviation of the received symbol as the optimal timing estimate taking an estimation error value, in that it comprises.

本発明によれば、効率良く最適なタイミングずれの候補を選択することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that an optimal timing shift candidate can be selected efficiently.

図１は、送信機の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter. 図２は、受信機の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver. 図３は、希望信号と受信信号がずれた状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state where the desired signal and the received signal are shifted. 図４は、ずれの無い受信シンボルの状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of received symbols without deviation. 図５は、＋１サンプルずれた受信シンボルの状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the state of received symbols shifted by +1 sample. 図６は、−１サンプルずれた受信シンボルの状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state of received symbols shifted by −1 sample. 図７は、タイミング補正部の構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the timing correction unit. 図８は、本発明従来の推定誤差の計算方法を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional estimation error calculation method according to the present invention. 図９は、検索方式１の処理を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing processing of search method 1. 図１０は、推定誤差の計算方法を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing a method for calculating the estimation error. 図１１は、検索方式２の処理を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing processing of the search method 2. 図１２は、タイミング検索の過程を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a timing search process. 図１３は、タイミング検索の過程を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a timing search process. 図１４は、タイミング検索の過程を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a process of timing search. 図１５は、検索方式３の処理を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing the processing of the search method 3. 図１６は、タイミング検索の過程を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a timing search process. 図１７は、タイミング検索の過程を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a timing search process.

以下に、本発明にかかるタイミング補正器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a timing corrector according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
最初に、従来から行われているタイミング補正について説明する。図１は、デジタル通信に使用する一般的な送信機の構成例を示す図である。送信機は、シンボルエンコーダ部１と、送信アンテナ２を備える。ここで、Ｑを２のべき乗の整数とすると、送信機では、ｌｏｇ₂Ｑビットの信号をシンボルエンコーダ部１でＱ点ある信号点の１点にマッピングする。マッピングする方法としては、例えば、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等があるが、これらに限定するものではない。送信機は、マッピングした信号を送信アンテナ２から送信する。時刻ｋに送信された情報ビットをｂ_kとした場合、シンボルエンコーダ部１から出力されるシンボルをｓ_kとする。ここで、ｂ_kを式（１）のように定義する。 Embodiment 1 FIG.
First, timing correction conventionally performed will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a general transmitter used for digital communication. The transmitter includes a symbol encoder unit 1 and a transmission antenna 2. Here, assuming that Q is an integer that is a power of 2, the transmitter maps a log ₂ Q-bit signal to one of Q signal points by the symbol encoder unit 1. Examples of the mapping method include, but are not limited to, PSK (Phase Shift Keying) and QAM (Quadrature Amplitude Modulation). The transmitter transmits the mapped signal from the transmission antenna 2. When the information bit transmitted at time k is b _k , the symbol output from the symbol encoder unit 1 is s _k . Here, b _k is defined as in equation (1).

図２は、デジタル通信に使用する一般的な受信機の構成例を示す図である。受信機は、受信アンテナ３と、受信フィルタ部４と、オーバサンプラ部５と、タイミング補正部６と、初期チャネル推定部７と、復調部８と、を備える。受信機は、伝送路によって位相や振幅が乱された送信信号を受信アンテナ３で受信し、受信フィルタ部４とオーバサンプラ部５によって処理する。ここで、「Ｔ_S」を１シンボル時間（秒）とし、「Ｍ」を１シンボル時間のオーバサンプル数とすると、オーバサンプラ部５は、受信信号をＴ_S／Ｍ秒の間隔でサンプルする。一般的にＭ＞１であれば、サンプル手法は「オーバサンプル」と呼ばれる。タイミング補正部６でタイミング推定を行い、シンボル同期点を検出した後、初期チャネル推定部７で伝送路推定を行い、復調部８でシンボル復調を行う。伝送路推定と復調は公知の手法を用いる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a general receiver used for digital communication. The receiver includes a reception antenna 3, a reception filter unit 4, an oversampler unit 5, a timing correction unit 6, an initial channel estimation unit 7, and a demodulation unit 8. The receiver receives a transmission signal whose phase and amplitude are disturbed by the transmission path by the reception antenna 3 and processes the reception signal by the reception filter unit 4 and the oversampler unit 5. Here, assuming that “T _S ” is one symbol time (second) and “M” is the number of oversamples of one symbol time, the oversampler unit 5 samples the received signal at intervals of T _S / M seconds. In general, if M> 1, the sample technique is called “oversample”. After timing estimation is performed by the timing correction unit 6 and a symbol synchronization point is detected, transmission channel estimation is performed by the initial channel estimation unit 7 and symbol demodulation is performed by the demodulation unit 8. A known method is used for channel estimation and demodulation.

ここで、サンプルタイミングがτ_D秒ずれ、オーバサンプルされた受信信号を式（２）のように定義する。 Here, a sample timing is shifted by τ _D seconds, and an oversampled received signal is defined as in Expression (2).

図３は、希望信号が本来の位置よりもずれた（タイミングがずれた）状態を示す図である。図３（ａ）はタイミングずれが無い状態を示し、図３（ｂ）は＋２サンプルずれた状態を示す。希望信号が２サンプルずれた例を示すものである。ここで、説明の簡単化のためタイミング検索用の基準の時刻をｋ_stとすると、ｕサンプルずれた受信シンボルのベクトルを式（３）のように定義する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the desired signal is shifted from the original position (timing is shifted). FIG. 3A shows a state where there is no timing shift, and FIG. 3B shows a state where +2 samples are shifted. An example in which the desired signal is shifted by two samples is shown. Here, for simplification of explanation, if the reference time for timing search is k _st , a vector of received symbols shifted by u samples is defined as in Expression (3).

式（３）に示す受信シンボルの例を図４〜６に示す。ここで、「Ｎ_T」をパイロットシンボル数とし、簡単化のため、Ｎ_T＝２、Ｍ＝２とする。図４は、検索対象となる受信信号が、Ｎ_T＝２、Ｍ＝２、ｕ＝０であり、ずれの無い状態を示す。図５は、検索対象となる受信信号が、Ｎ_T＝２、Ｍ＝２、ｕ＝＋１であり、＋１ずれた状態を示す。図６は、検索対象となる受信信号が、Ｎ_T＝２、Ｍ＝２、ｕ＝−１であり、−１ずれた状態を示す。 Examples of the received symbol shown in Expression (3) are shown in FIGS. Here, “N _T ” is the number of pilot symbols, and for simplicity, N _T = 2 and M = 2. FIG. 4 shows a state in which the reception signals to be searched are _NT = 2, M = 2, u = 0, and there is no deviation. FIG. 5 shows a state in which the received signal to be searched is N _T = 2, M = 2, u = + 1, and shifted by +1. FIG. 6 shows a state in which the received signal to be searched is N _T = 2, M = 2, u = −1, and is shifted by −1.

つぎに、タイミング補正部６の機能について説明する。「Ｌ_FB」を推定する伝送路タップ数として、式（３）から得られたチャネル推定値を式（４）のように示す。 Next, the function of the timing correction unit 6 will be described. As the number of transmission channel taps for estimating “L _FB ”, the channel estimation value obtained from Equation (3) is shown as Equation (4).

この場合、上記の受信信号の推定は式（５）のように示すことができる。 In this case, the above estimation of the received signal can be expressed as shown in Equation (5).

ここで、行列Ｂはパイロット信号によって成り立っており、［Ａ］_i,jを行列Ａの（ｉ，ｊ）の要素とした場合、式（６）のように定義することができる。 Here, the matrix B is made up of pilot signals, and when [A] _{i, j} is an element of (i, j) of the matrix A, it can be defined as in equation (6).

行列Ｂとｙ^(u)を用いて、周知の手法である最小二乗法により、チャネル推定値を式（７）のように表すことができる。 Using the matrix B and y ^(u) , the channel estimation value can be expressed as shown in Expression (7) by the least square method which is a well-known method.

式（７）のチャネル推定値を用いると、式（３）の受信信号のレプリカは式（８）のようになる。 When the channel estimation value of Equation (7) is used, the replica of the received signal of Equation (3) is as shown in Equation (8).

ここで、行列Ｔを、式（９）のように定義する。 Here, the matrix T is defined as shown in Equation (9).

また、行列サイズがＮ×Ｎの恒等行列Ｉ_Nを用い、行列Ａを式（１０）のように定義する。 Further, using the identity matrix I _N having a matrix size of N × N, the matrix A is defined as in Expression (10).

そしてｚ^(u)＝Ａｙ^(u)を用い、仮定ｕに対する推定誤差を式（１１）のように表す。 Then, using z ^(u) = Ay ^(u) , the estimation error with respect to the assumption u is expressed as in equation (11).

「Ｎ_P」をサンプルずれの検索範囲とすると、従来の等化処理手法では、式（１２）のように、−Ｎ_pサンプルずれから＋Ｎ_pサンプルずれまでの各サンプルずれ候補ごとに式（１１）のｅ^(u)を計算し、最小推定誤差の候補を最適なタイミング推定値として選ぶことができる。 Assuming that “N _P ” is a search range for sample deviation, in the conventional equalization processing method, as shown in Expression (12), Expression (11) is obtained for each sample deviation candidate from −N _p sample deviation to + N _p sample deviation. ) E ^(u) can be calculated, and the candidate for the minimum estimation error can be selected as the optimum timing estimation value.

つぎに、本実施の形態における少ない演算量によってタイミング補正を行うタイミング補正部６について説明する。図７は、本実施の形態におけるタイミング補正部６の構成例を示す図である。タイミング補正部６は、信号抽出部６１と、記憶部６２と、推定誤差算出部６３と、を備える。信号抽出部６１は、オーバサンプル後の信号から、検索対象の受信シンボルを抽出する。記憶部６２は、推定誤差算出の際の演算に必要なコレツキー行列を記憶するためのメモリである。推定誤差算出部６３は、抽出した受信シンボルとコレツキー行列に基づいて推定誤差を算出し、検索したサンプルずれ受信シンボルから最適なタイミングずれ候補を選択する。 Next, the timing correction unit 6 that performs timing correction with a small amount of calculation in the present embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the timing correction unit 6 in the present embodiment. The timing correction unit 6 includes a signal extraction unit 61, a storage unit 62, and an estimation error calculation unit 63. The signal extraction unit 61 extracts a received symbol to be searched from the oversampled signal. The storage unit 62 is a memory for storing a Cholesky matrix necessary for calculation in calculating the estimation error. The estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error based on the extracted received symbol and the Cholesky matrix, and selects an optimal timing shift candidate from the retrieved sample shift received symbols.

推定誤差算出部６３における推定誤差の計算方法について説明する。まず、式（１１）に示された推定誤差を式（１３）のように示す。信号抽出部６１が、検索対象となるｙ^(u)を抽出する。 An estimation error calculation method in the estimation error calculation unit 63 will be described. First, the estimation error shown in Equation (11) is shown as Equation (13). The signal extraction unit 61 extracts y ^(u) to be searched.

式（１１）においてＡ＝Ａ^HＡであるので、行列Ｇを任意の定数αを用いて式（１４）のように定義する。 Since A = A ^H A in equation (11), the matrix G is defined as in equation (14) using an arbitrary constant α.

定数αは行列Ｇを正定値行列であることを保障するために付加し、可能な限り小さな値に設定する。定数αが小さければ式（１５）のようになる。 The constant α is added to ensure that the matrix G is a positive definite matrix, and is set to the smallest possible value. If the constant α is small, the equation (15) is obtained.

行列Ｇについて、周知の技術であるコレツキー分解により式（１６）のように表す。 The matrix G is expressed as in Expression (16) by Cholesky decomposition which is a well-known technique.

ここで、上記の行列Ｌは、式（１７）で示すような下三角行列である。この行列Ｌは、記憶部６２に蓄積しておくことが可能である。 Here, the matrix L is a lower triangular matrix as shown in the equation (17). This matrix L can be stored in the storage unit 62.

つぎに、誤差ベクトルを式（１８）のように定義する。 Next, an error vector is defined as in Expression (18).

この場合、推定誤差ｅ^(u)は式（１９）のように表現することができる。 In this case, the estimation error e ^(u) can be expressed as in Expression (19).

図８に、本発明と従来の推定誤差の計算方法をまとめる。本実施の形態では、誤差ベクトルを求める際に使用する誤差行列の斜め上半分は０であるので、従来と比較して演算量を削減することができる。式（１４）において、定数αが小さければ式（１１）と式（１３）の推定誤差の違いも小さくなる。なお、チャネル推定方法は式（７）に示された手法に限らず、他の推定技術を適用することも可能である。 FIG. 8 summarizes the present invention and the conventional estimation error calculation method. In the present embodiment, since the upper half of the error matrix used when obtaining the error vector is 0, the amount of calculation can be reduced compared to the conventional case. In Expression (14), if the constant α is small, the difference in estimation error between Expression (11) and Expression (13) is also small. The channel estimation method is not limited to the method shown in Equation (7), and other estimation techniques can be applied.

以上説明したように、本実施の形態によれば、誤差ベクトルの算出に必要な行列の斜め上半分が０であるので、行列演算の際、行列の０の箇所の掛け算と足し算を省略することができることとした。これにより、推定誤差を算出する際の演算量を、従来と比較して、大幅に削減することができる。 As described above, according to the present embodiment, since the upper half of the matrix necessary for calculating the error vector is 0, multiplication and addition at the 0 position of the matrix are omitted in the matrix calculation. I was able to Thereby, the amount of calculation at the time of calculating the estimation error can be greatly reduced as compared with the conventional case.

なお、本実施の形態によれば、伝搬路環境に依存しないため、周波数選択性又は非選択性フェージング伝送路、あるいは熱雑音のみ存在する伝送路等、幅広い環境において適用可能である。さらに、送受信方法に依存しないため、幅広い有線や無線通信システムに適用可能である。 According to the present embodiment, since it does not depend on the propagation path environment, it can be applied in a wide range of environments such as a frequency selective or non-selective fading transmission line, or a transmission line in which only thermal noise exists. Furthermore, since it does not depend on a transmission / reception method, it can be applied to a wide range of wired and wireless communication systems.

また、式（１６）に示されている行列Ｌは、既知のパイロットシンボルのみに依存するため、行列Ｌをオフラインで計算することが可能である。また、行列Ｌを記憶部６２に記憶させておくことにより、受信機が作動中はコレツキー分解の計算が不要になる。 Further, since the matrix L shown in Expression (16) depends only on the known pilot symbols, the matrix L can be calculated offline. In addition, by storing the matrix L in the storage unit 62, the calculation of the Cholesky decomposition becomes unnecessary while the receiver is operating.

実施の形態２．
本実施の形態では、具体的にタイミングずれの候補の検索方法について説明する。式（１９）の推定誤差を式（１２）に用いてタイミング推定を行うことも可能だが、さらに少ない演算量でタイミング推定を行う方法について説明する。ここで説明する検索方式を「検索方式１」とする。 Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, a method for searching for candidates for timing deviation will be specifically described. Although timing estimation can be performed using the estimation error of equation (19) in equation (12), a method of performing timing estimation with a smaller amount of calculation will be described. The search method described here is assumed to be “search method 1”.

図９は、本実施の形態におけるタイミング検索処理（検索方式１の処理）を示すフローチャートである。まず、推定誤差算出部６３において、初期設定を行う（ステップＳ１）。タイミングずれの候補カウンタをｍ＝−Ｎ_Pに設定する。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。ここで、ｙ^(m)は式（２０）の様に表す。 FIG. 9 is a flowchart showing the timing search process (search method 1 process) in the present embodiment. First, the estimation error calculation unit 63 performs initial setting (step S1). The timing deviation candidate counter is set to m = −N _P. In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Here, y ^(m) is expressed as in equation (20).

また、最小推定誤差を可能な限り高い値に設定する。ここでは一例として、ｃ_best＝１０００と設定する。つぎに、推定誤差算出部６３が、推定誤差を計算する（ステップＳ２）。推定誤差の計算については、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、推定誤差の計算方法を示すフローチャートである。まず、ｅ^(m)＝０、カウンタ値をｋ＝０、に初期化する（ステップＳ１１）。つぎに、誤差ベクトルを計算する（ステップＳ１２）。具体的には、式（２１）のようにｒ_k ^(m)を計算する。このとき、記憶部６２から必要な行列Ｌを読み出す。 Also, the minimum estimation error is set as high as possible. Here, as an example, c _best = 1000 is set. Next, the estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error (step S2). The calculation of the estimation error will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a method for calculating the estimation error. First, e ^(m) = 0 and the counter value is initialized to k = 0 (step S11). Next, an error vector is calculated (step S12). Specifically, r _k ^(m) is calculated as shown in Equation (21). At this time, the necessary matrix L is read from the storage unit 62.

つぎに、計算した誤差ベクトルに基づいて、推定誤差の更新を行う（ステップＳ１３）。具体的には、式（２２）のようにｅ^(m)を計算する。 Next, the estimation error is updated based on the calculated error vector (step S13). Specifically, e ^(m) is calculated as shown in Equation (22).

つぎに、現時点の推定誤差ｅ^(m)とｃ_bestとを比較する（ステップＳ１４）。ｅ^(m)がｃ_best以下の場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、カウンタ値をｋ＝ｋ＋１に更新し（ステップＳ１５）、カウンタ値とパイロットシンボル数とを比較する（ステップＳ１６）。カウンタ値がパイロットシンボル数以下の場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、更新したｋについて誤差ベクトルを計算する（ステップＳ１２）。 Next, the current estimation error e ^(m) is compared with c _best (step S14). When e ^(m) is equal to or less than c _best (step S14: No), the counter value is updated to k = k + 1 (step S15), and the counter value is compared with the number of pilot symbols (step S16). If the counter value is less than or equal to the number of pilot symbols (step S16: Yes), an error vector is calculated for the updated k (step S12).

一方、カウンタ値がパイロットシンボル数より大きい場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、タイミング推定の情報を更新するため、最小推定誤差をｃ_best＝ｅ^(m)のように更新し、また、タイミングずれの予測をｍ_best＝ｍのように更新し、推定誤差の計算を終了する（ステップＳ１７）。 On the other hand, when the counter value is larger than the number of pilot symbols (step S16: No), in order to update the timing estimation information, the minimum estimation error is updated as c _best = e ^(m) and the timing deviation is predicted. _Is updated as m _best = m, and the calculation of the estimation error is terminated (step S17).

ステップＳ１４に戻って、ｅ^(m)がｃ_bestより大きい場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、推定誤差の計算を中断し、タイミングずれの候補ｍ_best、最小推定誤差ｃ_bestをそれぞれ更新せず、それぞれｍ_best＝ｍ_best、ｃ_best＝ｃ_bestとして、推定誤差の計算を終了する（ステップＳ１８）。 Returning to step S14, if e ^(m) is larger than c _best (step S14: Yes), the calculation of the estimation error is interrupted, and the timing deviation candidate m _best and the minimum estimation error c _best are not updated. _{Assuming that} m _best = m _best and c _best = c _best , the calculation of the estimation error is terminated (step S18).

図９に戻り、推定誤差の計算後（ステップＳ２、ステップＳ１１〜Ｓ１８）、推定誤差算出部６３は、タイミングずれの候補カウンタを更新する（ステップＳ３）。具体的には、ｍ＝ｍ＋１とする。このとき、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。つぎに、候補カウンタの値が検索範囲内かどうかを確認する（ステップＳ４）。ｍの値が検索範囲内である場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、更新したｍについて推定誤差を計算する（ステップＳ２）。ｍの値が検索範囲外である場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、推定誤差算出部６３は、検索を終了し、最適なタイミングずれ候補ｍ_bestを決定する（ステップＳ５）。 Returning to FIG. 9, after the estimation error is calculated (step S2, steps S11 to S18), the estimation error calculation unit 63 updates the candidate counter for timing deviation (step S3). Specifically, m = m + 1. At this time, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Next, it is confirmed whether the value of the candidate counter is within the search range (step S4). If the value of m is within the search range (step S4: No), an estimation error is calculated for the updated m (step S2). If the value of m is out of the search range (step S4: Yes), the estimation error calculation unit 63 ends the search and determines an optimal timing shift candidate m _best (step S5).

ステップＳ１４で示すように、推定誤差算出部６３は、信頼性の低いタイミングずれ候補については、推定誤差の計算を途中で中断することにより、演算量を削減することができる。なお、ステップＳ３において候補カウンタｍは１サンプルずつ増えるが、例えば「Ｎ_f」を検索アルゴリズムのステップサイズとした場合に、演算量削減のためｍ＝ｍ＋Ｎ_fのように１サンプル以上（Ｎ_f＞１）更新することも可能である。この場合、候補の全てを検索しないため、検索精度が落ちる可能性がある。 As shown in step S <b> 14, the estimation error calculation unit 63 can reduce the amount of calculation by interrupting calculation of the estimation error in the middle of a timing shift candidate with low reliability. In step S3, the candidate counter m is incremented by one sample. For example, when “N _f ” is set as the step size of the search algorithm, one sample or more (N _f > N _f > m = m + N _f for reducing the amount of calculation) 1) It is also possible to update. In this case, since not all candidates are searched, the search accuracy may be reduced.

なお、最新の計算結果と比較するためにｃ_best等の値を一時的に保存しておく必要があるが、これらの値は記憶部６２に保存してもよいし、図示しない受信機が備える他の記憶部（メモリ）等に保存してもよい。 In order to compare with the latest calculation result, it is necessary to temporarily store values such as c _best , but these values may be stored in the storage unit 62 or provided in a receiver (not shown). You may preserve | save in another memory | storage part (memory) etc.

上記検索方法１について、具体例を用いて説明する。一例として、受信信号を式（２３）のような信号とする。数字への制約はないので実数や複素数の信号点を扱うことができるが、ここでは簡単化のため実数を用いる。 The search method 1 will be described using a specific example. As an example, the received signal is a signal as shown in Expression (23). Since there are no restrictions on numbers, real and complex signal points can be handled, but here, real numbers are used for simplicity.

簡単化のため、オーバサンプル数を１とし、タイミング推定の基準時間をｋ_st＝２（この例ではｙ₂＝−１．８９８３）、検索範囲をＮ_P＝１、ステップサイズをＮ_f＝１とする。そして、式（２４）のようなパイロットシンボルを用いたものとする。 For simplification, the number of oversamples is 1, the reference time for timing estimation is k _st = 2 (y ₂ = −1.8983 in this example), the search range is N _P = 1, and the step size is N _f = 1. And Then, it is assumed that a pilot symbol such as Expression (24) is used.

推定する伝送路のタップ数をＬ_FB＝２と設定すると、式（６）に表わされている行列Ｂは式（２５）のように表すことができる。 When the number of taps of the transmission path to be estimated is set to L _FB = 2, the matrix B expressed in Expression (6) can be expressed as Expression (25).

したがって、式（９）に表わされる行列Ｔは式（２６）のように表すことができる。 Therefore, the matrix T represented by Expression (9) can be represented as Expression (26).

また、式（１４）においてα＝１０^-6と設定すると、行列Ｇは式（２７）のように表すことができる。 If α = 10 ⁻⁶ is set in Equation (14), the matrix G can be expressed as Equation (27).

この場合、行列Ｇのコレツキー分解は式（２８）のようになる。 In this case, the Cholesky decomposition of the matrix G is as shown in Equation (28).

行列Ｌは、記憶部６２に蓄積される。上記の行列を用いて検索をｍ＝−１から開始する。検索に用いる受信信号ベクトルは式（２９）のようになる。信号抽出部６１がｙ^(-1)を抽出する。 The matrix L is accumulated in the storage unit 62. The search is started from m = −1 using the above matrix. The received signal vector used for the search is as shown in Equation (29). The signal extraction unit 61 extracts y ⁽⁻¹⁾ .

推定誤差算出部６３は、信号抽出部６１が抽出したｙ^(-1)と、記憶部６２から読み出した行列Ｌに基づいて、推定誤差ｅ^(-1)を計算する。ここで、演算量を表わすために各行列演算に必要な足し算と掛け算の数を[足し算の数、掛け算の数]と表記する。この例では式（２８）に示されている行列Ｌの下三角部（［Ｌ］_i,j ｉ≦ｊ）の一部が０であるが、その箇所の計算は数えることにする。 The estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error e ⁽⁻¹⁾ based on y ⁽⁻¹⁾ extracted by the signal extraction unit 61 and the matrix L read from the storage unit 62. Here, the number of additions and multiplications necessary for each matrix operation in order to express the amount of calculation is expressed as [number of additions, number of multiplications]. In this example, a part of the lower triangular part ([L] _{i, j} i ≦ j) of the matrix L shown in the equation (28) is 0, but the calculation at that point is counted.

式（１８）より、Ｌの１行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ^(-1) ₀＝０．００１７×（−１．８９６７）＝−０．００３２［０，１］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ^(-1)＝（−０．００３２）²＝１．０２４×１０^-5 [０，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the first row of L.
r ⁽⁻¹⁾ ₀ = 0.0017 × (−1.8967) = − 0.0032 [0, 1]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ^(-1) = (-0.0032) ² = 1.024 × 10 ^-5 [0,1]

式（１８）より、Ｌの２行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ^(-1) ₁＝（−０．７０７１）×（−１．８９６７）＋０．７０７１×（−１．８９８３）＝−０．００１１［１，２］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ^(-1)＝１．０２４×１０^-5＋（−０．００１１）²＝１．１４５×１０^-5 [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the second row of L.
r ^(-1) ₁ = (− 0.7071) × (−1.8967) + 0.7071 × (−1.8983) = − 0.0011 [1,2]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ^(-1) = 1.024 × 10 ⁻⁵ + (− 0.0011) ² = 1.145 × 10 ⁻⁵ [1,1]

式（１８）より、Ｌの３行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ^(-1) ₂＝０×（−１．８９６７）＋０×（−１．８９８３）＋０．００１４×０．２９８１＝０．０００４［２，３］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ^(-1)＝１．１４５×１０^-5＋（０．０００４）²＝１．１６１×１０^-5 [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the third row of L.
r ^(-1) ₂ = 0 × (−1.8967) + 0 × (−1.8983) + 0.0014 × 0.2981 = 0.004 [2,3]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ^(-1) = 1.145 × 10 ^-5 + (0.0004) ² = 1.161 × 10 ^-5 [1,1]

式（１８）より、Ｌの４行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ^(-1) ₃＝０．４８０２×（−１．８９６７）＋０．４０８２×（−１．８９８３）＋０×０．２９８１＋０．８１６５×１．９０７３＝０．００８２［３，４］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ^(-1)＝１．１６１×１０^-5＋（０．００８２）²＝７．８８５×１０^-5 [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the fourth line of L.
r ^(-1) ₃ = 0.4802 × (−1.8967) + 0.4082 × (−1.8983) + 0 × 0.2981 + 0.8165 × 1.9073 = 0.00063 [3,4]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ^(-1) = 1.161 × 10 ^-5 + (0.0082) ² = 7.885 × 10 ^-5 [1,1]

式（１８）より、Ｌの５行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ^(-1) ₄＝０×（−１．８９６７）＋０×（−１．８９８３）＋０．７０７１×０．２９８１＋０×１．９０７３＋０．７０７１×（−０．３０５９）＝−０．００５５［４，５］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ^(-1)＝７．８８５×１０^-5＋（０．００５５）²＝１．０９１×１０^-4 [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the fifth row of L.
r ^(-1) ₄ = 0 × (−1.8967) + 0 × (−1.8983) + 0.7071 × 0.2981 + 0 × 1.9073 + 0.7071 × (−0.3059) = − 0.0055 [4 , 5]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ^(-1) = 7.885 × 10 ⁻⁵ + (0.0055) ² = 1.091 × 10 ⁻⁴ [1,1]

上記計算より、推定誤差算出部６３は、最小誤差をｃ_best＝１．０９１×１０^-4と設定する。仮定ｍ＝−１において必要な総合演算量は［足し算の数：１４、掛け算の数：２０］となる。 From the above calculation, the estimation error calculation unit 63 sets the minimum error as c _best = 1.091 × 10 ⁻⁴ . The total amount of computation required under the assumption m = −1 is [number of additions: 14, number of multiplications: 20].

つぎに、ｍ＝０とし、検索に用いる受信信号ベクトルは式（３０）のようになる。ｅ^(-1)の場合と同様、推定誤差算出部６３は、信号抽出部６１が抽出したｙ⁽⁰⁾と、記憶部６２から読み出した行列Ｌに基づいて、推定誤差ｅ⁽⁰⁾を計算する。 Next, m = 0 is set, and the received signal vector used for the search is as shown in Expression (30). As in the case of e ⁽⁻¹⁾ , the estimation error calculation unit 63 calculates the estimation error e ⁽⁰⁾ based on y ⁽⁰⁾ extracted by the signal extraction unit 61 and the matrix L read from the storage unit 62. To do.

式（１８）より、Ｌの１行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ⁽⁰⁾ ₀＝０．００１７×（−１．８９８３）＝−０．００３２［０，１］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ⁽⁰⁾＝（−０．００３２）²＝１．０２４×１０^-5 [０，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the first row of L.
r ⁽⁰⁾ ₀ = 0.0017 × (−1.8983) = − 0.0032 [0, 1]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ⁽⁰⁾ = (− 0.0032) ² = 1.024 × 10 ⁻⁵ [0,1]

式（１８）より、Ｌの２行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ⁽⁰⁾ ₁＝（−０．７０７１）×（−１．８９８３）＋０．７０７１×０．２９８１＝１．５５３１［１，２］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ⁽⁰⁾＝１．０２４×１０^-5＋（１．５５３１）²＝２．４１２１ [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the second row of L.
r ⁽⁰⁾ ₁ = (− 0.7071) × (−1.8983) + 0.7071 × 0.2981 = 1.5531 [1,2]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ⁽⁰⁾ = 1.024 × 10 ^-5 + (1.5531) ² = 2.4121 [1,1]

ここで、２行目の計算段階で推定誤差ｅ⁽⁰⁾が現時点の最小推定誤差ｃ_best＝１．０９１×１０^-4よりも大きくなったので、推定誤差算出部６３は、ｍ＝０に関する計算をここで終了する。仮定ｍ＝０においての演算量は［足し算の数：２、掛け算の数：５］である。この段階までに必要な演算量は［足し算の数：１６、掛け算の数：２５］である。 Here, since the estimation error e ⁽⁰⁾ is larger than the current minimum estimation error c _best = 1.091 × 10 ⁻⁴ at the calculation stage of the second row, the estimation error calculation unit 63 relates to m = 0. The calculation ends here. The calculation amount at the assumption m = 0 is [number of additions: 2, number of multiplications: 5]. The amount of calculation required up to this stage is [number of additions: 16, number of multiplications: 25].

つぎに、ｍ＝１とし、検索に用いる受信信号ベクトルは式（３１）のようになる。ｅ^(-1)、ｅ⁽⁰⁾の場合と同様、推定誤差算出部６３は、信号抽出部６１が抽出したｙ⁽¹⁾と、記憶部６２から読み出した行列Ｌに基づいて、推定誤差ｅ⁽¹⁾を計算する。 Next, m = 1, and the received signal vector used for the search is as shown in Expression (31). As in the cases of e ⁽⁻¹⁾ and e ⁽⁰⁾ , the estimation error calculation unit 63 is based on y ⁽¹⁾ extracted by the signal extraction unit 61 and the matrix L read from the storage unit 62. Calculate ⁽¹⁾ .

式（１８）より、Ｌの１行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ⁽¹⁾ ₀＝０．００１７×０．２９８１＝０．０００５［０，１］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ⁽¹⁾＝（０．０００５）²＝２．５×１０^-7 [０，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the first row of L.
r ⁽¹⁾ ₀ = 0.0017 × 0.2981 = 0.0005 [0,1]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ⁽¹⁾ = (0.0005) ² = 2.5 × 10 ⁻⁷ [0,1]

式（１８）より、Ｌの２行目との計算により誤差ベクトルを求める。
ｒ⁽¹⁾ ₁＝（−０．７０７１）×０．２９８１＋０．７０７１×１．９０７３＝１．１３７９［１，２］
式（１９）より、推定誤差を求める。
ｅ⁽¹⁾＝２．５×１０^-7＋（１．１３７９）²＝１．２９４８ [１，１] From equation (18), an error vector is obtained by calculation with the second row of L.
r ⁽¹⁾ ₁ = (− 0.7071) × 0.2981 + 0.7071 × 1.99073 = 1.1379 [1,2]
An estimation error is obtained from equation (19).
e ⁽¹⁾ = 2.5 × 10 ⁻⁷ + (1.1379) ² = 1.2948 [1,1]

ここで、２行目の計算段階で推定誤差ｅ⁽¹⁾が現時点の最小推定誤差ｃ_best＝１．０９１×１０^-4よりも大きくなったので、推定誤差算出部６３は、ｍ＝１に関する計算をここで終了する。仮定ｍ＝１においての演算量は［足し算の数：２、掛け算の数：５］である。この段階までに必要な演算量は［足し算の数：１８、掛け算の数：３０］である。 Here, since the estimation error e ⁽¹⁾ is larger than the current minimum estimation error c _best = 1.091 × 10 ⁻⁴ at the calculation stage of the second row, the estimation error calculation unit 63 relates to m = 1. The calculation ends here. The calculation amount under the assumption m = 1 is [number of additions: 2, number of multiplications: 5]. The amount of calculation required up to this stage is [number of additions: 18, number of multiplications: 30].

推定誤差算出部６３は、ここで検索範囲の終り（ｍ＝Ｎ_P）に達したので検索を終了し、最小誤差を得たｍ＝−１を最適なタイミングずれとして決定する。早い段階で最小誤差を見つけることができれば、演算量を多大に削減できる。 Since the estimation error calculation unit 63 has reached the end of the search range (m = N _P ) here, the estimation error calculation unit 63 ends the search, and determines m = −1, which obtained the minimum error, as the optimum timing deviation. If the minimum error can be found at an early stage, the amount of calculation can be greatly reduced.

確認のため、式（１０）の従来の方式に基づいて推定誤差を計算する。この例において式（１０）の行列Ａは式（３２）のようになる。 For confirmation, an estimation error is calculated based on the conventional method of Equation (10). In this example, the matrix A of Expression (10) is as shown in Expression (32).

式（１１）から得られる推定誤差と各タイミングずれ仮定で推定誤差計算に必要な演算量は下記の通りである。 The amount of calculation required for calculating the estimation error under the assumption of the estimation error obtained from Equation (11) and each timing shift is as follows.

ｅ^(-1)＝９．５８１×１０^-5 ［足し算の数：２４、掛け算の数：３０］
ｅ⁽⁰⁾＝５．７１２２［足し算の数：２４、掛け算の数：３０］
ｅ⁽¹⁾＝２．８３２０［足し算の数：２４、掛け算の数：３０］ e ^(-1) = 9.581 × 10 ⁻⁵ [Number of addition: 24, number of multiplication: 30]
e ⁽⁰⁾ = 5.7122 [Number of addition: 24, number of multiplication: 30]
e ⁽¹⁾ = 2.8320 [Number of additions: 24, number of multiplications: 30]

最小推定誤差はｍ＝−１の時に得られる。従来方式に必要な総合演算量は［足し算の数：７２、掛け算の数：９０］であり、足し算の数は４倍、掛け算は３倍必要であることがわかる。 The minimum estimation error is obtained when m = -1. The total amount of computation required for the conventional method is [number of additions: 72, number of multiplications: 90], and it can be seen that the number of additions is four times and the multiplication is three times.

以上説明したように、本実施の形態によれば、各サンプルずれの受信信号ベクトルの推定誤差を算出する過程において、算出途中の値とその時点で算出されている最小推定誤差との比較を行い、算出途中の値がその時点で算出されている最小推定誤差を超えた場合には、その受信信号ベクトルの推定誤差の計算を終了することとした。これにより、推定誤差を算出する際に必要な演算量を、さらに削減することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the process of calculating the estimation error of the received signal vector of each sample deviation, the value being calculated is compared with the minimum estimation error calculated at that time. When the value being calculated exceeds the minimum estimation error calculated at that time, the calculation of the estimation error of the received signal vector is terminated. Thereby, the amount of calculation required when calculating the estimation error can be further reduced.

実施の形態３．
実施の形態２では、逐次的に受信信号を蓄えて推定誤差を計算していたが、受信信号を蓄積するメモリに余裕があり、検索範囲の受信信号全てについて蓄えることが出来る場合、さらに演算量を削減することができる。以下、「検索方式２」として説明する。なお、受信信号を蓄積するメモリは、記憶部６２でもよいし、受信機が備える図示しないメモリでもよい。 Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the reception error is sequentially stored and the estimation error is calculated. However, if there is a margin in the memory for storing the reception signal and all the reception signals in the search range can be stored, the calculation amount is further increased. Can be reduced. Hereinafter, it will be described as “search method 2”. The memory for storing the received signal may be the storage unit 62 or a memory (not shown) provided in the receiver.

図１１は、本実施の形態におけるタイミング検索処理（検索方式２の処理）を示すフローチャートである。まず、推定誤差算出部６３において、初期設定を行う（ステップＳ２１）。ここで、「Ｎ_LB」を検索範囲の下限とし、タイミングずれの候補カウンタをｍ＝Ｎ_LB＝−Ｎ_Pに設定する。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。また、最小推定誤差ｃ_best＝１０００と設定する。 FIG. 11 is a flowchart showing timing search processing (search method 2 processing) in the present embodiment. First, the estimation error calculation unit 63 performs initial setting (step S21). Here, “N _LB ” is set as the lower limit of the search range, and the timing deviation candidate counter is set to m = N _LB = −N _P. In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Further, the minimum estimation error c _best = 1000 is set.

つぎに、推定誤差算出部６３が、Ｎ_LBについて推定誤差ｅ^(x)（ｘ＝Ｎ_LBとする）を計算する（ステップＳ２２）。推定誤差の計算は図１０に示す処理に基づいて行い、最小推定誤差ｃ_best＝ｅ^(x)を更新する。つぎに、「Ｎ_UB」を検索範囲の上限とし、タイミングずれの候補カウンタをｍ＝Ｎ_UB＝Ｎ_Pに設定する（ステップＳ２３）。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。つぎに、推定誤差算出部６３が、Ｎ_UBについて推定誤差ｅ^(y)（y＝Ｎ_UBとする）を計算する（ステップＳ２４）。推定誤差の計算は図１０に示す処理に基づいて行う。 Then, the estimated error calculating unit 63, (a x = N _LB) estimated error e ^(x) for N _LB calculate the (step S22). The estimation error is calculated based on the processing shown in FIG. 10, and the minimum estimation error c _best = e ^(x) is updated. Next, “N _UB ” is set as the upper limit of the search range, and the timing deviation candidate counter is set to m = N _UB = N _P (step S23). In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Then, the estimated error calculating unit 63, (a y = N _UB) estimated error e ^(y) for N _UB calculating the (step S24). The estimation error is calculated based on the processing shown in FIG.

ここで、推定誤差算出部６３が、ステップＳ２４において、ｃ_bestが更新されたかどうか確認する（ステップＳ２５）。ｃ_bestが更新された場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、Ｎ_UB側にｍ_bestとなる候補があると判断し、Ｎ_UB側から推定誤差の計算を行うため、推定誤差算出部６３は、ｍ＝Ｎ_UB−１に設定する（ステップＳ２６）。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。その後、推定誤差算出部６３が、Ｎ_UB−１について推定誤差を計算する（ステップＳ２７）。推定誤差の計算は図１０に示す処理に基づいて行う。推定誤差計算後、推定誤差算出部６３は、ｍ＝ｍ−Ｎ_fとする（ステップＳ２８）。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。 Here, the estimation error calculation unit 63 checks whether c _best has been updated in step S24 (step S25). If c _best is updated (step S25: Yes), determines that there is a candidate having the m _best to N _UB side, for the calculation of the estimated error from the N _UB side, the estimated error calculating unit 63, m = N _UB -1 is set (step S26). In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Thereafter, the estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error for N _UB −1 (step S27). The estimation error is calculated based on the processing shown in FIG. After the estimation error calculation, the estimation error calculation unit 63 sets m = m−N _f (step S28). In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated.

つぎに、推定誤差算出部６３は、候補カウンタの値ｍとＮ_LBとを比較する（ステップＳ２９）。ｍがＮ_LBより大きい場合（ステップＳ２９：Ｎｏ）、推定誤差算出部６３は、更新したｍ＝ｍ−Ｎ_fについて推定誤差を計算する（ステップＳ２７）。ｍがＮ_LB以下の場合（ステップＳ２９：Ｙｅｓ）、推定誤差算出部６３は、検索を終了し、最適なタイミングずれ候補ｍ_bestを決定する（ステップＳ３０）。 Next, the estimation error calculation unit 63 compares the value m of the candidate counter with N _LB (step S29). When m is larger than N _LB (step S29: No), the estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error for the updated m = m−N _f (step S27). If m is less than or equal to N _LB (step S29: Yes), the estimation error calculation unit 63 ends the search and determines an optimal timing shift candidate m _best (step S30).

ステップＳ２５に戻り、ｃ_bestが更新されていない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、Ｎ_LB側にｍ_bestとなる候補があると判断し、Ｎ_LB側から推定誤差の計算を行うため、推定誤差算出部６３は、ｍ＝Ｎ_LB＋１に設定する（ステップＳ３１）。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。その後、推定誤差算出部６３が、Ｎ_LB＋１について推定誤差を計算する（ステップＳ３２）。推定誤差の計算は図１０に示す処理に基づいて行う。推定誤差計算後、推定誤差算出部６３は、ｍ＝ｍ＋Ｎ_fとする（ステップＳ３３）。あわせて、信号抽出部６１から検索対象を取得してｙ^(m)を更新する。 Returning to step S25, if the c _best has not been updated (step S25: No), determines that the N _LB side there is a candidate having the m _best, for the calculation of the estimated error from the N _LB side, the estimated error calculating The unit 63 sets m = N _LB +1 (step S31). In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated. Thereafter, the estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error for N _LB +1 (step S32). The estimation error is calculated based on the processing shown in FIG. After the estimation error calculation, the estimation error calculation unit 63 sets m = m + N _f (step S33). In addition, the search target is acquired from the signal extraction unit 61 and y ^(m) is updated.

つぎに、推定誤差算出部６３は、候補カウンタの値ｍとＮ_UBとを比較する（ステップＳ３４）。ｍがＮ_UBより小さい場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、推定誤差算出部６３は、更新したｍ＝ｍ＋Ｎ_fについて推定誤差を計算する（ステップＳ３２）。ｍがＮ_UB以上の場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、推定誤差算出部６３は、検索を終了し、最適なタイミングずれ候補ｍ_bestを決定する（ステップＳ３０）。 Next, the estimation error calculation unit 63 compares the value m of the candidate counter with N _UB (step S34). When m is smaller than N _UB (step S34: No), the estimation error calculation unit 63 calculates an estimation error for the updated m = m + N _f (step S32). If m is greater than or equal to N _UB (step S34: Yes), the estimation error calculation unit 63 ends the search and determines an optimal timing deviation candidate m _best (step S30).

図を用いて実施の形態２との比較を行う。図１２は、実施の形態２の検索方式１によるタイミング検索の過程を示す図である。図の縦軸はタイミング推定誤差ｅ^(u)を示し、横軸はタイミングずれ候補ｍを示す。矢印は検索対象のタイミングずれ候補である。ここでは、一例として、Ｎ_LB＝−４、Ｎ_UB＝４、Ｎ_f＝１とする。実施の形態２では、一番小さいｍから順番に検索を行っていく。各過程において推定誤差を算出するが、前述のように、計算途中で設定している推定誤差よりも大きくなった場合は、その候補ｍについての計算を終了する。すなわち、早い段階で最適なタイミングずれ候補ｍ_bestの計算を行っていれば、その後の演算量を減らすことができるが、図１２のように、検索過程の最後の方でｍ_bestとなる候補の計算を行う場合では、演算量を減らすことはできない。 Comparison with the second embodiment will be made with reference to the drawings. FIG. 12 is a diagram illustrating a timing search process according to the search method 1 of the second embodiment. In the figure, the vertical axis represents the timing estimation error e ^(u) , and the horizontal axis represents the timing deviation candidate m. An arrow is a timing shift candidate to be searched. Here, as an example, N _LB = −4, N _UB = 4, and N _f = 1. In the second embodiment, the search is performed in order from the smallest m. An estimation error is calculated in each process. If the estimation error is larger than the estimation error set during the calculation as described above, the calculation for the candidate m is terminated. That is, if the optimal timing deviation candidate m _best is calculated at an early stage, the amount of calculation thereafter can be reduced. However, as shown in FIG. 12, the candidate of m _best at the end of the search process is reduced. In the case of calculating, the amount of calculation cannot be reduced.

図１３は、本実施の形態の検索方式２によるタイミング検索の過程を示す図である。図１２同様、Ｎ_LB＝−４、Ｎ_UB＝４、Ｎ_f＝１とする。本実施の形態では、検索範囲において、検索開始直後にｍ_bestが近いと予測される側（検索範囲の上限もしくは下限）を求め、求めた側から検索を開始する。この場合、実施の形態２の場合と比較して、ｍ_bestとなる候補を早めに計算する可能性が高いので、その後の演算量を減らすことが可能となる。 FIG. 13 is a diagram showing a timing search process according to the search method 2 of the present embodiment. As in FIG. 12, N _LB = −4, N _UB = 4, and N _f = 1. In the present embodiment, in the search range, the side (upper limit or lower limit of the search range) where m _best is predicted to be close immediately after the start of the search is obtained, and the search is started from the obtained side. In this case, as compared with the case of the second embodiment, there is a high possibility that the candidate for m _best is calculated earlier, so that the amount of calculation thereafter can be reduced.

以上説明したように、本実施の形態によれば、検索範囲について検索を行う場合に、最適なタイミングずれ候補が検索範囲の上限もしくは下限のいずれの側に近いかを推定し、タイミングずれ候補に近いと推定した側から検索範囲の検索を開始することとした。これにより、初期の段階でタイミングずれ候補の推定誤差の計算をする可能性が高くなり、その後の推定誤差の計算において、演算量を削減することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, when searching for a search range, the optimal timing deviation candidate is estimated to be closer to the upper limit or lower limit of the search range, and the timing deviation candidate is determined. The search range search is started from the side that is estimated to be close. As a result, there is a high possibility that the estimation error of the timing deviation candidate is calculated in the initial stage, and the calculation amount can be reduced in the calculation of the estimation error thereafter.

また、候補点を計算する際にｍに加算もしくは減算するＮ_fの値を任意に設定できることとした。これにより、Ｎ_fの値を大きくすることで、推定精度が劣化する可能性があるが、演算量を大幅に減少することができる。図１４は、本実施の形態の方法によるタイミング検索の過程を示す図である。ここでは、一例として、Ｎ_LB＝−４、Ｎ_UB＝４、Ｎ_f＝２とする。タイミングずれ候補ｍについて１つ飛ばしで推定誤差の計算を行うものである。図１３で求めたように、ｍ_bestの位置を正確に求めることはできないが、図１３では９回で検索を終了したのに対して、図１４では６回で検索を終了することができることから、演算量をさらに減らすことが可能となる。 In addition, the value of N _f to be added to or subtracted from m when calculating candidate points can be arbitrarily set. Thereby, although the estimation accuracy may be deteriorated by increasing the value of N _f , the amount of calculation can be significantly reduced. FIG. 14 is a diagram illustrating a timing search process according to the method of the present embodiment. Here, as an example, it is assumed that N _LB = −4, N _UB = 4, and N _f = 2. The estimation error is calculated by skipping one timing deviation candidate m. As shown in FIG. 13, the position of m _best cannot be obtained accurately. However, in FIG. 13, the search is completed in 9 times, whereas in FIG. 14, the search can be completed in 6 times. Further, the amount of calculation can be further reduced.

実施の形態４．
実施の形態３においてＮ_f＞１に設定した場合、演算量を減らすことができるが、推定誤差の精度も低下する可能性がある。本実施の形態では、このような場合に、推定誤差の精度を回復する方法について説明する。以下、「検索方式３」として説明する。 Embodiment 4 FIG.
When N _f > 1 is set in the third embodiment, the amount of calculation can be reduced, but the accuracy of the estimation error may also be reduced. In this embodiment, a method for recovering the accuracy of the estimation error in such a case will be described. Hereinafter, it will be described as “search method 3”.

図１５は、本実施の形態におけるタイミング検索処理（検索方式２の処理）を示すフローチャートである。まず、推定誤差算出部６３において、初期設定を行う（ステップＳ４１）。ここでは、ｘ＞１とした場合に、検索用ステップサイズをＮ_f＝ｘ（＞１）とし、検索範囲をＮ_UB＝Ｎ_P、Ｎ_LB＝−Ｎ_Pとする。つぎに、推定誤差算出部６３は、タイミングずれ候補について検索処理を実行する（ステップＳ４２）。ここでは、図１１に示す検索方式２による検索処理（ステップＳ２１〜Ｓ３４）を行う。 FIG. 15 is a flowchart showing timing search processing (search method 2 processing) in the present embodiment. First, the estimation error calculation unit 63 performs initial setting (step S41). Here, when x> 1, the search step size is N _f = x (> 1), and the search range is N _UB = N _P and N _LB = −N _P. Next, the estimation error calculation unit 63 executes search processing for timing deviation candidates (step S42). Here, search processing (steps S21 to S34) by the search method 2 shown in FIG. 11 is performed.

検索処理終了後、推定誤差算出部６３は、初期設定を変更する（ステップＳ４３）。具体的には、検索用ステップサイズをＮ_f＝１とする。また、「Ｎ_A」を任意に設定可能な検索範囲用パラメタとした場合に、検索範囲をＮ_UB＝ｍｉｎ（Ｎ_P−１，ｍ_best＋Ｎ_A）、Ｎ_LB＝ｍａｘ（−Ｎ_P＋１，ｍ_best−Ｎ_A）とする。すなわち、検索用ステップサイズを最小単位に変更し、検索範囲を狭めるものである。変更した設定に基づいて、推定誤差算出部６３は、再度、検索方式２による検索処理を行う（ステップＳ４４）。このような計算を行うことにより、最適なタイミングずれ候補を取得することができる（ステップＳ４５）。 After the search process ends, the estimation error calculation unit 63 changes the initial setting (step S43). Specifically, the search step size is N _f = 1. Further, when “N _A ” is an arbitrarily settable search range parameter, the search range is N _UB = min (N _P −1, m _best + N _A ), N _LB = max (−N _P +1, m _best −N _A ). That is, the search step size is changed to the minimum unit, and the search range is narrowed. Based on the changed setting, the estimation error calculation unit 63 performs the search process by the search method 2 again (step S44). By performing such calculation, an optimal timing shift candidate can be acquired (step S45).

図１６は、本実施の形態の検索方式３によるタイミング検索の過程を示す図である。ここでは、Ｎ_LB＝−４、Ｎ_UB＝４、Ｎ_f＝２、Ｎ_A＝１とする。図１４と比較して、６番目までの過程は同一（ステップＳ４１、Ｓ４２）であるが、６番目までに求めていた推定誤差が最小となるｍの周辺のｍについて、さらに、タイミング検索処理を行う（ステップＳ４３、Ｓ４４）ものである。具体的には、ステップＳ４２において得たｍ_best＝３の周辺について、検索範囲を２≦ｍ≦３として設定し（ステップＳ４３）、さらに検索を行う（ステップＳ４４）。ここでは、ｅ⁽²⁾についてのみ計算を行う。計算した結果、ｅ⁽²⁾はｅ⁽³⁾よりも大きいので、最適なタイミングずれ候補はｍ_best＝３となる。図１４では、候補点ｍ_best＝３に隣接する候補のうち、ｍ＝２については計算をしていないので、ｍ＝２のポイントがｍ＝３よりも小さいかどうかは不明であった。そのため、ｍ＝３の周辺のポイントについても計算することで、タイミングずれ候補の精度を高くすることができる。図１４と比較して１過程増えているが、図１４よりも精度が高く、かつ、図１２、図１３よりも少ない過程で検索を終了することができる。 FIG. 16 is a diagram illustrating a timing search process according to the search method 3 of the present embodiment. Here, N _LB = −4, N _UB = 4, N _f = 2 and N _A = 1. Compared with FIG. 14, the process up to the sixth is the same (steps S <b> 41 and S <b> 42), but the timing search process is further performed for m around m where the estimation error obtained up to the sixth is minimum. (Steps S43 and S44). Specifically, the search range is set as 2 ≦ m ≦ 3 around m _best = 3 obtained in step S42 (step S43), and further search is performed (step S44). Here, only e ⁽²⁾ is calculated. As a result of calculation, e ⁽²⁾ is larger than e ⁽³⁾ , so that the optimum timing shift candidate is m _best = 3. In FIG. 14, since m = 2 is not calculated among candidates adjacent to the candidate point m _best = 3, it is unknown whether the point at m = 2 is smaller than m = 3. Therefore, the accuracy of timing deviation candidates can be increased by calculating the points around m = 3. Compared to FIG. 14, the number of processes is increased by one, but the accuracy is higher than that of FIG. 14 and the search can be completed with fewer processes than those of FIGS. 12 and 13.

図１７は、本実施の形態の検索方式３によるタイミング検索の過程を示す図である。ここでは、Ｎ_LB＝−４、Ｎ_UB＝４、Ｎ_f＝２、Ｎ_A＝１とする。ステップＳ４２の段階（６回目）ではｍ_best＝−１としているが、検索範囲を−２≦ｍ≦０として（ステップＳ４３）、ｅ⁽⁰⁾とｅ^(-2)の計算を行い（ステップＳ４４）、ｅ⁽⁰⁾＜ｅ^(-1)＜ｅ^(-2)であるので、最適候補はｍ_best＝０となる。このように、検索用ステップサイズＮ_fを１より大きくした場合に、ステップＳ４２の段階で決定したｍ_bestの周辺の推定誤差の計算を行うことで、推定精度を回復することが可能となる。 FIG. 17 is a diagram illustrating a timing search process according to the search method 3 of the present embodiment. Here, N _LB = −4, N _UB = 4, N _f = 2 and N _A = 1. In step S42 (the sixth time), m _best = −1, but the search range is set to −2 ≦ m ≦ 0 (step S43), and e ⁽⁰⁾ and e ⁽⁻²⁾ are calculated (step S44). ), E ⁽⁰⁾ <e ^(-1) <e ^(-2) , so that the best candidate is m _best = 0. As described above, when the search step size _Nf is larger than 1, it is possible to recover the estimation accuracy by calculating the estimation error around m _best determined in the step S42.

ステップＳ４３において、Ｎ_Aの値を「Ｎ_A＝Ｎ_f−１」とした場合、ステップＳ４２の段階で決定したｍ_bestと隣接する計算を行った候補との間にある候補を全て検索することになるため、検索方式２と同等の推定精度になると考えられる。ただし、Ｎ_Aの値については、この様に設定することに限定するものではない。例えば、Ｎ_fを８のように十分大きく取った場合に、Ｎ_Aを４として設定してもよい。 In step S43, when the value of N _A and "N _A = N _f -1", to all the candidate search that is between the calculated candidate Been adjacent to the m _best determined at the stage of step S42 Therefore, it is considered that the estimation accuracy is equivalent to that of the search method 2. However, the value of N _A is not limited to such setting. For example, N _A may be set to 4 when N _f is set to a sufficiently large value such as 8.

以上説明したように、本実施の形態によれば、検索方式２において検索用ステップサイズを１より大きくした場合に、決定したタイミングずれ候補の周辺の候補について、さらに推定誤差の計算を行うこととした。これにより、検索用ステップサイズを大きくしたことにより劣化した推定精度を回復することができる。なお、これまでに提案した検索方式において用いられる推定誤差は、式（１１）、式（１３）や式（１９）に定義された誤差だけに限らない。例えば、ｃを定数とすると、ｅ^(u)＋ｃやｅ^(u)×ｃのような値を用いることも可能である。また、ｃ^(u)を仮定ごとに変わる定数とすると、ｅ^(u)＋ｃ^(u)やｅ^(u)×ｃ^(u)のような推定誤差を用いることも可能である。 As described above, according to the present embodiment, when the search step size is made larger than 1 in the search method 2, the estimation error is further calculated for the candidates around the determined timing shift candidate. did. As a result, it is possible to recover the estimation accuracy deteriorated by increasing the search step size. Note that the estimation error used in the search methods proposed so far is not limited to the errors defined in Equation (11), Equation (13), and Equation (19). For example, when c is a constant, a value such as e ^(u) + c or e ^(u) × c can be used. If c ^(u) is a constant that changes for each assumption, an estimation error such as e ^(u) + c ^(u) or e ^(u) × c ^(u) can be used.

以上のように、本発明にかかるタイミング補正器は、デジタル信号を受信する受信機に有用であり、特に、受信したデジタル信号に基づいてタイミング推定を行う受信機に適している。 As described above, the timing corrector according to the present invention is useful for a receiver that receives a digital signal, and is particularly suitable for a receiver that performs timing estimation based on the received digital signal.

１シンボルエンコーダ部
２送信アンテナ
３受信アンテナ
４受信フィルタ部
５オーバサンプラ部
６タイミング補正部
７初期チャネル推定部
８復調部
６１信号抽出部
６２記憶部
６３推定誤差算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Symbol encoder part 2 Transmission antenna 3 Reception antenna 4 Reception filter part 5 Oversampler part 6 Timing correction part 7 Initial channel estimation part 8 Demodulation part 61 Signal extraction part 62 Storage part 63 Estimation error calculation part

Claims

デジタル信号を受信する受信機において、サンプリングした受信シンボルのタイミング推定を行うタイミング補正器であって、
タイミング推定を行う基準時間に対して設定された検索範囲において、サンプリング後の受信シンボルから、サンプルずれした受信シンボルを抽出する信号抽出手段と、
既知のパイロット信号によって成立する行列のコレツキー行列を記憶するための記憶手段と、
前記検索範囲を設定し、前記信号抽出手段が抽出した受信シンボルと前記記憶手段から読み出したコレツキー行列とに基づいてサンプルずれした受信シンボルの推定誤差値を算出し、最小の推定誤差値をとる受信シンボルのサンプルずれを最適なタイミング推定値として決定する推定誤差算出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング補正器。 In a receiver that receives a digital signal, a timing corrector that performs timing estimation of a sampled received symbol,
In the search range set for the reference time for timing estimation from the received symbol after the sampling, a signal extraction means for extracting a sample-shifted received symbols,
Storage means for storing a Cholesky matrix of matrices formed by known pilot signals;
The search range is set, and an estimated error value of the received symbol shifted by the sample is calculated on the basis of the received symbol extracted by the signal extracting means and the Cholesky matrix read from the storage means, and the reception having the minimum estimated error value is obtained. An estimation error calculation means for determining a symbol sample shift as an optimum timing estimation value;
A timing corrector comprising:

前記推定誤差算出手段は、抽出した受信シンボルの推定誤差の算出途中の値と、既に推定誤差を算出した受信シンボルから得たその時点の最小の推定誤差値とを比較し、算出途中の値の方が大きい場合は、当該受信シンボルの推定誤差の算出処理を終了する、
ことを特徴とする請求項１に記載のタイミング補正器。 The estimation error calculation means compares the extracted estimation error value of the received symbol with the minimum estimation error value at that time obtained from the received symbol for which the estimation error has already been calculated, If it is greater, the calculation process of the estimation error of the received symbol is terminated.
The timing corrector according to claim 1.

前記推定誤差算出手段は、設定した検索範囲の下限から順番にサンプルずれした受信シンボルの推定誤差値を算出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のタイミング補正器。 The estimation error calculation means calculates an estimation error value of a received symbol that is sequentially sampled from the lower limit of the set search range;
The timing corrector according to claim 1, wherein the timing corrector is provided.

前記推定誤差算出手段は、設定した検索範囲の下限と上限の２つのサンプルずれの受信シンボルの推定誤差値を算出し、推定誤差値の小さい方の側から順番にサンプルずれした受信シンボルの推定誤差値を算出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のタイミング補正器。 The estimation error calculation means calculates an estimation error value of a received symbol having two sample deviations of a lower limit and an upper limit of a set search range, and estimates an estimation error of the received symbol that has been sample-shifted in order from the smaller estimation error value. Calculate the value,
The timing corrector according to claim 1, wherein the timing corrector is provided.

前記推定誤差算出手段は、サンプルずれした受信シンボルの推定誤差値を算出する場合に、１よりも大きい検索間隔を設定し、設定した検索間隔のステップで受信シンボルの推定誤差値を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のタイミング補正器。 The estimation error calculation means sets a search interval larger than 1 when calculating an estimation error value of a received symbol shifted in samples, and calculates an estimation error value of the reception symbol at the set search interval step;
The timing corrector according to any one of claims 1 to 4, wherein the timing corrector is provided.

前記推定誤差算出手段は、決定した最適なタイミング推定値となるサンプルずれした受信シンボル、の周辺の受信シンボルについて、前記検索間隔よりも狭いステップで推定誤差値を算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載のタイミング補正器。 The estimated error calculating means calculates an estimated error value in a step narrower than the search interval for the received symbols around the received symbol shifted as a sample that becomes the determined optimum timing estimated value.
The timing corrector according to claim 5.