JPH08298493A - フレーム同期方法およびフレーム同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の伝送レートが存在するＴＤＭＡ（Time
Division Multiple Access）通信方式に適用されるフ
レーム同期装置において、同期の誤検出の可能性を低減
し、また同期が確立されるまでの所要時間を一定にす
る。 【解決手段】 この発明のフレーム同期装置は、想定さ
れる複数の伝送レートの最長または最短のフレーム周期
の間、受信信号のサンプル値系列と割当てられた同期系
列との相関値を計算する。そして、相関値が所定の閾値
を越えた位置を記録する。次に、相関値が所定の閾値を
越えた位置に関して、その位置から最長または最短フレ
ーム周期後に探索窓を設定する。そして、各々の探索窓
に関して同期系列と受信信号のサンプル値系列との相関
を計算する。この（計算の）結果、第２の閾値以上の相
関値が検出された位置の時間間隔から、想定される複数
の伝送レートの中から実際の伝送レートを判定する。こ
うして同期が確立される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＴＤＭＡ(Time
Division Multiple Access) セルラ電話システムにおけ
るフレーム同期装置、またフレーム同期方法に関するも
のである。また、そのための相関器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話サービスの加入者が増加するに
つれて、周波数のより有効な利用が課題となってきた。
この（有効利用の）ための技術の一つにＴＤＭＡ（Time
Division Multiple Access）がある。ＴＤＭＡ通信方
式においては、１フレームが複数のタイムスロットに分
割されている。加入者は、基地局から割り当てられたタ
イムスロットを用いて無線信号を受信し、送信する。こ
のようにして一つのチャンネルを複数の加入者で共有す
る。各タイムスロットの先頭には、スロット識別用に、
同期系列と呼ばれる既知のパターンが配置されている。
この同期系列は、良好な自己相関特性および相互相関特
性を有するように設定されている。すなわち、同一又は
類似する同期系列相互の間では大きな相関値が得られ、
一方、異なる同期系列相互の間では相関値が小さい。そ
れぞれの端末は、基地局により割当てられたタイムスロ
ットの同期系列と受信信号のサンプル値系列との相関を
計算することにより、スロットのフレーム内における正
確な位置を検知する。

【０００３】しかし実際のシステムでは、周波数のドッ
プラ−シフトや、マルチパス・フェージングのために検
出精度が低下する場合がある。また周波数オフセットが
発生している場合にも、同期検出の精度が低下する可能
性がある。周波数オフセットの補償には、例えば、USP-
5121414号に記載される方法が用いられる。

【０００４】同期の検出精度をあげるために、タイムス
ロットの検出は複数回行うことが望ましい。実際の手順
としては、まず割当スロットの同期系列と受信信号のサ
ンプル値系列との相関を連続して計算し、フレーム中の
割当スロットの位置と推測されるタイミングを検出す
る。次いで、そのタイミングから１フレーム時間後の時
刻を中心に、その前後の受信信号について相関を計算す
る。この相関の検出結果をもとに、先に検出したタイミ
ングを補正し、フレームの先頭位置を確定する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＤＭＡセ
ルラ電話システムに適用される音声符号化方式として、
これまでのフルレートに加え、ハーフレートが採用され
るようになった。すなわち、今後はＴＤＭＡサービスの
中に複数の伝送レートが混在することになる。図２に、
フルレート、ハーフレートのフレーム構成の例を示す。
図２（ａ）はフルレートのフレーム構成、図２（ｂ）は
ハーフレートのフレーム構成である。これらの図に示さ
れる通り、フルレートでは１つのフレームが３つのタイ
ムスロットに分割されており、ハーフレートでは１つの
フレームが６つのタイムスロットに分割されている。Ｔ
ＤＭＡ方式において、１チャンネル当たりの伝送レート
は、送信のビットレートと１チャンネルに割り当てるフ
レーム毎のスロットの数とによって定義される。複数の
伝送レートが混在するシステムにおいては、図２（ａ）
及び（ｂ）に示すように、送信ビットレートとタイムス
ロット構成は変えずに、１チャンネルに割り当てるスロ
ット数を増減させて、フレーム周期のみを変更する方法
が都合がよい。

【０００６】しかし従来のフレーム同期方法では、伝送
レートすなわちフレーム周期が既知の単一の値であるこ
とを前提としている。このため、伝送レートが複数存在
し、かつ、現在の伝送レートが回線を接続して実際に信
号を受信した後に判明する場合には、誤ってフレーム同
期が確立される可能性がある。

【０００７】また、図２（ａ）及び（ｂ）に示す例で
は、伝送レートＢのフレーム周期が伝送レートＡのフレ
ーム周期の２倍となっている。北米で規格化されたＴＤ
ＭＡセルラ電話システムの場合、フルレートのフレーム
周期Ｔ１は20msec、ハーフレートのフレーム周期Ｔ２は
40msecである。このような場合には、移動局に割当てら
れたタイムスロットに対応する同期系列と受信信号のサ
ンプル値系列との相関値を計算する。たとえば割り当て
られたタイムスロットの同期系列がSYNC1であれば、こ
の計算の結果は、図２（ａ）におけるフレーム１のSYNC
1の位置で所定の閾値を越える。この位置を基準とし
て、このSYNC1のみを用いて、伝送レートＡのフレーム
周期間隔でさらに２回、相関を計算する。この計算の結
果が２回とも相関値が閾値を越えた場合、図２（ａ）に
おけるフレーム２、フレーム３のSYNC1を検出したと判
断できる。よって、伝送レートＡで同期が取れたと判断
する。計算の結果、２回目の相関値のみが閾値を越えた
ならば、図２（ｂ）におけるフレーム２のSYNC1を検出
したと判断できる。よって伝送レートＢで同期が取れた
と判断する。それ以外の場合は同期が取れなかったと判
断する。

【０００８】このような方法であれば、複数の伝送レー
トが存在している場合でも同期を確立することができ
る。しかしこの場合、自分の使用するスロットの同期系
列と受信信号のサンプル値系列の相関値が最初に閾値を
越えるまでの所用時間が、適用される伝送レートによっ
て異なる。従ってフレーム同期が確立するまでの所用時
間が一定でない。

【０００９】よって、この発明の目的は、より正確なフ
レーム同期を確立することのできるフレーム同期装置を
提供することである。また、複数の伝送レートが存在す
るＴＤＭＡシステムにおいて、フレーム同期が確立する
までの所要時間が一定であるフレーム同期装置を提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、複数の
伝送レートが存在するＴＤＭＡシステムにおいて、フレ
ーム同期装置は以下の処理を実行する。すなわち、想定
される複数の伝送レートの最長のフレーム周期の間、受
信信号のサンプル値系列と割当てられた同期系列との相
関値を計算する。そして、相関値が所定の閾値を越えた
すべての位置を記録する（第１段階探索モード処理）。
次に、相関値が所定の閾値を越えたすべての位置に関し
て、その位置から最長フレーム周期後に探索窓を設定す
る。そして、各々の探索窓に関して同期系列と受信信号
のサンプル値系列との相関を計算する。この（計算の）
結果、第２の閾値以上の相関値が検出された位置を探索
する（第２段階探索モード処理）。さらに、前記第２の
閾値以上の相関値が検出された位置の時間間隔から、想
定される複数の伝送レートの中から実際の伝送レートを
判定する。こうして同期を確立する（伝送レート判定処
理）。

【００１１】第２の発明では、複数の伝送レートが存在
するＴＤＭＡシステムにおいて、フレーム同期装置は以
下の処理を実行する。すなわち、想定される複数の伝送
レートの最長のフレーム周期の間、受信信号のサンプル
値系列と割当てられた同期系列との相関値を計算する。
そして、相関値が所定の閾値を越えたすべての位置を記
録する（第１段階探索モード処理）。次に、相関値が所
定の閾値を越えたすべての位置に関して、その位置から
最短フレーム周期後に探索窓を設定する。そして、各々
の探索窓に関して、同期系列φと受信信号のサンプル値
系列との相関、および、別の同期系列φ'と受信信号の
サンプル値系列との相関を計算する。この（計算の）結
果、第２の閾値以上の相関値が検出された位置を探索す
る（第２段階探索モード処理）。さらに、前記第２の閾
値以上の相関値が検出された位置の時間間隔から、想定
される複数の伝送レートの中から実際の伝送レートを判
定する。こうして同期を確立する（伝送レート判定処
理）。

【００１２】第３の発明では、複数の伝送レートが存在
するＴＤＭＡシステムにおいて、フレーム同期装置は以
下の処理を実行する。すなわち、想定される複数の伝送
レートの最短フレーム周期の間、受信信号のサンプル値
系列と割当てられた同期系列との相関値を計算する。
（第１段階探索モード処理）。第１段階で相関値が所定
の閾値を越えた場合には、その位置から最短フレーム周
期後に探索窓を設定する。そしてその探索窓に関して、
同期系列φと受信信号のサンプル値系列との相関、およ
び、別の同期系列φ'と受信信号のサンプル値系列との
相関を計算することによって、同期系列毎に相関の最大
値を求める。こうして求められた相関の最大値を、それ
ぞれ第２の閾値と比較する。さらに、相関の最大値のい
ずれかが第２の閾値を越えている場合にフレーム同期が
確立したと判断して、実際の伝送レートを判定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の第１の実施例
であるフレーム同期装置を示す。このフレーム同期装置
は、制御部１によって制御される。

【００１４】基地局（図示しない）から受信した受信信
号は、ＡＤ変換器１１に入力される。受信信号はこのＡ
Ｄ変換器でディジタル信号に変換される。ＡＤ変換器１
１の出力は、受信バッファ１２に接続されている。受信
バッファ１２の出力は、相関器１３に接続されている。
相関器１３は、受信バッファ１２、およびモード切替器
１４からの指示により、受信信号のサンプル値系列と同
期系列φとの相関を計算する。モード切替器１４には、
指定された時間の経過を知らせるタイマ１６と、同期系
列テーブル１７とが接続されている。同期系列テーブル
１７には、使用される全ての同期系列パターン、およ
び、複数の伝送レートの各々で使用する同期系列の送信
順序があらかじめ記憶されている。よって任意の同期系
列の、フレーム内における相対的な位置関係がわかるよ
うになっている。

【００１５】以下、図１のフレーム同期装置の動作を説
明する。この実施例では、図２に示したような２種類の
伝送レートが想定される場合について説明する。まず、
以下の説明の中で用いる記号を次のように定義する。

【００１６】(a) １スロット時間：Ｔs (b) ２（種類の）伝送レートのフレーム周期Ｔ１とＴ２
の関係： Ｔ１＝Ｔs ×Ｎ１ Ｔ２＝Ｔs ×Ｎ２（Ｔ１≦Ｔ２） (c) フレーム周期Ｔ１、及びフレーム周期Ｔ２で送られ
る同期系列の送信順： φ１＝｛φ１(0) ，φ１(1) ，・・・，φ１(N1-1)｝ φ２＝｛φ２(0) ，φ２(1) ，・・・，φ２(N2-1)｝

【００１７】まず、図示しない基地局からＴＤＭＡ方式
により無線送信されたデータは、移動局の図示しないア
ンテナ、ＡＧＣアンプ、直交検波器などを経て、ＡＤ変
換器１１に入力される。ＡＤ変換器１１に入力された受
信信号は、図示しないサンプリングクロックをタイミン
グ信号としてサンプリングされる。この受信信号のサン
プル値系列が、受信バッファ１２に出力される。

【００１８】まず制御部１は、モード切替器１４にフレ
ーム同期の開始を指示する。この指示を受けると、モー
ド切替器１４のモードは第１段階にセットされる。モー
ド切替器１４は、第１段階にセットされると受信バッフ
ァ１２を初期化する。そして、受信バッファ１２に相関
を計算するに必要な長さ（例えば、同期系列を構成する
シンボル数分のデータの時間）の受信信号が蓄積される
まで待つ。受信バッファ１２は、ＡＤ変換器１１から受
信信号のサンプル値を入力される毎に、モード切替器１
４に報告している。従って、その（報告の）回数をカウ
ントすることによって、受信バッファ１２に必要な長さ
のデータが蓄積されたか否かが判断できる。この所定の
回数とは、例えば同期系列のシンボル数×オーバーサン
プル数と設定する。

【００１９】受信バッファ１２にデータが蓄積される
と、モード切替器１４は、同期系列テーブル１３より割
当スロットの同期系列φのパターンを取り出して、相関
器１２に同期系列φを設定する。そして相関器１３に、
設定した同期系列φと受信信号のサンプル値系列との相
関を計算するように指示する。相関器１３は、新しい受
信データが受信バッファ１２に入るごとに、同期系列φ
と計算区間の受信信号のサンプル値系列との相関を計算
する。より詳細に述べるならば、新しい受信データが受
信バッファ１２に入力される毎に、相関の計算区間を１
サンプリングクロックの周期だけずらして、同期系列φ
のシンボルと受信信号のサンプル値系列のシンボル間隔
との複素相関を取ることにより、相関が計算される。相
関器１３は、相関値が求められたごとに、その値をモー
ド切替器１４に報告する。モード切替器１４は、相関器
１３から相関の計算値を報告される都度、その値があら
かじめ設定した第１の閾値を越えているか否かを判断す
る。相関値が第１の閾値を超えている場合、モード切替
器１４は、その検出位置を記録しておく。

【００２０】以上の処理を、想定される複数の伝送レー
トのうち最長のフレーム周期（以下、単に”最長フレー
ム周期”という）の間、繰り返す。すなわちこの実施例
においては、フレーム周期Ｔ２の間、以上の処理を行
う。これに関連して、想定される複数の伝送レートのう
ち最短のフレーム周期を、以後”最短フレーム周期”と
称することにする。最長フレーム周期が経過した後、モ
ード切り替え器１４のモードは第２段階にセットされ
る。

【００２１】第２段階にセットされたモード切替器１４
は、まず相関器１３の動作を停止させる。そして第１段
階で相関値が第１の閾値を越えた全ての検出位置につい
て、各検出位置のＴ２時間後を中心に、再度相関を計算
する。すなわち、各検出位置のＴ２時間後を中心に探索
窓が設定される。この探索窓は、各検出位置のＴ２時間
後を中心に、前後に一定の時間幅を有する。設定される
探索窓の数は、第１段階で相関値が第１の閾値を越えた
回数と一致する。

【００２２】モード切替器１４は、相関器１３に、割当
スロットの同期系列φを設定する。次にモード切替器１
４は、相関器１３に、設定された全ての探索窓幅の区間
について、割当スロットの同期系列φと受信信号のサン
プル値系列との相関を計算をするよう指示する。相関器
１３は、それぞれの探索窓幅の区間について、割当られ
た同期系列φとその計算区間の受信信号のサンプル値系
列との相関を計算する。この計算は第１段階における計
算と同様、相関の計算区間を１サンプリングクロックの
周期だけずらしながら行われる。そしてその結果は、モ
ード切替器１４に報告される。

【００２３】相関器１３が全ての探索窓の区間について
相関の計算を終えたならば、モード切替器１４は相関器
１３の動作を停止させる。モード切替器１４は、相関器
１３から相関値を報告される毎に、その値が第２の閾値
を越えているか否かを判断する。そして第２の閾値を越
えた相関値の検出間隔を把握する。受信信号がフレーム
周期Ｔ１で伝送されたものであれば、第１段階におい
て、第１の閾値以上の相関値が複数回検出されうる。例
えば、図２（ａ）に示される伝送レートＡの場合であれ
ば、第１段階において、２回以上検出されるものと想定
される。

【００２４】この第２の閾値を越えている相関値の検出
間隔からフレーム周期が分かり、伝送レートが判明す
る。例えば、この間隔が連続しているような場合は、そ
の間隔の平均値をフレーム周期と判断できる。こうして
モード切替器１４は、制御部１に、フレーム同期を確立
したと報告する。この報告の際には、あわせて判明した
伝送レートを報告する。さらに次のフレームの先頭位置
が計算されて報告される。

【００２５】第２段階において、一度も相関値が第２の
閾値を越えない場合には、第１段階に戻って処理を繰り
返す。

【００２６】以下、図３および図４を用いて、この実施
例の処理手順を説明する。

【００２７】［第１段階探索モード処理］ステップＳ１
において、モード切替器１４は受信バッファ１２を初期
化する。ステップＳ２において、ＡＤ変換器１１より出
力された受信信号のサンプル値が受信バッファ１２に蓄
積される。ステップＳ３において、割当スロットの同期
系列φと受信信号のサンプル値系列との相関値を計算す
る受信系列の相関計算区間が初期設定される。ステップ
Ｓ４において、相関器１３は、設定された相関計算区間
内の受信信号のサンプル値系列と同期系列φとの相関値
を計算する。ステップＳ５において、相関値と第１の閾
値とが比較される。相関値が第１の閾値を越える場合に
は、ステップＳ６に進み、相関値が第１の閾値を越えな
い場合には、ステップＳ８に進む。

【００２８】ステップＳ６では、相関値が第１の閾値を
越えた受信信号のサンプル値系列の位置が記憶される。
ステップＳ８において、最長フレーム周期時間分の計算
が終了したかどうかが判断される。最長フレーム周期分
の計算が終了していなければ、ステップＳ７に進む。最
長フレーム周期分の計算が終了していれば、ステップＳ
９に進む。ステップＳ７において、受信系列の相関計算
区間を１サンプリングクロックの周期分シフトして、ス
テップＳ４に戻る。

【００２９】［第２段階探索モード処理］ステップＳ９
において、最初に第１の閾値を越える相関値を検出した
位置から最長フレーム周期時間後を中心として、探索窓
幅の区間を設定する。ステップＳ１０において、最初の
探索窓区間の受信信号のサンプル値系列が受信バッファ
４に蓄積されるまで待つ。ステップＳ１１において、割
当スロットの同期系列φと探索窓区間内の受信信号のサ
ンプル値系列との相関値が計算される。ステップＳ１２
において、探索窓区間の計算が終了したかどうかが判断
される。探索窓区間の計算が終了していなければ、ステ
ップＳ１３に進み、窓探索区間の計算が終了していれ
ば、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１３において、
受信信号のサンプル値系列の相関計算区間を１サンプル
クロックの周期だけシフトして、ステップＳ１１に戻
る。

【００３０】ステップＳ１４において、全ての検出点に
おける探索窓区間での相関値の計算が終了したかどうか
が判断される。全ての検出点について相関値の計算が終
了していない場合には、ステップＳ１５に進み、全ての
検出点について相関値の計算が終了すれば、ステップＳ
１７に進む。ステップ１５において、次の検出点につい
て、最長のフレーム周期後を中心として探索窓区間が設
定される。ステップＳ１６において、次の探索窓区間の
受信信号のサンプル値系列を受信バッファ１２に蓄積す
る。受信バッファ１２に受信信号のサンプル値系列が蓄
積されると、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１７に
おいて、第２段階の全ての探索窓で相関値が第２の閾値
を越えているか否かが判断される。相関値が第２の閾値
を越えていなければ、ステップＳ３に戻り、相関値が第
２の閾値を越えていれば、ステップＳ１８に進む。

【００３１】［伝送レート判定処理］ステップＳ１８に
おいて、第２の閾値を越える相関値の検出位置の時間間
隔により、想定される複数の伝送レートから実際の伝送
レートが判定される。さらに、判定された伝送レート
と、相関の計算結果が第２の閾値を越えた位置とから次
のフレームの先頭位置が計算される。ステップＳ１９に
おいて、制御部１に、フレーム同期が確立されたことが
報告される。あわせて次のフレームの先頭位置も報告さ
れる。

【００３２】図５は、本発明の第２の実施例を示すフレ
ーム同期装置の構成図である。図１に示す実施例のフレ
ーム同期装置の要素と共通の要素には共通の符号を付し
てある。この実施例においては、受信バッファ１２の出
力は、相関器４２および相関器４３に与えられる。

【００３３】基地局（図示しない）よりフレーム同期の
確立を指示されると、制御部１では、モード切替器１４
にフレーム同期の確立を指示する。この指示を受ける
と、モード切替器１４のモードは第１段階にセットされ
る。第１段階にセットされたモード切替器１４は、受信
バッファ１２を初期化する。そして、受信バッファ１２
に相関を計算するために必要な長さの受信信号のサンプ
ル値系列が蓄積されるまで待つ。受信バッファ１２にデ
ータが蓄積されると、モード切替器１４は、同期系列テ
ーブル４４より割当スロットの同期系列φのパターンを
取り出し、そして相関器４２に同期系列φを設定する。
次に相関器４２に対して、設定した同期系列φと受信信
号のサンプル値系列との相関を計算するように指示す
る。指示を受けた相関器４２は、新しい受信データが受
信バッファ１２に入るごとに、相関の計算区間を１サン
プリングクロックの周期だけずらして、同期系列φと計
算区間の受信信号のサンプル値系列との相関を計算す
る。そして、その計算結果をモード切替器１４に報告す
る。モード切替器１４は、相関器４２から相関の計算値
を報告される毎に、相関値が予め設定した第１の閾値を
越えたか否かを判断する。相関値が第１の閾値を越えた
場合には、その検出位置を記録しておく。

【００３４】以上の処理を、最長フレーム周期Ｔ２の間
行う。最長フレーム周期Ｔ２が経過した後、モード切替
器１４のモードは第２段階にセットされる。

【００３５】第２段階にセットされたモード切替器１４
は、まず相関器４２の動作を止める。そして以下の処理
を行う。すなわちモード切替器１４は、相関器４２に同
期系列φを、相関器４３に次式（１）で示される同期系
列φ' を、それぞれ設定する。

【００３６】 φ' ＝φ２((s2+N1) mod N2) ・・・（１） 但し、φ＝φ２（ｓ２）

【００３７】モード切替器１４はさらに、第１段階で相
関値が第１の閾値を越えた全ての検出位置について、各
検出位置から最短フレーム周期後を中心として探索窓を
設定する。すなわち、各検出位置のＴ１時間後を中心
に、前後に一定の時間幅を有する探索窓を設定する。

【００３８】相関器４２、相関器４３は、それぞれの探
索窓の期間について、設定された同期系列φ、及びφ’
と受信信号のサンプル値系列との相関を計算する。こ
の計算は、第１段階における相関の計算と同様、相関の
計算区間を１サンプリングクロックの周期だけずらしな
がら行うものである。相関器４２および相関器４３は、
それぞれ計算した相関値をモード切替器１４に報告す
る。モード切替器１４は、相関器４２および４３が、全
ての探索窓の区間について相関の計算を終えたならば、
相関器の動作を停止させる。モード切替器１４は次に、
相関器４２および４３が計算した相関値が、あらかじめ
設定された第２の閾値を越えているか否かを判断する。
そして第２の閾値を越えた相関値の検出間隔、および、
検出時に同期系列φまたはφ' のいずれを使用していた
かを判定する。

【００３９】第２の閾値を越えた検出値の検出にφを用
いていたならばフレーム周期はＴ１、φ' を用いていた
ならばフレーム周期はＴ２と判断できる。これによりモ
ード切替器１４は伝送レートを判定し、制御部１にフレ
ーム同期を確立したという報告を行う。また、この報告
に際して判明した伝送レートをあわせて報告する。さら
に、次のフレームの先頭位置を計算し、これもあわせて
報告する。

【００４０】以下、図６および図７を用いて、この実施
例の処理手順を説明する。

【００４１】［第１段階探索モード処理］図６のステッ
プＳ３１〜ステップＳ３９においては、図３中のステッ
プＳ１〜ステップＳ９と同様の処理を行って、第１段階
探索モード処理が実行される。

【００４２】［第２段階探索モード処理］図７中のステ
ップＳ４０において、第１段階モードで第１の閾値を越
える相関値が検出された最初の位置から最短のフレーム
周期後を中心として、探索窓が設定される。そして、こ
の探索窓幅の区間の受信信号のサンプル値系列のデータ
がバッファに蓄積される。ステップＳ４１において、同
期系列φと探索窓区間の受信信号のサンプル値系列との
相関が計算される。ステップＳ４２において、式（１）
で示される同期系列φ' とステップＳ４１と同じ窓探索
区間の受信信号のサンプル値系列との相関が計算され
る。ステップＳ４３において、窓探索区間の相関の計算
が終了したかどうかが判断される。相関の計算が終了し
ていなければ、ステップＳ４８に進み、相関の計算が終
了していれば、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４
において、窓探索区間内で相関の計算区間を１サンプリ
ングクロックの周期だけシフトして、ステップ４１に戻
る。

【００４３】ステップＳ４５において、相関値が第１の
閾値を越えた全ての検出点について、その窓探索区間の
計算が終了したかどうかが判断される。全ての検出点に
ついて相関の計算が終了していなければ、ステップＳ３
３に戻り、全ての検出点について相関の計算が終了して
いれば、ステップＳ４９に進む。ステップＳ４６におい
て、次の検出点に関する窓探索区間が設定される。ステ
ップＳ４７において、次の窓探索区間の受信信号のサン
プル値系列のデータが受信バッファに蓄積される。その
後、ステップＳ４１に戻る。ステップＳ４８において、
ステップＳ４１及びステップＳ４２で計算された相関値
が、ある探索窓区間で第２の閾値を越えているかどうか
が判断される。検出値が全ての探索窓区間で第２の閾値
を越えていなければ、ステップＳ３３に戻り、ある探索
窓区間で第２の閾値を越えていれば、ステップＳ４９に
進む。

【００４４】［伝送レート判定処理］ステップＳ４９に
おいて、第２の閾値を越える相関値が検出された位置の
時間間隔、およびその相関値が検出された同期系列によ
り、伝送レートが判定される。そして第２の閾値を越え
る相関値が検出された位置および使用した同期系列とか
ら、次のフレームの先頭位置が算出される。最後にステ
ップＳ５０において、制御部１に、フレーム同期の確立
された旨が報告される。

【００４５】さらに、本発明の第３の実施例を以下に説
明する。第３の実施例は、ハードウェアの構成としては
第２の実施例と同様である。よって図８を用いて、第３
の実施例の動作を説明する。

【００４６】［第１段階探索モード処理］第３の実施例
においても、図３中のステップＳ１〜ステップＳ３と同
様に、相関計算区間の初期設定が行われる（ステップＳ
５１〜Ｓ５３）。そしてステップＳ５４において、モー
ド切替器１４は相関器４２に対して、割当スロットの同
期系列φと受信信号のサンプル値系列との相関値Ｃ４２
を計算するよう指示する。相関器４２は、新しい受信デ
ータが受信バッファ１２に入るごとに、相関の計算区間
を１サンプリングクロックの周期だけずらして、同期系
列φと計算区間の受信信号のサンプル値系列との相関値
Ｃ４２を計算する。そして、その計算結果をモード切替
器１４に報告する。ステップＳ５５において、モード切
替器１４は、相関器４２から報告された相関値Ｃ４２が
あらかじめ定められた第１の閾値を越えているか否かを
判断する。相関値Ｃ４２が第１の閾値を越えている場
合、モード切替器１４のモードは第２段階にセットされ
る。相関値Ｃ４２が第１の閾値を越えていない場合はス
テップＳ５ａに進む。ステップＳ５ａにおいて、相関の
計算区間をシフトし、ステップＳ５４へ戻る。

【００４７】［第２段階探索モード処理］第２段階にセ
ットされたモード切替器１４は、まず相関器４２の動作
を停止させる。続いてモード切替器１４は、第１段階で
相関値Ｃ４２が第１の閾値を越えたタイミングから最短
フレーム周期後を中心として探索窓を設定する。すなわ
ち、検出タイミングのＴ１時間後を中心に、前後に一定
の時間幅を有する探索窓を設定する（ステップＳ５６、
Ｓ５７）。ステップＳ５８およびステップＳ５９におい
て、モード切替器１４は、相関器４２に同期系列φを、
相関器４３に同期系列φ' を、それぞれ設定する。そし
て受信バッファ１２を初期化する。

【００４８】受信バッファ１２にデータが蓄積された
後、モード切替器１４は、相関器４２および４３に対し
て相関値を計算するように指示する。相関器４２は、設
定された同期系列φと受信信号のサンプル値系列との相
関値Ｃ４２を計算する。また相関器４３は設定された同
期系列φ'と受信信号のサンプル値系列との相関値Ｃ４
３を計算する。これらの計算は、第１段階における相関
の計算と同様、相関の計算区間を１サンプリングクロッ
クの周期だけずらしながら行うものである。相関器４２
および相関器４３は、それぞれ計算した相関値Ｃ４２お
よびＣ４３をモード切替器１４に報告する。ステップＳ
６０において、モード切替器１４は窓探索区間の相関の
計算が終了したかどうかを判別する。相関の計算が終了
していなければ、ステップＳ５８に戻り、相関の計算が
終了していれば、ステップＳ６１に進む。

【００４９】［比較処理］ステップＳ６１において、相
関器４２および相関器４３が計算した相関値の最大値Ｃ
４２max、Ｃ４３maxが、それぞれの相関器毎に求められ
る。そしてそれぞれの最大相関値Ｃ４２max、Ｃ４３max
は、あらかじめ定めてある第２の閾値と比較される。こ
の比較の結果、Ｃ４２maxまたはＣ４３maxのいずれかが
第２の閾値を越えているか否かが判断される。いずれか
の最大相関値が第２の閾値を越えた場合は、ステップＳ
６２へ進む。いずれの最大相関値も第２の閾値を越えて
いない場合は、ステップＳ５３へ戻って最初から処理を
やり直す。

【００５０】［伝送レート判定処理］ステップＳ６２に
おいて、いずれかの最大相関値が第２の閾値を越えた場
合は、その相関値を計算した相関器が使用した同期系列
から伝送レートが判明する。よってステップＳ６３にお
いて、フレーム同期が確立された旨が制御部１に報告さ
れる。

【００５１】以下、この発明の実施例に適用される相関
器を、図９を用いてより詳細に説明する。図９では、こ
の相関器が第１の実施例のフレーム同期装置に適用され
た場合を例に説明する。

【００５２】受信バッファ１２から与えられた受信信号
は、周波数オフセット推定部１３１に与えられる。同時
に、遅延回路１３２を介して、周波数オフセット補償部
１３３に与えられる。周波数オフセット推定部１３１
は、入力された受信信号の周波数オフセットを推定す
る。この、推定された周波数オフセットの値は、推定値
リミッタ１３４を介して周波数オフセット補償部１３３
に与えられる。周波数オフセット補償部１３３は、与え
られた周波数オフセットから、受信信号の周波数オフセ
ットを補償する。周波数オフセット補償部１３３の出力
は相関計算部１３５に与えられる。相関計算部１３５
は、周波数オフセットが補償された受信信号と同期系列
とを用いて相関を計算する。そして、この計算結果はモ
ード切替器１４に報告される。

【００５３】周波数オフセット推定部１３１で推定され
た周波数オフセットは、推定値リミッタ１３４において
制限される。その制限された値が周波数オフセット補償
部１３３に入力される。制御部１は、送信側、受信側双
方の搬送周波数安定度、および、周波数帯の情報からリ
ミッタ値を決定する。そしてこのリミッタ値を、通話の
開始時、またハンドオフ時に、モード切替器１４を介し
て推定値リミッタ１３４に与える。このように推定値リ
ミッタ１３４を用いることにより、異常な推定周波数オ
フセット値をあらかじめ排除することができる。したが
って誤ってフレーム同期が確立されることを防ぐことが
できる。

【００５４】図１０に、相関器の別の構成を示す。受信
バッファ１２から与えられた受信信号は、周波数オフセ
ット推定部１３１に与えられる。同時に、遅延回路１３
２を介して周波数オフセット補償部１３３に与えられ
る。周波数オフセット推定部１３１は、入力された受信
信号の周波数オフセットを推定する。この、推定された
周波数オフセットの値が周波数オフセット補償部１３３
に与えられる。また推定された周波数オフセットの値
は、モード切替器１４にも与えられる。

【００５５】周波数オフセット補償部１３３は、与えら
れた周波数オフセットから、受信信号の周波数オフセッ
トを補償する。周波数オフセット補償部１３３の出力は
相関計算部１３５に与えられる。相関計算部１３４は、
周波数オフセットが補償された受信信号と同期系列とを
用いて相関を計算する。そして、この計算結果はモード
切替器１４に報告される。モード切替器１４は、相関計
算部１３４から相関の計算結果が報告される毎に、その
計算結果とあらかじめ定められている閾値とを比較す
る。相関の計算結果が閾値を越えている場合は、その際
の推定周波数オフセットを周波数オフセット推定部１３
１から読み出し、記録する。

【００５６】先に説明した通り、モード切替器１４に
は、相関器１３から相関の計算結果が報告される。モー
ド切替器１４のモードが第１段階にセットされている時
には、モード切替器１４箱の計算結果と第１の閾値とを
比較する。相関の計算結果が第１の閾値を越えている場
合は、その際の推定周波数オフセットｆ１を周波数オフ
セット推定部１３１から読み出し、記録する。またモー
ド切替器１４のモードが第２段階にセットされている時
には、モード切替器１４は、この計算結果と第２の閾値
とを比較する。相関の計算結果が第２の閾値を越えてい
る場合は、その際の推定周波数オフセットｆ２を周波数
オフセット推定部１３１から読み出し、記録する。

【００５７】モード切替器１４は次に、第１のモードに
おいて相関の計算結果が第１の閾値を越えた各点につい
て、推定周波数オフセットｆ１と、推定周波数オフセッ
トｆ２との差を求める。この差が第２の閾値よりも大き
い検出点は、周波数のドップラーシフトや周波数オフセ
ット等により、誤った相関が検出された可能性が高い。
よって、この検出点は同期の確立に際しては無視する。

【００５８】なお、この発明は上記実施例に限定され
ず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例
えば次のようなものがある。 （ａ）上記の各実施例で示した受信バッファ、タイマ
ー、モード切替器などの構成要素は、フレーム同期を制
御するための一般的な構成要素を示したものであり、他
の構成要素を用いて制御を行うフレーム同期装置にも適
用可能である。 （ｂ）第１の実施例において、２つの伝送レートについ
て説明したが、３つ以上の伝送レートが想定される場合
でも適用可能である。 （ｃ） 第２の実施例において、基準フレームが短いフ
レーム周期Ｔ１の場合について説明したが、最長のフレ
ーム周期Ｔ２の場合もこの発明が適用可能である。フレ
ーム周期Ｔ２の場合を基準フレームとした時は、相関器
２２−２により次式（２）に示す同期系列φ' を用いて
相関値を計算すればよい。 φ' ＝φ１((s1+N2) mod N1) ・・・（２） 但し、φ＝φ1(s1)

【００５９】（ｄ） また、２つの伝送レートが想定さ
れる場合について説明したが、３つ以上の伝送レートが
想定される場合でも第２の実施例が適用可能である。こ
の場合には、第２段階において、基準フレーム以外のフ
レームの同期系列について、式（１）と同様にして求め
られたものを用いて相関値を計算すればよい。 （ｅ） 本第２の実施例では、同期系列φ' が最長のフ
レーム周期Ｔ２の同期系列に使用されている場合を説明
したが、場合によっては同期系列φ' が見つからない場
合がある。このような場合には、最長フレーム周期のい
ずれの同期系列とも低い相関値を持つようなパターンを
用いて相関器４３により相関値の計算を指示するか、ま
たは相関器４３に、第２段階において相関値の計算の指
示をしないようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によって
同期の誤検出のおそれが低減する。また、複数の通信レ
ートが適用されるシステムであっても、同期が確立する
までの所要時間が一定となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフレーム同期装置の実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】ＴＤＭＡ伝送方式のフレーム構成を示す図であ
る。

【図３】図１に示すフレーム同期装置の動作を示すフロ
ーチャート（I）である。

【図４】図１に示すフレーム同期装置の動作を示すフロ
ーチャート（II）である。

【図５】この発明のフレーム同期装置の別の実施例を示
すブロック図である。

【図６】図５に示すフレーム同期装置の動作を示すフロ
ーチャート（I）である。

【図７】図５に示すフレーム同期装置の動作を示すフロ
ーチャート（II）である。

【図８】図５に示すフレーム同期装置の別の動作を示す
フローチャートである。

【図９】相関器１３の構成を示したブロック図である。

【図１０】相関器１３の別の構成を示したブロック図で
ある。

【符号の説明】

１・・・制御部 １１・・・ＡＤ変換器 １２・・・受信バッファ １３・・・相関器 １４・・・モード切替器 １７・・・同期系列テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 29/08 Ｈ０４Ｌ 13/00 ３０７Ｃ (72)発明者 宮本 良一 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の通信レートを有するＴＤＭＡ通信
   システムに用いられる受信機のフレーム同期装置におい
   て、 受信機に割り当てられたタイムスロットの同期系列と、
   受信信号中に含まれる同期系列との相関を得る相関手段
   と、 前記フレーム同期装置を第１および第２のモードに切り
   替えるモード切替手段であって、第１のモードにおいて
   は想定される前記複数の通信レートのうちの最長のもの
   の間、前記相関手段が検出した第１の閾値を越える位置
   を記録し、第２のモードにおいては前記第１の閾値を超
   える相関が記録された全ての位置に関して所定時間経過
   後に、再度、タイムスロットの同期系列と、受信信号中
   に含まれる同期系列との相関と第２の閾値とを比較する
   モード切替手段とを有し、 前記、再度の相関と第２の閾値との比較結果によりフレ
   ーム同期の確立を判定することを特徴とするフレーム同
   期装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフレーム同期装置にお
   いて、前記所定の期間は、想定される前記複数の通信レ
   ートのうちの最長のものであることを特徴とするフレー
   ム同期装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のフレーム同期装置におい
   て、前記所定の期間は、想定される前記複数の通信レー
   トのうちの最短のものであることを特徴とするフレーム
   同期装置。
4. 【請求項４】 複数の通信レートを有するＴＤＭＡ通信
   システムに用いられる受信機のフレーム同期装置におい
   て、 受信機に割り当てられたタイムスロットの同期系列と、
   受信信号中に含まれる同期系列との相関を得る相関手段
   と、 前記フレーム同期装置を第１および第２のモードに切り
   替えるモード切替手段であって、第１のモードにおいて
   は想定される前記複数の通信レートのうちの最短のもの
   の間、前記相関手段が検出した第１の閾値を越える位置
   を記録し、第２のモードにおいては前記第１の閾値を超
   える相関が記録された全ての位置に関して所定時間経過
   後に、再度、タイムスロットの同期系列と、受信信号中
   に含まれる同期系列との相関と第２の閾値とを比較する
   モード切替手段とを有し、 前記、再度の相関と第２の閾値との比較結果によりフレ
   ーム同期の確立を判定することを特徴とするフレーム同
   期装置。
5. 【請求項５】 複数の通信レートを有するＴＤＭＡ通信
   システムに用いられる受信機に適用されるフレーム同期
   方法において、 (a) 第１のモードにおいては、 所定の期間、受信機に割り当てられたタイムスロットの
   同期系列と、受信信号中に含まれる同期系列との間で第
   １の相関を得るステップと、 前記第１の相関が第１の閾値を越えた位置を記録するス
   テップと、 前記第１の閾値を越えた位置に関して、所定時間後に探
   索窓を設定するステップとを有し、 (b) 第２のモードにおいては、 前記探索窓の区間内で、受信機に割り当てられたタイム
   スロットの同期系列と、受信信号中に含まれる同期系列
   との間で第２の相関を得るステップと、 前記第２の相関が第２の閾値を超えたか否かを判定する
   ステップと、 フレーム同期が確立したか否かを判定するステップとを
   有することを特徴とする、フレーム同期方法。