JPH09214571A

JPH09214571A - 無線受信機

Info

Publication number: JPH09214571A
Application number: JP9007527A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Watanabe; 秀和渡辺; Amir Alikhani Hamid; アミーアアリカーニハミート
Original assignee: Sony United Kingdom Ltd; Sony Corp
Current assignee: Sony Europe BV United Kingdom Branch; Sony Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1997-08-15
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JP3723653B2; EP0788263A3; GB9601873D0; CN1095252C; EP0788263A2; KR970060720A; CN1162877A; DE69736145T2; US6122327A; KR100458341B1; DE69736145D1; TW361015B; EP0788263B1; GB2309868A

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば符号化された音声信号を送受信し、同
期信号を容易かつ確実に検出できる、デジタル移動電話
装置などの無線受信機を得ること。【解決手段】基本帯域信号に変換された送信信号をア
ナログ・デジタル変換回路でデジタル変換し、所定の基
準信号との相関値を検出することにより、同期信号ＦＣ
ＣＨを検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線受信機に関
し、例えば、音声信号を符号化して送受信するデジタル
移動電話装置に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、無線電話の一種であるデジタル移
動電話装置は、送受信する音声信号を符号化し、時分割
多重方式により１つのチャネルを複数の端末が同時に使
用できるように設計されている。

【０００３】即ち、この種の端末は、スイッチが入れら
れると、例えば１２４個の所定数のチャネルの受信周波
数を順次走査し、所定の周期（大抵、１０又は１１フレ
ームである。）でどれかのチャネル内に挿入されている
ＦＣＣＨ（周波数修正チャネル）を電／磁界の強い方か
ら順に探索し、該ＦＣＣＨを含むチャネルを制御チャネ
ルとして認識する。それから直ぐ、端末は、自分が属す
る地域に割当てられた制御チャネルを検出して受信す
る。

【０００４】制御チャネルは、各種の情報を送信するた
めのタイムスロットを形成するように設計され、それに
より、デジタル移動電話装置の各端末は、制御チャネル
を受信し、制御チャネルを送っている基地局に関する情
報、隣接する基地局に関する情報、及び端末を呼出すた
めの情報などの情報を受取る。

【０００５】この目的のために、端末は、このＦＣＣＨ
に基いて処理タイミングを修正し、必要情報を送出する
ためのタイミングを大ざっぱに検出している。

【０００６】ここに、ＦＣＣＨは、復号されると、
「０」値のデータが所定ビット数の間だけ継続する如き
ビット・パターンが割当てられている同期信号である。
デジタル移動電話装置では、そのビット・パターンを差
分符号化したあとＧＭＳＫ（Gaussian filtered minimu
m shift keying）変調してから送信している。

【０００７】こうして、ＦＣＣＨは、図１に示す如くＩ
及びＱ信号の複合波として送信され、これらの信号レベ
ルは９０°の位相差をもつ正弦波状に変化している。制
御チャネルでは、ＦＣＣＨを送出する間に搬送周波数が
＋６７．７〔ｋＨｚ〕だけオフセット（ずら）される。

【０００８】したがって、デジタル移動電話装置は、Ｆ
ＣＣＨの信号成分を受信信号からバンドパス（帯域通
過）フィルタで抜出してＦＣＣＨのタイミングを検出
し、検出されたタイミングに基いて全体の動作を制御チ
ャネルに大まかに同期させるようにしてある。

【０００９】このようにバンドパスフィルタを用いてＦ
ＣＣＨの信号成分を抜出す場合、バンドパスフィルタの
帯域幅が狭いほど、検出精度は高くなる。しかし、帯域
幅を狭くすれば、それだけバンドパスフィルタの応答特
性は悪くなる傾向がある。

【００１０】一方、デジタル移動電話装置には、ＦＣＣ
Ｈの持続期間が５５０〔μｓｅｃ〕と短いため、バンド
パスフィルタの応答特性が悪くなると、ＦＣＣＨを検出
することが困難となる特徴がある。

【００１１】更に、デジタル移動電話装置には、ドップ
ラー偏移によって周波数がずれたり、或いは、搬送周波
数が、ＦＣＣＨ以外のデータ内で、オフセットされたＦ
ＣＣＨと同じ周波数スペクトルをもったりする場合があ
るため、バンドパスフィルタを使うときにＦＣＣＨのタ
イミングを間違って検出するか、或いは全く検出できな
いという問題がある。

【００１２】このように、ＦＣＣＨのタイミングを間違
って検出したり、或いは全く検出できない場合、所定の
周期で繰返し送信されるＦＣＣＨをもう一度検出しよう
とするので、デジタル移動電話装置では、通話が可能と
なるまでに時間がかかる。

【００１３】他方、復号されたデータストリームからＦ
ＣＣＨを検出する方法がある。即ち、ＦＣＣＨが「０」
値のデータストリームであれば、復調されたデータスト
リームと連続する「０」値をもつデータストリームとの
相関関係を検出することによってＦＣＣＨを検出でき
る。

【００１４】しかし、かようなデジタル移動電話装置で
は、ドップラー偏移の外にノイズやフェージングのため
に復号の結果が間違うことがある。特にノイズ・レベル
については、Ｅｂ／ＮＯ（Ｅｂは送信エネルギ／ビッ
ト、ＮＯはノイズ・エネルギの強さ）が１０〔ｄＢ〕以
下に悪化する場合がある。かような場合、復調されたデ
ータストリームが高率のエラーをもつので、ＦＣＣＨを
適正に検出することはできない。

【００１５】この外に、受信した信号を直交検波してＩ
及びＱ信号を発生し、これらの信号がＦＣＣＨ内で９０
°の位相差をもつことを利用してＩ及びＱ信号の間の相
関関係を検出することにより、ＦＣＣＨを検出する方法
も考えられる。しかし、上述のとおり、ＦＣＣＨ以外の
スロット内の正弦波以外のものの間に高い相関関係があ
る場合があるので、たとえＩ及びＱ信号間の相関関係を
検出しても、なお検出の誤りが生じる可能性がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述の点に鑑み、本発
明は、上述の如き同期信号を容易かつ確実に検出しうる
無線受信機を提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題及び他の課題
は、次の如き無線受信機を提供することによって解決さ
れた。その無線受信機は、所定の周期で送信信号の中に
介挿された所定パターンをもつ同期信号（ＦＣＣＨ）を
参照して送信信号を受信し、無線送信されたデータスト
リームを復号する無線受信機（１）であって、上記送信
された信号を基本帯域信号に変換する検波手段（１５）
と、該基本帯域信号を復調してデータストリームを出力
するデータ復調回路（１６，１７）と、上記基本帯域信
号を所定周期で順次サンプリングしてサンプル化された
データストリームを出力するアナログ・デジタル変換回
路（１６）と、所定の基準データストリームを発生する
基準信号発生手段（１７）と、上記サンプル化されたデ
ータストリームと上記基準データストリームとの間の相
関関係を検出し、相関関係検出の結果を出力する相関関
係検出手段（１７）とを具え、上記相関関係検出の結果
に基いて上記同期信号（ＦＣＣＨ）を検出し、その検出
結果に基いて上記データストリームを受信することを特
徴とする無線受信機である。

【００１８】また、２番目の発明によれば、その無線受
信機は、所定の周期で送信信号の中に介挿された所定パ
ターンをもつ同期信号（ＦＣＣＨ）を参照して送信信号
を受信し、無線送信されたデータストリームを復号する
無線受信機（１）であって、上記送信された信号を基本
帯域信号に変換する変換手段（１５）と、該基本帯域信
号を復調して上記データストリームを出力するデータ復
調回路（１６，１７）と、上記基本帯域信号を所定周期
で順次サンプリングしてサンプル化されたデータストリ
ームを出力するアナログ・デジタル変換回路（１６）
と、第１及び第２のサンプリング周波数で所定の位相を
もつ基準信号をサンプリングして得られる第１及び第２
の基準データストリームを発生する基準信号発生手段
（２５Ａ，２５Ｂ）と、上記サンプル化されたデータス
トリーム及び上記第１基準データストリーム間の相関関
係並びに上記サンプル化されたデータストリーム及び第
２基準データストリーム間の相関関係を検出し、これら
第１及び第２の相関関係検出の結果を出力する相関関係
検出手段（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）とを具え、上記第
１及び第２の相関関係検出の結果に基いて同期信号（Ｆ
ＣＣＨ）を検出し、その検出結果に基いて上記データス
トリームを受信することを特徴とする無線受信機であ
る。

【００１９】また、３番目の発明によれば、基準信号発
生手段（１７）は、所定のメモリ手段に記憶されたデー
タを所定の順序で順次読出すことにより、上記基準デー
タストリーム又は上記第１及び第２の基準データストリ
ームを発生するものである。

【００２０】また、４番目の発明によれば、基準信号発
生手段（１７）は、上記アナログ・デジタル変換回路
（１６）の処理周期で所定の定数を累積的に加算する加
算器（２０又は２１）を有し、該加算器（２０又は２
１）に所定のビットを出力し、上記基準データストリー
ム又は上記第１及び第２の基準データストリームとして
処理周期で所定のビット出力を出力するものである。

【００２１】また、５番目の発明によれば、基準信号発
生手段（１７）は、異なる値の定数を累積的に加算して
上記第１及び第２の基準データストリームを発生するも
のである。

【００２２】また、６番目の発明によれば、相関関係検
出回路（１７）は、上記サンプル化されたデータストリ
ームと上記基準データストリームとを順次乗算して乗算
値Ｃｍを得るか、又は、上記サンプル化されたデータス
トリームと上記第１基準データストリーム若しくは上記
サンプル化されたデータストリームと上記第２基準デー
タストリームとを夫々順次乗算して乗算値Ｃｍを得、乗
算値Ｃｍを所定期間継続して蓄積することにより相関値
ＣＯＲＲ_kを検出し、該相関値ＣＯＲＲ_kを受信された
送信信号の信号エネルギＰ_RECで正規化して、上記相関
関係検出の結果又は上記第１及び第２の相関関係検出の
結果を出力するものである。

【００２３】更に、７番目の発明によれば、無線受信機
（１）は、上記相関関係検出の結果が連続して所定期間
にわたり所定値以上に上昇するとき、上記同期信号（Ｆ
ＣＣＨ）が検出されていると判断するものである。

【００２４】同期信号ＦＣＣＨは、所定周期で基本帯域
信号を順次サンプリングしてサンプル化されたデータス
トリームを発生し、サンプル化されたデータストリーム
と基準データストリームとの相関関係を検出することに
より、たとえ復号されたデータストリーム内にエラーが
発生しても、確実に検出することができる。

【００２５】この場合、異なる周波数をもつ第１及び第
２の基準データストリームにより相関関係が検出される
ならば、同期信号ＦＣＣＨは、たとえ内部クロックの周
波数がずれていても短時間で検出することができる。

【００２６】ここで、基準データストリームは、メモリ
手段に記憶されたデータを順次読出して出力し、所定の
定数を累積的に加算して所定ビットのデータストリーム
を出力することにより、容易に発生することができる。
また、第１及び第２基準データストリームは、異なる値
の定数を累積的に加算することにより、容易に発生する
ことができる。

【００２７】サンプル化されたデータストリーム及び基
準データストリームから加算値Ｃｍを得、この加算値Ｃ
ｍを所定期間蓄積することによって相関値ＣＯＲＲ_kを
検出し、この相関値ＣＯＲＲ_kを受信された送信信号の
信号エネルギＰ_RECによって正規化すれば、たとえ受信
条件の変化により電／磁界の強さが変化しても、同期信
号ＦＣＣＨを確実に検出することができる。更に、相関
関係検出の結果が連続して所定期間にわたり所定値以上
に上昇するときに、同期信号ＦＣＣＨが検出されている
と判断することにより、検出の精度を高めることができ
る。

【００２８】上述のとおり、本発明によれば、基本帯域
信号に変換された受信信号をデジタル値に変換し、所定
の基準信号との相関値を検出することにより、ノイズ又
はフェージングの影響を有効に避けながら、同期信号を
確実に検出しうる無線受信機を得ることができる。本発
明の本質、原理及び有用性は、添付図面を参照して以下
の詳細な説明を読むことにより、なお一層明らかになる
であろう。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施態様を
添付図面を参照して説明する。（１）第１の実施態様（１−１）本実施態様の一般的構成図２は、本実施態様によるデジタル移動電話の端末を示
すブロック図である。図２において、１で全体的に示さ
れたデジタル移動電話装置の端末は、基地局から送られ
る送信信号をアンテナ２で受信し、受信した信号をアン
テナ結合器（図示せず）を介して増幅回路３に供給す
る。

【００３０】増幅回路３は、受信信号を所定の利得で増
幅した後、ＲＦ処理回路（ＲＦプロセッサ）４に出力す
る。ＲＦ処理回路４は、所定の局部発振信号を用いて受
信信号を周波数変換し、これにより、端末１は、局部発
振信号の周波数を切替えることにより所望のチャネルを
選択的に受信できるようになっている。

【００３１】ＲＦ処理回路４はまた、周波数変換された
受信信号を直交検波して、受信信号の基準位相と同期し
ているＩ信号を復調すると共にＱ信号を復調する。そし
て、これらのＩ及びＱ信号を内蔵アナログ・デジタル変
換回路において所定の周期でサンプリングし、それらを
デジタル値に変換する。

【００３２】こうして、端末１は、受信信号の基準位相
に対応する復調結果を形成するＩデータ及びＱデータを
復調し、これらＩ及びＱデータをデータ処理回路５に出
力する。

【００３３】データ処理回路５は、Ｉ及びＱデータを処
理するデジタルプロセッサより成り、Ｉ及びＱ信号から
元の差分符号化データを復調するように設計されてい
る。その際、内蔵されたビタビ（Viterbi)等化器により
波形等化及び歪み補正を施した後、差分符号化データを
出力してフェージング及び多重経路（multipath)の影響
を減少させる。

【００３４】データ処理回路５はまた、その際、Ｉ及び
Ｑデータを参照してＦＣＣＨを検出し、その検出結果に
基いて周波数誤差を検出する。この検出結果は、データ
処理回路５、所定基準信号発生回路などの動作を制御す
るための基準として使用され、それにより、基地局との
フレーム同期を達成し、基地局に対する内部クロックの
周波数の偏差を修正する。

【００３５】これらの処理の外に、データ処理回路５
は、差分符号化されたデータを差分復号し、誤差修正を
行ない、こうして得た復号データを音声処理回路６また
はは中央処理ユニット（ＣＰＵ）８に選択的に出力す
る。

【００３６】音声処理回路６は、復号されたデータを音
声伸長して音声データを復号し、内蔵のデジタル・アナ
ログ変換回路によって音声データを音声信号に変換す
る。音声処理回路６はまた、音声信号でスピーカ７を駆
動し、こうして端末１は、基地局から送出される起呼者
の音声信号を受信することができる。

【００３７】一方、中央処理ユニット８は、復号された
データに基いて基地局から送出される所定の情報を受信
し、その受信結果に基いて局部発振信号の周波数を切替
え、こうして送受信周波数が所定の通話チャネルに切替
えられ、端末１が、所定の通話チャネルを選択すること
により音声信号を送受信することができるように設計さ
れる。

【００３８】他方、端末１の送信部は、マイクロホン９
からの音声信号出力を音声処理回路６で音声データに変
換し、それらを音声圧縮する。

【００３９】データ処理回路５は、誤り訂正コードを加
えることにより音声処理回路６の出力データを差分符号
化すると共に、音声処理回路６からの出力の代わりに中
央処理ユニット８から出力される各種の制御コードを、
誤り訂正コードを加えて差分符号化する。

【００４０】ＲＦ処理回路４は、データ処理回路５から
出力される差分符号化されたデータをＧＭＳＫ変調して
送信信号を発生し、その送信信号を所定の周波数に周波
数変換する。

【００４１】ＲＦ処理回路４はまた、周波数変換された
送信信号を増幅回路１０を介してアンテナ２に出力し、
こうして端末１は、起呼者の音声信号もしくは起呼信号
を基地局に送信することができる。

【００４２】このとき、端末１は、データ処理回路５に
よって検出される所定の検出結果に基いて、送信及び受
信のタイミングを切替える。こうして、端末１は、時分
割多重方式を適用することにより、基地局から複数の端
末に送信される信号から当該端末に割当てられたタイム
スロットを選択的に受信し、当該端末に割当てられたタ
イムスロットを選択的に使用することにより、音声デー
タなどを基地局に送信することができる。

【００４３】この目的のために、中央処理ユニット８
は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３内の作業領
域を保証することにより、リードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）１１内に記憶された処理プログラムを実行し、それ
により、必要に応じ各回路ブロックに制御コードを出力
して装置全体の動作を制御する。例えば、オペレータが
表示／キー入力部１２上の所定のキーを押すと、この操
作に応じて起呼信号が基地局に送出され、基地局から起
呼（呼出し）信号が入ると、受信チャネルなどが切替え
られる。

【００４４】（１−２）入力データの処理端末１は、図３に示す如き受信系で基地局から送信され
る信号を受信する。即ち、端末１は、セレクタ回路（Ｒ
Ｆ）、中間周波回路（ＩＦ）、検波回路（ＤＥＴ）（図
３では、これらの全部を符号１５で示す。）及びアナロ
グ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）１６でＲＦ処理回路４
を構成し、局部発振信号の周波数を切替えることにより
所望のチャネルを選択的に受信し、受信した信号を中間
周波数に変換して増幅し、中間周波数信号を直交検波す
る。

【００４５】こうして、端末１は、送信側でＧＭＳＫ変
調して発生されたＩ及びＱ信号を発生することにより、
アンテナ２で受信された信号を基本帯域信号に変換する
処理を行なう。また、アナログ・デジタル変換回路１６
は、Ｉ及びＱ信号をデジタル値に変換してＩ及びＱデー
タを発生し、データ処理回路５は、自己内蔵の復調器
（ＤＥＭＯＤ）及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
（これらは符号１７で示す。）でＩ及びＱデータを元の
データストリームに復号する。

【００４６】その際、デジタル信号プロセッサは、Ｉ及
びＱデータに基いてＦＣＣＨを検出し、受信信号の等化
及び復号されたデータストリームに対する誤り訂正を行
う。一方、音声処理回路６は、音声データを処理するた
めのデジタル信号プロセッサ（VOICE DSP)より成り、そ
こで、データ処理回路５からの出力データをデータ伸長
して、音声圧縮された送信データを原データストリーム
に変換する。該データストリームは、アナログ信号に変
換されてスピーカ７を駆動する。

【００４７】かような処理手順を開始する前に、端末１
はまず、ＦＣＣＨを参照してフレーム同期を行うため制
御チャネルを受信する。端末１はまた、ＦＣＣＨを参照
して内部クロックの周波数誤差を検出することにより周
波数差を補正し、所定のバーストを基準にして全体の動
作を同期化した後、タイムスロットを受信することによ
って所望の情報を受信する。

【００４８】この場合、データ処理回路５は、Ｉ及びＱ
データと、復調後の通常のデータストリームの代わりの
所定の基準信号との間の相関値を検出し、これによって
ＦＣＣＨを検出する。こうして、データ処理回路５は、
ＦＣＣＨのタイミングを検出すると、内蔵されたタイム
ベースカウンタをセットし、全体の動作をフレーム同期
させる。

【００４９】即ち、端末１において、アナログ・デジタ
ル変換回路１６は、Ｉ及びＱ信号を所定周期で順次サン
プリングして夫々８ビットのＩ及びＱデータを発生す
る。ここに、ＦＣＣＨを送信するＩ及びＱ信号には９０
°の位相差があるので、図４に示す如く、Ｉ及びＱ信号
をアナログ・デジタル変換回路１６によりＩ及びＱ信号
と同期するタイミングでサンプリングすると、その結果
生じるＩ及びＱデータは、複素面上をτ／２ラジアンだ
け反時計方向に回転して円の軌跡を形成する。

【００５０】ただし、ＦＣＣＨがフェージングやノイズ
の影響を受けると、Ｉ及びＱ信号の振幅及び位相がそれ
らの量に応じて変化し、Ｉ及びＱデータに対する円の軌
跡は歪んでくる。また、端末１において、内部クロック
がＦＣＣＨと適正に同期していない場合、Ｉ及びＱデー
タＳ₀（α₀，β₀）及びＳ₄（α₄，β₄）の間に位
相誤差θｅが発生する。これらＳ₀及びＳ₄は、本来４
サンプリング毎に互いに合っているものである。

【００５１】したがって、ＦＣＣＨの同期時点でフェー
ジングやノイズの影響がなければ、ＦＣＣＨは、図５に
示す如く、Ｉ及びＱデータに対応して１ビットのビット
パターンで表わすことができる。よって、データ処理回
路５は、このビットパターンを基準パターンとして用
い、メモリ回路から該ビットパターンを形成するデータ
を順次読出すことにより、基準信号（即ち、テンプレー
トとなる）を発生する。

【００５２】データ処理回路５はまた、Ｉ及びＱデータ
をＩ_m及びＱ_m（sample_m）として表し、テンプレート
の値を共役複素数におけるＴ_im及びＴ_qm（template_m）
として表し、相関関係の長さ（即ち、相関関係を検出す
るためのデータの数）をｎに設定し、計算用中間値Ｃ_m
を次式で表し、Ｃ_m＝ｓａｍｐｌｅ_m＊ｔｅｍｐｌａｔｅ_m ＝（Ｉ_m＋ｊＱ_m）（Ｔ_im−ｊＴ_qm）＝（Ｉ_mＴ_im＋Ｑ_mＴ_qm）＋ｊ（Ｑ_mＴ_im−Ｉ_mＴ_qm） ‥‥（１）（ここで、＊は複素数の乗算を表す）そして、次式の計算を行って相関値ＣＯＲＲ_kを検出す
る。 ‥‥（２）ここで、各項Ｃ_k，Ｃ_k+1，‥‥，Ｃ_k+n-1の総数がｎ
である。

【００５３】即ち、相関値ＣＯＲＲ_kは、ＦＣＣＨを適
正に受信して得られるＩ及びＱデータと等しい値にテン
プレートの値を設定することにより、ＦＣＣＨのタイミ
ングで判断することができる。この場合、たとえ復調後
のデータストリーム内に誤差が生じても、相関値ＣＯＲ
Ｒ_kは、相関関係の長さｎを選ぶことによりＦＣＣＨの
タイミングで判断できる。したがって、ＦＣＣＨを、フ
ェージングやノイズの影響を有効に避けながら容易かつ
確実に検出することができる。

【００５４】また、テンプレートについては、図５の基
準パターンの代わりにそれを論理「１」及び「０」のビ
ットパターンで表すことにより（１）式の計算を行える
ので、計算が容易である。更に、相関値ＣＯＲＲ_kは、
中間値Ｃ_k+n-1及びＣ_k-1を相関値ＣＯＲＲ_k-1に対し
加算及び減算することにより、全体として簡単な計算で
検出できる。ここに、相関値ＣＯＲＲ_k-1は、１サンプ
ル前のＩ及びＱデータについて得られたものである。

【００５５】データ処理回路５はまた、こうして得た相
関値ＣＯＲＲ_kを用いて次式の計算を行い、Ｐ_REC−Ｐ_CORR×ＴＨ≦０ ‥‥ （３）この関係式が満足されるかどうかを判断する。ただし、
ＴＨは閾値を表す。

【００５６】ここで、Ｐ_CORRは、相関関係検出の結果の
累乗を表し、複素相関値ＣＯＲＲ_kの絶対値を得て次式
の計算を行うことにより、求めることができる。Ｐ_CORR＝｜ＣＯＲＲ_k｜² ‥‥ （４）

【００５７】また、Ｐ_RECは、受信した信号のエネルギ
を表し、次式で表すことができる。Ｐ_REC＝Ｉ_i ²＋Ｑ_i ² ‥‥ （５）

【００５８】こうして、関係式（３）につき、所定のサ
ンプリング継続期間にわたり連続して肯定的な結果が得
られると、データ処理回路５は、ＦＣＣＨが受信されて
いると判断し、それによりタイミング検出の結果を参照
してフレーム同期を行う。

【００５９】基本帯域への変換によって得られるＩ及び
Ｑデータとテンプレートとの間の相関値ＣＯＲＲ_kを検
出するとき、相関値ＣＯＲＲ_kは、ＦＣＣＨが受信され
ているときのみならず、Ｉ及びＱ信号の振幅が受信信号
の信号レベルの増加と共に増加するときにも、増加す
る。

【００６０】したがって、データ処理回路５は、（３）
式を計算して相関値検出の結果を受信エネルギで正規化
することにより、たとえ受信信号の信号レベルが変動し
ても（即ち、たとえ受信環境の変化により電／磁界の強
さが変動しても）、ＦＣＣＨを確実に検出することがで
きる。

【００６１】なお、この正規化において、データ処理回
路５は、相関値ＣＯＲＲ_kと閾値とを乗算し、それを受
信信号エネルギＰ_RECから減算するという簡単な計算で
正規化を行うことができるよう設計されているので、Ｆ
ＣＣＨを一層容易に検出することができる。

【００６２】更に、この場合、肯定的結果が所定のサン
プリング継続期間にわたって連続的に得られるときにＦ
ＣＣＨが検出されていると判断することにより、データ
処理回路５はＦＣＣＨの検出精度をよくすることができ
る。

【００６３】（１−３）本実施態様の利点上述した構成によれば、基本帯域に変換されたＩ及びＱ
信号をデジタル値に変換した後、それと所定の基準信号
との相関関係を検出することによって求まる相関値の結
果に基いてＦＣＣＨを検出するので、フェージングやノ
イズの影響を避けながらＦＣＣＨを容易かつ確実に検出
することができる。

【００６４】（２）第２の実施態様この実施態様では、基準信号を図６に示すアキュムレー
タ２０によって発生し、相関値をこの基準信号とＩ及び
Ｑデータとの間で検出する。即ち、本実施態様では、デ
ータ処理回路５は、アキュムレータ２０から８ビットの
データを出力し、加算回路２１で所定の定数をこのデー
タに加算し、加算結果を再びアキュムレータ２０に蓄積
する。

【００６５】データ処理回路５は、この加算をアナログ
・デジタル変換回路１６の動作と同期して行い、Ｉデー
タに対する基準信号ＩＴとしてアキュムレータの最上位
ビット（ＭＳＢ）を出力するよう設計される。

【００６６】データ処理回路５はまた、Ｉデータ基準信
号ＩＴを所定の遅延回路（Ｄ）２２で１サンプリング周
期だけ遅らせ、Ｉデータ基準信号からＱデータに対する
基準信号ＱＴを発生して出力する。ここで、本実施態様
では、加算回路２１への定数出力を６４の値に選択し、
これにより、図７に示す如く、データ処理回路５は、こ
の定数を累積的に加算して基準信号を発生し、アキュム
レータ２０及び加算回路２１の簡単な構成によって基準
信号を発生することができる。

【００６７】特に、累積的に定数を加算することによっ
て基準信号を発生すると、この定数を変えることによ
り、異なる周波数をもつ基準信号を発生することが可能
となる。即ち、かようなデジタル移動電話装置では、ビ
ットレートが約２７１〔ｋｂｐｓ〕に選定されるので、
ＦＣＣＨはそれの１／４の６７．７〔ｋＨｚ〕になる。
値が６４の定数を累積的に加算すると、基準信号は、こ
の６７．７〔ｋＨｚ〕の周波数で発生される。

【００６８】しかし、実際には、端末１の内部クロック
が基地局に対してずれた周波数をもつ場合がある。この
場合、たとえ６４の値の定数を累積的に加算しても、こ
の加算周期が基地局と異なるので、発生される基準信号
の周波数は、６７．７〔ｋＨｚ〕からずれた周波数とな
る。

【００６９】この場合、端末１はＦＣＣＨを明確に検出
できない。したがって、所定期間経過してもＦＣＣＨが
検出できないとき、中央処理ユニットは、必要に応じて
アキュムレータ２０の内容を初期化し、累積的に加算す
べき定数を変更する。

【００７０】即ち、定数の値を６４から６３に変える
と、アキュムレータ２０の最上位ビットの変化が６４の
値の場合よりその分だけ遅れるので、基準信号の繰返し
周期が１／６４だけ遅れる。

【００７１】よって、端末は、定数を変えることによっ
て基準信号の周波数を容易に変えうるので、たとえ内部
クロックに周波数ずれがあっても、ＦＣＣＨを検出でき
る。また、周波数ずれも、ＦＣＣＨを検出した時の定数
に基いて検出できる。因みに、定数の値を６４から６３
に変えると、基準信号の周波数は２７１／６４＝４．２
〔ｋＨｚ〕だけ変わる。

【００７２】なお、ＦＣＣＨの検出精度も、定数の代わ
りに（３）式の閾値を変えて変えることができる。即
ち、閾値を減らすと、ＦＣＣＨを発見する可能性が増
し、たとえ内部クロックに大きな周波数誤差があるとき
でも、ＦＣＣＨを検出することが可能となる。

【００７３】ただし、上述の如く閾値を減らすと、ＦＣ
ＣＨのタイミング以外のタイミングでもＦＣＣＨが到達
していると判断される可能性があり、ＦＣＣＨの位置の
検出精度が低下し、次の周波数の修正もまた悪くなる。

【００７４】これに対し、相関値を基準信号の周波数の
切替えによって検出すると、閾値をさほど下げなくても
検出できるので、ＦＣＣＨの検出可能性及び検出精度を
共に高めることができる。このように、本実施態様で
は、上述のようにして発生された基準信号とＩ及びＱデ
ータとの間で式（１）〜（３）の計算を行うことによ
り、ＦＣＣＨを検出するようにしている。

【００７５】図６に示す構成によれば、定数を累積的に
加算して基準信号を容易に発生することにより、第１の
実施態様で得られた効果と類似の効果が得られ、また、
この定数を変えることにより、たとえ内部クロックの周
波数がずれていても、ＦＣＣＨを確実に検出することが
可能となる。

【００７６】（３）第３の実施態様第２の実施態様において、上述の如く、累積的に加算す
る定数を変えることにより基準信号の周波数を切替える
場合、結局ＦＣＣＨの検出に多くの時間がかかるという
欠点がある。

【００７７】したがって、図８に示す第３の実施態様で
は、位相相関器２５Ａ，２５Ｂ及び２５Ｃを用いて値が
異なる定数を累積的に加算することにより、周波数が異
なる基準信号を発生している。この場合、相関器２５
Ａ，２５Ｂ及び２５Ｃは、夫々受信信号であるＩ及びＱ
のデータと各基準信号との間で（１）式の計算を行う。

【００７８】判定回路２６は、相関器２５Ａ〜２５Ｃか
ら夫々出力された（１）式の計算結果に基いて（２）及
び（３）式の計算を行い、周波数が異なる並列の３つの
基準信号を同時に使用してＦＣＣＨを検出するので、Ｆ
ＣＣＨを短期間で検出できる。

【００７９】判定回路２６はまた、ＦＣＣＨ検出の結果
を中央処理ユニットに出力し、フレーム同期を行い、２
５Ａ，２５Ｂ又は２５Ｃのどの相関器からＦＣＣＨ検出
結果が得られるのかを検出（即ち、最も大きい相関値を
与える相関器を検出）する。

【００８０】このように、端末は、ＦＣＣＨを検出して
周波数誤差を大まかに検出するので、その検出結果に基
いて行う次の周波数誤差検出の精度を高めることができ
る。即ち、この周波数誤差の検出は、複素平面上に表さ
れるＩ及びＱデータの位相変化を検出することによって
達せられる。

【００８１】この場合、データ処理回路はまず、ＦＣＣ
Ｈを検出して得られる大まかな周波数誤差検出結果に基
いてＩ及びＱデータの値を修正し、Ｉ及びＱデータの位
相をこの周波数誤差の分量だけ回転させ、該位相回転さ
れたＩ及びＱデータを用いて周波数誤差を検出する主要
な処理を行う。

【００８２】上述のとおり、周波数誤差が予め修正され
たＩ及びＱデータを用いて更に周波数誤差を検出すれ
ば、直接周波数誤差を検出する場合に比べて検出精度を
高めることができる。図８に示す構成によれば、周波数
が異なる並列の複数の基準信号を同時に用いる相関値の
検出によって、ＦＣＣＨを短時間で検出できるだけでな
く、第２の実施態様によって得られる効果をも与えるこ
とができる。

【００８３】（４）第４の実施態様この実施態様では、図９に示す処理手段を実行して、所
定の定数を累積的に加算することによって基準信号を発
生し、この基準信号を用いてＦＣＣＨを検出する。

【００８４】即ち、データ処理回路５は、ステップＳＰ
１から入ってステップＳＰ２に進み、そこで、サンプル
数及び累積的加算を計数するカウンタが０値に設定さ
れ、定数が６４の値に設定される。これにより、相関関
係を検出するのに必要な変数が初期化される。

【００８５】データ処理回路５はそれから、ステップＳ
Ｐ３に進み、そこで、累積的に加算された値の最上位ビ
ットを出力することにより、Ｑデータに対する基準信号
を出力する。それから、次のステップＳＰ４で、データ
処理回路５は、累積加算値に定数６４を加算し、累積加
算値の最上位ビットを出力することによってＩデータに
対する基準信号を出力する。

【００８６】データ処理回路はそれからステップＳＰ５
に進み、そこで（１）及び（２）式が計算され、次いで
ステップＳＰ６で、Ｉ及びＱデータ並びに相関値の累乗
が計算される。それから、データ処理回路は、ステップ
ＳＰ７に進んで（３）式の左側を計算し、ステップＳＰ
８に進んで、その計算結果が０値以下であるかどうか
（即ち、（３）式から肯定的結果が得られたかどうか）
を判断する。

【００８７】ステップＳＰ８で否定的結果が得られた場
合、データ処理回路は、次のステップＳＰ９で、サンプ
ル数を表すカウンタの計数値を初期化し、ステップＳＰ
３に戻る。こうして、データ処理回路は、ステップＳＰ
３−ＳＰ４−ＳＰ５−ＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９
−ＳＰ３の処理手順を繰返し、（３）式を満足するＩ及
びＱデータが入力されると、ステップＳＰ８で肯定的結
果が得られるので、ステップＳＰ１０に進む。

【００８８】ここで、データ処理回路は、カウンタの計
数値（カウント）をインクリメントし、ステップＳＰ１
１でカウント値が所定値Ｎに達したかどうかを判断し、
計算結果が（３）式を満足する入力データが入力された
かどうかを決定する。

【００８９】否定的結果が得られた場合、データ処理回
路はステップＳＰ３に戻り、肯定的結果が得られると、
データ処理回路は、ＦＣＣＨが検出されたと判断してス
テップＳＰ１２に進み、処理手順を終了する。図９に示
す構成によれば、たとえ基準信号が計算を行うことによ
り発生されても、第１の実施態様によって達せられる効
果と類似の効果を得ることができる。

【００９０】（５）その他の実施態様上述した実施態様は、定数として６４の値を累積加算す
ることによって基準信号を発生する場合について述べた
ものであるが、本発明はかかる場合に限られるものでは
なく、Ｉ及びＱ信号のサンプリング数が倍の場合は、こ
の定数を半分の値の３２に設定すればよい。なお、アキ
ュムレータ２０内のビット数を増すことにより基準信号
の周波数変化を細かく行うことができ、それによって、
小さな周波数誤差に対処することが可能となる。

【００９１】また、上述の実施態様は、Ｑデータに対応
する基準信号をＩデータに対応する基準信号を遅延させ
て発生する場合について述べたが、本発明はかかる場合
に限定されるものではなく、Ｑデータに対応する基準信
号は、例えば、定数を半分の値の３２に設定することに
よりＱデータのサンプリング数を倍にする場合、Ｉデー
タに対応する基準信号を２ビットだけ遅らせることで発
生してもよい。更に、Ｉ及びＱデータに対する基準信号
は、定数を別々に累積加算することより、別々に発生し
てもよい。なお、この場合、初期段階におけるデータを
アキュムレータ２０に設定することも可能であろう。

【００９２】また、上述の実施態様は、（３）式を所定
回数以上連続して満足した場合にＦＣＣＨが検出された
と判断する場合について述べたが、本発明はかような場
合に限られるものではなく、必要に応じて上記の基準を
緩和してもよい。例えば、エネルギが所定の連続回数の
間に数回だけ基準の大きさより低い場合に、ＦＣＣＨが
検出されたと判断してもよい。

【００９３】また、上述の実施態様は、直交検波によっ
て得られた基本帯域信号をＩ及びＱデータに変換するこ
とにより相関値を検出する場合について述べたが、本発
明は、かかる場合に限定されるものではなく、中間周波
信号を遅延回路で検出することにより基本帯域信号を得
て、この基本帯域信号からデータストリームを復号する
場合にも、広く適用することができる。

【００９４】また、上述の実施態様は、受信エネルギか
らの減算によって相関値を正規化する場合について述べ
たが、本発明は、かような場合に限られるものではな
く、受信エネルギで割算することにより相関値を正規化
してもよい。

【００９５】また、上述の実施態様は、本発明をデジタ
ル移動電話装置に実施する場合について述べたが、本発
明は、かかる場合に限定されるものではなく、所定の周
期で挿入された同期信号を参照して無線送信されたデー
タストリームを復調する無線受信機にも、広く適用可能
なものである。

【００９６】以上、本発明の好適な実施態様について述
べたきたが、当業者には、これらに対し種々の変更や変
形が可能であって、特許請求の範囲にはその範囲に属す
るこれらの変更及び変形がすべて含まれることが明らか
であろう。

【００９７】

【発明の効果】本発明の効果については、既に〔課題を
解決するための手段〕及び〔発明の実施の形態〕の欄に
おいて繰返し述べたので、重複記載を省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＦＣＣＨ（周波数修正チャネル）の送信を説明
するための波形図である。

【図２】本発明の第１の実施態様によるデジタル移動電
話の端末を示すブロック図である。

【図３】図２の端末の受信系を詳細に示すブロック図で
ある。

【図４】図３の受信系の動作を示すグラフである。

【図５】ＦＣＣＨ検出用の基準パターンを示す表図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施態様を示すブロック図であ
る。

【図７】図６の装置の動作を示す表図である。

【図８】本発明の第３の実施態様を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施態様を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１無線受信機、１５検波手段、１６アナログ・デ
ジタル変換回路、１７基準信号発生手段及び相関関係検
出手段、１６，１７データ復調回路、２０，２１加
算器、２５Ａ，２５Ｂ基準信号発生手段、２５Ａ，２
５Ｂ，２５Ｃ相関関係検出手段

フロントページの続き (72)発明者渡辺秀和東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者ハミートアミーアアリカーニイギリス国ハンプシャー，ベージングストーク，ジェイクロースビアブルズ（番地なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の周期で送信信号の中に介挿された
所定パターンをもつ同期信号（ＦＣＣＨ）を参照して上
記送信信号を受信し、無線送信されたデータストリーム
を復号する無線受信機（１）であって、上記送信された信号を基本帯域信号に変換する検波手段
（１５）と、該基本帯域信号を復調して上記データストリームを出力
するデータ復調回路（１６，１７）と、上記基本帯域信号を所定周期で順次サンプリングしてサ
ンプル化されたデータストリームを出力するアナログ・
デジタル変換回路（１６）と、所定の基準データストリームを発生する基準信号発生手
段（１７）と、上記サンプル化されたデータストリームと上記基準デー
タストリームとの間の相関関係を検出し、相関関係検出
の結果を出力する相関関係検出手段（１７）とを具え、上記相関関係検出の結果に基いて上記同期信号（ＦＣＣ
Ｈ）を検出し、その検出結果に基いて上記データストリ
ームを受信することを特徴とする無線受信機。
【請求項２】上記基準信号発生手段（１７）は、所定
のメモリ手段に記憶されたデータを所定の順序で順次読
出すことにより、上記基準データストリーム又は第１及
び第２の基準データストリームを発生する請求項１の無
線受信機。
【請求項３】上記基準信号発生手段（１７）は、上記
アナログ・デジタル変換回路(16)の処理周期で所定の定
数を累積的に加算する加算器（２０又は２１）を有し、該加算器（２０又は２１）に所定のビットが出力され、
該所定ビットが上記処理周期で上記基準データストリー
ム又は上記第１及び第２基準データストリームとして出
力される請求項１の無線受信機。
【請求項４】上記基準信号発生手段（１７）は、異な
る値の定数を累積的に加算して上記第１及び第２の基準
データストリームを発生する請求項３の無線受信機。
【請求項５】上記相関関係検出回路（１７）は、上記
サンプル化されたデータストリームと上記基準データス
トリームとを順次乗算して乗算値Ｃｍを得るか、又は、
上記サンプル化されたデータストリームと上記第１基準
データストリームとを、若しくは上記サンプル化された
データストリームと上記第２基準データストリームとを
夫々順次乗算して乗算値Ｃｍを得て、該乗算値Ｃｍを所
定期間継続して蓄積することにより相関値ＣＯＲＲ_kを
検出し、該相関値ＣＯＯＲ_kを上記受信された送信信号
の信号エネルギＰ_RECで正規化して、上記相関関係検出
の結果又は上記第１及び第２の相関関係の結果を出力す
る請求項１の無線受信機。
【請求項６】上記無線受信機（１）は、上記相関関係
検出の結果が所定期間にわたり連続して所定値以上に上
昇するとき、上記同期信号（ＦＣＣＨ）が検出されてい
ると判断する請求項１の無線受信機。
【請求項７】所定の周期で送信信号の中に介挿された
所定パターンをもつ同期信号（ＦＣＣＨ）を参照して上
記送信信号を受信し、無線送信されたデータストリーム
を復号する無線受信機（１）であって、上記送信された信号を基本帯域信号に変換する検波手段
（１５）と、該基本帯域信号を復調して上記データストリームを出力
するデータ復調回路（１６，１７）と、上記基本帯域信号を所定周期で順次サンプリングしてサ
ンプル化されたデータストリームを出力するアナログ・
デジタル変換回路（１６）と、第１及び第２のサンプリング周波数で所定の位相をもつ
基準信号をサンプリングして得られる第１及び第２の基
準データストリームを発生する基準信号発生手段（２５
Ａ，２５Ｂ）と、上記サンプル化されたデータストリーム及び上記第１基
準データストリーム間の相関関係並びに上記サンプル化
されたデータストリーム及び上記第２基準データストリ
ーム間の相関関係を検出し、これら第１及び第２の相関
関係検出の結果を出力する相関関係検出手段（２５Ａ，
２５Ｂ，２５Ｃ）とを具え、上記第１及び第２の相関関係検出の結果に基いて上記同
期信号（ＦＣＣＨ）を検出し、その検出結果に基いて上
記データストリームを受信することを特徴とする無線受
信機。
【請求項８】上記基準信号発生手段（１７）は、所定
のメモリ手段に記憶されたデータを所定の順序で順次読
出すことにより、上記基準データストリーム又は上記第
１及び第２の基準データストリームを発生する請求項７
の無線受信機。
【請求項９】上記基準信号発生手段（１７）は、上記
アナログ・デジタル変換回路（１６）の処理周期で所定
の定数を累積的に加算する加算器（２０又は２１）を有
し、該加算器（２０又は２１）に所定のビットが出力され、
該所定ビットが上記処理周期で上記基準データストリー
ム又は上記第１及び第２基準データストリームとして出
力される請求項７の無線受信機。
【請求項１０】上記基準信号発生手段（１７）は、異
なる値の定数を累積的に加算して上記第１及び第２の基
準データストリームを発生する請求項９の無線受信機。
【請求項１１】上記相関関係検出回路（１７）は、上
記サンプル化されたデータストリームと上記基準データ
ストリームとを順次乗算して乗算値Ｃｍを得るか、又
は、上記サンプル化されたデータストリームと上記第１
基準データストリーム若しくは上記サンプル化されたデ
ータストリームと上記第２基準データストリームとを夫
々順次乗算して乗算値Ｃｍを得、乗算値Ｃｍを所定期間
継続して蓄積することにより相関値ＣＯＲＲ_kを検出
し、該相関値ＣＯＲＲ_kを受信された送信信号の信号エ
ネルギＰ_RECで正規化して、上記相関関係検出の結果又
は上記第１及び第２の相関関係検出の結果を出力する請
求項７の無線受信機。
【請求項１２】上記無線受信機（１）は、上記相関関
係検出の結果が連続して所定期間にわたり所定値以上に
上昇するとき、上記同期信号（ＦＣＣＨ）が検出されて
いると判断する請求項７の無線受信機。