特許 7042779 信号補正装置および位相誤差解析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-17

(45)【発行日】2022-03-28

(54)【発明の名称】信号補正装置および位相誤差解析装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/7093 20110101AFI20220318BHJP

   H04L 7/04 20060101ALI20220318BHJP

【ＦＩ】

H04B1/7093

H04L7/04 300

H04L7/04 200

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019171420

(22)【出願日】2019-09-20

(65)【公開番号】P2021048550

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2021-04-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000204424

【氏名又は名称】大井電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】沢田 拓磨

【審査官】吉江 一明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３５３８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２３２０５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１７４４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２８０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２３２３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６６１４８３４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／７０９３

Ｈ０４Ｌ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

時間軸上で時間ずれを持たせて順次配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号との間で相関演算を行うマッチトフィルタ部と、
複数のマッチトフィルタ係数群による複数の相関値が得られた各タイミングに基づいて、複数の相関タイミングを求める相関タイミング決定部と、
複数の前記相関タイミングのそれぞれにおける前記相関値を用いて、前記入力信号の位相および周波数を補正する信号補正部と、
を備えることを特徴とする信号補正装置。

【請求項2】

請求項１に記載の信号補正装置において、
前記入力信号は、ＰＮ符号によってスペクトラム拡散されたＰＮ信号であり、
前記マッチトフィルタ係数群は、前記ＰＮ符号に基づくフィルタ係数群であり、
前記時間ずれは、前記ＰＮ符号のチップ時間の自然数倍であることを特徴とする信号補正装置。

【請求項3】

時間軸上で時間ずれを持たせて順次配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号との間で相関演算を行うマッチトフィルタ部と、
複数のマッチトフィルタ係数群による複数の相関値が得られた各タイミングに基づいて、複数の相関タイミングを求める相関タイミング決定部と、
複数の前記相関タイミングのそれぞれにおける前記相関値を用いて、前記入力信号の位相誤差を求める位相誤差決定部と、
を備えることを特徴とする位相誤差解析装置。

【請求項4】

請求項３に記載の位相誤差解析装置において、
前記位相誤差決定部は、
時間軸上で隣接する前記相関タイミングに対して得られた２つの前記相関値に基づいて隣接位相差を求め、
時間軸上で隣接する２つの前記相関タイミングの組のそれぞれに対して得られた前記隣接位相差に対する統計処理によって、前記入力信号の位相誤差を求めることを特徴とする位相誤差解析装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の位相誤差解析装置において、
前記入力信号は、ＰＮ符号によってスペクトラム拡散されたＰＮ信号であり、
前記マッチトフィルタ係数群は、前記ＰＮ符号に基づくフィルタ係数群であり、
前記時間ずれは、前記ＰＮ符号のチップ時間の自然数倍であることを特徴とする位相誤差解析装置。

【請求項6】

請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の位相誤差解析装置と、
前記位相誤差を用いて、前記入力信号の位相および周波数を補正する信号補正部と、
を備えることを特徴とする信号補正装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号補正装置および位相誤差解析装置に関し、特に、信号の周波数および位相を補正するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ディジタル変調信号を用いた無線通信システムが広く用いられている。ディジタル変調信号は、シンボル符号をシンボル周期ごとに、信号の位相または信号の位相の時間変化に対応付けたものである。ディジタル変調信号の方式には、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ等がある。例えば、ＱＰＳＫでは、（０，０）、（０，１）、（１，０）、および（１，１）の４種類のシンボル符号が、π／２間隔の４つの位相値に対応付けられている。

【0003】

送信装置は、ディジタル変調信号を搬送波によって無線信号に変換し無線送信する。無線信号の位相は、シンボル周期が経過するごとに、シンボル符号に対応する位相値だけ搬送波の位相から遷移する。受信装置は無線信号を受信し、直交検波して同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号を生成する。横軸が同相ベースバンド信号Ｉを示し、縦軸が直交ベースバンド信号Ｑを示すＩＱ平面において、各シンボル符号は、原点を基準とするシンボルベクトルで表される。受信装置は、同相ベースバンド信号Ｉおよび直交ベースバンド信号Ｑからシンボル符号を順次抽出し、ディジタル信号を再生する。

【0004】

送信装置と受信装置との間における無線信号の伝搬環境によっては、無線信号の周波数が変動する。これに伴って、シンボルベクトルの位相角に誤差が生じ、復調によって得られるディジタル信号の誤り率が増加することがある。そこで、以下の特許文献１および２に示されているように、受信信号の周波数を補正する技術が考え出されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－８３４４２号公報

【文献】特開平９－３０７５２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１および２に記載されている周波数補正処理では、複数のシンボル周期に亘る信号が用いられ、１シンボル周期ごとに周波数が補正される。したがって、周波数補正がされる時間間隔が長くなってしまい、周波数補正の効果が十分に得られない場合がある。例えば、シンボル周期の逆数であるシンボルレートが搬送波の周波数に対して低い程、搬送波の周波数の変動に対してシンボルベクトルの位相誤差が大きくなってしまい、上記の問題点が顕著となることがある。そこで、受信信号の周波数誤差、または周波数誤差に伴って生じる位相誤差を迅速に求めること、あるいは受信信号の周波数または位相を迅速に補正することが期待されている。

【0007】

本発明は、信号の位相誤差を迅速に求めること、あるいは信号の周波数および位相を迅速に補正することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、時間軸上で時間ずれを持たせて順次配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号との間で相関演算を行うマッチトフィルタ部と、複数のマッチトフィルタ係数群による複数の相関値が得られた各タイミングに基づいて、複数の相関タイミングを求める相関タイミング決定部と、複数の前記相関タイミングのそれぞれにおける前記相関値を用いて、前記入力信号の位相および周波数を補正する信号補正部と、を備えることを特徴とする。

【0009】

望ましくは、前記入力信号は、ＰＮ符号によってスペクトラム拡散されたＰＮ信号であり、前記マッチトフィルタ係数群は、前記ＰＮ符号に基づくフィルタ係数群であり、
前記時間ずれは、前記ＰＮ符号のチップ時間の自然数倍である。

【0010】

また、本発明は、時間軸上で時間ずれを持たせて順次配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号との間で相関演算を行うマッチトフィルタ部と、 複数のマッチトフィルタ係数群による複数の相関値が得られた各タイミングに基づいて、複数の相関タイミングを求める相関タイミング決定部と、複数の前記相関タイミングのそれぞれにおける前記相関値を用いて、前記入力信号の位相誤差を求める位相誤差決定部と、を備えることを特徴とする。

【0011】

望ましくは、前記位相誤差決定部は、時間軸上で隣接する前記相関タイミングに対して得られた２つの前記相関値に基づいて隣接位相差を求め、時間軸上で隣接する２つの前記相関タイミングの組のそれぞれに対して得られた前記隣接位相差に対する統計処理によって、前記入力信号の位相誤差を求める。

【0012】

望ましくは、前記入力信号は、ＰＮ符号によってスペクトラム拡散されたＰＮ信号であり、前記マッチトフィルタ係数群は、前記ＰＮ符号に基づくフィルタ係数群であり、前記時間ずれは、前記ＰＮ符号のチップ時間の自然数倍である。

【0013】

望ましくは、信号補正装置は、前記位相誤差解析装置と、前記位相誤差を用いて、前記入力信号の位相および周波数を補正する信号補正部と、を備える。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、信号の位相誤差を迅速に求めることができ、あるいは信号の周波数および位相を迅速に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】受信装置の構成を示す図である。

【図2】スペクトラム拡散無線信号が生成される過程を概念的に示す図である。

【図3】復調部の構成を示す図である。

【図4】相関フィルタの構成を示す図である。

【図5】各マッチトフィルタで求められる同相相関値の時間波形を概念的に示す図である。

【図6】信号補正部の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態につき、図面を参照しながら以下に説明する。複数の図面に示された同一の事項については同一の符号を付して説明の重複を避ける。図１には、本発明の実施形態に係る受信装置１の構成が示されている。受信装置１は、受信部１０および復調部１２を備えている。受信部１０は、送信装置から送信されたスペクトラム拡散無線信号を受信する。受信部１０は、スペクトラム拡散無線信号を増幅し、中間周波数帯の信号に変換する。受信部１０は中間周波数帯の受信信号を復調部１２に出力する。なお、受信部１０は、受信信号の中間周波数帯への変換を行わず、無線周波数帯の受信信号を復調部１２に出力するものであってもよい。

【0017】

図２（ａ）～図２（ｄ）には、スペクトラム拡散無線信号が生成される過程が概念的に示されている。図２（ａ）には、送信装置から受信装置１に送信される対象となるディジタル信号が示されている。ディジタル信号は、時間経過と共に値が１０１１０・・・・・となるディジタルデータを示す。図２（ｂ）にはＰＮ信号が示されている。ＰＮ信号は、時間軸上に配列された値がＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ）符号を示す信号である。ＰＮ符号は、１および－１が時系列で連なった符号である。ＰＮ信号の値が変化する周波数であるチップレートは、ディジタル信号の値が変化する周波数であるビットレートよりも大きい。すなわち、１チップの時間長であるチップ時間Ｔｃは、１ビットの時間長であるビット時間Ｔｂよりも短い。

【0018】

図２（ｃ）には搬送波が示されている。図２（ｄ）にはＢＰＳＫ変調信号が示されている。ＢＰＳＫ変調信号は、図２（ａ）に示されているディジタル信号によって、搬送波に対してＢＰＳＫ変調が施された信号である。ＢＰＳＫ変調は、ディジタル信号の値が１であるときと、ディジタル信号の値が０であるときとで、搬送波にπの位相差を持たせる変調方式である。図２（ｅ）には、図２（ｄ）に示されたＢＰＳＫ変調信号に図２（ｂ）に示されたＰＮ信号が乗ぜられたスペクトラム拡散信号が示されている。ＢＰＳＫ変調信号にＰＮ信号が乗ぜられることで、周波数領域におけるスペクトラムが拡散される。すなわち、ＢＰＳＫ変調信号はＰＮ信号によってスペクトラム拡散される。送信装置は、スペクトラム拡散信号を無線信号に変換し、スペクトラム拡散無線信号を受信装置１に向けて送信する。

【0019】

ここでは、ＢＰＳＫ変調信号にＰＮ信号が乗ぜられることでスペクトラム拡散信号が得られる例が示されたが、ＰＮ信号が乗ぜられるディジタル変調信号は、その他の変調方式によるものであってもよい。例えば、ＱＰＳＫ変調では、（０，０）、（０，１）、（１，０）、および（１，１）の４種類のシンボル符号がディジタル信号に応じて生成され、これらのシンボル符号に対応して、搬送波の位相がπ／２の整数倍の間隔で遷移する。

【0020】

図１に示された復調部１２は、受信信号の位相誤差を求める位相誤差解析装置として動作し、受信信号の位相誤差を補正する信号補正装置として動作する。復調部１２は、位相誤差が補正された信号からディジタル信号を復調する。

【0021】

図３には、復調部１２の構成が示されている。復調部１２は、直交検波部３４、第１メモリ３２、マッチトフィルタ部４０、相関タイミング決定部４２、第２メモリ４４、信号補正部４６および判定回路４８を備えている。直交検波部３４のうちディジタル信号を処理する部分、マッチトフィルタ部４０、相関タイミング決定部４２、信号補正部４６および判定回路４８は、プログラムを実行することでそれぞれの機能を実現するプロセッサで構成されてよい。

【0022】

直交検波部３４は、局部発振器２０、同相成分ミキサ２２、π／２移相器２４、直交成分ミキサ２６、同相成分ローパスフィルタ（ＩＬＰＦ）２８および直交成分ローパスフィルタ（ＱＬＰＦ）３０を備えている。局部発振器２０は、受信信号の搬送波の周波数と同一の周波数を有するローカル信号を同相成分ミキサ２２およびπ／２移相器２４に出力する。π／２移相器２４は、ローカル信号の移相をπ／２だけ遅らせた直交ローカル信号を、直交成分ミキサ２６に出力する。

【0023】

受信信号（入力信号）は、同相成分ミキサ２２および直交成分ミキサ２６に入力される。同相成分ミキサ２２は、受信信号とローカル信号とを掛け合わせた同相乗算信号を同相成分ローパスフィルタ２８に出力する。同相成分ローパスフィルタ２８は、同相乗算信号における高調波成分を減衰させ、または除去して同相ベースバンド信号を第１メモリ３２に出力する。直交成分ミキサ２６は、受信信号と直交ローカル信号とを掛け合わせた直交乗算信号を直交成分ローパスフィルタ３０に出力する。直交成分ローパスフィルタ３０は、直交乗算信号における高調波成分を減衰させ、または除去して直交ベースバンド信号を第１メモリ３２に出力する。

【0024】

なお、同相成分ローパスフィルタ２８および直交成分ローパスフィルタ３０は、Ａ／Ｄ変換器を備えている。同相成分ローパスフィルタ２８および直交成分ローパスフィルタ３０は、アナログ信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号に対してローパスフィルタ処理を施し出力する。

【0025】

第１メモリ３２は、ＰＮ符号のチップ数をＡとして、チップ数Ａ＋ｎ－１（チップ長Ａ＋ｎ－１）の同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号を記憶する。ここで、ｎは正の整数であり、マッチトフィルタ部４０に含まれているマッチトフィルタの数に相当する。第１メモリ３２は、新たな１チップの同相ベースバンド信号が入力されると、新たな１チップの同相ベースバンド信号を記憶し、最も先に記憶された１チップの同相ベースバンド信号をマッチトフィルタ部４０に出力する。同様に、第１メモリ３２は、新たな１チップの直交ベースバンド信号が入力されると、新たな１チップの直交ベースバンド信号を記憶し、最も先に記憶された１チップの直交ベースバンド信号をマッチトフィルタ部４０に出力する。

【0026】

マッチトフィルタ部４０は、ｎ個のマッチトフィルタ４０－１～４０－ｎを備えている。各マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎは、Ａ個のフィルタ係数から構成されるマッチトフィルタ係数群と、第１メモリ３２に記憶された同相ベースバンド信号との相関演算を行い、同相相関値を相関タイミング決定部４２に出力する。また、各マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎは、Ａ個のフィルタ係数から構成されるマッチトフィルタ係数群と、第１メモリ３２に記憶された直交ベースバンド信号との相関演算を行い、直交相関値を相関タイミング決定部４２に出力する。

【0027】

マッチトフィルタ部４０－１～４０－ｎは、以下に説明するように、時間軸上で１チップ時間Ｔｃの時間ずれを持たせて順次配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号としての同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号との間で相関演算を行う。

【0028】

マッチトフィルタ４０－１は、時間軸上で連なる２つのＰＮ符号「ｐ_１、ｐ_２、・・・・ｐ_Ａ、ｐ_Ａ＋１、ｐ_Ａ＋２、・・・・・ｐ_２Ａ－１、ｐ_２Ａ」のうち、ｐ_１～ｐ_Ａをマッチトフィルタ係数群として用いて相関演算を実行する。マッチトフィルタ４０－２は、ｐ_２～ｐ_Ａ＋１をマッチトフィルタ係数群として用いて相関演算を実行する。・・・・・・マッチトフィルタ４０－ｎは、ｐ_ｎ～ｐ_{Ａ＋ｎ－１}をマッチトフィルタ係数群として用いて相関演算を実行する。すなわち、マッチトフィルタ４０－ｊは、ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}をマッチトフィルタ係数群として用いて相関演算を実行する。ただし、ｊは１～ｎのうちのいずれかの整数である。また、ｐ_１、ｐ_２、・・・・ｐ_Ａ－１、ｐ_Ａと、ｐ_Ａ＋１、ｐ_Ａ＋２、・・・・・ｐ_２Ａ－１、ｐ_２Ａとは同一である。

【0029】

このように、マッチトフィルタ４０－２は、マッチトフィルタ４０－１が用いるマッチトフィルタ係数群に対して、時間軸上で１チップだけずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行う。マッチトフィルタ４０－３は、マッチトフィルタ４０－２が用いるマッチトフィルタ係数群に対して、時間軸上で１チップだけずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行う。・・・・・マッチトフィルタ４０－ｎは、マッチトフィルタ４０－（ｎ－１）が用いるマッチトフィルタ係数群に対して、時間軸上で１チップだけずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行う。すなわち、マッチトフィルタ４０－ｊは、マッチトフィルタ４０－（ｊ－１）が用いるマッチトフィルタ係数群に対して、時間軸上で１チップだけずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行う。

【0030】

図４には、マッチトフィルタ４０－ｊの構成要素のうち、同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号のうちの一方に対する相関フィルタ５０－ｊが示されている。マッチトフィルタ４０－ｊは、同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号のそれぞれに対し、図４に示されている相関フィルタ５０－ｊを備えている。

【0031】

相関フィルタ５０－ｊは、遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａ、乗算器Ｍ－１～Ｍ－Ａおよび加算合計器５２を備えている。遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａは縦続接続されており、最終段の遅延器Ｄ－Ａを除き、自らに入力された信号値を１チップ時間Ｔｃだけ遅延させて次段の遅延器に出力する。最終段の遅延器Ｄ－Ａは、自らに入力された信号値を１チップ時間Ｔｃだけ遅延させて加算合計器５２に出力する。乗算器Ｍ－１～Ｍ－Ａは、それぞれ、遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａから出力された信号値に、それぞれ、マッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}を掛け合わせて、加算合計器５２に出力する。加算合計器５２は、乗算器Ｍ－１～Ｍ－Ａから出力された信号値を加算合計した値を相関値として出力する。

【0032】

相関フィルタ５０－ｊから出力される相関値は、遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａから出力されている各信号値に送信側で乗ぜられたＰＮ符号が、マッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}に一致する相関タイミングで、正の極大値または負の極小値となる。遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａから出力されている各信号値にＰＮ符号が乗ぜられる前のディジタル信号の値が１であるときは、相関値は正の極大値（正のピーク値）となる。遅延器Ｄ－１～Ｄ－Ａから出力されている各信号値にＰＮ符号が乗ぜられる前のディジタル信号の値が－１であるときは、相関値は負の極小値（負のピーク値）となる。ただし、ここではディジタル信号において、１および０の代わりに１および－１が用いられているものとする。

【0033】

マッチトフィルタ４０－ｊは、第１メモリ３２から読み出された同相ベースバンド信号とマッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}との同相相関値を求め相関タイミング決定部４２に出力する。この相関演算は同相ベースバンド信号用にマッチトフィルタ４０－ｊに備えられた相関フィルタ５０－ｊが実行する。

【0034】

マッチトフィルタ４０－ｊは、１チップ時間が経過するごとに１チップの新たな同相ベースバンド信号を第１メモリ３２から読み込み、新たなチップ長Ａの同相ベースバンド信号とマッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}との同相相関値を求め、相関タイミング決定部４２に出力する。相関タイミング決定部４２は、同相相関値がピーク値となる相関タイミングで、その同相相関値を同相リサンプル値として第２メモリ４４に記憶させる。

【0035】

マッチトフィルタ４０－ｊは、第１メモリ３２から読み出された直交ベースバンド信号とマッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}との直交相関値を求め相関タイミング決定部４２に出力する。この相関演算は直交ベースバンド信号用にマッチトフィルタ４０－ｊが備える相関フィルタ５０－ｊが実行する。

【0036】

マッチトフィルタ４０－ｊは、１チップ時間が経過するごとに１チップの新たな直交ベースバンド信号を第１メモリ３２から読み込み、新たなチップ長Ａの直交ベースバンド信号とマッチトフィルタ係数ｐ_ｊ～ｐ_{Ａ＋ｊ－１}との直交相関値を求め、相関タイミング決定部４２に出力する。相関タイミング決定部４２は、直交相関値がピーク値となる相関タイミングで、その直交相関値を直交リサンプル値として第２メモリ４４に記憶させる。

【0037】

図５（ａ）～図５（ｃ）には、マッチトフィルタ４０－１～４０－３で求められる同相相関値の時間波形が概念的に示されている。横軸は時間を示し、縦軸は同相相関値を示す。マッチトフィルタ４０－１で求められた同相相関値がピーク値となってから１チップ時間Ｔｃが経過した時に、マッチトフィルタ４０－２で求められた同相相関値がピーク値になる。マッチトフィルタ４０－２で求められた同相相関値がピーク値になってから１チップ時間Ｔｃが経過した時に、マッチトフィルタ４０－３で求められた同相相関値がピーク値になる。・・・・・そして、マッチトフィルタ４０－（ｎ－１）で求められた同相相関値がピーク値になってから１チップ時間Ｔｃが経過した時に、マッチトフィルタ４０－ｎで求められた同相相関値がピーク値になる。

【0038】

各マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎによって求められた同相相関値がピーク値となる相関タイミングで、その同相相関値が同相リサンプル値として第２メモリ４４に記憶される。同様に、各マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎによって求められた直交相関値がピーク値となる相関タイミングで、その直交相関値が直交リサンプル値として第２メモリ４４に記憶される。

【0039】

第２メモリ４４は、マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎのそれぞれが求めた同相リサンプル値および直交リサンプル値を時系列順に記憶する。信号補正部４６は、以下に説明する構成および処理によって、第２メモリ４４に記憶されたｎ組の同相リサンプル値および直交リサンプル値に基づいて、位相誤差が補正された同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号を求める。

【0040】

図６には、信号補正部４６の構成が示されている。信号補正部４６は、時間軸上で隣接する相関タイミングに対して得られた２つの相関値に基づいて隣接位相差を求める。 そして、時間軸上で隣接する２つの相関タイミングの組のそれぞれに対して得られた隣接位相差に対する統計処理によって、同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号の位相誤差を求め、その位相誤差に基づいて同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号の位相を補正する。

【0041】

信号補正部４６は１チップ遅延部６０、位相差算出部６２、位相誤差演算部６４、複素化部６６、バッファメモリ６８、および複素乗算部７０を備えている。１チップ遅延部６０は、第２メモリ４４から同相リサンプル値Ｉ（ｊ）および直交リサンプル値Ｑ（ｊ）をｊ＝１、２・・・・・ｎの順に順次読み込み、１チップ時間Ｔｃだけ順次遅延させて位相差算出部６２に出力する。ここで、ｊは離散的な時間変数に相当する。位相差算出部６２は、第２メモリ４４から同相リサンプル値Ｉ（ｊ）および直交リサンプル値Ｑ（ｊ）をｊ＝１、２・・・・・ｎの順に順次読み込む。

【0042】

位相差算出部６２は、同相リサンプル値Ｉ（ｋ）および直交リサンプル値Ｑ（ｋ）の位相角θ（ｋ）から、同相リサンプル値Ｉ（ｋ－１）および直交リサンプル値Ｑ（ｋ－１）の位相角θ（ｋ－１）を減算して隣接位相差Δ（ｋ）＝θ（ｋ）－θ（ｋ－１）を求める。

【0043】

ただし、位相差算出部６２は、隣接位相差Δ（ｋ）＝θ（ｋ）－θ（ｋ－１）の絶対値がπ／２を超えるときは、θ（ｋ）－θ（ｋ－１）をディジタル変調信号の位相遷移単位で割ったときの余りを最終的な隣接位相差Δ（ｋ）とする。すなわち、受信信号がＱＰＳＫ変調方式のディジタル変調信号であるときは、位相差算出部６２は、θ（ｋ）－θ（ｋ－１）をπ／２で割ったときの余りを最終的な隣接位相差Δ（ｋ）とする。他の変調方式を採用した場合には、π／２に代えて、その採用された変調方式における位相遷移単位が用いられる。

【0044】

位相差算出部６２は、隣接位相差Δ（ｋ）をｋ＝２からｋ＝ｎについて順次求め、位相誤差演算部６４に出力する。位相誤差演算部６４は、隣接位相差Δ（２）～Δ（ｎ）に基づいて位相誤差δを求める。位相誤差演算部６４は、平均値、中央値、自乗平均根等、θ（２）～θ（ｎ）の値が反映される統計値によって位相誤差δを求めてよい。なお、自乗平均根は、θ（２）～θ（ｎ）の極性が同一であることが前提として用いられ、位相誤差δの極性は、θ（２）～θ（ｎ）の極性と同一の極性とされる。

【0045】

位相誤差演算部６４は、位相誤差δを複素化部６６に出力する。複素化部６６は、複素回転量ｅｘｐ（－ｉ・Ｌ・δ）を求め、複素乗算部７０に出力する。ここで、Ｌは１～ｎのうちのいずれかの整数であり、ｉは虚数単位である。

【0046】

バッファメモリ６８は、第２メモリ４４から同相リサンプル値Ｉ（Ｌ）および直交リサンプル値Ｑ（Ｌ）を読み込む。バッファメモリ６８は、複素化部６６が複素回転量ｅｘｐ（－ｉ・Ｌ・δ）を複素乗算部７０に出力しているときに、同相リサンプル値Ｉ（Ｌ）および直交リサンプル値Ｑ（Ｌ）を複素乗算部７０に出力する。

【0047】

複素乗算部７０は、（数１）に従い、同相リサンプル値Ｉ（Ｌ）を実数部とし、直交リサンプル値Ｑ（Ｌ）を虚数部とした複素数Ｉ（Ｌ）＋ｉ・Ｑ（Ｌ）に、複素回転量ｅｘｐ（－ｉ・Ｌ・δ）を掛け合わせた複素信号Ｉｃ（Ｌ）＋ｉ・Ｑｃ（Ｌ）を求める。

【0048】

（数１）Ｉｃ（Ｌ）＋ｉ・Ｑｃ（Ｌ）
＝［Ｉ（Ｌ）＋ｉ・Ｑ（Ｌ）］・ｅｘｐ（－ｉ・Ｌ・δ）

【0049】

複素乗算部７０は、複素信号Ｉｃ（Ｌ）＋ｉ・Ｑｃ（Ｌ）の実数部および虚数部を、それぞれ、同相成分値Ｉｃ（Ｌ）および直交成分値Ｑｃ（Ｌ）として出力する。同相成分値Ｉｃ（Ｌ）および直交成分値Ｑｃ（Ｌ）は、位相誤差δが補正された同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号のサンプル値に相当する。

【0050】

信号補正部４６は、同相成分値Ｉｃ（Ｌ）および直交成分値Ｑｃ（Ｌ）を、図３に示された判定回路４８に出力する。判定回路４８は、ＩＱ平面上の座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が、ＩＱ平面に規定された複数の領域のうちいずれに属するかを判定する。判定回路４８は、ＩＱ平面上の座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が属する領域に対応付けられたシンボル符号を出力する。

【0051】

例えば、ＩＱ平面上の第１象限～第４象限に対して、シンボル符号（０，０）、（０，１）、（１，０）、および（１，１）がそれぞれ対応付けられているものとする。座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が第１象限に属するときは、判定回路４８はシンボル符号（０，０）を出力する。座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が第２象限に属するときは、判定回路４８はシンボル符号（０，１）を出力する。座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が第３象限に属するときは、判定回路４８はシンボル符号（１，０）を出力する。座標点（Ｉｃ（Ｌ），Ｑｃ（Ｌ））が第４象限に属するときは、判定回路４８はシンボル符号（１，１）を出力する。

【0052】

複素化部６６、バッファメモリ６８、および複素乗算部７０は、Ｌ＝１～ｎのいずれか１つについて、同相成分値Ｉｃ（Ｌ）および直交成分値Ｑｃ（Ｌ）を求めてもよい。また、複素化部６６、バッファメモリ６８、および複素乗算部７０は、Ｌ＝１～ｎについて、時間経過と共に順次、同相成分値Ｉｃ（Ｌ）および直交成分値Ｑｃ（Ｌ）を求めてもよい。

【0053】

なお、信号補正部４６は、ｎ個の同相リサンプル値Ｉ（ｊ）（ｊ＝１～ｎ）の平均値、中央値等、ｎ個の同相リサンプル値の値が反映される統計値によって１つの同相成分値を求めてよい。同様に、信号補正部４６は、ｎ個の直交リサンプル値Ｑ（ｊ）（ｊ＝１～ｎ）の平均値、中央値等、ｎ個の直交リサンプル値の値が反映される統計値によって１つの直交成分値を求めてよい。このようにして求められた同相成分値および直交成分値の組は、位相誤差δが補正された同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号のサンプル値に相当する。

【0054】

信号補正部４６が実行する処理によれば、ｎ個の相関タイミングで得られたｎ組の同相リサンプル値および直交リサンプル値に基づいて、位相誤差δが求められる。そして、位相誤差δによって位相が補正された同相成分値および直交成分値が求められる。位相誤差が補正されることに伴って、同相成分値および直交成分値については、周波数も補正されることとなる。ｎ個の相関タイミングが得られる時間は、シンボル周期よりも短い。したがって、本実施形態によればシンボル周期よりも短い時間で、迅速に位相誤差が求められ、迅速に位相誤差が補正された同相成分値および直交成分値が求められる。

【0055】

上記では、マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎが、時間軸上で順次１チップずつずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行う実施形態（マッチトフィルタ４０－１～４０－ｎが、時間軸上で１チップ時間Ｔｃの時間ずれを持たせて配列された複数のマッチトフィルタ係数群のそれぞれと、入力信号としての同相ベースバンド信号および直交ベースバンド信号との間で相関演算を行う実施形態）について説明した。マッチトフィルタ４０－ｊは、マッチトフィルタ４０－（ｊ－１）が用いるマッチトフィルタ係数群に対して、時間軸上で任意のチップ数Ｈだけずれたマッチトフィルタ係数群を用いて相関演算を行ってもよい。この場合、信号補正部４６における１チップ遅延部６０は、チップ時間ＴｃのＨ倍の時間Ｈ・Ｔｃだけ同相リサンプル値および直交リサンプル値を遅延させるＨチップ遅延部に置き換えられる。位相差算出部６２および位相誤差演算部６４は、時間Ｈ・Ｔｃの時間間隔で求められた同相リサンプル値および直交リサンプル値に基づく隣接位相差を求めた後、位相誤差δを求める。

【符号の説明】

【0056】

１ 受信装置、１０ 受信部、１２ 復調部、２０ 局部発振器、２２ 同相成分ミキサ、２４ π／２移相器、２６ 直交成分ミキサ、２８ 同相成分ローパスフィルタ、３０ 直交成分ローパスフィルタ、３２ 第１メモリ、３４ 直交検波部、４０ マッチトフィルタ部、４０－１～４０－ｎ マッチトフィルタ、４２ 相関タイミング決定部、４４ 第２メモリ、４６ 信号補正部、４８ 判定回路、５２ 加算合計器、６０ １チップ遅延部、６２ 位相差算出部、６４ 位相誤差演算部、６６ 複素化部、６８ バッファメモリ、７０ 複素乗算部、Ｄ－１～Ｄ－１０ 遅延器、Ｍ－１～Ｍ－Ａ 乗算器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】