JP5115078B2 - ブラインド処理による通信フレーム基点検出装置及び方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ブラインド処理により通信フレーム基点を検出する装置及び方法、並びにプログラムに関し、特に同期パターンを必要とせず、通信フレームの基点検出、通信フレームの基点からのオフセット量の推定などを可能とする装置及び方法，並びにプログラムに関する。

通常のディジタル無線通信システムの場合、伝送するデータを含むデータフレームの先頭部に、同期処理を目的とする同期パターンを有するパイロットフレームを付加することにより、通信処理を行っている。通信相手方の、同期パターンを有するパイロットフレームが既知の場合、互いに前記同期パターンを共有することにより、容易に通信フレームの開始基点を検出することが可能となる。

これに対して、通信相手方の、同期パターンを有するパイロットフレームが既知でない場合、例えば不法電波を対象とする電波監視システムの場合、対象とする信号が広範囲にわたり、全ての不法電波に対応して前記同期パターンをそれぞれ備える必要がある。しかしながら、通信相手方の電波が不法電波であることを考慮すると、前記電波監視システムが無数の前記同期パターンを事前に備えるということは現実的でない。

また、通信路の品質に応じて、通信フレームの構造を変化させて通信品質を向上させる適応通信システムの場合、同期処理のための通信レーム構造も変化することが考えられ、ブラインド処理により通信システムの基点検出・オフセット量の推定を行う処理が重要となる。

従来、この種の通信フレームの処理方法として、前述の通り特有のパイロット信号を通信フレームのデータフレームに付加している。そして、移動体通信システムにおける通信フレームを検出する方法としては、非特許文献１の第７章に示されるように、既知のパイロットシンボルパターンに対する相関処理により、通信フレームの基点検出を実施している。非特許文献１を参照して、ＴＤＭＡ（Time Division Multiplexing Access ）システムを例に取って更に説明する。

非特許文献１の図７．６に示された６チャンネルＴＤＭＡシステムにおけるフレーム及びスロット構成から明らかなように、各チャンネルデータの先頭には図２０に示すように、同期処理のためのユニークワードが付加されている。非特許文献１の場合、前記ユニークワードは、搬送波位相同期用ワード（ＣＲＳＷ）、シンボルタイミング同期ワード（ＳＴＳＷ）及びスロットタイミング同期ワード（ＳＬＳＷ）を含んでいる。これらのワードは特有のデータパターンであり、各チャンネルに個々に付加されている。

非特許文献１において、フレーム同期の検出処理は図２１（非特許文献１の図７．１０）に示されるように、受信データベース信号２０に対して、先ず、相関器２１を用いて、受信信号と既知のパターンである前記スロットタイミング同期ワードの相関が計算される。ここで、前記受信データベース信号２０が真のフレームタイミングの場合には、前記相関器２１による相関処理において相関ピークが発生する。これに対して、前記受信データベース信号２０が偽のフレームタイミングの場合には、前記相関器２１による相関処理において相関ピークが発生しない。すなわち、得られた相関ピークを基に通信フレームの基点を検出する処理を実施している。

さらに、偽の相関ピークによる性能劣化を防ぐため、しきい値判定器２２を用いて、いくつかの偽の相関ピークを除外している。その後、前方保護及び後方保護回路２３を用いて、ランダムに発生する偽の相関ピークを除去し、通信フレームの同期点の処理を実施している。

上述したユニークワードを使用して、通信フレームの同期点を検出することは，ＣＤＭＡ（Code Division Multiplexing Access ）方式でも同様である。

次に、放送システムを例にとって説明する。放送信号は常に連続して送信されている。受信側は、任意のタイミングで受信を開始するため、同期のためのパイロットシンボルは、通信フレームの開始点を知る上で必要不可欠となる。前記放送信号に対しても、上述した方法のように受信側で既知のユニークワードを利用して相関処理により、通信フレームの基点を検出する処理を実現している。

以上のように、従来例に係る通信処理においては、通信フレームの基点を検出する処理は、受信側で常に受信対象の信号に付与されたユニークワードを事前に把握して処理することが行われている。
デジタルワイヤレス伝送技術（三瓶正一著、株式会社ピアソンエデュケーション発行）

上述した従来例に係る通信フレームの基点を検出する方法は、通信フレームの基点を検出するため、受信側にて通信フレームの基点を検出するための同期パターンを事前に取得する必要がある。そのため、不特定多数の通信波を対象とする電波監視装置及び、電波環境に適合して通信フレームを変化させる適応通信システムに適用することは不可能である。

本発明の目的は、受信信号のみを使用して、通信フレームの基点を検出し、その基点からのオフセット量などを推定する装置及び方法、並びにプログラムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置は基本的構成として、通信フレームに同期用シンボルが周期的に配置されている特性を利用して、通信フレームの基点を検出し、かつ通信フレームの基点に対する受信信号の受信位置のオフセット量などを推定する処理を実施することを特徴とするものである。

次に、図３に示す形態の通信フレーム構造を例にとって、シミュレーション結果を利用して本発明を具体的に説明する。図３（ａ）に示す通信フレーム構造は、同期用シンボル（以下、パイロットシンボルという）１９ａが通信フレーム（以下、データフレームという）の先頭に付与されており、データフレーム１９ｂがパイロットシンボル１９ａの後段に連続するという信号構造を基本構造とし、これらの信号構造が連続して配置された形態をなしている。なお、同期用シンボルとしてパイロットシンボルの場合を例にとって説明するが、同期用シンボルは、パイロットシンボル以外の場合であってもよく、要は受信信号に対する同期を取るために前記通信フレームの先頭に付与されている形態のものであれば、いずれのものであってもよい。

図３（ａ）に示す信号構造の通信フレームを有する受信信号をデータフレーム１９ｂのＡ点（受信開始点）から受信を開始したものと仮定する。先ず、受信を開始した受信信号に対して、図３（ｂ）に示すような隣接するパイロットシンボル１９ａ，１９ａ間の距離Ｎｆに相当する間隔をもつ対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを準備し、この相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズを拡大しながら、自己相関処理用信号を抽出し、各相関処理窓３０ａ，３０ｂからそれぞれ抽出した自己相関処理用信号について相関処理を実施する。

図３（ｂ）に示すように、相関処理窓３０ａ，３０ｂの基本サイズＷ_１を´１´とすると、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷ_２は基本サイズＷ_１の２倍に設定され、相関処理窓３０ａ，３０ｂの最大サイズＷ_Ｎｆは、基本サイズＷ_１のＮｆ倍に設定される。ここで、相関処理窓３０ａ，３０ｂの最大サイズＷ_Ｎｆの寸法は、隣接するパイロットシンボル１９ａ，１９ａの間の距離Ｎｆに相当する長さに設定されている。

前記相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて前記受信信号から抽出した自己相関処理用信号について相関処理を実施すると、図４に示すように、パイロットシンボル１９ａに合致する箇所に特徴的な特性を持つ相関信号Ｔが検出される。前記相関信号Ｔは、次の現象に起因して検出される。

すなわち、相互に隣接するパイロットシンボルは同一のデータ系列パターンを有しているのに対して、それらのパイロットシンボルに連続するデータフレーム１９ｂは全くランダムな系列のパターンを有している。したがって、前記相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いてパイロットシンボル１９ａから抽出した自己相関処理用信号を相関処理すると、パイロットシンボル１９ａに合致する部分で強い相関結果が得られ、図４に示すように、パイロットシンボル１９ａに合致する箇所、すなわちパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃから、前記強い相関結果である相関信号Ｔが急激に立ち上がる。

本発明において、図４に示すパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定するため、パターンマッチング法を適用した処理を実施している。具体的に説明すると、図４に示す急激に立ち上がる相関信号Ｔの傾斜成分１９ｄと符号する参照信号１８を、前記相関処理したデータの左端より前記相関信号Ｔ側にシフトしながら、参照信号１８と相関信号Ｔをパターンマッチングさせて、参照信号１３と相関信号Ｔの各点間の距離を計算する。以上の処理は、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズ毎に逐次行われ、前記相関処理したデータ（相関データ）が累積して蓄積される。

前記累積した相関データの距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎｆ）、参照信号１８の距離情報をＳ_ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）とすると、パターンマッチングによる参照信号１８と相関信号Ｔの各点の距離データΔｄ_ｔは次式（１）で表せる。この式（１）に基づいて、前記距離を計算する。

ここで、Ｎ，Ｍは整数であり、Ｍ＜Ｎとする。

前記パターンマッチング処理により、前記参照信号１８をシフトした前記相関信号Ｔのデータ数に相当する分だけの距離データΔｄ_ｔが生成される。

図４に示すパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃは、前記参照信号１８と前記相関信号Ｔ間の距離が最も短くなるシフト点に相当する。したがって、生成された前記距離データに基づいて、最も距離が短くなるシフト点をパイロットシンボル１９ａの基点１０ａとして推定する。

さらに、図３に示すデータフレーム１９ｂ内の受信点Ａからパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃまでのオフセット量（ΔＮ）は、推定したパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置をＮ´とすると、次式（２）で表せる。
ΔＮ＝Ｎｆ−Ｎ´ （２）
したがって、推定したパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置情報を前記式（２）に代入して前記オフセット量（ΔＮ）を算出する。以上の処理を経て、受信信号に基づいて、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ及びその基点１９ｃに対する受信信号の受信点Ａのオフセット量（ΔＮ）を推定することが可能となる。

次に、受信信号の受信を、前記受信点Ａとは異なる図３に示すパイロットシンボル１９ａ内の受信点Ｂから開始した場合について説明する。前述と同様に、受信信号を受信した時点から、その間隔が隣接するパイロットシンボル１９ａ，１９ａの間の距離Ｎｆに相当する対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを生成し、その窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを変化させながら前述と同様に相関処理を実施すると、図５に示す結果を得る。図５に示す相関処理結果に基づいて、前述のパターンマッチング処理によるパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定する処理を行う場合には、パイロットシンボル１９ａに合致して特徴的な特性を持つ相関信号Ｔ，Ｔがパイロットシンボルの領域内で前後に２分されて現れるため、正確にパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定することが不可能となる。

以上の問題を解決するため、本発明は、差分検波処理による正規の相関信号Ｔを検出する処理を実施することを特徴とするものである。パイロットシンボル１９ａとデータフレーム１９ｂの信号構造は、通信チャネルに対応させて割当てられるものであるから、前記差分検波処理は、相関処理した相関データに対して、隣接する通信チャネルの相関データとの差分処理を実施する。すなわち、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける累積した相関データをＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎｆ）、隣接する他方のチャネルにおける累積した相関データをＲ_ｎ＋１（ｎ＋１＝１〜Ｎｆ）とすると、差分結果Ｐ_ｎは次式（３）により表される。

以上の処理により、相関処理した相関データに基づく相関信号Ｔの傾き成分が抽出される。ここで、相関処理データのうちパイロットシンボルに合致する部分は線形的に増加するため、前記差分結果Ｐ_ｎに基づいて、その増加分Ｔ_０の中心付近を頂点Ｈとする図６のような波形を持つ信号成分が得られる。

したがって、本発明においては、ピーク点となる、前記増加分Ｔ_０の中心付近の頂点Ｈを検出し、そのピーク点と、相関処理結果データにおける最大サイズの半分の位置との間の距離Ｎ_０を算出し、パターンマッチングによるシフト推定処理が可能な範囲へ前記相関データをシフトする処理を実施する。すなわち、前記ピーク点と、前記相関データにおける最大サイズＮｆの半分の位置との間の距離Ｎ_０を算出し、その算出された距離Ｎ_０分だけパイロットシンボル１９ａ内において受信点Ｂをシフトする。その後、再度相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを変更しながら、前記相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて抽出した自己相関処理用信号について相関処理を実施する。以上のようにシフトして相関処理を行った相関データによる信号波形を図７に示す。

図６と図７を比較すると明らかなように、パイロットシンボル１９ａと合致する箇所は図７に示すように、図６に示す前記相関データによる信号波形のほぼ中心位置にシフトされて正規の相関信号Ｔとして立ち上がり、参照信号１８と相関信号Ｔのパターンマッチング処理によりパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定することが可能であることが分る。

図７中に記載された相関信号Ｔの立上がり点がパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置に合致する。推定されたパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置をＮ´、前記ピーク点と、相関処理窓３０ａ，３０ｂの最大サイズＷ_Ｎｆ（＝Ｎｆ）の半分の位置との間の距離をＮ_０とすると、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃに対する受信信号の受信点Ｂのオフセット量ΔＮは、次式（４）により算出される。
ΔＮ＝Ｎｆ−（Ｎ´＋Ｎ_０） （４）

前述の処理により、受信信号の受信点Ｂを距離データΔｄ_ｔ分だけシフトさせた場合におけるパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ及び、その基点１９ｃに対する受信信号の受信位置Ｂのオフセット量ΔＮを推定することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、ディジタル通信信号に、同期用シンボルを有する通信フレームが周期的に挿入されている特徴を利用し、サイズが可変な相関処理窓にて前記ディジタル通信信号から自己相関処理用信号を抽出し、その自己相関用信号を相関処理した相関信号と参照信号のパターンマッチング処理とにより、通信パラメータ（パイロットシンボルの基点など）を推定するため、既知の同期用シンボルの情報を事前に取得することなく、受信したディジタル通信信号から通信パラメータを推定することができる。さらに、差分検波処理を行うことにより、ディジタル通信信号を受信する受信点の如何に拘らず、受信したディジタル通信信号から通信パラメータを推定することができる。

したがって、不特定多数の通信波を対象とする電波監視装置及び、電波環境に適応して通信フレームの構造を変化させる適応通信システムにおいて、既知の同期用シンボルの情報を事前に取得することなく、受信したディジタル通信信号から通信パラメータを推定することができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。

本発明に係る実施形態は基本的構成として、同期用シンボルを有するディジタル通信信号に対して、推定処理に使用するデータを一時蓄積処理した後、対をなす相関処理窓のサイズを変更しながら、当該相関処理窓を用いて前記受信したディジタル信号から自己相関処理用信号を抽出し、その抽出した自己相関処理用信号について相関処理を実施し、次いで、参照信号をシフトしながら、当該参照信号と相関処理結果による相関信号のパターンマッチング処理を実施し、最小距離となるシフト点を同期用シンボルの基点として推定し、かつ推定した前記同期用シンボルの基点の位置情報に基づいて、前記同期用シンボルの基点に対する前記ディジタル信号の受信点のオフセット量を推定することを特徴とするものである。以下、具体的な実施形態を用いて詳細に説明する。なお、実施形態においては、同期用シンボルとしてパイロットシンボルの場合を例にとって説明するが、同期用シンボルは、パイロットシンボル以外の場合であってもよく、要は受信信号に対する同期を取るために前記通信フレームの先頭に付与されている形態のものであれば、いずれのものであってもよい。
（実施形態１）

図１に示す本発明の実施形態１に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置は、信号蓄積回路１と、データシフト処理回路２と、相関データ抽出回路３と、相関処理回路４と、相関結果累積回路５と、パターンマッチング処理回路６と、オフセット推定回路７を有し、さらに差分処理回路８と、ピーク検出処理回路９を付加している。

前記信号蓄積回路１は、受信された受信ベースバンド信号を一時蓄積する機能を有している。

前記データシフト回路２は、前記信号蓄積回路１から読出した受信ベースバンド信号に対してデータの先頭からＸ個（Ｘは整数）分だけデータシフト処理を実施する機能を有している。ここで、前記Ｘの初期値は零に設定されており、前記データシフト処理回路２は、先ず前記初期値に基づいて前記受信ベースバンド信号に対してデータシフト処理を行い、さらに後述のピーク検波回路（補完ユニット）９が推定した値Ｘを入力とし、前記データシフトの初期値を前記ピーク検波回路９からの入力値Ｘに変更して、前記受信ベースバンド信号に対して再度データシフト処理を実施する機能を付加している。ここに、信号蓄積回路１，データシフト回路２により、後述する補完ユニットにて推定されたシフト量に基づいて、前記ディジタル通信信号をデータシフトするシフトユニットが構成される。

前記相関データ抽出回路３は、自己相関処理を行うための相関処理用データを抽出する機能を有している。具体的に説明すると、前記相関データ抽出回路３は、図３（ｂ）に示す対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを用い、前記データシフト回路２によりデータシフトされたデータシフト信号から前記自己相関処理用信号を前記相関処理窓３０ａ，３０ｂにて抽出する。前記対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂの間隔は、隣接したパイロットシンボル１９ａ，１９ａの間の距離Ｎｆに相当する長さに設定されている。さらに前記相関データ抽出回路３は、後述の相関結果累積回路５からのサイズ変更指令に基づいて、各相関処理窓３０ａ，３０ｂの基本サイズＷ_１を´１´に設定し、この基本サイズＷ_１の２倍のサイズＷ_２〜基本サイズＷ_１のＮｆ倍の最大サイズＷ_Ｎｆまで拡大しながら、前記データシフト信号から前記相関処理用データを前記相関処理窓３０ａ，３０ｂにて抽出する機能を有している。ここに、相関データ抽出回路３により、サイズが可変な対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて、同期用の信号フレームを有するディジタル通信信号から自己相関処理用信号を抽出する抽出ユニットが構成されている。

前記相関処理回路４は、前記相関データ抽出回路３の対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂにて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行う機能を有している。前記２つの自己相関処理用信号は、前記対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂの各々が前記データシフト信号からそれぞれ自己相関処理を行うために抽出したデータである。前記相関処理回路４が前記２つの自己相関処理用信号について相関処理を行うと、図４に示すような特徴的な特性をもつ相関信号Ｔが検出される。

前記相関結果累積回路５は、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆ毎に前記相関処理回路４にて相関処理された相関処理結果のデータを累積して保持するものであって、前記相関処理回路４から相関処理した相関データが出力される度に、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを基本サイズＷ１から最大サイズＷＮｆに順次拡大するための指令を前記データシフト処理回路２に出力する機能を有している。ここに、相関処理回路４，相関結果累積回路５により、前記抽出された前記自己相関処理用信号について自己相関処理を行う相関ユニットが構成される。

前記パターンマッチング処理回路６は、前記相関結果累積回路５から相関データを読出し、その相関データによる相関信号Ｔと参照信号１８のパターンマッチング処理を行う機能を有している。

すなわち、前記パターンマッチング処理回路６は、前記相関結果累積回路５が相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆ毎に保持している相関データ（特徴的な特性をもつ相関信号Ｔ）を逐次読出し、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆ毎に、図４に示すように特徴的な特性をもつ相関信号Ｔに対して参照信号１８をシフトさせてパターンマッチングさせることにより、参照信号１８と相関信号Ｔの各点間の距離を計算する機能を有している。

具体的に説明すると、前記累積した相関データ（相関信号Ｔ）の距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎｆ）、シフトした参照信号１８の距離情報をＳ_ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）とすると、パターンマッチングによる参照信号１８と相関信号Ｔの各点の距離Δｄ_ｔは次式（１）で表せる。前記パターンマッチング処理回路６は、前記式（１）に基づいて前記距離を計算する。

ここで、Ｎ，Ｍは整数であり、Ｍ＜Ｎとする。

前記パターンマッチング処理回路６は、参照信号１８をシフトした相関信号Ｔのデータ数に相当する分だけの前記距離データΔｄ_ｔを生成する。ここに、パターンマッチング処理回路６により、前記自己相関処理された相関信号と参照信号のパターンマッチング処理を実施するマッチングユニットが構成される。

前記オフセット推定回路７は、前記パターンマッチング処理回路６からの前記距離データΔｄ_ｔを入力として、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃと、その基点１９ｃに対する受信ベースバンド信号の受信点（Ａ又はＢ）のオフセット量（ΔＮ）を推定する機能を有している。

すなわち、参照信号１８を相関信号Ｔに対してシフトして前記パターンマッチング処理により計算された距離テータΔｄ_ｔのうち、前記参照信号１８と前記相関信号Ｔの間の距離が最も短くなるシフト点がパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃに相当する位置となる。したがって、前記オフセット推定回路７は、前記パターンマッチング処理回路６が生成した前記距離データに基づいて、最も距離が短くなるシフト点をパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃとして推定する。

さらに、図３に示す受信ベースバンド信号の受信点Ａからパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃまでのオフセット量（ΔＮ）、すなわちパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃに対する受信ベースバンド信号の受信点Ａのオフセット量（ΔＮ）は、前記推定されたパイロットフレーム１０の基点１９ｃの位置をＮ´とすると、次式（２）で表される。
ΔＮ＝Ｎｆ−Ｎ´ （２）
したがって、前記オフセット推定回路７は、前記式（２）に基づいて前記オフセット量（ΔＮ）を推定する。

以上の説明では、受信ベースバンド信号を受信する時期によって前記相関信号Ｔに影響を与えないことを前提としているが、受信ベースバンド信号を受信する時期によって前記相関信号Ｔに影響を与えてしまい、正確にパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定することが不可能となる場合がある。そこで、本発明の実施形態では、差分処理回路８及びピーク検出回路９を付加している。ここに、差分処理回路８及びピーク検出回路９により、前記相関ユニットによる自己相関処理信号に差分検波処理及びピーク基点検出処理を実施して、前記ディジタル信号をデータシフトする量を推定する補完ユニットが構成される。

前記差分処理回路８は、前記パターンマッチング処理回路６によるシフト量推定を、受信ベースバンド信号を受信した位置に拘らず安定的な精度を得て行うために差分検波処理を行う機能を有している。具体的に説明すると、前記差分処理回路８は、差分検波処理による特徴検出を実施する機能を有している。前記差分処理回路８による差分検波処理は、前記相関処理された相関データに対して、隣接するチャネルの相関データとの差分処理を実施することを内容とするものである。すなわち、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける累積した相関データの距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ_ｆ）、隣接する他方のチャネルにおける累積した相関データの距離情報をＲ_ｎ＋１（ｎ＋１＝１〜Ｎ_ｆ）とすると、差分結果Ｐ_ｎは次式（３）により表される。

前記差分処理回路８は、相関処理された前記相関データに対して、隣接するチャネルの相関データとの差分処理を実施して、差分結果Ｐ_ｎを算出する機能を有している。

前記ピーク検出回路９は、前記差分処理回路８による前記差分結果Ｐ_ｎを入力として、相関処理された前記相関データに基づく相関信号Ｔの傾き成分を抽出する。ここで、パイロットシンボル１９ａに合致する部分は線形的に増加するため、前記差分結果Ｐ_ｎに基づいて、増加分Ｔ_０の中心付近を頂点Ｈとする図６のような波形を持つ相関信号Ｔ，Ｔが得られる。したがって、前記ピーク検出回路９は、ピーク点となる、前記増加分Ｔ_０の中心付近の頂点Ｈを検出し、そのピーク点と、前記相関処理された相関データにおける最大サイズＮｆの半分の位置との間の距離データＮ_０を算出し、その距離データＮ_０をデータシフト量として前記データシフト回路２に出力する機能を有している。

前記データシフト回路２は、初期値のデータシフト量Ｘを前記ピーク検出回路９からのデータシフト量（距離データＮ_０に相当する）に変更して、推定処理に使用する受信ベースバンド信号の受信点Ｂを前記データシフト量（距離データＮ_０に相当する）だけシフトする機能を有している。

前記データシフト回路２により距離Ｎ_０分だけデータフレーム１９ｂ内の受信点Ｂをシフトすると、図７に示すように、パイロットシンボル１９ａに合致する部分が、相関処理結果のほぼ中心にシフトされており、容易にパターンマッチングによるシフト推定が可能であることが可能であることが分る。図７中に記載された点がパイロットシンボルの基点位置に合致する部分である。前記推定したパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置をＮ´、前記ピーク点と、前記相関処理された相関データにおける最大サイズＷ_Ｎｆ（＝Ｎｆ）の半分の位置との間の距離をＮ_０とすると、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃからの受信ベースバンド信号のオフセット量ΔＮは、次式（４）により算出される。
ΔＮ＝Ｎｆ−（Ｎ´＋Ｎ_０） （４）

前記オフセット推定回路７は、受信ベースバンド信号の受信点Ｂをシフトさせた場合におけるオフセット量ΔＮを前記式（４）に基づいて推定する機能を付加している。ここに、前記パターンマッチング処理の距離情報に基づいて、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ及び当該基点１９ｃに対する受信バースバンド信号のオフセット量ΔＮを推定する機能、並びに後述する反転ユニットにより前記自己相関処理信号をデータ反転処理して顕在させた因子に基づいてパイロットシンボルの長さを推定する機能を有する演算ユニットが構成される。

次に、図３に示す形態の通信フレーム構造を例にとって、シミュレーション結果を利用して、図２に基づいて本発明の実施形態１に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作について説明する。

図２に示す動作の開始時点において、受信した受信ベースバンド信号は、信号蓄積回路１に一時蓄積されている。この場合、受信ベースバンド信号を受信する開始位置は、図３（ａ）に示す受信ベースバンド信号のうちデータフレーム１９ｂ内のＡ点であると仮定する。

処理がデータシフト処理ステップＳ１に移行すると、データシフト回路２は、信号蓄積回路１に一時蓄積された受信ベースバンド信号を読出し、その読出した受信ベースバンド信号に対して、そのデータ、すなわちパイロットシンボル１９ａの先頭からＸ個分（初期値の零）だけデータシフトを実施し、その結果のデータを相関データ抽出回路３に出力する。

一連の処理が相関データ抽出処理ステップＳ２の処理に移行すると、相関データ抽出回路３は、図３（ｂ）に示すような隣接するパイロットシンボル１９ａ，１９ａの間の距離Ｎｆに相当する間隔を持つ対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを基本サイズＷ１に設定し、この相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて、前記データシフト回路２がデータシフト処理したデータシフト信号から自己相関処理するための自己相関処理用信号を抽出する。

次に、一連の処理が相関処理ステップＳ３の処理に移行すると、相関処理回路４は、前記相関処理窓３０ａ，３０ｂにて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行う。

相関処理回路４による自己相関処理が完了すると、相関結果累積回路５は、前記相関処理回路４にて相関処理された相関データを蓄積する。相関結果累積回路５は、基本サイズＷ１の相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いた相関データ抽出処理ステップＳ２及び相関処理ステップＳ３の処理が完了して前記相関データを蓄積した時点で、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを基本サイズＷ１の２倍に設定する旨の指令を相関データ抽出回路３に出力する。

相関データ抽出回路３は、相関結果累積回路５からの指令を受けると、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを基本サイズＷ_１の２倍に設定し、前述したように自己相関処理用信号の抽出を行う。この抽出した自己相関処理用信号について相関処理ステップＳ３の処理が行われ、相関結果累積回路５は、前記相関処理回路４にて相関処理された相関データを累積して蓄積する。

相関結果累積回路５は、２倍のサイズＷ_２の相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いた相関データ抽出処理ステップＳ２及び相関処理ステップＳ３の処理が完了して前記相関データを累積して蓄積した時点で、相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを最大サイズＷ_Ｎｆまで逐次変更する指令を相関データ抽出回路３に出力し、各サイズＷの相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて相関データ抽出処理ステップＳ２及び相関処理ステップＳ３の処理が完了した前記相関データを累積して蓄積する。

なお、相関処理回路４が前記２つの自己相関処理用信号について相関処理窓３０ａ，３０ｂの窓サイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆ毎に相関処理を行うと、図４に示すような特徴的な特性をもつ信号成分Ｔが相関処理窓３０ａ，３０ｂの窓サイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆ毎に検出される。

一連の処理がパターンマッチング処理ステップＳ４の処理に移行すると、パターンマッチング処理回路６は、前記相関結果累積回路５に累積して蓄積された相関データを読出す。そして、パターンマッチング処理回路６は、前記相関処理回路４による相関処理により得た相関信号Ｔの傾き１９ｄに相当する傾きを持つ信号を参照信号１８として用い、この参照信号１８を基準位置（図４の場合、座標０）から図４に示すように急峻に立ち上がった（図４の場合、座標１１８０）相関信号Ｔに向けてシフトさせ、相関信号Ｔと参照信号１３をパターンマッチングさせて、参照信号１８と相関信号Ｔの各点間の距離を計算する。

具体的に説明すると、パターンマッチング処理回路６は、前記累積した相関データ（相関信号Ｔ）の距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ_ｆ）、シフトした参照信号１８の距離情報をＳ_ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）として、パターンマッチングによる参照信号１８と相関信号Ｔの各点の距離Δｄ_ｔを次式（１）に基づいて距離を計算する。

ここで、パターンマッチング処理回路６は、前記パターンマッチング処理により、前記参照信号１８をシフトした前記相関データ（相関信号Ｔ）の数に相当する距離データΔｄ_ｔを生成する。

パターンマッチング処理が終了してオフセット推定処理ステップＳ５の処理に移行すると、オフセット推定回路７は、前記パターンマッチング処理回路６からの距離データΔｄ_ｔを入力として、前記パターンマッチング処理回路６のパターンマッチング処理による距離テータΔｄ_ｔのうち、前記参照信号１８と前記相関信号Ｔの間の距離が最も短くなるシフト点をパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃとして推定する。

図３に示す受信ベースバンド信号の受信点Ａからパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃまでのオフセット量（ΔＮ）、すなわち、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃに対する受信ベースバンド信号の受信点Ａのオフセット量（ΔＮ）は、前記推定されたパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置をＮ´とすると、次式（２）で表される。
ΔＮ＝Ｎｆ−Ｎ´ （２）
したがって、オフセット推定回路７は、前記式（２）に基づいて前記オフセット量（ΔＮ）を推定する。

以上の説明とは異なり、受信ベースバンド信号を受信する開始位置が、図３に示すパイロットシンボル１９ａ内のＢ点である場合について説明する。

前述と同様に、受信ベースバンド信号を受信した時点から、その間隔が隣接するパイロットシンボル１９ａ，１９ａの間の距離Ｎｆに相当する対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを生成し、その窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを変化させながら相関処理を行う。図５に示す相関処理結果に基づいて、前述のパターンマッチング処理によるパイロットシンボルの基点を推定する処理を実施すると、パイロットシンボル１９ａの領域に現れる特徴的な特性を持つ相関信号Ｔ，Ｔが図５に示すように前後に２分されているため、正確にパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃを推定することは不可能となる。

そこで、本発明の実施形態では、受信ベースバンド信号を受信する開始位置が図３に示すパイロットシンボル１９ａ内のＢ点である場合には、相関処理ステップＳ３が終了した時点で差分処理ステップＳ６及びピーク検出処理Ｓ７を行う。

処理が差分処理ステップＳ６に移行すると、差分処理回路８は、前記相関処理回路４からの相関データを入力として、前記パターンマッチング処理回路６によるシフト量推定を、受信ベースバンド信号を受信した位置に拘らず安定的な精度を得て行うために差分検波処理を行う。具体的に説明すると、パイロットシンボル１９ａとデータフレーム１９ｂの信号構造は、通信チャネルに対応して割当てされたものであるから、差分処理回路８による差分検波処理は、前記相関処理回路４が相関処理した相関データに対して、隣接するチャネルの相関データとの差分処理を実施することを内容とするものである。すなわち、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける累積した相関データの距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ_ｆ）、隣接するチャネルの他方のチャネルにおける累積した相関データの距離情報をＲ_ｎ＋１（ｎ＋１＝１〜Ｎ_ｆ）とすると、差分結果Ｐ_ｎは次式（３）により表される。

差分処理回路８は、相関処理された相関データに対して、隣接するチャネルの相関データとの差分処理を実施して、差分結果Ｐ_ｎを算出する。

前記差分結果Ｐ_ｎが算出されてピーク検出処理ステップに移行すると、ピーク検出処理回路９は、前記差分処理回路８による前記差分結果Ｐ_ｎを入力として、相関処理した相関データ（相関信号）の傾き成分を抽出する。ここで、前記相関データのうちパイロットシンボルに合致する部分は線形的に増加するため、前記差分結果Ｐ_ｎの信号として、図６に示すような増加分Ｔ_０の中心付近を頂点Ｈとする波形を持つ信号が得られる。

ピーク検出回路９は、図６に示す信号に基づいて、前記傾き成分をもつ相関信号Ｔ１のピーク点Ｐ１を検出し、そのピーク点Ｐ１と、相関処理の最大サイズＷ_Ｎｆ（＝Ｎｆ）の半分の位置Ｈとの間の距離データＮ_０を算出する。この距離データＮ_０分だけ受信ベースバンド信号の受信点Ｂをシフトすると、図６の状態から図７に示すように受信点Ａ，Ｂの如何に拘らずパターンマッチング処理回路６によるパターンマッチング処理に可能な状態に移行させることが可能となる。ピーク検出回路９は、算出した前記距離データＮ_０をデータシフト量として前記データシフト回路２に出力する。

データシフト回路２は、初期値のデータシフト量を前記ピーク検出回路９からのデータシフト量（距離データＮ_０に相当する）に変更して、推定処理に使用する受信ベースバンド信号の受信点Ｂをデータシフト量である距離データＮ_０分だけシフトする。

前記データシフト回路２による受信ベースバンド信号の受信点Ｂのデータシフト処理が完了すると、再び相関データ抽出処理ステップＳ２の処理に移行する。この相関データ抽出処理ステップＳ２において、相関データ抽出回路３は前述したと同様に、図３（ｂ）に示すような隣接するパイロットシンボル１９ａ，１０の間の距離Ｎｆに相当する間隔を持つ対をなす相関処理窓３０ａ，３０ｂを準備し、この相関処理窓３０ａ，３０ｂのサイズＷを拡大する、すなわちサイズＷを、基本サイズＷ_１〜最大サイズＷ_Ｎｆまで拡大しながら、この相関処理窓３０ａ，３０ｂを用いて、前記データシフト回路２から出力されるデータシフト信号から自己相関処理用信号を抽出し、その自己相関処理用信号を相関処理回路４に出力する。

次に、一連の処理が相関処理ステップＳ３の処理に移行すると、相関処理回路４は、前記相関処理窓３０ａ，３０ｂにて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行い、図７に示すようにパイロットシンボルに合致する特徴的な特性を持つ相関信号Ｔを抽出する。

相関処理回路４による自己相関処理が完了すると、相関結果累積回路５は、前記相関処理回路４にて相関処理されて累積された相関データを蓄積する。相関結果累積回路５が記憶する相関結果データは、相関処理窓３０ａ，３０ｂの窓サイズＷ_１，Ｗ_２・・・Ｗ_Ｎｆを変更して相関処理を行った場合における、特徴的な特性をもつ相関信号Ｔを含むものである。

一連の処理がパターンマッチング処理ステップＳ４の処理に移行すると、パターンマッチング処理回路６は、前記相関結果累積回路５から相関データを読出す。そして、パターンマッチング処理回路６は、前記相関処理回路４による相関処理により得た相関信号Ｔに相当する傾きを持つ信号を参照信号１８として用い、この参照信号１８を基準位置（図７の場合、座標０）から図７に示すように急峻に立ち上がった（図７の場合、座標７５０）相関信号Ｔに向けてシフトさせ、相関信号Ｔと参照信号１８をパターンマッチングさせて、参照信号１８と相関信号Ｔの各点間の距離を計算する。

具体的に説明すると、パターンマッチング処理回路６は、前記相関処理した相関データ（相関信号Ｔ）の距離情報をＲ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎｆ）、参照信号１８の距離情報をＳ_ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）として、パターンマッチングによる参照信号１８と相関信号Ｔの各点の距離Δｄ_ｔを次式（１）に基づいて距離を計算する。

ここで、パターンマッチング処理回路６は、前記パターンマッチング処理により、前記参照信号１８をシフトした前記相関データ（相関信号Ｔ）の数に相当する距離データを生成する。

パターンマッチング処理が終了してオフセット推定処理ステップＳ５の処理に移行すると、オフセット推定回路７は、前記パターンマッチング処理回路６からの距離データΔｄ_ｔと、前記ピーク検出回路９からの距離データＮ_０を入力として、前記パターンマッチング処理回路６のパターンマッチング処理による距離テータΔｄ_ｔのうち、前記参照信号１８と前記相関信号Ｔの間の距離が最も短くなるシフト点をパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃとして推定する。

図４に示す受信ベースバンド信号の受信点Ａからパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃまでのオフセット量（ΔＮ）、すなわち、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃに対する受信ベースバンド信号の受信点Ａのオフセット量（ΔＮ）は、前記推定されたパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃの位置をＮ´、前記ピーク検出回路９から入力した距離データをＮ_０とすると、次式（２）で表される。
ΔＮ＝Ｎｆ−（Ｎ´＋Ｎ_０） （４）
したがって、オフセット推定回路７は、受信ベースバンド信号を受信する開始位置が、図３に示すパイロットシンボル１９ａ内のＢ点である場合における前記オフセット量ΔＮを前記式（４）に基づいて推定する。

以上のように、本発明の実施形態によれば、受信信号がいかなる受信位置から開始された場合にも、パイロットシンボルのパターンを知ること無しに、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ及び、その基点１９ｃに対する受信ベースバンド信号の受信点Ａ，Ｂのオフセット量ΔＮを推定することが可能となるという利点がある。
（実施形態２）

次に、実施形態１を示す図１の構成にデータ反転処理機能を持たせた実施形態２を図８に基づいて説明する。

図１に示す実施形態１では、受信ベースバンド信号を受信する開始位置が図３に示すパイロットシンボル１９ａ内のＢ点である場合に、パイロットシンボルの基点及び、その基点に対する受信ベースバンド信号の受信点のオフセット量を推定する処理に止まっていたが、図８に示す実施形態２は、前記基点及びオフセット量の通信パラメータに加えて、相関処理された前記相関データをデータ反転することにより、パイロットシンボルのパターン長を推定する処理を付加したことを特徴とするものである。

本発明に係る実施形態は図８に示すように、図１に示す相関結果累積回路５とパターンマッチング処理回路６の間に、データ反転処理回路１０を追加している。ここに、データ反転処理回路１０により、前記相関ユニットによる自己相関処理された相関データを反転処理して、パイロットシンボルのパターン長を特定する因子を顕在させる機能を有する反転ユニットが構成される。図８に示す演算ユニットとしてのオフセット推定回路７は、前記反転ユニット（データ反転処理回路１０）によって顕在された因子に基づいてパイロットシンボルのパターン長を推定する機能を付加している。

受信ベースバンド信号を受信する開始位置が図３に示すパイロットシンボル１９ａ内のＢ点である場合に、図８に示すデータ反転処理回路１０の初期値はＯＦＦであり、相関結果累積回路５からの累積した相関データは、図９に示すデータ反転処理回路１０によるデータ反転処理ステップＳ８を経ることなく、パターンマッチング処理回路６に直接入力し、実施形態１の同様にパターンマッチング処理ステップＳ４におけるパターンマッチング処理が行われ、オフセット推定回路７が図１０に示すパイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ（Ｎ１）を推定し、かつパイロットシンボル１９ａの基点１０ａに対する受信ベースバンド信号のオフセット量ΔＮを推定する（オフセット推定処理ステップＳ５）。図９に示すデータシフト処理ステップＳ１，データ抽出処理ステップＳ２，相関処理ステップＳ３，パターンマッチング処理ステップＳ４，差分処理ステップＳ６及びピーク検出処理ステップＳ７は図２に示す処理と同様に行われる。

以上の処理にて得られる信号の波形は図１０に示すものとなる。図１０において、パイロットシンボルに合致する特徴的な傾斜をもつ相関信号Ｔの立ち上がり開始点（基点１９ｃ）と飽和点１９ｅの間の水平方向での距離は、パイロットシンボルのパターン長に符号する。そこで、実施形態２では、図１０に示す信号にデータ反転処理を施すことにより、パイロットシンボルのパイロット長を推定するものである。

すなわち、オフセット推定処理回路７は、パイロットシンボル１９ａの基点１９ｃ（Ｎ１）を推定すると、データ反転処理回路１０にデータ反転機能をＯＮにする指令を発すると共に、相関結果累積回路５に累積して蓄積された相関データをデータ反転処理回路１０に出力する指令を発する。

図９に示すデータ反転処理ステップＳ８において、データ反転処理回路１０は、前記相関ユニットによる自己相関処理された相関データをデータ反転処理してパイロットシンボルのパターン長を特定する因子を顕在する機能を実行する。具体的に説明すると、データ反転処理回路１０は、データ反転機能をＯＮにした状態で相関結果累積回路５から累積した相関データを受取ると、その相関データを１８０°回転する処理（データ反転処理）を実施する。データ反転処理回路１０によるデータ反転処理を実施すると、図１１に示すように、パイロットシンボルに合致した相関信号Ｔの傾斜の飽和点１０ｃが傾斜開始点Ｔ３（１９ｅ）に遷移する。ここに、前記相関信号Ｔの立ち上がり開始点（基点１９ｃ），飽和点１９ｅ，傾斜開始点Ｔ３などが前記因子に相当する。

次に、処理がパターンマッチング処理ステップＳ４に移行して、パターンマッチング処理回路６のパターンマッチング処理を行い、オフセット推定回路７は、信号成分Ｔの飽和点１９ｅが遷移した傾斜開始点Ｔ３の位置を推定する。次に、オフセット推定回路７は、前記推定された傾斜開始点Ｔ３の値をデータ反転処理前のオリジナルデータに対する値（Ｎ２）へ変換し、前記Ｎ１値と前記Ｎ２値の差分により、パイロットシンボルのパターン長Ｄを推定する。

実施形態２によれば、受信信号が如何なる受信信号位置から開始された場合にも、パイロットシンボルのパターン情報を事前に取得することを必要とせず、パイロットシンボルの基点及び、その基点に対する受信ベースバンド信号の受信点のデータオフセット量に加えて、パイロットシンボルのパターン長Ｄを推定することができるという利点がある。
（実施形態３）

次に、実施形態２を示す図８の構成に、ノイズなどの外乱による信号品質の劣化対策を施した例を実施形態３として説明する。

実施形態３は図１２に示すように、図８に示す実施形態２の回路構成における差分処理回路８の前後に移動平均処理回路１１及び１２を追加している。ここに、移動平均処理回路１１，１２により、前記補完ユニットが取扱う前記相関データ（相関信号）に含まれる外乱成分を抑圧する機能を有する抑圧ユニットが構成される。なお、図１３に示すデータシフト処理ステップＳ１，データ抽出処理ステップＳ２，相関処理ステップＳ３，パターンマッチング処理ステップＳ４，差分処理ステップＳ６，ピーク検出処理ステップＳ７及びデータ反転処理ステップＳ８は図９に示す処理と同様に行われる。

受信された受信ベースバンド信号は電波伝搬環境により、ノイズ，マルチパスの影響を受けて、信号品質の劣化が生じている。そのため、図１４に示すように、図６に示す信号波形は外乱による影響を受けている場合がある。また、パイロットシンボルに使用するパターン系列により相関検出結果が線形増加せず、差分結果に大きな変動成分が生じる場合がある。

本発明の実施形態３は、図１３に示す移動平均処理ステップＳ９，Ｓ１０において、データシフト処理後のデータ及び、差分検波処理ステップ６の出力結果に移動平均処理回路１１，１２による移動平均処理を実施することにより、図１４に示す外乱を抑圧して図６に示す信号波形を得て、相関処理された前記相関データ及び差分処理されたデータに対して実施する前記差分検波処理の推定精度を向上させている。

実施形態３によれば、相関処理された前記相関データ及び差分処理されたデータに対して移動平均処理を実施することにより、推定精度を向上させることができるという利点がある。
（実施形態４）

次に、実施形態３を示す図１２の構成に、処理に使用されたパイロットシンボル数に応じて、参照信号１８の傾斜を変更する機能を付加した実施形態４を図１５に基づいて説明する。

実施形態４は図１５に示すように、図１２に示す実施形態３の回路構成におけるデータ反転処理回路１０の後段に参照信号補正回路１３を追加している。ここに、参照信号補正回路１３により、処理に使用されたパイロットシンボルの数に応じて、参照信号１８の姿勢を補正して、外乱による推定処理の劣化を抑制する補正ユニットが構成される。なお、図１６に示すデータシフト処理ステップＳ１，データ抽出処理ステップＳ２，相関処理ステップＳ３，パターンマッチング処理ステップＳ４，差分処理ステップＳ６，ピーク検出処理ステップＳ７，データ反転処理ステップＳ８及び移動平均処理ステップＳ９，Ｓ１０は図９に示す処理と同様に行われる。

相関結果累積回路５に累積して蓄積された相関データには、蓄積データ量に応じてパイロットシンボルが存在する。全てのパイロットシンボルのデータパターンは同一であり、相関処理を複数のパイロットシンボルに対して実施し、累積した相関データを積分することにより、ノイズによる推定性能の劣化を防止することが可能となる。しかし、この場合、図１７に示すように、使用したパイロットシンボルの数により、抽出された特徴的な特性を持つ相関信号Ｔの傾斜が変化する。ここで、図１７におけるRepが相関処理に使用したパイロットシンボル数を示す。

実施形態４において、処理が図１６の参照信号補正処理ステップＳ１１の処理に移行した際に、参照信号補正回路１３により、処理に使用されたパイロットシンボルの数に応じて、参照信号１８の姿勢（傾斜）を補正して、外乱による推定処理の劣化を抑制する。

実施形態４によれば、参照信号１８の姿勢（傾斜）を補正して、外乱による推定処理の劣化を抑制することができるという利点を有している。
（実施形態５）

次に、実施形態４を示す図１５の構成に、受信ベースバンド信号を復調する復調系に対して同期処理機能を付加した実施形態４を図１８に基づいて説明する。

実施形態５は図１８に示すように、受信ベースバンド信号を復調する復調系としてデータシフト回路１６と復調回路１７を有し、さらに、受信ベースバンド信号を信号遅延回路１５と信号蓄積回路１に分配する信号分配回路１４と、復調系のデータシフト回路１６の前段に信号遅延回路１５を有している。また、図１８において、信号蓄積回路１〜参照信号補正回路１３により、前記パイロットシンボルの基点及び当該基点に対する受信ベースバンド信号のオフセット量並びにパイロットシンボルのパターン長を推定する処理系が形成されている。ここに、信号遅延回路１５により、前記処理系と、受信ベースバンド信号を復調する復調系を同期させる同期ユニットが構成される。

なお、図１９に示すデータシフト処理ステップＳ１，データ抽出処理ステップＳ２，相関処理ステップＳ３，パターンマッチング処理ステップＳ４，差分処理ステップＳ６，ピーク検出処理ステップＳ７，データ反転処理ステップＳ８及び移動平均処理ステップＳ９，Ｓ１０，参照信号補正処理ステップＳ１１は図１６に示す処理と同様に行われる。

図１９に示す信号分配処理ステップＳ１２において、信号分配回路１４により受信ベースバンド信号が信号遅延回路１５と信号蓄積回路１に分配される。処理が信号遅延処理ステップＳ１３に移行すると、信号遅延回路１５は、前記復調系の処理時間を前記処理系の処理に要する時間分だけ遅延させ、前記処理系による処理を時間的に優先させて実行させる。

信号遅延回路１５が遅延させた時間内に前記処理系の処理が完了し、オフセット推定回路７から、パイロットシンボル１９ａの基点１０ａ及び基点１０ａに対する受信ベースバンド信号のオフセット量並びにパイロットシンボルのパターン長に関する情報がデータシフト回路１６に出力される。

信号遅延処理ステップＳ１３において設定された遅延時間が経過すると、データシフト処理ステップＳ１４に移行し、データシフト回路１６は、前記処理系により推定された受信ベースバンド信号の受信点とパイロットシンボル１９ａの基点１０ａのデータシフト量に基づき、受信ベースバンド信号の受信点をシフトする。これにより、通信フレームの同期処理が完了する。

処理が復調処理ステップＳ１５に移行すると、復調回路１７は、パイロットシンボルの同期が完了した受信ベースバンド信号に対して復調処理を実施する。

実施形態５によれば、パイロットシンボルのパターンを事前に知ることなく、フレーム同期処理ができ、受信信号に対する復調処理を実現することができるという利点がある。

図１，図８，図１２，図１５及び図１８に示すように本発明の実施形態は、ブラインド処理による通信フレーム基点検出装置として構築したが、これに限定されるものではない。図２，図９，図１３，図１６及び図１９に示すフローチャートに示した一連の処理を、ブラインド処理による通信フレーム基点検出装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムとして構築してもよいものである。

この場合、本発明の実施形態に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置用プログラムは、図１，図８，図１２，図１５及び図１８に回路構成による機能を前記コンピュータに実行させる。具体的に説明すると、本発明の実施形態に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置用プログラムは図２に示すように、ブラインド処理による通信フレーム基点検出装置を構成するコンピュータに、サイズが可変な対をなす相関処理窓を用いて、同期用の信号フレームを有するディジタル通信信号から自己相関処理用信号を抽出する機能と、前記抽出された前記自己相関用信号について自己相関処理を行う機能と、前記自己相関処理された相関処理信号と参照信号のパターンマッチング処理を実施する機能と、前記パターンマッチング処理の距離情報に基づいて、前記信号フレームの基点及び当該基点に対する前記ディジタル通信信号のオフセットを推定する機能を実行させる構成に構築する。

更に、図２に示すように、前記コンピュータに、前記相関ユニットによる自己相関処理信号に差分検波処理及びピーク基点検出処理を実施して、前記ディジタル通信信号をデータシフトするシフト量を推定する機能と、前記補完ユニットにて推定されたシフト量に基づいて、前記ディジタル通信信号をデータシフトする機構を実行させる構成に構築する。

更に、図９に示すように、前記コンピュータに、前記前記相関ユニットによる自己相関処理された相関データをデータ反転処理して、前記信号パターンのパターン長を特定する因子を顕在させる機能と、前記顕在した因子に基づいて前記パターン長を推定する機能を実行させる構成として構築する。

更に、図１３に示すように、前記コンピュータに、前記補完ユニットが取扱う前記相関データに含まれる外乱成分を抑圧する機能を実行させる構成として構築する。更に、図１６に示すように、前記コンピュータに、前記相関処理信号に対する前記参照信号の姿勢を補正する機能を実行させる構成として構築する。

更に、図１９に示すように、前記コンピュータに、前記信号フレームの基点及び当該基点に対する前記ディジタル通信信号のオフセットを推定する処理系と、前記ディジタル通信信号を復調する復調系とを同期させる機能を実行させる構成として構築する。

上記説明では、実施形態の形態について分離併合による配分又は手順の前後入替えなどの変更は、上記機能を満たす限り自由であり、上記実施形態に限定するものではない。

以上説明したように本発明によれば、ディジタル通信信号に、同期用シンボルを有する通信フレームが周期的に挿入されている特徴を利用し、サイズが可変な相関処理窓にて前記ディジタル通信信号から自己相関処理用信号を抽出し、その自己相関用信号を相関処理した相関信号と参照信号のパターンマッチング処理とにより、通信パラメータ（パイロットシンボルの基点など）を推定するため、既知の同期用シンボルの情報を事前に取得することなく、受信したディジタル通信信号から通信パラメータを推定することができる。さらに、差分検波処理を行うことにより、ディジタル通信信号を受信する受信点の如何に拘らず、受信したディジタル通信信号から通信パラメータを推定することができる。

本発明の実施形態１に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作を処理ステップ毎に示すフローチャートである。 （ａ）は、通信フレームの信号構造を示す図、（ｂ）は、相関処理窓を説明する図である データフレームの領域内において受信信号が受信された場合における相関処理結果を示す特性図である。 パイロットシンボルの領域内において受信信号が受信された場合における相関処理結果を示す特性図である。 図５に示す相関信号に対して差分処理を施した結果を示す特性図である データシフトした受信ベースバンド信号に対する相関処理結果、及びパターンマッチング処理の結果を示す特性図である。 本発明の実施形態２に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作を処理ステップ毎に示すフローチャートである。 パイロットシンボル推定処理に係る動作原理を説明する特性図である。 データ反転処理を施した後の相関データの一例を示す特性図である。 本発明の実施形態３に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作を処理ステップ毎に示すフローチャートである。 移動平均処理が実施されていない場合の作動処理結果を示す特性図である。 本発明の実施形態４に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態４に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作を処理ステップ毎に示すフローチャートである。 相関処理に使用するパイロットシンボル数を変更した場合の、パイロットシンボルに合致する成分の傾斜特性の一例を示す特性図である。 本発明の実施形態５に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態５に係るブラインド処理による通信フレーム基点検出装置の動作を処理ステップ毎に示すフローチャートである。 ＴＤＭＡフレーム構造の一例を示す図である。 従来例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ データシフト回路
３ 相関データ抽出回路
４ 相関処理回路
６ パターンマッチング処理回路
７ オフセット推定回路
８ 差分処理回路
９ ピーク検出回路
１０ データ反転処理回路
１１，１２ 移動平均処理回路
１３ 参照信号補正回路
１４ 信号分配回路
１５ 信号遅延回路
１６ データシフト回路
１７ 復調回路

Claims (6)

1. 受信信号のみを使用して、通信フレームの基点を検出し、その基点からのオフセット量などを推定するブラインド処理による通信フレーム基点検出装置であって、
   信号蓄積回路から読出した受信ベースバンド信号に対してデータの先頭からＸ個（Ｘは整数）分だけデータシフト処理を実施するデータシフト回路と、
   隣接するパイロットシンボルの間の距離に相当する長さに間隔が設定された対をなす相関処理窓を用い、前記対をなす相関処理窓の基本サイズから前記間隔に相当する最大サイズまで拡大しながら、前記データシフト回路によりデータシフトされたデータシフト信号から自己相関処理用信号を前記相関処理窓にて抽出する相関データ抽出回路と、
   前記相関データ抽出回路の対をなす相関処理窓にて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行い、前記パイロットシンボルに連続するデータフレームがランダムな系列のパターンを有していることにより、前記パイロットシンボルに合致する箇所で強い相関結果が得られる相関信号を検出する相関処理回路と、
   前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関処理回路にて相関処理された相関処理結果のデータを累積して保持し、前記相関処理回路から相関処理した相関データが出力される度に前記相関処理窓のサイズを順次拡大するための指令を前記相関データ抽出回路に出力する相関結果累積回路と、
   前記相関結果累積回路が前記相関処理窓のサイズ毎に保持している相関信号を逐次読出し、前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関信号に対して参照信号をシフトさせてパターンマッチングさせることにより、前記参照信号と前記相関信号の各点間の距離データを計算するパターンマッチング処理回路と、
   前記パターンマッチング処理回路が計算した距離データに基づいて、最も距離が短くなるシフト点を前記パイロットシンボルの基点として推定するオフセット推定回路とを有することを特徴とするブラインド処理による通信フレーム基点検出装置。
2. さらに、
   前記受信ベースバンド信号を受信する時期によって前記相関信号に影響が与えられる際に、前記相関結果累積回路が保持している前記累積した相関データを得て、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報と、隣接する他方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報との差分結果を算出する差分処理回路と、
   前記差分処理回路による前記差分結果を入力として、前記相関処理された前記相関データに基づく相関信号の傾き成分を抽出してデータシフト処理量を前記データシフト回路に出力するピーク検出回路とを有している請求項１に記載のブラインド処理による通信フレーム基点検出装置。
3. 受信信号のみを使用して、通信フレームの基点を検出し、その基点からのオフセット量などを推定するブラインド処理による通信フレーム基点検出用プログラムであって、
   コンピュータに、
   受信ベースバンド信号に対してデータの先頭からＸ個（Ｘは整数）分だけデータシフト処理を実施する機能と、
   隣接するパイロットシンボルの間の距離に相当する長さに間隔が設定された対をなす相関処理窓を用い、前記対をなす相関処理窓の基本サイズから前記間隔に相当する最大サイズまで拡大しながら、前記前記データシフト回路によりデータシフトされたデータシフト信号から自己相関処理用信号を前記相関処理窓にて抽出する機能と、
   前記対をなす相関処理窓にて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行い、前記パイロットシンボルに連続するデータフレームがランダムな系列のパターンを有していることにより、前記パイロットシンボルに合致する箇所で強い相関結果が得られる相関信号を検出する機能と、
   前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関処理された相関処理結果のデータを累積して保持し、前記相関処理回路から相関処理した相関データが出力される度に前記相関処理窓のサイズを順次拡大するための指令を前記相関データ抽出回路に出力する機能と、
   前記相関処理窓のサイズ毎に保持している相関信号を逐次読出し、前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関信号に対して参照信号をシフトさせてパターンマッチングさせることにより、前記参照信号と前記相関信号の各点間の距離データを計算する機能と、
   前記パターンマッチング処理回路が計算した距離データに基づいて、最も距離が短くなるシフト点を前記パイロットシンボルの基点として推定する機能とを実行させることを特徴とするブラインド処理による通信フレーム基点検出用プログラム。
4. さらに、
   前記コンピュータに、
   前記受信信号を受信する時期によって前記相関信号に影響が与えられる際に、前記前記累積した相関データを得て、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報と、隣接する他方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報との差分結果を算出する機能と、
   前記差分結果を入力として、前記相関処理された前記相関データに基づく相関信号の傾き成分を抽出してデータシフト処理量を出力する機能とを実行させる請求項３に記載のブラインド処理による通信フレーム基点検出用プログラム。
5. 受信信号のみを使用して、通信フレームの基点を検出し、その基点からのオフセット量などを推定するブラインド処理による通信フレーム基点検出方法であって、
   受信ベースバンド信号に対してデータの先頭からＸ個（Ｘは整数）分だけデータシフト処理を実施し、
   隣接するパイロットシンボルの間の距離に相当する長さに間隔が設定された対をなす相関処理窓を用い、前記対をなす相関処理窓の基本サイズから前記間隔に相当する最大サイズまで拡大しながら、前記前記データシフト回路によりデータシフトされたデータシフト信号から自己相関処理用信号を前記相関処理窓にて抽出し、
   前記対をなす相関処理窓にて抽出された２つの自己相関処理用信号について自己相関処理を行い、前記パイロットシンボルに連続するデータフレームがランダムな系列のパターンを有していることにより、前記パイロットシンボルに合致する箇所で強い相関結果が得られる相関信号を検出し、
   前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関処理された相関処理結果のデータを累積して保持し、前記相関処理回路から相関処理した相関データが出力される度に前記相関処理窓のサイズを順次拡大するための指令を前記相関データ抽出回路に出力し、
   前記相関処理窓のサイズ毎に保持している相関信号を逐次読出し、前記相関処理窓のサイズ毎に前記相関信号に対して参照信号をシフトさせてパターンマッチングさせることにより、前記参照信号と前記相関信号の各点間の距離データを計算し、
   前記パターンマッチング処理回路が計算した距離データに基づいて、最も距離が短くなるシフト点を前記パイロットシンボルの基点として推定することを特徴とするブラインド処理による通信フレーム基点検出方法。
6. さらに、
   前記受信信号を受信する時期によって前記相関信号に影響が与えられる際に、前記前記累積した相関データを得て、隣接するチャネルの一方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報と、隣接する他方のチャネルにおける前記累積した相関データの距離情報との差分結果を算出し、
   前記差分結果を入力として、前記相関処理された前記相関データに基づく相関信号の傾き成分を抽出してデータシフト処理量を出力する請求項５に記載のブラインド処理による通信フレーム基点検出方法。

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