JPH11239086A - 同期方法および同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉局が存在している場合でも、演算量が増
えること無く、かつ、干渉波を抑圧しながら同期タイミ
ングを検出し、同期をとれるようにする。 【解決手段】 干渉波を抑圧するために算出される重み
係数を、シンボル識別点の受信信号とシンボル識別点以
外のタイミングの受信信号とで共通化することで演算量
を削減し、シンボル識別点で算出された重み係数を、そ
れぞれの受信信号に乗算し合成することで干渉波を抑圧
することができ、また、このそれぞれのタイミングの合
成信号と既知信号とで相関をとることで同期タイミング
を検出し、干渉局が存在している場合でも、同期をとる
ことができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信装置にお
ける同期方法および同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の同期装置について説明する。図８
は、従来の同期装置のブロック図を示す。ここでは、説
明を簡単にするためにアンテナ数を２本とし、また、遅
延素子数を２としているが、アンテナ数をＭ本、遅延素
子数（Ｎ−１）とした場合も基本的な動作は同様であ
る。

【０００３】まず、アンテナ８０１、８０２から信号を
受信する。この受信信号は、受信ＲＦ部８０３、８０４
で各アンテナからのキャリア周波数の信号をベースバン
ド信号に変換する。次に、Ａ／Ｄ変換器８０５、８０６
でそれぞれのベースバンド信号をディジタル信号に変換
する。ｍ番目のアンテナの受信信号および重み係数ベク
トルは、 Ｘ_m ＝［ｘ_m1（ｔ），…ｘ_m2（ｔ），…，ｘ_mN（ｔ）］^T ・・・（１） Ｗ_m ＝［ｗ_m1（ｔ），…ｗ_m2（ｔ），…，ｗ_mN（ｔ）］^T ・・・（２） となる。ここで、ｘ_mn、ｗ_mnはｍ番目のアンテナおよび
ｎ番目の遅延タップに対応する。よって、従来技術の受
信信号ベクトルは、 Ｘ＝［Ｘ₁ ，Ｘ₂ ，…Ｘ_M ］^T・・・（３） Ｗ＝［Ｗ₁ ，Ｗ₂ ，…Ｗ_M ］^T・・・（４） となる。また、干渉波を抑圧するための重み係数の計算
には、この受信信号の瞬時値と参照信号を用いて逐次的
に重み係数を更新するＬＭＳアルゴリズムを用いる。Ｌ
ＭＳアルゴリズムは、重み係数制御回路８０７で行わ
れ、ここでは、各アンテナおよび各遅延素子毎に入力さ
れる受信信号と、重み係数を複素乗算し、加算した合成
信号と、ｋ時点での参照信号とから、合成信号と参照信
号との自乗誤差を最小にするように、重み係数を更新し
ていくアルゴリズムのことである。ここで、ｋ時点の誤
差信号ｅ（ｋ）は、

【０００４】

【数１】 ・・・（５） となり、これを用いて、ｋ時点でのアンテナｍの重み係
数から、ｋ＋１時点の重み係数を求める更新式を示す
と、 Ｗ_m （ｋ＋１）＝Ｗ_m （ｋ）＋μ・Ｘ^* _m ｋ）・ｅ（ｋ） ｍ＝１，２，…，Ｍ ・・・（６） となる。ただし、μは、ステップサイズ、＊は、複素共
役を示す。

【０００５】このように、従来の技術では、ＬＭＳアル
ゴリズムを用いて、Ｍ×Ｎ個の重み係数をそれぞれ独立
に更新し、合成信号と参照信号との自乗誤差を最小にす
ることで、識別点を合わせ、かつ、干渉波の抑圧を行っ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
同期装置では、時々刻々と変化する伝搬環境における受
信信号に対して、Ｍ×Ｎ個もの重み係数を、合成信号と
参照信号との自乗誤差が最小なるように更新し、収束さ
せなければならない。また、収束が不十分のまま合成す
ると、当然、合成信号の識別点もずれ、特性も劣化し、
かつ、干渉波の抑圧効果も落ちる。そこで、従来の同期
装置では、十分な収束時間と多くの演算量が必要とな
る。さらに、複数の複素乗算器や遅延素子器を使用する
ことにより、装置規模も大きくなり、装置が複雑化して
しまう。

【０００７】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、干渉局が存在している場合でも、演算量
が増えること無く、かつ、干渉波を抑圧しながら、同期
タイミングを検出し、同期をとることのできる同期方法
および同期装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するものであり、干渉波を抑圧するために算出され
る重み係数を、シンボル識別点の受信信号とシンボル識
別点以外のタイミングの受信信号とで共通化することで
演算量を削減し、シンボル識別点で算出された重み係数
を、それぞれの受信信号に乗算し合成することで干渉波
を抑圧することができ、また、それぞれのタイミングの
合成信号と既知信号とで相関をとることで同期タイミン
グを検出し、干渉局が存在している場合でも、同期をと
ることができるようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、受信信号
に対して、乗算手段で重み係数を乗算し、合成手段で乗
算結果を加算し、それぞれ２組の相関手段で相関をと
り、シンボルタイミングのＮ倍で動作し、合成手段Ａで
シンボルタイミング間隔の入力信号を処理し、合成手段
Ｂでそれ以外の時刻の入力信号を処理し、差分手段で合
成手段Ａの出力と既知信号の差分をとり、重み係数制御
手段で重み係数を更新し、同期タイミング検出手段で前
記相関手段の出力から同期タイミングを検出する同期方
法である。

【００１０】また、請求項５記載の発明は、受信信号に
対して、重み係数を乗算する乗算器と乗算結果を加算す
る合成器と合成信号と既知信号の相関をとる相関器とか
らなる組みを２組と、シンボルタイミングのＮ倍で動作
し、入力信号をシンボルタイミング間隔で合成器Ａへ出
力し、それ以外の時刻では合成器Ｂへ出力する切替え器
と、合成器Ａ出力と既知信号の差分から重み係数を更新
する重み係数制御回路と、相関器出力から同期タイミン
グを検出する同期タイミング検出器とを備えた同期装置
である。

【００１１】これらの構成により、アンテナの本数をＭ
本とすると、Ｍ×２個の複素乗算器があれば同期装置を
実現でき、従来の技術よりも装置の小型化、単純化が可
能でかつ、少ない重み係数を制御することにより、収束
時間の短縮化にもつながる。よって、時々刻々と変化す
る伝搬環境における受信信号に対して、追随性が向上
し、干渉抑圧効果も増加する。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、受信信号に
対して、Ａ／Ｄ変換手段でシンボルタイミングのＮ倍で
動作し、乗算手段で重み係数を乗算し、合成手段で乗算
結果を加算し、合成信号と既知信号との相関を相関手段
でとり、バッファ手段でシンボルタイミング間隔の情報
を保持し、タイミング制御手段でこのバッファを制御
し、差分手段で合成信号と既知信号の差分をとり、重み
係数制御手段で重み係数を更新し、同期タイミング検出
手段で前記相関手段の出力から同期タイミングを検出す
る同期方法である。

【００１３】また、請求項６記載の発明は、受信信号に
対して、シンボルタイミングのＮ倍で動作するＡ／Ｄ変
換器と重み係数を乗算する乗算器とからなる組みを２組
と、乗算結果を加算する合成器と、合成信号と既知信号
の相関をとる相関器と、シンボルタイミング間隔で情報
を保持するバッファと、このバッファを制御するタイミ
ング制御回路と、合成器出力と既知信号の差分から重み
係数を更新する重み係数制御回路と、前記相関器出力か
ら同期タイミングを検出する同期タイミング検出器とを
備えた同期装置である。

【００１４】これらの構成により、シンボル識別点の受
信信号とそれ以外のタイミングの受信信号を切替え器で
切替えること無く、バッファに上書き保存するタイミン
グを制御するだけで、２組の受信信号の処理を共通化で
き、かつ、ハードウエアの共通化も図れ、装置の小型化
が可能となる。また、シンボル識別点でのみ重み係数を
算出するので、演算量の削減にもつながり、時々刻々と
変化する伝搬環境における受信信号に対しても、追随性
を向上させ、干渉抑圧効果も増加する。さらに、干渉波
を抑圧した合成信号から、同期タイミングを検出するの
で、検出精度も向上し、安定した同期をとることができ
る。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、受信信号に
対して、乗算手段で重み係数を乗算し、合成手段で乗算
結果を加算し、それぞれ２組の相関手段で相関をとり、
シンボルタイミングのＮ倍で動作し、合成手段Ａでシン
ボルタイミング間隔の入力信号を処理し、合成手段Ｂで
それ以外の時刻の入力信号を処理し、差分手段で合成手
段Ａの出力と既知信号の差分をとり、重み係数制御手段
で重み係数を更新し、補間手段で前記相関手段出力を補
間し、同期タイミング検出手段で前記補間手段の出力か
ら同期タイミングを検出する同期方法である。

【００１６】また、請求項７記載の発明は、受信信号に
対して、重み係数を乗算する乗算器と乗算結果を加算す
る合成器と合成信号と既知信号の相関をとる相関器とか
らなる組みを２組と、シンボルタイミングのＮ倍で動作
し、入力信号をシンボルタイミング間隔で合成器Ａへ出
力し、それ以外の時刻では合成器Ｂへ出力する切替え器
と、合成器Ａ出力と既知信号の差分から重み係数を更新
する重み係数制御回路と、相関器出力を補間する補間器
と、補間器出力から同期タイミングを検出する同期タイ
ミング検出器とを備えた同期装置である。

【００１７】これらの構成により、アンテナの本数をＭ
本とすると、Ｍ×２個の複素乗算器があれば同期装置を
実現でき、従来の技術よりも装置の小型化、単純化が可
能でかつ、少ない重み係数を制御することにより、収束
時間の短縮化にもつながる。よって、時々刻々と変化す
る伝搬環境における受信信号に対して、追随性が向上
し、干渉抑圧の効果も増加する。さらに、干渉波を抑圧
した合成信号と既知信号との相関をとり、相関値の間を
補間することにより、より精度の良い同期タイミングを
検出することができ、検出精度も向上し、安定した同期
をとることができる。

【００１８】また、請求項４記載の発明は、受信信号に
対して、Ａ／Ｄ変換手段でシンボルタイミングのＮ倍で
動作し、乗算手段で重み係数を乗算し、合成手段で乗算
結果を加算し、合成信号と既知信号との相関を相関手段
でとり、バッファ手段でシンボルタイミング間隔の情報
を保持し、タイミング制御手段でこのバッファを制御
し、差分手段で合成信号と既知信号の差分をとり、重み
係数制御手段で重み係数を更新し、補間手段で前記相関
手段の出力から補間し、同期タイミング検出手段で前記
補間手段の出力から同期タイミングを検出する同期方法
である。

【００１９】また、請求項８記載の発明は、受信信号に
対して、シンボルタイミングのＮ倍で動作するＡ／Ｄ変
換器と重み係数を乗算する乗算器とからなる組みを２組
と、乗算結果を加算する合成器と、合成信号と既知信号
の相関をとる相関器と、シンボルタイミング間隔で情報
を保持するバッファと、このバッファを制御するタイミ
ング制御回路と、前記合成器出力と既知信号の差分から
重み係数を更新する重み係数制御回路と、前記相関器の
出力を補間する補間器と、補間器出力から同期タイミン
グを検出する同期タイミング検出器とを備えた同期装置
である。

【００２０】これらの構成により、シンボル識別点の受
信信号とそれ以外のタイミングの受信信号を切替え器で
切替えること無く、バッファに上書き保存するタイミン
グを制御するだけで、２組みの受信信号の処理を共通化
でき、かつ、ハードウエアの共通化も図れ、装置の小型
化が可能となる。また、シンボル識別点でのみ重み係数
を算出するので、演算量の削減にもつながり、時々刻々
と変化する伝搬環境における受信信号に対しても、追随
性を向上させ、干渉抑圧の効果も増加する。さらに、干
渉波を抑圧した合成信号の相関をとり、相関値の間を補
間することにより、より精度の良い同期タイミングを検
出することができ、検出精度も向上し、安定した同期を
とることができる。

【００２１】以下、本発明の同期装置の実施の形態につ
いて図を用いて具体的に説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１のブロック図を示
す。また、図２にフレームフォーマットを示し、図３に
相関器の動作説明図を示す。ここでは、説明の簡単のた
めにアンテナ数を２本とし、時刻Ａをシンボルタイミン
グ（Ｔｓ）の整数倍のｎＴｓ（ｎ＝０, １, ２,...）
と、時刻Ｂを（（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２（ｎ＝０, １,
２,....）の２種類に受信信号を分けて処理を行ってい
るが、アンテナ数をＭ本、時刻を複数にした場合も基本
的な動作は同様である。

【００２２】まず、アンテナ１０１、１０２から信号を
受信する。この受信信号は、受信ＲＦ部１０３、１０４
で各アンテナからのキャリア周波数の信号をベースバン
ド信号に変換する。次に、Ａ／Ｄ変換器１０５、１０６
でそれぞれのベースバンド信号をディジタル信号に変換
する。このディジタル信号は、シンボルタイミング（Ｔ
ｓ）のＮ倍で動作する切替え器１０７、１０８により、
時刻Ａの整数倍の０，Ｔｓ, ２Ｔｓ,....., ｎＴｓ（ｎ
＝０, １, ２,.... ）毎の受信信号と時刻ＢのＴｓ／
２, ３Ｔｓ／２, ５Ｔｓ／２.....,（（２ｎ＋１）Ｔ
ｓ）／２（ｎ＝０，１，２,.... ）毎の受信信号とに分
けられる。ここで、時刻Ａの受信信号のベクトルは、 Ｘ_A ＝［ｘ₁ （ｎＴｓ），ｘ₂ （ｎＴｓ），…，ｘ_M （ｎＴｓ）］^T （ｎ＝０，１，２，…） ・・・（７） とすると、重み係数制御回路１０９は、このシンボル識
別点の時刻Ａの受信信号を入力信号として、重み係数を
算出する。この求めた重み係数Ｗを、 Ｗ＝［ｗ₁ ，ｗ₂ ，…，ｗ_M ］^T・・・（８） として、時刻Ａおよび時刻Ｂの受信信号に複素乗算器１
１０、１１１、１１２、１１３で乗算し、合成器１１
４、１１５で加算される。この時刻Ａおよび時刻Ｂのｋ
時点での合成信号をそれぞれ、ｙ_A （ｋ）, ｙ_B （ｋ）
とすると、 ｙ_A （ｋ）＝Ｘ_A ^T ・Ｗ ｙ_B （ｋ）＝Ｘ_B ^T ・Ｗ・・・（９） となる。ただし、Ｔは転置行列を表わす。この数式
（９）からも分かるように、重み係数Ｗは、時刻Ａおよ
び時刻Ｂで共通のものを用いている。

【００２３】また、差分器１１６で、シンボル識別点の
時刻Ａの合成信号とｋ時点の既知信号ｒ（ｋ）との差分
をとり、この出力を誤差信号ｅ（ｋ）とすると、 ｅ（ｋ）＝ｙ_A （ｋ）−ｒ（ｋ）＝Ｘ_A ^T ・Ｗ−ｒ（ｋ） ・・・（１０） となる。この誤差信号ｅ（ｋ）と時刻Ａのシンボル識別
点の受信信号Ｘ_A とを用いて、重み係数制御回路１０９
でｋ＋１時点の重み係数を算出する。ここで、ｍ番目の
アンテナの時刻ｋ＋１の重み係数ｗ_m （ｋ＋１）とする
と、 ｗ_m （ｋ＋１）＝ｗ_m （ｋ）＋μ・ｘ_m ^* （ｋ）／ｅ（ｋ） ｍ＝１，２，３，…，Ｍ ・・・（１１） となる。ただし、μは、ステップサイズ、＊は、複素共
役を示す。このように、合成信号ｙ_A （ｋ）と既知信号
ｒ（ｋ）の自乗誤差を最小にするように、重み係数を逐
次的に更新していくことで、時々刻々と変化する伝搬環
境における受信信号に対しても、適応的に追随し、合成
することで、干渉波を抑圧することができる。なお、こ
こでは、重み係数制御回路１０９の適応アルゴリズムと
してＬＭＳアルゴリズムを用いているが、ＮＬＭＳ、Ｒ
ＬＳ、ＳＭＩなどの他のアルゴリズムにおいても基本的
に動作は同様である。

【００２４】次に、相関器１１７、１１８において、同
期タイミングを検出するために、前記干渉波を抑圧した
時刻Ａおよび時刻Ｂのｋ時点での合成信号ｙ_A （ｋ）,
ｙ_B（ｋ）と、既知信号ｒ（ｋ）を用いて、相関をと
る。ここで、既知信号のシンボル数をｌシンボル、スラ
イド量をτとし、相互相関値ｃ_A （τ）、ｃ_B （τ）と
すると、

【００２５】

【数２】 ・・・（１２） となる。この相関器出力を用いて、同期タイミング検出
器１１９で相関値が最大のところを検出し、同期ポイン
トに最も近いタイミングを求めることができる。

【００２６】本実施の形態１では、重み係数の算出をシ
ンボル識別点だけの受信信号を用い、かつ、時刻Ａおよ
び時刻Ｂと重み係数を共通化することにより、装置の小
型化、演算量の削減、干渉波の抑圧を実現した。また、
複数の時刻でサンプリングされた干渉波を抑圧した受信
信号を用いて相関をとることにより、干渉局が存在した
場合でも、精度の良い同期タイミングを検出することが
できる。

【００２７】（実施の形態２）図４は実施の形態２のブ
ロック図を示す。ここでは、説明の簡単のためにアンテ
ナ数を２本とし、Ａ／Ｄ変換器４０５、４０６の出力信
号を０, Ｔｓ／２, Ｔｓ, ３Ｔｓ／２,...ｎＴｓ／２
（ｎ＝０, １, ２,...）としているが、アンテナ数をＭ
本とし、より高速なＡ／Ｄ変換器とした場合でも、基本
的な動作は同様である。

【００２８】まず、アンテナ４０１、４０２から信号を
受信する。この受信信号は、受信ＲＦ部４０３、４０４
で各アンテナからのキャリア周波数の信号をベースバン
ド信号に変換する。次に、シンボルタイミング（Ｔｓ）
のＮ倍で動作するＡ／Ｄ変換器４０５、４０６でそれぞ
れのベースバンド信号をディジタル信号に変換する。こ
こで、このＡ／Ｄ変換器の受信信号のベクトルを、

【００２９】

【数３】 ・・・（１３） とする。また、重み係数制御回路４０７は、時刻 ０,
Ｔｓ, ２Ｔｓ,..., ｎＴｓ（ｎ＝０, １, ２,.....）の
シンボル識別点の受信信号に対してのみ重み係数を算出
するので、シンボル識別点以外の信号が受信されている
間は、シンボル識別点の信号をバッファ４０８、４０
９、４１０、４１１、４１２に保持する必要がある。そ
のために、タイミング制御回路４１３を用いて、時刻
０, Ｔｓ, ２Ｔｓ,..., ｎＴｓ（ ｎ＝０, １,
２,...）の受信信号を、シンボルタイミング（Ｔｓ）間
隔毎に、バッファ４０８、４０９、４１０、４１１、４
１２に上書き保存し、入力信号のタイミングを制御して
いる。これにより、ハードウエアを共通化し、装置の小
型化、かつ、シンボル識別点でのみ重み係数を算出する
ので、演算量の削減にもつながる。ここで、ｋ時点での
シンボル識別点で求めた重み係数をＷｋとすると、 Ｗ_k ＝［ｗ₁ （ｋ），ｗ₂ （ｋ），…，ｗ_M （ｋ）］^T ・・・（１４） と表わされ、複素乗算器４１４、４１５で乗算され、合
成器４１６で加算される。このｋ時点での合成信号をｙ
（ｋ）とすると、 ｙ（ｋ）＝Ｘ^T ・Ｗ_k・・・（１５） となる。ただし、Ｔは転置行列を表わす。つまり、時刻
ｎＴｓと時刻（（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２（ｎ＝０, １,
２,.... ）の受信信号が各アンテナ毎に同じ重み係数を
乗算され、合成されることになる。

【００３０】また、重み係数の更新には、この合成信号
ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）との差分器４１７の出力で
ある誤差信号ｅ（ｋ）と、シンボル識別点の受信信号と
を用いて、ｋ＋１時点の重み係数を求めていく。 ｅ（ｋ）＝ｙ（ｋ）−ｒ（ｋ） ・・・（１６） ｗ_m （ｋ＋１）＝ｗ_m （ｋ）＋μ・ｘ_m ^* （ｋ）・ｅ（ｋ） ・・・（１７） ただし、μは、ステップサイズ、＊は、複素共役を示
す。このように、合成信号ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）
の自乗誤差を最小にするように、重み係数を逐次的に更
新していく。よって、時々刻々と変化する伝搬環境にお
ける受信信号に対しても、適応的に追随することがで
き、合成することで、干渉波の抑圧を可能としている。
なお、ここでは、重み係数制御回路４０７の適応アルゴ
リズムとしてＬＭＳアルゴリズムを用いているが、ＮＬ
ＭＳ、ＲＬＳ、ＳＭＩなどの他のアルゴリズムにおいて
も基本的に動作は同様である。

【００３１】次に、相関器４１８において、干渉波が存
在している場合でも、同期タイミングを検出できるため
に、干渉波を抑圧した信号である合成器４１６の出力信
号ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）を用いて相関をとる。こ
こで、既知信号のシンボル数をｌシンボル、スライド量
をτとし、相互相関値ｃ（τ）とすると、

【数４】 ・・・（１８） となる。この相関器出力を用いて、同期タイミング検出
器４１９で相関値が最大のところを検出し、同期ポイン
トに最も近いタイミングを求めることができる。

【００３２】本実施の形態２では、重み係数の算出をシ
ンボル識別点だけの受信信号を用い、かつ、複数のバッ
ファのタイミングを制御することで、時刻ｎＴｓと時刻
（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２（ｎ＝０, １, ....）の処理を
共通化し、ハードウエアを共通化することができ、装置
の小型化、演算量の削減、干渉波の抑圧を実現した。ま
た、複数の時刻でサンプリングされた干渉波の抑圧をし
た受信信号を用いて相関をとることにより、干渉局が存
在した場合でも、精度の良い同期タイミングを検出する
ことができる。

【００３３】（実施の形態３）図５は実施の形態３のブ
ロック図を示す。また、図６に実施の形態３における補
間および同期タイミング検出の動作説明図を示し、ここ
では、説明の簡単のためにアンテナ数を２本とし、時刻
Ａをシンボルタイミング（Ｔｓ）の整数倍のｎＴｓ（ｎ
＝０, １, ２,...）と、時刻Ｂを（（２ｎ＋１）Ｔｓ）
／２（ｎ＝０,１, ２,...）の２種類に受信信号を分け
て処理を行っているが、アンテナ数をＭ本、時刻を複数
にした場合も基本的な動作は同様である。

【００３４】まず、アンテナ５０１、５０２から信号を
受信する。この受信信号は、受信ＲＦ部５０３、５０４
で各アンテナからのキャリア周波数の信号をベースバン
ド信号に変換する。次に、Ａ／Ｄ変換器５０５、５０６
でそれぞれのベースバンド信号をディジタル信号に変換
する。このディジタル信号は、シンボルタイミング（Ｔ
ｓ）のＮ倍で動作する切替え器５０７、５０８により、
時刻Ａの整数倍の０，Ｔｓ, ２Ｔｓ,....., ｎＴｓ（ｎ
＝０, １, ２,.... ）毎の受信信号と時刻ＢのＴｓ／
２, ３Ｔｓ／２, ５Ｔｓ／２.....,（２ｎ＋１）Ｔｓ）
／２（ｎ＝０, １，２,.... ）毎の受信信号とに分けら
れる。ここで、時刻Ａの受信信号のベクトルは、 Ｘ_A ＝［ｘ₁ （ｎＴｓ），ｘ₂ （ｎＴｓ），…，ｘ_M （ｎＴｓ）］^T （ｎ＝０，１，２，…） ・・・（１９） とすると、重み係数制御回路５０９は、このシンボル識
別点の時刻Ａの受信信号を入力信号として、重み係数を
算出する。この求めた重み係数Ｗを、 Ｗ＝［Ｗ₁ ，Ｗ₂ ，…Ｗ_M ］^T・・・（２０） として、時刻Ａおよび時刻Ｂの受信信号に複素乗算器５
１０、５１１、５１２、５１３で乗算し、合成器５１
４、５１５で加算される。この時刻Ａおよび時刻Ｂのｋ
時点での合成信号をそれぞれ、ｙ_A （ｋ）, ｙ_B （ｋ）
とすると、 ｙ_A （ｋ）＝Ｘ_A ^T ・Ｗ ｙ_B （ｋ）＝Ｘ_B ^T ・Ｗ・・・（２１） となる。ただし、Ｔは転置行列を表わす。この数式（２
１）からも分かるように、重み係数Ｗは、時刻Ａおよび
時刻Ｂで共通のものを用いている。

【００３５】また、差分器５１６で、シンボル識別点の
時刻Ａの合成信号とｋ時点の既知信号ｒ（ｋ）との差分
をとり、この出力を誤差信号ｅ（ｋ）とすると、 ｅ（ｋ）＝ｙ_A （ｋ）−ｒ（ｋ）＝Ｘ_A ^T ・Ｗ−ｒ（ｋ） ・・・（２２） となる。この誤差信号ｅ（ｋ）と時刻Ａのシンボル識別
点の受信信号Ｘ_A とを用いて、重み係数制御回路５０９
でｋ＋１時点の重み係数を算出する。ここで、ｍ番目の
アンテナの時刻ｋ＋１の重み係数ｗｍ（ｋ＋１）とする
と、 ｗ_m （ｋ＋１）＝ｗ_m （ｋ）＋μ・ｘ_m ^* （ｋ）／ｅ（ｋ） ｍ＝１，２，３，…，Ｍ ・・・（２３） となる。ただし、μは、ステップサイズ、＊は、複素共
役を示す。このように、合成信号ｙＡ（ｋ）と既知信号
ｒ（ｋ）の自乗誤差を最小にするように、重み係数を逐
次的に更新していくことで、時々刻々と変化する伝搬環
境における受信信号に対しても、適応的に追随し、合成
することで、干渉波を抑圧することができる。なお、こ
こでは、重み係数制御回路５０９の適応アルゴリズムと
してＬＭＳアルゴリズムを用いているが、ＮＬＭＳ、Ｒ
ＬＳ、ＳＭＩなどの他のアルゴリズムにおいても基本的
に動作は同様である。

【００３６】次に、相関器５１７、５１８において、同
期タイミングを検出するために、前記干渉波を抑圧した
時刻Ａおよび時刻Ｂのｋ時点での合成信号ｙ_A （ｋ）,
ｙ_B（ｋ）と、既知信号ｒ（ｋ）を用いて相関をとる。
ここで、既知信号のシンボル数をｌシンボル、スライド
量をτとし、相互相関値ｃ_A （τ）、ｃ_B （τ）とする
と、

【００３７】

【数５】 ・・・（２４） となる。また、補間器５１９で、このＴｓ／２間隔の相
関器出力から、図６のように、補間する。そこで、同期
タイミング検出器５２０で、この補間した相関値が最大
となるタイミングを検出し、タイミング補正量Δｔを求
め、同期タイミングを補正する。

【００３８】本実施の形態３では、重み係数の算出をシ
ンボル識別点だけの受信信号を用い、かつ、時刻Ａおよ
び時刻Ｂと重み係数を共通化することにより、装置の小
型化、演算量の削減、干渉波の抑圧を実現し、また、複
数の時刻でサンプリングされた干渉波を抑圧した受信信
号を用いて相関をとり、サンプリング間隔より、細かく
補間を行うことで、干渉局が存在した場合でも、より精
度の良い同期タイミングを検出することができる。つま
り、この補間する間の時間間隔で、検出精度が決まる。

【００３９】（実施の形態４）図７は実施の形態４のブ
ロック図を示す。ここでは、説明の簡単のためにアンテ
ナ数を２本とし、Ａ／Ｄ変換器７０５、７０６の出力信
号を０, Ｔｓ／２, Ｔｓ, ３Ｔｓ／２,...ｎＴｓ／２
（ｎ＝０, １, ２,...）としているが、アンテナ数をＭ
本とし、より高速なＡ／Ｄ変換器とした場合でも、基本
的な動作は同様である。

【００４０】まず、アンテナ７０１、７０２から信号を
受信する。この受信信号は、受信ＲＦ部７０３、７０４
で各アンテナからのキャリア周波数の信号をベースバン
ド信号に変換する。次に、シンボルタイミング（Ｔｓ）
のＮで動作するＡ／Ｄ変換器７０５、７０６でそれぞれ
のベースバンド信号をディジタル信号に変換する。ここ
で、このＡ／Ｄ変換器の受信信号のベクトルを、

【００４１】

【数６】 ・・・（２５） とする。また、重み係数制御回路７０７は、時刻０, Ｔ
ｓ, ２Ｔｓ,..., ｎＴｓ（ｎ＝０, １, ２,.....）のシ
ンボル識別点の受信信号に対してのみ重み係数を算出す
るので、シンボル識別点以外の信号が受信されている間
は、シンボル識別点の信号をバッファ７０８、７０９、
７１０、７１１、７１２に保持する必要がある。そのた
めに、タイミング制御回路７１３を用いて、時刻０, Ｔ
ｓ, ２Ｔｓ，...,ｎＴｓ（ｎ＝０, １, ２,...）の受信
信号を、シンボルタイミング（Ｔｓ）間隔毎に、バッフ
ァ７０８、７０９、７１０、７１１、７１２に上書き保
存し、入力信号のタイミングを制御している。これによ
り、ハードウエアを共通化し、装置の小型化、かつ、シ
ンボル識別点でのみ重み係数を算出するので、演算量の
削減にもつながる。ここで、ｋ時点でのシンボル識別点
で求めた重み係数をＷｋとすると、 Ｗ_k ＝［ｗ₁ （ｋ），ｗ₂ （ｋ），…，ｗ_M （ｋ）］^T ・・・（２６） と表わされ、複素乗算器７１４、７１５で乗算され、合
成器７１６で加算される。このｋ時点での合成信号をｙ
（ｋ）とすると、 ｙ（ｋ）＝Ｘ^T ・Ｗ_k・・・（２７） となる。ただし、Ｔは転置行列を表わす。つまり、時刻
ｎＴｓと時刻（（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２（ｎ＝０, １,
２,.... ）の受信信号が各アンテナ毎に同じ重み係数を
乗算され、合成されることになる。

【００４２】また、重み係数の更新には、この合成信号
ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）との差分器７１７の出力で
ある誤差信号ｅ（ｋ）と、シンボル識別点の受信信号と
を用いて、ｋ＋１時点の重み係数を求めていく。 ｅ（ｋ）＝ｙ（ｋ）−ｒ（ｋ） ・・・（２８） ｗ_m （ｋ＋１）＝ｗ_m （ｋ）＋μ・ｘ_m ^* （ｋ）・ｅ（ｋ） ・・・（２９） ただし、μは、ステップサイズ、＊は、複素共役を示
す。このように、合成信号ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）
の自乗誤差を最小にするように、重み係数を逐次的に更
新していく。よって、時々刻々と変化する伝搬環境にお
ける受信信号に対しても、適応的に追随することがで
き、合成することで、干渉波の抑圧を可能としている。
なお、ここでは、重み係数制御回路７０７の適応アルゴ
リズムとしてＬＭＳアルゴリズムを用いているが、ＮＬ
ＭＳ、ＲＬＳ、ＳＭＩなどの他のアルゴリズムにおいて
も基本的に動作は同様である。

【００４３】次に、相関器７１８において、干渉波が存
在している場合でも、同期タイミングを検出できるため
に、干渉波を抑圧した信号である合成器７１６の出力信
号ｙ（ｋ）と既知信号ｒ（ｋ）を用いて相関をとる。こ
こで、既知信号のシンボル数をｌシンボル、スライド量
をτとし、相互相関値ｃ（τ）とすると、

【数７】 ・・・（３０） となる。この相関器出力を用いて、また、補間器７１９
で、このＴｓ／２間隔の相関器出力から補間する。そこ
で、同期タイミング検出器７２０で、この補間した相関
値が最大のところを検出し、タイミング補正量Δｔを求
め、同期タイミングを補正する。

【００４４】本実施の形態４では、重み係数の算出をシ
ンボル識別点だけの受信信号を用い、かつ、複数のバッ
ファのタイミングを制御することで、時刻ｎＴｓと時刻
（（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２（ｎ＝０, １, ２,.... ）の
処理を共通化し、ハードウエアを共通化することがで
き、装置の小型化、演算量の削減、干渉波の抑圧を実現
した。また、複数の時刻でサンプリングされた干渉波の
抑圧をした受信信号を用いて相関をとり、サンプリング
間隔より細かく、補間することにより、干渉局が存在し
た場合でも、より精度の良い同期タイミングを検出する
ことができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、干渉局が存在している場合でも、干渉波を抑
圧しながら、なおかつ精度の良い同期タイミングを検出
することができ、また、重み係数をｎＴｓ毎の受信信号
と（（２ｎ＋１）Ｔｓ）／２毎の受信信号とで共通化し
たことにより、演算量を大幅に削減した。さらに、従来
の技術よりも装置の単純化、小型化が可能でかつ、少な
い重み係数を制御することから、収束時間を短縮するこ
とができ、時々刻々と変化する伝搬環境における受信信
号に追随できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における同期装置のブロ
ック図

【図２】本発明の実施の形態１におけるフレームフォー
マット図

【図３】本発明の実施の形態１における相関動作を説明
する模式図

【図４】本発明の実施の形態２における同期装置のブロ
ック図

【図５】本発明の実施の形態３における同期装置のブロ
ック図

【図６】本発明の実施の形態３における補間および同期
タイミング検出動作を説明する模式図

【図７】本発明の実施の形態４における同期装置のブロ
ック図

【図８】従来の同期装置のブロック図

【符号の説明】

１０１、１０２ アンテナ １０３、１０４ 受信ＲＦ部 １０５、１０６ Ａ／Ｄ変換器 １０７、１０８ 切替え器 １０９ 重み係数制御回路 １１０、１１１、１１２、１１３ 複素乗算器 １１４、１１５ 合成器 １１６ 差分器 １１７、１１８ 相関器 １１９ 同期タイミング検出器 ４０１、４０２ アンテナ ４０３、４０４ 受信ＲＦ部 ４０５、４０６ Ａ／Ｄ変換器 ４０７ 重み係数制御回路 ４０８、４０９、４１０、４１１、４１２ バッファ ４１３ タイミング制御回路 ４１４、４１５ 複素乗算器 ４１６ 合成器 ４１７ 差分器 ４１８ 相関器 ４１９ 同期タイミング検出器 ５０１、５０２ アンテナ ５０３、５０４ 受信ＲＦ部 ５０５、５０６ Ａ／Ｄ変換器 ５０７、５０８ 切替え器 ５０９ 重み係数制御回路 ５１０、５１１、５１２、５１３ 複素乗算器 ５１４、５１５ 合成器 ５１６ 差分器 ５１７、５１８ 相関器 ５１９ 補間器 ５２０ 同期タイミング検出器 ７０１、７０２ アンテナ ７０３、７０４ 受信ＲＦ部 ７０５、７０６ Ａ／Ｄ変換器 ７０７ 重み係数制御回路 ７０８、７０９、７１０、７１１、７１２ バッファ ７１３ タイミング制御回路 ７１４、７１５ 複素乗算器 ７１６ 合成器 ７１７ 差分器 ７１８ 相関器 ７１９ 補間器 ７２０ 同期タイミング検出器 ８０１、８０２ アンテナ ８０３ 、８０４ 受信ＲＦ部 ８０５ 、８０６ Ａ／Ｄ変換器 ８０７ 重み係数制御回路 ８０８ 、８０９ 、８１０ 、８１１ 遅延素子 ８１２ 、８１３ 、８１４ 、８１５ 、８１６ 、
８１７ 複素乗算器 ８１８ 合成器 ８１９ 復号器 ８２０ スイッチ ８２１ 変調器 ８２２ 差分器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 松 勝 彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 高 原 幸 一 東京都港区芝浦一丁目２番１号 エヌ・テ ィ・ティ中央パーソナル通信網株式会社内 (72)発明者 野 瀬 浩 之 東京都港区芝浦一丁目２番１号 エヌ・テ ィ・ティ中央パーソナル通信網株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号に対して、乗算手段で重み係数
   を乗算し、合成手段で乗算結果を加算し、それぞれ２組
   の相関手段で相関をとり、シンボルタイミングのＮ倍で
   動作し、合成手段Ａでシンボルタイミング間隔の入力信
   号を処理し、合成手段Ｂでそれ以外の時刻の入力信号を
   処理し、差分手段で合成手段Ａの出力と既知信号の差分
   をとり、重み係数制御手段で重み係数を更新し、同期タ
   イミング検出手段で前記相関手段の出力から同期タイミ
   ングを検出する同期方法。
2. 【請求項２】 受信信号に対して、Ａ／Ｄ変換手段でシ
   ンボルタイミングのＮ倍で動作し、乗算手段で重み係数
   を乗算し、合成手段で乗算結果を加算し、合成信号と既
   知信号との相関を相関手段でとり、バッファ手段でシン
   ボルタイミング間隔の情報を保持し、タイミング制御手
   段でこのバッファを制御し、差分手段で合成信号と既知
   信号の差分をとり、重み係数制御手段で重み係数を更新
   し、同期タイミング検出手段で前記相関手段の出力から
   同期タイミングを検出する同期方法。
3. 【請求項３】 受信信号に対して、乗算手段で重み係数
   を乗算し、合成手段で乗算結果を加算し、それぞれ２組
   の相関手段で相関をとり、シンボルタイミングのＮ倍で
   動作し、合成手段Ａでシンボルタイミング間隔の入力信
   号を処理し、合成手段Ｂでそれ以外の時刻の入力信号を
   処理し、差分手段で合成手段Ａの出力と既知信号の差分
   をとり、重み係数制御手段で重み係数を更新し、補間手
   段で前記相関手段出力を補間し、同期タイミング検出手
   段で前記補間手段の出力から同期タイミングを検出する
   同期方法。
4. 【請求項４】 受信信号に対して、Ａ／Ｄ変換手段でシ
   ンボルタイミングのＮ倍で動作し、乗算手段で重み係数
   を乗算し、合成手段で乗算結果を加算し、合成信号と既
   知信号との相関を相関手段でとり、バッファ手段でシン
   ボルタイミング間隔の情報を保持し、タイミング制御手
   段でこのバッファを制御し、差分手段で合成信号と既知
   信号の差分をとり、重み係数制御手段で重み係数を更新
   し、補間手段で前記相関手段の出力から補間し、同期タ
   イミング検出手段で前記補間手段の出力から同期タイミ
   ングを検出する同期方法。
5. 【請求項５】 受信信号に対して、重み係数を乗算する
   乗算器と乗算結果を加算する合成器と合成信号と既知信
   号の相関をとる相関器とからなる組みを２組と、シンボ
   ルタイミングのＮ倍で動作し、入力信号をシンボルタイ
   ミング間隔で合成器Ａへ出力し、それ以外の時刻では合
   成器Ｂへ出力する切替え器と、合成器Ａ出力と既知信号
   の差分から重み係数を更新する重み係数制御回路と、相
   関器出力から同期タイミングを検出する同期タイミング
   検出器とを備えた同期装置。
6. 【請求項６】 受信信号に対して、シンボルタイミング
   のＮ倍で動作するＡ／Ｄ変換器と重み係数を乗算する乗
   算器とからなる組みを２組と、乗算結果を加算する合成
   器と、合成信号と既知信号の相関をとる相関器と、シン
   ボルタイミング間隔で情報を保持するバッファと、この
   バッファを制御するタイミング制御回路と、合成器出力
   と既知信号の差分から重み係数を更新する重み係数制御
   回路と、前記相関器出力から同期タイミングを検出する
   同期タイミング検出器とを備えた同期装置。
7. 【請求項７】 受信信号に対して、重み係数を乗算する
   乗算器と乗算結果を加算する合成器と合成信号と既知信
   号の相関をとる相関器とからなる組みを２組と、シンボ
   ルタイミングのＮ倍で動作し、入力信号をシンボルタイ
   ミング間隔で合成器Ａへ出力し、それ以外の時刻では合
   成器Ｂへ出力する切替え器と、合成器Ａ出力と既知信号
   の差分から重み係数を更新する重み係数制御回路と、相
   関器出力を補間する補間器と、補間器出力から同期タイ
   ミングを検出する同期タイミング検出器とを備えた同期
   装置。
8. 【請求項８】 受信信号に対して、シンボルタイミング
   のＮ倍で動作するＡ／Ｄ変換器と重み係数を乗算する乗
   算器とからなる組みを２組と、乗算結果を加算する合成
   器と、合成信号と既知信号の相関をとる相関器と、シン
   ボルタイミング間隔で情報を保持するバッファと、この
   バッファを制御するタイミング制御回路と、前記合成器
   出力と既知信号の差分から重み係数を更新する重み係数
   制御回路と、前記相関器の出力を補間する補間器と、補
   間器出力から同期タイミングを検出する同期タイミング
   検出器とを備えた同期装置。