受信機、列車無線システム及び復調方法
【課題】ＬＣＸ方式と空間波方式を併用して無線通信を行う列車無線システムを効果的に実現する。
【解決手段】ＤＳＴＢＣ方式を使用する区間Ｂ１，Ｂ２と、他の所定の変調方式を使用する区間Ａとが混在する路線を有する列車無線システムにおいて、列車側（移動局２０８）の受信機は、ＤＳＴＢＣ方式又は前記所定の変調方式により変調された無線信号を受信すると、第１相関演算手段により、前記無線信号についてＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行い、第２相関演算手段により、前記無線信号について前記所定の変調方式に対応した相関演算を行い、判定手段により、前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記無線信号の変調方式を判定し、復調手段により、前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記無線信号に対して行う。
【解決手段】ＤＳＴＢＣ方式を使用する区間Ｂ１，Ｂ２と、他の所定の変調方式を使用する区間Ａとが混在する路線を有する列車無線システムにおいて、列車側（移動局２０８）の受信機は、ＤＳＴＢＣ方式又は前記所定の変調方式により変調された無線信号を受信すると、第１相関演算手段により、前記無線信号についてＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行い、第２相関演算手段により、前記無線信号について前記所定の変調方式に対応した相関演算を行い、判定手段により、前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記無線信号の変調方式を判定し、復調手段により、前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記無線信号に対して行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線通信において、差動時空間ブロック符号化（ＤＳＴＢＣ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）方式を使用する区間と差動時空間ブロック符号化方式を使用しない区間とが混在する列車無線システム、当該列車無線システムにおける列車側の受信機及び当該受信機による復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル無線システムにおいて、例えば、地下区間を有する列車無線システムでは、線路沿いに敷設された漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ；Ｌｅａｋｙ ＣｏａＸｉａｌ ｃａｂｌｅ）から漏洩する電波を用いて無線通信を行うＬＣＸ方式を採用している場合が多い。鉄道事業者によっては地下区間を含まない明かり区間でもＬＣＸ方式を使用しており、全区間をＬＣＸ方式としている鉄道事業者もある。
【０００３】
列車無線システムでは、線路と平行してＬＣＸが敷設されるため、明かり区間においては積雪や土砂災害時の倒木によるケーブル断線の可能性があり、保守にかかる費用が増大する。このため、ＬＣＸが経年劣化した際のリプレースは、地下区間を除く明かり区間については空間波方式に置き換えたいという要望も多い。
しかしながら、列車無線システムでは、１線区当たり１つの周波数が与えられることが多いため、単純に空間波方式を採用するだけでは、基地局の境界付近で同一波干渉が発生し、回線品質が著しく低下する懸念がある。
【０００４】
近年、このような同一波干渉の対策として、送信ダイバーシチの一手法であるＤＳＴＢＣ方式が注目されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
ＤＳＴＢＣ方式は、従前の変調方式であるπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｉ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式と同一の入力フレームフォーマットで実現される。また、ＤＳＴＢＣ方式の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と共通の回路が多い。このため、例えば、受信機の構成要素の内、ベースバンド復調処理をＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で実現する場合には、ＤＳＰファームウェアの復号処理（検波演算、ＡＦＣ（Ａｕｔｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理を含む）や同期処理のための基準信号のみの変更で、Ｈ／Ｗ（Ｈａｒｄ Ｗａｒｅを変更することなく、両方式に共用できる受信機を実現することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０３０８６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ ａｎｄ Ｈ．Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ、“Ａ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ”、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．７、ｐｐ１１６９−１１７４、Ｊｕｌ．２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、列車無線システムのリプレースを行うにあたり、一部区間を空間波方式に置き換える場合には、列車側の受信機を、ＬＣＸ方式に応じた無線通信と空間波方式に応じた無線通信とに適応させる必要がある。
本発明は、上記のような事情に鑑みて為されたものであり、ＬＣＸ方式と空間波方式を併用して無線通信を行う列車無線システムを効果的に実現することができる技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、ＤＳＴＢＣ方式により変調された無線信号が送信される区間と、ＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号が送信される区間とが混在する路線を有する列車無線システムにおいて、当該路線を走行する列車に、以下のような受信機を設けた。
【０００９】
すなわち、列車側の受信機は、ＤＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信すると、第１相関演算手段により、前記受信した無線信号についてＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行い、第２相関演算手段により、前記受信した無線信号について前記所定の変調方式に対応した相関演算を行い、判定手段により、前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定し、復調手段により、前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う。
【００１０】
したがって、ＤＳＴＢＣ方式を用いて無線通信を行う区間と、他の変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いて無線通信を行う区間とを有する列車無線システムを構築するに際して、列車側の受信機において、列車の走行に伴う変調方式の変化を自動的に検知して復調処理の方式（復調方式）を切り替えることが可能になる。
【００１１】
上述した本発明に係る受信機について、より具体的な構成を以下に示す。
本発明に係る受信機は、一構成例として、第１変調方式（例えば、ＤＳＴＢＣ方式）又は第２変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）により同期ワードを含めて変調された無線信号を受信するアンテナと、前記受信した無線信号に対して第１変調方式に対応する復調処理を行う機能及び第２変調方式に対応する復調処理を行う機能を有する復調手段と、同期ワードを第１変調方式により変調した第１基準信号及び第２変調方式により変調した第２基準信号を予め記憶する基準信号記憶手段と、前記受信した無線信号の同期ワード部分と第１基準信号とに基づいて相関演算を行う第１相関演算手段と、前記受信した無線信号の同期ワード部分と第２基準信号とに基づいて相関演算を行う第２相関演算手段と、第１変調方式に係る相関演算の結果と第２変調方式に係る相関演算の結果とを比較（例えば、時系列毎に算出した相関演算値の最大値同士を比較）して、第１変調方式に係る相関演算の結果の方の相関度が高い場合（例えば、相関演算値の最大値が第１変調方式の方が高い場合）に、前記受信した無線信号の変調方式を第１変調方式と判定し、第２変調方式に係る相関演算の結果の方の相関度が高い場合（例えば、相関演算値の最大値が第２変調方式の方が高い場合）に、前記受信した無線信号の変調方式を第２変調方式と判定する判定手段と、前記判定の結果に応じて、前記復調手段で使用する復調処理を切り替える切替手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＬＣＸ方式と空間波方式を併用して無線通信を行う列車無線システムを効果的に実現することができる。即ち、例えば、空間波方式の区間（及びＬＣＸ方式の区間のうち空間波方式の区間に隣接する部分）においてＤＳＴＢＣ方式を用い、残余の区間において他の変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いる列車無線システムを構築するに際して、列車側の受信機において復調処理の切り替えを円滑に行うことが可能となる。また、例えば、空間波方式の区間ではＤＳＴＢＣ方式により送信ダイバーシチを行うようにすることで、空間波方式の区間においても同一波干渉を対策することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リプレース前の列車無線システムの構成例を示す図である。
【図２】リプレース後の列車無線システムの構成例を示す図である。
【図３】π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機の構成例を示す図である。
【図４】相関演算のシミュレーション計算例を示す図である。
【図５】ＤＳＴＢＣ方式の受信機の構成例を示す図である。
【図６】π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機の構成例を示す図である。
【図７】自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１には、リプレース前の列車無線システムの構成例を示してある。
本例の列車無線システムは、中央卓１０１と、中央装置１０２と、３つの基地局１０３，１０４，１０５と、移動局１０８とを有する。
中央装置１０２と各基地局１０３，１０４，１０５は、例えば、光ファイバケーブル等の有線回線で接続される。
各基地局１０３，１０４，１０５には、それぞれの設置箇所を起点にして列車の上り方及び下り方に敷設された２つのＬＣＸが接続される。本例では、基地局１０３にＬＣＸ１０６ａ，１０６ｂが接続してあり、基地局１０４にＬＣＸ１０６ｃ，１０６ｄが接続してあり、基地局１０５にＬＣＸ１０６ｅ，１０６ｆが接続してある。各ＬＣＸ１０６ａ〜１０６ｆは、移動局１０８が搭載される列車の走行経路となる線路に沿って敷設されており、当該列車に搭載される移動局１０８は、これらのＬＣＸ１０６ａ〜１０６ｆを利用したＬＣＸ方式の無線回線で各基地局１０３，１０４，１０５と接続される。
本例の列車無線システムは、このような構成において、中央卓１０１と移動局１０８との間で音声による通話及びデータ通信を行うシステムである。
【００１５】
本例の列車無線システム（リプレース前）では、基地局１０３でカバーする無線エリアＡは地下区間であり、基地局１０４及び基地局１０５でカバーする無線エリアＢは地下区間がない明り区間である。
また、本例の列車無線システム（リプレース前）では、各基地局１０３，１０４，１０５と移動局１０８との間の無線伝送は１つの周波数を使用し、変調方式はπ／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する。すなわち、リプレース前の列車無線システムでは、全区間でπ／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する。
【００１６】
以上のような構成の列車無線システムについて、ＬＣＸの老朽化に伴い、以下の要求条件を満たす構成へリプレースするものとする。
地下区間においては、古いＬＣＸを新しいものに交換する。一方、明り区間においては、空間波方式を有する構成に変更することでＬＣＸの保守費の低減化を図る。更に、リプレース後の空間波方式の区間では同一波干渉の対策を実施する。ここで、基本的に、基地局及び移動局のＨ／Ｗ（ハードウェア）の置き換えは行わないこととするが、同一波干渉の対策の要求に対して、ＤＳＰファームウェアの変更が必要な場合は最低限の基地局及び移動局のみ変更することとする。
【００１７】
図２には、以上の要求条件を満たす列車無線システム（リプレース後）の構成例を示してある。
リプレース後の列車無線システムについて、リプレース前の構成（図１）との相違点、即ち、リプレースにより変更した部分を中心に説明する。
【００１８】
地下区間であるエリアＡについては、旧ＬＣＸ１０６ａ，１０６ｂを新しいＬＣＸ２０６ａ，２０６ｂに交換する。
明り区間である図１のエリアＢについては、地下区間と隣接する旧ＬＣＸ１０６ｃを新しいＬＣＸ２０６ｃに交換する。このＬＣＸ２０６ｃに対応する区間をエリアＢ１と再定義する。
一方、エリアＢにおける残りの旧ＬＣＸ１０６ｄ〜１０６ｆは、八木アンテナなどの空間波方式のアンテナ２０７ａ〜２０７ｃに置き換える。これらのアンテナ２０７ａ〜２０７ｃに対応する区間をエリアＢ２と再定義する。
【００１９】
また、地下区間（エリアＡ）に対応する基地局１０３はそのままとし、従前のように変調方式としてπ／４シフトＱＰＳＫ方式を用いる。
一方、明り区間（エリアＢ１，Ｂ２）に対応する基地局１０４，１０５は、同一波干渉対策として変調方式をＤＳＴＢＣ方式に変更する。この変調方式の変更は、ＤＳＰファームウェアのみの変更とし、Ｈ／Ｗの置き換えは行わない。上記変更を施した基地局１０４，１０５を、以下、基地局２０４，２０５と称す。
これにより、リプレース後の列車無線システムでは、π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在することになる。
【００２０】
また、移動局１０８については、π／４シフトＱＰＳＫ方式とＤＳＴＢＣ方式のどちらを受信しても復調可能な構成に変更する。この場合も、両方式の共用の受信機となるようにＤＳＰファームウェアの変更を行う。上記変更を施した移動局１０８を、以下、移動局２０８と称す。
【００２１】
リプレース後の列車無線システム（π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在する列車無線システム）について、移動局２０８がエリアＡからエリアＢ１，Ｂ２へ移動する場合を考える。
尚、以下の説明で着目する通信の方向は、基地局１０３，２０４，２０５から移動局２０８へ向けた通信（ＡｔｏＢまたはダウンリンク）に限定する。
【００２２】
移動局２０８がエリアＡに在線する場合は、ＬＣＸ方式を用いてπ／４シフトＱＰＳＫ方式により基地局１０３と移動局２０８との間の通信を行う。
移動局２０８がエリアＢ１に在線する場合は、ＬＣＸ方式を用いてＤＳＴＢＣ方式により基地局２０４と移動局２０８との間の通信を行う。従って、エリアＡからエリアＢ１に移動した際に、移動局２０８の受信方式はπ／４シフトＱＰＳＫ方式からＤＳＴＢＣ方式へ切り替わる。
【００２３】
ここで、ＬＣＸの指向性がＬＣＸケーブルの敷設方向に対して垂直方向のみであると仮定すると、エリアＡとエリアＢ１の境界で想定されるπ／４シフトＱＰＳＫ（基地局１０３からの送信波）とＤＳＴＢＣ（基地局２０４からの送信波）の干渉は、通信品質に影響を与えないレベルとすることができる。
【００２４】
また、移動局２０８がエリアＢ２に在線する場合は、空間波方式を用いてＤＳＴＢＣ方式により基地局２０４，２０５と移動局２０８との間の通信を行う。
すなわち、エリアＢ２の区間では、ＤＳＴＢＣ方式を使用することで、基地局２０４と基地局２０５の中間地点で発生する同一波干渉を回避することが可能である。
【００２５】
ここで、ＤＳＴＢＣ方式は２種類の出力系列（本例では、Ａ系列、Ｂ系列と称す）を有する。本例においては、基地局２０４では、ＬＣＸ２０６ｃからＡ系列、アンテナ２０７ａからＢ系列を出力し、基地局２０５では、アンテナ２０７ｂからＡ系列、アンテナ２０７ｃからＢ系列を出力する構成を用いている（例えば、特願２０１０−１４８５９９号明細書を参照）。
【００２６】
次に、移動局２０８の受信機の構成について説明する。
移動局２０８の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機である。この共用受信機を説明するに先立って、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と、ＤＳＴＢＣ方式の受信機について説明しておく。
【００２７】
先ず、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機について、図３に示す構成例を参照して説明する。
図３に例示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、復号判定部３０９、同期ワード（ＳＷ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｗｏｒｄ）テーブル部３１０、相関演算部３１１、自乗演算部３１２、最大値検索部３１３、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５を有する。
【００２８】
受信用アンテナ３０１は、π／４シフトＱＰＳＫ方式変調波を受信する。
受信部３０２は、受信用アンテナ３０１により受信されたπ／４シフトＱＰＳＫ方式変調波の信号（受信信号）を受信周波数から所望の中間周波数ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換する。
Ａ／Ｄ変換器３０３は、中間周波数ＩＦに変換された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。以降の処理はデジタル信号処理となる。
【００２９】
直交検波部３０４は、Ａ／Ｄ変換器３０３から出力される中間周波数ＩＦの受信信号を同相値Ｉ（Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ）と直交値Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−Ｐｈａｓｅ）に分解する。
ローパスフィルタ３０５は、直交検波部３０４の出力に係る中間周波数ＩＦに対するイメージ成分を除去する。
ルートロールオフフィルタ３０６は、ローパスフィルタ３０５の出力に対して更にフィルタリングを行う。
【００３０】
ダウンサンプル器３０７は、ルートロールオフフィルタ３０６の出力について、Ａ／Ｄ変換器３０３のサンプリング周波数と伝送シンボルレートの周波数関係により、（オーバサンプル数）＝（サンプリング周波数）／（伝送シンボルレート）＝Ｍに対して１／Ｍの間引き処理を行う。
【００３１】
差動演算部３０８は、ダウンサンプル器３０７の出力に基づいて、（式１）の演算を行う。
【数１】
但し、ｎは、１シンボル時間毎に変化する０から始まる時系列番号であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、ｒｎは、シンボル時間ｎでのダウンサンプル器３０７の出力（同相値Ｉ及び直交値Ｑ）の値により、ｒｎ＝Ｉ＋ｊＱで表される複素数である（ｊは虚数単位）。
また、＊は、共役複素数を表す演算子である。
また、ｘ＾ｎは、差動演算部３０８の出力で、π／４シフトＱＰＳＫ方式の送信機（基地局１０３の送信機）におけるシンボルマッピング部の出力ｘｎの推定値であり、複素数である。
【００３２】
復号判定部３０９は、差動演算部３０８から出力されるｘ＾ｎのシンボルの信号配置の結果に基づいてビットデータを復元する。
ＳＷテーブル部３１０は、同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをテーブルで保有（記憶）する。このシンボルは相関演算部３１１において基準信号として使用される。以下の説明では、無線フレームの同期ワードのシンボル長を１０シンボルとし、ＳＷテーブル部３１０は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に対応する基準シンボルｃ０〜ｃ９（複素数）を保有することとする。
【００３３】
相関演算部３１１は、ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の受信信号）とＳＷテーブル部３１０の基準信号とに基づいて、（式２）の相関演算を行う。
【数２】
但し、Ｍはオーバサンプル数である。
また、ｍは、サンプル時間毎に変化する０から始まる時系列番号（サンプル番号）であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、Ｃ（ｍ）は、相関演算部３１１の出力である。
また、ｃｉは、同期ワードのπ／４シフトＱＰＳＫのシンボルであり、ＳＷテーブル部３１０に保有されている。
【００３４】
自乗演算部３１２は、相関演算部３１１から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｃ（ｍ）に基づいて、その自乗値を求める。
最大値検索部３１３は、自乗演算部３１２から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２に基づいて、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと、その時点（最大値時点）のサンプル番号ｍである最大値サンプル番号Ｋを（式３）により求める。
【数３】
【００３５】
タイミング検出部３１４は、最大値検索部３１３で得られた最大値サンプル番号Ｋに基づいて、タイミング誤差を計算する。
タイミング生成部３１５は、タイミング検出部３１４で得られたタイミング誤差に基づいて、Ａ／Ｄ変換器３０３のサンプリングタイミングを調整する。
【００３６】
図３に示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機の動作について説明する。
受信アンテナ３０１で受信したπ／４シフトＱＰＳＫ変調波に対して、受信部３０２からダウンサンプル器３０７までの各処理は一般的な処理であるため、詳細の動作説明は割愛する。
図３の受信機では、ダウンサンプル器３０７によりダウンサンプルされた入力に対して、差動演算部３０８において（式１）の演算によりシンボルを再配置し、復号判定部３０９でビット符号に復元して出力する。
【００３７】
一般に、無線システムでは、送信側と受信側のハードウェア構成の違いにより、それぞれの内部周波数やタイミング信号の精度が僅かながらでも異なることが問題となる。前者に対してはＡＦＣ処理、後者に対してはタイミング同期追従処理により、受信側で送信側の精度に追従する処理が必要となる。無線信号の受信側では、無線信号を分析して内部の周波数やタイミング精度を調整するが、これらの処理は、ビットパターンが固定（既知）である同期ワードのシンボルを基準信号として行われる。
図３の受信機における処理ブロック３１０〜３１５は、タイミング同期追従のための処理ブロックとなる。
【００３８】
その動作について例を挙げて説明する。
ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の信号値）ｒｍに対して、ＳＷテーブル部３１０で保有する同期ワードの基準信号との相関演算を（式２）により計算する。
そして、（式２）による相関演算の結果の自乗値（相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２）の最大値ＣＭＡＸを求めることで、基準信号に最も近い信号配置となるサンプル点（最大値サンプル番号Ｋ）を知ることができる。このサンプル点を基準点とし、ダウンサンプル器３０７で選択するサンプルポイントを求める。
最大値検索部３１３では、自乗演算部３１２の出力値に基づいて、（式３）を用いて相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸ及び最大値サンプル番号Ｋを求める。
【００３９】
ここで、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２について説明する。
図４には、無線フレームにおける同期ワードがフレームの先頭から６０シンボル番目にあるときの相関演算のシミュレーション計算例を示してある。なお、図４のグラフでは、サンプル番号ｍを横軸とし、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２を縦軸としている。
図４（ａ）は、同期状態における相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の計算例（オーバサンプル数Ｍ＝８、同期ワードの開始シンボル番号＝６０の場合）である。
図４（ｂ）は、受信信号と受信機タイミングとの関係例であり、同期状態を基準として、受信信号が遅れている場合の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２と、受信信号が早い場合の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２とを対比して示してある。
【００４０】
タイミングが完全に同期した状態では、図４（ａ）に示すように、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２が最大値ＣＭＡＸ（本例では、｜Ｃ（ｍ）｜２＝１）となるサンプル番号ｍ（＝最大値サンプル番号Ｋ）は、８×６０＝４８０となる。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、受信機タイミングに対して受信信号が遅い場合は、最大値サンプル番号Ｋの値は４８０より大きくなり、逆に受信信号が早い場合には、最大値サンプル番号Ｋの値は４８０より小さくなる。ここで、１サンプルのズレは１／Ｍシンボルのズレに相当する。
【００４１】
タイミング検出部３１４では、基準サンプル番号（この場合は４８０）と最大値サンプル番号Ｋとの差をタイミング誤差として出力する。
タイミング生成部３１５は、タイミング検出部３１４で得られたタイミング誤差が正の値（Ｋ−４８０＞０）の場合には、受信信号が受信機のサンプリングタイミングに対して遅いためサンプリングタイミングを遅くし、逆にタイミング誤差が負の値（Ｋ−４８０＜０）の場合には、受信信号が早いためサンプリングタイミングを早くするように制御する。これにより、受信信号に追従したサンプリングタイミング生成が可能となる。以上のタイミング同期追従のための処理ブロック３１０〜３１５は、１フレームに１回動作する。
【００４２】
次に、ＤＳＴＢＣ方式の受信機について、図５に示す構成例を参照して説明する。
図５に例示したＤＳＴＢＣ方式の受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、差動演算部５０８、復号判定部３０９、２つのＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂ、２つの相関演算部５１１ａ，５１１ｂ、自乗加算部５１２、最大値検索部５１３、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５を有する。
【００４３】
なお、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３０９，３１４，３１５は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３０９，３１４，３１５と同じ機能であるため、その説明は省略する。
ここで、受信アンテナ３０１は、図３ではπ／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信することが前提であるが、図５ではＤＳＴＢＣ変調波を受信することを前提とする。但し、これは説明上の違いであって、アンテナの構成要素が異なるわけではない。
【００４４】
差動演算部５０８は、ダウンサンプル器３０７の出力に基づいて、（式４）の演算を２シンボル時間に１回行う。
【数４】
但し、ｎは、１シンボル時間毎に変化する０から始まる時系列番号であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。（式４）は、ｎが奇数値の時に演算される。ｎ＝１の時の演算結果ｘ＾０、ｘ＾１は保障されない。
また、ｒｎは、シンボル時間ｎでのダウンサンプル器３０７の出力（同相値Ｉ及び直交値Ｑ）の値により、ｒｎ＝Ｉ＋ｊＱで表される複素数である（ｊは虚数単位）。
また、＊は、共役複素数を表す演算子である。
また、ｘ＾ｎは、差動演算部５０８の出力で、ＤＳＴＢＣ方式の送信機（基地局２０４，２０５の送信機）におけるシンボルマッピング部の出力ｘｎの推定値であり、複素数である。
【００４５】
ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂは、同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをテーブルで保有（記憶）する。この同期ワードのシンボルは、相関演算部５１１ａ，５１１ｂにおいて基準信号として使用される。本例では、後述する方法により同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをＤＳＴＢＣ方式でも固定化（フレーム中の同期ワードをＤＳＴＢＣ符号化した結果を固定化）するようにし、当該固定化された同期ワードのシンボルを基準信号としている。
なお、ＳＷテーブル部５１０ａは、Ａ系列の同期ワードのシンボルａ０〜ａ９（複素数）を保有し、ＳＷテーブル部５１０ｂは、Ｂ系列の同期ワードのシンボルｂ０〜ｂ９（複素数）を保有することとする。
【００４６】
相関演算部５１１ａ，５１１ｂは、主たる機能は、図３の受信機における相関演算部３１１と同じであるが、相関演算部５１１ａ，５１１ｂでは、基準信号として、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂに保有されているシンボルを使用する点が異なる。相関演算部５１１ａで使用する基準信号は、ＳＷテーブル部５１０ａに保有されているシンボルａ０〜ａ９であり、相関演算部５１１ｂで使用する基準信号は、ＳＷテーブル部５１０ｂに保有されているシンボルｂ０〜ｂ９である。
【００４７】
相関演算部５１１ａ，５１１ｂでは、ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の受信信号）とＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂの基準信号とに基づいて、（式５）の相関演算を行い、Ａ系列に係るサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、Ｂ系列に係るサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）をそれぞれ計算する。
【数５】
但し、Ｍはオーバサンプル数である。
また、ｍは、サンプル時間毎に変化する０から始まる時系列番号（サンプル番号）であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、Ａ（ｍ）は、相関演算部５１１ａの出力である。
また、Ｂ（ｍ）は、相関演算部５１１ｂの出力である。
また、ａｉ，ｂｉは、同期ワードをＤＳＴＢＣ符号化した基準信号であり、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂに保有されている。
【００４８】
自乗加算部５１２は、相関演算部５１１ａから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、相関演算部５１１ｂから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）に基づいて、相関値Ａ（ｍ）の自乗値と相関値Ｂ（ｍ）の自乗値との加算演算を（式６）により行う。
【数６】
但し、｜ＡＢ（ｍ）｜は自乗加算部５１２の出力である。
【００４９】
最大値検索部５１３は、主たる機能は、図３の受信機における最大値検索部３１３と類似しているが、最大値検索部５１３では、自乗加算部５１２から出力されるサンプル番号ｍ毎の自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜に基づいて、自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸと、その時点（最大値時点）のサンプル番号ｍである最大値サンプル番号Ｋを（式７）により求める点が異なる。
【数７】
【００５０】
図５に示したＤＳＴＢＣ方式の受信機の動作について、図３に示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機との相違点を中心に説明する。
π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機とＤＳＴＢＣ方式の受信機とで異なるのは、差動演算部とタイミング同期追従のための相関演算の部分である。
【００５１】
図３の受信機における差動演算部３０８は、π／４シフトＱＰＳＫの復号処理に基づく（式１）の計算を行うのに対し、図５の受信機における差動演算部５０８は、ＤＳＴＢＣの復号処理に基づく（式４）の計算を行う。
また、タイミング同期処理における相関演算では、図３の受信機は、同期ワードのπ／４シフトＱＰＳＫ符号化したシンボルｃｉを基準信号とし、相関演算部３１１の出力の自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸを求めるのに対し、図５の受信機は、同期ワードのＤＳＴＢＣ符号化後のシンボルで、Ａ系列とＢ系列に係る２種類のａｉとｂｉを基準信号とし、相関演算部５１１ａ，５１１ｂの各出力の自乗和｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸを求める点が異なる。
【００５２】
ここで、ＤＳＴＢＣ方式において同期ワードのシンボルを固定化する技術について説明する。
ＤＳＴＢＣ方式による符号化では、フレーム中の符号化対象のデータより前のデータに依存して符号化結果のパターンが変化するので、フレーム中の同期ワードに先行するデータ部分の変化に応じて同期ワードのシンボル（符号化結果）が変化することから、単純にＤＳＴＢＣ符号化を施すと、同期ワードのシンボルを確定できない。このため、同期ワードのシンボルを固定化するための工夫が必要となる。
【００５３】
そこで本例では、フレーム中の同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果を固定化する技術を用いることで、後続する同期ワードについても、ＤＳＴＢＣ符号化した結果が固定化されるようにしている。
同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果の固定化は、概略的に、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機について、次のような技術を用いることで実現される。
すなわち、先頭より後ろの所定箇所に同期ワードが配置されるフレームが用いられる。
そして、送信機では、初期値制御手段が、フレームの先頭から同期ワードより前の値に基づいて、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるように、前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を設定する。
【００５４】
従って、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器（本線のＤＳＴＢＣ符号器）において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるようにすることにより、例えば、フレームの先頭から同期ワードより前の値（例えば、その一部）が送信対象のデータ内容により変化するような場合においても、同期ワードのマッピング配置を固定されたマッピングパターンとすることができ、送信機と受信機との間で、ＤＳＴＢＣ方式により効率的に通信を行うことができる。
【００５５】
ここで、フレームとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、先頭から同期ワードより前に送信対象となる音声などの変化し得るデータが配置されるフレームが用いられる。
また、同期ワードの直前に対応する信号点（シンボル値）が一定の点になるようにすることに関して、当該一定の点としては、種々な点が用いられてもよく、例えば、予め設定される。
【００５６】
上記固定化に係る送信機の初期値制御手段は、一構成例として、次のような構成が用いられる。
すなわち、フレームの先頭から同期ワードより前の値について、Ｓ／Ｐ変換手段がシリアル／パラレル変換を行い、シンボルマッピング手段が当該シリアル／パラレル変換結果についてシンボルマッピングを行い、差動符号化手段が当該シンボルマッピング結果について所定の初期値を用いて差動符号化を行い、初期値更新手段が当該差動符号化結果に基づいて前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を更新して設定する。
【００５７】
また、上記固定化に係る送信機は、次のような構成として把握することもできる。
すなわち、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機において、所定の初期値を用いてフレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行う第１の差動符号化手段と、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果に基づいて初期値を設定する初期値設定手段と、前記初期値設定手段により設定された初期値を用いて前記フレームを送信対象とした差動符号化を行う第２の差動符号化手段とを備える。
【００５８】
また、更に、前記初期値設定手段は、前記フレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行ったときに取り得る前記同期ワード直前の差動符号化結果に対応させて初期値を設定したテーブルを備え、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果と前記テーブルに従って前記第２の差動符号化手段の差動符号化に用いる初期値を設定する。
【００５９】
上記固定化は、以下のようなＤＳＴＢＣ方式の特性を利用したものである。
１）ＤＳＴＢＣ方式では、所定の初期値を用いて所定の演算式により信号値を差動符号化した符号化結果は、この信号値がどのようなビット列の信号値であっても、有限個に分類される。すなわち、あらゆる信号値は、それらの符号化結果が有限個の状態として分類されるから、これら有限個の信号値であらゆる信号値を代表することができる。
２）そして、上記有限個の信号値を上記と同じ所定の演算式により差動符号化した符号化結果が所定の目標値になる初期値が分かれば、任意の信号値について符号化結果を所定の目標値とすることができるから、ＤＳＴＢＣ符号化により目標とする符号化結果を得ることができる。
【００６０】
したがって、ＤＳＴＢＣ方式において、第１段の符号化処理で、フレームの先頭から同期ワード直前までの信号値を差動符号化した符号化結果に基づき、当該符号化結果に予め対応付けられた初期値をテーブル参照により特定し、当該特定した初期値を第２段の符号化における初期値としてフレーム全体の符号化処理を行なうことにより、当該フレームの同期ワード部分について目標となる所定の符号化結果を得ることができる。
【００６１】
次に、π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機（移動局２０８の受信機）について、図６に示す構成例を参照して説明する。
本例の共用受信機は、図２を参照して説明したようなシステム構成（π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在する列車無線システム）が前提であり、当該システムにおける移動局２０８の受信機に対する要求に従い、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機及びＤＳＴＢＣ方式の受信機として共用するために次のような構成とした。
【００６２】
移動局２０８の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の変調信号とＤＳＴＢＣ方式の変調信号の両方を受信可能とし、受信信号に基づいて基地局からの送信信号の変調方式を判別し、受信機の内部処理を切り替える構成とする。
即ち、図６の共用受信機は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機の共通部分はそのまま使用し、両者で異なる部分は切り替えにより選択して、若しくは並列に動作させることとし、更に、上記切り替えのための判定回路を設けた構成となっている。
【００６３】
図６の共用受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、３つの方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃ、２つの差動演算部３０８，５０８、復号判定部６０９、３つのＳＷテーブル部３１０，５１０ａ，５１０ｂ、３つの相関演算部３１１，５１１ａ，５１１ｂ、自乗演算部３１２、自乗加算部５１２、２つの最大値検索部５１３、方式判定部６１７、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５、相関演算制御部６１８を有する。
【００６４】
なお、図６の共用受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３１４，３１５は、図３及び図５の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３１４，３１５と同じ機能であるため、その説明は省略する。
ここで、受信アンテナ３０１は、図３ではπ／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信することが前提であり、図５ではＤＳＴＢＣ変調波を受信することが前提であったが、図６ではどちらの変調波も受信するアンテナである。但し、これは説明上の違いであって、アンテナの構成要素が図３や図５と異なるわけではない。
【００６５】
また、差動演算部３０８、ＳＷテーブル部３１０、相関演算部３１１、自乗演算部３１２、最大値検索３１３は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の変調信号の復調において使用される処理ブロックであり、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機における処理ブロック３０８、３１０、３１１、３１２、３１３と同じ機能である。
また、差動演算部５０８、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂ、相関演算部５１１ａ，５１１ｂ、自乗加算部５１２、最大値検索５１３は、ＤＳＴＢＣ方式の変調信号の復調において使用される処理ブロックであり、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機における処理ブロック５０８、５１０ａ，５１０ｂ、５１１ａ，５１１ｂ、５１２、５１３と同じ機能である。
【００６６】
復号判定部６０９は、主たる機能は、図２及び図５の受信機における復号判定部３０９と同じであるが、復号判定部６０９では、同期ワードとのビット照合機能も備え、同期ワードとビット照合した結果に基づいて、現在の状態が、同期中の状態か、同期はずれの状態か、若しくは同期中から同期はずれ状態への移行中（以下、前方保護中）の状態かを判定して出力する点が異なる。
【００６７】
方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃは、方式判定部６１７の出力に基づいて、受信信号がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であると判定された場合（判定結果Ｑが出力された場合）にはスイッチをＱ側に切り替え、逆に、受信信号がＤＳＴＢＣ変調波と判定された場合（判定結果Ｄが出力された場合）にはスイッチをＤ側に切り替える。なお、Ｑ側には、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る処理ブロック３０８、３１０、３１１、３１２、３１３が設けられ、Ｄ側には、ＤＳＴＢＣ方式に係る処理ブロック５０８、５１０ａ，５１０ｂ、５１１ａ，５１１ｂ、５１２、５１３が設けられている。
【００６８】
また、図６の共用受信機では、ルートロールオフ３０６の出力を入力として行う相関演算として、その基準信号をπ／４シフトＱＰＳＫ方式に係る同期ワードのシンボルｃｉと、ＤＳＴＢＣ方式に係る同期ワードのシンボルａｉ及びｂｉの２通りのパターンで行う構成とする。すなわち、ＳＷテーブル部３１０の基準信号を用いて相関演算部３１１によりπ／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算を行う構成と、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂの基準信号を用いて相関演算部５１１ａ，５１１ｂによりＤＳＴＢＣ方式の相関演算を行う構成を有する。
【００６９】
π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る自乗演算部３１２及び最大値検索部３１３は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と同様にして、相関演算部３１１から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｃ（ｍ）に基づいて、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと最大値サンプル番号Ｋを計算する。
また、ＤＳＴＢＣ方式に係る自乗加算部５１２及び最大値検索部５１３は、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機と同様にして、相関演算部５１１ａから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、相関演算部５１１ｂから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）に基づいて、自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸと最大値サンプル番号Ｋを算出する。
【００７０】
方式判定部６１７は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る最大値検索部３１３から出力される相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと、ＤＳＴＢＣ方式に係る最大値検索部５１３から出力される自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとを比較し、その大小関係により、アンテナ３０１による受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波かＤＳＴＢＣ変調波かを判定する。
具体的には、ＣＭＡＸ＞ＡＢＭＡＸであれば、π／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信したと判定して、π／４シフトＱＰＳＫ方式を示す判定結果Ｑを出力し、逆に、ＣＭＡＸ＜ＡＢＭＡＸであれば、ＤＳＴＢＣ変調波を受信したと判定して、ＤＳＴＢＣ方式を示す判定結果Ｄを出力する。
【００７１】
方式判定部６１７から出力される判定結果は、方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃに入力され、判定結果の変化（ＱからＤへの変化、又は、ＤからＱへの変化）に応じてＱ側又はＤ側へのスイッチ切り替えが行われる。これにより、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機として動作する状態と、ＤＳＴＢＣ方式の受信機として動作する状態とが適宜に切り替わることとなる。
【００７２】
相関演算制御部６１８は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る相関演算部３１１と、ＤＳＴＢＣ方式に係る相関演算部５１１ａ，５１１ｂについて、動作状態（ＯＮ：演算する／ＯＦＦ：演算しない）を制御する。これは、図３の受信機における相関演算部３１１に係る（式２）や、図５の受信機における相関演算部５１１ａ，５１１ｂに係る（式５）は、１フレームに１回ずつ演算することが前提であるが、図６の共用受信機の構成において両者の相関演算をどちらも１フレームに１回ずつ行うと、演算負荷が重くなって消費電流が増加するため、必要な時だけ両方の相関演算を行うことで消費電流の低減化を図るものである。
【００７３】
具体的には、相関演算制御部６１８は、方式判定部６１７による判定結果及び復号判定部６０９から出力される同期状態値に基づき、受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であることが明らかな場合には、π／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算部３１１のみＯＮとし、逆に受信波がＤＳＴＢＣ変調波であることが明らかな場合には、ＤＳＴＢＣ方式の相関演算部５１１ａ，５１１ｂのみＯＮとする。受信波の種類が明らかか否かの判定は、現在の方式判定部６１７による判定結果の状態に対して、復号判定部６０９から出力される同期状態値が「同期中」であれば確定する。
また、相関演算制御部６１８は、復号判定部６０９から出力される同期状態値に基づき、同期状態が「同期中」から「前方保護中」へ移行したことをトリガにして、π／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算部３１１とＤＳＴＢＣ方式の相関演算部５１１ａ，５１１ｂをどちらもＯＮの状態にする。
【００７４】
図６の共用受信機について、復号判定部６０９から出力される同期状態値が「前方保護中」である場合について、自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力と方式判定部６１７の動作を、図７を参照して説明する。
図７には、自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力との関係を例示してある。なお、図７のグラフでは、サンプル番号（ｍ）を横軸とし、自乗演算部３１２の出力（π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２）または自乗加算部５１２の出力（ＤＳＴＢＣ方式に係る自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜）を縦軸としている。
【００７５】
図７（ａ）は、受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であるときの自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２と自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の様子である。受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であるとき、自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとの間に、ＣＭＡＸ＞ＡＢＭＡＸの関係にあることは明白であり、この時、方式判定部６１７は判定結果Ｑを出力する。
【００７６】
図７（ｂ）は、受信波がＤＳＴＢＣ変調波であるときの自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２と自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の様子である。受信波がＤＳＴＢＣ変調波であるとき、自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとの間に、ＣＭＡＸ＜ＡＢＭＡＸの関係にあることは明白であり、この時、方式判定部６１７は判定結果Ｄを出力する。
【００７７】
以上のように、本例では、列車無線システムを、ＤＳＴＢＣ方式を用いて無線通信を行う区間（明り区間）と、他の変調方式（π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いて無線通信を行う区間（地下区間）とを有する構成にリプレースするに際して、列車側の受信機において、列車の走行に伴う変調方式の変化を自動的に検知して復調処理の方式（復調方式）を切り替えることができる。また、従来、明り区間で用いられていたＬＣＸを空間波方式に変更するにあたり、空間波方式の区間ではＤＳＴＢＣ方式により送信ダイバーシチを行うようにすることで、空間波方式の区間においても同一波干渉を対策することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０１：中央卓、 １０２：中央装置、 １０３，１０４，１０５，２０４，２０５：基地局、 １０８，２０８：移動局、 １０６ａ〜１０６ｆ，２０６ａ〜２０６ｃ：ＬＣＸ、 ２０７ａ〜２０７ｃ：アンテナ、
３０１：受信用アンテナ、 ３０２：受信部、 ３０３：Ａ／Ｄ変換器、 ３０４：直交検波部、 ３０５：ローパスフィルタ、 ３０６：ルートロールオフフィルタ、 ３０７：ダウンサンプル器、 ３０９：復号判定部、 ３１０：ＳＷテーブル部、 ３１１：相関演算部、 ３１２：自乗演算部、 ３１３：最大値検索部、 ３１４：タイミング検出部、 ３１５：タイミング生成部、
５０８：差動演算部、 ５１０ａ，５１０ｂ：ＳＷテーブル部、 ５１１ａ，５１１ｂ：相関演算部、 ５１２：自乗加算部、 ５１３：最大値検索部、
６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃ：方式切替部、 ６０９：復号判定部、 ６１７：方式判定部、 ６１８：相関演算制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線通信において、差動時空間ブロック符号化（ＤＳＴＢＣ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）方式を使用する区間と差動時空間ブロック符号化方式を使用しない区間とが混在する列車無線システム、当該列車無線システムにおける列車側の受信機及び当該受信機による復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル無線システムにおいて、例えば、地下区間を有する列車無線システムでは、線路沿いに敷設された漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ；Ｌｅａｋｙ ＣｏａＸｉａｌ ｃａｂｌｅ）から漏洩する電波を用いて無線通信を行うＬＣＸ方式を採用している場合が多い。鉄道事業者によっては地下区間を含まない明かり区間でもＬＣＸ方式を使用しており、全区間をＬＣＸ方式としている鉄道事業者もある。
【０００３】
列車無線システムでは、線路と平行してＬＣＸが敷設されるため、明かり区間においては積雪や土砂災害時の倒木によるケーブル断線の可能性があり、保守にかかる費用が増大する。このため、ＬＣＸが経年劣化した際のリプレースは、地下区間を除く明かり区間については空間波方式に置き換えたいという要望も多い。
しかしながら、列車無線システムでは、１線区当たり１つの周波数が与えられることが多いため、単純に空間波方式を採用するだけでは、基地局の境界付近で同一波干渉が発生し、回線品質が著しく低下する懸念がある。
【０００４】
近年、このような同一波干渉の対策として、送信ダイバーシチの一手法であるＤＳＴＢＣ方式が注目されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
ＤＳＴＢＣ方式は、従前の変調方式であるπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒｉ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式と同一の入力フレームフォーマットで実現される。また、ＤＳＴＢＣ方式の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と共通の回路が多い。このため、例えば、受信機の構成要素の内、ベースバンド復調処理をＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で実現する場合には、ＤＳＰファームウェアの復号処理（検波演算、ＡＦＣ（Ａｕｔｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理を含む）や同期処理のための基準信号のみの変更で、Ｈ／Ｗ（Ｈａｒｄ Ｗａｒｅを変更することなく、両方式に共用できる受信機を実現することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３０３０８６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｖ．Ｔａｒｏｋｈ ａｎｄ Ｈ．Ｊａｆａｒｋｈａｎｉ、“Ａ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ”、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．７、ｐｐ１１６９−１１７４、Ｊｕｌ．２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、列車無線システムのリプレースを行うにあたり、一部区間を空間波方式に置き換える場合には、列車側の受信機を、ＬＣＸ方式に応じた無線通信と空間波方式に応じた無線通信とに適応させる必要がある。
本発明は、上記のような事情に鑑みて為されたものであり、ＬＣＸ方式と空間波方式を併用して無線通信を行う列車無線システムを効果的に実現することができる技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、ＤＳＴＢＣ方式により変調された無線信号が送信される区間と、ＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号が送信される区間とが混在する路線を有する列車無線システムにおいて、当該路線を走行する列車に、以下のような受信機を設けた。
【０００９】
すなわち、列車側の受信機は、ＤＳＴＢＣ方式又はＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信すると、第１相関演算手段により、前記受信した無線信号についてＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行い、第２相関演算手段により、前記受信した無線信号について前記所定の変調方式に対応した相関演算を行い、判定手段により、前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定し、復調手段により、前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う。
【００１０】
したがって、ＤＳＴＢＣ方式を用いて無線通信を行う区間と、他の変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いて無線通信を行う区間とを有する列車無線システムを構築するに際して、列車側の受信機において、列車の走行に伴う変調方式の変化を自動的に検知して復調処理の方式（復調方式）を切り替えることが可能になる。
【００１１】
上述した本発明に係る受信機について、より具体的な構成を以下に示す。
本発明に係る受信機は、一構成例として、第１変調方式（例えば、ＤＳＴＢＣ方式）又は第２変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）により同期ワードを含めて変調された無線信号を受信するアンテナと、前記受信した無線信号に対して第１変調方式に対応する復調処理を行う機能及び第２変調方式に対応する復調処理を行う機能を有する復調手段と、同期ワードを第１変調方式により変調した第１基準信号及び第２変調方式により変調した第２基準信号を予め記憶する基準信号記憶手段と、前記受信した無線信号の同期ワード部分と第１基準信号とに基づいて相関演算を行う第１相関演算手段と、前記受信した無線信号の同期ワード部分と第２基準信号とに基づいて相関演算を行う第２相関演算手段と、第１変調方式に係る相関演算の結果と第２変調方式に係る相関演算の結果とを比較（例えば、時系列毎に算出した相関演算値の最大値同士を比較）して、第１変調方式に係る相関演算の結果の方の相関度が高い場合（例えば、相関演算値の最大値が第１変調方式の方が高い場合）に、前記受信した無線信号の変調方式を第１変調方式と判定し、第２変調方式に係る相関演算の結果の方の相関度が高い場合（例えば、相関演算値の最大値が第２変調方式の方が高い場合）に、前記受信した無線信号の変調方式を第２変調方式と判定する判定手段と、前記判定の結果に応じて、前記復調手段で使用する復調処理を切り替える切替手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＬＣＸ方式と空間波方式を併用して無線通信を行う列車無線システムを効果的に実現することができる。即ち、例えば、空間波方式の区間（及びＬＣＸ方式の区間のうち空間波方式の区間に隣接する部分）においてＤＳＴＢＣ方式を用い、残余の区間において他の変調方式（例えば、π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いる列車無線システムを構築するに際して、列車側の受信機において復調処理の切り替えを円滑に行うことが可能となる。また、例えば、空間波方式の区間ではＤＳＴＢＣ方式により送信ダイバーシチを行うようにすることで、空間波方式の区間においても同一波干渉を対策することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リプレース前の列車無線システムの構成例を示す図である。
【図２】リプレース後の列車無線システムの構成例を示す図である。
【図３】π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機の構成例を示す図である。
【図４】相関演算のシミュレーション計算例を示す図である。
【図５】ＤＳＴＢＣ方式の受信機の構成例を示す図である。
【図６】π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機の構成例を示す図である。
【図７】自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１には、リプレース前の列車無線システムの構成例を示してある。
本例の列車無線システムは、中央卓１０１と、中央装置１０２と、３つの基地局１０３，１０４，１０５と、移動局１０８とを有する。
中央装置１０２と各基地局１０３，１０４，１０５は、例えば、光ファイバケーブル等の有線回線で接続される。
各基地局１０３，１０４，１０５には、それぞれの設置箇所を起点にして列車の上り方及び下り方に敷設された２つのＬＣＸが接続される。本例では、基地局１０３にＬＣＸ１０６ａ，１０６ｂが接続してあり、基地局１０４にＬＣＸ１０６ｃ，１０６ｄが接続してあり、基地局１０５にＬＣＸ１０６ｅ，１０６ｆが接続してある。各ＬＣＸ１０６ａ〜１０６ｆは、移動局１０８が搭載される列車の走行経路となる線路に沿って敷設されており、当該列車に搭載される移動局１０８は、これらのＬＣＸ１０６ａ〜１０６ｆを利用したＬＣＸ方式の無線回線で各基地局１０３，１０４，１０５と接続される。
本例の列車無線システムは、このような構成において、中央卓１０１と移動局１０８との間で音声による通話及びデータ通信を行うシステムである。
【００１５】
本例の列車無線システム（リプレース前）では、基地局１０３でカバーする無線エリアＡは地下区間であり、基地局１０４及び基地局１０５でカバーする無線エリアＢは地下区間がない明り区間である。
また、本例の列車無線システム（リプレース前）では、各基地局１０３，１０４，１０５と移動局１０８との間の無線伝送は１つの周波数を使用し、変調方式はπ／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する。すなわち、リプレース前の列車無線システムでは、全区間でπ／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する。
【００１６】
以上のような構成の列車無線システムについて、ＬＣＸの老朽化に伴い、以下の要求条件を満たす構成へリプレースするものとする。
地下区間においては、古いＬＣＸを新しいものに交換する。一方、明り区間においては、空間波方式を有する構成に変更することでＬＣＸの保守費の低減化を図る。更に、リプレース後の空間波方式の区間では同一波干渉の対策を実施する。ここで、基本的に、基地局及び移動局のＨ／Ｗ（ハードウェア）の置き換えは行わないこととするが、同一波干渉の対策の要求に対して、ＤＳＰファームウェアの変更が必要な場合は最低限の基地局及び移動局のみ変更することとする。
【００１７】
図２には、以上の要求条件を満たす列車無線システム（リプレース後）の構成例を示してある。
リプレース後の列車無線システムについて、リプレース前の構成（図１）との相違点、即ち、リプレースにより変更した部分を中心に説明する。
【００１８】
地下区間であるエリアＡについては、旧ＬＣＸ１０６ａ，１０６ｂを新しいＬＣＸ２０６ａ，２０６ｂに交換する。
明り区間である図１のエリアＢについては、地下区間と隣接する旧ＬＣＸ１０６ｃを新しいＬＣＸ２０６ｃに交換する。このＬＣＸ２０６ｃに対応する区間をエリアＢ１と再定義する。
一方、エリアＢにおける残りの旧ＬＣＸ１０６ｄ〜１０６ｆは、八木アンテナなどの空間波方式のアンテナ２０７ａ〜２０７ｃに置き換える。これらのアンテナ２０７ａ〜２０７ｃに対応する区間をエリアＢ２と再定義する。
【００１９】
また、地下区間（エリアＡ）に対応する基地局１０３はそのままとし、従前のように変調方式としてπ／４シフトＱＰＳＫ方式を用いる。
一方、明り区間（エリアＢ１，Ｂ２）に対応する基地局１０４，１０５は、同一波干渉対策として変調方式をＤＳＴＢＣ方式に変更する。この変調方式の変更は、ＤＳＰファームウェアのみの変更とし、Ｈ／Ｗの置き換えは行わない。上記変更を施した基地局１０４，１０５を、以下、基地局２０４，２０５と称す。
これにより、リプレース後の列車無線システムでは、π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在することになる。
【００２０】
また、移動局１０８については、π／４シフトＱＰＳＫ方式とＤＳＴＢＣ方式のどちらを受信しても復調可能な構成に変更する。この場合も、両方式の共用の受信機となるようにＤＳＰファームウェアの変更を行う。上記変更を施した移動局１０８を、以下、移動局２０８と称す。
【００２１】
リプレース後の列車無線システム（π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在する列車無線システム）について、移動局２０８がエリアＡからエリアＢ１，Ｂ２へ移動する場合を考える。
尚、以下の説明で着目する通信の方向は、基地局１０３，２０４，２０５から移動局２０８へ向けた通信（ＡｔｏＢまたはダウンリンク）に限定する。
【００２２】
移動局２０８がエリアＡに在線する場合は、ＬＣＸ方式を用いてπ／４シフトＱＰＳＫ方式により基地局１０３と移動局２０８との間の通信を行う。
移動局２０８がエリアＢ１に在線する場合は、ＬＣＸ方式を用いてＤＳＴＢＣ方式により基地局２０４と移動局２０８との間の通信を行う。従って、エリアＡからエリアＢ１に移動した際に、移動局２０８の受信方式はπ／４シフトＱＰＳＫ方式からＤＳＴＢＣ方式へ切り替わる。
【００２３】
ここで、ＬＣＸの指向性がＬＣＸケーブルの敷設方向に対して垂直方向のみであると仮定すると、エリアＡとエリアＢ１の境界で想定されるπ／４シフトＱＰＳＫ（基地局１０３からの送信波）とＤＳＴＢＣ（基地局２０４からの送信波）の干渉は、通信品質に影響を与えないレベルとすることができる。
【００２４】
また、移動局２０８がエリアＢ２に在線する場合は、空間波方式を用いてＤＳＴＢＣ方式により基地局２０４，２０５と移動局２０８との間の通信を行う。
すなわち、エリアＢ２の区間では、ＤＳＴＢＣ方式を使用することで、基地局２０４と基地局２０５の中間地点で発生する同一波干渉を回避することが可能である。
【００２５】
ここで、ＤＳＴＢＣ方式は２種類の出力系列（本例では、Ａ系列、Ｂ系列と称す）を有する。本例においては、基地局２０４では、ＬＣＸ２０６ｃからＡ系列、アンテナ２０７ａからＢ系列を出力し、基地局２０５では、アンテナ２０７ｂからＡ系列、アンテナ２０７ｃからＢ系列を出力する構成を用いている（例えば、特願２０１０−１４８５９９号明細書を参照）。
【００２６】
次に、移動局２０８の受信機の構成について説明する。
移動局２０８の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機である。この共用受信機を説明するに先立って、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と、ＤＳＴＢＣ方式の受信機について説明しておく。
【００２７】
先ず、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機について、図３に示す構成例を参照して説明する。
図３に例示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、復号判定部３０９、同期ワード（ＳＷ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｗｏｒｄ）テーブル部３１０、相関演算部３１１、自乗演算部３１２、最大値検索部３１３、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５を有する。
【００２８】
受信用アンテナ３０１は、π／４シフトＱＰＳＫ方式変調波を受信する。
受信部３０２は、受信用アンテナ３０１により受信されたπ／４シフトＱＰＳＫ方式変調波の信号（受信信号）を受信周波数から所望の中間周波数ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換する。
Ａ／Ｄ変換器３０３は、中間周波数ＩＦに変換された受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。以降の処理はデジタル信号処理となる。
【００２９】
直交検波部３０４は、Ａ／Ｄ変換器３０３から出力される中間周波数ＩＦの受信信号を同相値Ｉ（Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ）と直交値Ｑ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−Ｐｈａｓｅ）に分解する。
ローパスフィルタ３０５は、直交検波部３０４の出力に係る中間周波数ＩＦに対するイメージ成分を除去する。
ルートロールオフフィルタ３０６は、ローパスフィルタ３０５の出力に対して更にフィルタリングを行う。
【００３０】
ダウンサンプル器３０７は、ルートロールオフフィルタ３０６の出力について、Ａ／Ｄ変換器３０３のサンプリング周波数と伝送シンボルレートの周波数関係により、（オーバサンプル数）＝（サンプリング周波数）／（伝送シンボルレート）＝Ｍに対して１／Ｍの間引き処理を行う。
【００３１】
差動演算部３０８は、ダウンサンプル器３０７の出力に基づいて、（式１）の演算を行う。
【数１】
但し、ｎは、１シンボル時間毎に変化する０から始まる時系列番号であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、ｒｎは、シンボル時間ｎでのダウンサンプル器３０７の出力（同相値Ｉ及び直交値Ｑ）の値により、ｒｎ＝Ｉ＋ｊＱで表される複素数である（ｊは虚数単位）。
また、＊は、共役複素数を表す演算子である。
また、ｘ＾ｎは、差動演算部３０８の出力で、π／４シフトＱＰＳＫ方式の送信機（基地局１０３の送信機）におけるシンボルマッピング部の出力ｘｎの推定値であり、複素数である。
【００３２】
復号判定部３０９は、差動演算部３０８から出力されるｘ＾ｎのシンボルの信号配置の結果に基づいてビットデータを復元する。
ＳＷテーブル部３１０は、同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをテーブルで保有（記憶）する。このシンボルは相関演算部３１１において基準信号として使用される。以下の説明では、無線フレームの同期ワードのシンボル長を１０シンボルとし、ＳＷテーブル部３１０は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に対応する基準シンボルｃ０〜ｃ９（複素数）を保有することとする。
【００３３】
相関演算部３１１は、ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の受信信号）とＳＷテーブル部３１０の基準信号とに基づいて、（式２）の相関演算を行う。
【数２】
但し、Ｍはオーバサンプル数である。
また、ｍは、サンプル時間毎に変化する０から始まる時系列番号（サンプル番号）であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、Ｃ（ｍ）は、相関演算部３１１の出力である。
また、ｃｉは、同期ワードのπ／４シフトＱＰＳＫのシンボルであり、ＳＷテーブル部３１０に保有されている。
【００３４】
自乗演算部３１２は、相関演算部３１１から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｃ（ｍ）に基づいて、その自乗値を求める。
最大値検索部３１３は、自乗演算部３１２から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２に基づいて、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと、その時点（最大値時点）のサンプル番号ｍである最大値サンプル番号Ｋを（式３）により求める。
【数３】
【００３５】
タイミング検出部３１４は、最大値検索部３１３で得られた最大値サンプル番号Ｋに基づいて、タイミング誤差を計算する。
タイミング生成部３１５は、タイミング検出部３１４で得られたタイミング誤差に基づいて、Ａ／Ｄ変換器３０３のサンプリングタイミングを調整する。
【００３６】
図３に示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機の動作について説明する。
受信アンテナ３０１で受信したπ／４シフトＱＰＳＫ変調波に対して、受信部３０２からダウンサンプル器３０７までの各処理は一般的な処理であるため、詳細の動作説明は割愛する。
図３の受信機では、ダウンサンプル器３０７によりダウンサンプルされた入力に対して、差動演算部３０８において（式１）の演算によりシンボルを再配置し、復号判定部３０９でビット符号に復元して出力する。
【００３７】
一般に、無線システムでは、送信側と受信側のハードウェア構成の違いにより、それぞれの内部周波数やタイミング信号の精度が僅かながらでも異なることが問題となる。前者に対してはＡＦＣ処理、後者に対してはタイミング同期追従処理により、受信側で送信側の精度に追従する処理が必要となる。無線信号の受信側では、無線信号を分析して内部の周波数やタイミング精度を調整するが、これらの処理は、ビットパターンが固定（既知）である同期ワードのシンボルを基準信号として行われる。
図３の受信機における処理ブロック３１０〜３１５は、タイミング同期追従のための処理ブロックとなる。
【００３８】
その動作について例を挙げて説明する。
ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の信号値）ｒｍに対して、ＳＷテーブル部３１０で保有する同期ワードの基準信号との相関演算を（式２）により計算する。
そして、（式２）による相関演算の結果の自乗値（相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２）の最大値ＣＭＡＸを求めることで、基準信号に最も近い信号配置となるサンプル点（最大値サンプル番号Ｋ）を知ることができる。このサンプル点を基準点とし、ダウンサンプル器３０７で選択するサンプルポイントを求める。
最大値検索部３１３では、自乗演算部３１２の出力値に基づいて、（式３）を用いて相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸ及び最大値サンプル番号Ｋを求める。
【００３９】
ここで、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２について説明する。
図４には、無線フレームにおける同期ワードがフレームの先頭から６０シンボル番目にあるときの相関演算のシミュレーション計算例を示してある。なお、図４のグラフでは、サンプル番号ｍを横軸とし、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２を縦軸としている。
図４（ａ）は、同期状態における相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の計算例（オーバサンプル数Ｍ＝８、同期ワードの開始シンボル番号＝６０の場合）である。
図４（ｂ）は、受信信号と受信機タイミングとの関係例であり、同期状態を基準として、受信信号が遅れている場合の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２と、受信信号が早い場合の相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２とを対比して示してある。
【００４０】
タイミングが完全に同期した状態では、図４（ａ）に示すように、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２が最大値ＣＭＡＸ（本例では、｜Ｃ（ｍ）｜２＝１）となるサンプル番号ｍ（＝最大値サンプル番号Ｋ）は、８×６０＝４８０となる。しかしながら、図４（ｂ）に示すように、受信機タイミングに対して受信信号が遅い場合は、最大値サンプル番号Ｋの値は４８０より大きくなり、逆に受信信号が早い場合には、最大値サンプル番号Ｋの値は４８０より小さくなる。ここで、１サンプルのズレは１／Ｍシンボルのズレに相当する。
【００４１】
タイミング検出部３１４では、基準サンプル番号（この場合は４８０）と最大値サンプル番号Ｋとの差をタイミング誤差として出力する。
タイミング生成部３１５は、タイミング検出部３１４で得られたタイミング誤差が正の値（Ｋ−４８０＞０）の場合には、受信信号が受信機のサンプリングタイミングに対して遅いためサンプリングタイミングを遅くし、逆にタイミング誤差が負の値（Ｋ−４８０＜０）の場合には、受信信号が早いためサンプリングタイミングを早くするように制御する。これにより、受信信号に追従したサンプリングタイミング生成が可能となる。以上のタイミング同期追従のための処理ブロック３１０〜３１５は、１フレームに１回動作する。
【００４２】
次に、ＤＳＴＢＣ方式の受信機について、図５に示す構成例を参照して説明する。
図５に例示したＤＳＴＢＣ方式の受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、差動演算部５０８、復号判定部３０９、２つのＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂ、２つの相関演算部５１１ａ，５１１ｂ、自乗加算部５１２、最大値検索部５１３、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５を有する。
【００４３】
なお、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３０９，３１４，３１５は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３０９，３１４，３１５と同じ機能であるため、その説明は省略する。
ここで、受信アンテナ３０１は、図３ではπ／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信することが前提であるが、図５ではＤＳＴＢＣ変調波を受信することを前提とする。但し、これは説明上の違いであって、アンテナの構成要素が異なるわけではない。
【００４４】
差動演算部５０８は、ダウンサンプル器３０７の出力に基づいて、（式４）の演算を２シンボル時間に１回行う。
【数４】
但し、ｎは、１シンボル時間毎に変化する０から始まる時系列番号であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。（式４）は、ｎが奇数値の時に演算される。ｎ＝１の時の演算結果ｘ＾０、ｘ＾１は保障されない。
また、ｒｎは、シンボル時間ｎでのダウンサンプル器３０７の出力（同相値Ｉ及び直交値Ｑ）の値により、ｒｎ＝Ｉ＋ｊＱで表される複素数である（ｊは虚数単位）。
また、＊は、共役複素数を表す演算子である。
また、ｘ＾ｎは、差動演算部５０８の出力で、ＤＳＴＢＣ方式の送信機（基地局２０４，２０５の送信機）におけるシンボルマッピング部の出力ｘｎの推定値であり、複素数である。
【００４５】
ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂは、同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをテーブルで保有（記憶）する。この同期ワードのシンボルは、相関演算部５１１ａ，５１１ｂにおいて基準信号として使用される。本例では、後述する方法により同期ワードのビットパターンに対応するシンボルをＤＳＴＢＣ方式でも固定化（フレーム中の同期ワードをＤＳＴＢＣ符号化した結果を固定化）するようにし、当該固定化された同期ワードのシンボルを基準信号としている。
なお、ＳＷテーブル部５１０ａは、Ａ系列の同期ワードのシンボルａ０〜ａ９（複素数）を保有し、ＳＷテーブル部５１０ｂは、Ｂ系列の同期ワードのシンボルｂ０〜ｂ９（複素数）を保有することとする。
【００４６】
相関演算部５１１ａ，５１１ｂは、主たる機能は、図３の受信機における相関演算部３１１と同じであるが、相関演算部５１１ａ，５１１ｂでは、基準信号として、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂに保有されているシンボルを使用する点が異なる。相関演算部５１１ａで使用する基準信号は、ＳＷテーブル部５１０ａに保有されているシンボルａ０〜ａ９であり、相関演算部５１１ｂで使用する基準信号は、ＳＷテーブル部５１０ｂに保有されているシンボルｂ０〜ｂ９である。
【００４７】
相関演算部５１１ａ，５１１ｂでは、ダウンサンプル無しの受信入力（ダウンサンプル器３０７へ入力する前の受信信号）とＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂの基準信号とに基づいて、（式５）の相関演算を行い、Ａ系列に係るサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、Ｂ系列に係るサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）をそれぞれ計算する。
【数５】
但し、Ｍはオーバサンプル数である。
また、ｍは、サンプル時間毎に変化する０から始まる時系列番号（サンプル番号）であり、無線フレームの先頭でゼロクリア（０に初期化）される。
また、Ａ（ｍ）は、相関演算部５１１ａの出力である。
また、Ｂ（ｍ）は、相関演算部５１１ｂの出力である。
また、ａｉ，ｂｉは、同期ワードをＤＳＴＢＣ符号化した基準信号であり、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂに保有されている。
【００４８】
自乗加算部５１２は、相関演算部５１１ａから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、相関演算部５１１ｂから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）に基づいて、相関値Ａ（ｍ）の自乗値と相関値Ｂ（ｍ）の自乗値との加算演算を（式６）により行う。
【数６】
但し、｜ＡＢ（ｍ）｜は自乗加算部５１２の出力である。
【００４９】
最大値検索部５１３は、主たる機能は、図３の受信機における最大値検索部３１３と類似しているが、最大値検索部５１３では、自乗加算部５１２から出力されるサンプル番号ｍ毎の自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜に基づいて、自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸと、その時点（最大値時点）のサンプル番号ｍである最大値サンプル番号Ｋを（式７）により求める点が異なる。
【数７】
【００５０】
図５に示したＤＳＴＢＣ方式の受信機の動作について、図３に示したπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機との相違点を中心に説明する。
π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機とＤＳＴＢＣ方式の受信機とで異なるのは、差動演算部とタイミング同期追従のための相関演算の部分である。
【００５１】
図３の受信機における差動演算部３０８は、π／４シフトＱＰＳＫの復号処理に基づく（式１）の計算を行うのに対し、図５の受信機における差動演算部５０８は、ＤＳＴＢＣの復号処理に基づく（式４）の計算を行う。
また、タイミング同期処理における相関演算では、図３の受信機は、同期ワードのπ／４シフトＱＰＳＫ符号化したシンボルｃｉを基準信号とし、相関演算部３１１の出力の自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸを求めるのに対し、図５の受信機は、同期ワードのＤＳＴＢＣ符号化後のシンボルで、Ａ系列とＢ系列に係る２種類のａｉとｂｉを基準信号とし、相関演算部５１１ａ，５１１ｂの各出力の自乗和｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸを求める点が異なる。
【００５２】
ここで、ＤＳＴＢＣ方式において同期ワードのシンボルを固定化する技術について説明する。
ＤＳＴＢＣ方式による符号化では、フレーム中の符号化対象のデータより前のデータに依存して符号化結果のパターンが変化するので、フレーム中の同期ワードに先行するデータ部分の変化に応じて同期ワードのシンボル（符号化結果）が変化することから、単純にＤＳＴＢＣ符号化を施すと、同期ワードのシンボルを確定できない。このため、同期ワードのシンボルを固定化するための工夫が必要となる。
【００５３】
そこで本例では、フレーム中の同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果を固定化する技術を用いることで、後続する同期ワードについても、ＤＳＴＢＣ符号化した結果が固定化されるようにしている。
同期ワード直前のビット列をＤＳＴＢＣ符号化した結果の固定化は、概略的に、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機について、次のような技術を用いることで実現される。
すなわち、先頭より後ろの所定箇所に同期ワードが配置されるフレームが用いられる。
そして、送信機では、初期値制御手段が、フレームの先頭から同期ワードより前の値に基づいて、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるように、前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を設定する。
【００５４】
従って、送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器（本線のＤＳＴＢＣ符号器）において同期ワードの直前に対応する信号点が一定の点になるようにすることにより、例えば、フレームの先頭から同期ワードより前の値（例えば、その一部）が送信対象のデータ内容により変化するような場合においても、同期ワードのマッピング配置を固定されたマッピングパターンとすることができ、送信機と受信機との間で、ＤＳＴＢＣ方式により効率的に通信を行うことができる。
【００５５】
ここで、フレームとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、先頭から同期ワードより前に送信対象となる音声などの変化し得るデータが配置されるフレームが用いられる。
また、同期ワードの直前に対応する信号点（シンボル値）が一定の点になるようにすることに関して、当該一定の点としては、種々な点が用いられてもよく、例えば、予め設定される。
【００５６】
上記固定化に係る送信機の初期値制御手段は、一構成例として、次のような構成が用いられる。
すなわち、フレームの先頭から同期ワードより前の値について、Ｓ／Ｐ変換手段がシリアル／パラレル変換を行い、シンボルマッピング手段が当該シリアル／パラレル変換結果についてシンボルマッピングを行い、差動符号化手段が当該シンボルマッピング結果について所定の初期値を用いて差動符号化を行い、初期値更新手段が当該差動符号化結果に基づいて前記送信対象を処理するＤＳＴＢＣ符号器で前記フレームを処理するときの差動符号化の初期値を更新して設定する。
【００５７】
また、上記固定化に係る送信機は、次のような構成として把握することもできる。
すなわち、ＤＳＴＢＣ方式により信号を送信する送信機において、所定の初期値を用いてフレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行う第１の差動符号化手段と、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果に基づいて初期値を設定する初期値設定手段と、前記初期値設定手段により設定された初期値を用いて前記フレームを送信対象とした差動符号化を行う第２の差動符号化手段とを備える。
【００５８】
また、更に、前記初期値設定手段は、前記フレームの先頭から同期ワード直前の値に対して差動符号化を行ったときに取り得る前記同期ワード直前の差動符号化結果に対応させて初期値を設定したテーブルを備え、前記第１の差動符号化手段による同期ワード直前の差動符号化結果と前記テーブルに従って前記第２の差動符号化手段の差動符号化に用いる初期値を設定する。
【００５９】
上記固定化は、以下のようなＤＳＴＢＣ方式の特性を利用したものである。
１）ＤＳＴＢＣ方式では、所定の初期値を用いて所定の演算式により信号値を差動符号化した符号化結果は、この信号値がどのようなビット列の信号値であっても、有限個に分類される。すなわち、あらゆる信号値は、それらの符号化結果が有限個の状態として分類されるから、これら有限個の信号値であらゆる信号値を代表することができる。
２）そして、上記有限個の信号値を上記と同じ所定の演算式により差動符号化した符号化結果が所定の目標値になる初期値が分かれば、任意の信号値について符号化結果を所定の目標値とすることができるから、ＤＳＴＢＣ符号化により目標とする符号化結果を得ることができる。
【００６０】
したがって、ＤＳＴＢＣ方式において、第１段の符号化処理で、フレームの先頭から同期ワード直前までの信号値を差動符号化した符号化結果に基づき、当該符号化結果に予め対応付けられた初期値をテーブル参照により特定し、当該特定した初期値を第２段の符号化における初期値としてフレーム全体の符号化処理を行なうことにより、当該フレームの同期ワード部分について目標となる所定の符号化結果を得ることができる。
【００６１】
次に、π／４シフトＱＰＳＫ方式及びＤＳＴＢＣ方式に共用の受信機（移動局２０８の受信機）について、図６に示す構成例を参照して説明する。
本例の共用受信機は、図２を参照して説明したようなシステム構成（π／４シフトＱＰＳＫ方式を使用する区間とＤＳＴＢＣ方式を使用する区間とが混在する列車無線システム）が前提であり、当該システムにおける移動局２０８の受信機に対する要求に従い、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機及びＤＳＴＢＣ方式の受信機として共用するために次のような構成とした。
【００６２】
移動局２０８の受信機は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の変調信号とＤＳＴＢＣ方式の変調信号の両方を受信可能とし、受信信号に基づいて基地局からの送信信号の変調方式を判別し、受信機の内部処理を切り替える構成とする。
即ち、図６の共用受信機は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機の共通部分はそのまま使用し、両者で異なる部分は切り替えにより選択して、若しくは並列に動作させることとし、更に、上記切り替えのための判定回路を設けた構成となっている。
【００６３】
図６の共用受信機は、受信用アンテナ３０１、受信部３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３、直交検波部３０４、ローパスフィルタ３０５、ルートロールオフフィルタ３０６、ダウンサンプル器３０７、３つの方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃ、２つの差動演算部３０８，５０８、復号判定部６０９、３つのＳＷテーブル部３１０，５１０ａ，５１０ｂ、３つの相関演算部３１１，５１１ａ，５１１ｂ、自乗演算部３１２、自乗加算部５１２、２つの最大値検索部５１３、方式判定部６１７、タイミング検出部３１４、タイミング生成部３１５、相関演算制御部６１８を有する。
【００６４】
なお、図６の共用受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３１４，３１５は、図３及び図５の受信機における処理ブロック３０１〜３０７，３１４，３１５と同じ機能であるため、その説明は省略する。
ここで、受信アンテナ３０１は、図３ではπ／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信することが前提であり、図５ではＤＳＴＢＣ変調波を受信することが前提であったが、図６ではどちらの変調波も受信するアンテナである。但し、これは説明上の違いであって、アンテナの構成要素が図３や図５と異なるわけではない。
【００６５】
また、差動演算部３０８、ＳＷテーブル部３１０、相関演算部３１１、自乗演算部３１２、最大値検索３１３は、π／４シフトＱＰＳＫ方式の変調信号の復調において使用される処理ブロックであり、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機における処理ブロック３０８、３１０、３１１、３１２、３１３と同じ機能である。
また、差動演算部５０８、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂ、相関演算部５１１ａ，５１１ｂ、自乗加算部５１２、最大値検索５１３は、ＤＳＴＢＣ方式の変調信号の復調において使用される処理ブロックであり、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機における処理ブロック５０８、５１０ａ，５１０ｂ、５１１ａ，５１１ｂ、５１２、５１３と同じ機能である。
【００６６】
復号判定部６０９は、主たる機能は、図２及び図５の受信機における復号判定部３０９と同じであるが、復号判定部６０９では、同期ワードとのビット照合機能も備え、同期ワードとビット照合した結果に基づいて、現在の状態が、同期中の状態か、同期はずれの状態か、若しくは同期中から同期はずれ状態への移行中（以下、前方保護中）の状態かを判定して出力する点が異なる。
【００６７】
方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃは、方式判定部６１７の出力に基づいて、受信信号がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であると判定された場合（判定結果Ｑが出力された場合）にはスイッチをＱ側に切り替え、逆に、受信信号がＤＳＴＢＣ変調波と判定された場合（判定結果Ｄが出力された場合）にはスイッチをＤ側に切り替える。なお、Ｑ側には、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る処理ブロック３０８、３１０、３１１、３１２、３１３が設けられ、Ｄ側には、ＤＳＴＢＣ方式に係る処理ブロック５０８、５１０ａ，５１０ｂ、５１１ａ，５１１ｂ、５１２、５１３が設けられている。
【００６８】
また、図６の共用受信機では、ルートロールオフ３０６の出力を入力として行う相関演算として、その基準信号をπ／４シフトＱＰＳＫ方式に係る同期ワードのシンボルｃｉと、ＤＳＴＢＣ方式に係る同期ワードのシンボルａｉ及びｂｉの２通りのパターンで行う構成とする。すなわち、ＳＷテーブル部３１０の基準信号を用いて相関演算部３１１によりπ／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算を行う構成と、ＳＷテーブル部５１０ａ，５１０ｂの基準信号を用いて相関演算部５１１ａ，５１１ｂによりＤＳＴＢＣ方式の相関演算を行う構成を有する。
【００６９】
π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る自乗演算部３１２及び最大値検索部３１３は、図３に係るπ／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機と同様にして、相関演算部３１１から出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｃ（ｍ）に基づいて、相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと最大値サンプル番号Ｋを計算する。
また、ＤＳＴＢＣ方式に係る自乗加算部５１２及び最大値検索部５１３は、図５に係るＤＳＴＢＣ方式の受信機と同様にして、相関演算部５１１ａから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ａ（ｍ）と、相関演算部５１１ｂから出力されるサンプル番号ｍ毎の相関値Ｂ（ｍ）に基づいて、自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸと最大値サンプル番号Ｋを算出する。
【００７０】
方式判定部６１７は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る最大値検索部３１３から出力される相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと、ＤＳＴＢＣ方式に係る最大値検索部５１３から出力される自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとを比較し、その大小関係により、アンテナ３０１による受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波かＤＳＴＢＣ変調波かを判定する。
具体的には、ＣＭＡＸ＞ＡＢＭＡＸであれば、π／４シフトＱＰＳＫ変調波を受信したと判定して、π／４シフトＱＰＳＫ方式を示す判定結果Ｑを出力し、逆に、ＣＭＡＸ＜ＡＢＭＡＸであれば、ＤＳＴＢＣ変調波を受信したと判定して、ＤＳＴＢＣ方式を示す判定結果Ｄを出力する。
【００７１】
方式判定部６１７から出力される判定結果は、方式切替部６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃに入力され、判定結果の変化（ＱからＤへの変化、又は、ＤからＱへの変化）に応じてＱ側又はＤ側へのスイッチ切り替えが行われる。これにより、π／４シフトＱＰＳＫ方式の受信機として動作する状態と、ＤＳＴＢＣ方式の受信機として動作する状態とが適宜に切り替わることとなる。
【００７２】
相関演算制御部６１８は、π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る相関演算部３１１と、ＤＳＴＢＣ方式に係る相関演算部５１１ａ，５１１ｂについて、動作状態（ＯＮ：演算する／ＯＦＦ：演算しない）を制御する。これは、図３の受信機における相関演算部３１１に係る（式２）や、図５の受信機における相関演算部５１１ａ，５１１ｂに係る（式５）は、１フレームに１回ずつ演算することが前提であるが、図６の共用受信機の構成において両者の相関演算をどちらも１フレームに１回ずつ行うと、演算負荷が重くなって消費電流が増加するため、必要な時だけ両方の相関演算を行うことで消費電流の低減化を図るものである。
【００７３】
具体的には、相関演算制御部６１８は、方式判定部６１７による判定結果及び復号判定部６０９から出力される同期状態値に基づき、受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であることが明らかな場合には、π／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算部３１１のみＯＮとし、逆に受信波がＤＳＴＢＣ変調波であることが明らかな場合には、ＤＳＴＢＣ方式の相関演算部５１１ａ，５１１ｂのみＯＮとする。受信波の種類が明らかか否かの判定は、現在の方式判定部６１７による判定結果の状態に対して、復号判定部６０９から出力される同期状態値が「同期中」であれば確定する。
また、相関演算制御部６１８は、復号判定部６０９から出力される同期状態値に基づき、同期状態が「同期中」から「前方保護中」へ移行したことをトリガにして、π／４シフトＱＰＳＫ方式の相関演算部３１１とＤＳＴＢＣ方式の相関演算部５１１ａ，５１１ｂをどちらもＯＮの状態にする。
【００７４】
図６の共用受信機について、復号判定部６０９から出力される同期状態値が「前方保護中」である場合について、自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力と方式判定部６１７の動作を、図７を参照して説明する。
図７には、自乗演算部３１２の出力と自乗加算部５１２の出力との関係を例示してある。なお、図７のグラフでは、サンプル番号（ｍ）を横軸とし、自乗演算部３１２の出力（π／４シフトＱＰＳＫ方式に係る相関自乗値｜Ｃ（ｍ）｜２）または自乗加算部５１２の出力（ＤＳＴＢＣ方式に係る自乗加算値｜ＡＢ（ｍ）｜）を縦軸としている。
【００７５】
図７（ａ）は、受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であるときの自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２と自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の様子である。受信波がπ／４シフトＱＰＳＫ変調波であるとき、自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとの間に、ＣＭＡＸ＞ＡＢＭＡＸの関係にあることは明白であり、この時、方式判定部６１７は判定結果Ｑを出力する。
【００７６】
図７（ｂ）は、受信波がＤＳＴＢＣ変調波であるときの自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２と自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の様子である。受信波がＤＳＴＢＣ変調波であるとき、自乗演算部３１２の出力｜Ｃ（ｍ）｜２の最大値ＣＭＡＸと自乗加算部５１２の出力｜ＡＢ（ｍ）｜の最大値ＡＢＭＡＸとの間に、ＣＭＡＸ＜ＡＢＭＡＸの関係にあることは明白であり、この時、方式判定部６１７は判定結果Ｄを出力する。
【００７７】
以上のように、本例では、列車無線システムを、ＤＳＴＢＣ方式を用いて無線通信を行う区間（明り区間）と、他の変調方式（π／４シフトＱＰＳＫ方式）を用いて無線通信を行う区間（地下区間）とを有する構成にリプレースするに際して、列車側の受信機において、列車の走行に伴う変調方式の変化を自動的に検知して復調処理の方式（復調方式）を切り替えることができる。また、従来、明り区間で用いられていたＬＣＸを空間波方式に変更するにあたり、空間波方式の区間ではＤＳＴＢＣ方式により送信ダイバーシチを行うようにすることで、空間波方式の区間においても同一波干渉を対策することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０１：中央卓、 １０２：中央装置、 １０３，１０４，１０５，２０４，２０５：基地局、 １０８，２０８：移動局、 １０６ａ〜１０６ｆ，２０６ａ〜２０６ｃ：ＬＣＸ、 ２０７ａ〜２０７ｃ：アンテナ、
３０１：受信用アンテナ、 ３０２：受信部、 ３０３：Ａ／Ｄ変換器、 ３０４：直交検波部、 ３０５：ローパスフィルタ、 ３０６：ルートロールオフフィルタ、 ３０７：ダウンサンプル器、 ３０９：復号判定部、 ３１０：ＳＷテーブル部、 ３１１：相関演算部、 ３１２：自乗演算部、 ３１３：最大値検索部、 ３１４：タイミング検出部、 ３１５：タイミング生成部、
５０８：差動演算部、 ５１０ａ，５１０ｂ：ＳＷテーブル部、 ５１１ａ，５１１ｂ：相関演算部、 ５１２：自乗加算部、 ５１３：最大値検索部、
６１６ａ，６１６ｂ，６１６ｃ：方式切替部、 ６０９：復号判定部、 ６１７：方式判定部、 ６１８：相関演算制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＳＴＢＣ方式及びＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する受信機であって、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行う第１相関演算手段と、
前記受信した無線信号について、前記所定の変調方式に対応した相関演算を行う第２相関演算手段と、
前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
ＤＳＴＢＣ方式により変調された無線信号が送信される区間と、ＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号が送信される区間とが混在する路線を走行する列車に、ＤＳＴＢＣ方式及び前記所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する受信機を設けた列車無線システムであって、
前記受信機は、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行う第１相関演算手段と、
前記受信した無線信号について、前記所定の変調方式に対応した相関演算を行う第２相関演算手段と、
前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする列車無線システム。
【請求項３】
ＤＳＴＢＣ方式及びＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する復調方法であって、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算と前記所定の変調方式に対応した相関演算とを行い、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算の結果と前記所定の変調方式に対応した相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定し、当該判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行うことを特徴とする復調方法。
【請求項１】
ＤＳＴＢＣ方式及びＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する受信機であって、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行う第１相関演算手段と、
前記受信した無線信号について、前記所定の変調方式に対応した相関演算を行う第２相関演算手段と、
前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
【請求項２】
ＤＳＴＢＣ方式により変調された無線信号が送信される区間と、ＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号が送信される区間とが混在する路線を走行する列車に、ＤＳＴＢＣ方式及び前記所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する受信機を設けた列車無線システムであって、
前記受信機は、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算を行う第１相関演算手段と、
前記受信した無線信号について、前記所定の変調方式に対応した相関演算を行う第２相関演算手段と、
前記第１相関演算手段による相関演算の結果と前記第２相関演算手段による相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行う復調手段と、
を備えたことを特徴とする列車無線システム。
【請求項３】
ＤＳＴＢＣ方式及びＤＳＴＢＣ方式以外の所定の変調方式により変調された無線信号を受信して復調する復調方法であって、
前記受信した無線信号について、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算と前記所定の変調方式に対応した相関演算とを行い、ＤＳＴＢＣ方式に対応した相関演算の結果と前記所定の変調方式に対応した相関演算の結果とを比較して、前記受信した無線信号の変調方式を判定し、当該判定結果の変調方式に対応する復調処理を前記受信した無線信号に対して行うことを特徴とする復調方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２１４９７（Ｐ２０１３−２１４９７Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３０８５（Ｐ２０１１−１５３０８５）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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