JP2008072625A - Reception apparatus and reception method - Google Patents

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reception apparatus and reception method for easily and accurately establishing timing synchronization based on a reception signal with simple configuration. <P>SOLUTION: The reception apparatus comprises: a signal receiving unit 21 in which when a transmission side performs signal transmission while including a preamble containing a first symbol constituted of a plurality of frames indicative of "0", "+1" or "-1" and a second symbol in which "0" in a frame stream constituting the first symbol is set to "+1" or "-1" and "+1" or "-1" is set to "0", a signal containing the preamble is received; and a demodulation unit 22 which squares the received signal, then operates a correlation between the squared received signal and a template which is held so that a correlation value with one of squared received signals corresponding to the first or the second symbol becomes a plus value and a correlation value with the other becomes a minus value, and establishes timing synchronization based on a correlation value as an arithmetic result. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、広帯域を利用するインパルス伝送無線通信において非同期検波で受信信号を復調してタイミング同期を確立する受信装置および受信方法に関するものである。   The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method for establishing timing synchronization by demodulating a received signal by asynchronous detection in impulse transmission wireless communication using a wide band.

近年、無線通信の分野では、高速な伝送速度を実現するための技術として、UWB(Ultra Wide Band)を用いた通信システムが着目されている。UWBは、500MHz以上の広帯域幅を用いて無線通信を行なっており、消費電力が少ないといった特徴や位置検出(測距)の精度が極めて高いといった特徴を有している。UWBに関する技術は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.15.3aやIEEE802.15.4aなどによって種々提案されている。   In recent years, in the field of wireless communication, attention has been paid to a communication system using UWB (Ultra Wide Band) as a technique for realizing a high transmission rate. UWB performs wireless communication using a wide bandwidth of 500 MHz or more, and has features such as low power consumption and extremely high position detection (ranging) accuracy. Various technologies related to UWB have been proposed by IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.3a, IEEE 802.15.4a, and the like.

UWBを用いた通信システムでは、データ送信側の装置(送信装置)とデータ受信側の装置(受信装置)との間で、タイミング同期を確立する必要がある。具体的には、送信装置がタイミング同期を確立するための信号として、例えばプリアンブル系列を送信信号に含めて送信し、受信装置が、受信信号と所定のテンプレート(既知系列)との相関を演算し、演算結果として得られる相関値に基づいてタイミング同期をとっている。   In a communication system using UWB, it is necessary to establish timing synchronization between a data transmission side device (transmission device) and a data reception side device (reception device). Specifically, as a signal for the transmission apparatus to establish timing synchronization, for example, a preamble sequence is included in the transmission signal and transmitted, and the reception apparatus calculates a correlation between the reception signal and a predetermined template (known sequence). Timing synchronization is taken based on the correlation value obtained as the calculation result.

このようなUWBを用いた通信システムでは、送信装置と受信装置との間で正確なタイミング同期を確立するために、受信信号とテンプレートとの間に特定の相関関係があるか否かを簡易な装置構成で正確に判断することが望まれている。   In such a communication system using UWB, it is easy to determine whether or not there is a specific correlation between the received signal and the template in order to establish accurate timing synchronization between the transmitting device and the receiving device. It is desired to make an accurate determination based on the device configuration.

例えば、特許文献1に記載の通信方法は、送信側が「1」、「0」の信号をアナログの極性(バイフェーズ波形)に割り当てており、受信側では受信信号とテンプレートとの間の相関関係の判定をアナログ信号によって行なっている。   For example, in the communication method described in Patent Document 1, the transmission side assigns “1” and “0” signals to analog polarity (biphase waveform), and the reception side has a correlation between the received signal and the template. These determinations are made by analog signals.

特表2003−535552号公報Special Table 2003-535552

しかしながら、上記従来の技術では、アナログ信号のばらつきにより、受信信号とテンプレートとの相関演算において正確な相関値を得ることができず、伴って相関関係の判定精度が劣化するため、タイミング同期を精度良く確立することが困難になる、といった問題があった。また、アナログ信号による相関演算の結果に基づいて相関関係を判定するので、アナログ回路が複雑化し、通信システムのコストアップに繋がる、といった問題があった。   However, in the above conventional technique, accurate correlation values cannot be obtained in the correlation calculation between the received signal and the template due to variations in the analog signal, and the correlation determination accuracy deteriorates accordingly. There was a problem that it was difficult to establish well. Further, since the correlation is determined based on the result of the correlation calculation using the analog signal, there is a problem that the analog circuit becomes complicated and the cost of the communication system increases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広帯域幅を用いた無線通信において、受信信号に基づいたタイミング同期を簡易な構成で容易かつ正確に確立する受信装置および受信方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a receiving apparatus and a receiving method for easily and accurately establishing timing synchronization based on a received signal in a wireless communication using a wide bandwidth with a simple configuration. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プリアンブルが含まれた送信信号を受信し、当該受信信号内のプリアンブルを用いてタイミング同期を確立する受信装置であって、送信側が、それぞれ「0」、「+1」または「−1」を示す複数のフレームで構成された第1のシンボルと、前記第1のシンボルを構成するフレーム系列における「0」を「+1」または「−1」に設定しかつ「+1」または「−1」を「0」に設定した第2のシンボルと、を含むプリアンブルを生成し、当該プリアンブルを含めて信号送信を行う場合において、当該プリアンブルが含まれた信号を受信し、所定の受信処理を実行する受信部と、前記受信部が出力する信号を2乗し、その後、2乗後の受信信号と、前記第1のシンボルに対応する2乗後の受信信号または前記第2のシンボルに対応する2乗後の受信信号のうちの一方との相関値がプラスの値になるとともに他方との相関値がマイナスの値になるよう保持された予め既知のテンプレートと、の相関を演算し、演算結果として得られる相関値に基づいてタイミング同期を確立する復調部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a reception apparatus that receives a transmission signal including a preamble and establishes timing synchronization using the preamble in the reception signal. The first symbol composed of a plurality of frames each indicating “0”, “+1”, or “−1”, and “0” in the frame sequence constituting the first symbol are changed to “+1” or “ In the case of generating a preamble including the second symbol set to “−1” and “+1” or “−1” set to “0” and performing signal transmission including the preamble, the preamble is A reception unit that receives the included signal and executes a predetermined reception process; a signal output from the reception unit is squared; then, the squared reception signal and 2 corresponding to the first symbol Squared The correlation value with one of the received signal or the squared received signal corresponding to the second symbol is a positive value and the correlation value with the other is held in advance so as to be a negative value. A demodulator that calculates a correlation with the template and establishes timing synchronization based on a correlation value obtained as a result of the calculation.

この発明によれば、プリアンブル信号とテンプレートとの相関値がマイナスの値とプラスの値を示すので、プリアンブル信号とテンプレートとの相関演算により得られるプラスの値とマイナスの値とを用いたエッジ検出ができ、これによりタイミング同期を簡易な構成で容易かつ正確に確立することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the correlation value between the preamble signal and the template shows a negative value and a positive value, edge detection using a positive value and a negative value obtained by the correlation calculation between the preamble signal and the template. As a result, the timing synchronization can be easily and accurately established with a simple configuration.

以下に、本発明にかかる受信装置および受信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、受信装置および受信方法の特徴と概要、送信装置および受信装置の装置構成、送信装置と受信装置の間で送受信されるフレームの構成、送信装置および受信装置の処理手順(タイミング同期を確立する際の処理手順(非同期検波による復調の処理手順))の順に説明し、最後に変形例として他の実施の形態(実施の形態2〜4)を説明する。   Embodiments of a receiving apparatus and a receiving method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Below, the characteristics and outline of the receiving device and the receiving method, the device configuration of the transmitting device and the receiving device, the configuration of frames transmitted and received between the transmitting device and the receiving device, the processing procedure of the transmitting device and the receiving device (establish timing synchronization Will be described in the order of processing procedure (demodulation processing procedure by asynchronous detection), and finally, other embodiments (Embodiments 2 to 4) will be described as modified examples.

実施の形態1.
(概要および特徴)
まず最初に、実施の形態1にかかる受信装置のタイミング同期のとり方の概念について説明する。実施の形態1では、送信装置が、プリアンブル(例えば、IEEE802.15.4aのプリアンブル)などのタイミング同期を確立するための信号(フレーム)として、符号化前データの「0」に対応する符号化後の信号(後述のシンボル「S」)と、符号化前データの「1」に対応する符号化後の信号(後述のシンボル「−S」)を含めて送信する。受信装置は、受信信号に含まれるプリアンブルを用いてタイミング同期を確立するため、受信信号に対して非同期検波(復調)を行なう。
Embodiment 1 FIG.
(Overview and features)
First, the concept of how to synchronize the timing of the receiving apparatus according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the transmission apparatus encodes data corresponding to “0” of pre-encoding data as a signal (frame) for establishing timing synchronization such as a preamble (for example, IEEE 802.15.4a preamble). A subsequent signal (a symbol “S” described later) and an encoded signal (a symbol “−S” described later) corresponding to “1” of the pre-encoding data are transmitted. The receiving apparatus performs asynchronous detection (demodulation) on the received signal in order to establish timing synchronization using the preamble included in the received signal.

本実施の形態では、送信装置が符号化を行なう際に、符号化前データの「0」と「1」とで符号化後データの極性が反転するよう、符号化後データを生成しておく。具体的には、符号化前データの「0」に対応する符号化後データが、たとえば、「111100010011010」である場合、符号化前データの「1」に対応する符号化後データを「000011101100101」にする。すなわち、シンボル「S」の系列に対して、シンボル「−S」の系列は、「0」と「1」が入れ替えられた関係を有している。   In the present embodiment, when the transmission apparatus performs encoding, the encoded data is generated so that the polarity of the encoded data is inverted between “0” and “1” of the encoded data. . Specifically, when the encoded data corresponding to “0” of the pre-encoding data is “111100010011010”, for example, the encoded data corresponding to “1” of the pre-encoding data is “000011101100101”. To. That is, the symbol “-S” sequence has a relationship in which “0” and “1” are interchanged with respect to the symbol “S” sequence.

そして、受信装置では、非同期検波を行なう際に、受信信号を2乗し、その後、2乗後の受信信号と、予め既知の系列であるテンプレート(以下、相関比較用テンプレートという)と、の相関を演算し、この演算により得られる相関値に基づいて受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相関関係を判定する。   In the receiving apparatus, when performing asynchronous detection, the received signal is squared, and then the correlation between the squared received signal and a template that is a known sequence in advance (hereinafter referred to as a correlation comparison template). And the correlation between the received signal and the correlation comparison template is determined based on the correlation value obtained by this calculation.

ここでの相関比較用テンプレートは、シンボル「S」との相関演算結果がプラスの値となり、シンボル「−S」との相関演算結果がマイナスの値となる系列である。本実施の形態では、受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相関関係の判定にPSK(phase shift keying)の概念を導入し、受信装置では、受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相関関係を判定する際に、マイナスの値を示す相関値とプラスの値を示す相関値とを用いて相関関係を判定する。これにより、本実施の形態では、タイミング同期を確立する際に、プラスの相関値とマイナスの相関値を用いたエッジ検出により精度良く同期を確立することが可能となる。   The correlation comparison template here is a series in which the correlation calculation result with the symbol “S” has a positive value and the correlation calculation result with the symbol “−S” has a negative value. In the present embodiment, the concept of phase shift keying (PSK) is introduced to determine the correlation between the received signal and the correlation comparison template. In the receiving apparatus, the correlation between the received signal and the correlation comparison template is introduced. When determining the relationship, the correlation is determined using a correlation value indicating a negative value and a correlation value indicating a positive value. Thereby, in this embodiment, when establishing timing synchronization, it is possible to establish synchronization with high accuracy by edge detection using a positive correlation value and a negative correlation value.

(装置構成)
つぎに、本発明の実施の形態1にかかる送信装置および受信装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる送信装置の構成を示す機能ブロック図であり、図2は、本発明の実施の形態1にかかる受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
(Device configuration)
Next, configurations of the transmission device and the reception device according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the transmitting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1の送信装置1、図2の受信装置2は、それぞれUWBを用いてインパルス無線通信を行なう通信装置(広帯域無線装置)であり、送信装置1から受信装置2へ種々の信号(データ)がインパルス送信される。   The transmission device 1 in FIG. 1 and the reception device 2 in FIG. 2 are communication devices (broadband wireless devices) that perform impulse wireless communication using UWB, and various signals (data) are transmitted from the transmission device 1 to the reception device 2. Impulse transmission.

送信装置1は、送信データを生成する信号生成部11と、信号生成部11で生成された送信データをアンテナ37を介して受信装置2に送信する信号送信部12と、信号生成部11および信号送信部12を制御する制御部13と、を備えている。   The transmission device 1 includes a signal generation unit 11 that generates transmission data, a signal transmission unit 12 that transmits transmission data generated by the signal generation unit 11 to the reception device 2 via the antenna 37, the signal generation unit 11, and the signal And a control unit 13 that controls the transmission unit 12.

送信装置1では、例えば、信号生成部11が、タイミング同期(チップ同期、フレーム同期、シンボル同期)をとるためのプリアンブル(シンボル「S」やシンボル「−S」など)を生成し、そのプリアンブルを含む送信データを信号送信部12に転送し、信号送信部12が、送信データに対して所定の送信処理を実行し、その結果として得られる信号を、アンテナ37を介して送信する。   In the transmission device 1, for example, the signal generation unit 11 generates a preamble (symbol “S”, symbol “−S”, etc.) for timing synchronization (chip synchronization, frame synchronization, symbol synchronization), and the preamble is generated. The included transmission data is transferred to the signal transmission unit 12, and the signal transmission unit 12 performs a predetermined transmission process on the transmission data, and transmits the resulting signal via the antenna 37.

また、受信装置2は、送信装置1から送られてくる信号をアンテナ41を介して受信する信号受信部21と、信号受信部21が受信した信号に対して非同期検波(インコヒーレント検波)を行う復調部22と、信号受信部21および復調部22を制御する制御部23と、を備えている。   The receiving device 2 receives a signal transmitted from the transmitting device 1 via the antenna 41, and performs asynchronous detection (incoherent detection) on the signal received by the signal receiving unit 21. The demodulator 22 includes a signal receiver 21 and a controller 23 that controls the demodulator 22.

受信装置2では、例えば、信号受信部21がアンテナ41を介して送信装置1から送られてくる信号を受信し、復調部22が、受信信号に対して非同期検波(復調)を行うことにより、タイミング同期を確立し、復調データを生成する。   In the receiving device 2, for example, the signal receiving unit 21 receives a signal transmitted from the transmitting device 1 via the antenna 41, and the demodulating unit 22 performs asynchronous detection (demodulation) on the received signal. Establish timing synchronization and generate demodulated data.

ここで、図1に示した送信装置1の回路構成、図2に示した受信装置2の回路構成について説明する。図3は、送信装置の回路構成を示す回路ブロック図である。図3に示すように、送信装置1は、FRAMER31と、MOD(MODulator)32と、DAC(D/A Converter)33と、LPF(Low Pass Filter)34と、Mixer35と、BPF(Band Pass Filter)36と、アンテナ37と、LOCAL38と、を備えている。   Here, the circuit configuration of the transmission apparatus 1 shown in FIG. 1 and the circuit configuration of the reception apparatus 2 shown in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of the transmission apparatus. As shown in FIG. 3, the transmission device 1 includes a FRAMER 31, a MOD (MODulator) 32, a DAC (D / A Converter) 33, an LPF (Low Pass Filter) 34, a Mixer 35, and a BPF (Band Pass Filter). 36, an antenna 37, and a LOCAL 38.

FRAMER31は、送信装置1に入力される情報ビット系列に対して、プリアンブルの付加や制御情報の付加など、無線区間で伝送するためのフレーム構築を行うブロックである。FRAMER31は、MOD32と接続しており、ここで生成したビット系列をMOD32に入力する。   The FRAMER 31 is a block for constructing a frame for transmission in a wireless section, such as addition of a preamble or addition of control information, to the information bit sequence input to the transmission apparatus 1. The FRAMER 31 is connected to the MOD 32 and inputs the bit sequence generated here to the MOD 32.

MOD32は、FRAMER31から入力された信号に対して符号化および変調を行うブロックである。MOD32は、DAC33と接続しており、ここで生成した変調信号(デジタル信号)をDAC33に入力する。本実施の形態では、MOD32は、符号化前データの「0」と「1」とで極性が反転するようシンボル(符号化後データの系列)を生成する。   The MOD 32 is a block that encodes and modulates the signal input from the FRAMER 31. The MOD 32 is connected to the DAC 33, and the modulation signal (digital signal) generated here is input to the DAC 33. In the present embodiment, the MOD 32 generates a symbol (sequence of encoded data) such that the polarity is inverted between “0” and “1” of the pre-encoding data.

DAC33は、MOD32から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するブロックである。DAC33は、LPF34と接続しており、ここで変換したアナログ信号をLPF34に入力する。   The DAC 33 is a block that converts the digital signal input from the MOD 32 into an analog signal. The DAC 33 is connected to the LPF 34, and the analog signal converted here is input to the LPF 34.

LPF34は、DAC33から入力されたアナログ信号に対して、折り返し成分や高調波成分を減衰させる処理を行うブロックである。LPF34は、Mixer35と接続しており、ここで通過した信号をMixer35に入力する。   The LPF 34 is a block that performs processing for attenuating the aliasing component and the harmonic component with respect to the analog signal input from the DAC 33. The LPF 34 is connected to the Mixer 35, and inputs the signal passed here to the Mixer 35.

LOCAL38は、信号送信の際に使用する中心周波数を生成するブロックである。LOCAL38は、Mixer35と接続しており、生成した中心周波数の信号をMixer35に入力する。   The LOCAL 38 is a block for generating a center frequency used for signal transmission. The LOCAL 38 is connected to the Mixer 35, and inputs the generated center frequency signal to the Mixer 35.

Mixer35は、LOCAL38が生成した中心周波数を用いてLPF34から入力された信号の周波数を高周波へ変換するブロックである。Mixer35は、BPF36と接続しており、ここで変換した信号をBPF36に入力する。   The Mixer 35 is a block that converts the frequency of the signal input from the LPF 34 to a high frequency using the center frequency generated by the LOCAL 38. The Mixer 35 is connected to the BPF 36 and inputs the converted signal to the BPF 36.

BPF36は、Mixer35から入力された信号に対して、信号送信の際に使用する周波数以外の周波数を除去するブロックである。BPF36は、アンテナ37と接続しており、ここで通過した信号を、アンテナ37を介して送信する。   The BPF 36 is a block that removes frequencies other than those used for signal transmission from the signal input from the Mixer 35. The BPF 36 is connected to the antenna 37, and transmits the signal that has passed through the antenna 37 via the antenna 37.

なお、ここでのFRAMER31とMOD32とDAC33とが図1に示した信号生成部11に対応し、ここでのLPF34とMixer35とBPF36とLOCAL38とが図1に示した信号送信部12に対応する。   Here, FRAMER 31, MOD 32, and DAC 33 correspond to the signal generation unit 11 shown in FIG. 1, and LPF 34, Mixer 35, BPF 36, and LOCAL 38 here correspond to the signal transmission unit 12 shown in FIG.

また、図3では、送信装置1内で処理される種々の信号(信号の流れ)を信号s1〜s8で示している。信号s1は、送信装置1に入力される情報ビット系列であり、信号s2は、信号s1の情報ビット系列にフレーム同期やタイミング同期のためのプリアンブルおよび制御情報が付加されたビット系列である。また、信号s3は、信号s2が変調および符号化された後のデジタル信号であり、信号s4は、信号s3がアナログへ変換された信号である。   In FIG. 3, various signals (signal flows) processed in the transmission apparatus 1 are indicated by signals s1 to s8. The signal s1 is an information bit sequence input to the transmission apparatus 1, and the signal s2 is a bit sequence in which a preamble and control information for frame synchronization and timing synchronization are added to the information bit sequence of the signal s1. The signal s3 is a digital signal after the signal s2 is modulated and encoded, and the signal s4 is a signal obtained by converting the signal s3 into analog.

また、信号s5は、信号s4から帯域外の不要な信号を減衰させた信号であり、信号s6は、信号s5の中心周波数を高周波へシフトさせた信号である。さらに、信号s7は、信号s6から帯域外の不要な信号を減衰させた信号であり、信号s8は、信号送信の際に使用する中心周波数を示す信号である。   The signal s5 is a signal obtained by attenuating an unnecessary signal outside the band from the signal s4, and the signal s6 is a signal obtained by shifting the center frequency of the signal s5 to a high frequency. Furthermore, the signal s7 is a signal obtained by attenuating an unnecessary signal outside the band from the signal s6, and the signal s8 is a signal indicating a center frequency used for signal transmission.

つづいて、図2に示した受信装置2の回路構成について説明する。図4は、受信装置の回路構成を示す回路ブロック図である。図4に示すように、受信装置2は、アンテナ41と、BPF42と、LNA(Low Noise Amplifier)43と、Mixer44と、LPF45と、振幅電力変換ブロック46と、積分回路47と、ADC(A/D Converter)48と、DEM(DEModulator)49と、LOCAL50と、SYNC51と、を備えている。   Next, the circuit configuration of the receiving device 2 shown in FIG. 2 will be described. FIG. 4 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of the receiving device. As shown in FIG. 4, the receiving apparatus 2 includes an antenna 41, a BPF 42, an LNA (Low Noise Amplifier) 43, a Mixer 44, an LPF 45, an amplitude power conversion block 46, an integration circuit 47, an ADC (A / A). D Converter) 48, DEM (DEModulator) 49, LOCAL 50, and SYNC 51.

アンテナ41は、無線通信で使用する帯域信号(送信装置1からの信号)を受信する。アンテナ41は、BPF42と接続しており、受信信号をBPF42に入力する。BPF42は、アンテナ41が受信した信号に対して、信号処理(タイミング同期など)に使用する周波数以外の周波数除去を行うブロックである。BPF42は、LNA43と接続しており、ここで通過した信号をLNA43に入力する。   The antenna 41 receives a band signal (signal from the transmission device 1) used in wireless communication. The antenna 41 is connected to the BPF 42 and inputs a received signal to the BPF 42. The BPF 42 is a block that removes frequencies other than those used for signal processing (timing synchronization, etc.) from the signal received by the antenna 41. The BPF 42 is connected to the LNA 43 and inputs the signal that has passed here to the LNA 43.

LNA43は、BPF42から入力された信号に対して低ノイズ付加での増幅(雑音指数の小さい増幅)処理を行うブロックである。LNA43は、Mixer44と接続しており、ここで増幅した信号をMixer44に入力する。   The LNA 43 is a block that performs amplification (amplification with a small noise figure) processing with low noise addition on the signal input from the BPF 42. The LNA 43 is connected to the mixer 44, and inputs the amplified signal to the mixer 44.

LOCAL50は、信号処理に使用する中心周波数を生成するブロックである。LOCAL50は、Mixer44と接続しており、ここで生成した中心周波数の信号をMixer44に入力する。   The LOCAL 50 is a block that generates a center frequency used for signal processing. The LOCAL 50 is connected to the Mixer 44, and the center frequency signal generated here is input to the Mixer 44.

Mixer44は、LOCAL50が生成した中心周波数を用いてLNA43から入力された信号の周波数をベースバンドへ変換するブロックである。Mixer44は、LPF45と接続しており、ここで変換した信号をLPF45に入力する。   The Mixer 44 is a block that converts the frequency of the signal input from the LNA 43 to the baseband using the center frequency generated by the LOCAL 50. The Mixer 44 is connected to the LPF 45 and inputs the signal converted here to the LPF 45.

LPF45は、Mixer44から入力された信号に対して、高調波成分を減衰させる処理を行うブロックである。LPF45は、振幅電力変換ブロック46と接続しており、ここで通過した信号を振幅電力変換ブロック46に入力する。   The LPF 45 is a block that performs processing for attenuating the harmonic component of the signal input from the mixer 44. The LPF 45 is connected to the amplitude power conversion block 46, and the signal passed here is input to the amplitude power conversion block 46.

振幅電力変換ブロック46は、LPF45から入力された信号を電力へ変換する操作を行うブロックである。振幅電力変換ブロック46は、積分回路47と接続しており、ここで変換した信号を積分回路47に入力する。   The amplitude power conversion block 46 is a block for performing an operation of converting the signal input from the LPF 45 into power. The amplitude power conversion block 46 is connected to the integration circuit 47, and the signal converted here is input to the integration circuit 47.

積分回路47は、振幅電力変換ブロック46で処理された信号(電力値)の所定時間分の値を積分処理するブロックである。積分回路47は、ADC48と接続しており、ここで処理した信号(アナログ信号)をADC48に入力する。   The integration circuit 47 is a block that integrates a value for a predetermined time of the signal (power value) processed by the amplitude power conversion block 46. The integrating circuit 47 is connected to the ADC 48 and inputs the signal (analog signal) processed here to the ADC 48.

ADC48は、積分回路47から入力されたアナログ信号をデジタル信号へ変換するブロックである。ADC48は、DEM49、SYNC51と接続しており、ここで変換した信号をDEM49、SYNC51に入力する。   The ADC 48 is a block that converts an analog signal input from the integration circuit 47 into a digital signal. The ADC 48 is connected to the DEM 49 and the SYNC 51, and inputs the converted signal to the DEM 49 and the SYNC 51.

SYNC51は、DEM49と接続している。SYNC51は、ADC48やDEM49から入力された信号を用いてタイミング同期や周波数同期の確立、信号レベルの調整等を行うブロックである。SYNC51で生成された信号は、DEM49に入力される。   The SYNC 51 is connected to the DEM 49. The SYNC 51 is a block that performs timing synchronization, frequency synchronization establishment, signal level adjustment, and the like using signals input from the ADC 48 and the DEM 49. The signal generated by the SYNC 51 is input to the DEM 49.

DEM49は、SYNC51で生成された同期信号を用いてADC48から入力された信号の復調処理や復号処理を行うブロックである。DEM49は、復調後の信号として、元の送信ビット系列を出力する。   The DEM 49 is a block that performs demodulation processing and decoding processing of the signal input from the ADC 48 using the synchronization signal generated by the SYNC 51. The DEM 49 outputs the original transmission bit sequence as a demodulated signal.

本実施の形態では、DEM49が、ADC48から受け取った信号と相関比較用テンプレートとの相関演算を行い、SYNC51が、得られた相関値に基づいて特定の相関関係を検出して、タイミング同期を確立する。   In this embodiment, the DEM 49 performs a correlation operation between the signal received from the ADC 48 and the correlation comparison template, and the SYNC 51 detects a specific correlation based on the obtained correlation value to establish timing synchronization. To do.

なお、ここでのBPF42とLNA43とMixer44とLPF45とが図2に示した信号受信部21に対応し、ここでの振幅電力変換ブロック46と積分回路47とADC(A/D Converter)48とDEM(DEModulator)49とLOCAL50とSYNC51とが図2に示した復調部22に対応する。   The BPF 42, the LNA 43, the mixer 44, and the LPF 45 here correspond to the signal receiving unit 21 shown in FIG. 2, and the amplitude power conversion block 46, the integration circuit 47, the ADC (A / D Converter) 48, and the DEM here. (DEModulator) 49, LOCAL 50, and SYNC 51 correspond to the demodulator 22 shown in FIG.

また、図4では受信装置2内で処理される種々の信号(信号の流れ)を信号s21〜s31で示している。信号s21は、送信装置1から送信されるアナログRF(Radio Frequency)受信信号であり、信号s22は、信号s21から帯域外の不要な信号を減衰させた信号である。   In FIG. 4, various signals (signal flows) processed in the receiving apparatus 2 are indicated by signals s21 to s31. The signal s21 is an analog RF (Radio Frequency) reception signal transmitted from the transmission device 1, and the signal s22 is a signal obtained by attenuating an unnecessary signal outside the band from the signal s21.

また、信号s23は、信号s22を増幅した信号であり、信号s30は信号処理に用いる中心周波数を示す信号であり、信号s24は、信号s23と信号s30(中心数周波数)とを乗算した信号(信号s23を中心周波数へシフトさせた信号)である。また、信号s25は、信号s24の帯域外の不要な信号を減衰させた信号であり、信号s26は、信号s25の振幅情報を電力情報へ変換した信号である。   The signal s23 is a signal obtained by amplifying the signal s22, the signal s30 is a signal indicating a center frequency used for signal processing, and the signal s24 is a signal obtained by multiplying the signal s23 and the signal s30 (number of centers frequency) ( Signal s23 is shifted to the center frequency). The signal s25 is a signal obtained by attenuating an unnecessary signal outside the band of the signal s24, and the signal s26 is a signal obtained by converting the amplitude information of the signal s25 into power information.

また、信号s27は、信号s26の時間信号を積分した後の信号であり、信号s28は、信号s27をデジタル変換した信号である。さらに、信号s31は、タイミング同期情報を示す信号であり、信号s29は、信号s31を用いて信号s28の復調や復号を行った後の信号(受信信号ビット系列信号)である。   The signal s27 is a signal obtained by integrating the time signal of the signal s26, and the signal s28 is a signal obtained by digitally converting the signal s27. Further, the signal s31 is a signal indicating timing synchronization information, and the signal s29 is a signal (received signal bit sequence signal) after the signal s28 is demodulated and decoded using the signal s31.

(送信フレーム構成)
つぎに、送信装置1と受信装置2との間で送受信されるフレームの構成について説明する。図5は、送信装置から送信される信号の構成の一例を示す図である。送信装置1から送信される信号は、プリアンブル、ヘッダー、ペイロードなどから構成される。このうち、プリアンブルは、同期フィールドであるSYNC(Synchronization field)と、信号の伝播状況を測定するためのCE(Channel Estimation field)と、フレーム開始部であるSFD(Start Frame Delimiter field)と、を含んで構成されている。SYNC、CE、SFDは、それぞれ複数のシンボル「S」を有している。
(Transmission frame configuration)
Next, a configuration of a frame transmitted / received between the transmission device 1 and the reception device 2 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a signal transmitted from the transmission apparatus. A signal transmitted from the transmission apparatus 1 is composed of a preamble, a header, a payload, and the like. Among these, the preamble includes a synchronization field (SYNC) that is a synchronization field, a CE (Channel Estimation field) for measuring a signal propagation state, and an SFD (Start Frame Delimiter field) that is a frame start part. It consists of Each of SYNC, CE, and SFD has a plurality of symbols “S”.

SFDは、シンボル「S」(第1のシンボル)と、シンボル「−S」(第2のシンボル)と、シンボル「0」(第3のシンボル)と、が組み合わされて構成されている。シンボル「S」とシンボル「−S」は、それぞれ異なる極性のデータ(符号化後データ)を示している。ここでは、シンボル「S」が符号化前データ「0」に対応し、シンボル「−S」が符号化前データ「1」に対応する場合について説明する。なお、ここでのシンボル「S」は自己相関特性に優れた系列を用いる。   The SFD is configured by combining a symbol “S” (first symbol), a symbol “−S” (second symbol), and a symbol “0” (third symbol). The symbol “S” and the symbol “−S” indicate data of different polarities (encoded data). Here, the case where the symbol “S” corresponds to the pre-encoding data “0” and the symbol “−S” corresponds to the pre-encoding data “1” will be described. The symbol “S” used here is a sequence having excellent autocorrelation characteristics.

また、シンボル「0」は、シンボル「S」やシンボル「−S」以外のシンボルである。シンボル「0」は、受信装置2における受信信号と相関比較用テンプレートとの相関の演算で、シンボル「S」やシンボル「−S」とは異なる相関値(シンボル「S」の相関値とシンボル「−S」の相関値の間の相関値(例えば相互相関値0)を示すシンボルである。なお、本実施の形態では、シンボル「0」を用いず、シンボル「S」とシンボル「−S」のみでタイミング同期をとってもよい。   The symbol “0” is a symbol other than the symbol “S” and the symbol “−S”. The symbol “0” is a correlation calculation between the received signal and the correlation comparison template in the receiving device 2, and is different from the symbol “S” and the symbol “−S” (the correlation value of the symbol “S” and the symbol “S”). -S "is a symbol indicating a correlation value (for example, cross-correlation value 0) .In this embodiment, the symbol" S "and the symbol" -S "are not used without using the symbol" 0 ". It is also possible to take timing synchronization only.

図6は、シンボルとフレームの関係を説明するための図である。1シンボルがデータの送信単位であり、1つのシンボルが送信される周期がシンボル周期Tsである。1シンボルは、複数のフレーム(例えば15フレーム)で構成されており、1つのフレームが送信される周期がフレーム周期Tfである。送信装置1では、例えば15フレームを1シンボルとして送信し、受信装置2では受信した1シンボルから15フレームを取得する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between symbols and frames. One symbol is a data transmission unit, and a cycle in which one symbol is transmitted is a symbol cycle Ts. One symbol is composed of a plurality of frames (for example, 15 frames), and a cycle in which one frame is transmitted is a frame cycle Tf. For example, the transmitter 1 transmits 15 frames as one symbol, and the receiver 2 acquires 15 frames from the received 1 symbol.

また、1フレームは、複数チップで構成されており、1チップがチップ周期Tcである。チップ周期Tc(例えば1ns)は、送信装置1のDAC33や受信装置2のADC48の動作周期である。ここでは、例えば1GHzサンプルのDAC33、ADC48として1GHz帯域を使用する場合について説明する。なお、UWBでは、単位時間(例えば1ms)あたりの送信電力に制限がある。また、シンボル周期Tsは、例えば480nsであり、フレーム周期Tfは例えば32nsである。   One frame is composed of a plurality of chips, and one chip has a chip cycle Tc. The chip cycle Tc (for example, 1 ns) is an operation cycle of the DAC 33 of the transmission device 1 and the ADC 48 of the reception device 2. Here, for example, a case where the 1 GHz band is used as the DAC 33 and the ADC 48 of 1 GHz sample will be described. In UWB, transmission power per unit time (for example, 1 ms) is limited. The symbol period Ts is, for example, 480 ns, and the frame period Tf is, for example, 32 ns.

図7は、シンボルの構成の一例を示す図である。図7では、シンボルの構成の一例としてシンボル「S」の構成を示している。シンボル「S」は、例えば15フレームによって構成されており、各フレーム(系列)は「+1」、「0」、「−1」の何れかを示している。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a symbol configuration. In FIG. 7, the configuration of the symbol “S” is shown as an example of the configuration of the symbol. The symbol “S” is composed of, for example, 15 frames, and each frame (sequence) indicates one of “+1”, “0”, and “−1”.

なお、本実施の形態では、説明の便宜上、受信装置2がノイズの影響を受けることなく、送信装置1が送信した信号をそのまま受信可能な理想的な伝送路(送信信号=受信信号)を想定する。   In the present embodiment, for convenience of explanation, an ideal transmission path (transmission signal = reception signal) is assumed in which the reception apparatus 2 can receive the signal transmitted by the transmission apparatus 1 without being affected by noise. To do.

また、本実施の形態では、送信装置1がシンボル「S」を送信した場合、受信装置2においてプラス側に優れた相関特性(相関比較用テンプレートとの相関演算により得られる相関が急峻)が得られ、また、送信装置1がシンボル「−S」を送信した場合には、受信装置2においてマイナス側に優れた相関特性が得られ、また、送信装置1がシンボル「0」を送信した場合には、受信装置2において得られる相互相関値が0となる。   Further, in the present embodiment, when the transmitting apparatus 1 transmits the symbol “S”, the receiving apparatus 2 has excellent correlation characteristics on the plus side (the correlation obtained by the correlation calculation with the correlation comparison template is steep). In addition, when the transmission apparatus 1 transmits the symbol “-S”, an excellent correlation characteristic on the minus side is obtained in the reception apparatus 2, and when the transmission apparatus 1 transmits the symbol “0”. The cross-correlation value obtained in the receiving device 2 is 0.

図8は、シンボルのタイプ別の構成を説明するための図である。本実施の形態では、受信信号とテンプレートの相関演算を行った場合に、受信装置2が相互相関値としてプラスの値とマイナスの値が得られるよう、シンボル「S」(第1のシンボル)とシンボル「−S」(第2のシンボル)を定義する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of each symbol type. In the present embodiment, when the correlation between the received signal and the template is performed, the symbol “S” (first symbol) is used so that the receiving apparatus 2 can obtain a positive value and a negative value as a cross-correlation value. Define the symbol “-S” (second symbol).

具体的には、MOD32が、図7に示すように、シンボル「S」において「1」や「−1」に設定されているフレームを、シンボル「−S」では「0」に設定し、一方で、シンボル「S」において「0」に設定されているフレームを、シンボル「−S」では「1」や「−1」に設定する。これにより、シンボル「S」とシンボル「−S」とのシンボル間の関係は、「+1」や「−1」を示すフレームと「0」を示すフレームとをシンボル間で反転させた関係となる。   Specifically, as shown in FIG. 7, the MOD 32 sets the frame set to “1” or “−1” in the symbol “S” to “0” in the symbol “−S”, while Thus, the frame set to “0” in the symbol “S” is set to “1” or “−1” in the symbol “-S”. Thereby, the relationship between the symbol “S” and the symbol “−S” is a relationship in which a frame indicating “+1” or “−1” and a frame indicating “0” are inverted between the symbols. .

なお、シンボル「−S」では、シンボル「S」におけるフレーム「0」を、フレーム「1」とフレーム「−1」の何れに設定してもよい。また、シンボル「S」では、フレーム「−1」またはフレーム「1」の何れか一方と、フレーム「0」のみを設定する構成としてもよい。   In the symbol “-S”, the frame “0” in the symbol “S” may be set to either the frame “1” or the frame “−1”. In addition, in the symbol “S”, only one of the frame “−1” or the frame “1” and the frame “0” may be set.

(非同期検波による復調の処理手順)
つぎに、受信装置2がタイミング同期をとる際の処理手順について説明する。ここでは、送信装置1における処理手順を説明した後、受信装置2における処理手順を説明する。
(Demodulation procedure by asynchronous detection)
Next, a processing procedure when the receiving device 2 takes timing synchronization will be described. Here, after describing the processing procedure in the transmission apparatus 1, the processing procedure in the reception apparatus 2 will be described.

図9は、実施の形態1にかかる送信装置の処理手順を示すフローチャートである。送信装置1では、FRAMER31が、送信装置1に入力される情報ビット系列(信号s1)に対して、プリアンブルの付加や制御情報の付加など、無線区間で伝送するためのフレーム構築を行う(ステップS10)。FRAMER31は、フレーム構築後の信号(ビット系列)を信号s2としてMOD32に入力する。   FIG. 9 is a flowchart of a process procedure performed by the transmission apparatus according to the first embodiment. In the transmission apparatus 1, the FRAMER 31 constructs a frame for transmission in a wireless section, such as addition of a preamble or addition of control information, to the information bit sequence (signal s1) input to the transmission apparatus 1 (step S10). ). The FRAMER 31 inputs a signal (bit sequence) after frame construction to the MOD 32 as a signal s2.

MOD32は、FRAMER31から入力された信号s2に対して符号化および変調を行う。ここで、送信装置1のMOD32で行なう符号処理について詳細に説明する。図10は、MODで行なう符号処理の一例を説明するための図である。MOD32では、符号化に例えばM系列などの相関特性に優れた系列を使用する。ここでは、符号化後データの系列を設定する際の条件として、M系列次数4、帰還タップ(1,4)、初期値「1111」を用いた場合を示している。   The MOD 32 performs encoding and modulation on the signal s2 input from the FRAMER 31. Here, the encoding process performed by the MOD 32 of the transmission apparatus 1 will be described in detail. FIG. 10 is a diagram for explaining an example of encoding processing performed by MOD. In MOD32, a sequence having excellent correlation characteristics such as an M sequence is used for encoding. Here, a case is shown in which M sequence degree 4, feedback tap (1, 4), and initial value “1111” are used as conditions for setting a sequence of encoded data.

本実施の形態における最初のポイントは、MOD32が、符号化前データの「0」と「1」との間で、符号化後データの極性を反転させていることにある。具体的には、符号化前データの「0」に対応する符号化後データが、たとえば、「111100010011010」である場合、符号化前データの「1」に対応する符号化後データを「000011101100101」にする。   The first point in the present embodiment is that the MOD 32 reverses the polarity of the encoded data between “0” and “1” of the pre-encoded data. Specifically, when the encoded data corresponding to “0” of the pre-encoding data is “111100010011010”, for example, the encoded data corresponding to “1” of the pre-encoding data is “000011101100101”. To.

このように、MOD32では、符号化前データの「0」と「1」とで極性が反転するよう符号化処理を行なうことによりシンボル「S」やシンボル「−S」を生成する(ステップS20)。なお、符号化後データは相関特性に優れた系列であればよく、M系列以外の系列を用いて符号化を行なってもよい。MOD32は、生成したシンボルを信号s3としてDAC33に入力する。   As described above, in MOD32, symbol “S” and symbol “−S” are generated by performing the encoding process so that the polarity is inverted between “0” and “1” of the pre-encoding data (step S20). . The encoded data only needs to be a sequence with excellent correlation characteristics, and encoding may be performed using a sequence other than the M sequence. The MOD 32 inputs the generated symbol to the DAC 33 as a signal s3.

DAC33は、MOD32から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。ここで、送信装置1のDAC33から出力される信号の出力波形について説明する。図11は、DACから出力される信号の送信波形の一例を示す図である。DAC33は、符号化後データ(「0」や「1」)に基づいて、各フレーム周期に対して所定のチップ周期Tcで、ON(送信)またはOFF(非送信)を設定した信号を、LPF34に対して出力する。これにより、所望の位置に情報を載せることが可能となる。本実施の形態では、符号化後データの値が「1」の場合に信号をONに設定し、符号化後データの値が「0」の場合に信号をOFFに設定する。   The DAC 33 converts the digital signal input from the MOD 32 into an analog signal. Here, the output waveform of the signal output from the DAC 33 of the transmission apparatus 1 will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a transmission waveform of a signal output from the DAC. The DAC 33 outputs a signal in which ON (transmission) or OFF (non-transmission) is set at a predetermined chip cycle Tc for each frame cycle based on the encoded data (“0” or “1”). Output for. This makes it possible to place information at a desired position. In the present embodiment, the signal is set to ON when the value of the encoded data is “1”, and the signal is set to OFF when the value of the encoded data is “0”.

DAC33は、ONとOFFが設定された送信波形を信号s4としてLPF34に入力する。LPF34は、信号s4に対して折り返し成分や高調波成分を減衰させる処理を実行し、処理後の信号を信号s5としてMixer35に入力する。Mixer35は、LOCAL38によって生成された中心周波数とLPF34から入力された信号s5を乗算して信号s6をRF出力する。   The DAC 33 inputs the transmission waveform in which ON and OFF are set to the LPF 34 as a signal s4. The LPF 34 executes processing for attenuating the aliasing component and the harmonic component with respect to the signal s4, and inputs the processed signal to the mixer 35 as the signal s5. The Mixer 35 multiplies the center frequency generated by the LOCAL 38 and the signal s5 input from the LPF 34, and outputs a signal s6 as an RF signal.

ここで、送信装置1のMixer35から出力される信号(信号s6)の送信波形について説明する。図12は、Mixerから出力される信号の送信波形の一例を示す図である。Mixer35は、特定のチップ時間に相当する位置に、ON(送信)とOFF(非送信)を設定した信号波形で、信号s6をRF出力する(ステップS30)。   Here, the transmission waveform of the signal (signal s6) output from the Mixer 35 of the transmission apparatus 1 will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a transmission waveform of a signal output from the mixer. The Mixer 35 RF-outputs the signal s6 with a signal waveform in which ON (transmission) and OFF (non-transmission) are set at a position corresponding to a specific chip time (step S30).

BPF36は、Mixer35から入力された信号s6から、信号送信の際に使用する周波数以外の周波数を除去する。そして、BPF36は、BPF36で処理した信号を、アンテナ37を介して受信装置2に送信する(ステップS40)。   The BPF 36 removes frequencies other than the frequency used for signal transmission from the signal s6 input from the Mixer 35. Then, the BPF 36 transmits the signal processed by the BPF 36 to the receiving device 2 via the antenna 37 (step S40).

つぎに、受信装置2における処理手順を説明する。図13は、実施の形態1にかかる受信装置の処理手順を示すフローチャートである。受信装置2のアンテナ41は、送信装置1から送られる信号を受信し(ステップS110)、信号s21としてBPF42に入力する。   Next, a processing procedure in the receiving device 2 will be described. FIG. 13 is a flowchart of a process procedure performed by the receiving apparatus according to the first embodiment. The antenna 41 of the receiving device 2 receives the signal transmitted from the transmitting device 1 (step S110), and inputs it to the BPF 42 as the signal s21.

ここで、受信装置2のアンテナ41において受信する信号の理想的な受信波形について説明する。図14は、受信装置が受信する信号の受信波形の一例を示す図である。無雑音時で遅延波が存在しない伝送路を想定した場合、受信装置2は、送信装置1から送信される送信波形と同一の信号波形(図12に示した送信波形)で信号を受信する。これにより、受信装置2では、理想送信波形として信号が出力された時間(チップ周期Tc)でのみ、送信信号の観測を行なうことが可能となる。   Here, an ideal reception waveform of a signal received by the antenna 41 of the reception device 2 will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a reception waveform of a signal received by the reception device. Assuming a transmission path in which no delay wave exists when there is no noise, the receiving device 2 receives a signal with the same signal waveform (the transmission waveform shown in FIG. 12) as the transmission waveform transmitted from the transmitting device 1. As a result, the receiving apparatus 2 can observe the transmission signal only during the time (chip period Tc) when the signal is output as the ideal transmission waveform.

BPF42は、アンテナ41が受信した信号s21から、信号処理(タイミング同期など)に使用する周波数以外の周波数除去を行ない、信号s22としてLNA43に入力する。   The BPF 42 removes a frequency other than the frequency used for signal processing (timing synchronization or the like) from the signal s21 received by the antenna 41, and inputs the signal to the LNA 43 as a signal s22.

LNA43は、信号s22に対して低ノイズ付加での増幅処理を行ない、信号s23としてMixer44に入力する。Mixer44は、LOCAL50が生成した中心周波数を用いてLNA43から入力された信号s23の周波数をベースバンドへ変換し、信号s24としてLPF45に入力する。LPF45は、信号s24に対して高調波成分を減衰させる処理を行ない、信号s25として振幅電力変換ブロック46に入力する。   The LNA 43 performs amplification processing with low noise addition on the signal s22 and inputs the signal s23 to the mixer 44. The Mixer 44 converts the frequency of the signal s23 input from the LNA 43 into the baseband using the center frequency generated by the LOCAL 50, and inputs the signal to the LPF 45 as the signal s24. The LPF 45 performs a process of attenuating the harmonic component on the signal s24, and inputs the signal to the amplitude power conversion block 46 as the signal s25.

振幅電力変換ブロック46は、信号s24を電力へ変換し、変換後の信号を信号s26として積分回路47に入力する。積分回路47は、信号s26の所定時間分の値を積分処理し、信号s27としてADC48に入力する。これにより、振幅電力変換ブロック46、積分回路47によって受信装置2が受信した受信波形が所定の電力値(アナログ信号)に変換される。ADC48は、信号s27(アナログ信号)をデジタル信号へ変換し、信号s28としてDEM49とSYNC51に入力する。   The amplitude power conversion block 46 converts the signal s24 into electric power, and inputs the converted signal to the integration circuit 47 as the signal s26. The integration circuit 47 integrates the value of the signal s26 for a predetermined time, and inputs it to the ADC 48 as the signal s27. As a result, the received waveform received by the receiving apparatus 2 is converted into a predetermined power value (analog signal) by the amplitude power conversion block 46 and the integration circuit 47. The ADC 48 converts the signal s27 (analog signal) into a digital signal, and inputs it to the DEM 49 and the SYNC 51 as the signal s28.

ここで、ADC48を通過するデジタル信号(信号s28)について説明する。図15は、ADCを通過するデジタル信号の一例を示す図である。図15では、理想的な条件(ノイズの影響が無い場合など)でADC48を通過したデジタル信号(理想受信ADCデータ)を示している。ADC48を通過する信号は、ADC48に入力される信号(信号s27)のうち電力が所定の閾値を超えた信号のみ「1」として出力され、電力が所定の閾値を超えない信号は「0」として出力される。ここでは、送信装置1において、ONが設定された箇所(チップタイミング)でのみADC48から「1」が出力される。   Here, the digital signal (signal s28) passing through the ADC 48 will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a digital signal passing through the ADC. FIG. 15 shows a digital signal (ideal received ADC data) that has passed through the ADC 48 under ideal conditions (such as when there is no influence of noise). As for a signal passing through the ADC 48, only a signal whose power exceeds a predetermined threshold among signals (signal s27) input to the ADC 48 is output as “1”, and a signal whose power does not exceed the predetermined threshold is “0”. Is output. Here, in the transmission apparatus 1, “1” is output from the ADC 48 only at a location where ON is set (chip timing).

DEM49は、周期的なタイミング(1フレーム時間に1回)で時間フィルタをオープンし、時間フィルタをオープンしたタイミングで受信フレームが「1」であるか「0」であるかを判断する。具体的には、DEM49は、フレーム内にチップ「1」が有れば、そのフレームを「1」とし、フレーム内にチップ「1」が無ければ、そのフレームを「0」として扱う。   The DEM 49 opens the time filter at a periodic timing (once every frame time), and determines whether the received frame is “1” or “0” at the timing when the time filter is opened. Specifically, the DEM 49 treats the frame as “1” if there is a chip “1” in the frame, and treats the frame as “0” if there is no chip “1” in the frame.

これにより、DEM49では、受信したフレーム毎にフレームが「0」か「1」を判断し、受信したシンボルの系列を取得することが可能となる。図16は、時間フィルタを通過した後の受信信号を説明するための図である。   Accordingly, the DEM 49 can determine whether the frame is “0” or “1” for each received frame, and acquire the received symbol sequence. FIG. 16 is a diagram for explaining the received signal after passing through the time filter.

ここでは、伝送路条件を加味した理想的な時間フィルタを通過した後の信号(シンボル)を示している。本実施の形態では、送信装置1が送信する符号化後データが、シンボル「S」の場合とシンボル「−S」の場合とで、系列を構成するフレーム「1」とフレーム「0」の位置が逆転している。このため、受信装置2が受信する信号においても、符号化前データが「0」である場合の符号化後データと、符号化前データが「1」である場合の符号化後データとで、受信フレームにおける「0」と「1」の位置が逆転している。   Here, a signal (symbol) after passing through an ideal time filter in consideration of transmission path conditions is shown. In the present embodiment, the positions of the frame “1” and the frame “0” constituting the sequence are determined depending on whether the encoded data transmitted by the transmission apparatus 1 is the symbol “S” or the symbol “−S”. Is reversed. For this reason, in the signal received by the receiving device 2, the encoded data when the pre-encoding data is “0” and the encoded data when the pre-encoding data is “1”, The positions of “0” and “1” in the received frame are reversed.

DEM49は、時間フィルタを通過した後の信号(フレームの値)と相関比較用テンプレートとの相関演算を行い、受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相関関係を判定する。   The DEM 49 performs a correlation calculation between the signal (frame value) after passing through the time filter and the correlation comparison template, and determines the correlation between the received signal and the correlation comparison template.

ここで、受信装置2による信号の非同期検波処理について説明する。図17は、実施の形態1にかかる受信装置の非同期検波処理を説明するための図である。本実施の形態では、DEM49が予め相関比較用テンプレートを記憶している。そして、DEM49は、相関比較用テンプレートを用いて受信信号(シンボル「S」やシンボル「−S」)との相関を演算する。   Here, the asynchronous detection processing of signals by the receiving device 2 will be described. FIG. 17 is a diagram for explaining the asynchronous detection processing of the receiving apparatus according to the first embodiment. In the present embodiment, the DEM 49 stores a correlation comparison template in advance. Then, the DEM 49 calculates the correlation with the received signal (symbol “S” or symbol “−S”) using the correlation comparison template.

本実施の形態では、まず振幅電力変換ブロック46で受信信号r(t)に対し、|r(t)2|を算出する(ステップS120)。そして、積分回路47で積分されたアナログ信号をADC48がデジタル信号へ変換する。これにより、シンボル「S」やシンボル「−S」の受信信号|r(t)2|は、「0」と「1」のみで示される値となる。 In the present embodiment, the amplitude power conversion block 46 first calculates | r (t) 2 | for the received signal r (t) (step S120). Then, the ADC 48 converts the analog signal integrated by the integration circuit 47 into a digital signal. As a result, the received signal | r (t) 2 | of the symbol “S” or the symbol “−S” has a value indicated by only “0” and “1”.

つぎに、DEM49は、相関比較用テンプレートに設定されている系列とADC48の出力系列との相関演算を行う(ステップS130)。DEM49では、ADC48の出力系列と相関比較用テンプレートとの相関を順次演算する。たとえば、受信したシンボルがシンボル「−S」の場合は、シンボル「S」とは逆の符号の相互相関値を得ることができる。また、受信したシンボルがシンボル「0」の場合は、相互相関値が微小値(例えば−1)となる。   Next, the DEM 49 performs a correlation operation between the sequence set in the correlation comparison template and the output sequence of the ADC 48 (step S130). The DEM 49 sequentially calculates the correlation between the output sequence of the ADC 48 and the correlation comparison template. For example, when the received symbol is the symbol “-S”, a cross-correlation value having a sign opposite to that of the symbol “S” can be obtained. Further, when the received symbol is the symbol “0”, the cross-correlation value is a minute value (for example, −1).

図18は、相互相関値の出力値と符号化前データの関係を示す図である。ここでは、相関比較用テンプレートとして、符号化前データの「0」に対応する符号化後データの系列を記憶しているので、受信装置2が受信した信号が入力符号化前データ「0」(図10に示した符号化前の「0」)に対応するシンボル「S」の場合には、シンボル周期で一度(1箇所)だけ何れかのフレームにて強い相関が得られる。   FIG. 18 is a diagram illustrating the relationship between the output value of the cross-correlation value and the data before encoding. Here, since a sequence of post-encoding data corresponding to “0” of pre-encoding data is stored as a correlation comparison template, the signal received by receiving apparatus 2 is input pre-encoding data “0” ( In the case of the symbol “S” corresponding to “0” before encoding shown in FIG. 10, a strong correlation can be obtained in any frame once (one place) in the symbol period.

また、受信装置2が受信した信号が入力符号化前データ「1」(図10に示した符号化前データの「1」)に対応するシンボル「−S」の場合には、上記シンボル「S」を受信した場合と反対符号の特性を、シンボル周期内の何れかのフレームにおいて得ることができる。   When the signal received by the receiving apparatus 2 is the symbol “−S” corresponding to the input pre-encoding data “1” (“1” of pre-encoding data shown in FIG. 10), the symbol “S” Can be obtained in any frame within the symbol period.

そして、DEM49による相関演算結果である相互相関値をSFDの相関特性として出力すると、時間軸に対して、たとえば、プラスの大きな出力(+15)、マイナスの大きな出力(−15)、微小出力(+1や−1)などが得られる。このように、受信信号が符号化前データの「0」に対応する場合、プラスの大きな相関値が出力され、受信信号が符号化前データの「1」に対応する場合、マイナスの大きな相関値が出力される。また、受信信号が符号化前データの「0」や「1」に対応しない場合(系列に相関性が無い場合)、相互相関値として微小な値が出力される。   When the cross-correlation value, which is the correlation calculation result by the DEM 49, is output as the correlation characteristics of the SFD, for example, a large positive output (+15), a large negative output (−15), and a small output (+1) with respect to the time axis. Or -1). Thus, when the received signal corresponds to “0” of the data before encoding, a large positive correlation value is output, and when the received signal corresponds to “1” of the data before encoding, a large negative correlation value is output. Is output. Also, when the received signal does not correspond to “0” or “1” of the pre-encoding data (when the sequence has no correlation), a minute value is output as the cross-correlation value.

つぎに、SYNC51はタイミング同期をとるため、DEM49が出力した相互相関値に基づいて、相互相関値の変化点(エッジ)を検出する。図19は、相互相関値の変化点を説明するための図である。同図に示すように、相互相関値の変化点として、相互相関値がプラスの出力から0出力を経由してマイナスの出力に変化する点を検出する。なお、図20、図21は、相互相関値の変化点の検出方法の具体例を示す図である。図20では、相互相関値として、プラスの強い相互相関値とマイナスの強い相互相関値と相関性なし(相関値0)が含まれる場合(シンボル「0」が有る場合)の検出方法を示しており、図21では、相互相関値として、プラスの強い相互相関値とマイナスの強い相互相関値のみが含まれる場合(シンボル「0」が無い場合)の検出方法を示している。このように、SYNC51は、種々のフィルタを用いて相互相関値の変化点を検出することができる。   Next, in order to synchronize timing, the SYNC 51 detects a change point (edge) of the cross-correlation value based on the cross-correlation value output from the DEM 49. FIG. 19 is a diagram for explaining a change point of the cross-correlation value. As shown in the figure, as the cross-correlation value changing point, a point where the cross-correlation value changes from a positive output to a negative output via 0 output is detected. 20 and 21 are diagrams illustrating a specific example of a method for detecting a cross-correlation value change point. FIG. 20 shows a detection method when the cross-correlation value includes a strong positive cross-correlation value, a strong negative cross-correlation value, and no correlation (correlation value 0) (when symbol “0” is present). FIG. 21 shows a detection method when only a strong positive cross-correlation value and a strong negative cross-correlation value are included as cross-correlation values (when there is no symbol “0”). Thus, the SYNC 51 can detect the change point of the cross-correlation value using various filters.

SYNC51は、検出した相互相関値の変化点を用いて、フレーム同期などのタイミング同期をとり(ステップS140)、タイミング同期に関する情報を信号s31としてDEM49に入力する。   The SYNC 51 uses the detected cross-correlation value change point to perform timing synchronization such as frame synchronization (step S140), and inputs information related to timing synchronization to the DEM 49 as a signal s31.

DEM49は、信号s31を用いてADC48から入力された信号s28の復調処理、復号処理を行ない、復調データとして信号s29を出力する。なお、相互相関値の変化点の検出処理やタイミング同期をとる処理は、DEM49で行なってもよい。   The DEM 49 performs demodulation processing and decoding processing on the signal s28 input from the ADC 48 using the signal s31, and outputs a signal s29 as demodulated data. Note that the cross-correlation value change point detection process and the timing synchronization process may be performed by the DEM 49.

なお、本実施の形態では、送信装置1においてシンボル「S」やシンボル「−S」を生成して送信することとしたが、予めシンボル「S」やシンボル「−S」を送信装置1内に記憶しておき、記憶しておいたシンボルを読み出して受信装置2に送信することとしてもよい。   In this embodiment, the transmission apparatus 1 generates and transmits the symbol “S” and the symbol “−S”. However, the symbol “S” and the symbol “−S” are stored in the transmission apparatus 1 in advance. The stored symbols may be read out and transmitted to the receiving device 2 after reading out the stored symbols.

また、本実施の形態では、シンボル「S」に対応する系列(シンボル「S」との相関がプラスの相関値となるテンプレート)を相関比較用テンプレートとして、受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相互相関値を演算することとしたが、シンボル「−S」に対応する系列(シンボル「−S」との相関がプラスの相関値となるテンプレート)を相関比較用テンプレートとして、受信信号との相互相関を演算することとしてもよい。   In the present embodiment, a sequence corresponding to the symbol “S” (a template having a positive correlation value with the symbol “S”) is used as a correlation comparison template, and the received signal and the correlation comparison template are used. Is calculated using a sequence corresponding to the symbol “-S” (a template having a positive correlation value with the symbol “-S”) as a correlation comparison template. It is good also as calculating a cross correlation.

このように実施の形態1によれば、受信装置2では、受信信号と相関比較用テンプレートとの間の相関関係を判定する際に、マイナスの値を示す相関値とプラスの値を示す相関値とを用いて相関関係を判定することが可能となる。すなわち、相関演算により得られたプラスの相関値とマイナスの相関値とを用いたエッジ検出を行うことによって、タイミング同期を確立することとした。これにより、簡易な構成で容易かつ正確にタイミング同期を確立することが可能となる。   As described above, according to Embodiment 1, when receiving apparatus 2 determines a correlation between a received signal and a correlation comparison template, a correlation value indicating a negative value and a correlation value indicating a positive value are used. It is possible to determine the correlation using. That is, the timing synchronization is established by performing edge detection using the positive correlation value and the negative correlation value obtained by the correlation calculation. This makes it possible to establish timing synchronization easily and accurately with a simple configuration.

実施の形態2.
つぎに、図22を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、送信装置1と受信装置2の間での通信容量を実施の形態1での通信容量よりも上げるために、送信する信号のデータ部において符号化前データを2ビットで構成し、2ビットのデータを符号化して送信する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, in order to increase the communication capacity between the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 over the communication capacity in the first embodiment, the data before encoding is configured with 2 bits in the data portion of the signal to be transmitted. Then, 2-bit data is encoded and transmitted.

図22は、実施の形態2にかかる受信装置の符号処理の一例を説明するための図である。実施の形態2では、例えば、M系列として互いに相関特性の小さなものを2種類容易して符号化を行う。   FIG. 22 is a diagram for explaining an example of the encoding process of the receiving apparatus according to the second embodiment. In Embodiment 2, for example, two types of M-sequences having a small correlation characteristic are easily encoded.

MOD32では、符号化前データの「00」、「01」、「10」、「11」に対して符号化を行なう。図22では、符号化前データの「00」、「01」に対して符号化後データの系列を設定する際の条件として、M系列次数4、帰還タップ(1,4)、初期値「1111」を用いた場合を示している。また、符号化前データの「10」、「11」に対して符号化後データの系列を設定する際の条件として、M系列次数4、帰還タップ(3,4)、初期値「0010」を用いた場合を示している。   In MOD32, encoding is performed for “00”, “01”, “10”, and “11” of the data before encoding. In FIG. 22, as conditions for setting a sequence of post-encoding data for “00” and “01” of pre-encoding data, M sequence degree 4, feedback tap (1, 4), and initial value “1111”. "Is used. In addition, as conditions for setting a sequence of post-encoding data for “10” and “11” of pre-encoding data, an M-sequence degree 4, a feedback tap (3, 4), and an initial value “0010” are set. The case where it is used is shown.

MOD32は、符号化前データの「00」をシンボル「A」の系列に符号化し、符号化前データの「01」をシンボル「−A」の系列に符号化する。また、MOD32は、符号化前データの「10」をシンボル「B」の系列に符号化し、符号化前データの「11」をシンボル「−B」の系列に符号化する。   The MOD 32 encodes “00” of pre-encoding data into a sequence of symbol “A”, and encodes “01” of pre-encoding data into a sequence of symbol “-A”. Also, the MOD 32 encodes “10” of the pre-encoding data into a symbol “B” sequence, and encodes “11” of the pre-encoding data into a symbol “−B” sequence.

ここでの符号化前データの「00」は、実施の形態1で説明したシンボル「S」に対応する系列に符号化され、符号化前データの「01」は、実施の形態1で説明したシンボル「−S」に対応する系列に符号化される。これにより、MOD32は、符号化前データの「00」と符号化前データの「01」がそれぞれ符号化された際に、互いに反転極性を有するよう符号化している。   Here, “00” of the pre-encoding data is encoded into a sequence corresponding to the symbol “S” described in the first embodiment, and “01” of the pre-encoding data is described in the first embodiment. It is encoded into a sequence corresponding to the symbol “-S”. Thus, the MOD 32 performs encoding so that the pre-encoding data “00” and the pre-encoding data “01” have opposite polarities when encoded.

また、MOD32は、シンボル「A」、シンボル「−A」と相関特性の小さな系列となるよう符号化前データの「10」、「11」を符号化する。ここでの符号化も、符号化前データの「10」と「11」で符号化後の極性が反転するよう符号化している。   Further, the MOD 32 encodes “10” and “11” of the pre-encoding data so as to be a series having a small correlation characteristic with the symbols “A” and “−A”. The encoding here is also performed so that the polarity after encoding is inverted between “10” and “11” of the data before encoding.

すなわち、実施の形態2でも、符号化前データの「10」が符号化後データのフレームで「1」を示す場合に、符号化前データの「11」が符号化後データのフレームで「0」を示すよう、符号化後データのフレーム「1」とフレーム「0」を設定する。また、符号化前データの「10」が符号化後データのフレームで「0」を示す場合に、符号化前データの「11」が符号化後データのフレームで「1」を示すよう、符号化後データのフレーム「1」とフレーム「0」を設定する。   That is, also in the second embodiment, when “10” of the pre-encoding data indicates “1” in the post-encoding data frame, “11” of the pre-encoding data is “0” in the post-encoding data frame. “1” and “0” are set for the encoded data. Further, when “10” of the pre-encoding data indicates “0” in the post-encoding data frame, “11” of the pre-encoding data indicates “1” in the post-encoding data frame. A frame “1” and a frame “0” of the converted data are set.

換言すると、シンボル「B」で「1」に設定されている系列をシンボル「−B」では「0」に設定し、シンボル「B」で「0」に設定されている系列をシンボル「−B」では「1」に設定する。   In other words, the sequence set to “1” for the symbol “B” is set to “0” for the symbol “−B”, and the sequence set to “0” for the symbol “B” is set to the symbol “−B”. "Is set to" 1 ".

ここでのMOD32は、例えば符号化前データが「10」である場合に符号化後のシンボル「B」として「001000111101011」を生成し、符号化前データが「11」である場合に符号化後のシンボル「−B」として「110111000010100」を生成する。   MOD32 here generates, for example, “001000111101011” as the symbol “B” after encoding when the data before encoding is “10”, and after encoding when the data before encoding is “11”. "110111000010100" is generated as the symbol "-B".

受信装置2では、シンボル「A」やシンボル「−A」に対して系列の相関性を判断する相関器と、シンボル「B」やシンボル「−B」に対して系列の相関性を判断する相関器と、の2種類の相関器を用意しておく。そして、受信したシンボルの系列と相関比較用テンプレートとの間の相関性を各相関器が検出し、2ビットのデータを分離する。   In the receiving apparatus 2, a correlator that determines the correlation of the sequence with respect to the symbol “A” or the symbol “−A”, and a correlation that determines the correlation of the sequence with respect to the symbol “B” or the symbol “−B”. Two types of correlators are prepared. Each correlator detects the correlation between the received symbol sequence and the correlation comparison template, and separates the 2-bit data.

ここでは、シンボル「A」を検出する相関器が相関比較用テンプレートとしてシンボル「A」に対応する系列を記憶し、シンボル「B」を検出する相関器が相関比較用テンプレートとしてシンボル「B」に対応する系列を記憶しておく。   Here, the correlator that detects the symbol “A” stores the sequence corresponding to the symbol “A” as a correlation comparison template, and the correlator that detects the symbol “B” as the correlation comparison template into the symbol “B”. Store the corresponding series.

図23は、実施の形態2にかかる受信装置が検出する相関特性の一例を示す図である。
同図に示すように、送信装置1からシンボル「A」またはシンボル「−A」が送信された場合に、シンボル「A」を検出可能な相関器で受信信号を検出すると(図中の四角印でプロットした点)、符号化前データ「00」や、符号化前データ「01」が大きな相互相関値として検出される。
FIG. 23 is a diagram of an example of correlation characteristics detected by the receiving apparatus according to the second embodiment.
As shown in the figure, when a symbol “A” or a symbol “−A” is transmitted from the transmission apparatus 1 and a received signal is detected by a correlator capable of detecting the symbol “A” (the square mark in the figure). The data “00” before encoding and the data “01” before encoding are detected as large cross-correlation values.

送信装置1からシンボル「A」が送信された場合は、正の大きな相互相関値(15)が得られるため、この場合を符号化前データの「00」と判断する。一方、送信装置1からシンボル「−A」が送信された場合は、負の大きな相互相関値(−15)が得られるため、この場合を符号化前データ「01」と判断する。   When symbol “A” is transmitted from transmitter 1, a large positive cross-correlation value (15) is obtained, so this case is determined to be “00” of pre-encoding data. On the other hand, when the symbol “-A” is transmitted from the transmission apparatus 1, a large negative cross-correlation value (−15) is obtained. Therefore, this case is determined as pre-encoding data “01”.

また、送信装置1からシンボル「B」またはシンボル「−B」が送信された場合に、シンボル「B」を検出可能な相関器で受信信号を検出すると(図中の逆三角形印でプロットした点)、符号化前データ「10」や、符号化前データ「11」が大きな相互相関値として検出される。   In addition, when the symbol “B” or the symbol “−B” is transmitted from the transmission apparatus 1 and the received signal is detected by the correlator capable of detecting the symbol “B” (the point plotted by the inverted triangle mark in the figure). ), Pre-encoding data “10” and pre-encoding data “11” are detected as large cross-correlation values.

送信装置1からシンボル「B」が送信された場合は、正の大きな相互相関値(15)が得られるため、この場合を符号化前データの「10」と判断する。一方、送信装置1からシンボル「−B」が送信された場合は、負の大きな相互相関値(−15)が得られるため、この場合を符号化前データ「11」と判断する。   When the symbol “B” is transmitted from the transmission apparatus 1, a large positive cross-correlation value (15) is obtained, so this case is determined to be “10” of the pre-encoding data. On the other hand, when the symbol “−B” is transmitted from the transmission apparatus 1, a large negative cross-correlation value (−15) is obtained. Therefore, this case is determined to be pre-encoding data “11”.

ここでは、45フレーム目にシンボル「−A」とシンボル「B」が検出されるよう、送信装置1からシンボル「−A」とシンボル「B」が同時に送られている場合を示している。また、90フレーム目にシンボル「A」とシンボル「−B」が検出されるよう、送信装置1からシンボル「A」とシンボル「−B」が同時に送られている場合を示している。   Here, the case where the symbol “-A” and the symbol “B” are simultaneously transmitted from the transmission apparatus 1 is shown so that the symbol “-A” and the symbol “B” are detected in the 45th frame. Further, the case where the symbol “A” and the symbol “−B” are simultaneously transmitted from the transmission device 1 so that the symbol “A” and the symbol “−B” are detected in the 90th frame is shown.

また、送信装置1からシンボル「A」またはシンボル「−A」が送信された場合に、シンボル「B」を検出可能な相関器で受信信号を検出すると(図中の三角印でプロットした点)、小さな相互相関値しか検出されない。   In addition, when a symbol “A” or a symbol “−A” is transmitted from the transmission apparatus 1 and a received signal is detected by a correlator capable of detecting the symbol “B” (points plotted by triangles in the figure). Only a small cross-correlation value is detected.

また、送信装置1からシンボル「B」またはシンボル「−B」が送信された場合に、シンボル「A」を検出可能な相関器で受信信号を検出すると(図中の丸印でプロットした点)、小さな相互相関値しか検出されない。   In addition, when the symbol “B” or the symbol “−B” is transmitted from the transmission apparatus 1 and a received signal is detected by a correlator capable of detecting the symbol “A” (points plotted by circles in the figure). Only a small cross-correlation value is detected.

なお、実施の形態2では、送信する信号のデータ部において符号化前データを2ビットで構成し、2ビットのデータを符号化して送信することとしたが、符号化前データを3ビット以上で構成し、3ビット以上のデータを符号化して送信してもよい。この場合、受信装置では、符号化前データとして設定される種類分のデータを識別できるだけの相関器数を用意しておく。例えば、受信装置2では、2n(nは自然数)種類の送信前データに対して、2n/2個の相関器を用意しておく。 In Embodiment 2, the pre-encoding data is composed of 2 bits in the data portion of the signal to be transmitted, and the 2-bit data is encoded and transmitted. However, the pre-encoding data is 3 bits or more. It is also possible to configure and transmit data of 3 bits or more. In this case, the receiving apparatus prepares the number of correlators that can identify the data for the types set as the pre-encoding data. For example, the receiving apparatus 2 prepares 2 n / 2 correlators for 2 n (n is a natural number) types of pre-transmission data.

このように実施の形態2によれば、4種類(2ビット)の送信前データを互いに相関性が低くなるよう符号化するとともに、2個の相関器でデータを分離するので、送信装置1と受信装置2の間での通信容量が、実施の形態1の場合の2倍になる。   As described above, according to the second embodiment, four types of (2 bits) pre-transmission data are encoded so as to have low correlation with each other, and the data are separated by two correlators. The communication capacity between the receiving apparatuses 2 is twice that in the first embodiment.

実施の形態3.
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3では、送信装置1と受信装置2の間での通信容量を実施の形態1での通信容量よりも上げるために、送信する信号のデータ部において符号化前データを2ビットで構成するとともに、MOD32でチップ周期Tcの位置をずらす。そして、一般にPPM(PulsePhaseModulation)と呼ばれる方式と組み合わせて位置検出を行なう。受信装置2では、PPMの位置検出及び、実施の形態1で使用した相互相関回路(DEM49)を併用する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, in order to increase the communication capacity between the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 more than the communication capacity in the first embodiment, the data before encoding is configured with 2 bits in the data portion of the signal to be transmitted. At the same time, the position of the chip period Tc is shifted by MOD32. Then, position detection is performed in combination with a method generally called PPM (Pulse Phase Modulation). The receiving apparatus 2 uses both the PPM position detection and the cross-correlation circuit (DEM 49) used in the first embodiment.

このように実施の形態3によれば、符号化前データを2ビットで構成するとともに、チップ周期Tcの位置をずらしているので、送信装置1と受信装置2の間での通信容量を、実施の形態1の場合よりも大きくさせることが可能となる。   As described above, according to the third embodiment, the pre-encoding data is composed of 2 bits and the position of the chip period Tc is shifted, so that the communication capacity between the transmission device 1 and the reception device 2 is increased. It becomes possible to make it larger than the case of the form 1.

実施の形態4.
つぎに、この発明の実施の形態4について説明する。実施の形態4では、送信装置1と受信装置2の間での通信容量を実施の形態1での通信容量よりも上げるために、送信する信号のデータ部において所定のシンボル時間の間(例えば1シンボル時間の間)、「0」または「1」を送信し続ける。この場合をXとして、受信装置2にてXを判定する回路を設けることにより、送信装置1では1シンボル時間にて、「0」、「1」、「X」の3値を伝送できることとなる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, in order to increase the communication capacity between the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2 over the communication capacity in the first embodiment, a predetermined symbol time (for example, 1) is used in the data portion of the signal to be transmitted. During the symbol time) continue to transmit “0” or “1”. By providing a circuit for determining X in the receiving apparatus 2 in this case, the transmitting apparatus 1 can transmit three values “0”, “1”, and “X” in one symbol time. .

このように実施の形態4によれば、データ部において所定のシンボル時間の間、「0」を送信し続けることによって、「0」、「1」とは異なる「X」を送信することができるので、受信装置2では1シンボル時間にて、「0」、「1」、「X」の3値を受信することが可能になる。したがって、送信装置1と受信装置2の間での通信容量を実施の形態1の場合よりも大きくすることが可能となる。   Thus, according to the fourth embodiment, “X” different from “0” and “1” can be transmitted by continuously transmitting “0” for a predetermined symbol time in the data portion. Therefore, the receiving apparatus 2 can receive three values “0”, “1”, and “X” in one symbol time. Therefore, the communication capacity between the transmission device 1 and the reception device 2 can be made larger than that in the first embodiment.

なお、実施の形態2〜4で説明した方法を複数組み合わせて、実施の形態1の送信装置1と受信装置2の間で無線通信を行なってもよい。これにより、送信装置1と受信装置2の間での通信容量が、実施の形態2〜4の場合よりも大きくなる。また、実施の形態1〜4で説明した送信装置1や受信装置2は、変調器に応用して使用してもよい。   Note that a plurality of methods described in the second to fourth embodiments may be combined to perform wireless communication between the transmission device 1 and the reception device 2 in the first embodiment. Thereby, the communication capacity between the transmission apparatus 1 and the receiving apparatus 2 becomes larger than the case of Embodiment 2-4. Further, the transmission device 1 and the reception device 2 described in the first to fourth embodiments may be applied to a modulator.

以上のように、本発明にかかる受信装置および受信方法は、広帯域を利用するインパルス伝送無線通信のタイミング同期処理に適している。   As described above, the receiving apparatus and the receiving method according to the present invention are suitable for timing synchronization processing of impulse transmission wireless communication using a wide band.

実施の形態1にかかる送信装置の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a transmission device according to the first exemplary embodiment; 実施の形態1にかかる受信装置の構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the first exemplary embodiment; FIG. 実施の形態1にかかる送信装置の回路構成を示す回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of a transmission apparatus according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる受信装置の回路構成を示す回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of a receiving device according to a first exemplary embodiment; 送信装置から送信される信号の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the signal transmitted from a transmitter. シンボルとフレームの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a symbol and a flame | frame. シンボルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a symbol. シンボルのタイプ別の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure according to the symbol type. 実施の形態1にかかる送信装置の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the transmission device according to the first exemplary embodiment; MODで行なう符号処理の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the code process performed by MOD. DACから出力される信号の送信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission waveform of the signal output from DAC. Mixerから出力される信号の送信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission waveform of the signal output from Mixer. 実施の形態1にかかる受信装置の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing procedure of the receiving apparatus according to the first exemplary embodiment. 受信装置が受信する信号の受信波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the received waveform of the signal which a receiver receives. ADCを通過するデジタル信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the digital signal which passes ADC. 時間フィルタを通過した後の受信信号を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the received signal after passing a time filter. 実施の形態1にかかる受信装置の非同期検波処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining asynchronous detection processing of the receiving device according to the first exemplary embodiment; 相互相関値の出力値と符号化前データの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output value of a cross correlation value, and the data before encoding. 相互相関値の変化点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change point of a cross correlation value. 相互相関値の変化点の検出方法の具体例を示す図(1)である。It is a figure (1) which shows the specific example of the detection method of the change point of a cross correlation value. 相互相関値の変化点の検出方法の具体例を示す図(2)である。It is FIG. (2) which shows the specific example of the detection method of the change point of a cross correlation value. 実施の形態2にかかる受信装置の符号処理の一例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of encoding processing of the receiving apparatus according to the second exemplary embodiment; 実施の形態2にかかる受信装置が検出する相関特性の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of correlation characteristics detected by the receiving apparatus according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 送信装置
2 受信装置
11 信号生成部
12 信号送信部
13 制御部
21 信号受信部
22 復調部
23 制御部
31 FRAMER
32 MOD
33 DAC
34,45 LPF
35,44 Mixer
36 BPF
37,41 アンテナ
38,50 LOCAL
42 BPF
43 LNA
46 振幅電力変換ブロック
47 積分回路
48 ADC
49 DEM
51 SYNC
Tc チップ周期
Tf フレーム周期
Ts シンボル周期
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission apparatus 2 Reception apparatus 11 Signal generation part 12 Signal transmission part 13 Control part 21 Signal reception part 22 Demodulation part 23 Control part 31 FRAMER
32 MOD
33 DAC
34, 45 LPF
35,44 Mixer
36 BPF
37, 41 Antenna 38, 50 LOCAL
42 BPF
43 LNA
46 Amplitude power conversion block 47 Integration circuit 48 ADC
49 DEM
51 SYNC
Tc Chip period Tf Frame period Ts Symbol period

Claims (2)

プリアンブルが含まれた送信信号を受信し、当該受信信号内のプリアンブルを用いてタイミング同期を確立する受信装置であって、
送信側が、それぞれ「0」、「+1」または「−1」を示す複数のフレームで構成された第1のシンボルと、前記第1のシンボルを構成するフレーム系列における「0」を「+1」または「−1」に設定しかつ「+1」または「−1」を「0」に設定した第2のシンボルと、を含むプリアンブルを生成し、当該プリアンブルを含めて信号送信を行う場合において、当該プリアンブルが含まれた信号を受信し、所定の受信処理を実行する受信部と、
前記受信部が出力する信号を2乗し、その後、2乗後の受信信号と、前記第1のシンボルに対応する2乗後の受信信号または前記第2のシンボルに対応する2乗後の受信信号のうちの一方との相関値がプラスの値になるとともに他方との相関値がマイナスの値になるよう保持された予め既知のテンプレートと、の相関を演算し、演算結果として得られる相関値に基づいてタイミング同期を確立する復調部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A reception device that receives a transmission signal including a preamble and establishes timing synchronization using a preamble in the reception signal,
The transmitting side changes the first symbol composed of a plurality of frames each indicating “0”, “+1”, or “−1” and “+1” or “0” in the frame sequence constituting the first symbol. In the case of generating a preamble including the second symbol set to “−1” and “+1” or “−1” set to “0” and performing signal transmission including the preamble, the preamble A reception unit that receives a signal including a signal and executes a predetermined reception process;
The signal output from the receiving unit is squared, and then the squared received signal and the squared received signal corresponding to the first symbol or the squared received signal corresponding to the second symbol A correlation value obtained as a result of calculation by calculating a correlation with a previously known template in which the correlation value with one of the signals is a positive value and the correlation value with the other is a negative value. A demodulator that establishes timing synchronization based on:
A receiving apparatus comprising:
プリアンブルが含まれた送信信号を受信し、当該受信信号内のプリアンブルを用いてタイミング同期を確立する信号の受信方法であって、
送信側が、それぞれ「0」、「+1」または「−1」を示す複数のフレームで構成された第1のシンボルと、前記第1のシンボルを構成するフレーム系列における「0」を「+1」または「−1」に設定しかつ「+1」または「−1」を「0」に設定した第2のシンボルと、を含むプリアンブルを生成し、当該プリアンブルを含めて信号送信を行う場合において、当該プリアンブルが含まれた信号を受信し、所定の受信処理を実行する受信ステップと、
受信した信号を2乗し、その後、2乗後の受信信号と、前記第1のシンボルに対応する2乗後の受信信号または前記第2のシンボルに対応する2乗後の受信信号のうちの一方との相関値がプラスの値になるとともに他方との相関値がマイナスの値になるよう保持された予め既知のテンプレートと、の相関を演算し、演算結果として得られる相関値に基づいてタイミング同期を確立する復調ステップと、
を備えることを特徴とする受信方法。
A signal reception method for receiving a transmission signal including a preamble and establishing timing synchronization using the preamble in the reception signal,
The transmitting side changes the first symbol composed of a plurality of frames each indicating “0”, “+1”, or “−1” and “+1” or “0” in the frame sequence constituting the first symbol. In the case of generating a preamble including the second symbol set to “−1” and “+1” or “−1” set to “0” and performing signal transmission including the preamble, the preamble A reception step of receiving a signal including a signal and executing a predetermined reception process;
The received signal is squared, and then the squared received signal and the squared received signal corresponding to the first symbol or the squared received signal corresponding to the second symbol Calculate the correlation with a previously known template held so that the correlation value with one becomes a positive value and the correlation value with the other becomes a negative value, and the timing is based on the correlation value obtained as the calculation result A demodulation step to establish synchronization;
A receiving method comprising:
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