JP2000031933A - ユニークワード検出回路 - Google Patents

ユニークワード検出回路

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JP2000031933A JP20085498A JP20085498A JP2000031933A JP 2000031933 A JP2000031933 A JP 2000031933A JP 20085498 A JP20085498 A JP 20085498A JP 20085498 A JP20085498 A JP 20085498A JP 2000031933 A JP2000031933 A JP 2000031933A
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    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速無線通信システムにおいて、より短いユ
ニークワードパターンでユニークワードを検出して、伝
送効率を上げてフレーム同期を確立できるようにする。 【解決手段】 UWゲート信号生成部2は、ユニークワ
ードを検出する為のUWゲート信号(C)を生成する。
ゲート回路3は、UWゲート信号(C)で受信信号
(A)をマスクせさる。PN検出器5は、UWゲート信
号(C)のアクティブハイの期間中に、予め設定されて
いるユニークワード信号設定値と反転回路4の出力信号
を比較し、一致、不一致であるかを検出し出力する。U
W検出器6は、UWゲート信号(C)のアクティブハイ
の期間中に、予め設定されているユニークワード信号設
定値とゲート回路3の出力信号を比較し、UW検出信号
(E)を出力する。エラー検出器7は、PN検出器5の
出力信号とUW検出器6の出力信号によりユニークワー
ド検出を中止させる検出中止信号(D)を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基地局から移動局
への下り回線を時分割多重通信(Time DivisionMultipl
e Access)により、フレーム同期を確立する際に用いて
好適なユニークワード検出回路に関し、特にPN(Pseu
do Noise:疑似雑音)パターン繰り返しのプリアンブ
ル信号を用いたユニークワード検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、2.4GHz帯域の無線LAN
(Local Area Network)システムのようなデータ伝送で
は、フレーム同期を確立する際に受信信号に含まれてい
るユニークワードを検出するための手段が用いられてい
る。このような伝送システムでは、使用出来る周波数帯
域幅が限定されており、 ISM(Industrial Scientif
icand Medical equipment)バンドの電子レンジや医療
機器等と周波数帯域を共用する為、スペクトラム拡散方
式が使用されている。この無線LANの国際標準仕様で
あるIEEE802.11(The Institute of Electri
cal and ElectronicEngineers, Inc. 802.11)を例に説
明する。
【0003】図6は、従来技術によるIEEE802.
11のユニークワード検出回路の構成例を説明するため
のブロック図である。図6に示す無線LANの受信装置
は、アンテナ8、無線部9、逆拡散器10、UW検出器
(ユニークワード検出器)11から構成されている。図
6の受信装置は、基地局からの送信データをアンテナ8
で受信する。アンテナ8からの受信データは、無線部9
で周波数の変換処理が行われ、逆拡散器10へ出力され
る。逆拡散器10は、自己相互相関値を求めて、UW検
出器11へ受信データ信号(F)を出力する。 UW検
出器11は、順次出力された受信データ信号(F)と予
め設定されている16シンボルのユニークワードパター
ンとを比較し、一致したならば、 1パルスのUW検出
信号(G)を出力する。受信装置では、この1パルス信
号によりフレーム同期を確立し、データの取り込みを開
始している。
【0004】IEEE802.11の受信信号のプリア
ンブル部は、1バースト毎に同期を確立するために19
2シンボルの信号を先頭に付加した構成となっている。
更に、このプリアンブル信号列の中に、予め設定されて
いる位置に16シンボルの長いユニークワードパターン
が存在している。
【0005】図7は図6に示す受信装置における従来技
術のIEEE802.11による正常受信時によるユニ
ークワード検出の動作例を示すタイミング図である。U
W検出器11は、逆拡散器10から順次出力される受信
データ信号(F)に存在する192シンボルのプリアン
ブル信号列の中に含まれている16シンボルのユニーク
ワードと予め設定されている16シンボルのユニークワ
ードパターンとの比較を行い、一致した場合、1パルス
のUW検出信号(G)を出力する。
【0006】図8は、従来技術のIEEE802.11
による異常受信時のユニークワード検出の動作例を示す
タイミング図である。図6の逆拡散器10から順次出力
される受信データ信号(F)に先頭部に付加されている
192シンボルのプリアンブル信号列の中の16シンボ
ルのユニークワードにエラー発生した場合、UW検出器
11では、16シンボルのユニークワードパターンとの
比較結果が不一致となり、1パルスの検出信号が出力さ
れない。UW検出器11は、更に、情報データでも比較
を行い、UW信号と同じパターンが存在していたら1パ
ルスのUW検出信号(G)を出力する。即ち、情報デー
タ中に同じユニークワードパターン信号が存在する確率
は少ないものの間違って検出してしまうことになる。
【0007】なお、本発明に関係するものとしては、例
えば、特開平09―23221号公報に示されるよう
に、ユニークワード以外の雑音の誤検出を防止するもの
や、特開平07―15423号公報に示されるように、
誤った位置にアパーチャ区間を設定してしまう可能性を
低減し、ユニークワード誤検出率を下げるものや、特開
昭56―8916号公報に示されるように、最初の検出
パルスでアパーチャ信号を停止させることにより、最初
の検出パルスを真のユニークワードの検出パルスとして
次のアパーチャ信号の発生を制御するというようなもの
が従来から知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のユニークワ
ード検出手法では、雑音(ノイズ)や反射波等による悪
い環境下に対して強いシステムを構築するには、ユニー
クワードを長くする必要がある。しかしながら、ユニー
クワードを長くすると伝送効率が低下する。また、プリ
アンブル信号中のユニークワード信号にエラー発生した
場合に、情報データ中にあるユニークワード信号と同じ
パターンを誤検出してしまうという問題が生じる。本発
明は以上の問題点を考慮しており、高速無線通信システ
ムにおいて、31シンボル繰り返し等の所定シンボル繰
り返しのPN符号であるプリアンブル信号を用いること
により短いユニークワードパターンで精度良くユニーク
ワードを検出することができ、伝送効率を上げフレーム
同期を確立することができるユニークワード検出回路を
提供することを目的とする。さらに本発明は、受信デー
タ中にエラーが発生した場合にもユニークワード信号の
誤検出を防止することができるユニークワード検出回路
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、受信信号にお
ける復調データの開始を検出する相関演算処理器と、前
記相関演算処理器の出力信号に基づいて、ユニークワー
ド(UW)を検出する期間を指定する為のゲート信号を
生成して出力するユニークワード・ゲート信号生成部
と、前記ユニークワード・ゲート信号生成部から出力さ
れたゲート信号に基づく期間、前記受信信号を通過せさ
るゲート回路と、前記ゲート回路の出力信号を反転させ
る反転回路と、前記ユニークワード・ゲート信号生成部
からゲート信号が出力されている期間に、予め定められ
たユニークワード信号設定値と前記反転回路の出力信号
を比較し、一致、不一致を検出して検出結果を出力する
疑似雑音(PN)検出器と、前記ユニークワード・ゲー
ト信号生成部からゲート信号が出力されている期間に、
予め定められた前記ユニークワード信号設定値と前記ゲ
ート回路の出力信号を比較し、比較結果をユニークワー
ド検出信号として出力するユニークワード(UW)検出
器と、前記疑似雑音検出器の出力信号と前記ユニークワ
ード検出器の出力信号によりユニークワード検出を中止
させる信号を出力するエラー検出器とを備えていること
を特徴としている。
【0010】また、請求項2記載の発明は、前記受信信
号が、各バーストのプリアンブル信号に所定シンボル数
からなる複数の繰り返し疑似雑音符号を有するものであ
って、且つ少なくとも2つの疑似雑音符号に予め定めら
れたユニークワード信号設定値を示すシンボルと、ユニ
ークワード信号設定値を反転した値を示すシンボルとが
それぞれ含まれていることを特徴としている。また、請
求項3記載の発明は、前記受信信号が、各バーストのプ
リアンブル信号に所定シンボル数からなる複数の繰り返
し疑似雑音符号を有するものであって、且つ少なくとも
1つの疑似雑音符号に予め定められたユニークワード信
号設定値を示すシンボルと、少なくとも2つ以上の疑似
雑音符号にユニークワード信号設定値を反転した値を示
すシンボルとがそれぞれ含まれていることを特徴として
いる。
【0011】また、請求項4記載の発明は、前記エラー
検出器が、前記疑似雑音検出器の出力信号が比較結果が
不一致であることを示し、且つ前記ユニークワード検出
器の出力信号が比較結果が不一致であることを示したと
きに、前記ユニークワード検出を中止させる信号を出力
することを特徴としている。また、請求項5記載の発明
は、前記エラー検出器が、前記ユニークワード・ゲート
信号生成部からゲート信号が出力されている期間に、前
記疑似雑音検出器の出力信号が比較結果が一致であるこ
とを示すか、又は前記ユニークワード検出器の出力信号
が比較結果が一致であることを示すかしないときに、前
記ユニークワード検出を中止させる信号を出力すること
を特徴としている。
【0012】本発明のユニークワード検出回路において
は例えば31シンボル繰り返しの疑似雑音符号(PN符
号:Pseudo Noise)であるプリアンブル信号を用いる
ことにより短いユニークワード信号で検出することが可
能である。また、本発明によるユニークワード検出回路
においては、例えば31シンボル繰り返しのPN符号の
プリアンブル信号中にあるPNパターン及びUWパター
ンを比較することによりユニークワードを検出すること
が出来る。従来技術によるユニークワード検出回路で生
じていたプリアンブル信号中のユニークワード信号にエ
ラー発生した場合に情報データ中のユニークワード信号
と同じパターンを誤検出するといった問題や長いユニー
クワード信号による伝送効率の低下といった問題が解決
される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態ついて図
面を参照して説明する。大容量の情報を伝送することが
可能なマルチメディア移動通信であるW−ATM(Wire
less−Asynchronous Transfer Mode)は、5GHz帯の
標準化がスタートされている。このW−ATMを例に説
明する。
【0014】ここで図1および図2を参照して、本発明
によるユニークワード検出回路を動作させるために用い
られる伝送信号のプリアンブル部およびそれに含まれる
ユニークワードに対応する信号を発生するための構成と
発生信号の一例について説明する。なお、図3に示すユ
ニークワード検出回路は、例えば基地局から移動局への
下り回線を時分割多重通信により伝送するシステムにお
いて図6に示すような受信装置におけるUW検出器11
に換えてフレーム同期を確立するために用いられるもの
である。
【0015】図1は、本発明で用いられる伝送信号のプ
リアンブル部を発生するためのプリアンブル信号発生器
の構成例を示すブロック図である。プリアンブル信号発
生器は、順次、従属接続されている5個のシフトレジス
タ100,101,102,103,104と、シフトレジスタ102の出
力とシフトレジスタ104の出力を加算し、2による剰余
算を行った結果をシフトレジスタ100と加算器106へ出力
するmod2の加算器105と、所定のタイミングで加算
器105の出力に予め定められたユニークワード検出用の
5シンボル・データを付加して出力するセレクタ付きの
加算器106とから構成されている。本実施例では図1に
示すような回路を用いて、基地局で、1バースト毎に同
期を確立してデータの取り込みスタートを検出できるよ
うに為に、1バーストの先頭に付加されるプリアンブル
信号として、31シンボル繰り返しの疑似雑音符号(P
N符号)と、最終シンボルの5シンボルを反転させたU
W(ユニークワード)パターンとからなる信号を発生さ
せる。受信装置では、このユニークワードを検出するこ
とでフレーム同期を確立することができる。
【0016】図2は、本発明を実現するプリアンブル信
号の構成例を示すタイミング図である。プリアンブル長
は320シンボルで、31シンボル繰り返しのPN符号
ブロック(P(1))〜(P(11))から構成されて
いる。PN符号ブロック(P(1))〜(P(10))
中に各5シンボルのPNパターン(PN(1))〜(P
N(10))が存在する。5シンボルのPNパターン
(P(1))〜(P(10))を反転させたものが、U
Wパターン(UW)である。更に、 PN符号ブロック
(P(11))中には5シンボルのUWパターン(U
W)が存在する。
【0017】図3は、受信装置において用いられる本発
明によるユニークワード検出回路の実施形態を示すブロ
ック図である。図3に示すユニークワード検出回路は、
相関演算処理器1、UW(ユニークワード)ゲート信号
生成部2、ゲート回路3、反転回路4、PN(疑似雑
音)検出器5、 UW検出器6、エラー検出器7から構
成されている。相関演算処理器1は、入力された受信デ
ータ信号(A)からプリアンブル期間中の31シンボル
繰り返しのPN符号ブロック(P(1))〜(P(1
0))の先頭を検出した時点で発生され、かつ情報デー
タが終了するまで保持される復調データ開始信号(B)
をUWゲート信号生成部2へ出力する。プリアンブル信
号中、何番目のPN符号ブロック(P(1))〜(P
(11))から開始されるかは、キャリアセンス信号の
立ち上がりによって変化する。UWゲート信号生成部2
は、PN符号ブロック(P(1))〜(P(11))の
先頭が分かれば、何番目にPNパターン(PN(1))
〜(PN(10))とUWパターン(UW)が存在して
いるのかが分かる。復調データ開始信号(B)の立ち上
がりをトリガにしてプリアンブル期間中の5個のアクテ
ィブハイのUWゲート信号(C)がゲート回路3とPN
検出器5とUW検出器6へ出力される。PN検出器5と
UW検出器6は、その期間中のみ検出を行う。
【0018】ゲート回路3は、受信データ信号(A)を
UWゲート信号生成部2からのUWゲート信号(C)を
用い、アンド回路によりマスクすることで、UWゲート
信号がアクティブハイの期間中のみ受信データを反転回
路4とPN検出器5へ出力する。反転回路4は、ゲート
回路3からの出力信号を反転させてPN検出器5へ出力
する。
【0019】PN検出器5は、UWゲート信号(C)が
アクティブハイの期間中のみ検出動作状態に選択され、
反転回路4からの出力信号をラッチしたPNパターン
(PN(1))〜(PN(10))と予め設定されてい
る5シンボルのユニークワード信号の比較を行う。PN
検出器5は、比較結果が一致した場合は、順次後続する
PNパターン(PN(2))〜(PN(10))との比
較を実行するが、不一致であった場合は、次のPNパタ
ーン(例えばPN(1)で不一致の場合はPN(2))
との比較を行わない。またPN検出器5は、不一致の場
合は、このバースト信号に対してのユニークワード検出
を中止し、比較結果が不一致であることを示す信号をエ
ラー検出器7へ出力する。
【0020】UW検出器6は、UWゲート信号(C)の
アクティブハイの期間中のみ検出動作状態に選択され、
ゲート回路3からの出力信号をラッチしたUWパターン
(UW)と予め設定させている5シンボルのユニークワ
ード信号の比較を行う。一致した場合は、1パルスのU
W検出信号(E)を生成しエラー検出器7へ出力する。
不一致であった場合は、不一致であることを示す信号を
エラー検出器7へ出力する。
【0021】エラー検出器7では、PN検出器5におい
て検出動作期間にPNパターンが検出されず、且つ、U
W検出器6において検出動作期間にUWパターン信号が
検出されなかった場合、即ち、エラー受信が発生したな
らば検出中止信号(D)を出力する。よって、受信装置
では、このバースト信号の検出を中止させることによ
り、情報データ等による誤検出を防止することができ
る。
【0022】図4は、図3のユニークワード検出回路に
おける正常受信時のユニークワード検出の動作例を示す
タイミング図である。順次出力される受信データ信号
(A)には、320シンボルのプリアンブル信号列の中
に5シンボルのPNパターン(PN(1))〜(PN
(10))とUWパターン(UW)が付加されている。
復調データ開始信号(B)は、31シンボル繰り返しの
PN符号ブロック(P(1))〜(P(11))の先頭
を検出したところで立ち上げられ、情報データが終了す
るまで保持される。
【0023】UWゲート信号(C)は、復調データ開始
信号(B)の立ち上がりより、PNパターン(PN
(1))〜(PN(10))及びUWパターン(UW)
を検出する為に5シンボルのアクティブハイゲート信号
として生成されている。予め設定されている5シンボル
のユニークワードパターンに対して、最初のPNパター
ン(PN(1))がそれを反転した値であった場合、更
に次のPNパターン(PN(2))に対する比較が実行
される。さらに継続して比較結果が反転状態であった場
合は、順次後続するPNパターン(〜PN(10))と
の比較が行われる。そして、最後のPNパターン(PN
(11))において、UWパターン(UW)との比較結
果が一致を示したならば、1パルスのUW検出信号
(E)が出力される。正常受信即ち、エラーが発生して
いない時は、検出中止信号(D)はロウレベル信号であ
る。
【0024】図5は、図3のユニークワード検出回路に
おける異常受信時のユニークワード検出の動作例を示す
タイミング図である。順次出力される受信データ信号
(A)がエラーの時は、PNパターン((PN1))〜
(PN(10))は、予め設定されている5シンボルの
ユニークワードパターンの反転信号ではない。また、U
Wパターン(UW)は、予め設定されている5シンボル
のユニークワードパターンの信号ではない。予め設定さ
れている5シンボルのユニークワードパターンと最初の
PNパターン(PN(1))とを比較した結果が反転し
ていない場合、ユニークワードの検出を中止させる1パ
ルスの検出中止信号(D)が出力される。よって、この
バースト信号の検出を中止させることにより、誤検出を
防止を行うことができる。また、UW検出信号(E)
は、ロウレベル信号を出力する。
【0025】このように、本実施形態によれば、31シ
ンボル繰り返しのPN符号中のPNパターン(PN
(1))〜(PN(10))とUWパターン(UW)を
比較することにより、従来技術の場合で発生していた情
報データ中のユニークワードパターンの誤検出を防止す
ることが出来る。更に、短いユニークワード信号で検出
することにより伝送速度を上げ同期確立時間を短縮する
ことが出来るという効果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、ユニー
クワードを検出する期間を限定するので、受信データ中
にエラーが発生した場合、バースト信号の検出を中止さ
せることができ、情報データ中の同じユニークワードパ
ターンを誤検出することはない。更に、例えば31シン
ボル繰り返し等のPN符号であるプリアンブル信号を用
いることにより短いユニークワード信号で検出し伝送速
度を上げ同期確立時間を短縮することが出来るという効
果を有する。また、ユニークワードパターンとその反転
パターンをプリアンブル信号中に混在させたり、パター
ンの繰り返し回数を複数とすることで、さらに誤検出を
榜示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実現するために基地局において用い
るプリアンブル信号発生器の構成例を示すブロック図で
ある。
【図2】 本発明を実現するために用いるプリアンブル
信号の構成例を示すタイミング図である。
【図3】 本発明によるユニークワード検出回路の実施
形態を示すブロック図である。
【図4】 図3のユニークワード検出回路におけるユニ
ークワード検出の動作例を示すタイミング図である。
【図5】 図3のユニークワード検出回路におけるユニ
ークワード検出の動作例を示すタイミング図である。
【図6】 従来技術のIEEE802.11によるユニ
ークワード検出回路を説明するためのブロック図であ
る。
【図7】 従来技術のIEEE802.11による正
常受信時によるユニークワード検出の動作例を示すタイ
ミング図である。
【図8】 従来技術のIEEE802.11による異
常受信時によるユニークワード検出の動作例を示すタイ
ミング図である。
【符号の説明】
1:相関演算処理器,2:UWゲート信号生成部,3:
ゲート回路,4:反転回路,5:PN検出器,6:UW
検出器,7:エラー検出器,8:アンテナ,9:無線
部,10:逆拡散器,11:UW検出器,A:受信デー
タ信号,B:復調データ開始信号,C:UWゲート信
号,D:検出中止信号,E:UW検出信号,F:受信デ
ータ信号,G:UW検出信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信信号における復調データの開始を検
    出する相関演算処理器と、 前記相関演算処理器の出力信号に基づいて、ユニークワ
    ードを検出する期間を指定する為のゲート信号を生成し
    て出力するユニークワード・ゲート信号生成部と、 前記ユニークワード・ゲート信号生成部から出力された
    ゲート信号に基づく期間、前記受信信号を通過せさるゲ
    ート回路と、 前記ゲート回路の出力信号を反転させる反転回路と、 前記ユニークワード・ゲート信号生成部からゲート信号
    が出力されている期間に、予め定められたユニークワー
    ド信号設定値と前記反転回路の出力信号を比較し、一
    致、不一致を検出して検出結果を出力する疑似雑音検出
    器と、 前記ユニークワード・ゲート信号生成部からゲート信号
    が出力されている期間に、予め定められた前記ユニーク
    ワード信号設定値と前記ゲート回路の出力信号を比較
    し、比較結果をユニークワード検出信号として出力する
    ユニークワード検出器と、 前記疑似雑音検出器の出力信号と前記ユニークワード検
    出器の出力信号によりユニークワード検出を中止させる
    信号を出力するエラー検出器とを備えていることを特徴
    とするユニークワード検出回路。
  2. 【請求項2】 前記受信信号が、各バーストのプリアン
    ブル信号に所定シンボル数からなる複数の繰り返し疑似
    雑音符号を有するものであって、且つ少なくとも2つの
    疑似雑音符号に予め定められたユニークワード信号設定
    値を示すシンボルと、ユニークワード信号設定値を反転
    した値を示すシンボルとがそれぞれ含まれていることを
    特徴とする請求項1記載のユニークワード検出回路。
  3. 【請求項3】 前記受信信号が、各バーストのプリアン
    ブル信号に所定シンボル数からなる複数の繰り返し疑似
    雑音符号を有するものであって、且つ少なくとも1つの
    疑似雑音符号に予め定められたユニークワード信号設定
    値を示すシンボルと、少なくとも2つ以上の疑似雑音符
    号にユニークワード信号設定値を反転した値を示すシン
    ボルとがそれぞれ含まれていることを特徴とする請求項
    1記載のユニークワード検出回路。
  4. 【請求項4】 前記エラー検出器が、前記疑似雑音検出
    器の出力信号が比較結果が不一致であることを示し、且
    つ前記ユニークワード検出器の出力信号が比較結果が不
    一致であることを示したときに、前記ユニークワード検
    出を中止させる信号を出力することを特徴とする請求項
    2又は3記載のユニークワード検出回路。
  5. 【請求項5】 前記エラー検出器が、前記ユニークワー
    ド・ゲート信号生成部からゲート信号が出力されている
    期間に、前記疑似雑音検出器の出力信号が比較結果が一
    致であることを示すか、又は前記ユニークワード検出器
    の出力信号が比較結果が一致であることを示すかしない
    ときに、前記ユニークワード検出を中止させる信号を出
    力することを特徴とする請求項2又は3記載のユニーク
    ワード検出回路。
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