JP2001044904A - Frame synchronizing device and method for establishing frame synchronization - Google Patents

Frame synchronizing device and method for establishing frame synchronization

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JP2001044904A
JP2001044904A JP11219182A JP21918299A JP2001044904A JP 2001044904 A JP2001044904 A JP 2001044904A JP 11219182 A JP11219182 A JP 11219182A JP 21918299 A JP21918299 A JP 21918299A JP 2001044904 A JP2001044904 A JP 2001044904A
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Japan
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signal
correlation
frame
arrival
frame synchronization
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JP11219182A
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Japanese (ja)
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Kazuhiko Fukawa
和彦 府川
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NTT Docomo Inc
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NTT Docomo Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To apply a device and method under a propagation situation in which the same channel interference in digital radio communication cannot be ignored. SOLUTION: This device consists of a receiving means 30 which receives a receiving wave including a frame synchronizing signal with a plurality of antennas 111 to 11k down converts the receiving wave and outputs the receiving wave as a received baseband signal, a synthesizing means 50 which estimathes an arrival direction of an incoming wave from the received baseband signal, weights and synthesuzes the received baseband signal so as to separate and extract only the signal in the direction of each arrival angle estimate and outputs a synthetic signal in each arrival angle estimate, and a correlation detecting means 51 which calculates correlation between the synthetic signal of each arrival angle estimate and the frame synchronizing signal and extracts frame timing on the basis of these correlation signals.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム同期装置
及びフレーム同期確立方法に係り、特に、ディジタル無
線通信における同一チャネル干渉が無視できない伝搬状
況下等で適用可能なフレーム同期装置及びフレーム同期
確立方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frame synchronization apparatus and a frame synchronization establishment method, and more particularly, to a frame synchronization apparatus and a frame synchronization establishment method applicable in a propagation condition where co-channel interference in digital radio communication cannot be ignored. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル移動通信における復調動作で
は、まずフレーム同期を確立することが重要であり、特
にTDMA(Time Division Multiple Access:時分
割多元接続)方式等のバースト伝送では必須となる。図
1に、従来のフレーム同期装置の構成を示す。なお、送
信信号は、図2に示すように、時間幅TFSのフレーム同
期信号31の後に時間幅TD のデータ信号32が続くフ
レーム構成で送られるものとする。まず、アンテナ11
から受信した受信波は、低雑音アンプ12で増幅された
後にハイブリッド13で分岐される。
2. Description of the Related Art In demodulation operation in digital mobile communication, it is important to establish frame synchronization first, and in particular, it is essential in burst transmission such as TDMA (Time Division Multiple Access). FIG. 1 shows a configuration of a conventional frame synchronization device. As shown in FIG. 2, the transmission signal is transmitted in a frame configuration in which a frame synchronization signal 31 having a time width T FS is followed by a data signal 32 having a time width T D. First, the antenna 11
Are amplified by the low-noise amplifier 12 and then branched by the hybrid 13.

【0003】ハイブリッド13で分岐された一方の信号
は、キャリア信号発生器18が出力するキャリア信号を
乗算器141 で乗算された後に、ローパスフィルタ15
1 へ入力される。そして、A/D変換器161 でサンプ
リング周期TS ごとにサンプリングされ、ディジタル信
号に変換される。ハイブリッド13で分岐された他方の
信号は、移相器17により90度位相回転したキャリア
信号を乗算器142 で乗算され、ローパスフィルタ15
2 へ入力された後に、A/D変換器162 でサンプリン
グされ、ディジタル信号に変換される。
[0003] One of the signals branched by the hybrid 13, after being multiplied by the carrier signal when the carrier signal generator 18 outputs a multiplier 14 1, the low-pass filter 15
Entered into 1 . Then, the signal is sampled by the A / D converter 16 1 every sampling period T S and converted into a digital signal. The other signal branched by the hybrid 13 is multiplied by a multiplier 14 2 by a carrier signal whose phase is rotated by 90 degrees by a phase shifter 17, and the low-pass filter 15
After being input to the 2, it is sampled by the A / D converter 16 2 and converted into a digital signal.

【0004】この操作は、受信信号のRF周波数帯から
ベースバンド帯へのダウンコンバートであり、A/D変
換器161 及びA/D変換器162 の出力は、準同期検
波信号の同相成分及び直交成分に相当し、2つを合わせ
て受信ベースバンド信号とする。以後、ベースバンド信
号は全て同相成分を実部で、直交成分は虚部とする複素
数表示で表わすことにする。
[0004] This operation is down-converted from the RF frequency band of the received signal to baseband, the output of the A / D converter 16 1 and the A / D converter 16 2 in-phase component of the quasi-synchronized detection signal And a quadrature component, and the two are combined to form a received baseband signal. Hereinafter, all baseband signals will be represented by complex numbers with the in-phase component as the real part and the quadrature component as the imaginary part.

【0005】なお、ここで、低雑音アンプ12、ハイブ
リッド13、乗算器141 、乗算器142 、移相器1
7、ローパスフィルタ151 、ローパスフィルタ1
2 、A/D変換器161 、A/D変換器162 は、ベ
ースバンド受信信号発生器10を構成する。相関器19
は、受信ベースバンド信号と、フレーム信号メモリ20
が出力するフレーム同期信号との相関を求め出力する。
この相関値は複素数であり、絶対値2乗演算回路21
は、この相関値の絶対値2乗を求め、最大値検出器22
へ出力する。この最大値検出器22では、フレーム信号
区間TF (=TFS+TD )で相関値の絶対値2乗が最大
となるタイミングを求め、これをフレームタイミングと
して出力端子へ出力する。相関値の絶対値2乗が最大と
なるタイミングをフレームタイミングとする理由につい
ては後述する。
Here, the low noise amplifier 12, the hybrid 13, the multiplier 14 1 , the multiplier 14 2 , and the phase shifter 1
7, low-pass filter 15 1 , low-pass filter 1
5 2, A / D converter 16 1, A / D converter 16 2 constitutes a baseband receive signal generator 10. Correlator 19
Represents the received baseband signal and the frame signal memory 20
Is obtained and output.
This correlation value is a complex number, and the absolute value square operation circuit 21
Calculates the absolute value square of this correlation value and calculates the maximum value detector 22
Output to The maximum value detector 22 obtains the timing at which the absolute value square of the correlation value becomes maximum in the frame signal section T F (= T FS + T D ), and outputs this to the output terminal as the frame timing. The reason why the timing at which the absolute value square of the correlation value becomes the maximum is set as the frame timing will be described later.

【0006】図3に図1の相関器19の構成例を示す。
この構成は、トランスバーサルフィイルタと等価であ
り、各複素乗算器421 〜42N'には、入力端子CIか
ら入力する受信ベースバンド信号と遅延時間TS の遅延
素子431 〜43N'-1で遅延された受信ベースバンド信
号が設定され、入力端子FIから入力するフレーム同期
信号の複素共役と乗算される。
FIG. 3 shows a configuration example of the correlator 19 shown in FIG.
This configuration is equivalent to a transversal filter. Each of the complex multipliers 42 1 to 42 N ′ includes a reception baseband signal input from an input terminal CI and delay elements 43 1 to 43 N ′ of a delay time T S. A received baseband signal delayed by -1 is set and multiplied by the complex conjugate of the frame synchronization signal input from input terminal FI.

【0007】ここで、N’は整数で、フレーム同期信号
の符号長をN、変調のシンボル周期をTとするとき、
N’=N(T/TS )である。複素加算器41は、各複
素乗算器421 〜42N'の乗算結果を足しあわせ、相関
値として出力端子COへ出力する。上述のフレーム同期
信号は通常、自己相関の鋭い、即ち自身との相関が、時
間差零のとき鋭いピークとなる符号系列が用いられる。
このような符号系列としてPN系列があり、その自己相
関を図4に示す。なお、この図ではTS =Tとした。
Here, N ′ is an integer. When the code length of the frame synchronization signal is N and the symbol period of the modulation is T,
N ′ = N (T / T S ). The complex adder 41 adds the multiplication results of the complex multipliers 42 1 to 42 N ′ and outputs the result to the output terminal CO as a correlation value. As the above-mentioned frame synchronization signal, a code sequence having a sharp autocorrelation, that is, a code sequence having a sharp peak when the correlation with itself has a time difference of zero is used.
There is a PN sequence as such a code sequence, and its autocorrelation is shown in FIG. In this figure, T S = T.

【0008】従って、フレーム同期信号として、自己相
関の鋭い符号を用いると、送信側と受信側のタイミング
が一致したときに相関がピークとなる。マルチパス伝搬
路で、直接波と、遅延時間τ1 とτ2 の遅延波が2波到
来する場合、その相関値の絶対値2乗の例を図5に示
す。図5において、時刻t1 において直接波のフレーム
同期信号と受信側のタイミングが一致し、この時刻にお
いて相関値の絶対値2乗はピークとなる。なお、この値
は直接波の電力に比例する。時刻t2 =t1 +τ1 及び
3 =t2 +τ2 についても同様で、これらの時刻にお
いて遅延時間τ1 とτ2 の遅延波のフレーム同期信号と
受信側のタイミングが一致し、相関値の絶対値2乗がピ
ークとなる。これらの値もそれぞれの遅延波の電力に比
例する。従って、相関値の絶対値2乗が最大となるタイ
ミングを見つければ、マルチパスの中で電力最大となる
パスに対応するフレームタイミングが抽出できる。
Therefore, if a code having sharp autocorrelation is used as the frame synchronization signal, the correlation peaks when the timings on the transmitting side and the receiving side match. When two direct waves and two delayed waves with delay times τ 1 and τ 2 arrive on the multipath channel, an example of the square of the absolute value of the correlation value is shown in FIG. In FIG. 5, at time t 1 , the frame synchronization signal of the direct wave matches the timing on the receiving side, and at this time, the absolute value square of the correlation value reaches a peak. This value is proportional to the power of the direct wave. The same applies to times t 2 = t 1 + τ 1 and t 3 = t 2 + τ 2. At these times, the frame synchronization signal of the delay wave of delay time τ 1 and τ 2 matches the timing of the receiving side, and the correlation value The absolute value squared becomes the peak. These values are also proportional to the power of each delayed wave. Therefore, if the timing at which the absolute value square of the correlation value becomes the maximum is found, the frame timing corresponding to the path having the maximum power among the multipaths can be extracted.

【0009】次に、図1のフレーム同期装置をダイバー
シチ受信に拡張した構成を図6に示す。まず、各アンテ
ナ111 〜11K からの受信信号に対して、それぞれベ
ースバンド信号発生器101 〜10K を設け、RF周波
数帯の受信信号をベースバンド帯へ変換し、受信ベース
バンド信号を生成する。ここで、アンテナ111 〜11
K 、ベースバンド信号発生器101 〜10K 、及びキャ
リア信号発生器18は、受信手段30に相当する。次
に、各アンテナ111 〜11K からの受信ベースバンド
信号は、相関器191 〜19K へ入力され、フレーム同
期信号との相関が出力される。そして、絶対値2乗演算
器211 〜21K は、この相関の絶対値2乗を求め出力
する。これらの値は加算器23で足しあわされ、最大値
検出器22に入力される。
Next, FIG. 6 shows a configuration in which the frame synchronizer of FIG. 1 is extended to diversity reception. First, the received signal from each antenna 11 1 to 11 K, the baseband signal generator 10 1 to 10 K respectively, converts the received signal of the RF frequency band to baseband, the received baseband signal Generate. Here, antennas 11 1 to 11
K , the baseband signal generators 10 1 to 10 K , and the carrier signal generator 18 correspond to the receiving unit 30. Next, the received baseband signals from the antennas 11 1 to 11 K are input to the correlators 19 1 to 19 K , and the correlation with the frame synchronization signal is output. Then, the absolute value square calculators 21 1 to 21 K calculate and output the absolute value square of the correlation. These values are added by the adder 23 and input to the maximum value detector 22.

【0010】最大値検出器22では、フレーム信号区間
で相関値の絶対値2乗和が最大となるタイミングを求
め、これをフレームタイミングとして出力する。この構
成では、ダイバーシチにより相関値の絶対値2乗のピー
ク値を増幅することができ、フレーム同期の精度を向上
させることができる。しかしながら、図1及び図6に示
した従来のフレーム同期装置では、同一チャネル干渉が
無視できない場合には、相関操作による干渉抑圧で干渉
波電力を1/Nまで減少させることができるが、干渉波
電力が希望波の電力のN倍程度になると特性が大幅に劣
化するという欠点があった。
The maximum value detector 22 determines a timing at which the sum of the absolute values of the correlation values becomes maximum in the frame signal section, and outputs this as a frame timing. With this configuration, the peak value of the square of the absolute value of the correlation value can be amplified by the diversity, and the accuracy of frame synchronization can be improved. However, in the conventional frame synchronizer shown in FIGS. 1 and 6, when co-channel interference cannot be ignored, the interference wave power can be reduced to 1 / N by the interference suppression by the correlation operation. When the power becomes about N times the power of the desired wave, there is a disadvantage that the characteristics are significantly deteriorated.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディジタル
無線通信における同一チャネル干渉が無視できない伝搬
状況下等で適用可能なフレーム同期装置及びフレーム同
期確立方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a frame synchronization apparatus and a frame synchronization establishment method which can be applied under the propagation conditions where co-channel interference in digital wireless communication cannot be ignored.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、フレーム同期装置において、フレーム同期信号を
含む受信波を複数のアンテナで受信し、ダウンコンバー
トして受信ベースバンド信号として出力する受信手段
と、前記受信ベースバンド信号から到来波の到来方向を
推定し、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出す
るように前記受信ベースバンド信号を重み付け合成し
て、前記到来角推定値ごとの合成信号を出力する合成手
段と、前記到来角推定値ごとの前記合成信号と前記フレ
ーム同期信号との相関を求め、これらの相関信号を基に
フレームタイミングを抽出する相関検出手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, in a frame synchronization apparatus, a reception wave including a frame synchronization signal is received by a plurality of antennas, down-converted, and output as a reception baseband signal. Receiving means for estimating the direction of arrival of an incoming wave from the received baseband signal, and weighting and combining the received baseband signal so as to separate and extract only the signal in the direction of each angle of arrival estimation; A synthesizing unit that outputs a synthesized signal for each value, and a correlation detecting unit that obtains a correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal for each of the arrival angle estimation values, and extracts a frame timing based on these correlation signals. It is characterized by having.

【0013】請求項1記載の発明によれば、フレーム同
期信号を含む受信波を複数のアンテナで受信し、ダウン
コンバートして受信ベースバンド信号として出力する受
信手段と、受信ベースバンド信号から到来波の到来方向
を推定し、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出
するように受信ベースバンド信号を重み付け合成して、
到来角推定値ごとの合成信号を出力する合成手段と、到
来角推定値ごとの合成信号とフレーム同期信号との相関
を求め、これらの相関信号を基にフレームタイミングを
抽出する相関検出手段とを備えたことにより、複数のア
ンテナで受信したフレーム同期信号を含む受信ベースバ
ンド信号から到来波の到来方向を推定し、各到来角推定
値の方向の信号のみを分離抽出するように受信ベースバ
ンド信号を重み付け合成し、この合成信号とフレーム同
期信号との相関に基づきフレームタイミングを抽出し
て、ディジタル無線通信における同一チャネル干渉が無
視できない伝搬状況下等で適用可能なフレーム同期装置
を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, receiving means for receiving a received wave including a frame synchronization signal by a plurality of antennas, down-converting the down-converted signal and outputting it as a received baseband signal, and arriving from the received baseband signal Estimating the direction of arrival of, and weighting and combining the received baseband signals so as to separate and extract only the signal in the direction of each angle of arrival estimation,
A synthesizing unit that outputs a synthesized signal for each arrival angle estimation value, and a correlation detection unit that obtains a correlation between the synthesized signal for each arrival angle estimation value and the frame synchronization signal, and extracts a frame timing based on these correlation signals. With this arrangement, the direction of arrival of an incoming wave is estimated from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas, and the received baseband signal is separated and extracted only in the direction of each direction of arrival angle estimation value. A frame synchronizing apparatus, which extracts a frame timing based on a correlation between the synthesized signal and the frame synchronizing signal, and provides a frame synchronizing apparatus which can be applied under a propagation condition where co-channel interference in digital wireless communication cannot be ignored. it can.

【0014】請求項2に記載された発明は、請求項1記
載のフレーム同期装置において、前記合成手段における
前記重み付け合成の重み付け係数は、方向拘束付き出力
最小化法に基づき、前記受信ベースバンド信号から求め
ることを特徴とする。請求項2記載の発明によれば、重
み付け合成の重み付け係数を方向拘束付き出力最小化法
に基づき、受信ベースバンド信号から求めることによ
り、合成信号から、干渉波が抑圧された希望波信号成分
を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the frame synchronizer according to the first aspect, the weighting coefficient of the weighted combining in the combining means is based on a direction-constrained output minimizing method, and It is characterized by obtaining from. According to the second aspect of the present invention, the desired wave signal component in which the interference wave is suppressed is obtained from the synthesized signal by obtaining the weighting coefficient of the weighted synthesis from the received baseband signal based on the direction-constrained output minimization method. Obtainable.

【0015】また、干渉が抑圧された合成信号を基にフ
レーム同期を行うため、同一チャネル干渉が無視できな
い伝搬状況でも良好に動作するフレーム同期を提供する
ことができる。請求項3に記載された発明は、請求項1
記載のフレーム同期装置において、前記相関検出手段に
は、前記到来角推定値ごとの前記相関信号の電力を前記
合成信号の電力で規格化した信号が印加され、前記相関
検出手段は、該規格化された信号が最大となるタイミン
グをフレームタイミングとすることを特徴とする。
Further, since frame synchronization is performed based on the combined signal in which interference is suppressed, it is possible to provide frame synchronization that operates well even in a propagation situation where co-channel interference cannot be ignored. The invention described in claim 3 is the first invention.
In the frame synchronization apparatus described above, a signal obtained by normalizing the power of the correlation signal for each of the angle-of-arrival estimation values with the power of the composite signal is applied to the correlation detection unit, and the correlation detection unit performs the normalization. The timing at which the signal obtained is maximized is set as the frame timing.

【0016】請求項3記載の発明によれば、相関検出手
段は、規格化した合成信号に基づき、フレームタイミン
グを抽出することにより、相対的に干渉波信号成分が大
きい場合であって、干渉波信号成分に対応する相関信号
電力が大きくなる場合でも、正確なフレームタイミング
を抽出することができる。請求項4に記載された発明
は、請求項2記載の合成手段と請求項3記載の相関検出
手段とを備えたことを特徴とするフレーム同期装置であ
る。
According to the third aspect of the present invention, the correlation detecting means extracts the frame timing based on the standardized synthesized signal, so that the interference wave signal component is relatively large. Even when the correlation signal power corresponding to the signal component becomes large, accurate frame timing can be extracted. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a frame synchronizing device comprising the synthesizing means according to the second aspect and the correlation detecting means according to the third aspect.

【0017】請求項4に記載された発明は、フレーム同
期装置が、請求項2記載の合成手段と請求項3記載の相
関検出手段とを備えたことを規定したものである。請求
項5に記載された発明は、ディジタル移動通信における
フレーム同期確立方法において、複数のアンテナで受信
したフレーム同期信号を含む受信ベースバンド信号から
到来波の到来方向を推定し、各到来角推定値の方向の信
号のみを分離抽出するように前記受信ベースバンド信号
を重み付け合成し、該合成信号と前記フレーム同期信号
との相関に基づきフレームタイミングを抽出することを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the frame synchronizer is provided with the synthesizing means according to the second aspect and the correlation detecting means according to the third aspect. According to a fifth aspect of the present invention, in the method for establishing frame synchronization in digital mobile communication, a direction of arrival of an incoming wave is estimated from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas, and each arrival angle estimation value is obtained. And weighting and synthesizing the received baseband signal so as to separate and extract only the signal in the direction of (i), and extracting the frame timing based on the correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal.

【0018】請求項5記載の発明によれば、複数のアン
テナで受信したフレーム同期信号を含む受信ベースバン
ド信号から到来波の到来方向を推定し、各到来角推定値
の方向の信号のみを分離抽出するように受信ベースバン
ド信号を重み付け合成し、合成信号とフレーム同期信号
との相関に基づきフレームタイミングを抽出することに
より、ディジタル無線通信における同一チャネル干渉が
無視できない伝搬状況下等で適用可能なフレーム同期確
立方法を提供することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the direction of arrival of an incoming wave is estimated from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas, and only the signal in the direction of each estimated angle of arrival is separated. By extracting and synthesizing the weight of the received baseband signal and extracting the frame timing based on the correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal, it can be applied under the propagation conditions where co-channel interference in digital wireless communication cannot be ignored. A method for establishing frame synchronization can be provided.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。本発明の実施例の構成を図7に
示す。まず、K本(Kは、2以上の整数)のアンテナ1
1 〜11K からの受信信号は、ベースバンド信号発生
器101 〜10 K でベースバンド帯にダウンコンバート
され受信ベースバンド信号として出力される。このベー
スバンド信号発生器101 〜10K の構成は、図1に示
したものと同じであり、ここで、アンテナ111 〜11
K 、ベースバンド信号発生器10 1 〜10K 、及びキャ
リア信号発生器18は、受信手段30に相当する。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows the configuration of the embodiment of the present invention.
Show. First, K (K is an integer of 2 or more) antennas 1
11~ 11KFrom the baseband signal generation
Vessel 101-10 KDown-convert to baseband
And output as a received baseband signal. This base
Sband signal generator 101-10KIs shown in FIG.
The antenna 111~ 11
K, Baseband signal generator 10 1-10K, And
The rear signal generator 18 corresponds to the receiving means 30.

【0020】合成手段50は、受信手段30が出力する
受信ベースバンド信号を端子CI1〜CIK から入力
し、この受信ベースバンド信号より到来波の到来方向を
推定する。各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出
するように受信ベースバンド信号を重み付け合成して、
到来角推定値ごとの合成信号を出力する。ここでは、到
来角推定値の数を3としたので、3つの合成信号が端子
1 〜A 3 へ出力される。相関検出手段51は、これら
の合成信号を入力としてフレーム同期信号との相関を求
め、この相関信号を基にフレームタイミングを抽出し出
力端子へ出力する。
The combining means 50 outputs from the receiving means 30
Receive baseband signal to terminal CI1~ CIKInput from
And the direction of arrival of the arriving wave from the received baseband signal
presume. Separate and extract only signals in the direction of each angle of arrival estimation
Weighting and combining the received baseband signals so that
A composite signal for each arrival angle estimation value is output. Here,
Since the number of angle-of-arrival estimation values is 3, three synthesized signals are
A1~ A ThreeOutput to The correlation detecting means 51
Calculates the correlation with the frame sync signal
To extract frame timing based on this correlation signal.
Output to the input terminal.

【0021】上記の合成手段50の構成を図8に示す。
まず、端子CI1 〜CIK から、各アンテナの受信べー
スバンド信号が入力する。到来角推定・重み付け係数制
御回路55は、これらの受信ベースバンド信号を基に到
来波の到来角を推定する。この推定アルゴリズムとし
て、(i)MUSIC(Multiple Signal Classifica
tion)アルゴリズム等のSubspace-Based法か、(ii)
方向拘束付き出力最小化法等のビームフォーミング法が
知られているが、Subspace-Based法は行列の固有展開を
行うので演算量が膨大となり、演算量が比較的少ないビ
ームフォーミング法を適用する方が望ましい。以下で
は、方向拘束付き出力最小化法を用いた到来角推定を説
明する。
FIG. 8 shows the structure of the synthesizing means 50 described above.
First, from the terminal CI 1 ~CI K, the received base band signal of each antenna is input. The angle-of-arrival estimation / weighting coefficient control circuit 55 estimates the angle of arrival of the arriving wave based on these received baseband signals. As this estimation algorithm, (i) MUSIC (Multiple Signal Classifica
Option) Subspace-Based method such as algorithm or (ii)
Beamforming methods such as direction-constrained output minimization methods are known, but the Subspace-Based method involves eigenexpansion of matrices, so the amount of calculation becomes enormous, and the beamforming method that requires a relatively small amount of calculation is used. Is desirable. In the following, a description will be given of the DOA estimation using the direction-constrained output minimization method.

【0022】まず、準備として変数の定義を行う。ここ
でiを時刻iTを示す整数とし、端子CI1 〜CIK
ら入力する受信ベースバンド信号をx1(i)〜xK (i) と
する。受信ベースバンド信号x1(i)〜xK (i) を重み付
け係数w* 1 〜w* K で重み付け合成を行い、合成信号
y(i) を生成する。この合成信号y(i) を次式で定める
K次元受信ベースバンド信号ベクトルX(i) とK次元重
み付け係数ベクトルWを用いて表すと y(i) =WH X(i) (1) WH =[w* 1 * 2 ・・・w* K ] (2) XH (i) =[x* 1(i)x* 2(i)・・・x* K (i) ] (3) となる。ここで *は、複素共役であり、H は、複素共役
転置である。
First, variables are defined as preparation. Here, i is an integer indicating time iT, and the received baseband signals input from terminals CI 1 to CI K are x 1 (i) to x K (i). Received baseband signals x 1 (i) ~x K ( i) was subjected to weighted synthesized weighting coefficients w * 1 ~w * K, to generate a composite signal y (i). When this synthesized signal y (i) is represented using a K-dimensional reception baseband signal vector X (i) and a K-dimensional weighting coefficient vector W defined by the following equation, y (i) = W H X (i) (1) W H = [w * 1 w * 2 ... w * K ] (2) XH (i) = [x * 1 (i) x * 2 (i) ... x * K (i)] (3) ). Where * is the complex conjugate and H is the complex conjugate transpose.

【0023】方向拘束付き出力最小化法は、希望波の到
来角をφとするとφから来る到来波のみを抽出するよう
に動作する。具体的に説明すると、到来角φの到来波の
平均電力を一定に保ちつつ合成信号の平均電力を最小に
するように重み付け係数を推定する。このように重み付
け係数を推定すると、他の到来角の到来波は抑圧され、
雑音信号電力が無視できる状況では、合成信号の平均電
力が到来角φの到来波の平均電力に比例する。
The direction-constrained output minimization method operates such that, assuming that the arrival angle of a desired wave is φ, only the arrival wave coming from φ is extracted. More specifically, the weighting coefficient is estimated so as to minimize the average power of the combined signal while keeping the average power of the incoming wave at the arrival angle φ constant. When the weighting coefficient is estimated in this manner, the arriving waves at other angles of arrival are suppressed,
In a situation where the noise signal power can be ignored, the average power of the combined signal is proportional to the average power of the arriving wave at the angle of arrival φ.

【0024】次に、到来角φの到来波の平均電力を一定
に保つ拘束条件について、図9を用いて説明する。この
図において、アンテナの形状は、間隔dで線上にアンテ
ナを配置するリニアアレイであり、到来角φの平面波が
到来しているものとする。ここで、間隔dは、アレイア
ンテナの指向性を適切に制御するためλ/2(λ:電波
の波長)以下にする必要がある。アンテナ2の到来波
は、アンテナ1の到来波に対してdcosのφ行路差を
有し、アンテナ2の到来波に対して2πcosφ/λの
位相遅れを有する。同様に第k(1≦k≦K)アンテナ
の到来波は、アンテナ1の到来波に対して2π(k−
1)dcosφ/λの位相遅れがある。この位相遅れと
式(1)を考慮すると、到来角φの到来波の平均電力を
一定に保つ拘束条件は WH A(φ)=1(const) (4) AH (φ)=[a* 1 (φ)a* 2 (φ)・・・a* K (φ)] (5) aK (φ)=exp [−j2π(k−1)dcos φ/λ]、1≦k≦K(6) となる。ここでA(φ)はステアリングベクトルと呼ば
れているベクトルであり、jは虚数単位である。
Next, a constraint condition for keeping the average power of the arriving wave at the arrival angle φ constant will be described with reference to FIG. In this drawing, it is assumed that the shape of the antenna is a linear array in which the antennas are arranged on a line at an interval d, and a plane wave having an arrival angle φ is arriving. Here, the interval d needs to be λ / 2 (λ: wavelength of radio wave) or less in order to appropriately control the directivity of the array antenna. The arriving wave of the antenna 2 has a φ path difference of dcos with respect to the arriving wave of the antenna 1, and has a phase delay of 2πcosφ / λ with respect to the arriving wave of the antenna 2. Similarly, the arriving wave of the k-th (1 ≦ k ≦ K) antenna is 2π (k−
1) There is a phase delay of dcos φ / λ. Considering this phase delay and equation (1), the constraint condition for keeping the average power of the arriving wave at the angle of arrival φ constant is: W H A (φ) = 1 (const) (4) A H (φ) = [a * 1 (φ) a * 2 (φ) ··· a * K (φ)] (5) a K (φ) = exp [-j2π (k-1) dcos φ / λ], 1 ≦ k ≦ K (6) Here, A (φ) is a vector called a steering vector, and j is an imaginary unit.

【0025】合成信号y(i) の平均電力P(W)は式
(1)から P(W)=WH RW (7) となる。ここでRはK次元受信ベースバンド信号ベクト
ルX(i) の自己相関行列であり、 R=<X(i) XH (i) > (8) である。なお、〈〉はアンサンブル平均を表す。式
(4)の拘束条件のもと式(7)を最小にするWをW
OPT とすると、WOPT は WOPT =[AH (φ)R-1A(φ)]-1-1A(φ) (9) となることが知られている(R.T.Jr.Compton 著“Adap
tive antennas ”第6章、Prentice Hall 出版、19
88年)。
From the equation (1), the average power P (W) of the composite signal y (i) is given by P (W) = W H RW (7) Here, R is an autocorrelation matrix of the K-dimensional received baseband signal vector X (i), and R = <X (i) X H (i)> (8) Note that <> represents an ensemble average. W that minimizes equation (7) under the constraint condition of equation (4) is expressed as W
When OPT, W OPT is W OPT = [A H (φ ) R -1 A (φ)] -1 R -1 A (φ) (9) and is known to become (RTJr.Compton Author " Adap
tive antennas "Chapter 6, Prentice Hall Publishing, 19
1988).

【0026】式(9)を式(7)に代入すると Pm (φ)=P(WOPT )=[AH (φ)R-1A(φ)]-1 (10) となる。Pm (φ)=P(WOPT )は、雑音信号電力が
無視できる状況では、到来角φの到来波の平均電力に比
例するので、到来角φに対するPm (φ)をプロットし
てそのピークを探せば、実際の到来波の到来角を推定す
ることができ、そのピーク値は、到来波の平均電力にほ
ぼ比例する。
By substituting equation (9) into equation (7), P m (φ) = P (W OPT ) = [A H (φ) R −1 A (φ)] −1 (10) Since P m (φ) = P (W OPT ) is proportional to the average power of the arriving wave at the angle of arrival φ in a situation where the noise signal power can be ignored, P m (φ) with respect to the angle of arrival φ is plotted. By finding the peak, the angle of arrival of the actual arriving wave can be estimated, and the peak value is substantially proportional to the average power of the arriving wave.

【0027】なお、Rを実際に求めるには、式(8)の
アンサンブル平均を時間平均に置き換えればよい。図8
の到来角推定・重み付け係数制御回路55は、方向拘束
付き出力最小化法に基づき到来角推定値を上述のように
求め、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出する
ように、式(9)でφに到来角推定値を代入して重み付
け係数を求め、出力する。
In order to actually obtain R, the ensemble average in equation (8) may be replaced with a time average. FIG.
The angle-of-arrival estimation / weighting coefficient control circuit 55 calculates the angle-of-arrival estimation value based on the direction-constrained output minimization method as described above, and separates and extracts only the signal in the direction of each angle-of-arrival estimation value, In (9), the weighting coefficient is obtained by substituting the arrival angle estimation value for φ and output.

【0028】なお、到来角推定にMUSICアルゴリズ
ム等のSubspace-Based法を適用することも可能であり、
この場合も式(9)でφに到来角推定値を代入して重み
付け係数を求めればよい。また、相関のある到来波が異
なる到来角で到来する場合、そのままでは到来角推定を
精度良く行えないので、移動平均(T.J.Shan,M.Wax,and
T.Kailath,“On Spatial Smoothing for Direction-o
f-Arrival Estimation of Coherent Signals ”,IE
EE.Trans.Acoustics,Speech,and Signal Processing,
Vol .ASSP-33 ,No4 、pp.805-811, August 1985)
という手法を適用する必要がある。
It is also possible to apply the Subspace-Based method such as the MUSIC algorithm to the angle of arrival estimation.
Also in this case, the weighting coefficient may be obtained by substituting the arrival angle estimation value into φ in Expression (9). In addition, when the correlated arriving waves arrive at different angles of arrival, it is not possible to accurately estimate the angle of arrival as it is, so that the moving average (TJShan, M. Wax, and
T.Kailath, “On Spatial Smoothing for Direction-o
f-Arrival Estimation of Coherent Signals ”, IE
EE.Trans.Acoustics, Speech, and Signal Processing,
Vol. ASSP-33, No4, pp.805-811, August 1985)
It is necessary to apply the technique.

【0029】図8では到来角推定値の数が3であり、3
つの重み付け係数ベクトルが求められる。第1の到来角
推定値に対しては、重み付け係数ベクトルの第1要素の
複素共役w* 11が複素乗算器5211に、順番に第k要素
の複素共役w* K1が複素乗算器52K1に設定される。複
素乗算器5211〜複素乗算器52K1の出力の和が複素加
算器531 で求められるので、複素加算器531 の出力
信号は、第1の到来角推定値に対応する合成信号とな
り、端子A1 へ出力される。同様に、第2の到来角推定
値に対しては、重み付け係数ベクトルの第1要素の複素
共役w* 12が複素乗算器5212に、順番に第k要素の複
素共役w* K2が複素乗算器52K2に設定され、第3の到
来推定値に対しては、重み付け係数ベクトルの第1要素
の複素共役w* 13が複素乗算器5213に、順番に第K要
素の複素共役w* K3が複素乗算器52K3に設定される。
従って、複素加算器532 及び複素加算器533 の出力
信号が第2及び3の到来角推定値に対応する合成信号と
なり、端子A2 及び端子A3 へ出力される。移動伝搬路
では、多くの場合, 希望波と干渉波の到来角が異なるの
で、上記の合成信号のうち少なくとも1つは、干渉波が
抑圧された希望波信号成分となる。
In FIG. 8, the number of arrival angle estimation values is 3, and 3
One weighting coefficient vector is obtained. First angle of arrival
For the estimate, the first element of the weighting coefficient vector
Complex conjugate w* 11Is a complex multiplier 5211To the k-th element in order
Complex conjugate w* K1Is a complex multiplier 52K1Is set to Duplicate
Prime multiplier 5211~ Complex multiplier 52K1Of the output of
Calculator 531, The complex adder 531Output
The signal is a synthesized signal corresponding to the first arrival angle estimation value.
Terminal A1Output to Similarly, the second angle of arrival estimation
For the value, the complex of the first element of the weighting coefficient vector
Conjugate w* 12Is a complex multiplier 5212To the k-th element
Element conjugate w* K2Is a complex multiplier 52K2Is set to
The first element of the weighting coefficient vector
Complex conjugate w* 13Is a complex multiplier 5213Then, in order, the K-th point
Prime complex conjugate w* K3Is a complex multiplier 52K3Is set to
Therefore, the complex adder 53TwoAnd complex adder 53ThreeOutput
A combined signal whose signals correspond to the second and third angle of arrival estimates;
Terminal ATwoAnd terminal AThreeOutput to Moving path
Then, in many cases, the arrival angles of the desired wave and the interference wave are different
Then, at least one of the above synthesized signals has an interference wave
It becomes the suppressed desired signal component.

【0030】次に、図7の相関検出手段51の構成を図
10に示す。端子A1 〜A3 から到来角推定値ごとの合
成信号が入力し、それぞれ相関器191 〜193 でフレ
ーム同期信号との相関が求められる。絶対値2乗演算器
211 〜213 は、この相関信号の絶対値2乗、即ち電
力を求め出力する。ここで、相関器191 〜193 と絶
対値2乗演算器211 〜213 は図1と同じものであ
る。
Next, FIG. 10 shows the configuration of the correlation detecting means 51 of FIG. Combined signal for each arrival angle estimated value from the terminal A 1 to A 3 is input, the correlation between the frame synchronizing signal is obtained at each correlator 19 1 to 19 3. The absolute value square calculators 21 1 to 21 3 calculate and output the absolute value square of the correlation signal, that is, the power. Here, the correlators 19 1 to 19 3 and the absolute value square calculators 21 1 to 21 3 are the same as those in FIG.

【0031】合成信号には、希望波信号成分のものと干
渉波信号成分のものがあるが、相対的に干渉波電力が大
きい場合、干渉波信号成分に対応する相関信号電力の方
が大きくなることがある。そこで、各合成信号から2乗
平均演算器631 〜633 で合成信号の電力を求め、こ
れで相関信号電力を規格化、即ち割り算を行う。最大値
検出器はこの規格化された相関信号電力を入力とし、最
大値となるタイミングをフレームタイミングとして出力
端子へ出力する。最大値を取りうるのは、3つの規格化
された相関信号電力のうち希望波信号成分に対応するも
のであり、その時系列がフレーム信号区間TF で最大と
なるタイミングがフレームタイミングとなる。
There are two types of synthesized signals: a desired signal component and an interference signal component. When the interference signal power is relatively large, the correlation signal power corresponding to the interference signal component is larger. Sometimes. Therefore, the power of the composite signal is obtained from each composite signal by the root mean square calculators 63 1 to 63 3 , and the correlation signal power is normalized, that is, division is performed. The maximum value detector receives the standardized correlation signal power as input, and outputs the maximum value timing to the output terminal as frame timing. What can take the maximum value corresponds to the desired wave signal component among the three normalized correlation signal powers, and the timing at which the time series becomes maximum in the frame signal section TF is the frame timing.

【0032】このように、到来波の到来方向ごとに信号
を分離抽出できるので、希望波と干渉波の到来角が異な
る場合、干渉波を抑圧した合成信号を得ることができ
る。この合成信号とフレーム同期信号との相関に基づき
フレームタイミングを抽出しているので、同一チャネル
干渉が無視できない伝搬状況でも良好に動作する。図1
1に計算機シミュレーションによる本発明と従来技術の
フレーム同期精度を示す。
As described above, since signals can be separated and extracted for each direction of arrival of an incoming wave, when the arrival angles of the desired wave and the interference wave are different, a composite signal in which the interference wave is suppressed can be obtained. Since the frame timing is extracted based on the correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal, the apparatus operates well even in a propagation situation where co-channel interference cannot be ignored. FIG.
FIG. 1 shows the frame synchronization accuracy of the present invention and the prior art by computer simulation.

【0033】横軸は平均Eb /No 、縦軸は抽出したフ
レームタイミングの平均値であり、真のフレームタイミ
ングは0である。変調方式はQPSK、フレーム同期信
号は31シンボル、続くデータ信号は256シンボルと
した。干渉局が1局存在し、伝搬路は遅延時間差1Tの
2パスレイリーフェージングとした。アンテナ数Kは6
とし、希望局と干渉局は非同期とした。同図から、平均
b /No が25dB以上で、同一チャネル干渉が無視
できない伝搬状況でも精度良くフレーム同期が行えるこ
とがわかる。
The horizontal axis represents the average E b / N o , the vertical axis represents the average value of the extracted frame timings, and the true frame timing is 0. The modulation method was QPSK, the frame synchronization signal was 31 symbols, and the subsequent data signal was 256 symbols. There is one interfering station, and the propagation path is 2-path Rayleigh fading with a delay time difference of 1T. The number of antennas K is 6
The desired station and the interfering station were asynchronous. From the figure, the average E b / N o is 25dB or more, precisely frame synchronization is found to be performed in propagation conditions where co-channel interference can not be ignored.

【0034】なお、本発明はフレーム同期に関するもの
であるが、フレームタイミングを抽出した合成信号に対
して、その合成信号を等化器等の検波器の入力とすれば
容易に信号判定器へ拡張できる。本発明を上記のように
構成したので、従来技術とは、受信ベースバンド信号を
到来波の到来方向ごとに分離するように重み付け合成
し、この合成信号とフレーム同期信号との相関を求めて
フレームタイミングを抽出する点が異なる。
Although the present invention relates to frame synchronization, if a synthesized signal from which frame timing is extracted is input to a detector such as an equalizer, it can be easily extended to a signal decision unit. it can. Since the present invention is configured as described above, the prior art differs from the prior art in that weighting and combining are performed so that a received baseband signal is separated for each direction of arrival of an incoming wave, and a correlation between the combined signal and a frame synchronization signal is obtained. The difference is that the timing is extracted.

【0035】次に、本発明のディジタル移動通信におけ
るフレーム同期確立方法のフローを図7及び図12を用
いて説明する。先ず、合成手段50は、受信手段30に
より複数のアンテナで受信したフレーム同期信号を含む
受信ベースバンド信号から到来波の到来方向を推定し
(S10)、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽
出するように前記受信ベースバンド信号を重み付け合成
し(S11)、次いで、相関検出手段51は、この合成
信号と前記フレーム同期信号との相関に基づきフレーム
タイミングを抽出する(S12)。
Next, a flow of a method for establishing frame synchronization in digital mobile communication according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the synthesizing unit 50 estimates the direction of arrival of an incoming wave from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas by the receiving unit 30 (S10), and extracts only the signal in the direction of each estimated angle of arrival. The received baseband signals are weighted and combined so as to be separated and extracted (S11), and then the correlation detecting means 51 extracts a frame timing based on the correlation between the combined signal and the frame synchronization signal (S12).

【0036】以上説明したように、本発明は、到来波の
到来角ごとに信号を分離抽出しているので、希望波と干
渉波の到来角が異なる場合、干渉波を抑圧した合成信号
を得ることができる。また、この合成信号とフレーム同
期信号との相関に基づきフレームタイミングを抽出して
いるので、同一チャネル干渉が無視できない伝搬状況で
も精度良くフレーム同期を行うことができる。
As described above, according to the present invention, a signal is separated and extracted for each angle of arrival of an incoming wave. Therefore, when the arrival angle of a desired wave and an interference wave are different, a combined signal in which the interference wave is suppressed is obtained. be able to. Further, since the frame timing is extracted based on the correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal, the frame synchronization can be accurately performed even in a propagation situation where co-channel interference cannot be ignored.

【0037】なお、上記実施例では、フレーム同期装置
について、回路的に表現して説明したが、回路と同じ機
能を、ソフトウエアで対応することができる。従って、
実施例に記載された構成の、一部又は全部を、ソフトウ
エア的に行うことも、本発明の技術内容に含まれる。ま
た、本発明は、同一チャネル干渉が無視できず、高速伝
送を行う無線システムに利用すると効果的である。
In the above embodiment, the frame synchronizer has been described in terms of a circuit, but the same function as that of the circuit can be handled by software. Therefore,
Performing a part or all of the configuration described in the embodiment by software is also included in the technical contents of the present invention. Further, the present invention is effective when used in a wireless system that performs high-speed transmission because co-channel interference cannot be ignored.

【0038】[0038]

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を奏することができる。請求項1記載の発明
によれば、フレーム同期信号を含む受信波を複数のアン
テナで受信し、ダウンコンバートして受信ベースバンド
信号として出力する受信手段と、受信ベースバンド信号
から到来波の到来方向を推定し、各到来角推定値の方向
の信号のみを分離抽出するように受信ベースバンド信号
を重み付け合成して、到来角推定値ごとの合成信号を出
力する合成手段と、到来角推定値ごとの合成信号とフレ
ーム同期信号との相関を求め、これらの相関信号を基に
フレームタイミングを抽出する相関検出手段とを備えた
ことにより、複数のアンテナで受信したフレーム同期信
号を含む受信ベースバンド信号から到来波の到来方向を
推定し、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出す
るように受信ベースバンド信号を重み付け合成し、この
合成信号とフレーム同期信号との相関に基づきフレーム
タイミングを抽出して、ディジタル無線通信における同
一チャネル干渉が無視できない伝搬状況下等で適用可能
なフレーム同期装置を提供することができる。
According to the present invention as described above, the following various effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, receiving means for receiving a received wave including a frame synchronization signal with a plurality of antennas, down-converting the converted signal and outputting the converted signal as a received baseband signal, and an arrival direction of the incoming wave from the received baseband signal Combining means for weighting and combining the received baseband signals so as to separate and extract only the signal in the direction of each angle of arrival estimation, and outputting a synthesized signal for each angle of arrival estimation; And a correlation detection means for extracting a frame timing based on these correlation signals, so that a reception baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas is obtained. The direction of arrival of the arriving wave is estimated from the received signal, and the received baseband signal is weighted and synthesized so as to separate and extract only the signal in the direction of each angle of arrival estimation. Extracts frame timing based on the correlation between the composite signal and the frame synchronizing signal, it is possible to provide the applicable frame synchronizer under propagation conditions co-channel interference can not be ignored like in digital wireless communications.

【0039】請求項2記載の発明によれば、重み付け合
成の重み付け係数を方向拘束付き出力最小化法に基づ
き、受信ベースバンド信号から求めることにより、合成
信号から、干渉波が抑圧された希望波信号成分を得るこ
とができる。また、干渉が抑圧された合成信号を基にフ
レーム同期を行うため、同一チャネル干渉が無視できな
い伝搬状況でも良好に動作するフレーム同期を提供する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the desired wave in which the interference wave is suppressed from the synthesized signal is obtained by determining the weighting coefficient of the weighted synthesis from the received baseband signal based on the direction-constrained output minimization method. A signal component can be obtained. Also, since frame synchronization is performed based on the combined signal in which interference has been suppressed, it is possible to provide frame synchronization that operates well even in a propagation situation where co-channel interference cannot be ignored.

【0040】請求項3記載の発明によれば、相関検出手
段は、規格化した合成信号に基づき、フレームタイミン
グを抽出することにより、相対的に干渉波信号成分が大
きい場合であって、干渉波信号成分に対応する相関信号
電力が大きくなる場合でも、正確なフレームタイミング
を抽出することができる。請求項5記載の発明によれ
ば、複数のアンテナで受信したフレーム同期信号を含む
受信ベースバンド信号から到来波の到来方向を推定し、
各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出するように
受信ベースバンド信号を重み付け合成し、合成信号とフ
レーム同期信号との相関に基づきフレームタイミングを
抽出することにより、ディジタル無線通信における同一
チャネル干渉が無視できない伝搬状況下等で適用可能な
フレーム同期確立方法を提供することができる。
According to the third aspect of the present invention, the correlation detecting means extracts the frame timing based on the standardized synthesized signal, so that the interference wave signal component is relatively large. Even when the correlation signal power corresponding to the signal component becomes large, accurate frame timing can be extracted. According to the invention described in claim 5, the direction of arrival of an incoming wave is estimated from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas,
By weighting and combining the received baseband signals so as to separate and extract only the signal in the direction of each angle of arrival estimation, and extracting the frame timing based on the correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal, the same channel in digital wireless communication It is possible to provide a method of establishing frame synchronization that can be applied under a propagation condition where interference cannot be ignored.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のフレーム装置の構成例を説明するための
図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a conventional frame device.

【図2】送信信号のフレーム構成例を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a frame configuration example of a transmission signal.

【図3】相関器の構成例を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a correlator.

【図4】PN系列の自己相関を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining autocorrelation of a PN sequence.

【図5】マルチパス伝搬路における相関器出力の絶対値
2乗を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the absolute value square of the correlator output in the multipath propagation path.

【図6】ダイバーシチ受信に拡張した従来のフレーム同
期の構成例を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of conventional frame synchronization extended to diversity reception.

【図7】実施例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example.

【図8】合成手段の構成例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for describing a configuration example of a synthesizing unit.

【図9】リニアレイと平面波の関係を説明するための図
である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a relationship between a linear ray and a plane wave.

【図10】相関検出手段の構成例を説明するための図で
ある。
FIG. 10 is a diagram for describing a configuration example of a correlation detection unit.

【図11】本発明と従来技術のフレーム同期特性を説明
するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining frame synchronization characteristics according to the present invention and the prior art.

【図12】フレーム同期確立方法のフロー図である。FIG. 12 is a flowchart of a frame synchronization establishing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ベースバンド信号発生器 11 アンテナ 12 低雑音アンプ 13 ハイブリッド 14 乗算器 15 ローパスフィルタ 16 A/D変換器 17 移相器 18 キャリア信号発生器 19 相関器 20 フレーム信号メモリ 21 絶対値2乗演算器 22 最大値検出器 23 加算器 41、53 複素加算器 42、52 複素乗算器 43 遅延素子 50 合成手段 51 相関検出手段 55 到来角推定・重み付け係数制御回路 63 2乗平均演算器 64 割算回路 65 最大値検出器 Reference Signs List 10 baseband signal generator 11 antenna 12 low noise amplifier 13 hybrid 14 multiplier 15 low pass filter 16 A / D converter 17 phase shifter 18 carrier signal generator 19 correlator 20 frame signal memory 21 absolute value square calculator 22 Maximum value detector 23 Adder 41, 53 Complex adder 42, 52 Complex multiplier 43 Delay element 50 Synthesizing means 51 Correlation detecting means 55 Arrival angle estimation / weighting coefficient control circuit 63 Root mean square calculator 64 Division circuit 65 Maximum Value detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04L 7/08 H04B 7/26 D Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 DB01 FA00 FA05 FA09 FA13 FA14 FA16 FA18 FA20 FA23 FA24 FA26 FA30 FA32 FA34 HA05 HA06 5K028 AA04 BB04 CC02 HH03 MM17 NN01 NN08 5K047 AA13 BB01 CC06 GG34 HH01 HH15 HH43 5K059 CC03 CC04 DD35 EE02 5K067 AA03 AA26 BB02 CC04 CC24 DD47 EE02 EE32 KK03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04L 7/08 H04B 7/26 DF term (Reference) 5J021 AA05 AA06 DB01 FA00 FA05 FA09 FA13 FA14 FA16 FA18 FA20 FA23 FA24 FA26 FA30 FA32 FA34 HA05 HA06 5K028 AA04 BB04 CC02 HH03 MM17 NN01 NN08 5K047 AA13 BB01 CC06 GG34 HH01 HH15 HH43 5K059 CC03 CC04 DD35 EE02 5K067 AA03 AA26 BB02 CC04 CC24 DD47 EE02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フレーム同期信号を含む受信波を複数の
アンテナで受信し、ダウンコンバートして受信ベースバ
ンド信号として出力する受信手段と、 前記受信ベースバンド信号から到来波の到来方向を推定
し、各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出するよ
うに前記受信ベースバンド信号を重み付け合成して、前
記到来角推定値ごとの合成信号を出力する合成手段と、 前記到来角推定値ごとの前記合成信号と前記フレーム同
期信号との相関を求め、これらの相関信号を基にフレー
ムタイミングを抽出する相関検出手段とを備えたことを
特徴とするフレーム同期装置。
A receiving unit that receives a reception wave including a frame synchronization signal with a plurality of antennas, down-converts the reception wave, and outputs the down-converted signal as a reception baseband signal, and estimates an arrival direction of the arrival wave from the reception baseband signal; Combining means for weighting and combining the received baseband signals so as to separate and extract only signals in the direction of each angle of arrival estimation, and outputting a combined signal for each of the angle of arrival estimations; A frame synchronization apparatus comprising: a correlation detection unit that obtains a correlation between the synthesized signal and the frame synchronization signal and extracts a frame timing based on the correlation signal.
【請求項2】 前記合成手段における前記重み付け合成
の重み付け係数は、方向拘束付き出力最小化法に基づ
き、前記受信ベースバンド信号から求めることを特徴と
する請求項1記載のフレーム同期装置。
2. A frame synchronization apparatus according to claim 1, wherein a weighting coefficient of said weighting synthesis in said synthesis means is obtained from said received baseband signal based on a direction-constrained output minimization method.
【請求項3】 前記相関検出手段には、前記到来角推定
値ごとの前記相関信号の電力を前記合成信号の電力で規
格化した信号が印加され、 前記相関検出手段は、該規格化された信号が最大となる
タイミングをフレームタイミングとすることを特徴とす
る請求項1記載のフレーム同期装置。
3. A signal obtained by normalizing the power of the correlation signal for each of the estimated angle of arrival values with the power of the composite signal is applied to the correlation detection means. 2. The frame synchronizer according to claim 1, wherein the timing at which the signal becomes maximum is the frame timing.
【請求項4】 請求項2記載の合成手段と請求項3記載
の相関検出手段とを備えたことを特徴とするフレーム同
期装置。
4. A frame synchronizing device comprising the synthesizing means according to claim 2 and the correlation detecting means according to claim 3.
【請求項5】 ディジタル移動通信におけるフレーム同
期確立方法において、 複数のアンテナで受信したフレーム同期信号を含む受信
ベースバンド信号から到来波の到来方向を推定し、 各到来角推定値の方向の信号のみを分離抽出するように
前記受信ベースバンド信号を重み付け合成し、 該合成信号と前記フレーム同期信号との相関に基づきフ
レームタイミングを抽出することを特徴とするフレーム
同期確立方法。
5. A method for establishing frame synchronization in digital mobile communication, comprising: estimating a direction of arrival of an incoming wave from a received baseband signal including a frame synchronization signal received by a plurality of antennas; A method for establishing frame synchronization, comprising: weighting and combining the received baseband signal so as to separate and extract the frame timing; and extracting a frame timing based on a correlation between the combined signal and the frame synchronization signal.
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