JP2006217541A - Unique word detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ディジタル変調信号のユニークワードを検出するユニークワード検出回路、特に、ユニークワード(Unique Word、以下「UW」と称す。)が等価的にBPSK変調されているディジタル変調信号のユニークワード検出回路に関するものである。 The present invention relates to a unique word detection circuit for detecting a unique word of a digital modulation signal, and in particular, a unique word detection of a digital modulation signal in which a unique word (hereinafter referred to as “UW”) is equivalently BPSK modulated. It relates to the circuit.
ディジタル変調信号を用いて情報を送受信するシステムでは、ディジタル変調信号を復調するために、特定ビット長で設定されたUWが各フレームの同じ位置に配置されている。そして、このようなシステムでディジタル変調信号を復調する装置、すなわち、ディジタル通信信号受信機では、前記UWを検出することによりディジタル変調信号に対して同期を取り、復調する。 In a system that transmits and receives information using a digital modulation signal, UWs set with a specific bit length are arranged at the same position in each frame in order to demodulate the digital modulation signal. An apparatus for demodulating a digital modulation signal in such a system, that is, a digital communication signal receiver, synchronizes and demodulates the digital modulation signal by detecting the UW.
このように、UWの検出は、ディジタル変調信号の復調において必須条件であるので、従来、正確且つ確実にUWを検出するユニークワード検出回路が各種考案されている。これら従来のユニークワード検出回路は、ディジタル変調信号のベースバンド信号にUWを相関処理する方法や、ディジタル変調信号のベースバンド信号のI信号、Q信号に対してUWを相関処理する方法が用いられている。 As described above, since detection of UW is an essential condition for demodulation of a digital modulation signal, various unique word detection circuits that detect UW accurately and reliably have been conventionally devised. In these conventional unique word detection circuits, a method of correlating UW to the baseband signal of the digital modulation signal and a method of correlating UW to the I signal and Q signal of the baseband signal of the digital modulation signal are used. ing.
なかでも、低C/N0下でUWを安定して検出するユニークワード検出回路として、特許文献1には、ディジタル変調信号を直交ベースバンド復調することで生成されるI信号とQ信号とについて、それぞれ自乗演算を行い、自乗演算された信号の振幅のうち、振幅の大きい側の信号を用いてUWを検出するものが開示されている。
従来のユニークワード検出回路でベースバンド信号に直接、UWを相関処理する場合には、周波数シフトが存在すると、UWの検出誤差が大きくなってしまう。また、従来のユニークワード検出回路でベースバンド信号の複素共役信号(I信号、Q信号)に対してUWを相関処理する場合には、基準となる閾値を動的に変化させることができないので、装置毎に設定変更を行わなければ正確にUWを検出することができない。 When UW is directly correlated with a baseband signal by a conventional unique word detection circuit, if there is a frequency shift, the UW detection error becomes large. In addition, when the UW is correlated with the complex conjugate signal (I signal, Q signal) of the baseband signal with the conventional unique word detection circuit, the reference threshold value cannot be dynamically changed. Unless the setting is changed for each device, UW cannot be detected accurately.
また、特許文献1に示すユニークワード検出回路は、I信号とQ信号とを比較して選択し、且つ、周波数シフト方向に応じて、選択されたI信号およびQ信号の正転、反転処理を行わなければならず、信号処理は煩雑になるとともに、処理回路が複雑化してしまう。
The unique word detection circuit shown in
したがって、この発明の目的は、簡素な構成であり、且つ簡素な処理で、ユニークワードUWを正確且つ確実に検出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にある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a unique word detection circuit that can detect a unique word UW accurately and reliably with a simple configuration and simple processing.
この発明は、少なくともユニークワードが等価的にBPSK変調されたディジタル変調信号からユニークワードを検出するユニークワード検出回路において、
ディジタル変調信号をシンボル同期してベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成手段と、ベースバンド信号と、該ベースバンド信号を1シンボル遅延させた遅延信号の複素共役との乗算演算を行って、複素共役演算信号を生成する複素共役演算信号生成手段と、ディジタル変調信号のユニークワードに用いられる、それぞれが異なるビットパターンからなる複数の基準信号を生成する基準信号生成手段と、複素共役演算信号のI信号成分と任意の種類の基準信号とを相関処理するI信号相関処理手段と、該I信号相関処理手段の出力信号の絶対値演算を行ってI信号相関データを生成するI信号相関データ生成手段と、各I信号相関データを比較し、最も相関の強いI信号相関データを出力するI信号相関データ比較手段と、複素共役演算信号のQ信号成分と任意に選択された基準信号とを相関処理するQ信号相関処理手段と、該Q信号相関処理手段の出力信号の絶対値演算を行ってQ信号相関データを生成するQ信号相関データ生成手段と、Q信号相関処理データに基づく判定基準値をI信号相関処理データが超えたタイミングを、ユニークワードの検出タイミングとするタイミング検出手段と、を備えたことを特徴としている。
The present invention provides a unique word detection circuit for detecting a unique word from a digital modulation signal in which at least the unique word is equivalently BPSK modulated.
A baseband signal generating means for generating a baseband signal by symbol-synchronizing the digital modulation signal, a baseband signal, and a complex conjugate of the delayed signal obtained by delaying the baseband signal by one symbol, Complex conjugate calculation signal generation means for generating a conjugate calculation signal; reference signal generation means for generating a plurality of reference signals each having a different bit pattern used for a unique word of a digital modulation signal; and I of the complex conjugate calculation signal I signal correlation processing means for performing correlation processing between a signal component and an arbitrary type of reference signal, and I signal correlation data generating means for generating an I signal correlation data by calculating an absolute value of an output signal of the I signal correlation processing means I signal correlation data comparing means for comparing each I signal correlation data and outputting the most correlated I signal correlation data; Q signal correlation processing means for correlating the Q signal component of the combination calculation signal and an arbitrarily selected reference signal, and calculating the absolute value of the output signal of the Q signal correlation processing means to generate Q signal correlation data Q signal correlation data generation means, and timing detection means that uses the timing at which the I signal correlation processing data exceeds the determination reference value based on the Q signal correlation processing data as a unique word detection timing. .
また、この発明のユニークワード検出回路は、I信号相関処理手段で、複素共役演算信号のI信号成分と、基準信号の全てとを、それぞれ相関処理することを特徴としている。 The unique word detection circuit of the present invention is characterized in that the I signal correlation processing means performs correlation processing on the I signal component of the complex conjugate calculation signal and all of the reference signals.
この構成では、ディジタル変調信号が直交ベースバンド復調されることでベースバンド信号が生成される。この際、同時にベースバンド信号はシンボル同期される。シンボル同期されたベースバンド信号とこのベースバンド信号の1シンボル遅延信号とは複素共役乗算演算される。 In this configuration, a baseband signal is generated by quadrature baseband demodulation of the digital modulation signal. At this time, the baseband signal is symbol-synchronized at the same time. The symbol-synchronized baseband signal and the 1-symbol delayed signal of this baseband signal are subjected to complex conjugate multiplication.
ある時点tのベースバンド信号をr(t)とし、このベースバンド信号の実数成分であるベースバンドI信号をI(t)とし、このベースバンド信号の虚数成分であるベースバンドQ信号をQ(t)とすると、 A baseband signal at a certain time point t is r (t), a baseband I signal that is a real component of the baseband signal is I (t), and a baseband Q signal that is an imaginary component of the baseband signal is Q ( t)
で表される。 It is represented by
周波数オフセットをΔfとし、時点tでの振幅をA(t)とし、位相をθ(t)とすると、ベースバンドI信号I(t)およびベースバンドQ信号Q(t)はそれぞれ、 When the frequency offset is Δf, the amplitude at time t is A (t), and the phase is θ (t), the baseband I signal I (t) and the baseband Q signal Q (t) are respectively
と表される。 It is expressed.
ベースバンド信号r(t)はシンボル同期されているので、離散的に表現することができ、 Since the baseband signal r (t) is symbol-synchronized, it can be expressed discretely,
となる。したがって、離散化されたベースバンド信号r[n]とこのベースバンド信号の1シンボル遅延信号r[n−1]とは複素共役乗算演算は、 It becomes. Therefore, the complex conjugate multiplication operation of the discretized baseband signal r [n] and the one-symbol delayed signal r [n−1] of this baseband signal is
となる。ここで、Tsは一定なシンボルレートであり、Δθはθ[n]の微分値である。 It becomes. Here, Ts is a constant symbol rate, and Δθ is a differential value of θ [n].
ここで、UWは等価的にBPSK変調信号であるので、振幅は一定になり、且つΔθは「0」または「π」しかとらないので無視することができる。 Here, since UW is equivalently a BPSK modulation signal, the amplitude is constant, and Δθ can be ignored because it takes only “0” or “π”.
この結果、この複素共役乗算演算により算出される複素共役演算信号と元信号であるベースバンド信号とではUWおよびそのタイミングは変化せず、且つ周波数シフト成分がキャンセルされて、周波数シフト成分に依存しない複素共役演算信号が生成される。 As a result, the UW and its timing do not change between the complex conjugate operation signal calculated by this complex conjugate multiplication operation and the baseband signal as the original signal, and the frequency shift component is canceled and does not depend on the frequency shift component. A complex conjugate operation signal is generated.
次に、それぞれが異なるビットパターンからなる複数の基準信号が、それぞれ任意に1つずつ、複素共役演算信号の実数部であるI信号成分Iccに相関処理される。また、前記複数の基準信号のうちの任意に選択された1つの基準信号が複素共役演算信号の虚数部であるQ信号成分Qccに相関処理される。 Next, a plurality of reference signals each having a different bit pattern are subjected to correlation processing, one by one, with the I signal component Icc, which is the real part of the complex conjugate operation signal. One arbitrarily selected reference signal among the plurality of reference signals is correlated with the Q signal component Qcc, which is the imaginary part of the complex conjugate calculation signal.
複数の基準信号と複素共役演算信号のI信号成分Iccとの相関処理信号Icfはそれぞれ絶対値演算される。この処理により生成される基準信号毎のI信号相関データは比較され、最も大きな絶対値となるI信号相関データが抽出される。 The correlation processing signal Icf between the plurality of reference signals and the I signal component Icc of the complex conjugate calculation signal is calculated as an absolute value. The I signal correlation data for each reference signal generated by this processing is compared, and the I signal correlation data having the largest absolute value is extracted.
また、前記特定の基準信号と複素共役演算信号のQ信号成分Qccとの相関処理信号Qcfは絶対値演算されて、Q信号相関データが生成される。 Further, the correlation processing signal Qcf between the specific reference signal and the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal is subjected to an absolute value calculation to generate Q signal correlation data.
次に、Q信号相関データに基づく所定値に対する抽出されたI信号相関データの比を算出し、この比が予め設定した判定基準値を超えたかどうかを判定する。そして、この比が判定基準値を超えたタイミングをUWの最後のシンボルのタイミングとして検出する。これにより、UWのタイミングが検出される。 Next, a ratio of the extracted I signal correlation data to a predetermined value based on the Q signal correlation data is calculated, and it is determined whether or not this ratio exceeds a preset criterion value. Then, the timing at which this ratio exceeds the determination reference value is detected as the timing of the last symbol of UW. Thereby, the timing of UW is detected.
また、この発明のユニークワード検出回路のI信号相関データ比較手段は、最も相関の強いI信号相関データに用いられた基準信号を、UWとして検出することを特徴としている。 The I signal correlation data comparison means of the unique word detection circuit of the present invention is characterized in that the reference signal used for the I signal correlation data having the strongest correlation is detected as UW.
この構成では、I信号相関データが最大になるのは、複素共役演算信号のI信号Iccに含まれるUWと基準信号との相関が最大になること、すなわち、UWと基準信号とが一致することと、同意であるので、この際の基準信号がUWとして検出される。 In this configuration, the I signal correlation data is maximized because the correlation between the UW included in the I signal Icc of the complex conjugate calculation signal and the reference signal is maximized, that is, the UW and the reference signal match. Since this is an agreement, the reference signal at this time is detected as UW.
また、この発明のユニークワード検出回路のQ信号相関処理手段は、複素共役演算信号のQ信号成分Qccと特定の基準信号との相関処理信号Qcfの高周波成分を除去するフィルタ演算を行うことを特徴としている。 Further, the Q signal correlation processing means of the unique word detection circuit according to the present invention performs a filter operation for removing a high frequency component of the correlation signal Qcf between the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal and the specific reference signal. It is said.
この構成では、複素共役演算信号のQ信号成分Qccと特定の基準信号との相関処理信号Qcfの高周波成分を除去することで、相関処理信号Qcfのノイズ成分が除去され、実質的なQ信号成分に基づく判定基準値が得られる。 In this configuration, by removing the high frequency component of the correlation processing signal Qcf between the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal and the specific reference signal, the noise component of the correlation processing signal Qcf is removed, and the substantial Q signal component A criterion value based on is obtained.
また、この発明のユニークワード検出回路は、タイミング検出手段により検出されたタイミングにおいて、最も相関の強いI信号相関データとなる複素共役演算信号のI信号成分Iccと基準信号との相関処理信号Icfの、複素共役演算信号のQ信号成分Qccと特定の基準信号との相関処理信号Qcfに対する比の逆正接演算を用いて、ディジタル変調信号の周波数を検出する周波数検出手段を備えた、ことを特徴としている。 Also, the unique word detection circuit of the present invention provides a correlation processing signal Icf between the I signal component Icc of the complex conjugate calculation signal and the reference signal, which is the I signal correlation data having the strongest correlation at the timing detected by the timing detection means. And a frequency detection means for detecting the frequency of the digital modulation signal by using an arctangent calculation of a ratio of the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal and the specific reference signal to the correlation processing signal Qcf. Yes.
この構成では、UWとして識別された特定の基準信号と複素共役演算信号のI信号成分Iccとの相関処理信号Icfと、この特定の基準信号と複素共役演算信号のQ信号成分Qccとの相関処理信号Qcfとを用いると、(式4)に基づき、 In this configuration, the correlation processing signal Icf between the specific reference signal identified as UW and the I signal component Icc of the complex conjugate calculation signal, and the correlation processing of this specific reference signal and the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal Using the signal Qcf, based on (Equation 4),
からΔfが得られる。そして、このΔfを用いることで受信したディジタル変調信号の周波数が得られる。 From which Δf is obtained. The frequency of the received digital modulation signal can be obtained by using this Δf.
この発明によれば、従来よりも簡単な処理手法で、且つ簡素な処理演算回路でUWのタイミングおよびUWを検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect UW timing and UW with a simple processing operation circuit and a simple processing arithmetic circuit.
また、この発明によれば、Q信号成分をフィルタ処理することで、判定基準値がより正確になり、さらに正確、確実にUWを検出することができる。 Further, according to the present invention, by filtering the Q signal component, the determination reference value becomes more accurate, and UW can be detected more accurately and reliably.
また、この発明によれば、UWのタイミングおよびUWを検出するとともに、受信するディジタル変調信号の周波数検出を行うことができる。 In addition, according to the present invention, UW timing and UW can be detected, and the frequency of the received digital modulation signal can be detected.
本発明の実施形態に係るユニークワード(UW)検出回路について図1〜図9を参照して説明する。本実施形態では、ディジタル通信信号として少なくともUWが等価的にBPSK変調されているディジタル通信信号を利用する受信機のUW検出回路について説明する。
図1は本実施形態のUW検出回路を備えるディジタル通信信号受信機の一部を示す概略構成ブロック図である。
ディジタル通信信号受信機では、まず、受信したディジタル通信信号を中間周波数に変換したIF信号がミキサ101およびミキサ102に入力される。ミキサ101には、電圧制御発振器(VCO)103から、所定周波数の局部発振信号が入力されており、ミキサ101は、前記IF信号に局部発振信号をミキシングして、中間周波I信号を生成する。ミキサ102には、前記局部発振信号をπ/2位相回路104でπ/2位相遅延させたπ/2遅延局部発振信号が入力されており、ミキサ102は、前記IF信号にπ/2遅延局部発振信号をミキシングして、中間周波Q信号を生成する。
A unique word (UW) detection circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a UW detection circuit of a receiver that uses a digital communication signal in which at least UW is equivalently BPSK modulated as a digital communication signal will be described.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a part of a digital communication signal receiver including a UW detection circuit according to this embodiment.
In the digital communication signal receiver, first, an IF signal obtained by converting the received digital communication signal into an intermediate frequency is input to the
ローパスフィルタ(LPF)105は、中間周波I信号の高調波成分を除去してダウンコンバータ107に出力し、ローパスフィルタ(LPF)106は、中間周波Q信号の高調波成分を除去してダウンコンバータ108に出力する。
The low-pass filter (LPF) 105 removes the harmonic component of the intermediate frequency I signal and outputs it to the
シンボルタイミング検出回路109は、中間周波I信号および中間周波Q信号に基づき、シンボルタイミングを検出して、シンボルタイミング信号をダウンコンバータ107,108に出力する。
The symbol
ダウンコンバータ107は、入力された中間周波I信号とシンボルタイミング信号とに基づきベースバンドのI信号を生成し、ダウンコンバータ108は、入力された中間周波Q信号とシンボルタイミング信号とに基づきベースバンドのQ信号を生成する。これら、シンボル同期が行われ、ベースバンドにダウンコンバートされたI信号とQ信号は、UW検出回路100に入力される。
The down
UW検出回路100は、後述する構成および方法により、UW(ユニークワード)の最後のタイミングと、UWのタイプFuwすなわちUWを構成するコードとを検出する。そして、UW検出回路100は、UW検出タイミングTuwを周波数推定回路110に出力する。周波数推定回路110は、入力されたUW検出タイミングTuwを用いて、後述する方法で周波数シフト量Δfを算出し、受信するディジタル通信信号の周波数を推定する。
The
図2は図1に示すUW検出回路100の概略構成を示すブロック図である。
図3は図2に示す複素共役演算部1の概略構成を示すブロック図である。
図4は図2に示すUW検出回路を機能ブロック単位で示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the complex
FIG. 4 is a block diagram showing the UW detection circuit shown in FIG. 2 in units of functional blocks.
UW検出回路100は、複素共役演算部1、相関処理部2、絶対値演算部3、最大値検出部4、判定基準生成部5、ミキサ6、UWタイミング検出部7、UWタイプ検出部8、フィルタ9、基準信号記憶部10を備える。
The
複素共役演算部1は、1シンボル遅延処理部11、複素共役処理部12、ミキサ13を備える。
複素共役演算部1にベースバンド信号r[n]、すなわちベースバンドI信号I[n]とベースバンドQ信号Q[n]とが入力されると、これらはそれぞれ2系統に分配されて、1シンボル遅延処理部11とミキサ13とに入力される。1シンボル遅延処理部11は、入力されたベースバンド信号r[n]を1シンボル分遅延させた1シンボル遅延信号r[n−1]を複素共役処理部12に出力する。
The complex
When the baseband signal r [n], that is, the baseband I signal I [n] and the baseband Q signal Q [n], are input to the complex
複素共役処理部12は、入力された1シンボル遅延信号r[n−1]の複素共役を演算してミキサ13に出力する。ミキサ13は、ベースバンド信号r[n]と1シンボル遅延信号の複素共役r*[n−1]とを乗算して、複素共役演算信号r[n]r*[n−1]を出力する。この際、複素共役処理部12は、複素共役演算信号r[n]r*[n−1]の実数部である複素共役演算信号のI信号成分Iccを相関処理部2のI信号相関処理部21に出力し、複素共役演算信号r[n]r*[n−1]の虚数部である複素共役演算信号のQ信号成分Qccを相関処理部2のQ信号相関処理部22に出力する。
The complex
基準信号記憶部10は、本ディジタル通信信号受信機が受信するディジタル通信信号に用いられるUWと同じコードからなる基準信号が記憶されている。通常、UWは複数設定されており、これらのUWはそれぞれが異なるコードで且つ互いに相関関係が無い、または非常に弱い関係となるように設定されている。そして、基準信号記憶部10は、これら複数のUWにそれぞれ対応する基準信号を記憶している。例えば、図2(図4)の例では、相関F0〜相関F8に対応する9つの基準信号を記憶している。
The reference
I信号相関処理部21は、複素共役演算信号のI信号成分Iccが入力されると、基準信号記憶部10から順に基準信号を読み出し、それぞれの基準信号とI信号成分Iccとの相関処理(相関F0〜相関F8)を順次行い、相関処理信号Icf0〜相関処理信号Icf8を生成する。そして、I信号相関処理部21は、これら相関処理信号Icf0〜Icf8を絶対値演算部3のI信号絶対値演算部31に出力する。
When the I signal component Icc of the complex conjugate calculation signal is input, the I signal
Q信号相関処理部22は、複素共役演算信号のQ信号成分Qccが入力されると、基準信号記憶部10から特定の基準信号(例えば、相関F0に対応する基準信号)を読み出し、この基準信号とQ信号成分Qccとの相関処理(相関Fn)を行い、相関処理信号Qcfnを生成する。そして、Q信号相関処理部22は、この相関処理信号Qcfnをフィルタ9に出力する。この際、使用する基準信号はいずれの基準信号でもよい。なぜならば、Q信号成分Qccは実信号に対するノイズ成分に対応するものであり、いずれの基準信号を用いても相関は低く、殆ど変わらないからである。
When the Q signal component Qcc of the complex conjugate calculation signal is input, the Q signal
フィルタ9は、例えば、高周波数成分を除去する一次IIRフィルタを備え、相関処理信号Qcfnの高調波成分が除去された補正相関処理信号Q’cfnを絶対値演算部3のQ信号絶対値演算部32に出力する。このようなフィルタ処理を行うことで、後述する判定基準値の基となる相関処理信号Qcfnの高調波成分すなわちノイズを除去して、的確な判定基準値を得ることができる。
The
I信号絶対値演算部31は、入力された相関処理信号Icf0〜Icf8を絶対値演算して、I信号相関データABS(Icf0)〜ABS(Icf8)を最大値検出部4に出力する。
The I signal absolute
最大値検出部4は、入力されたI信号相関データABS(Icf0)〜ABS(Icf8)から最大値を検出して、最大値となるI信号相関データABS(Icf)をミキサ6に出力する。また、最大値検出部4は最大値となるI信号相関データABS(Icf)に相当する基準信号がUWに相当するとして、該当する基準信号をUWタイプ検出部8に出力する。ここで、I信号絶対値演算部31が本発明の「I信号相関データ生成手段」に相当し、最大値検出部4が本発明の「相関データ比較手段」に相当する。
The maximum
UWタイプ検出部8は、入力された基準信号から該当するUWを検出して、予め設定されているUWタイプデータFuwを出力する。このように設定されたUWタイプデータFuwに基づき、以後のUW検出が実行される。 The UW type detection unit 8 detects the corresponding UW from the input reference signal and outputs UW type data Fuw set in advance. Subsequent UW detection is executed based on the UW type data Fuw set in this way.
Q信号絶対値演算部32は、入力された補正相関処理信号Q’cfnを絶対値演算して、補正Q信号相関データABS(Qcfn)を判定基準生成部5に出力する。ここで、Q信号絶対値演算部32が本発明の「Q信号相関データ生成手段」に相当する。
The Q signal absolute
判定基準生成部5は、入力された補正Q信号相関データABS(Q’cfn)に、図4の50で示す演算、すなわち、定倍(例えば、図4に示すように10倍)して逆数演算を行い、判定基準値としてミキサ6に出力する。
The
ミキサ6は、最大値検出部4から入力されたI信号相関データABS(Icf)と、判定基準生成部5から出力される判定基準値とを乗算して、演算データをUWタイミング検出部7に出力する。
The mixer 6 multiplies the I signal correlation data ABS (Icf) input from the maximum
UWタイミング検出部7は、ミキサ6から入力された演算データと、予め記憶された閾値とを比較して、演算データが閾値を超えるタイミングを検出し、このタイミングをUW検出タイミングとして、タイミング検出データTuwを出力する。このタイミングはUWの最後のシンボルタイミングに相当する。この際、閾値は次のように設定される。例えば、ノイズに対する実信号の比を10倍と設定した場合で、図4に示すように、ノイズに相当する補正相関処理信号Q’cfnの補正Q信号相関データABS(Q’cfn)を10倍した判定基準値を利用する場合、閾値を「1」と設定しておけばよい。そして、この閾値や判定基準値は、所望とする判定基準に応じて適宜設定すればよい。
The UW
周波数推定回路110には、UWタイミング検出部7から出力されるタイミング検出データTuwと、UWタイプ検出部8から出力されるUWタイプデータFuwとが入力される。周波数推定回路110は、タイミング検出データTuwの入力タイミングに、I信号相関処理部21からUWタイプデータFuwに相当する基準信号と複素共役演算信号のI信号成分Iccとの相関処理信号Icfを抽出するとともに、相関処理信号Qcfを抽出する。そして、周波数推定回路110は、これら相関処理信号Icf,Qcfを前述の(式5)に適用して、周波数シフトΔfを算出する。そして、この周波数シフトΔfを用いて、受信するディジタル変調信号の周波数を推定する。これにより、UWおよびUWのタイミングを検出とともに、周波数推定を行うことができる。
The
次に、本実施形態の構成を用いた具体的なシミュレーション結果について説明する。 Next, specific simulation results using the configuration of the present embodiment will be described.
図5〜図9は、基準信号とUWとの相関処理結果のノイズに対する比を表したグラフである。図5〜図9において、「同UWパターン相関結果」で示される結果は基準信号とUWとが一致した場合を示し、「他UWパターン相関結果」で示される結果は基準信号とUWとが一致しない場合を示し、これらは前述の説明におけるI信号相関データABS(Icf)に相当する。また、「評価ノイズ値」は前述の説明のおける補正Q信号相関データABS(Q’cf)に相当する。また、図5〜図9ではEb/Nが異なり、図5はEb/Nが0dBの場合を、図6はEb/Nが5dBの場合を、図7はEb/Nが10dBの場合を、図8はEb/Nが15dBの場合を、図9はEb/Nが20dBの場合を示す。さらに、各図5〜図9において、上側の図は周波数オフセットすなわち周波数シフトΔfが0Hzの場合を示し、下側の図は周波数シフトΔfが3kHz(3000Hz)の場合を示す。 5 to 9 are graphs showing the ratio of the correlation processing result between the reference signal and UW to noise. 5 to 9, the result indicated by “same UW pattern correlation result” indicates that the reference signal and UW match, and the result indicated by “other UW pattern correlation result” indicates that the reference signal and UW match. This is equivalent to the I signal correlation data ABS (Icf) in the above description. The “evaluation noise value” corresponds to the corrected Q signal correlation data ABS (Q′cf) described above. 5 to 9, Eb / N is different, FIG. 5 shows a case where Eb / N is 0 dB, FIG. 6 shows a case where Eb / N is 5 dB, FIG. 7 shows a case where Eb / N is 10 dB, FIG. 8 shows a case where Eb / N is 15 dB, and FIG. 9 shows a case where Eb / N is 20 dB. Further, in each of FIGS. 5 to 9, the upper diagram shows the case where the frequency offset, that is, the frequency shift Δf is 0 Hz, and the lower diagram shows the case where the frequency shift Δf is 3 kHz (3000 Hz).
このシミュレーションは、変復調方式として16QAMを用いて、フレーム長が2688シンボルであり、シンボルレートが33.6ksymbol/sec.で行ったものである。 This simulation uses 16QAM as a modulation / demodulation method, has a frame length of 2688 symbols, and a symbol rate of 33.6 ksymbol / sec. It was done in.
また、このシミュレーションでは、基準信号とUWとの相関処理結果のノイズに対する比が10倍となった場合を、UWが検出できたものと識別する。 Further, in this simulation, when the ratio of the correlation processing result between the reference signal and the UW to the noise becomes 10 times, the UW is detected as being detected.
これらの図5〜図9より分かるように、Eb/Nが0dB、すなわち、情報を有するディジタル変調信号がノイズに埋もれるような状態であり、且つ周波数シフトが3kHz存在しても、95.8%の確率でUWを検出することができる。また、周波数シフトが無ければ、Eb/Nに関係なく、略100%でUWを検出することができる。さらに、Eb/Nが5dB以上存在すれば、周波数シフトが3kHz存在しても、略100%でUWを検出することができる。 As can be seen from FIGS. 5 to 9, even when Eb / N is 0 dB, that is, the digital modulation signal having information is buried in noise and the frequency shift is 3 kHz, 95.8% UW can be detected with a probability of. If there is no frequency shift, UW can be detected at approximately 100% regardless of Eb / N. Furthermore, if Eb / N is 5 dB or more, UW can be detected with approximately 100% even if the frequency shift is 3 kHz.
以上のように、本発明のUW検出回路を用いることにより、周波数シフトが存在してEb/Nが低くても、確実且つ正確にUWを検出することができる。 As described above, by using the UW detection circuit of the present invention, UW can be reliably and accurately detected even when there is a frequency shift and Eb / N is low.
100−UW検出回路
1−複素共役演算部
2−相関処理部
21−I信号相関処理部
22−Q信号相関処理部
3−絶対値演算部
31−I信号絶対値演算部
32−Q信号絶対値演算部
4−最大値検出部
5−判定基準生成部
6−ミキサ
7−UWタイミング検出部
8−UWタイプ検出部
9−フィルタ
11−1シンボル遅延処理部
12−複素共役処理部
13−ミキサ
101,102−ミキサ
103−電圧制御発振器(VCO)
104−π/2位相回路
105,106−LPF
107,108−ダウンコンバータ
109−シンボルタイミング検出回路
110−周波数推定回路
100-UW detection circuit 1-complex conjugate calculation unit 2-correlation processing unit 21-I signal correlation processing unit 22-Q signal correlation processing unit 3-absolute value calculation unit 31-I signal absolute value calculation unit 32-Q signal absolute value Calculation unit 4-Maximum value detection unit 5-Decision reference generation unit 6-Mixer 7-UW timing detection unit 8-UW type detection unit 9-Filter 11-1 symbol delay processing unit 12-Complex conjugate processing unit 13-
104-π / 2
107, 108-down converter 109-symbol timing detection circuit 110-frequency estimation circuit
Claims (5)
前記ディジタル変調信号をシンボル同期してベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成手段と、
ベースバンド信号と、該ベースバンド信号を1シンボル遅延させた遅延信号の複素共役との乗算演算を行って、複素共役演算信号を生成する複素共役演算信号生成手段と、
前記ディジタル変調信号のユニークワードに用いられる、それぞれが異なるビットパターンからなる複数の基準信号を生成する基準信号生成手段と、
複素共役演算信号のI信号成分と任意の種類の基準信号とを相関処理するI信号相関処理手段と、
該I信号相関処理手段の出力信号の絶対値演算を行ってI信号相関データを生成するI信号相関データ生成手段と、
各I信号相関データを比較し、最も相関の強いI信号相関データを出力するI信号相関データ比較手段と、
複素共役演算信号のQ信号成分と任意に選択された基準信号とを相関処理するQ信号相関処理手段と、
該Q信号相関処理手段の出力信号の絶対値演算を行ってQ信号相関データを生成するQ信号相関データ生成手段と、
前記Q信号相関処理データに基づく判定基準値を前記I信号相関処理データが超えたタイミングを、ユニークワードの検出タイミングとするタイミング検出手段と、を備えたことを特徴とするユニークワード検出回路。 In a unique word detection circuit for detecting a unique word from a digital modulation signal in which at least the unique word is equivalently BPSK-modulated,
Baseband signal generation means for generating a baseband signal by symbol-synchronizing the digital modulation signal;
A complex conjugate calculation signal generating means for generating a complex conjugate calculation signal by performing a multiplication operation of the baseband signal and the complex conjugate of the delayed signal obtained by delaying the baseband signal by one symbol;
A reference signal generating means for generating a plurality of reference signals each having a different bit pattern used for a unique word of the digital modulation signal;
I signal correlation processing means for correlating the I signal component of the complex conjugate calculation signal with any kind of reference signal;
I signal correlation data generating means for generating an I signal correlation data by performing an absolute value calculation of an output signal of the I signal correlation processing means;
I signal correlation data comparing means for comparing each I signal correlation data and outputting the most correlated I signal correlation data;
Q signal correlation processing means for performing correlation processing between the Q signal component of the complex conjugate calculation signal and an arbitrarily selected reference signal;
Q signal correlation data generating means for calculating the absolute value of the output signal of the Q signal correlation processing means to generate Q signal correlation data;
A unique word detection circuit comprising: timing detection means for setting a timing at which the I signal correlation processing data exceeds a criterion value based on the Q signal correlation processing data to detect a unique word.
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