JP2007166172A - Radio communication device and synchronization acquisition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル携帯電話や無線LAN等の無線通信システムに用いられる無線通信装置及びこの無線通信装置における同期獲得方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus used in a wireless communication system such as a digital cellular phone and a wireless LAN, and a synchronization acquisition method in the wireless communication apparatus.
無線通信の送受信の際に、送信側で通信信号に一定長の固定パタンを繰返し挿入し、受信側ではこの通信信号に挿入された固定パタンを用いて同期獲得を行えるようにした無線通信システムが存在する。 A wireless communication system in which a fixed pattern of a certain length is repeatedly inserted into a communication signal on the transmission side during transmission / reception of wireless communication, and synchronization can be acquired using the fixed pattern inserted into the communication signal on the reception side. Exists.
上記のような繰返し固定パタン(FP:Fixed Pattern)を利用して同期獲得を行う従来技術としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。以下、これを従来例として、図8〜図14を参照しながら説明する。
As a conventional technique for performing synchronization acquisition using the above-described repeated fixed pattern (FP), there is one disclosed in
図8は無線通信に用いる繰返し固定パタンを有する送信フレームフォーマットの例を示す図である。通信信号の送信フレームフォーマットは、フレーム同期検出等を行うプリアンブル期間と情報データ期間とからなり、プリアンブル期間中にはシンボル長がNシンボルである既知の固定パタンFPが繰返し送信される。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a transmission frame format having a repetitive fixed pattern used for wireless communication. The transmission frame format of the communication signal includes a preamble period for performing frame synchronization detection and the like and an information data period, and a known fixed pattern FP having a symbol length of N symbols is repeatedly transmitted during the preamble period.
図9は、図8の送信フレームフォーマットに対応する繰返し固定パタンが5周期分(FP0〜FP4)である場合の受信サンプル列の例を示したものである。図9において、(a)は送信フレームフォーマット、(b)は受信サンプル列、(c)は繰返し固定パタンの複素共役を示している。(b)におけるSxは繰返し固定パタンのxサンプル目の受信サンプル列(シンボル時間間隔)である。また、(c)においてFx *は繰返し固定パタンの複素共役(シンボル時間間隔)である。なお、実際の受信サンプル列はシンボルレートに対してオーバーサンプリングされたものであるが、技術説明とは直接関係がないので簡略化している。 FIG. 9 shows an example of a received sample sequence when the repetitive fixed pattern corresponding to the transmission frame format of FIG. 8 is for five periods (FP 0 to FP 4 ). In FIG. 9, (a) shows a transmission frame format, (b) shows a received sample sequence, and (c) shows a complex conjugate of a repetitive fixed pattern. S x in (b) is a received sample string (symbol time interval) of the x sample of the repetitive fixed pattern. In (c), F x * is a complex conjugate (symbol time interval) of a repetitive fixed pattern. The actual received sample sequence is oversampled with respect to the symbol rate, but is simplified because it is not directly related to the technical description.
受信側では、この通信信号のプリアンブル期間中に受信したサンプルに対し、Nシンボルの繰返し固定パタンとの相互相関ベクトルを次々と算出する。 On the receiving side, cross-correlation vectors with N symbol repetitive fixed patterns are successively calculated for the samples received during the preamble period of the communication signal.
この図9に記載した記号を用いると、算出される複素相関ベクトルcorri(iは任意の整数)は、以下の数1のように算出される。
When the symbols shown in FIG. 9 are used, the calculated complex correlation vector corr i (i is an arbitrary integer) is calculated as shown in
ここで、複素相関値corriは、送信側で挿入した既知の固定パタンと受信サンプルのデータのパタンとが重なる位置、すなわちi=aN(a=0,1,2,3,4)の位置においてNシンボル間隔でピークとなる。図10は、図9の例において算出される複素相関値を示す図である。 Here, the complex correlation value corr i is a position where the known fixed pattern inserted on the transmission side and the pattern of the received sample data overlap, that is, the position of i = aN (a = 0, 1, 2, 3, 4). Peak at an interval of N symbols. FIG. 10 is a diagram illustrating the complex correlation values calculated in the example of FIG.
次に、受信側では、算出された複素相関値corriに対し、Nシンボル離れの複素相関値5個の和を次々と計算する。この複素相関値5個の和corr5iは、以下の数2のように算出される。
Then, on the receiving side, with respect to the calculated complex correlation values corr i, sequentially calculates the complex correlation value five sum of N symbols away. The sum corr5 i of the five complex correlation values is calculated as shown in
図11は、図10の複素相関値を基に算出されるNシンボル離れの複素相関値5個の和の例を示す図である。複素相関値5個の和は、図11に示すようにi=aN(a=0,±1,±2,±3,±4)の位置にNシンボル間隔でピークを9個持つ。これらのうち、値が最大であるピーク位置(i=0の位置)が、5周期分の繰返し固定パタンが全て含まれた位置となる。従ってこの最大ピーク位置を基準として同期位置を決定することできる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the sum of five complex correlation values separated by N symbols calculated based on the complex correlation values of FIG. As shown in FIG. 11, the sum of five complex correlation values has nine peaks at N symbol intervals at the position i = aN (a = 0, ± 1, ± 2, ± 3, ± 4). Among these, the peak position (position where i = 0) having the maximum value is a position including all the repeated fixed patterns for five cycles. Therefore, the synchronization position can be determined based on the maximum peak position.
ところで今、繰返し固定パタンの前後のデータが、固定パタンと同じようなデータ(固定パタンとの複素相関値が大きくなってしまうようなデータ)となった場合を考える。ここでは一例として、図12のような繰返し固定パタンの後ろ側のデータが繰返しパタンと同じようなデータとなった送信信号を受信した場合を示す。図12は、送信信号の一例を示す図である。また、図13は、図12の例において算出される複素相関値を示す図、図14は、図13の複素相関値を基に算出されるNシンボル離れの複素相関値5個の和の例を示す図である。 Now, consider the case where the data before and after the repeated fixed pattern is the same data as the fixed pattern (data whose complex correlation value with the fixed pattern is large). Here, as an example, a case where a transmission signal in which the data behind the repeated fixed pattern as shown in FIG. 12 is the same data as the repeated pattern is received is shown. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a transmission signal. FIG. 13 is a diagram showing the complex correlation values calculated in the example of FIG. 12, and FIG. 14 is an example of the sum of five complex correlation values separated by N symbols calculated based on the complex correlation values of FIG. FIG.
この例の場合、図13のように、受信サンプル列と固定パタンとの複素相関値は、情報データ期間においてもピークpaが生じる。すなわち、情報データ期間に固定パタンと同じようなデータが含まれると、i=5Nの位置のように、固定パタンでないにもかかわらず複素相関値のピークが立ってしまう。 In the case of this example, as shown in FIG. 13, a peak pa occurs in the complex correlation value between the received sample sequence and the fixed pattern even in the information data period. That is, when data similar to the fixed pattern is included in the information data period, the peak of the complex correlation value stands up even though it is not a fixed pattern as in the position of i = 5N.
また、図14のように、Nシンボル離れの複素相関値5個の和は、2つのピーク位置pb1,pb2の最大値が拮抗する。よって、複素相関値5個の和のピーク位置を探すことによって同期位置を決定する際に、i=0の位置とi=Nの位置のcorr5iの値のように、複数のピーク位置の最大値が拮抗してしまうため、CNRが小さい場合等には最大ピーク位置の選択を誤り、同期獲得を失敗してしまうことがある。 Further, as shown in FIG. 14, the maximum value of the two peak positions pb1 and pb2 antagonizes the sum of five complex correlation values separated by N symbols. Therefore, when the synchronization position is determined by searching for the peak position of the sum of five complex correlation values, the maximum of a plurality of peak positions, such as the value of corr5 i at the position of i = 0 and the position of i = N, is determined. Since the values compete with each other, when the CNR is small, the selection of the maximum peak position may be wrong and synchronization acquisition may fail.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、無線受信機の同期獲得においてプリアンブル区間の繰返し固定パタンを利用する際に、前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことが可能な無線通信装置及び同期獲得方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when using a repeated fixed pattern in a preamble section in acquiring synchronization of a wireless receiver, when a pattern similar to the fixed pattern exists before and after or when the CNR is small The purpose of the present invention is to provide a wireless communication apparatus and a synchronization acquisition method capable of acquiring synchronization with high performance.
本発明の無線通信装置は、既知のNシンボル長(Nは1以上の整数)の固定パタンをA回(Aは1以上の整数)繰り返して送信された通信信号を受信して復調処理を行う受信部を有する無線通信装置であって、前記通信信号の受信信号と前記Nシンボル長の固定パタンとの複素相関値を算出する複素相関値算出手段と、前記複素相関値のNシンボル離れのA個の値を加算する加算手段と、前記複素相関値の加算結果の最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、前記最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の差分を算出する差分手段と、前記最大ピーク位置の前後における加算結果の差分と前記次点の最大ピーク位置の前後における加算結果の差分とを比較する比較手段と、前記比較結果に基づき、差分が小さい方を真の最大ピーク位置として採用し、この最大ピーク位置を基準に同期位置を決定する同期位置決定手段と、を備えるものである。 The wireless communication apparatus of the present invention receives a communication signal transmitted by repeating a fixed pattern having a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more) and performs demodulation processing. A wireless communication apparatus having a receiving unit, a complex correlation value calculating means for calculating a complex correlation value between a received signal of the communication signal and a fixed pattern having an N symbol length, and an A symbol separated by N symbols of the complex correlation value An adding means for adding a plurality of values; a peak position detecting means for detecting a maximum peak position of the complex correlation value and a maximum peak position of the next point; and a maximum peak position and a maximum peak position of the next point, respectively. On the other hand, a difference means for calculating a difference between addition results of peak positions separated by N symbols before and after, a difference between addition results before and after the maximum peak position, and an addition before and after the maximum peak position of the next point. Comparing means for comparing the difference between the results, and a synchronization position determining means for adopting the smaller difference as the true maximum peak position based on the comparison result and determining the synchronization position based on the maximum peak position, It is to be prepared.
上記構成により、複素相関値の加算結果の最大ピーク位置の誤判定を削減できるため、前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことが可能となる。 With the above configuration, erroneous determination of the maximum peak position of the complex correlation value addition result can be reduced, so that synchronization can be obtained with good performance even when there is a pattern similar to a fixed pattern before and after or when the CNR is small. It becomes possible.
また、本発明の無線通信システムは、既知のNシンボル長(Nは1以上の整数)の固定パタンをA回(Aは1以上の整数)繰り返して送信する送信部を有する第1の無線通信装置と、上記の無線通信装置による第2の無線通信装置とをその構成に含むものである。 The wireless communication system of the present invention includes a first wireless communication having a transmission unit that repeatedly transmits a fixed pattern having a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more). The apparatus and the second wireless communication apparatus using the wireless communication apparatus are included in the configuration.
上記構成により、システム全体として受信性能の良好な無線通信システムを構築することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to construct a radio communication system with good reception performance as a whole system.
本発明の同期獲得方法は、既知のNシンボル長(Nは1以上の整数)の固定パタンをA回(Aは1以上の整数)繰り返して送信された通信信号を受信して復調処理を行う受信部を有する無線通信装置における同期獲得方法であって、前記通信信号の受信信号と前記Nシンボル長の固定パタンとの複素相関値を算出する複素相関値算出ステップと、前記複素相関値のNシンボル離れのA個の値を加算する加算ステップと、前記複素相関値の加算結果の最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置を検出するピーク位置検出ステップと、前記最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の差分を算出する差分ステップと、前記最大ピーク位置の前後における加算結果の差分と前記次点の最大ピーク位置の前後における加算結果の差分とを比較する比較ステップと、前記比較結果に基づき、差分が小さい方を真の最大ピーク位置として採用し、この最大ピーク位置を基準に同期位置を決定する同期位置決定ステップと、を有するものである。 The synchronization acquisition method of the present invention receives a communication signal transmitted by repeating a fixed pattern having a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more), and performs demodulation processing. A synchronization acquisition method in a wireless communication apparatus having a receiving unit, wherein a complex correlation value calculating step of calculating a complex correlation value between a received signal of the communication signal and a fixed pattern of the N symbol length, and N of the complex correlation value An addition step of adding A values apart from the symbol, a peak position detection step of detecting a maximum peak position and a maximum peak position of the next point of the addition result of the complex correlation values, and a maximum of the maximum peak position and the next point For each peak position, a difference step for calculating a difference between addition results between peak positions separated by N symbols before and after, a difference between addition results before and after the maximum peak position, and The comparison step for comparing the difference of the addition result before and after the maximum peak position of the point, and the smaller difference is adopted as the true maximum peak position based on the comparison result, and the synchronization position is determined based on the maximum peak position. And a synchronization position determination step for determining.
これにより、無線受信機の同期獲得においてプリアンブル区間の繰返し固定パタンを利用する際に、前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことが可能となる。 As a result, when using the repeated fixed pattern of the preamble section in the synchronization acquisition of the wireless receiver, the synchronization acquisition can be performed with good performance even when there are patterns similar to the fixed pattern before and after or when the CNR is small. It becomes possible.
本発明によれば、無線受信機の同期獲得においてプリアンブル区間の繰返し固定パタンを利用する際に、前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことが可能な無線通信装置及び同期獲得方法を提供できる。 According to the present invention, when a repeated fixed pattern of a preamble section is used for synchronization acquisition of a wireless receiver, synchronization acquisition is performed with good performance even when there are patterns similar to the fixed pattern before and after or when the CNR is small. A wireless communication apparatus and a synchronization acquisition method that can be performed can be provided.
図1は本発明の実施形態に係る無線通信装置の主要部の構成を示すブロック図である。まず、無線通信装置の送信系について説明する。本実施形態の無線通信装置は、送信系として、波形生成器101、ルートナイキストフィルタ(RNF)102、D/A変換器103、直交変調器104、ミキサ105、増幅器106、共用器107、送受信共用アンテナ108を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the transmission system of the wireless communication device will be described. The wireless communication apparatus according to the present embodiment includes a
この送信系において、送信ビット列Uは、波形生成器101に入力され、制御データが付加され、通信信号となる送信用の変調データが生成される。変調データは、ルートナイキストフィルタ102によってベースバンド帯域制限された後、D/A変換器103に入力され、上記変調データがデジタル信号からアナログ信号に変換される。さらに直交変調器104では、アナログ信号に変換された送信信号が直交変調される。
In this transmission system, the transmission bit string U is input to the
直交変調器104で直交変調された送信信号は、所定の送信周波数に変換するミキサ105によって無線周波数にアップコンバートされ、アップコンバートされた信号は増幅器106によって増幅される。増幅された送信信号は、送受信信号を分岐する共用器107を介して送受信共用アンテナ108へ出力され、送受信共用アンテナ108から無線信号(通信信号)として送信される。
The transmission signal orthogonally modulated by the
次に、無線通信装置の受信系について説明する。本実施形態の無線通信装置は、受信系として、送受信共用アンテナ108、共用器107、ミキサ109、直交復調器110、A/D変換器111、ルートナイキストフィルタ(RNF)112、同期部113、周波数オフセット量推定器114、復調器115を備えている。
Next, a reception system of the wireless communication device will be described. The wireless communication apparatus according to the present embodiment includes, as a reception system, a transmission / reception shared
この受信系において、送受信共用アンテナ108で受信された受信信号(通信信号)は、共用器107を介してミキサ109に入力され、ミキサ109によってベースバンド周波数にダウンコンバートされ、さらに直交復調器110によって直交復調される。
In this reception system, a reception signal (communication signal) received by the transmission / reception shared
直交復調された受信信号は、A/D変換器111によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、ルートナイキストフィルタ112によって帯域制限された後に、同期部113、周波数オフセット量推定器114及び復調器115に入力される。
The quadrature demodulated received signal is converted from an analog signal to a digital signal by the A /
同期部113では、上記デジタル信号を用いて、後述する本実施形態の同期獲得方法による処理が実行されて同期獲得が行われ、シンボルタイミング信号が周波数オフセット量推定器114及び復調器115に入力される。周波数オフセット量推定器114では、送受信の周波数オフセット量が推定される。この推定された周波数オフセット量に基づき、ルートナイキストフィルタ112への入力位相が補正される。
The
復調器115には、周波数選択性フェージングを補償する波形等化器や変調方式に応じた検波器が用いられる。この復調器115により、上記ルートナイキストフィルタ112の出力信号と上記同期部113からのシンボルタイミング信号とを用いて復調処理が行われ、受信ビット列Dが出力される。
As the
次に、同期部113における同期獲得処理について詳細に説明する。ここでは、前述した背景技術の従来例と同様に、送信側の無線通信装置において図8に示した送信フレームフォーマットで通信信号の送信を行い、受信側の無線通信装置において図9に示したような繰返し固定パタン5周期分(FP0〜FP4)(繰返し固定パタン個数R=5)のサンプル列を受信した場合を示す。すなわち、ここではNシンボル長(Nは1以上の整数)の固定パタンをA回(Aは1以上の整数でA=5)繰り返して送信し、この通信信号を受信した場合の処理を説明する。
Next, the synchronization acquisition process in the
図9において、(a)は送信フレームフォーマット、(b)は受信サンプル列、(c)は繰返し固定パタンの複素共役を示している。(b)におけるSxは繰返し固定パタンのxサンプル目の受信サンプル列(シンボル時間間隔)である。また、(c)においてFx *は繰返し固定パタンの複素共役(シンボル時間間隔)である。 In FIG. 9, (a) shows a transmission frame format, (b) shows a received sample sequence, and (c) shows a complex conjugate of a repetitive fixed pattern. S x in (b) is a received sample string (symbol time interval) of the x sample of the repetitive fixed pattern. In (c), F x * is a complex conjugate (symbol time interval) of a repetitive fixed pattern.
図2は本発明の実施形態に係る同期部における同期獲得処理手順を示すフローチャートである。受信した受信信号のサンプル列は、同期部113にも入力され、ここで受信部の同期獲得が行われる。まず、同期部113は、受信サンプル列を順次入力する(ステップS31)。そして、同期部113は、受信サンプル列とNシンボル長の繰返し固定パタンとの複素相関値corriを算出する(ステップS32)。次に、同期部113は、複素相関値corriを用いて、Nシンボル間隔で離れた複素相関値A個(ここでは5個)を加算してこれらの和を算出する(ステップS33)。
FIG. 2 is a flowchart showing a synchronization acquisition processing procedure in the synchronization unit according to the embodiment of the present invention. The received sample sequence of received signals is also input to the
なおこのとき、図12に示したように、繰返し固定パタンの前後(ここでは後ろ)のデータが、繰返し固定パタンと同じようなデータ(繰返し固定パタンとの複素相関値が大きくなってしまうようなデータ)となった場合の処理を考える。 At this time, as shown in FIG. 12, the data before and after the repetitive fixed pattern (in this case) is the same as the repetitive fixed pattern (the complex correlation value with the repetitive fixed pattern becomes large). Data) is considered.
この場合、図9に示した受信サンプル列と固定パタンとの複素相関値corriは、図3のようになり、この複素相関値corriを基に算出されるNシンボル離れの複素相関値5個の和は、図4のようになる。ただし、ここでは熱雑音がない場合の理想的な状態を示している。 In this case, the complex correlation value corri i between the received sample sequence and the fixed pattern shown in FIG. 9 is as shown in FIG. 3, and the complex correlation value 5 separated by N symbols is calculated based on the complex correlation value corri i. The sum of the pieces is as shown in FIG. However, an ideal state in the absence of thermal noise is shown here.
本実施形態では、i=0の位置の最大ピーク位置とともに、i=Nの位置の次点の最大ピーク位置についても、同期位置決定のための最大ピーク位置の候補とする。そこで、同期部113は、Nシンボル離れの複素相関値5個の加算結果を用いて、この値の最大ピーク位置と次点の最大ピーク位置とを検出する(ステップS34)。そして、最大ピーク位置(i=0の位置)及び次点の最大ピーク位置(i=Nの位置)のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の値の差分を算出する。
In this embodiment, the maximum peak position at the position where i = 0 and the maximum peak position at the next position at the position where i = N are also candidates for the maximum peak position for determining the synchronization position. Therefore, the
すなわち、同期部113は、まず、最大ピーク位置(i=0の位置)に対して、前後にNシンボル離れたピーク位置同士の加算結果の値の差分を算出する(ステップS35)。このとき、i=0の位置に対して、i=−Nの位置の複素相関値5個の加算結果corr5−Nとi=Nの位置の複素相関値5個の加算結果corr5Nとの差分diffAは、以下の数3のように算出される。
That is, the
また、次点の最大ピーク位置(i=Nの位置)に対して、前後にNシンボル離れたピーク位置同士の加算結果の値の差分を算出する(ステップS36)。このとき、i=Nの位置に対して、i=0の位置の複素相関値5個の加算結果corr50とi=2Nの位置の複素相関値5個の加算結果corr52Nとの差分diffBは、以下の数4のように算出される。 Also, a difference between the addition result values of peak positions separated by N symbols before and after the maximum peak position of the next point (i = N position) is calculated (step S36). At this time, for the position i = N, the difference diffB between the addition result corr50 of 5 complex correlation values at the position i = 0 and the addition result corr52 2N of the 5 complex correlation values at the position i = 2N is The following equation 4 is calculated.
次に、同期部113は、最大ピーク位置の前後における差分diffAと次点の最大ピーク位置の前後における差分diffBとの大きさを比較する(ステップS37)。そして、この比較結果に基づき、同期部113は、最大ピーク位置または次点の最大ピーク位置のいずれかを基準として同期位置を決定する(ステップS38)。
Next, the
このとき、前記差分の比較結果に基づき、差分が小さい方の算出する元となったピーク位置を、真の最大ピーク位置として採用する。すなわち、diffA≦diffBであれば、i=0の位置を真の最大ピーク位置として採用し、同期位置を決定するための基準位置とする。一方、diffA>diffBであれば、i=Nの位置を真の最大ピーク位置として採用し、同期位置を決定するための基準位置とする。 At this time, based on the comparison result of the difference, the peak position from which the smaller difference is calculated is adopted as the true maximum peak position. That is, if diffA ≦ diffB, the position of i = 0 is adopted as the true maximum peak position and is set as a reference position for determining the synchronization position. On the other hand, if diffA> diffB, the position of i = N is adopted as the true maximum peak position and is set as a reference position for determining the synchronization position.
ここで、簡単に理解できるように、図3に示した複素相関値のピーク値を数値化して説明する。図5は図3の複素相関値のピーク値を数値化した例を示す図、図6は図5の複素相関値を基に算出されるNシンボル離れの複素相関値5個の和の数値例を示す図である。図5の例では、受信サンプルと固定パタンとの複素相関値のピーク値を10に、データパタンが固定パタンと似ている情報データと固定パタンとの複素相関値を8にしている。このときのNシンボル離れの5個の複素相関値の和(図4に対応)は、図6のように数値化される。この数値例を上記同期獲得処理に適用する。 Here, for easy understanding, the peak value of the complex correlation value shown in FIG. 5 is a diagram showing an example in which the peak value of the complex correlation value in FIG. 3 is digitized. FIG. 6 is a numerical example of the sum of five complex correlation values separated by N symbols calculated based on the complex correlation value in FIG. FIG. In the example of FIG. 5, the peak value of the complex correlation value between the received sample and the fixed pattern is set to 10, and the complex correlation value between the information data whose data pattern is similar to the fixed pattern and the fixed pattern is set to 8. The sum of the five complex correlation values separated by N symbols at this time (corresponding to FIG. 4) is digitized as shown in FIG. This numerical example is applied to the synchronization acquisition process.
まず、図6のcorr5iの最大ピーク位置(i=0の位置)について、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の値の差分diffAを計算すると、以下の数5のようになる。 First, regarding the maximum peak position of corr5 i in FIG. 6 (i = 0 position), the difference diffA between the addition result values of the peak positions separated by the preceding and following N symbols is calculated as shown in Equation 5 below.
また、図6のcorr5iの次点の最大ピーク位置(i=Nの位置)について、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の値の差分diffBを計算すると、以下の数6のようになる。 Further, for the maximum peak position of the next point of corr5 i in FIG. 6 (i = N position), the difference diffB of the addition result values between the peak positions separated by the preceding and following N symbols is calculated as shown in the following Expression 6. Become.
この場合、両者の差分を比較すると、diffA<diffBであるので、最大ピーク位置としてはi=0の位置を選択し、この位置を基準に同期位置を決定する。 In this case, when the difference between the two is compared, diffA <diffB, and therefore, the position of i = 0 is selected as the maximum peak position, and the synchronization position is determined based on this position.
なお、上記の例では、CNRが大きく受信状態が良好である場合の数値を例示したが、CNRが小さい場合においては、図4において最大ピーク値と次点の最大ピーク値とが拮抗する確率が高くなるため、本実施形態の同期獲得方法が大きな効果を発揮する。 In the above example, the numerical value when the CNR is large and the reception state is good is illustrated. However, when the CNR is small, the probability that the maximum peak value and the maximum peak value of the next point in FIG. Therefore, the synchronization acquisition method of this embodiment exhibits a great effect.
上述したように、本実施形態では、繰返し固定パタンを用いて送受信を行い、同期獲得を行う際に、送信側の繰返し固定パタンと受信側の受信シンボルとの複素相関値を基に、複素相関値のNシンボル離れのA個の値の加算結果の最大ピーク位置のみから同期位置を決定するのではなく、最大ピーク位置に加えて次点の最大ピーク位置もいったん同期位置の候補に入れ、さらに最大ピーク位置と次点の最大ピーク位置のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置の複素相関値も考慮して同期位置を決定している。このため、熱雑音に強くなり、CNRが小さい場合においても性能良く同期獲得できるようになる。特に、プリアンブル区間の繰返し固定パタンの前後のデータが繰返しパタンと同じようなデータとなった場合において、最大ピーク位置を誤って選択する確率が大きく低減し、大きな改善効果が得られる。 As described above, in this embodiment, when performing transmission / reception using a repetitive fixed pattern and acquiring synchronization, complex correlation is performed based on a complex correlation value between a repetitive fixed pattern on the transmission side and a received symbol on the reception side. Rather than determining the synchronization position only from the maximum peak position of the addition result of A values separated by N symbols of the value, in addition to the maximum peak position, the maximum peak position of the next point is once entered as a synchronization position candidate, and For each of the maximum peak position and the maximum peak position of the next point, the synchronization position is determined in consideration of the complex correlation value of the peak positions separated by N symbols before and after. For this reason, it becomes resistant to thermal noise, and synchronization can be acquired with good performance even when the CNR is small. In particular, when the data before and after the repeated fixed pattern in the preamble section becomes data similar to the repeated pattern, the probability of erroneously selecting the maximum peak position is greatly reduced, and a great improvement effect is obtained.
したがって、本実施形態の同期獲得方法を用いることにより、熱雑音が大きくCNRが小さい条件においても、より性能良く同期獲得を行うことが可能となる。また、本実施形態の同期獲得方法を無線通信装置に適用するにあたっては、従来例と比較して極少ない演算量の増加、回路規模の増加で実現が可能である。 Therefore, by using the synchronization acquisition method of the present embodiment, it is possible to perform synchronization acquisition with higher performance even under conditions where the thermal noise is large and the CNR is small. In addition, when the synchronization acquisition method of the present embodiment is applied to a wireless communication device, it can be realized with an extremely small amount of calculation and an increase in circuit scale as compared with the conventional example.
以上のように、本実施形態の無線通信装置によれば、同期部113において上記の同期獲得方法を適用することによって、CNRが小さい場合などにおいても、良好な同期獲得を行うことができるため、良好な受信性能を有した無線通信装置を実現できる。
As described above, according to the wireless communication device of the present embodiment, by applying the above-described synchronization acquisition method in the
図7は本発明の実施形態に係る無線通信装置を用いた無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システムは、IEEE802.11a/g規格などによる無線LANやARIB−STD−T86による市町村デジタル同報通信システム等に用いられる基地局の無線通信装置BSと、移動局あるいは固定局の無線通信装置RS1、RS2、・・・、RSmとを有して構成される。この無線通信装置RS1、RS2、・・・、RSmにおいて、少なくとも一つに図1に示した本実施形態の無線通信装置を用いることにより、システム全体として受信性能の良好な無線通信システムを構築することができる。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system using the wireless communication apparatus according to the embodiment of the present invention. The wireless communication system includes a wireless communication device BS of a base station and a wireless communication device of a mobile station or a fixed station used for a wireless LAN according to the IEEE802.11a / g standard, a municipal digital broadcast communication system according to ARIB-STD-T86, and the like. RS1, RS2,..., RSm. In this wireless communication device RS1, RS2,..., RSm, the wireless communication device of the present embodiment shown in FIG. be able to.
なお、本実施形態は、既知の固定パタンを繰返し送出するような送信フォーマットを有するデジタル無線通信システムの無線通信装置において、幅広く適用することが可能である。例えば、IEEE802.11a/g規格などの無線LANやARIB−STD−T86の市町村デジタル同報通信システム等に、上述した本実施形態の無線通信装置を適用することによって、高性能の同期獲得が可能となり、無線通信システムにおける受信性能を向上させることが可能となる。 Note that this embodiment can be widely applied to a wireless communication apparatus of a digital wireless communication system having a transmission format in which a known fixed pattern is repeatedly transmitted. For example, high-performance synchronization can be obtained by applying the above-described wireless communication apparatus of the present embodiment to a wireless LAN such as the IEEE802.11a / g standard or the municipal digital broadcast communication system of ARIB-STD-T86. Thus, reception performance in the wireless communication system can be improved.
上述したように、本実施形態によれば、無線通信装置において受信部の同期獲得のためにプリアンブル区間の繰返し固定パタンを利用する際に、その前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, when a repeated fixed pattern of a preamble section is used in a wireless communication apparatus for acquisition of synchronization of a receiving unit, a pattern similar to a fixed pattern exists before and after the pattern, Even when the CNR is small, synchronization can be acquired with good performance.
本発明は、無線受信機の同期獲得においてプリアンブル区間の繰返し固定パタンを利用する際に、前後に固定パタンに類似したパタンが存在する場合やCNRが小さい場合においても、性能良く同期獲得を行うことが可能となる効果を有し、デジタル携帯電話や無線LAN等の無線通信システムに用いられる無線通信装置及び同期獲得方法等に有用である。 The present invention performs synchronization acquisition with good performance even when there is a pattern similar to the fixed pattern before and after or when the CNR is small when using the repeated fixed pattern in the preamble section in the synchronization acquisition of the radio receiver. And is useful for a wireless communication apparatus and a synchronization acquisition method used in a wireless communication system such as a digital cellular phone and a wireless LAN.
101 波形生成器
102 ルートナイキストフィルタ
103 D/A変換器
104 直交変調器
105 ミキサ
106 増幅器
107 共用器
108 送受信共用アンテナ
109 ミキサ
110 直交復調器
111 A/D変換器
112 ルートナイキストフィルタ
113 同期部
114 周波数オフセット量推定器
115 復調器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記通信信号の受信信号と前記Nシンボル長の固定パタンとの複素相関値を算出する複素相関値算出手段と、
前記複素相関値のNシンボル離れのA個の値を加算する加算手段と、
前記複素相関値の加算結果の最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
前記最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の差分を算出する差分手段と、
前記最大ピーク位置の前後における加算結果の差分と前記次点の最大ピーク位置の前後における加算結果の差分とを比較する比較手段と、
前記比較結果に基づき、差分が小さい方を真の最大ピーク位置として採用し、この最大ピーク位置を基準に同期位置を決定する同期位置決定手段と、
を備える無線通信装置。 A wireless communication apparatus having a receiving unit that receives a communication signal transmitted by repeating a fixed pattern of a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more) and performs demodulation processing. There,
Complex correlation value calculating means for calculating a complex correlation value between the received signal of the communication signal and the fixed pattern of the N symbol length;
Adding means for adding A values N symbols apart of the complex correlation value;
Peak position detection means for detecting the maximum peak position of the addition result of the complex correlation value and the maximum peak position of the next point;
A difference means for calculating a difference between addition results of peak positions separated by N symbols before and after the maximum peak position and the next maximum peak position;
Comparison means for comparing the difference between the addition results before and after the maximum peak position and the difference between the addition results before and after the maximum peak position of the next point;
Based on the comparison result, adopting the smaller difference as the true maximum peak position, the synchronization position determination means for determining the synchronization position based on the maximum peak position,
A wireless communication device comprising:
請求項1に記載の無線通信装置による第2の無線通信装置とをその構成に含む無線通信システム。 A first wireless communication apparatus having a transmitter that repeatedly transmits a fixed pattern of a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more);
A wireless communication system including, in its configuration, a second wireless communication device using the wireless communication device according to claim 1.
前記通信信号の受信信号と前記Nシンボル長の固定パタンとの複素相関値を算出する複素相関値算出ステップと、
前記複素相関値のNシンボル離れのA個の値を加算する加算ステップと、
前記複素相関値の加算結果の最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置を検出するピーク位置検出ステップと、
前記最大ピーク位置及び次点の最大ピーク位置のそれぞれに対して、前後Nシンボル離れのピーク位置同士の加算結果の差分を算出する差分ステップと、
前記最大ピーク位置の前後における加算結果の差分と前記次点の最大ピーク位置の前後における加算結果の差分とを比較する比較ステップと、
前記比較結果に基づき、差分が小さい方を真の最大ピーク位置として採用し、この最大ピーク位置を基準に同期 位置を決定する同期位置決定ステップと、
を有する同期獲得方法。 In a wireless communication apparatus having a receiving unit that receives a communication signal transmitted by repeating a fixed pattern of a known N symbol length (N is an integer of 1 or more) A times (A is an integer of 1 or more) and performs demodulation processing A synchronization acquisition method,
A complex correlation value calculating step of calculating a complex correlation value between the received signal of the communication signal and the fixed pattern of the N symbol length;
An adding step of adding A values N symbols apart of the complex correlation value;
A peak position detecting step for detecting the maximum peak position of the addition result of the complex correlation value and the maximum peak position of the next point;
A difference step for calculating a difference between addition results of peak positions separated by N symbols before and after each of the maximum peak position and the next maximum peak position;
A comparison step for comparing the difference between the addition results before and after the maximum peak position and the difference between the addition results before and after the maximum peak position of the next point;
Based on the comparison result, the one having a smaller difference is adopted as a true maximum peak position, and a synchronization position determining step for determining a synchronization position based on the maximum peak position;
A synchronization acquisition method comprising:
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