JP2007166571A

JP2007166571A - シンボル同期捕捉回路

Info

Publication number: JP2007166571A
Application number: JP2005381028A
Authority: JP
Inventors: Yasuta Azuma; 康太東; Yuhei Nagao; 勇平長尾; Masayuki Kurosaki; 正行黒崎; Hiroshi Ochi; 博尾知
Original assignee: RADRIX KK
Current assignee: RADRIX KK
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-06-28

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ変調技術においてＦＦＴなどの処理開始位置を知るためのシンボル同期捕捉がある．従来の同期捕捉では，プリアンブル信号をマッチドフィルタに通し，その出力の相関特性から得るピーク値を閾値判定して同期点を検出する．しかし，マルチパスの影響による受信振幅の変化に伴い，閾値設定が容易でなくなる．そこでＩＩＲフィルタを用いた閾値設定が不要な同期捕捉法（特許文献１）があるが，１ＯＦＤＭシンボル中のサブキャリアが多数の場合，多大なＩＩＲフィルタの乗算器と比較器が必要となる．
【解決手段】上記の問題を解決するために、１ＯＦＤＭシンボル周期のレジスタと１つの乗算器を持つＩＩＲフィルタを使い、１ＯＦＤＭシンボル毎のピーク値の加算平均を得る。この出力の最大値変更時点をカウントし、既知のＯＦＤＭシンボル数に至る時点で同期点を得る。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＯＦＤＭ変調技術のシンボル同期捕捉回路に関する。

本発明は、小規模のＩＩＲフィルタ乗算器と比較器で構成されるシンボル同期捕捉回路に関する。

ＯＦＤＭ変調技術においてＦＦＴなどの処理開始位置を知るためのシンボル同期捕捉がある。通常、送受信装置間で既知である同期捕捉用プリアンブル信号を用いることで同期捕捉を行う。通常同期捕捉用プリアンブル信号
Ｃ_ｊ（ｊ＝０，１…，ｍ−１）は、図１に示すように、シンボル数ｍ個で構成される１ＯＦＤＭシンボルが複数個（ｎ個）あり、その後にチャネル推定用プリアンブル信号と送信データ系列が続く。図１の例えばＯＦＤＭ変調技術を応用したマルチバンドＯＦＤＭＵＷＢシステムの同期捕捉用プリアンブル信号は、１ＯＦＤＭシン

リアンブル信号はｎ＝３ＯＦＤＭシンボルで構成される（非特許文献１）。

受信器装置において、図２で示すような同期補足用プリアンブル信号の１ＯＦ

Ｆ）に、受信した同期補足用プリアンブル信号を通す。ここでタップ内の‘＊’は複素共役を示す。このＭＦ処理により、同期捕捉用プリアンブル信号の自己相関特性をとる操作が行われるため、ｍシンボル毎にピーク値が現れ、それ以外の区間では現れない（図３参照）。従来の同期捕捉回路では、ピーク値が予め設定された閾値を超えたか否かで判定して同期点を検出していた。

しかし、マルチパスフェージングの影響下において、受信信号の振幅変化が生じた場合、ＭＦ出力の相関特性より得られるピーク値も変化し、その変化に応じた閾値設定が必要となる。そのため、固定である閾値設定が誤った同期点検出を行うという問題点があった。

前述の［０００５］の問題点を改善した同期捕捉回路として、図４で示すように、ｍシンボルに合わせたＩＩＲフィルタで構成されるが、閾値設定が不要な同期捕捉を行う（特許文献１）。

特願２００４−７９４９９号

Ａ．Ｂａｔｒａｅｔａｌ，″Ｍｕｌｔｉ−ｂａｎｄＯＦＤＭＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒＰｒｏｐｏｓａｌｆｏｒＩＥＥＥ８０２．１５ＴａｓｋＧｒｏｕｐ３ａ″，ＩＥＥＥＰ８０２．１５−０３／２６８ｒ３，Ｍａｒｃｈ，２００４．

前述の［０００５］で示した問題点は、従来のシンボル同期捕捉回路の問題点として、閾値設定を用いる点である。

前述の［０００６］で示した同期捕捉回路の問題点は、１ＯＦＤＭシンボル当たりのシンボル数ｍが多数の場合、例えばＵＷＢシステムにおいてｍ＝１６５と、多数のＩＩＲフィルタの乗算器と比較器が必要となり、回路規模が大きいという点である。

前述の課題［００９］、［００１０］を解決するために、本発明の同期捕捉回路構成を図５に示す。１ＯＦＤＭシンボル周期のレジスタ（遅延子）と１つの乗算器を持つＩＩＲフィルタを使い、１ＯＦＤＭシンボル毎のピーク値の加算平均し、ＩＩＲフィルタ出力の電力計算を行う。次にこの出力と最大値を第１比較器にて比較し、２つの出力を行う。第１比較器の１つ目の出力信号として、第１比較器にて比較した結果、最大値よりＩＩＲフィルタ出力電力が大きい場合、ＩＩＲフィルタ出力電力を最大値として更新し出力する。そして１シンボル後のＩＩＲフィルタ出力電力と比較を行う。第１比較器の２つ目の出力信号として、最大値が更新された際のフラグとして１を出力し、更新が無い場合（ＩＩＲフィルタ出力電力が最大値より小さい場合）は、０を出力する。次にフラグ値をカウンタにてカウントする。そしてこのカウント値と既知であるプリアンブル信号のＯＦＤＭシンボル数を第２比較器で比較し、カウント値がＯＦＤＭシンボル数に至る時点でイネーブル信号を出力し、同期点を決定する。

前述の解決手段［００１１］において、本発明の同期捕捉回路（図５参照）と特許文献１の同期捕捉回路（図４参照）を比較する。図４の回路ではＩＩＲフィルタの乗算器とＩＩＲフィルタ出力後の比較器の数がそれぞれｍ個必要な所が、図５の回路では乗算器の数が１つ、そして比較器の数が２つだけで構成でき、回路規模が縮小される。また、図６で示すように、ＢＥＲが３×１０^−２近傍で、本発明の同期捕捉の場合の方が、従来の同期捕捉回路の場合より、約８ｄＢの性能改善が見られる。故に本発明の同期捕捉回路は、従来の同期捕捉回路の閾値設定が不要で、マルチパスフェージング環境下でも高精度な同期捕捉が可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳しく説明する。

図５に本発明の同期捕捉回路を示す。前述の［００１１］で説明した、ＩＩＲフィルタ部５０１、電力計算部５０２、第１比較器５０３、カウンタ部５０４、第２比較器５０５より構成される。

本発明の同期捕捉回路における、ＩＩＲフィルタ部５０１はシンボル数ｍに合わせて、１ＯＦＤＭシンボル長Ｔ_ｓ分のレジスタと、係数ｒ（０＜ｒ＜１）の乗算器で構成される。

第１比較器５０３では、ＩＩＲフィルタ出力電力と、最大値を保持するレジスタからの入力ｍａｘ＿ｕｐｄａｔｅを比較し、ＩＩＲフィルタ出力電力が大きい場合はそれを最大値として更新し、ｍａｘ＿ｕｐｄａｔｅとして出力する。また、最大値更新の有無を検出するフラグ信号ｆｌａｇの値を以下のように出力する。最大値ｍａｘ＿ｕｐｄａｔｅが更新された場合は１を、更新が無い場合は０を出力する。

カウンタ部５０４では、ｆｌａｇを入力とし、カウントされた値を出力する。

第２比較器５０５では、カウンタ部の出力と、既知である同期捕捉用プリアンブル信号のＯＦＤＭシンボル数ｎを比較し、出力ではシンボル同期点検出用イネーブル信号を出力する。カウンタ部の出力がｎに至る時点でシンボル同期点検出用イネーブル信号をＯＮ、至らない場合はＯＦＦとする。以上説明した操作によりシンボル同期捕捉が可能となる。

ＭＦ出力、ＩＩＲフィルタ部５０１、第１比較器５０３、カウンタ部５０４の出力信号の関係を図７に示す。図７（ａ）で示すように、ＭＦ出力がｍシンボル間隔でピーク値が出現されるため、ＩＩＲフィルタ部５０１の出力は図７（ｂ）のようにピーク値の部分だけ大きく増加される。

図７（ｃ）で示すように、ピーク値のＩＩＲフィルタ出力電力が第１比較器に入力される度に、最大値が更新される。そのため、図７（ｄ）で示すように、最大値更新用フラグ値は１を出力する。

図７（ｅ）で示すように、カウンタ部５０４にてフラグ値をカウントする。特にピーク値時点では、ｍシンボル間隔で最大値更新されるため、それに合わせてカウント値ｃもｍシンボル間隔でアップする。

カウント値ｃと既知である同期補足用プリアンブル信号のＯＦＤＭシンボル数ｎを第２比較器５０５にて比較し、ｎに至るとシンボル同期捕捉用イネーブル信号をＯＮとする。

同期捕捉用プリアンブル信号の構成図である。受信装置内で使用されるＭＦの構成図である。図２で示したＭＦの出力を表す図である。特許文献１で提案された同期捕捉回路の構成図である。本発明の同期捕捉回路の構成図である。本発明の同期捕捉回路の効果を示すために、ＵＷＢシステムの５３．３Ｍｂｐｓにおける、従来の同期捕捉回路と本発明の同期捕捉回路のＢＥＲ特性を表す。前述の〔図５〕の同期捕捉回路の各部波形の関係を表す。

符号の説明

５０１ＩＩＲフィルタ部
５０２電力計算部
５０３第１比較器
５０４カウンタ部
５０５第２比較器

Claims

無線通信システムにおけるＯＦＤＭ変調技術用のシンボル同期捕捉回路において、マッチドフィルタ部１つ、ＩＩＲフィルタ部１つ、電力計算部１つ、比較器２つ、カウンタ部１つで構成され、閾値設定を要することなく同期捕捉が可能という特徴を持つシンボル同期捕捉回路。
前述のマッチドフィルタ部は、同期補足用プリアンブル信号の自己相関特性を検出するためのＦＩＲ型フィルタで構成されることを特徴とする請求項１記載のシンボル同期捕捉回路。
前述のＩＩＲフィルタ部は、プリアンブル信号の１ＯＦＤＭシンボル長のレジスタと１つの乗算器で構成され、マッチドフィルタ出力の相関特性の加算平均を検出する特徴を持つ請求項１記載のシンボル同期捕捉回路。
前述の２つの比較器は、ＩＩＲフィルタ部出力電力と過去の最大値を比較し、最大値と最大値更新フラグを出力する第１比較器、そして最大値更新回数とプリアンブル信号のＯＦＤＭシンボル数を比較し、イネーブル信号を出力する第２比較器で構成されることを特徴とする請求項１記載のシンボル同期捕捉。
前述のカウンタ部は、プリアンブル信号の１ＯＦＤＭシンボル長のレジスタで構成され、最大値更新フラグをカウントする特徴を持つ請求項１記載のシンボル同期捕捉回路。
前述の請求項１記載のシンボル同期捕捉回路は、特許文献１にて考案された閾値不要の同期捕捉回路と比較して、ＩＩＲフィルタの乗算器の個数と、比較器の個数の面で削減でき、より小規模な回路で同期捕捉が可能という特徴を持つシンボル同期捕捉回路。