JP2009201083A - 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線送信装置のトレーニングシンボル生成回路において、同期符号系列生成回路は差動符号化される前のプリアンブルシンボル用同期符号系列S301を生成する。差動符号化回路は同期符号系列S301からプリアンブルシンボル系列S302[1]〜S302[NPR]を生成する。パイロットシンボル生成回路はプリアンブルシンボル系列の最終シンボルS302[NPR]からパイロットシンボル系列S303[1]〜S303[NPI]を生成する。ポストアンブルシンボル生成回路はパイロットシンボル系列の最終シンボルS303[NPI]及びプリアンブルシンボル系列S302[1]〜S302[NPR]からポストアンブルシンボル系列S304[1]〜S304[NPO]を生成する。
【選択図】図1
Description
これらTDMAシステムやCSMA/CAに共通しているのは、いずれも時間軸上で無線伝送信号が多重化されている点である。時分割通信を実現するためには、各通信局から送信される無線伝送信号は間欠的にならざるを得ない。すなわち、バースト通信を行うことが必須となる。無線バースト信号を受信して情報を取り出すためには、シンボルタイミング同期、搬送波周波数同期、搬送波位相同期(伝搬路変動補償を含む)、フレーム同期といった各種同期技術が必要となる(例えば、非特許文献4参照)。
このように、第1の従来システムでは、図25(a)、(b)に示すように、シンボルタイミング同期及び搬送波周波数同期に必要なトレーニング信号とフレーム同期のためのトレーニング信号とを分離する必要がある。このため、トレーニング信号によるオーバーヘッドが大きくなり、特に情報シンボル信号部分が短いバーストに対して伝送効率が劣化するという問題がある。
さらに、第1の従来システムでは、同期検波を行うために、搬送波位相同期が必要である。第1の従来システムでは、逆変調方式などに代表される搬送波再生方式を用いて搬送波位相同期を確立する。位相不確定性については、無変調信号であるCRを用いて除去するか、あるいは位相不確定性が存在しても復調が可能となるように、変調時に情報シンボルの差動符号化を行う。
また、第1の従来システムは、いずれも逐次復調方式であるが、搬送波周波数同期を確立し搬送波再生を行うには、複数のバースト信号を繰り返し参照して引き込むことが必要であり、1バースト時間で引き込むことはできない。また、バースト内での伝搬路変動に対してシンボル変調速度が十分大きいシステムに適用されるため、位相変動が小さく準静止状態とみなすことができる。すなわち、シンボル変調速度の小さい低速移動通信システム等に適用した場合には、バースト内での伝搬路変動に追従することは困難であり、伝送特性が劣化する。
(A1)各受信同期処理のために、それぞれ専用のトレーニング信号を別々に用意する必要があるため、オーバーヘッドが大きくなり、特に情報シンボル信号部分が短い場合に伝送効率が劣化する。
(A2)各受信同期処理を異なる信号処理で行うため、演算量が多く、受信装置の回路規模及び消費電力が増大する。
(A3)バースト内での伝搬路変動に追従する仕組みを持たないため、低速移動通信等に適用した場合に無線伝送特性が劣化する。
(A4)伝搬路変動推定及び補償処理に必要な演算量が多く、受信装置の回路規模及び消費電力が増大する。
(A5)非常に低いCNR領域で無線伝送を行う場合に、無線伝送特性が劣化する。
Kiyoshi Kobayashi, Tetsu Sakata, Yoichi Matsumoto, Shuji Kubota, "Fully Digital Burst Modem for Satellite Multimedia Comm8unication Systems"IEICE Transaction of Communications, vol.E80-B, no.1, January 1997. Yoichi Matsumoto, Shuji Kubota, Shuzo Kato, "A New Burst Coherent Demodulator for Microcellular TDMA/TDD Systems"IEICE Transaction on Communications, vol.E77-B, No.7, July 1994. 松江英明,守倉正博,"802.11高速無線LAN教科書"IDGジャパン,2003. 三瓶政一,"ディジタルワイヤレス伝送技術"ピアソン・エデュケーション,2002.
図1は、本発明の第1の実施形態による、無線送信装置におけるトレーニングシンボル生成回路の構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル生成回路102は、同期符号系列生成回路301、差動符号化回路302、パイロットシンボル生成回路303及びポストアンブルシンボル生成回路304からなる。同期符号系列生成回路301は、差動符号化される前のプリアンブルシンボル用同期符号系列S301を生成する。差動符号化回路302は、同期符号系列S301からプリアンブルシンボル系列S302[1]〜S302[NPR]を生成する。但し、NPRはプリアンブルシンボル数である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3は、本第2の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。図3において、A/D変換器401は、受信装置無線部より入力された受信バースト信号S400に対して、オーバーサンプリング及びA/D変換し、受信バースト信号S401として出力する。受信フィルタ402は、A/D変換後の受信バースト信号S401を帯域制限し、受信バースト信号S402として出力する。フレーム・シンボルタイミング検出回路501は、帯域制限された受信バースト信号S402から、搬送波周波数推定のための相関値信号S501とフレーム・シンボルタイミング位置信号S502とを検出して出力する。フレーム・シンボルタイミング同期回路503は、フレーム・シンボルタイミング位置信号S502に対して、フレーム同期処理及びシンボルタイミングに基づくダウンサンプリング処理を施して、受信バーストシンボル系列S503として出力する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図4は、本第3の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。図において、A/D変換器601a、601bは、2つの入力信号系統に対して受信装置無線部より入力された受信バースト信号S600a、S600bに対して、オーバーサンプリング及びA/D変換し、受信バースト信号S601a、S602bとして出力する。受信フィルタ602a、602bは、A/D変換後の受信バースト信号S601a、S601bに対して帯域制限し、受信バースト信号S602a、S602bとして出力する。フレーム・シンボルタイミング検出回路603は、帯域制限された受信バースト信号S602a、S602bから、搬送波周波数推定のための相関値信号S603とフレーム・シンボルタイミング位置信号S604とを検出して出力する。
次に、本発明の第の実施形態について説明する。
図5は、本第4の実施形態による、図3のフレーム・シンボルタイミング検出回路501の構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル抽出回路701は、受信フィルタ402から出力されたオーバーサンプリングされた受信バースト信号S402に対して、入力サンプル毎にダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列S701−1、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列S701−2、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列S701−3を出力する。トレーニングシンボル生成回路702は、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列S702−1、パイロットシンボル系列S702−2、及びポストアンブルシンボル系列S702−3を生成して出力する。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図6は、本第5の実施形態による、図4のフレーム・シンボルタイミング検出回路603の構成を示すブロック図である。トレーニングシンボル抽出回路801a、801bは、2つの入力信号系統、すなわち、受信フィルタ402から出力されるオーバーサンプリングされた受信バースト信号S602a、S602bに対して、入力サンプル毎にダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列S801a−1、S801b−1、パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列S801a−2、S801b−2、及びポストアンブル区間に相当するシンボル系列S801a−3、S801b−3を出力する。トレーニングシンボル生成回路802は、送信装置で生成される既知のトレーニングシンボル系列と同じプリアンブルシンボル系列S802−1、パイロットシンボル系列S802−2、及びポストアンブルシンボル系列S802−3を出力する。
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
図7は、本第6の実施形態による、図3あるいは図4の無線受信装置における伝搬路推定回路506、608a、608bの構成を示すブロック図である。図において、トレーニングシンボル抽出回路901は、搬送波周波数同期回路505より出力された受信バーストシンボル系列S505から、プリアンブルシンボル系列S901−1、パイロットシンボル系列S901−2、及びポストアンブルシンボル系列S901−3を出力する。多重化回路902は、プリアンブルシンボル系列S901−1、パイロットシンボル系列S901−2、及びポストアンブルシンボル系列S901−3を多重化し、トレーニングシンボル系列S902として出力する。
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。
本実施形態は、後述する第8の実施形態と対で用いることが可能である。なお、情報シンボルの変調方式としてπ/4シフトQPSK、誤り訂正方式として畳み込み符号化及びビタビ符号化を適用している。
図9は、本第7の実施形態による、無線送信装置の構成を示すブロック図である。畳込み符号化部1003は、誤り訂正のための畳み込み符号化を行う。インタリーブ部1004は、行列ビットインタリーブを行う。シンボル生成部1005は、送信データ系列のビットからQPSKシンボルへのIQ平面上へのマッピングを行う。なお、QPSKシンボルの4/πシフトは、トレーニング信号の多重化を行った後にバースト信号全体に対して行う。
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。
本実施形態は、上述した第7の実施形態と対で用いることが可能である。
図10は、本第8の実施形態による無線受信装置の構成を示すブロック図である。本第8の実施形態による無線受信装置は、2つの入力信号系統からの受信信号に対する入力インタフェースを備えている。図において、RAM1021−1、1021−2は、各入力信号系統における受信信号を、受信バースト単位で蓄積する。なお、後続の受信フィルタ1022−1,1022−2通過後の受信信号を蓄積する構成としてもよい。
(1)フレーム・シンボルタイミング検出回路1031
フレーム・シンボルタイミング検出回路1031は、オーバーサンプリングされた受信フィルタ処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニング信号を抽出・合成し、フレーム位置を検出する。該検出されたフレーム位置を元に、フレーム同期及びダウンサンプル(=シンボルタイミング同期)処理を行う。
プリアンブル部においては、1〜3シンボル間隔で受信信号の複素共役乗算を行い、相関値和を計算する。プリアンブルシンボル系列をal(l=1〜Lpr、Lprはプリアンブルシンボル長)とする。但し、本第8の実施形態では、Lpr=8とし、alを1シンボル間隔で差動復号(遅延検波)したシンボル系列blが、段数3系列長7のM系列となるようにしている。同じく、2、3シンボル間隔で差動復号(遅延検波)した結果をそれぞれcl、dlとし、次式(1)で表す。
トレーニング信号に挟まれた単位ペイロードシンボル長をLd、単位ペイロード数をNdとする。但し、本第8の実施形態では、Ld=8とする。ここでは、プリアンブル部と同様に、パイロット挿入間隔(=Ld+1)での相互相関値を計算する。パイロット挿入間隔での複素共役乗算結果を用いると、−π/4シフト後のプリアンブルの末尾シンボル、パイロットシンボル、ポストアンブルの先頭シンボルは、いずれも、(l+j)/√(2)であることから、パイロット部を用いたピーク検出関数Rcross・PI(kPIT/8)を、次式(4)に示すように定義する。
ポストアンブルシンボル系列a’l(l=1〜Lpr)=−alで与えられることから、ポストアンブル部のピーク検出関数をプリアンブル部と同様に、次式(5)で示すように定義する。
プリアンブル、パイロット、ポストアンブル部の各ピーク検出関数を用いて、トレーニング信号全体を用いたピーク検出関数Rcross(kT/8)は、次式(6)で与えることができる。なお、本第8の実施形態では、第7の実施形態で示した無線送信装置の送信AFC機能によって、キャリア周波数誤差をシンボルレートに対して十分小さくできるとしたため、相関値計算時のシンボル間隔によらず、各項の信号点位相はほぼそろっているものとみなしている。
搬送波周波数推定回路1033は、フレーム検出の演算結果を用いて、キャリア周波数誤差の推定及び補償を行う。本第8の実施形態では、無線送信装置で送信AFCを行うため、受信AFCは不要であるが、バースト長が長い場合には、キャリア周波数誤差をさらに小さく抑制することができる。ただし、逆に、バースト長が短い場合には、受信AFCを行うことによって伝送特性が劣化することもある。
−π/4シフト回路1034−1、1034−2は、フレーム同期・クロック同期(あるいは、さらにキャリア周波数誤差補償後)の各入力信号系統の受信信号に対し、1シンボルあたり、−π/4シフトの位相回転を施す。
伝搬路推定回路1035−1、1035−2は、−π/4シフト処理後の各入力信号系統の受信信号からトレーニングシンボルを抽出し、ペイロード部の伝搬路変動を推定する。チャネル推定は、トレーニングシンボルに挟まれた各単位ペイロードに対して、前後近傍8シンボルのトレーニングシンボル位置におけるチャネル推定値の平均値を用いる。
伝搬路補償回路1036−1、1036−2は、入力信号系統毎の伝搬路変動を補償する。最大比合成回路1037は、各入力信号系統間で情報シンボルの最大比合成を行う。シンボル識別回路1038は、最大比合成後の情報のシンボル識別を行う。i番目の受信入力信号系統で時間mTに受信したペイロード部の受信信号をDr i(mT)、伝搬路推定値をChi(mT)とすると、シンボル識別時のシンボルDr(ハット^)(mT)は、次式(15)で与えられる。
デインタリーブ回路1039は、シンボル識別後の受信信号に対して、行列ビットデインタリーブ処理を行う。なお、無線送信装置のインタリーブの逆処理を行うものとする。
軟判定ビタビ復号回路1040は、デインタリーブ処理後の軟判定信号系列にビタビ復号化処理を施すことで、誤り訂正を行う。
次に、前述した第2の実施形態及び第3の実施形態を用いた場合の実施例について説明する。ここでは、第2の実施形態及び第3の実施形態を用いた場合のフレーム誤検出率及びパケット誤り率を評価している。なお、バーストデータ長を16byteとした場合を第1の実施例、4byteとした場合を第2の実施例とする。また、比較のため第4の従来システムを用いた場合の無線伝送特性も併せて示す。
図11は、第1の実施例における計算機シミュレーション条件を示す概念図である。本第1の実施例では、変調速度9600symbol/sの低速無線通信システムを仮定した。また、変調方式としてπ/4シフトQPSKを適用した。また、低CNR領域において良好な無線伝送特性を得るために、畳み込み符号化及びビタビ復号化を用いた誤り訂正を適用した。さらに、変調速度が低速であることから、伝搬路モデルとしては1波レイリーフェージング(遅延波の影響を考慮しない)を仮定した。なお、無線タグ等で用いられるID情報が96〜128bitであることから、バーストデータ長16byteは、情報バースト信号としてはほぼ最小のものと想定している。
ここで、さらに情報シンボル長が短くなる場合を想定する。通信が成功した場合に返送されるACK(ACKnowledgement)や失敗した場合に返送されるNACK(Negative ACK)などの制御信号は数バイト程度の情報量で十分である。そこで、仮にQPSKを用いて誤り訂正符号化の符号化率1/2とし、情報シンボル系列長32シンボル(4byte相当)のバーストを伝送する場合について考える。
次に、本発明の第9の実施形態について説明する。
本第9の実施形態は、拡散符号化を用いない第7および第8の実施形態では、所定のバースト同期および情報シンボルの復調特性を満足できない場合に適用できる。拡散符号化することによって、周波数帯域を変更することなく、1情報シンボルあたりの送信エネルギーを増大させることができる。但し、1情報シンボルあたりの伝送速度は低下する。なお、後述する第10の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。
次に、本発明の第10の実施形態について説明する。
本第10の実施形態は、拡散符号化を用いない第7および第8の実施形態では、所定のバースト同期および情報シンボルの復調特性を満足できない場合に適用できる。逆拡散復号化することによって、1情報シンボルあたりの受信エネルギー、すなわちEs/N0を改善することができる。なお、前述した第9の実施形態と組み合わせて用いることが可能である。
L.第3の実施例
301 同期符号系列生成回路
302 差動符号化回路
303 パイロットシンボル生成回路
304 ポストアンブルシンボル生成回路
401 A/D変換器
402 受信フィルタ
501 フレーム・シンボルタイミング検出回路
503 フレーム・シンボルタイミング同期回路
504 搬送波周波数推定回路
505 搬送波周波数同期回路
506 伝搬路推定回路
507 伝搬路補償回路
508 シンボル識別回路
601a、601b A/D変換器
602a、602b 受信フィルタ
603 フレーム・シンボルタイミング検出回路
805a、605b フレーム・シンボルタイミング同期回路
606 搬送波周波数推定回路
607a、607b 搬送波周波数同期回路
608a、608b 伝搬路推定回路
609a、609b 伝搬路補償回路
610 最大比合成回路
611 シンボル識別回路
701 トレーニングシンボル抽出回路
702 トレーニングシンボル生成回路
703 プリアンブル区間相関検出回路
704 パイロット区間相関検出回路
705 ポストアンブル区間相関検出回路
706 相関ピーク検出回路
708 フレーム位置選択回路
801a、801b トレーニングシンボル抽出回路
802 トレーニングシンボル生成回路
803a、803b プリアンブル区間相関検出回路
804a、804b パイロット区間相関検出回路
805a、805b ポストアンブル区間相関検出回路
806、807、808 和算回路
809 相関ピーク検出回路
811 フレーム位置選択回路
901 トレーニングシンボル抽出回路
902 多重化回路
903 トレーニングシンボル生成回路
904 伝搬路推定回路
905 矩形フィルタ
1003 畳込み符号化回路
1004 インタリーブ回路
1005 シンボル生成回路
1006 トレーニング多重化回路
1007 π/4シフト回路
1008 送信フィルタ
1009 送信AFC
1010 D/A変換器
1021−1、1021−2 RAM
1022−1、1022−2 受信フィルタ
1031 フレーム・シンボルタイミング検出回路
1032 フレーム・シンボルタイミング同期回路
1033 搬送波周波数推定回路
1034−1、1034−2、1061−1、1061−2 −π/4シフト回路
1035−1、1035−2 伝搬路推定回路
1036−1、1036−2 伝搬路補償回路
1037 最大比合成回路
1038 シンボル識別回路
1039 デインタリーブ回路
1040 ビタビ復号化回路
1051 拡散符号化
1062−1、1062−2 逆拡散復号化
Claims (20)
- 送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、送信トレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、前記情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重し送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備えた無線送信装置において、
前記トレーニングシンボル生成手段は、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するシンボル生成手段を備え、
前記シンボル多重化手段は、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入する多重化手段を備える
ことを特徴とする無線送信装置。 - 前記プリアンブルシンボル系列として、同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記パイロットシンボル系列及び前記ポストアンブルシンボルの先頭シンボルとして、前記プリアンブルシンボル系列の最終シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用い、
前記ポストアンブルシンボル系列の第2シンボル以降のシンボル系列として、前記ポストアンブルシンボル系列の先頭シンボルを初期値として同期符号系列を差動符号化して得られるシンボル系列を用いる
ことを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。 - シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、
前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段と
を備えることを特徴とする無線受信装置。 - シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置であって、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、
前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段と
を備えることを特徴とする無線受信装置。 - 前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、
前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル、及び、パイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と、前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル、及び、パイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎に出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値の和を計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、
前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段、パイロットシンボル区間相互相関検出手段、及びポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段と
を備えることを特徴とする請求項3記載の無線受信装置。 - 前記フレーム・シンボルタイミング検出手段は、
各入力信号系統に関して、前記オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列のダウンサンプリングを行い、プリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列・パイロットシンボル区間に相当するシンボル系列・ポストアンブル区間に相当するシンボル系列を入力サンプル毎にそれぞれ出力するトレーニングシンボル抽出手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するプリアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニング抽出手段から出力されるプリアンブルシンボル区間の最終シンボル及びパイロットシンボル区間ならびにポストアンブルシンボル区間の先頭シンボルに相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるプリアンブルシンボル系列最終シンボル及びパイロットシンボル系列ならびにポストアンブルシンボル系列先頭シンボルとの相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するパイロットシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記トレーニングシンボル抽出手段から出力されるポストアンブルシンボル区間に相当するシンボル系列と前記トレーニングシンボル生成手段から出力されるポストアンブルシンボル系列との相互相関値を計算し、入力サンプル毎にそれぞれ出力するポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
各入力信号系統に関して、前記パイロットシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
各入力信号系統に関して、前記ポストンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力される相互相関値同士の和を計算する和算手段と、
前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段からそれぞれ出力された相互相関値同士の和算結果の和をさらに計算し、相関値和が最大となる相関ピークサンプル位置を検出する相関ピーク検出手段と、
前記相関ピーク検出手段で検出された相関ピークサンプル位置に基づき、前記プリアンブルシンボル区間相互相関検出手段及びパイロットシンボル区間相互相関検出手段ならびにポストアンブルシンボル区間相互相関検出手段から出力された相互相関値同士の和算結果から搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム位置選択手段と
を備えることを特徴とする請求項4記載の無線受信装置。 - 前記伝搬路推定手段は、
前記受信バーストシンボル系列中に含まれるプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ抽出するトレーニングシンボル抽出手段と、
前記トレーニングシンボル抽出手段で抽出されたプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列を順に多重化するシンボル多重化手段と、
既知のトレーニングシンボル系列を生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記トレーニングシンボル生成手段で生成されたトレーニングシンボル系列を用いて前記多重化されたトレーニングシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路変動推定手段と、
前記伝搬路変動推定手段で推定されたトレーニングシンボル系列を用いて、受信バーストシンボル系列内の情報シンボル系列に矩形フィルタ処理を施すフィルタ処理手段と
を備えることを特徴とする請求項3または4に記載の無線受信装置。 - 情報シンボル系列と前記トレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために単一系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成する前記トレーニングシンボル生成手段と、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、
前記無線受信装置は、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、
前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信するために複数系統の空中線及び受信手段を備える無線受信装置とからなる無線通信システムにおいて、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成する情報シンボル生成手段と、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するトレーニングシンボル生成手段と、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入して、送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段とを備え、
前記無線受信装置は、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するフレーム・シンボルタイミング検出手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するフレーム・シンボルタイミング同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定する搬送波周波数推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定手段で推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償する搬送波周波数同期手段と、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期手段で搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定する伝搬路推定手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路推定手段で推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路変動補償手段で伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行う最大比合成手段と、
前記最大比合成手段で最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、単一系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成するステップと、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するステップを含み、
前記無線受信装置は、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するステップと、
前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するステップと、
前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定するステップと、
前記推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償するステップと、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定するステップと、
前記推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償するステップと、
前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うステップとを含む
ことを特徴とする無線通信方法。 - 情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信装置と、複数系統の空中線を備え、該無線送信装置より送信される無線バースト信号を受信する無線受信装置とによる無線通信方法において、
前記無線送信装置は、
送信情報シンボル系列を生成するステップと、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入し、送信バーストシンボル系列を生成するステップとを含み、
前記無線受信装置は、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するステップと、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するステップと、
各入力信号系統に関して、前記フレーム・シンボルタイミング検出手段で出力された搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定するステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償するステップと、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定するステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償するステップと、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行うステップと、
前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うステップとを含む
ことを特徴とする無線通信方法。 - 情報シンボル系列とトレーニングシンボル系列を時間多重した送信バースト信号を送信する無線送信方法であって、
同期符号系列を元にプリアンブルシンボル系列、パイロットシンボル系列、ポストアンブルシンボル系列をそれぞれ生成するステップと、
前記プリアンブルシンボル系列を情報シンボル系列先頭に挿入し、前記パイロットシンボル系列を情報シンボル系列中に一定間隔で挿入し、前記ポストアンブルシンボル系列を情報シンボル系列末尾に挿入するステップと
を含むことを特徴とする無線送信方法。 - シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を単一系統の空中線で受信する無線受信方法であって、
前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、オーバーサンプリングされた受信バースト信号系列からフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に搬送波周波数推定のための相関値を出力するステップと、
前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて受信バーストシンボル系列を抽出するステップと、
前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて搬送波周波数を推定するステップと、
前記推定された搬送波周波数を用いて、受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償するステップと、
前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定するステップと、
前記推定された伝搬路変動を用いて受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償するステップと、
前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うステップと
を含むことを特徴とする無線受信方法。 - シンボル系列に対し、その先頭にプリアンブル系列が、その中の一定間隔でパイロットシンボル系列が、その末尾にポストアンブル系列が、それぞれ挿入された無線バースト信号を複数系統の空中線で受信する無線受信方法であって、
各入力信号系統に関して、前記送信バーストシンボル系列に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、複数入力系統に対してオーバーサンプリングされた受信バースト信号系列から共通のフレーム・シンボルタイミングを検出し、同時に共通の搬送波周波数推定のための相関値を出力するステップと、
各入力信号系統に関して、前記検出されたフレーム・シンボルタイミングに基づいて、それぞれ受信バーストシンボル系列を抽出するステップと、
各入力信号系統に関して、前記搬送波周波数推定のための相関値を用いて、共通の搬送波周波数を推定するステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された搬送波周波数を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の搬送波周波数誤差を補償するステップと、
各入力信号系統に関して、前記送信無線バースト信号に含まれる既知のトレーニングシンボル系列を用いて、それぞれ前記搬送波周波数同期された受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を推定するステップと、
各入力信号系統に関して、前記推定された伝搬路変動を用いて、それぞれ受信バーストシンボル系列の伝搬路変動を補償するステップと、
各入力信号系統に関して、前記伝搬路補償された受信バーストシンボル系列の最大比合成を行うステップと、
前記最大比合成された受信バーストシンボル系列から受信情報シンボル系列を抽出してシンボル識別を行うステップと
を含むことを特徴とする無線受信方法。 - 前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の無線送信装置。
- 前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備えることを特徴とする請求項3または4に記載の無線受信装置。
- 前記無線送信装置は、
前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備え、
前記無線受信装置は、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項8または9に記載の無線通信システム。 - 前記無線送信装置は、
前記シンボル多重化手段によるシンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化する拡散符号化手段をさらに備え、
前記無線受信装置は、
前記フレーム・シンボルタイミング検出手段の前段で、前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化する逆拡散復号化手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項10または11に記載の無線通信方法。 - シンボル多重化後の前記送信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて拡散符号化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項12記載の無線送信方法。
- 前記受信バーストシンボル系列を所定の拡散率に基づいて逆拡散復号化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項13または14に記載の無線受信方法。
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