JP2009253534A - Synchronizing information detector, and digital modulation signal analyzer using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3GPP(Third Generation Partnership Project)から提案されているデジタル通信システム、特にCDMA(Code Divided Multiple Access)通信システムにおいて、所定の伝送フォーマットで構成されるフレーム列を含む変調データで変調された搬送波を受けて、復調された復調データに同期するための、或いはフレーム位置を特定するための同期情報を検出する同期情報検出装置及びそれを用いたデジタル変調信号解析装置に関する。 The present invention is a digital communication system proposed by 3GPP (Third Generation Partnership Project), particularly a CDMA (Code Divided Multiple Access) communication system, which is modulated with modulation data including a frame sequence configured in a predetermined transmission format. The present invention relates to a synchronization information detecting apparatus for detecting synchronization information for receiving a carrier wave and synchronizing with demodulated demodulated data or specifying a frame position, and a digital modulation signal analyzing apparatus using the same.
CDMA通信システムにおける変調信号解析は、変調信号の品質の評価、或いは上記のようにデバイス等を経由した変調信号を解析することによりデバイス等を評価するのに用いられる。変調信号を解析する技術としては、変調信号の特徴的性質の変化を評価する技術(特許文献1を参照)、及び理想的な信号との対比で評価する(特許文献2、3、4)等の技術がある。
Modulation signal analysis in a CDMA communication system is used to evaluate the quality of a modulation signal, or to evaluate a device or the like by analyzing the modulation signal via the device or the like as described above. As a technique for analyzing the modulation signal, a technique for evaluating a change in the characteristic property of the modulation signal (see Patent Document 1), an evaluation by comparison with an ideal signal (
CDMA通信では、送信側においては、図8に示すように、各チャンネルCHの信号がそれぞれ混合器20において各チャンネルCHに対応したチャンネル識別コード(「チャンネライゼーションコード」とも呼ばれている。)で混合され、次に、加算器21で集められて一連の信号に形成され、さらに、拡散手段22によってスクランブリングコードで拡散レートNで拡散して送信する。
In CDMA communication, on the transmission side, as shown in FIG. 8, the signal of each channel CH is a channel identification code (also referred to as “channelization code”) corresponding to each channel CH in the
受信側では、復調された後に、拡散された復調データS(t)に対して既知データとしての拡散コードを畳み込み演算をして相関パワーP(t)を得る(特許文献1を参照)。そして、相関パワーP(t)のピーク位置(時間位置)を求めて、同期位置の確立、あるいはフレーム位置の特定がなされる。この相関に用いるチャンネルCHのコードは、チャンネル識別コードが変化しないCH0と呼ばれるもののコードを使用する(例:cdma2000ではPLCH(パイロットCH)、WCDMAのダウンリンクではCPIH、そのアップリンクではDPCCH)。相関パワーPは、次の式で示される。
N-1
P(t)={ΣS(t+τ)×conj(Code(τ))}2
τ=0
N=送り側の表現で拡散レート(=1シンボル当たりのチップ数)
=受け側としては相関パワーの範囲である相関長を示す。
(「拡散率SF」と表現されることもある。)
conj(Code(τ)):拡散コードCode(τ)の複素共役を示す。
拡散コードCode(τ)は、チャンネル識別コードとスクランブリングコードとを掛け合わせたものである。
On the receiving side, after being demodulated, the spread demodulated data S (t) is subjected to a convolution operation with a spreading code as known data to obtain a correlation power P (t) (see Patent Document 1). Then, the peak position (time position) of the correlation power P (t) is obtained, and the synchronization position is established or the frame position is specified. The code of the channel CH used for this correlation uses a code called CH0 whose channel identification code does not change (for example, PLCH (pilot CH) in cdma2000, CPIH in the WCDMA downlink, and DPCCH in the uplink). The correlation power P is expressed by the following equation.
N-1
P (t) = {ΣS (t + τ) × conj (Code (τ))} 2
τ = 0
N = spreading rate in terms of sending side (= chips per symbol)
= The receiving side indicates the correlation length which is the range of the correlation power.
(It may be expressed as “diffusion rate SF”.)
conj (Code (τ)): Complex conjugate of the spreading code Code (τ).
The spreading code Code (τ) is a product of a channel identification code and a scrambling code.
特許文献1の技術では、受信信号と既知の系列信号との相互相関電力を求め、それをリサンプリング手段及び平均化手段を用いて、相互相関電力の雑音を減らして、そのピーク値を求めることで、受信タイミングを検出している。そして、相関をとる対象となる信号として、受信信号の中でもパイロットシンボルを用いている。
一般に、このような相関により同期するには、特許文献1に記載のように信号対雑音比(S/N)が問題になる。このS/Nの問題では、さらに、次のような問題があり、相関パワーのピークを求めることが困難な場合がある。
(1)同期に使用するチャンネルCHの信号レベル(復調レベル)より、高いレベルの信号のチャンネルが存在する場合(例えば、拡散レートが小さい場合)、雑音は本来、非同期状態であるが、高いレベルの信号(デジタル信号)により同相で多重化されたのと同じになるので、アナログ的な振る舞いというよりデジタル的な扱いとなる。このときS/Nは拡散コード(とりうる値を重視したときは、「拡散パターン」ということがある。)により異なるが数dB悪化することが考えられる。例えば、拡散レートN(SF)=2のときの拡散パターンは(1,1)と(1,―1)の2つの状態があり、直交性によっては相関パワーにピークが発生する可能性がある。これは非相関雑音によるピークであるから、S/Nが悪くなる。
(2)同期に使用するチャンネルCHの信号レベル(復調レベル)が、全チャンネルのレベルより小さい場合は、相関パワーのピークが雑音に埋もれて検出できなくなる可能性が高い。
さらに、近年、要求される条件としては、次の(3)〜(4)のものがある。
(3)WCDMA通信では、HSPAやHSPA+と称される、より伝送速度の高速化のシステムが要求されている。これらのシステムでは、同期に用いるチャンネルCHの信号のレベルが低く要求されている。例えばWCDMAのアップリンクのDPCCHでは、―18dB以下である。これは、相関長(拡散レートN)が256の場合、信号のレベルはー24dB(−10LoG256)、雑音のバラツキ10dBを考慮すると、期待できるS/Nは、−14dBとなり、これが相関の限界を示す値である。つまり信号の方が低くなる可能性がある。
また、拡散レートN=2や4のチャンネルように他の信号レベルが、DPCCHのレベルより高い状態が規定されている。
(4)一般に基地局と端末とでは、端末の出力のデータ時刻が限定できるのでアップリンクの信号の同期用のDPCCHのレベルが小さくとも同期可能であるが、信号の出力タイミングを限定できない測定装置においては、同期がとれなくなる事態が発生する。
In general, in order to synchronize by such correlation, the signal-to-noise ratio (S / N) becomes a problem as described in
(1) When a channel having a signal level higher than the signal level (demodulation level) of the channel CH used for synchronization exists (for example, when the spreading rate is small), the noise is originally in an asynchronous state but is at a high level. This is the same as being multiplexed in phase with the other signal (digital signal), so it becomes a digital treatment rather than an analog behavior. At this time, the S / N differs depending on the spreading code (which may be referred to as a “diffusion pattern” when the possible values are emphasized), but may be deteriorated by several dB. For example, when the diffusion rate N (SF) = 2, there are two states of diffusion patterns (1, 1) and (1, −1), and a peak may occur in the correlation power depending on the orthogonality. . Since this is a peak due to uncorrelated noise, the S / N becomes worse.
(2) When the signal level (demodulation level) of the channel CH used for synchronization is smaller than the level of all channels, there is a high possibility that the peak of the correlation power is buried in noise and cannot be detected.
Further, in recent years, the required conditions include the following (3) to (4).
(3) In WCDMA communication, a system with higher transmission speed called HSPA or HSPA + is required. In these systems, the signal level of the channel CH used for synchronization is required to be low. For example, in the uplink DPCCH of WCDMA, it is −18 dB or less. This is because, when the correlation length (spreading rate N) is 256, the signal level is -24 dB (-10 LoG256), and considering the noise variation of 10 dB, the S / N that can be expected is -14 dB, which limits the correlation limit. This is the value shown. That is, the signal may be lower.
Further, a state is defined in which the other signal levels are higher than the DPCCH level, such as a channel with a spreading rate N = 2 or 4.
(4) In general, the base station and the terminal can limit the data time of the output of the terminal, and thus can be synchronized even if the level of the DPCCH for synchronizing the uplink signal is small, but the measurement apparatus cannot limit the output timing of the signal In this case, a situation occurs where synchronization cannot be achieved.
本発明の目的は、CDMA通信システムで、信号のレベルが所定期間、安定していることを利用して、安定な相関パワーが得られる時間位置をサーチすることにより、例えば、上記(2)のように拡散レートNが小さく、レベルの大きなチャンネルの信号があっても、同期タイミング情報を検出できる技術を提供することである。 An object of the present invention is to search for a time position where a stable correlation power can be obtained by utilizing the fact that the signal level is stable for a predetermined period in a CDMA communication system. Thus, it is to provide a technique capable of detecting synchronization timing information even when there is a signal of a channel with a low spread rate N and a high level.
その目的を達成するためには、次の(a)〜(b)に着眼した。
(a)チャンネル識別コード間(図8参照)では直交性が保証されている。そこで復調データ(受信信号を復調したデータ)と拡散コード(ここでは、チャンネル識別コードとスクランブリングコードとを掛け合わせたもの言う。以下、同じ)で同期(相関)をとった場合、同期したチャンネル以外のチャンネルのレベルは、0になる。したがって、拡散コードで相関をとると有利である。
(b)CDMA通信システムの規格上、出力信号の一定期間(1スロットもしくは0.5スロット)の出力パワーは一定である。例えば、同期用のチャンネルのレベルが低く、相関パワーのピークの検出ができない状態であっても、相関パワーが安定に含まれていることに変わりはない。
(c)そこで、複数回の相関パワーは、異なるシンボルについて相関をとっても、各相関パワーの安定な位置は各シンボルの位置に対して同じ位置に現れる。異なるシンボルに対する相関であるから、相関パワーのS/Nはそれぞれバラツキがでるが、シンボル位置を合わせて各相関パワーを比較すれば、各相関パワーの安定している位置では、それらの相関パワーのバラツキが最小になる。
In order to achieve the object, the following (a) to (b) were focused.
(A) Orthogonality is guaranteed between channel identification codes (see FIG. 8). Therefore, when synchronization (correlation) is established with demodulated data (data obtained by demodulating the received signal) and spreading code (here, the product of channel identification code and scrambling code, the same applies hereinafter), the synchronized channel The levels of other channels are 0. Therefore, it is advantageous to correlate with the spreading code.
(B) According to the standard of the CDMA communication system, the output power of the output signal for a certain period (1 slot or 0.5 slot) is constant. For example, even when the level of the synchronization channel is low and the correlation power peak cannot be detected, the correlation power is stably included.
(C) Therefore, even if the correlation power of a plurality of times correlates for different symbols, the stable position of each correlation power appears at the same position with respect to the position of each symbol. Since the correlation is for different symbols, the S / N of the correlation power varies. However, if the correlation powers are compared by matching the symbol positions, the correlation powers of the correlation powers can be obtained at positions where the correlation powers are stable. Variation is minimized.
ここで、目的を達成するための具体的な手段を説明する前に、理解に必要な,CDMA通信システムの信号のフレームを図7を用いて説明する。なお、図7は、図8の1つのチャンネルのフレームであって、実際には、上記図8で説明したように各コードで拡散されて伝送される。 Here, before explaining specific means for achieving the object, a signal frame of the CDMA communication system necessary for understanding will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a frame of one channel of FIG. 8, and is actually transmitted after being spread by each code as described in FIG.
図7で、1フレームは、複数L個のスロットで構成され、各スロットは複数K個のシンボルで構成され、各シンボルはN個のチップで構成されている。拡散レートはNである。チップは、最小のデータ単位である。チップを符号「i」で特定する表現にすれば、1フレーム内ではi=0〜(K×N×L―1)、1スロット内ではi=0〜(K×N―1)の範囲で変化しうる。スロットを特定する符号を「j」とすれば、1フレーム内ではj=0〜L−1範囲で変化しうる。1つの数値例で言えば、拡散レートN=256のチップ数で、K=10であれば、1スロットは、K×N=2560チップ、1フレームは、L=15スロット、K×N×L=38400チップとなる。 In FIG. 7, one frame is composed of a plurality of L slots, each slot is composed of a plurality of K symbols, and each symbol is composed of N chips. The spreading rate is N. A chip is the smallest data unit. If the expression is specified by the code “i”, i = 0 to (K × N × L−1) within one frame and i = 0 to (K × N−1) within one slot. It can change. If the code identifying the slot is “j”, it can change within a range of j = 0 to L−1 within one frame. In one numerical example, if the spreading rate is N = 256 chips and K = 10, 1 slot is K × N = 2560 chips, 1 frame is L = 15 slots, K × N × L = 38400 chips.
本発明の目的を達成するための手段を以下に説明する。ここで、記憶手段が記憶する復調データについて説明しておく。記憶手段は、復調データを構成するチップの単位でその復調データを記憶する。したがって、送信側の実際のチップレートがgであっても、復調データを記憶するのがチップレートgで記憶するとは限らない。受信部でチップレートgからチップレートM0(=1,2,・・・の整数倍)倍に変更されたときは、チップレートM0×gでデータを記憶するものとする。 Means for achieving the object of the present invention will be described below. Here, the demodulated data stored in the storage means will be described. The storage means stores the demodulated data in units of chips constituting the demodulated data. Therefore, even if the actual chip rate on the transmitting side is g, the demodulated data is not always stored at the chip rate g. When the receiving unit changes the chip rate g to the chip rate M0 (= 1, 2,... Integer multiple), the data is stored at the chip rate M0 × g.
本発明の目的を達成するため、請求項1の発明は、拡散コードにより拡散レートNで拡散された変調信号の1フレームが複数L個のスロットで構成され、1スロットが複数K個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたCDMA信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも1スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数K個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記1フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートNに亘る相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となるチップ位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えた。
In order to achieve the object of the present invention, according to the first aspect of the present invention, one frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is composed of a plurality of L slots, and one slot is composed of a plurality of K symbols. A synchronization information detecting device configured to detect timing information for synchronization based on demodulated data obtained by demodulating and digitizing a CDMA signal modulated by the modulation signal,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips and storing the spreading code in units of symbols;
The demodulated data for each symbol read while sliding the chip position within the at least one slot from the storage means for each of the plurality of consecutive K symbols and the spreading code for each of the plurality of K symbols are relative to each other. A correlation calculation means (6) that slides within the one frame to obtain the correlation power Ph over the spread rate N for each symbol;
Timing determining means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a chip position where the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
請求項2に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートNで拡散された変調信号の1フレームが複数L個のスロットで構成され、1スロットが複数K個のシンボルで構成されており、前記変調信号で変調されたCDMA信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記1フレーム内でチップ位置をスライドさせながら復調データを読み出すとともに前記シンボル毎の拡散コードを読み出し、読みだされたシンボル毎の復調データとシンボル毎の前記拡散コードとの前記拡散レートNに亘る前記複数Kの相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となる位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えた。
According to a second aspect of the present invention, one frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is composed of a plurality of L slots, and one slot is composed of a plurality of K symbols. A synchronization information detecting device for detecting synchronization timing information based on demodulated data obtained by demodulating and digitizing a CDMA signal modulated with a signal,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips and storing the spreading code in at least the symbols;
The demodulated data and symbols are read out for each of the plurality of consecutive K symbols by reading the demodulated data from the storage means while sliding the chip position within the one frame and reading the spread code for each symbol. Correlation calculation means (6) for obtaining the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N with each spreading code;
Timing determining means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a position where the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記相関演算手段は、次の相関パワーPhを算出する構成とした。
N-1
Ph={ΣS(i+τ+hs×N)×conjCode(τ+hc×N)}2
τ=0
S(i+τ+hs×N):復調データ
Code(τ+hc×N):拡散コードのデータ
conj:共役複素数
hs=0〜k−1(復調データ側のシンボルを特定する符号)
hc=0〜k−1(拡散コード側のシンボルを特定する符号)
h=hs又はhc
N=拡散レート=1シンボル当たりのチップ数
i=0〜1フレーム内の全チップ数―1=0〜(N×K×L−1)
L:1フレーム内のスロット数
K×L:1フレーム内の全シンボル数
N×K×L:1フレーム内の全チップ数
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the correlation calculation means calculates the next correlation power Ph.
N-1
Ph = {ΣS (i + τ + h s × N) × conjCode (τ + h c × N)} 2
τ = 0
S (i + τ + h s × N): Demodulated data Code (τ + h c × N): Spread code data conj: Conjugate complex number h s = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the demodulated data side)
h c = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the spreading code side)
h = h s or h c
N = spread rate = number of chips per symbol i = 0 to the total number of chips in one frame−1 = 0 to (N × K × L−1)
L: Number of slots in one frame K × L: Number of all symbols in one frame N × K × L: Number of all chips in one frame
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数M0倍のチップレートの復調データを受けて、前記複数M0倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記τをM0×τに、前記i=0〜(N×K×L−1)をi=0〜(M0×N×K×L−1)に置き換えて演算する構成とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the storage means receives demodulated data having a chip rate of a plurality of M0 times the chip rate on the transmission side, and has a chip rate of the plurality of M0 times. When the demodulated data is stored, the correlation calculation means sets τ to M0 × τ, i = 0 to (N × K × L−1) to i = 0 to (M0 × N × K × L−1). ) To calculate.
請求項5に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートNで拡散された変調信号の1フレームが複数L個のスロットで構成され、1スロットが複数K個のシンボルで構成されたCDMA信号を復調して、デジタル化して得られた復調データを基に同期用タイミング情報を検出する同期情報検出装置であって、
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記1スロット内でチップ位置をスライドさせながらシンボル毎の復調データを読み出し、前記記憶手段から前記複数K個のシンボルの拡散コードをそれぞれ前記1フレーム内でスロット位置をスライドさせながら読み出し、読み出した前記復調データと読み出した前記拡散コードとの、前記拡散レートNに亘る前記複数K個の相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となるチップ位置を、前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えた。
The invention according to
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips and storing the spreading code in units of symbols;
For each of the plurality of consecutive K symbols, the demodulated data for each symbol is read from the storage means while sliding the chip position within the one slot, and the spreading codes of the plurality of K symbols are respectively read from the storage means. Correlation calculating means (6) for obtaining the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N between the read demodulated data and the read spreading code while sliding the slot position in the frame;
Timing determining means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a chip position at which the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記相関演算手段は、次の相関パワーPhを算出する構成とした。
N-1
Ph={ΣS(i+h×N+τ)×conjCode(τ+h×N+j×K×N)}2 τ=0
S(i+h×N+τ):復調データ
Code(τ+h×N+j×K×N):拡散コードのデータ
conj:共役複素数
hs=0〜k−1(復調データ側のシンボルを特定する符号)
hc=0〜k−1(拡散コード側のシンボルを特定する符号)
h=hs又はhc
N=拡散レート=1シンボル当たりのチップ数
i=0〜(1スロット内の全チップ数―1)=0〜(N×K−1)
j=0〜(L−1)
L:1フレーム内のスロット数
The invention according to
N-1
Ph = {ΣS (i + h × N + τ) × conjCode (τ + h × N + j × K × N)} 2 τ = 0
S (i + h × N + τ): Demodulated data Code (τ + h × N + j × K × N): Spreading code data conj: Conjugate complex number h s = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the demodulated data side)
h c = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the spreading code side)
h = h s or h c
N = spread rate = number of chips per symbol i = 0 to (total number of chips in one slot−1) = 0 to (N × K−1)
j = 0 to (L-1)
L: Number of slots in one frame
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記前記記憶手段は、送信側のチップレートの複数M0倍のチップレートの復調データを出力し、前記複数M0倍のチップレートの復調データを記憶したとき、前記相関演算手段は、前記S(i+τ+hs×N)をS(i+M0×τ+hs×N)に、前記i=0〜(N×K−1)をi=0〜(M0×N×K−1)に置き換えて演算する構成とした。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、拡散コードにより拡散レートNで拡散された変調信号の1フレームが複数L個のスロットで構成され、1スロットが複数Ka個のシンボルで構成されたCDMA信号を受けて復調してデジタルの復調データを出力する受信部(100)と、該復調データの前記シンボルを解析する解析部(300)とを有するデジタル変調信号解析装置であって、
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも1スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数K個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記1フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートNに亘る前記複数K個の相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーの分散の度合いが最小となる位置を同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備え
前記解析部は、前記求めた前記同期用タイミング情報を基に前記フレーム位置を特定して、前記復調データを解析する構成とした。
The invention according to
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips constituting the symbols and storing the spreading code in units of at least the symbols;
The demodulated data for each symbol read while sliding the chip position within the at least one slot from the storage means for each of the plurality of consecutive K symbols and the spreading code for each of the plurality of K symbols are relative to each other. Correlation calculation means (6) that slides within the one frame to obtain the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N for each symbol;
Timing determining means (7) for detecting, as synchronization timing information, a position where the degree of dispersion of the obtained plurality of K correlation powers is minimum; and the analysis unit obtains the obtained synchronization timing information. Based on this, the frame position is specified and the demodulated data is analyzed.
本発明は、連続するK個のシンボルについて、復調データと拡散コードとの相関をとり、かつ相対的にいずれか一方を1フレーム分の範囲で位置をスライドさせながらサーチして相関をとり、そのK個の相関パワーのバラツキの最小位置を、同期タイミング情報とする構成であるから、S/Nの影響を軽減して検出することができる。つまり、従来のようにS/Nの影響を軽減した上で相関パワーのピークを求めていたのに比し、S/N改善に係る処理を軽減して同期タイミング情報を取得できる。 The present invention correlates demodulated data and spreading code for consecutive K symbols, and relatively searches and correlates one of them in the range of one frame. Since the minimum position of the K correlation power variations is used as the synchronization timing information, detection can be performed while reducing the influence of S / N. That is, as compared with the conventional method in which the correlation power peak is obtained after reducing the influence of S / N, the processing related to S / N improvement can be reduced and the synchronization timing information can be acquired.
本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るデジタル変調信号解析装置についての実施形態の機能構成を示す図である。図1は、同期情報検出部(装置)の機能構成も含む。図2、図3は、図1の実施形態にナイキスト部が追加された場合の変形例であって、そのナイキスト部の機能構成を示す図である。図4は、図1の相関演算手段の第1の実施態様を説明するための図である。図5は、図1の同期情報検出手段の動作を説明するための図である。図6は、図1の相関演算手段の第2の実施態様を説明するための図である。図7,図8は、既に説明されているが、本発明における実施形態でも使用する。 Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of an embodiment of a digital modulation signal analyzing apparatus according to the present invention. FIG. 1 also includes a functional configuration of a synchronization information detection unit (apparatus). FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams showing a functional configuration of the Nyquist unit, which is a modification when the Nyquist unit is added to the embodiment of FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a first embodiment of the correlation calculation means of FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the synchronization information detecting means of FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a second embodiment of the correlation calculation means of FIG. FIGS. 7 and 8 have already been described, but are also used in the embodiment of the present invention.
図1の受信部100は、周波数変換手段1,A/D変換手段2、及び直交復調手段3で構成される。この受信部100は、例えば、無線システムとしてCDMA通信システムの基地局(不図示)から、図7のフォーマットを有する信号であって図8のようにチャンネル識別コードで混合、スクランブリングコードで拡散された搬送波が送られてくる。受信側では、この搬送波を受けて、周波数変換手段1により搬送波の周波数を中間周波数の信号に変換する。A/D変換手段2は中間周波数の信号をデジタルデータに変換する。そして、直交復調手段3は、IとQの互い直交するデータに分離して、復調する。そして、デジタルの復調データを受信の時間経過(受信タイミング)に対応させてデータの最小単位であるチップ単位でデータ記憶手段4に記憶させる。受信部100において送信側のチップレートの整数倍M0に変更することがあるが、その場合は変更された復調データのチップレートで記憶する。チップレートが変更される場合については、後記の変形例1,2でナイキスト部800を用いた態様で説明する。それまでは、基本的に、M0=1として、送信側と、受信側とでのチップレートが同じで、データ記憶手段4に記憶されることで説明する。
The receiving
復調データは図7と同様のデータフォーマットのフレームであり(拡散されている)、そのフォーマットの時間位置の順に記憶されるが、フレームは次から次と到来して記憶される。実際にはI,Qの各データ毎に記憶されるが、以下この発明では、纏めて復調データと言う。この最初に記憶された復調データそのままでは、時間連続して送られてくるので伝送フレームの先頭位置が特定されないまま時間順にデータ記憶手段4に記憶されるが、次に説明する同期情報検出部200により、同期位置が検出されることにより復調データの中のフレームの先頭位置を検出して、例えば、その先頭位置にフラグを立てるなどして、特定できるようにされて記憶されている。したがって、解析部400は、データ記憶手段4から復調データを読み出すときは、そのフレームの先頭位置を参照して読み出せる。
The demodulated data is a frame having the same data format as that shown in FIG. 7 (spread) and is stored in the order of the time positions of the format. Actually, the data is stored for each of the I and Q data. However, in the present invention, they are collectively referred to as demodulated data. If the demodulated data stored first is used as it is, it is sent continuously in time, so the head position of the transmission frame is stored in the data storage means 4 in time order without being specified. Thus, by detecting the synchronization position, the head position of the frame in the demodulated data is detected, and for example, a flag is set at the head position so that it can be specified and stored. Therefore, the
コード記憶手段5は、予め、相関同期をとろうとするチャンネル識別コードと、スクランブリングコードとを合わせた拡散コードのデータCode(t)を少なくとも1フレーム分をやはりチップ単位で記憶している。これは送信のときに用いられる既知のデータであり、予め記憶している。この拡散コードは、後に相関同期をとるのに用いられる。 The code storage means 5 stores in advance at least one frame of spread code data Code (t), which is a combination of a channel identification code to be correlated and a scrambling code, in units of chips. This is known data used at the time of transmission and is stored in advance. This spreading code is used later for correlation synchronization.
相関演算手段6は、データ記憶手段4から読み出した復調データ(演算に用いるデータを示すときは:関数表示 S(t)を用いる。)と、コード記憶手段5から読み出した拡散コード(演算に用いるデータを示すときは:関数表示 Code(t)を用いる。)との相関パワーを求める相関演算を行う。最終的にはその相関パワーを基に同期位置を検出することが目的であるので、この相関演算は、同期位置がフレームの何処にあるかサーチするための演算でもある。そのサーチ範囲は、1フレームである。したがって、特定範囲の復調データS(t)(例えば:シンボル単位の復調データ)と特定範囲の拡散コードCode(t)との相関パワーを求めるが、それらのいずれか一方を少なくとも1フレームの範囲でスライドさせながら1フレーム分の相関パワーを求める。以下に、(I)復調データS(t)をスライドさせる場合(第1の実施態様)、(II)拡散コードcode(t)をスライドさせる場合(第2の実施態様)について、説明する。 The correlation calculation means 6 reads the demodulated data read from the data storage means 4 (when data used for calculation is indicated: function display S (t) is used) and the spread code read from the code storage means 5 (used for calculation). When data is displayed: function display Code (t) is used.) Correlation calculation for obtaining correlation power is performed. Since the final purpose is to detect the synchronization position based on the correlation power, this correlation calculation is also an operation for searching where the synchronization position is in the frame. The search range is one frame. Accordingly, the correlation power between the demodulated data S (t) in a specific range (for example: demodulated data in symbol units) and the spread code Code (t) in the specific range is obtained, and either one of them is in the range of at least one frame. The correlation power for one frame is obtained while sliding. Hereinafter, (I) a case where the demodulated data S (t) is slid (first embodiment) and (II) a case where the spreading code code (t) is slid (second embodiment) will be described.
なお、同期情報検出手段7は、相関演算手段6の演算結果を基に同期情報を検出するものであるが、以降の(I)(II)の中で説明する。 The synchronization information detection means 7 detects synchronization information based on the calculation result of the correlation calculation means 6, and will be described in the following (I) and (II).
下記の(I)及び(II)に共通の条件としては、復調信号は拡散コードにより拡散レートNで拡散されており、その1フレームが複数L個のスロットで構成され、1スロットが複数K個のシンボルで構成され、各シンボルはN個のチップ数(チップは、最小単位のデータ)で構成されていることである。したがって、1フレーム内の全シンボル数はK×L、1フレーム内の全チップ数はK×L×Nである。なお、順番、範囲を言うときは、説明上、例えば0〜L−1のように「0」をスタートとして終わりを「―1」しているが、これは1〜Lであっても同じことである(他の符号においても同じ)。なお数値例としては、1フレーム=38400チップ、拡散レートN=256、1フレームのスロット数L=10、1スロットのシンボル数K=15。 As common conditions for the following (I) and (II), the demodulated signal is spread at a spreading rate N by a spreading code, one frame is composed of a plurality of L slots, and one slot is a plurality of K pieces. Each symbol is composed of N chips (a chip is data of a minimum unit). Therefore, the total number of symbols in one frame is K × L, and the total number of chips in one frame is K × L × N. In order to describe the order and range, for example, “0” starts and ends with “−1”, for example, 0 to L−1. (The same applies to other codes). As a numerical example, 1 frame = 38400 chips, spreading rate N = 256, 1 frame slot number L = 10, 1 slot symbol number K = 15.
(I)復調データS(t)をスライドさせる場合(第1の実施態様)
これはサーチ範囲内(1フレーム内=K×L×Nチップ数)でレベル変動が少ないときに有利である。同期情報検出に使用するチャンネルはCPICC又はDPSSHが有利であり、それらの1シンボルを用いる。
(I−1)演算データ取得手段6aは、連続する前記複数K個の各シンボル位置にある復調データS(i+τ+0×N)、S(i+τ+1×N)、・・・、S(i+τ+K×N)についてデータ記憶手段4から1フレーム内でチップ位置をスライドさせて(各復調データにおいてi=0〜(K×L×N―1))まで変化させて)読み出す。その一般形を復調データS(i+τ+hs×N)とする。hsは0からK−1までの値をとり、シンボル位置(或いはシンボル間隔(長))を特定する符号であるが、ここでは、スタートhs=0は、時系列でデータ記憶手段4に記憶されている復調データの任意の位置であって良い。したがって、ここではhsは位置の順番(或いは個数)に該当する。
(I) When demodulated data S (t) is slid (first embodiment)
This is advantageous when the level fluctuation is small within the search range (in one frame = K × L × N number of chips). The channel used for detecting the synchronization information is advantageously CPICCC or DPSSH, and one symbol thereof is used.
(I-1) The calculation data acquisition means 6a is provided with demodulated data S (i + τ + 0 × N), S (i + τ + 1 × N),..., S (i + τ + K × N) at each of the consecutive K symbol positions. Is read from the data storage means 4 by sliding the chip position within one frame (by changing from i = 0 to (K × L × N−1) in each demodulated data). The general form is assumed to be demodulated data S (i + τ + h s × N). h s takes a value from 0 to K−1 and is a code for specifying a symbol position (or symbol interval (long)). Here, the start h s = 0 is stored in the data storage means 4 in time series. It may be an arbitrary position of the stored demodulated data. Accordingly, here, h s corresponds to the order (or number) of positions.
(I−2)また、演算データ取得手段6aは、連続する前記複数K個の各シンボル位置にある拡散コードCode(τ+0×N)、Code(τ+1×N)、・・・、Code(τ+K×N)をコード記憶手段5から読み出す。その一般形をCode(τ+hc×N)とする。なお、hcもhsと同様にシンボル位置(或いはシンボル間隔(長))を特定する符号であり、0からK−1までの値をとるが、hsとは同じ値である必要はない。また、スタートhc=0はhsと同様に、任意の位置でよい。 (I-2) Further, the calculation data acquisition means 6a is configured to use spreading codes Code (τ + 0 × N), Code (τ + 1 × N),..., Code (τ + K ×) at the consecutive K symbol positions. N) is read from the code storage means 5. The general form is Code (τ + h c × N). In addition, h c is a code for specifying a symbol position (or symbol interval (long)) similarly to h s and takes a value from 0 to K−1. However, h s need not be the same value. . Further, the start h c = 0 may be at an arbitrary position, similarly to h s .
(I−3)演算処理手段6bは、読みだされた各シンボル位置における復調データと各シンボル位置における前記拡散コードとの前記拡散レートNに亘る前記複数Kの相関パワーPhを求める。つまり、次の演算を行う。
N-1
P0=|ΣS(i+τ+0×N)×conjCode(τ+0×N)|2
τ=0
N-1
P1=|ΣS(i+τ+1×N)×conjCode(τ+1×N)|2
τ=0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
N-1
PK−1=|ΣS(i+τ+(K−1)×N)
τ=0 ×conjCode(τ+(K−2)×N)|2
(I-3) The arithmetic processing means 6b obtains the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N between the read demodulated data at each symbol position and the spreading code at each symbol position. That is, the following calculation is performed.
N-1
P0 = | ΣS (i + τ + 0 × N) × conjCode (τ + 0 × N) | 2
τ = 0
N-1
P1 = | ΣS (i + τ + 1 × N) × conjCode (τ + 1 × N) | 2
τ = 0
...
N-1
PK-1 = | ΣS (i + τ + (K−1) × N)
τ = 0 × conjCode (τ + (K−2) × N) | 2
上記の相関パワーP0〜PK−1を求める一般式は次のように示せる。
N-1
Ph=|ΣS(i+τ+hs×N)×conjCode(τ+hc×N)|2
τ=0
i=0〜1フレーム内の全チップ数―1=0〜(N×K×L−1)
hs=0〜K−1
hc=0〜K−1
h=hs又はhc
The general formula for obtaining the correlation powers P0 to PK-1 can be expressed as follows.
N-1
Ph = | ΣS (i + τ + h s × N) × conjCode (τ + h c × N) | 2
τ = 0
i = 0 to the total number of chips in one frame—1 = 0 to (N × K × L−1)
h s = 0 to K-1
h c = 0 to K−1
h = h s or h c
これら(I)の相関演算の仕方を示すのが図4である。復調データは、連続するK個のシンボル位置(1スロット内)にある復調データS(hs×N)を1フレーム間スライドさせて(図4の復調データS(t)欄の点線)読み出している。同様に1スロット内で連続K個のCode(hc×N)を読み出し、図4に示すように1対1でかけて相関パワーPhを求めている。各相関パワーは、縦軸をパワー横軸をチップ位置(最大K×L×N)とするグラフが得られる。そして、各グラフの横軸のスタートのチップ位置は1シンボル(Nチップ数)ずつずれている。本来、相関のS/Nが良ければ、例えば、図4に示すようにピーク位置が同じ位置Δtに現れ、それを同期情報として利用できるが、実際は、このようなピークを得ることは難しいので、同期情報検出手段7により同期情報を検出する。 FIG. 4 shows how the correlation calculation (I) is performed. The demodulated data is read by sliding the demodulated data S (h s × N) at consecutive K symbol positions (in one slot) for one frame (dotted line in the demodulated data S (t) column in FIG. 4). Yes. Similarly, consecutive K codes (h c × N) are read in one slot, and the correlation power Ph is obtained in a one-to-one manner as shown in FIG. For each correlation power, a graph is obtained with the vertical axis representing the power and the horizontal axis representing the chip position (maximum K × L × N). The start chip position on the horizontal axis of each graph is shifted by one symbol (the number of N chips). Originally, if the S / N of the correlation is good, for example, the peak position appears at the same position Δt as shown in FIG. 4 and can be used as synchronization information. However, in practice, it is difficult to obtain such a peak. Synchronization information is detected by the synchronization information detection means 7.
同期情報検出手段7は、相関演算手段6の演算結果を受けて、各データが1シンボル毎に順次ずれている、その横軸位置(チップ位置でもあるし、時間位置でもある)を合わせて、各相関パワーの分散(バラツキ)を算出する(図5を参照)。分散は、チップ位置における全体の相関パワーの平均値に対する個別の相関パワーの差でも良いし、平均値でなく特定の値でも良い。同期情報検出手段7は、更にその分散の幅が最小となる点をサーチし、その横軸のチップ位置Δtを同期情報位置とする。これらレベルが安定していれば、S/Nが悪くとも相関がとれているはずであるから、一定の相関パワーが得られる。そしてノイズ部分はバラツキが多くなるから、それらの差をとれば、レベルの安定箇所の差が小さくなるので、そのチップ位置を同期情報として検出できる。
The synchronization
(II)拡散コードcode(t)をスライドさせる場合(第2の実施態様)
スロットによっては、基準信号(符号HSで表され、規定で挿入が定められている。端末での受信に利用される信号である。)等が多重されていてレベル変動がでやすい場合が在るが、この場合に有利な方式である。なお、3GPP規定によればこの基準信号HSは、3スロット分は、レベルが安定であることとされている。そこで、ここでの同期情報の検出にあたっては、2スロット分のデータを1フレーム分に亘ってサーチして、1スロット内のシンボルの同期状態をみる。また、同期情報検出に使用するチャンネルはCPICC又はDPSSHが有利であり、それらの1シンボルを用いる。
(II−1)演算データ取得手段6aは、連続する前記複数K個の各シンボル位置にある復調データS(i+τ+0×N)、S(i+τ+1×N)、・・・、S(i+τ+K×N)についてデータ記憶手段4から1スロット内でチップ位置をスライドさせて(各復調データにおいてi=0〜K×N―1まで変化させて)読み出す。その一般形を復調データS(i+τ+hs×N)とする。hsは上記(I)に記載の通りである。図6(B)に復調データS(i+τ+hs×N)のスライド範囲を点線で示している。
(II) When spreading code code (t) is slid (second embodiment)
Depending on the slot, there may be a case where a reference signal (represented by the symbol HS and inserted by regulation is a signal used for reception at the terminal) is multiplexed and level fluctuations are likely to occur. However, this is an advantageous method. According to the 3GPP regulations, the level of the reference signal HS is stable for 3 slots. Therefore, when detecting the synchronization information here, the data for two slots are searched over one frame to see the synchronization state of the symbols in one slot. Further, CPICCC or DPSSH is advantageous as a channel used for synchronization information detection, and one symbol thereof is used.
(II-1) The calculation data acquisition means 6a is provided with demodulated data S (i + τ + 0 × N), S (i + τ + 1 × N),..., S (i + τ + K × N) at each of the consecutive K symbol positions. Is read out from the data storage means 4 by sliding the chip position within one slot (by changing each demodulated data from i = 0 to K × N−1). The general form is assumed to be demodulated data S (i + τ + h s × N). h s is as described in (I) above. In FIG. 6B, the slide range of the demodulated data S (i + τ + h s × N) is indicated by a dotted line.
(II−2)また、演算データ取得手段6aは、連続する前記複数K個の各シンボル位置にある拡散コードCode(τ+0×N+j×K×N)、Code(τ+1×N+j×K×N)、・・・、Code(τ+K×N+j×K×N)のそれぞれを1フレーム内で1スロットづつスライドさせて(j=0〜L−1まで変化させて)コード記憶手段5から読み出す。その一般形をCode(τ+hc×N+j×K×N)とする。なお、hcも上記(I)に記載の通りである。図6(C)に拡散コードCode(τ+hs×N+j×N)のスライド範囲を点線で示している。 (II-2) Further, the calculation data acquisition means 6a is configured to use spreading codes Code (τ + 0 × N + j × K × N), Code (τ + 1 × N + j × K × N), ..., Code (τ + K × N + j × K × N) is slid by one slot in one frame (j = 0 to L−1) and read from the code storage means 5. The general form is Code (τ + h c × N + j × K × N). Note that h c is also as described in (I) above. In FIG. 6C, the slide range of the spreading code Code (τ + h s × N + j × N) is indicated by a dotted line.
この(II)の場合は、上記のように、1シンボル単位で1スロット内を細かに復調データをチップ単位でスライドさせている(計2スロット分)。そして、拡散コードを1スロット単位で大まかにスライドさせている。 In the case of (II), as described above, the demodulated data is slid finely in units of one chip in units of symbols (for a total of two slots). The spreading code is roughly slid in units of one slot.
(II−3)演算処理手段6bは、読みだされた各シンボル位置における復調データと各シンボル位置における前記拡散コードとの前記拡散レートNに亘る前記複数Kの相関パワーPhを求める(図6(C)を参照)。つまり、次の演算を行う。
N-1
P0=|ΣS(i+τ+0×N)×conjCode(τ+0×N+j×K×N)|2 τ=0
N-1
P1=|ΣS(i+τ+1×N)×conjCode(τ+1×N+j×K×N)|2
τ=0
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
N-1
P(K−1)=|ΣS(i+τ+(K−1)×N)
τ=0 ×conjCode(τ+(K−2)×N)+j×K×N|2
(II-3) The arithmetic processing means 6b obtains the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N between the read demodulated data at each symbol position and the spreading code at each symbol position (FIG. 6 ( See C)). That is, the following calculation is performed.
N-1
P0 = | ΣS (i + τ + 0 × N) × conjCode (τ + 0 × N + j × K × N) | 2 τ = 0
N-1
P1 = | ΣS (i + τ + 1 × N) × conjCode (τ + 1 × N + j × K × N) | 2
τ = 0
...
N-1
P (K−1) = | ΣS (i + τ + (K−1) × N)
τ = 0 × conjCode (τ + (K−2) × N) + j × K × N | 2
上記の相関パワーP0〜P(K−1)を求める一般式は次のように示せる。
N-1
Ph=|ΣS(i+τ+hs×N)
τ=0 ×conjCode(τ+hc×N+j×K×N)|2
i=0〜(1スロット内の全チップ数―1)=0〜(N×K−1)
j=0〜L−1
hs=0〜K−1
hc=0〜K−1
h=hs又はhc
The general formula for obtaining the correlation powers P0 to P (K-1) can be expressed as follows.
N-1
Ph = | ΣS (i + τ + h s × N)
τ = 0 × conjCode (τ + h c × N + j × K × N) | 2
i = 0 to (the total number of chips in one slot−1) = 0 to (N × K−1)
j = 0 to L-1
h s = 0 to K-1
h c = 0 to K−1
h = h s or h c
これら(II)の相関演算の仕方を示すのが図6である。復調データは、連続するK個のシンボル位置(1スロット内)にある復調データS(hs×N)を1スロット間スライドさせて(図6の(B)における復調データS(t)欄の細かい点線)読み出している(計2スロット分の復調データを使用)。同様に1スロット内で連続K個のCode(hc×N)のそれぞれを1フレーム内で1スロット(K×N)ずつスライドさせながら(図6の(C)のスライド範囲)読み出し、相関パワーを求めている。その相関パワーP0〜PK−1が図6(C)のように示される。相関パワーPhは、1シンボルずつ横軸のスタート位置がずれている。同期情報が存在すると見られる位置は、1スロット内にある(図6でスロットjp)。つまり、上記したように(II)では、2スロット分のデータを1フレーム分に亘ってサーチして、1スロット内のシンボルの同期状態をみていることになる。 FIG. 6 shows how to perform these (II) correlation operations. Demodulated data is obtained by sliding demodulated data S (h s × N) at consecutive K symbol positions (in one slot) for one slot (in the demodulated data S (t) column in FIG. 6B). (A fine dotted line) Reading (using demodulated data for a total of 2 slots). Similarly, reading is performed while sliding each of K consecutive codes (h c × N) within one slot by one slot (K × N) within one frame (sliding range in FIG. 6C), and correlation power Seeking. The correlation powers P0 to PK-1 are shown as shown in FIG. The correlation power Ph is shifted from the start position on the horizontal axis by one symbol. The position where the synchronization information is considered to be present is in one slot (slot jp in FIG. 6). That is, as described above, in (II), data for two slots is searched over one frame, and the synchronization state of the symbols in one slot is observed.
同期情報検出手段7は、相関演算手段6の演算結果を受けて、各データが1シンボル毎に順次ずれているので、図6(D)のようにその横軸位置(チップ位置でもあるし、時間位置でもある)を合わせて、図6(E)に示すように各相関パワーの分散(バラツキ)を算出する。分散は、(I)と同様に、チップ位置における全体の相関パワーの平均値に対する個別の相関パワーの差でも良いし、平均値でなく特定の値でも良い。同期情報検出手段7は、更にその分散の幅が最小となる点をサーチし、その横軸のチップ位置を同期情報として検出する。このとき、スロット位置jpと、スロット位置jpの開始位置からのチップ位置ipを求めた場合は、フレーム開始位置は逆算して次のよう特定できる。
フレーム開始位置=−N×K×jp+ip
Since the synchronization
Frame start position = −N × K × jp + ip
周波数補正部300は、データ記憶手段4から搬送の周波数ずれを検出して、検出したその周波数周波数ずれだけ復調データの周波数成分をずらして、解析部400へ送る。
The
解析部400は、前記同期情報検出手段7で特定されたフレームの開始値を基準として読み出した、解析対象のシンボルデータ等の復調データであって、前記周波数補正部300で周波数補正された復調データを解析する。例えば、シンボルデータを理想的なシンボルデータと比較して評価するデータ読み出して、例えば、パイロットキャリア信号の位相変化を解析する。或いは、シンボルデータを理想的なデータとベクトル的に比較して評価する。なお、同期情報検出手段7は、検出した同期情報を基に、フレーム開始位置にフラグを立てて、解析部400が読み出ししやすくしておくこともできる。
The
表示制御部500は、解析部400が解析した結果を所望フォーマットで表示する。例えば、シンボルデータのベクトルの動きを表示部600の管面のI―Q座標上に表示する。表示制御部500は、その他、操作の案内等を行う。
The
上記構成において、同期情報検出部200は、データ記憶手段4及びコード記憶手段5を構成するメモリ、及び上記説明したその他の機能構成(ブロック)を表したプログラムを記憶するメモリ及びそのプログラムを実行するCPUで構成することができる。
In the above configuration, the synchronization
本発明によれば、上記のように、同期位置を検出して周波数補正、及び補正されたデータに基づく、変調信号解析が可能である。 According to the present invention, as described above, it is possible to detect the synchronization position, perform frequency correction, and perform modulation signal analysis based on the corrected data.
「変形例1」
変形例1は、図1の受信部100と同期情報検出部200との間にナイキスト部800が入る場合であって、ナイキスト部800が図2のタイミング抽出手段8、チップ時刻変換手段9及びナイキスト化手段10で構成される場合の例である。
"
図2において、A/D変換手段2は、復調データ(I0,Q0)として送り側で使用されたチップレートの2倍(一般に2倍以上)のチップレートで出力している。タイミング抽出手段8は、例えば、自乗検波した信号と内部に備える基準信号との位相を基にPLLを構成することにより、クロック信号を再生している。そしてその再生クロック信号のタイミングをチップ時刻変換手段9へ送る。チップ時刻変換手段9は、この再生されたタイミングで復調データ(I0,Q0)をリサンプリングすることによりチップ時刻を修正して復調データ(I1,Q1)として出力する。このときの復調データ(I1,Q1)のチップレートは2倍以上であって、一般的に4倍ぐらいに設定される。さらにナイキスト化手段10によりルートナイキスト化フィルタ処理(RRC=Root Rised Cosine Filterとも呼ばれている)が行われる。いわば、クロック周波数に対して所定のロールオフ率を有するフィルタ処理が行われる。このナイキスト化により、データを収束させて、同期能力を向上させることができる。なお、ナイキスト化手段10から出力される復調データ(I,Q)のチップレートは、1倍とされる。
この場合、同期情報検出部200の動作は、上記(I)及び(II)のいずれでも適用できる。
In FIG. 2, the A / D conversion means 2 outputs demodulated data (I 0 , Q 0 ) at a chip rate that is twice (generally, twice or more) the chip rate used on the sending side. The
In this case, the operation of the synchronization
「変形例2」
変形例2は、図1の受信部100と同期情報検出部200との間にナイキスト部800が入る場合であって、ナイキスト部800が図3のナイキスト化手段10で構成される場合の例である。
"
図3において、A/D変換手段2は、復調データ(I0,Q0)として送り側で使用されたチップレートのM0倍(一般に4倍以上あれば十分)のチップレートで出力している。そしてナイキスト化手段10により送信時のデータ再現可能な条件でルートナイキスト化フィルタ処理が行われる。このナイキスト化により、データを収束させて、同期能力を向上させることができる。なお、ナイキスト化手段10から出力される復調データ(I2,Q2)のチップレートは、M0倍とされる。
この場合、同期情報検出部200の動作は、上記(I)の相関パワーPhの式に代えて下記(イ)を、上記(II)の相関パワーPhの式に代えて下記(ロ)を適用する。
In FIG. 3, the A / D conversion means 2 outputs the demodulated data (I 0 , Q 0 ) at a chip rate that is M0 times (generally, 4 times or more is sufficient) the chip rate used on the sending side. . Then, the root Nyquist filter process is performed by the
In this case, the operation of the synchronization
(イ)
N-1
Ph=|ΣS(i+M0×τ+hs×N)×conjCode(τ+hc×N)|2
τ=0
i=0〜(M0×N×K×L−1)
その他の動作は上記(I)と同じである。
(I)
N-1
Ph = | ΣS (i + M0 × τ + h s × N) × conjCode (τ + h c × N) | 2
τ = 0
i = 0 to (M0 × N × K × L−1)
Other operations are the same as in the above (I).
(ロ)
N-1
Ph=|ΣS(i+M0×τ+hs×N)
τ=0 ×conjCode(τ+hc×N+j×K×N)|2
i=0〜(M0×N×K−1)
j=0〜L−1
その他の動作は上記(II)と同じである。
(B)
N-1
Ph = | ΣS (i + M0 × τ + h s × N)
τ = 0 × conjCode (τ + h c × N + j × K × N) | 2
i = 0 to (M0 × N × K−1)
j = 0 to L-1
Other operations are the same as in (II) above.
1 周波数変換手段、 2 A/D変換手段、 3 直交復調手段、 4 データ記憶手段、5 コード記憶手段、 6 相関演算手段、 6a 演算データ取得手段、
6b 演算処理手段、 7 同期情報検出手段、 8 タイミング抽出手段、
9 チップ時刻変換手段、 10 ナイキスト化手段、
20 混合器、 21 加算器、 22 拡散手段、
100 受信部、 200 同期情報検出部、 300 周波数補正部、
400 解析部、 500 表示制御部、 600 表示部、 700 操作部、
800 ナイキスト部
1 frequency conversion means, 2 A / D conversion means, 3 orthogonal demodulation means, 4 data storage means, 5 code storage means, 6 correlation calculation means, 6a calculation data acquisition means,
6b arithmetic processing means, 7 synchronization information detecting means, 8 timing extracting means,
9 Chip time conversion means 10 Nyquist means
20 mixers, 21 adders, 22 spreading means,
100 receiving unit, 200 synchronization information detecting unit, 300 frequency correcting unit,
400 analysis unit, 500 display control unit, 600 display unit, 700 operation unit,
800 Nyquist Club
Claims (8)
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも1スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数K個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記1フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートNに亘る相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となるチップ位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。 One frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is composed of a plurality of L slots, and one slot is composed of a plurality of K symbols, and a CDMA signal modulated by the modulated signal is demodulated. A synchronization information detecting device for detecting timing information for synchronization based on demodulated data obtained by digitization,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips constituting the symbols and storing the spreading code in units of symbols;
The demodulated data for each symbol read while sliding the chip position within the at least one slot from the storage means for each of the plurality of consecutive K symbols and the spreading code for each of the plurality of K symbols are relative to each other. A correlation calculation means (6) that slides within the one frame to obtain the correlation power Ph over the spread rate N for each symbol;
A synchronization information detecting apparatus comprising: timing determination means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a chip position at which the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記1フレーム内でチップ位置をスライドさせながら復調データを読み出すとともに前記シンボル毎の拡散コードを読み出し、読みだされたシンボル毎の復調データとシンボル毎の前記拡散コードとの前記拡散レートNに亘る前記複数K個の相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となる位置を前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。 One frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is composed of a plurality of L slots, and one slot is composed of a plurality of K symbols, and a CDMA signal modulated by the modulated signal is demodulated. A synchronization information detecting device for detecting timing information for synchronization based on demodulated data obtained by digitization,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips and storing the spreading code in at least the symbols;
The demodulated data and symbols are read out for each of the plurality of consecutive K symbols by reading the demodulated data from the storage means while sliding the chip position within the one frame and reading the spread code for each symbol. Correlation calculating means (6) for obtaining the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N with each spreading code;
A synchronization information detection apparatus comprising: timing determination means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a position where the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
N-1
Ph=|ΣS(i+τ+hs×N)×conjCode(τ+hc×N)|2
τ=0
S(i+τ+hs×N):復調データ
Code(τ+hc×N):拡散コードのデータ
conj:共役複素数
hs=0〜k−1(復調データ側のシンボルを特定する符号)
hc=0〜k−1(拡散コード側のシンボルを特定する符号)
h=hs又はhc
N=拡散レート=1シンボル当たりのチップ数
i=0〜1フレーム内の全チップ数―1=0〜N×K×L−1
L:1フレーム内のスロット数
K×L:1フレーム内の全シンボル数
N×K×L:1フレーム内の全チップ数 The synchronization information detecting apparatus according to claim 2, wherein the correlation calculation unit calculates a next correlation power Ph.
N-1
Ph = | ΣS (i + τ + h s × N) × conjCode (τ + h c × N) | 2
τ = 0
S (i + τ + h s × N): Demodulated data Code (τ + h c × N): Spread code data conj: Conjugate complex number h s = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the demodulated data side)
h c = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the spreading code side)
h = h s or h c
N = spread rate = number of chips per symbol i = 0 to the total number of chips in one frame−1 = 0 to N × K × L−1
L: Number of slots in one frame K × L: Number of all symbols in one frame N × K × L: Number of all chips in one frame
前記復調データを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記1スロット内でチップ位置をスライドさせながらシンボル毎の復調データを読み出し、前記記憶手段から前記複数K個のシンボルの拡散コードをそれぞれ前記1フレーム内でスロット位置をスライドさせながら読み出し、読み出した前記復調データと読み出した前記拡散コードとの、前記拡散レートNに亘る前記複数K個の相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記K個の相関パワーPhの分散の度合いが最小となるチップ位置を、前記同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備えたことを特徴とする同期情報検出装置。 Obtained by demodulating and digitizing a CDMA signal in which one frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is composed of a plurality of L slots and one slot is composed of a plurality of K symbols A synchronization information detecting device for detecting timing information for synchronization based on demodulated data,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips and storing the spreading code in units of symbols;
For each of the plurality of consecutive K symbols, the demodulated data for each symbol is read from the storage means while sliding the chip position within the one slot, and the spreading codes of the plurality of K symbols are respectively read from the storage means. Correlation calculating means (6) for obtaining the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N between the read demodulated data and the read spreading code while sliding the slot position in the frame;
A synchronization information detection apparatus comprising: timing determination means (7) for detecting, as the synchronization timing information, a chip position where the degree of dispersion of the obtained K correlation powers Ph is minimum.
N-1
Ph=|ΣS(i+h×N+τ)×conjCode(τ+h×N+j×K×N)|2
τ=0
S(i+h×N+τ):復調データ
Code(τ+h×N+j×K×N):拡散コードのデータ
conj:共役複素数
hs=0〜k−1(復調データ側のシンボルを特定する符号)
hc=0〜k−1(拡散コード側のシンボルを特定する符号)
h=hs又はhc
N=拡散レート=1シンボル当たりのチップ数
i=0〜(1スロット内の全チップ数―1)=0〜(N×K−1)
j=0〜(L−1)
L:1フレーム内のスロット数 The synchronization information detecting apparatus according to claim 5, wherein the correlation calculation unit calculates a next correlation power Ph.
N-1
Ph = | ΣS (i + h × N + τ) × conjCode (τ + h × N + j × K × N) | 2
τ = 0
S (i + h × N + τ): Demodulated data Code (τ + h × N + j × K × N): Spreading code data conj: Conjugate complex number h s = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the demodulated data side)
h c = 0 to k−1 (a code specifying a symbol on the spreading code side)
h = h s or h c
N = spread rate = number of chips per symbol i = 0 to (total number of chips in one slot−1) = 0 to (N × K−1)
j = 0 to (L-1)
L: Number of slots in one frame
前記復調データを前記シンボルを構成するチップ単位で記憶するとともに、前記拡散コードを少なくとも前記シンボル単位で記憶する記憶手段(4,5)と、
連続する前記複数K個の各シンボルについて前記記憶手段から前記少なくとも1スロット内でチップ位置をスライドさせながら読み出したシンボル毎の復調データと、前記複数K個のシンボル毎の前記拡散コードとを、相対的に前記1フレーム内にスライドさせて、前記シンボル毎に前記拡散レートNに亘る前記複数K個の相関パワーPhを求める相関演算手段(6)と、
求めた前記複数K個の相関パワーの分散の度合いが最小となる位置を同期用タイミング情報として検出するタイミング決定手段(7)と、を備え、
前記解析部は、前記求めた前記同期用タイミング情報を基に前記フレーム位置を特定して、前記復調データを解析することを特徴とするデジタル変調信号解析装置。 One frame of a modulated signal spread at a spreading rate N by a spreading code is constituted by a plurality of L slots, and one slot is received and demodulated by receiving a CDMA signal comprising a plurality of Ka symbols. A digital modulation signal analyzing apparatus having a receiving unit (100) for outputting and an analyzing unit (300) for analyzing the symbol of the demodulated data,
Storage means (4, 5) for storing the demodulated data in units of chips constituting the symbols and storing the spreading code in units of at least the symbols;
The demodulated data for each symbol read while sliding the chip position within the at least one slot from the storage means for each of the plurality of consecutive K symbols and the spreading code for each of the plurality of K symbols are relative to each other. Correlation calculation means (6) that slides within the one frame to obtain the plurality of K correlation powers Ph over the spreading rate N for each symbol;
Timing determining means (7) for detecting, as synchronization timing information, a position at which the degree of dispersion of the calculated K correlation powers is minimized,
The digital modulation signal analysis apparatus characterized in that the analysis unit specifies the frame position based on the obtained timing information for synchronization and analyzes the demodulated data.
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