JP2010278741A - Digital radio device and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital radio device, capable of becoming simultaneous standby state for each of radio signals of a plurality of standards which differ in the occupied bandwidth, degree of modulation, baseband filter band and bit rate, even if the radio signals exist mixed, and to provide a method for controlling the device. <P>SOLUTION: The digital radio device executes simultaneous detection processing, before baseband processing; determines a standard parameter of an incoming signal; supplies the data to a baseband processing block; sets the required processing parameters, including a filter band, a clock frequency and degree of modulation etc., and thereafter executes baseband processing. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル無線機及びその制御方法に関し、詳しくは、占有周波数帯域幅や変調度等が異なる複数の規格の送信信号を同時に受信の待ち受けが可能なデジタル無線機、及びデジタル無線機の制御方法に関する。   The present invention relates to a digital radio and a control method thereof, and more specifically, a digital radio capable of simultaneously waiting for reception of a plurality of standard transmission signals having different occupied frequency bandwidths, modulation degrees, and the like, and control of the digital radio Regarding the method.

近年、業務用無線機(Land Mobile Radio)を始めとして各種無線通信システムでは周波数利用効率の観点から一チャネル当たりの占有周波数帯域の狭帯域化とデジタル化が推進されている。デジタル化に際し、例えば業務用無線システムにおいては、従来のアナログ方式との併存や共用が容易なFSK(Frequency Shift Keying:周波数偏移変調)、PSK(Phase Shift Keying:位相偏移変調)等が採用されている。
一方、占有周波数帯域の狭帯域化に伴って、伝送すべき情報(データ)により変調する周波数偏移量や位相偏移量が小さくなり、所謂、変調度が浅くなる。過去に実施された狭帯域化の例としては、一チャネル当たりの占有帯域として25kHz(ワイド)であったものが、半分の12.5kHz(ナロー)となり、更に、その半分の6.25kHz(ベリーナロー)になると云うように、段階的に狭帯域化が推進されている。ベリーナロー化が進められている現在においても、今なお、ナローバンド用無線機のみならず、それ以前のワイドバンド用無線機も一部に使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, narrowing and digitization of the occupied frequency band per channel have been promoted in various wireless communication systems including a commercial radio (Land Mobile Radio) from the viewpoint of frequency utilization efficiency. For digitalization, for example, FSK (Frequency Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), etc. that are easy to coexist and share with conventional analog systems are adopted in commercial wireless systems, for example. Has been.
On the other hand, with the narrowing of the occupied frequency band, the frequency shift amount and the phase shift amount modulated by the information (data) to be transmitted are reduced, and so-called modulation depth is reduced. As an example of band narrowing implemented in the past, the occupied band per channel was 25 kHz (wide), which is half 12.5 kHz (narrow), and further half that 6.25 kHz (berry) Narrowing is being promoted in stages. Even at the present time when the bellows narrowing is being promoted, not only narrowband radios but also wideband radios before that are used in part.

図6は、従来のデジタル無線機のヘテロダイン型受信機の一般的な構成を示すブロック図である。この構成の無線機の動作について簡単に説明する。先ず、アンテナANTに着信した信号を受信RF部(受信高周波部)40に供給し、その高周波増幅器(AMP)41により増幅した後、混合器(ミキサー)42において局部発振器43出力と混合し、混合信号から必要な中間周波数信号(IF)信号を分離(周波数変換)するとともに、中間周波増幅器44にて所要レベルに増幅する。
更に、増幅された中間周波信号は、復調器(検波器)45において高周波信号に重畳された元の信号に復調される。従来のアナログ変調方式の無線システムでは復調信号が音声信号となるが、デジタルシステムでは、帯域制限フィルタ46を通過後、アナログ/デジタル変換器47によってデジタル信号に変換し、DSP等のデジタル信号処理プロセッサを含むベースバンド処理部50において同期検出を含む種々のデジタル処理が行われる。
FIG. 6 is a block diagram showing a general configuration of a conventional heterodyne receiver of a digital radio. The operation of the radio having this configuration will be briefly described. First, a signal arriving at the antenna ANT is supplied to a reception RF unit (reception high-frequency unit) 40, amplified by a high-frequency amplifier (AMP) 41, mixed with a local oscillator 43 output in a mixer (mixer) 42, and mixed. A necessary intermediate frequency signal (IF) signal is separated (frequency conversion) from the signal and amplified to a required level by the intermediate frequency amplifier 44.
Further, the amplified intermediate frequency signal is demodulated into an original signal superimposed on the high frequency signal by a demodulator (detector) 45. In a conventional analog modulation radio system, the demodulated signal is an audio signal. In the digital system, after passing through the band limiting filter 46, the analog / digital converter 47 converts the demodulated signal into a digital signal, and a digital signal processor such as a DSP. Various digital processing including synchronization detection is performed in the baseband processing unit 50 including

ところで、デジタル移動無線システムのように伝送路にノイズが多く混入するシステムでは、ベースバンド処理部50の同期フレーム検出処理における復号ワードデータには誤りが多く含まれているのでフレーム検出処理精度が劣化する。また、シンボルタイミングを予め獲得してからフレーム同期ワードを検出する方法では時間が掛かり過ぎるので、音声通話のように即時接続性が必要な場合は、例えば、デコードする前の復調信号波形と予め既知のフレーム同期ワードとの相関関係に基づいてフレーム同期ワードを検出する手法が使用されている。
この方法を簡単に説明すると、フレーム同期ワードの各シンボル値をS、受信検波された信号の復調波形から検出されたシンボル値をaとすると、両者の相関値Rは、波形の「ずらし量」τの関数R(τ)として(式1)で表され、その値R(τ)が最大値のとき、フレーム同期ワード検出タイミングとなる。
R(τ)=Lim1/T∫a(t+τ)S(t)dt ・・ (式1)
但し、Tは∞で、積分範囲はTが0から∞
今、フレーム同期ワードのシンボル数をn、それらのデータ(シンボル値)をS1〜Sn、復調波形から読み取ったフレーム同期ワード候補のシンボルサンプリングデータをa1〜anとすると、上記(式1)は、次の(式2)として表すことができる。
C=Σ(ai*Si) 但し、iは1からnまで ・・・ (式2)
なお、実際にはサンプル数nで(式2)を割り算する必要があるが、これは定数であり、原理的説明に影響がないので、ここでは省略する。
この式で、相関値Cは、理想的な同期状態において最大値をとるので、許容できるビットエラーを加味して適宜設定した「しきい値」と比較して同期判定を行うことにより迅速な同期検出を行うのが一般的である。一定の許容値を加味してしきい値を設定する方法については、特許文献1に開示されているので参照できる。
By the way, in a system in which a lot of noise is mixed in the transmission path such as a digital mobile radio system, the decoded word data in the synchronous frame detection process of the baseband processing unit 50 includes many errors, so that the frame detection process accuracy deteriorates. To do. In addition, since the method of detecting the frame synchronization word after acquiring the symbol timing in advance takes too much time, if immediate connectivity is required as in a voice call, for example, the demodulated signal waveform before decoding is known in advance. A method of detecting the frame synchronization word based on the correlation with the frame synchronization word is used.
Briefly describing this method, assuming that each symbol value of the frame synchronization word is S and the symbol value detected from the demodulated waveform of the received detection signal is a, the correlation value R between them is the “shift amount” of the waveform. When the function R (τ) of τ is expressed by (Expression 1) and the value R (τ) is the maximum value, the frame synchronization word detection timing is reached.
R (τ) = Lim1 / T∫a (t + τ) S (t) dt (Equation 1)
However, T is ∞ and the integration range is from 0 to ∞.
Now, assuming that the number of symbols of the frame synchronization word is n, the data (symbol values) thereof are S1 to Sn, and the symbol sampling data of the frame synchronization word candidate read from the demodulated waveform is a1 to an, the above (Equation 1) is It can be expressed as the following (Formula 2).
C = Σ (a i * S i ) where i is from 1 to n (Expression 2)
Actually, it is necessary to divide (Equation 2) by the number of samples n. However, this is a constant and does not affect the principle explanation, so it is omitted here.
In this equation, since the correlation value C takes the maximum value in an ideal synchronization state, the synchronization value is compared with a “threshold value” appropriately set in consideration of an allowable bit error, thereby performing a quick synchronization determination. It is common to perform detection. A method for setting a threshold value with a certain allowable value taken into account is disclosed in Patent Document 1 and can be referred to.

また、上述した波形相関に代わり、既知のフレーム同期ワードシンボル値と、受信波形から取り出したフレーム同期ワード候補の各シンボル値との誤差、即ち両者の相違度(誤差)に基づいてフレーム同期ワード検出を行う方法も使用されることが多く、これは(式3)に示す計算値Eによる。
E=Σ(ai−Si2 但し、iは1からnまで ・・・ (式3)
このようなデジタル無線機において、占有周波数帯域が異なると、例えば、ビットレート、ベースバンドフィルタの通過帯域、変調度等が異なる。
そこで、上記図6のベースバンド処理部50において、規格に適合するように変調度の調整処理を行い、同様にその規格の通過帯域に合致するベースバンドフィルタを経由した後、含まれる信号に基づいて、クロック再生処理、同期検出、及びデータ検出処理を行うことができれば、得られたデータをデータ解析部51、音声データデコーダ52に供給することができる。
Also, instead of the waveform correlation described above, frame synchronization word detection is performed based on the error between the known frame synchronization word symbol value and each symbol value of the frame synchronization word candidate extracted from the received waveform, that is, the difference (error) between the two. Is often used, which depends on the calculated value E shown in (Equation 3).
E = Σ (a i −S i ) 2 where i is 1 to n (Equation 3)
In such a digital radio, when the occupied frequency band is different, for example, the bit rate, the pass band of the baseband filter, the modulation degree, and the like are different.
Therefore, the baseband processing unit 50 shown in FIG. 6 adjusts the modulation factor so as to conform to the standard, and similarly passes through a baseband filter that matches the passband of the standard, and then based on the included signal. Thus, if clock recovery processing, synchronization detection, and data detection processing can be performed, the obtained data can be supplied to the data analysis unit 51 and the audio data decoder 52.

図7は、同一出願人が出願した発明(特許文献2)において引用した上記(式2)、(式3)の計算例を示す同期ワード波形図であり、詳細には後述するが、(式2)では同期点(タイミングt8)において相関値が最大となり、(式3)の相違度(誤差)は、同期点(タイミングt8)の値(レベル)がゼロ(0)となることが理解できる。
なお、図7は、変調方式が4値FSK(周波数シフトキーイング:Frequency Shift Keying)あるいは4値PSK(Phase Shift Keying)で、ここでは説明を簡単にするためにフレーム同期ワードSの数を四とし、夫々の値をS1=−3、S2=1、S3=−1、S4=3として、デジタル受信信号を復調した後の波形図である。横軸は時間、縦軸は受信復調信号の振幅値であり、フレーム同期ワードのシンボル値(偏移量)を示している。
シンボルタイミングをt1〜t11としたとき、図中のa1〜a4は、シンボルタイミングt4におけるフレーム同期ワード候補で、時間経過に伴って受信タイミングがシフトする毎に、図中右側に一シンボル分ずれたものとなる。なお、この例ではフレーム同期ワード数を四としたので、a1〜a4の四つであるが、実際にはもっと多く、例えばAPCO P25では24シンボルとなる。更に詳細な説明は特許文献2を参照することができる。
FIG. 7 is a synchronization word waveform diagram showing a calculation example of the above (formula 2) and (formula 3) cited in the invention filed by the same applicant (Patent Document 2). 2) the correlation value becomes the maximum at the synchronization point (time t 8), be a (dissimilarity of formula 3) (error), the value (level) is zero synchronization point (time t 8) (0) Understandable.
In FIG. 7, the modulation method is 4-level FSK (Frequency Shift Keying) or 4-level PSK (Phase Shift Keying), and the number of frame synchronization words S is assumed to be 4 for the sake of simplicity. FIG. 6 is a waveform diagram after demodulating a digital reception signal with S1 = −3, S2 = 1, S3 = −1, and S4 = 3. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amplitude value of the received demodulated signal, indicating the symbol value (shift amount) of the frame synchronization word.
When the symbol timing is t 1 to t 11 , a 1 to a 4 in the figure are frame synchronization word candidates at the symbol timing t 4 , and each time the reception timing shifts with time, the right side in the figure It is shifted by one symbol. In this example, since the number of frame synchronization words is four, there are four of a 1 to a 4 , but in reality, for example, in APCO P25, there are 24 symbols. Reference can be made to Patent Document 2 for further detailed description.

特開平3−70226号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-70226 特開2007−150472公報JP 2007-150472 A

ところで、従来から業務用無線に限らないが、多数の通信チャネルについて、緊急通信や緊急連絡を受信するために受信待ち受け状態で使用することが多く、そのための手段として種々の方法が使用されている。デジタル無線機においても同様の要請があるが、上述したようにチャネル当たりの占有周波数帯域の規格が複数混在する無線システムおいて、同様の受信待ち受けを実現する場合を考えると、従来の方法では、必ずしも使い勝手の良いものではなかった。
例えば、異なる規格の夫々に対応する複数の受信機を必要数併設する方法が考えられるが、設備が大型、高価になるので、特殊な場合以外採用困難である。特に、移動無線用の無線機としては不向きである。
By the way, although not limited to commercial radio, a large number of communication channels are often used in a reception standby state in order to receive emergency communication and emergency communication, and various methods are used as means for that purpose. . There is a similar request in digital radios, but in the case of realizing the same reception standby in a radio system in which a plurality of standards of occupied frequency bands per channel are mixed as described above, in the conventional method, It was not always easy to use.
For example, a method of arranging a necessary number of receivers corresponding to different standards can be considered, but the equipment becomes large and expensive, so that it is difficult to employ except in special cases. In particular, it is not suitable as a wireless device for mobile radio.

他の方法としては、一台の受信機で複数の規格に対応するために規格の影響を受けない部分を共用し、それ以外の部分にについて夫々の規格に対応可能な受信ユニットを複数備え、順次高速スキャンするものが考えられる。しかしながら、時分割的にスキャンする方式では、全てを同時に受信(モニタ)することが出来ないので、一つの規格の受信チャネルをモニタ中に他の規格の受信チャネルに着信があっても、それを感知することが出来ない。また、出来たとしても受信開始が遅延する結果、通話の頭部が欠落する(話頭切断)等の不具合を生じるので、緊急を要する通信に迅速に対応する上で支障をきたしていた。
デジタル無線機において、異なる規格の信号が混在する複数チャネルの同時待受けを行うためには、変調度、ベースバンドフィルタ帯域幅、シンボルレート(ビットレート)等が不明の状態において、フレーム同期検出を行う手段を確立する必要がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、占有帯域幅や変調度、ビットレート等が異なる複数の規格の無線信号が混在する場合においても、同時受信待受けを可能とするデジタル無線機及びその制御方法を提供することを目的としている。
As another method, in order to support a plurality of standards in one receiver, a part that is not affected by the standard is shared, and other parts are provided with a plurality of receiving units that can correspond to each standard, One that sequentially scans at high speed can be considered. However, the time-division scanning method cannot receive (monitor) all at the same time, so even if there is an incoming call to another standard reception channel while monitoring one standard reception channel, It cannot be detected. In addition, even if it can be done, the start of reception is delayed, resulting in a problem such as a loss of the head of the call (talk head disconnection), which has hindered quick response to urgent communications.
In order to perform simultaneous standby of a plurality of channels in which signals of different standards are mixed in a digital wireless device, frame synchronization detection is performed in a state where the modulation degree, baseband filter bandwidth, symbol rate (bit rate), etc. are unknown. Means need to be established.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a digital that enables standby for simultaneous reception even when a plurality of wireless signals of different standards having different occupied bandwidths, modulation degrees, bit rates, and the like are mixed. An object of the present invention is to provide a radio and a control method thereof.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1記載のデジタル無線機は、受信検波した信号からフレーム同期信号を検出する同期ワード検出手段と、ビットレート、ベースバンド信号周波数帯域、変調度の少なくとも一つが夫々異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ取得処理部のうちの少なくとも一つを備えたデータ取得処理ブロックを含むデジタル無線機において、上記同期ワード検出手段は、異なる複数の規格の同期ワードを検出するための複数の既知同期ワードデータと、受信検波信号と前記複数の既知同期ワードデータとを比較して同期ワード検出を行う複数の同期ワード検出処理ブロックと、検出した同期ワードから所要規格パラメータを決定する規格パラメータ決定手段と、決定した規格パラメータに基づいて前記データ取得処理ブロックの変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ処理部の、少なくとも一つの処理パラメータを制御する手段を備えたことを特徴とする。   In order to solve such a problem, the present invention provides a digital radio according to claim 1, a synchronization word detection means for detecting a frame synchronization signal from a received and detected signal, a bit rate, a baseband signal frequency band, and a modulation degree. At least one of a modulation degree adjustment unit, a baseband filter processing unit, a clock regeneration processing unit, and a data acquisition processing unit capable of changing a processing parameter according to a signal based on a plurality of standards, at least one of which is different from each other. In the digital radio including a data acquisition processing block, the synchronization word detection means includes a plurality of known synchronization word data for detecting synchronization words of a plurality of different standards, a received detection signal, and the plurality of known synchronization word data. Multiple sync word detection processing blocks that perform sync word detection by comparing Standard parameter determining means for determining a required parameter, and at least one process of a modulation degree adjusting means for the data acquisition processing block, a baseband filter processing section, a clock recovery processing section, and a data processing section based on the determined standard parameter A means for controlling the parameters is provided.

請求項2記載の発明では、請求項1記載のデジタル無線機において、上記同期ワード検出手段が、既知の同期ワードを予め記憶しておく同期ワード記憶手段と、受信検波した受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、同期ワード候補取得手段によって得た同期ワード候補の各シンボル値と記憶した同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、同期ワード候補の各シンボル誤差から上記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、補正値自乗演算手段によって求めた結果を同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、同期シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定したしきい値と比較し、当該同期ワード候補が同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the digital radio of the first aspect, the synchronous word detecting means includes a synchronous word storage means for storing a known synchronous word in advance, and a synchronous word from the received signal waveform received and detected. Synchronization word candidate acquisition means for acquiring candidate symbol data; symbol error calculation means for obtaining a symbol error between each symbol value of the synchronization word candidate obtained by the synchronization word candidate acquisition means and each symbol corresponding value of the stored synchronization word; Offset correction by subtracting the symbol error average value from each symbol error of the synchronization word candidate obtained by the symbol error average calculation means for obtaining the symbol error average value for all symbols obtained by the symbol error calculation means. Symbol error average subtraction means for obtaining the value and each symbol of the synchronization word candidate A correction value square calculation means for squaring the offset correction value obtained by the symbol error average subtraction means, and a symbol for obtaining a synchronization word symbol error by adding the results obtained by the correction value square calculation means to all the synchronization word candidate symbols The error summation means, and a synchronization word determination means for comparing whether or not the synchronization word candidate is a synchronization word by comparing the synchronization word symbol error obtained by the synchronization symbol error addition means with a preset threshold value. It is characterized by that.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のデジタル無線機において、上記同期ワード検出手段は、複数の規格に対応する既知同期ワードデータ及びデジタル処理パラメータを記憶したメモリを更に含むことを特徴とする。
請求項4記載の発明はデジタル無線機の制御方法に関するもので、受信検波した信号からフレーム同期信号を検出する同期ワード検出手段と、ビットレート、ベースバンド信号周波数帯域、変調度の少なくとも一つが夫々異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整処理、ベースバンドフィルタ処理、クロック再生処理、データ取得処理のうちの少なくとも一つを備えたデータ取得処理を含むデジタル無線機の制御方法において、上記同期ワード検出手段は、デジタル無線機の制御方法に関するもので、異なる複数の規格の同期ワードを検出するための複数の既知同期ワードデータと、受信検波信号と前記複数の既知同期ワードデータとを比較して同期ワード検出を行う複数の同期ワード検出処理と、検出した同期ワードから所要規格パラメータを決定する規格パラメータ決定処理と、決定した規格パラメータに基づいて前記データ取得処理の変調度調整処理、ベースバンドフィルタ処理、クロック再生処理、データ処理部の、少なくとも一つの処理パラメータを制御する処理を含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the digital wireless device according to the first or second aspect, the synchronization word detecting means further includes a memory that stores known synchronization word data and digital processing parameters corresponding to a plurality of standards. Features.
The invention according to claim 4 relates to a control method for a digital radio, wherein at least one of a synchronization word detection means for detecting a frame synchronization signal from a received and detected signal, and a bit rate, a baseband signal frequency band, and a modulation degree, respectively. Digital radio including a data acquisition process including at least one of a modulation degree adjustment process, a baseband filter process, a clock recovery process, and a data acquisition process, which can change a processing parameter according to signals based on a plurality of different standards In the machine control method, the synchronization word detection means relates to a digital radio device control method, and a plurality of known synchronization word data for detecting synchronization words of different standards, a received detection signal, and the plurality of detection signals Multiple sync word detection processes that detect sync word by comparing with known sync word data, At least one of a standard parameter determination process for determining a required standard parameter from the synchronized word, a modulation degree adjustment process of the data acquisition process based on the determined standard parameter, a baseband filter process, a clock recovery process, and a data processing unit It includes processing for controlling processing parameters.

本発明は上述したように、異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ取得処理部、を備えたデータ取得処理ブロックを含むデジタル無線機において、ベースバンド処理を行う前に、先ず、同期検出を行うことによって、そのときの受信信号に関する規格情報を取得し、上記データ取得処理ブロックの各処理パラメータを設定した上で、ベースバンド処理を実行するように構成し、又は、処理する。従って、複数の規格に対応して備えるべき処理ブロックは、同期検出処理ブロック(同期処理装置)となり、その他の部分は一つのもので共有できるので、コストの上昇や、装置の大型化を伴うことなく、同時受信待ち受けが可能となる。
なお、夫々異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ取得処理部、を備えたデータ取得処理ブロックを含むデジタル無線機としては、CPU、DSP、メモリ等を備え、受信待ち受けを行う規格に応じたデジタル処理プログラムをインストールするように構成すれば、既存の技術で実現可能である。特に、近年のソフトウエアラジオ技術を使用すれば実現容易であろう。
As described above, the present invention provides data including a modulation degree adjustment unit, a baseband filter processing unit, a clock reproduction processing unit, and a data acquisition processing unit that can change processing parameters in accordance with signals based on a plurality of different standards. Before performing baseband processing in a digital radio including an acquisition processing block, first, by performing synchronization detection, standard information about the received signal at that time is acquired, and each processing parameter of the data acquisition processing block is set. After that, the baseband processing is performed or processed. Therefore, the processing block that should be provided for a plurality of standards is a synchronization detection processing block (synchronization processing device), and the other parts can be shared by one, which increases costs and increases the size of the device. Without waiting for simultaneous reception.
In addition, a data acquisition processing block including a modulation degree adjustment unit, a baseband filter processing unit, a clock reproduction processing unit, and a data acquisition processing unit, which can change processing parameters according to signals based on a plurality of different standards, respectively. The digital wireless device can be realized by an existing technology if it is configured to include a CPU, a DSP, a memory, and the like and install a digital processing program according to a standard for waiting for reception. In particular, it will be easy to implement using recent software radio technology.

本発明に係るデジタル無線機の一実施例を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of a digital radio according to the present invention. 本発明において使用する同期検出処理部の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the synchronous detection process part used in this invention. 本発明の実施例の処理例を説明するための図で、(a)、(b)、(c)はともに、フレーム同期ワード信号波形図。It is a figure for demonstrating the process example of the Example of this invention, (a), (b), (c) is a frame synchronous word signal waveform diagram. 本発明のデジタル無線機の制御例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of control of the digital radio of this invention. 本発明のデジタル無線機の他の制御例を示すフローチャート。The flowchart which shows the other example of control of the digital radio of this invention. 従来のデジタル無線機の構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the structural example of the conventional digital radio. 特許文献2に示された同期信号波形図。FIG. 5 is a synchronization signal waveform diagram shown in Patent Document 2.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明は、複数規格の受信信号の同期検出を行うために、受信信号の規格が未知の状態、即ち、ベースバンドフィルタ帯域、クロック周波数、変調度等の少なくとも一つが不明の状況において、同期検出処理を行い、受信した信号が如何なる規格に該当するものであるかを検知するとともに、その規格信号のデジタル処理を行う上で必要な処理パラメータを決定することによって、その後のベースバンド処理を確実に行うようにしたデジタル無線機及びその制御方法を提供するもので、以下その実施例について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
In order to detect synchronization of received signals of multiple standards, the present invention detects synchronization in a state where the received signal standards are unknown, that is, in a situation where at least one of the baseband filter band, the clock frequency, the modulation factor, etc. is unknown. Performs processing, detects what standard the received signal corresponds to, and determines the processing parameters necessary for digital processing of the standard signal to ensure subsequent baseband processing The present invention provides a digital radio and a control method thereof, and an embodiment thereof will be described below.

図1は本発明に係るデジタル無線機の受信部のブロック図である。
この例では、アンテナからA/D変換器までは図6に示した従来の無線機とほぼ同様である。即ち、アンテナANT1に着信した信号を受信RF部(受信高周波部)2の、高周波増幅器(AMP)3により所要レベルに増幅し、混合器(ミキサー)4において局部発振器5の出力と混合するとともに、その混合信号からフィルタリングした所望の中間周波数信号(IF)信号を中間周波増幅器6にて所要レベルまで増幅する。
この中間周波信号は、更に、復調器(検波器)7において復調され、帯域制限フィルタ8を経て、アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)9によってデジタル信号に変換される。なお、この例における帯域制限フィルタ8は、受信を予定する種々の規格信号のうち、最も広帯域の信号を通過できるフィルタとするが、必要な検波信号を通過し不要ノイズを除去する目的で使用し、規格信号帯域に影響のないフィルタであれば、従来のものであっても構わない。
FIG. 1 is a block diagram of a receiving unit of a digital radio according to the present invention.
In this example, the antenna to the A / D converter is almost the same as the conventional radio shown in FIG. That is, a signal received at the antenna ANT1 is amplified to a required level by a high-frequency amplifier (AMP) 3 of a reception RF unit (reception high-frequency unit) 2 and mixed with an output of the local oscillator 5 in a mixer (mixer) 4. A desired intermediate frequency signal (IF) signal filtered from the mixed signal is amplified by the intermediate frequency amplifier 6 to a required level.
The intermediate frequency signal is further demodulated by a demodulator (detector) 7, passed through a band limiting filter 8, and converted into a digital signal by an analog / digital converter (A / D converter) 9. The band limiting filter 8 in this example is a filter that can pass the widest band signal among various standard signals scheduled to be received, but is used for the purpose of passing a necessary detection signal and removing unnecessary noise. As long as the filter does not affect the standard signal band, a conventional filter may be used.

この例に示すデジタル無線機は、A/D変換器9以降のベースバンド処理ブロック10の機能構成及び処理方法に特徴がある。
即ち、この例では、図6に示したブロック図におけるベースバンド処理部50の機能ブロックのうち同期検出処理を他の処理に先行して行い、同期検出によって受信した信号のパラメータを決定するとともに、それらに基づいて他の処理ブロックの処理パラメータを制御することによって、変調度調整、クロック再生及びデータ取得等を可能にしている。
このためにベースバンド処理ブロック10では、同期(フレーム)検出処理部11と、変調信号(検波信号)経路切替用スイッチSWと、同期処理以外のベースバンド処理を行う処理ブロック(以下、データ取得処理ブロック)12とを備えている。
なお、データ取得処理ブロック12は、スイッチSWを介して変調信号を供給する乗算器13と、乗算器13に変調度調整用信号を供給する変調度調整処理部14と、変調度調整を行った信号から所望信号を取り出すベースバンドフィルタ処理部15と、ベースバンド信号からクロック信号を取り出すクロック再生部16と、目的とするデータを検出するデータ取得処理部17とを含んでいる。
この例に示す同期(フレーム)検出処理部11では、従来のベースバンド処理部と異なり、ベースバンドフィルタ処理を行う前の信号から同期検出を行うことから、シンボル点が明確に確定された状況ではなく、隣接するフレームの数シンボルの影響(符号間干渉)を受けた状態となるが、同期ワードが多数(通常、数十シンボル)配列しているので、他のデータの影響を受けるのは同期ワードの最初と最後の数シンボルに留まり、同期検出が不可能となる訳ではない。
The digital radio shown in this example is characterized by the functional configuration and processing method of the baseband processing block 10 after the A / D converter 9.
That is, in this example, the synchronization detection process is performed prior to other processes among the functional blocks of the baseband processing unit 50 in the block diagram shown in FIG. 6, and the parameters of the signal received by the synchronization detection are determined. By controlling the processing parameters of other processing blocks based on these, modulation degree adjustment, clock recovery, data acquisition, and the like are enabled.
For this purpose, the baseband processing block 10 includes a synchronization (frame) detection processing unit 11, a modulation signal (detection signal) path switching switch SW, and a processing block that performs baseband processing other than synchronization processing (hereinafter, data acquisition processing). Block) 12.
The data acquisition processing block 12 performs modulation degree adjustment by a multiplier 13 that supplies a modulation signal via the switch SW, a modulation degree adjustment processing unit 14 that supplies a modulation degree adjustment signal to the multiplier 13, and the modulation degree adjustment. A baseband filter processing unit 15 that extracts a desired signal from the signal, a clock recovery unit 16 that extracts a clock signal from the baseband signal, and a data acquisition processing unit 17 that detects target data are included.
In the synchronization (frame) detection processing unit 11 shown in this example, unlike the conventional baseband processing unit, synchronization detection is performed from the signal before the baseband filter processing, so in a situation where the symbol points are clearly determined. However, it is affected by several symbols of adjacent frames (intersymbol interference), but since synchronization words are arranged in large numbers (usually several tens of symbols), it is synchronization that is affected by other data. It stays at the first and last few symbols of the word and does not make synchronization detection impossible.

また、このようにベースバンドフィルタを通過していない検波信号から同期検出するので、既知のワードデータ(S1乃至Sn)として、ベースバンドフィルタを通過しない状態のパターンに類似したものとなるように、予め計算しておくことが同期検出の可能性を大きくする上で有効である。
更に、同期検出処理機能としては、従来のものと同様のもので良いが、各式に示すa1乃至anの規格が未知の状態(規格が不明の状態)であり、単に、デジタルに変換された電圧信号として見えることから、これと比較する既知のフレーム同期ワードデータのシンボル値(S1乃至Sn)についても、−3乃至+3等の整数ではなく、電圧値として用意しておくことが好ましい。
Since synchronous detection is performed from the detection signal that has not passed through the baseband filter in this way, the known word data (S1 to Sn) is similar to a pattern that does not pass through the baseband filter. Calculation in advance is effective in increasing the possibility of synchronization detection.
Furthermore, the synchronization detection processing function may be the same as the conventional one, but the standards a1 to an shown in each formula are in an unknown state (standard is unknown), and are simply converted to digital. Since it appears as a voltage signal, the symbol values (S1 to Sn) of known frame synchronization word data to be compared with this are preferably prepared as voltage values instead of integers such as -3 to +3.

図2は、図1の同期検出処理部11の具体的な実施例を示す機能ブロック図である。この例では、説明を簡単にするために、待受け受信を行う異なる規格数が二つの場合を示しているが、同様の方法で、三以上の任意の数について実施可能である。
この例に示す同期検出処理部11は、異なる複数の規格の同期ワードを検出するための複数の既知同期ワードデータと、受信検波信号と上記複数の既知同期ワードデータとを比較して同期ワード検出を行う複数の同期ワード検出処理ブロックと、検出した同期ワードから所要規格パラメータを決定する規格パラメータ決定手段と、決定した規格パラメータに基づいてデータ取得処理ブロックの変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ処理部の、少なくとも一つの処理パラメータを制御する手段を備えている。
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a specific example of the synchronization detection processing unit 11 of FIG. In this example, in order to simplify the explanation, the case where the number of different standards for performing standby reception is two is shown. However, the same method can be applied to any number of three or more.
The synchronization detection processing unit 11 shown in this example compares a plurality of known synchronization word data for detecting synchronization words of a plurality of different standards, a received detection signal, and the plurality of known synchronization word data to detect synchronization words. A plurality of synchronization word detection processing blocks, a standard parameter determination unit that determines a required standard parameter from the detected synchronization word, a modulation degree adjustment unit of the data acquisition processing block based on the determined standard parameter, and a baseband filter processing unit Means for controlling at least one processing parameter of the clock recovery processing unit and the data processing unit.

図2を参照しながら、具体的に説明する。この例に示す同期検出処理部11は、復調器(検波器)7の出力信号である変調信号を二つの同期検出計算部21と22に供給する。各同期検出計算部には、夫々、異なる規格に対応する既知の(固定)同期ワードデータS1乃至Snが記憶されたメモリ23、24が付加されており、このメモリには、夫々の規格に対応する処理パラメータが記憶されている。そして、これら複数の同期検出計算部21、22は入力する変調信号に対して同時に同期検出計算を行い、その結果を、同期判定を行うしきい値(閾値)判定部25に供給する。このような構成、又は処理によって、受信信号の規格が未知の状態、即ち、ベースバンドフィルタ帯域、クロック周波数、変調度等が不明の状況において、同期検出処理を行い、受信した信号が如何なる規格に該当するものであるかを検知するとともに、その規格信号のデジタル処理を行う上で必要な処理パラメータを決定するので、異なる複数の規格について同時に同期検出が可能であり、従って、同時受信待ち受けができる。 A specific description will be given with reference to FIG. The synchronization detection processing unit 11 shown in this example supplies a modulation signal that is an output signal of the demodulator (detector) 7 to the two synchronization detection calculation units 21 and 22. Each synchronization detection calculating unit, respectively, different known (fixed) synchronous word data S 1 to S memory 23, 24 n are stored which correspond to the standard have been added, in this memory, each of the standards The processing parameters corresponding to are stored. The plurality of synchronization detection calculation units 21 and 22 simultaneously perform synchronization detection calculation on the input modulation signal, and supply the result to a threshold (threshold) determination unit 25 that performs synchronization determination. With such a configuration or process, in a state where the standard of the received signal is unknown, that is, in a situation where the baseband filter band, the clock frequency, the modulation factor, etc. are unknown, the synchronization detection process is performed, and the received signal becomes any standard. Since it detects whether it is applicable and determines the processing parameters necessary for digital processing of the standard signal, it is possible to detect synchronization for a plurality of different standards at the same time, and therefore can wait for simultaneous reception. .

図3は、異なる規格に基づく受信信号に対応して同期検出を行う場合の例を示す同期検出波形図である。同図(a)と(b)は共に同期ワードパターンは同一であるが、占有周波数待機が異なるので、変調度とシンボルレートが相違している。このような場合においても、検波した信号波形を所要の周波数でサンプリングして信号波形の特徴を抽出し、上記メモリ23、24に予め記憶している各規格の同期シンボル波形データと照合すれば、如何なる規格の信号波形であるかを判断することが可能である。この際、シンボルレートの違いや変調度の違いがあっても、同期ワード信号の波形は相似形となる場合は、波形の特徴を検出することによって、規格の検出が可能である。また、相似形でなく、縦軸や横軸方向の圧縮や伸張があっても、波形の特徴や、最大値点、最小値点、中間値点の並び方から、同様に規格を類推することが可能であろう。
このような処理に基づけば、図3(c)に示すように、他の同期ワード波形であっても、同様に、予め同期ワード信号波形の特徴が既知であれば(記憶してあれば)、如何なる規格の同期ワードであるかが判別できる。そして検出した規格に基づいて所要のパラメータをデータ取得処理ブロック12に供給するとともに、上記スイッチSWを制御して、変調信号をデータ取得処理ブロック12にも供給する。必要なパラメータを受取ったデータ取得処理ブロック12の各処理部は、それらのパラメータに一致させた変調度調整値の発生、ベースバンドフィルタ帯域の設定、クロック再生を行い、供給される変調信号から必要なデータを取得する。
FIG. 3 is a synchronization detection waveform diagram showing an example in which synchronization detection is performed in response to received signals based on different standards. In FIGS. 4A and 4B, the synchronization word pattern is the same, but the occupied frequency standby is different, so that the modulation degree and the symbol rate are different. Even in such a case, if the detected signal waveform is sampled at a required frequency to extract the characteristics of the signal waveform and collated with the synchronization symbol waveform data of each standard stored in the memories 23 and 24 in advance, It is possible to determine what standard signal waveform it is. At this time, even if there is a difference in symbol rate or modulation degree, if the waveform of the synchronization word signal is similar, the standard can be detected by detecting the characteristics of the waveform. In addition, even if there is compression or expansion in the vertical or horizontal axis direction instead of a similar shape, the standard can be similarly inferred from the characteristics of the waveform and how the maximum value point, minimum value point, and intermediate value point are arranged. It will be possible.
Based on such processing, as shown in FIG. 3C, even if other sync word waveforms are used, if the characteristics of the sync word signal waveforms are known in advance (if stored), It is possible to determine which standard synchronization word is used. Based on the detected standard, necessary parameters are supplied to the data acquisition processing block 12, and the switch SW is controlled to supply the modulation signal to the data acquisition processing block 12. Receiving necessary parameters, each processing unit of the data acquisition processing block 12 generates a modulation degree adjustment value matched with those parameters, sets a baseband filter band, and regenerates a clock, and is necessary from the supplied modulation signal. The correct data.

図4は、本発明に係るデジタル無線機における同期処理の制御方法の一例を示すフローチャートである。図1、図2を参照しながら説明する。処理が開始されると、受信・検波した変調信号が、先ずは、同期(フレーム)検出処理部11に供給される(ST1)。同期(フレーム)検出処理部11は、図2に示したように、受信信号(変調信号)から取り出した同期ワード候補シンボルデータが、複数規格の既知ワードデータ夫々が設定された複数の同期検出計算部に供給され、同時に同期検出計算処理が実行される(ST2)。
この同期検出計算処理においては、上述したように同期検出が行われ、複数の同期検出計算処理部のなかの何れかにおいて同期が検出されると、該当する規格の受信信号が着信されたものと判断し(ST3、Yes)、同期検出できた規格のパラメータをデータ取得処理ブロック12に供給し、内部の各処理部に、該当する規格の信号処理に必要な処理パラメータ、例えば、ベースバンドフィルタの通過帯域幅を決定するパラメータや、変調度調整処理に必要なパラメータ、クロック再生に必要なパラメータ等を設定する(ST4)。この処理が完了すると、受信検波信号(変調信号)をデータ取得処理ブロック12に供給するために経路切替スイッチSWを制御し(ST5)、各ブロックのパラメータが調整されたデータ取得処理ブロック12において、既に説明したような変調度調整、ベースバンドフィルタ処理、クロック再生処理、データ取得処理が実行される(ST6)。なお、上記処理ST3において、同期検出できる規格の同期ワードが含まれていない場合は、処理ST1に戻って、同様のステップ処理を行う(ST3、No)。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a control method of synchronization processing in the digital radio according to the present invention. This will be described with reference to FIGS. When the process is started, the received and detected modulated signal is first supplied to the synchronization (frame) detection processing unit 11 (ST1). As shown in FIG. 2, the synchronization (frame) detection processing unit 11 uses a plurality of synchronization detection calculations in which the synchronization word candidate symbol data extracted from the received signal (modulated signal) is set with a plurality of standard known word data. The synchronization detection calculation process is executed at the same time (ST2).
In this synchronization detection calculation processing, synchronization detection is performed as described above, and when synchronization is detected in any of the plurality of synchronization detection calculation processing units, a reception signal of the corresponding standard is received. Judgment (ST3, Yes), the parameter of the standard that has been detected synchronously is supplied to the data acquisition processing block 12, and the processing parameters necessary for the signal processing of the corresponding standard, for example, the baseband filter A parameter for determining the pass bandwidth, a parameter necessary for the modulation degree adjustment process, a parameter necessary for clock recovery, etc. are set (ST4). When this processing is completed, the path changeover switch SW is controlled to supply the received detection signal (modulated signal) to the data acquisition processing block 12 (ST5), and in the data acquisition processing block 12 in which the parameters of each block are adjusted, Modulation degree adjustment, baseband filter processing, clock recovery processing, and data acquisition processing as already described are executed (ST6). Note that, in the above process ST3, when a standard synchronization word that can be detected in synchronization is not included, the process returns to the process ST1 and the same step process is performed (ST3, No).

以上説明したように、規格が明確でない状態で同期検出を行う手段として、(式3)に示す相違度(誤差)の利用が有用であることを説明したが、更に、同一出願人が提案した特許文献2の発明(「特許文献2記載発明」と云う)を利用すれば、より一層確実に同期(フレーム)検出処理が可能である。
特許文献2記載発明に示した同期検出手段は、従来のように既知同期ワードデータと受信した同期ワード候補との相関値を計算する代わりに、(式3)に示した相違度(誤差)から、更に、DCオフセット成分を除去する計算を行い、その結果に基づいて同期判断を行うもので、受信品質が劣悪な状態においても正確に同期判断が可能であるので、本発明を実現する上で極めて有用である。なお、特許文献2記載発明は、その公開公報に詳細に説明があり、その全てを参照可能であるので、ここでは基本的な考え方のみを説明する。また、以下の説明では、特許文献2に記載された処理ブロックや装置の名称を使用するが、本発明の説明における同様の機能ブロックに置き換えて参照することができる。
As explained above, it was explained that the use of the dissimilarity (error) shown in (Equation 3) is useful as means for performing synchronization detection in a state where the standard is not clear. If the invention of Patent Document 2 (referred to as “the invention described in Patent Document 2”) is used, synchronization (frame) detection processing can be performed more reliably.
Instead of calculating the correlation value between the known synchronization word data and the received synchronization word candidate as in the prior art, the synchronization detection means shown in the invention described in Patent Document 2 uses the difference (error) shown in (Equation 3). Further, the calculation for removing the DC offset component is performed, and the synchronization determination is performed based on the calculation result. Since the synchronization determination can be performed accurately even in a state where the reception quality is poor, the present invention can be realized. Very useful. The invention described in Patent Document 2 is described in detail in the publication, and all of them can be referred to. Therefore, only the basic concept will be described here. In the following description, the names of processing blocks and apparatuses described in Patent Document 2 are used, but they can be referred to instead of the same functional blocks in the description of the present invention.

特許文献2記載発明の同期ワード検出装置の一実施態様例では、既知の同期ワードを予め記憶しておく同期ワード記憶手段と、受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、同期ワード候補取得手段によって得た同期ワード候補の各シンボル値と記憶した同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、同期ワード候補の各シンボルについて上記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、補正値自乗演算手段によって求めた結果を同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、同期シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定したしきい値と比較し、当該同期ワード候補が同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えたことを特徴としている。   In one embodiment of the synchronization word detection device according to the invention described in Patent Document 2, a synchronization word storage means for storing a known synchronization word in advance, and a synchronization word candidate acquisition means for acquiring synchronization word candidate symbol data from a received signal waveform A symbol error calculation means for calculating a symbol error between each symbol value of the synchronization word candidate obtained by the synchronization word candidate acquisition means and each symbol corresponding value of the stored synchronization word, and symbols for all symbols obtained by the symbol error calculation means A symbol error average calculating means for obtaining an error average value, a symbol error average subtracting means for subtracting the symbol error average value from each symbol error of the synchronization word candidate obtained by the symbol error calculating means to obtain an offset correction value, The symbol error average subtraction means for each word candidate symbol Correction value square calculation means for squaring the offset correction value obtained in this step, symbol error summing means for adding a result obtained by the correction value square calculation means for all symbols of the synchronization word candidate to obtain a synchronization word symbol error, and a synchronization symbol A synchronization word determination unit is provided for comparing the synchronization word symbol error obtained by the error summing unit with a preset threshold value and determining whether or not the synchronization word candidate is a synchronization word.

また、上記同期ワード検出装置には、受信信号から抽出したクロック信号に基づいてクロック信号を再生するクロック再生部と、該クロック再生部の発振周波数を調整する周波数調整部とを備え、上記シンボル誤差平均演算手段によって求めた同期ワード候補の全シンボルに対するシンボル誤差平均値を受信信号の周波数オフセット量とみなして、シンボル判定を行う手段を備えることもできる。
このような同期ワード検出手段では、上記誤差平均値は、受信信号の周波数ずれ等に起因する直流オフセット量となるので、このオフセット量を、同期ワード候補の各シンボル誤差から減算することによって、直流オフセットの影響を除去したオフセット補正値を求めることができる。従って、受信信号中に周波数のずれ等に起因するオフセット成分が含まれる場合であっても、その影響を除去して正確に同期ワードを検出することができる。しかも、簡単な演算によってこの目的を達成することが可能なことから、同期ワードを検出して同期するまでの時間も短縮する効果もある。
このようにして同期ワード検出ができれば、その結果に基づいて、同期ワード検出装置のクロック周波数が、受信信号から抽出したクロック信号の周波数とズレている場合においても、その周波数を自動的に補正することができるので、より一層同期確率までの時間を短縮する効果が得られる。
The synchronous word detection device includes a clock recovery unit that recovers a clock signal based on a clock signal extracted from the received signal, and a frequency adjustment unit that adjusts an oscillation frequency of the clock recovery unit, and the symbol error It is also possible to provide a means for performing symbol determination by regarding the symbol error average value for all symbols of the synchronization word candidate obtained by the average calculation means as the frequency offset amount of the received signal.
In such a synchronization word detecting means, the average error value is a DC offset amount due to a frequency shift of the received signal, etc., and therefore, by subtracting this offset amount from each symbol error of the synchronization word candidate, An offset correction value that eliminates the influence of the offset can be obtained. Therefore, even when the received signal includes an offset component due to a frequency shift or the like, the synchronization word can be accurately detected by removing the influence. In addition, since this object can be achieved by a simple calculation, there is an effect of shortening the time until the synchronization word is detected and synchronized.
If synchronization word detection is possible in this way, based on the result, even when the clock frequency of the synchronization word detection device is different from the frequency of the clock signal extracted from the received signal, the frequency is automatically corrected. Therefore, the effect of further shortening the time to the synchronization probability can be obtained.

図5は特許文献2に記載された同期ワード検出方法の一例を示すフローチャート(特許文献2の図1)である。以下、この図を用いて、特許文献2記載発明の概要を説明する。
図5に示す例では、受信高周波部の出力が復調器により検波されて(ST11)、例えば図3や図7に示したような信号波形となり、この信号波形から同期ワード候補データを得て、これらの受信信号波形から同期ワード候補のシンボルデータ(ai)を取得する(ST12)。同期ワード候補のシンボルデータが得られると、この(ai)から、予め記憶されている同期ワードの対応する値(Si)を減算してシンボル誤差(ai−Si)を演算する(S13)。
次に、シンボル誤差平均値を計算するが、これはシンボル誤差の演算と同様の考え方に基づいて、n個のシンボル値について(aj−Sj)を計算し、jを1からnにつて全てを加算した上で、シンボル数nで割り算することによってシンボル誤差平均値を求める(ST14)。
なお、この計算は、Foff=Σ(aj−Sj)/n (但し、jは1からn)の式に基づいて行う。この式は、既に説明した式2 E=Σ(ai−Si2をシンボル数nで除して平均したもので、周波数のずれ等によるオフセット量に該当する。
FIG. 5 is a flowchart (FIG. 1 of Patent Document 2) showing an example of the synchronous word detection method described in Patent Document 2. Hereinafter, the outline of the invention described in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.
In the example shown in FIG. 5, the output of the reception high-frequency unit is detected by the demodulator (ST11), for example, a signal waveform as shown in FIG. 3 or 7 is obtained, and synchronization word candidate data is obtained from this signal waveform, The symbol data (a i ) of the synchronization word candidate is acquired from these received signal waveforms (ST12). When the symbol data of the synchronization word candidate is obtained, the symbol error (a i −S i ) is calculated by subtracting the corresponding value (S i ) of the synchronization word stored in advance from (a i ) ( S13).
Next, an average symbol error value is calculated. This is based on the same concept as the symbol error calculation, and (a j −S j ) is calculated for n symbol values, and j is changed from 1 to n. After adding all, the symbol error average value is obtained by dividing by the number of symbols n (ST14).
This calculation is performed based on the equation F off = Σ (a j −S j ) / n (where j is 1 to n). This equation is obtained by dividing Equation 2 E = Σ (a i −S i ) 2 already described by the number of symbols n and corresponds to an offset amount due to frequency deviation or the like.

このシンボル誤差平均値(オフセット量)Foffを、上記ST13において計算したシンボル誤差から減算して、受信信号波形から同期ワードの候補として抽出した波形のオフセット補正値である(ai−Si)−{Σ(aj−Sj)/n}の値を求める(ST15)。更に、この値の自乗値を求め(ST16)、次に、D=Σ[(ai−Si)−{Σ(aj−Sj)/n}]2(但し、i、jは1からnの値をとる)の計算式に基づいてワードシンボル誤差Dを求める。この値Dは、オフセットが排除された同期ワード候補のシンボル値と、既知の正規の同期ワードとの相違度を示すもので、同期の度合い(相関)を示す値となる。
そこで、これを予め設定したしきい値と比較して(ST19)、しきい値より小さい場合は(ST19 Yes)、当該同期ワード候補が正しい同期ワードであると判断して、次の処理に移行する(ST20)。また、上記処理ST19の判定において、しきい値より大きい場合は、当該同期ワード候補が同期ワードではないと判断し(ST19 No)、受信信号波形から1シンボル分シフトして新たな同期ワード候補を取り出し(ST21)、上記処理ST11に戻って、以下同様の処理を行う。
以上説明したように、特許文献2記載発明は、
off=Σ(aj−Sj)/nの計算によってオフセット成分を検出し、その影響を除去して同期検出を行うので、多分にオフセット成分の発生が予測される受信検波信号から同期検出を行う際に極めて有用であり、本発明において行う同期検出手段として利用可能である。
This symbol error average value (offset amount) F off is a waveform offset correction value extracted from the received signal waveform as a synchronization word candidate by subtracting the symbol error calculated in ST13 (a i −S i ). The value of − {Σ (a j −S j ) / n} is obtained (ST15). Further, a square value of this value is obtained (ST16), and then D = Σ [(a i −S i ) − {Σ (a j −S j ) / n}] 2 (where i and j are 1). The word symbol error D is obtained on the basis of the following formula: This value D indicates the degree of difference between the symbol value of the synchronization word candidate from which the offset is eliminated and the known regular synchronization word, and is a value indicating the degree of synchronization (correlation).
Therefore, this is compared with a preset threshold value (ST19), and if it is smaller than the threshold value (ST19 Yes), it is determined that the synchronization word candidate is a correct synchronization word, and the process proceeds to the next processing. (ST20). If it is determined in step ST19 that the value is larger than the threshold value, it is determined that the synchronization word candidate is not a synchronization word (No in ST19), and a new synchronization word candidate is shifted by one symbol from the received signal waveform. Taking out (ST21), the process returns to the process ST11, and the same process is performed.
As explained above, the invention described in Patent Document 2 is
Since the offset component is detected by calculating F off = Σ (a j −S j ) / n and the influence is removed to perform synchronization detection, synchronization detection is performed from the received detection signal that is expected to generate the offset component. It is extremely useful when performing the above, and can be used as a synchronization detecting means performed in the present invention.

本発明は以上説明した例に限らず、種々変形が可能である。
例えば、同期検出処理部11において複数の規格の信号に対する同期検出を同時に行う場合を説明したが、一挙に同期検出が出来ない場合は、先ず、受信した信号が如何なる規格に対応するものであるかを判断するために必要な情報を検出するに留め、規格が判明した後に所要パラメータを設定して、正確な同期検出を行うように構成することも可能であろう。つまり、同期検出ができる程度に受信品質が良好ではない場合に、例えば、Foff=Σ(aj−Sj)/nの計算によってオフセット成分を検出し、その影響を除去した上で、再度同期検出を行えば、同期検出の可能性が高くなるであろう。その場合は、図1、図2に示した処理ブロックは若干の変更が必要である。
また、同期検出処理部11の構成においても種々変形や、同様に機能する他のブロック構成や機能処理の組合せが可能である。特にこれらの処理は、CPUやDSP、メモリを含むデジタル処理ユニットであれば、種々異なる実現方法が考えられる。例えば、上述した、複数規格の既知同期ワードデータと受信信号との比較を同時に行う処理を、高速に時分割処理を実行し、受信処理が実質的に同時に行われる場合と等価なものであってもよい。
更に、上述した実施形態のデジタル処理や機能ブロックを実現する処理を、それぞれプログラム化し、CPUやDSP、メモリを含むデジタル処理ユニットに格納し、それを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the example described above, and various modifications can be made.
For example, a case has been described in which the synchronization detection processing unit 11 simultaneously performs synchronization detection for signals of a plurality of standards. If synchronization detection cannot be performed at a time, first, what standard the received signal corresponds to? It is also possible to configure to perform accurate synchronization detection by setting necessary parameters after the standard is known, only detecting information necessary to determine In other words, when the reception quality is not good enough to enable synchronization detection, for example, the offset component is detected by calculating F off = Σ (a j −S j ) / n, the influence is removed, and then again. If synchronization detection is performed, the possibility of synchronization detection will increase. In that case, the processing blocks shown in FIGS. 1 and 2 need to be slightly changed.
Further, various modifications in the configuration of the synchronization detection processing unit 11 and combinations of other block configurations and functional processes that function in the same manner are possible. In particular, these processes can be realized in various ways as long as they are digital processing units including a CPU, a DSP, and a memory. For example, the above-described processing for simultaneously comparing the known synchronization word data of a plurality of standards and the received signal is equivalent to the case where the time division processing is performed at high speed and the reception processing is performed substantially simultaneously. Also good.
Furthermore, the object of the present invention is achieved by programming the digital processing and the processing for realizing the functional blocks of the above-described embodiments, respectively, storing them in a digital processing unit including a CPU, DSP, and memory and executing them. Needless to say.

1 アンテナ、2 受信RF部(受信高周波部)、3 高周波増幅器、4 混合器、5 局部発振器、6 中間周波増幅器、7 復調器(検波器)、8 帯域制限フィルタ、9 アナログ/デジタル変換器、10 ベースバンド処理ブロック、11 同期(フレーム)検出処理部、12 データ取得処理ブロック、13 乗算器、14 変調度調整処理部、15 ベースバンドフィルタ処理部、16 クロック再生部、17 データ取得処理部、21、22 同期検出計算部、23、24 同期ワードデータ記憶メモリ、25 しきい値(閾値)判定部   1 antenna, 2 receiving RF section (receiving high frequency section), 3 high frequency amplifier, 4 mixer, 5 local oscillator, 6 intermediate frequency amplifier, 7 demodulator (detector), 8 band limiting filter, 9 analog / digital converter, 10 baseband processing block, 11 synchronization (frame) detection processing unit, 12 data acquisition processing block, 13 multiplier, 14 modulation degree adjustment processing unit, 15 baseband filter processing unit, 16 clock recovery unit, 17 data acquisition processing unit, 21, 22 Synchronization detection calculation unit, 23, 24 Synchronization word data storage memory, 25 Threshold (threshold) determination unit

Claims (4)

受信検波した信号からフレーム同期信号を検出する同期ワード検出手段と、ビットレート、ベースバンド信号周波数帯域、変調度の少なくとも一つが夫々異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ取得処理部のうちの少なくとも一つを備えたデータ取得処理ブロックを含むデジタル無線機において、
前記同期ワード検出手段は、異なる複数の規格の同期ワードを検出するための複数の既知同期ワードデータと、受信検波信号と前記複数の既知同期ワードデータとを比較して同期ワード検出を行う複数の同期ワード検出処理ブロックと、検出した同期ワードから所要規格パラメータを決定する規格パラメータ決定手段と、決定した規格パラメータに基づいて前記データ取得処理ブロックの変調度調整手段、ベースバンドフィルタ処理部、クロック再生処理部、データ処理部の、少なくとも一つの処理パラメータを制御する手段を備えたことを特徴とするデジタル無線機。
Synchronization word detection means for detecting a frame synchronization signal from the received detection signal, and processing parameters can be changed according to signals based on a plurality of standards each having at least one of a bit rate, a baseband signal frequency band, and a modulation degree, In a digital radio including a data acquisition processing block including at least one of a modulation degree adjustment unit, a baseband filter processing unit, a clock recovery processing unit, and a data acquisition processing unit,
The synchronization word detecting means performs a synchronization word detection by comparing a plurality of known synchronization word data for detecting a plurality of synchronization words of different standards, a received detection signal and the plurality of known synchronization word data. A synchronization word detection processing block; a standard parameter determination means for determining a required standard parameter from the detected synchronization word; a modulation degree adjustment means for the data acquisition processing block based on the determined standard parameter; a baseband filter processing section; A digital wireless device comprising means for controlling at least one processing parameter of a processing unit and a data processing unit.
請求項1記載のデジタル無線機において、前記同期ワード検出手段は、
既知の同期ワードを予め記憶しておく同期ワード記憶手段と、受信検波した受信信号波形から同期ワード候補シンボルデータを取得する同期ワード候補取得手段と、同期ワード候補取得手段によって得た同期ワード候補の各シンボル値と記憶した同期ワードの各シンボル対応値とのシンボル誤差を求めるシンボル誤差演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた全シンボルに対するシンボル誤差平均値を求めるシンボル誤差平均演算手段と、シンボル誤差演算手段によって求めた、同期ワード候補の各シンボル誤差から前記シンボル誤差平均値を減算してオフセット補正値を求めるシンボル誤差平均減算手段と、同期ワード候補の各シンボルについて前記シンボル誤差平均減算手段によって求めたオフセット補正値を自乗する補正値自乗演算手段と、補正値自乗演算手段によって求めた結果を同期ワード候補全シンボルについて加算して同期ワードシンボル誤差を求めるシンボル誤差合算手段と、同期シンボル誤差合算手段によって求めた同期ワードシンボル誤差と予め設定したしきい値と比較し、当該同期ワード候補が同期ワードであるか否かを判断する同期ワード判断手段を備えたことを特徴としたデジタル無線機。
2. The digital radio of claim 1, wherein the synchronization word detecting means is
Synchronization word storage means for storing a known synchronization word in advance, synchronization word candidate acquisition means for acquiring synchronization word candidate symbol data from the received signal waveform received and detected, and synchronization word candidate obtained by the synchronization word candidate acquisition means Symbol error calculation means for calculating a symbol error between each symbol value and each symbol corresponding value of the stored synchronization word, symbol error average calculation means for calculating a symbol error average value for all symbols obtained by the symbol error calculation means, and symbol error Symbol error average subtracting means for obtaining an offset correction value by subtracting the symbol error average value from each symbol error of the synchronization word candidate obtained by the arithmetic means, and symbol symbol average subtraction means for each symbol of the synchronization word candidate. Correction value to square the offset correction value An arithmetic means, a symbol error summing means for obtaining a sync word symbol error by adding the results obtained by the correction value square computing means for all symbols of the sync word candidate, and a sync word symbol error obtained by the sync symbol error summing means are preset. A digital radio comprising: a synchronization word determination means for determining whether or not the synchronization word candidate is a synchronization word in comparison with the threshold value.
請求項1又は2記載のデジタル無線機において、前記同期ワード検出手段は、複数の規格に対応する既知同期ワードデータ及びデジタル処理パラメータを記憶したメモリを更に含むことを特徴とするデジタル無線機。   3. The digital radio according to claim 1, wherein said synchronization word detecting means further includes a memory storing known synchronization word data and digital processing parameters corresponding to a plurality of standards. 受信検波した信号からフレーム同期信号を検出する同期ワード検出手段と、ビットレート、ベースバンド信号周波数帯域、変調度の少なくとも一つが夫々異なる複数の規格に基づく信号に応じて処理パラメータを変更可能な、変調度調整処理、ベースバンドフィルタ処理、クロック再生処理、データ取得処理のうちの少なくとも一つを備えたデータ取得処理を含むデジタル無線機の制御方法において、
前記同期ワード検出手段は、異なる複数の規格の同期ワードを検出するための複数の既知同期ワードデータと、受信検波信号と前記複数の既知同期ワードデータとを比較して同期ワード検出を行う複数の同期ワード検出処理と、検出した同期ワードから所要規格パラメータを決定する規格パラメータ決定処理と、決定した規格パラメータに基づいて前記データ取得処理の変調度調整処理、ベースバンドフィルタ処理、クロック再生処理、データ処理部の、少なくとも一つの処理パラメータを制御する処理を含むことを特徴とするデジタル無線機の制御方法。
Synchronization word detection means for detecting a frame synchronization signal from the received detection signal, and processing parameters can be changed according to signals based on a plurality of standards each having at least one of a bit rate, a baseband signal frequency band, and a modulation degree, In a control method of a digital radio including a data acquisition process including at least one of a modulation degree adjustment process, a baseband filter process, a clock recovery process, and a data acquisition process,
The synchronization word detecting means performs a synchronization word detection by comparing a plurality of known synchronization word data for detecting a plurality of synchronization words of different standards, a received detection signal and the plurality of known synchronization word data. Synchronization word detection process, standard parameter determination process for determining a required standard parameter from the detected synchronization word, modulation degree adjustment process of the data acquisition process based on the determined standard parameter, baseband filter process, clock recovery process, data A method for controlling a digital radio, comprising a process of controlling at least one processing parameter of a processing unit.
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