JP2013038704A - Timing detection device - Google Patents
Timing detection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013038704A JP2013038704A JP2011175131A JP2011175131A JP2013038704A JP 2013038704 A JP2013038704 A JP 2013038704A JP 2011175131 A JP2011175131 A JP 2011175131A JP 2011175131 A JP2011175131 A JP 2011175131A JP 2013038704 A JP2013038704 A JP 2013038704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- timing
- replica
- pilot
- signal
- time domain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 177
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 41
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 101100328536 Mus musculus Cntd1 gene Proteins 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、受信信号からタイミングを検出するタイミング検出装置に関する。 The present invention relates to a timing detection device that detects timing from a received signal.
近年、無線LANやLTE(Long Term Evolution)などの広帯域な無線伝送システムでは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式やシングルキャリアブロック伝送方式などのブロック伝送方式が用いられている。ブロック伝送方式では、周波数領域でサブキャリアに送信系列をマッピングし、逆FFT(Fast Fourier Transform)で時間領域の信号に変換して送信信号とする。さらに、逆FFTされた信号の後端の一部をガードインターバルとしてその信号の前方に付加することで、マルチパスフェージングによるチャネル間干渉に耐性を持たせている。ブロック伝送方式では、復調する際、付加したガードインターバルの位置を正確に推定し、ガードインターバルを除去しない場合、チャネル間干渉に対する耐性が損なわれ、受信性能が劣化する。 In recent years, in a broadband wireless transmission system such as a wireless LAN or LTE (Long Term Evolution), a block transmission scheme such as an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme or a single carrier block transmission scheme is used. In the block transmission scheme, a transmission sequence is mapped to subcarriers in the frequency domain, and converted into a time domain signal by inverse FFT (Fast Fourier Transform) to be a transmission signal. Furthermore, by adding a part of the rear end of the inverse FFT signal as a guard interval in front of the signal, resistance against interchannel interference due to multipath fading is given. In the block transmission scheme, when demodulating, when the position of the added guard interval is accurately estimated and the guard interval is not removed, tolerance against inter-channel interference is impaired, and reception performance deteriorates.
ガードインターバルの位置を正確に推定するため、従来のブロック伝送方式では、受信信号と受信信号を遅延させた信号との相関演算を行い、相関演算値からタイミング検出を行っている。遅延量は、ガードインターバルを生成する際、ガードインターバルの元となった信号とガードインターバルとの差であり、ガードインターバル長の相関値を計算する。受信信号で実際にガードインターバル部分の相関値を計算するときに相関値が高くなり、ガードインターバルのタイミングを検出できる。このような技術が、下記特許文献1において開示されている。
In order to accurately estimate the position of the guard interval, in the conventional block transmission method, the correlation calculation between the reception signal and the signal obtained by delaying the reception signal is performed, and the timing is detected from the correlation calculation value. The delay amount is the difference between the guard interval source signal and the guard interval when the guard interval is generated, and the correlation value of the guard interval length is calculated. When the correlation value of the guard interval part is actually calculated from the received signal, the correlation value becomes high, and the timing of the guard interval can be detected. Such a technique is disclosed in
しかしながら、上記従来の技術によれば、マルチパスの遅延広がりが大きい場合、ガードインターバル部分に前の信号が多重される。そのため、相関性が低下し、タイミング検出性能が劣化する、という問題点があった。 However, according to the conventional technique, when the delay spread of the multipath is large, the previous signal is multiplexed in the guard interval portion. Therefore, there is a problem that the correlation is lowered and the timing detection performance is deteriorated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイミング検出を高精度に行うことが可能なタイミング検出装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a timing detection apparatus capable of performing timing detection with high accuracy.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、周波数領域でデータをサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号間に、周波数領域でデータおよびパイロットを多重して等間隔にサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号を挿入された送信信号を受信する受信機におけるタイミング検出装置であって、時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換するDFT手段と、前記パイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングしたレプリカを生成するレプリカ生成手段と、前記周波数領域の受信信号と前記レプリカの複素共役を対応するサブキャリア毎に乗算するレプリカ乗算手段と、レプリカ乗算後の周波数領域の受信信号を時間領域の信号に変換するIDFT手段と、前記IDFT手段から出力された時間領域の信号を電力化し、所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときのタイミングを出力するピーク検出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides data and pilot in the frequency domain between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and a guard interval is added in the time domain. A timing detection apparatus in a receiver for receiving a transmission signal into which a signal to which a guard interval is added after being multiplexed and mapped to subcarriers at equal intervals and converted to a time domain is provided, and the received signal in the time domain is converted to a frequency domain DFT means for converting the received signal into a received signal, replica generating means for generating a replica in which the same pilot as the pilot is mapped to a subcarrier, and the complex conjugate of the received signal in the frequency domain and the replica for each corresponding subcarrier Replica multiplier means for multiplying and frequency domain received signal after replica multiplication IDFT means for converting the signal into a signal, and a peak detection means for converting the time domain signal output from the IDFT means to power, detecting the maximum peak of the power value within a predetermined range, and outputting the timing when detected It is characterized by providing.
本発明によれば、タイミング検出を高精度に行うことができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that timing detection can be performed with high accuracy.
以下に、本発明にかかるタイミング検出装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a timing detection device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に適用する送信信号のフレーム構成を示す図である。送信信号は、複数のシンボル(SYM)でフレームを構成する。また、各シンボルにおいてデータを送信するが、その一部のシンボルでは、伝送路推定に用いるパイロットをデータと多重して送信する。なお、図1では、1フレームを16シンボル、パイロットは4シンボル毎にデータと多重しているが、一例であり、図1に示す構成に限定するものではない。
FIG. 1 is a diagram illustrating a frame configuration of a transmission signal applied to the present embodiment. The transmission signal forms a frame with a plurality of symbols (SYM). In addition, data is transmitted in each symbol, but in some symbols, a pilot used for transmission path estimation is multiplexed with data and transmitted. In FIG. 1, one frame is multiplexed with data for 16 symbols and pilots are multiplexed with data for every 4 symbols. However, this is an example, and the present invention is not limited to the configuration shown in FIG.
図2は、図1に示す送信信号を生成する本実施の形態の送信機の構成例を示す図である。送信機は、DFT(Discrete Fourier Transform)部1と、パイロット生成部2と、DFT部3と、サブキャリアマッピング部4と、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部5と、GI(Guard Interval)付加部6と、D/A(Digital to Analogue)変換部7と、送信無線部8と、制御部9と、から構成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the transmitter according to the present embodiment that generates the transmission signal illustrated in FIG. 1. The transmitter includes a DFT (Discrete Fourier Transform)
なお、DFT部1に入力されるデータ系列は、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等の情報変調された複素のデータ系列である。通常、情報変調前に誤り訂正符号化等も行われるが、本実施の形態における動作には直接関係しないため省略する。
Note that the data sequence input to the
DFT部1は、入力される時間領域のデータ系列を、離散フーリエ変換(DFT)により周波数領域の系列に変換する。データの系列長は、データのみを送信するシンボルを生成する場合と、パイロットと多重するシンボルを生成する場合と、で異なる。データとパイロットを多重するシンボルで1/2をパイロットに使用する場合、データのみを送信する場合の系列長をNdataとすると、パイロットと多重するシンボルでの系列長はNdata/2となる。系列長の変更は、制御部9からの制御により行われる。
The
パイロット生成部2は、複素のパイロット系列を生成する。パイロット系列には、時間領域において自己相関特性の良い系列を用いる。例えば、Nを系列長、kを系列番号、qを任意の整数とした場合に、下記の式で生成されるCAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列の一種であるZadoff−Chu系列を用いることができる。なお、下記の式に示すように、Nが偶数と奇数の場合で用いる式が異なる。
The
DFT部3は、パイロット生成部2で生成された複素のパイロット系列を、離散フーリエ変換により周波数領域の系列に変換する。
The
サブキャリアマッピング部4は、周波数領域のデータ系列と周波数領域のパイロット系列をサブキャリアにマッピングする。図3は、サブキャリアへのマッピング方法を示す図である。ここで、サブキャリア数は、IDFT部5のIDFTポイント数であるNdftとする。生成するシンボルがデータのみのシンボルの場合(図3(a))、系列長NdataのデータData(n);n=0〜Ndata−1は、あるサブキャリアに連続してマッピングされる。一方、生成するシンボルがデータとパイロットを多重するシンボルの場合(図3(b))、系列長Ndata/2のデータData(n);n=0〜Ndata/2−1と系列長Ndata/2のパイロットPilot(n);n=0〜Ndata/2−1は交互にマッピングされる。データのみをマッピングするか、またはデータとパイロットをマッピングするかは、制御部9から制御される。
The
IDFT部5は、サブキャリアにマッピングされた周波数領域の系列を逆離散フーリエ変換(IDFT)により時間領域の系列に変換する。
The
GI付加部6は、IDFT部5の出力する時間領域の系列の後端をガードインターバルとして、時間領域の系列の先頭に付加する。
The
D/A変換部7は、GI付加部6が出力するベースバンドデジタル信号をベースバンドアナログ信号に変換する。
The D /
送信無線部8は、ベースバンドアナログ信号を周波数変換後に増幅し、無線で送信する信号に変換する。
The
制御部9は、生成するシンボルのシンボル番号により、生成するシンボルがデータのみか、データとパイロットを多重するかを判断し、DFT部1およびサブキャリアマッピング部4に対して、データのみか、データとパイロットを多重するかを指示する制御信号を出力する。
Based on the symbol number of the symbol to be generated, the
つぎに、上記で説明した送信機から送信された信号(送信信号)を受信する受信機について説明する。図4は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図である。受信機は、受信無線部101と、A/D(Analogue to Digital)変換部102と、シンボルタイミング検出部103と、GI除去部104と、DFT部105と、から構成される。
Next, a receiver that receives a signal (transmission signal) transmitted from the transmitter described above will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver according to the present embodiment. The receiver includes a reception radio unit 101, an analog / digital (A / D)
受信無線部101は、アンテナで受信された信号を入力し、周波数変換して受信アナログベースバンド信号として出力する。 The reception radio unit 101 receives a signal received by the antenna, converts the frequency, and outputs it as a reception analog baseband signal.
A/D変換部102は、受信アナログベースバンド信号を受信デジタルベースバンド信号に変換し、シンボルタイミング検出部103と、GI除去部104へ出力する。
A /
シンボルタイミング検出部103は、タイミング検出装置であり、A/D変換部102から受信デジタルベースバンド信号を入力し、GI除去部104が受信デジタルベースバンド信号のGIを除去する検出タイミングを出力する。
The symbol timing detection unit 103 is a timing detection device, which receives the received digital baseband signal from the A /
シンボルタイミング検出部103については、図5を用いて説明する。図5は、本実施の形態におけるシンボルタイミング検出部103の構成例を示す図である。シンボルタイミング検出部103は、DFT部121と、レプリカF生成部122と、レプリカF乗算部123と、IDFT部124と、ピーク検出部125と、から構成される。
The symbol timing detection unit 103 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the symbol timing detection unit 103 in the present embodiment. The symbol timing detection unit 103 includes a DFT unit 121, a replica F generation unit 122, a replica
DFT部121は、入力された時間領域の受信デジタルベースバンド信号を、周波数領域の信号に変換する。 The DFT unit 121 converts the received digital baseband signal in the time domain into a frequency domain signal.
レプリカF生成部122は、時間領域の受信デジタルベースバンド信号を周波数領域に変換した信号に乗算するためのレプリカFを生成する。 The replica F generation unit 122 generates a replica F for multiplying a signal obtained by converting the received digital baseband signal in the time domain into the frequency domain.
レプリカF生成部122については、図6を用いて説明する。図6は、レプリカF生成部122の構成例を示す図である。レプリカF生成部122は、パイロット生成部141と、DFT部142と、サブキャリアマッピング143と、から構成される。
The replica F generation unit 122 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the replica F generation unit 122. Replica F generation section 122 includes pilot generation section 141, DFT section 142, and
パイロット生成部141は、送信機のパイロット生成部2と同じ処理を実施し、送信機で生成された複素のパイロット系列と同じパイロット系列を生成する。
The pilot generation unit 141 performs the same processing as the
DFT部142は、送信機のDFT部3と同じ処理を実施し、時間領域のパイロット系列を周波数領域の系列に変換する。
The DFT unit 142 performs the same processing as the
サブキャリアマッピング部143は、送信機のサブキャリアマッピング部4でデータとパイロットを多重する場合と同様にパイロット系列をサブキャリアにマッピングする。このとき、データをマッピングしたサブキャリアには0をマッピングし、レプリカFとして出力する。
なお、レプリカF生成部122は、上記の通り生成したレプリカFをメモリ等に保存し、読み出す構成としてもよい。 Note that the replica F generation unit 122 may be configured to store and read the replica F generated as described above in a memory or the like.
図5のシンボルタイミング検出部103の説明に戻る。レプリカF乗算部123は、DFT部121が出力する周波数領域の受信信号に、レプリカFの複素共役を乗算する。
Returning to the description of the symbol timing detection unit 103 in FIG. Replica
IDFT部124は、レプリカF乗算部123が出力した複素の出力である周波数領域の信号を時間領域の信号に変換する。
The IDFT unit 124 converts the frequency domain signal, which is the complex output output from the
ピーク検出部125は、IDFT部124の複素の出力を電力化し、電力値の最大値(ピーク)を検出し、その最大値を検出したタイミングを検出タイミングとして出力する。 The peak detection unit 125 converts the complex output of the IDFT unit 124 into power, detects the maximum value (peak) of the power value, and outputs the timing at which the maximum value is detected as the detection timing.
ピーク検出部125がピークタイミングを検出する範囲である相関計算長を、図7を用いて説明する。図7は、図1で示した送信信号とその信号を受信した場合の相関計算長の関係を示す図である。相関計算長は、その範囲にパイロットが1つ含まれる長さとする。すなわち、パイロット多重間隔が相関計算長となる。図7では、送信信号にはパイロットが4シンボル毎にデータと多重されていることから、相関計算長も4シンボルの期間となる。これにより、相関計算長の範囲で常に同じタイミングにパイロットが含まれることから、ピーク検出部125は、パイロットが多重されているシンボル先頭でピーク(図7では相関電力の最大値)を検出することができる。なお、ピーク検出は、相関計算長の電力値を複数個平均化した電力平均値を用いて実施してもよい。 The correlation calculation length, which is the range in which the peak detection unit 125 detects the peak timing, will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the transmission signal shown in FIG. 1 and the correlation calculation length when the signal is received. The correlation calculation length is a length in which one pilot is included in the range. That is, the pilot multiplex interval becomes the correlation calculation length. In FIG. 7, since the pilot is multiplexed with data every 4 symbols in the transmission signal, the correlation calculation length is also a period of 4 symbols. Thus, since the pilot is always included at the same timing within the range of the correlation calculation length, the peak detection unit 125 detects the peak (the maximum value of the correlation power in FIG. 7) at the head of the symbol where the pilot is multiplexed. Can do. The peak detection may be performed using a power average value obtained by averaging a plurality of power values of the correlation calculation length.
レプリカFは、データがマッピングされたサブキャリアを0としているため、乗算することにより受信信号のデータ部分の影響をなくすことができ、また、パイロットには自己相関特性が良好な系列を用いるため、時間領域での相関電力はパイロットが多重されたシンボル先頭で非常に鋭いピークとして検出される。そのため、高い精度でタイミングを検出することができる。 Since the replica F has 0 as a subcarrier to which data is mapped, the influence of the data portion of the received signal can be eliminated by multiplication, and a sequence having good autocorrelation characteristics is used for the pilot. The correlation power in the time domain is detected as a very sharp peak at the head of the symbol where the pilot is multiplexed. Therefore, timing can be detected with high accuracy.
図4の受信機の説明に戻る。GI除去部104は、シンボルタイミング検出部103より入力される検出タイミングに基づいて、受信デジタルベースバンド信号のGIを除去し、GI除去後の時間領域の信号をDFT部105へ出力する。
Returning to the description of the receiver of FIG.
DFT部105は、GI除去部104から出力された時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。なお、DFT部105以降の動作については、伝送路推定、周波数領域等化、誤り訂正等の処理を実施するが、一般的な動作のため説明を省略する。
The DFT unit 105 converts the time domain signal output from the
このように、周波数領域でデータをサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号間に、周波数領域でデータおよびパイロットを多重して等間隔にサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号を挿入された送信信号を受信する受信機では、GI除去部104が、シンボルタイミング検出部103が高い精度で検出したタイミングに基づいてGIを除去することができるため、受信性能を改善し、劣化を防止することができる。
In this way, data and pilots are multiplexed in the frequency domain and mapped to subcarriers at equal intervals between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and converted to the time domain and then guard intervals are added. In a receiver that receives a transmission signal into which a signal with a guard interval after conversion is inserted, the
以上説明したように、本実施の形態では、受信機のタイミング検出装置において、時間領域の受信信号を周波数領域に変換した受信信号に、パイロットのみマッピングされたサブキャリアのレプリカの複素共役を乗算し、時間領域の信号に変換後、電力化してから電力値の最大値を検出し、その最大値が検出されたタイミングを検出タイミングとして出力することとした。これにより、パイロットが多重されたシンボル先頭で非常に鋭いピークとして検出されることから、シンボル先頭タイミングを高精度に検出でき、このタイミングに基づいてGIを除去することができるため、受信性能を改善することができる。 As described above, in the present embodiment, the receiver timing detection apparatus multiplies the reception signal obtained by converting the time domain reception signal into the frequency domain by the complex conjugate of the replica of the subcarrier mapped only to the pilot. Then, after converting to a signal in the time domain, the maximum value of the power value is detected after power generation, and the timing at which the maximum value is detected is output as the detection timing. As a result, since the pilot is detected as a very sharp peak at the head of the multiplexed symbol, the symbol head timing can be detected with high accuracy, and the GI can be removed based on this timing, improving the reception performance. can do.
実施の形態2.
本実施の形態では、受信器が、実施の形態1とは異なるシンボルタイミング検出部を備える。実施の形態1と異なる部分について説明する。
In the present embodiment, the receiver includes a symbol timing detection unit different from that in the first embodiment. A different part from
本実施の形態の受信機の構成は図4と同様であるが、シンボルタイミング検出部103に替えて、シンボルタイミング検出部103aを備える。図8は、本実施の形態におけるシンボルタイミング検出部103aの構成例を示す図である。シンボルタイミング検出部103aは、DFT部121と、レプリカF生成部122と、レプリカF乗算部123と、IDFT部124と、ピーク検出部125と、検出タイミング補正部126と、から構成される。シンボルタイミング検出部103(図5参照)に、検出タイミング補正部126を追加したものである。
The configuration of the receiver of this embodiment is the same as that of FIG. 4, but includes a symbol
ここで、検出タイミング補正部126について説明する前に、送信信号の特徴について説明する。図2に示す送信機の動作説明で記載したように、パイロットとデータを多重したシンボルを生成する際、周波数領域のパイロット系列をサブキャリアに1つおきにマッピングする。これを時間領域の信号に変換すると、同じ信号が2回繰り返された信号となる。このような信号とレプリカとの相互相関電力を図9に示す。図9は、受信信号のパイロットシンボルおよびレプリカのタイミングと相互相関電力の関係を示す図である。図9に示すように、受信信号のパイロットシンボルのタイミングとパイロットレプリカのタイミングが一致したときに、相互相関電力の最大ピークが検出され、その前後にそれぞれNdft/2離れたタイミングにピークが検出される。なお、NdftはDFTのポイント数である。伝搬路変動によっては、この前後のピークが最大ピークとなり、誤った検出タイミングを出力する場合がある。そのため、検出タイミング補正部126では、このようなタイミング誤検出を補正する。 Here, before describing the detection timing correction unit 126, characteristics of the transmission signal will be described. As described in the explanation of the operation of the transmitter shown in FIG. 2, when generating symbols in which pilots and data are multiplexed, every other pilot sequence in the frequency domain is mapped to subcarriers. When this is converted into a signal in the time domain, the same signal is repeated twice. FIG. 9 shows the cross-correlation power between such a signal and a replica. FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the pilot symbol and replica timing of the received signal and the cross-correlation power. As shown in FIG. 9, when the timing of the pilot symbol of the received signal coincides with the timing of the pilot replica, the maximum peak of the cross-correlation power is detected, and the peak is detected at timings separated by Ndft / 2 before and after that. The Ndft is the number of DFT points. Depending on propagation path fluctuation, the peak before and after this may be the maximum peak, and an incorrect detection timing may be output. For this reason, the detection timing correction unit 126 corrects such erroneous timing detection.
なお、図示していないが、パイロット系列をマッピングする間隔を1つおきから、2つおき、3つおきと増やす場合、時間領域の信号は同じ信号が3回、4回と繰り返す回数が増えていき、ピークの検出される数も増えていく。以下では、一例として、2回繰り返される場合のタイミング誤検出の方法を説明するが、同様の考え方で、3回、4回と繰り返される場合にも適用可能である。 Although not shown in the figure, when the interval for mapping the pilot sequence is increased from every second to every second, every third, the time domain signal repeats the same signal three times and four times. The number of detected peaks will increase. Hereinafter, as an example, a method of erroneous timing detection when it is repeated twice will be described. However, it is also applicable to a case where it is repeated three times and four times with the same concept.
つづいて、図10〜図12を用いて検出タイミング補正部126の動作を説明する。図10は、検出タイミング補正部126のメイン処理を示すフローチャートである。検出タイミング補正部126は、起動されると、まず、カウンタCNTdとカウンタCNTndをそれぞれ初期化して0とする(ステップS101)。つぎに、初期状態の設定で、状態を非同期状態にする(ステップS102)。ここで、同期状態とは、送信信号を送信した送信機と送信信号を受信した受信機との間で同期が取れている状態とし、非同期状態とは、送信機と受信機との間で同期が取れていない状態とする。検出タイミング補正部126は、ピーク検出部125からの検出タイミングを待ち、検出タイミングTd(t)を受信すると(ステップS103)、状態の判定を行う(ステップS104)。状態が非同期状態の場合(ステップS104:No)、非同期状態の処理を行う(ステップS105)。一方、状態が同期状態の場合(ステップS104:Yes)、同期状態の処理を行う(ステップS106)。そして、非同期状態の処理(ステップS105)または同期状態の処理(ステップS106)終了後、次の検出タイミング待ちとなる(ステップS103)。 Subsequently, the operation of the detection timing correction unit 126 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart showing main processing of the detection timing correction unit 126. When activated, the detection timing correction unit 126 first initializes the counter CNTd and the counter CNTnd to 0 (step S101). Next, the state is set to an asynchronous state by setting the initial state (step S102). Here, the synchronized state is a state in which the transmitter that has transmitted the transmission signal is synchronized with the receiver that has received the transmission signal, and the asynchronous state is the synchronization between the transmitter and the receiver. It is assumed that there is no removal. The detection timing correction unit 126 waits for the detection timing from the peak detection unit 125 and receives the detection timing Td (t) (step S103), and determines the state (step S104). If the state is an asynchronous state (step S104: No), the asynchronous state is processed (step S105). On the other hand, when the state is a synchronous state (step S104: Yes), a synchronous state process is performed (step S106). Then, after completion of the asynchronous process (step S105) or the synchronous process (step S106), the next detection timing is waited (step S103).
つぎに、図10のステップS105における非同期状態の処理について、図11を用いて詳細に説明する。図11は、非同期状態の処理を示すフローチャートである。まず、検出タイミング補正部126は、今回受信した最新の検出タイミングTd(t)をそのまま出力する(ステップS201)。そして、前回の検出タイミングTd(t―1)に対して今回の検出タイミングTd(t)が相関計算長の範囲において±ΔTdの範囲に入っているかどうかを判定する(ステップS202)。ここで、ΔTdは、マルチパスが存在する範囲であり、ガードインターバル長程度とする。 Next, the asynchronous process in step S105 of FIG. 10 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing processing in an asynchronous state. First, the detection timing correction unit 126 outputs the latest detection timing Td (t) received this time as it is (step S201). Then, it is determined whether or not the current detection timing Td (t) is within the range of ± ΔTd in the range of the correlation calculation length with respect to the previous detection timing Td (t−1) (step S202). Here, ΔTd is a range in which a multipath exists, and is about the guard interval length.
±ΔTdの範囲に入っている場合(ステップS202:Yes)、検出タイミング補正部126は、カウンタCNTdを+1する(ステップS203)。一方、±ΔTdの範囲に入っていない場合(ステップS202:No)、検出タイミング補正部126は、カウンタCNTdを0にして(ステップS204)、非同期状態の処理を終了する。 When within the range of ± ΔTd (step S202: Yes), the detection timing correction unit 126 increments the counter CNTd by 1 (step S203). On the other hand, if not within the range of ± ΔTd (step S202: No), the detection timing correction unit 126 sets the counter CNTd to 0 (step S204) and ends the asynchronous processing.
検出タイミング補正部126は、カウンタCNTdを+1すると(ステップS203)、つぎに、カウンタCNTdと閾値THdとを比較する(ステップS205)。閾値THdは、同期状態に遷移することを判定するための値である。カウンタCNTdが閾値THd未満の場合(ステップS205:Yes)、非同期状態の処理を終了する。一方、カウンタCNTdが閾値THd以上の場合(ステップS205:No)、検出タイミング補正部126は、状態を同期状態に変更して(ステップS206)、非同期状態の処理を終了する。 The detection timing correction unit 126 increments the counter CNTd by 1 (step S203), and then compares the counter CNTd with the threshold value THd (step S205). The threshold value THd is a value for determining transition to the synchronous state. When the counter CNTd is less than the threshold value THd (step S205: Yes), the asynchronous process is terminated. On the other hand, when the counter CNTd is greater than or equal to the threshold THd (step S205: No), the detection timing correction unit 126 changes the state to the synchronous state (step S206), and ends the asynchronous state process.
これにより、検出タイミング補正部126は、検出タイミングTd(t)が閾値THd回連続で±ΔTdの範囲に入らないと同期状態に遷移しないため、タイミング誤検出時に同期状態に移行することを防止することができる。 As a result, the detection timing correction unit 126 does not shift to the synchronization state unless the detection timing Td (t) falls within the range of ± ΔTd for the threshold THd times continuously, and thus prevents the transition to the synchronization state when a timing error is detected. be able to.
つぎに、図10のステップS106における同期状態の処理について、図12を用いて詳細に説明する。図12は、同期状態の処理を示すフローチャートである。まず、検出タイミング補正部126は、前回の検出タイミングTd(t―1)に対して今回の(最新の)検出タイミングTd(t)が相関計算長の範囲において±ΔTdの範囲に入っているかどうかを判定する(ステップS301)。±ΔTdの範囲に入っている場合(ステップS301:Yes)、カウンタCNTdとカウンタCNTndをそれぞれ初期化して0にする(ステップS302)。そして、検出タイミングTd(t)を出力し(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。 Next, the synchronization processing in step S106 in FIG. 10 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the processing in the synchronization state. First, the detection timing correction unit 126 determines whether the current (latest) detection timing Td (t) is within the range of ± ΔTd in the range of the correlation calculation length with respect to the previous detection timing Td (t−1). Is determined (step S301). If it is within the range of ± ΔTd (step S301: Yes), the counter CNTd and the counter CNTnd are each initialized to 0 (step S302). And detection timing Td (t) is output (step S303) and the process of a synchronous state is complete | finished.
ステップS301に戻って、±ΔTdの範囲に入っていない場合(ステップS301:No)、つぎに、検出タイミング補正部126は、前回の検出タイミングTd(t―1)に対して今回の検出タイミングに所定の差分としてNdft/2を加算したTd(t)+Ndft/2が、相関計算長の範囲において±ΔTdの範囲に入っているか判定する(ステップS304)。ここで、Ndft/2とは、DFTまたはIDFTの際のポイント数Ndftに、サブキャリアにマッピングするデータとパイロットの総数に対するパイロットの比率(ここでは1/2)を乗算した値である。±ΔTdの範囲に入っている場合(ステップS304:Yes)、カウンタCNTdを+1して、カウンタCNTndは0に初期化する(ステップS305)。そして、カウンタCNTdと閾値THdとを比較する(ステップS306)。カウンタCNTdが閾値THd未満の場合(ステップS306:Yes)、本来のタイミングTd(t)に対して+Ndft/2離れたタイミングに補正する(ステップS307)。その後、補正後の検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。一方、カウンタCNTdが閾値THd以上の場合(ステップS306:No)、そのまま、検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。 Returning to step S301, if it is not within the range of ± ΔTd (step S301: No), the detection timing correction unit 126 then sets the current detection timing to the previous detection timing Td (t-1). It is determined whether Td (t) + Ndft / 2 obtained by adding Ndft / 2 as a predetermined difference is within a range of ± ΔTd in the range of correlation calculation length (step S304). Here, Ndft / 2 is a value obtained by multiplying the number of points Ndft at the time of DFT or IDFT by the ratio of pilot to the total number of pilots and data to be mapped to subcarriers (1/2 here). If it is within the range of ± ΔTd (step S304: Yes), the counter CNTd is incremented by 1 and the counter CNTnd is initialized to 0 (step S305). Then, the counter CNTd is compared with the threshold value THd (step S306). When the counter CNTd is less than the threshold THd (step S306: Yes), the timing is corrected to a timing that is + Ndft / 2 away from the original timing Td (t) (step S307). Thereafter, the corrected detection timing Td (t) is output (step S303), and the process of the synchronization state is ended. On the other hand, when the counter CNTd is equal to or greater than the threshold value THd (step S306: No), the detection timing Td (t) is output as it is (step S303), and the process of the synchronization state is ended.
これにより、本来のタイミングに対して+Ndft/2離れたタイミングの誤検出を本来のタイミングに補正することができる。また、その補正が連続して閾値であるTHd回発生した場合、+Ndft/2離れたタイミングを本来のタイミングとするため、誤検出タイミングを取り続けることを防止することができる。 As a result, it is possible to correct erroneous detection at a timing separated by + Ndft / 2 from the original timing to the original timing. Further, when the correction occurs THd times as the threshold value continuously, the timing separated by + Ndft / 2 is used as the original timing, so that it is possible to prevent the erroneous detection timing from being taken.
ステップS304に戻って、±ΔTdの範囲に入っていない場合(ステップS304:No)、つぎに、検出タイミング補正部126は、前回の検出タイミングTd(t―1)に対して今回の検出タイミングから所定の差分としてNdft/2を減算したTd(t)−Ndft/2が、相関計算長の範囲において±ΔTdの範囲に入っているかどうかを判定する(ステップS308)。±ΔTdの範囲に入っている場合(ステップS308:Yes)、カウンタCNTdを−1して、カウンタCNTndは0に初期化する(ステップS309)。そして、カウンタCNTdと閾値−THdとを比較する(ステップS310)。カウンタCNTdが閾値−THdよりも大きい場合(ステップS310:Yes)、本来のタイミングTd(t)に対して−Ndft/2離れたタイミングに補正する(ステップS311)。その後、補正後の検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。一方、カウンタCNTdが閾値−THd以下の場合(ステップS310:No)、そのまま、検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。 Returning to step S304, if it is not within the range of ± ΔTd (step S304: No), then the detection timing correction unit 126 starts from the current detection timing with respect to the previous detection timing Td (t−1). It is determined whether or not Td (t) −Ndft / 2 obtained by subtracting Ndft / 2 as a predetermined difference is within a range of ± ΔTd in the range of correlation calculation length (step S308). If it is within the range of ± ΔTd (step S308: Yes), the counter CNTd is decremented by 1, and the counter CNTnd is initialized to 0 (step S309). Then, the counter CNTd is compared with the threshold value -THd (step S310). When the counter CNTd is larger than the threshold value -THd (step S310: Yes), the timing is corrected to a timing that is -Ndft / 2 away from the original timing Td (t) (step S311). Thereafter, the corrected detection timing Td (t) is output (step S303), and the process of the synchronization state is ended. On the other hand, when the counter CNTd is equal to or smaller than the threshold −THd (step S310: No), the detection timing Td (t) is output as it is (step S303), and the process of the synchronization state is ended.
これにより、本来のタイミングに対して−Ndft/2離れたタイミングの誤検出を本来のタイミングに補正することができる。また、その補正が連続して閾値であるTHd回発生した場合、−Ndft/2離れたタイミングを本来のタイミングとするため、誤検出タイミングを取り続けることを防止することができる。 As a result, it is possible to correct erroneous detection at a timing that is -Ndft / 2 away from the original timing to the original timing. In addition, when the correction occurs THd times as the threshold value continuously, the timing that is -Ndft / 2 apart is set as the original timing, and therefore it is possible to prevent the erroneous detection timing from being taken.
ステップS308に戻って、±ΔTdの範囲に入っていない場合(ステップS308:No)、カウンタCNTdを0に初期化して、カウンタCNTndを+1する(ステップS312)。そして、カウンタCNTndと閾値THndとを比較する(ステップS313)。閾値THndは、非同期状態に遷移することを判定するための値である。カウンタCNTndが閾値THndよりも小さい場合(ステップS313:Yes)、今回検出されたタイミングTd(t)をTd(t−1)に補正する(ステップS314)。その後、補正後の検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。一方、カウンタCNTndが閾値THnd以上の場合(ステップS313:No)、状態を非同期状態に変更する(ステップS315)。その後、検出タイミングTd(t)を出力して(ステップS303)、同期状態の処理を終了する。 Returning to step S308, if not within the range of ± ΔTd (step S308: No), the counter CNTd is initialized to 0 and the counter CNTnd is incremented by 1 (step S312). Then, the counter CNTnd is compared with the threshold value THnd (step S313). The threshold value THnd is a value for determining transition to the asynchronous state. When the counter CNTnd is smaller than the threshold value THnd (step S313: Yes), the timing Td (t) detected this time is corrected to Td (t-1) (step S314). Thereafter, the corrected detection timing Td (t) is output (step S303), and the process of the synchronization state is ended. On the other hand, when the counter CNTnd is greater than or equal to the threshold value THnd (step S313: No), the state is changed to an asynchronous state (step S315). Thereafter, the detection timing Td (t) is output (step S303), and the process of the synchronization state is ended.
これにより、想定外の検出タイミングが検出された場合、その検出タイミングを使用しないため、誤検出タイミングでの復調を防止でき、復調性能の劣化を防ぐことができる。また、想定外の検出タイミングが連続して発生する場合、同期が外れたと判断し、状態を非同期に変更する。 Accordingly, when an unexpected detection timing is detected, the detection timing is not used, so that demodulation at an erroneous detection timing can be prevented, and deterioration of demodulation performance can be prevented. If unexpected detection timings occur continuously, it is determined that synchronization has been lost, and the state is changed asynchronously.
以上説明したように、本実施の形態では、検出したタイミングについて、今回検出したタイミング、または今回検出したタイミングにNdft/2を加算または減算したタイミングと、前回検出したタイミングとの比較を行った結果に基づいて、今回検出したタイミングを補正して、または補正せずに出力することとした。これにより、信号の特性で誤検出が起きやすいタイミングを補正することができ、実施の形態1と比較して、タイミング検出性能を改善することができる。 As described above, in the present embodiment, for the detected timing, the result of comparing the timing detected this time or the timing obtained by adding or subtracting Ndft / 2 to the timing detected this time with the timing detected last time. The timing detected this time is corrected or output without correction. As a result, the timing at which erroneous detection is likely to occur due to the signal characteristics can be corrected, and the timing detection performance can be improved as compared with the first embodiment.
実施の形態3.
本実施の形態では、受信機が、実施の形態1、2とは異なるシンボルタイミング検出部を備える。実施の形態1、2と異なる部分について説明する。
In the present embodiment, the receiver includes a symbol timing detection unit different from those in the first and second embodiments. A different part from
本実施の形態の受信機の構成は図4と同様であるが、シンボルタイミング検出部103に替えてシンボルタイミング検出部103bを備える。図13は、本実施の形態におけるシンボルタイミング検出部103bの構成例を示す図である。シンボルタイミング検出部103bは、レプリカT生成部161と、相関演算部162と、ピーク検出部163と、から構成される。 The configuration of the receiver according to this embodiment is the same as that of FIG. 4, but includes a symbol timing detection unit 103 b instead of the symbol timing detection unit 103. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the symbol timing detection unit 103b in the present embodiment. The symbol timing detection unit 103b includes a replica T generation unit 161, a correlation calculation unit 162, and a peak detection unit 163.
レプリカT生成部161は、時間領域のパイロットレプリカであるレプリカTを生成する。 The replica T generation unit 161 generates a replica T that is a time domain pilot replica.
レプリカT生成部161については、図14を用いて説明する。図14は、レプリカT生成部161の構成例を示す図である。レプリカT生成部161は、パイロット生成部141と、DFT部142と、サブキャリアマッピング部143と、IDFT部144と、から構成される。実施の形態1のレプリカF生成部122に、IDFT部144を追加したものである。
The replica T generation unit 161 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the replica T generation unit 161. Replica T generation section 161 includes pilot generation section 141, DFT section 142,
IDFT部144は、サブキャリアマッピングされた周波数領域の系列を時間領域に変換し、時間領域のパイロットレプリカであるレプリカTを出力する。なお、レプリカT生成部161は、上記の通り生成したレプリカFをメモリ等に保存し、読み出す構成にしてもよい。 The IDFT unit 144 converts the frequency domain sequence subjected to subcarrier mapping into a time domain, and outputs a replica T that is a time domain pilot replica. The replica T generation unit 161 may be configured to store and read the replica F generated as described above in a memory or the like.
図13のシンボルタイミング検出部103bの説明に戻る。相関演算部162は、タイミング検出部103bに入力される受信デジタルベースバンド信号とレプリカTとの相互相関演算を実施し、複素の相関演算結果を出力する。相互相関演算は受信機において一般的に行われる演算であり、ここでは、受信デジタルベースバンド信号とレプリカTとの相関をとって、I相およびQ相からなるベクトル量を複素の相関演算結果として算出する。 Returning to the description of the symbol timing detection unit 103b in FIG. The correlation calculation unit 162 performs a cross-correlation calculation between the received digital baseband signal input to the timing detection unit 103b and the replica T, and outputs a complex correlation calculation result. The cross-correlation calculation is a calculation generally performed in the receiver. Here, the correlation between the received digital baseband signal and the replica T is obtained, and the vector quantity composed of the I phase and the Q phase is used as a complex correlation calculation result. calculate.
ピーク検出部163は、複素の相関演算結果を電力化し、相関演算長の中で最大電力のタイミングを検出タイミングとして出力する。相関演算長は、図7で説明したものと同様である。なお、ピーク検出は、相関計算長の電力値を複数個平均化した電力平均値を用いて実施してもよい。 The peak detector 163 converts the complex correlation calculation result into electric power, and outputs the maximum power timing as the detection timing in the correlation calculation length. The correlation calculation length is the same as that described in FIG. The peak detection may be performed using a power average value obtained by averaging a plurality of power values of the correlation calculation length.
シンボルタイミング検出部103b(図13参照)とシンボルタイミング検出部103(図5参照)では、信号の処理領域が時間と周波数で異なり、構成が異なるが、原理的には同じ処理である。そのため、シンボルタイミング検出部103bは、シンボルタイミング検出部103と同様の効果を得ることができ、さらに、シンボル先頭タイミングを高精度に検出でき、受信性能を改善することができる。 In the symbol timing detection unit 103b (see FIG. 13) and the symbol timing detection unit 103 (see FIG. 5), signal processing regions differ in time and frequency and have different configurations, but in principle the same processing. Therefore, the symbol timing detection unit 103b can obtain the same effect as the symbol timing detection unit 103, can detect the symbol head timing with high accuracy, and can improve the reception performance.
以上説明したように、本実施の形態では、シンボルタイミング検出部103bにおいて、受信信号を周波数領域に変換することなく、時間領域の受信信号をそのまま用いて相互相関演算の結果を用いてピーク検出を行うこととした。この場合においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the symbol timing detection unit 103b performs peak detection using the received signal in the time domain as it is without converting the received signal into the frequency domain, and using the result of the cross-correlation calculation. I decided to do it. Even in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
なお、シンボルタイミング検出部103bに、実施の形態2で説明した検出タイミング補正部126と同等の構成を備えることも可能である。この場合、さらに、実施の形態2と同等の効果を得ることができる。 Note that the symbol timing detection unit 103b can have the same configuration as the detection timing correction unit 126 described in the second embodiment. In this case, an effect equivalent to that of the second embodiment can be obtained.
実施の形態4.
本実施の形態では、データに多重するパイロットを2種類とする。実施の形態1〜3と異なる部分について説明する。
In the present embodiment, there are two types of pilots multiplexed on data. A different part from Embodiments 1-3 is demonstrated.
図15は、本実施の形態に適用する送信信号のフレーム構成を示す図である。送信信号は、複数のシンボル(SYM)でフレームを構成する。図15では、16シンボルで1フレームとしているが、一例であり、1フレームのシンボル数は16でなくてもよい。また、各シンボルではデータを送信するが、その一部でパイロットをデータと多重して送信する。図15では、パイロットは4シンボル毎にデータと多重しているが、4シンボル毎でなくてもよい。図1に示す送信信号とは、第1のパイロットであるパイロット1と第2のパイロットであるパイロット2の2種類のパイロットをデータと多重している点が異なる。フレーム先頭のシンボル#0にパイロット2を多重し、その他のパイロット多重シンボルにはパイロット1を多重している。
FIG. 15 is a diagram illustrating a frame configuration of a transmission signal applied to the present embodiment. The transmission signal forms a frame with a plurality of symbols (SYM). In FIG. 15, 16 symbols form one frame, but this is an example, and the number of symbols in one frame may not be 16. Further, although data is transmitted in each symbol, a pilot is multiplexed with data and transmitted in part. In FIG. 15, the pilot is multiplexed with data every 4 symbols, but may not be every 4 symbols. 1 differs from the transmission signal shown in FIG. 1 in that two types of pilots,
図16は、図15に示す送信信号を生成する本実施の形態の送信機の構成例を示す図である。送信機は、パイロット1生成部201と、パイロット2生成部202と、パイロット選択部203と、DFT部1と、DFT部3と、サブキャリアマッピング部4と、IDFT部5と、GI付加部6と、D/A変換部7と、送信無線部8と、制御部204と、から構成される。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the transmitter according to the present embodiment that generates the transmission signal illustrated in FIG. 15. The transmitter includes a
パイロット1生成部201およびパイロット2生成部202は、それぞれパイロット1系列とパイロット2系列を生成する。パイロット1系列とパイロット2系列はそれぞれ自己相関特性が良好で、相互相関が低い系列とする。例えば、前述のCAZAC系列の1種であるZadoff−Chu系列で系列番号の異なるものを使用する。
パイロット選択部203は、制御部204からの制御信号に従って、パイロット1系列かパイロット2系列のどちらかを選択して出力する。
制御部204は、生成するシンボルのシンボル番号により、生成するシンボルがデータのみか、データとパイロットを多重するかを判断し、DFT部1およびサブキャリアマッピング部4に対してデータのみか、データとパイロット多重するかを指示する制御信号を出力する。また、データとパイロットを多重する場合、パイロット1系列とパイロット2系列のどちらを使用するかを指示する制御信号を、パイロット選択部203に出力する。
Based on the symbol number of the symbol to be generated, the
つぎに、上記で説明した送信機から送信された信号を受信する受信機について説明する。図17は、本実施の形態の受信機の構成例を示す図である。受信機は、受信無線部101と、A/D変換部102と、シンボルタイミング検出部103と、GI除去部104と、DFT部105と、フレームタイミング検出部221と、から構成される。
Next, a receiver that receives a signal transmitted from the transmitter described above will be described. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver according to the present embodiment. The receiver includes a reception radio unit 101, an A /
受信無線部101、A/D変換部102、シンボルタイミング検出部103、GI除去部104、DFT部105の動作は実施の形態1(図4参照)と同様である。なお、シンボルタイミング検出部103で生成するパイロットレプリカは、パイロット1のレプリカであり、フレームタイミング検出部221に対してシンボルタイミングを出力する。
The operations of reception radio section 101, A /
図18は、フレームタイミング検出部221の構成例を示す図である。フレームタイミング検出部221は、レプリカ2T生成部261と、相関演算部262と、ピーク検出部263と、から構成される。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the frame
レプリカ2T生成部261は、図14に示したレプリカT生成部161のパイロット生成部141で生成するパイロット系列をパイロット2にしたものであり、レプリカ2Tを生成する。
The replica 2T
相関演算部262は、レプリカ2Tと、A/D変換部102の出力であるデジタルベースバンド信号と、シンボルタイミング検出部103からシンボルタイミングが入力される。相関演算部262では、デジタルベースバンド信号とレプリカ2Tとの相互相関演算を行い、複素の演算結果を出力する。
The
図19は、相互相関演算を行う周期および範囲を示す図である。相関電力1はパイロット1を、相関電力2はパイロット2を対象としたものである。相互相関演算周期は、パイロット系列が挿入される周期で実施する。図19は、パイロット系列が4シンボル毎に挿入される場合であり、相互相関演算周期も4シンボル毎に実施する。ここで、パイロット2が多重されたシンボルのタイミングについては、パイロット1が多重されたシンボルのタイミングを検出するときと比較して、相関計算範囲を限定して検出する処理を行う。図19に示すように、パイロット2が多重されたシンボルのタイミングについての相互相関演算範囲は、マルチパスによるピークタイミングの変動を考慮し、シンボルタイミングを中心に前後ガードインターバル長程度とする。
FIG. 19 is a diagram illustrating a cycle and a range in which cross-correlation calculation is performed.
ピーク検出部263は、相関演算部262からの複素の相互相関演算結果を電力化し、1フレーム分の相互相関演算結果の中ら最大ピークのタイミングを検出し、そのタイミングをフレームタイミングとして出力する。
The
このように、複数のパイロットを用い、周波数領域でデータをサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号間に、時間領域で生成されたデータおよびパイロット1を多重して等間隔にサブキャリアにマッピングして時間領域に変換後ガードインターバルを付加した信号を所定の周期で挿入するうち、フレーム周期で前記パイロット1に替えてパイロット2を用いて生成された送信信号を受信する受信機では、1つのフレームに1つのみ多重されたパイロット2については、フレームタイミング検出部221がタイミングの検出を行う。このとき、フレームタイミング検出部221では、シンボルタイミング検出部103と比較して相互相関演算処理を限定した範囲で行う。
In this way, data generated in the time domain and
以上説明したように、本実施の形態では、2種類のパイロットを用い、フレームの先頭に多重されたパイロットを検出する場合、タイミング検出装置では、フレームタイミング検出部が、相互相関演算範囲を限定してピーク検出処理を行うこととした。これにより、ピーク検出を行うときの処理量を削減することができる。また、フレームタイミング検出用パイロット(パイロット2)には自己相関特性が良好な系列を用い、シンボルタイミング検出用のパイロット(パイロット1)との相互相関が低い系列を用いるため、フレーム先頭タイミングを高精度に検出することができる。 As described above, in this embodiment, when two types of pilots are used and a pilot multiplexed at the head of a frame is detected, in the timing detection device, the frame timing detection unit limits the cross-correlation calculation range. The peak detection process was performed. Thereby, the amount of processing when performing peak detection can be reduced. The frame timing detection pilot (pilot 2) uses a sequence with good autocorrelation characteristics, and uses a sequence with low cross-correlation with the symbol timing detection pilot (pilot 1). Can be detected.
なお、受信機においてシンボルタイミング検出部103を用いる場合について説明したが、これに限定するものではなく、シンボルタイミング検出部103a、103bについても適用可能である。
In addition, although the case where the symbol timing detection part 103 was used in the receiver was demonstrated, it is not limited to this, It can apply also to symbol
以上のように、本発明にかかるタイミング検出装置は、広帯域の無線伝送システムに有用であり、特に、ブロック伝送方式を用いる場合に適している。 As described above, the timing detection apparatus according to the present invention is useful for a broadband wireless transmission system, and is particularly suitable when a block transmission system is used.
1 DFT部
2 パイロット生成部
3 DFT部
4 サブキャリアマッピング部
5 IDFT部
6 GI付加部
7 D/A変換部
8 送信無線部
9 制御部
101 受信無線部
102 A/D変換部
103、103a、103b シンボルタイミング検出部
104 GI除去部
105 DFT部
121 DFT部
122 レプリカF生成部
123 レプリカF乗算部
124 IDFT部
125 ピーク検出部
126 検出タイミング補正部
141 パイロット生成部
142 DFT部
143 サブキャリアマッピング部
144 IDFT部
161 レプリカT生成部
162 相関演算部
163 ピーク検出部
201 パイロット1生成部
202 パイロット2生成部
203 パイロット選択部
204 制御部
221 フレームタイミング検出部
261 レプリカ2T生成部
262 相関演算部
263 ピーク検出部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換するDFT手段と、
前記パイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングしたレプリカを生成するレプリカ生成手段と、
前記周波数領域の受信信号と前記レプリカの複素共役を対応するサブキャリア毎に乗算するレプリカ乗算手段と、
レプリカ乗算後の周波数領域の受信信号を時間領域の信号に変換するIDFT手段と、
前記IDFT手段から出力された時間領域の信号を電力化し、所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときのタイミングを出力するピーク検出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング検出装置。 Data and pilots are multiplexed in the frequency domain and mapped to subcarriers at equal intervals between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and converted to the time domain, and then guarded after conversion to the time domain. A timing detection apparatus in a receiver for receiving a transmission signal into which an interval-added signal is inserted,
DFT means for converting a time domain received signal into a frequency domain received signal;
Replica generating means for generating a replica in which the same pilot as the pilot is mapped to a subcarrier;
Replica multiplication means for multiplying the complex conjugate of the received signal in the frequency domain and the replica for each corresponding subcarrier;
IDFT means for converting a frequency domain received signal after replica multiplication into a time domain signal;
Peak detection means for powering the time domain signal output from the IDFT means, detecting the maximum peak of the power value within a predetermined range, and outputting the timing when detected;
A timing detection apparatus comprising:
前記パイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングし、時間領域の信号に変換したレプリカを生成するレプリカ生成手段と、
時間領域の受信信号と前記レプリカとの相関演算を行い、複素の相関演算結果を出力する相関演算手段と、
前記複素の相関演算結果を電力化し、所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときのタイミングを出力するピーク検出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング検出装置。 Data and pilots are multiplexed in the frequency domain and mapped to subcarriers at equal intervals between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and converted to the time domain, and then guarded after conversion to the time domain. A timing detection apparatus in a receiver for receiving a transmission signal into which an interval-added signal is inserted,
Replica generating means for mapping a pilot identical to the pilot to a subcarrier and generating a replica converted into a time domain signal;
Correlation calculation means for performing correlation calculation between the received signal in the time domain and the replica, and outputting a complex correlation calculation result;
Peak detection means for converting the complex correlation calculation result into electric power, detecting the maximum peak of the power value within a predetermined range, and outputting the timing when detected;
A timing detection apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1または2に記載のタイミング検出装置。 The predetermined range is an interval at which a signal in which data and pilot are multiplexed is inserted into a transmission signal.
The timing detection apparatus according to claim 1, wherein
時間領域の受信信号を周波数領域の受信信号に変換するDFT手段と、
前記第1のパイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングした第1のレプリカを生成する第1のレプリカ生成手段と、
前記周波数領域の受信信号と前記第1のレプリカの複素共役を対応するサブキャリア毎に乗算するレプリカ乗算手段と、
レプリカ乗算後の周波数領域の受信信号を時間領域の信号に変換するIDFT手段と、
前記IDFT手段から出力された時間領域の信号を電力化し、所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときの第1のタイミングを出力する第1のピーク検出手段と、
前記第2のパイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングし、時間領域の信号に変換した第2のレプリカを生成する第2のレプリカ生成手段と、
時間領域の受信信号と前記第2のレプリカとの相関演算を所定の範囲で行い、複素の相関演算結果を出力する相関演算手段と、
前記複素の相関演算結果を電力化し、所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときの第2のタイミングを出力する第2のピーク検出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング検出装置。 Using multiple pilots, data generated in the time domain and the first pilot are multiplexed at equal intervals between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and converted to the time domain and guard intervals are added. While a signal that is mapped to a subcarrier and converted into a time domain and added with a guard interval is inserted at a predetermined period, a transmission signal generated by using a second pilot instead of the first pilot at a frame period A timing detection device in a receiver for receiving,
DFT means for converting a time domain received signal into a frequency domain received signal;
First replica generation means for generating a first replica in which the same pilot as the first pilot is mapped to a subcarrier;
Replica multiplying means for multiplying the frequency domain received signal and the complex conjugate of the first replica for each corresponding subcarrier;
IDFT means for converting a frequency domain received signal after replica multiplication into a time domain signal;
First peak detection means for converting the time domain signal output from the IDFT means to power, detecting the maximum peak of the power value within a predetermined range, and outputting a first timing when detected;
A second replica generating means for mapping the same pilot as the second pilot to a subcarrier and generating a second replica converted into a time domain signal;
Correlation calculation means for performing a correlation calculation between the received signal in the time domain and the second replica in a predetermined range, and outputting a complex correlation calculation result;
A second peak detecting means for converting the complex correlation calculation result into electric power, detecting a maximum peak of the power value within a predetermined range, and outputting a second timing when detected;
A timing detection apparatus comprising:
前記第1のパイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングし、時間領域の信号に変換した第1のレプリカを生成する第1のレプリカ生成手段と、
時間領域の受信信号と前記第1のレプリカとの相関演算を行い、第1の複素の相関演算結果を出力する第1の相関演算手段と、
前記第1の複素の相関演算結果を電力化し、第1の所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときの第1のタイミングを出力する第1のピーク検出手段と、
前記第2のパイロットと同一のパイロットをサブキャリアにマッピングし、時間領域の信号に変換した第2のレプリカを生成する第2のレプリカ生成手段と、
時間領域の受信信号と前記第2のレプリカとの相関演算を所定の範囲で行い、第2の複素の相関演算結果を出力する第2の相関演算手段と、
前記第2の複素の相関演算結果を電力化し、第2の所定の範囲内で電力値の最大ピークを検出し、検出したときの第2のタイミングを出力する第2のピーク検出手段と、
を備えることを特徴とするタイミング検出装置。 Using multiple pilots, data generated in the time domain and the first pilot are multiplexed at equal intervals between signals in which data is mapped to subcarriers in the frequency domain and converted to the time domain and guard intervals are added. While a signal that is mapped to a subcarrier and converted into a time domain and added with a guard interval is inserted at a predetermined period, a transmission signal generated by using a second pilot instead of the first pilot at a frame period A timing detection device in a receiver for receiving,
First replica generating means for mapping the same pilot as the first pilot to a subcarrier and generating a first replica converted into a time domain signal;
A first correlation calculation means for performing a correlation calculation between the received signal in the time domain and the first replica, and outputting a first complex correlation calculation result;
First peak detection means for converting the first complex correlation calculation result into electric power, detecting a maximum peak of a power value within a first predetermined range, and outputting a first timing when detected;
A second replica generating means for mapping the same pilot as the second pilot to a subcarrier and generating a second replica converted into a time domain signal;
A second correlation calculation means for performing a correlation calculation between the received signal in the time domain and the second replica in a predetermined range, and outputting a second complex correlation calculation result;
Second peak detection means for converting the second complex correlation calculation result into power, detecting a maximum peak of the power value within a second predetermined range, and outputting a second timing when detected;
A timing detection apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項4または5に記載のタイミング検出装置。 The predetermined range or the second predetermined range when the second peak detecting means detects the maximum peak is a range in which the length of the guard interval is given before and after the first timing,
The timing detection apparatus according to claim 4 or 5, wherein
前記ピーク検出手段で検出されたタイミングを補正して出力する検出タイミング補正手段、
を備えることを特徴とする請求項1、2または3に記載のタイミング検出装置。 further,
Detection timing correction means for correcting and outputting the timing detected by the peak detection means;
The timing detection apparatus according to claim 1, 2 or 3.
前記第1のピーク検出手段で検出されたタイミングを補正して出力する検出タイミング補正手段、
を備えることを特徴とする請求項4、5または6に記載のタイミング検出装置。 further,
Detection timing correction means for correcting and outputting the timing detected by the first peak detection means;
The timing detection device according to claim 4, 5 or 6.
ことを特徴とする請求項7または8に記載のタイミング検出装置。 The detection timing correction means determines whether to perform correction according to the synchronization state between the transmitter that transmits the transmission signal and the receiver.
The timing detection apparatus according to claim 7 or 8, wherein
ことを特徴とする請求項9に記載のタイミング検出装置。 The detection timing correction means, when in a synchronized state, compares the latest detection timing with the latest detection timing, and corrects the latest detection timing by a predetermined difference when a predetermined difference is detected as a result of the comparison.
The timing detection apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項9または10に記載のタイミング検出装置。 The detection timing correction means compares the previous detection timing with the latest detection timing when in a synchronized state, and if a predetermined difference is detected continuously as a result of comparison, the latest detection timing is not corrected. Output,
The timing detection apparatus according to claim 9 or 10, wherein
ことを特徴とする請求項10または11に記載のタイミング検出装置。 The predetermined difference is a discrete Fourier transform when converting the time domain signal to the frequency domain signal or an inverse discrete Fourier transform point when converting the frequency domain signal to the time domain signal. A value obtained by multiplying the ratio of the pilot to the total number of pilots and the data mapped to the subcarriers,
The timing detection apparatus according to claim 10 or 11, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011175131A JP5717585B2 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Timing detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011175131A JP5717585B2 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Timing detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013038704A true JP2013038704A (en) | 2013-02-21 |
JP5717585B2 JP5717585B2 (en) | 2015-05-13 |
Family
ID=47887858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011175131A Active JP5717585B2 (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Timing detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5717585B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016143410A1 (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 三菱電機株式会社 | Reception device and transmission/reception device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003046494A (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Nec Corp | Digital receiver and communication device and system employing the same |
JP2004222207A (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Synchronization follow method and circuit, and power line carrier transmitter using the circuit |
WO2008096436A1 (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Fujitsu Limited | Wireless terminal device, base station device and wireless communication method |
-
2011
- 2011-08-10 JP JP2011175131A patent/JP5717585B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003046494A (en) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Nec Corp | Digital receiver and communication device and system employing the same |
JP2004222207A (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Synchronization follow method and circuit, and power line carrier transmitter using the circuit |
WO2008096436A1 (en) * | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Fujitsu Limited | Wireless terminal device, base station device and wireless communication method |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CSNJ201110062385; 増田 進二 Shinji Masuda: 電子情報通信学会2011年通信ソサイエティ大会講演論文集1 PROCEEDINGS OF THE 2011 IEICE COMMUNICAT * |
CSNJ201210007418; 増田 進二 Shinji Masuda: 電子情報通信学会2012年総合大会講演論文集 通信1 PROCEEDINGS OF THE 2012 IEICE GENERAL CONFEREN * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016143410A1 (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 三菱電機株式会社 | Reception device and transmission/reception device |
JPWO2016143410A1 (en) * | 2015-03-09 | 2017-06-22 | 三菱電機株式会社 | Receiver and transmitter / receiver |
US10014998B2 (en) | 2015-03-09 | 2018-07-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Receiving apparatus and transmitting-receiving apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5717585B2 (en) | 2015-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6714511B1 (en) | OFDM transmission/reception apparatus having a guard interval length changing function | |
CN106998312B (en) | Preamble symbol receiving method | |
US10411929B2 (en) | Preamble symbol receiving method and device | |
CN107113129B (en) | Method and apparatus for detecting inter-cell interference in mobile communication system | |
JP5655790B2 (en) | Frequency offset estimation method, communication apparatus, radio communication system, and program | |
KR101080906B1 (en) | Apparatus for acquired preamble sequence | |
WO2018202038A1 (en) | Uplink synchronization timing deviation determination method and device | |
JP4915476B2 (en) | Frequency deviation estimation apparatus and method | |
CN112039810B (en) | Method for generating frequency domain OFDM symbol and method for generating preamble symbol | |
KR102283183B1 (en) | Method and apparatus for performing sequence synchronization in mobile communication system | |
US8433014B2 (en) | Receiving apparatus and receiving method | |
KR100519919B1 (en) | Method for making transmission frame and apparatus and method for user equipment synchronization in ofdma system thereof | |
JP5717585B2 (en) | Timing detector | |
US20180145864A1 (en) | Receiver and method of receiving | |
JP4567088B2 (en) | OFDM signal receiving apparatus and receiving method | |
JP5055239B2 (en) | OFDM demodulator | |
JP5600628B2 (en) | Transmitter, receiver, transmission method and reception method | |
US9154358B2 (en) | Wireless communication device and method of determining reference signal | |
JP2004158933A (en) | Synchronism tracking system and method therefor | |
JP5284891B2 (en) | Communication apparatus and delay amount detection method | |
JP2009094705A (en) | Delay profile generator | |
JP4414993B2 (en) | OFDM transmitter and OFDM transmission method | |
JP5023091B2 (en) | OFDM transmitter, OFDM receiver and OFDM transmission method | |
JP2004166122A (en) | Synchronous follow-up device and method | |
JP2004166121A (en) | Synchronous follow-up device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141014 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5717585 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |