JP2016072911A - Data communication device, data communication method, transmitter, and receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ通信装置、特に、符号拡散通信方式により通信を行うデータ通信装置、データ通信方法、送信機、および受信機に関する。 The present invention relates to a data communication device, and more particularly to a data communication device, a data communication method, a transmitter, and a receiver that perform communication by a code spread communication method.
通信方式の一つとして、nビットの送信信号をLビットからなるコードに変換し伝送する符号拡散通信方式が知られている。符号拡散通信方式は、一般に雑音の多い伝送路で使用される。符号拡散通信方式において、送信側は、Lビットからなるコードに変換された信号(拡散信号)を送信する。一方、受信側は、受信した拡散信号を相関検出して元の送信信号を復元する。この受信側の処理は、逆拡散処理と呼ばれる。 As one of communication methods, a code spread communication method is known in which an n-bit transmission signal is converted into a code consisting of L bits and transmitted. The code spread communication method is generally used in a transmission line with a lot of noise. In the code spread communication system, the transmission side transmits a signal (spread signal) converted into a code consisting of L bits. On the other hand, the reception side restores the original transmission signal by detecting the correlation of the received spread signal. This processing on the receiving side is called despreading processing.
そして、特許文献2には、符号拡散通信方式のバースト誤りを改善させるための技術が記載されている。
一方、符号拡散通信方式のフェージングやマルチパス対策の一つとしてRAKE受信方式が使われている。RAKEとは、熊手を意味し、伝送路上で時間的に散らばった信号をかき集めることで受信精度を上げる受信方式である。 On the other hand, the RAKE reception method is used as one of fading and multipath countermeasures of the code spread communication method. RAKE means a rake and is a reception method that improves reception accuracy by collecting signals scattered in time on a transmission path.
図5は、特許文献1において生成される拡散信号の配置図、具体的には、m個の送信信号を符号長Lの拡散符号で拡散を行った場合の拡散信号の配置図である。拡散信号1は、送信信号D1の拡散信号であり、1番目の拡散符号から順に、D1−1、D1−2、・・・、D1−Lの順にm−1の間隔で配置される。同様に、送信信号D2から送信信号Dmは、m−1の間隔で配置される。m個の送信信号は、それぞれm−1シンボルの間隔で拡散して配置する。m−1シンボルの間隔で拡散された拡散信号は、1番目の送信信号はD1−1〜D1−L、2番目の送信信号はD2−1〜D2−L、m番目の送信信号はDm−1〜Dm−3というように、1シンボルずつ遅延させて配置される。最終的に、m個の送信信号は、拡散信号4の並びとなる。
FIG. 5 is an arrangement diagram of spread signals generated in
拡散信号の並びに関して、拡散コードの番号に着目すると、1番目のコードがmシンボル連続で配置され、続いて2番目のコードがmシンボル連続で配置され、L番目まで同様の関係で配置されていることが図5から諒解される。このことは、1シンボル分でもマルチパスによる遅延が発生してしまうと、遅延した信号が次の送信信号が拡散された信号への干渉となることを意味している。 With regard to the spread signal arrangement, paying attention to the spreading code number, the first code is arranged in m symbols continuously, the second code is arranged in m symbols continuously, and arranged in the same relationship up to the Lth. It can be understood from FIG. This means that if a delay due to multipath occurs even for one symbol, the delayed signal interferes with a signal obtained by spreading the next transmission signal.
すなわち、特許文献1の技術は、バースト誤りを改善させることはできるが、マルチパス環境下においてRAKE受信方式を採用することは極めて困難である。
That is, the technique of
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、符号拡散通信方式において、バースト誤りを改善しつつ、マルチパスによる信号を受信するためのRAKE受信を採用することが可能なデータ通信装置、データ通信方法、送信機、および受信機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and in a code spread communication system, data communication that can employ RAKE reception for receiving a multipath signal while improving a burst error. An object is to provide an apparatus, a data communication method, a transmitter, and a receiver.
本発明のデータ通信装置は、1ビット送信信号をL個のコードデータに変換して送信するデータ通信装置であって、L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理手段を備える。 The data communication apparatus of the present invention is a data communication apparatus that converts a 1-bit transmission signal into L code data and transmits the code signal, and transmits a spread signal in which L code data are arranged at intervals L + 1. A diffusion processing means is provided.
本発明のデータ通信方法は、1ビット送信信号をL個のコードデータに変換して送信するデータ通信方法であって、L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理ステップを備える。 The data communication method of the present invention is a data communication method for transmitting a 1-bit transmission signal after converting it into L code data, and transmits a spread signal in which L code data are arranged at intervals L + 1. A diffusion processing step is provided.
本発明の送信機は、1ビット送信信号をL個のコードデータに変換して送信する送信機であって、L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理手段を備える。 The transmitter according to the present invention is a transmitter that converts a 1-bit transmission signal into L code data and transmits the spread signal, and performs spreading processing for transmitting a spread signal in which L code data are arranged at intervals L + 1. Means.
本発明の受信機は、1ビット送信信号をL個のコードデータに変換して送信する送信機から、L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を受信し、L個の前記コードデータを複合した逆拡散信号を出力する逆拡散処理手段を備える。 The receiver of the present invention receives a spread signal in which L pieces of code data are arranged at intervals L + 1 from a transmitter that converts a 1-bit transmission signal into L pieces of code data, and transmits L pieces of code data. Despreading processing means for outputting a despread signal in which the code data is combined is provided.
本発明によれば、符号拡散通信方式において、バースト誤りを改善しつつ、マルチパスによる信号を受信するためのRAKE受信を採用することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to employ RAKE reception for receiving a multipath signal while improving burst errors in a code spread communication system.
[第1の実施形態]
(構成の説明)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るデータ通信装置10の構成例を示すブロック図である。なお、以下の説明において、Lは、拡散符号長を表す。
[First Embodiment]
(Description of configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a
データ通信装置10は、拡散処理部100(拡散処理手段)と、逆拡散処理部200(逆拡散処理手段)と、RAKE受信部300(RAKE受信手段)と、を備える。
The
拡散処理部100は、拡散符号101と、レジスタ102と、乗算器103と、スイッチ104と、を備える。
The
拡散符号101は、例えば、PN(Pseudo Noise)符号等の符号である。レジスタ102は、長さ1のレジスタである。乗算器103は、送信信号またはレジスタ102で遅延した送信信号に対して拡散符号101を乗算する。スイッチ104は、乗算した結果を切り替えて拡散信号(Tx)出力する。拡散信号(Rx)は、拡散信号(Tx)が送信回路および伝送路、受信回路を通過してベースバンド周波数に変換された信号である。
The spreading
逆拡散処理部200は、拡散符号201と、シフトレジスタ202と、乗算器203と、加算器204と、を備える。拡散符号201は、拡散処理部100で用いられる拡散符号101と同じ拡散符号が用いられる。シフトレジスタ202は、長さLのシフトレジスタである。乗算器203は、拡散信号(Rx)またはシフトレジスタ202により遅延した拡散信号(Rx)信号に対して拡散符号201を乗算する。加算器204は、L個の乗算器203で計算された結果の全てを加算する。
The despreading
RAKE受信部300は、逆拡散処理部200から出力された逆拡散信号を入力し、受信信号に変換して出力する。
(動作の説明)
以下、図1〜図3を用いて、データ通信装置10の動作について説明する。図1において、送信信号の周波数は、Fで表される。レジスタ102は、周波数Fで動作する。スイッチ104は、周波数F×Lで動作する。
The RAKE receiving unit 300 receives the despread signal output from the despreading
(Description of operation)
Hereinafter, the operation of the
図2は、拡散処理部100におけるスイッチ104の切換動作を説明するための図である。詳細には、図2には、送信信号とスイッチ104において選択される端子の番号との関係が示されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the switching operation of the
スイッチ104は、まず、送信信号が拡散処理部100に入力したタイミングで端子番号1を選択する。その後、スイッチ104は、周波数F×Lで、端子番号2、端子番号3、・・・、端子番号Lの順に端子を切り換える。
The
図3は、拡散処理部100で生成される拡散信号の例を示す図である。詳細には、図3には、L=7{−1、1、−1、−1、1、1、1}とした場合の、送信信号と拡散信号の関係が示される。拡散処理部100は、L=7個の0を挿入する内挿フィルタと同様に動作する。すなわち、周波数Fで変化するインパルスが入力された場合、インパルス応答は、L=7個の0が内挿されF×Lの周波数で変化する信号となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a spread signal generated by the
逆拡散処理部200は、拡散処理のマッチドフィルタの役割を果たす。逆拡散処理部200において、乗算器203は、拡散信号(Rx)またはシフトレジスタ202により遅延した拡散信号(Rx)信号に対して拡散符号201を乗算する。加算器204は、L個の乗算器203で計算された結果の全てを加算して、逆拡散信号を出力する。
The despreading
RAKE受信部300は、逆拡散処理部200から出力された逆拡散信号を入力し、受信信号に変換して出力する。
The RAKE receiving unit 300 receives the despread signal output from the
以上説明した第1の実施形態において、送信信号にL=7個の0を内挿することにより、拡散される時間長が拡大される。また、バーストノイズは、逆拡散時に、複数の逆拡散信号に分配されるため、ノイズの影響が低減される。
(効果の説明)
以上説明した第1の実施形態において、図3に示すように、拡散の時間長は、拡大されている。従って、拡散信号においてL/2の連続したバースト誤りが発生したとしても、連続したバースト誤りは逆拡散時に複数の受信信号に拡散される。よって、第1の実施形態は、特定の受信信号がバーストノイズにより誤ることを回避することができる。
In the first embodiment described above, the spread time length is expanded by interpolating L = 7 zeros in the transmission signal. Further, since burst noise is distributed to a plurality of despread signals at the time of despreading, the influence of noise is reduced.
(Explanation of effect)
In the first embodiment described above, the diffusion time length is expanded as shown in FIG. Therefore, even if L / 2 continuous burst errors occur in the spread signal, the continuous burst errors are spread to a plurality of received signals during despreading. Therefore, the first embodiment can avoid a specific received signal from being erroneous due to burst noise.
さらに、以上説明した第1の実施形態において、マルチパスのない理想的な伝送路の場合、一般的の符号拡散通信方式と同様に、L時間ごとに相関の高い信号が逆拡散信号として出力される。つまり、マルチパスのある伝送路の場合、逆拡散信号からL−1時刻に現れた信号はマルチパス成分とみなすことができる。従って、第1の実施形態は、拡散の時間長を拡大しているにも拘わらず、マルチパス環境下においてRAKE受信方式を採用することができる。 Furthermore, in the first embodiment described above, in the case of an ideal transmission path without multipath, a signal having a high correlation is output as a despread signal every L time similarly to a general code spread communication system. The That is, in the case of a transmission path with multipath, a signal that appears from the despread signal at time L-1 can be regarded as a multipath component. Therefore, the first embodiment can employ the RAKE reception method in a multipath environment, although the spreading time length is extended.
以上を纏めると、第1の実施形態は、バースト誤りを改善しつつ、マルチパスによる信号を受信するためのRAKE受信を採用することができる。 In summary, the first embodiment can employ RAKE reception for receiving a multipath signal while improving burst errors.
なお、図1には、データ通信装置10が拡散処理部100と逆拡散処理部200とRAKE受信部300の全てを備えた状態が例示されているが、データ通信装置10を拡散処理部100のみで構成した場合であっても、上述した効果と同等の効果が達成される。
1 illustrates a state in which the
さらに、図1において、拡散処理部100のみを備えたものを「送信機」とし、逆拡散処理部200のみ(場合に応じてRAKE受信部300を含めてもよい)を備えたものを「受信機」とすることが可能である。
[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係る逆拡散処理部301の構成例を示すブロック図である。
Further, in FIG. 1, a transmitter having only the
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the
逆拡散処理部301は、N−1個のレジスタ302と、N個のマッチドフィルタ304と、を含む。マッチドフィルタ304は、ダウンサンプリング400と、レジスタ402と、拡散符号404と、乗算器406と、加算器408と、を含む。
The
レジスタ302は、入力された拡散信号(Rx)に対して、周波数F×Lの遅延を与える。
The
ダウンサンプリング400は、周波数F×Lの拡散信号の間引きを行い、周波数Fの信号に変換する。レジスタ302は、長さ1のレジスタである。
The downsampling 400 performs decimation of a spread signal having a frequency F × L and converts it into a signal having a frequency F. The
マッチドフィルタ304の出力である逆拡散信号#1〜#Nは、周波数F×Lのマルチパス成分であり、図1の逆拡散信号のN時間分の信号と同等の信号である。
The despread signals # 1 to #N, which are the outputs of the matched
以上説明した第2の実施形態のように構成することにより、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。 By configuring as in the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
以上、各実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は、上記各実施形態の記載に限定されない。上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能であることは当業者にとって自明である。従って、そのような変更又は改良を加えた形態もまた本発明の技術的範囲に含まれることは説明するまでもない。また、以上説明した各実施形態において使用される、数値や各構成の名称等は例示的なものであり適宜変更可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using each embodiment, the technical scope of this invention is not limited to description of said each embodiment. It is obvious to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiments. Therefore, it is needless to say that embodiments with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present invention. The numerical values and names of the components used in the embodiments described above are illustrative and can be changed as appropriate.
10 データ通信装置
100 拡散処理部
101 拡散符号
102 レジスタ
103 乗算器
104 スイッチ
200 逆拡散処理部
201 拡散符号
202 シフトレジスタ
203 乗算器
204 加算器
300 RAKE受信部
301 逆拡散処理部
302 レジスタ
304 マッチドフィルタ
400 ダウンサンプリング
402 レジスタ
404 拡散符号
406 乗算器
408 加算器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理手段
を備えることを特徴とするデータ通信装置。 A data communication apparatus that converts a 1-bit transmission signal into L pieces of code data and transmits the code data,
A data communication apparatus comprising: a spread processing means for transmitting a spread signal in which L pieces of code data are arranged at intervals of L + 1.
L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理ステップ
を備えることを特徴とするデータ通信方法。 A data communication method for converting a 1-bit transmission signal into L pieces of code data and transmitting the code data,
A data communication method comprising: a spread processing step of transmitting a spread signal in which L pieces of code data are arranged at intervals of L + 1.
L個の前記コードデータが間隔L+1毎に配置された拡散信号を送信する拡散処理手段
を備えることを特徴とする送信機。 A transmitter that converts a 1-bit transmission signal into L pieces of code data and transmits the data.
A transmitter comprising: spread processing means for transmitting a spread signal in which L pieces of code data are arranged at intervals of L + 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014202869A JP6648960B2 (en) | 2014-10-01 | 2014-10-01 | Data communication device, data communication method, transmitter, and receiver |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Citations (3)
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2014
- 2014-10-01 JP JP2014202869A patent/JP6648960B2/en active Active
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