JP2019169904A - Receiver unit, communication device, and signal-to-noise ratio calculation device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、受信装置、通信装置、及び、信号対雑音比算出装置に関し、より特定的には、受信された直接スペクトラム拡散信号の信号対雑音比(Signal-to-Noise Ratio、SNR)の算出に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, a communication apparatus, and a signal-to-noise ratio calculating apparatus, and more specifically, to calculate a signal-to-noise ratio (SNR) of a received direct spread spectrum signal. About.
近年、長距離通信を実現する通信システムでは、変調信号を直接スペクトラム拡散して送信した後、受信側で逆拡散することで雑音を抑圧する直接スペクトラム拡散方式が採用されることが多い(例えば、非特許文献1参照)。 In recent years, in a communication system that realizes long-distance communication, a direct spread spectrum method that suppresses noise by despreading on the receiving side after direct transmission of a modulated signal is often used (for example, Non-patent document 1).
特開平8−32552(特許文献1)には、直接スペクトラム拡散方式を採用するシステムにおいて、受信信号の電力で雑音電力(N)を近似し、受信信号を逆拡散した後の電力で信号電力(S)を近似して、信号電力に対する雑音電力の比であるSNRを算出することが記載されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 8-32552 (Patent Document 1), in a system employing a direct spread spectrum system, noise power (N) is approximated by the power of a received signal, and signal power ( S) is approximated to calculate SNR, which is the ratio of noise power to signal power.
しかしながら、特許文献1に記載された手法では、受信信号の電力で雑音電力を近似できない近距離通信の場合には、SNRの推定精度が劣化するという問題がある。同様に、変調信号を拡散する拡散符号長が短い場合にも、逆拡散後の電力で信号電力を近似できないため、SNRの推定精度が劣化するという問題がある。
However, the technique described in
この発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、直接スペクトラム拡散された受信信号のSNRを高精度に算出することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to calculate the SNR of a directly spread spectrum received signal with high accuracy.
この発明のある局面では、直接スペクトラム拡散信号を受信する受信装置であって、逆拡散部と、第1及び第2の電力算出部と、信号対雑音比算出部とを備える。逆拡散部は、直接スペクトラム拡散信号である受信信号を符号長がLビット(L:自然数)の拡散符号によって逆拡散する。第1の電力算出部は、逆拡散前の受信信号の電力である第1の受信電力を算出する。第2の電力算出部は、逆拡散部による逆拡散後の受信信号の電力である第2の受信電力を算出する。信号対雑音比算出部は、第1の電力算出部の出力と第2の電力算出部の出力とに基づき、受信信号の信号電力を雑音電力で除算した信号対雑音比を算出する。信号対雑音比算出部は、第1の受信電力をL(符号長)で除算した値を第2の受信電力から減算した値を、第1の受信電力から第2の受信電力を減算した値で除算した値になるように信号対雑音比を算出する。 One aspect of the present invention is a receiving device that directly receives a spread spectrum signal, and includes a despreading unit, first and second power calculation units, and a signal-to-noise ratio calculation unit. The despreading unit despreads the received signal, which is a direct spread spectrum signal, with a spreading code having a code length of L bits (L: natural number). The first power calculation unit calculates first received power that is the power of the received signal before despreading. The second power calculating unit calculates second received power that is the power of the received signal after despreading by the despreading unit. The signal-to-noise ratio calculation unit calculates a signal-to-noise ratio obtained by dividing the signal power of the received signal by the noise power based on the output of the first power calculation unit and the output of the second power calculation unit. The signal-to-noise ratio calculation unit subtracts the value obtained by dividing the first received power by L (code length) from the second received power, and the value obtained by subtracting the second received power from the first received power. The signal-to-noise ratio is calculated so as to be a value divided by.
この発明の他のある局面では、直接スペクトラム拡散信号で通信する通信装置は、上記受信装置と、送信装置とを備える。送信装置は、変調部と、拡散部とを含む。変調部は、予め定められた複数の変調方式の中から、受信装置の信号対雑音比算出部により算出された信号対雑音比に応じて選択された1つの変調方式によって送信データを変調して変調信号を生成する。拡散部は、変調部によって変調された変調信号を、符号長がLビットの拡散符号を用いて直接スペクトラム拡散することによって送信信号を出力する。 In another aspect of the present invention, a communication device that directly communicates with a spread spectrum signal includes the receiving device and a transmitting device. The transmission device includes a modulation unit and a spreading unit. The modulation unit modulates transmission data by one modulation method selected from a plurality of predetermined modulation methods according to the signal-to-noise ratio calculated by the signal-to-noise ratio calculation unit of the receiving apparatus. A modulation signal is generated. The spreader outputs a transmission signal by directly spectrum-spreading the modulated signal modulated by the modulator using a spread code having a code length of L bits.
この発明のさらに他のある局面では、直接スペクトラム拡散信号である受信信号の信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出装置であって、逆拡散前の受信信号の電力である第1の受信電力から、符号長がLビットの拡散符号による受信信号の逆拡散後の信号の電力である第2の受信電力を減算した第1の値で、第1の受信電力をL(符号長)で除算した値を第2の受信電力から減算した第2の値を除算した値になるように信号対雑音比を算出することを特徴とする。 In still another aspect of the present invention, there is provided a signal-to-noise ratio calculation apparatus for calculating a signal-to-noise ratio of a reception signal that is a direct spread spectrum signal, wherein the first reception is the power of the reception signal before despreading. A first value obtained by subtracting the second received power, which is the power of the signal after despreading of the received signal by the spreading code having a code length of L bits, from the power, and the first received power is L (code length) The signal-to-noise ratio is calculated so as to be a value obtained by dividing a second value obtained by subtracting the divided value from the second received power.
本発明によれば、受信信号の電力で雑音電力を近似できない近距離通信、及び、拡散符号長が短い場合においても、受信信号のSNRを高精度に算出することができる。 According to the present invention, it is possible to calculate the SNR of a received signal with high accuracy even in short-range communication in which noise power cannot be approximated by the power of the received signal, and even when the spreading code length is short.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in principle.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る直接スペクトラム拡散信号を受信する受信装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving apparatus that receives a direct spread spectrum signal according to the first embodiment.
図1を参照して、受信装置100は、RF(Radio Frequency)部110、A/D(Analog/Digital)変換器120、逆拡散部130、デマップ部140、及び、誤り訂正復号部150と、第1の電力算出部160、第2の電力算出部165、及び、SNR算出部170とを備える。SNR算出部170は、信号雑音電力算出部180及び比率算出部190を含む。
Referring to FIG. 1, receiving
RF部110は、図示しないアンテナによって受信した電波から生成される受信信号(直接スペクトラム拡散信号)を周波数変換して、拡散符号の周波数の受信信号を生成する。さらにRF部110は、拡散符号の周波数の受信信号を必要な信号レベルまで増幅して出力する。A/D変換器120は、RF部110から出力されるアナログの受信信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号である信号SR1を出力する。
The
逆拡散部130は、信号SR1を、予め定められた符号長の拡散符号で逆拡散して、逆拡散後の信号である信号SR2を出力する。この逆拡散処理により、信号SR2に含まれる雑音電力は、逆拡散前の信号SR1に含まれる雑音電力と比較すると、拡散符号の符号長(Lビット、L:自然数)に従って1/Lに低減する。
Despreading
図2には、逆拡散部130の構成を示す機能ブロック図が示される。
図2を参照して、逆拡散部130は、低域通過フィルタ(図ではLPFと表記する)131,132、クロック発振器133、拡散符号生成器134、及び、乗算器135を有する。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the despreading
Referring to FIG. 2, despreading
低域通過フィルタ131,132の遮断周波数は、信号SR1から逆拡散前の信号帯域外のノイズを除去するように設計される。クロック発振器133は、拡散符号の周波数のクロック信号を生成する。拡散符号生成器134は、クロック信号に従って直接スペクトラム拡散信号の送信側で使用するのと同じ、符号長Lビットの拡散符号を生成する。乗算器135は、低域通過フィルタ131の出力信号と、拡散符号生成器134による拡散符号とを乗算した信号を出力する。逆拡散することで、元の狭帯域信号を得ることができる。乗算器135の出力信号をさらに低域通過フィルタ132を通過させて、逆拡散部130の出力信号として逆拡散後の信号SR2が出力される。
The cutoff frequencies of the low-
再び図1を参照して、デマップ部(復調部)140は、逆拡散後の信号SR2をデマップしてビット列に変換する。デマップ部(復調部)140では、変調方式に応じた復調により、信号SR2からデジタル値のビット列を生成する。変調方式としては、BPSK(Binary Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等の任意のデジタル変調方式を用いることができる。 Referring to FIG. 1 again, demapping section (demodulating section) 140 demaps signal SR2 after despreading and converts it to a bit string. The demapping unit (demodulating unit) 140 generates a bit string of a digital value from the signal SR2 by demodulation according to the modulation method. As a modulation method, any digital modulation method such as BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), or QAM (Quadrature Amplitude Modulation) can be used.
誤り訂正復号部150は、デマップ後のビット列の誤り訂正復号を実施することで、受信データを出力する。誤り訂正復号部150は、送信時に採用している誤り訂正符号方式に応じた誤り訂正復号を実施することによって、最終的な受信データ列を生成する。誤り訂正符号には、任意の方式を適用することができる。
The error
なお、誤り訂正符号を使用しない場合は、受信装置は誤り訂正復号部を有さず、デマップ部(復調部)140によって変換されたデータ列が、そのまま最終的な受信データ列とされる。 When the error correction code is not used, the receiving apparatus does not have an error correction decoding unit, and the data sequence converted by the demapping unit (demodulation unit) 140 is used as it is as a final received data sequence.
第1の電力算出部160は、信号SR1、すなわち、逆拡散前の受信信号の電力P1を算出する。ここで、信号電力をS、雑音電力Nとすると、第1の電力算出部で算出される電力P1は、下記の式(1)で示される。
P1=S+N …(1)
First
P1 = S + N (1)
第2の電力算出部165は、逆拡散部130から出力される信号SR2、すなわち、逆拡散後の受信信号の電力P2を算出する。第2の電力算出部165で算出される電力P2は、下記の式(2)で示される。
P2=S+N/L …(2)
Second
P2 = S + N / L (2)
電力P1は「第1の受信電力」に対応し、電力P2は「第2の受信電力」に対応する。SNR算出部170は、第1及び第2の電力算出部160,165より出力される電力P1及びP2に基づき、受信信号のSNRを算出する。すなわち、SNR算出部170は「信号対雑音算出部」の一実施例に対応する。
The power P1 corresponds to “first received power”, and the power P2 corresponds to “second received power”. The
ここで、長距離伝送のみを想定して、信号電力Sに対して雑音電力Nが非常に大きい(S<<N)ことを前提とすると、S+N≒Nと近似することで、式(1)においてP1=Nとみなすことができる。又、拡散符号長Lが十分に長く、逆拡散によって雑音成分が十分に低減できる(L>>N)ことを前提とすると、N/L≒0と近似することで、式(2)においてP2=Sとみなすことができる。従って、これらの前提が成立すると、特許文献1のように、P1/P2の演算によってSNRを推定することができる。
Here, assuming only long-distance transmission and assuming that the noise power N is very large with respect to the signal power S (S << N), the equation (1) is obtained by approximating S + N≈N. Can be considered as P1 = N. Further, assuming that the spreading code length L is sufficiently long and the noise component can be sufficiently reduced by despreading (L >> N), P2 in the equation (2) is obtained by approximating N / L≈0. = S. Therefore, when these assumptions are satisfied, the SNR can be estimated by the calculation of P1 / P2, as in
しかしながら、直接スペクトラム拡散信号が近距離で送受信される場合には、伝送中に加わる雑音電力Nは信号電力Sに対してそれほど大きくなく、S+N≒Nと近似することが適切ではない。又、拡散符号長が短い場合には、N/L≒0と近似することが適切ではない。従って、これらの場合には、特許文献1での(P1/P2)によるSNR推定値では、実際の(S/N)に対する誤差が大きくなる。
However, when a direct spread spectrum signal is transmitted and received at a short distance, the noise power N applied during transmission is not so large with respect to the signal power S, and it is not appropriate to approximate S + N≈N. Also, when the spreading code length is short, it is not appropriate to approximate N / L≈0. Therefore, in these cases, the error with respect to the actual (S / N) becomes large in the SNR estimation value according to (P1 / P2) in
従って、本実施の形態では、信号雑音電力算出部180は、第1の電力算出部160及び第2の電力算出部165による電力P1及びP2について、式(1),(2)の連立方程式を解くことで、信号電力S及び雑音電力Nを算出する。
Therefore, in the present embodiment, the signal noise
ここで、式(1),(2)をSとNについて解いた結果は、下記の式(3),(4)で示される。
S=(L/(L−1))×P2−(1/(L−1))×P1 …(3)
N=(L/(L−1))×P1−(L/(L−1))×P2 …(4)
Here, the results of solving equations (1) and (2) for S and N are shown by the following equations (3) and (4).
S = (L / (L-1)) * P2- (1 / (L-1)) * P1 (3)
N = (L / (L-1)) * P1- (L / (L-1)) * P2 (4)
図3に、信号雑音電力算出部180の第1の構成例を示す。
図3を参照して、信号雑音電力算出部180は、第1の乗算部181、第2の乗算部182、第3の乗算部183、第1の減算部186、及び、第2の減算部187を有する。
FIG. 3 shows a first configuration example of the signal noise
Referring to FIG. 3, the signal noise
第1の乗算部181は、第2の電力算出部165が出力する電力P2に対して、拡散符号長Lによる係数L/(L−1)を乗算した値を出力する。第2の乗算部182は、第1の電力算出部160が出力する電力P1に対して、拡散符号長Lによる係数1/(L−1)を乗算した値を出力する。第3の乗算部183は、第1の電力算出部160が出力する電力P1に対して、拡散符号長Lによる係数L/(L−1)を乗算した値を出力する。
The
第1の減算部186は、第1の乗算部181の出力から、第2の乗算部182の出力を減算して、電力推定値Q1=(L/(L−1))×P2−(1/(L−1))×P1を出力する。第2の減算部187は、第3の乗算部183の出力から、第1の乗算部181の出力を減算して電力推定値Q2=(L/(L−1))×P1−(L/(L−1))×P2を出力する。この結果、信号雑音電力算出部180からの出力信号として、第1の減算部186及び第2の減算部187から出力される電力推定値Q1及びQ2は、式(3),(4)の右辺と同等であるため、Q1=S、Q2=Nとなる。すなわち、電力推定値Q1及びQ2は、信号電力S及び雑音電力Nの推定値である。
The
従って、図1の比率算出部190は、信号雑音電力算出部180による電力推定値Q1及びQ2の比率(Q1/Q2)を算出することで、SNR(S/N)を算出することができる。
Therefore, the
図4に、信号雑音電力算出部180の第2の構成例を示す。
図4を参照して、信号雑音電力算出部180Aは、第4の乗算部184、第5の乗算部185、第3の減算部188、及び、第4の減算部189を有する。
FIG. 4 shows a second configuration example of the signal noise
Referring to FIG. 4, the signal noise
第4の乗算部184は、第2の電力算出部165が出力する電力P2に対して、拡散符号の符号長Lを乗算した値を出力する。第5の乗算部185は、第1の電力算出部160が出力する電力P1に対して、符号長Lを乗算した値を出力する。
The
第3の減算部188は、第4の乗算部184の出力から、第1の電力算出部160が出力する電力P1を減算する。第4の減算部189は、第5の乗算部185の出力から、第4の乗算部の出力を減算する。
The
上記の処理により、第3の減算部188及び第4の減算部189から出力される電力推定値Q3とQ4は、Q3=L×P2−P1、Q4=L×(P1−P2)となる。
ここで、式(3),(4)を変形すると、式(5),(6)が得られる。
S=(L/(L−1))×(P2−P1/L) …(5)
N=(L/(L−1))×(P1−P2) …(6)
Through the above processing, the power estimation values Q3 and Q4 output from the
Here, when Expressions (3) and (4) are modified, Expressions (5) and (6) are obtained.
S = (L / (L-1)) * (P2-P1 / L) (5)
N = (L / (L-1)) * (P1-P2) (6)
式(5),(6)に照らして、信号雑音電力算出部180Aから出力される電力推定値Q3とQ4は、Q3=(L−1)×S、Q4=(L−1)×Nに相当することが理解される。この結果、図1の比率算出部190によって算出される電力推定値Q1及びQ2の比は、Q1をQ3にQ2をQ4に読み替えることで、Q3/Q4=((L−1)×S)/((L−1)×N)=S/Nとなる。
In light of the equations (5) and (6), the power estimation values Q3 and Q4 output from the signal noise
すなわち、図4の構成例によっても、信号雑音電力算出部180による電力推定値Q3及びQ4の比率(Q3/Q4)を算出することで、SNR(S/N)の推定比を算出することができる。式(3),(4)及び式(5),(6)において、S/N=(P2−P1/L)/(P1−P2)と計算できるため、図3又は図4の信号雑音電力算出部180及び比率算出部190によって構成されるSNR算出部170では、(P2−P1/L)を(P1−P2)で除算した値になるようにSNRが算出されることが理解される。
That is, according to the configuration example of FIG. 4, the SNR (S / N) estimation ratio can be calculated by calculating the ratio (Q3 / Q4) of the power estimation values Q3 and Q4 by the signal noise
以上のように、実施の形態1に係る直接スペクトラム拡散信号を受信する受信装置によれば、特許文献1での前提となる信号電力Sに対して雑音電力Nが非常に大きい(S<<N)という条件が満足しない環境、つまり、近距離通信の環境においても、精度良くSNRを推定可能となる。又、特許文献1での前提となる符号長Lが十分に長く逆拡散後の雑音電力N/Lが無視できる(N/L≒0)という条件が満足しない場合、つまり、拡散符号長が短い場合にも、精度良くSNRを推定することができる。
As described above, according to the receiving apparatus that receives the direct spread spectrum signal according to the first embodiment, the noise power N is very large with respect to the signal power S that is a premise in Patent Document 1 (S << N ), The SNR can be estimated with high accuracy even in an environment that does not satisfy the above condition, that is, an environment of short-range communication. Further, when the condition that the code length L as a premise in
図4の構成例によれば、信号電力S及び雑音電力Nの値そのものではなく、両者の比率(SNR)の演算に特化することで、信号雑音電力算出部180による乗算処理を簡易化することができる。図3の構成例の変形として、第1の乗算部181、第2の乗算部182、第3の乗算部183で乗算する値を、それぞれ任意の数αで乗算した値を使用してもSNRを算出できる。つまり、第1の乗算部181で係数α×(L/(L−1))を乗算し、第2の乗算部182で係数α/(L−1)を乗算し、第3の乗算部183で係数α×(L/(L−1))を乗算してもよい。なお、SNR算出部170によって算出されたSNRは、受信装置100の図示しない表示部に表示することによって、オペレータ等による受信信号の品質(伝搬環境等の伝搬路特性)の把握、監視に用いることが可能である。
According to the configuration example of FIG. 4, the multiplication process by the signal noise
実施の形態2.
実施の形態1に係る受信装置による高精度のSNR推定を用いて、適応変調方式を採用した通信装置を構成することができる。
Embodiment 2. FIG.
A communication apparatus that employs an adaptive modulation scheme can be configured using highly accurate SNR estimation by the receiving apparatus according to the first embodiment.
図5は、実施の形態2に係る通信装置の構成を示すブロック図である。
図5を参照して、実施の形態2に係る通信装置300は、実施の形態1に係る受信装置100と、送信装置200とを備える。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a communication apparatus according to the second embodiment.
Referring to FIG. 5,
受信装置100は、実施の形態1で説明したように、直接スペクトラム拡散信号を受信すると、受信信号の逆拡散処理によって受信データ列を生成するとともに、信号雑音電力算出部180及び比率算出部190によってSNRを算出する。
As described in
送信装置200は、誤り訂正符号部210と、マッピング部(変調部)220と、拡散部230とを含む。
Transmitting
誤り訂正符号部210は、採用している誤り訂正符号方式に従って送信データを誤り訂正符号化する。当該誤り訂正符号化は、受信装置側の誤り訂正復号部150(図1)による誤り復号化と対を成す。なお、誤り訂正符号を使用しない場合は、誤り訂正復号部150及び誤り訂正符号部210は、省略される。すなわち、送信データは、誤り符号化されることなく、マッピング部(変調部)220へ入力されてもよい。
The error
マッピング部220は、受信信号の品質をもとに変調方式を選択する適応変調方式を採用しており、受信装置100において算出されたSNRに応じて変調方式を切り替える。すなわち、マッピング部220は、誤り訂正符号後の送信データ(あるいは、誤り符号化されていない送信データ)を、SNRに従って選択された変調方式によってマッピングして変調信号を生成する。
拡散部230は、マッピング部(変調部)220から出力される変調信号を、符号長Lの拡散符号を用いて直接スペクトラム拡散することによって送信信号を出力する。拡散部230から出力される送信信号は、増幅器(図示せず)により増幅された後、アンテナ(図示せず)から空間に放射される。
The spreading
マッピング部220における適応変調方式では、電波環境等による伝搬環境の監視(代表的には、SNRの監視)に基づき、所要の回線品質(例えば、ビット誤り率)を満足する変調方式の中から、周波数利用効率が最も高くなる1つの変調方式が選択される。従って、SNRが低いときには多値数の小さい変調方式を選択し、SNRが高いときには多値数の大きい変調方式を選択する。例えば、受信装置100によって算出されたSNRと層別のための予め定められた複数のしきい値との比較に従って、SNRが高くなる程、BPSK、QPSK、16値QAM、64値QAM、及び、256値QAMの順に、多値数が大きい変調方式を使用するように切替えることができる。つまり、マッピング部(変調部)220は、SNRが増加すると、選択する変調方式の多値数が単調に増加するように変調方式を選択する。単調に増加とは、ある範囲のSNRに対して同じ変調方式を選択し、より大きいSNRの範囲では選択する変調方式の多値数が、より小さいSNRの範囲で選択する変調方式の多値数よりも大きいことを意味する。
In the adaptive modulation method in the
このように適応変調方式は、通信回線のSNRに適した伝送容量を実現する手法であるが、SNRの推定精度が悪いと、変調方式の選択を誤ることで、最適な伝送容量を実現することができなくなるという問題がある。 As described above, the adaptive modulation method is a method for realizing a transmission capacity suitable for the SNR of the communication line. However, if the estimation accuracy of the SNR is poor, the optimum transmission capacity is realized by erroneously selecting the modulation method. There is a problem that it becomes impossible.
これに対して、実施の形態2に係る通信装置によれば、実施の形態1に係る受信装置による受信信号から高精度に算出されるSNRを用いることで、適切な変調方式を用いたデータ通信を行うことが可能となるので、適応変調方式を適切に運用することができる。 On the other hand, according to the communication apparatus according to the second embodiment, data communication using an appropriate modulation scheme is performed by using the SNR calculated with high accuracy from the received signal by the receiving apparatus according to the first embodiment. Therefore, the adaptive modulation method can be appropriately operated.
なお、本実施の形態において、図1〜図5の各々で記載した各ブロックの機能は、プロセッサが予め格納されたプログラムを実行することによるソフトウェア処理、或いは、FPGA(Field-Programmable Gate Array),LSI(Large-Scale Integrated circuit)等によるハードウェア処理、又は、ソフトウェア処理とハードウェア処理との組み合わせによって実現することができる。 In the present embodiment, the function of each block described in each of FIG. 1 to FIG. 5 is a software process in which a processor executes a program stored in advance, or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), It can be realized by hardware processing using an LSI (Large-Scale Integrated circuit) or the like, or a combination of software processing and hardware processing.
又、実施の形態1で説明した構成のうち、SNR算出部170(或いは、第1及び第2の電力算出部160,165及びSNR算出部170)を抽出して「信号対雑音比算出装置」を構成することも可能である。
Also, from the configuration described in the first embodiment, the SNR calculation unit 170 (or the first and second
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 受信装置、110 RF部、120 A/D変換器、130 逆拡散部、131,132 低域通過フィルタ(LPF)、133 クロック発振器、134 拡散符号生成器、135 乗算器、140 デマップ部(復調部)、150 誤り訂正復号部、160 第1の電力算出部、165 第2の電力算出部、170 SNR算出部(信号対雑音比算出部)、180、180A 信号雑音電力算出部、181 第1の乗算部、182 第2の乗算部、183 第3の乗算部、184 第4の乗算部、185 第5の乗算部、186 第1の減算部、187 第2の減算部、188 第3の減算部、189 第4の減算部、190 比率算出部、200 送信装置、210 誤り訂正符号部、220 マッピング部(変調部)、230 拡散部、300 通信装置、L 拡散符号長、N 雑音電力、P1,P2 電力、Q1,Q2,Q3,Q4 電力推定値、S 信号電力、SR1 信号(逆変換前)、SR2 信号(逆変換後)。 100 receiver, 110 RF unit, 120 A / D converter, 130 despreading unit, 131, 132 low-pass filter (LPF), 133 clock oscillator, 134 spreading code generator, 135 multiplier, 140 demapping unit (demodulation) Section), 150 error correction decoding section, 160 first power calculation section, 165 second power calculation section, 170 SNR calculation section (signal to noise ratio calculation section), 180, 180A signal noise power calculation section, 181 first Multiplication unit, 182 second multiplication unit, 183 third multiplication unit, 184 fourth multiplication unit, 185 fifth multiplication unit, 186 first subtraction unit, 187 second subtraction unit, 188 third Subtraction unit, 189 fourth subtraction unit, 190 ratio calculation unit, 200 transmission device, 210 error correction code unit, 220 mapping unit (modulation unit), 230 spreading unit, 300 Communication device, L spreading code length, N noise power, P1, P2 power, Q1, Q2, Q3, Q4 power estimation value, S signal power, SR1 signal (before inverse transformation), SR2 signal (after inverse transformation).
Claims (6)
前記直接スペクトラム拡散信号である受信信号を符号長がLビット(L:自然数)の拡散符号によって逆拡散する逆拡散部と、
逆拡散前の前記受信信号の電力である第1の受信電力を算出する第1の電力算出部と、
前記逆拡散部による逆拡散後の受信信号の電力である第2の受信電力を算出する第2の電力算出部と、
前記第1及び第2の電力算出部によって算出された前記第1及び第2の受信電力に基づき、前記受信信号の信号電力を雑音電力で除算した信号対雑音比を算出する信号対雑音比算出部とを備え、
前記信号対雑音比算出部は、
前記第1の受信電力を前記Lで除算した値を前記第2の受信電力から減算した値を、前記第1の受信電力から前記第2の受信電力を減算した値で除算した値になるように前記信号対雑音比を算出する、受信装置。 A receiving device that directly receives a spread spectrum signal,
A despreading unit that despreads the received signal, which is the direct spread spectrum signal, with a spreading code having a code length of L bits (L: natural number);
A first power calculator that calculates a first received power that is the power of the received signal before despreading;
A second power calculator that calculates second received power that is the power of the received signal after despreading by the despreading unit;
Signal-to-noise ratio calculation for calculating a signal-to-noise ratio obtained by dividing the signal power of the received signal by noise power based on the first and second received power calculated by the first and second power calculators With
The signal-to-noise ratio calculator is
A value obtained by subtracting the value obtained by dividing the first received power by L from the second received power is a value obtained by dividing the value by subtracting the second received power from the first received power. A receiving device that calculates the signal-to-noise ratio.
前記第2の受信電力にL/(L−1)を乗算した値を出力する第1の乗算部と、
前記第1の受信電力に1/(L−1)を乗算した値を出力する第2の乗算部と、
前記第1の受信電力にL/(L−1)を乗算した値を出力する第3の乗算部と、
前記第1の乗算部の出力から前記第2の乗算部の出力を減算した値を出力する第1の減算部と、
前記第3の乗算部の出力から前記第1の乗算部の出力を減算した値を出力する第2の減算部と、
前記第1の減算部の出力を前記第2の減算部の出力で除算して前記信号対雑音比を算出する比率算出部とを含む、請求項1に記載の受信装置。 The signal-to-noise ratio calculator is
A first multiplier that outputs a value obtained by multiplying the second received power by L / (L-1);
A second multiplier that outputs a value obtained by multiplying the first received power by 1 / (L-1);
A third multiplier that outputs a value obtained by multiplying the first received power by L / (L-1);
A first subtractor that outputs a value obtained by subtracting the output of the second multiplier from the output of the first multiplier;
A second subtractor that outputs a value obtained by subtracting the output of the first multiplier from the output of the third multiplier;
The receiving apparatus according to claim 1, further comprising: a ratio calculation unit that calculates the signal-to-noise ratio by dividing the output of the first subtraction unit by the output of the second subtraction unit.
前記第2の受信電力にLを乗算した値を出力する第4の乗算部と、
前記第1の受信電力にLを乗算した値を出力する第5の乗算部と、
前記第4の乗算部の出力から前記第1の受信電力を減算した値を出力する第3の減算部と、
前記第5の乗算部の出力から前記第4の乗算部の出力を減算した値を出力する第4の減算部と、
前記第3の減算部の出力を前記第4の減算部の出力で除算して前記信号対雑音比を算出する比率算出部とを含む、請求項1に記載の受信装置。 The signal-to-noise ratio calculator is
A fourth multiplier for outputting a value obtained by multiplying the second received power by L;
A fifth multiplier that outputs a value obtained by multiplying the first received power by L;
A third subtractor that outputs a value obtained by subtracting the first received power from the output of the fourth multiplier;
A fourth subtractor that outputs a value obtained by subtracting the output of the fourth multiplier from the output of the fifth multiplier;
The receiving apparatus according to claim 1, further comprising: a ratio calculation unit that calculates the signal-to-noise ratio by dividing the output of the third subtraction unit by the output of the fourth subtraction unit.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の受信装置と、
前記受信装置により算出された前記信号対雑音比が入力されて、予め定められた複数の変調方式の中から、前記信号対雑音比に応じて選択された1つの変調方式によって送信データを変調して変調信号を生成する変調部と、前記符号長がLビットの拡散符号を用いて直接スペクトラム拡散することによって送信信号を出力する拡散部とを含む、
送信装置とを備えた、通信装置。 A communication device that directly communicates with a spread spectrum signal,
The receiving device according to any one of claims 1 to 3,
The signal-to-noise ratio calculated by the receiving device is input, and transmission data is modulated by one modulation method selected according to the signal-to-noise ratio from a plurality of predetermined modulation methods. A modulation unit that generates a modulation signal, and a spreading unit that outputs a transmission signal by directly spreading the spectrum using a spreading code having a code length of L bits,
A communication device comprising a transmission device.
逆拡散前の前記受信信号の電力である第1の受信電力から、符号長がLビット(L:自然数)の拡散符号による前記受信信号の逆拡散後の信号の電力である第2の受信電力を減算した第1の値で、前記第1の受信電力を前記Lで除算した値を前記第2の受信電力から減算した第2の値を除算した値になるように前記信号対雑音比を算出することを特徴とする、信号対雑音比算出装置。
A signal-to-noise ratio calculation device that calculates a signal-to-noise ratio of a received signal that is a direct spread spectrum signal,
Second received power that is the power of the signal after despreading of the received signal by a spreading code having a code length of L bits (L: natural number) from the first received power that is the power of the received signal before despread The signal-to-noise ratio is set to a value obtained by dividing a value obtained by dividing the first received power by the L by a first value obtained by subtracting the first received power from the second received power. A signal-to-noise ratio calculation apparatus characterized by calculating.
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2003510889A (en) * | 1999-09-18 | 2003-03-18 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Base station receiver for code division multiple access mobile communication system and method for measuring signal to noise ratio |
JP2008283514A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Sanyo Electric Co Ltd | Noise component estimating device, and receiver |
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