JP3711253B2

JP3711253B2 - ユニークワード検出方法および受信装置

Info

Publication number: JP3711253B2
Application number: JP2001241810A
Authority: JP
Inventors: 秀史村田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: JP2003060630A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信あるいは衛星通信等において、シリアル受信信号に含まれるユニークワードを検出する方法および受信装置に関し、特に、ユニークワードのより高精度な検出を可能とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信あるいは衛星通信等では、受信装置において、シリアル受信信号に含まれるユニークワードを検出することにより、受信した信号が所望の信号であるか否かが認識されたり、あるいは受信信号との同期が確立されたりする。ここで、従来のユニークワードの検出について図３〜５を参照して説明する。
【０００３】
図３に示すシリアル受信信号r(t)（t：時間）では、例えば、複数のシンボルからなるユニークワードフレームF1と、このユニークワードフレームF1に縦続した別の複数のシンボルからなるデータフレームF2とから、１スロットが構成されている。図４に示すように、この受信信号r(t)が、シフトレジスタ１８，複素乗算処理部２０，および加算処理部２２を含む相関値取得部３６に入力され、ここで、受信信号r(t)とユニークワードd(i)（i=1〜N，N：ユニークワードのシンボル数）との相関値R(t)が取得される。この相関値R(t)は、次の式により取得される。ここに、T：１シンボル長［時間］、なお、r(t)およびd(ｉ)はともに複素数であり、相関値R(t)はこれらの複素乗算値の総和である。またｄ^*（ｉ）は、ｄ（ｉ）の複素共役を示す。
【数１】

図５に示すように、受信信号r(t)とユニークワードd(i)との同期が取れたとき、すなわち、受信信号r(t)に含まれるユニークワードフレームF1とユニークワードd(i)とが丁度同期したタイミングtsにおいて、相関値R(ts)の大きさ|R(ts)|²はピーク値となる。したがって、異なる複数のタイミングtについてそれぞれ相関値R(t)の大きさ|R(t)|²を算出し、そのうちの一つが所定の閾値Thを超えたことにより、受信信号r(t)中に、ユニークワードd(i)と同じ符号列からなるユニークワードフレームF1が存在することを検出するとともに、そのタイミングtを同期タイミングtsとして取得する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法では、例えば伝送路状況の変動により受信信号r(t)のレベル（振幅）に変動が生じると、ユニークワードが正確に検出できなくなってしまうことがある。相関値R(t)の大きさ|R(t)|²は受信信号r(t)のレベルに応じて変化する。このため、閾値Thを固定値として設定していた場合には、受信信号r(t)のレベルが低くなってしまうと、ユニークワードフレームF1とユニークワードd(i)とが同期した相関値R(ts)の大きさ|R(ts)|²が閾値Thより低くなってしまうのである。
【０００５】
この問題に対処するため、閾値Thを、雑音電力のレベルに応じて可変設定する場合がある。しかしながら、この場合には、雑音電力のレベルを監視するための構成が必要となる分、受信装置が複雑化かつ大型化してしまうとともに、製造コストの増大を招いてしまう。また、雑音電力のレベルと受信信号r(t)のレベルとが完全に一致しないことから、そのような装置構成としても相変わらずユニークワードフレームF1を検出することができない場合が生じてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるユニークワード検出方法は、シリアル受信信号の振幅を所定の大きさに調整した振幅調整信号を取得する工程と、前記振幅調整信号と所定のユニークワードとの相関値を取得する工程と、前記相関値に基づいて受信信号に含まれるユニークワードを検出する工程と、を含む。かかる方法では、受信信号の振幅を所定の大きさに調整した振幅調整信号に対してユニークワードの検出を行うことにより、受信信号のレベル変動によらず、より精度よくユニークワードを検出することができる。またこうすることで、受信信号のレベル変動に対応するために雑音電力等のレベルを検出する構成も不要となる。
【０００７】
また本発明では、シリアル受信信号の振幅の実数成分および虚数成分を検出する工程をさらに含み、前記振幅調整信号を取得する工程は、検出された実数成分と虚数成分との比が受信信号と同じでありかつ所定の振幅を有する信号として振幅調整信号を取得するのが好適である。こうすることで、より容易にかつより精度良く振幅調整信号を取得することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる受信装置１０の全体構成を示す図、また図２は、本発明の振幅調整信号の取得について示す説明図である。
【０００９】
本実施形態にかかる受信装置１０では、ユニークワードの検出を、受信信号の振幅を所定の大きさに調整した振幅調整信号に対して行うことが特徴である。これにより、受信信号の振幅の変動による相関値の変動を抑制することができる。受信装置１０は、このための構成として、図１に示すように、受信信号の振幅の実数成分および虚数成分を検出する振幅成分検出部１２と、検出された実数成分と虚数成分との比が受信信号と同じでありかつ所定の振幅を有する信号として振幅調整信号を取得する振幅調整部１４と、を備える。
【００１０】
図２を参照してこれら振幅成分検出部１２および振幅調整部１４の動作について説明する。シリアル受信信号r(t)は、
【数２】
r(t) = A(t)e^jθ^(t) = A(t)cos(θ(t)) + j・A(t)sin(θ(t)) ・・・（２）
と表すことができる（ここに、A(t)：受信信号r(t)の振幅，j：虚数）。振幅成分検出部１２は、このシリアル受信信号r(t)について、所定のタイミングtにおいて、逐次、その振幅の互いに直交する成分、すなわち実数成分Re[r(t)]（=A(t)cos(θ(t))）および虚数成分Im[r(t)]（=A(t)sin(θ(t))）を検出する。
【００１１】
振幅調整部１４は、まず、こうして検出された実数成分Re[r(t)]および虚数成分Im[r(t)]に基づいて、受信信号r(t)の位相θ(t)を、それらの逆正接（tan^-1）より、
【数３】
θ(t) = tan^-1[Im[r(t)]/Re[r(t)]] ・・・（３）
として取得する。次いで、振幅調整部１４は、振幅調整信号u(t)を、受信信号r(t)の位相θ(t)と同じ位相θ(t)を備え、かつ所定の振幅の大きさ（例えば１）を有する信号、すなわち、
【数４】
u(t) = cos(θ(t)) + j・sin(θ(t)) ・・・（４）
として生成する。図２から明らかなように、こうして得られた振幅調整信号u(t)の実数成分Re[u(t)]と虚数成分Im[u(t)]との比は、受信信号の実数成分Re[r(t)]と虚数成分Im[r(t)]との比と等しくなっている。
【００１２】
本実施形態では、この振幅調整信号u(t)に対してユニークワードの検出が行われる。このための構成として受信装置１０には、相関値取得部１６が設けられる。この相関値取得部１６は、従来の相関値取得部（図４中の３６）と同様のシフトレジスタ１８，複素乗算処理部２０，および加算処理部２２を含む。ただし、本実施形態では、ユニークワードとして、所定の振幅の大きさ（例えば１）を備えた
【数５】
d(i) = cos(φ(i)) + j・sin(φ(i)) ・・・（５）
が用いられる（ここに、φ(i)：位相）。そして、相関値R(t)は、
【数６】

として取得される。ここに、T：１シンボル長［時間］、なお、u(t)およびd(ｉ)はともに複素数であり、相関値R(t)はこれらの複素乗算値の総和である。またｄ^*（ｉ）は、ｄ（ｉ）の複素共役を示す。
【００１３】
各タイミングｔに対して取得された相関値R(t)は、ユニークワード検出部２４に入力され、ここで、閾値Thと比較される。相関値R(t)が閾値Thより大きいとき、受信信号r(t)中に、ユニークワードd(i)と同じユニークワードフレームが含まれていたことが検出されるとともに、そのタイミングtが同期タイミングtsとして取得される。受信装置１０は、ユニークワードが検出された受信信号r(t)を所望の信号として認識することができるとともに、受信信号r(t)に対する同期タイミングtsを取得することができる。
【００１４】
なお、閾値Thは、振幅調整信号u(t)の振幅値およびユニークワードd(i)の振幅値に基づいて決定しておくのが望ましい。こうすることで、より確実にユニークワードを検出することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信信号の振幅を所定の大きさに調整した後にユニークワードの検出を行うことにより、受信信号のレベル変動によらず、より精度よくユニークワードを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる受信装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる受信装置における受信信号の振幅調整を示す説明図である。
【図３】シリアル受信信号を示す説明図である。
【図４】従来の受信装置における相関値取得部を示すブロック部である。
【図５】受信信号とユニークワードとの相関値を示す説明図である。
【符号の説明】
１０受信装置、１２振幅成分検出部、１４振幅調整部、１６相関値取得部、１８シフトレジスタ、２０複素乗算処理部、２２加算処理部、２４ユニークワード検出部、３６相関値取得部、r(t) シリアル受信信号、Re 実数成分、Im 虚数成分、u(t) 振幅調整信号、d(i) ユニークワード、R(t) 相関値、|R(t)|² 相関値の大きさ、F1 ユニークワードフレーム、F2 データフレーム、ts 同期タイミング、Th 閾値。

Claims

シリアル受信信号の振幅を所定の大きさに調整した振幅調整信号を取得する工程と、
シリアル受信信号の振幅の実数成分および虚数成分を検出する工程と、
前記振幅調整信号と所定のユニークワードとの相関値を取得する工程と、
前記相関値に基づいて受信信号に含まれるユニークワードを検出する工程と、
を含み、
前記振幅調整信号を取得する工程は、検出された実数成分と虚数成分との比が受信信号と同じでありかつ所定の振幅を有する信号として振幅調整信号 ( u(t) )
（数１）
θ (t) = tan ^-1 ｛ Im[r(t)]/Re[r(t)] ｝
ただし、 r(t) はシリアル受信信号を表す、
（数２）
u(t) = cos( θ (t)) + j ・ sin( θ (t))
を取得することを特徴とするユニークワード検出方法。
シリアル受信信号の振幅を所定の大きさに調整した振幅調整信号を取得する振幅調整部と、
シリアル受信信号の振幅の実数成分および虚数成分を検出する振幅成分検出部と、
前記振幅調整信号と所定のユニークワードとの相関値を取得する相関値取得部と、
前記相関値に基づいて受信信号に含まれるユニークワードを検出するユニークワード検出部と、
を備え、
前記振幅調整部は、検出された実数成分と虚数成分との比が受信信号と同じでありかつ所定の振幅を有する信号として振幅調整信号を取得することを特徴とする請求項１に記載のユニークワード検出方法を実行する受信装置。