JP3716846B2 - Symbol timing estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、プリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置に関する。 The present invention relates to a symbol timing estimation apparatus that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal.
一般に、パケット通信方式では、パケット毎に同期をとる必要があるため、各パケットの先頭にプリアンブル信号と呼ばれる同期確立用の信号が備えられている。そして、従来より、このプリアンブル信号を用いて、プリアンブル信号の後に続く、例えば、画像、音声、または文章などのデータ(以下、シンボルという)が始まる位置(シンボルの読み込みが開始されるタイミング)を推定するシンボルタイミング推定装置において様々な構成が考えられている。 In general, since it is necessary to synchronize each packet in the packet communication system, a synchronization establishment signal called a preamble signal is provided at the head of each packet. Conventionally, using this preamble signal, for example, the position (timing at which symbol reading is started) where data (hereinafter referred to as a symbol) such as an image, sound, or text following the preamble signal starts is estimated. Various configurations are considered for the symbol timing estimation apparatus.
図4(a)は、既存のシンボルタイミング推定装置の一例を模式的に示す図である。
図4(a)に示すシンボルタイミング推定装置40は、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号とを乗算し、その入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタ41と、マッチドフィルタ41から出力される相関値に基づいてシンボルが開始されるタイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器42とを備えて構成される。
FIG. 4A is a diagram schematically illustrating an example of an existing symbol timing estimation apparatus.
The symbol timing estimation device 40 shown in FIG. 4A multiplies an input preamble signal by a known preamble signal, and outputs a correlation value between the input preamble signal and the known preamble signal. And a symbol start
図4(b)は、マッチドフィルタ41の出力信号を、図4(c)は、シンボル開始検出器42の出力信号を示す図である。なお、図4(b)及び(c)のそれぞれのグラフの横軸は時間を、縦軸は出力信号の振幅値を示す。
図4(b)及び(c)に示すように、シンボル開始検出器42は、マッチドフィルタ41から最後の相関値のピーク値(以下、相関ピークという)が出力されてから、ある一定周期後(例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)では、あるショートシンボルが検出されてから次のショートシンボルが検出されるまでの1周期0.8μs)に次の相関ピークが検出されないと、そのときの時刻をシンボルの開始タイミングとし、その旨の信号を出力する。
FIG. 4B shows an output signal of the matched
As shown in FIGS. 4B and 4C, the
このシンボルタイミング推定装置40は、マッチドフィルタ41及びシンボル開始検出器42で構成されるように、比較的少ない構成で実現することができるため、回路規模を小さくすることができる特徴がある。
しかしながら、このシンボルタイミング推定装置40は、フェ−ジング、雑音、またはAGC(Automatic Gain Control)回路などの影響によりプリアンブル信号が歪むと、マッチドフィルタ41から出力される相関値のピーク値も歪み、シンボルの開始タイミングの検出ミスが発生するおそれがある。
Since the symbol timing estimation device 40 can be realized with a relatively small number of configurations, such as the matched
However, when the preamble signal is distorted due to the influence of fading, noise, or an AGC (Automatic Gain Control) circuit, the symbol timing estimation device 40 also distorts the peak value of the correlation value output from the matched
そこで、フェ−ジング、雑音、またはAGC回路などで生じる信号歪みの影響によるシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えるために、例えば、マッチドフィルタ41から出力される相関値を順次同期加算することで相関ピークを際立たせる方式などが考えられる。(例えば、非特許文献1参照)
図5(a)は、同期加算器を備える既存のシンボルタイミング推定装置の一例を模式的に示す図である。なお、図4(a)と同一の構成については同一の符号をつける。
Therefore, in order to suppress detection errors in symbol start timing due to the effects of signal distortion caused by fading, noise, or an AGC circuit, for example, correlation values output from the matched
FIG. 5A is a diagram schematically illustrating an example of an existing symbol timing estimation device including a synchronous adder. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as Fig.4 (a).
図5(a)に示すシンボルタイミング推定装置50は、マッチドフィルタ41(例えば、非特許文献1のマッチトフィルタに相当)と、マッチドフィルタ41から出力される相関ピークを順次同期加算する同期加算器51(例えば、非特許文献1の同期加算に相当)と、入力されるプリアンブル信号とそのプリアンブル信号が一定周期遅延された信号とを乗算し、それらの信号の相関値を算出する自己相関器52(例えば、非特許文献1の自己相関電力算出に相当)と、自己相関器52で算出される相関値と閾値とを比較し、その比較結果と同期加算器51で算出される値のピーク値とに基づいてシンボルの開始タイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器53(例えば、非特許文献1のシンボルスタート検出部に相当)とを備えて構成される。
A symbol timing estimation device 50 shown in FIG. 5A includes a matched filter 41 (for example, equivalent to the matched filter of Non-Patent Document 1) and a synchronous adder that sequentially and synchronously adds correlation peaks output from the matched
図5(b)は、同期加算器51の出力信号を、図5(c)は、自己相関器52の出力信号を、図5(d)は、シンボル開始検出器53の出力信号を示す図である。なお、図5(b)〜(d)のそれぞれのグラフの横軸は時間を、縦軸は出力信号の振幅値を示す。
図5(b)〜(d)に示すように、シンボル開始検出器53は、自己相関器52から出力される相関値が閾値A以下となり同期加算器51の出力値が最初にピークとなるときの時刻を、シンボルの開始タイミングとし、その旨の信号を出力する。
5B shows the output signal of the
As shown in FIGS. 5B to 5D, when the correlation value output from the
このシンボルタイミング推定装置50は、上述したように、マッチドフィルタ41の相関ピークを同期加算器51で順次同期加算し平均化しているため、フェ−ジング、雑音、またはAGC回路などで生じる信号ひずみの影響によるシンボルの開始タイミングの検出ミスを抑えることができる。
As described above, the symbol timing estimation device 50 sequentially synchronizes and averages the correlation peaks of the matched
また、マッチドフィルタ(相関演算器102)と、そのマッチドフィルタから出力される相関ピークを順次同期加算する同期加算器(遅延加減算回路104)と、その同期加算器の出力値がピークとなるときをシンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器(ピーク検出器107)とを備える構成のシンボルタイミング推定装置も考えられる。(例えば、特許文献1参照)
しかしながら、シンボルの開始タイミング付近における自己相関器52の算出値は緩やかにしか減衰しない。そのため、シンボル開始検出器53における閾値の調整が難しいという問題や受信信号歪耐性が弱くなるという問題がある。
また、上記シンボルタイミング推定装置50は、マッチドフィルタ41やシンボル開始検出器53の他に、自己相関器52などを備えるため、その分回路規模や消費電力が大きくなるという問題もある。
However, the calculated value of the
In addition to the matched
また、例えば、特許文献1に示されるシンボルタイミング推定装置においても、マッチドフィルタ(相関検算器102)から出力される相関ピークを同期加算器(遅延加減算回路104)において同期加算していく際に最後の相関ピークを減算する構成としているため、シンボルの開始タイミング付近での同期加算器(遅延加減算回路104)の出力値が緩やかにしか減衰しない。そのため、シンボル開始検出器(ピーク検出器107)における閾値の調整が難しいという問題や受信信号歪耐性が弱くなるという問題がある。
Also, for example, in the symbol timing estimation device disclosed in
そこで、本発明は、上記問題を考慮し、シンボル開始検出器における閾値の調整を容易にし、受信信号歪耐性を強くすると共に、回路規模や消費電力を抑えることが可能なシンボルタイミング推定装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a symbol timing estimation device that facilitates adjustment of a threshold value in a symbol start detector, enhances received signal distortion resistance, and can reduce circuit scale and power consumption. The purpose is to do.
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のシンボルタイミング推定装置は、プリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、前記乗算器で算出される値のピーク値が所定値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器とを備え、前記同期加算器は、忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the symbol timing estimation apparatus of the present invention is a symbol timing estimation apparatus that estimates the start timing of symbols in packet communication using a preamble signal, and outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal A matched filter that sequentially and synchronously adds correlation values output from the matched filter, and a multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter and a value calculated by the synchronous adder. And a symbol start detector that sets a time when a peak value of the value calculated by the multiplier becomes smaller than a predetermined value as a start timing of the symbol, and the synchronous adder uses a forgetting coefficient to Synchronous addition is performed so that the weight for the correlation value becomes small.
このように、忘却係数を用いる同期加算器によりマッチドフィルタの相関ピークのレベルを高くし、更に、マッチドフィルタから出力される相関値と同期加算器で算出される値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、プリアンブル信号受信時における乗算器の出力値のピーク値とシンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値のピーク値との差を大きくすることができる。これより、シンボル開始検出器における所定値(閾値)の調整を容易にすることができる。 As described above, the level of the correlation peak of the matched filter is increased by the synchronous adder using the forgetting coefficient, and further, the correlation value output from the matched filter is multiplied by the value calculated by the synchronous adder. Since the output value of the multiplier near the start timing is sharply attenuated, the difference between the peak value of the multiplier output value at the time of receiving the preamble signal and the peak value of the multiplier output value near the symbol start timing is Can be bigger. Thereby, the adjustment of the predetermined value (threshold value) in the symbol start detector can be facilitated.
また、マッチドフィルタの相関ピークのレベルを高くし、更に、シンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、たとえ、フェージング、雑音、またはAGC回路などの影響によりプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを少なくすることができる。これより、受信信号歪耐性を強くすることができる。 In addition, since the correlation peak level of the matched filter is increased and the output value of the multiplier near the symbol start timing is sharply attenuated, the preamble signal is affected by fading, noise, AGC circuit, etc. Even if distorted, it is possible to reduce the detection error of the symbol start timing. As a result, the received signal distortion tolerance can be increased.
また、従来のシンボルタイミング推定装置に備えられる自己相関器をなくすことができるので、その分回路規模や消費電力を抑えることができる。
また、上記シンボルタイミング推定装置の同期加算器は、加算器と、前記加算器から出力される値を一定周期遅延させるレジスタと、前記レジスタで遅延された値に前記忘却係数を乗算する忘却係数乗算器とを備え、前記加算器が、前記マッチドフィルタから出力される相関値と前記忘却係数乗算器で算出される値とを加算するように構成してもよい。
In addition, since the autocorrelator provided in the conventional symbol timing estimation apparatus can be eliminated, the circuit scale and power consumption can be reduced accordingly.
The synchronous adder of the symbol timing estimation device includes an adder, a register that delays a value output from the adder by a certain period, and a forgetting coefficient multiplication that multiplies the value delayed by the register by the forgetting coefficient. And the adder may be configured to add the correlation value output from the matched filter and the value calculated by the forgetting factor multiplier.
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、プリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、前記乗算器で算出される値のピーク値が所定値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器とを備えることを特徴とする。 The symbol timing estimation apparatus of the present invention is a symbol timing estimation apparatus that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal, and outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal A matched filter that sequentially and synchronously adds correlation values output from the matched filter, and a multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter and a value calculated by the synchronous adder. And a symbol start detector for setting a start time of the symbol when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a predetermined value.
これより、同期加算器において、忘却係数を用いて同期加算させる構成、例えば、固定係数乗算器を省略することができるので、その分忘却係数を用いるシンボルタイミング推定装置に比べて、回路規模を小型化することができる。
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、プリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、前記乗算器で算出される値のピーク値が所定時間前のピーク値より小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器とを備え、前記同期加算器が、忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算するように構成してもよい。
As a result, the synchronous adder can be configured to perform synchronous addition using a forgetting coefficient, for example, a fixed coefficient multiplier, so that the circuit scale can be reduced compared to a symbol timing estimation device that uses the forgetting coefficient accordingly. Can be
The symbol timing estimation apparatus of the present invention is a symbol timing estimation apparatus that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal, and outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal A matched filter that sequentially and synchronously adds correlation values output from the matched filter, and a multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter and a value calculated by the synchronous adder. And a symbol start detector that sets a start time of the symbol when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a peak value before a predetermined time, and the synchronous adder uses a forgetting factor Thus, the synchronous addition may be performed so that the weight for the past correlation value becomes small.
また、本発明のシンボルタイミング推定装置は、プリアンブル信号を用いてパケット通信におけるシンボルの開始タイミングを推定するシンボルタイミング推定装置であって、入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、前記乗算器で算出される値のピーク値が所定時間前のピーク値より小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器とを備えるように構成してもよい。 The symbol timing estimation apparatus of the present invention is a symbol timing estimation apparatus that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal, and outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal A matched filter that sequentially and synchronously adds correlation values output from the matched filter, and a multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter and a value calculated by the synchronous adder. And a symbol start detector that takes a time when a peak value of the value calculated by the multiplier is smaller than a peak value before a predetermined time as a start timing of the symbol.
本発明によれば、マッチドフィルタの相関ピークのレベルを高くし、更に、シンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、プリアンブル信号受信中における乗算器の出力値のピーク値とシンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値のピーク値の差を大きくすることができる。これより、シンボル開始検出器における所定値(閾値)の調整を容易にすることができる。 According to the present invention, the level of the correlation peak of the matched filter is increased, and the output value of the multiplier near the start timing of the symbol is sharply attenuated, so that the output value of the multiplier during reception of the preamble signal is reduced. The difference between the peak value and the peak value of the multiplier output value in the vicinity of the symbol start timing can be increased. Thereby, the adjustment of the predetermined value (threshold value) in the symbol start detector can be facilitated.
また、マッチドフィルタの相関ピークのレベルを高くし、更に、シンボルの開始タイミング付近の乗算器の出力値を急峻に減衰させているので、たとえ、フェージング、雑音、またはAGC回路などの影響によりプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを少なくすることができる。これより、受信信号歪耐性を強くすることができる。 In addition, since the correlation peak level of the matched filter is increased and the output value of the multiplier near the symbol start timing is sharply attenuated, the preamble signal is affected by fading, noise, AGC circuit, etc. Even if distorted, it is possible to reduce the detection error of the symbol start timing. As a result, the received signal distortion tolerance can be increased.
また、従来のシンボルタイミング推定装置に備えられていた自己相関器が不要となるため、その分回路規模や消費電力を抑えることができる。 In addition, since the autocorrelator provided in the conventional symbol timing estimation apparatus is not required, the circuit scale and power consumption can be reduced accordingly.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1(a)は、本発明の実施形態のシンボルタイミング推定装置を模式的に示す図である。なお、図5(a)と同一な構成には、同一の符号をつける。
図1(a)に示すように、シンボルタイミング推定装置10は、マッチドフィルタ41と、忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように、マッチドフィルタ41から出力される相関値を順次同期加算する忘却係数付同期加算器11(同期加算器)と、マッチドフィルタ41で算出される相関値と忘却係数付同期加算器11の出力値とを乗算する乗算器12と、乗算器12の出力値と閾値との比較結果に基づいてデータ(プリアンブル信号の後に続く画像、音声、または文書などのデータ)が開始されるタイミングを検出し、その旨のタイミング信号を出力するシンボル開始検出器13とを備えて構成される。なお、シンボルタイミング推定装置10は、例えば、無線LAN、有線LAN、携帯電話、または有線ADSLなどの通信ネットワークに適用してもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a diagram schematically illustrating a symbol timing estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as Fig.5 (a).
As shown in FIG. 1A, the symbol timing estimation apparatus 10 sequentially uses the matched
図1(b)は、忘却係数付同期加算器11の出力信号を、図1(c)は、乗算器12の出力信号を、図1(d)は、シンボル開始検出器13の出力信号を示す図である。なお、図1(b)〜(d)のそれぞれのグラフの横軸は時間を、縦軸は出力信号の振幅値を示す。
1B shows the output signal of the synchronous adder 11 with a forgetting factor, FIG. 1C shows the output signal of the
ここで、上記忘却係数付同期加算器11における忘却係数を用いた同期加算の一例を示す。
例えば、マッチドフィルタ41で算出される4つの相関ピーク(図4(b)参照)の値をいずれも1とし、マッチドフィルタ41で算出される相関ピーク間の相関値を0とし、プリアンブル以降の相関値を0.1とし、忘却係数を0.9とする場合を考える。なお、図1(b)に示す6つのピーク値は左からP1、P2、・・・、P6とする。
Here, an example of synchronous addition using the forgetting factor in the synchronous adder 11 with forgetting factor is shown.
For example, the values of the four correlation peaks (see FIG. 4B) calculated by the matched
これにより、図1(b)に示す忘却係数付同期加算器11で算出されるピーク値は、
P1= 1+0.9×0 =1
P2= 1+0.9×1 =1.9
P3= 1+0.9×1.9 =1+0.9+(0.9)2=2.71
P4= 1+0.9×2.71 =1+0.9+(0.9)2+(0.9)3=3.439
P5= 0.1+0.9×3.439 =0.1+0.9+(0.9)2+(0.9)3+(0.9)4=3.1951
P6= 0.1+0.9×3.1951=0.1+0.9+(0.9)2+(0.9)3+(0.9)4+(0.9)5=2.97559
となる。また、相関ピーク間の値は0と定義しているので図1(b)のように相関波形は離散的な複数のインパルス波形となる。
Thereby, the peak value calculated by the synchronous adder 11 with a forgetting factor shown in FIG.
P1 = 1 + 0.9 × 0 = 1
P2 = 1 + 0.9 × 1 = 1.9
P3 = 1 + 0.9 × 1.9 = 1 + 0.9 + (0.9) 2 = 2.71
P4 = 1 + 0.9 × 2.71 = 1 + 0.9 + (0.9) 2 + (0.9) 3 = 3.439
P5 = 0.1 + 0.9 × 3.439 = 0.1 + 0.9 + (0.9) 2 + (0.9) 3 + (0.9) 4 = 3.1951
P6 = 0.1 + 0.9 × 3.1951 = 0.1 + 0.9 + (0.9) 2 + (0.9) 3 + (0.9) 4 + (0.9) 5 = 2.97559
It becomes. Since the value between the correlation peaks is defined as 0, the correlation waveform is a plurality of discrete impulse waveforms as shown in FIG.
次に、図1(c)に示すように、上記乗算器12は、マッチドフィルタ41で算出される相関値と忘却係数付同期加算器11の出力値とを乗算する。
例えば、マッチドフィルタ41から出力される4つの相関ピークの値をいずれも1とし、マッチドフィルタ41で算出される相関ピーク間の相関値を0とし、プリアンブル以降の相関値を0.1とし、忘却係数付同期加算11で算出される6つのピーク値をそれぞれ1、1.9、2.71、3.439、3.1951、2.97559とする場合を考える。なお、図1(c)に示す6つのピーク値をそれぞれ図1(c)の左からM1、M2、・・・、M6とする。
Next, as shown in FIG. 1C, the
For example, the values of the four correlation peaks output from the matched
これにより、図1(c)に示す乗算器12の6つのピーク値は、
M1=1 ×1 =1
M2=1 ×1.9 =1.9
M3=1 ×2.71 =2.71
M4=1 ×3.439 =3.439
M5=0.1×3.1951 =0.31951
M6=0.1×2.97559 =0.297559
となる。
As a result, the six peak values of the
M1 = 1 × 1 = 1
M2 = 1 × 1.9 = 1.9
M3 = 1 × 2.71 = 2.71
M4 = 1 × 3.439 = 3.439
M5 = 0.1 × 3.1951 = 0.31951
M6 = 0.1 × 2.975559 = 0.2975559
It becomes.
そして、図1(d)に示すように、シンボル開始検出器13は、忘却係数付同期加算11の出力値のピーク値が閾値B以下となる時刻を、シンボルの開始タイミングとし、その旨の信号を出力する。
このように、忘却係数付同期加算器11によりマッチドフィルタ41の相関ピークのレベルを高くし、更に、マッチドフィルタ41の出力値と忘却係数付同期加算器11の出力値とを乗算することによりシンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値を急峻に減衰させているので、プリアンブル信号受信中における乗算器12の出力値のピーク値とシンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値のピーク値との差を大きくすることができる。これより、シンボル開始検出器13における閾値の調整を容易にすることができる。
Then, as shown in FIG. 1 (d), the
As described above, the level of the correlation peak of the matched
また、マッチドフィルタ41の相関ピークのレベルを高くし、更に、シンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値を急峻に減衰させているので、たとえ、フェージング、雑音、またはAGC回路などの影響でプリアンブル信号が歪んでも、シンボルの開始タイミングの検出ミスを少なくすることができる。これより、受信信号歪耐性を強くすることができる。
Further, since the level of the correlation peak of the matched
また、上記シンボルタイミング推定装置10は、忘却係数を用いてマッチドフィルタ41の相関ピークを順次同期加算しているので、忘却係数を用いないでマッチドフィルタ41の相関ピークを順次同期加算するよりも、シンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値のピーク値を小さくすることができる。これより、シンボルタイミング推定装置10は、忘却係数を用いないシンボルタイミング推定装置に比べて、プリアンブル信号受信中における乗算器12の出力値のピーク値とシンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値のピーク値との差を更に大きくすることができるので、受信信号歪耐性を更に向上することができる。
In addition, since the symbol timing estimation apparatus 10 sequentially adds the correlation peaks of the matched
次に、図1(a)に示すシンボルタイミング推定装置10と図5(a)に示す従来のシンボルタイミング推定装置50との回路規模を比較する。なお、この回路規模の比較は、シンボルタイミング推定装置10及び50のそれぞれのマッチドフィルタ41において、どちらも16サンプル周期(0.8μs)で相関ピークが出力される場合を前提条件とする。
Next, the circuit scales of the symbol timing estimation device 10 shown in FIG. 1A and the conventional symbol timing estimation device 50 shown in FIG. 5A are compared. This comparison of circuit scales is based on the premise that the
図2(a)は、図1(a)に示す忘却係数付同期加算器11を構成する機能ブロックの一例を示す図である。
図2(a)に示すように、忘却係数付同期加算器11は、加算器110と、16個のレジスタで構成され、加算器110から出力される値を16サンプル遅延させるレジスタ部111(レジスタ)と、レジスタ部111で遅延された値に固定係数(忘却係数)を乗算する固定係数乗算器112(忘却係数乗算器)とを備えて構成される。なお、例えば、忘却係数付同期加算器11に備えられる固定係数乗算器112の固定係数は、0.9とする。
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of functional blocks constituting the synchronous adder 11 with a forgetting factor illustrated in FIG.
As shown in FIG. 2A, the synchronous adder 11 with a forgetting factor is composed of an
忘却係数付同期加算器11は、マッチドフィルタ41の出力値とレジスタ部111で16サンプル遅延された値とを加算器110において加算するものであって、マッチドフィルタ41の出力値とレジスタ部111で遅延された値とを加算する前に、固定係数乗算器112においてレジスタ部111で遅延された値と0.9とを乗算する。
The synchronous adder 11 with a forgetting factor adds the output value of the matched
また、図2(b)は、図5(a)に示す同期加算器51を構成する機能ブロックの一例を示す図である。なお、図2(a)と同一の構成には、同じ符号をつける。
図2(b)に示すように、同期加算器51は、加算器110と、レジスタ部111とを備えて構成される。
FIG. 2B is a diagram illustrating an example of functional blocks constituting the
As illustrated in FIG. 2B, the
同期加算器51は、マッチドフィルタ41の出力値とレジスタ部111で16サンプル遅延された値とを加算器110において加算する。
また、図2(c)は、図5(a)に示す自己相関器52を構成する機能ブロックの一例を示す図である。なお、図2(a)と同一の構成には、同じ符号をつける。
The
FIG. 2C is a diagram illustrating an example of functional blocks constituting the
図2(c)に示すように、自己相関器52は、乗算器520と、レジスタ部111と、加算器110と、1個のレジスタで構成されるレジスタ部521と、固定係数乗算器522及び523とを備えて構成される。なお、例えば、加算器110とレジスタ部521との間に設けられる固定係数乗算器522の固定係数は、15/16とし、自己相関器52の出力段に設けられる固定係数乗算器523の固定係数は、1/16とする。
As shown in FIG. 2C, the
自己相関器52は、マッチドフィルタ41の出力値とマッチドフィルタ41の出力値がレジスタ部111で16サンプル遅延された値とを乗算器520において乗算し、その乗算した値とレジスタ部521で1サンプル遅延された値に固定係数乗算器522において15/16をかけた値とを加算器110において加算し、その加算した値に固定係数乗算器523において1/16をかける。
The
図3(a)に示す表は、忘却係数付同期加算器11、同期加算器51、及び自己相関器52のそれぞれの機能ブロック数を示す表である。
上述したように、忘却係数付加算器11は、16個のレジスタで構成されるレジスタ部111と、固定係数乗算器112と、加算器110とで構成される。これより、図3(a)の表に示すように、忘却係数付加算器11を構成するレジスタ数は16、乗算器数は1、加算器数は1となる。
The table shown in FIG. 3A is a table showing the number of functional blocks of each of the synchronous adder 11 with forgetting factor, the
As described above, the adder 11 with a forgetting coefficient includes the
また、同期加算器51は、16個のレジスタで構成されるレジスタ部111と、加算器110とで構成される。これより、図3(a)の表に示すように、同期加算器51を構成するレジスタ数は16、乗算器数は0、加算器数は1となる。
また、自己相関器52は、16個のレジスタで構成されるレジスタ部111と、1個のレジスタで構成されるレジスタ521と、乗算器520と、固定係数乗算器522と、固定係数乗算器523と、加算器110とで構成される。これより、図3(a)に示すように、自己相関器52を構成するレジスタ数は17、乗算器数は3、加算器数は1となる。
The
The
図3(b)に示す表は、シンボルタイミング推定装置10とシンボルタイミング推定装置50との回路規模を比較するための表である。なお、この図3(b)に示す比較表は、マッチドフィルタ41などの共通部分を除いた比較を示す。
図3(b)の表に示すように、シンボルタイミング推定装置10を構成するレジスタ数は16(レジスタ部111)、乗算器数は2(乗算器12、固定係数乗算器112)、加算器数は1(加算器110)となる。一方、シンボルタイミング推定装置50を構成するレジスタ数は33(2個のレジスタ部111、レジスタ部521)、乗算器数は3(乗算器520、固定係数乗算器522、固定係数乗算器523)、加算器数は2(2個の加算器110)となる。
The table shown in FIG. 3B is a table for comparing the circuit scales of the symbol timing estimation device 10 and the symbol timing estimation device 50. The comparison table shown in FIG. 3B shows a comparison excluding common parts such as the matched
As shown in the table of FIG. 3B, the number of registers constituting the symbol timing estimation device 10 is 16 (register unit 111), the number of multipliers is 2 (
このように、シンボルタイミング推定装置10は、レジスタ数と加算器数とがそれぞれシンボルタイミング推定装置50と比較して半分以下の数で構成させることができ、更に、乗算器数もシンボルタイミング推定装置50と比較して少ない数で構成することができる。これより、本実施形態のシンボルタイミング推定装置10は、従来のシンボルタイミング推定装置50と比較して大幅に回路規模や消費電力を小さくすることができる。 As described above, the symbol timing estimation device 10 can be configured such that the number of registers and the number of adders are less than half the number of the symbol timing estimation device 50, respectively, and the number of multipliers is also the symbol timing estimation device. Compared to 50, it can be configured with a smaller number. Thus, the symbol timing estimation device 10 of the present embodiment can significantly reduce the circuit scale and power consumption as compared with the conventional symbol timing estimation device 50.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において、種々の構成を採用可能である。例えば、以下のような構成変更も可能である。
上記実施形態のシンボルタイミング推定装置10では、マッチドフィルタ41の出力値と忘却係数付同期加算器11の出力値とが乗算器12で乗算され、シンボル開始検出器13において、その乗算結果と閾値とが比較されてシンボルの開始タイミングを検出する構成であるが、忘却係数付同期加算器11の代わりに忘却係数を用いない同期加算器を備えシンボルタイミング推定装置を構成してもよい。このように、忘却係数を用いないシンボルタイミング推定装置を構成しても、プリアンブル信号受信中における乗算器12の出力値のレベルを高めると共に、シンボルの開始タイミング付近の乗算器12の出力値を急峻に減衰させることができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various structure is employable in the range described in each claim. For example, the following configuration changes are possible.
In the symbol timing estimation device 10 of the above embodiment, the output value of the matched
また、この忘却係数を用いないシンボルタイミング推定装置は、上記シンボルタイミング推定装置10における固定係数乗算器112を必要としないので、その分、シンボルタイミング推定装置10に比べて、回路規模や消費電力を小さくすることができる。
Further, since the symbol timing estimation device that does not use the forgetting factor does not require the fixed
10 シンボルタイミング推定装置
11 忘却係数付同期加算器
12 乗算器
13 シンボル開始検出器
40 シンボルタイミング推定装置
41 マッチドフィルタ
42 シンボル開始検出器
50 シンボルタイミング推定装置
51 同期加算器
52 自己相関器
53 シンボル開始検出器
110 加算器
111 レジスタ部
112 固定係数乗算器
520 乗算器
521 レジスタ部
522、523 固定係数乗算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Symbol timing estimation apparatus 11 Synchronous adder with forgetting
Claims (5)
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、
前記乗算器で算出される値のピーク値が所定値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器と、
を備え、
前記同期加算器は、忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算することを特徴とするシンボルタイミング推定装置。 A symbol timing estimation device that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal,
A matched filter that outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal;
A synchronous adder for sequentially synchronously adding correlation values output from the matched filter;
A multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter by a value calculated by the synchronous adder;
A symbol start detector having a time when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a predetermined value as a start timing of the symbol;
With
The symbol timing estimation apparatus, wherein the synchronous adder performs synchronous addition using a forgetting coefficient so that a weight for a past correlation value becomes small.
前記同期加算器は、
加算器と、
前記加算器から出力される値を一定周期遅延させるレジスタと、
前記レジスタで遅延された値に前記忘却係数を乗算する忘却係数乗算器と、
を備え、
前記加算器は、前記マッチドフィルタから出力される相関値と前記忘却係数乗算器で算出される値とを加算することを特徴とするシンボルタイミング推定装置。 The symbol timing estimation device according to claim 1,
The synchronous adder is
An adder;
A register for delaying a value output from the adder by a fixed period;
A forgetting factor multiplier for multiplying the value delayed by the register by the forgetting factor;
With
The adder adds a correlation value output from the matched filter and a value calculated by the forgetting factor multiplier.
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、
前記乗算器で算出される値のピーク値が所定値よりも小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。 A symbol timing estimation device that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal,
A matched filter that outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal;
A synchronous adder for sequentially synchronously adding correlation values output from the matched filter;
A multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter by a value calculated by the synchronous adder;
A symbol start detector having a time when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a predetermined value as a start timing of the symbol;
A symbol timing estimation apparatus comprising:
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、
前記乗算器で算出される値のピーク値が所定時間前のピーク値より小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器と、
を備え、
前記同期加算器は、忘却係数を用いて過去の相関値に対する重みが小さくなるように同期加算することを特徴とするシンボルタイミング推定装置。 A symbol timing estimation device that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal,
A matched filter that outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal;
A synchronous adder for sequentially synchronously adding correlation values output from the matched filter;
A multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter by a value calculated by the synchronous adder;
A symbol start detector that sets a start time of the symbol when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a peak value of a predetermined time before;
With
The symbol timing estimation apparatus, wherein the synchronous adder performs synchronous addition using a forgetting coefficient so that a weight for a past correlation value becomes small.
入力されるプリアンブル信号と既知のプリアンブル信号との相関値を出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタから出力される相関値を順次同期加算する同期加算器と、
前記マッチドフィルタから出力される前記相関値と前記同期加算器で算出される値とを乗算する乗算器と、
前記乗算器で算出される値のピーク値が所定時間前のピーク値より小さくなるときを前記シンボルの開始タイミングとするシンボル開始検出器と、
を備えることを特徴とするシンボルタイミング推定装置。
A symbol timing estimation device that estimates a symbol start timing in packet communication using a preamble signal,
A matched filter that outputs a correlation value between an input preamble signal and a known preamble signal;
A synchronous adder for sequentially synchronously adding correlation values output from the matched filter;
A multiplier that multiplies the correlation value output from the matched filter by a value calculated by the synchronous adder;
A symbol start detector that sets a start time of the symbol when a peak value of a value calculated by the multiplier is smaller than a peak value of a predetermined time before;
A symbol timing estimation apparatus comprising:
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