JP4300204B2 - Wireless communication device - Google Patents
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Description
本発明は、複数アンテナを持つ無線通信装置およびフレーム同期タイミング検出方式に関し、特にOFDM通信方式の受信装置に関する。 The present invention relates to a radio communication apparatus having a plurality of antennas and a frame synchronization timing detection system, and more particularly to an OFDM communication system reception apparatus.
従来、例えば特許文献1のように、複数の受信系統を持つOFDM受信装置では、受信系統毎に受信信号の受信電力レベルを測定し、最も大きな受信電力レベルをもつ受信信号の同期用シンボルを用いて、全系統で共通のフレーム同期タイミングを決定していた。
Conventionally, as in
また、特許文献2のように、複数の受信系統毎にそれぞれの系統で受信した同期用シンボルを用いて各系統別のフレーム同期タイミングを決定し、または各系統の受信信号を合成した信号を用いて全系統に共通のフレーム同期タイミングを決定するOFDM受信装置があった。
このように従来における複数の受信系統を持ったOFDM受信装置においては、例えば受信電力が大きい受信信号を選択又は全受信信号を合成する。これにより良好な受信品質の同期用シンボルを得ることができ、この同期用シンボルを用いて全系統に共通のフレーム同期タイミングを検出する。 As described above, in a conventional OFDM receiving apparatus having a plurality of receiving systems, for example, a received signal having a large received power is selected or all received signals are synthesized. As a result, a synchronization symbol with good reception quality can be obtained, and a frame synchronization timing common to all systems is detected using this synchronization symbol.
しかしながら実際の伝搬環境においては、受信系統毎に遅延波の大きさや数、到来時間が異なる。そのため、共通のフレーム同期タイミングをもとに共通のFFT処理をする同期位置(FFT窓位置)を決定した場合、いくつかの受信系統においてはシンボル間干渉が生じてしまう問題があった。 However, in an actual propagation environment, the magnitude and number of delay waves and the arrival time differ for each reception system. Therefore, when the synchronization position (FFT window position) for performing the common FFT processing is determined based on the common frame synchronization timing, there is a problem that intersymbol interference occurs in some reception systems.
また、上述した、受信系統ごとに受信した同期用シンボルを用いて受信系統毎に個別にフレーム同期タイミングを検出する方式の場合、受信系統によってはマルチパスフェージングの影響により同期用シンボルの受信電力が劣化し、正しくフレーム同期タイミングを検出できない問題がある。以下、これについて図9および図10を用いて詳細に説明する。 Also, in the case of the above-described method of detecting the frame synchronization timing individually for each reception system using the synchronization symbol received for each reception system, the reception power of the synchronization symbol is affected by the influence of multipath fading depending on the reception system. There is a problem that the frame synchronization timing cannot be correctly detected due to deterioration. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIG. 9 and FIG.
図9および図10は、16サンプル周期の同期用シンボルにより受信処理を行うOFDM受信装置のフレーム同期タイミング分布を示す。図9および図10は、OFDM信号のガードインターバル長と同程度の期間、遅延波が到来してくる伝搬路モデルにおいて、2000回フレーム同期タイミングを獲得する計算機シミュレーションを本発明者らが行った結果である。 FIG. 9 and FIG. 10 show the frame synchronization timing distribution of the OFDM receiving apparatus that performs reception processing using a synchronization symbol of 16 sample periods. FIG. 9 and FIG. 10 show the results of the present inventors performing a computer simulation for obtaining frame synchronization timing 2000 times in a propagation path model in which a delayed wave arrives for a period of time comparable to the guard interval length of the OFDM signal. It is.
0サンプルが理想的な同期タイミングであるが図9のように同期用シンボルの受信電力が小さい場合には、同期用シンボルの周期分同期タイミングがずれてしまうような大きなフレーム同期誤りが生じる。一方図10のように受信電力が大きい場合には、理想的な同期タイミング周辺で同期タイミングを獲得していることがわかる。フレーム同期タイミングが大きく誤ってしまうと、FFT窓位置を正しく決定できないため、同期用シンボルに続く情報フレームを正しく受信できない。 Although 0 samples is an ideal synchronization timing, when the reception power of the synchronization symbol is small as shown in FIG. 9, a large frame synchronization error occurs in which the synchronization timing is shifted by the period of the synchronization symbol. On the other hand, when the received power is large as shown in FIG. 10, it can be seen that the synchronization timing is obtained around the ideal synchronization timing. If the frame synchronization timing is largely wrong, the FFT window position cannot be determined correctly, and the information frame following the synchronization symbol cannot be received correctly.
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、マルチパスフェージングの影響により同期用シンボルの受信電力が低減した場合であってもフレーム同期タイミングが大きく外れることを防ぐと共に、受信系統毎の異なる伝搬環境に起因するシンボル間干渉を防ぐようにした無線受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem. Even when the reception power of the synchronization symbol is reduced due to the influence of multipath fading, the frame synchronization timing is prevented from greatly deviating and received. An object of the present invention is to provide a radio receiving apparatus that prevents intersymbol interference caused by different propagation environments for each system.
本発明の一態様としての無線受信装置は、無線信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、各前記相関処理部によって計算された相関値を合成する相関値合成部と、前記相関値合成部で合成された相関値に基づいて、各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部と、を備え、各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、ことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a radio reception device that correlates between a reception unit that receives a radio signal, a synchronization symbol pattern included in the radio signal received by the reception unit, and a symbol pattern designated in advance. A correlation processing unit that performs processing to calculate a correlation value; an FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on a specified FFT (Fast Fourier Transform) processing timing; and an FFT for the FFT unit A plurality of reception systems having an FFT processing timing detection unit for detecting processing timing, a correlation value synthesis unit for synthesizing correlation values calculated by each of the correlation processing units, and a correlation synthesized by the correlation value synthesis unit A frame synchronization timing detection unit for detecting a frame synchronization timing common to each of the reception systems based on the value; and each of the FFTs A demodulation unit that performs a demodulation process using a radio signal that has been subjected to an FFT process by a unit, and each of the FFT processing timing detection units corresponds to the corresponding reception unit from the correlation value calculated by the corresponding correlation processing unit If the first arrival wave can be detected, the FFT processing timing is detected from the correlation value corresponding to the first arrival wave. If the first arrival wave is not detectable, the FFT processing timing is detected from the frame synchronization timing. The detected FFT processing timing is designated to the FFT unit.
本発明の一態様としての無線受信装置は、無線信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、前記相関処理部ごとに相関値の平均値を計算し、各平均値の大きさを比較する大小比較部と、平均値が最も大きい受信系統を選択する相関値選択部と、選択された受信系統の相関値から各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部とを備え、 各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、ことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a radio reception device that correlates between a reception unit that receives a radio signal, a synchronization symbol pattern included in the radio signal received by the reception unit, and a symbol pattern designated in advance. A correlation processing unit that performs processing to calculate a correlation value; an FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on a specified FFT (Fast Fourier Transform) processing timing; and an FFT for the FFT unit FFT processing timing detecting unit for detecting processing timing, a plurality of receiving systems, a correlation value calculating unit for each correlation processing unit, calculating the average value of the correlation values, and comparing the magnitudes of the average values, A correlation value selection unit for selecting a reception system having the largest value, and a frame synchronization timing common to each reception system from the correlation value of the selected reception system Frame synchronization timing detectors, and demodulation units that perform demodulation processing using radio signals that have been subjected to FFT processing by the FFT units. Each of the FFT processing timing detection units corresponds to the corresponding correlation processing unit. When the earliest arrival wave in the receiving unit corresponding to the correlation value calculated by the above can be detected, FFT processing timing is detected from the correlation value corresponding to the earliest arrival wave, and when the earliest arrival wave cannot be detected, The FFT processing timing is detected from frame synchronization timing, and the detected FFT processing timing is designated to the FFT unit.
本発明の一態様としての無線受信装置は、無線信号を受信する受信部と、前記無線信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、前記受信部の最低受信感度と、測定された前記受信電力とから実効受信レベルを測定する実効受信レベル測定部と、前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、各前記実効受信レベル測定部によって測定された実効受信レベルの大きさを比較し、最も大きい実効受信レベルをもつ受信系統を選択する大小比較部と、各前記相関処理部によって計算された相関値のうち、前記大小比較部によって選択された受信系統のものを選択する相関値選択部と、選択された前記相関値から各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部と、を備え、各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、ことを特徴とする。 A radio reception apparatus as one aspect of the present invention includes a reception unit that receives a radio signal, a reception power measurement unit that measures reception power of the radio signal, a minimum reception sensitivity of the reception unit, and the measured reception An effective reception level measurement unit that measures an effective reception level from power, a correlation symbol pattern included in a radio signal received by the reception unit, and a correlation pattern that is specified in advance are correlated A correlation processing unit that calculates a value, an FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on a specified FFT (Fast Fourier Transform) processing timing, and detects an FFT processing timing for the FFT unit A plurality of reception systems having an FFT processing timing detection unit, and an effective reception level measured by each of the effective reception level measurement units. And a magnitude comparison unit that selects a reception system having the largest effective reception level, and among the correlation values calculated by each of the correlation processing units, of the reception system selected by the magnitude comparison unit A correlation value selection unit for selecting one, a frame synchronization timing detection unit for detecting a frame synchronization timing common to each of the receiving systems from the selected correlation value, and a radio signal FFT-processed by each of the FFT units And each of the FFT processing timing detection units can detect the first arrival wave in the corresponding receiving unit from the correlation value calculated by the corresponding correlation processing unit. The FFT processing timing is detected from the correlation value corresponding to the earliest arrival wave. If the earliest arrival wave cannot be detected, the frame synchronization timing is used. Serial detect FFT processing timing, specifies the FFT processing timing detected in the FFT section, and wherein the.
本発明により、マルチパスフェージングの影響によって同期用シンボルの受信電力が低減した場合であってもフレーム同期タイミングが大きく外れることを防止できると共に、系統毎の異なる伝搬環境に起因するシンボル間干渉を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the frame synchronization timing from greatly deviating even when the reception power of the synchronization symbol is reduced due to the influence of multipath fading, and to prevent intersymbol interference caused by different propagation environments for each system. be able to.
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる無線通信装置の構成を示すものである。なお、以下では、本発明に係わる受信系統についてのみ説明するが、上記無線通信装置は送信系統の構成も備える。 FIG. 1 shows the configuration of a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the following description, only the reception system according to the present invention will be described, but the wireless communication apparatus also includes a transmission system configuration.
上記無線通信装置は、n個(nは少なくとも2以上)の受信系統を備えるものである。各受信系統は、それぞれアンテナ10k、RF部11k、A/D変換部12k、相関処理部(マッチドフィルタ)13k、FFT(Fast Fourier Transform)窓位置検出部14kおよびFFT部15kを備える(ただし、kは1〜n)。そのほかに上記無線通信装置は、相関値合成部161と、フレーム同期タイミング検出部171と、復調部181とを備える。
The wireless communication apparatus includes n reception systems (n is at least 2 or more). Each reception system includes an antenna 10k, an RF unit 11k, an A / D conversion unit 12k, a correlation processing unit (matched filter) 13k, an FFT (Fast Fourier Transform) window position detection unit 14k, and an FFT unit 15k (however,
アンテナ101〜10nは、それぞれ、通信相手から送信されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で変調された無線信号を受信し、対応するRF部11kに出力する。ここでアンテナ101〜10nは、それぞれ異なるフェージングを受けた無線信号を受信することになる。このため、アンテナ101〜10nにて受信される無線信号の受信タイミングは必ずしも同時ではない。
Each of the
RF部111〜11nは、それぞれ対応するアンテナ10kから入力される無線信号をベースバンド信号に周波数変換して対応するA/D変換部12kへ出力する。この際、RF部111〜11nは、対応するA/D変換部12kが持つダイナミックレンジにマッチするようベースバンド信号の振幅を調整し、さらに異なる帯域からの干渉成分を除去した後、A/D変換部12kへ出力する。
Each of the
A/D変換部121〜12nでは、対応するRF部11kから入力されたベースバンド信号をA/D変換し、それぞれ対応する相関処理部13k、およびFFT変換を行うFFT部15kに出力する。
The A /
相関処理部131〜13nは、ベースバンド信号(A/D変換出力)に含まれ一定期間繰り返される同期用既知シンボルのシンボルパターンと、当該無線通信装置が予め保持する既知シンボルパターンとの相関値(以降、この相関値を相互相関値とする)を算出する。または、相関処理部131〜13nは、受信信号に含まれる同期用既知シンボルと、1シンボル周期分遅延させた同期用既知シンボルとの相関値(以降、この相関値を自己相関値とする)を算出する。また、装置によっては相互相関値、自己相関値の双方を算出する。相関処理部131〜13nは、算出した相関値を対応するFFT窓位置検出部14kおよび相関値合成部161に出力する。
相関値合成部161は各相関処理部131〜13nで算出された相関値を合成し(例えば合計する)、合成された相関値をフレーム同期タイミング検出部171に出力する。各系統の相関値を合成することによって、フレーム同期タイミング検出処理に用いる相関値のSNR(Signal to Noise Ratio)を高めることができる。
The correlation
フレーム同期タイミング検出部171では、相関値合成部161から入力される合成された相関値に基づいて、各受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出する。その具体的な検出方法としては、合成された相互相関値の最大相関値(ピーク)を得るタイミングを検出する方法や、合成された自己相関値が閾値以下となるタイミングからシンボル同期タイミングを検出する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法などが用いられる。フレーム同期タイミング検出部171によって検出されたフレーム同期タイミングは、FFT窓位置検出部141〜14nに出力される。
The frame synchronization
FFT窓位置検出部141〜14nはそれぞれ対応する相関処理部13kより入力される相関値およびフレーム同期タイミング検出部171から入力されるフレーム同期タイミングを用いて、対応するFFT部15kにおいてFFT処理を開始するサンプル位置であるFFT窓位置を各々独立に検出し、対応するFFT部15kに出力する。
The FFT window
より詳細には、FFT窓位置検出部141〜14nは、対応するアンテナ10kにおける最先着波を検出可能な場合は、最先着波におけるGIフレームの末尾またはこれよりわずかに手前(異なる帯域からの干渉成分を除去するためのフィルタリングによる、隣接シンボル間干渉を受けない程度)をFFT窓位置とする。一方、FFT窓位置検出部141〜14nは、最先着波を検出可能でない場合は、フレーム同期タイミング検出部171により検出されたフレーム同期タイミングに基づきFFT窓位置を決定する。
More specifically, if the FFT
最先着波を検出可能か否かについては、各受信系統の受信SNRで判断する。受信SNRは、各FFT窓位置検出部141〜14nに対応する相関値処理部131〜13nにおいて得られる相関値より推定する。例えば、遅延自己相関器により求められる自己相関値の、同期用既知シンボル受信時に得られるピーク値の分散を計算し、分散が大きい場合にはSNRが小さいと推定し、逆に分散が小さな場合にはSNRが大きいと推定する。他にも、連続する同期用既知シンボルの相互相関値の差分値が大きな場合にはSNRが小さいと推定し、逆に小さな場合にはSNRが大きいと推定する方法もある。また閾値は、このようにして推定できるSNRに対しFFT窓位置が適切に検出できるSNRと設定する。
Whether or not the earliest arrival wave can be detected is determined by the reception SNR of each reception system. The reception SNR is estimated from the correlation values obtained in the correlation
以下、FFT窓位置検出部141〜14nについてさらに詳細に説明する。
Hereinafter, the FFT window
図4は、最先着波からFFT窓位置を検出する例を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of detecting the FFT window position from the earliest arrival wave.
図4において、ある受信系統において受信されたフレーム(最先着波、遅延波)が示される。最先着波のフレームおよび遅延波のフレームの高さ(縦の長さ)はそれぞれ受信電力の大きさを表す。 FIG. 4 shows a frame (first arrival wave, delayed wave) received in a certain reception system. The height (vertical length) of the frame of the earliest arrival wave and the delay wave represents the magnitude of the received power.
FFT窓位置検出部141〜14nは、最先着波が検出可能な場合は、最先着波のデータフレーム先頭をFFT窓位置とする。ただし、完全に最先着波のデータフレーム先頭をFFT窓位置にしてしまうと、わずかな同期検出位置の誤差により後方にFFT窓位置がずれた場合、シンボル間干渉が発生してしまい特性が劣化する可能性がある。よって、最先着波のGIフレームの末尾またはこれよりわずかに手前(所定長前)をFFT窓位置とする。これによりシンボル間干渉を有効に抑えたFFT処理が可能となる。
If the earliest arrival wave can be detected, the FFT
これに対し、例えば各受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出し、このフレーム同期タイミングに基づいてFFT窓位置を決定すると、シンボル間干渉が生じることがある。例えば、各受信系統の到来波のうち、最先着波の受信電力が全受信波中で最も大きく、最先着波の受信タイミングから共通のフレーム同期タイミングが検出されたとする。一般にOFDM通信の場合、検出された共通のフレーム同期タイミングからマルチパス対策用フレームであるガードインターバルフレーム(以後、GIフレーム)長の半分手前の位置(ここでは図示の最先着波のGIフレームの中央)をFFT窓位置とする場合が多い。しかし、その場合には特に遅延時間が大きい到来波が到来する伝搬路では、図示のように、遅延波の隣接シンボルよりシンボル間干渉Iが生じることとなる。このため、最先着波が検出可能な受信系統では、本実施の形態のように、最先着波のGIフレームの末尾またはこれよりわずかに手前をFFT窓位置とする。最先着波のGIフレームの末尾またはこれよりわずかに手前をFFT窓位置とするためには最先着波を検出しなければならない。 On the other hand, for example, when a frame synchronization timing common to each reception system is detected and the FFT window position is determined based on the frame synchronization timing, intersymbol interference may occur. For example, it is assumed that the reception power of the earliest arrival wave is the largest among all the reception waves among the incoming waves of the respective reception systems, and a common frame synchronization timing is detected from the reception timing of the earliest arrival wave. In general, in the case of OFDM communication, a position half the length of a guard interval frame (hereinafter referred to as GI frame), which is a multipath countermeasure frame, from the detected common frame synchronization timing (here, the center of the GI frame of the earliest arrival shown in the figure) ) Is often the FFT window position. However, in this case, intersymbol interference I occurs from the adjacent symbols of the delayed wave in the propagation path where the incoming wave having a particularly long delay time arrives, as shown in the figure. For this reason, in the receiving system capable of detecting the earliest arrival wave, the FFT window position is set at the end of the GI frame of the earliest arrival wave or slightly before this as in the present embodiment. In order to set the FFT window position at the end of the GI frame of the earliest wave or slightly before this, the earliest wave must be detected.
図6は、最先着波の検出方法を説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining a method of detecting the earliest arrival wave.
FFT窓位置検出部141〜14nは、対応する相関処理部13kより入力される相関値を用いて、最先着波の検出を行う。例えば、隣接サンプル間の相互相関値の差分値を用いて最先着波の検出を行う。図6は相関処理部13i(ただしiは1〜nのいずれか)で算出される相互相関値(上段)および、その相互相関値の隣接サンプル間の差分値(下段)を表している。サンプルの時間間隔はA/D変換のサンプリング間隔に相当する。従来の無線受信装置におけるフレーム同期タイミング検出の中には、相関値のピークタイミングであるT5を検出し、これをフレーム同期タイミングとするものがある。この場合、フレーム同期タイミングは最先着波の到来時間T3と必ずしも一致しないこととなる。そこで、本実施の形態では、相互相関値の隣接サンプル間の差分値を用いる。図6の下段における時間Tmの差分値は、Tm−T(m−1)となる(ただしmは2〜12)。フレーム同期用シンボルが到来すると、相互相関値は急激に上昇するため、その差分値は正の方向に大きくなる。よって正の差分値を閾値判定することにより、最先着波の到来時間(受信タイミング)を検出することができる。すなわち、連続する相関値の差分値により最先着波を容易に類推することができる。最先着波の検出方法には、この他にも図11に示すように、フレーム同期タイミングの前後数サンプル(例えば同期用既知シンボル1周期のサンプル数―1サンプル)中の相関値のピーク値と、ピーク値前方の相関値の最低値の差より閾値を設定し、ピーク値前方の相互相関値を閾値判定し最先着波の到来時間を検出する方法や、相互相関値自体を閾値判定する方法など、いくつか存在する。またこれらの方法は、相互相関値自体ではなく、隣接する相互相関値を平均化した平均相互相関値を用いることもできる。なお図6においては、最先着波の到来時間はフレーム同期タイミングよりも前方(T3<T5)であるが、受信系統によっては合成信号で獲得したフレーム同期タイミングよりも後方(T5<)に最先着波が到来する場合もある。
The FFT window
ここで、受信電力が全体的に小さい場合(例えば相関値の平均値が小さい場合)など、雑音により相関値が埋もれてしまい最先着波を正しく検出できないことがある。そこで、最先着波を正しく検出できない受信系統では、最先着波の検出によるFFT窓位置検出は行わず、フレーム同期タイミング検出部171により検出されたフレーム同期タイミングによりFFT窓位置を決定した方が、好適な受信特性を得ることができる。この場合、シンボル間干渉が生じ得るが、従来における受信系統ごとにフレーム同期タイミングを決定する手法により最先着波を誤検出してFFT窓位置を決定した場合よりも、好適な受信特性が得られる。
Here, when the received power is small as a whole (for example, when the average value of the correlation values is small), the correlation value may be buried due to noise, and the first arrival wave may not be detected correctly. Therefore, in the receiving system that cannot correctly detect the first arrival wave, the FFT window position detection is not performed by detecting the first arrival wave, and the FFT window position is determined based on the frame synchronization timing detected by the frame synchronization
図5は、フレーム同期タイミングからFFT窓位置を検出する例を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of detecting the FFT window position from the frame synchronization timing.
同図では、受信電力が全体に小さく、最先着波が、前述した図6の基準によって、検出できなかった場合が示される。この場合は、フレーム同期タイミング検出部171により検出されたフレーム同期タイミングに基づいてFFT窓位置を決定する。例えば、検出された共通のフレーム同期タイミングからGIフレーム長の半分手前の位置をFFT窓位置とする。ここではフレーム同期タイミング検出部171によりフレーム同期タイミングとして図示の遅延波のデータフレーム先頭が検出され、GIフレームの中央(フレーム同期タイミングからGIフレームの半分の長さ手前)がFFT窓位置とされる。最先着波を検出できなかった全ての受信系統においてこのFFT窓位置が共通に適用される。図から明らかなように、シンボル間干渉が生じ得るが、最先着波の受信電力が小さいため、最先着波から受ける干渉の度合が小さく、好適な受信特性が得られる。
This figure shows a case where the received power is small as a whole, and the earliest arrival wave cannot be detected by the above-described reference of FIG. In this case, the FFT window position is determined based on the frame synchronization timing detected by the frame synchronization
図1に戻り、FFT部151〜15nは、それぞれに対応するA/D変換部12kより入力されるベースバンド信号に対して、それぞれに対応するFFT窓位置検出部14kより入力されるFFT窓位置からFFT処理を行う。FFT処理後の各ベースバンド信号は、復調部181に出力される。
Returning to FIG. 1, the
復調部181では、各FFT部151〜15nより入力される各ベースバンド信号に対して、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理を行い、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部(図示しない)に出力する。
The
次に、上記構成の受信装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、説明を簡明にするために、受信系統の数を2、すなわちn=2とした受信装置構成の場合を例に挙げて説明する。 Next, the operation of the reception apparatus having the above configuration will be described. In the following description, in order to simplify the description, a case of a receiving apparatus configuration in which the number of receiving systems is 2, that is, n = 2 will be described as an example.
通信相手から送信されるOFDM方式で変調された無線信号がアンテナ101、102でそれぞれ受信される。
Radio signals modulated by the OFDM method transmitted from the communication partner are received by the
次に対応するRF部111、112において、異なる帯域からの干渉除去、ベースバンド信号への周波数変換および振幅調整といったRF処理が行われる。
Next, RF processing such as interference removal from different bands, frequency conversion to a baseband signal, and amplitude adjustment is performed in the
RF部111、112から出力されたベースバンド信号は、A/D変換部121、122でA/D変換され、対応する相関処理部131、132およびFFT部151、152に出力される。
Baseband signals output from the
相関処理部131、132では、フレーム同期用シンボルに対して相関処理が行われ、各ベースバンド信号の相関値が求められる。それぞれの相関値は対応するFFT窓位置検出部141、142および相関値合成部161に出力される。
In
相関値合成部161では各相関値が合成される。そしてフレーム同期タイミング検出部171において、合成された相関値から各受信系統に共通のフレーム同期タイミングが検出される。
The correlation
その後FFT窓位置検出部141、142において、フレーム同期タイミングおよびそれぞれに入力された相関値を用いて、各受信系統独立にFFT窓位置が検出される。各受信系統独立にFFT窓位置を検出する様子を図7および図8に示す。
Thereafter, the FFT
図7においては、各受信系統において各々最先着波が検出され、最先着波のGIフレームの末尾より少し手前(異なる帯域からの干渉成分を除去するためのフィルタリングによる、隣接シンボル間干渉を受けない程度)がFFT窓位置として検出されている。 In FIG. 7, the earliest arrival wave is detected in each receiving system, and a little before the end of the GI frame of the earliest arrival wave (no interference between adjacent symbols due to filtering to remove interference components from different bands) Degree) is detected as the FFT window position.
図8においては、アンテナ102の受信系統では最先着波が検出され、最先着波のGIフレームの末尾より少し手前がFFT窓位置として検出されている。一方、アンテナ101の受信系統では、最先着波が検出できなかったため、共通のフレーム同期タイミングからFFT窓位置が検出されている。具体的にはアンテナ102の受信信号の2番目の到来波におけるデータフレーム先頭がフレーム同期タイミングとして検出され、このGIフレームの中央が、アンテナ101に対するFFT窓位置として検出されている。
In FIG. 8, the earliest arrival wave is detected in the receiving system of the
このようにして検出された各FFT窓位置を用いて、FFT部151、152ではA/D変換部121、122より入力されるベースバンド信号をFFT変換する。その後、復調部181において、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部に出力する。
Using the FFT window positions detected in this way, the
以上のように、本実施の形態によれば、少なくとも2つ以上の受信系統で算出した相関値を合成し、合成された相関値に基づき、共通のフレーム同期タイミングを検出する。そして、各受信系統の相関値と、共通のフレーム同期タイミングとから、各受信系統独立にFFT窓位置を検出する。これにより、受信系統毎に伝搬路を考慮してFFT窓位置を検出することができ、シンボル間干渉を防ぎ、良好な復調性能を発揮することができる。 As described above, according to the present embodiment, the correlation values calculated in at least two or more receiving systems are combined, and the common frame synchronization timing is detected based on the combined correlation values. Then, the FFT window position is detected independently for each reception system from the correlation value of each reception system and the common frame synchronization timing. Thereby, the FFT window position can be detected in consideration of the propagation path for each reception system, interference between symbols can be prevented, and good demodulation performance can be exhibited.
例えば、受信装置が高速移動する物体に搭載され、かつ、受信装置に設置されるアンテナ間隔がアンテナ間の相関を小さくするため大きく設定されている場合などにおいて本発明は特に有効である。すなわち、この場合、受信系統ごとに伝送路の状況が大きく異なり、受信系統によっては受信電力が非常に小さくなり得るが、本実施の形態によれば、受信系統毎に伝搬路を考慮してFFT窓位置を検出することができるため、良好な復調性能を発揮できる。より詳細には、最先着波を検出できる受信系統では最先着波のGIフレームの末尾またはこの少し手前をFFT窓位置とし、最先着波を検出できない受信系統では、共通のフレーム同期タイミングに基づく位置をFFT窓位置とすることにより、好適な復調性能を得ることができる。 For example, the present invention is particularly effective when the receiving device is mounted on an object that moves at high speed, and the antenna interval installed in the receiving device is set large to reduce the correlation between the antennas. That is, in this case, the state of the transmission path varies greatly from reception system to reception system, and the reception power can be very small depending on the reception system. However, according to the present embodiment, the FFT is taken into account for each reception system. Since the window position can be detected, good demodulation performance can be exhibited. More specifically, in the receiving system capable of detecting the earliest arrival wave, the FFT window position is set at the end of the GI frame of the earliest arrival wave or slightly before this, and in the receiving system where the earliest arrival wave cannot be detected, the position based on the common frame synchronization timing By making the FFT window position a suitable demodulation performance can be obtained.
図2は、本発明の第2の実施形態に係わる無線通信装置の構成を示す。なお、以下では、本発明に係わる受信系統についてのみ説明するが、上記無線通信装置は送信系統の構成も備える。 FIG. 2 shows a configuration of a wireless communication apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the following description, only the reception system according to the present invention will be described, but the wireless communication apparatus also includes a transmission system configuration.
上記無線通信装置は、n個(nは少なくとも2以上)の受信系統を備えるものである。各受信系統は、それぞれアンテナ20k、RF部21k、A/D変換部22k、相関処理部23k、FFT(Fast Fourier Transform)窓位置検出部24kおよびFFT部25kを備える(ただし、kは1〜n)。そのほかに上記無線通信装置は、大小比較部261と、相関値選択部271と、フレーム同期タイミング検出部281と、復調部291とを備える。
The wireless communication apparatus includes n reception systems (n is at least 2 or more). Each reception system includes an antenna 20k, an RF unit 21k, an A / D conversion unit 22k, a correlation processing unit 23k, an FFT (Fast Fourier Transform) window position detection unit 24k, and an FFT unit 25k (where k is 1 to n). ). In addition, the wireless communication apparatus includes a magnitude comparison unit 261, a correlation
アンテナ201〜20nは、それぞれ、通信相手から送信されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で変調された無線信号を受信し、対応するRF部21kに出力する。ここでアンテナ201〜20nは、それぞれ異なるフェージングを受けた無線信号を受信することになる。このため、アンテナ201〜20nにて受信される無線信号の受信タイミングは必ずしも同時ではない。
Each of the
RF部211〜21nは、それぞれ対応するアンテナ20kから入力される無線信号をベースバンド信号に周波数変換して対応するA/D変換部22kへ出力する。この際、RF部211〜21nは、対応するA/D変換部22kが持つダイナミックレンジにマッチするようベースバンド信号の振幅を調整し、さらに異なる帯域からの干渉成分を除去した後、A/D変換部22kへ出力する。
The
A/D変換部221〜22nでは、対応するRF部21kから出力されたベースバンド信号をA/D変換し、それぞれ対応する相関処理部23kおよびFFT変換を行うFFT部25kに出力する。
The A /
相関処理部231〜23nは、ベースバンド信号(A/D変換出力)に含まれ一定期間繰り返される同期用既知シンボルのシンボルパターンと、当該無線通信装置が予め保持する既知シンボルパターンとの相関値(相互相関値)を算出する。または、相関処理部231〜23nは、受信信号に含まれる同期用既知シンボルと、1シンボル周期分遅延させた同期用既知シンボルとの相関値(自己相関値)を算出する。また、装置によっては相互相関値、自己相関値の双方を算出する。相関処理部231〜23nは、算出した相関値を、対応するFFT窓位置検出部24kと、大小比較部261と、相関値選択部271とに出力する。
The
大小比較部261は、各相関処理部231〜23nで算出された相関値の平均値を相関処理部ごとに求め、各平均値の大小比較を行い、平均値が最大の受信系統を判定する。そしてその判定結果を相関値選択部271に出力する。
The magnitude comparison unit 261 obtains the average value of the correlation values calculated by the
相関値選択部271は各相関処理部231〜23nで算出された相関値のうち、大小比較部261において決定された受信系統のものを選択し、フレーム同期タイミング検出部281に出力する。このように平均値が最大の相関値を選択することによって、フレーム同期タイミング検出処理に用いる相関値のSNR(Signal to Noise Ratio)を補償する。
The correlation
フレーム同期タイミング検出部281では、相関値選択部271から入力される同期用既知シンボルの相関値に基づいて、各受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出する。その具体的な検出方法としては、相互相関値の最大相関値(ピーク)を得るタイミングを検出する方法や、自己相関値が閾値以下となるタイミングからシンボル同期タイミングを検出する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法などが用いられる。フレーム同期タイミング検出部281によって検出されたフレーム同期タイミングは、FFT窓位置検出部241〜24nに出力される。
The frame synchronization
FFT窓位置検出部241〜24nはそれぞれに対応する相関処理部23kより入力される相関値およびフレーム同期タイミング検出部281から入力されるフレーム同期タイミングを用いて、対応するFFT部25kにおいてFFT処理を開始するサンプル位置であるFFT窓位置を各々独立に検出し、対応するFFT部25kに出力する。FFT窓位置検出部241〜24nにより行われる具体的な処理内容は第1の実施形態と同様である。
The FFT
FFT部251〜25nは、それぞれに対応するA/D変換部22kより入力される各ベースバンド信号に対して、それぞれ対応するFFT窓位置検出部24kより入力されるFFT窓位置よりFFT処理をする。FFT処理後の各ベースバンド信号は、復調部291に出力される。
The
復調部291では、各FFT部251〜25nより入力される各ベースバンド信号に対して、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部(図示しない)に出力する。
In the
次に、上記構成の受信装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、説明を簡明にするために、受信系統の数を2、すなわちn=2とした受信装置構成の場合を例に挙げて説明する。 Next, the operation of the reception apparatus having the above configuration will be described. In the following description, in order to simplify the description, a case of a receiving apparatus configuration in which the number of receiving systems is 2, that is, n = 2 will be described as an example.
通信相手から送信されるOFDM方式で変調された無線信号がアンテナ201、202でそれぞれ受信される。
Radio signals modulated by the OFDM scheme transmitted from the communication partner are received by the
次に対応するRF部211、212において、異なる帯域からの干渉除去、ベースバンド信号への周波数変換および振幅調整といったRF処理が行われる。
Next, RF processing such as interference removal from different bands, frequency conversion to a baseband signal, and amplitude adjustment is performed in the
RF部211、212から出力されたベースバンド信号は、A/D変換部221、222でA/D変換され、対応する相関処理部231、232およびFFT部251、252に出力される。
The baseband signals output from the
相関処理部231、232では、フレーム同期用シンボルに対して相関処理が行われ、各ベースバンド信号の相関値が求められる。それぞれの相関値は対応するFFT窓位置検出部241、242と、大小比較部261と、相関値選択部271とに出力される。
In the
大小比較部261では各相関値の平均値が大小比較され、相関値の平均値が最大の受信系統が判定される。その判定結果より、相関値選択部271において、平均値が最大の相関値が選択される。
The magnitude comparison unit 261 compares the average values of the correlation values, and determines the reception system having the maximum correlation value average value. Based on the determination result, the correlation
そしてフレーム同期タイミング検出部281において、選択された相関値を用いて各受信系統に共通のフレーム同期タイミングが検出される。
Then, the frame synchronization
その後FFT窓位置検出部241、242において、フレーム同期タイミングおよびそれぞれに入力された相関値を用いて、各受信系統独立にFFT窓位置が検出される。
Thereafter, the FFT
このようにして検出された各FFT窓位置を用いて、FFT部251、252においてA/D変換部221、222より入力されるベースバンド信号をFFT変換する。
Using the detected FFT window positions, the
その後、復調部291において、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部に出力する。
After that, the
以上のように、本実施の形態によれば、少なくとも2つ以上の受信系統で求められた相関値のうち平均値が最大の相関値を用いてフレーム同期タイミングを検出することにより、雑音の影響でフレーム同期タイミングを大きく誤るようなことを防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, the influence of noise is detected by detecting the frame synchronization timing using the correlation value having the maximum average value among the correlation values obtained by at least two reception systems. Thus, it is possible to prevent the frame synchronization timing from being greatly mistaken.
図3は、本発明の第3の実施形態に係わる無線通信装置の構成を示す。なお、以下では、本発明に係わる受信系統についてのみ説明するが、上記無線通信装置は送信系統の構成も備える。 FIG. 3 shows the configuration of a wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the following description, only the reception system according to the present invention will be described, but the wireless communication apparatus also includes a transmission system configuration.
上記無線通信装置は、n個(nは少なくとも2以上)の受信系統を備えるものである。各受信系統は、それぞれアンテナ30k、RF部31k、A/D変換部32k、相関処理部33k、FFT(Fast Fourier Transform)窓位置検出部34k、FFT部35kおよび実効受信レベル測定部36kを備える(ただし、kは1〜n)。そのほかに上記無線通信装置は、大小比較部371と、相関値選択部381と、フレーム同期タイミング検出部391と、復調部392とを備える。
The wireless communication apparatus includes n reception systems (n is at least 2 or more). Each reception system includes an antenna 30k, an RF unit 31k, an A / D conversion unit 32k, a correlation processing unit 33k, an FFT (Fast Fourier Transform) window position detection unit 34k, an FFT unit 35k, and an effective reception level measurement unit 36k (see FIG. However, k is 1 to n). In addition, the wireless communication apparatus includes a magnitude comparison unit 371, a correlation
アンテナ301〜30nは、それぞれ、通信相手から送信されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式で変調された無線信号を受信し、対応するRF部31kに出力する。ここでアンテナ301〜30nは、それぞれ異なるフェージングを受けた無線信号を受信することになる。このため、アンテナ301〜30nにて受信される無線信号の受信タイミングは必ずしも同時ではない。
Each of the
RF部311〜31nは、それぞれ対応するアンテナ30kから入力される無線信号をベースバンド信号に周波数変換して対応するA/D変換部32kへ出力する。この際、RF部311〜31nは、対応するA/D変換部32kが持つダイナミックレンジにマッチするようベースバンド信号の振幅を調整し、さらに異なる帯域からの干渉成分を除去した後、A/D変換部32kへ出力する。加えて、RF部311〜31nは、対応するアンテナ30kで受信した信号の電力を測定し、対応する実効受信レベル測定部36kへ出力する。
The
A/D変換部321〜32nでは、対応するRF部31kから入力されたベースバンド信号をA/D変換し、それぞれ対応する相関処理部33kおよびFFT変換を行うFFT部35kに出力する。
The A /
相関処理部331〜33nは、ベースバンド信号(A/D変換出力)に含まれ一定期間繰り返される同期用既知シンボルのシンボルパターンと、当該無線通信装置が予め保持する既知シンボルパターンとの相関値(以降、この相関値を相互相関値とする)を算出する。または受信信号に含まれる同期用既知シンボルと、1シンボル周期分遅延させた同期用既知シンボルとの相関値(以降、この相関値を自己相関値とする)を算出する。また、装置によっては相互相関値、自己相関値の双方を算出する。相関処理部331〜33nは、算出した相関値を対応するFFT窓位置検出部34kおよび相関値選択部381に出力する。
実効受信レベル測定部361〜36nは、対応するRF部31kが有する最低受信レベルと、対応するRF部31kより入力される受信電力とから、実効受信レベルを測定し大小比較部371に出力する。実効受信レベルは受信電力とその受信系統の最低受信レベルとの差である。各受信系統で受信された信号電力が同じであったとしても、最低受信レベルが最も低い受信系統で受信された信号、つまり実効受信レベルが最大の受信信号が最も品質が高い。
The effective reception
大小比較部371は実効受信レベル測定部361〜36nで算出された実効受信レベルの大小比較を行い、最大実効受信レベルをもつ受信系統を判定する。そしてその判定結果を相関値選択部381に出力する。
The size comparison unit 371 compares the effective reception levels calculated by the effective reception
相関値選択部381は各相関処理部331〜33nで算出された相関値のうち、大小比較部371で決定された受信系統のものを選択し、フレーム同期タイミング検出部391に出力する。最大実効受信レベルを持つ受信系統の相関値を選択することによって、フレーム同期タイミング検出処理に用いる相関値のSNR(Signal to Noise Ratio)を補償する。
Correlation
フレーム同期タイミング検出部391では、相関値選択部381から入力される同期用既知シンボルの相関値に基づいて、各受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出する。
The frame synchronization
その具体的な検出方法としては、相互相関値の最大相関値(ピーク)を得るタイミングを検出する方法や、自己相関値が閾値以下となるタイミングからシンボル同期タイミングを検出する方法、あるいはこれらの方法を組み合わせた方法などが用いられる。 Specific detection methods include a method of detecting the timing for obtaining the maximum correlation value (peak) of the cross-correlation value, a method of detecting the symbol synchronization timing from the timing when the autocorrelation value is equal to or less than a threshold value, or these methods. A method combining the above is used.
フレーム同期タイミング検出部391によって検出されたフレーム同期タイミングは、FFT窓位置検出部341〜34nに出力される。
The frame synchronization timing detected by the frame synchronization
FFT窓位置検出部341〜34nはそれぞれに対応する相関処理部33kより入力される相関値およびフレーム同期タイミング検出部391から入力されるフレーム同期タイミングを用いて、対応するFFT部35kにおいてFFT処理を開始するサンプル位置であるFFT窓位置を検出し、対応するFFT部35kに出力する。FFT窓位置検出部341〜34nにより行われる具体的な処理内容は第1の実施形態と同様である。
The FFT window
FFT部351〜35nは、それぞれに対応するA/D変換部32kより入力される各ベースバンド信号に対して、対応するFFT窓位置検出部34kより入力されるそれぞれのFFT窓位置よりFFT処理をする。FFT処理後の各ベースバンド信号は、復調部392に出力される。
The
復調部392では、各FFT部351〜35nより入力される各ベースバンド信号に対して、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部(図示しない)に出力する。
The
次に、上記構成の受信装置の動作について説明する。なお、以下の説明では、説明を簡明にするために、受信系統の数を2、すなわちn=2とした受信装置構成の場合を例に挙げて説明する。 Next, the operation of the reception apparatus having the above configuration will be described. In the following description, in order to simplify the description, a case of a receiving apparatus configuration in which the number of receiving systems is 2, that is, n = 2 will be described as an example.
通信相手から送信されるOFDM方式で変調された無線信号がアンテナ301、302でそれぞれ受信される。
Radio signals modulated from the communication partner and modulated by the OFDM method are received by
次に対応するRF部311、312において、異なる帯域からの干渉除去、ベースバンド信号への周波数変換および振幅調整といったRF処理が行われ、A/D変換部321、322に出力される。加えてRF部311、312では、それぞれの受信信号の電力が測定され、測定された受信電力が実効受信レベル測定部361、362に出力される。
Next, RF processing such as interference removal from different bands, frequency conversion to baseband signals, and amplitude adjustment is performed in the
RF部311、312から出力されたベースバンド信号は、A/D変換部321、322においてA/D変換され、対応する相関処理部331、332およびFFT部351、352に出力される。
The baseband signals output from the
相関処理部331、332では、フレーム同期用シンボルに対して相関処理が行われ、各ベースバンド信号の相関値が求められる。それぞれの相関値は対応するFFT窓位置検出部341、342および相関値選択部381に出力される。
In
実効受信レベル測定部361、362では、対応するRF部311、312から入力された受信電力より実効受信レベルを測定し、大小比較部371に出力する。
The effective reception
大小比較部371では各実効受信レベルが大小比較され、最大実効受信レベルを持つ受信系統が判定される。その判定結果より、相関値選択部381で最大実効受信レベルを持つ受信系統の相関値が選択される。
The magnitude comparison unit 371 compares the respective effective reception levels, and determines a reception system having the maximum effective reception level. From the determination result, the correlation
そしてフレーム同期タイミング検出部391において、選択された受信系統の相関値を用いて各受信系統に共通のフレーム同期タイミングが検出される。
The frame synchronization
その後FFT窓位置検出部341、342において、フレーム同期タイミングおよびそれぞれの相関値を用いて、各受信系統独立にFFT窓位置が検出される。
Thereafter, FFT window
このようにして検出された各FFT窓位置を用いて、FFT部351、352においてA/D変換部321、322より入力されるベースバンド信号をFFT変換する。
Using the FFT window positions thus detected, the
その後、復調部392において、SIMO(Single-Input Multi-Output)システムでは合成処理および復調処理を行い、MIMO(Multi-Input Multi Output)システムではMIMO信号処理および復調処理を行い、後段の信号処理部に出力する。
Thereafter, the
以上のように、上記構成の受信装置では、少なくとも2つ以上の受信系統で求められた相関値のうち実効受信レベルが最大の受信信号の相関値を用いてフレーム同期タイミングを検出することにより、受信系統雑音の影響によってフレーム同期タイミングが大きく誤るようなことを防ぐことができる。 As described above, in the receiving apparatus configured as described above, by detecting the frame synchronization timing using the correlation value of the received signal having the maximum effective reception level among the correlation values obtained by at least two or more receiving systems, It is possible to prevent the frame synchronization timing from being greatly erroneous due to the influence of the reception system noise.
上述した第1〜第3の実施形態では、主に複数アンテナを持つOFDM無線通信装置について述べたが、本発明はOFDMだけではなく、複数アンテナを持つシングルキャリア無線通信装置において、特にFFTを用いてFDE(Frequency Domain Equalizing)を行うような無線通信システムにも有効である。更に、本発明の適用対象は無線通信装置に限られず、本発明は伝送フレームにGIフレームを持つような通信システムにおいて、複数受信系統を持ちかつ受信処理にFFTを用いる通信装置であれば適用可能である。 In the first to third embodiments described above, the OFDM wireless communication apparatus having a plurality of antennas has been mainly described. However, the present invention uses not only OFDM but also a single carrier wireless communication apparatus having a plurality of antennas, particularly FFT. It is also effective for a wireless communication system that performs FDE (Frequency Domain Equalizing). Furthermore, the application target of the present invention is not limited to a wireless communication device, and the present invention can be applied to a communication device having a GI frame in a transmission frame and having a plurality of reception systems and using FFT for reception processing. It is.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
101〜10n、201〜20n、301〜30n:アンテナ
111〜11n、211〜21n、311〜31n:RF部
121〜12n、221〜22n、321〜32n:A/D変換部
131〜13n、231〜23n、331〜33n:相関処理部
141〜14n、241〜24n、341〜34n:FFT窓位置検出部
151〜15n、251〜25n、351〜35n:FFT部
161:相関値合成部
171、281、391:フレーム同期タイミング検出部
181、291、392:復調部
261、371:大小比較部
271、381:相関値選択部
361〜36n:実行受信レベル測定部
101 to 10n, 201 to 20n, 301 to 30n:
Claims (9)
前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、
前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、
前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、
各前記相関処理部によって計算された相関値を合成する相関値合成部と、
前記相関値合成部で合成された相関値に基づいて、各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、
各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部と、を備え、
各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 A receiver for receiving a radio signal;
A correlation processing unit that performs correlation processing between a symbol pattern for synchronization included in the wireless signal received by the receiving unit and a symbol pattern designated in advance to calculate a correlation value;
An FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on designated FFT (Fast Fourier Transform) processing timing;
A plurality of receiving systems having an FFT processing timing detection unit for detecting an FFT processing timing for the FFT unit;
A correlation value synthesis unit for synthesizing the correlation values calculated by each of the correlation processing units;
A frame synchronization timing detection unit for detecting a frame synchronization timing common to each of the reception systems based on the correlation value synthesized by the correlation value synthesis unit;
A demodulation unit that performs a demodulation process using a radio signal FFT-processed by each of the FFT units,
Each FFT processing timing detection unit performs FFT processing from the correlation value corresponding to the earliest arrival when the earliest arrival at the corresponding reception unit can be detected from the correlation values calculated by the corresponding correlation processing units. When the timing is detected and the earliest arrival wave is not detectable, the FFT processing timing is detected from the frame synchronization timing, and the detected FFT processing timing is designated to the FFT unit.
A wireless communication apparatus.
前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、
前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、
前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、
前記相関処理部ごとに相関値の平均値を計算し、各平均値の大きさを比較する大小比較部と、
平均値が最も大きい受信系統を選択する相関値選択部と、
選択された受信系統の相関値から各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、
各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部とを備え、
各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 A receiver for receiving a radio signal;
A correlation processing unit that performs correlation processing between a symbol pattern for synchronization included in the wireless signal received by the receiving unit and a symbol pattern designated in advance to calculate a correlation value;
An FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on designated FFT (Fast Fourier Transform) processing timing;
A plurality of receiving systems having an FFT processing timing detection unit for detecting an FFT processing timing for the FFT unit;
An average value of correlation values is calculated for each correlation processing unit, and a magnitude comparison unit that compares the magnitudes of the average values;
A correlation value selection unit for selecting a receiving system having the largest average value;
A frame synchronization timing detection unit for detecting a frame synchronization timing common to each of the reception systems from the correlation value of the selected reception system;
A demodulation unit that performs a demodulation process using a radio signal FFT-processed by each FFT unit,
Each FFT processing timing detection unit performs FFT processing from the correlation value corresponding to the earliest arrival when the earliest arrival at the corresponding reception unit can be detected from the correlation values calculated by the corresponding correlation processing units. When the timing is detected and the earliest arrival wave is not detectable, the FFT processing timing is detected from the frame synchronization timing, and the detected FFT processing timing is designated to the FFT unit.
A wireless communication apparatus.
前記無線信号の受信電力を測定する受信電力測定部と、
前記受信部の最低受信感度と、測定された前記受信電力とから実効受信レベルを測定する実効受信レベル測定部と、
前記受信部によって受信された無線信号に含まれる同期用シンボルパターンと、あらかじめ指定されたシンボルパターンとの間で相関処理を行って相関値を算出する相関処理部と、
前記受信部によって受信された無線信号を、指定されたFFT(Fast Fourier Transform)処理タイミングに基づきFFT処理するFFT部と、
前記FFT部に対するFFT処理タイミングを検出するFFT処理タイミング検出部と、を有する複数の受信系統と、
各前記実効受信レベル測定部によって測定された実効受信レベルの大きさを比較し、最も大きい実効受信レベルをもつ受信系統を選択する大小比較部と、
各前記相関処理部によって計算された相関値のうち、前記大小比較部によって選択された受信系統のものを選択する相関値選択部と、
選択された前記相関値から各前記受信系統に共通のフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期タイミング検出部と、
各前記FFT部によってFFT処理された無線信号を用いて復調処理を行う復調部と、を備え、
各前記FFT処理タイミング検出部は、各々対応する前記相関処理部によって計算された相関値から対応する前記受信部における最先着波を検出可能な場合は前記最先着波に対応する相関値からFFT処理タイミングを検出し、前記最先着波を検出可能でない場合は前記フレーム同期タイミングから前記FFT処理タイミングを検出し、検出した前記FFT処理タイミングを前記FFT部に指定する、
ことを特徴とする無線通信装置。 A receiver for receiving a radio signal;
A received power measuring unit for measuring the received power of the radio signal;
An effective reception level measurement unit that measures an effective reception level from the minimum reception sensitivity of the reception unit and the measured received power;
A correlation processing unit that performs correlation processing between a symbol pattern for synchronization included in the wireless signal received by the receiving unit and a symbol pattern designated in advance to calculate a correlation value;
An FFT unit that performs FFT processing on a radio signal received by the receiving unit based on designated FFT (Fast Fourier Transform) processing timing;
A plurality of receiving systems having an FFT processing timing detection unit for detecting an FFT processing timing for the FFT unit;
A magnitude comparison unit that compares the magnitudes of the effective reception levels measured by each of the effective reception level measurement units and selects a reception system having the largest effective reception level;
Among the correlation values calculated by each of the correlation processing units, a correlation value selection unit that selects a reception system selected by the magnitude comparison unit;
A frame synchronization timing detection unit for detecting a frame synchronization timing common to each of the reception systems from the selected correlation value;
A demodulation unit that performs a demodulation process using a radio signal FFT-processed by each of the FFT units,
Each FFT processing timing detection unit performs FFT processing from the correlation value corresponding to the earliest arrival when the earliest arrival at the corresponding reception unit can be detected from the correlation values calculated by the corresponding correlation processing units. When the timing is detected and the earliest arrival wave is not detectable, the FFT processing timing is detected from the frame synchronization timing, and the detected FFT processing timing is designated to the FFT unit.
A wireless communication apparatus.
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