JP4527101B2 - Burst radio signal transmission system, radio transmitter, radio receiver and burst radio signal transmission method - Google Patents

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Description

本発明は、バースト信号を無線伝送するバースト無線信号伝送システム、無線送信装置、無線受信装置及びバースト無線信号伝送方法に関する。   The present invention relates to a burst wireless signal transmission system, a wireless transmission device, a wireless reception device, and a burst wireless signal transmission method for wirelessly transmitting a burst signal.

バースト信号を無線伝送するために、無線受信局側では、バースト検出、周波数同期、シンボル同期及びフレーム同期の受信同期機能が必要となる。従来のバースト無線信号伝送システムとして、衛星通信システムDyanetやPHSなどが挙げられる(例えば、非特許文献1、2参照)。   In order to wirelessly transmit the burst signal, the radio reception station side needs reception synchronization functions of burst detection, frequency synchronization, symbol synchronization, and frame synchronization. Examples of conventional burst radio signal transmission systems include satellite communication systems Dynet and PHS (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).

図35(a)、(b)は、非特許文献1、2に記載されているバースト無線信号伝送システム(以下、第1の従来システム)のフレーム構成を示す概念図である。また、図36は、第1の従来システムの受信同期処理の機能構成を示すブロック図である。第1の従来システムのフレーム構成は、上記受信同期機能を実現するために、Dyanetでは、バースト検出、周波数同期用のCarrier Recovery(CR)シンボル、シンボル同期用のBit Timing Recovery(BTR)シンボル、フレーム同期用のUnique Word(UW)シンボルの3種類のトレーニング信号、PHSでは、バースト検出、周波数同期、シンボル同期用のPreamble(PR)シンボルとフレーム同期用のUWシンボルと2種類のトレーニング信号から構成されている。   FIGS. 35A and 35B are conceptual diagrams showing a frame configuration of a burst radio signal transmission system (hereinafter referred to as a first conventional system) described in Non-Patent Documents 1 and 2. FIG. FIG. 36 is a block diagram showing a functional configuration of reception synchronization processing of the first conventional system. The first conventional system has a frame configuration in which, in order to realize the above-described reception synchronization function, in the Dynanet, burst detection, carrier recovery (CR) symbol for frequency synchronization, bit timing recovery (BTR) symbol for symbol synchronization, frame Three types of training signals for unique word (UW) symbols for synchronization, PHS is composed of preamble (PR) symbols for burst detection, frequency synchronization and symbol synchronization, UW symbols for frame synchronization, and two types of training signals. ing.

上述した第1の従来システムでは、フレーム同期確立をUWの受信再生ビット列と元々のUW系列とを比較することにより確立することから、ビット再生に必要なバースト検出、周波数同期、シンボル同期用のトレーニング信号とフレーム同期専用のトレーニング信号(UW)とを分離する必要があり、図35(a)、(b)のような複数のトレーニング信号を必要とする。このため、トレーニング信号によるオーバーヘッドが大きくなり、特に、ペイロード部分が短い短パケットでは伝送効率が劣化する。   In the first conventional system described above, since frame synchronization is established by comparing the UW reception reproduction bit string with the original UW sequence, training for burst detection, frequency synchronization, and symbol synchronization necessary for bit reproduction is performed. It is necessary to separate the signal and the training signal (UW) dedicated to frame synchronization, and a plurality of training signals as shown in FIGS. For this reason, the overhead due to the training signal increases, and the transmission efficiency deteriorates particularly in a short packet with a short payload portion.

第1の従来システムは、図36に示すように、これら4つの受信同期処理を別の演算処理で行い、また、各々に自己相関、DFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換)などの重たい演算を要するため、受信処理回路規模、消費電力が増大する問題もある。更に、周波数同期の初期引き込みが1バーストでは引き込めないため、初期同期に時間がかかるという問題がある。   As shown in FIG. 36, the first conventional system performs these four reception synchronization processes by separate calculation processes, and performs heavy calculations such as autocorrelation and DFT (Discrete Fourier Transform) for each. Therefore, there is a problem that the reception processing circuit scale and power consumption increase. Furthermore, since initial pull-in of frequency synchronization cannot be performed in one burst, there is a problem that it takes time for initial synchronization.

以上のように、第1の従来システムでは、以下の3つの問題点があった。
(1)フレーム同期専用のUWが必要なため、オーバーヘッドが大きくなり、特にペイロード部分が短い場合に伝送効率が劣化する。
(2)各受信同期処理を別処理で行うため、演算量が多く、受信局の回路規模増大、消費電力が増大する。
(3)周波数同期の初期引き込みが1バーストで引き込むことができない。
As described above, the first conventional system has the following three problems.
(1) Since a UW dedicated to frame synchronization is required, the overhead increases, and the transmission efficiency deteriorates particularly when the payload portion is short.
(2) Since each reception synchronization process is performed as a separate process, the amount of calculation is large, and the circuit scale and power consumption of the receiving station increase.
(3) The initial acquisition of frequency synchronization cannot be performed in one burst.

このうち、上記(3)を解決する従来バースト無線信号伝送システムとして、IEEE802.11a(以下、第2の従来システム)がある(例えば、非特許文献3参照)。   Among these, as a conventional burst radio signal transmission system that solves the above (3), there is IEEE 802.11a (hereinafter referred to as a second conventional system) (for example, see Non-Patent Document 3).

図37は、第2の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。第2の従来システムでは、受信同期機能を実現するために、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期用のショートプリアンブルとチャネル推定用のロングプリアンブルとの2種類のトレーニング信号をバースト先頭に配置するフレーム構成を取る。また、図38(a)、(b)は、第2の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。ショートプリアンブル部分に対してスライディング相互相関演算を行い(23−1)、相互相関値のピーク位置の検出をすることにより(23−2)、フレーム同期、シンボル同期を確立し(23−3)、また、ショートプリアンブルに対して、自己相関値演算を行い(23−4)、自己相関値の位相成分を検出することにより(23−5)、周波数同期が確立される(23−6:周波数同期は、ロングプリアンブルも利用することもある)。   FIG. 37 is a conceptual diagram showing the frame configuration of the second conventional system. In the second conventional system, in order to realize the reception synchronization function, a frame configuration in which two types of training signals, a short preamble for frame synchronization, symbol synchronization and frequency synchronization, and a long preamble for channel estimation, are arranged at the head of a burst. I take the. FIGS. 38A and 38B are functional block diagrams for explaining reception synchronization processing of the second conventional system. A sliding cross-correlation operation is performed on the short preamble portion (23-1), and by detecting the peak position of the cross-correlation value (23-2), frame synchronization and symbol synchronization are established (23-3), Further, the autocorrelation value calculation is performed on the short preamble (23-4), and the phase synchronization of the autocorrelation value is detected (23-5), thereby establishing frequency synchronization (23-6: frequency synchronization). May also use long preambles).

なお、相互相関値のピーク位置検出から直接、フレーム同期確立、すなわちバースト先頭位置が取得できるため、第1の従来システムのように、各同期処理の前段にバースト検出を行う必要はない。これにより、各同期とも1バーストで引き込むことが可能なため、第1の従来システムでみられた初期同期時間の問題である上記(3)を解消している。   Note that since frame synchronization can be established directly from the detection of the peak position of the cross-correlation value, that is, the burst head position can be acquired, it is not necessary to perform burst detection before each synchronization process as in the first conventional system. As a result, since each synchronization can be pulled in with one burst, the above (3), which is a problem of the initial synchronization time found in the first conventional system, is solved.

しかしながら、IEEE802.11aは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)同期検波方式であるため、各サブキャリアのチャネル推定が必要であり、全サブキャリアに均一振幅を割当てたトレーニング信号が必要である。ショートプリアンブルは、自己相関による周波数同期の引き込み範囲を考慮すると、1OFDMシンボルより短い時間周期を有する必要があり、このようなトレーニング信号パターンを両立することが困難である。   However, since IEEE802.11a is an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) synchronous detection method, channel estimation of each subcarrier is necessary, and a training signal in which uniform amplitude is assigned to all subcarriers is necessary. The short preamble needs to have a time period shorter than one OFDM symbol in consideration of the frequency synchronization pull-in range due to autocorrelation, and it is difficult to make such a training signal pattern compatible.

したがって、ショートプリアンブルの他にチャネル推定用のトレーニング信号系列であるロングプリアンブルが必要となるため、第1の従来システムでみられたオーバーヘッドが大きくなる場合の問題である上記(1)を解消できない。また、第2の従来システムでも、受信同期処理のために、自己相関値演算と、相互相関値演算との2つの演算処理を要するため、第1の従来システムでみられた受信局の演算量が多いという(2)の問題も解消されない。更には、短い時間周期を有するショートプリアンブルは、擬似ランダム信号系列(PN(Psude Noise)系列)にならないため、PN系列ほどの自己相関の直交性が取れない。   Therefore, in addition to the short preamble, a long preamble that is a training signal sequence for channel estimation is required. Therefore, the problem (1) that is a problem when the overhead seen in the first conventional system becomes large cannot be solved. Further, since the second conventional system also requires two calculation processes, an autocorrelation value calculation and a cross-correlation value calculation, for the reception synchronization process, the amount of calculation of the receiving station found in the first conventional system The problem (2) that there are many is not solved. Furthermore, since a short preamble having a short time period does not become a pseudo-random signal sequence (PN (Psue Noise) sequence), the autocorrelation as orthogonal as the PN sequence cannot be obtained.

したがって、その相互相関値のピーク検出精度は、PN系列よりも低下し、PN系列よりもシンボル同期精度、フレーム同期精度が劣化するという問題もある。また、キャリア周波数オフセットによるショートプリアンブル内での位相回転量が無視できないような低速通信の場合、相互相関値演算時の積和時に各項が異なった位相量を持つため、各項が打ち消しあう可能性があり、所望時間位置で相互相関値がピークとならない可能性がある。したがって、低速通信時にもシンボル同期精度、フレーム同期精度が劣化する問題があった。   Accordingly, the peak detection accuracy of the cross-correlation value is lower than that of the PN sequence, and there is a problem that the symbol synchronization accuracy and the frame synchronization accuracy are deteriorated as compared with the PN sequence. In addition, for low-speed communications where the amount of phase rotation within the short preamble due to carrier frequency offset is not negligible, each term has a different phase amount during product-sum when calculating the cross-correlation value, so each term can cancel out There is a possibility that the cross-correlation value does not peak at a desired time position. Therefore, there has been a problem that the symbol synchronization accuracy and the frame synchronization accuracy deteriorate even during low-speed communication.

このように、第2の従来システムでは、第1の従来システムの(3)の問題は解決したものの、以下の問題があった。
(1)各同期用のトレーニング信号の他に、チャネル推定用のトレーニング信号が必要なため、オーバーヘッドが大きくなり、特に、ペイロード部分が短い場合に伝送効率が劣化する。
(2)各受信同期処理において、相互相関演算、自己相関演算を行うため、受信局の回路規模、消費電力が大きくなる。
(4)ショートプリアンブルがPN系列とならないため、ショートプリアンブルを用いたシンボル同期、フレーム同期精度は、PN系列を用いた同期精度よりも劣化する。
(5)低速通信では、ショートプリアンブル内で位相が回転するため、シンボル同期、フレーム同期精度が劣化する。
Thus, although the problem (3) of the first conventional system has been solved, the second conventional system has the following problems.
(1) Since a training signal for channel estimation is required in addition to the training signal for each synchronization, overhead is increased, and transmission efficiency is deteriorated particularly when the payload portion is short.
(2) Since the cross-correlation calculation and autocorrelation calculation are performed in each reception synchronization process, the circuit scale and power consumption of the receiving station increase.
(4) Since the short preamble does not become a PN sequence, the symbol synchronization and frame synchronization accuracy using the short preamble deteriorates more than the synchronization accuracy using the PN sequence.
(5) In low-speed communication, since the phase rotates within the short preamble, symbol synchronization and frame synchronization accuracy deteriorate.

このうち、(2)、(5)を解決する従来バースト無線信号伝送システムとして、HiSWANa(以下、第3の従来システム)がある(例えば、非特許文献4)。   Among these, HiSWANA (hereinafter referred to as third conventional system) is known as a conventional burst radio signal transmission system that solves (2) and (5) (for example, Non-Patent Document 4).

図39は、第3の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。受信同期機能を実現するために、第3の従来システムでは、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期用のプリアンブルA、Bとチャネル推定用のプリアンブルCの2種類のトレーニング信号をバースト先頭に配置するフレーム構成を取る。   FIG. 39 is a conceptual diagram showing the frame configuration of the third conventional system. In order to realize the reception synchronization function, in the third conventional system, a frame in which two types of training signals of preambles A and B for frame synchronization, symbol synchronization and frequency synchronization and preamble C for channel estimation are arranged at the head of a burst. Take composition.

また、図40は、第3の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。プリアンブルA、B部分に対してスライディング自己相関演算を行い(24−1)、自己相関値のピーク位置の検出をすることにより(24−3)、フレーム同期、シンボル同期を確立し(24−3)、また、その自己相関値の位相成分を検出することにより(24−4)、周波数同期が確立される(24−5:周波数同期はプリアンブルCも利用することもある)。   FIG. 40 is a functional block diagram for explaining the reception synchronization processing of the third conventional system. A sliding autocorrelation calculation is performed on the preambles A and B (24-1), and the peak position of the autocorrelation value is detected (24-3), thereby establishing frame synchronization and symbol synchronization (24-3). In addition, by detecting the phase component of the autocorrelation value (24-4), frequency synchronization is established (24-5: frequency synchronization may also use preamble C).

なお、第2の従来システムと同様、自己相関値のピーク位置の検出により、バーストの先頭が検出できるため、第1の従来システムのように、各受信同期処理の前段にバースト検出を行う必要がなく、フレーム同期確立ができる。   As in the second conventional system, since the head of the burst can be detected by detecting the peak position of the autocorrelation value, it is necessary to perform burst detection before each reception synchronization process as in the first conventional system. Frame synchronization can be established.

これにより、受信同期処理に要する演算処理が、自己相関演算だけとなることから、第1、第2の従来システムで見られた受信局の演算量が多くなるという問題(2)を解決している。また、シンボル同期、フレーム同期に、自己相関演算を用いているため、仮に、プリアンブルA、B内でキャリア周波数オフセットにより位相が回転しても、自己相関演算の積和演算時で、各項の位相が揃って積算されるため、想定する自己相関値を得ることが可能である。したがって、第2の従来システムで見られた低速通信時のシンボル同期、フレーム同期精度の劣化問題(5)を解決する。   This solves the problem (2) that the computation amount of the receiving station increases in the first and second conventional systems because the computation processing required for the reception synchronization processing is only autocorrelation computation. Yes. In addition, since autocorrelation calculation is used for symbol synchronization and frame synchronization, even if the phase is rotated due to the carrier frequency offset in preambles A and B, at the time of product-sum calculation of autocorrelation calculation, Since the phases are integrated and integrated, an assumed autocorrelation value can be obtained. Therefore, the problem (5) of deterioration of symbol synchronization and frame synchronization accuracy during low-speed communication, which is seen in the second conventional system, is solved.

しかしながら、第3の従来システムでも、第2の従来システムと同様、OFDM同期検波方式であるため、各サブキャリアのチャネル推定専用のトレーニング信号(プリアンブルC)が必要であり、第1、第2の従来システムで見られたオーバーヘッドが大きくなると場合の問題(1)を解決することができない。また、同様に、第3の従来システムでも、プリアンブルA、Bは、周波数同期用に短い時間周期を有する信号系列であるため、第2の従来システムで見られたPN系列と比べ、シンボル同期、フレーム同期が劣化するという問題(4)を解決することができない。   However, since the third conventional system is also an OFDM synchronous detection method, as in the second conventional system, a training signal (preamble C) dedicated to channel estimation of each subcarrier is required. When the overhead seen in the conventional system becomes large, the problem (1) cannot be solved. Similarly, in the third conventional system, since the preambles A and B are signal sequences having a short time period for frequency synchronization, compared with the PN sequence found in the second conventional system, the symbol synchronization, The problem (4) that frame synchronization deteriorates cannot be solved.

以上より、第3の従来システムでも、以下の問題が残る。
(1)各同期用のトレーニング信号の他に、チャネル推定用のトレーニング信号が必要なため、オーバーヘッドが大きくなり、特に、ペイロード部分が短い場合に、伝送効率が劣化する。
(4)ショートプリアンブルの相互相関値ピークは、PN系列よりも出にくいため、ショートプリアンブルを用いたシンボル同期、フレーム同期精度は、PN系列を用いた同期精度よりも劣化する。
As described above, the following problems remain in the third conventional system.
(1) Since a training signal for channel estimation is required in addition to the training signal for each synchronization, overhead is increased, and transmission efficiency is deteriorated particularly when the payload portion is short.
(4) Since the cross correlation value peak of the short preamble is less likely to occur than the PN sequence, the symbol synchronization and frame synchronization accuracy using the short preamble deteriorates compared to the synchronization accuracy using the PN sequence.

また、第2、第3の従来システムの問題(2)、第2の従来システムの問題(5)を解決する手法として、フレーム同期用にUWの差動符号化を用いて、相互相関検出によるピーク検出前に遅延検波を行うバースト無線信号伝送システム(以下、第4の従来システム)も提案されている(例えば、非特許文献5参照)。   Further, as a technique for solving the problem (2) of the second and third conventional systems and the problem (5) of the second conventional system, the UW differential encoding is used for frame synchronization and the cross correlation detection is used. A burst radio signal transmission system (hereinafter referred to as a fourth conventional system) that performs delay detection before peak detection has also been proposed (see, for example, Non-Patent Document 5).

図41は、第4の従来システムのフレーム構成、図42は、第4の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロックである。本第4の従来システムは、送信側がピークの立ちやすいUWを差動符号化した系列をプリアンブル部分として送信し、受信側は該プリアンブル部分を遅延検波後に相互相関検出することにより、フレーム同期を確立する。該第4の従来システムでは、受信側で遅延検波することにより、キャリア周波数オフセットによりプリアンブル部内で位相が回転していても、遅延検波後の位相回転は、全て1シンボル間の位相回転量となり、所望の相互相関値を検出することができる。これにより、第2の従来システムの問題(5)を解決している。また、遅延検波後は、UW系列となるため、UWをPN系列にすれば、第2、第3の従来システムの問題(4)も解決できる。   FIG. 41 shows a frame configuration of the fourth conventional system, and FIG. 42 is a functional block for explaining reception synchronization processing of the fourth conventional system. In the fourth conventional system, the transmission side transmits a sequence obtained by differentially encoding UW that tends to have a peak as a preamble part, and the receiving side establishes frame synchronization by detecting the cross correlation after the delay detection. To do. In the fourth conventional system, by performing delay detection on the receiving side, even if the phase is rotated in the preamble portion due to the carrier frequency offset, the phase rotation after delay detection is all the amount of phase rotation between 1 symbol, A desired cross-correlation value can be detected. Thereby, the problem (5) of the second conventional system is solved. Further, since the UW sequence is obtained after the delay detection, the problem (4) of the second and third conventional systems can be solved if the UW is changed to the PN sequence.

しかしながら、本第4の従来システムは、相互相関計算時には、シンボル同期が取れていることを前提としているため、フレーム同期時(遅延検波+相互相関演算)にシンボル同期を同時に確立することができず、フレーム同期用のプリアンブルとは別に、バースト検出、シンボル同期、周波数同期のプリアンブルが必要であり、また、受信同期処理として、フレーム同期とは別にシンボル同期、周波数同期処理が必要となる。   However, since the fourth conventional system is based on the premise that symbol synchronization is established at the time of cross-correlation calculation, symbol synchronization cannot be established at the same time during frame synchronization (delay detection + cross-correlation calculation). In addition to the preamble for frame synchronization, a preamble for burst detection, symbol synchronization, and frequency synchronization is required. Also, as the reception synchronization processing, symbol synchronization and frequency synchronization processing are required separately from frame synchronization.

したがって、第4の従来システムにおいても、第1、第2、第3の従来システムの問題点(1)、第1、第2の従来システムの問題点(3)は解決できない。また、一旦、遅延検波してビット判定してしまうため、相互相関演算時の積和時の各項の振幅値が全て同じ大きさになる。したがって、フェージング変動などにプリアンブル内で受信レベル変動が起きた場合、受信レベルの大小が相互相関演算時に反映されないため、受信信号レベルの低い、所望成分よりも雑音成分の比重が高い信号点に引きずられ、フレーム同期精度が劣化するという問題があった。   Therefore, even in the fourth conventional system, the problem (1) of the first, second, and third conventional systems and the problem (3) of the first and second conventional systems cannot be solved. Further, since the delay detection is once performed to determine the bit, the amplitude values of the respective terms at the product-sum time in the cross-correlation calculation are all the same. Therefore, when reception level fluctuations occur in the preamble due to fading fluctuations, the magnitude of the reception level is not reflected during the cross-correlation calculation. Therefore, there is a problem that the frame synchronization accuracy is deteriorated.

以上、第4の従来システムでも、以下の問題点が残る。
(1)フレーム同期用とその他の受信同期用のプリアンブルとが必要なため、オーバーヘッドが大きくなり、特に、ペイロード部分が大きい場合に伝送効率が劣化する。
(2)各受信同期処理において、フレーム同期処理と、その他のバースト検出、シンボル同期、周波数同期処理が別に必要なため、受信局の回路規模、消費電力が大きい。
(6)相互相関時に一旦遅延検波によるビット判定を行うため、フェージング変動などによりプリアンブル内で受信レベル変動が起きた場合、フレーム同期精度が劣化する。
Kiyoshi KOBAYASHI,Tetsu SAKATA,Youichi MATSUMOTO and Shuji KUBOTA,“Fully Digital Burst Modem for Satellite Multimedia Communication Systems”, IEICE Transaction on Communications,vol.E80-B,No.1,January 1997. Youichi MATSUMOTO,Shuji KUBOTA and Shuzo KATO,“A New Burst Cocherent Demodultor for Microcellular TDMA/TDD Systems”,IEICE Transaction on Communcations,vol.E77-B,No.7 July 1994. 松江英明、守倉正博 著,“802.11 高速無線LAN教科書”,第9章,(株)IDGジャパン 望月伸晃,宗田悟志,伊勢誠,上野衆太,松本洋一,梅比良正弘,“5GHz帯高速無線アクセス用OFDM−LSIの開発と特性評価”,信学技報,DSP99−168,SAT99−123,RCS99−173(2000−01),PP113−118,;電子情報通信学会 小倉浩嗣、芹沢睦,“TDMAデジタル移動通信のためのスロット同期方式”,B−292,1990年電子情報通信学会秋季全国大会
As described above, the following problems still remain in the fourth conventional system.
(1) Since frame preambles and other preambles for reception synchronization are required, overhead increases, and transmission efficiency deteriorates particularly when the payload portion is large.
(2) Since each frame synchronization process and other burst detection, symbol synchronization, and frequency synchronization processes are separately required in each reception synchronization process, the circuit scale and power consumption of the receiving station are large.
(6) Since bit determination by delay detection is performed once at the time of cross-correlation, frame synchronization accuracy deteriorates when reception level fluctuations occur in the preamble due to fading fluctuations or the like.
Kiyoshi KOBAYASHI, Tetsu SAKATA, Youichi MATSUMOTO and Shuji KUBOTA, “Fully Digital Burst Modem for Satellite Multimedia Communication Systems”, IEICE Transaction on Communications, vol.E80-B, No.1, January 1997. Youichi MATSUMOTO, Shuji KUBOTA and Shuzo KATO, “A New Burst Cocherent Demodultor for Microcellular TDMA / TDD Systems”, IEICE Transaction on Communcations, vol.E77-B, No.7 July 1994. Hideaki Matsue, Masahiro Morikura, “802.11 High-Speed Wireless LAN Textbook”, Chapter 9, IDG Japan Shingo Mochizuki, Satoshi Souda, Makoto Ise, Shota Ueno, Yoichi Matsumoto, Masahiro Umehira, “Development and Performance Evaluation of OFDM-LSI for 5 GHz Band High-Speed Wireless Access”, IEICE Technical Report, DSP99-168, SAT99-123, RCS99-173 (2000-01), PP113-118; IEICE Hiroshi Ogura, Kaoru Serizawa, “Slot Synchronization Method for TDMA Digital Mobile Communications”, B-292, 1990 Autumn Meeting of IEICE

上述したように、第1乃至第4の従来システムでは、いずれも、いずれかの上記の問題を有しており、オーバーヘッドによる伝送効率の悪化、回路規模、消費電力の増大、シンボル同期、フレーム同期精度の劣化という問題を解決することができない。   As described above, each of the first to fourth conventional systems has any of the above-described problems, such as transmission efficiency deterioration due to overhead, circuit scale, increase in power consumption, symbol synchronization, frame synchronization. The problem of accuracy degradation cannot be solved.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、バースト無線信号伝送システムにおいて、オーバーヘッドによる伝送効率の悪化を改善するとともに、小さい回路規模でシンボル同期、フレーム同期精度を向上させることができるバースト無線信号伝送システム、無線送信装置、無線受信装置及びバースト無線信号伝送方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to improve deterioration of transmission efficiency due to overhead in a burst radio signal transmission system, and to achieve symbol synchronization and frame synchronization accuracy with a small circuit scale. The present invention provides a burst radio signal transmission system, a radio transmission apparatus, a radio reception apparatus, and a burst radio signal transmission method.

上述した課題を解決するために、本発明は、無線送信局と無線受信局とで構成されるバースト無線信号伝送システムにおいて、前記無線送信局は、入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換手段と、予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成手段と、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化手段と、前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信手段と、前記無線信号を空間上に無線送信する送信アンテナとを具備し、前記無線受信局は、無線信号を受信する受信アンテナと、前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信手段と、入力信号に対して、帯域制限を行う受信デジタルフィルタ手段と、入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化手段と、前記差動復号化手段が出力する信号系列に対して、前記指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算手段と、前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期手段と、前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期手段と、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期手段と、前記周波数同期手段によってオフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調手段とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a burst radio signal transmission system including a radio transmission station and a radio reception station, wherein the radio transmission station converts an input data bit sequence into an information symbol sequence. Information symbol converting means, training signal generating means for differentially encoding a designated code sequence that is a previously designated code sequence to generate a training signal sequence, and time multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence Multiplexing means for forming a transmission burst signal, radio transmission means for converting the transmission burst signal into a radio signal, and a transmission antenna for radio transmission of the radio signal in space, the radio reception station, A receiving antenna for receiving a wireless signal; wireless receiving means for converting the wireless signal into a digital baseband signal; and an input signal On the other hand, a reception digital filter means for performing band limitation, a differential decoding means for performing differential decoding of the input digital signal at symbol intervals for each sample, and a signal output from the differential decoding means For a sequence, the specified code sequence and a sliding cross-correlation calculating means for performing a sliding cross-correlation calculation for each sample, a peak determination is performed on the cross-correlation value of each sample output by the sliding cross-correlation calculating means, The signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be the peak is used as the head position of the transmission burst signal, the frame synchronization means for extracting the transmission burst portion, the signal position determined to be the peak is the symbol point, and the input signal A symbol synchronization means for extracting only the symbol points and obtaining a phase component of the cross-correlation value determined as the peak, The phase component is regarded as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and frequency synchronization means for correcting the carrier frequency offset with respect to the input signal, and the signal corrected by the frequency synchronization means by demodulating the data bit And demodulating means for reproducing the sequence.

本発明は、上記の発明において、前記指定符号系列としてPN符号を用いることを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the above invention, a PN code is used as the designated code sequence.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局は、前記無線受信手段が出力する情報シンボル系列に対して、前記フレーム同期手段の処理、前記周波数同期手段の処理、前記受信デジタルフィルタ手段の処理、前記シンボル同期手段の処理の順番で、各処理を行うことを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station performs processing of the frame synchronization unit, processing of the frequency synchronization unit, and processing of the reception digital filter unit with respect to an information symbol sequence output from the radio reception unit. Each processing is performed in the order of processing of the symbol synchronization means.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局は、前記受信アンテナをN個(Nは整数)具備し、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段をN個具備し、前記N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段の処理を行い、前記スライディング相互相関演算手段は、各N個の該差動復号化手段の出力信号系列を1つの信号系列とみなして、サンプル毎に前記指定符号系列のN個分とスライディング相互相関演算を行い、前記フレーム同期手段は、前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値を用いてピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を送信バースト信号の先頭位置として、N個の入力信号に対して、該送信バースト信号部分を抽出し、前記シンボル同期手段は、該ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、N個の入力信号に対して、シンボル点のみを抽出し、前記周波数同期手段は、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、前記位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の入力信号に対して、各々、該キャリア周波数オフセット補正を行い、前記復調手段は、前記周波数同期手段によってオフセット補正されたN個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio reception station includes N reception antennas (N is an integer), and includes the radio reception means, the reception digital filter means, and the differential decoding means. The N reception signals received by the N reception antennas are processed by the wireless reception unit, the reception digital filter unit, and the differential decoding unit, and the sliding cross correlation calculation unit includes: The output signal sequence of each of the N differential decoding units is regarded as one signal sequence, and a sliding cross-correlation operation is performed with N of the designated code sequence for each sample. The frame synchronization unit includes the sliding unit The peak is determined using the cross-correlation value of each sample output by the cross-correlation calculation means, and the signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be the peak is determined at the beginning of the transmission burst signal. For example, the transmission burst signal portion is extracted for N input signals, and the symbol synchronization means uses the signal position determined to be the peak as a symbol point, and the symbol point for the N input signals. And the frequency synchronization means obtains a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, regards the phase component as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and outputs N phase signals. Then, the carrier frequency offset correction is performed, and the demodulating means performs diversity combining on the N received signals offset-corrected by the frequency synchronizing means to reproduce the original data bit sequence. Features.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局は、受信アンテナをN個(Nは整数)具備し、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段、前記スライディング相互相関演算手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段をN個具備し、前記N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段、前記スライディング相関演算手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段の処理を各々独立して行い、前記周波数同期手段は、各N個のフレーム同期手段から算出されたN個のピークと判定した相互相関値を全て加算し、該加算した相互相関値の位相成分を算出し、該算出した位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の受信信号に対して、該キャリア周波数オフセット補正を行い、前記復調手段は、前記受信デジタルフィルタ手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段の処理が行われた、前記N個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio reception station includes N reception antennas (N is an integer), the radio reception means, the reception digital filter means, the differential decoding means, and the sliding cross-correlation. Comprising N calculation means, frame synchronization means, and symbol synchronization means, and for N received signals received by the N receiving antennas, the radio receiving means, the reception digital filter means, and the differential The decoding means, the sliding correlation calculation means, the frame synchronization means, and the symbol synchronization means are each independently processed, and the frequency synchronization means includes N peaks calculated from the N frame synchronization means. All the determined cross-correlation values are added, the phase component of the added cross-correlation value is calculated, and the calculated phase component is calculated by the carrier frequency offset. The carrier frequency offset correction is performed on N received signals, assuming phase rotation per symbol, and the demodulation means includes the received digital filter means, the frame synchronization means, the symbol synchronization means, and the frequency synchronization. Diversity combining is performed on the N received signals subjected to the processing of the means to reproduce the original data bit sequence.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、前記無線受信局は、前記フレーム同期手段の出力信号の前記第2トレーニング信号系列部分に対して、振幅2乗値を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からの出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmitting station further includes second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence, and the multiplexing means The information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence are time-multiplexed to form a transmission burst signal, and the radio receiving station transmits the second training signal as an output signal of the frame synchronization means. The amplitude square value is subjected to discrete Fourier transform processing on the series portion, the phase component of the discrete Fourier transform value is regarded as a symbol phase error, and the tap of the reception digital filter corresponding to the symbol phase error A second symbol phase error compensation is performed on the output signal from the symbol synchronization means by adjusting the coefficient. Further characterized by comprising a symbol synchronization unit.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、前記無線受信局は、前記フレーム同期手段のN個の出力信号の各々に対して、前記第2トレーニング信号系列部分を抽出し、該N個の第2トレーニング信号系列の同時刻信号を振幅2乗値してから加算し、該加算した信号系列を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記N個の受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からのN個の出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmitting station further includes second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence, and the multiplexing means The information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence are time-multiplexed to form a transmission burst signal, and the radio receiving station applies each of the N output signals of the frame synchronization means to each other. On the other hand, the second training signal sequence portion is extracted, the same time signals of the N second training signal sequences are squared and added, and the added signal sequence is subjected to discrete Fourier transform processing. The phase component of the value obtained by the discrete Fourier transform is regarded as a symbol phase error, and the N reception digital filters correspond to the symbol phase error. By adjusting the up factor, and further comprising a N second symbol synchronization means for performing the further symbol phase error compensation on the output signal from the symbol synchronization section.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、前記無線受信局は、前記N個のフレーム同期手段の出力信号の各々に対して、前記第2トレーニング信号系列部分を抽出し、該N個の第2トレーニング信号系列の同時刻信号を振幅2乗値してから加算し、該加算した信号系列を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記N個の受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からのN個の出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmitting station further includes second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence, and the multiplexing means The information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence are time-multiplexed to form a transmission burst signal, and the radio receiving station applies each of the output signals of the N frame synchronization means to each of the output signals. On the other hand, the second training signal sequence portion is extracted, the same time signals of the N second training signal sequences are squared and added, and the added signal sequence is subjected to discrete Fourier transform processing. The phase component of the value obtained by the discrete Fourier transform is regarded as a symbol phase error, and the N reception digital filters correspond to the symbol phase error. By adjusting the up factor, and further comprising a N second symbol synchronization means for performing the further symbol phase error compensation on the output signal from the symbol synchronization section.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局は、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段による処理が行われた後の前記トレーニング信号系列部分または前記第2トレーニング信号系列に対して、シンボル毎に前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を乗算することによって、該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分の各シンボルの位相を揃えた後、該位相を揃えた該トレーニング信号系列または該第2トレーニング信号系列に対して、相関間隔を2シンボル以上とする自己相関演算を行い、該自己相関演算値の位相成分からキャリア周波数オフセットを推定した後、前記復調手段の前段の信号に対して、該推定したキャリア周波数オフセットを用いてキャリア周波数オフセット補償を行う第2周波数同期手段をさらに具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station may apply the training signal sequence portion or the second training signal sequence after the processing by the frame synchronization unit, the symbol synchronization unit, and the frequency synchronization unit is performed. On the other hand, by multiplying the training signal sequence or the second training signal sequence for each symbol, the phases of the symbols of the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion are aligned, and then the phases are aligned. An autocorrelation operation with a correlation interval of 2 symbols or more is performed on the training signal sequence or the second training signal sequence, and a carrier frequency offset is estimated from the phase component of the autocorrelation operation value. For the previous stage signal, the estimated carrier frequency offset is used to capture the signal. Further characterized by comprising a second frequency synchronizing means for performing A frequency offset compensation.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局は、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段による処理が行われた後のN個の前記トレーニング信号系列部分または前記第2トレーニング信号系列に対して、各々シンボル毎に前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を乗算することによって、該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分の各シンボルの位相を揃えた後、該位相を揃えた該トレーニング信号系列または該第2トレーニング信号系列に対して、相関間隔を2シンボル以上とする自己相関演算を行い、該N個の自己相関演算値を加算した後、該加算した自己相関演算値の位相成分からキャリア周波数オフセットを推定した後、前記復調手段前のN個の信号に対して、該推定したキャリア周波数オフセットを用いてキャリア周波数オフセット補償を行う第2周波数同期をさらに具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station may perform the N training signal sequence portions or the second training after the processing by the frame synchronization unit, the symbol synchronization unit, and the frequency synchronization unit. After aligning the phase of each symbol of the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion by multiplying the signal sequence by the training signal sequence or the second training signal sequence for each symbol, An autocorrelation operation with a correlation interval of 2 symbols or more is performed on the training signal sequence or the second training signal sequence having the same phase, the N autocorrelation operation values are added, and then the added self After estimating the carrier frequency offset from the phase component of the correlation calculation value, N signals before the demodulation means In contrast, further characterized by comprising a second frequency synchronization to perform carrier frequency offset compensation using the carrier frequency offset that the estimation.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で同期検波を行うことを前提に前記データビット系列を同期検波用の情報シンボル系列に変換する同期検波用変換手段を具備し、前記無線受信局は、前記フレーム同期、前記シンボル同期、前記周波数同期確立後の前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を用いて伝播チャネルを推定する、前記受信アンテナと同じ個数のチャネル推定手段と、前記チャネル推定手段によって推定された伝搬チャネルを用いて前記周波数同期手段からの出力信号を同期検波する、前記受信アンテナと同じ個数の同期検波手段とを更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmission station converts the data bit sequence into an information symbol sequence for synchronous detection on the assumption that the radio reception station performs synchronous detection as the information symbol conversion means. Comprising synchronous detection conversion means, wherein the radio receiving station estimates a propagation channel using the training signal sequence or the second training signal sequence after the frame synchronization, the symbol synchronization, and the frequency synchronization is established, The same number of channel estimation means as the receiving antenna, and the same number of synchronous detection means as the receiving antenna for synchronously detecting the output signal from the frequency synchronization means using the propagation channel estimated by the channel estimation means It is characterized by comprising.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で同期検波を行うことを前提に前記データビット系列を同期検波用の情報シンボル系列に変換する同期検波用変換手段と、予め指定されたパイロット信号系列を生成するパイロット信号系列生成手段とを更に具備し、前記多重化手段は、前記情報シンボル系列中に前記パイロット信号系列を一定間隔で挿入し、前記無線受信局は、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期確立後の前記パイロット信号系列から無線伝搬チャネルを推定する、前記受信アンテナと同じ個数のチャネル推定手段と、前記チャネル推定手段によって推定された無線伝搬チャネルを用いて前記周波数同期手段からの出力信号を同期検波する、前記受信アンテナと同じ個数の同期検波手段とを更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmission station converts the data bit sequence into an information symbol sequence for synchronous detection on the assumption that the radio reception station performs synchronous detection as the information symbol conversion means. The apparatus further comprises a synchronous detection converting means and a pilot signal sequence generating means for generating a pilot signal sequence designated in advance, and the multiplexing means inserts the pilot signal sequence into the information symbol sequence at regular intervals. The radio reception station estimates a radio propagation channel from the pilot signal sequence after frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization is established, and is estimated by the same number of channel estimation means as the reception antenna and the channel estimation means Synchronously detecting an output signal from the frequency synchronization means using a radio propagation channel; and Flip characterized in that it further comprises a synchronous detection unit number.

本発明は、上記の発明において、前記チャネル推定手段は、前記パイロット信号毎に伝搬チャネルの推定値を更新していくことを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the above invention, the channel estimation means updates an estimated value of a propagation channel for each pilot signal.

本発明は、上記の発明において、前記チャネル推定手段は、前記パイロット信号間の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される無線チャネルの推定値から内挿補間することを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the above invention, the channel estimation means interpolates a radio propagation channel between the pilot signals from an estimated value of a radio channel estimated from the pilot signal.

本発明は、上記の発明において、前記チャネル推定手段は、前記パイロット信号間または前記パイロット信号以降の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される伝搬チャネルの推定値から外挿補間することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the channel estimation means extrapolates a radio propagation channel between the pilot signals or after the pilot signal from an estimated value of the propagation channel estimated from the pilot signal. And

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、前記情報シンボル変換手段の前段に、前記データビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段を更に具備し、前記無線受信局は、前記復調手段の代替として、前記同期検波手段の後段に前記同期検波手段の出力信号に対して、前記チャネル推定手段により推定した前記伝搬チャネルの振幅2乗値を尤度重みとして用いて軟判定誤り訂正復号化する誤り訂正復号化手段を更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the wireless transmission station further includes error correction encoding means for performing error correction encoding on the data bit sequence before the information symbol conversion means, and the wireless reception station includes: As an alternative to the demodulating means, a soft decision error is made by using, as a likelihood weight, the amplitude square value of the propagation channel estimated by the channel estimating means for the output signal of the synchronous detecting means after the synchronous detecting means. It further comprises error correction decoding means for correcting and decoding.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で遅延検波を行うことを前提に前記データビット系列を遅延検波用の情報シンボル系列に変換する遅延検波用変換手段を更に具備し、前記無線受信局は、前記復調手段の前段に、前記復調手段の入力信号に対して差動復号化を行う遅延検波手段を更に具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio transmission station converts the data bit sequence into an information symbol sequence for delay detection on the assumption that the radio reception station performs delay detection as the information symbol conversion means. The radio receiving station further includes a delay detection means for performing differential decoding on an input signal of the demodulation means before the demodulation means. .

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局は、前記情報シンボル変換手段の前段に、前記データビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段を更に具備し、前記無線受信局は、前記復調手段の代替として、前記遅延検波手段の出力信号に対して、その振幅値を尤度重みとして用いて軟判定誤り訂正復号化する誤り訂正復号化手段を具備することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the wireless transmission station further includes error correction encoding means for performing error correction encoding on the data bit sequence before the information symbol conversion means, and the wireless reception station includes: As an alternative to the demodulation means, there is provided an error correction decoding means for performing soft decision error correction decoding using the amplitude value of the output signal of the delay detection means as a likelihood weight.

また、上述した課題を解決するために、本発明は、バースト信号を無線伝送する無線送信装置において、入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換手段と、予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成手段と、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化手段と、前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信手段と、前記無線信号を空間上に無線送信する送信アンテナとを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides an information symbol conversion means for converting an input data bit sequence into an information symbol sequence in a wireless transmission device that wirelessly transmits a burst signal, and a code specified in advance. Training signal generating means for differentially encoding a designated code sequence that is a sequence to generate a training signal sequence; multiplexing means for time-multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence to form a transmission burst signal; The wireless transmission means for converting the transmission burst signal into a wireless signal, and a transmission antenna for wirelessly transmitting the wireless signal in space are provided.

また、上述した課題を解決するために、本発明は、無線伝送されるバースト信号を受信する無線受信装置において、無線信号を受信する受信アンテナと、前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信手段と、入力信号に対して、帯域制限を行う受信デジタルフィルタ手段と、入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化手段と、前記差動復号化手段が出力する信号系列に対して、予め指定された符号系列である指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算手段と、前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期手段と、前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期手段と、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期手段と、前記周波数同期手段によってオフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a radio receiving apparatus that receives a burst signal transmitted by radio, a reception antenna that receives a radio signal, and a radio that converts the radio signal into a digital baseband signal. Receiving means, receiving digital filter means for performing band limitation on the input signal, differential decoding means for differentially decoding the input digital signal at symbol intervals for each sample, and the differential With respect to the signal sequence output from the decoding means , a specified code sequence that is a pre-specified code sequence and a sliding cross-correlation calculation means for performing a sliding cross-correlation calculation for each sample, Peak determination is performed on the cross-correlation value of the sample, and the signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be the peak is transmitted. A frame synchronization means for extracting the transmission burst portion as a leading position of a first signal, a symbol synchronization means for extracting only a symbol point from an input signal, using the signal position determined to be the peak as a symbol point, and the peak A frequency synchronization unit that obtains a phase component of the determined cross-correlation value, regards the phase component as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and performs the carrier frequency offset correction on an input signal; and the frequency synchronization unit And demodulating means for reproducing the data bit sequence by demodulating the signal corrected by the offset.

また、上述した課題を解決するために、本発明は、無線送信局と無線受信局との間でバースト信号を無線伝送するバースト無線信号伝送方法において、前記無線送信局側では、入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換ステップと、予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成ステップと、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化ステップと、前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信ステップと、前記無線信号を空間上に無線送信する送信ステップとを含み、前記無線受信局側では、無線信号を受信する受信ステップと、前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信ステップと、入力信号に対して、帯域制限を行うフィルタリングステップと、入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化ステップと、前記差動復号化された信号系列に対して、前記指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算ステップと、前記スライディング相互相関演算が行われた各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期ステップと、前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期ステップと、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期ステップと、前記オフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調ステップとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention provides a burst wireless signal transmission method for wirelessly transmitting a burst signal between a wireless transmission station and a wireless reception station. An information symbol conversion step for converting a bit sequence into an information symbol sequence, a training signal generation step for generating a training signal sequence by differentially encoding a designated code sequence which is a pre-designated code sequence, the information symbol sequence, A multiplexing step for time-multiplexing a training signal sequence to form a transmission burst signal; a radio transmission step for converting the transmission burst signal into a radio signal; and a transmission step for radio transmission of the radio signal in space. The radio receiving station side receives a radio signal, and the radio signal is digitally A radio reception step for converting the received digital signal, a filtering step for band-limiting the input signal, and a differential decoding step for differentially decoding the input digital signal at symbol intervals for each sample. A sliding cross-correlation operation step for performing a sliding cross-correlation operation for each of the designated code sequence and the sample with respect to the differentially decoded signal sequence; and a cross-correlation value of each sample on which the sliding cross-correlation operation has been performed. The frame synchronization step for performing peak determination, extracting the transmission burst portion with the signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be a peak as the start position of the transmission burst signal, and the signal position determined as the peak Symbol synchronization step for extracting only symbol points from the input signal Obtaining a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, considering the phase component as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and performing a frequency synchronization step of performing the carrier frequency offset correction on the input signal; A demodulation step of demodulating the offset-corrected signal to reproduce a data bit sequence.

本発明は、上記の発明において、前記指定符号系列としてPN符号を用いることを特徴とする。   The present invention is characterized in that, in the above invention, a PN code is used as the designated code sequence.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局側では、前記受信された無線信号に対して、前記フレーム同期ステップ、前記周波数同期ステップ、前記フィルタリングステップ、前記シンボル同期ステップの処理の順番で、各ステップを行うことを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station side performs processing of the frame synchronization step, the frequency synchronization step, the filtering step, and the symbol synchronization step on the received radio signal, Each step is performed.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局側では、N個の受信アンテナを具備しており、該N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記受信ステップ、前記フィルタリングステップ、前記差動復号化ステップの処理を順次行い、前記スライディング相互相関演算ステップでは、前記差動復号化されたN個の出力信号系列を1つの信号系列とみなして、サンプル毎に前記指定符号系列のN個分とスライディング相互相関演算を行い、前記フレーム同期ステップでは、前記スライディング相互相関演算が行われた各サンプルの相互相関値を用いてピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を送信バースト信号の先頭位置として、N個の入力信号に対して、該送信バースト信号部分を抽出し、前記シンボル同期ステップでは、該ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、N個の入力信号に対して、シンボル点のみを抽出し、前記周波数同期ステップでは、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、前記位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の入力信号に対して、各々、該キャリア周波数オフセット補正を行い、前記復調ステップでは、前記オフセット補正されたN個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station side includes N receiving antennas, and for the N received signals received by the N receiving antennas, the receiving step, The filtering step and the differential decoding step are sequentially performed. In the sliding cross-correlation calculation step, the N decoded output signal sequences are regarded as one signal sequence, and the designation is performed for each sample. A sliding cross-correlation calculation is performed with N code sequences, and in the frame synchronization step, a peak determination is performed using a cross-correlation value of each sample on which the sliding cross-correlation calculation is performed, and a cross-correlation value determined to be a peak The transmission burst signal portion is extracted from N input signals, with the signal position corresponding to In the symbol synchronization step, the signal position determined as the peak is used as a symbol point, and only the symbol point is extracted from N input signals. In the frequency synchronization step, the phase component of the cross-correlation value determined as the peak The phase component is regarded as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and the carrier frequency offset correction is performed for each of N input signals. In the demodulation step, the offset correction is performed. An original data bit sequence is reproduced by performing diversity combining on N received signals.

本発明は、上記の発明において、前記無線受信局側では、N個の受信アンテナを具備しており、該N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記受信ステップ、前記フィルタリングステップ、前記差動復号化ステップ、前記スライディング相関演算ステップ、前記フレーム同期ステップ、前記シンボル同期ステップを各々独立して行い、前記周波数同期ステップでは、フレーム同期ステップで算出されたN個のピークと判定した相互相関値を全て加算し、該加算した相互相関値の位相成分を算出し、該算出した位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の受信信号に対して、該キャリア周波数オフセット補正を行い、前記復調ステップでは、前記フィルタリングステップ、前記フレーム同期ステップ、前記シンボル同期ステップ、前記周波数同期ステップが行われた、前記N個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする。   According to the present invention, in the above invention, the radio receiving station side includes N receiving antennas, and for the N received signals received by the N receiving antennas, the receiving step, A filtering step, the differential decoding step, the sliding correlation calculation step, the frame synchronization step, and the symbol synchronization step are performed independently. In the frequency synchronization step, the N peaks calculated in the frame synchronization step and All the determined cross-correlation values are added, a phase component of the added cross-correlation value is calculated, the calculated phase component is regarded as a phase rotation per symbol due to a carrier frequency offset, and N received signals are Then, the carrier frequency offset correction is performed, and in the demodulation step, the filtering step and the filter are performed. Over arm synchronization step, the symbol synchronization step, the frequency synchronization step has been performed, to the N received signals, characterized in that it reproduces the original data bit sequence by performing diversity combining.

本発明は、上記の発明において、前記無線送信局側では、2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成ステップを含み、前記多重化ステップでは、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、前記無線受信局側では、前記フレーム同期ステップで抽出された前記送信バースト部分の前記第2トレーニング信号系列部分に対して、振幅2乗値を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期ステップで抽出されたシンボル点に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期ステップを更に含むことを特徴とする。   In the above invention, the present invention includes a second training signal generating step for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence on the wireless transmission station side, and the multiplexing step Then, the information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence are time-multiplexed to form a transmission burst signal, and on the radio receiving station side, the transmission burst portion extracted in the frame synchronization step Is subjected to discrete Fourier transform processing on the second training signal sequence portion, and the phase component of the discrete Fourier transform value is regarded as a symbol phase error, corresponding to the symbol phase error. It is extracted in the symbol synchronization step by adjusting the tap coefficient of the reception digital filter. And further comprising a second symbol synchronization step of performing a further symbol phase error compensation for symbol point.

この発明によれば、無線送信局で、情報シンボル変換手段により、入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換し、トレーニング信号生成手段により、予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成し、多重化手段により、情報シンボル系列とトレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、無線送信手段により、送信バースト信号を無線信号に変換して、送信アンテナから空間上に無線送信し、無線受信局で、無線受信手段により、受信アンテナで受信した無線信号をデジタルベースバンド信号に変換し、受信デジタルフィルタ手段により、帯域制限を行い、差動復号化手段により、サンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行い、スライディング相互相関演算手段により、差動復号化手段が出力する信号系列に対して、指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行った後、フレーム同期手段により、各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を送信バースト信号の先頭位置として、送信バースト部分を抽出し、シンボル同期手段により、ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出し、周波数同期手段により、ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行い、復調手段により、オフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する。   According to the present invention, in the radio transmission station, the input data bit sequence is converted into the information symbol sequence by the information symbol conversion means, and the designated code sequence that is a predesignated code sequence is converted by the training signal generation means. A training signal sequence is generated by dynamic coding, a transmission burst signal is formed by time multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence by a multiplexing means, and the transmission burst signal is converted into a radio signal by a wireless transmission means. Wirelessly transmitted from the transmitting antenna to the space, and at the wireless receiving station, the wireless receiving means converts the wireless signal received by the receiving antenna into a digital baseband signal, and the receiving digital filter means limits the band, The dynamic decoding means performs differential decoding at symbol intervals for each sample and performs sliding mutual phase. After the calculation means performs a sliding cross-correlation calculation for each sample with the designated code series on the signal series output from the differential decoding means, the frame synchronization means performs a peak on the cross-correlation value of each sample. The signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be the peak is determined as the start position of the transmission burst signal, the transmission burst portion is extracted, the signal position determined to be the peak by the symbol synchronization means is set as the symbol point, and the input signal Only the symbol point is extracted, the phase component of the cross-correlation value determined as the peak is obtained by the frequency synchronization means, the phase component is regarded as the phase rotation per symbol due to the carrier frequency offset, and the input signal The carrier frequency offset is corrected, and the demodulating means demodulates the offset-corrected signal to Play the door series.

したがって、送信バースト信号のオーバーヘッド部分をトレーニング信号系列の1種類のみでフレーム同期、シンボル同期、周波数同期を実現することができ、オーバーヘッド部分を減少することができ、伝送効率を向上させることができるという利点が得られる。   Therefore, frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization can be realized by using only one type of training signal sequence for the overhead portion of the transmission burst signal, the overhead portion can be reduced, and transmission efficiency can be improved. Benefits are gained.

また、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期を、相互相関値のみから処理することが可能であることから、受信局の回路規模を減少させ、消費電力を削減することができるという利点が得られる。また、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期とも、トレーニング信号系列を1回受信するだけで処理が終了することから、1バーストで周波数初期引き込みを実現することができる。   In addition, since frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization can be processed only from the cross-correlation values, there is an advantage that the circuit scale of the receiving station can be reduced and power consumption can be reduced. In addition, in frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization, the processing is completed by receiving the training signal sequence only once, so that the frequency initial pull-in can be realized in one burst.

また、差動復号化してから相互相関演算を行うことによって、仮にキャリア周波数オフセットにより、指定符号系列内で位相が回転していても、差動復号化後の信号は、全てこのキャリア周波数オフセットによる位相回転が1シンボル分の回転に揃うため、相互相関演算時の積和時に各項の位相を揃えることが可能となる。したがって、低速回線を用いたバースト通信であっても、シンボル同期、フレーム同期を劣化させず、同期精度を向上させることができる。   Also, by performing the cross-correlation operation after differential decoding, even if the phase is rotated within the specified code sequence due to the carrier frequency offset, all the signals after differential decoding are based on this carrier frequency offset. Since the phase rotation is aligned with the rotation of one symbol, it is possible to align the phase of each term at the time of product-sum at the time of cross-correlation calculation. Therefore, even in burst communication using a low-speed line, it is possible to improve synchronization accuracy without degrading symbol synchronization and frame synchronization.

また、本発明によれば、指定符号系列としてPN符号を用いるようにしたので、差動復号化後の相互相関値によるピーク判定を、PN符号に対して行えるため、ショートプリアンブルを用いたシンボル同期、フレーム同期の精度を向上させることできる。また、差動復号化された受信信号は、伝搬チャネルの2乗値、すなわち、伝搬チャネルのパワーに差動符号化前の指定符号系列が乗算された形になるため、トレーニング信号系列内でフェージング変動などにより受信信号レベルが変動する場合であっても、該相互相関値は、受信信号のレベルの大きさを反映するため、フレーム同期精度を向上させることができる。   In addition, according to the present invention, since the PN code is used as the designated code sequence, peak determination based on the cross-correlation value after differential decoding can be performed on the PN code, so that symbol synchronization using a short preamble is performed. The accuracy of frame synchronization can be improved. Also, the differentially decoded received signal is in the form of the square value of the propagation channel, that is, the power of the propagation channel multiplied by the designated code sequence before differential encoding. Even when the received signal level fluctuates due to fluctuation or the like, the cross-correlation value reflects the magnitude of the level of the received signal, so that the frame synchronization accuracy can be improved.

また、本発明によれば、無線受信局で、無線受信手段が出力する情報シンボル系列に対して、フレーム同期手段の処理、周波数同期手段の処理、受信デジタルフィルタ手段の処理、シンボル同期手段の処理の順番で、各処理を行うようにしたので、周波数同期を受信デジタルフィルタ処理の前に行うことができる。これにより、受信デジタルフィルタの帯域制限処理の前に、キャリア周波数オフセットにより中心周波数がずれた受信信号スペクトラムの位置を正常に戻すことができるため、キャリア周波数オフセットにより、中心周波数がずれた受信信号が受信デジタルフィルタを通過することによる電力削れを防ぐことができる。   Further, according to the present invention, in the radio reception station, for the information symbol sequence output from the radio reception means, processing of the frame synchronization means, processing of the frequency synchronization means, processing of the reception digital filter means, processing of the symbol synchronization means Since each process is performed in this order, frequency synchronization can be performed before the reception digital filter process. As a result, the position of the received signal spectrum whose center frequency is shifted due to the carrier frequency offset can be returned to the normal state before the band limiting process of the reception digital filter, so that the received signal whose center frequency is shifted due to the carrier frequency offset is reduced. Power consumption due to passing through the reception digital filter can be prevented.

また、本発明によれば、無線受信局に、N個(Nは整数)の受信アンテナと、無線受信手段、受信デジタルフィルタ手段、差動復号化手段をそれぞれN個具備することによって、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期の各処理に対して、ダイバーシチ処理を行い、空間ダイバーシチ効果を得ることができる。   Further, according to the present invention, the radio receiving station includes N (N is an integer) receiving antennas and N radio receiving means, receiving digital filter means, and differential decoding means, respectively, thereby providing frame synchronization. Diversity processing can be performed on each of the symbol synchronization and frequency synchronization processing to obtain a spatial diversity effect.

また、本発明では、無線受信局に、N個(Nは整数)の受信アンテナと、無線受信手段、受信デジタルフィルタ手段、差動復号化手段をそれぞれN個具備し、フレーム同期手段、シンボル同期手段による処理を各受信系で独立して行うようにしたので、周波数同期部の処理に対してダイバーシチ処理を行うことができ、空間ダイバーシチ効果を得ることができる。したがって、フレーム同期点、シンボル同期点が各受信系で異なり、キャリア周波数オフセットのみが各受信系で同一の場合、例えば、各受信アンテナが遠隔に設置され、送信アンテナと受信アンテナの距離が各受信アンテナで異なるが、各受信系へ周波数変換のために供給される基準周波数が共通、すなわち、無線受信局が受信サイトダイバーシチを実現する場合、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信部が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、周波数同期の同期精度を向上させることができる。   In the present invention, the radio receiving station includes N receiving antennas (N is an integer), N radio receiving means, receiving digital filter means, and differential decoding means, respectively. Since the processing by the means is performed independently in each reception system, diversity processing can be performed on the processing of the frequency synchronization unit, and a spatial diversity effect can be obtained. Therefore, when the frame synchronization point and symbol synchronization point are different in each receiving system and only the carrier frequency offset is the same in each receiving system, for example, each receiving antenna is installed remotely, and the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna is Although the frequency differs depending on the antenna, the reference frequency supplied to each receiving system for frequency conversion is the same, that is, when the radio receiving station realizes receiving site diversity, the reception level varies depending on the location of the receiving antenna due to fading variation etc. In such a radio wave propagation environment, the radio receiving unit is equipped with a plurality of receiving antennas and receiving systems, so that the synchronization accuracy of frequency synchronization can be improved.

また、本発明では、シンボル同期用の第2トレーニング信号をフレーム構成に挿入することによって、オーバーヘッドは増加するが、オーバーサンプリング数をシンボル同期の任意の要求値によらず、常に4に維持できるため、他部と比較して演算量が大きく、演算量がオーバーサンプリング数に比例する受信デジタルフィルタ手段、スライディング相互相関演算手段の演算量の増加を防ぐことができ、無線受信局の回路規模、消費電力の削減が可能となる。   Also, in the present invention, the overhead increases by inserting the second training signal for symbol synchronization into the frame structure, but the number of oversampling can always be maintained at 4 regardless of any required value of symbol synchronization. Compared with other parts, the amount of computation is large, and the amount of computation is proportional to the number of oversampling. The increase in the amount of computation of the receiving digital filter means and the sliding cross-correlation computing means can be prevented. Electric power can be reduced.

また、本発明では、無線受信局に、N個(Nは整数)の受信アンテナと、無線受信手段、受信デジタルフィルタ手段、差動復号化手段をそれぞれN個具備し、シンボル同期用の第2トレーニング信号をフレーム構成に挿入するようにしたので、フレーム同期手段、シンボル同期手段、周波数同期手段の各処理に対して、ダイバーシチ処理を行い、空間ダイバーシチ効果を得ることができるとともに、演算量の増加を防ぐことができ、無線受信局の回路規模、消費電力の削減が可能となる。   In the present invention, the radio receiving station is provided with N (N is an integer) receiving antennas, N radio receiving means, reception digital filter means, and differential decoding means, respectively, and a second symbol synchronization second is provided. Since the training signal is inserted into the frame configuration, diversity processing can be performed for each processing of the frame synchronization means, symbol synchronization means, and frequency synchronization means to obtain a spatial diversity effect and increase the amount of calculation. Therefore, it is possible to reduce the circuit scale and power consumption of the radio receiving station.

また、本発明では、無線受信局に、N個(Nは整数)の受信アンテナと、無線受信手段、受信デジタルフィルタ手段、差動復号化手段をそれぞれN個具備し、フレーム同期手段、シンボル同期手段の処理を各受信系で独立して行うとともに、シンボル同期用の第2トレーニング信号をフレーム構成に挿入するようにしたので、周波数同期手段の処理は、ダイバーシチ処理を行い、空間ダイバーシチ効果を得ることができるとともに、演算量の増加を防ぐことができ、無線受信局の回路規模、消費電力の削減が可能となる。   In the present invention, the radio receiving station includes N receiving antennas (N is an integer), N radio receiving means, receiving digital filter means, and differential decoding means, respectively. The processing of the means is performed independently in each receiving system, and the second training signal for symbol synchronization is inserted into the frame configuration, so the processing of the frequency synchronization means performs diversity processing and obtains a spatial diversity effect. In addition, it is possible to prevent an increase in the amount of calculation and reduce the circuit scale and power consumption of the radio receiving station.

また、本発明では、トレーニング信号系列に対して自己相関間隔を2シンボル以上広げた自己相関演算を行う第2周波数同期を行うようにしたので、オーバーヘッドを増加させずに周波数同期の同期特性を向上させることができる。   Also, in the present invention, the second frequency synchronization for performing the autocorrelation calculation with the autocorrelation interval extended by 2 symbols or more with respect to the training signal sequence is performed, so that the synchronization characteristic of the frequency synchronization is improved without increasing the overhead. Can be made.

また、本発明では、トレーニング信号を用いて伝播チャネル推定を行うようにしたので、周波数検波を可能とする。   In the present invention, since the propagation channel estimation is performed using the training signal, frequency detection is enabled.

また、本発明では、伝搬チャネル推定用のパイロット信号系列を情報シンボル信号系列中に挿入することにより、伝搬チャネルが変動する場合にも同期検波を高精度に行うことが可能となる。なお、パイロット信号毎に伝搬チャネルの推定値を更新するようにしてもよい。また、パイロット信号間の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される無線チャネルの推定値から内挿補間するようにしてもよい。また、パイロット信号間または前記パイロット信号以降の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される伝搬チャネルの推定値から外挿補間するようにしてもよい。   Further, in the present invention, by inserting a pilot signal sequence for propagation channel estimation into an information symbol signal sequence, synchronous detection can be performed with high accuracy even when the propagation channel varies. Note that the estimated value of the propagation channel may be updated for each pilot signal. The radio propagation channel between pilot signals may be interpolated from the estimated value of the radio channel estimated from the pilot signal. Further, the radio propagation channel between pilot signals or after the pilot signal may be extrapolated from the estimated value of the propagation channel estimated from the pilot signal.

また、本発明では、軟判定誤り訂正符号を用いるようにしたので、伝送品質を向上させることができる。   In the present invention, since soft decision error correction codes are used, transmission quality can be improved.

また、本発明では、遅延検波を行うようにしたので、無線受信局において、同期検波をより簡易な処理で行うことができる。   In the present invention, since delay detection is performed, synchronous detection can be performed by a simpler process in the radio receiving station.

以下、本発明の一実施形態によるバースト無線信号伝送システムを、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a burst radio signal transmission system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本第1実施形態によるバースト無線信号伝送システムのフレーム構成を示す概念図である。本第1実施形態では、先頭に後述するトレーニング信号系列を、その後段に後述する情報シンボル信号系列をつけて送信バースト信号を構成する。本第1実施形態でのオーバーヘッドは、該トレーニング信号系列の1種類のみである。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a frame configuration of the burst radio signal transmission system according to the first embodiment. In the first embodiment, a transmission burst signal is configured with a training signal sequence described later at the head and an information symbol signal sequence described later at the subsequent stage. The overhead in the first embodiment is only one type of the training signal sequence.

次に、本第1実施形態による無線送信局の構成について説明する。
図2(a)は、本第1実施形態によるバースト無線信号伝送システムの無線送信局の構成を示すブロック図である。図において、無線送信局は、情報シンボル変換部1−1、トレーニング信号生成部1−2、多重化部1−3、送信デジタルフィルタ部1−4、無線送信部1−5、送信アンテナ1−6から構成されている。また、図2(b)は、上記トレーニング信号生成部1−2の構成を示すブロック図である。図において、トレーニング信号生成部1−2は、指定符号生成部1−2−1及び差動符号化部1−2−2から構成されている。
Next, the configuration of the wireless transmission station according to the first embodiment will be described.
FIG. 2A is a block diagram showing a configuration of a radio transmission station of the burst radio signal transmission system according to the first embodiment. In the figure, a radio transmission station includes an information symbol conversion unit 1-1, a training signal generation unit 1-2, a multiplexing unit 1-3, a transmission digital filter unit 1-4, a radio transmission unit 1-5, and a transmission antenna 1-. It is comprised from 6. FIG. 2B is a block diagram illustrating a configuration of the training signal generation unit 1-2. In the figure, the training signal generation unit 1-2 includes a designated code generation unit 1-2-1 and a differential encoding unit 1-2-2.

次に、上述した各機能部の具体的動作を、送信バースト信号を変調して無線送信するまでの一連のシーケンスに沿って説明する。まず、該無線送信局は、情報シンボル変換部1−1により該無線送信局に入力されるデータビット系列を情報シンボル信号系列に変換する。また、トレーニング信号生成部1−2の中の指定符号生成部1−2−1により無線送信局と無線受信局とで予め既知とする指定符号系列を生成した後、差動符号化部1−2−2により該指定符号系列を差動符号化する。具体的には、該指定符号系列を、a∈{a,a,a,…,aNa−1,aNa}(a=+1or−1)、差動復号化された信号系列を、A∈{A,A,A,…,ANa−1,ANa,ANa+1}とおき、次式(1)の演算を行う。 Next, a specific operation of each functional unit described above will be described along a series of sequences from modulation of a transmission burst signal to radio transmission. First, the radio transmission station converts a data bit sequence input to the radio transmission station into an information symbol signal sequence by the information symbol conversion unit 1-1. In addition, after a designated code sequence that is known in advance is generated between the radio transmission station and the radio reception station by the designation code generation unit 1-2-1 in the training signal generation unit 1-2, the differential encoding unit 1- The designated code sequence is differentially encoded in step 2-2. Specifically, the specified code sequence, a m ∈ {a 1, a 2, a 3, ..., a Na-1, a Na} (a m = + 1or-1), the differential decoded signal The sequence is set as A m ε {A 1 , A 2 , A 3 ,..., A Na−1 , A Na , A Na + 1 }, and the following equation (1) is calculated.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、Nは、該指定符号系列の系列長、Aは大きさ1の任意の複素数である。また、差動符号化された該指定符号系列A∈{A,A,A,…,ANa−1,ANa,ANa+1}を、便宜上、以下、トレーニング信号系列と表記する。なお、該指定符号系列の具体例の1つとしてPN符号などがある。 Note that N a is a sequence length of the designated code sequence, and A is an arbitrary complex number of size 1. In addition, for the sake of convenience, the designated code sequence A m ε {A 1 , A 2 , A 3 ,..., A Na−1 , A Na , A Na + 1 } that has been differentially encoded is hereinafter referred to as a training signal sequence. . One specific example of the designated code sequence is a PN code.

次に、多重化部1−3により該情報シンボル信号系列と該差動符号化した指定符号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する。次に、送信デジタルフィルタ部1−4により該形成した送信バースト信号をデジタル/アナログ変換(D/A変換)前に帯域制限する。その後、無線送信部1−5により、該送信バースト信号をD/A変換した後、無線周波数に変換し、送信アンテナ1−6により空間に送信する。   Next, multiplexing section 1-3 time-multiplexes the information symbol signal sequence and the differentially encoded designated code sequence to form a transmission burst signal. Next, the transmission digital filter section 1-4 limits the band of the formed transmission burst signal before digital / analog conversion (D / A conversion). Thereafter, the transmission burst signal is D / A converted by the wireless transmission unit 1-5, converted to a radio frequency, and transmitted to the space by the transmission antenna 1-6.

次に、本第1実施形態による無線受信局の構成について説明する。
図3は、本第1実施形態による無線受信局の構成を示すブロック図である。図において、無線受信局は、受信アンテナ2−1、無線受信部2−2、受信デジタルフィルタ部2−3、差動復号化部2−4、スライディング相互相関演算部2−5、フレーム同期部2−6、シンボル同期部2−7、周波数同期部2−8及び復調部2−9から構成されている。
Next, the configuration of the radio receiving station according to the first embodiment will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the radio receiving station according to the first embodiment. In the figure, the radio reception station includes a reception antenna 2-1, a radio reception unit 2-2, a reception digital filter unit 2-3, a differential decoding unit 2-4, a sliding cross-correlation calculation unit 2-5, and a frame synchronization unit. 2-6, a symbol synchronizer 2-7, a frequency synchronizer 2-8, and a demodulator 2-9.

また、図4は、無線受信局における、フレーム同期部2−6、シンボル同期部2−7及び周波数同期部2−8の構成を示すブロック図である。図において、フレーム同期部2−6は、ピーク判定部2−6−1及びバースト抽出部2−6−2から構成されており、シンボル同期部2−7は、シンボル点抽出部2−7−1からなり、さらに、周波数同期部2−8は、位相算出部2−8−1及び周波数補正部2−8−2から構成されている。   FIG. 4 is a block diagram showing configurations of the frame synchronization unit 2-6, the symbol synchronization unit 2-7, and the frequency synchronization unit 2-8 in the radio reception station. In the figure, the frame synchronization unit 2-6 includes a peak determination unit 2-6-1 and a burst extraction unit 2-6-2, and the symbol synchronization unit 2-7 includes a symbol point extraction unit 2-7-. Further, the frequency synchronization unit 2-8 includes a phase calculation unit 2-8-1 and a frequency correction unit 2-8-2.

次に、上述した各機能部の具体的動作を、送信バースト信号を受信してから復調するまでの一連のシーケンスに沿って説明する。まず、無線受信局は、上述した無線送信局が送信した送信バースト信号を、受信アンテナ2−1により受信した後、該受信信号を無線受信部2−2により周波数変換、アナログ/デジタル変換(A/D変換)して、デジタルベースバンド信号に変換する。次に、受信デジタルフィルタ部2−3により該デジタルベースバンド信号を帯域制限する。ここで、時刻kT/Nにおける無線受信部2−2の出力信号をrB.B(kT/N)、受信デジタルフィルタ部2−3の出力信号をr(kT/N)とおく。なお、Tはシンボル周期、Nはオーバーサンプリング数、kは整数とする。 Next, a specific operation of each functional unit described above will be described along a series of sequences from reception of a transmission burst signal to demodulation. First, the radio reception station receives the transmission burst signal transmitted from the radio transmission station described above by the reception antenna 2-1, and then performs frequency conversion, analog / digital conversion (A) on the reception signal by the radio reception unit 2-2. / D conversion) to convert into a digital baseband signal. Next, the digital baseband signal is band-limited by the reception digital filter unit 2-3. Here, the output signal of the radio reception unit 2-2 at the time kT / N is expressed as r B. B (kT / N), and the output signal of the reception digital filter unit 2-3 is r (kT / N). T is a symbol period, N is the number of oversampling, and k is an integer.

次に、差動復号化部2−4により、r(kT/N)を隣接シンボル同士で差動復号化を行う。すなわち、次式(2)のようになる。   Next, the differential decoding unit 2-4 differentially decodes r (kT / N) between adjacent symbols. That is, the following equation (2) is obtained.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、rdiff(kT/N)は、時刻kT/Nの差動復号化後の信号、(A)は複素数Aの複素共役とする。 Note that r diff (kT / N) is a signal after differential decoding at time kT / N, and (A) * is a complex conjugate of complex number A.

次に、スライディング相互相関演算部2−5により、該差動復号化した信号rdiff(kT/N)について、rdiff(kT/N)を先頭に1シンボル間隔で、次式(3)に示す系列長Nの信号系列と上記指定符号系列a(1≦m≦N)とについて、相互相関演算をサンプル毎に行う。 Next, with respect to the differentially decoded signal r diff (kT / N) by the sliding cross-correlation calculation unit 2-5, r diff (kT / N) is set to the following equation (3) at an interval of 1 symbol. A cross-correlation operation is performed for each sample for the signal sequence having the sequence length N a and the designated code sequence a m (1 ≦ m ≦ N a ).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

すなわち、次式(4)に示す演算をサンプル毎に行う。   That is, the calculation shown in the following equation (4) is performed for each sample.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、Rcross(kT/N)を時刻kT/Nにおける相互相関値とする。また、該相互相関値部分は、差動復号化系列rdiff(kT/N+(m−1)T)(1≦m≦N)、上記指定符号化系列a(1≦m≦N)の各ノルムで正規化してもよい。 Note that R cross (kT / N) is a cross-correlation value at time kT / N. Further, the cross-correlation value portion includes a differential decoded sequence r diff (kT / N + (m−1) T) (1 ≦ m ≦ N a ), the specified coded sequence a m (1 ≦ m ≦ N). it may be normalized at each norm of a).

次に、フレーム同期部2−6の中のピーク判定部2−6−1により、相互相関値Rcross(kT/N)の最大値とその時刻kT/Nとを蓄積し、判定毎に該最大値と判定時の相互相関値との大小関係を比較して、最大値とその時刻とを随時更新することによって、定められた判定期間中の該相互相関値が最大となる時刻をピーク時刻と判定する。なお、この判定方法には、該相互相関値の閾値を定め、該相互相関値が閾値を超えた時刻をピーク時刻と判定する方法や、該閾値を越えた後、ある一定期間連続で該相互相関値が減少し続けたら、該閾値を超えた時刻をピーク時刻と判定する方法などがある。 Next, the peak determination unit 2-6-1 in the frame synchronization unit 2-6 accumulates the maximum value of the cross- correlation value R cross (kT / N) and the time kT / N, and for each determination, By comparing the maximum value with the cross-correlation value at the time of determination and updating the maximum value and its time as needed, the time at which the cross-correlation value becomes maximum during the determined determination period is the peak time. Is determined. In this determination method, a threshold value of the cross-correlation value is set, and a time when the cross-correlation value exceeds the threshold value is determined as a peak time. If the correlation value continues to decrease, there is a method of determining the time when the threshold value is exceeded as the peak time.

次に、ピーク時刻が判定されたら、バースト抽出部2−6−2により、該ピーク時刻を上記送信バースト信号の先頭位置と判定し、該ピーク時刻から該送信バースト信号部分を抽出する。なお、この抽出方法には、該バースト抽出部2−6−2が後段の各部に必要な送信バースト信号部分、例えば、後段の各部が上記トレーニング信号系列を不要とするならば、上記トレーニング信号系列を除いた情報シンボル系列のみを該後段の各部に受け渡す方法、または、該バースト抽出部2−6−2が後段の各部に該送信バースト信号部分を知らせ、該後段の各部から必要な信号部分のみに処理を行わせるような方法がある。   Next, when the peak time is determined, the burst extraction unit 2-6-2 determines the peak time as the head position of the transmission burst signal, and extracts the transmission burst signal portion from the peak time. In this extraction method, if the burst extraction unit 2-6-2 requires a transmission burst signal part required for each part of the subsequent stage, for example, if each part of the subsequent stage does not require the training signal series, the training signal series A method of transferring only the information symbol sequence excluding the signal to each part of the subsequent stage, or the burst extracting unit 2-6-2 informs each part of the subsequent stage of the transmission burst signal part, and a necessary signal part from each part of the subsequent stage There is a method that allows only the processing to be performed.

次に、シンボル同期部2−7の中のシンボル点抽出部2−7−1により、該ピーク時刻を更にシンボル点ともみなし、バースト抽出部2−6−2の出力信号からシンボル点のみを抽出する。   Next, the symbol point extraction unit 2-7-1 in the symbol synchronization unit 2-7 regards the peak time as a symbol point, and extracts only the symbol point from the output signal of the burst extraction unit 2-6-2. To do.

具体的には、信号r(kT/N)の中から、次式(5)で示されるシンボル点を抜き出して後段へ受け渡す。   Specifically, a symbol point represented by the following equation (5) is extracted from the signal r (kT / N) and transferred to the subsequent stage.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、kdataT/Nを後段の処理に必要な信号部分の先頭時間、dを後段の処理に必要な該送信バースト信号の総シンボル数とする。 Note that k data T / N is the head time of the signal portion necessary for the subsequent processing, and d is the total number of symbols of the transmission burst signal necessary for the subsequent processing.

また、周波数同期部2−8の中の位相算出部2−8−1により、フレーム同期部2−6が算出した該ピーク時刻kpeakT/Nの相互相関値Rcross(kpeakT/N)の位相成分を次式(6)に従って算出する。 Further, the cross-correlation value R cross (k peak T / N) of the peak time k peak T / N calculated by the frame synchronization unit 2-6 by the phase calculation unit 2-8-1 in the frequency synchronization unit 2-8. ) Is calculated according to the following equation (6).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

該位相成分は、相互相関区間で伝搬チャネルが変動していなければ、1シンボル隣接信号間で差動復号化した後の相互相関値の位相成分、すなわち、キャリア周波数オフセットによる位相回転の1シンボル当たりの位相回転に相当する。したがって、周波数補正部2−8−2により、該位相成分θを用いて、該シンボル同期部2−7からの出力信号に対して、次式(7)に従って周波数補正を行う。 If the propagation channel does not change in the cross-correlation section, the phase component is the phase component of the cross-correlation value after differential decoding between adjacent signals of one symbol, that is, per symbol of phase rotation due to carrier frequency offset. Is equivalent to the phase rotation. Therefore, the frequency correction unit 2-8-2, using the phase component theta 1, with respect to the output signal from the symbol synchronization section 2-7 performs frequency correction according to the following equation (7).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

最後に、復調部2−9が周波数補正された信号rAFC1(kdataT/N+lT)に対して復調し、上記データビット系列を再生する。 Finally, the demodulator 2-9 demodulates the frequency-corrected signal r AFC1 (k data T / N + 1T) to reproduce the data bit sequence.

なお、周波数同期部2−8とシンボル同期部2−7の処理の順番は逆でも良く、信号r(kT/N)に対して、上記周波数補正を行ってから、上記シンボル点抽出を行っても構わない。この場合、周波数補正は、次式(8)に示すように、信号r(kT/N)のサンプル毎に行う。   Note that the processing order of the frequency synchronization unit 2-8 and the symbol synchronization unit 2-7 may be reversed, and the symbol r is extracted after performing the frequency correction on the signal r (kT / N). It doesn't matter. In this case, frequency correction is performed for each sample of the signal r (kT / N) as shown in the following equation (8).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

また、シンボル点抽出は、該周波数補正された信号rAFC1(kdataT/N+(h−1)T/N)から、kdataT/Nを先頭として、次式(9)に示すように、シンボル間隔毎に抽出する。 Further, symbol point extraction is performed by using the frequency-corrected signal r AFC1 (k data T / N + (h−1) T / N), starting from k data T / N, as shown in the following equation (9). In addition, it is extracted every symbol interval.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

本第1実施形態では、上記送信バースト信号のオーバーヘッド部分として、上記トレーニング信号系列の1種類のみであることから、複数の種類のオーバーヘッドを要する、前述した第1乃至第4の従来システムよりもオーバーヘッド部分を減少することができる。すなわち、従来のシステムの問題点(1)を解決することができる。   In the first embodiment, since there is only one type of the training signal sequence as the overhead part of the transmission burst signal, overhead is required as compared with the first to fourth conventional systems described above, which requires a plurality of types of overhead. The part can be reduced. That is, the problem (1) of the conventional system can be solved.

また、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期を、相互相関値Rcross(kT/N)のピーク時刻kpeakT/Nとその相互相関値Rcross(kpeakT/N)とのみから、すなわち、相互相関演算のみから処理することが可能であることから、各同期処理に対して、相互相関、自己相関、DFTなどの複数の処理を要し、受信局の回路規模、消費電力が増大する従来システムの問題点(2)を解決することができる。 Further, frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization are performed only from the peak time k peak T / N of the cross correlation value R cross (kT / N) and its cross correlation value R cross (k peak T / N), that is, Since it is possible to process only from the cross-correlation calculation, each synchronization process requires a plurality of processes such as cross-correlation, auto-correlation, DFT, etc., and the circuit scale and power consumption of the receiving station increase. The system problem (2) can be solved.

また、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期とも、上記トレーニング信号系列を1回受信するだけで、処理が終了することから、従来システムの問題点(3)も解決することができる。   In addition, in frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization, the processing is completed by receiving the training signal sequence only once, so the problem (3) of the conventional system can be solved.

また、差動復号化してから相互相関演算を行うことによって、仮にキャリア周波数オフセットにより、上記指定符号系列内で位相が回転していても、差動復号化後の信号は、全てこのキャリア周波数オフセットによる位相回転が1シンボル分の回転に揃うため、相互相関演算時の積和時に各項の位相を全て揃えることが可能となる。したがって、該相互相関値のピーク判定時のキャリア周波数オフセットにより劣化する従来システムの問題点(5)も解決することができる。   Also, by performing the cross-correlation operation after differential decoding, even if the phase is rotated within the specified code sequence due to the carrier frequency offset, all the signals after differential decoding are the carrier frequency offset. Therefore, the phase of each term can be aligned at the time of product-sum at the time of cross-correlation calculation. Therefore, the problem (5) of the conventional system that deteriorates due to the carrier frequency offset at the time of the peak determination of the cross-correlation value can also be solved.

また、差動符号化前の指定符号系列として、PN符号を用いることが可能である。したがって、差動復号化後の相互相関値によるピーク判定は、PN符号に対して行えるため、従来システムの問題点(4)も解決することができる。   In addition, a PN code can be used as the designated code sequence before differential encoding. Therefore, since the peak determination based on the cross-correlation value after differential decoding can be performed for the PN code, the problem (4) of the conventional system can be solved.

また、差動復号化された受信信号は、伝搬チャネルの2乗値、すなわち、伝搬チャネルのパワーに差動符号化前の指定符号系列が乗算された形になるため、これに対する指定符号系列による相互相関値は、各受信信号の伝搬チャネルパワーの積和になる。すなわち、時刻kpeakT/N+mT(mは整数)の送信バースト信号系列をs(kpeakT/N+mT)、伝搬チャネルをh(kpeakT/N+mT)とし、伝搬の遅延波成分ならびに雑音信号が無視できる環境を考えると、相互相関値は、次式(10)で表される。 Also, the differentially decoded received signal is in the form of the square value of the propagation channel, that is, the propagation channel power multiplied by the designated code sequence before differential coding. The cross-correlation value is the product sum of the propagation channel power of each received signal. That is, a transmission burst signal sequence at time k peak T / N + mT (m is an integer) is s (k peak T / N + mT), a propagation channel is h (k peak T / N + mT), and a propagation delay wave component and a noise signal are Considering an ignorable environment, the cross-correlation value is expressed by the following equation (10).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

これの差動復号化を考えると、次式(11)となる。   Considering this differential decoding, the following equation (11) is obtained.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

伝搬チャネル変動が1シンボルでは殆ど変化しない。すなわち、次式(12)となり、また、時刻kpeakT/N+(m−1)Tが指定符号化系列aと同時間と考えると、次式(13)となる。 Propagation channel fluctuation hardly changes with one symbol. That is, the following equation (12), and also, the time k peak T / N + (m -1) when T is considered a designated coding sequence a m the same time, the following equation (13).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

Figure 0004527101
Figure 0004527101

したがって、相互相関値は、次式(14)で表される。   Therefore, the cross-correlation value is expressed by the following equation (14).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、指定符号化系列aの2乗値は、mによらず1である。 Incidentally, the square value of the specified coding sequence a m is 1 regardless of m.

これから、相互相関値Rcross(kpeakT/N)の各項からの寄与は、伝搬チャネルパワーに比例する。したがって、上記トレーニング信号系列内でフェージング変動などにより、受信信号レベルが変動する場合、該相互相関値は、受信信号のレベルの大きさを反映するため、従来システムの問題点(6)を解決することができる。 From this, the contribution from each term of the cross- correlation value R cross (k peak T / N) is proportional to the propagation channel power. Therefore, when the received signal level fluctuates due to fading fluctuation or the like in the training signal sequence, the cross-correlation value reflects the magnitude of the received signal level, thereby solving the problem (6) of the conventional system. be able to.

以上より、本第1実施形態によるバースト無線信号伝送システムは、従来のバースト無線信号伝送システムで問題となった(1)〜(6)を全て解決することができる。   As described above, the burst radio signal transmission system according to the first embodiment can solve all the problems (1) to (6) which are problems in the conventional burst radio signal transmission system.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態は、前述した第1実施形態に対して、上記周波数同期部2−8の処理を上記デジタルフィルタ部2−2の前段で行うことを特徴としている。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is characterized in that the processing of the frequency synchronization unit 2-8 is performed before the digital filter unit 2-2, compared to the first embodiment described above.

図5は、本第2実施形態によるバースト無線信号伝送システムの無線受信局の構成を示すブロック図である。なお、バースト無線通信伝送システムのフレーム構成、無線送信局は、前述した第1実施形態と全く同一であるので、無線受信局についてのみ説明する。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a radio receiving station of the burst radio signal transmission system according to the second embodiment. Note that the frame configuration of the burst radio communication transmission system and the radio transmission station are exactly the same as those in the first embodiment described above, so only the radio reception station will be described.

なお、受信アンテナ3−1、無線受信部3−2、1次受信デジタルフィルタ部3−3、差動符号化部3−4、スライディング相互相関演算部3−5、フレーム同期部3−6、周波数同期部3−7、2次受信デジタルフィルタ部3−8、シンボル同期部3−9及び復調部3−10は、前述した第1実施形態の受信アンテナ2−1、無線受信部2−2、差動復号化部2−4、スライディング相互相関演算部2−5、フレーム同期部2−6、シンボル同期部2−7、復調部2−9と全く同一機能である。   The reception antenna 3-1, the wireless reception unit 3-2, the primary reception digital filter unit 3-3, the differential encoding unit 3-4, the sliding cross-correlation calculation unit 3-5, the frame synchronization unit 3-6, The frequency synchronization unit 3-7, the secondary reception digital filter unit 3-8, the symbol synchronization unit 3-9, and the demodulation unit 3-10 are the reception antenna 2-1 and the radio reception unit 2-2 of the first embodiment described above. The differential decoding unit 2-4, the sliding cross correlation calculation unit 2-5, the frame synchronization unit 2-6, the symbol synchronization unit 2-7, and the demodulation unit 2-9 have the same functions.

また、1次受信デジタルフィルタ部3−3、2次受信デジタルフィルタ3−8とも、第1実施形態の受信デジタルフィルタ部2−3と全く同一機能であるが、両者の処理対象とする信号が異なるため、ここでは、便宜上、1次受信デジタルフィルタ部、2次受信デジタルフィルタ部という名称を付けている。また、図6は、本第2実施形態の無線受信局における、フレーム同期部3−6、周波数同期部3−7及びシンボル同期部3−9の構成を示すブロック図である。   The primary reception digital filter unit 3-3 and the secondary reception digital filter 3-8 have exactly the same function as the reception digital filter unit 2-3 of the first embodiment. Here, for the sake of convenience, the names of the primary reception digital filter unit and the secondary reception digital filter unit are given here for convenience. FIG. 6 is a block diagram illustrating configurations of the frame synchronization unit 3-6, the frequency synchronization unit 3-7, and the symbol synchronization unit 3-9 in the radio reception station according to the second embodiment.

次に、各機能部の具体的動作を、上述した送信バースト信号を受信して復調するまでの一連のシーケンスに沿って説明する。まず、前述した第1実施形態の無線受信部2−2〜フレーム同期部2−6と同様の機能により、無線受信部3−2〜フレーム同期部3−6により、相互相関値Rcross(kT/N)のピーク時刻kpeakT/Nの該相互相関値Rcross(kpeakT/N)を算出する。また、無線受信部3−1の出力信号rB.B(kT/N)のうち、上記送信バースト信号部分に関連する部分を抽出する。次に、周波数同期部3−7により、信号rB.B(kT/N)に対して周波数補正を行う。すなわち、該周波数補正した信号をrB.B_AFC1(kT/N)とすると、次式(15)で表される処理行う。 Next, a specific operation of each functional unit will be described along a series of sequences from reception of the transmission burst signal described above to demodulation. First, the cross- correlation value R cross (kT) is obtained by the wireless reception unit 3-2 to the frame synchronization unit 3-6 by the same function as the wireless reception unit 2-2 to the frame synchronization unit 2-6 of the first embodiment described above. The cross- correlation value R cross (k peak T / N) of the peak time k peak T / N of / N) is calculated. In addition, the output signal r B. A part related to the transmission burst signal part is extracted from B (kT / N). Next, the signal r B. Frequency correction is performed on B (kT / N). That is, the frequency corrected signal is expressed as r B.B. If B_AFC1 (kT / N), the processing represented by the following equation (15) is performed.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、θは、上記周波数同期部3−7と全く同様に算出したキャリア周波数オフセットによる1シンボル当たりの位相回転であり、nは整数である。また、k’dataT/Nは、後段の処理に必要な信号部分の先頭時間であり、d’は、後段の処理に必要な信号部分のシンボル数である。 Θ 1 is a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset calculated in the same manner as the frequency synchronization unit 3-7, and n is an integer. Further, k ′ data T / N is the start time of the signal portion necessary for the subsequent processing, and d ′ is the number of symbols of the signal portion necessary for the subsequent processing.

その後、該周波数補正した信号rB.B_AFC1(kT/N)を第2次受信デジタルフィルタ部3−8により帯域制限した後、シンボル同期部2−6と全く同一の処理をシンボル同期部3−9により行う。最後に、該シンボル同期部3−9からの出力信号に対して、復調部2−8と全く同一の処理を復調部3−10により行う。 Thereafter, the frequency-corrected signal rB . After band limiting B_AFC1 (kT / N) by the secondary reception digital filter unit 3-8, the symbol synchronization unit 3-9 performs exactly the same processing as the symbol synchronization unit 2-6. Finally, the demodulator 3-10 performs exactly the same processing as the demodulator 2-8 on the output signal from the symbol synchronizer 3-9.

上述した本第2実施形態によれば、周波数補正を受信デジタルフィルタ部の帯域制限処理の前段で行うことができる。したがって、該受信デジタルフィルタ部の帯域制限処理の前に、キャリア周波数オフセットにより中心周波数がずれた受信信号スペクトラムの位置を正常に戻すことができるため、キャリア周波数オフセットにより中心周波数がずれた受信信号が該受信デジタルフィルタ部を通過することによる電力削れを防ぐことができる。
ここで、電力削れとは、デジタルフィルタを通過させる際に、信号の中心周波数がデジタルフィルタの帯域からずれている場合に、デジタルフィルタを通過した出力信号において電力の減少が生じてしまうことをいう。
According to the second embodiment described above, frequency correction can be performed before the band limiting process of the reception digital filter unit. Therefore, since the position of the received signal spectrum whose center frequency is shifted due to the carrier frequency offset can be returned to the normal state before the band limiting process of the reception digital filter unit, the received signal whose center frequency is shifted due to the carrier frequency offset is reduced. Power consumption due to passing through the reception digital filter unit can be prevented.
Here, power reduction means that, when passing through a digital filter, if the center frequency of the signal deviates from the band of the digital filter, a reduction in power occurs in the output signal that has passed through the digital filter. .

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本第3実施形態は、前述した第2実施形態に対して、無線受信局が複数(N個)の受信系を装備し、フレーム同期部、シンボル同期部、周波数同期部の処理に対して空間ダイバーシチ処理を行うことを特徴としている。なお、該バースト無線信号伝送システムのフレーム構成、無線送信局は、第1実施形態と全く同一である。したがって、本第3実施形態として、無線受信局の具体的動作例のみを説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the second embodiment described above in that the radio receiving station is equipped with a plurality (N) of receiving systems, and has a space for processing of the frame synchronization unit, symbol synchronization unit, and frequency synchronization unit. It is characterized by performing diversity processing. Note that the frame configuration and radio transmission station of the burst radio signal transmission system are exactly the same as those in the first embodiment. Therefore, only a specific operation example of the radio receiving station will be described as the third embodiment.

図7は、本第3実施形態のバースト無線信号伝送システムの無線受信局の構成を示すブロック図である。なお、図7は、第1実施形態の受信系(図3)が2個の場合を示す。以下、本第3実施形態も、第1実施形態の受信系(図3)が2個の場合を例として説明する。なお、受信系が前述した第2実施形態の受信系(図5)となっても、3個以上となっても、以下に述べる本第3実施形態の動作は全く同一である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a radio receiving station of the burst radio signal transmission system according to the third embodiment. FIG. 7 shows a case where there are two reception systems (FIG. 3) of the first embodiment. Hereinafter, the third embodiment will be described by taking an example in which there are two reception systems (FIG. 3) of the first embodiment. Note that the operation of the third embodiment described below is exactly the same regardless of whether the receiving system is the above-described receiving system (FIG. 5) or more than two.

本第3実施形態の無線受信局は、受信アンテナ4−1−1、4−1−2、無線受信部4−2−1、4−2−2、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2、差動復号化部4−4−1、4−4−2、スライディング相互相関演算部4−5、フレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7、周波数同期部4−8、復調部4−9から構成されている。   The radio reception station of the third embodiment includes reception antennas 4-1-1, 4-1-2, radio reception units 4-2-1, 4-2-2, a reception digital filter unit 4-3-1, 4-3-2, differential decoding units 4-4-1, 4-4-2, sliding cross-correlation calculation unit 4-5, frame synchronization unit 4-6, symbol synchronization unit 4-7, frequency synchronization unit 4 -8 and demodulator 4-9.

また、図8は、本第3実施形態の無線受信局における、フレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7及び周波数同期部4−8の構成を示すブロック図である。フレーム同期部4−6は、ピーク判定部4−6−1、バースト抽出部4−6−2−1及び4−6−2−2から構成され、また、シンボル同期部4−7は、シンボル点抽出部4−7−1−1、4−7−1−2から構成され、また、周波数同期部4−8は、位相算出部4−8−1、周波数補正部4−8−2−1、4−8−2−2から構成されている。   FIG. 8 is a block diagram showing configurations of the frame synchronization unit 4-6, the symbol synchronization unit 4-7, and the frequency synchronization unit 4-8 in the wireless reception station of the third embodiment. The frame synchronization unit 4-6 includes a peak determination unit 4-6-1, burst extraction units 4-6-2-1 and 4-6-2-2, and the symbol synchronization unit 4-7 includes a symbol It is composed of point extraction units 4-7-1-1 and 4-7-1-2, and a frequency synchronization unit 4-8 includes a phase calculation unit 4-8-1 and a frequency correction unit 4-8-2-. 1, 4-8-2-2.

なお、受信アンテナ4−1−1、4−1−2、無線受信部4−2−1、4−2−2、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2、差動復号化部4−4−1、4−4−2、復調部4−9は、前述した第1実施形態の受信アンテナ2−1、無線受信部2−2、受信デジタルフィルタ部2−3、差動復号化部2−4、復調部2−9と各々全く同一機能である。また、ピーク判定部4−6−1、バースト抽出部4−6−2−1、4−6−2−2、シンボル点抽出部4−7−1−1、4−7−1−2、位相算出部4−8−1、周波数補正部4−8−2−1、4−8−2−2は、前述した第1実施形態のピーク判定部2−6−1、バースト抽出部2−6−2、シンボル点抽出部2−7−1、位相算出部2−8−1、周波数補正部2−8−2と各々全く同一機能である。   Note that the reception antennas 4-1-1, 4-1-2, the radio reception units 4-2-1, 4-2-2, the reception digital filter units 4-3-1, 4-3-2, and differential decoding. 4-4-1, 4-4-2, and demodulator 4-9 are the reception antenna 2-1, wireless reception unit 2-2, reception digital filter unit 2-3, and difference of the first embodiment described above. The functions of the moving decoding unit 2-4 and the demodulating unit 2-9 are exactly the same. Also, a peak determination unit 4-6-1, a burst extraction unit 4-6-2-1, 4-6-2-2, a symbol point extraction unit 4-7-1-1, 4-7-1-2, The phase calculation unit 4-8-1, the frequency correction units 4-8-2-1 and 4-8-2-2 are the peak determination unit 2-6-1 and the burst extraction unit 2- of the first embodiment described above. 6-2, the symbol point extraction unit 2-7-1, the phase calculation unit 2-8-1, and the frequency correction unit 2-8-2 have exactly the same functions.

次に、本第3実施形態の各機能部の具体的動作を、送信バースト信号を受信してから復調するまでの一連のシーケンスに沿って説明する。各無線アンテナ4−1−1、4−1−2で受信された受信信号は、無線受信部4−2−1、4−2−2により、各々、受信デジタルベースバンド信号に変換される。時刻kT/Nにおける無線受信部4−2−1、4−2−2の出力信号を、各々、r B.B(kT/N)、r B.B(kT/N)とする。次に、各信号r B.B(kT/N)、r B.B(kT/N)は、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2により、各々、帯域制限される。時刻kT/Nにおける受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2の出力信号を、r(kT/N)、r(kT/N)とする。また、各信号r(kT/N)、r(kT/N)を差動復号化部4−4−1、4−4−2により、次式(16)に示すように、シンボル間隔で差動復号化する。 Next, specific operations of the functional units of the third embodiment will be described along a series of sequences from reception of a transmission burst signal to demodulation. The reception signals received by the respective radio antennas 4-1-1 and 4-1-2 are respectively converted into reception digital baseband signals by the radio reception units 4-2-1 and 4-2-2. The output signals of the radio reception units 4-2-1 and 4-2-2 at the time kT / N are respectively represented by r 1 B. B (kT / N), r 2 B.I. Let B (kT / N). Next, each signal r 1 B. B (kT / N), r 2 B. B (kT / N) is band-limited by the reception digital filter units 4-3-1 and 4-3-2, respectively. The output signals of the reception digital filter units 4-3-1 and 4-3-2 at time kT / N are r 1 (kT / N) and r 2 (kT / N). Further, each signal r 1 (kT / N), r 2 (kT / N) is converted into a symbol interval by differential decoding units 4-4-1 and 4-4-2 as shown in the following equation (16). To perform differential decoding.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、r diff(kT/N)、r diff(kT/N)は、時刻kT/Nにおける差動復号化部4−4−1、4−4−2の各々の出力信号である。 Incidentally, r 1 diff (kT / N ), r 2 diff (kT / N) is the output signal of each of the differential decoding unit 4-4-1,4-4-2 at time kT / N.

次に、該差動復号化部4−4−1、4−4−2の各出力信号について、r diff(kT/N)、r diff(kT/N)を先頭に1シンボル間隔で系列長Nの、次式(17)で表される信号系列を、まとめて1つの信号系列とみなして、スライディング相互相関演算部4−4により、該信号系列と訂正符号系列a(1≦m≦N)との相互相関演算をサンプル毎に行う。 Next, with respect to each output signal of the differential decoding units 4-4-1 and 4-4-2, r 1 diff (kT / N) and r 2 diff (kT / N) are headed at intervals of one symbol. The signal sequence represented by the following equation (17) having the sequence length N a is regarded as one signal sequence, and the signal sequence and the corrected code sequence a m (1) are calculated by the sliding cross correlation calculation unit 4-4. ≦ m ≦ N a ) is performed for each sample.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

すなわち、次式(18)で表される演算を行う。   That is, the calculation represented by the following equation (18) is performed.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、R’cross(kT/N)を時刻点kT/Nにおける上式(18)から得られる相互相関値とする。また、該相互相関値は、差動復号化された信号系列r diff(kT/N+(m−1)T)(1≦m≦N)、r diff(kT/N+(m−1)T)(1≦m≦N)、指定符号化系列a(1≦m≦N)の各ノルムで正規化しても良い。各受信系の差動復号化された信号r diff(kT/N)、r diff(kT/N)は、各受信系の信号の2乗重み、すなわち、伝搬チャネルの振幅2乗値が重み付けされているため、R’cross(kT/N)は、各受信系の相互相関値を最大比合成したものに対応する。したがって、R’cross(kT/N)は、空間ダイバーシチ効果が得られている。 Incidentally, the cross-correlation value obtained from the above equation (18) R 'cross the (kT / N) at time point kT / N. Further, the cross-correlation value is obtained by differentially decoding the signal sequence r 1 diff (kT / N + (m−1) T) (1 ≦ m ≦ N a ), r 2 diff (kT / N + (m−1) ) T) (1 ≦ m ≦ N a ), normalization with each norm of the specified coded sequence a m (1 ≦ m ≦ N a ). The differentially decoded signals r 1 diff (kT / N) and r 2 diff (kT / N) of each receiving system are the square weights of the signals of each receiving system, that is, the amplitude square value of the propagation channel. Since it is weighted, R ′ cross (kT / N) corresponds to a value obtained by combining the maximum correlation of the cross-correlation values of the respective receiving systems. Therefore, R ′ cross (kT / N) has a space diversity effect.

該相互相関値R’cross(kT/N)を算出した以降の動作は、R’cross(kT/N)を第1実施形態における相互相関値Rcross(kT/N)とみなして、第1実施形態と同様に、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期を行う。すなわち、フレーム同期部4−5の中のピーク判定部4−5−1によりR’cross(kT/N)がピークとなるピーク時刻kpeakT/Nを検出し、該ピーク時刻kpeakT/Nを受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2の出力信号r(kT/N)、r(kT/N)に対する送信バースト信号の先頭部分とみなして、該出力信号r(kT/N)、r(kT/N)に対して、フレーム同期部4−6の中のバースト抽出部4−6−2−1、4−6−2−2により送信バースト信号部分を、シンボル同期部4−7の中のシンボル点抽出部4−7−1−1、4−7−1−2により、並びにシンボル点を各々抽出する。また、該ピーク時刻kpeakT/Nの該相互相関値R’cross(kT/N)の位相成分を、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2の出力信号r(kT/N)、r(kT/N)に対するキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転量とみなして周波数補正を行う。 The cross-correlation value R 'cross (kT / N) and later was calculated operation, R' is regarded cross-correlation value R cross and (kT / N) in the first embodiment the cross (kT / N), first As in the embodiment, frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization are performed. In other words, it detects the peak time k peak T / N where R 'cross (kT / N) is the peak by the peak determining unit 4-5-1 in the frame synchronization unit 4-5, the peak time k peak T / N is regarded as the head portion of the transmission burst signal for the output signals r 1 (kT / N) and r 2 (kT / N) of the reception digital filter units 4-3-1 and 4-3-2, and the output signal r For l (kT / N) and r 2 (kT / N), a burst burst signal portion is transmitted by burst extraction units 4-6-2-1 and 4-6-2-2 in the frame synchronization unit 4-6. Are extracted by the symbol point extraction units 4-7-1-1, 4-7-1-2 in the symbol synchronization unit 4-7. Further, the phase component of the cross- correlation value R ′ cross (kT / N) of the peak time k peak T / N is used as the output signal r l (kT) of the reception digital filter units 4-3-1 and 4-3-2. / N) and r 2 (kT / N), frequency correction is performed by regarding the amount of phase rotation per symbol due to the carrier frequency offset.

すなわち、周波数同期部4−8の中の位相算出部4−8−1により、次式(19)で示されるようにθ’を算出し、周波数同期部4−8の中の周波数補正部4−8−2−1、4−8−2−2により、各信号r(kT/N)、r(kT/N)に対して、次式(20)に示される周波数補正を行う。 In other words, the phase calculation section 4-8-1 in the frequency synchronization unit 4-8 calculates the so theta '1 as shown in the following equation (19), the frequency correction unit in the frequency synchronization unit 4-8 The frequency correction represented by the following equation (20) is performed on each of the signals r 1 (kT / N) and r 2 (kT / N) by 4-8-2-1 and 4-8-2-2. .

Figure 0004527101
Figure 0004527101

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、第2実施形態の受信系(図3)が2個の場合は、先と同様に相互相関値R’cross(kpeakT/N)からバースト先頭部分、シンボル点、キャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転量を算出し、無線受信部4−2−1、4−2−2の各出力信号r B.B(kT/N)、r B.B(kT/N)に対して、第2実施形態と同様の順番で、フレーム同期部4−6、周波数同期部4−8、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2、シンボル同期部4−7の処理を行う。 When there are two reception systems (FIG. 3) according to the second embodiment, 1 is obtained from the cross- correlation value R ′ cross (k peak T / N) according to the burst start portion, symbol point, and carrier frequency offset as before. calculates the amount of phase rotation per symbol, the output signal r 1 B. radio receiving section 4-2-1,4-2-2 B (kT / N), r 2 B.I. Against B (kT / N), in the same order as in the second embodiment, the frame synchronization unit 4-6, a frequency synchronization unit 4-8, a receiving digital filter 4-3-1,4-3-2, The symbol synchronization unit 4-7 is processed.

最後に、受信デジタルフィルタ部4−3−1、4−3−2、フレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7、周波数同期部4−8で処理された信号r AFC1(kT/N)、r AFC1(kT/N)に対して、復調部4−9により空間ダイバーシチ処理をして復調し、データビット系列を再生する。なお、該空間ダイバーシチ処理については、該信号r AFC1(kT/N)、r AFC1(kT/N)のうち振幅が大きい方のみを選択する選択ダイバーシチ、該信号r AFC1(kT/N)、r AFC1(kT/N)を検波した後、そのまま合成する等利得合成、該信号r AFC1(kT/N)、r AFC1(kT/N)を検波した後、振幅の重みを付けて合成する最大比合成のうち、いずれを用いても良い。 Finally, the signal r 1 AFC1 (kT /) processed by the reception digital filter units 4-3-1 and 4-3-2, the frame synchronization unit 4-6, the symbol synchronization unit 4-7, and the frequency synchronization unit 4-8. N), with respect to r 2 AFC1 (kT / N) , and demodulates the spatial diversity processing by the demodulation unit 4-9, to reproduce the data bit sequence. As for the spatial diversity processing, selection diversity that selects only one of the signals r 1 AFC1 (kT / N) and r 2 AFC1 (kT / N) having the larger amplitude, and the signal r 1 AFC1 (kT / N). ), R 2 AFC1 (kT / N) is detected, then equal gain combining is performed as it is, and after the signals r 1 AFC1 (kT / N) and r 2 AFC1 (kT / N) are detected, the amplitude weight is set. Any of the maximum ratio combining to be combined may be used.

上述した本第3実施形態によれば、各受信系の受信信号を最大限活用して、該フレーム同期点、シンボル同期点、キャリア周波数オフセットを推定するため、第1または第2実施形態のフレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7、周波数同期部4−8の各処理に対して、空間ダイバーシチ効果を得ることができる。   According to the third embodiment described above, the frame of the first or second embodiment is used to estimate the frame synchronization point, the symbol synchronization point, and the carrier frequency offset by making the best use of the reception signals of each reception system. A spatial diversity effect can be obtained for each process of the synchronization unit 4-6, the symbol synchronization unit 4-7, and the frequency synchronization unit 4-8.

したがって、各受信系が受信する信号のフレーム同期点、シンボル同期点、キャリア周波数オフセットが一致するような無線受信局の構成の場合、例えば、各受信アンテナが近接に装備され、また、各受信系へ周波数変換のために供給される基準周波数が共通、すなわち、無線受信局が空間受信ダイバーシチを実現する構成となっている場合、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信局が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、フレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7、周波数同期部4−8の各同期精度を向上することができる。   Therefore, in the case of a configuration of a radio receiving station in which the frame synchronization point, the symbol synchronization point, and the carrier frequency offset of the signal received by each reception system match, for example, each reception antenna is provided in the vicinity, and each reception system When the reference frequency supplied for frequency conversion is common, that is, when the radio reception station is configured to realize spatial reception diversity, the reception level varies depending on the location of the reception antenna due to fading variation, etc. Improving the synchronization accuracy of the frame synchronization unit 4-6, the symbol synchronization unit 4-7, and the frequency synchronization unit 4-8 by providing a plurality of reception antennas and reception systems in the radio wave propagation environment. Can do.

<第4実施形態>
次に、本発明の題4実施形態について説明する。
本第4実施形態は、前述した第3実施形態に対して、フレーム同期部、シンボル同期部を、受信系毎に独立で動作させ、周波数同期部の処理のみに対して空間ダイバーシチ処理を行うことを特徴としている。なお、該バースト無線信号伝送システムのフレーム構成、無線送信局は、前述した第1実施形態と全く同一である。したがって、本第4実施形態として、無線受信局の具体的動作のみを説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
Compared to the third embodiment described above, the fourth embodiment operates the frame synchronization unit and the symbol synchronization unit independently for each reception system, and performs spatial diversity processing only on the processing of the frequency synchronization unit. It is characterized by. Note that the frame configuration and radio transmission station of the burst radio signal transmission system are exactly the same as those in the first embodiment. Therefore, only the specific operation of the radio receiving station will be described as the fourth embodiment.

図9は、本第4実施形態によるバースト無線信号伝送システムの無線受信局の構成を示すブロック図である。なお、図9は、前述した第1実施形態の受信系(図3)が2個の場合を示す。以下、本第4実施形態も、第1実施形態の受信系(図3)が2個の場合を例として説明する。なお、受信系が前述した第2実施形態の受信系(図5)となっても、3個以上となっても、以下に述べる本発明の動作は全く同一である。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a radio receiving station of the burst radio signal transmission system according to the fourth embodiment. FIG. 9 shows a case where there are two reception systems (FIG. 3) of the first embodiment described above. Hereinafter, the fourth embodiment will be described by taking an example in which there are two reception systems (FIG. 3) of the first embodiment. Note that the operation of the present invention described below is exactly the same regardless of whether the reception system is the above-described reception system (FIG. 5) of the second embodiment or three or more.

本第4実施形態の無線受信局は、受信アンテナ5−1−1、5−1−2、無線受信部5−2−1、5−2−2、受信デジタルフィルタ部5−3−1、5−3−2、差動復号化部5−4−1、5−4−2、スライディング相互相関演算部5−5−1、5−5−2、フレーム同期部5−6−1、5−6−2、シンボル同期部5−7−1、5−7−2、周波数同期部5−8、復調部5−9から構成されている。   The wireless reception station of the fourth embodiment includes reception antennas 5-1-1 and 5-1-2, wireless reception units 5-2-1 and 5-2-2, a reception digital filter unit 5-3-1, 5-3-2, differential decoding units 5-4-1, 5-4-2, sliding cross-correlation calculation units 5-5-1, 5-5-2, frame synchronization units 5-6-1, 5 -6-2, symbol synchronization units 5-7-1 and 5-7-2, frequency synchronization unit 5-8, and demodulation unit 5-9.

次に、図10は、上記周波数同期部5−8の構成を示すブロック図である。周波数同期部5−8は、加算部5−8−1、位相算出部5−8−2、周波数補正部5−8−3−1、5−8−3−2から構成されている。   Next, FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the frequency synchronization unit 5-8. The frequency synchronization unit 5-8 includes an addition unit 5-8-1, a phase calculation unit 5-8-2, and frequency correction units 5-8-3-1 and 5-8-3-2.

なお、受信アンテナ5−1−1、5−1−2、無線受信部5−2−1、5−2−2、受信デジタルフィルタ部5−3−1、5−3−2、差動復号化部5−4−1、5−4−2、スライディング相関演算部5−5−1、5−5−2、フレーム同期部5−6−1、5−6−2、シンボル同期部5−7−1、5−7−2、復調部5−9は、前述した第1実施形態の受信アンテナ2−1、無線受信部2−2、受信デジタルフィルタ部2−3、差動復号化部2−4、スライディング相関演算部2−5、フレーム同期部2−6、シンボル同期部2−7、復調部2−9と各々全く同一機能である。   Note that the receiving antennas 5-1-1, 5-1-2, radio receiving units 5-2-1, 5-2-2, receiving digital filter units 5-3-1, 5-3-3, differential decoding. Conversion units 5-4-1, 5-4-2, sliding correlation calculation units 5-5-1, 5-5-2, frame synchronization units 5-6-1, 5-6-2, symbol synchronization unit 5- 7-1, 5-7-2, and demodulator 5-9 are the reception antenna 2-1, wireless receiver 2-2, reception digital filter 2-3, differential decoder of the first embodiment described above. 2-4, the sliding correlation calculation unit 2-5, the frame synchronization unit 2-6, the symbol synchronization unit 2-7, and the demodulation unit 2-9 have the same functions.

次に、本第4実施形態の各機能部の具体的動作を、送信バースト信号を受信してから復調するまでの一連のシーケンスに沿って説明する。各受信系において、受信アンテナ5−1−1からシンボル同期部5−7−1、及び受信アンテナ5−1−2からシンボル同期部5−7−2までの動作は、前述した第1実施形態の動作と全く同一である。すなわち、各受信系は、独立して相互相関値を演算し、ピーク時刻を検出し、送信バースト信号、シンボル点を抽出する。   Next, specific operations of the respective functional units of the fourth embodiment will be described along a series of sequences from reception of a transmission burst signal to demodulation. In each reception system, the operations from the reception antenna 5-1-1 to the symbol synchronization unit 5-7-1 and from the reception antenna 5-1-2 to the symbol synchronization unit 5-7-2 are the same as those in the first embodiment described above. The operation is exactly the same. That is, each receiving system independently calculates a cross-correlation value, detects a peak time, and extracts a transmission burst signal and a symbol point.

ここで、時刻tでの、無線受信部5−2−1、5−2−2、受信デジタルフィルタ部5−3−1、5−3−2、差動復号化部5−4−1、5−4−2の出力信号を、第3実施形態での表記と同様に、r B.B(t)、r B.B(t)、r diff(t)、r diff(t)と表記する。また、時刻tでのスライディング相互相関演算部5−5−1、5−5−2が算出する各相互相関値をR cross(t)、R cross(t)と表記する。 Here, at time t, radio reception units 5-2-1, 5-2-2, reception digital filter units 5-3-1, 5-3-3, differential decoding units 5-4-1, Similarly to the notation in the third embodiment, r 1 B. B (t), r 2 B.I. B (t), r 1 diff (t), r 2 diff (t). In addition, the cross- correlation values calculated by the sliding cross-correlation computing units 5-5-1 and 5-5-2 at time t are denoted as R 1 cross (t) and R 2 cross (t).

フレーム同期部5−6−1、5−6−2のピーク判定部5−6−1−1、5−6−2−1が検出するピーク時刻をt peak、t peakとすると、t peak、t peakを、各信号r(t)、r(t)の送信バースト信号の先頭部分として、バースト抽出部5−6−1−2、5−6−2−2、シンボル同期部5−7−1、5−7−2により、該信号r(t)、r(t)の中の後段の処理に必要な信号部分のシンボル点を、次式(21)に従って抽出する。 When the peak times detected by the peak determination units 5-6-1-1, 5-6-2-1 of the frame synchronization units 5-6-1, 5-6-2 are t 1 peak and t 2 peak , t the 1 peak, t 2 peak, as the first part of the transmission burst signal of each signal r 1 (t), r 2 (t), the burst extraction unit 5-6-1-2,5-6-2-2, symbol The symbol parts of the signal part necessary for the subsequent processing in the signals r 1 (t) and r 2 (t) by the synchronizers 5-7-1 and 5-7-2 according to the following equation (21) Extract.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、t data、t dataは、該信号r(t)、r(t)の中で、後段の処理に必要な信号部分の先頭時間である。なお、無線受信部からシンボル同期までの各処理が、各受信系で独立して動作することから、t peak≠t peak、かつ、t peak−t peak≠bT(bは整数)のことが有り得るため、各ピーク時刻の表記を、t peak、t peakと区別して表記している。 Note that t 1 data and t 2 data are head times of signal portions necessary for subsequent processing in the signals r 1 (t) and r 2 (t). Since each process from the radio reception unit to symbol synchronization operates independently in each reception system, t 1 peak ≠ t 2 peak and t 1 peak −t 2 peak ≠ bT (b is an integer) Therefore, the notation of each peak time is shown separately from t 1 peak and t 2 peak .

次に、周波数同期部5−8の中の加算部5−8−1による両相互相関値R cross(t peak)、R cross(t peak)を、次式(22)に従って加算する。 Next, both cross-correlation values R 1 cross (t 1 peak ) and R 2 cross (t 2 peak ) by the addition unit 5-8-1 in the frequency synchronization unit 5-8 are added according to the following equation (22). To do.

Figure 0004527101
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なお、R”cross(t cross,t peak)は、両相互相関値R cross(t peak)、R cross(t peak)を算出する際に用いる、差動復号化された信号系列r diff(t peak+(m−1)T) (1≦m≦N)、r diff(t peak+(m−1)T) (1≦m≦N)、指定符号化系列a(1≦m≦N)の各ノルムで正規化してもよい。ここで算出されたR”cross(t peak,t peak)は、第3実施形態のR’cross(kpeak/N)に対応する量である。以降の動作は、第3実施形態と同様である。すなわち、位相算出部5−8−2がR”cross(t peak,t peak)を用いて、キャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転量を算出し、周波数補正部5−8−3−1、5−8−3−2が算出した位相回転量を用いて、信号r B.B(t)、r B.B(t)、またはr(t)、r(t)に対して、周波数補正をする。また、同じく第3実施形態の復調部4−9と同様に、復調部5−9により該周波数補正された信号を用いて、データビット系列を再生する。 Note that R ″ cross (t 1 cross , t 2 peak ) is differentially decoded that is used when calculating both cross-correlation values R 1 cross (t 1 peak ) and R 2 cross (t 2 peak ). Signal sequence r 1 diff (t 1 peak + (m−1) T) (1 ≦ m ≦ N a ), r 2 diff (t 2 peak + (m−1) T) (1 ≦ m ≦ N a ), Normalization may be performed with each norm of the specified coded sequence a m (1 ≦ m ≦ N a ). R ″ cross (t 1 peak , t 2 peak ) calculated here is R ′ of the third embodiment. This is an amount corresponding to cross (k peak / N). Subsequent operations are the same as those in the third embodiment. That is, the phase calculation unit 5-8-2 uses R ″ cross (t 1 peak , t 2 peak ) to calculate the amount of phase rotation per symbol due to the carrier frequency offset, and the frequency correction unit 5-8-3. -1, 5-8-3-2 is used to calculate the signal r 1 BB (t), r 2 BB (t), or r 1 (t), r 2 (t In addition, similarly to the demodulator 4-9 of the third embodiment, the data bit sequence is reproduced using the signal whose frequency is corrected by the demodulator 5-9.

上述した第4実施形態によれば、フレーム同期点、シンボル同期点を各受信系が独立して推定し、キャリア周波数オフセットのみを両信号を最大限活用して推定するため、第1または第2実施形態の周波数同期部の処理にダイバーシチ効果が得ることができる。
したがって、フレーム同期点、シンボル同期点が各受信系で異なり、キャリア周波数オフセットのみが各受信系で同一の場合、例えば、各受信アンテナが遠隔に設置され、送信アンテナと受信アンテナの距離が各受信アンテナで異なるが、各受信系へ周波数変換のために供給される基準周波数が共通、すなわち、無線受信局が受信サイトダイバーシチを実現する構成となっている場合、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信局が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、周波数同期の同期精度を向上することができる。
According to the fourth embodiment described above, the frame synchronization point and the symbol synchronization point are estimated independently by each receiving system, and only the carrier frequency offset is estimated by making the best use of both signals. A diversity effect can be obtained in the processing of the frequency synchronization unit of the embodiment.
Therefore, when the frame synchronization point and symbol synchronization point are different in each receiving system and only the carrier frequency offset is the same in each receiving system, for example, each receiving antenna is installed remotely, and the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna is Although it differs depending on the antenna, if the reference frequency supplied to each receiving system for frequency conversion is common, that is, if the radio receiving station is configured to achieve receiving site diversity, the location of the receiving antenna may be affected by fading fluctuations, etc. In a radio wave propagation environment in which the reception level fluctuates due to the wireless reception station equipped with a plurality of reception antennas and reception systems, the synchronization accuracy of frequency synchronization can be improved.

<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
前述した第1または第2実施形態において、シンボル同期はピーク時刻kpeakT/Nをシンボル点とみなして行うシンボル同期部2−7の動作であるため、1/2Nだけシンボル同期誤差が生じる。該シンボル同期誤差を減少させるためには、オーバーサンプリング数Nを大きくすれば良いが、他部と比較して演算量が多い受信デジタルフィルタ部、スライディング相互相関演算部の演算量がオーバーサンプリング数に比例するため、無線受信局の回路規模、消費電力が増加するという問題がある。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the first or second embodiment described above, symbol synchronization is an operation of the symbol synchronization unit 2-7 that performs the peak time k peak T / N as a symbol point, so that a symbol synchronization error is generated by 1 / 2N. In order to reduce the symbol synchronization error, the oversampling number N may be increased. However, the calculation amount of the reception digital filter unit and the sliding cross-correlation calculation unit, which has a large calculation amount compared to the other units, becomes the oversampling number. Since it is proportional, there is a problem that the circuit scale and power consumption of the radio receiving station increase.

そこで、本第5実施形態では、第1または第2実施形態に対して、オーバーサンプリング数Nを維持したまま、該シンボル同期誤差を減少させることを特徴としている。具体的には、シンボル同期用の第2トレーニング信号をトレーニング信号の後段に付加し、無線受信局側では、シンボル同期部によるシンボル同期処理の追加処理として、該第2トレーニング信号を用いたシンボル同期処理を行う第2シンボル同期部を追加した。なお、第2トレーニング信号の構成、第2シンボル同期部の動作は、前述した第1の従来システムの技術をそのまま用いたものである。   Therefore, the fifth embodiment is characterized in that the symbol synchronization error is reduced while the oversampling number N is maintained as compared with the first or second embodiment. Specifically, a second training signal for symbol synchronization is added to the subsequent stage of the training signal, and on the radio receiving station side, symbol synchronization using the second training signal is performed as an additional process of the symbol synchronization processing by the symbol synchronization unit. A second symbol synchronization unit for processing is added. The configuration of the second training signal and the operation of the second symbol synchronization unit are the same as those of the first conventional system.

まず、本第5実施形態のフレーム構成について説明する。
図11は、本第5実施形態のフレーム構成を示す概念図である。本第5実施形態では、第1実施形態のフレーム構成(図1)に対して、トレーニング信号系列と情報シンボルとの間に後述する第2トレーニング信号系列を挿入する。
First, the frame configuration of the fifth embodiment will be described.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing the frame configuration of the fifth embodiment. In the fifth embodiment, a later-described second training signal sequence is inserted between the training signal sequence and the information symbol in the frame configuration (FIG. 1) of the first embodiment.

次に、本第5実施形態の無線送信局の構成について説明する。
図12は、本第5実施形態の無線送信局の構成を示すブロック図である。該無線送信局は、第1実施形態の無線送信局のブロック構成(図2)に対して、多重化部6−4の前に、情報シンボル変換部6−1、トレーニング信号生成部6−2と並列に第2トレーニング信号生成部6−3が追加されている。その他の情報シンボル変換部6−1、トレーニング信号生成部6−2、送信デジタルフィルタ部6−5、無線送信部6−6、送信アンテナ6−7は、図2に示す情報シンボル変換部1−1、トレーニング信号生成部1−2、送信デジタルフィルタ部1−4、無線送信部1−5、送信アンテナ1−6と全く同一である。よって、ここでは、各部の詳細動作の説明は、第1実施形態との差分である第2トレーニング信号生成部6−3と多重化部6−4についてのみ行う。
Next, the configuration of the wireless transmission station according to the fifth embodiment will be described.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless transmission station according to the fifth embodiment. The radio transmission station has an information symbol conversion unit 6-1 and a training signal generation unit 6-2 before the multiplexing unit 6-4 with respect to the block configuration (FIG. 2) of the radio transmission station of the first embodiment. A second training signal generator 6-3 is added in parallel. The other information symbol conversion unit 6-1, training signal generation unit 6-2, transmission digital filter unit 6-5, wireless transmission unit 6-6, and transmission antenna 6-7 include the information symbol conversion unit 1- 1 shown in FIG. 1, the training signal generation unit 1-2, the transmission digital filter unit 1-4, the wireless transmission unit 1-5, and the transmission antenna 1-6 are exactly the same. Therefore, here, the detailed operation of each unit will be described only for the second training signal generation unit 6-3 and the multiplexing unit 6-4, which are differences from the first embodiment.

第2トレーニング信号生成部6−3は、シンボル毎に+1と−1とを繰り返す交番符号を生成する。すなわち、該交番符号を、B∈{B,B,B,…,BNb−1,BNb}とすると、次式(23)示す信号系列を生成する。 The second training signal generator 6-3 generates an alternating code that repeats +1 and -1 for each symbol. That is, if the alternating code is B m ε {B 1 , B 2 , B 3 ,..., B Nb −1, B Nb }, a signal sequence represented by the following equation (23) is generated.

Figure 0004527101
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なお、Nは、該交番符号の符号長とする。該信号系列を便宜上、以下では第2トレーニング信号系列と表記する。なお、該第2トレーニング信号系列は、+1、−1が交互に並んでいれば良く、−1から始まってもよい。多重化部6−4は、情報シンボル変換部6−1が出力する情報シンボル系列とトレーニング信号生成部6−2が出力するトレーニング信号系列と、第2トレーニング生成部6−3が出力する第2トレーニング信号系列とを時間多重し、図11で示す送信バースト信号を形成する。以下、形成された送信バースト信号は、送信デジタルフィルタ部6−5、無線送信部6−6、送信アンテナ6−7を介して空間へ無線送信される。 Incidentally, N b is the code length of the alternating code. For the sake of convenience, the signal sequence is hereinafter referred to as a second training signal sequence. The second training signal series only needs to be alternately arranged with +1 and -1, and may start with -1. The multiplexing unit 6-4 includes the information symbol sequence output from the information symbol conversion unit 6-1, the training signal sequence output from the training signal generation unit 6-2, and the second output from the second training generation unit 6-3. The training signal sequence is time-multiplexed to form a transmission burst signal shown in FIG. Hereinafter, the formed transmission burst signal is wirelessly transmitted to the space via the transmission digital filter unit 6-5, the wireless transmission unit 6-6, and the transmission antenna 6-7.

次に、本発明の無線受信局のブロック構成について説明する。
図13は、本5実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。図において、本第5実施形態では、第1実施形態の無線受信局(図3)に対して、第2シンボル同期部7−8を追加している。具体的には、該第2シンボル同期部7−8がフレーム同期部7−6と受信デジタルフィルタ部7−3との間に挿入される。なお、図13における、送信アンテナ7−1、無線受信部7−2、差動復号化部7−4、スライディング相互相関演算部7−5、フレーム同期部7−6、シンボル同期部7−7、周波数同期部7−9、復調部7−10は、図3の送信アンテナ2−1、無線受信部2−2、差動復号化部2−4、スライディング相互相関演算部2−5、フレーム同期部2−6、シンボル同期部2−7、周波数同期部2−8、復調部2−9と全く同一である。よって、各部の詳細動作の説明は、図13においては、第1実施系形態との差分である受信デジタルフィルタ部7−3と第2シンボル同期部7−8についてのみ行う。
Next, the block configuration of the radio receiving station of the present invention will be described.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless reception station according to the fifth embodiment. In the figure, in the fifth embodiment, a second symbol synchronization section 7-8 is added to the radio receiving station (FIG. 3) of the first embodiment. Specifically, the second symbol synchronization unit 7-8 is inserted between the frame synchronization unit 7-6 and the reception digital filter unit 7-3. In FIG. 13, the transmission antenna 7-1, the radio reception unit 7-2, the differential decoding unit 7-4, the sliding cross-correlation calculation unit 7-5, the frame synchronization unit 7-6, and the symbol synchronization unit 7-7. , Frequency synchronization unit 7-9, demodulation unit 7-10, transmission antenna 2-1, wireless reception unit 2-2, differential decoding unit 2-4, sliding cross-correlation calculation unit 2-5, frame of FIG. The synchronization unit 2-6, the symbol synchronization unit 2-7, the frequency synchronization unit 2-8, and the demodulation unit 2-9 are exactly the same. Therefore, in FIG. 13, the detailed operation of each unit will be described only for the reception digital filter unit 7-3 and the second symbol synchronization unit 7-8, which are differences from the first embodiment.

また、図14は、後述する第2シンボル同期部7−8の構成を示すブロック図である。第2シンボル同期部7−8は、第2トレーニング信号系列抽出部7−8−1、振幅2乗値演算部7−8−2、DFT部7−8−3、位相算出部7−8−4、フィルタタップ係数調整部7−8−5から構成されている。   FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a second symbol synchronization unit 7-8 to be described later. The second symbol synchronization unit 7-8 includes a second training signal sequence extraction unit 7-8-1, an amplitude square value calculation unit 7-8-2, a DFT unit 7-8-3, and a phase calculation unit 7-8-. 4 and a filter tap coefficient adjustment unit 7-8-5.

まず、第2シンボル同期部7−8についての詳細動作を説明する。
まず、フレーム同期部7−6からの出力信号に対して、第2トレーニング信号系列抽出部7−8−1により、第2トレーニング信号系列に該当する部分を抽出する。抽出された信号は、第2トレーニング信号系列Bに送信デジタルフィルタ、受信デジタルフィルタの帯域制限がかかった信号であり、周期2Tのcos波またはsin波となる。
First, the detailed operation of the second symbol synchronization unit 7-8 will be described.
First, a portion corresponding to the second training signal sequence is extracted from the output signal from the frame synchronization unit 7-6 by the second training signal sequence extraction unit 7-8-1. The extracted signal is a signal obtained by subjecting the second training signal sequence Bm to the band limitation of the transmission digital filter and the reception digital filter, and becomes a cosine wave or a sine wave with a period of 2T.

したがって、上記抽出信号を振幅2乗値演算部7−8−2により振幅2乗した後、DFT部7−8−3により周期TのDFTを行うと、その出力値の位相成分がDFT部7−8−3の入力信号の先頭のクロック位相θclock_errorに対応する。すなわち、ピーク時刻kpeakT/Nでのクロック位相θclock_errorに対応する。なお、シンボル同期部7−7によりピーク時刻kpeakT/Nを先頭にシンボル間隔毎に信号を抽出していることから、シンボル同期部7−7の出力信号の全てにクロック位相θclock_error、すなわち、(θclock_error/2π)Tのシンボル同期誤差が生じている。 Therefore, after the extracted signal is squared by the amplitude square value calculation unit 7-8-2 and then subjected to DFT of period T by the DFT unit 7-8-3, the phase component of the output value is converted to the DFT unit 7 This corresponds to the leading clock phase θ clock_error of the input signal of −8-3 . That is, it corresponds to the clock phase θ clock_error at the peak time k peak T / N. Since the signal is extracted every symbol interval by the peak synchronization time k peak T / N by the symbol synchronization unit 7-7, the clock phase θ clock_error , that is, all the output signals of the symbol synchronization unit 7-7, , (Θ clock_error / 2π) T symbol synchronization error has occurred.

DFT値の位相成分によりクロック位相θclock_errorを推定することにより、このシンボル同期誤差(θclock_error/2π)Tを推定することができる。したがって、DFT部7−8−3の出力値に対して位相算出部7−8−4により該出力値の位相成分を算出して、クロック位相θclock_errorを推定し、シンボル同期誤差(θclock_error/2π)Tを推定する。 By estimating the clock phase θ clock_error from the phase component of the DFT value, this symbol synchronization error (θ clock_error / 2π) T can be estimated. Accordingly, the phase component of the output value is calculated by the phase calculation unit 7-8-4 for the output value of the DFT unit 7-8-3, the clock phase θ clock_error is estimated, and the symbol synchronization error (θ clock_error / 2π) T is estimated.

次に、推定したシンボル同期誤差(θclock_error/2π)T値を用いて、該シンボル同期誤差を補正するために、受信デジタルフィルタ部7−3の群遅延を、(−θclock_error/2π)Tだけずらす。すなわち、フィルタタップ係数調整部7−8−5により、受信デジタルフィルタ部7−3の群遅延が(−θclock_error/2π)Tだけずれるよう受信デジタルフィルタ部7−3のフィルタタップ係数を調整する。そして、受信デジタルフィルタ部7−3は、フィルタタップ係数をフィルタタップ係数調整部7−8−5により調整された値に変更する。このフィルタタップ係数の変更により、シンボル同期部7−7の出力信号のシンボル同期誤差(θclock_error/2π)Tを補正することが可能となる。 Next, in order to correct the symbol synchronization error using the estimated symbol synchronization error (θ clock_error / 2π) T value, the group delay of the reception digital filter unit 7-3 is set to (−θ clock_error / 2π) T. Just shift. That is, the filter tap coefficient adjustment unit 7-8-5 adjusts the filter tap coefficient of the reception digital filter unit 7-3 so that the group delay of the reception digital filter unit 7-3 is shifted by (−θ clock_error / 2π) T. . Then, the reception digital filter unit 7-3 changes the filter tap coefficient to the value adjusted by the filter tap coefficient adjustment unit 7-8-5. This change in filter tap coefficients, it is possible to correct the symbol synchronization error clock_error / 2π) T of the output signal of the symbol synchronization section 7-7.

なお、前述した第2実施形態についても、本第5実施形態による第2シンボル同期部の適用が可能である。図15は、前述した第2実施形態の無線受信局(図5)に対して、本第5実施形態の第2シンボル同期部を追加した構成を示すブロック図である。図において、第2シンボル同期部8−8がフレーム同期部8−6と2次受信デジタルフィルタ部8−9の間に追加される。なお、図14と同様、図15における、送信アンテナ8−1、無線受信部8−2、1次受信デジタルフィルタ部8−3、差動復号化部8−4、スライディング相互相関演算部8−5、フレーム同期部8−6、周波数同期部8−7、シンボル同期部8−10、復調部8−11は、図5の送信アンテナ3−1、無線受信部3−2、受信デジタルフィルタ部3−3、差動復号化部3−4、スライディング相互相関演算部3−5、フレーム同期部3−6、周波数同期部3−7、シンボル同期部3−9、復調部3−10と全く同一である。   Note that the second symbol synchronization unit according to the fifth embodiment can also be applied to the second embodiment described above. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration in which the second symbol synchronization unit of the fifth embodiment is added to the above-described radio reception station (FIG. 5) of the second embodiment. In the figure, a second symbol synchronization unit 8-8 is added between the frame synchronization unit 8-6 and the secondary reception digital filter unit 8-9. As in FIG. 14, the transmission antenna 8-1, the radio reception unit 8-2, the primary reception digital filter unit 8-3, the differential decoding unit 8-4, and the sliding cross-correlation calculation unit 8-in FIG. 5, frame synchronization unit 8-6, frequency synchronization unit 8-7, symbol synchronization unit 8-10, demodulation unit 8-11, transmission antenna 3-1, wireless reception unit 3-2, reception digital filter unit in FIG. 5 3-3, differential decoding unit 3-4, sliding cross-correlation calculation unit 3-5, frame synchronization unit 3-6, frequency synchronization unit 3-7, symbol synchronization unit 3-9, and demodulation unit 3-10 Are the same.

また、第2シンボル同期部8−8は、図13の第2シンボル同期部7−8と、2次受信デジタルフィルタ部8−9は、図13の受信デジタルフィルタ部7−3と全く同一である。すなわち、第2シンボル同期部8−8で調整されたフィルタタップ係数は、2次受信デジタルフィルタ部8−9のフィルタタップ係数に反映することにより、シンボル同期部8−10の出力信号のシンボル同期誤差を補正することが可能となる。なお、振幅2乗値演算部7−8−2は、DFT部7−3の入力信号のキャリア周波数オフセットによる位相回転の影響を削除するために、該入力信号を振幅2乗している。しかしながら、該入力信号を周波数同期部8−7の出力信号にすれば、該位相回転が予め削除されているため、振幅2乗値演算部7−8−2は無くともよい。   The second symbol synchronization unit 8-8 is the same as the second symbol synchronization unit 7-8 in FIG. 13 and the secondary reception digital filter unit 8-9 is exactly the same as the reception digital filter unit 7-3 in FIG. is there. In other words, the filter tap coefficient adjusted by the second symbol synchronization unit 8-8 is reflected in the filter tap coefficient of the secondary reception digital filter unit 8-9, whereby the symbol synchronization of the output signal of the symbol synchronization unit 8-10 is performed. It becomes possible to correct the error. The amplitude square value calculation unit 7-8-2 squares the amplitude of the input signal in order to eliminate the influence of the phase rotation due to the carrier frequency offset of the input signal of the DFT unit 7-3. However, if the input signal is used as the output signal of the frequency synchronization unit 8-7, the phase rotation is deleted in advance, and thus the amplitude square value calculation unit 7-8-2 is not necessary.

なお、DFT部7−8−3のポイント数は、4以上、かつ2のべき乗であれば、その出力値の位相成分は、クロック位相θclock_errorと一致する。したがって、第1実施形態、第2実施形態では、シンボル同期誤差を軽減するためには、オーバーサンプリング数を大きくしなくてはいけなかったのに対して、本第5実施形態では、オーバーサンプリング数を4に維持したまま、シンボル同期誤差を減少させることが可能となる。 If the number of points of the DFT unit 7-8-3 is 4 or more and a power of 2, the phase component of the output value matches the clock phase θ clock_error . Therefore, in the first embodiment and the second embodiment, the oversampling number has to be increased in order to reduce the symbol synchronization error, whereas in the fifth embodiment, the oversampling number is increased. The symbol synchronization error can be reduced while maintaining 4 at 4.

したがって、本第5実施形態によれば、第2トレーニング信号系列の挿入により、第1実施形態、第2実施形態よりもオーバーヘッドが増加するが、オーバーサンプリング数が、シンボル同期誤差の任意の要求値によらず、常に4に維持できるため、他部と比較して演算量の大きく、演算量がオーバーサンプリング数に比例する受信デジタルフィルタ部、スライディング相互相関演算部の演算量の増加を防ぐことができ、第1実施形態、第2実施形態よりも、無線受信局の回路規模、消費電力の削減が可能となる。   Therefore, according to the fifth embodiment, the insertion of the second training signal sequence increases the overhead as compared with the first and second embodiments, but the oversampling number is an arbitrary required value of the symbol synchronization error. Regardless of this, since it can always be maintained at 4, it is possible to prevent an increase in the amount of calculation of the reception digital filter unit and the sliding cross-correlation calculation unit, which has a large calculation amount compared to the other units and the calculation amount is proportional to the oversampling number. In addition, the circuit scale and power consumption of the radio receiving station can be reduced as compared with the first embodiment and the second embodiment.

<第6実施形態>
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
本第6実施形態では、上述した第5実施形態に対して、複数の受信系を装備して、フレーム同期部7−6、シンボル同期部7−7、第2シンボル同期部7−8、周波数同期部7−9の処理に対して、空間ダイバーシチ処理を行うことを特徴としている。すなわち、本第6実施形態では、第3実施形態に対して、第2シンボル同期部7−8でのダイバーシチ処理を追加するようになっている。なお、本発明のフレーム構成、無線送信局は、上述した第5実施形態と全く同一である。したがって、本第6実施形態では、無線受信局の具体的動作のみを説明する。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
In the sixth embodiment, in contrast to the fifth embodiment described above, a plurality of reception systems are provided, and a frame synchronization unit 7-6, a symbol synchronization unit 7-7, a second symbol synchronization unit 7-8, a frequency It is characterized in that space diversity processing is performed on the processing of the synchronization unit 7-9. That is, in the sixth embodiment, diversity processing in the second symbol synchronization unit 7-8 is added to the third embodiment. The frame configuration and radio transmission station of the present invention are exactly the same as those in the fifth embodiment described above. Therefore, in the sixth embodiment, only a specific operation of the radio receiving station will be described.

図16は、本第6実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。なお、図16の構成は、図13に示す構成の受信系が2個の場合を示している。以下、本第6実施形態においても、図13の受信系が2個の場合を例として説明する。なお、図13に示す受信系が3個以上となっても、図15に示す受信系が2個または3個以上となっても、以下に述べる本第6実施形態の動作は全く同様である。   FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless reception station according to the sixth embodiment. Note that the configuration of FIG. 16 shows a case where there are two reception systems configured as shown in FIG. Hereinafter, also in the sixth embodiment, a case where there are two reception systems in FIG. 13 will be described as an example. The operation of the sixth embodiment described below is exactly the same regardless of whether the number of reception systems shown in FIG. 13 is three or more and the number of reception systems shown in FIG. 15 is two or three or more. .

図16において、送信アンテナ9−1−1、9−1−2、無線受信部9−2−1、9−2−2、差動復号化部9−4−1、9−4−2、スライディング相互相関演算部9−5、フレーム同期部9−6、シンボル同期部9−7、周波数同期部9−9、復調部9−10は、第3実施形態の無線受信局(図7)の送信アンテナ4−1−1、4−1−2、無線受信部4−2−1、4−2−2、差動復号化部4−4−1、4−4−2、スライディング相互相関演算部4−5、フレーム同期部4−6、シンボル同期部4−7、周波数同期部4−8、復調部4−10と全く同一である。また、受信デジタルフィルタ部9−3−1、9−3−2は、第5実施形態の無線受信局(図13)の受信デジタル部7−3と同一である。したがって、以下の説明では、第2シンボル同期部9−8のみについて行う。第2シンボル同期部9−8は、フレーム同期部9−6と受信デジタルフィルタ部9−3−1、9−3−2の間に挿入される。   In FIG. 16, transmitting antennas 9-1-1 and 9-1-2, radio receiving units 9-2-1 and 9-2-2, differential decoding units 9-4-1 and 9-4-2, The sliding cross-correlation calculation unit 9-5, the frame synchronization unit 9-6, the symbol synchronization unit 9-7, the frequency synchronization unit 9-9, and the demodulation unit 9-10 are the same as those of the wireless reception station (FIG. 7) of the third embodiment. Transmitting antenna 4-1-1, 4-1-2, radio receiving unit 4-2-1, 4-2-2, differential decoding unit 4-4-1, 4-4-2, sliding cross-correlation calculation The same as the unit 4-5, the frame synchronization unit 4-6, the symbol synchronization unit 4-7, the frequency synchronization unit 4-8, and the demodulation unit 4-10. The reception digital filter units 9-3-1 and 9-3-2 are the same as the reception digital unit 7-3 of the wireless reception station (FIG. 13) of the fifth embodiment. Therefore, in the following description, only the second symbol synchronization unit 9-8 is performed. The second symbol synchronization unit 9-8 is inserted between the frame synchronization unit 9-6 and the reception digital filter units 9-3-1 and 9-3-2.

図17は、本第6実施形態による第2シンボル同期部9−8の構成を示すブロック図である。図において、第2シンボル同期部9−8は、第2トレーニング信号系列抽出部9−8−1−1、9−8−1−2、振幅2乗値演算部9−8−2−1、9−8−2−2、加算部9−8−3、DFT部9−8−4、位相算出部9−8−5、フィルタタップ係数調整部9−8−6から構成されている。なお、第2トレーニング信号系列抽出部9−8−1−1、9−8−1−2、振幅2乗値演算部9−8−2−1、9−8−2−2、DFT部9−8−4、位相算出部9−8−5、フィルタタップ係数調整部9−8−6は、第5実施形態の無線受信局(図13)の第2トレーニング信号系列抽出部7−8−1、振幅2乗値演算部7−8−2、DFT部7−8−3、位相算出部7−8−4、フィルタタップ係数調整部7−8−5と全く同一である。   FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of the second symbol synchronization section 9-8 according to the sixth embodiment. In the figure, a second symbol synchronization unit 9-8 includes second training signal sequence extraction units 9-8-1-1 and 9-8-1-2, an amplitude square value calculation unit 9-8-2-1, 9-8-2-2, an adding unit 9-8-3, a DFT unit 9-8-4, a phase calculating unit 9-8-5, and a filter tap coefficient adjusting unit 9-8-6. The second training signal sequence extraction units 9-8-1-1, 9-8-1-2, the amplitude square value calculation units 9-8-2-1 and 9-8-2-2, the DFT unit 9 -8-4, phase calculation unit 9-8-5, filter tap coefficient adjustment unit 9-8-6 are the second training signal sequence extraction unit 7-8- of the radio receiving station (FIG. 13) of the fifth embodiment. 1, the amplitude square value calculation unit 7-8-2, the DFT unit 7-8-3, the phase calculation unit 7-8-4, and the filter tap coefficient adjustment unit 7-8-5 are exactly the same.

フレーム同期部9−6からの各受信系の受信信号の中から、第2トレーニング信号系列抽出部9−8−1−1、9−8−1−2により、各受信信号の第2トレーニング信号を抽出する。次に、振幅2乗値演算部9−8−2−1、9−8−2−2により、第2トレーニング信号を抽出した各受信信号に対して振幅2乗値を算出した後、加算部9−8−3によりこれらを加算し、DFT部9−8−4へ入力する。   From the received signals of the respective receiving systems from the frame synchronization unit 9-6, the second training signal of each received signal is obtained by the second training signal sequence extracting units 9-8-1-1, 9-8-1-2. To extract. Next, an amplitude square value is calculated for each received signal from which the second training signal is extracted by the amplitude square value calculation units 9-8-2-1 and 9-8-2-2, and then the addition unit These are added by 9-8-3 and input to the DFT section 9-8-4.

以降は、第5実施形態と全く同様の動作により、DFT部9−8−4の出力値の位相を位相算出部9−8−5が算出し、該位相値に基づいてフィルタタップ係数調整部9−8−6が受信デジタルフィルタ部9−3−1、9−3−2のフィルタタップ係数を調整し、受信デジタルフィルタ部9−3−1、9−3−2は、該調整されたフィルタタップ係数に変更する。なお、振幅2乗値演算部9−8−2−1、9−8−2−2の各出力信号に対してDFTを行った後、各DFTの出力値に対して加算した後に位相成分を求めてもよい。すなわち、振幅2乗値演算部9−8−2−1、9−8−2−2の後段に各々DFT部9−8−4を接続し、両DFT部の後段に加算部9−8−3を接続した後に位相算出部9−8−5を配置しても良い。   Thereafter, the phase calculation unit 9-8-5 calculates the phase of the output value of the DFT unit 9-8-4 by the same operation as that of the fifth embodiment, and the filter tap coefficient adjustment unit based on the phase value. 9-8-6 adjusts the filter tap coefficients of the reception digital filter units 9-3-1 and 9-3-2, and the reception digital filter units 9-3-1 and 9-3-2 adjust the filter tap coefficients. Change to filter tap coefficient. In addition, after performing DFT with respect to each output signal of amplitude square value calculating part 9-8-2-1 and 9-8-2-2, after adding with respect to the output value of each DFT, a phase component is obtained. You may ask for it. That is, the DFT unit 9-8-4 is connected to the subsequent stage of the amplitude square value calculating units 9-8-2-1 and 9-8-2-2, and the adding unit 9-8- is connected to the subsequent stage of both DFT units. The phase calculation unit 9-8-5 may be arranged after connecting the three.

以上により、第3実施形態のフレーム同期部、シンボル同期部、周波数同期部の各処理に対する空間ダイバーシチ処理だけでなく、第5実施形態の第2シンボル同期部の処理に対しても、空間ダイバーシチ処理を行うことが可能となる。したがって、第3実施形態と同様に、シンボル同期が各受信系の受信信号で同一なるような、無線受信局が空間ダイバーシチ構成となっている場合に、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信局が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、第2シンボル同期部の処理のシンボル同期誤差の推定精度の向上、すなわち、シンボル同期の同期精度を向上させることが可能となる。   As described above, not only the spatial diversity processing for the processing of the frame synchronization unit, symbol synchronization unit, and frequency synchronization unit of the third embodiment, but also the processing of the second symbol synchronization unit of the fifth embodiment is performed. Can be performed. Therefore, as in the third embodiment, when the radio reception station has a spatial diversity configuration in which symbol synchronization is the same for the reception signals of each reception system, reception is performed depending on the location of the reception antenna due to fading fluctuations or the like. In a radio wave propagation environment where the level fluctuates, the radio receiving station is equipped with a plurality of receiving antennas and receiving systems, so that the accuracy of estimation of the symbol synchronization error in the processing of the second symbol synchronization unit is improved. It is possible to improve the synchronization accuracy.

<第7実施形態>
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
本第7実施形態では、第4実施形態に対して、第5実施形態の第2シンボル同期部7−8を追加し、第5実施形態に対して、複数の受信系を装備して、フレーム同期部5−6−1、5−6−2、シンボル同期部5−7−1、5−7−2、第2シンボル同期部7−8を、各受信系で独立して、周波数同期の処理に対して空間ダイバーシチ処理を行うことを特徴としている。なお、本第7実施形態のフレーム構成、無線送信局は、第5実施形態と全く同一である。したがって、以下では、本第7実施形態として、無線受信局の具体的動作のみを説明する。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
In the seventh embodiment, the second symbol synchronization section 7-8 of the fifth embodiment is added to the fourth embodiment, and a plurality of reception systems are provided to the fifth embodiment, and the frame The synchronization units 5-6-1 and 5-6-2, the symbol synchronization units 5-7-1 and 5-7-2, and the second symbol synchronization unit 7-8 are independently connected to each other in frequency synchronization. It is characterized by performing spatial diversity processing on the processing. Note that the frame configuration and radio transmission station of the seventh embodiment are exactly the same as those of the fifth embodiment. Therefore, hereinafter, only the specific operation of the radio receiving station will be described as the seventh embodiment.

図18は、本第7実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。なお、図18の構成は、図13に示す受信系が2個の場合を示している。以下、本第7実施形態においても、図13に示す受信系が2個の場合を例として説明する。なお、図13に示す受信系が3個以上となっても、図15に示す受信系が2個または3個以上となっても、以下に述べる本第7実施形態の動作は全く同様である。   FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless reception station according to the seventh embodiment. Note that the configuration of FIG. 18 shows a case where there are two reception systems shown in FIG. Hereinafter, also in the seventh embodiment, a case where there are two reception systems illustrated in FIG. 13 will be described as an example. The operation of the seventh embodiment described below is exactly the same regardless of whether the number of reception systems shown in FIG. 13 is three or more and the number of reception systems shown in FIG. 15 is two or three or more. .

図18において、送信アンテナ10−1−1、10−1−2、無線受信部10−2−1、10−2−2、差動復号化部10−4−1、10−4−2、スライディング相互相関演算部10−5−1、10−5−2、フレーム同期部10−6−1、10−6−2、シンボル同期部10−7−1、10−7−2、周波数同期部10−9、復調部10−10は、前述した第4実施形態の送信アンテナ5−1−1、5−1−2、無線受信部5−2−1、5−2−2、差動復号化部5−4−1、5−4−2、スライディング相互相関演算部5−5−1、5−5−2、フレーム同期部5−6−1、5−6−2、シンボル同期部5−7−1、5−7−2、周波数同期部5−8、復調部5−9と全く同一である。また、受信デジタルフィルタ部10−3−1、10−3−2、第2シンボル同期部10−8−1、10−8−2は、第5実施形態(図13)の受信デジタルフィルタ部7−3、第2シンボル同期部7−8と同一である。   In FIG. 18, transmitting antennas 10-1-1 and 10-1-2, radio receiving units 10-2-1 and 10-2-2, differential decoding units 10-4-1 and 10-4-2, Sliding cross-correlation calculation units 10-5-1, 10-5-2, frame synchronization units 10-6-1, 10-6-2, symbol synchronization units 10-7-1, 10-7-2, frequency synchronization units 10-9, the demodulator 10-10 are the transmission antennas 5-1-1, 5-1-2, the radio receivers 5-2-1, 5-2-2 of the fourth embodiment described above, and differential decoding. Conversion units 5-4-1, 5-4-2, sliding cross-correlation calculation units 5-5-1, 5-5-2, frame synchronization units 5-6-1, 5-6-2, symbol synchronization unit 5 −7-1, 5-7-2, frequency synchronization unit 5-8, demodulation unit 5-9 are exactly the same. The reception digital filter units 10-3-1 and 10-3-2 and the second symbol synchronization units 10-8-1 and 10-8-2 are the reception digital filter unit 7 of the fifth embodiment (FIG. 13). −3, the same as the second symbol synchronization unit 7-8.

図19は、本第7実施形態の周波数同期部10−9の構成を示すブロック図である。図において、周波数同期部10−9は、加算部10−9−1、位相算出部10−9−2、周波数補正部10−9−3−1、10−9−3−2から構成されている。これら、加算部10−9−1、位相算出部10−9−2、周波数補正部10−9−3−1、10−9−3−2は、前述した第4実施形態の周波数同期部5−8は、加算部5−8−1、位相算出部5−8−2、周波数補正部5−8−3−1、5−8−3−2と同一である。   FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of the frequency synchronization unit 10-9 according to the seventh embodiment. In the figure, the frequency synchronization unit 10-9 includes an addition unit 10-9-1, a phase calculation unit 10-9-2, and frequency correction units 10-9-3-1 and 10-9-3-2. Yes. These addition unit 10-9-1, phase calculation unit 10-9-2, frequency correction unit 10-9-3-1 and 10-9-3-2 are the frequency synchronization unit 5 of the fourth embodiment described above. −8 is the same as the adding unit 5-8-1, the phase calculating unit 5-8-2, and the frequency correcting units 5-8-3-1 and 5-8-3-2.

上述した構成によれば、本第7実施形態の無線受信局においては、フレーム同期部10−6−1、10−6−2、シンボル同期部10−7−1、10−7−2、第2シンボル同期部10−8−1、10−8−2の処理を、各受信系で独立して行い、周波数同期部10−9の処理に対してのみ空間ダイバーシチ処理を行うことができる。   According to the configuration described above, in the radio receiving station of the seventh embodiment, the frame synchronization units 10-6-1 and 10-6-2, the symbol synchronization units 10-7-1 and 10-7-2, The processing of the 2-symbol synchronization units 10-8-1 and 10-8-2 can be performed independently in each reception system, and the spatial diversity processing can be performed only for the processing of the frequency synchronization unit 10-9.

上述した第7実施形態によれば、フレーム同期点、シンボル同期点が各受信系で異なり、キャリア周波数オフセットのみが各受信系で同一の場合、例えば、各受信アンテナが遠隔に設置され、送信アンテナと受信アンテナの距離が各受信アンテナで異なるが、各受信系へ周波数変換のために供給される基準周波数が共通、すなわち、無線受信局が受信サイトダイバーシチを実現する構成となっている場合、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信局が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、第5実施形態の第2シンボル同期部7−8によるシンボル同期の同期精度を維持しながら、周波数同期の同期精度を向上させることができる。   According to the seventh embodiment described above, when the frame synchronization point and the symbol synchronization point are different in each reception system and only the carrier frequency offset is the same in each reception system, for example, each reception antenna is installed remotely, and the transmission antenna If the receiving antenna distance is different for each receiving antenna, but the reference frequency supplied to each receiving system for frequency conversion is the same, that is, if the radio receiving station is configured to achieve receiving site diversity, fading In a radio wave propagation environment in which the reception level varies depending on the location of the reception antenna due to fluctuations, etc., the radio reception station is equipped with a plurality of reception antennas and reception systems, so that the second symbol synchronization unit 7-of the fifth embodiment The synchronization accuracy of the frequency synchronization can be improved while maintaining the synchronization accuracy of the symbol synchronization by 8.

<第8実施形態>
次に、本発明の第8実施形態について説明する。
本第8実施形態では、前述した第1実施形態、第2実施形態、第5実施形態において、周波数同期の同期特性を更に向上させることを特徴としている。なお、本第8実施形態のフレーム構成、無線送信局は、第1実施形態、第2実施形態、または、第5実施形態と全く同一である。また、無線受信局の構成は、第3実施形態、第4実施形態、第6実施形態、または第7実施形態の無線受信局に対して、復調部の前段に第2周波数同期部を追加した構成となる。
<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
The eighth embodiment is characterized in that the synchronization characteristics of frequency synchronization are further improved in the first embodiment, the second embodiment, and the fifth embodiment described above. Note that the frame configuration and radio transmission station of the eighth embodiment are exactly the same as those of the first embodiment, the second embodiment, or the fifth embodiment. In addition, the configuration of the radio receiving station is such that a second frequency synchronization unit is added before the demodulation unit with respect to the radio receiving station of the third embodiment, the fourth embodiment, the sixth embodiment, or the seventh embodiment. It becomes composition.

図20は、本第8実施形態で無線受信局に追加した第2周波数同期部を示すブロック図である。本第8実施形態では、第1実施形態の無線受信局(図3)に対して、周波数同期部2−8の後段に、該第2周波数同期部11−1を追加した構成になっている。なお、第1実施形態の無線受信局(図3)と同じ部分については省略している。   FIG. 20 is a block diagram showing the second frequency synchronization unit added to the radio reception station in the eighth embodiment. In the eighth embodiment, the second frequency synchronization unit 11-1 is added after the frequency synchronization unit 2-8 to the radio reception station (FIG. 3) of the first embodiment. . The same parts as those of the wireless receiving station (FIG. 3) of the first embodiment are omitted.

本第8実施形態の無線受信局の構成において、第1実施形態の無線局の構成との差分は、該第2周波数同期部11−1のみであることから、以下では、無線受信局の具体的動作として該第2周波数同期部11−1の動作のみを説明する。なお、第2実施形態の無線受信局、第5実施形態の無線受信局に対して、該第2周波数同期部11−1を追加した場合も、全く同様の動作となる。   In the configuration of the radio receiving station of the eighth embodiment, the difference from the configuration of the radio station of the first embodiment is only the second frequency synchronization unit 11-1. Only the operation of the second frequency synchronization unit 11-1 will be described as a typical operation. Note that the same operation is performed when the second frequency synchronization unit 11-1 is added to the radio reception station of the second embodiment and the radio reception station of the fifth embodiment.

また、図21は、本第8実施形態の第2周波数同期部11−1の構成を示すブロックである。図において、第2周波数同期部11−1は、トレーニング信号系列抽出部11−1−1、(トレーニング信号系列に対する)周波数補正部11−1−2、トレーニング信号系列生成部11−1−3、除算部11−1−4、自己相関演算部11−1−5、位相算出部11−1−6及び(復調部への入力信号に対する)周波数補正部11−1−7から構成されている。   FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of the second frequency synchronization unit 11-1 of the eighth embodiment. In the figure, the second frequency synchronization unit 11-1 includes a training signal sequence extraction unit 11-1-1, a frequency correction unit 11-1-2 (for the training signal sequence), a training signal sequence generation unit 11-1-3, It comprises a division unit 11-1-4, an autocorrelation calculation unit 11-1-5, a phase calculation unit 11-1-6, and a frequency correction unit 11-1-7 (for an input signal to the demodulation unit).

トレーニング信号系列抽出部11−1−1が、受信デジタルフィルタ部の出力信号r(kT/N)から、フレーム同期部からのピーク時刻kpeakT/Nに基づき、次式(24)で表される、トレーニング信号系列部分のシンボル点を抽出する。 The training signal sequence extraction unit 11-1-1 is represented by the following equation (24) based on the peak time k peak T / N from the frame synchronization unit from the output signal r (kT / N) of the reception digital filter unit. The symbol points of the training signal sequence part are extracted.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

次に、周波数補正部11−1−2が、該抽出された信号に対して、周波数同期部(図3の2−8)から推定されるキャリア周波数オフセットθに基づき、次式(25)で表される、キャリア周波数オフセットの補正を行う。 The frequency correction unit 11-1-2 is, with respect to the extracted signal based on the carrier frequency offset theta 1 which is estimated from the frequency synchronization unit (2-8 in Figure 3), the following equation (25) The carrier frequency offset represented by is corrected.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

次に、除算部11−1−4により、周波数補正部11−1−2の出力信号rAFC1(kpeakT/N+(m−1)T)を、トレーニング信号系列生成部11−1−3が生成するトレーニング信号系列A(1≦m≦N+1)で除算した後、自己相関演算部11−1−5により、該乗算した後の信号に対して、次式(26)で表される、自己相関間隔Nautoの自己相関演算を行う。 Next, the division unit 11-1-4 converts the output signal r AFC1 (k peak T / N + (m−1) T) of the frequency correction unit 11-1-2 into the training signal sequence generation unit 11-1-3. After being divided by the training signal sequence A m (1 ≦ m ≦ N a +1) generated by the autocorrelation operation unit 11-1-5, the signal obtained by the multiplication is expressed by the following equation (26). The autocorrelation calculation of the autocorrelation interval N auto is performed.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、Nautoは2≦Nauto≦Nを満たす整数であれば何でもよい。 Incidentally, N auto is may be any integer that satisfies 2 ≦ N autoN b.

次に、位相算出部11−1−6が自己相関値Rautoに対して、次式(27)に従って位相を算出する。 Next, the phase calculation unit 11-1-6 calculates a phase according to the following equation (27) with respect to the autocorrelation value R auto .

Figure 0004527101
Figure 0004527101

自己相関区間で伝搬チャネルが変動していなければ、ここで算出された位相θは、周波数補正部11−1−2で行われた位相θに基づく周波数補正で取り除けなかった残留キャリア周波数オフセットによるNautoシンボル分の位相回転となる。したがって、該位相θから、該残留キャリア周波数オフセットによる位相回転による1シンボル分の位相回転は、θ/Nautoとなる。最終的に、周波数補正部11−1−7によって、復調部前の信号rAFC1(kdataT/N+(l−1)T)(1≦l≦d)に対して、θ/Nautoを用いて、次式(28)に従って周波数補正を行う。 If the propagation channel does not fluctuate in the autocorrelation section, the phase θ 2 calculated here is the residual carrier frequency offset that could not be removed by the frequency correction based on the phase θ 1 performed by the frequency correction unit 11-1-2. Is the phase rotation for N auto symbols. Thus, from the phase theta 2, the phase rotation of one symbol by the phase rotation due to the residual carrier frequency offset becomes θ 2 / N auto. Finally, the frequency correction unit 11-1-7 makes θ 2 / N auto with respect to the signal r AFC1 (k data T / N + (l−1) T) (1 ≦ l ≦ d) before the demodulation unit. Is used to correct the frequency according to the following equation (28).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

なお、前述した第2実施形態に対して該第2周波数同期部11−1を追加する場合、2次受信デジタルフィルタ部3−8の前段に追加し、第2周波数同期部11−1による周波数補正を2次受信デジタルフィルタ部3−8の帯域制限前に行い、キャリア周波数オフセットにずれたスペクトルの中心の位置を、帯域制限前に第2周波数同期部11−1により更に補正しても良い。また、前述した第5実施形態に対して第2周波数同期部11−1を追加する場合、自己相関演算部11−1−5が行う自己相関演算に第2トレーニング信号系列も利用して良い。   When the second frequency synchronization unit 11-1 is added to the second embodiment described above, it is added before the secondary reception digital filter unit 3-8, and the frequency by the second frequency synchronization unit 11-1. Correction may be performed before band limitation of the secondary reception digital filter unit 3-8, and the center position of the spectrum shifted to the carrier frequency offset may be further corrected by the second frequency synchronization unit 11-1 before band limitation. . Moreover, when adding the 2nd frequency synchronizer 11-1 with respect to 5th Embodiment mentioned above, you may utilize a 2nd training signal series for the autocorrelation calculation which the autocorrelation calculating part 11-1-5 performs.

一般に、自己相関によるキャリア周波数オフセットの推定において、自己相関間隔が小さいほど、推定範囲は広くなるが、推定精度は悪くなる。   In general, in the estimation of the carrier frequency offset by autocorrelation, the smaller the autocorrelation interval, the wider the estimation range, but the estimation accuracy becomes worse.

本第8実施形態によれば、キャリア周波数オフセットに1シンボルの位相回転を、周波数同期部により差動復号化に相互相関演算、すなわち自己相関間隔1シンボルの自己相関演算により算出し(推定値θ)、また、第2周波数同期部により自己相関間隔Nautoシンボルの自己相関演算により算出(推定値θ/Nauto)することによって、推定値θにより推定範囲を広くしながら、推定値θ/Nautoにより推定精度を向上している。したがって、推定値θのみを用いる第1、第2、第5実施形態のいずれよりも周波数同期の同期特性を向上させることができる。 According to the eighth embodiment, the phase rotation of one symbol is calculated as the carrier frequency offset, and the frequency synchronization unit calculates the differential decoding by the cross-correlation calculation, that is, the autocorrelation calculation of the autocorrelation interval of one symbol (estimated value θ 1 ) In addition, the second frequency synchronization unit calculates (estimated value θ 2 / N auto ) by autocorrelation calculation of the autocorrelation interval N auto symbol, so that the estimated value is widened by the estimated value θ 1 and the estimated value It has improved the estimation accuracy by θ 2 / N auto. Therefore, first using only estimate theta 1, second, it is possible to improve the frequency synchronization of the synchronizing characteristics than either of the fifth embodiment.

<第9実施形態>
次に、本発明の第9実施形態について説明する。
本第9実施形態では、上述した第8実施形態に対して、無線受信局が複数の受信系を装備することによって、第2周波数同期の処理に対して空間ダイバーシチ処理を行うことを特徴としている。なお、本第9実施形態のフレーム構成、無線送信局の構成は、第3実施形態のフレーム構成、無線送信局と全く同一である。また、本第9実施形態の無線受信局の構成は、第3実施形態、第4実施形態、第6実施形態、または第7実施形態の無線受信局に対して、復調部の前段に第2周波数同期部を追加した構成となる。
<Ninth Embodiment>
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
The ninth embodiment is characterized in that, with respect to the above-described eighth embodiment, the wireless reception station is equipped with a plurality of reception systems to perform spatial diversity processing on the second frequency synchronization processing. . Note that the frame configuration and radio transmission station configuration of the ninth embodiment are exactly the same as the frame configuration and radio transmission station of the third embodiment. In addition, the configuration of the radio receiving station of the ninth embodiment is the second before the demodulator with respect to the radio receiving station of the third embodiment, the fourth embodiment, the sixth embodiment, or the seventh embodiment. The frequency synchronization unit is added.

図22は、本第9実施形態で無線受信局に追加した第2周波数同期部を示すブロック図である。本第9実施形態では、第3実施形態の無線受信局(図7)に対して、受信系が2個の場合に、第2周波数同期部12−1を追加した構成になっている。本第9実施形態の無線受信局の構成において、前述した第3実施形態の無線受信局の構成との差分は、該第2周波数同期部12−1のみであることから、無線受信局の具体的動作として該第2周波数同期部12−1の動作のみを説明する。なお、受信系が3個以上の場合、並びに第4実施形態、第6実施形態、または第7実施形態の無線受信局に対して、第2周波数同期部12−1を追加した場合も、全く同様の動作となる。   FIG. 22 is a block diagram showing the second frequency synchronization unit added to the radio reception station in the ninth embodiment. In the ninth embodiment, the second frequency synchronization unit 12-1 is added to the radio reception station (FIG. 7) of the third embodiment when the number of reception systems is two. In the configuration of the radio receiving station of the ninth embodiment, the difference from the configuration of the radio receiving station of the third embodiment described above is only the second frequency synchronization unit 12-1. Only the operation of the second frequency synchronization unit 12-1 will be described as a typical operation. In addition, when there are three or more reception systems, and when the second frequency synchronization unit 12-1 is added to the radio reception station of the fourth embodiment, the sixth embodiment, or the seventh embodiment, it is completely The operation is similar.

図23は、本第9実施形態による上記第2周波数周期部12−1の構成を示すブロック図である。図において、該第2周波数周期部12−1は、前述した第8実施形態の第2周波数同期部11の構成を2系統装備する構成となる。すなわち、第2周波数周期部12−1は、トレーニング信号系列抽出部12−1−1−1、12−1−1−2、(トレーニング信号系列に対する)周波数補正部12−1−2−1、12−1−2−2、トレーニング信号系列生成部12−1−3、除算部12−1−4−1、12−1−4−2、自己相関演算部12−1−5−1、12−1−5−2、加算部12−1−4、位相算出部12−1−7、(復調部への入力信号に対する)周波数補正部12−1−8−1、12−1−8−2から構成されている。   FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of the second frequency periodic unit 12-1 according to the ninth embodiment. In the figure, the second frequency periodic unit 12-1 is configured to have two systems of the configuration of the second frequency synchronization unit 11 of the eighth embodiment described above. That is, the second frequency period unit 12-1 includes training signal sequence extraction units 12-1-1-1, 12-1-1-2, frequency correction units 12-1-2-1 (for the training signal sequence), 12-1-2-2, training signal sequence generation unit 12-1-3, division units 12-1-4-1, 12-1-4-2, autocorrelation calculation units 12-1-5-1, 12 -1-5-2, adder 12-1-4, phase calculator 12-1-7, frequency correctors 12-1-8-1, 12-1-8- (for the input signal to the demodulator) It consists of two.

各受信系統のトレーニング信号系列抽出部12−1−1−2〜自己相関演算部12−1−5−1、トレーニング信号系列抽出部12−1−1−2〜自己相関演算部12−1−5−2までの処理は、前述した第8実施形態のトレーニング信号系列抽出部11−1−1〜自己相関演算部11−1−5と全く同一の処理を行う。   Training signal sequence extraction unit 12-1-1-2 to autocorrelation calculation unit 12-1-5-1, training signal sequence extraction unit 12-1-1-2 to autocorrelation calculation unit 12-1- The processing up to 5-2 performs exactly the same processing as the training signal sequence extraction unit 11-1-1-1 to the autocorrelation calculation unit 11-1-5 of the eighth embodiment described above.

次に、加算部12−1−4は、各受信系統から算出された自己相関値を加算する。自己相関演算部12−1−5−1、12−1−5−2の出力値は、各受信系の信号の2乗重み、すなわち各受信系の伝搬チャネルの振幅2乗値が重み付けされているため、加算部12−1−4が加算した自己相関値は、各受信系の自己相関値を最大比合成したものに対応する。したがって、該加算した自己相関値は、ダイバーシチ効果が得られている。以降、第8実施形態と同様に、位相算出部12−1−7により、該加算した自己相関値の位相を算出し、周波数補正部12−1−8−1、12−1−8−2により、各受信系統の復調部の前段の信号、または1次受信デジタルフィルタ部の前段の信号に対して、周波数補正を行う。   Next, the adding unit 12-1-4 adds the autocorrelation values calculated from the respective reception systems. The output values of the autocorrelation calculation units 12-1-5-1 and 12-1-5-2 are weighted by the square weight of the signal of each reception system, that is, the amplitude square value of the propagation channel of each reception system. Therefore, the autocorrelation value added by the adding unit 12-1-4 corresponds to a value obtained by combining the autocorrelation values of the respective reception systems with the maximum ratio. Therefore, the added autocorrelation value has a diversity effect. Thereafter, similarly to the eighth embodiment, the phase calculation unit 12-1-7 calculates the phase of the added autocorrelation value, and the frequency correction units 12-1-8-1 and 12-1-8-2. Thus, frequency correction is performed on the signal before the demodulator of each reception system or the signal before the primary reception digital filter.

本第9実施形態によれば、第2周波数同期に対して、空間ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。したがって、フェージング変動などにより、受信アンテナの場所によって受信レベルが変動するような電波伝搬環境において、無線受信局が複数の受信アンテナ、受信系を装備することにより、第2周波数同期の同期精度を向上することができる。   According to the ninth embodiment, it is possible to obtain a spatial diversity effect with respect to the second frequency synchronization. Therefore, in a radio wave propagation environment where the reception level fluctuates depending on the location of the receiving antenna due to fading fluctuations, etc., the radio receiving station is equipped with multiple receiving antennas and receiving systems, improving the synchronization accuracy of the second frequency synchronization can do.

<第10実施形態>
次に、本発明の第10実施形態について説明する。
本第10実施形態では、前述した第1乃至第9実施形態に対して、変復調方式として同期検波を行う場合に、無線受信局における同期検波用の伝搬チャネル推定を、トレーニング信号系列または第2トレーニング信号系列を用いることを特徴としている。
<Tenth Embodiment>
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described.
In the present tenth embodiment, when synchronous detection is performed as a modulation / demodulation method with respect to the first to ninth embodiments described above, propagation channel estimation for synchronous detection at a radio receiving station is performed using a training signal sequence or second training. It is characterized by using a signal sequence.

なお、本第10実施形態のフレーム構成、無線送信局の構成は、前述した第1乃至第9実施形態と全く同一であり、前述した第1乃至第9実施形態の各フレーム構成、無線送信局の構成のいずれを用いても良い。なお、無線送信局の情報シンボル変換部は、データビット系列を同期検波用に情報シンボル系列へ変換する。   The frame configuration and radio transmission station configuration of the tenth embodiment are exactly the same as those of the first to ninth embodiments described above, and each frame configuration and radio transmission station of the first to ninth embodiments described above. Any of these configurations may be used. The information symbol conversion unit of the wireless transmission station converts the data bit sequence into an information symbol sequence for synchronous detection.

図24は、本第10実施形態で無線受信局に追加したチャネル推定部と同期検波部とを示すブロック図である。図において、本第10実施形態の無線受信局は、前述した第1乃至第9実施形態の無線受信局の構成に対して、復調部の前段にチャネル推定部13−1と同期検波部13−2を追加した構成となる。復調部13−3は、復調部2−9、3−10、4−9、5−9、7−10、8−11、9−10、10−10と同一である。なお、第1実施形態以外の第2乃至第9実施形態の無線受信局の構成に対して、本第10実施形態のチャネル推定部13−1と同期検波部13−2を追加した場合も全く同様である。   FIG. 24 is a block diagram showing a channel estimation unit and a synchronous detection unit added to the radio reception station in the tenth embodiment. In the figure, the radio receiving station of the tenth embodiment is different from the configurations of the radio receiving stations of the first to ninth embodiments described above in that the channel estimation unit 13-1 and the synchronous detection unit 13- 2 is added. The demodulation unit 13-3 is the same as the demodulation units 2-9, 3-10, 4-9, 5-9, 7-10, 8-11, 9-10, and 10-10. Note that the channel estimation unit 13-1 and the synchronous detection unit 13-2 of the tenth embodiment are added to the configurations of the radio receiving stations of the second to ninth embodiments other than the first embodiment. It is the same.

本第10実施形態と前述した第1乃至第9実施形態との差分は、チャネル推定部13−1と同期検波部13−2のみであることから、チャネル推定部13−1と同期検波部13−2の具体的動作例のみについて説明する。   Since the difference between the tenth embodiment and the first to ninth embodiments described above is only the channel estimation unit 13-1 and the synchronous detection unit 13-2, the channel estimation unit 13-1 and the synchronous detection unit 13 are included. Only a specific operation example of -2 will be described.

まず、該チャネル推定部13−1について説明する。
図25は、本第10実施形態のチャネル推定部の構成を示すブロック図である。図において、チャネル推定部13−1は、トレーニング信号系列抽出部13−1−1、周波数補正部13−1−2、トレーニング信号系列生成部13−1−3及び相互相関演算部13−1−4から構成されている。
First, the channel estimation unit 13-1 will be described.
FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of the channel estimation unit of the tenth embodiment. In the figure, a channel estimation unit 13-1 includes a training signal sequence extraction unit 13-1-1, a frequency correction unit 13-1-2, a training signal sequence generation unit 13-1-3, and a cross correlation calculation unit 13-1-. It is composed of four.

なお、トレーニング信号系列抽出部13−1−1、周波数補正部13−1−2、トレーニング信号系列生成部13−1−3は、前述した第8実施形態で説明したトレーニング信号系列抽出部11−1−1、周波数補正部11−1−2、トレーニング信号系列生成部11−1−3と全く同一の機能である。まず、前述した第8実施形態と同様に、トレーニング信号系列抽出部13−1−1により、トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分のシンボル点を抽出し、周波数補正部13−1−2により該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分に対して周波数補正を行う。その後、該周波数補正された信号と、トレーニング信号系列生成部13−13が生成する該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分との間で、相互相関演算を行う。   The training signal sequence extraction unit 13-1-1, the frequency correction unit 13-1-2, and the training signal sequence generation unit 13-1-3 are the same as the training signal sequence extraction unit 11- described in the eighth embodiment. 1-1, the function is exactly the same as that of the frequency correction unit 11-1-2 and the training signal sequence generation unit 11-1-3. First, similarly to the eighth embodiment described above, the training signal sequence extraction unit 13-1-1 extracts the symbol points of the training signal sequence part or the second training signal sequence part, and the frequency correction unit 13-1-2. Thus, frequency correction is performed on the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion. Thereafter, a cross-correlation calculation is performed between the frequency-corrected signal and the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion generated by the training signal sequence generation unit 13-13.

具体的には、以下のような演算を行う。例として、該トレーニング信号系列Aを用いて説明することとする。なお、第2トレーニング信号系列Bを用いる場合も全く同様である。伝搬チャネルをhとおく。なお、該トレーニング信号系列Aの期間には、hは変化しないものとする。該トレーニング信号系列Aの期間中の時刻kpeak/T+(m−1)T (1≦m≦N+1)における周波数補正部13−1−2の出力信号を、rtraining(kpeak/T+(m−1)T)とおくと、次式(29)のように表される。 Specifically, the following calculation is performed. As an example, the training signal sequence Am will be described. Note that it is exactly the same when using the second training signal sequence B m. Let the propagation channel be h. Note that the duration of the training signal series A m, it is assumed that h does not change. The output signal of the frequency correction unit 13-1-2 at time k peak / T + of the duration of the training signal series A m (m-1) T (1 ≦ m ≦ N a +1), r training (k peak / T + (m−1) T) is expressed as the following equation (29).

Figure 0004527101
Figure 0004527101

但し、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期(周波数補正)は理想的に行われたとし、また雑音信号は無視した。信号rtraining(kpeak/T+(m−1)T)に対し、次式(30)で示すように、該トレーニング信号系列Aと相互相関演算を行う。 However, frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization (frequency correction) were performed ideally, and noise signals were ignored. With respect to the signal r training (k peak / T + (m-1) T), as shown in the following equation (30), performing a cross-correlation operation with the training signal series A m.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

そして、次式(31)に従って、該トレーニング信号系列Aのノルムで正規化することにより、最終的に伝搬チャネルhを算出する。 Then, according to the following equation (31), by normalizing with the norm of the training signal series A m, calculating the final propagation channel h.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

以上の演算により、トレーニング信号系列Aを用いて伝播チャネルhを推定することが可能となる。なお、伝搬チャネルhが該トレーニング信号系列Aの期間中に変動することが想定される場合には、該トレーニング信号系列Aの中から伝搬チャネルhがほぼ一定と想定される区間のみを用いて伝搬チャネル推定を行っても良い。 The operation of the above, it is possible to estimate the propagation channel h by using a training signal series A m. In the case where the propagation channel h it is assumed to vary during the said training signal sequence A m are using only interval propagation channel h from the said training signal sequence A m are assumed substantially constant Then, propagation channel estimation may be performed.

伝搬チャネルhを推定後は、同期検波部13−2が復調部13−3の前段の信号rAFC1(kdataT/N+(l−1)T) (l=1,2,…,d)に対して、推定した伝搬チャネルh^を用いて同期検波を行う。すなわち、次式(32)に従って、演算を行い、復調部13−3へ受け渡す。 After estimating the propagation channel h, the synchronous detector 13-2 uses the signal r AFC1 (k data T / N + (l−1) T) (l = 1, 2,..., D) before the demodulator 13-3. ), Synchronous detection is performed using the estimated propagation channel h ^. That is, the calculation is performed in accordance with the following equation (32), and is transferred to the demodulation unit 13-3.

Figure 0004527101
Figure 0004527101

通常、同期検波の場合、伝搬チャネル推定用のトレーニング信号を要するが、本第10実施形態により、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期用のトレーニング信号と伝搬チャネル推定用のトレーニング信号とを兼用することができる。したがって、第1乃至第9実施形態において、更なるトレーニング信号を追加することなく同期検波を実現することができる。   Normally, in the case of synchronous detection, a training signal for propagation channel estimation is required. However, according to the tenth embodiment, a training signal for frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization and a training signal for propagation channel estimation are combined. Can do. Therefore, in the first to ninth embodiments, synchronous detection can be realized without adding a further training signal.

<第11実施形態>
次に、本発明の第11実施形態について説明する。
本第11実施形態では、前述した第1乃至第10実施形態に対して、変復調方式として同期検波を行う際、送信バースト信号の期間中に伝搬チャネルが変動する場合に、トレーニング信号以降に、無線送信局と無線受信局間で既知のパイロット信号系列を挿入することによって、伝搬チャネル推定時に伝搬チャネル変動に追従することを特徴としている。
<Eleventh embodiment>
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
In the eleventh embodiment, when synchronous detection is performed as a modulation / demodulation method with respect to the first to tenth embodiments described above, when the propagation channel fluctuates during the period of the transmission burst signal, the radio signal is transmitted after the training signal. By inserting a known pilot signal sequence between the transmitting station and the wireless receiving station, it is characterized by following propagation channel fluctuation at the time of propagation channel estimation.

図26(a)〜(c)は、本第11実施形態によるバースト無線信号伝送システムのフレーム構成を示す概念図である。また、図27は、本第11実施形態による無線送信局の構成を示すブロック図であり、図28(a)、(b)は、本第11実施形態による無線受信局の構成、及びチャネル推定部の構成を示すブロック図である。なお、図26(a)〜(c)、図27、図28(a)、(b)とも、前述した第1実施形態のフレーム構成、無線送信局、無線受信局に対して、本第11実施形態を追加した場合を示している。また、第2乃至第10実施形態のフレーム構成、無線送信局、無線受信局に対して、本第11実施形態を追加した場合でも全く同様である。   FIGS. 26A to 26C are conceptual diagrams showing a frame configuration of the burst radio signal transmission system according to the eleventh embodiment. FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of the radio transmission station according to the eleventh embodiment. FIGS. 28A and 28B are the configuration of the radio reception station and channel estimation according to the eleventh embodiment. It is a block diagram which shows the structure of a part. 26 (a) to (c), FIG. 27, FIG. 28 (a), and (b), the eleventh embodiment is different from the frame configuration, the wireless transmission station, and the wireless reception station of the first embodiment described above. The case where embodiment is added is shown. The same applies to the case where the eleventh embodiment is added to the frame configurations, radio transmitting stations, and radio receiving stations of the second to tenth embodiments.

フレーム構成は、前述した第1乃至第10実施形態のフレーム構成に対して、トレーニング信号系列(第2トレーニング信号系列を含む)以降、すなわち情報シンボル系列以降に無線送信局と無線受信局との間で既知のパイロット信号系列を一定間隔で挿入する。なお、該パイロット信号系列は、無線送信局と無線受信局との間で既知あれば何でも良い。また、挿入方法としては、図26(a)に示すように、該情報シンボル系列の前後と該情報シンボル系列中に一定間隔で挿入する方法や、図26(b)に示すように、該情報シンボル系列の後段と該情報シンボル系列中に一定間隔で挿入する方法や、図26(c)に示すように、該情報シンボル系列中のみに一定間隔で挿入する方法がある。   Compared to the frame configurations of the first to tenth embodiments described above, the frame configuration is between the radio transmitting station and the radio receiving station after the training signal sequence (including the second training signal sequence), that is, after the information symbol sequence. A known pilot signal sequence is inserted at regular intervals. The pilot signal sequence may be anything as long as it is known between the radio transmission station and the radio reception station. Also, as an insertion method, as shown in FIG. 26 (a), before and after the information symbol series and at intervals in the information symbol series, or as shown in FIG. There are a method of inserting at a constant interval in the subsequent stage of the symbol sequence and the information symbol sequence, and a method of inserting at a constant interval only in the information symbol sequence as shown in FIG.

なお、図26において、パイロット#1、パイロット#2、…、パイロット#N−1、パイロット#Nの各パイロット信号系列部分において、該各パイロット信号系列部分内は、1シンボルでも良いし、複数シンボルでも良い。また、各パイロット信号系列部分は、互いに同一信号系列でも良いし、異なる倍号系列でも良い。また、各パイロット僧号系列部分は、互いに同一信号系列長でも良いし、異なる信号系列長でも良い。 Note that in FIG 26, the pilot # 1, pilot # 2, ..., the pilot #N p -1 in each pilot signal sequence portion of the pilot #N p, respective pilot signal sequence in part may be in one symbol, Multiple symbols may be used. In addition, each pilot signal sequence portion may be the same signal sequence or different multiple sequences. In addition, each pilot monk sequence portion may have the same signal sequence length or a different signal sequence length.

次に、無線送信局は、図27に示すように、第1実施形態に対して、多重化部14−4の前段にパイロット信号生成部14−3を追加した構成となる。具体的動作は、情報シンボル変換部14−1、トレーニング信号生成部14−2から情報シンボル信号系列、トレーニング信号系列を生成し、また、パイロット信号生成部14−3によりパイロット信号を生成する。次に、多重化部14−4により生成した各信号系列を時間多重化した後、送信デジタルフィルタ部14−5、無線送信部14−6、送信アンテナ14−7により、空間へ無線送信される。   Next, as shown in FIG. 27, the radio transmission station has a configuration in which a pilot signal generation unit 14-3 is added to the preceding stage of the multiplexing unit 14-4 with respect to the first embodiment. Specifically, an information symbol signal sequence and a training signal sequence are generated from the information symbol conversion unit 14-1 and the training signal generation unit 14-2, and a pilot signal is generated by the pilot signal generation unit 14-3. Next, each signal sequence generated by the multiplexing unit 14-4 is time-multiplexed and then wirelessly transmitted to the space by the transmission digital filter unit 14-5, the wireless transmission unit 14-6, and the transmission antenna 14-7. .

なお、情報シンボル変換部14−1、トレーニング信号生成部14−2、送信デジタルフィルタ部14−5、無線送信部14−6、送信アンテナ14−7は、前述した第1実施形態で説明した情報シンボル変換部1−1、トレーニング信号生成部1−2、送信デジタルフィルタ部1−4、無線送信部1−5、送信アンテナ1−6と全く同一である。   The information symbol conversion unit 14-1, the training signal generation unit 14-2, the transmission digital filter unit 14-5, the wireless transmission unit 14-6, and the transmission antenna 14-7 are the information described in the first embodiment. The symbol conversion unit 1-1, the training signal generation unit 1-2, the transmission digital filter unit 1-4, the wireless transmission unit 1-5, and the transmission antenna 1-6 are exactly the same.

次に、無線受信局は、図28(a)に示すように、第1実施形態の無線受信局に対して、復調部の前段にチャネル推定部15−1、同期検波部15−2を追加した構成である。前述した第1実施形態の無線受信局との差分は、該チャネル推定部15−1、同期検波部15−2のみであるので、本第11実施形態として、該チャネル推定部16−1、同期検波部15−2の具体的動作例のみを説明する。   Next, as shown in FIG. 28A, the radio reception station adds a channel estimation unit 15-1 and a synchronous detection unit 15-2 to the radio reception station of the first embodiment before the demodulation unit. This is the configuration. Since the difference from the radio receiving station of the first embodiment described above is only the channel estimation unit 15-1 and the synchronous detection unit 15-2, as the eleventh embodiment, the channel estimation unit 16-1, Only a specific operation example of the detector 15-2 will be described.

チャネル推定部15−1は、パイロット信号抽出部15−1−1、チャネル演算部15−1−2から構成されている。パイロット信号抽出部15−1−1は、パイロット信号系列「パイロット#p(p=1、2、…、N)」を抽出する。なお、該パイロット信号系列は、情報シンボル系列とともに、フレーム同期、シンボル同期、周波数同期の処理が完了しているものとする。次に、チャネル演算部15−1−2により、抽出したパイロット信号系列「パイロット#p(p=1、2、…、N)」を用いて、以下の動作により伝搬チャネルを推定する。 The channel estimation unit 15-1 includes a pilot signal extraction unit 15-1-1 and a channel calculation unit 15-1-2. The pilot signal extraction unit 15-1-1 extracts a pilot signal sequence “Pilot #p (p = 1, 2,..., N p )”. It is assumed that the pilot signal sequence has been subjected to frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization processing together with the information symbol sequence. Next, using the extracted pilot signal sequence “Pilot #p (p = 1, 2,..., N p )”, the channel calculation unit 15-1-2 estimates the propagation channel by the following operation.

まず、各パイロット信号系列「パイロット#p(p=1、2、…、N)」時の伝搬チャネルを、第10実施形態で説明したトレーニング信号系列を用いた伝搬チャネル推定と全く同様の方法により算出する。具体的には、1つのパイロット#p区間内に対して、抽出したパイロット信号系列を元々のパイロット信号系列と相互相関演算を行うことにより、各パイロット#p時の伝搬チャネルh^を推定する。次に、各パイロット#p間、またはトレーニング信号とパイロット#p間、またはパイロット#Nの後段の情報シンボル系列時における伝搬チャネルを、各パイロット#pで推定した伝搬チャネルh^をもとに推定する。 First, the propagation channel at the time of each pilot signal sequence “Pilot #p (p = 1, 2,..., N p )” is the same as the propagation channel estimation using the training signal sequence described in the tenth embodiment. Calculated by Specifically, the propagation channel h p ^ at each pilot #p is estimated by performing a cross-correlation operation on the extracted pilot signal sequence with the original pilot signal sequence within one pilot #p section. . Then, based on between each pilot #p, or between a training signal and a pilot #p, or the propagation channel at the time of the subsequent information symbol sequence of the pilot #N p, propagation channel h p ^ a estimated in each pilot #p To estimate.

その推定方法は、
(a)前記トレーニング信号とパイロット#1間の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルを、第10実施形態によりトレーニング信号から推定した伝搬チャネルh^とし、また、パイロット#pとパイロット#p+1間の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルをパイロット#pにより推定した伝搬チャネルh^とし、また、パイロット#Nの後段の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルをパイロット#Nにより推定した伝搬チャネルhNp^とすることにより、随時、伝搬チャネルを更新していくような方法が考えられる。
The estimation method is
(A) The propagation channel at the time of the information symbol signal sequence between the training signal and pilot # 1 is a propagation channel h ^ estimated from the training signal according to the tenth embodiment, and information between pilot #p and pilot # p + 1 the propagation channel at symbol signal sequence and propagation channel h p ^ and estimated by the pilot #p, also propagation channel h Np where the propagation channel when subsequent information symbol signal sequence of pilot #N p estimated by pilot #N p A method of updating the propagation channel at any time is conceivable by setting ^.

また、
(b)トレーニング信号から推定した伝搬チャネルh^と各パイロット#pにより推定した各伝搬チャネルh^を用いて、各情報シンボル系列時の伝搬チャネルを内挿補間する方法、例えば、トレーニング信号とパイロット#1間の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルを、トレーニング信号から推定した伝搬チャネルh^とし、パイロット#1により推定した伝搬チャネルh^を用いて内挿補間し、また、パイロット#pとパイロット#p+1間の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルを、パイロット#pにより推定した伝搬チャネルh^とパイロット#p+1により推定した伝搬チャネルhp+1^を用いて内挿補間するような方法が考えなれる。また、内挿補間方法としては、線形内挿補間、スプライン内挿補間のような方法が考えられる。
Also,
(B) A method of interpolating the propagation channel at the time of each information symbol sequence using the propagation channel h ^ estimated from the training signal and each propagation channel h p ^ estimated from each pilot #p, for example, a training signal and the propagation channel at the time of the information symbol signal sequence between the pilot # 1, and ^ propagation channel h estimated from the training signal, and interpolating using a propagation channel h 1 ^ estimated by pilot # 1, also, the pilot #p There is a method of interpolating the propagation channel at the time of the information symbol signal sequence between the pilot # p + 1 and the propagation channel h p ^ estimated by the pilot #p and the propagation channel h p + 1 ^ estimated by the pilot # p + 1. I can think. Further, as interpolation methods, methods such as linear interpolation and spline interpolation can be considered.

また、
(c)トレーニング信号から推定した伝搬チャネルh^と各パイロット#pにより推定した各伝搬チャネルh^を用いて、各情報シンボル系列時の伝搬チャネルを外挿する方法、例えば、パイロット#pとパイロット#p+1間の情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルを、パイロット#p−1により推定した伝搬チャネルhp−1^とパイロット#pにより推定した伝搬チャネルh^を用いて内挿補間するような方法が考えられる。
Also,
(C) A method of extrapolating the propagation channel at each information symbol sequence using the propagation channel h ^ estimated from the training signal and each propagation channel h p ^ estimated from each pilot #p, for example, pilot #p and Interpolating the propagation channel at the time of the information symbol signal sequence between pilot # p + 1 using propagation channel h p-1 ^ estimated by pilot # p-1 and propagation channel h p ^ estimated by pilot #p Can be considered.

また、外挿補間方法としては、線形外挿補間、スプライン外挿補間のような方法が考えられる。   Further, as an extrapolation interpolation method, methods such as linear extrapolation interpolation and spline extrapolation interpolation are conceivable.

次に、同期検波部15−2が、上述した推定した各情報シンボル信号系列時の伝搬チャネルを用いて、第10実施形態で説明した同期検波部13−2と同様にして、復調部15−3の前段の信号に対して同期検波を行い、復調部15−3へ受け渡す。   Next, the synchronous detector 15-2 uses the estimated propagation channel at the time of each information symbol signal sequence, in the same manner as the synchronous detector 13-2 described in the tenth embodiment, and the demodulator 15- 3 is subjected to synchronous detection for the previous stage signal and transferred to the demodulator 15-3.

上述した第11実施形態によれば、送信バースト信号区間内で伝搬チャネルが変動する場合に、伝搬チャネル推定を該変動に追従させることができる。したがって、前述した第1乃至第10実施形態において、パイロット信号の挿入によりオーバーヘッドが大きくなるが、伝搬チャネルが変動する場合にも同期検波を高精度に行うことができる。   According to the eleventh embodiment described above, when the propagation channel fluctuates within the transmission burst signal period, the propagation channel estimation can be made to follow the fluctuation. Therefore, in the first to tenth embodiments described above, overhead is increased due to the insertion of the pilot signal, but synchronous detection can be performed with high accuracy even when the propagation channel varies.

<第12実施形態>
次に、本発明の第12実施形態について説明する。
本第12実施形態では、前述した第10、第11実施形態に対して、変復調が同期検波を行う場合に、軟判定誤り訂正(Feedback Error Correct(FEC))を実施することを特徴としている。特に、軟判定誤り訂正時の尤度算出に対して、推定した伝搬チャネル量を反映させることを主眼としている。なお、本第12実施形態のフレーム構成は、第10、第11実施形態のフレーム構成と全く同一である。
<Twelfth embodiment>
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described.
The present twelfth embodiment is characterized in that soft-decision error correction (Feedback Error Correct (FEC)) is performed when modulation / demodulation performs synchronous detection with respect to the tenth and eleventh embodiments described above. In particular, the main purpose is to reflect the estimated propagation channel amount to the likelihood calculation at the time of soft decision error correction. Note that the frame configuration of the twelfth embodiment is exactly the same as the frame configuration of the tenth and eleventh embodiments.

図29は、本第12実施形態で無線送信局に追加した誤り訂正符号化部を示すブロック図である。また、図30(a)は、本第12実施形態で無線受信局に追加した誤り訂正復号化部を示すブロック図であり、同図(b)は、無線受信局に追加した誤り訂正復号化部の構成を示すブロック図である。   FIG. 29 is a block diagram illustrating an error correction coding unit added to a wireless transmission station in the twelfth embodiment. FIG. 30A is a block diagram showing an error correction decoding unit added to the radio receiving station in the twelfth embodiment, and FIG. 30B is an error correction decoding added to the radio receiving station. It is a block diagram which shows the structure of a part.

本第12実施形態の無線送信局は、前述した第10、第11実施形態の無線送信局に対して、情報シンボル変換部14−1の前段に誤り訂正符号化部16−1を追加した構成となる。すなわち、データビット系列に対して、該誤り訂正符号化部16−1が誤り訂正符号化を施した後、情報シンボル変換部14−1へ受け渡す。必要であれば、インタリーブ処理を行ってもよい。以降の処理は、第10、第11実施形態の無線送信局の処理と全く同一である。   The radio transmission station of the twelfth embodiment is configured by adding an error correction encoding unit 16-1 before the information symbol conversion unit 14-1 to the radio transmission stations of the tenth and eleventh embodiments. It becomes. That is, after the error correction coding unit 16-1 performs error correction coding on the data bit sequence, the data bit sequence is delivered to the information symbol conversion unit 14-1. If necessary, an interleaving process may be performed. The subsequent processing is exactly the same as the processing of the radio transmission station of the tenth and eleventh embodiments.

本第12実施形態の無線受信局は、前述した第10、第11実施形態の無縁受信局に対して、復調部の替わりに誤り訂正復号化部17−1が挿入された構成となる。したがって、本第12実施形態の無線受信局の動作例の説明として、該誤り訂正復号化部17−1の具体的動作例のみを説明する。該誤り訂正復号化部17−1は、尤度算出部17−1−1、軟判定誤り訂正復号化部17−1−2から構成されている。   The radio receiving station according to the twelfth embodiment has a configuration in which an error correction decoding unit 17-1 is inserted in place of the demodulating unit with respect to the above-described non-reception receiving stations according to the tenth and eleventh embodiments. Therefore, only a specific operation example of the error correction decoding unit 17-1 will be described as an operation example of the radio reception station of the twelfth embodiment. The error correction decoding unit 17-1 includes a likelihood calculation unit 17-1-1 and a soft decision error correction decoding unit 17-1-2.

尤度算出部17−1−1は、同期検波部13−2の出力信号に対して、チャネル推定部13−1で推定された伝搬チャネルを用いて尤度を計算する。伝搬チャネルの振幅2乗値は、同期検波後の信号のSNRに比例するため、伝搬チャネルの振幅2乗値を用いて尤度を算出することが可能となる。例えば、BPSK変調の場合、同期検波後の信号のI成分と伝搬チャネルの振幅2乗値とを乗算するような計算方法が考えられる。次に、軟判定誤り訂正復号化部17−1−2は、算出した尤度を用いて軟判定誤り訂正復号を行う。無線送信局側でインタリーブ処理が行われている場合には、軟判定誤り訂正復号前にデインタリーブ処理を行う。また、具体的な軟判定誤り訂正復号としては、軟判定ビタビ復号、ターボ復号、LDPC復号などが考えられる。   The likelihood calculating unit 17-1-1 calculates the likelihood of the output signal of the synchronous detecting unit 13-2 using the propagation channel estimated by the channel estimating unit 13-1. Since the amplitude square value of the propagation channel is proportional to the SNR of the signal after synchronous detection, the likelihood can be calculated using the amplitude square value of the propagation channel. For example, in the case of BPSK modulation, a calculation method is conceivable in which the I component of the signal after synchronous detection is multiplied by the amplitude square value of the propagation channel. Next, the soft decision error correction decoding unit 17-1-2 performs soft decision error correction decoding using the calculated likelihood. When interleaving processing is performed on the wireless transmission station side, deinterleaving processing is performed before soft decision error correction decoding. As specific soft decision error correction decoding, soft decision Viterbi decoding, turbo decoding, LDPC decoding, and the like can be considered.

上述した第12実施形態によれば、第10、第11実施形態に対して、変復調が同期検波を行う場合に、軟判定誤り訂正(FEC)を実施することが可能となり、伝送品質を向上させることが可能となる。   According to the twelfth embodiment described above, soft decision error correction (FEC) can be performed when modulation / demodulation performs synchronous detection as compared with the tenth and eleventh embodiments, thereby improving transmission quality. It becomes possible.

<第13実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本第13実施形態では、前述した第1乃至第9実施形態に対して、変復調方式として遅延検波を用いることを特徴としている。なお、本第13実施形態のフレーム構成は、前述した第1乃至第9実施形態のフレーム構成と全く同一である。
<13th Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The thirteenth embodiment is characterized in that delayed detection is used as a modulation / demodulation method in contrast to the first to ninth embodiments described above. Note that the frame configuration of the thirteenth embodiment is exactly the same as the frame configuration of the first to ninth embodiments described above.

図31は、本第13実施形態で無線送信局に追加した差動符号化部を示すブロック図である。また、図32は、本第13実施形態で無線受信局に追加した差動復号化部を示すブロック図である。図31、図32とも、第1実施形態の無線送信局、無線受信局に対して本第13実施形態を追加した場合を示している。なお、前述した第2実施形態乃至第9実施形態のフレーム構成、無線送信局、無線受信局に対して本第13実施形態を追加した場合でも全く同様である。   FIG. 31 is a block diagram showing the differential encoding unit added to the wireless transmission station in the thirteenth embodiment. FIG. 32 is a block diagram showing the differential decoding unit added to the radio receiving station in the thirteenth embodiment. FIG. 31 and FIG. 32 both show the case where the thirteenth embodiment is added to the radio transmission station and radio reception station of the first embodiment. The same applies to the case where the thirteenth embodiment is added to the frame configuration, the wireless transmission station, and the wireless reception station of the second to ninth embodiments described above.

本第13実施形態の無線送信局は、第1実施形態の無線送信局に対して、情報シンボル変換部1−1と多重化部1−3の間に差動符号化部18−1を挿入した構成となる。具体的動作は、情報シンボル変換部1−1からの出力信号を差動符号化部18−1により差動符号化、すなわち、該出力信号の隣接同士を互いに乗算した後、多重化部1−3へ受け渡す。なお、情報シンボル変換部1−1からの出力信号の大きさが一定でない場合、乗算の変わりに片側のみ複素共役をとり、これを除算しても良い。以降の動作は、第1実施形態の無線送信局の動作と全く同一である。   The radio transmission station of the thirteenth embodiment inserts a differential encoding unit 18-1 between the information symbol conversion unit 1-1 and the multiplexing unit 1-3 with respect to the radio transmission station of the first embodiment. It becomes the composition which did. Specifically, the output signal from the information symbol conversion unit 1-1 is differentially encoded by the differential encoding unit 18-1, that is, the adjacent ones of the output signals are multiplied with each other, and then the multiplexing unit 1- Pass to 3. In addition, when the magnitude | size of the output signal from the information symbol conversion part 1-1 is not constant, you may take a complex conjugate only on one side instead of multiplication, and you may divide this. The subsequent operation is exactly the same as the operation of the wireless transmission station of the first embodiment.

一方、本第13実施形態の無線受信局は、第1実施形態の無線受信局に対して、復調部2−9の前段に差動復号化部19−1を挿入した構成となる。第1実施形態の無線受信局との差分は、差動復号化部19−1のみなので、本第13実施形態の無線受信局の具体的動作例として差動復号化部19−1の具体的動作例のみを説明する。差動復号化部19−1は、復調部2−9の直前の信号に対して差動復号化を行う。具体的には、差動符号化部18−1の逆演算を行う。差動復号化した後は、復調部2−9へ受け渡す。なお、差動復号化部19−1の出力信号は、キャリア周波数オフセットが残っていても、信号点誤差は、高々、キャリア周波数オフセットによる1シンボル当たりの位相回転程度なので、該位相回転が十分小さく見込める場合には、周波数同期部2−8の処理を行わなくてもよい。   On the other hand, the radio receiving station of the thirteenth embodiment has a configuration in which a differential decoding unit 19-1 is inserted before the demodulating unit 2-9 with respect to the radio receiving station of the first embodiment. Since the difference from the radio receiving station of the first embodiment is only the differential decoding unit 19-1, only the differential decoding unit 19-1 is used as a specific operation example of the radio receiving station of the thirteenth embodiment. Only an operation example will be described. The differential decoding unit 19-1 performs differential decoding on the signal immediately before the demodulation unit 2-9. Specifically, the inverse calculation of the differential encoding unit 18-1 is performed. After differential decoding, the data is transferred to the demodulator 2-9. Even if the carrier frequency offset remains in the output signal of differential decoding section 19-1, the signal point error is at most about the phase rotation per symbol due to the carrier frequency offset, so the phase rotation is sufficiently small. When expected, the processing of the frequency synchronization unit 2-8 may not be performed.

上述した第13実施形態によれば、前述した第1乃至第9実施形態に対して、遅延検波を行うことが可能となる。したがって、無線受信局において、チャネル推定を要する同期検波よりも簡易な処理で復調することができる。   According to the thirteenth embodiment described above, it is possible to perform delayed detection with respect to the first to ninth embodiments described above. Therefore, the radio receiving station can demodulate with simpler processing than the synchronous detection that requires channel estimation.

<第14実施形態>
次に、本発明の第14実施形態について説明する。
本第14実施形態では、前述した第13実施形態に対して、軟判定誤り訂正を実施することを特徴としている。なお、本第14実施形態のフレーム構成は、第13実施形態のフレーム構成と全く同一である。
<Fourteenth embodiment>
Next, a fourteenth embodiment of the present invention is described.
The fourteenth embodiment is characterized in that soft decision error correction is performed with respect to the thirteenth embodiment described above. Note that the frame configuration of the fourteenth embodiment is exactly the same as the frame configuration of the thirteenth embodiment.

図33は、本第14実施形態による無線送信局の一部の構成を示すブロック図である。また、図34(a)は、本第14実施形態による無線受信局の一部の構成を示すブロック図であり、同図(b)は、無線受信局の誤り訂正復号化部の構成を示すブロック図である。図33、図34(a)、(b)とも、第1実施形態ならびに第13実施形態の無線送信局、無線受信局に対して、本第14実施形態を追加した場合を示している。なお、前述した第2実施形態乃至第9実施形態、ならびに第13実施形態のフレーム構成、無線送信局、無線受信局に対して本第14実施形態を追加した場合でも全く同様である。   FIG. 33 is a block diagram showing a partial configuration of the wireless transmission station according to the fourteenth embodiment. FIG. 34 (a) is a block diagram showing the configuration of a part of the radio receiving station according to the fourteenth embodiment, and FIG. 34 (b) shows the configuration of the error correction decoding unit of the radio receiving station. It is a block diagram. FIG. 33, FIG. 34 (a), and FIG. 34 (b) both show the case where the fourteenth embodiment is added to the wireless transmission station and the wireless reception station of the first embodiment and the thirteenth embodiment. The same applies to the case where the fourteenth embodiment is added to the frame configuration, the wireless transmission station, and the wireless reception station of the second to ninth embodiments and the thirteenth embodiment.

本第14実施形態の無線送信局は、第1実施形態ならびに第13実施形態の無線送信局に対して、情報シンボル変換部1−1の前段に誤り訂正符号化部20−1を挿入した構成となる。具体的動作は、誤り訂正符号化部20−1が、データビット系列に対して誤り訂正符号化を施した後、情報シンボル変換部1−1へ受け渡す。以降の動作は、第13実施形態の情報シンボル変換部以降の動作と全く同一である。   The radio transmission station according to the fourteenth embodiment has a configuration in which an error correction encoding unit 20-1 is inserted before the information symbol conversion unit 1-1 with respect to the radio transmission stations according to the first embodiment and the thirteenth embodiment. It becomes. Specifically, the error correction coding unit 20-1 performs error correction coding on the data bit sequence, and then transfers the data bit sequence to the information symbol conversion unit 1-1. The subsequent operation is exactly the same as the operation after the information symbol conversion unit of the thirteenth embodiment.

一方、本第14実施形態の無線受信局は、第1実施形態ならびに第13実施形態の無線受信局に対して、復調部の替わりに誤り訂正復号化部21−2が挿入された構成となる。したがって、本第14実施形態の無線受信局の動作例の説明として、該誤り訂正復号化部21−2の具体的動作例のみを説明する。該誤り訂正復号化部21−2は、尤度算出部21−2−1及び軟判定誤り訂正復号化部21−2−2から構成されている。   On the other hand, the radio receiving station of the fourteenth embodiment has a configuration in which an error correction decoding unit 21-2 is inserted in place of the demodulating unit with respect to the radio receiving stations of the first embodiment and the thirteenth embodiment. . Therefore, only a specific operation example of the error correction decoding unit 21-2 will be described as an operation example of the radio reception station according to the fourteenth embodiment. The error correction decoding unit 21-2 includes a likelihood calculation unit 21-2-1 and a soft decision error correction decoding unit 21-2-2.

尤度算出部21−2−1は、差動復号化部2−4の出力信号に対して尤度を計算する。差動復号化部2−4の出力信号の振幅値は、伝搬チャネルの振幅2乗値に比例、該出力信号のSNRに比例するため、該出力信号自体を用いて尤度を算出することが可能となる。例えば、BPSK変調の場合、差動復号化部2−4の出力信号のI成分自体を尤度とするような算出方法が考えられる。以降は、第12実施形態の軟判定誤り訂正復号化部16−1の動作と全く同様である。   The likelihood calculating unit 21-2-1 calculates the likelihood for the output signal of the differential decoding unit 2-4. Since the amplitude value of the output signal of the differential decoder 2-4 is proportional to the square of the amplitude of the propagation channel and proportional to the SNR of the output signal, the likelihood can be calculated using the output signal itself. It becomes possible. For example, in the case of BPSK modulation, a calculation method is conceivable in which the I component of the output signal of the differential decoding unit 2-4 is used as the likelihood. The subsequent operation is exactly the same as the operation of the soft decision error correction decoding unit 16-1 of the twelfth embodiment.

上述した第14実施形態によれば、前述した第13実施形態に対して、軟判定誤り訂正を実施することが可能となり、伝送品質を向上させることが可能となる。   According to the fourteenth embodiment described above, soft decision error correction can be performed with respect to the thirteenth embodiment described above, and transmission quality can be improved.

本第1実施形態によるバースト無線信号伝送システムのフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of the burst radio | wireless signal transmission system by this 1st Embodiment. 本第1実施形態による無線送信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless transmission station by this 1st Embodiment. 本第1実施形態による無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station by this 1st Embodiment. 無線受信局における、フレーム同期部、シンボル同期部及び周波数同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frame synchronizing part in a radio | wireless receiving station, a symbol synchronizing part, and a frequency synchronizing part. 本第2実施形態による無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station by this 2nd Embodiment. 本第2実施形態の無線受信局における、フレーム同期部、周波数同期部及びシンボル同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frame synchronizing part in the radio | wireless receiving station of this 2nd Embodiment, a frequency synchronizing part, and a symbol synchronizing part. 本第3実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station of this 3rd Embodiment. 本第3実施形態の無線受信局における、フレーム同期部、シンボル同期部及び周波数同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frame synchronizing part, symbol synchronizing part, and frequency synchronizing part in the radio | wireless receiving station of this 3rd Embodiment. 本第4実施形態による無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station by this 4th Embodiment. 本第4実施形態による周波数同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency synchronization part by this 4th Embodiment. 本第5実施形態のフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of this 5th Embodiment. 本第5実施形態の無線送信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless transmission station of this 5th Embodiment. 本第5実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station of this 5th Embodiment. 本第5実施形態による第2シンボル同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd symbol synchronization part by this 5th Embodiment. 本第5実施形態の第2シンボル同期部を追加した構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which added the 2nd symbol synchronization part of the 5th embodiment. 本第6実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station of this 6th Embodiment. 本第6実施形態の第2シンボル同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd symbol synchronization part of this 6th Embodiment. 本第7実施形態の無線受信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station of this 7th Embodiment. 本第7実施形態の周波数同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the frequency synchronizer of this 7th Embodiment. 本第8実施形態で無線受信局に追加した第2周波数同期部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd frequency synchronization part added to the radio | wireless receiving station in this 8th Embodiment. 本第8実施形態の第2周波数同期部の構成を示すブロックである。It is a block which shows the structure of the 2nd frequency synchronization part of this 8th Embodiment. 本第9実施形態で無線受信局に追加した第2周波数同期部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd frequency synchronization part added to the radio | wireless receiving station in this 9th Embodiment. 本第9実施形態による第2周波数周期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd frequency period part by this 9th Embodiment. 本第10実施形態で無線受信局に追加したチャネル推定部と同期検波部とを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the channel estimation part added to the radio | wireless receiving station in this 10th Embodiment, and a synchronous detection part. 本第10実施形態のチャネル推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the channel estimation part of this 10th Embodiment. 本第11実施形態のフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of this 11th Embodiment. 本第11実施形態による無線送信局の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless transmission station by this 11th Embodiment. 本第11実施形態による無線受信局の構成及びチャネル推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless receiving station by this 11th Embodiment, and the structure of a channel estimation part. 本第12実施形態で無線送信局に追加した誤り訂正符号化部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the error correction encoding part added to the wireless transmission station in this 12th Embodiment. 本第12実施形態で無線受信局に追加した誤り訂正復号化部、誤り訂正復号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the error correction decoding part added to the radio | wireless receiving station in this 12th Embodiment, and an error correction decoding part. 本第13実施形態で無線送信局に追加した差動符号化部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the differential encoding part added to the wireless transmission station in this 13th Embodiment. 本第13実施形態で無線受信局に追加した差動復号化部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the differential decoding part added to the radio | wireless receiving station in this 13th Embodiment. 本第14実施形態による無線送信局の一部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of radio transmission station by this 14th Embodiment. 本第14実施形態による無線受信局の一部の構成、無線受信局の誤り訂正復号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a part of radio | wireless receiving station by this 14th Embodiment, and the structure of the error correction decoding part of a radio | wireless receiving station. 第1の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of a 1st conventional system. 第1の従来システムの受信同期処理の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the reception synchronous process of a 1st conventional system. 第2の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of a 2nd conventional system. 第2の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the reception synchronous process of a 2nd conventional system. 第3の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of a 3rd conventional system. 第3の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the reception synchronous process of a 3rd conventional system. 第4の従来システムのフレーム構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame structure of a 4th conventional system. 第4の従来システムの受信同期処理を説明するための機能ブロックである。It is a functional block for demonstrating the reception synchronous process of a 4th conventional system.

符号の説明Explanation of symbols

1−1、6−1、20−2 情報シンボル変換部(情報シンボル変換手段、同期検波用変換手段)
1−2、6−2 トレーニング信号生成部(トレーニング信号生成手段)
1−3、6−4 多重化部(多重化手段)
1−5 無線送信部(無線送信手段)
1−6 送信アンテナ
2−1、3−1 受信アンテナ
2−2、3−2 無線受信部(無線受信手段)
2−3、3−3、3−8 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
2−4、3−4 差動符号化部(差動復号化手段)
2−5、3−5 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
2−6、3−6 フレーム同期部(フレーム同期手段)
2−7、3−9 シンボル同期部(シンボル同期手段)
2−8、3−7 周波数同期部(周波数同期手段)
2−9、3−10 復調部(復調手段)
4−1−1、4−1−2 受信アンテナ
4−2−1、4−2−2 無線受信部(無線受信手段)
4−3−1、4−3−2 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
4−4−1、4−4−2 差動符号化部(差動復号化手段)
4−5 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
4−6 フレーム同期部(フレーム同期手段)
4−7 シンボル同期部(シンボル同期手段)
4−8 周波数同期部(周波数同期手段)
4−9 復調部(復調手段)
5−1−1、5−1−2 受信アンテナ
5−2−1、5−2−2 無線受信部(無線受信手段)
5−3−1、5−3−2 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
5−4−1、5−4−2 差動符号化部(差動復号化手段)
5−5−1、5−5−2 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
5−6−1、5−6−2 フレーム同期部(フレーム同期手段)
5−7−1、5−7−2 シンボル同期部(シンボル同期手段)
5−8 周波数同期部(周波数同期手段)
5−9 復調部(復調手段)
6−3 第2トレーニング信号生成部(第2トレーニング信号生成手段)
7−1、8−1 受信アンテナ
7−2 無線受信部(無線受信手段)
7−3、8−3、8−9 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
7−4、8−4 差動符号化部(差動復号化手段)
7−5、8−5 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
7−6、8−6 フレーム同期部(フレーム同期手段)
7−7、8−10 シンボル同期部(シンボル同期手段)
7−8、8−8、9−8 第2シンボル同期部(第2シンボル同期手段)
7−9、8−7 周波数同期部(周波数同期手段)
7−10、8−11 復調部(復調手段)
9−1−1、9−1−2 受信アンテナ
9−2−1、9−2−2 無線受信部(無線受信手段)
9−3−1、9−3−2 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
9−4−1、9−4−2 差動符号化部(差動復号化手段)
9−5 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
9−6 フレーム同期部(フレーム同期手段)
9−7 シンボル同期部(シンボル同期手段)
9−8 第2シンボル同期部(第2シンボル同期手段)
9−9 周波数同期部(周波数同期手段)
9−10 復調部(復調手段)
10−1−1、10−1−2 受信アンテナ
10−2−1、10−2−2 無線受信部(無線受信手段)
10−3−1、10−3−2 受信デジタルフィルタ部(受信デジタルフィルタ手段)
10−4−1、10−4−2 差動符号化部(差動復号化手段)
10−5−1、10−5−1 スライディング相互相関演算部(スライディング相互相関演算手段)
10−6−1、10−6−2 フレーム同期部(フレーム同期手段)
10−7−1、10−7−2 シンボル同期部(シンボル同期手段)
10−8−1、10−8−2 第2シンボル同期部(第2シンボル同期手段)
10−9 周波数同期部(周波数同期手段)
10−10 復調部(復調手段)
11−1、12−1 第2周波数同期部(周波数同期手段)
13−1、15−1 チャネル推定部(チャネル推定手段)
13−2、15−2 同期検波部(同期検波手段)
14−3 パイロット信号生成部(パイロット信号系列生成手段)
16−1、20−1 誤り訂正符号化部(誤り訂正符号化手段)
17−1、21−2 誤り訂正復号化部(誤り訂正復号化手段)
18−1、20−3 差動符号化部(遅延検波用変換手段)
19−1、21−1 差動復号化部(遅延検波手段)
1-1, 6-1 and 20-2 Information symbol conversion unit (information symbol conversion means, synchronous detection conversion means)
1-2, 6-2 Training signal generator (training signal generator)
1-3, 6-4 Multiplexer (multiplexer)
1-5 Wireless transmission unit (wireless transmission means)
1-6 Transmitting antenna 2-1, 3-1 Receiving antenna 2-2, 3-2 Radio receiving unit (radio receiving means)
2-3, 3-3, 3-8 Reception digital filter section (reception digital filter means)
2-4, 3-4 differential encoding unit (differential decoding means)
2-5, 3-5 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
2-6, 3-6 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
2-7, 3-9 Symbol synchronization section (symbol synchronization means)
2-8, 3-7 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
2-9, 3-10 Demodulator (demodulator)
4-1-1, 4-1-2 Receiving antenna 4-2-1, 4-2-2 Wireless receiving unit (wireless receiving means)
4-3-1, 4-3-2 Reception digital filter section (reception digital filter means)
4-4-1, 4-4-2 Differential encoding unit (differential decoding means)
4-5 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
4-6 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
4-7 Symbol synchronization unit (symbol synchronization means)
4-8 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
4-9 Demodulator (Demodulator)
5-1-1, 5-1-2 Receiving antenna 5-2-1, 5-2-2 Wireless receiving unit (wireless receiving means)
5-3-1, 5-3-2 Reception digital filter section (Reception digital filter means)
5-4-1, 5-4-2 Differential encoding unit (differential decoding means)
5-5-1, 5-5-2 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
5-6-1, 5-6-2 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
5-7-1, 5-7-2 Symbol synchronization section (symbol synchronization means)
5-8 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
5-9 Demodulator (Demodulator)
6-3 Second training signal generator (second training signal generator)
7-1, 8-1 Receiving antenna 7-2 Wireless receiver (wireless receiving means)
7-3, 8-3, 8-9 Reception digital filter section (reception digital filter means)
7-4, 8-4 Differential encoding unit (differential decoding means)
7-5, 8-5 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
7-6, 8-6 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
7-7, 8-10 Symbol synchronization section (symbol synchronization means)
7-8, 8-8, 9-8 Second symbol synchronization section (second symbol synchronization means)
7-9, 8-7 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
7-10, 8-11 Demodulator (demodulator)
9-1-1, 9-1-2 Receiving antenna 9-2-1, 9-2-2 Wireless receiving unit (wireless receiving means)
9-3-1, 9-3-2 Reception digital filter section (reception digital filter means)
9-4-1, 9-4-2 Differential encoding unit (differential decoding means)
9-5 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
9-6 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
9-7 Symbol synchronization unit (symbol synchronization means)
9-8 Second symbol synchronization section (second symbol synchronization means)
9-9 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
9-10 Demodulator (demodulator)
10-1-1, 10-1-2 receiving antenna 10-2-1, 10-2-2 wireless receiving unit (wireless receiving means)
10-3-1, 10-3-2 Reception digital filter section (Reception digital filter means)
10-4-1, 10-4-2 Differential encoding unit (differential decoding means)
10-5-1, 10-5-1 Sliding cross-correlation calculation unit (sliding cross-correlation calculation means)
10-6-1, 10-6-2 Frame synchronization unit (frame synchronization means)
10-7-1, 10-7-2 Symbol synchronization section (symbol synchronization means)
10-8-1, 10-8-2 Second symbol synchronization section (second symbol synchronization means)
10-9 Frequency synchronization unit (frequency synchronization means)
10-10 Demodulator (demodulator)
11-1, 12-1 Second frequency synchronization section (frequency synchronization means)
13-1, 15-1 Channel estimation unit (channel estimation means)
13-2, 15-2 Synchronous detection unit (synchronous detection means)
14-3 Pilot signal generation unit (pilot signal sequence generation means)
16-1, 20-1 Error correction coding unit (error correction coding means)
17-1, 21-2 Error correction decoding unit (error correction decoding means)
18-1, 20-3 Differential encoding unit (conversion means for delay detection)
19-1, 21-1 Differential decoding unit (delay detection means)

Claims (26)

無線送信局と無線受信局とで構成されるバースト無線信号伝送システムにおいて、
前記無線送信局は、
入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換手段と、
予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成手段と、
前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化手段と、
前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信手段と、
前記無線信号を空間上に無線送信する送信アンテナと
を具備し、
前記無線受信局は、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信手段と、
入力信号に対して、帯域制限を行う受信デジタルフィルタ手段と、
入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化手段と、
前記差動復号化手段が出力する信号系列に対して、前記指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算手段と、
前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期手段と、
前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期手段と、
前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期手段と、
前記周波数同期手段によってオフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調手段と
を具備することを特徴とするバースト無線信号伝送システム。
In a burst radio signal transmission system composed of a radio transmitter station and a radio receiver station,
The radio transmitting station is
Information symbol conversion means for converting an input data bit sequence into an information symbol sequence;
Training signal generation means for differentially encoding a designated code sequence that is a pre-designated code sequence to generate a training signal sequence;
Multiplexing means for time-multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence to form a transmission burst signal;
Wireless transmission means for converting the transmission burst signal into a wireless signal;
A transmitting antenna for wirelessly transmitting the wireless signal in space,
The radio receiving station is
A receiving antenna for receiving radio signals;
Wireless receiving means for converting the wireless signal into a digital baseband signal;
A receiving digital filter means for performing band limitation on the input signal;
Differential decoding means for differentially decoding the input digital signal for each sample at symbol intervals;
A sliding cross-correlation calculating unit that performs a sliding cross-correlation calculation for each of the designated code sequence and the sample with respect to the signal sequence output by the differential decoding unit;
A peak determination is performed on the cross-correlation value of each sample output by the sliding cross-correlation calculating means, and the transmission burst portion is determined with a signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be a peak as the head position of the transmission burst signal Frame synchronization means for extracting
Symbol synchronization means for extracting the symbol point from the input signal, using the signal position determined as the peak as a symbol point;
A frequency synchronization unit that obtains a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, regards the phase component as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and performs the carrier frequency offset correction on the input signal;
Demodulating means for demodulating the signal whose offset has been corrected by the frequency synchronization means to reproduce a data bit sequence.
前記指定符号系列としてPN符号を用いることを特徴とする請求項1記載のバースト無線信号伝送システム。   The burst radio signal transmission system according to claim 1, wherein a PN code is used as the designated code sequence. 前記無線受信局は、
前記無線受信手段が出力する情報シンボル系列に対して、前記フレーム同期手段の処理、前記周波数同期手段の処理、前記受信デジタルフィルタ手段の処理、前記シンボル同期手段の処理の順番で、各処理を行うことを特徴とする請求項1記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio receiving station is
The information symbol sequence output from the wireless reception means is processed in the order of the frame synchronization means processing, the frequency synchronization means processing, the reception digital filter means processing, and the symbol synchronization means processing. The burst radio signal transmission system according to claim 1.
前記無線受信局は、
前記受信アンテナをN個(Nは整数)具備し、
前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段をN個具備し、
前記N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段の処理を行い、
前記スライディング相互相関演算手段は、各N個の該差動復号化手段の出力信号系列を1つの信号系列とみなして、サンプル毎に前記指定符号系列のN個分とスライディング相互相関演算を行い、
前記フレーム同期手段は、前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値を用いてピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を送信バースト信号の先頭位置として、N個の入力信号に対して、該送信バースト信号部分を抽出し、
前記シンボル同期手段は、該ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、N個の入力信号に対して、シンボル点のみを抽出し、
前記周波数同期手段は、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、前記位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の入力信号に対して、各々、該キャリア周波数オフセット補正を行い、
前記復調手段は、前記周波数同期手段によってオフセット補正されたN個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio receiving station is
N receiving antennas (N is an integer),
N radio reception means, reception digital filter means, and differential decoding means,
The N reception signals received by the N reception antennas are processed by the wireless reception means, the reception digital filter means, and the differential decoding means,
The sliding cross-correlation calculating means regards the output signal sequence of each of the N differential decoding means as one signal sequence, performs a sliding cross-correlation calculation with N of the designated code sequences for each sample,
The frame synchronization means performs peak determination using the cross-correlation value of each sample output by the sliding cross-correlation calculation means, and a signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be a peak is used as a head position of the transmission burst signal. Extracting the transmission burst signal portion for N input signals,
The symbol synchronization means uses the signal position determined to be the peak as a symbol point, and extracts only the symbol point from N input signals,
The frequency synchronization means obtains a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, regards the phase component as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and each of the N input signals Perform carrier frequency offset correction,
4. The demodulating unit reproduces an original data bit sequence by performing diversity combining on the N received signals offset-corrected by the frequency synchronizing unit. The burst radio signal transmission system described.
前記無線受信局は、
受信アンテナをN個(Nは整数)具備し、
前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段、前記スライディング相互相関演算手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段をN個具備し、
前記N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記無線受信手段、前記受信デジタルフィルタ手段、前記差動復号化手段、前記スライディング相関演算手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段の処理を各々独立して行い、
前記周波数同期手段は、各N個のフレーム同期手段から算出されたN個のピークと判定した相互相関値を全て加算し、該加算した相互相関値の位相成分を算出し、該算出した位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の受信信号に対して、該キャリア周波数オフセット補正を行い、
前記復調手段は、前記受信デジタルフィルタ手段、前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段の処理が行われた、前記N個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio receiving station is
N receiving antennas (N is an integer),
The radio reception means, the reception digital filter means, the differential decoding means, the sliding cross correlation calculation means, the frame synchronization means, and N symbol synchronization means,
For N received signals received by the N receiving antennas, the radio receiving means, the received digital filter means, the differential decoding means, the sliding correlation calculating means, the frame synchronization means, the symbol synchronization Process each means independently,
The frequency synchronization means adds all the cross-correlation values determined as N peaks calculated from each of the N frame synchronization means, calculates a phase component of the added cross-correlation value, and calculates the calculated phase component Is regarded as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and the carrier frequency offset correction is performed on N received signals,
The demodulating means performs diversity combining on the N received signals subjected to the processing of the reception digital filter means, the frame synchronization means, the symbol synchronization means, and the frequency synchronization means to perform original synthesis. 4. The burst radio signal transmission system according to claim 1, wherein a bit sequence is reproduced.
前記無線送信局は、
2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、
前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、
前記無線受信局は、
前記フレーム同期手段の出力信号の前記第2トレーニング信号系列部分に対して、振幅2乗値を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からの出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
Comprising second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence;
The multiplexing means time-multiplexes the information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence to form a transmission burst signal,
The radio receiving station is
With respect to the second training signal sequence portion of the output signal of the frame synchronization means, the square value of the amplitude is subjected to a discrete Fourier transform process, the phase component of the discrete Fourier transform value is regarded as a symbol phase error, and the symbol Adjusting the tap coefficient of the reception digital filter corresponding to the phase error to further comprise second symbol synchronization means for performing further symbol phase error compensation on the output signal from the symbol synchronization means; The burst radio signal transmission system according to any one of claims 1 to 3.
前記無線送信局は、
2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、
前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、
前記無線受信局は、
前記フレーム同期手段のN個の出力信号の各々に対して、前記第2トレーニング信号系列部分を抽出し、該N個の第2トレーニング信号系列の同時刻信号を振幅2乗値してから加算し、該加算した信号系列を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記N個の受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からのN個の出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする請求項4記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
Comprising second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence;
The multiplexing means time-multiplexes the information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence to form a transmission burst signal,
The radio receiving station is
The second training signal sequence portion is extracted for each of the N output signals of the frame synchronization means, and the same time signal of the N second training signal sequences is squared in amplitude and added. The added signal series is subjected to discrete Fourier transform processing, the phase component of the discrete Fourier transform value is regarded as a symbol phase error, and tap coefficients of the N reception digital filters corresponding to the symbol phase error 5. The burst radio signal according to claim 4, further comprising second symbol synchronization means for performing further symbol phase error compensation on N output signals from said symbol synchronization means by adjusting Transmission system.
前記無線送信局は、
2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成手段を具備し、
前記多重化手段は、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、
前記無線受信局は、
前記N個のフレーム同期手段の出力信号の各々に対して、前記第2トレーニング信号系列部分を抽出し、該N個の第2トレーニング信号系列の同時刻信号を振幅2乗値してから加算し、該加算した信号系列を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記N個の受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期手段からのN個の出力信号に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期手段を更に具備することを特徴とする請求項5記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
Comprising second training signal generating means for generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence;
The multiplexing means time-multiplexes the information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence to form a transmission burst signal,
The radio receiving station is
The second training signal sequence portion is extracted for each of the output signals of the N frame synchronization means, and the same time signals of the N second training signal sequences are squared in amplitude and added. The added signal series is subjected to discrete Fourier transform processing, the phase component of the discrete Fourier transform value is regarded as a symbol phase error, and tap coefficients of the N reception digital filters corresponding to the symbol phase error 6. The burst radio signal according to claim 5, further comprising second symbol synchronization means for performing further symbol phase error compensation on N output signals from said symbol synchronization means by adjusting Transmission system.
前記無線受信局は、
前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段による処理が行われた後の前記トレーニング信号系列部分または前記第2トレーニング信号系列に対して、シンボル毎に前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を乗算することによって、該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分の各シンボルの位相を揃えた後、該位相を揃えた該トレーニング信号系列または該第2トレーニング信号系列に対して、相関間隔を2シンボル以上とする自己相関演算を行い、該自己相関演算値の位相成分からキャリア周波数オフセットを推定した後、前記復調手段の前段の信号に対して、該推定したキャリア周波数オフセットを用いてキャリア周波数オフセット補償を行う第2周波数同期手段をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至3、または6のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio receiving station is
The training signal sequence or the second training for each symbol with respect to the training signal sequence portion or the second training signal sequence after the processing by the frame synchronization unit, the symbol synchronization unit, and the frequency synchronization unit is performed. After aligning the phase of each symbol of the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion by multiplying the signal sequence, the training signal sequence or the second training signal sequence having the aligned phases, After performing autocorrelation calculation with a correlation interval of 2 symbols or more and estimating the carrier frequency offset from the phase component of the autocorrelation calculation value, the estimated carrier frequency offset is used for the signal preceding the demodulation means Second frequency synchronization means for performing carrier frequency offset compensation Burst radio signal transmission system according to any one of claims 1 to 3 or 6, characterized in that it further comprises.
前記無線受信局は、
前記フレーム同期手段、前記シンボル同期手段、前記周波数同期手段による処理が行われた後のN個の前記トレーニング信号系列部分または前記第2トレーニング信号系列に対して、各々シンボル毎に前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を乗算することによって、該トレーニング信号系列部分または第2トレーニング信号系列部分の各シンボルの位相を揃えた後、該位相を揃えた該トレーニング信号系列または該第2トレーニング信号系列に対して、相関間隔を2シンボル以上とする自己相関演算を行い、該N個の自己相関演算値を加算した後、該加算した自己相関演算値の位相成分からキャリア周波数オフセットを推定した後、前記復調手段前のN個の信号に対して、該推定したキャリア周波数オフセットを用いてキャリア周波数オフセット補償を行う第2周波数同期をさらに具備することを特徴とする請求項4、5、7または8のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio receiving station is
For each of the N training signal sequence portions or the second training signal sequence after the processing by the frame synchronization means, the symbol synchronization means, and the frequency synchronization means, the training signal sequence or The training signal sequence or the second training signal sequence in which the phases are aligned after the phases of the symbols of the training signal sequence portion or the second training signal sequence portion are aligned by multiplying the second training signal sequence. Then, after performing an autocorrelation calculation with a correlation interval of 2 symbols or more, adding the N autocorrelation calculation values, estimating a carrier frequency offset from the phase component of the added autocorrelation calculation values, The estimated carrier frequency offset is used for N signals before the demodulation means. Burst radio signal transmission system according to any of claims 4, 5, 7 or 8, characterized by comprising further a second frequency synchronization to perform carrier frequency offset compensation Te.
前記無線送信局は、
前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で同期検波を行うことを前提に前記データビット系列を同期検波用の情報シンボル系列に変換する同期検波用変換手段を具備し、
前記無線受信局は、
前記フレーム同期、前記シンボル同期、前記周波数同期確立後の前記トレーニング信号系列または前記第2トレーニング信号系列を用いて伝播チャネルを推定する、前記受信アンテナと同じ個数のチャネル推定手段と、
前記チャネル推定手段によって推定された伝搬チャネルを用いて前記周波数同期手段からの出力信号を同期検波する、前記受信アンテナと同じ個数の同期検波手段と
を更に具備することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
As the information symbol conversion means, comprising: synchronous detection conversion means for converting the data bit sequence into an information symbol sequence for synchronous detection on the assumption that synchronous detection is performed at the radio receiving station,
The radio receiving station is
Channel estimation means for estimating the number of propagation channels using the training signal sequence or the second training signal sequence after the frame synchronization, the symbol synchronization, and the frequency synchronization have been established;
2. The apparatus according to claim 1, further comprising the same number of synchronous detection means as that of the receiving antenna, wherein the output signal from the frequency synchronization means is synchronously detected using the propagation channel estimated by the channel estimation means. The burst radio signal transmission system according to any one of 10.
前記無線送信局は、
前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で同期検波を行うことを前提に前記データビット系列を同期検波用の情報シンボル系列に変換する同期検波用変換手段と、
予め指定されたパイロット信号系列を生成するパイロット信号系列生成手段とを更に具備し、
前記多重化手段は、前記情報シンボル系列中に前記パイロット信号系列を一定間隔で挿入し、
前記無線受信局は、
フレーム同期、シンボル同期、周波数同期確立後の前記パイロット信号系列から無線伝搬チャネルを推定する、前記受信アンテナと同じ個数のチャネル推定手段と、
前記チャネル推定手段によって推定された無線伝搬チャネルを用いて前記周波数同期手段からの出力信号を同期検波する、前記受信アンテナと同じ個数の同期検波手段と
を更に具備することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
As the information symbol conversion means, synchronous detection conversion means for converting the data bit sequence into an information symbol sequence for synchronous detection on the assumption that synchronous detection is performed at the radio receiving station;
Pilot signal sequence generating means for generating a pilot signal sequence designated in advance,
The multiplexing means inserts the pilot signal sequence at regular intervals into the information symbol sequence,
The radio receiving station is
Channel estimation means that estimates the radio propagation channel from the pilot signal sequence after frame synchronization, symbol synchronization, and frequency synchronization is established;
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: the same number of synchronous detection means as that of the receiving antenna, wherein the output signal from the frequency synchronization means is synchronously detected using the radio propagation channel estimated by the channel estimation means. The burst radio signal transmission system according to any one of 1 to 10.
前記チャネル推定手段は、
前記パイロット信号毎に伝搬チャネルの推定値を更新していくことを特徴とする請求項12記載のバースト無線信号伝送システム。
The channel estimation means includes
13. The burst radio signal transmission system according to claim 12, wherein an estimated value of a propagation channel is updated for each pilot signal.
前記チャネル推定手段は、
前記パイロット信号間の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される無線チャネルの推定値から内挿補間することを特徴とする請求項12記載のバースト無線信号伝送システム。
The channel estimation means includes
13. The burst radio signal transmission system according to claim 12, wherein a radio propagation channel between the pilot signals is interpolated from an estimated value of the radio channel estimated from the pilot signal.
前記チャネル推定手段は、
前記パイロット信号間または前記パイロット信号以降の無線伝搬チャネルを、該パイロット信号から推定される伝搬チャネルの推定値から外挿補間することを特徴とする請求項13記載のバースト無線倍号伝送システム。
The channel estimation means includes
14. The burst radio multiple transmission system according to claim 13, wherein a radio propagation channel between the pilot signals or after the pilot signal is extrapolated from an estimated value of the propagation channel estimated from the pilot signal.
前記無線送信局は、
前記情報シンボル変換手段の前段に、前記データビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段を更に具備し、
前記無線受信局は、
前記復調手段の代替として、前記同期検波手段の後段に前記同期検波手段の出力信号に対して、前記チャネル推定手段により推定した前記伝搬チャネルの振幅2乗値を尤度重みとして用いて軟判定誤り訂正復号化する誤り訂正復号化手段を更に具備することを特徴とする前記請求項11乃至15のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
An error correction encoding means for error correcting encoding the data bit sequence before the information symbol conversion means;
The radio receiving station is
As an alternative to the demodulating means, a soft decision error is made by using, as a likelihood weight, the amplitude square value of the propagation channel estimated by the channel estimating means for the output signal of the synchronous detecting means after the synchronous detecting means. 16. The burst radio signal transmission system according to claim 11, further comprising error correction decoding means for performing correction decoding.
前記無線送信局は、
前記情報シンボル変換手段として、前記無線受信局で遅延検波を行うことを前提に前記データビット系列を遅延検波用の情報シンボル系列に変換する遅延検波用変換手段を更に具備し、
前記無線受信局は、
前記復調手段の前段に、前記復調手段の入力信号に対して差動復号化を行う遅延検波手段を更に具備することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
The information symbol conversion means further comprises delay detection conversion means for converting the data bit sequence into an information symbol sequence for delay detection on the assumption that the radio reception station performs delay detection,
The radio receiving station is
11. The burst radio signal transmission system according to claim 1, further comprising delay detection means for performing differential decoding on an input signal of the demodulation means before the demodulation means. .
前記無線送信局は、
前記情報シンボル変換手段の前段に、前記データビット系列を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段を更に具備し、
前記無線受信局は、
前記復調手段の代替として、前記遅延検波手段の出力信号に対して、その振幅値を尤度重みとして用いて軟判定誤り訂正復号化する誤り訂正復号化手段を具備することを特徴とする請求項17記載のバースト無線信号伝送システム。
The radio transmitting station is
An error correction encoding means for error correcting encoding the data bit sequence before the information symbol conversion means;
The radio receiving station is
The error correction decoding means for performing soft decision error correction decoding on the output signal of the delay detection means using the amplitude value as a likelihood weight as an alternative to the demodulation means. 18. The burst radio signal transmission system according to 17.
バースト信号を無線伝送する無線送信装置において、
入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換手段と、
予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成手段と、
前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化手段と、
前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信手段と、
前記無線信号を空間上に無線送信する送信アンテナと
を具備することを特徴とする無線送信装置。
In a wireless transmission device that wirelessly transmits a burst signal,
Information symbol conversion means for converting an input data bit sequence into an information symbol sequence;
Training signal generation means for differentially encoding a designated code sequence that is a pre-designated code sequence to generate a training signal sequence;
Multiplexing means for time-multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence to form a transmission burst signal;
Wireless transmission means for converting the transmission burst signal into a wireless signal;
A wireless transmission apparatus comprising: a transmission antenna that wirelessly transmits the wireless signal in space.
無線伝送されるバースト信号を受信する無線受信装置において、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信手段と、
入力信号に対して、帯域制限を行う受信デジタルフィルタ手段と、
入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化手段と、
前記差動復号化手段が出力する信号系列に対して、予め指定された符号系列である指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算手段と、
前記スライディング相互相関演算手段が出力する各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期手段と、
前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期手段と、
前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期手段と、
前記周波数同期手段によってオフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調手段と を具備することを特徴とする無線受信装置。
In a wireless receiver that receives a burst signal transmitted wirelessly,
A receiving antenna for receiving radio signals;
Wireless receiving means for converting the wireless signal into a digital baseband signal;
A receiving digital filter means for performing band limitation on the input signal;
Differential decoding means for differentially decoding the input digital signal for each sample at symbol intervals;
A sliding cross-correlation calculating means for performing a sliding cross-correlation calculation for each sample and a designated code sequence that is a pre-specified code sequence for the signal sequence output by the differential decoding means;
A peak determination is performed on the cross-correlation value of each sample output by the sliding cross-correlation calculating means, and the transmission burst portion is determined with a signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be a peak as the head position of the transmission burst signal Frame synchronization means for extracting
Symbol synchronization means for extracting the symbol point from the input signal, using the signal position determined as the peak as a symbol point;
A frequency synchronization unit that obtains a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, regards the phase component as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and performs the carrier frequency offset correction on the input signal;
A radio receiving apparatus comprising: demodulating means for demodulating the signal whose offset has been corrected by the frequency synchronizing means to reproduce a data bit sequence.
無線送信局と無線受信局との間でバースト信号を無線伝送するバースト無線信号伝送方法において、
前記無線送信局側では、
入力されたデータビット系列を情報シンボル系列に変換する情報シンボル変換ステップと、
予め指定された符号系列である指定符号系列を差動符号化してトレーニング信号系列を生成するトレーニング信号生成ステップと、
前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成する多重化ステップと、
前記送信バースト信号を無線信号に変換する無線送信ステップと、
前記無線信号を空間上に無線送信する送信ステップと
を含み、
前記無線受信局側では、
無線信号を受信する受信ステップと、
前記無線信号をデジタルベースバンド信号に変換する無線受信ステップと、
入力信号に対して、帯域制限を行うフィルタリングステップと、
入力されたデジタル信号をサンプル毎にシンボル間隔同士での差動復号化を行う差動復号化ステップと、
前記差動復号化された信号系列に対して、前記指定符号系列とサンプル毎にスライディング相互相関演算を行うスライディング相互相関演算ステップと、
前記スライディング相互相関演算が行われた各サンプルの相互相関値に対して、ピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を前記送信バースト信号の先頭位置として、前記送信バースト部分を抽出するフレーム同期ステップと、
前記ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、入力信号に対してシンボル点のみを抽出するシンボル同期ステップと、
前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、該位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、入力信号に対して該キャリア周波数オフセット補正を行う周波数同期ステップと、
前記オフセット補正された信号を復調してデータビット系列を再生する復調ステップと
を含むことを特徴とするバースト無線信号伝送方法。
In a burst wireless signal transmission method for wirelessly transmitting a burst signal between a wireless transmission station and a wireless reception station,
On the wireless transmission station side,
An information symbol conversion step for converting the input data bit sequence into an information symbol sequence;
A training signal generation step of generating a training signal sequence by differentially encoding a specified code sequence which is a pre-specified code sequence;
A multiplexing step of time-multiplexing the information symbol sequence and the training signal sequence to form a transmission burst signal;
A radio transmission step of converting the transmission burst signal into a radio signal;
Transmitting the wireless signal wirelessly in space, and
On the wireless receiving station side,
A receiving step of receiving a radio signal;
A radio reception step of converting the radio signal into a digital baseband signal;
A filtering step for band limiting the input signal;
A differential decoding step for performing differential decoding of the input digital signal for each sample at symbol intervals; and
A sliding cross-correlation operation step for performing a sliding cross-correlation operation for each of the designated code sequence and the sample with respect to the differentially decoded signal sequence;
A peak determination is performed on the cross-correlation value of each sample on which the sliding cross-correlation calculation has been performed, and a signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be a peak is used as a head position of the transmission burst signal, and the transmission burst portion Frame synchronization step to extract,
A symbol synchronization step for extracting the symbol point from the input signal, using the signal position determined as the peak as a symbol point;
A frequency synchronization step of obtaining a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak, regarding the phase component as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and performing the carrier frequency offset correction on the input signal;
A demodulation step of demodulating the offset-corrected signal to reproduce a data bit sequence.
前記指定符号系列としてPN符号を用いることを特徴とする請求項21記載のバースト無線信号伝送方法。   The burst radio signal transmission method according to claim 21, wherein a PN code is used as the designated code sequence. 前記無線受信局側では、
前記受信された無線信号に対して、前記フレーム同期ステップ、前記周波数同期ステップ、前記フィルタリングステップ、前記シンボル同期ステップの処理の順番で、各ステップを行うことを特徴とする請求項21記載のバースト無線信号伝送方法。
On the wireless receiving station side,
The burst radio according to claim 21, wherein each step is performed on the received radio signal in the order of processing of the frame synchronization step, the frequency synchronization step, the filtering step, and the symbol synchronization step. Signal transmission method.
前記無線受信局側では、
N個の受信アンテナを具備しており、該N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記受信ステップ、前記フィルタリングステップ、前記差動復号化ステップの処理を順次行い、
前記スライディング相互相関演算ステップでは、前記差動復号化されたN個の出力信号系列を1つの信号系列とみなして、サンプル毎に前記指定符号系列のN個分とスライディング相互相関演算を行い、
前記フレーム同期ステップでは、前記スライディング相互相関演算が行われた各サンプルの相互相関値を用いてピーク判定を行い、ピークと判定した相互相関値に対応する信号位置を送信バースト信号の先頭位置として、N個の入力信号に対して、該送信バースト信号部分を抽出し、
前記シンボル同期ステップでは、該ピークと判定した信号位置をシンボル点とし、N個の入力信号に対して、シンボル点のみを抽出し、
前記周波数同期ステップでは、前記ピークと判定した相互相関値の位相成分を求め、前記位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の入力信号に対して、各々、該キャリア周波数オフセット補正を行い、
前記復調ステップでは、前記オフセット補正されたN個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載のバースト無線信号伝送方法。
On the wireless receiving station side,
N reception antennas are provided, and the reception step, the filtering step, and the differential decoding step are sequentially performed on the N reception signals received by the N reception antennas,
In the sliding cross-correlation calculation step, the differentially decoded N output signal sequences are regarded as one signal sequence, and a sliding cross-correlation calculation is performed with N of the designated code sequences for each sample;
In the frame synchronization step, peak determination is performed using the cross-correlation value of each sample on which the sliding cross-correlation calculation has been performed, and the signal position corresponding to the cross-correlation value determined to be the peak is used as the head position of the transmission burst signal. Extracting the transmission burst signal portion for N input signals,
In the symbol synchronization step, the signal position determined as the peak is set as a symbol point, and only the symbol point is extracted from N input signals,
In the frequency synchronization step, a phase component of the cross-correlation value determined to be the peak is obtained, the phase component is regarded as a phase rotation per symbol by a carrier frequency offset, and each of N input signals Perform carrier frequency offset correction,
The burst radio according to any one of claims 21 to 23, wherein in the demodulation step, the original data bit sequence is reproduced by performing diversity combining on the N received signals subjected to offset correction. Signal transmission method.
前記無線受信局側では、
N個の受信アンテナを具備しており、該N個の受信アンテナで受信したN個の受信信号に対して、前記受信ステップ、前記フィルタリングステップ、前記差動復号化ステップ、前記スライディング相関演算ステップ、前記フレーム同期ステップ、前記シンボル同期ステップを各々独立して行い、
前記周波数同期ステップでは、フレーム同期ステップで算出されたN個のピークと判定した相互相関値を全て加算し、該加算した相互相関値の位相成分を算出し、該算出した位相成分をキャリア周波数オフセットによる1シンボル当りの位相回転とみなして、N個の受信信号に対して、該キャリア周波数オフセット補正を行い、
前記復調ステップでは、前記フィルタリングステップ、前記フレーム同期ステップ、前記シンボル同期ステップ、前記周波数同期ステップが行われた、前記N個の受信信号に対して、ダイバーシチ合成を行って元のデータビット系列を再生することを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載のバースト無線信号伝送方法。
On the wireless receiving station side,
N reception antennas, and for the N reception signals received by the N reception antennas, the reception step, the filtering step, the differential decoding step, the sliding correlation calculation step, The frame synchronization step and the symbol synchronization step are performed independently,
In the frequency synchronization step, all cross-correlation values determined as N peaks calculated in the frame synchronization step are added, a phase component of the added cross-correlation value is calculated, and the calculated phase component is used as a carrier frequency offset. And the carrier frequency offset correction is performed on N received signals.
In the demodulation step, the original data bit sequence is reproduced by performing diversity combining on the N received signals subjected to the filtering step, the frame synchronization step, the symbol synchronization step, and the frequency synchronization step. The burst radio signal transmission method according to any one of claims 21 to 23, wherein:
前記無線送信局側では、
2シンボル周期に+1、−1を繰り返す交番符号を第2トレーニング信号系列として生成する第2トレーニング信号生成ステップを含み、
前記多重化ステップでは、前記情報シンボル系列と前記トレーニング信号系列と前記第2トレーニング信号系列とを時間多重化して送信バースト信号を形成し、
前記無線受信局側では、
前記フレーム同期ステップで抽出された前記送信バースト部分の前記第2トレーニング信号系列部分に対して、振幅2乗値を離散フーリエ変換処理し、該離散フーリエ変換された値の位相成分をシンボル位相誤差とみなして、該シンボル位相誤差分に対応して前記受信デジタルフィルタのタップ係数を調整することにより、前記シンボル同期ステップで抽出されたシンボル点に対して更なるシンボル位相誤差補償を行う第2シンボル同期ステップを更に含むことを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載のバースト無線信号伝送方法。
On the wireless transmission station side,
A second training signal generating step of generating an alternating code that repeats +1 and −1 in two symbol periods as a second training signal sequence;
In the multiplexing step, the information symbol sequence, the training signal sequence, and the second training signal sequence are time-multiplexed to form a transmission burst signal,
On the wireless receiving station side,
The amplitude square value is subjected to discrete Fourier transform processing on the second training signal sequence portion of the transmission burst portion extracted in the frame synchronization step, and the phase component of the discrete Fourier transform value is defined as a symbol phase error. In view of this, the second symbol synchronization for performing further symbol phase error compensation on the symbol points extracted in the symbol synchronization step by adjusting the tap coefficient of the reception digital filter corresponding to the symbol phase error. The burst radio signal transmission method according to claim 21, further comprising a step.
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