JP4972588B2 - Radio receiver and its frame synchronization detection device - Google Patents

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Description

本発明は、送信時に複数の送信帯域に周波数をホッピングしながら伝送する無線システムにおける無線受信機において、伝送パケットにおけるプリアンブル信号の極性を検出してフレームの先頭を判定するフレーム同期方式に関する。   The present invention relates to a frame synchronization method for detecting the polarity of a preamble signal in a transmission packet and determining the head of a frame in a wireless receiver in a wireless system that transmits data while hopping frequencies in a plurality of transmission bands during transmission.

従来の無線システムにおいては、伝送方式にOFDM(直交周波数分割多重)方式を用いた無線伝送装置がある。   In a conventional radio system, there is a radio transmission apparatus using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme as a transmission scheme.

また、WPAN(Wireless Personal Network)用途に標準化が進められている、MultiBand OFDM(MB−OFDM)方式においては、528MHzの帯域幅を持ったOFDMシンボルを3つの周波数バンドに定められた順番で周波数ホッピングを行い、広帯域を利用した伝送を行っている。   In the MultiBand OFDM (MB-OFDM) system, which is being standardized for WPAN (Wireless Personal Network) applications, OFDM hopping with a bandwidth of 528 MHz is performed in the order determined in the three frequency bands. And performs transmission using broadband.

一般に、無線システムの受信機では、パケット内の受信データの先頭(フレーム先頭)を判別するために、パケットの先頭に付加されたプリアンブル信号の極性を検出しており、これによってパケット内のフレーム同期を行っている。   In general, a receiver of a wireless system detects the polarity of a preamble signal added to the head of a packet in order to determine the head of the received data (frame head) in the packet, thereby synchronizing the frame within the packet. It is carried out.

MB−OFDM方式では、この同期のためのプリアンブル信号として、24シンボルの既知のシンボルが付加されており、この信号区間のシンボルの極性を周期的に反転した信号が付加されており、周波数ホッピングのホッピングパターンに対応して、その極性のパターンが定められている(図4参照)。これは、上記24シンボルのうちの特定の複数のシンボルのみ負極性としているものであり、この負極性シンボルを利用して上記フレーム先頭の判定を行う。   In the MB-OFDM scheme, 24 known symbols are added as preamble signals for this synchronization, and a signal in which the polarity of the symbol in this signal interval is periodically inverted is added. The polarity pattern is determined corresponding to the hopping pattern (see FIG. 4). In this case, only a plurality of specific symbols out of the 24 symbols have a negative polarity, and the determination of the head of the frame is performed using this negative polarity symbol.

ここで、MB−OFDM方式ではOFDMシンボルを周波数ホッピングさせて伝送しているため、受信時に、この周波数ホッピングに同期してOFDMシンボルを受信し、受信したOFDMシンボルに対してプリアンブルパターンとの相互相関を基にフレームの先頭を検出することになる。   Here, in the MB-OFDM system, since OFDM symbols are transmitted by frequency hopping, the OFDM symbols are received in synchronization with the frequency hopping, and the correlation between the received OFDM symbols and the preamble pattern is obtained. The head of the frame is detected based on the above.

しかし、上記の通り周波数ホッピングを行っているため、受信される各OFDMシンボルに対して加えられる、伝送路による位相変化量が異なるため、相関出力の相関ピークの極性が受信するOFDMのシンボル毎に異なってしまう。このため、この相関信号を遅延した信号との複素乗算演算の結果に、周波数帯域の異なる信号間の演算結果が含まれる場合、位相回転による極性変化の成分が含まれてしまい、プリアンブル信号の極性反転成分のみを検出することが困難になる。   However, since frequency hopping is performed as described above, the phase change amount added to each received OFDM symbol differs depending on the transmission path, so the polarity of the correlation peak of the correlation output is different for each received OFDM symbol. It will be different. For this reason, if the result of the complex multiplication operation with the signal obtained by delaying the correlation signal includes an operation result between signals in different frequency bands, a component of polarity change due to phase rotation is included, and the polarity of the preamble signal It becomes difficult to detect only the inversion component.

この為、従来では一般に、このプリアンブル信号の極性の検出は、受信OFDMシンボルと既知のプリアンブルパターンとを相関器で相互相関を求め、その相関出力と相関信号の遅延信号とを複素乗算し、この演算結果に基づき極性変化点を検出することで行われる(例えば、特許文献1参照)。   For this reason, conventionally, the detection of the polarity of the preamble signal is generally performed by calculating a cross-correlation between the received OFDM symbol and a known preamble pattern by a correlator, and performing complex multiplication of the correlation output and the delayed signal of the correlation signal. This is done by detecting the polarity change point based on the calculation result (see, for example, Patent Document 1).

上記遅延信号の遅延は、同一バンド同士で複素乗算させる為のものである。これにより、上記位相回転による極性変化の為、任意のバンドの上記相関出力の相関ピークの極性が、正極性シンボルに対して負極性となってしまう場合でも(バンド間の位相差による負極性;バンド間の位相回転による極性反転)、負極性同士を複素乗算させれば正極性となることから、上記問題を解決できる。   The delay of the delay signal is for performing complex multiplication between the same bands. Thereby, even if the polarity of the correlation peak of the correlation output of an arbitrary band becomes negative with respect to the positive polarity symbol due to the polarity change due to the phase rotation (negative polarity due to the phase difference between the bands; Polarity reversal due to phase rotation between bands), and the negative polarity is complex-multiplied to obtain positive polarity, so that the above problem can be solved.

尚、上記“極性変化点を検出する”とは、複素乗算出力が負極性となる箇所を検出することを意味している。複素乗算出力が負極性となるのは、複素乗算させる上記相関信号とその遅延信号とが、一方が正で他方が負の場合であり、つまり正から負(またはその逆)に極性が変化する場合である。そして、検出した極性変化点に基づき、フレームの先頭を検出している。
特開2006−197375号公報
Note that “detecting a polarity change point” means detecting a portion where the complex multiplication output has a negative polarity. The complex multiplication output has a negative polarity when the correlation signal to be complex-multiplied and its delayed signal are in the case where one is positive and the other is negative, that is, the polarity changes from positive to negative (or vice versa). Is the case. The head of the frame is detected based on the detected polarity change point.
JP 2006-197375 A

しかしながら、上記特許文献1の従来技術では、プリアンブルパターンの極性変化点を検出するために、TFCのプリアンブルパターンに応じて、入力信号と入力信号をシフトレジスタを用いた遅延回路で遅延した信号に対して、2つの相関器を用いて相関出力を検出し、それぞれの相関出力を複素乗算することで、プリアンブルパターンの極性を検出している。このように、特許文献1の方式では、相関器が複数必要であり、更に回路の簡素化を図ることが望まれる。   However, in the prior art of Patent Document 1, in order to detect the polarity change point of the preamble pattern, the input signal and the input signal are delayed by a delay circuit using a shift register in accordance with the TFC preamble pattern. Thus, the correlation output is detected using two correlators, and the polarity of the preamble pattern is detected by complex multiplication of each correlation output. As described above, the method of Patent Document 1 requires a plurality of correlators, and further simplification of the circuit is desired.

また、特許文献1等の従来方式では、上記伝送帯域による位相回転による極性変化(バンド間の位相差による極性反転)の影響を完全には除去できない。すなわち、TFC3,4に関してはこの影響を完全には除去することができず、フレーム先頭の誤検出を防ぐことは出来ない。   Further, in the conventional method such as Patent Document 1, it is not possible to completely eliminate the influence of the polarity change (polarity inversion due to the phase difference between the bands) due to the phase rotation due to the transmission band. In other words, this effect cannot be completely removed for TFCs 3 and 4, and erroneous detection of the head of the frame cannot be prevented.

本発明の課題は、MB−OFDM方式のようなOFDMシンボルを周波数ホッピングする方式の無線受信機において、より簡単な回路構成で伝送帯域による位相回転による極性変化の影響を除去して、プリアンブルの極性変化成分のみを検出できるようにすることで、フレーム先頭の誤検出を防ぐことができ、更にTFC3,4に関しても当該影響を除去することで、フレーム先頭の誤検出を防ぐことができる無線受信機等を提供することである。   An object of the present invention is to eliminate the influence of polarity change due to phase rotation by a transmission band with a simpler circuit configuration in a radio receiver of a frequency hopping method for OFDM symbols such as the MB-OFDM method, and to determine the polarity of the preamble. By making it possible to detect only the change component, it is possible to prevent erroneous detection of the beginning of the frame. Further, by removing the influence of the TFCs 3 and 4, it is possible to prevent erroneous detection of the beginning of the frame. Etc. is to provide.

本発明の第1の無線受信機は、複数の周波数バンドに周波数ホッピングされたOFDMシンボルを受信し、ホッピング同期装置と、受信パケットにおけるプリアンブル部の各シンボルの極性からフレームの先頭を検出するフレーム同期検出装置を有する無線受信機であって、前記フレーム同期検出装置は、前記プリアンブル部の各シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を演算して相関信号を出力する相関演算手段と、該相関演算手段からの相関信号を入力し、前記ホッピング同期装置で検出されたTFCに応じた遅延量分、該相関信号を遅延させた遅延信号を出力する遅延量可変遅延手段と、前記相関信号と前記遅延信号との複素乗算を演算する複素乗算手段とを有し、該複素乗算手段による演算出力に基づき極性変化点を検出することでフレームの先頭を検出する。   The first radio receiver of the present invention receives OFDM symbols frequency-hopped in a plurality of frequency bands, and detects frame heads from the hopping synchronization apparatus and the polarity of each symbol of the preamble part in the received packet. A radio receiver having a detection device, wherein the frame synchronization detection device calculates a cross-correlation between each symbol of the preamble part and a preamble pattern and outputs a correlation signal; and A delay amount variable delay means for outputting a delay signal obtained by delaying the correlation signal by a delay amount corresponding to the TFC detected by the hopping synchronizer, the correlation signal and the delay signal And a complex multiplication means for computing complex multiplications, and detecting a polarity change point based on a computation output by the complex multiplication means To detect the beginning of the frame in the.

上記構成の無線受信機では、まず相互相関を演算してから、この相関信号を遅延量可変の遅延手段によりそのときのTFCに応じた遅延量分、遅延させて、この遅延信号と上記相関信号との複素乗算を演算するようにしているので、従来に比べて回路構成を簡単にできる。勿論、伝送帯域による位相回転による極性変化の影響を除去して、プリアンブルの極性変化成分のみを検出できる。但し、上記構成では、TFC3,4に関しては伝送帯域による位相回転による極性変化(バンド間の位相差による極性反転)の影響を完全には除去できないが、以下の第2の無線受信機の構成により対応可能である。   In the radio receiver having the above-described configuration, first, the cross-correlation is calculated, and then this correlation signal is delayed by a delay amount corresponding to the TFC at that time by a delay unit having a variable delay amount. Therefore, the circuit configuration can be simplified as compared with the prior art. Of course, only the polarity change component of the preamble can be detected by removing the influence of the polarity change due to the phase rotation due to the transmission band. However, in the above configuration, the influence of the polarity change due to the phase rotation due to the transmission band (polarity inversion due to the phase difference between the bands) cannot be completely removed for the TFCs 3 and 4, but by the following configuration of the second radio receiver It is possible.

すなわち、本発明の第2の無線受信機は、複数の周波数バンドに周波数ホッピングされたOFDMシンボルを受信し、ホッピング同期装置と、受信パケットにおけるプリアンブル部の各シンボルの極性からフレームの先頭を検出するフレーム同期検出装置を有する無線受信機であって、前記フレーム同期検出装置は、前記プリアンブル部の各シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を演算して相関信号を出力する相関演算手段と、該相関演算手段からの相関信号を入力し、前記ホッピング同期装置で検出されたTFCに応じた遅延量分、該相関信号を遅延させた第1の遅延信号を出力する第1の遅延量可変遅延手段と、前記相関信号と前記第1の遅延信号との複素乗算を演算する複素乗算手段と、前記ホッピング同期装置が現在選択しているバンドを示すバンド識別信号を入力して、該ホッピング同期装置で検出されたTFCに応じた遅延量分、該バンド識別信号を遅延させた第2の遅延信号を出力する第2の遅延量可変遅延手段と、前記バンド識別信号と第2の遅延信号とを入力して、バンドが同じである場合には一致検出信号を出力するバンド判定手段と、前記複素乗算手段による演算出力を入力して、前記一致検出信号が出力されているときには該演算出力を通過させるセレクタ手段とを有し、該セレクタ手段の出力に基づき極性変化点を検出することでフレームの先頭を検出する。   That is, the second radio receiver of the present invention receives OFDM symbols frequency-hopped into a plurality of frequency bands, and detects the head of the frame from the hopping synchronizer and the polarity of each symbol in the preamble portion of the received packet. A radio receiver having a frame synchronization detection device, wherein the frame synchronization detection device calculates a cross-correlation between each symbol of the preamble part and a preamble pattern and outputs a correlation signal, and the correlation calculation First delay amount variable delay means for inputting a correlation signal from the means and outputting a first delay signal obtained by delaying the correlation signal by a delay amount corresponding to the TFC detected by the hopping synchronizer; Complex multiplication means for calculating complex multiplication of the correlation signal and the first delayed signal, and the hopping synchronizer currently selected A second delay amount variable that outputs a second delay signal obtained by delaying the band identification signal by a delay amount corresponding to the TFC detected by the hopping synchronization apparatus. The delay unit, the band identification signal and the second delay signal are input, and when the bands are the same, the band determination unit that outputs a coincidence detection signal, and the calculation output by the complex multiplication unit are input. When the coincidence detection signal is output, the signal processing unit has selector means for passing the calculation output, and detects the head of the frame by detecting the polarity change point based on the output of the selector means.

上記構成の第2の無線受信機では、上記第1の無線受信機に対して更に第2の遅延量可変遅延手段とバンド判定手段とセレクタ手段とを設けたことにより、複素乗算された検出信号に対して、相関信号の周波数ホッピング時の伝送周波数バンドが異なる信号に対する複素乗算演算結果を非選択とし、同一周波数バンドの信号同士の複素乗算演算結果のみを出力することができ、正しく極性変化点を検出することができ、フレームの先頭を誤検出することはない。   In the second radio receiver having the above-described configuration, a detection signal obtained by complex multiplication is provided by further providing second delay amount variable delay means, band determination means, and selector means to the first radio receiver. On the other hand, the complex multiplication operation result for signals with different transmission frequency bands at the time of frequency hopping of the correlation signal can be deselected, and only the complex multiplication operation result of signals in the same frequency band can be output, and the polarity change point And the head of the frame is not erroneously detected.

また、前記遅延量は、前記検出されたTFCがTFC1又はTFC2である場合には3シンボル分、TFC3〜TFC7の何れかである場合には1シンボル分とする。すなわち、複素乗算される2つの信号の周波数ホッピング時の伝送周波数が同一周波数となるような信号成分が含まれるように、相関信号の遅延量を設定する。   Further, the delay amount is 3 symbols when the detected TFC is TFC1 or TFC2, and 1 symbol when the detected TFC is any one of TFC3 to TFC7. That is, the delay amount of the correlation signal is set so as to include a signal component in which the transmission frequency at the time of frequency hopping of the two signals subjected to complex multiplication is the same frequency.

本発明の無線受信機等によれば、MB−OFDM方式のようなOFDMシンボルを周波数ホッピングする方式の無線受信機において、より簡単な回路構成で伝送帯域による位相回転による極性変化の影響を除去してフレーム先頭の誤検出を防ぐことができ、更にTFC3,4に関しても当該影響を除去することで、フレーム先頭の誤検出を防ぐことができる。   According to the wireless receiver or the like of the present invention, in a wireless receiver using a frequency hopping method for OFDM symbols such as the MB-OFDM method, the influence of polarity change due to phase rotation due to a transmission band can be eliminated with a simpler circuit configuration. Thus, erroneous detection at the beginning of the frame can be prevented. Further, by removing the influence of TFCs 3 and 4 as well, erroneous detection at the beginning of the frame can be prevented.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

尚、以下の説明では、MB−OFDM方式の無線システムを例にするが、この例に限らない。   In the following description, an MB-OFDM wireless system is taken as an example, but the present invention is not limited to this example.

図1に、本例の無線機の受信回路の構成ブロック図を示す。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the receiving circuit of the wireless device of this example.

図示の受信回路は、上記“極性変化点”を検出することで、フレーム先頭を検出している。   The receiving circuit shown in the figure detects the top of the frame by detecting the “polarity changing point”.

図示の構成では、受信アンテナ1より受信された受信信号(OFDMシンボル)は、LNA(Low Noise Amp)2、ダウンコンバータ3、LPF(ローパスフィルタ)4、AGC(Automatic Gain Control)5、及びA/Dコンバータ6を介して、FFT演算部13に入力される。また、A/Dコンバータ6の出力は、ホッピング同期回路11及びフレーム同期検出回路12にも入力される。   In the illustrated configuration, a received signal (OFDM symbol) received from the receiving antenna 1 includes an LNA (Low Noise Amp) 2, a down converter 3, an LPF (Low Pass Filter) 4, an AGC (Automatic Gain Control) 5, and A / The signal is input to the FFT calculation unit 13 via the D converter 6. The output of the A / D converter 6 is also input to the hopping synchronization circuit 11 and the frame synchronization detection circuit 12.

ホッピング同期回路11、フレーム同期検出回路12、及びFFT演算部13は、復調部10を構成するものであり、これら構成によってFFT演算部13から復調信号が出力される。   The hopping synchronization circuit 11, the frame synchronization detection circuit 12, and the FFT calculation unit 13 constitute a demodulation unit 10, and a demodulated signal is output from the FFT calculation unit 13 by these configurations.

上記各構成のうち、フレーム同期検出回路12以外の構成は従来と略同様であってよく、特に説明しないが、ホッピング同期回路11に関してはその処理結果を利用する為、以下、簡単に説明する。   Of the above-described configurations, the configuration other than the frame synchronization detection circuit 12 may be substantially the same as the conventional one, and will not be particularly described. However, the hopping synchronization circuit 11 will be briefly described below because the processing result is used.

すなわち、上記ダウンコンバータ3には、Lo発振器7が出力する所定周波数の信号(当該受信機の受信周波数の信号)が入力され、これにより受信信号を直交検波し、複素ベースバンド信号を出力する。Lo発振器7が出力する信号の周波数(バンド)は、ホッピング同期回路11によって制御され、特に送信側が使用しているTFCの検出後は、このTFCのホッピングパターンに応じて上記バンドを切り替え制御する。   That is, the down-converter 3 receives a signal having a predetermined frequency output from the Lo oscillator 7 (a signal having a reception frequency of the receiver), thereby quadrature-detecting the received signal and outputting a complex baseband signal. The frequency (band) of the signal output from the Lo oscillator 7 is controlled by the hopping synchronization circuit 11, and particularly after detecting the TFC used on the transmission side, the band is switched and controlled in accordance with the hopping pattern of the TFC.

すなわち、よく知られているように、ホッピング同期回路11は、A/Dコンバータ6の出力に基づいて、送信側が使用しているホッピングパターン(後述するTFC1〜TFC7の何れか)を検出して、このTFC検出結果に応じてLo発振器7に対して図示の制御信号b(例えば後述するバンドID等)を出力することで、Lo発振器7が出力する信号の周波数を、検出したホッピングパターンに同期して切り替えさせるものである。   That is, as is well known, the hopping synchronization circuit 11 detects the hopping pattern (any one of TFC1 to TFC7 described later) used on the transmission side based on the output of the A / D converter 6, By outputting the illustrated control signal b (for example, band ID described later) to the Lo oscillator 7 according to the TFC detection result, the frequency of the signal output from the Lo oscillator 7 is synchronized with the detected hopping pattern. To switch.

そして、本例のホッピング同期回路11では、更に、上記TFC検出結果を示す図示のTFC検出信号a(検出したTFCの後述するTFC番号等)を、フレーム同期検出回路12へ出力する。   In the hopping synchronization circuit 11 of this example, the illustrated TFC detection signal a (a TFC number to be described later of the detected TFC or the like) indicating the TFC detection result is further output to the frame synchronization detection circuit 12.

また、本例の後述する図8の構成の場合には、更に、上記制御信号b(ホッピング同期回路11が現在選択指示しているバンドのバンドID等)も、フレーム同期検出回路12へ出力する。   Further, in the case of the configuration of FIG. 8 to be described later in this example, the control signal b (such as the band ID of the band currently selected by the hopping synchronization circuit 11) is also output to the frame synchronization detection circuit 12. .

これら信号a、bを入力したフレーム同期検出回路12の動作については、後に図3、図8を参照して説明する。   The operation of the frame synchronization detection circuit 12 to which these signals a and b are input will be described later with reference to FIGS.

ここで、MB−OFDM方式では、バンドID=‘1’〜‘3’で識別される3つの伝送周波数帯域(バンド)を用いており、図2に示すように、7種類のホッピングパターンがTFC(Time Frequency Code)として定められており、送信側の無線機では、図示の各TFC番号(TFC1〜TFC7)の何れかに対応付けられるバンドIDのパターンで、上記3つの伝送周波数帯域(バンド)を切り替えながら送信を行う。   Here, in the MB-OFDM system, three transmission frequency bands (bands) identified by band ID = '1' to '3' are used, and as shown in FIG. (Time Frequency Code), and in the transmitting side radio device, the above three transmission frequency bands (bands) are represented by band ID patterns associated with any of the illustrated TFC numbers (TFC1 to TFC7). Transmit while switching.

尚、以下、バンドID=‘1’に対応する周波数帯域をバンド1、同様に、バンドID=‘2’、‘3’に対応する周波数帯域をそれぞれバンド2、バンド3というものとする。   Hereinafter, the frequency band corresponding to band ID = “1” is referred to as band 1, and similarly, the frequency bands corresponding to band ID = “2” and “3” are referred to as band 2 and band 3, respectively.

図2に示す各周波数ホッピングパターンの周期(ホッピング周期)は、OFDMシンボルの6シンボル分である。そして、図示の7つのパターンのうち、TFC1、TFC2は1シンボル毎、TFC3、TFC4は2シンボル毎に、周波数ホッピングするパターンである。TFC5〜TFC7は、周波数ホッピングしないパターンである(上記バンド1〜バンド3の何れかに固定)。   The period (hopping period) of each frequency hopping pattern shown in FIG. 2 is 6 symbols of OFDM symbols. Of the seven patterns shown, TFC1 and TFC2 are frequency hopping patterns every symbol, and TFC3 and TFC4 are frequency hopping every two symbols. TFC5 to TFC7 are patterns that do not perform frequency hopping (fixed to any of band 1 to band 3).

受信機側では、上記何れかのパターンで周波数ホッピングされて伝送されてくるパケットの各OFDMシンボルに対して、ホッピング同期回路11が、伝送されているOFDMシンボルのホッピングパターン(TFC)を検出し、検出後は、当該受信機の受信周波数(上記Lo発振器7が出力する信号の周波数)を、ホッピングパターンに同期して切り替え制御することで、ホッピングされるOFDMシンボルを受信する。   On the receiver side, the hopping synchronization circuit 11 detects the hopping pattern (TFC) of the transmitted OFDM symbol for each OFDM symbol of the packet that is transmitted by frequency hopping in any of the above patterns, After the detection, the OFDM symbol to be hopped is received by switching and controlling the reception frequency of the receiver (the frequency of the signal output from the Lo oscillator 7) in synchronization with the hopping pattern.

上記ホッピング同期を確立後、パケットのフレーム先頭を検出するための、フレーム同期検出回路12を用いて、受信したプリアンブル信号の極性に基づいて、フレームの先頭を検出する。尚、OFDMにおけるパケットは、フレームの前に上記プリアンブル信号が付加された構成であり、フレームはヘッダ部とデータ部とから成る。   After establishing the hopping synchronization, the frame synchronization detection circuit 12 for detecting the frame start of the packet is used to detect the start of the frame based on the polarity of the received preamble signal. Note that a packet in OFDM has a configuration in which the preamble signal is added before a frame, and the frame includes a header portion and a data portion.

図3に、フレーム同期検出回路12の構成例を示す。   FIG. 3 shows a configuration example of the frame synchronization detection circuit 12.

フレーム同期検出回路12は、相関演算部21とフレーム検出演算部20とから成る。また、予め既知のプリアンブルパターンがプリアンブルパターン記憶部25に記憶されている。フレーム検出演算部20は、シンボル遅延回路22、複素乗算器23、閾値判定部24から成る。そして、上記TFC検出信号aに基づき、検出されたTFCに応じたプリアンブルパターンが相関演算部21に入力される。   The frame synchronization detection circuit 12 includes a correlation calculation unit 21 and a frame detection calculation unit 20. In addition, a known preamble pattern is stored in the preamble pattern storage unit 25 in advance. The frame detection calculation unit 20 includes a symbol delay circuit 22, a complex multiplier 23, and a threshold determination unit 24. Based on the TFC detection signal a, a preamble pattern corresponding to the detected TFC is input to the correlation calculation unit 21.

上記構成のフレーム同期検出回路12によるプリアンブル信号の極性変化点の判定は、まず、受信シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を相関演算部21で演算し、その相関出力と、当該相関出力をシンボル遅延回路22で遅延した遅延出力(但し、複素共役をとる)との複素乗算を複素乗算器23で演算する。そして、この演算出力を閾値判定部24へ入力させて、閾値判定部24において予め決められている負の閾値と比較することで、上記極性変化点を検出するものである。   The determination of the polarity change point of the preamble signal by the frame synchronization detection circuit 12 having the above-described configuration is performed by first calculating the cross-correlation between the received symbol and the preamble pattern by the correlation calculation unit 21, and the correlation output and the correlation output as symbol delay. A complex multiplier 23 calculates a complex multiplication with the delayed output delayed by the circuit 22 (however, taking a complex conjugate). The calculated output is input to the threshold value determination unit 24 and compared with a negative threshold value determined in advance by the threshold value determination unit 24 to detect the polarity change point.

尚、極性変化点とは、既に説明してあるが、例えば図5(g)、図6(g)等に示すフレーム検出信号が負出力している箇所を意味する(尚、説明では、この負出力は全て上記負の閾値を超えているものとしている)。   Note that the polarity change point has already been described, but, for example, means a portion where the frame detection signal shown in FIG. 5 (g), FIG. All negative outputs exceed the above negative threshold).

シンボル遅延回路22は、遅延量可変の遅延回路であり、上記TFC検出信号aを入力しており、これによって、検出されたTFCに応じた遅延量分、上記相関出力を遅延させる。この遅延量は、検出されたTFCがTFC1又はTFC2である場合には3シンボル分、TFC3〜TFC7の何れかである場合には1シンボル分である。すなわち、同一通過バンドの相関出力同士を複素乗算させるように遅延を施している。   The symbol delay circuit 22 is a delay circuit with a variable delay amount, and receives the TFC detection signal a, thereby delaying the correlation output by a delay amount corresponding to the detected TFC. This delay amount is for 3 symbols when the detected TFC is TFC1 or TFC2, and for 1 symbol when the detected TFC is any one of TFC3 to TFC7. That is, a delay is applied so that the correlation outputs of the same pass band are complex-multiplied.

シンボル遅延回路22の構成例は、特に図示しないが、例えば、それぞれが1シンボル分、2シンボル分遅延させる2つのシフトレジスタを縦列接続した構成で、各シフトレジスタの出力を入力するスイッチを備え、このスイッチが上記TFC検出信号aに応じて何れかの入力を出力させる構成等とすればよい。勿論、他の構成であってもよい。   A configuration example of the symbol delay circuit 22 is not particularly illustrated, but includes, for example, a configuration in which two shift registers each delayed by one symbol by two symbols are connected in cascade, and includes a switch for inputting the output of each shift register, The switch may be configured to output any input in response to the TFC detection signal a. Of course, other configurations may be used.

上記相関演算部21によるプリアンブルパターンとの相互相関の演算や複素乗算器23により複素乗算する構成自体は、上記特許文献1等にも開示されているように、既存技術である。   The cross-correlation calculation with the preamble pattern by the correlation calculation unit 21 and the complex multiplication by the complex multiplier 23 are existing techniques as disclosed in Patent Document 1 and the like.

但し、特許文献1の構成では、プリアンブル信号区間における極性変化点を検出する為に、検出したTFCのプリアンブルパターンに応じて、入力信号と、当該入力信号をシフトレジスタを用いた遅延回路で遅延した信号を、2つの相関出力を用いて相関出力を検出し、それぞれの相関出力を複素乗算することで、プリアンブルパターンの極性を検出している。   However, in the configuration of Patent Document 1, in order to detect the polarity change point in the preamble signal section, the input signal and the input signal are delayed by a delay circuit using a shift register in accordance with the detected TFC preamble pattern. The polarity of the preamble pattern is detected by detecting the correlation output of the signal using two correlation outputs and performing complex multiplication of each correlation output.

これに対して、図3に示す構成では、まず1つの相関器(相関演算部21)で相関信号を検出し、これをTFCに対応する遅延量分遅延させた遅延信号と複素乗算する構成とすることで、相関器が少なくて済み、回路が簡素化できる。   On the other hand, in the configuration shown in FIG. 3, a correlation signal is first detected by one correlator (correlation calculation unit 21), and this is complex-multiplied with a delayed signal delayed by a delay amount corresponding to TFC. By doing so, the number of correlators can be reduced and the circuit can be simplified.

また、従来では、TFC3,4に関しては、バンド間の位相差による極性変化の影響で極性変化点を誤検出することを防ぐことは出来ないが、本例では後述する図8の構成により対応可能である。   Conventionally, regarding TFCs 3 and 4, it is not possible to prevent erroneous detection of the polarity change point due to the influence of the polarity change due to the phase difference between the bands, but in this example, it can be handled by the configuration of FIG. It is.

ここで、既に説明したように、周波数ホッピングされたOFDMシンボルに対する相関出力は、通過した周波数バンドに応じて、伝送路で加えられる位相回転量が異なるため、その極性(相関出力の極性)はバンド毎に異なる。例えば、図5(c)や図6(c)に示す相関出力例は、伝送路による位相回転がないと仮定した場合の例である。一方、例えばバンド1とバンド2とで180°の位相差があると仮定した場合、図7(c)に示すように、通過バンドがバンド2の相関出力は、バンド間の位相差による負極性の信号(正極性シンボルに対する場合)となる。この様な場合でも、同一通過バンド同士(この例では特にバンド2同士)で複素乗算を行えば、負×負は正となるので、バンド間の位相差による極性反転成分を除去することができるので問題はないが、バンド3,4に関しては同一通過バンド同士とならない箇所がある。この為、上記のように図8の構成を提案しており、後に詳述する。   Here, as described above, the correlation output for the frequency-hopped OFDM symbol differs in the amount of phase rotation applied in the transmission path depending on the frequency band that has passed, so the polarity (the polarity of the correlation output) is the band. Different for each. For example, the correlation output examples shown in FIG. 5C and FIG. 6C are examples on the assumption that there is no phase rotation due to the transmission path. On the other hand, for example, assuming that there is a phase difference of 180 ° between band 1 and band 2, as shown in FIG. 7 (c), the correlation output of the band 2 is the negative polarity due to the phase difference between the bands. (For a positive symbol). Even in such a case, if complex multiplication is performed between the same passbands (especially in this example, between bands 2), since negative × negative becomes positive, the polarity inversion component due to the phase difference between the bands can be removed. Therefore, there is no problem, but there are places where bands 3 and 4 are not the same pass band. For this reason, the configuration of FIG. 8 has been proposed as described above and will be described in detail later.

以下、更に詳しく説明する。   This will be described in more detail below.

まず、MB−OFDMでは図4に示すように、各TFC(各ホッピングパターン)に対応して、プリアンブル信号の極性が規定されている。   First, in MB-OFDM, as shown in FIG. 4, the polarity of a preamble signal is defined corresponding to each TFC (each hopping pattern).

図示の通り、例えばTFC1,2の場合には24個のシンボルのうち22番目〜24番目の3つのシンボルのみが負極性となっており、TFC3,4の場合には20、22、及び24番目の3つのシンボルのみが負極性となっている。尚、負極性の状態とは、正極性の符号系列に対して、全ての符号が反転した符号系列である状態である。   As shown in the figure, for example, in the case of TFC1 and 2, only three symbols from the 22nd to the 24th out of 24 symbols are negative, and in the case of TFC3 and 4, the 20th, 22nd and 24th symbols. Only the three symbols are negative. The negative polarity state is a state in which all the codes are inverted with respect to the positive polarity code series.

このため、TFC1,2の場合は、遅延量を3シンボルとすることで、同一通過バンド同士の相関出力を複素乗算して、バンド間の位相差による極性反転成分がある場合でもこれを除去することができ、正しく極性変化点を検出することができる。   For this reason, in the case of TFC 1 and 2, by setting the delay amount to 3 symbols, the correlation output of the same pass band is complex-multiplied, and this is removed even if there is a polarity inversion component due to the phase difference between the bands. The polarity change point can be detected correctly.

例えば図5には、TFC1を例にした場合のフレーム同期検出回路12における各入出力信号例を示す。尚、本例では、ホッピング同期回路11は、上記TFCを検出した後、ホッピングパターンに同期した受信バンド切り替え制御を行っており、フレーム同期検出回路12によるフレーム同期検出処理の際には、図5(b)に示すように全てのシンボルが受信される。   For example, FIG. 5 shows examples of input / output signals in the frame synchronization detection circuit 12 when TFC1 is taken as an example. In this example, the hopping synchronization circuit 11 performs reception band switching control in synchronization with the hopping pattern after detecting the TFC. In the frame synchronization detection process by the frame synchronization detection circuit 12, FIG. All symbols are received as shown in (b).

まず、図2に示すTFC1のホッピングパターンの通り、図5(a)に示す様に、送信機側は、バンド1→バンド2→バンド3→バンド1→バンド2・・・というパターンで、各OFDMシンボル毎に伝送周波数帯域(バンド)を切り替えながら送信してくる。尚、図示のPSは正極性、−PSは負極性のOFDMシンボルを意味している。   First, as shown in FIG. 5A, the transmitter side has a pattern of band 1 → band 2 → band 3 → band 1 → band 2 as shown in FIG. The transmission is performed while switching the transmission frequency band (band) for each OFDM symbol. In the figure, PS means a positive polarity and -PS means a negative polarity OFDM symbol.

そして、図5(b)に示すように全てのシンボルが上記受信シンボルとして上記相関演算部21に入力される。上記の通りホッピング同期確立後であるので、図示の通り上記全てのOFDMシンボルが順次、相関演算部21に入力されることになる。   Then, as shown in FIG. 5B, all symbols are input to the correlation calculation unit 21 as the received symbols. Since the hopping synchronization is established as described above, all the OFDM symbols are sequentially input to the correlation calculation unit 21 as illustrated.

図5(c)に示す「相関出力」は上記相関演算部21の出力であり、上記位相回転の影響がない場合には、図示の通り、正極性のOFDMシンボルに対しては正の出力、負極性のOFDMシンボルに対しては負の出力となる。そして、ここではTFC1を例にしているので、図5(e)に示す「遅延出力」は、上記図5(c)の「相関出力」をシンボル遅延回路22によって3シンボル分遅延させた信号となる。   The “correlation output” shown in FIG. 5 (c) is an output of the correlation calculation unit 21, and when there is no influence of the phase rotation, as shown in FIG. Negative output for a negative OFDM symbol. Since TFC1 is taken as an example here, the “delay output” shown in FIG. 5 (e) is a signal obtained by delaying the “correlation output” of FIG. 5 (c) by three symbols by the symbol delay circuit 22. Become.

そして、図5(d),(f),(g)には、上記「相関出力」、「遅延出力」それぞれの通過バンドと、これら「相関出力」と「遅延出力」を(遅延出力は複素共役をとった後で)上記複素乗算器23で複素乗算してなるフレーム検出信号を示してある。図示の通り、3シンボル分遅延させることで、同一通過バンドの出力同士で複素乗算することができ、上述してある通り、正常なフレーム検出信号が得られる。すなわち、図示の通り、「相関出力」と「遅延出力」とで極性反転しているときのみ、複素乗算器23からは負の出力があり、パケットのフレーム先頭を誤検出するようなことはない。   5 (d), (f), and (g) show the pass bands of the “correlation output” and “delay output” and the “correlation output” and “delay output” (delay output is complex). A frame detection signal obtained after complex multiplication by the complex multiplier 23 is shown. As shown in the figure, by delaying by three symbols, it is possible to perform complex multiplication between outputs of the same pass band, and a normal frame detection signal is obtained as described above. That is, as shown in the figure, only when the polarity is inverted between the “correlation output” and the “delay output”, the complex multiplier 23 has a negative output, and the frame head of the packet is not erroneously detected. .

尚、図5はTFC1を例にしているが、TFC2についても同様である。   Although FIG. 5 shows TFC1 as an example, the same applies to TFC2.

また、特に図示していないが、復調部10は、上記フレーム検出信号と予め決められている所定の基準とに基づいて、パケットのフレーム先頭を検出している。所定の基準とは、TFC1〜TFC4の場合には、フレーム検出信号における負出力(極性変化点)を3つ検出した場合に最初の極性変化点の位置をフレーム先頭の判定基準とするものである。   Although not particularly illustrated, the demodulating unit 10 detects the frame head of the packet based on the frame detection signal and a predetermined reference. In the case of TFC1 to TFC4, the predetermined reference is that the position of the first polarity change point is used as the determination reference at the beginning of the frame when three negative outputs (polarity change points) in the frame detection signal are detected. .

尚、実際には、フレーム検出信号(複素乗算器23の出力)に対して、閾値判定部24が予め設定されている所定の負の閾値(例えば図9に示す検出閾値)と比較することで、閾値を超えた信号のみを上記極性変化点として検出するものであるが、ここでは図示の負出力は全て閾値を超えているものとする。   In practice, the threshold value determination unit 24 compares the frame detection signal (output of the complex multiplier 23) with a predetermined negative threshold value (for example, the detection threshold value shown in FIG. 9). Only the signal exceeding the threshold value is detected as the polarity change point. Here, it is assumed that all the negative outputs shown in the figure exceed the threshold value.

一方、TFC5〜TFC7の場合には、図4に示すように、負極性シンボルが多数あるが、シンボル番号19〜24までの各シンボルによるフレーム検出信号の正/負が、ユニークなパターンとなることから、判定基準が決められている。すなわち、TFC5〜TFC7の場合には、1シンボル分遅延させることから、シンボル番号が‘19’と‘20’、‘20’と‘21’ 、‘21’と‘22’ ‘22’と‘23’ ‘23’と‘24’でそれぞれ複素乗算した結果、フレーム検出信号の正/負は、負、負、負、正、正となる。つまり、負出力が3つ連続した後に正出力が2つ続くパターンであり、この様なパターンを検出した場合に、最初の負出力の位置をフレーム先頭の判定基準とするものである。   On the other hand, in the case of TFC5 to TFC7, as shown in FIG. 4, there are many negative symbols, but the positive / negative of the frame detection signal by each symbol of symbol numbers 19 to 24 becomes a unique pattern. Therefore, the criterion is determined. That is, in the case of TFC5 to TFC7, since the symbols are delayed by one symbol, the symbol numbers are “19” and “20”, “20” and “21”, “21” and “22” “22” and “23”. As a result of complex multiplication by “23” and “24”, the positive / negative of the frame detection signal becomes negative, negative, negative, positive, positive. That is, a pattern in which three negative outputs are continued and then two positive outputs are continued. When such a pattern is detected, the position of the first negative output is used as a determination reference for the head of the frame.

この様にすることで、特許文献1のように2つの加算器を必要とすることはないので、この点からも回路が簡素化できる。   By doing so, there is no need for two adders as in Patent Document 1, so the circuit can be simplified from this point as well.

TFC5,6,7に関しては、特に図示等はしないが、遅延量を1シンボルとすることで、上記TFC1,2の場合と同様にして、同一通過バンドの相関出力同士の複素乗算により正しく極性変化点を検出することができ、パケットのフレーム先頭を誤検出するようなことはない。   For TFCs 5, 6, and 7, although not specifically shown, the polarity is correctly changed by complex multiplication of correlation outputs of the same passband by setting the delay amount to 1 symbol as in the case of TFCs 1 and 2 above. The point can be detected, and there is no possibility that the frame head of the packet is erroneously detected.

一方、TFC3,4に関しては、遅延量を1シンボル分とした場合でも、上記の通り図7に示す場合では、バンド間の位相差による極性反転成分を完全には除去することはできない。   On the other hand, regarding TFCs 3 and 4, even when the delay amount is one symbol, the polarity inversion component due to the phase difference between the bands cannot be completely removed in the case shown in FIG. 7 as described above.

図6には、TFC3を例にした場合のフレーム同期検出回路12における各入出力信号例を示す。但し、図6には、全てのバンドで伝送路による位相回転がないと仮定した場合を示してある。一方、既に述べた通り、図7は、位相回転による極性変化(バンド間の位相差による極性反転)がある場合の一例を示してある。   FIG. 6 shows examples of input / output signals in the frame synchronization detection circuit 12 when TFC3 is taken as an example. However, FIG. 6 shows a case where it is assumed that there is no phase rotation due to the transmission path in all bands. On the other hand, as already described, FIG. 7 shows an example when there is a polarity change due to phase rotation (polarity inversion due to a phase difference between bands).

図6、図7に示すように、TFC3,4では、6シンボル間で2シンボル毎に連続して同一周波数バンドで伝送されているため、相関出力を1シンボル分遅延した信号との乗算演算では、異なるバンド同士の演算結果も含まれてしまう。例えば、バンド1同士の次にはバンド2とバンド1、バンド2同士の次にはバンド3とバンド2、等というように、異なるバンド同士の演算結果も含まれてしまう。   As shown in FIGS. 6 and 7, in TFCs 3 and 4, since transmission is performed in the same frequency band every 2 symbols between 6 symbols, in the multiplication operation with the signal obtained by delaying the correlation output by one symbol, The calculation results of different bands are also included. For example, the calculation results of different bands are also included, such as band 2 and band 1 next to band 1, band 3 and band 2 next to band 2, and the like.

それでも、伝送路による位相回転がないと仮定した場合は、図6(g)に示すように正しくプリアンブルシンボルの極性反転部分を検出することが可能である。   Nevertheless, when it is assumed that there is no phase rotation due to the transmission path, it is possible to correctly detect the polarity inversion portion of the preamble symbol as shown in FIG.

しかしながら、位相回転による極性変化がある場合は、図7(g)に示すように、プリアンブルシンボルによる極性反転以外の負極性の出力(誤った極性変化点)が検出され、フレーム先頭を誤検出してしまう。   However, when there is a polarity change due to phase rotation, as shown in FIG. 7G, a negative polarity output (incorrect polarity change point) other than polarity inversion by the preamble symbol is detected, and the head of the frame is erroneously detected. End up.

すなわち、TFC3,4の場合、フレーム検出信号は、図6(g)に示すように最後に5つ連続で負出力となり、上記所定の基準により、3つ目の負出力を検出したら、最初に検出された負出力の位置(図7(g)に示す“本来の検出位置”)が、上記フレーム先頭の判定基準となる。しかしながら、図7(g)に示すフレーム検出信号となった場合、図示の通り上記“本来の検出位置”より前にも負出力がある為、図示の最初の負出力の位置が上記フレーム先頭の判定基準となってしまい、パケットのフレーム先頭を誤検出することになる。   That is, in the case of TFCs 3 and 4, the frame detection signal finally has five consecutive negative outputs as shown in FIG. 6 (g), and when the third negative output is detected according to the predetermined reference, The detected negative output position (“original detection position” shown in FIG. 7G) is the determination criterion for the head of the frame. However, when the frame detection signal shown in FIG. 7G is obtained, there is a negative output before the “original detection position” as shown in the figure, so the position of the first negative output shown in the figure is at the beginning of the frame. It becomes a determination criterion and erroneously detects the beginning of the frame of the packet.

図8は、上記の問題を解決するためのフレーム同期検出回路12の構成例である。   FIG. 8 is a configuration example of the frame synchronization detection circuit 12 for solving the above problem.

本例のフレーム同期検出回路12には、図1で説明した通り、上記TFC検出信号a、制御信号b(ホッピング同期回路11が現在選択指示しているバンドのバンドID等)が入力している。   As described in FIG. 1, the TFC detection signal a and the control signal b (such as the band ID of the band currently selected by the hopping synchronization circuit 11) are input to the frame synchronization detection circuit 12 of this example. .

図8に示す構成において、図3に示す構成と同一の構成には同一符号を付してあり、その説明は省略する。すなわち、相関演算部21が受信シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を演算してこの相関出力をフレーム検出演算部31に出力する構成は図2と同じである。また、フレーム検出演算部31は、閾値判定部24を備えていない点で図3のフレーム検出演算部20と異なるが(図示の通り閾値判定部24はセレクタ33の後段に配置されている)、それ以外は同じである。すなわち、特に図示しないが、フレーム検出演算部31はシンボル遅延回路22と複素乗算器23とを備え、これらによって相関出力とその遅延出力との複素乗算を演算・出力するものである。   In the configuration shown in FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. That is, the configuration in which the correlation calculation unit 21 calculates the cross-correlation between the received symbol and the preamble pattern and outputs this correlation output to the frame detection calculation unit 31 is the same as in FIG. Further, the frame detection calculation unit 31 is different from the frame detection calculation unit 20 of FIG. 3 in that it does not include the threshold determination unit 24 (the threshold determination unit 24 is arranged at the subsequent stage of the selector 33 as illustrated). The rest is the same. That is, although not shown in particular, the frame detection calculation unit 31 includes a symbol delay circuit 22 and a complex multiplier 23, and calculates and outputs a complex multiplication of the correlation output and its delay output.

尚、プリアンブルパターン記憶部25とフレーム検出演算部31内の上記不図示のシンボル遅延回路22とには、図3の場合と同様にTFC検出信号aが入力されているが、図では省略して示している。   The TFC detection signal a is input to the preamble pattern storage unit 25 and the symbol delay circuit 22 (not shown) in the frame detection calculation unit 31 as in FIG. Show.

そして、図8の構成では更にバンド判定装置32とセレクタ33と遅延回路34とが備えられている。セレクタ33は上記フレーム検出演算部31の演算出力を入力し、バンド判定装置32から一致検出信号が出力されているときのみ、フレーム検出演算部31の演算出力を通過させて閾値判定部24へ入力させる。当然、一致検出信号が入力されていないときにはフレーム検出演算部31の演算出力は通過させない。つまり、バンド判定装置32からの出力を元にセレクタ33を切り替えることで、上記誤検出の元となる負出力信号は閾値判定部24側へ通過させないようにすることで、パケットのフレーム先頭を誤検出することを防止する。   In the configuration of FIG. 8, a band determination device 32, a selector 33, and a delay circuit 34 are further provided. The selector 33 inputs the calculation output of the frame detection calculation unit 31 and passes the calculation output of the frame detection calculation unit 31 and inputs it to the threshold determination unit 24 only when the coincidence detection signal is output from the band determination device 32. Let Of course, when the coincidence detection signal is not input, the calculation output of the frame detection calculation unit 31 is not passed. That is, by switching the selector 33 based on the output from the band determination device 32, the negative output signal that is the source of the erroneous detection is not passed to the threshold determination unit 24 side, so that the frame head of the packet is erroneously detected. Prevent detection.

バンド判定装置32には、上記制御信号b(現在のバンドID等)とこの制御信号bを遅延回路34で遅延させた遅延信号b’とが入力される。   The band determination device 32 receives the control signal b (current band ID or the like) and a delay signal b ′ obtained by delaying the control signal b by the delay circuit 34.

遅延回路34は、上記図3のシンボル遅延回路22と同じ構成である。すなわち、遅延回路34には上記TFC検出信号aが入力しており、これにより上記シンボル遅延回路22に関して説明した通り、検出されたTFCに応じた遅延量分、制御信号bを遅延させる。   The delay circuit 34 has the same configuration as the symbol delay circuit 22 of FIG. That is, the TFC detection signal a is input to the delay circuit 34, and as a result, the control signal b is delayed by a delay amount corresponding to the detected TFC as described with respect to the symbol delay circuit 22.

バンド判定装置32は、制御信号bと遅延信号b’とが一致するか否か(例えばこれらバンドIDが同じであるか否か)を判定し、一致する場合には上記一致検出信号をセレクタ33へ出力する。これにより、セレクタ33は、同一バンドの演算結果のみを通過させる。   The band determination device 32 determines whether or not the control signal b and the delay signal b ′ match (for example, whether or not these band IDs are the same). Output to. Thereby, the selector 33 passes only the calculation result of the same band.

図9には、図7に示した例に対して図8の構成を用いた場合のフレーム検出信号等の波形例を示す。   FIG. 9 shows a waveform example such as a frame detection signal when the configuration of FIG. 8 is used with respect to the example shown in FIG.

図示のフレーム検出信号(セレクタ通過後)は、セレクタ33の出力である。フレーム検出演算部31の出力は、図7(g)に示すフレーム検出信号と同じと考えてよい。図7(d)(f)(g)と図9(d)(f)(g)とを比較すれば分かるように、相関出力通過バンド(制御信号b)と遅延出力通過バンド(遅延信号b’)とが同一の場合におけるフレーム検出信号の負出力(同一バンド同士の複素乗算出力)は、セレクタ33を通過しており、閾値判定部24による検出閾値との比較・検出が行われる。   The illustrated frame detection signal (after passing through the selector) is the output of the selector 33. The output of the frame detection calculation unit 31 may be considered to be the same as the frame detection signal shown in FIG. As can be seen by comparing FIGS. 7 (d), (f), and (g) and FIGS. 9 (d), (f), and (g), the correlation output pass band (control signal b) and the delayed output pass band (delay signal b) The negative output (complex multiplication output of the same band) of the frame detection signal when ') is the same passes through the selector 33, and is compared and detected with the detection threshold by the threshold determination unit 24.

一方、相関出力通過バンド(制御信号b)と遅延出力通過バンド(遅延信号b’)とが異なる場合(図示の例では‘2’と‘1’、及び‘3’と‘2’)におけるフレーム検出信号の負出力は、セレクタ33を通過しないことから、図9に示すように除去されている。このように、図8の構成によれば、バンド間の位相差による負極性の信号を除去し、プリアンブル信号の極性反転成分のみを検出することが可能となる。従って、これら負出力が閾値判定部24で極性変化点として検出されることはなく、パケットのフレーム先頭を誤検出することはない。   On the other hand, when the correlation output pass band (control signal b) and the delayed output pass band (delay signal b ') are different (in the example shown, "2" and "1", and "3" and "2"). Since the negative output of the detection signal does not pass through the selector 33, it is removed as shown in FIG. As described above, according to the configuration of FIG. 8, it is possible to remove the negative polarity signal due to the phase difference between the bands and detect only the polarity inversion component of the preamble signal. Therefore, these negative outputs are not detected by the threshold value determination unit 24 as polarity change points, and the frame head of the packet is not erroneously detected.

上述したように、本方式では、1種類の相関器で相関信号を検出し、それを遅延回路でプリアンブルパターンに対応する遅延量分遅延した信号と、複素乗算器で複素乗算することで、極性変化点の検出をすることができるので、相関器が少なくてすみ、回路が簡素化できる。   As described above, in this method, the correlation signal is detected by one type of correlator, and the signal delayed by the delay amount corresponding to the preamble pattern by the delay circuit is complex-multiplied by the complex multiplier. Since the change point can be detected, the number of correlators can be reduced and the circuit can be simplified.

また、TFC3,4に関しても、バンド間の位相差による極性反転の影響を排除して、シンボルの極性変化による極性変化点のみを検出することができ、パケットのフレーム先頭の誤検出を防ぐことが出来る。すなわち、フレーム同期検出に際して、受信シンボルとプリアンブル信号との相関出力とその遅延信号との複素乗算演算結果を、同一バンドのシンボルに対する演算のみ通過させることで、バンド間の位相回転による極性反転検出を除去し、プリアンブルの極性反転のみを検出することが可能となる。   Also for TFCs 3 and 4, the influence of polarity reversal due to the phase difference between the bands can be eliminated, and only the polarity change point due to the polarity change of the symbol can be detected, thereby preventing erroneous detection of the packet frame head. I can do it. In other words, when detecting frame synchronization, the result of complex multiplication of the correlation output between the received symbol and the preamble signal and the delayed signal is passed only for the calculation of the symbols in the same band, thereby detecting polarity inversion detection by phase rotation between the bands. It is possible to remove and detect only the polarity inversion of the preamble.

本例の無線機の受信回路の構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of the receiving circuit of the wireless device of this example. MB−OFDM方式での7種類のホッピングパターン(TFC)を示す図である。It is a figure which shows seven types of hopping patterns (TFC) in a MB-OFDM system. フレーム同期検出回路の構成例である。2 is a configuration example of a frame synchronization detection circuit. 各TFCに対応したプリアンブル信号の極性の規定を示す図である。It is a figure which shows prescription | regulation of the polarity of the preamble signal corresponding to each TFC. (a)〜(g)は、TFC1を例にした場合のフレーム同期検出回路における各入出力信号例を示す図である。(A)-(g) is a figure which shows each input-output signal example in the frame-synchronization detection circuit at the time of taking TFC1 as an example. (a)〜(g)は、TFC3を例にして位相回転がないと仮定した場合のフレーム同期検出回路における各入出力信号例を示す図である。(A)-(g) is a figure which shows each input-output signal example in a frame synchronous detection circuit at the time of assuming that there is no phase rotation for TFC3 as an example. (a)〜(g)は、TFC3を例にして位相回転がある場合のフレーム同期検出回路における各入出力信号例を示す図である。(A)-(g) is a figure which shows each input-output signal example in a frame synchronous detection circuit in case there exists phase rotation for TFC3 as an example. TFC3,4に関して位相回転がある場合に対応したフレーム同期検出回路の構成例である。This is a configuration example of a frame synchronization detection circuit corresponding to a case where there is a phase rotation with respect to TFCs 3 and 4. (a)〜(g)は、図8に示すフレーム同期検出回路における各入出力信号例を示す図である。(A)-(g) is a figure which shows each input-output signal example in the frame-synchronization detection circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 受信アンテナ
2 LNA
3 ダウンコンバータ
4 LPF
5 AGC
6 A/Dコンバータ
7 Lo発振器
10 復調部
11 ホッピング同期回路
12 フレーム同期検出回路
13 FFT演算部
20 フレーム検出演算部
21 相関演算部
22 シンボル遅延回路
23 複素乗算器
24 閾値判定部
25 プリアンブルパターン記憶部
31 フレーム検出演算部
32 バンド判定装置
33 セレクタ
34 遅延回路
1 Receiving antenna 2 LNA
3 Down converter 4 LPF
5 AGC
6 A / D converter 7 Lo oscillator 10 Demodulator 11 Hopping synchronization circuit 12 Frame synchronization detection circuit 13 FFT operation unit 20 Frame detection operation unit 21 Correlation operation unit 22 Symbol delay circuit 23 Complex multiplier 24 Threshold determination unit 25 Preamble pattern storage unit 31 Frame Detection Operation Unit 32 Band Determination Device 33 Selector 34 Delay Circuit

Claims (2)

複数の周波数バンドに周波数ホッピングされたOFDMシンボルを受信し、ホッピング同期装置と、受信パケットにおけるプリアンブル部の各シンボルの極性からフレームの先頭を検出するフレーム同期検出装置を有する無線受信機であって、
前記フレーム同期検出装置は、
前記プリアンブル部の各シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を演算して相関信号を出力する相関演算手段と、
該相関演算手段からの相関信号を入力し、前記ホッピング同期装置で検出されたTFCに応じた遅延量分、該相関信号を遅延させた第1の遅延信号を出力する第1の遅延量可変遅延手段と、
前記相関信号と前記第1の遅延信号との複素乗算を演算する複素乗算手段と、
前記ホッピング同期装置が現在選択しているバンドを示すバンド識別信号を入力して、該ホッピング同期装置で検出されたTFCに応じた遅延量分、該バンド識別信号を遅延させた第2の遅延信号を出力する第2の遅延量可変遅延手段と、
前記バンド識別信号と第2の遅延信号とを入力して、バンドが同じである場合には一致検出信号を出力するバンド判定手段と、
前記複素乗算手段による演算出力を入力して、前記一致検出信号が出力されているときには該演算出力を通過させるセレクタ手段とを有し、
該セレクタ手段の出力に基づき極性変化点を検出することでフレームの先頭を検出することを特徴とする無線受信機。
A radio receiver that receives OFDM symbols frequency-hopped in a plurality of frequency bands, and has a frame synchronization detection device that detects a hopping synchronization device and a head of a frame from the polarity of each symbol of a preamble portion in a received packet,
The frame synchronization detection device includes:
Correlation calculating means for calculating a cross-correlation between each symbol of the preamble part and a preamble pattern and outputting a correlation signal;
A first delay amount variable delay for inputting a correlation signal from the correlation calculation means and outputting a first delay signal obtained by delaying the correlation signal by a delay amount corresponding to the TFC detected by the hopping synchronization device Means,
Complex multiplication means for calculating a complex multiplication of the correlation signal and the first delayed signal;
A second delay signal obtained by inputting a band identification signal indicating a band currently selected by the hopping synchronization apparatus and delaying the band identification signal by a delay amount corresponding to the TFC detected by the hopping synchronization apparatus Second delay amount variable delay means for outputting
Band determination means for inputting the band identification signal and the second delay signal and outputting a coincidence detection signal when the bands are the same;
A selector unit that inputs an arithmetic output from the complex multiplier and passes the arithmetic output when the coincidence detection signal is output;
A radio receiver characterized in that the head of a frame is detected by detecting a polarity change point based on the output of the selector means.
複数の周波数バンドに周波数ホッピングされたOFDMシンボルを受信する無線受信機における、受信パケットにおけるプリアンブル部の各シンボルの極性からフレームの先頭を検出するフレーム同期検出装置であって、
前記プリアンブル部の各シンボルとプリアンブルパターンとの相互相関を演算して相関信号を出力する相関演算手段と、
該相関演算手段からの相関信号を入力し、検出されたTFCに応じた遅延量分、該相関信号を遅延させた第1の遅延信号を出力する第1の遅延量可変遅延手段と、
前記相関信号と前記第1の遅延信号との複素乗算を演算する複素乗算手段と、
現在選択されているバンドを示すバンド識別信号を入力して、検出されたTFCに応じた遅延量分、該バンド識別信号を遅延させた第2の遅延信号を出力する第2の遅延量可変遅延手段と、
前記バンド識別信号と第2の遅延信号とを入力して、バンドが同じである場合には一致検出信号を出力するバンド判定手段と、
前記複素乗算手段による演算出力を入力して、前記一致検出信号が出力されているときには該演算出力を通過させるセレクタ手段とを有し、
該セレクタ手段の出力に基づき極性変化点を検出することでフレームの先頭を検出することを特徴とするフレーム同期検出装置。

In a radio receiver that receives OFDM symbols frequency-hopped in a plurality of frequency bands, a frame synchronization detection device that detects the beginning of a frame from the polarity of each symbol of a preamble portion in a received packet,
Correlation calculating means for calculating a cross-correlation between each symbol of the preamble part and a preamble pattern and outputting a correlation signal;
First delay amount variable delay means for inputting a correlation signal from the correlation calculation means and outputting a first delay signal obtained by delaying the correlation signal by a delay amount corresponding to the detected TFC;
Complex multiplication means for calculating a complex multiplication of the correlation signal and the first delayed signal;
A second delay amount variable delay for inputting a band identification signal indicating the currently selected band and outputting a second delay signal obtained by delaying the band identification signal by a delay amount corresponding to the detected TFC Means,
Band determination means for inputting the band identification signal and the second delay signal and outputting a coincidence detection signal when the bands are the same;
A selector unit that inputs an arithmetic output from the complex multiplier and passes the arithmetic output when the coincidence detection signal is output;
A frame synchronization detection apparatus for detecting the head of a frame by detecting a polarity change point based on an output of the selector means.

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