JP5930734B2 - 信号同期方法及び信号同期装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る信号同期装置100の構成を概略的に示すブロック図である。信号同期装置100は、時間間隔を変化させて受信信号の差分及び既知信号の差分を算出し、これらの差分を比較することで、受信信号に含まれる雑音の影響を分散して、同期監視時に偶発する同期タイミングの誤検出を低減できる。このため、信号同期装置100は、弱電界環境であっても同期タイミングを正確かつ高速に検出することができる。図1に示されているように、信号同期装置100は、信号判定部101と、選択信号生成部102と、第1選択部103と、第1信号生成部104と、既知信号生成部105と、第2選択部106と、第2信号生成部107と、同期処理部108とを備える。同期処理部108は、同期監視部109と、同期検出部110とを備える。
一方、選択受信ディジタル素信号Cr7とCr8のペアは「1」と「0」であるため、両者の比較結果は異なっていると判断され、その判断結果は「1」となる。
第1信号生成部104は、このようにして得られた数値列「0001・・・」を差動受信ディジタル信号Drとする。
言い換えると、第1信号生成部104は、選択受信ディジタル信号Crで示される値を前から順に2つずつのペアに分け、このペアにおける排他的論理和を算出し、算出結果を数値列とすることで差動受信ディジタル信号Drを生成していることになる。
既知信号生成部105は、受信信号Rから得られた受信ディジタル信号Hとの相関演算を行って信号同期位置を検出するために予め準備された信号を参照して既知信号Pを生成することが望ましい。例えば、この予め準備された信号を差動変調した信号を既知信号Pとすることができる。ここでの変調方式は、第2信号生成部107で復調することのできるものである。既知信号Pは、受信信号Rから得られる受信ディジタル信号Hとの相関演算を行って信号同期位置を検出するために予め準備された信号を参照したものであれば、他の方法で生成されてもよい。
一方、選択既知素信号Cp7とCp8のペアは「1」と「0」であるため、両者の比較結果は異なっていると判断され、その判断結果は「1」となる。
第2信号生成部107は、このようにして得られた数値列「0111・・・」を差動既知信号Dpとすることができる。
言い換えると、第2信号生成部107は、選択既知信号Cpで示される値を前から順に2つずつのペアに分け、このペアにおける排他的論理和を算出し、算出結果を数値列とすることで差動既知信号Dpを生成していることになる。
そして、判定部109bから出力される相関検出フラグFは、例えば、差動受信ディジタル信号Drと差動既知信号Dpが一致と判定された場合に「1」、不一致と判定された場合に「0」を示すものとする。
また、加算部110bは、第1所定周期生成部110aから出力される第1所定周期T1に従って、加算結果を初期化する。例えば、第1所定周期T1で示される回数が「5」である場合には、加算部110bは、相関検出フラグFを5回加算して、加算結果信号Faを切替部110cに与えた後に、加算結果を「0」に初期化する。言い換えると、加算部110bは、第1所定周期T1で示される回数、相関検出フラグFで示される値を加算した後に、加算結果を初期化する。
ここで、タイミング情報は、蓄積部110fが同期候補信号Fcを受け取ったタイミングを示すものであってもよく、また、信号単位(シンボル)の初期位置に対する同期候補信号Fcが検出された受信信号Rの相対位置であってもよく、さらに、同期候補信号Fcが検出された受信信号Rが信号同期装置100に入力された時刻を特定可能な制御値であってもよい。なお、信号単位の初期位置は、信号同期装置100が信号単位の開始点とみなしている位置であり、信号単位の開始点を正確に示す位置でなくてもよい。
そして、同期検出部110において第1所定周期T1を適切に設定すれば(例えば、「3」とすれば)、切換部110cからの出力は、相関検出フラグFを加算した結果である「1」となる。
さらに、例えば、採決部110dにおいて、相関検出フラグFのうち過半数の値が「1」である場合に同期候補信号Fcを出力すると仮定した場合、採決部110dで用いられる所定基準は「2」となる。従って、図12に示されているような場合、採決部110dは、同期候補信号Fcを出力しないため、同期タイミング位置の誤認識を回避することができる。
そして、同期検出部110において第1所定周期T1を適切に設定すれば(例えば、「3」とすれば)、切換部110cからの出力は、相関検出フラグFを加算した結果である「2」となる。
図16は、実施の形態2に係る信号同期装置200の構成を概略的に示すブロック図である。信号同期装置200は、信号判定部201と、選択信号生成部102と、第1選択部103と、第1信号生成部104と、既知信号生成部105と、第2選択部106と、第2信号生成部107と、同期処理部208とを備える。同期処理部208は、同期監視部209と、同期検出部110とを備える。実施の形態2に係る信号同期装置200は、信号判定部201及び同期監視部209において、実施の形態1に係る信号同期装置100と異なっている。
例えば、信号判定部201は、受信信号Rに含まれるn系統の受信素信号と、受信ディジタル信号Hに含まれるn系統の受信ディジタル素信号との、対応する系統毎の差分の一部又は全部を平均化した値を示す品質信号Qを生成する。このような方法をとることで、受信信号Rに含まれる歪みや雑音等の影響の度合いを品質信号Qとして数値化し、同期監視部209へ提供することができる。
なお、品質信号Qは、受信信号Rに含まれるn系統の受信素信号の振幅又は電力成分の一部又は全部を平均化した値とすることもできる。このような方法をとることで、受信信号Rの信号強度を品質信号Qとして数値化し、同期監視部209へ提供することができる。
ここで、実施の形態2において、判定部209bは、品質信号Qで示される受信品質が低いものであるほど、閾値として高い値を使用する。例えば、判定部209bは、品質信号Qで示される値を閾値として使用することができる。
図18は、実施の形態3に係る信号同期装置300の構成を概略的に示すブロック図である。信号同期装置300は、信号判定部301と、選択信号生成部302と、第1選択部103と、第1信号生成部104と、既知信号生成部105と、第2選択部106と、第2信号生成部107と、同期処理部208とを備える。同期処理部208は、同期監視部209と、同期検出部110とを備える。実施の形態3に係る信号同期装置300は、信号判定部301及び選択信号生成部302において、実施の形態2に係る信号同期装置200と異なっている。
例えば、信号判定部301は、受信信号Rに含まれるn系統の受信素信号と、受信ディジタル信号Hに含まれるn系統の受信ディジタル素信号との対応する系統毎の差分を示す個別品質信号Sを生成する。このような方法をとることで、受信信号Rに含まれる歪みや雑音等の影響の度合いを個別品質信号Sとして数値化し、選択信号生成部302に提供することができる。
ここで、個別品質信号Sは、受信信号Rに含まれるn系統の受信素信号の振幅又は電力成分の値とすることもできる。このような方法をとることで、受信信号Rの信号強度を個別品質信号Sとして数値化し、選択信号生成部302へ提供することができる。
なお、信号判定部301は、受信信号Rを信号処理した結果を受信ディジタル信号Hとして出力すると共に、受信信号Rの品質に応じた値を品質信号Q及び個別品質信号Sとして出力する構成であれば、上述のような処理以外であってもよい。
例えば、選択信号生成部302は、予め定められた閾値を用いて、個別品質信号Sに基づいて、受信品質が劣悪と判断することのできる系統を除いて、選択制御信号Gを生成することができる。言い換えると、選択信号生成部302は、受信品質の高い系統の信号だけが選択されるように、選択制御信号Gを生成することができる。具体的には、n=16であると仮定して、個別品質信号Sが、受信ディジタル信号Hを構成する16系統の受信素信号のうち13番目のものの受信品質が劣悪であることを示す値である場合、選択信号生成部302では、13を除く1以上16以下の数字から無作為に選択することで、当該選択結果を選択制御信号Gとすることができる。
また、選択信号生成部302は、個別品質信号Sに基づいて、受信品質の高い系統の信号が優先的に特定されるように、n系統の信号から選択する信号を示す選択制御信号Gを生成することもできる。具体的には、選択信号生成部302は、予め定められた閾値を用いて、個別品質信号Sで示される差分により、n系統の受信ディジタル素信号をその受信品質に応じて予め定められた区分に分類する。ここでの閾値は、n系統の受信ディジタル素信号を、その個別品質信号Sで示される差分により、「受信品質=高」、「受信品質=中」、「受信品質=低」及び「受信品質=悪」の何れかの区分に分類するためのものである。ここでは、受信品質は、「高」から「悪」に向かって悪くなるものとする。
そして、選択信号生成部302は、受信品質の高い区分に分類された系統ほど、選択される確率が高くなるように、選択制御信号Gを生成する。例えば、選択信号生成部302は、各系統を示す「1」から「n」までの数字を、各区分に応じた数だけ入れた選択候補数列の中から、無作為に数字を抽出することにより、選択制御信号Gを生成することができる。例えば、選択信号生成部302は、「受信品質=高」と判断された系統を示す数字を40個、「受信品質=中」と判断された系統を示す数字を30個、「受信品質=低」と判断された系統を示す数字を20個、及び、「受信品質=悪」と判断された系統を示す数字を10個入れた選択候補数列の中から、無作為に2n個の数字を選択すればよい。
Claims (13)
- 選択する信号系列を示す選択信号を、各々が異なるように複数生成する選択信号生成過程と、
1つの受信ディジタル信号から、前記選択信号生成過程で生成された複数の選択信号の各々で示される信号系列に対応する受信ディジタル素信号を、前記複数の選択信号の各々において選択する第1選択過程と、
前記第1選択過程で、前記複数の選択信号の各々において選択された受信ディジタル素信号の値の差分により、前記複数の選択信号の各々に対応する複数の第1信号を生成する第1信号生成過程と、
信号の同期位置を検出するために予め定められた既知信号を生成する既知信号生成過程と、
前記既知信号から、前記複数の選択信号の各々で示される信号系列に対応する既知素信号を、前記複数の選択信号の各々において選択する第2選択過程と、
前記第2選択過程で、前記複数の選択信号の各々において選択された既知素信号を復調することで、前記複数の選択信号の各々に対応する複数の第2信号を生成する第2信号生成過程と、
前記複数の選択信号の各々に対応して生成された第1信号と第2信号とをそれぞれ比較し、当該比較結果の全てを用いて同期位置を検出する同期処理過程と、を備え、
前記既知信号生成過程は、前記第2信号生成過程で復調することができる変調方式で、予め準備された信号を変調することにより、前記既知信号を生成すること
を特徴とする信号同期方法。 - 前記同期処理過程は、
前記第1信号と前記第2信号とが一致するか否かを判断する同期監視過程と、
前記1つの受信ディジタル信号から選択された複数の受信ディジタル素信号の値の差分により生成された複数の第1信号の内、前記第2信号と一致すると前記同期監視過程で判断された数が、予め定められた周期内において最大となっている1つの受信ディジタル信号に基づいて前記同期位置を検出する同期検出過程と、を備えること
を特徴とする請求項1に記載の信号同期方法。 - 前記同期監視過程は、
前記第1信号と前記第2信号との不一致度を算出する比較過程と、
前記不一致度が予め定められた閾値以下である場合に、前記第1信号と前記第2信号とが一致すると判断する判定過程と、を備えること
を特徴とする請求項2に記載の信号同期方法。 - 1つの受信信号をビット判定することにより、前記1つの受信ディジタル信号を生成するとともに、前記受信信号の受信品質を示す品質信号を生成する信号判定過程をさらに備え、
前記判定過程は、前記品質信号で示される受信品質が低いほど、前記判定過程が使用する予め定められた閾値の値を大きくすること
を特徴とする請求項3に記載の信号同期方法。 - 前記品質信号は、前記受信信号の受信品質として、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信素信号と、当該受信素信号から生成された受信ディジタル素信号との間の差分の一部又は全部を平均化した値を示すこと
を特徴とする請求項4に記載の信号同期方法。 - 前記品質信号は、前記受信信号の受信品質として、前記1つの受信信号の信号系列毎の振幅又は電力成分の一部又は全部を平均化した値を示すこと
を特徴とする請求項4に記載の信号同期方法。 - 前記信号判定過程は、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信品質を示す個別品質信号をさらに生成し、
前記選択信号生成過程は、前記個別品質信号で示される受信品質が高い信号系列だけが選択されるように、前記選択信号を生成すること
を特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の信号同期方法。 - 前記信号判定過程は、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信品質を示す個別品質信号をさらに生成し、
前記選択信号生成過程は、前記個別品質信号で示される受信品質が高い信号系列が優先的に選択されるように、前記選択信号を生成すること
を特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の信号同期方法。 - 前記個別品質信号は、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信品質として、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信素信号と、当該受信素信号から生成された受信ディジタル素信号との間の差分を示すこと
を特徴とする請求項7又は8に記載の信号同期方法。 - 前記個別品質信号は、前記1つの受信信号の信号系列毎の受信品質として、前記1つの受信信号の信号系列毎の振幅又は電力成分の値を示すこと
を特徴とする請求項7又は8に記載の信号同期方法。 - 選択する信号系列を示す選択信号を、各々が異なるように複数生成する選択信号生成部と、
1つの受信ディジタル信号から、前記選択信号生成部で生成された複数の選択信号の各々で示される信号系列に対応する受信ディジタル素信号を、前記複数の選択信号の各々において選択する第1選択部と、
前記第1選択部で、前記複数の選択信号の各々において選択された受信ディジタル素信号の値の差分により、前記複数の選択信号の各々に対応する複数の第1信号を生成する第1信号生成部と、
信号の同期位置を検出するために予め定められた既知信号を生成する既知信号生成部と、
前記既知信号から、前記複数の選択信号の各々で示される信号系列に対応する既知素信号を、前記複数の選択信号の各々において選択する第2選択部と、
前記第2選択部で、前記複数の選択信号の各々において選択された既知素信号を復調することで、前記複数の選択信号の各々に対応する複数の第2信号を生成する第2信号生成部と、
前記複数の選択信号の各々に対応して生成された第1信号と第2信号とをそれぞれ比較し、当該比較結果の全てを用いて同期位置を検出する同期処理部と、を備え、
前記既知信号生成部は、前記第2信号生成部で復調することができる変調方式で、予め準備された信号を変調することにより、前記既知信号を生成すること
を特徴とする信号同期装置。 - 前記同期処理部は、
前記第1信号と前記第2信号とが一致するか否かを判断する同期監視部と、
前記1つの受信ディジタル信号から選択された複数の受信ディジタル素信号の値の差分により生成された複数の第1信号の内、前記第2信号と一致すると前記同期監視部で判断された数が、予め定められた周期内において最大となっている1つの受信ディジタル信号に基づいて前記同期位置を検出する同期検出部と、を備えること
を特徴とする請求項11に記載の信号同期装置。 - 前記同期監視部は、
前記第1信号と前記第2信号との不一致度を算出する比較部と、
前記不一致度が予め定められた閾値以下である場合に、前記第1信号と前記第2信号とが一致すると判断する判定部と、を備えること
を特徴とする請求項12に記載の信号同期装置。
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