JP6009962B2 - 無線送信装置、無線受信装置、及び方法 - Google Patents
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Description
実施の形態では、送信機から送信した信号を受信機が受信し、信号の有無を検出することを説明する。さらに第3の実施の形態では、信号に乗った情報を得ることも可能にすることを説明する。
本実施の形態における通信システムについて図1を参照して説明する。
本実施の形態の通信システムは、送信機100から送信アンテナ101を介して信号を送信し、受信機150がアンテナ151を介して信号を受信する。受信機150が送信機100からの信号の有無を検出する。さらに受信機150は信号に乗った情報を得ることも可能になる。
送信機100は、送信アンテナ101、拡散系列生成部201、及び無線送信部202を備えている。
受信機150は、受信アンテナ151、無線受信部301、差分型マッチドフィルタ300、及び信号検出部307を備えている。さらに、差分型マッチドフィルタ300は、拡散系列生成部302、系列乗算部303、低域通過フィルタ304、差分検出部305、及び加算部306を備えている。
拡散系列生成部302は、拡散系列生成部201と同様の動作によって、拡散系列c(k)を生成する。
まず、無線受信部301で得られるディジタル受信信号r(k)は、図5Aに示すようなコンスタレーション及び図5Bに示すようなスペクトラムを有している。ディジタル受信信号r(k)に含まれる送られた拡散符号には、フェージングや送受信機間の周波数オフセットによる位相回転が加わっている。また拡散符号はチップレートに相当する帯域幅を持っている。
また第1の実施の形態によれば、拡散符号を送信することによって、逆拡散の過程で差動検波を行う受信機において、逆拡散処理が容易となる。
第1の実施の形態では拡散符号は特に限定されなかったが、本実施の形態では特殊な拡散符号を使用することが第1の実施の形態とは異なる。
さらにフィルタ重畳後の系列f(k)(低域通過フィルタ304の出力)、差分検出部305の出力g(k)、そしてk0から始まるディジタル受信信号が差分型マッチドフィルタ300に入っているときの演算の結果h(k0)(差分型マッチドフィルタ300の出力)は、以下のように展開することができる。
(ステップS1)サンプル番号k0を1だけインクリメントする。
(ステップS2)s(k0,N,m,n)(k≠N)の更新。
(ステップS2−1)k=0の場合を除く全てのk、m及びnにおけるs(k0,k−1,m,n)の値を、s(k0−1,k,m,n)から得る。なお、s(k0−1,k,m,n)はkに関して0〜Nまでしか定義されていないので、s(k0,N,m,n)は空けたままとなる。
(ステップS3−1)−T≦m≦T−1及び−T≦n≦T−1のRrr(k0,m,n)の値を、Rrr(k0−1,m+1,n+1)から得る。そしてRtc(m,n)を乗じてs(k0,N,m,n)を得る。
(ステップS3−2)Rrr(k0,T,n)及びRrr(k0,m,T)を、(式14)に基づいて得る。これにそれぞれRtc(T,n)及びRtc(m,T)を乗じて、残りのs(k0,N,m,n)を得る。
(ステップS4−1)(式12−1)及び(式12−2)に基づき、σs_k(k0−1,m,n)からσs_k(k0,m,n)を求める。
(ステップS5−1)(式17)に基づき、h(k0)を求める。
第3の実施の形態では、拡散符号を用いてデータを伝送する手段を考える。送信側がデータにあわせて複数の拡散符号を用いる。また受信側は単一の拡散符号を用いるが、その後の低域通過フィルタや差分検出部に工夫することで、送信側でいずれの拡散符号が用いられたかを判断する。
受信機はc1(n)とc2(n)のいずれが送られているかを知らないので、上記の周波数変換を含む場合と含まない場合の双方を試し、ピークが得られた方、もしくは高い出力が得られた方を採用する。
送信データ生成部801は、受信機150に伝送したい送信データを生成する。そしてこのデータに基づき、系列選択部802は拡散符号のC1部分の値を決める。すなわち、系列選択部802はC11であるかC12であるかを決定する。このC1部分に従い、拡散系列生成部803は拡散系列を生成する。以降は第1の実施の形態と同様である。
周波数変換部901は、系列乗算部303の出力に対しωとC11とC12で決まる正弦波を乗じて、周波数変換を施してから低域通過フィルタ304へと出力する。この周波数変換を実施する場合と、周波数変換部901が何もしない場合の2種類の差分型マッチドフィルタ900の出力を求め、信号検出部308でピークが得られた方に応じて送信したデータを判定する。
Claims (11)
- 送信機から送信される無線信号の変換前の信号である第1拡散符号と同様な第2拡散符号を生成する生成部と、
前記無線信号を変換したディジタル受信信号と、前記第2拡散符号とを複素乗算して乗算信号を得る乗算部と、
隣接するサンプルでの2つの乗算信号のうち、どちらか一方の乗算信号の複素共役と他方の乗算信号とを複素乗算して検出信号を得る差分検出部と、
全てのサンプルで得られる検出信号を加算して加算信号を得る加算部と、
前記加算信号のピークがある閾値以上になるかどうかを検出する信号検出部と、を具備する無線受信装置。 - サンプルがk番目の前記第1拡散符号及び前記第2拡散符号は、exp[jωk(k+C)]で表され、ここでj2=−1、ω=2π×(拡散符号の周波数)、Cは定数である請求項1に記載の無線受信装置。
- 前記第1拡散符号は、送信される情報に応じて異なる定数Cが使用される請求項2に記載の無線受信装置。
- 前記乗算信号の周波数を、2つの異なる定数Cとωで決まる角周波数で決まる周波数へ変換して変換済み乗算信号を得る変換部をさらに具備し、
前記差分検出部は、隣接するサンプルでの2つの前記変換済み乗算信号のうち、どちらか一方の乗算信号の複素共役と他方の乗算信号とを複素乗算して検出信号を得る請求項3に記載の無線受信装置。 - 前記乗算信号の周波数を、2つの異なる定数Cとωで決まる角周波数で決まる周波数へ変換して変換済み乗算信号を得る変換部と、
前記変換済み乗算信号に低域通過フィルタをかけフィルタ済み乗算信号を得るフィルタと、をさらに具備し、
前記差分検出部は、隣接するサンプルでの2つの前記フィルタ済み乗算信号のうち、どちらか一方の乗算信号の複素共役と他方の乗算信号とを複素乗算して検出信号を得る請求項3に記載の無線受信装置。 - 前記信号検出部は、前記変換部が複数の周波数への複数の変換済み乗算信号を得ている場合に、前記加算信号のピークがある閾値以上になった際の周波数に前記第1拡散符号が対応すると判定する請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の無線受信装置。
- 前記乗算信号に低域通過フィルタをかけフィルタ済み乗算信号を得るフィルタをさらに具備し、
前記差分検出部は、隣接するサンプルでの2つの前記フィルタ済み乗算信号のうち、どちらか一方の乗算信号の複素共役と他方の乗算信号とを複素乗算して検出信号を得る請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の無線受信装置。 - 拡散符号を生成する生成部と、
前記拡散符号を無線信号へ変換し、アンテナから送信する送信部と、を具備し、
サンプルk番目の前記拡散符号は、exp[jωk(k+C)]で表され、ここでj2=−1、ω=2π×(拡散符号の周波数)、Cは定数である無線送信装置。 - 前記拡散符号は、送信される情報に応じて異なる定数Cが使用される請求項8に記載の無線送信装置。
- 送信機から送信される無線信号の変換前の信号である第1拡散符号と同様な第2拡散符号を生成し、
前記無線信号を変換したディジタル受信信号と、前記第2拡散符号とを複素乗算して乗算信号を得、
隣接するサンプルでの2つの乗算信号のうち、どちらか一方の乗算信号の複素共役と他方の乗算信号とを複素乗算して検出信号を得、
全てのサンプルで得られる検出信号を加算して加算信号を得、
前記加算信号のピークがある閾値以上になるかどうかを検出すること、を具備する無線受信方法。 - 拡散符号を生成し、
前記拡散符号を無線信号へ変換し、アンテナから送信すること、を具備し、
サンプルがk番目の前記拡散符号は、exp[jωk(k+C)]で表され、ここでj2=−1、ω=2π×(拡散符号の周波数)、Cは定数である無線送信方法。
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