JP7199619B2 - Transmitting device, receiving device, spread spectrum communication system, control circuit, storage medium, transmitting method and receiving method - Google Patents

Transmitting device, receiving device, spread spectrum communication system, control circuit, storage medium, transmitting method and receiving method Download PDF

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Description

本開示は、スペクトル拡散通信を行う送信装置、受信装置、スペクトル拡散通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法に関する。 The present disclosure relates to a transmitting device, a receiving device, a spread spectrum communication system, a control circuit, a storage medium, a transmitting method, and a receiving method that perform spread spectrum communication.

スペクトル拡散通信のうち、直接拡散方式は、PSK(Phase Shift Keying)、FSK(Frequency Shift Keying)などで一次変調した変調信号に対して、チャープ信号、PN(Pseudorandom Noise)系列などの系列を拡散系列として乗算することで、一次変調の帯域幅より広い帯域幅にして送信する方式である。受信処理では、拡散系列の逆特性を持った系列で乗算する逆拡散を行い、変調信号を取り出す。このような処理を行うことで、変調信号の1信号に対して乗算する拡散系列長分の電力利得が得られるため、直接拡散方式は、低SNR(Signal to Noise Ratio)で動作させる長距離通信に適している。近年では、IoT(Internet of Things)機器用の無線通信方式として採用されるLPWA(Low Power Wide Area)で、上記の直接拡散方式含むスペクトル拡散通信が活用されている。 Among the spread spectrum communications, the direct sequence system converts a modulated signal primarily modulated by PSK (Phase Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying), etc. into a chirp signal, PN (Pseudorandom Noise) sequence, etc. as a spread sequence. , the bandwidth is wider than the bandwidth of the primary modulation and is transmitted. In reception processing, despreading is performed by multiplying by a sequence having the inverse characteristic of the spreading sequence, and a modulated signal is extracted. By performing such processing, a power gain corresponding to the length of the spreading sequence multiplied by one modulated signal can be obtained. Suitable for In recent years, in LPWA (Low Power Wide Area) adopted as a wireless communication system for IoT (Internet of Things) devices, spread spectrum communication including the above-described direct sequence system is utilized.

チャープ信号には、時間とともに周波数が線形増加するアップチャープ信号、および時間とともに周波数が線形減少するダウンチャープ信号がある。また、前述の系列の一例として、CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto Correlation)系列の1つであるZC(Zadoff-Chu)系列がある。このような系列を用いた送信信号の振幅は、定包絡となることから電力効率が高い。また、このような系列は、巡回時間シフトすることで巡回時間シフト前後の系列間での相互相関が無相関となる良好な相関特性を持つことから、通信システムの既知系列として一般的に用いられる。特許文献1には、スペクトル拡散通信において、既知系列としてチャープ信号を用いて受信機におけるタイミング同期を行う技術が開示されている。 Chirp signals include an up-chirp signal whose frequency linearly increases with time and a down-chirp signal whose frequency linearly decreases with time. Also, as an example of the above-mentioned sequence, there is a ZC (Zadoff-Chu) sequence, which is one of CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto Correlation) sequences. Since the amplitude of the transmission signal using such a sequence has a constant envelope, power efficiency is high. In addition, such sequences are generally used as known sequences in communication systems because they have good correlation characteristics in which the cross-correlation between sequences before and after the cyclic time shift is uncorrelated by cyclic time shifting. . Patent Document 1 discloses a technique of performing timing synchronization in a receiver using a chirp signal as a known sequence in spread spectrum communication.

特許第5699142号公報Japanese Patent No. 5699142

しかしながら、上記従来の技術によれば、スペクトル拡散通信で直接拡散を行う場合、長距離通信を行うために拡散系列長を2倍、4倍、8倍、…と長くしていくと、受信装置では、タイミング同期処理の回路規模が増大する、という問題があった。さらに、送信装置がダイバーシチ利得を得るため複数のアンテナを用い、各アンテナから送信される信号間で干渉しないように異なる拡散系列を用いて送信する場合、受信装置では、タイミング同期処理として各拡散系列に対する同期処理を行う必要があるため、より回路規模が増大する、という問題があった。 However, according to the above-described prior art, when direct spreading is performed in spread spectrum communication, the length of the spreading sequence is increased by 2, 4, 8, . . . However, there is a problem that the circuit scale of timing synchronization processing increases. Furthermore, when a transmitting device uses a plurality of antennas to obtain diversity gain and transmits using different spreading sequences so as not to interfere between signals transmitted from each antenna, the receiving device uses each spreading sequence as timing synchronization processing. Since it is necessary to perform synchronization processing with respect to, there is a problem that the circuit scale increases further.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、スペクトル拡散通信方式で複数のアンテナを用いて信号を送信する場合に、受信装置においてタイミング同期処理の回路規模の増大を抑制しつつ精度良くタイミング同期が可能な送信装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above. It is an object of the present invention to obtain a transmitter capable of timing synchronization.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、スペクトル拡散通信システムにおいて受信装置と無線通信を行う送信装置である。送信装置は、送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算して拡散処理を行う拡散処理部と、拡散処理部で拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化を行う伝送路符号化部と、受信装置におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成する同期用チャープ信号生成部と、同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、送信アンテナ数と同数生成する時間シフト部と、各々が、異なる送信アンテナに接続され、伝送路符号化部で伝送路符号化されたデータ系列と既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して送信アンテナから送信する、送信アンテナ数と同数の波形整形合成部と、を備えることを特徴とする。 To solve the above-described problems and achieve the object, the present disclosure is a transmitting device that performs wireless communication with a receiving device in a spread spectrum communication system. The transmitting apparatus includes a spreading processing unit that performs spreading processing by multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence, and a transmission path for the signal spread by the spreading processing unit based on the number of transmitting antennas. A channel coding unit that performs coding, a synchronization chirp signal generation unit that generates a synchronization chirp signal for timing synchronization in a receiving device, and a block unit signal generated by cyclically time-shifting the synchronization chirp signal, A time shift unit for generating known sequences composed of signals of a plurality of blocks in the same number as the number of transmission antennas, each connected to a different transmission antenna, and a data sequence and a known sequence channel-encoded by a channel encoding unit. are combined to generate different transmission signals and transmit them from the transmission antennas.

本開示に係る送信装置は、スペクトル拡散通信方式で複数のアンテナを用いて信号を送信する場合に、受信装置においてタイミング同期処理の回路規模の増大を抑制しつつ精度良くタイミング同期ができる、という効果を奏する。 The transmitting device according to the present disclosure has the effect of enabling accurate timing synchronization while suppressing an increase in the circuit scale of timing synchronization processing in the receiving device when signals are transmitted using a plurality of antennas in a spread spectrum communication system. play.

本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システムの構成例を示す図A diagram showing a configuration example of a spread spectrum communication system according to the present embodiment 本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システムで使用されるチャープ信号の例を示す第1の図FIG. 1 shows an example of a chirp signal used in the spread spectrum communication system according to the present embodiment; 本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システムで使用されるチャープ信号の例を示す第2の図A second diagram showing an example of a chirp signal used in the spread spectrum communication system according to the present embodiment 本実施の形態に係る送信装置の第1の送信アンテナから送信される送信信号で使用される既知系列の例を示す図A diagram showing an example of a known sequence used in a transmission signal transmitted from the first transmission antenna of the transmission apparatus according to this embodiment 本実施の形態に係る送信装置の第2の送信アンテナから送信される送信信号で使用される既知系列の例を示す図A diagram showing an example of a known sequence used in a transmission signal transmitted from the second transmitting antenna of the transmitting apparatus according to this embodiment 本実施の形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a transmission device according to this embodiment 本実施の形態に係る送信装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the transmission device according to the present embodiment 本実施の形態に係る送信装置で生成されて送信される各送信信号のフレーム例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example frame of each transmission signal generated and transmitted by the transmission device according to the present embodiment; 本実施の形態に係る送信装置が2つの送信アンテナを用いて送信信号を送信した場合に受信装置が受信する合成信号の既知系列部分の例を示す図A diagram showing an example of a known sequence portion of a composite signal received by a receiving apparatus when the transmitting apparatus according to the present embodiment transmits transmission signals using two transmitting antennas. 本実施の形態に係る受信装置において、合成信号に対して同期用のチャープ信号の開始位置を検出するために生成される相関処理用の既知系列の例を示す図FIG. 10 is a diagram showing an example of a known sequence for correlation processing generated to detect the start position of a chirp signal for synchronization with respect to a synthesized signal in the receiving apparatus according to this embodiment; 本実施の形態に係る受信装置が図9に示す合成信号を受信した場合に図10に示す相関処理用の既知系列を用いて相互相関を行って相関値を算出した際の出力イメージを示す図A diagram showing an output image when the receiving apparatus according to the present embodiment receives the synthesized signal shown in FIG. 9 and performs cross-correlation using the known sequence for correlation processing shown in FIG. 10 to calculate the correlation value. 本実施の形態に係る受信装置が図11で算出した相関値に対するピークを合成していくイメージを示す図FIG. 11 is a diagram showing an image of synthesizing the peaks for the correlation values calculated in FIG. 11 by the receiving apparatus according to the present embodiment. 本実施の形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a receiving device according to this embodiment 本実施の形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the receiving device according to this embodiment 本実施の形態に係る受信装置が備えるタイミング同期部の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a timing synchronization unit provided in a receiving apparatus according to this embodiment 本実施の形態に係る受信装置が備えるタイミング同期部の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the timing synchronization unit included in the receiving apparatus according to this embodiment 本実施の形態に係る送信装置が3つの送信アンテナを用いて送信信号を送信した場合に受信装置が受信する合成信号の既知系列部分を示す図FIG. 4 is a diagram showing a known sequence portion of a composite signal received by a receiving apparatus when the transmitting apparatus according to this embodiment transmits transmission signals using three transmitting antennas; 本実施の形態に係る送信装置が3つの送信アンテナを用いて送信信号を送信した場合に受信装置が相関値ピークを合成したイメージを示す図FIG. 11 is a diagram showing an image of combining correlation value peaks by a receiving apparatus when the transmitting apparatus according to the present embodiment transmits transmission signals using three transmitting antennas; 本実施の形態に係る送信装置が4つの送信アンテナを用いて送信信号を送信した場合に受信装置が受信する合成信号の既知系列部分を示す図FIG. 4 is a diagram showing a known sequence portion of a composite signal received by a receiving apparatus when the transmitting apparatus according to this embodiment transmits transmission signals using four transmitting antennas; 本実施の形態に係る送信装置が4つの送信アンテナを用いて送信信号を送信した場合に受信装置が相関値ピークを合成したイメージを示す図FIG. 10 is a diagram showing an image of combining correlation value peaks by a receiving apparatus when the transmitting apparatus according to the present embodiment transmits transmission signals using four transmitting antennas; 本実施の形態に係る送信装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a processing circuit provided in the transmitting apparatus according to the present embodiment when the processing circuit is realized by a processor and a memory; 本実施の形態に係る送信装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing circuit in a case where the processing circuit included in the transmitting apparatus according to the present embodiment is configured with dedicated hardware;

以下に、本開示の実施の形態に係る送信装置、受信装置、スペクトル拡散通信システム、制御回路、記憶媒体、送信方法および受信方法を図面に基づいて詳細に説明する。 A transmitting device, a receiving device, a spread spectrum communication system, a control circuit, a storage medium, a transmitting method, and a receiving method according to embodiments of the present disclosure will be described below in detail with reference to the drawings.

実施の形態.
図1は、本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システム300の構成例を示す図である。スペクトル拡散通信システム300は、送信装置100と、受信装置200と、を備える。図1に示すスペクトル拡散通信システム300は、スペクトル拡散通信方式で無線通信を行う送信装置100および受信装置200の動作のイメージを簡単に示したものである。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a spread spectrum communication system 300 according to this embodiment. Spread spectrum communication system 300 includes transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200 . The spread spectrum communication system 300 shown in FIG. 1 simply shows an image of the operation of the transmitting apparatus 100 and the receiving apparatus 200 that perform wireless communication using the spread spectrum communication method.

送信装置100は、送信ビット系列に対して、PSK、FSKなどを用いて一次変調を行う。送信装置100は、拡散系列としてチャープ信号を用いて変調信号に対して直接拡散することで、拡散系列長だけ信号の帯域幅を広げる。図1では、直接拡散によって、変調信号の帯域幅を狭帯域から広帯域に変換した状態を示している。送信装置100は、帯域幅の広がった拡散後の信号を送信する。 Transmitting apparatus 100 performs primary modulation on a transmission bit sequence using PSK, FSK, or the like. Transmitting apparatus 100 directly spreads the modulated signal using a chirp signal as a spreading sequence, thereby widening the signal bandwidth by the length of the spreading sequence. FIG. 1 shows the state in which the bandwidth of the modulated signal is converted from narrowband to wideband by direct spreading. Transmitting apparatus 100 transmits a spread signal with a wider bandwidth.

受信装置200は、受信信号に対してタイミング同期を行う。受信装置200は、タイミング同期によって拡散後の信号である受信フレームの先頭位置を検出し、送信装置100で用いられた拡散系列に対する逆特性を持った系列を乗算して逆拡散し、拡散前の信号を抽出する。送信装置100で用いられた拡散系列に対する逆特性を持った系列とは、例えば、チャープ信号に用いるZC系列のような定包絡信号であれば、複素信号で位相値を反転させた系列である。図1では、逆拡散によって、受信信号の帯域幅を広帯域から狭帯域に変換した状態を示している。狭帯域の受信信号が、送信装置100における拡散前の信号に相当する。受信装置200は、拡散前の信号に対して復調処理を行うことで、受信ビット系列を得る。 The receiver 200 performs timing synchronization with respect to the received signal. Receiving apparatus 200 detects the beginning position of a received frame, which is a signal after spreading, by timing synchronization, multiplies a sequence having an inverse characteristic to the spreading sequence used in transmitting apparatus 100, despreads, Extract the signal. A sequence having an inverse characteristic to the spreading sequence used in transmitting apparatus 100 is, for example, a sequence whose phase value is inverted by a complex signal in the case of a constant envelope signal such as a ZC sequence used for a chirp signal. FIG. 1 shows a state in which the bandwidth of the received signal is converted from wideband to narrowband by despreading. The narrowband received signal corresponds to the signal before spreading in transmitting apparatus 100 . Receiving apparatus 200 obtains a received bit sequence by performing demodulation processing on the signal before spreading.

なお、図1は、送信装置100および受信装置200の動作のイメージを簡単に示したものであるため、ベースバンド信号処理のみ記載し、ADC(Analog to Digital Converters)、DAC(Digital to Analog Converters)、パワーアンプ、AGC(Auto Gain Control)などの動作については記載を省略している。機能ブロックを用いた送信装置100および受信装置200の詳細な構成および動作の説明については後述する。 Note that FIG. 1 simply shows an image of the operation of the transmitting device 100 and the receiving device 200, so only baseband signal processing is described, and ADC (Analog to Digital Converters) and DAC (Digital to Analog Converters) are described. , power amplifier, and AGC (Auto Gain Control) are omitted. Detailed configurations and operations of transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200 using functional blocks will be described later.

図2は、本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システム300で使用されるチャープ信号の例を示す第1の図である。図3は、本実施の形態に係るスペクトル拡散通信システム300で使用されるチャープ信号の例を示す第2の図である。図2および図3において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。図2は、チャープ信号であるアップチャープ信号の時間および周波数の特性を示すものである。図2に示すように、アップチャープ信号は、時間とともに周波数が線形増加するチャープ信号である。図3は、チャープ信号であるダウンチャープ信号の時間および周波数の特性を示すものである。図3に示すように、ダウンチャープ信号は、時間とともに周波数が線形減少するチャープ信号である。以降では、一例として、アップチャープ信号を用いて説明するが、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号のいずれか、または両方を組み合わせた信号を既知系列として用いてよい。 FIG. 2 is a first diagram showing an example of a chirp signal used in spread spectrum communication system 300 according to this embodiment. FIG. 3 is a second diagram showing an example of a chirp signal used in spread spectrum communication system 300 according to this embodiment. 2 and 3, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates frequency. FIG. 2 shows the time and frequency characteristics of an up-chirp signal, which is a chirp signal. As shown in FIG. 2, the up-chirp signal is a chirp signal whose frequency linearly increases with time. FIG. 3 shows the time and frequency characteristics of a down-chirp signal, which is a chirp signal. As shown in FIG. 3, the down-chirp signal is a chirp signal whose frequency linearly decreases with time. In the following description, an up-chirp signal is used as an example, but either an up-chirp signal or a down-chirp signal, or a signal obtained by combining both may be used as the known sequence.

つづいて、本実施の形態において、受信装置200がタイミング同期を行う際に使用される、送信装置100および受信装置200の間で既知の既知系列について説明する。ここでは、一例として、送信装置100が2本の送信アンテナを備え、2本の送信アンテナから送信信号を送信する場合について説明する。図4は、本実施の形態に係る送信装置100の第1の送信アンテナから送信される送信信号で使用される既知系列の例を示す図である。図5は、本実施の形態に係る送信装置100の第2の送信アンテナから送信される送信信号で使用される既知系列の例を示す図である。図4および図5において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。図4および図5に示すチャープ信号は、図中の横軸1マスに相当する1時間スロットあたり、図中の縦軸1マスに相当する1周波数増加するアップチャープ信号である。 Next, a known sequence known between transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200, which is used when receiving apparatus 200 performs timing synchronization in the present embodiment, will be described. Here, as an example, a case where transmitting apparatus 100 includes two transmitting antennas and transmits transmission signals from the two transmitting antennas will be described. FIG.4 is a diagram showing an example of a known sequence used in a transmission signal transmitted from the first transmitting antenna of transmitting apparatus 100 according to this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing an example of known sequences used in transmission signals transmitted from the second transmitting antenna of transmitting apparatus 100 according to this embodiment. 4 and 5, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates frequency. The chirp signals shown in FIGS. 4 and 5 are up-chirp signals that increase by one frequency corresponding to one square on the vertical axis per time slot corresponding to one square on the horizontal axis in the figures.

本実施の形態では、図4および図5に示すように、5時間スロットで1つのブロックとし、2ブロックで1つの既知系列とする。図4に示す第1の送信アンテナで使用される既知系列は、ブロック#1は周波数(1)から順に増加していく系列とし、ブロック#2は周波数(4)から順に増加していく系列とする。なお、本実施の形態では、周波数(1)~(4)をチャネル帯域幅として想定しているため、周波数(4)の次は周波数(1)に巡回シフトするよう処理を行っている。すなわち、ブロック#1の系列を基準とした場合、ブロック#2の系列は、1周波数分だけ負の方向に時間シフトした系列となる。図5に示す第2の送信アンテナで使用される既知系列は、第1の送信アンテナで使用される既知系列に対して、ブロック#1およびブロック#2の系列順を入れ替えたものとする。 In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, five time slots constitute one block and two blocks constitute one known sequence. As for the known sequences used in the first transmitting antenna shown in FIG. 4, block #1 is a sequence that sequentially increases from frequency (1), and block #2 is a sequence that sequentially increases from frequency (4). do. In this embodiment, since frequencies (1) to (4) are assumed to be the channel bandwidth, processing is performed so that frequency (4) is cyclically shifted to frequency (1). That is, when the sequence of block #1 is used as a reference, the sequence of block #2 is a sequence that is time-shifted in the negative direction by one frequency. The known sequence used by the second transmitting antenna shown in FIG. 5 is obtained by replacing the sequence order of block #1 and block #2 with respect to the known sequence used by the first transmitting antenna.

なお、図4および図5において点線で記載される周波数成分は、実際には送信される信号成分であるが、以降の説明では省略する。これらの周波数成分は、後述する受信装置200のタイミング同期の処理において検出されない成分となる。図4および図5において、各ブロックの拡散系列長に対して点線部分が5分の1を占めるため、不検出となる場合に電力ロスとして大きいように見える。しかしながら、長距離通信のために拡散系列長を長くして、例えば、時間スロットおよび周波数成分の数を1024まで増やした場合、点線部分が占める割合は1025分の1と非常に小さくなり、不検出による同期精度の低下量としては僅かといえる。 Note that the frequency components indicated by dotted lines in FIGS. 4 and 5 are actually signal components to be transmitted, but will be omitted in the following description. These frequency components are components that are not detected in the timing synchronization processing of receiving apparatus 200, which will be described later. In FIGS. 4 and 5, since the dotted line portion occupies one-fifth of the spreading sequence length of each block, the power loss seems to be large when non-detection occurs. However, when the spreading sequence length is lengthened for long-distance communication, for example, the number of time slots and frequency components is increased to 1024, the proportion occupied by the dotted line becomes very small, 1/1025, and is not detected. It can be said that the amount of decrease in synchronization accuracy due to this is very small.

送信装置100の構成および動作について詳細に説明する。図6は、本実施の形態に係る送信装置100の構成例を示すブロック図である。送信装置100は、変調部110と、チャープ信号生成部120と、拡散処理部130と、伝送路符号化部140と、同期用チャープ信号生成部150と、時間シフト部160と、波形整形合成部170-1,170-2と、送信アンテナ180-1,180-2と、を備える。送信アンテナ180-1は前述の第1の送信アンテナに相当し、送信アンテナ180-2は前述の第2の送信アンテナに相当する。以降の説明において、波形整形合成部170-1,170-2を区別しない場合は波形整形合成部170と称し、送信アンテナ180-1,180-2を区別しない場合は送信アンテナ180と称することがある。図7は、本実施の形態に係る送信装置100の動作を示すフローチャートである。 The configuration and operation of transmitting device 100 will be described in detail. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of transmitting apparatus 100 according to this embodiment. Transmitting apparatus 100 includes modulating section 110, chirp signal generating section 120, spreading processing section 130, channel coding section 140, chirp signal generating section 150 for synchronization, time shifting section 160, and waveform shaping combining section. 170-1, 170-2 and transmitting antennas 180-1, 180-2. Transmitting antenna 180-1 corresponds to the aforementioned first transmitting antenna, and transmitting antenna 180-2 corresponds to the aforementioned second transmitting antenna. In the following description, waveform shaping and combining sections 170-1 and 170-2 may be referred to as waveform shaping and combining section 170 when not distinguished, and may be referred to as transmitting antenna 180 when transmitting antennas 180-1 and 180-2 are not distinguished. be. FIG. 7 is a flow chart showing the operation of transmitting apparatus 100 according to the present embodiment.

変調部110は、送信ビット系列に対して、PSK、FSKなどを用いて一次変調を行う(ステップS101)。変調部110は、図1の「一次変調」に相当する処理を行う。 Modulation section 110 performs primary modulation on a transmission bit sequence using PSK, FSK, or the like (step S101). Modulation section 110 performs processing corresponding to “primary modulation” in FIG.

チャープ信号生成部120は、拡散処理用のチャープ信号を生成する(ステップS102)。なお、ここでは拡散系列をチャープ信号としているが、本実施の形態としては既知系列がチャープ信号であればよいため、チャープ信号生成部120は、他の拡散系列を生成しても構わない。 The chirp signal generator 120 generates a chirp signal for spreading processing (step S102). Although a chirp signal is used as the spreading sequence here, chirp signal generation section 120 may generate other spreading sequences as long as the known sequence is a chirp signal in this embodiment.

拡散処理部130は、変調部110で一次変調された変調信号に対して、チャープ信号生成部120で生成されたチャープ信号を乗算することで直接拡散、すなわち拡散処理を行う(ステップS103)。チャープ信号生成部120および拡散処理部130は、図1の「直接拡散」に相当する処理を行う。 The spreading processing unit 130 performs direct spreading by multiplying the modulated signal primary-modulated by the modulating unit 110 by the chirp signal generated by the chirp signal generating unit 120 (step S103). The chirp signal generation unit 120 and the spreading processing unit 130 perform processing corresponding to "direct spreading" in FIG.

伝送路符号化部140は、拡散処理部130で拡散処理された拡散後の信号に対して、2つの送信アンテナ180-1,180-2から送信するため、送信アンテナ180の数に基づいて伝送路符号化を行う(ステップS104)。伝送路符号化としては、2つの送信アンテナ180-1,180-2から送信される送信信号の間で干渉しない方式であればよく、Alamouti STBC(Space Time Block Coding)の方式でもよいし、チャープ信号であれば一方に対して他方を周波数シフトする処理などでもよい。伝送路符号化部140は、伝送路符号化後の信号であるデータ系列を波形整形合成部170-1,170-2に出力する。 Since transmission path coding section 140 transmits the spread signal spread by spreading processing section 130 from two transmitting antennas 180-1 and 180-2, transmission based on the number of transmitting antennas 180 is performed. Road coding is performed (step S104). As the channel coding, any method may be used as long as it does not interfere between the transmission signals transmitted from the two transmitting antennas 180-1 and 180-2. If it is a signal, it may be a process of frequency shifting one side with respect to the other side. Channel coding section 140 outputs a data sequence, which is a signal after channel coding, to waveform shaping/synthesizing sections 170-1 and 170-2.

同期用チャープ信号生成部150は、受信装置200におけるタイミング同期用のチャープ信号を生成する(ステップS105)。具体的には、同期用チャープ信号生成部150は、図4に示す送信アンテナ180-1用の既知系列のうち、ブロック#1の信号を生成する。 The synchronization chirp signal generator 150 generates a chirp signal for timing synchronization in the receiving apparatus 200 (step S105). Specifically, synchronization chirp signal generating section 150 generates a signal of block #1 in the known sequence for transmitting antenna 180-1 shown in FIG.

時間シフト部160は、同期用チャープ信号生成部150から送信アンテナ180-1用のブロック#1の信号を取得し、送信アンテナ180-1用のブロック#1の信号に対して時間シフトを行い、送信アンテナ180-1用のブロック#2の信号を生成する。時間シフト部160は、取得した送信アンテナ180-1用のブロック#1の信号、および生成した送信アンテナ180-1用のブロック#2の信号を用いて、図4に示す送信アンテナ180-1用の既知系列、および図5に示す送信アンテナ180-2用の既知系列を生成する。すなわち、時間シフト部160は、同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、送信アンテナ180の数と同数生成する(ステップS106)。なお、時間シフト部160における時間シフト量は、一部のブロックに対してゼロであってもよい。時間シフト部160は、送信アンテナ180-1用の既知系列を波形整形合成部170-1に出力し、送信アンテナ180-2用の既知系列を波形整形合成部170-2に出力する。 Time shifting section 160 acquires the signal of block #1 for transmitting antenna 180-1 from chirp signal generating section 150 for synchronization, time-shifts the signal of block #1 for transmitting antenna 180-1, Generate block #2 signals for transmit antenna 180-1. Time shift section 160 uses the acquired signal of block #1 for transmitting antenna 180-1 and the generated signal of block #2 for transmitting antenna 180-1 to generate the signal for transmitting antenna 180-1 shown in FIG. and a known sequence for transmit antenna 180-2 shown in FIG. That is, the time shifter 160 generates block-unit signals obtained by cyclically time-shifting the synchronization chirp signal, and generates the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas 180 (step S106). Note that the amount of time shift in the time shift section 160 may be zero for some blocks. Time shift section 160 outputs the known sequence for transmission antenna 180-1 to waveform shaping synthesis section 170-1, and outputs the known sequence for transmission antenna 180-2 to waveform shaping synthesis section 170-2.

波形整形合成部170-1は、伝送路符号化部140から取得したデータ系列と、時間シフト部160から取得した送信アンテナ180-1用の既知系列とを、例えば、既知系列、データ系列の順になるように合成する。波形整形合成部170-1は、合成されてフレーミングされた信号を第1の送信信号として送信アンテナ180-1から送信する。同様に、波形整形合成部170-2は、伝送路符号化部140から取得したデータ系列と、時間シフト部160から取得した送信アンテナ180-2用の既知系列とを、例えば、既知系列、データ系列の順になるように合成する。波形整形合成部170-2は、合成されてフレーミングされた信号を第2の送信信号として送信アンテナ180-2から送信する。このように、波形整形合成部170-1,170-2は、各々が、異なる送信アンテナ180に接続され、伝送路符号化部140で伝送路符号化されたデータ系列と時間シフト部160で生成された既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して、送信アンテナ180から送信する(ステップS107)。波形整形合成部170の数は、送信アンテナ180の数と同数である。 Waveform shaping/synthesizing section 170-1 combines the data sequence obtained from channel coding section 140 and the known sequence for transmitting antenna 180-1 obtained from time shifting section 160, for example, in the order of the known sequence and the data sequence. Synthesize so that Waveform shaping/combining section 170-1 transmits the combined and framed signal from transmitting antenna 180-1 as a first transmission signal. Similarly, waveform shaping/synthesizing section 170-2 converts the data sequence obtained from channel coding section 140 and the known sequence for transmitting antenna 180-2 obtained from time shifting section 160 into known series, data Synthesize so that it is in the order of the series. Waveform shaping/combining section 170-2 transmits the combined and framed signal from transmitting antenna 180-2 as a second transmission signal. In this way, the waveform shaping/synthesizing units 170-1 and 170-2 are connected to different transmitting antennas 180, respectively, and the data sequence channel-encoded by the channel encoding unit 140 and the data sequence generated by the time shift unit 160 are A different transmission signal is generated by synthesizing the obtained known sequence and transmitted from the transmission antenna 180 (step S107). The number of waveform shaping/synthesizing units 170 is the same as the number of transmitting antennas 180 .

図8は、本実施の形態に係る送信装置100で生成されて送信される各送信信号のフレーム例を示す図である。図8において、横軸は時間を示す。なお、図8の例では、既知系列を送信信号の先頭に付与させているが、一例であり、これに限定されない。波形整形合成部170は、既知系列について、送信信号の先頭以外の位置に付与してもよい。 FIG. 8 is a diagram showing a frame example of each transmission signal generated and transmitted by transmitting apparatus 100 according to the present embodiment. In FIG. 8, the horizontal axis indicates time. In addition, in the example of FIG. 8, the known sequence is added to the head of the transmission signal, but this is an example and the present invention is not limited to this. Waveform shaping/synthesizing section 170 may add the known sequence to a position other than the beginning of the transmission signal.

本実施の形態において、送信装置100が備える送信アンテナ180の数は2つ以上である。送信装置100の各送信アンテナ180から送信される送信信号には、同期用チャープ信号の巡回時間シフト量が各々異なる既知系列が含まれる。既知系列は、送信アンテナ180の数以上のブロック数から構成され、同じブロック位置において同期用チャープ信号の巡回時間シフト量は各送信アンテナ180から送信される送信信号ごとに異なる。既知系列は、全ブロックで巡回時間シフト量を累計した巡回時間シフト量の候補が各送信信号において同数である。 In the present embodiment, the number of transmitting antennas 180 included in transmitting apparatus 100 is two or more. A transmission signal transmitted from each transmission antenna 180 of transmission apparatus 100 includes a known sequence in which the cyclic time shift amount of the chirp signal for synchronization is different. The known sequence is composed of a number of blocks equal to or greater than the number of transmission antennas 180, and the cyclic time shift amount of the chirp signal for synchronization differs for each transmission signal transmitted from each transmission antenna 180 at the same block position. The known sequence has the same number of candidates for the cyclic time shift amount obtained by accumulating the cyclic time shift amounts in all blocks for each transmission signal.

つぎに、受信装置200の受信処理について説明する。図9は、本実施の形態に係る送信装置100が2つの送信アンテナ180-1,180-2を用いて送信信号を送信した場合に受信装置200が受信する合成信号の既知系列部分の例を示す図である。図9において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。また、図9において、黒線が送信アンテナ180-1から送信されて受信した信号の既知系列を示し、白線が送信アンテナ180-2から送信されて受信した信号の既知系列を示している。図10は、本実施の形態に係る受信装置200において、合成信号に対して同期用のチャープ信号の開始位置を検出するために生成される相関処理用の既知系列の例を示す図である。受信装置200は、2ブロックからなる既知系列のうち、1ブロック分の系列を生成すればよい。受信装置200で生成される既知系列は、図4および図5に示す既知系列の各ブロックのうち、点線部分を除いた部分に相当する。 Next, reception processing of the reception device 200 will be described. FIG. 9 shows an example of a known sequence portion of a combined signal received by receiving apparatus 200 when transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits transmission signals using two transmitting antennas 180-1 and 180-2. FIG. 4 is a diagram showing; In FIG. 9, the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates frequency. In FIG. 9, the black line indicates the known sequence of the signal transmitted and received from transmitting antenna 180-1, and the white line indicates the known sequence of the signal transmitted and received from transmitting antenna 180-2. FIG. 10 is a diagram showing an example of a known sequence for correlation processing that is generated in order to detect the start position of a chirp signal for synchronization with respect to a combined signal in receiving apparatus 200 according to this embodiment. Receiving apparatus 200 may generate a sequence for one block out of a known sequence consisting of two blocks. The known sequences generated by receiving apparatus 200 correspond to the blocks of the known sequences shown in FIGS. 4 and 5, excluding the dotted lines.

図11は、本実施の形態に係る受信装置200が図9に示す合成信号を受信した場合に図10に示す相関処理用の既知系列を用いて相互相関を行って相関値を算出した際の出力イメージを示す図である。図11(a)は前述の図9と同様である。図11(b)において、横軸は時間を示し、縦軸は相関値を示す。受信装置200が図10に示す相関処理用の既知系列を用いて相互相関を行う場合、周波数(1)~(4)で1時間スロットずつ増加する成分に対して相関値のピークが立つことから、時間(1)、時間(2)、時間(6)、および時間(7)の先頭でそれぞれ相関値のピークが得られる。通常、送信アンテナ180-1から受信装置200の受信アンテナとの間の伝搬損、および送信アンテナ180-2から受信装置200の受信アンテナとの間の伝搬損は異なる値となるが、図11の例では同じ伝搬損として扱っている。受信装置200は、相関値のピークを検出後、後述するように相関値の各ピークを合成していく。 FIG. 11 shows the correlation value calculated by performing cross-correlation using the known sequence for correlation processing shown in FIG. 10 when receiving apparatus 200 according to the present embodiment receives the combined signal shown in FIG. It is a figure which shows an output image. FIG. 11(a) is the same as FIG. 9 described above. In FIG. 11(b), the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the correlation value. When receiving apparatus 200 performs cross-correlation using the known sequences for correlation processing shown in FIG. , time (1), time (2), time (6), and time (7), respectively. Normally, the propagation loss between transmitting antenna 180-1 and the receiving antenna of receiving apparatus 200 and the propagation loss between transmitting antenna 180-2 and the receiving antenna of receiving apparatus 200 have different values. In the example, they are treated as the same propagation loss. After detecting the peak of the correlation value, receiving apparatus 200 synthesizes each peak of the correlation value as will be described later.

なお、本実施の形態では、アップチャープ信号だけで構成した既知系列としているが、アップチャープ信号とダウンチャープ信号とを組み合わせた信号を既知系列としている場合、受信装置200は、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号の各系列に対して個別に相関処理を行ってから、それぞれで得られた相関値を合成する。この場合、受信装置200を本実施の形態と同じ回路規模にするためには、アップチャープ信号およびダウンチャープ信号の各系列をそれぞれ2時間スロット分として計4時間スロット長の既知系列とする必要がある。 In the present embodiment, the known sequence is made up of only the up-chirp signal. After performing correlation processing on each series of chirp signals individually, the obtained correlation values are combined. In this case, in order to make receiving apparatus 200 the same circuit scale as that of the present embodiment, each sequence of the up-chirp signal and the down-chirp signal needs to be a known sequence with a total length of four time slots, with each sequence corresponding to two time slots. be.

図12は、本実施の形態に係る受信装置200が図11で算出した相関値に対するピークを合成していくイメージを示す図である。図12の各図において、横軸は時間を示し、縦軸は相関値を示す。図12(a)は前述の図11(b)と同様である。受信装置200は、まず、相関処理の出力に対してブロック間合成を行い、1ブロック時間前の相関値との電力和を取る。これにより、図12(b)の相関値特性が得られる。受信装置200は、次に、図12(b)の相関値特性に対してブロック内合成を行い、送信装置100で時間シフトを行った分、本実施の形態では、具体的に1時間スロットだけ前の相関値との電力和をとる。これにより、図12(c)の相関値特性が得られる。受信装置200は、以上の処理を行った上で、最終的な相関値特性のピークを検出することで、既知系列の位置を特定する。 FIG. 12 is a diagram showing an image of how receiving apparatus 200 according to the present embodiment synthesizes peaks for the correlation values calculated in FIG. In each diagram of FIG. 12, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the correlation value. FIG. 12(a) is similar to FIG. 11(b) described above. Receiving apparatus 200 first performs inter-block synthesis on the output of correlation processing, and obtains the power sum with the correlation value one block time earlier. As a result, the correlation value characteristic shown in FIG. 12(b) is obtained. Next, receiving apparatus 200 performs intra-block combining on the correlation value characteristic of FIG. Take the power sum with the previous correlation value. As a result, the correlation value characteristic shown in FIG. 12(c) is obtained. After performing the above processing, receiving apparatus 200 identifies the position of the known sequence by detecting the peak of the final correlation value characteristic.

図12の例であれば、相関値ピークは既知系列の時間(2)の先頭で得られることから、ピーク位置から1時間スロット前の位置が既知系列の先頭位置であることが分かる。本実施の形態の受信装置200の相関値ピークの検出方法の特徴として、送信装置100の一方の送信アンテナ180の送信信号が得られなかった場合でも、図12に示す黒線または白線のいずれかが相関値として得られなくなるのみで、送信装置100の他方の送信アンテナ180の送信信号については同じ位置で相関値ピークが得られる。そのため、受信装置200は、送信装置100と受信装置200との間の無線伝搬路の状態に係わらず、いずれかの送信アンテナ180の送信信号が受信できる状態であればタイミング同期が可能である。また、このような特徴は、送信装置100の送信アンテナ180が1本であっても、受信装置200において同様のタイミング同期方法が適用可能であるといえる。 In the example of FIG. 12, since the correlation value peak is obtained at the beginning of time (2) of the known sequence, it can be seen that the position one time slot before the peak position is the beginning position of the known sequence. As a feature of the correlation value peak detection method of receiving apparatus 200 of the present embodiment, even if the transmission signal of one of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is not obtained, either the black line or the white line shown in FIG. is no longer obtained as a correlation value, and a correlation value peak is obtained at the same position for the transmission signal of the other transmitting antenna 180 of the transmitting apparatus 100 . Therefore, receiving apparatus 200 can perform timing synchronization as long as the transmission signal of any of transmitting antennas 180 can be received regardless of the state of the radio propagation path between transmitting apparatus 100 and receiving apparatus 200 . Moreover, such a feature can be said that the same timing synchronization method can be applied to the receiving apparatus 200 even if the transmitting apparatus 100 has only one transmitting antenna 180 .

受信装置200の構成および動作について詳細に説明する。図13は、本実施の形態に係る受信装置200の構成例を示すブロック図である。受信装置200は、受信アンテナ210と、帯域制限部220と、タイミング同期部230と、逆拡散処理部240と、復調部250と、を備える。図14は、本実施の形態に係る受信装置200の動作を示すフローチャートである。 The configuration and operation of receiving device 200 will be described in detail. FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of receiving apparatus 200 according to this embodiment. Receiving apparatus 200 includes receiving antenna 210 , band limiting section 220 , timing synchronization section 230 , despreading processing section 240 and demodulation section 250 . FIG. 14 is a flowchart showing the operation of receiving apparatus 200 according to this embodiment.

帯域制限部220は、受信アンテナ210で受信された受信信号に対して、帯域制限フィルタによって帯域制限を行う(ステップS201)。帯域制限部220は、帯域制限によって、所望の帯域の信号、すなわち受信チャネルの情報のみを抽出する。 The band-limiting unit 220 band-limits the received signal received by the receiving antenna 210 using a band-limiting filter (step S201). Band-limiting section 220 extracts only the signal of the desired band, that is, the information of the reception channel by band-limiting.

タイミング同期部230は、帯域制限部220で抽出された受信チャネルの情報を用いてタイミング同期を行い、受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を検出する(ステップS202)。タイミング同期部230は、図1の「タイミング同期」に相当する処理を行う。 The timing synchronization unit 230 performs timing synchronization using the reception channel information extracted by the band limiting unit 220, and detects the start position of the reception frame included in the reception signal (step S202). The timing synchronization unit 230 performs processing corresponding to "timing synchronization" in FIG.

タイミング同期部230の構成および動作について詳細に説明する。図15は、本実施の形態に係る受信装置200が備えるタイミング同期部230の構成例を示すブロック図である。タイミング同期部230は、相関系列生成部231と、相関処理部232と、ブロック間合成部233と、ブロック内合成部234と、ピーク検出部235と、を備える。図16は、本実施の形態に係る受信装置200が備えるタイミング同期部230の動作を示すフローチャートである。タイミング同期部230において、相関系列生成部231は、図10に示すような相関処理用の既知系列を生成する(ステップS301)。相関処理用の既知系列は、送信装置100の同期用チャープ信号生成部150で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む。 The configuration and operation of timing synchronization section 230 will be described in detail. FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of timing synchronization section 230 included in receiving apparatus 200 according to this embodiment. The timing synchronization unit 230 includes a correlation sequence generation unit 231 , a correlation processing unit 232 , an inter-block synthesis unit 233 , an intra-block synthesis unit 234 and a peak detection unit 235 . FIG. 16 is a flowchart showing the operation of timing synchronization section 230 included in receiving apparatus 200 according to this embodiment. In the timing synchronization unit 230, the correlation sequence generator 231 generates a known sequence for correlation processing as shown in FIG. 10 (step S301). The known sequence for correlation processing includes all or part of the synchronization chirp signal for timing synchronization generated by synchronization chirp signal generation section 150 of transmitting apparatus 100 .

相関処理部232は、帯域制限部220で抽出された所望の帯域の信号と、相関系列生成部231で生成された相関処理用の既知系列との相関処理を行う(ステップS302)。相関処理部232の相関処理によって、図12(a)のような相関値のピークが得られる。 The correlation processing unit 232 performs correlation processing between the desired band signal extracted by the band limiting unit 220 and the known sequence for correlation processing generated by the correlation sequence generation unit 231 (step S302). Correlation processing by the correlation processing unit 232 provides a correlation value peak as shown in FIG. 12(a).

ブロック間合成部233は、相関処理部232からの出力に対して、ブロック間合成を行って(ステップS303)、既知系列の全ブロックの電力を合成する。ブロック間合成部233のブロック間合成処理によって、図12(b)のような相関値ピークが得られる。 The inter-block synthesizing unit 233 performs inter-block synthesis on the output from the correlation processing unit 232 (step S303) to synthesize the power of all blocks of the known series. Correlation value peaks such as those shown in FIG.

ブロック内合成部234は、ブロック間合成部233からの出力に対して、ブロック内合成を行って(ステップS304)、送信装置100で加えた時間シフト分の相関値を合成する。ブロック内合成部234のブロック内合成処理によって、図12(c)のような相関値ピークが得られる。 The intra-block combining unit 234 performs intra-block combining on the output from the inter-block combining unit 233 (step S304), and combines the correlation values for the time shift added by the transmitting apparatus 100. FIG. Correlation value peaks such as those shown in FIG.

ピーク検出部235は、ブロック内合成部234からの出力、すなわち図12(c)のような相関値ピークから相関値ピークを検出して受信フレームの先頭位置を特定する(ステップS305)。ピーク検出部235は、タイミング同期の結果として、受信フレームの先頭位置を特定する位置情報を出力する。 The peak detection unit 235 detects the correlation value peak from the output from the intra-block synthesis unit 234, that is, the correlation value peak shown in FIG. 12(c), and specifies the head position of the received frame (step S305). The peak detector 235 outputs position information specifying the head position of the received frame as a result of timing synchronization.

このように、タイミング同期部230は、送信装置100で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む相関処理用既知系列を生成し、所望の帯域の信号と相関処理用既知系列との相関処理を行って得た相関値から相関値ピークを検出し、受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を特定するタイミング同期を行う。タイミング同期部230は、相関処理で得られたピーク値に対して、巡回時間シフト量の異なる複数のブロックの信号からなる既知系列のブロック間で合成を行い、さらにブロック内で合成を行ってからピーク検出を行うことでタイミング同期を行う。 In this way, timing synchronization section 230 generates a known sequence for correlation processing that includes all or part of a synchronization chirp signal for timing synchronization generated in transmitting apparatus 100, and generates a signal of a desired band and a correlation processing known sequence. A correlation value peak is detected from a correlation value obtained by performing correlation processing with a known sequence, and timing synchronization is performed to specify the head position of a received frame included in the received signal. Timing synchronization section 230 combines the peak values obtained by the correlation processing between blocks of a known sequence composed of a plurality of blocks of signals with different cyclic time shift amounts, and then combines within the block. Timing synchronization is performed by performing peak detection.

図13および図14の説明に戻る。逆拡散処理部240は、帯域制限部220によって抽出された所望の帯域の信号から、タイミング同期部230から取得した位置情報を用いて受信フレームの位置を特定し、送信装置100で用いられた拡散系列に対する逆特性を持った系列を乗算して逆拡散する(ステップS203)。逆拡散処理部240は、逆拡散によって送信装置100での拡散前の信号を抽出する。逆拡散処理部240は、図1の「逆拡散」に相当する処理を行う。 Returning to the description of FIGS. 13 and 14. FIG. Despreading processing section 240 identifies the position of the received frame from the signal of the desired band extracted by band limiting section 220 using the position information obtained from timing synchronization section 230, Multiply a sequence having an inverse characteristic to the sequence and despread (step S203). Despreading processing section 240 extracts the signal before spreading in transmitting apparatus 100 by despreading. The despreading processing unit 240 performs processing corresponding to "despreading" in FIG.

復調部250は、拡散前の信号からデータ系列を抽出し、復調処理を行う(ステップS204)。復調部250は、復調処理によって受信ビット系列を得る。復調部250は、図1の「復調」に相当する処理を行う。 The demodulator 250 extracts the data series from the pre-spread signal and performs demodulation processing (step S204). Demodulator 250 obtains a received bit sequence through demodulation processing. The demodulator 250 performs processing corresponding to "demodulation" in FIG.

このように、スペクトル拡散通信システム300では、送信装置100が複数の送信アンテナ180を用いて送信する場合でも、受信装置200は、前述のようなタイミング同期を行うことによって、簡易な処理で精度良くタイミング同期を行うことが可能となる。 As described above, in the spread spectrum communication system 300, even when the transmitting apparatus 100 transmits using a plurality of transmitting antennas 180, the receiving apparatus 200 performs the above-described timing synchronization, thereby performing simple processing and high accuracy. It becomes possible to perform timing synchronization.

なお、本実施の形態では、送信装置100の送信アンテナ180の数が2つの場合について説明したが、一例であり、送信装置100の送信アンテナ180の数が3つの場合についても適用可能である。具体的には、タイミング同期用の既知系列について、送信装置100の送信アンテナ180の数を1つ増やすごとに、各ブロックにおいて時間シフトの候補を1つ以上増やし、さらに構成するブロック数も1つ以上増やす。 In this embodiment, the case where the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is two has been described, but this is an example, and the case where the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is three is also applicable. Specifically, for the known sequence for timing synchronization, each time the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is increased by one, the number of time shift candidates is increased by one or more in each block, and the number of blocks to be configured is also one. increase more than

図17は、本実施の形態に係る送信装置100が3つの送信アンテナ180を用いて送信信号を送信した場合に受信装置200が受信する合成信号の既知系列部分を示す図である。図18は、本実施の形態に係る送信装置100が3つの送信アンテナ180を用いて送信信号を送信した場合に受信装置200が相関値ピークを合成したイメージを示す図である。図19は、本実施の形態に係る送信装置100が4つの送信アンテナ180を用いて送信信号を送信した場合に受信装置200が受信する合成信号の既知系列部分を示す図である。図20は、本実施の形態に係る送信装置100が4つの送信アンテナ180を用いて送信信号を送信した場合に受信装置200が相関値ピークを合成したイメージを示す図である。図17から図20において、送信装置100の第1の送信アンテナから送信された信号に対応する信号を黒線で示し、送信装置100の第2の送信アンテナから送信された信号に対応する信号を白線で示し、送信装置100の第3の送信アンテナから送信された信号に対応する信号を点線で示している。また、図19および図20において、送信装置100の第4の送信アンテナから送信された信号に対応する信号を三重線で示している。 FIG. 17 is a diagram showing a known sequence portion of a combined signal received by receiving apparatus 200 when transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits transmission signals using three transmitting antennas 180. In FIG. FIG. 18 is a diagram showing an image of combining correlation value peaks by receiving apparatus 200 when transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits transmission signals using three transmitting antennas 180. In FIG. FIG. 19 is a diagram showing a known sequence portion of a combined signal received by receiving apparatus 200 when transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits transmission signals using four transmitting antennas 180. In FIG. FIG. 20 is a diagram showing an image of correlation value peaks combined by receiving apparatus 200 when transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits transmission signals using four transmitting antennas 180. In FIG. 17 to 20 , black lines indicate signals corresponding to signals transmitted from the first transmitting antenna of transmitting apparatus 100, and signals corresponding to signals transmitted from the second transmitting antenna of transmitting apparatus 100 are represented by black lines. A white line indicates a signal corresponding to a signal transmitted from the third transmitting antenna of the transmitting apparatus 100, and a dotted line indicates the signal. 19 and 20, the signal corresponding to the signal transmitted from the fourth transmitting antenna of transmitting apparatus 100 is indicated by triple lines.

図18および図20の相関値ピークについては、受信装置200において、ブロック間合成およびブロック内合成を行って最大ピーク値が得られるブロックのみを記載しており、隣接ブロックの相関値の表記は省略している。送信装置100の各送信アンテナ180から送信される送信信号に含まれる既知系列の構成としては、例えば、送信アンテナ180の数が3つの場合、ブロック#1において黒線の時間シフト量を0、白線の時間シフト量を1、点線の時間シフト量を2とする。3ブロック分の時間シフト量を数字で並べた場合に、0・1・2、1・2・0、2・0・1というように送信装置100が時間シフト量をブロック毎に巡回シフトさせることで、受信装置200でのタイミング同期が可能となる。受信装置200は、受信信号に対して、送信アンテナ180の数が2つの場合と同じ相関処理用の既知系列を用いて相関処理を行った後、3ブロック分のブロック間合成を行い、最後にブロック内合成で時間シフト量0、1、2に対応するピーク値を合成することで、図18に示す相関値特性が得られる。送信装置100の送信アンテナ180の数が4つの場合でも、送信アンテナ180の数が3つの場合に対して、既知系列のブロック数を1つ増やし、各ブロックの時間シフト量の候補も1つ増やすことで、対応可能である。 18 and 20, only blocks for which the maximum peak value is obtained by performing inter-block combining and intra-block combining in receiving apparatus 200 are described, and notation of correlation values of adjacent blocks is omitted. doing. As for the configuration of the known sequence included in the transmission signal transmitted from each transmission antenna 180 of the transmission device 100, for example, when the number of transmission antennas 180 is three, in block #1 the time shift amount of the black line is 0 and the white line is 1, and the time shift amount of the dotted line is 2. When the time shift amounts for three blocks are arranged numerically, the transmitting apparatus 100 cyclically shifts the time shift amounts for each block such as 0.1.2, 1.2.0, and 2.0.1. , timing synchronization in the receiver 200 becomes possible. Receiving apparatus 200 performs correlation processing on the received signal using the same known sequence for correlation processing as in the case where the number of transmitting antennas 180 is two, then performs inter-block synthesis for three blocks, and finally By synthesizing the peak values corresponding to the time shift amounts 0, 1, and 2 in the intra-block synthesis, the correlation value characteristic shown in FIG. 18 is obtained. Even when the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is four, the number of blocks of the known sequence is increased by one, and the number of time shift amount candidates for each block is also increased by one, compared to the case of three transmitting antennas 180. By doing so, it is possible to respond.

以上の説明から、既知系列に関するパターン生成方法を一般化すると、次の3つの生成条件となる。1つ目は、送信装置100の送信アンテナ180の数以上のブロック数で既知系列を構成し、各ブロックの時間シフト量の候補として送信装置100の送信アンテナ180の数以上設ける。2つ目は、各ブロックにおける既知信号の配置として、送信装置100の各送信アンテナ180の信号が互いに干渉しないように異なる時間シフト量とする。3つ目は、送信装置100の各送信アンテナ180用の既知系列について、既知系列として構成する全ブロックで総計して各時間シフト量候補を同じ回数だけ用いる。 Based on the above description, the following three generation conditions can be obtained by generalizing the pattern generation method for the known sequence. First, a known sequence is configured with a number of blocks equal to or greater than the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100, and a number equal to or greater than the number of transmitting antennas 180 of transmitting apparatus 100 is provided as time shift amount candidates for each block. Second, the known signals are arranged in each block with different time shift amounts so that the signals of the transmission antennas 180 of the transmission device 100 do not interfere with each other. The third method is to use each time shift amount candidate the same number of times for the known sequence for each transmitting antenna 180 of the transmitting apparatus 100, totaling all blocks constituting the known sequence.

つづいて、送信装置100のハードウェア構成について説明する。送信装置100において、送信アンテナ180は、アンテナ素子により実現される。変調部110、チャープ信号生成部120、拡散処理部130、伝送路符号化部140、同期用チャープ信号生成部150、時間シフト部160、および波形整形合成部170は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。 Next, the hardware configuration of transmission device 100 will be described. In transmitting apparatus 100, transmitting antenna 180 is realized by an antenna element. Modulation section 110, chirp signal generation section 120, spreading processing section 130, channel coding section 140, chirp signal generation section 150 for synchronization, time shift section 160, and waveform shaping synthesis section 170 are realized by processing circuits. The processing circuitry may be a processor and memory executing programs stored in the memory, or may be dedicated hardware. Processing circuitry is also called control circuitry.

図21は、本実施の形態に係る送信装置100が備える処理回路をプロセッサ91およびメモリ92で実現する場合の処理回路90の構成例を示す図である。図21に示す処理回路90は制御回路であり、プロセッサ91およびメモリ92を備える。処理回路90がプロセッサ91およびメモリ92で構成される場合、処理回路90の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ92に格納される。処理回路90では、メモリ92に記憶されたプログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路90は、送信装置100の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ92を備える。このプログラムは、処理回路90により実現される各機能を送信装置100に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。 FIG. 21 is a diagram showing a configuration example of processing circuit 90 when the processing circuit included in transmitting apparatus 100 according to the present embodiment is realized by processor 91 and memory 92. As shown in FIG. A processing circuit 90 shown in FIG. 21 is a control circuit and includes a processor 91 and a memory 92 . When the processing circuit 90 is composed of the processor 91 and the memory 92, each function of the processing circuit 90 is implemented by software, firmware, or a combination of software and firmware. Software or firmware is written as a program and stored in memory 92 . In the processing circuit 90, each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. FIG. That is, the processing circuitry 90 includes a memory 92 for storing programs that result in the processing of the transmitting device 100 being executed. This program can also be said to be a program for causing the transmitting device 100 to execute each function realized by the processing circuit 90 . This program may be provided by a storage medium storing the program, or may be provided by other means such as a communication medium.

上記プログラムは、拡散処理部130が、送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算して拡散処理を行う第1のステップと、伝送路符号化部140が、拡散処理部130で拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化を行う第2のステップと、同期用チャープ信号生成部150が、受信装置200におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成する第3のステップと、時間シフト部160が、同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、送信アンテナ数と同数生成する第4のステップと、送信アンテナ数と同数の波形整形合成部170の各々が、異なる送信アンテナ180に接続され、伝送路符号化部140で伝送路符号化されたデータ系列と既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して送信アンテナ180から送信する第5のステップと、を送信装置100に実行させるプログラムであるとも言える。 The above program comprises a first step in which spreading processing section 130 performs spreading processing by multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence; A second step of performing channel coding on the processed signal based on the number of transmitting antennas, and a synchronization chirp signal generation unit 150 generating a synchronization chirp signal for timing synchronization in the receiving apparatus 200. A third step, and a fourth step in which the time shift unit 160 generates a block-unit signal obtained by cyclically time-shifting the synchronization chirp signal, and generates the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas. Each of the steps and the waveform shaping/combining units 170, the number of which is the same as the number of transmitting antennas, is connected to different transmitting antennas 180, and combines the data sequence channel-encoded by the channel encoding unit 140 with the known sequence to obtain a different It can also be said that it is a program that causes the transmitting device 100 to execute the fifth step of generating a transmission signal and transmitting it from the transmission antenna 180 .

ここで、プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などである。また、メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。 Here, the processor 91 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor). The memory 92 is a non-volatile or volatile memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM). A semiconductor memory, a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD (Digital Versatile Disc) is applicable.

図22は、本実施の形態に係る送信装置100が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路93の例を示す図である。図22に示す処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 FIG. 22 is a diagram showing an example of processing circuit 93 when the processing circuit included in transmitting apparatus 100 according to the present embodiment is configured with dedicated hardware. The processing circuit 93 shown in FIG. 22 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof. thing applies. The processing circuit may be partly implemented by dedicated hardware and partly implemented by software or firmware. Thus, the processing circuitry may implement each of the functions described above through dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.

なお、受信装置200についても、送信装置100と同様のハードウェア構成により実現される。受信装置200において、受信アンテナ210はアンテナ素子である。帯域制限部220、タイミング同期部230、逆拡散処理部240、および復調部250は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。 It should be noted that the receiving device 200 is also implemented by a hardware configuration similar to that of the transmitting device 100 . In receiving apparatus 200, receiving antenna 210 is an antenna element. Bandwidth limiting section 220, timing synchronization section 230, despreading processing section 240, and demodulation section 250 are implemented by processing circuits. The processing circuitry may be a processor and memory executing programs stored in the memory, or may be dedicated hardware.

以上説明したように、本実施の形態によれば、スペクトル拡散通信システム300において、送信装置100は、所望の電力利得を得るための既知系列を分割して短くした分割単位であるブロックに対して、送信処理としてブロック単位で巡回時間シフトを加えてから送信する。受信装置200は、各ブロックに対する巡回時間シフト前の既知系列を用いて相互相関処理を行い、処理結果として得られる複数の相関値ピークに対して巡回時間シフト分を考慮して合成することで、ブロック長のみの相関処理によって、精度良くタイミング同期を行う。これにより、受信装置200は、スペクトル拡散通信方式で送信装置100が複数の送信アンテナ180を用いて信号を送信する場合に、タイミング同期処理の回路規模の増大を抑制しつつ、精度良くタイミング同期を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, in spread spectrum communication system 300, transmitting apparatus 100 divides and shortens a known sequence for obtaining a desired power gain for blocks, which are division units. , a cyclic time shift is added in units of blocks as transmission processing, and then transmitted. Receiving apparatus 200 performs cross-correlation processing using a known sequence before the cyclic time shift for each block, and combines a plurality of correlation value peaks obtained as processing results in consideration of the cyclic time shift. Accurate timing synchronization is performed by correlation processing only for the block length. As a result, when transmitting apparatus 100 transmits signals using a plurality of transmitting antennas 180 in a spread spectrum communication system, receiving apparatus 200 can achieve accurate timing synchronization while suppressing an increase in circuit scale for timing synchronization processing. It can be carried out.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are only examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.

100 送信装置、110 変調部、120 チャープ信号生成部、130 拡散処理部、140 伝送路符号化部、150 同期用チャープ信号生成部、160 時間シフト部、170-1,170-2 波形整形合成部、180-1,180-2 送信アンテナ、200 受信装置、210 受信アンテナ、220 帯域制限部、230 タイミング同期部、231 相関系列生成部、232 相関処理部、233 ブロック間合成部、234 ブロック内合成部、235 ピーク検出部、240 逆拡散処理部、250 復調部、300 スペクトル拡散通信システム。 100 transmitter, 110 modulation unit, 120 chirp signal generation unit, 130 spreading processing unit, 140 transmission line coding unit, 150 chirp signal generation unit for synchronization, 160 time shift unit, 170-1, 170-2 waveform shaping synthesis unit , 180-1, 180-2 transmitting antenna, 200 receiving device, 210 receiving antenna, 220 band limiting unit, 230 timing synchronization unit, 231 correlation sequence generation unit, 232 correlation processing unit, 233 inter-block synthesis unit, 234 intra-block synthesis section, 235 peak detection section, 240 despreading processing section, 250 demodulation section, 300 spread spectrum communication system.

Claims (12)

スペクトル拡散通信システムにおいて受信装置と無線通信を行う送信装置であって、
送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算して拡散処理を行う拡散処理部と、
前記拡散処理部で拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化を行う伝送路符号化部と、
前記受信装置におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成する同期用チャープ信号生成部と、
前記同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、前記送信アンテナ数と同数生成する時間シフト部と、
各々が、異なる送信アンテナに接続され、前記伝送路符号化部で伝送路符号化されたデータ系列と前記既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して前記送信アンテナから送信する、前記送信アンテナ数と同数の波形整形合成部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
A transmitting device that performs wireless communication with a receiving device in a spread spectrum communication system,
a spreading processing unit that performs spreading processing by multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence;
a transmission line coding unit that performs transmission line coding on the signal spread by the spreading processing unit based on the number of transmission antennas;
a synchronization chirp signal generator for generating a synchronization chirp signal for timing synchronization in the receiving device;
a time shifter that generates a signal in units of blocks obtained by cyclically time-shifting the chirp signal for synchronization, and generates the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas;
each of which is connected to a different transmission antenna and combines a data sequence channel-encoded by the channel encoding unit with the known sequence to generate a different transmission signal and transmit the transmission signal from the transmission antenna; a waveform shaping/synthesizing unit of the same number as the number of antennas;
A transmitting device comprising:
前記送信アンテナ数は2以上であり、
各送信アンテナから送信される前記送信信号には、前記同期用チャープ信号の巡回時間シフト量が各々異なる前記既知系列が含まれる、
ことを特徴とする請求項1に記載の送信装置。
The number of transmitting antennas is 2 or more,
The transmission signal transmitted from each transmission antenna includes the known sequence with a different cyclic time shift amount of the synchronization chirp signal.
2. The transmitter according to claim 1, characterized by:
前記既知系列は、前記送信アンテナ数以上のブロック数から構成され、同じブロック位置において前記同期用チャープ信号の巡回時間シフト量は各送信アンテナから送信される送信信号ごとに異なり、全ブロックで巡回時間シフト量を累計した巡回時間シフト量の候補が各送信信号において同数である、
ことを特徴とする請求項2に記載の送信装置。
The known sequence is composed of a number of blocks equal to or greater than the number of transmission antennas, and the cyclic time shift amount of the synchronization chirp signal at the same block position differs for each transmission signal transmitted from each transmission antenna. The number of candidates for the cyclic time shift amount obtained by accumulating the shift amount is the same for each transmission signal.
3. The transmitter according to claim 2, characterized by:
スペクトル拡散通信システムにおいて送信装置と無線通信を行う受信装置であって、
前記送信装置から送信され、受信した信号である受信信号に対して帯域制限を行い、所望の帯域の信号を抽出する帯域制限部と、
前記送信装置で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む相関処理用既知系列を生成し、前記所望の帯域の信号と前記相関処理用既知系列との相関処理を行って得た相関値から相関値ピークを検出し、前記受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を特定するタイミング同期を行うタイミング同期部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device that performs wireless communication with a transmitting device in a spread spectrum communication system,
a band limiting unit configured to band limit a received signal, which is a received signal transmitted from the transmitting device, and extract a signal of a desired band;
generating a correlation processing known sequence including all or part of a synchronization chirp signal for timing synchronization generated by the transmitting device, and performing correlation processing between the desired band signal and the correlation processing known sequence; a timing synchronizing unit that detects a correlation value peak from the correlation value obtained by performing the timing synchronization to specify the head position of the received frame included in the received signal;
A receiving device comprising:
前記タイミング同期部は、相関処理で得られたピーク値に対して、巡回時間シフト量の異なる複数のブロックの信号からなる前記既知系列のブロック間で合成を行い、さらにブロック内で合成を行ってからピーク検出を行うことでタイミング同期を行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の受信装置。
The timing synchronization unit combines the peak values obtained by the correlation processing between the blocks of the known sequence composed of a plurality of blocks of signals with different amounts of cyclic time shifts, and further combines within the blocks. Timing synchronization is performed by detecting peaks from
5. The receiving apparatus according to claim 4, characterized by:
請求項1から3のいずれか1つに記載の送信装置と、
請求項4または5に記載の受信装置と、
を備えることを特徴とするスペクトル拡散通信システム。
a transmitter according to any one of claims 1 to 3;
a receiving device according to claim 4 or 5;
A spread spectrum communication system comprising:
スペクトル拡散通信システムにおいて受信装置と無線通信を行う送信装置を制御するための制御回路であって、
送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算する拡散処理、
拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化、
前記受信装置におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成、
前記同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、前記送信アンテナ数と同数生成、
伝送路符号化されたデータ系列と前記既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して送信アンテナから送信、
を前記送信装置に実施させることを特徴とする制御回路。
A control circuit for controlling a transmitting device that performs wireless communication with a receiving device in a spread spectrum communication system,
Spreading processing for multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence,
Transmission path coding based on the number of transmitting antennas for spread processed signals,
generating a synchronization chirp signal for timing synchronization in the receiving device;
generating a block unit signal obtained by cyclically time-shifting the synchronization chirp signal, and generating the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas;
combining the channel-encoded data sequence and the known sequence to generate a different transmission signal and transmitting it from a transmission antenna;
A control circuit that causes the transmitting device to implement:
スペクトル拡散通信システムにおいて送信装置と無線通信を行う受信装置を制御するための制御回路であって、
前記送信装置から送信され、受信した信号である受信信号に対して帯域制限を行い、所望の帯域の信号を抽出、
前記送信装置で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む相関処理用既知系列を生成し、前記所望の帯域の信号と前記相関処理用既知系列との相関処理を行って得た相関値から相関値ピークを検出し、前記受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を特定するタイミング同期、
を前記受信装置に実施させることを特徴とする制御回路。
A control circuit for controlling a receiving device that performs wireless communication with a transmitting device in a spread spectrum communication system,
band-limiting a received signal, which is a signal transmitted and received from the transmitting device, and extracting a signal in a desired band;
generating a correlation processing known sequence including all or part of a synchronization chirp signal for timing synchronization generated by the transmitting device, and performing correlation processing between the desired band signal and the correlation processing known sequence; Timing synchronization for detecting a correlation value peak from the correlation value obtained by and specifying the beginning position of the received frame included in the received signal;
A control circuit that causes the receiving device to implement:
スペクトル拡散通信システムにおいて受信装置と無線通信を行う送信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、
送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算する拡散処理、
拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化、
前記受信装置におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成、
前記同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、前記送信アンテナ数と同数生成、
伝送路符号化されたデータ系列と前記既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して送信アンテナから送信、
を前記送信装置に実施させることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a program for controlling a transmitting device that performs wireless communication with a receiving device in a spread spectrum communication system,
Said program
Spreading processing for multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence,
Transmission path coding based on the number of transmitting antennas for spread processed signals,
generating a synchronization chirp signal for timing synchronization in the receiving device;
generating a block unit signal obtained by cyclically time-shifting the synchronization chirp signal, and generating the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas;
combining the channel-encoded data sequence and the known sequence to generate a different transmission signal and transmitting it from a transmission antenna;
A storage medium characterized by causing the transmitting device to implement:
スペクトル拡散通信システムにおいて送信装置と無線通信を行う受信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記送信装置から送信され、受信した信号である受信信号に対して帯域制限を行い、所望の帯域の信号を抽出、
前記送信装置で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む相関処理用既知系列を生成し、前記所望の帯域の信号と前記相関処理用既知系列との相関処理を行って得た相関値から相関値ピークを検出し、前記受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を特定するタイミング同期、
を前記受信装置に実施させることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a program for controlling a receiving device that wirelessly communicates with a transmitting device in a spread spectrum communication system,
Said program
band-limiting a received signal, which is a signal transmitted and received from the transmitting device, and extracting a signal in a desired band;
generating a correlation processing known sequence including all or part of a synchronization chirp signal for timing synchronization generated by the transmitting device, and performing correlation processing between the desired band signal and the correlation processing known sequence; Timing synchronization for detecting a correlation value peak from the correlation value obtained by and specifying the beginning position of the received frame included in the received signal;
A storage medium characterized by causing the receiving device to implement:
スペクトル拡散通信システムにおいて受信装置と無線通信を行う送信装置の送信方法であって、
拡散処理部が、送信ビット系列が変調された変調信号に拡散系列を乗算して拡散処理を行う第1のステップと、
伝送路符号化部が、前記拡散処理部で拡散処理された信号に対して、送信アンテナ数に基づいて伝送路符号化を行う第2のステップと、
同期用チャープ信号生成部が、前記受信装置におけるタイミング同期用の同期用チャープ信号を生成する第3のステップと、
時間シフト部が、前記同期用チャープ信号を巡回時間シフトしたブロック単位の信号を生成し、複数のブロックの信号からなる既知系列を、前記送信アンテナ数と同数生成する第4のステップと、
前記送信アンテナ数と同数の波形整形合成部の各々が、異なる送信アンテナに接続され、前記伝送路符号化部で伝送路符号化されたデータ系列と前記既知系列とを合成して異なる送信信号を生成して前記送信アンテナから送信する第5のステップと、
を含むことを特徴とする送信方法。
A transmission method for a transmitting device that performs wireless communication with a receiving device in a spread spectrum communication system,
a first step in which the spreading processing unit performs spreading processing by multiplying a modulated signal obtained by modulating a transmission bit sequence by a spreading sequence;
a second step in which a transmission line coding unit performs transmission line coding on the signal spread by the spreading processing unit based on the number of transmitting antennas;
a third step in which a synchronization chirp signal generator generates a synchronization chirp signal for timing synchronization in the receiving device;
a fourth step in which the time shift unit generates a signal in units of blocks obtained by cyclically time-shifting the chirp signal for synchronization, and generates the same number of known sequences composed of signals of a plurality of blocks as the number of transmission antennas;
Waveform shaping/synthesizing units of the same number as the number of transmitting antennas are connected to different transmitting antennas, and combine the data sequence channel-encoded by the channel encoding unit with the known sequence to generate different transmission signals. a fifth step of generating and transmitting from the transmit antenna;
A transmission method comprising:
スペクトル拡散通信システムにおいて送信装置と無線通信を行う受信装置の受信方法であって、
帯域制限部が、前記送信装置から送信され、受信した信号である受信信号に対して帯域制限を行い、所望の帯域の信号を抽出する第1のステップと、
タイミング同期部が、前記送信装置で生成されるタイミング同期用の同期用チャープ信号の全部または一部を含む相関処理用既知系列を生成し、前記所望の帯域の信号と前記相関処理用既知系列との相関処理を行って得た相関値から相関値ピークを検出し、前記受信信号に含まれる受信フレームの先頭位置を特定するタイミング同期を行う第2のステップと、
を含むことを特徴とする受信方法。
A receiving method for a receiving device that performs wireless communication with a transmitting device in a spread spectrum communication system,
a first step in which a band-limiting unit performs band-limiting on a received signal, which is a signal transmitted from the transmitting device and received, and extracts a signal in a desired band;
A timing synchronization unit generates a correlation processing known sequence including all or part of a synchronization chirp signal for timing synchronization generated by the transmitting device, and combines the signal of the desired band with the correlation processing known sequence. A second step of performing timing synchronization for detecting a correlation value peak from the correlation value obtained by performing the correlation processing of and specifying the head position of the received frame included in the received signal;
A receiving method characterized by comprising:
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532311A (en) 2000-03-05 2003-10-28 イトラン コミュニケーションズ リミテッド Spread spectrum communication system using differential code shift keying
JP2019536390A (en) 2016-10-24 2019-12-12 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Optimal combination of preamble and data field for sensor networks with low power consumption based on message segmentation method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2933080B1 (en) * 1998-04-24 1999-08-09 日本電気株式会社 Reception synchronizer using chirp signal
JP2019021964A (en) * 2017-07-11 2019-02-07 日本無線株式会社 Communication system and communication method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532311A (en) 2000-03-05 2003-10-28 イトラン コミュニケーションズ リミテッド Spread spectrum communication system using differential code shift keying
JP2019536390A (en) 2016-10-24 2019-12-12 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Optimal combination of preamble and data field for sensor networks with low power consumption based on message segmentation method

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