JPH05110533A - 無線受信機を到来する無線信号と同期させる方法 - Google Patents
無線受信機を到来する無線信号と同期させる方法Info
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- JPH05110533A JPH05110533A JP9116692A JP9116692A JPH05110533A JP H05110533 A JPH05110533 A JP H05110533A JP 9116692 A JP9116692 A JP 9116692A JP 9116692 A JP9116692 A JP 9116692A JP H05110533 A JPH05110533 A JP H05110533A
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Abstract
夫されたタイム・スロット用の無線送信機と同期させる
ために、送信中に生じ得る周波数誤差に拘らず行なう方
法を提供する。 【構成】 復調器は位相復調器であり、受信機にある抜
取りA/D交換機(24)から到来するベースバンド信
号は、TDMA原理に従ってタイム・スロット(CH0
−CH7)においてバーストの形で無線送信機で送信さ
れる。データ語(D)に加えて1つのタイム・スロット
(CH2)は、既知の方法で、与えられた固定のビット
・パターン(so (i))を持つ同期部分(s
o (i))をも含む。ベースバンド復調器(25)にお
ける復調に先立って、受信されたベースバンド信号(y
(n))の差の相関は既知の同期パターン(s
o (i))で行われるが、この場合時間依存の相関関数
(r(n))が得られる。最大値の絶対大きさが計算さ
れて、この最大値に関する対応する時間位置(no )が
検出され、これは受信されたベースバンド信号の同期部
分(s(i))の時間位置を表わす。
Description
機からの信号フレームの形で送信される到来無線信号と
同期させる方法に関し、その場合各フレームには与えら
れた数のタイム・スロットが含まれる。特に、本発明は
各タイム・スロットにある固定同期語によって無線局の
受信機におけるベースバンド信号を復調するときに、到
来する無線信号の同期に関する。
ル細胞式無線システムの場合には、無線メッセージは、
無線送信機、例えば基地局からのフレーム内で送信さ
れ、各フレームには与えられた数のタイム・スロットが
含まれている。この点で、無線受信機(移動式)を無線
受信機用に工夫されたタイム・スロット用の無線送信機
と同期させる必要がある。この同期は、多通路伝搬およ
びフェージングによる無線媒体の時間分散について迅速
かつ独自に行われなければならない。さらに、同期は無
線送信中に生じ得る周波数誤差にかかわらず行われなけ
ればならない。
ントに相関することによって、無線媒体の時間分散を補
償することが知られているが、これは例えばスェーデン
特許第8902844−3号を参照されたい。この特許
出願により、受信されて復調された無線信号は、多通路
伝搬によって得られるエコーを等化するように補償また
は等化する働きをするイコライザをセットまたは調節す
る方法でコヒーレントに相関される。前述の特許出願お
よびWO88/05981にも説明された通り、各受信
タイム・スロットには、イコライザを作動させてセット
するのに用いられる同期語が含まれている。同期語はイ
コライザに、受信した無線信号のタイム・スロットに関
して正しい時間位置でその機能を遂行させるのに用いら
れる。イコライザは、例えば移相変調(QPSK)され
るベースバンド信号用の復調器に常時含まれている。イ
コライザが復調器に含まれていないならば、復調器は依
然としてその機能を遂行するために同期信号を要求す
る。
ヒーレント相関によって得られる利点は、それが無線媒
体の分散特性に拘らず実際に適用され、すなわち反射さ
れて受信された無線信号の顕著な散乱の場合でさえも適
用される点である。到来しかつ復調された無線信号のコ
ヒーレント相関は、同期語が見出されるタイム・スロッ
トに対する無線チャネルのインパルス・レスポンスの見
積りを与える。同期語はときに「トレーニング・シーケ
ンス」とも呼ばれる。しかしこれは、移動受信機への無
線送信中のドプラー・シフトの結果として、または送信
周波数からの受信機合成周波数の偏差により、送信機か
ら受信機に至る無線信号の伝搬中に生じたかもしれない
一切の周波数誤差について修正が行われたものと想定す
る。大きな周波数誤差が生じるとき、コヒーレント修正
を施す方法は成功しない。したがって、無線受信機の周
波数誤差を検出して、この誤差を修正が行われる前に補
償することが必要である。
信号を相関するいわゆる差の相関のもう1つの方法に関
する。
線信号に蓄積される一部は受信した無線信号にかつ一部
は既知の同期語において最も近い前のまたは最も近い後
の符号値との間の差信号を形成するために、無線信号の
復調時の特性が利用される。相関に続き、絶対値または
絶対値の大きさが所望の同期語の時間位置に等しい時間
位置を示す信号が得られる。
された特色によって特徴づけられる。
波数誤差を見積もるのにも使用することができるが、こ
の方法は以下の請求項3に示される特色によって特徴づ
けられている。
説明することにする。図1は一般に、無線信号を送受信
する働きをする2基の無線局1および2を示し、すなわ
ち無線局1は無線局2から送信された無線信号を受信、
検出するが、その逆も成り立つ。本発明の方法は、無線
信号の受信時に局1と局2の両方に適用することができ
る。特に、無線局1は1つの基地局、無線局2は多数の
移動局の1つである。局1と局2との間で互換された無
線信号は、TDMA原理によって時分割される無線周波
数のベースバンド変調された信号である。無線チャネル
にわたる送受信は、図2によるフレームおよびタイム・
スロットにある与えられた二重の間隔で分割され、その
結果1つのフレームは与えられた持続時間を持ち、かつ
例えばフレーム持続時間が8msであるときにおのおの
が約1msの持続時間を持つ8個のタイム・スロットを
含む。無線チャネルの1つ、または少数の前記チャネル
は、一般情報を調整された形式で基地局から移動局に制
御しかつ送信するのに用いられる。データ・メッセージ
Dの中央には、同期パターンso (i)を含む同期部分
so が置かれているが、この場合iは符号の数を表わ
す。同期部分so もデータ・メッセージDの始めに置か
れる。同期部分は、送受信機の両方で知られておりかつ
繰返されるフレームにある与えられたタイム・スロット
について同じであるビット・パターンを持ち、すなわち
タイム・スロットCH2は次の後続フレームにあるその
同期語の中に同じビット・パターンを持つ。同期パター
ンso (i)は、無線局の受信機部分にある復調器、タ
イム・スロットCH0−CH7にある各バーストを同期
するのにも使用され、さらに時間分散を見積もるのに使
用される。
Bであり、また無線局2は移動局Mである。基地局B
は、図2に具体的に示される通り、与えられたチャネル
によりTDMAにある移動局Mに無線波を送信する。一
方向に走行する無線波は固定または移動の障害物によっ
て反射されるが、他の波はそれらが受信される移動局M
まで自由に伝搬する。図3に具体的に示される多通路伝
搬は、異なる形を有するフェージングを生じる。受信さ
れる波の間の時間差がビット時間より著しく短い時間間
隔に集中されるならば、Tビット(図4参照)、いわゆ
るフラット・フェージングが生じる。時間差がさらに大
きいならば、2つ以上の分離された波が生じ、おのおの
は多かれ少なかれ独立したフェージングを持つ。このフ
ェージングは、受信時に変化する振幅と位相を生じる。
受信機のイコライザは、受信機にあるコヒーレント復調
器をこの位相の変化に従わせる。位相位置は、上述の同
期部分so における既知のシーケンスso (i)を送信
することによって明確に定めることができる。チャネル
の変化があまり早くないならば、すなわち低いビット速
度で変化するならば、データ・メッセージを検出する時
間中に受信された信号の位相位置に関する情報を復調器
が更新する必要はないが、ビット速度が速いときは、各
タイム・スロットの開始時に、ときには前記タイム・ス
ロットの持続時間中さえも、伝搬パラメータを調節する
必要がある。
るインパルスが上述のフェージングの結果として移動局
の受信機Mによって受信される様子を具体的に示す。得
られるインパルス・レスポンスは、伝搬時間に対応する
時間t1 だけ遅延された2個のインパルスIおよびII
から成り、またインパルスIIは減衰されて図3の具体
的な表示におけるXに対する反射により、時間t2だけ
さらに遅延される。図4は仮想の場合であり、単に原理
を示すようにされている。実際に、いわゆる符号間干渉
が受信機に生じ、すなわちパルスIおよびIIはインタ
ーリーブされる。インパルス・レスポンスは2個のイン
パルスのみから成ることも想定された。実際に、多数の
反射されたインパルスから成る干渉パターンが得られ
る。しかし、図4はいわゆる時間分散、すなわち送信さ
れたインパルスが多重波伝搬により多数の時間推移式イ
ンパルス(図4において、わずか2個のインパルス、す
なわちインパルスIおよびII)を生じることを具体的
に示す。ビット時間Tビットはこれに関して重要であ
る。チャネルが時間分散のないものと考えるためには、
ビット時間Tビットは重要なパルスIIがTビット間隔
内にすなわちt2 −t1 <<Tビット内に入るような長
い持続時間を有すべきである。時間分散は、上述の符号
間干渉によりビット誤差を生じることがある。この時間
分散の影響は、低符号速度、すなわち比較的大きなT符
号(速度<25Kバンド/s)を用いたり、イコライザ
を用いたりして減少させることができる。
スIIが極めて制限された間隔t2 −t1 、(例えば1
0μs)内に生じるようなものであるならば、上記に従
って、受信された無線信号の周波数誤差によるコヒーレ
ント相関を使用する必要はない。本発明に従って、この
場合、いわゆる差の相関が代って使用され、その場合周
波数誤差の同時見積りが得られる。周波数誤差は見積る
ことができるので、RF/IF復調器における誤差を補
償することができ、次に必要ならばコヒーレント相関に
スイッチすることができる。
された無線局2の受信機部分を一段と詳細に示す。
は、増幅ユニット22に転送されて、そこからRF/I
F復調器23に転送される。復調器23から、アナログ
信号でありかつ例えば移相変調されたQPSK(象限移
相キーイング)である与えられた変調プログラムに従っ
て変調された送信データ流(データ符号)を表わすベー
スバンド信号が得られる。
ユニット24で生じ、また移相変調されたベースバンド
信号を表わしかつ次の復調器25に送られるディジタル
信号y(n)が得られる。復調器が正しい復調を行なう
ようにするため、同期信号が要求されたり、復調器を送
信機から送信された移相変調のベースバンド信号と同期
させる必要があったりする。従って、信号y(n)は、
受信された信号y(n)と、図1に従って無線局1の送
信機部分から送信される既知の同期パターンs o (i)
との間の差の相関を実行する相関器に送られる。既知の
同期パターンs o (i)は受信機の同期語発生器に蓄積
される。
ーンから得られ、相関器26には差信号
同期パターンso (i)にある第(i+1)番目の符号
であり、またso * (i)はso (i)の複合共役であ
る。
である。
o (i)、およびso (i+1)・Ai ,θ i の変調中
に生じた角度変化を表わすことを意味し、またAi+1 ,
θi+1は信号点を表わし、さらにΔθi+1 は移相変調時
に生じた角度変化(正、負またはゼロ)(例えばQPS
K)を表わす。
差の大きさ
y(i−u)の複合共役であり、またuは抜取り係数に
等しく、この係数は簡単にするため1に等しくすること
ができる。
れるが、ただしLは同期部分の全体が相関に使用される
ときに同期部so およびk=0における符号の数であ
る。アップ・サンプリング係数uが>1となるように選
択されるとき、A/D変換器24にある受信されて復調
された信号を抜き取るとき、より高い精密度が達成され
る。
既知の同期パターンso (i)から差の大きさΔ
s (i)の積を形成すること、および差の大きさΔ
y (n+1)の複合共役を形成することを意味し、その
場合nはy(n)のサンプル用の時間位置を表わし、ま
たiは同期パターンso (i)にある与えられた符号用
の時間位置を表わす。
された相関関数r(n)は、与えられた値n用の絶対最
大値|r(n)| maxを有するが、これは復調器2
5を活性化させる周期用の所望の時間位置を表わし、す
なわち|r(n)|max =r(no )、ただしno は同
期パルスの時間位置を表わす。arg〔r(n)〕を形
成することによって、周波数誤差の見積りを関数r
(n)からも得られる。特に、下記は周波数誤差Δf
れた抜取時点であり、またTs は符号時間である。
にプログラムされる既知の種類の信号プロセッサから成
る。計算ユニット27は、|r(n)|max=r(n
o )の計算を行い、またr(n)から既知の方法でar
g〔r(no )〕の計算を行う。
25はイコライザを含まず、また得られた同期信号|r
(no )|の唯一の目的は移相変調された信号y(n)
の正しい信号点を検出することである。値arg〔r
(no )〕はRF/IF変調器に送られ、その結果変調
器は上記の関係に従って周波数誤差Δfを補償すること
ができる。しかし、もう1つの復調器は、緒論で述べた
スェーデン特許出願に説明されかつ具体的に示された通
り、図5による受信機(図示されていない)に具備され
ている。それによって、イコライザがないときに復調器
25を結合することができ、また周波数誤差を補償する
ために差の相関を行うことができる。そのとき復調器は
切り離されたり、不活性化されたりして、イコライザを
備える復調器がそのとき結合されるが、その場合コヒー
レント相関は既知の方法で行われる。
具体的な例示および無線局間の送信時の1個のタイム・
スロットの内容の概略図。
トの一段と詳細な具体的例示のブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 無線受信機(2)にあるベースバンド復
調器(25)を、復調器に到達する抜き取られたベース
バンド信号(y(n))の同期部(s(i))と同期さ
せる方法であり、前記抜き取られたベースバンド信号
は、バーストの形をした無線媒体により無線送信機
(1)から送信されるが、そのおのおのは多数のフレー
ム内のタイム・スロット(CH0−CH7)内に含まれ
る与えられたタイム・スロット(CH2)を占め、その
場合無線媒体は受信した無線信号(I)に対して遅延信
号(II)の制限された広がりを持つ時間分散を示し、
またその場合各タイム・スロットにはデータ部分(D)
と、既知のビット・パターン(so (I))を含む同期
部分(so )とが含まれ、時間位置(no )が受信され
た信号(y(n))の前記同期部分(s(i))の時間
位置を発見するように検出される極端な値を持つ、無線
受信機(2)で実行する、ことを特徴とする同期方法。 - 【請求項2】 相関関数の前記極端な値が相関関数の絶
対値を計算し、その後計算された絶対値の最大を求める
ことによって得られる、ことを特徴とする請求項1記載
による方法。 - 【請求項3】 差の相関が a) 既知の同期パターン(so (i))から差の大き
さ 【数1】Δs (i)= so (i+i)・ so * (i) を形成し、その場合so * (i)はso (i)の複合共
役を表わし、 b) 対応する差の大きさ 【数2】Δy (i)= y (i)・ y* (i−u) ただしy* はy(i)の複合共役でありかつuはアップ
・サンプリング係数であり、またc)2つの差の大きさ
Δs (i)およびΔy (i)を相関することにより 【数3】 による時間依存の相関関数を形成することによって作ら
れる、ことを特徴とする請求項1記載による方法。 - 【請求項4】 無線受信機(2)に達する抜き取られた
ベースバンド信号(y(n))における周波数誤差を計
算する方法であり、前記ベースバンド信号はバーストの
形をした無線媒体により無線送信機(1)から送信さ
れ、そのおのおのはフレーム内の多数のタイム・スロッ
ト(CH0−CH7)にある与えられたタイム・スロッ
ト(CH2)を占め、その場合無線媒体は、受信した無
線信号(I)に対し遅延信号(II)の制限された広が
りによる時間分散を示し、またその場合各タイム・スロ
ットはデータ部分(D)と、既知の固定ビット・パター
ン(so (i))を含む同期部分(so )とを含み、無
線受信機(2)における既知の同期パターン(s
o (i))と受信ベースバンド信号(y(n))の異な
る相関を実行し、前記相関は時間位置(no )が検出さ
れる極端な値を持つ時間依存の相関関数(r(n))を
提供し、また相関関数の複合論議(arg r(n))
は、周波数誤差(Δf)が無線受信機(2)で受信され
たベースバンド信号(y(n))の抜取り率(1/
Ts)に関して計算される検出された時間位置(no )
について計算される、ことを特徴とする周波数誤差を計
算する方法。
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