JPH0556089A - 受信装置 - Google Patents

受信装置

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JPH0556089A
JPH0556089A JP3271772A JP27177291A JPH0556089A JP H0556089 A JPH0556089 A JP H0556089A JP 3271772 A JP3271772 A JP 3271772A JP 27177291 A JP27177291 A JP 27177291A JP H0556089 A JPH0556089 A JP H0556089A
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JP
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correlation
component
phase component
burst
frequency
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Application number
JP3271772A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Watanabe
秀和 渡辺
Seiichi Izumi
誠一 泉
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L2007/047Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a sine signal or unmodulated carrier

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 受信信号を乗算器10,11と90°移相器
15とキャリア再生回路16とで同相成分と直交成分に
わけ、A/D変換キャリア12,13でA/D変換し、
このA/D変換のサンプル間隔の整数倍が同相成分と直
交成分の差に相当する時、相関計算回路17でこの整数
倍のサンプル数だけ成分をずらせて相関を計算してこの
相関計算出力に基づいて周波数補正バーストを検出す
る。 【効果】 受信信号から容易に周波数補正バーストを検
出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばいわゆるTDM
A(時分割多元接続)方式等のようなディジタル通信に
おける受信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル通信の方式として、例えばT
DMA(時分割多元接続)方式は、例えば1つの中継器
に対して、多数の局が同一の搬送周波数で時間的に信号
が重ならないように送信し、相互に通信を行う方式であ
る。すなわち、信号の送受信の基本周期となるTDMA
フレーム(一定長の時間)を定め、このフレーム内の割
り当てられた一対の時間位置(タイムスロット)を用い
て相手局と通信を行う。したがって、各局はフレーム内
の割り当てられたタイムスロットに信号を送出し、この
信号が他の信号に衝突しないようにその時間位置制御
(バースト同期制御)を行う必要がある。また、各局か
らの送信バーストが衝突しないように、各局が基準局の
時間基準に従い、送信バーストの時間位置を制御する必
要がある。一般に、このバースト同期制御と送信側にお
ける通信信号の「圧縮」及び受信側における「伸長」が
TDMA通信の大きな特徴である。
【0003】ところで、上記TDMA方式のディジタル
通信においては、例えば、GMSK(Gaussian filtered
minimum shift keying)方式の変調が用いられている。
また、上記TDMA方式では、キャリア再生のために、
専用の周波数補正バースト(FCCH、周波数補正チャ
ンネル)を用いることがある。この周波数補正バースト
は、キャリア周波数に対して、あるオフセット周波数を
加えたものである。
【0004】なお、上記ディジタル通信において周波数
補正バーストを用いる具体例としては、例えば自動車電
話のGSM(Group Special Mobil) システムでの送受信
に用いられる複数チャンネルのうちの制御チャンネルに
用いられ、この制御チャンネルの送信信号に上記周波数
補正バーストが含まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、受信信号から
上記周波数補正バーストを発見するには、例えばディジ
タルフィルタを用いる方法がある。しかし、このディジ
タルフィルタにおいて、例えば段数が短い場合は、例え
ば受信信号に局所的に周波数補正バーストに似た部分が
存在することがあるので、当該周波数補正バーストに似
た部分を誤って周波数補正バーストとして発見してしま
う虞れがある。また、段数の少ないディジタルフィルタ
では、周波数補正バーストの場所を細かく指定すること
もできない。更に、例えばディジタルフィルタの段数を
増やすことも考えられるが、ディジタルフィルタの段数
を増やすと、計算処理の量が膨大となり実現が困難とな
る。
【0006】そこで、本発明は、上述のような実情に鑑
みて提案されたものであり、TDMA方式のディジタル
通信において周波数補正バーストを容易に発見すること
ができる受信装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の受信装置は、上
述の目的を達成するために提案されたものであり、ディ
ジタル符号に応じて搬送波を周波数変調すると共に搬送
周波数にオフセットを加えた周波数の所定のバーストを
含む送信信号を受信する受信装置において、受信信号を
同相成分と直交成分にわける直交検波手段と、供給され
た信号をアナログ/ディジタル変換するアナログ/ディ
ジタル変換手段と、上記アナログ/ディジタル変換での
サンプル間隔で上記同相成分と直交成分をずらせると共
に上記同相成分と直交成分との相関を計算する相関計算
手段と、上記アナログ/ディジタル変換でのサンプル間
隔の整数倍が上記同相成分と直交成分の差に相当すると
き、上記相関計算手段はこれら成分を上記整数倍のサン
プル数だけずらせて相関を計算し、この相関計算手段の
出力に基づいて上記受信信号の上記所定のバーストを検
出するようにしたものである。
【0008】
【作用】本発明の受信装置によれば、受信信号中の所定
のバーストを直交検波して、同相成分と直交成分にわけ
た場合、この所定のバーストは搬送周波数にオフセット
を加えた周波数のバーストであるため、同相成分と直交
成分との間には相関がある。これに対し、受信信号中の
所定のバースト以外の部分は、任意のディジタル符号に
応じて搬送波を周波数変調したものであるため、同相成
分と直交成分との間には相関がない。したがって、この
相関を計算すれば、所定のバーストを見つけることが可
能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の受信装置の実施例を図面を参
照しながら説明する。
【0010】本実施例の受信装置は、ディジタル符号に
応じて搬送波を周波数変調すると共に搬送周波数にオフ
セットを加えた周波数の所定のバーストを含む送信信号
を受信する受信装置である。、例えば、前述したTDM
A方式のディジタル通信において、GMSK(Gaussian
filtered minimum shift keying)方式の変調信号に、上
記所定のバーストとしてキャリア再生のための専用の周
波数補正バースト(FCCH;周波数補正チャンネル)
が含まれた送信信号(例えば自動車電話のGSMシステ
ムでの制御チャンネルの信号)を受信するものである。
具体的には、例えばヨーロッパの次世代ディジタル移動
電話のGSM/PCNに適用可能なものである。
【0011】ここで、本実施例の受信装置は、図1に示
すように、入力端子1に供給された受信信号を例えば同
相成分(Iチャンネル)と直交成分(Qチャンネル)に
わける直交検波手段としての乗算器10,11及び90
°移相器15,キャリア再生回路16と、供給された信
号をアナログ/ディジタル(A/D)変換するA/D変
換器13,14と、上記A/D変換器13,14でのA
/D変換でのサンプリングのサンプル間隔で上記同相成
分と直交成分をずらせると共にこの同相成分と直交成分
との相関を計算する相関計算回路17とを有し、上記A
/D変換器13,14でのサンプリングのサンプル間隔
の整数倍が上記同相成分と直交成分の差に相当すると
き、上記相関計算回路17はこれら2つの成分のうち少
なくとも何れか一方を上記整数倍のサンプル数だけずら
せて相関を計算し、この相関計算回路17の出力に基づ
いて上記受信信号の上記周波数補正バーストを検出する
ようにしたものである。
【0012】すなわち、この図1において、入力端子1
には上記ディジタル符号に応じて搬送波を周波数変調す
ると共に受信側で同期をとるための周波数補正バースト
を含む送信信号を受信した受信信号が供給される。この
受信信号は、それぞれ上記乗算器10,11を介して上
記キャリア再生回路16に供給される。当該キャリア再
生回路16は、上記受信信号からキャリアを再生し、こ
の出力を上記乗算器10,11に送る。ただし、これら
乗算器10,11のうち、例えば上記乗算器10には、
上記90°(π/2)移相器15により位相が90°ず
らされた(進められるか或いは遅らされる)信号が供給
される。このため、当該乗算器10と11から出力され
る信号は、上記受信信号が直交検波されて直交成分(Q
チャンネル)と同相成分(Iチャンネル)に分けられた
ものとなる。なお、上記乗算器10の出力が直交成分で
あり、上記乗算器11の出力が同相成分である。
【0013】このようにして受信信号が直交検波された
直交成分と同相成分の2つの成分は、それぞれ、上記A
/D変換器12,13に送られ、ここでサンプリングさ
れてディジタル値に変換される。これらA/D変換器1
2,13の出力は、相関計算回路17に送られる。
【0014】ところで、上記A/D変換器12,13に
よりA/D変換された同相成分と直交成分をアナログ波
形のようにして示すと、図2に示すようになる。すなわ
ち、キャリア周波数にあるオフセットを加えた上記周波
数補正バーストの部分は、上記オフセット周波数の分だ
け位相が刻々とずれたものであり、したがって、同相成
分と直交成分との間には大きな相関がある。これに対
し、該周波数補正バースト以外の部分は、前述のように
一般のディジタル符号の情報がのっているバーストであ
るため殆ど相関がない。このようなことから、当該相関
を計算(検出)すれば、上記周波数補正バーストを容易
に発見することができる。すなわち、例えば、上記同相
成分と直交成分のズレの大きさ(ベースバンド信号が位
相にして90°回る)が、上記A/D変換の何サンプル
分に相当するかがわかっていれば、そのサンプル数ずら
した所で同相成分と直交成分の上記相関を求めればよい
ことがわかる。
【0015】このようなことから、本実施例回路では、
上述のように、上記同相成分と直交成分の2つの成分の
差(90°の位相差)が、上記A/D変換器13,14
でのサンプリングのサンプル間隔の整数倍に相当する場
合、上記相関計算回路17において、これら2つの成分
のうち少なくとも何れか一方を上記整数倍のサンプル数
だけずらせて相関を計算しており、したがって、この相
関計算結果の値に基づいて上記周波数補正バーストを検
出することができるようになる。
【0016】ここで、本実施例の上記図2においては、
上記A/D変換器12,13での直交成分,同相成分の
それぞれのサンプル間隔が、例えば位相にして90°に
相当するものを例に挙げている。すなわち、この図2の
例では、例えば上記周波数補正バーストの同相成分の各
サンプルを図2の図中I(n),I(n+1),I(n+2),・・・と
し、直交成分の各サンプルをQ(n),Q(n+1),Q(n+2),・
・・としている。また、同相成分と直交成分とでは、直
交成分の位相が90°進んでいる。
【0017】このような図2の例において、例えば、こ
れら2つの成分のうち何れか一方を上記整数倍のサンプ
ル数だけずらせて相関を計算するには、例えば、上記直
交成分の位相を90°遅らせて(或いは同相成分の位相
を90°進ませる)、I(n)×Q(n) +I(n+1) ×Q(n+
1) +I(n+2) ×Q(n+2) +・・・のように演算する。
例えば、移動平均(例えばI(n) ×Q(n) +・・・+I
(n+5)×Q(n+5) の平均を求めた場合は、次のI(n+6)
×Q(n+6) を加えI(n) ×Q(n) を引いて平均をとって
いく)を求めるようにして、相関を計算する。同様にし
て、上記周波数補正バースト以外の部分についても相関
を計算することで、上記移動平均の演算の結果は、例え
ば、図3に示すようになり、同相成分と直交成分との間
に相関のある上記周波数補正バーストの部分(図2のF
CCHの部分)のみ相関が高くなる。逆に言えば、周波
数補正バースト以外の部分は相関が低くなる。したがっ
て、当該相関計算回路17において、例えば図3に示す
ように、ある基準値を設けて上記相関演算の結果の値が
この基準値以上となったならば相関があるとして検出す
ることにより、この基準値以上となった部分に上記周波
数補正バーストが存在すると検出することが可能とな
る。なお、上記移動平均の演算と周波数補正バーストの
検出は、例えばいわゆるDSP(ディジタル・シグナル
・プロセッサ)等を用いることで、容易かつ高速に行う
ことができる。
【0018】この相関計算回路17の出力を、上記A/
D変換器12,13の出力が供給されると共に復調を行
う復調回路14に送れば、当該復調回路14にて上記周
波数補正バーストの位置を知ることができ、この周波数
補正バーストを用いて例えば内部発振周波数を補正する
等の同期合わせが可能となる。
【0019】上述の相関計算回路17における具体的な
相関計算処理のフローチャートを図4に示す。このフロ
ーチャートの処理は、例えば上記相関計算回路17を含
むDSPにより行われる。
【0020】この図4において、先ず、初期値設定とし
て、ステップS1で相関値をリセット(correlation=0)
し、ステップS2でカウント値をリセット(count=0)す
る。上記相関値は例えばバースト毎に計算され、上記カ
ウント値は例えばサンプル数のカウント値である。
【0021】上記初期値設定の後、ステップS3〜ステ
ップS5で、1バースト分の相関を計算する。具体的に
は、上記ステップS3で、上記カウント値が1バースト
当たりのサンプル数を超えたか否かを判断(count>samp
le/burst) し、上記カウント値が該1バースト当たりの
サンプル数を超えない場合(No)は、ステップS4に
進む。このステップS4では、相関値に同相成分のサン
プル値と直交成分のサンプル値の積を加えていく。この
場合例えばサンプルを1ずらして(correlation=correla
tion+I(count)*Q(count+1)) 計算していく。その後、ス
テップS5でカウント値に1を加える(count=count+1)
。また、上記ステップS3での判断がYesとなった
場合、ステップS6に進む。
【0022】当該ステップS6では1バースト分の相関
値が計算できたならば、それを更新していく(new=sampl
e/burst)。また、このためのカウント値の初期化も行う
(old=0) 。
【0023】上記ステップS6の後はステップS7に進
み、このステップS7では、古い同相成分と直交成分の
サンプル値の積を捨て、新しい同相成分と直交成分のサ
ンプル値の積を加える(correlation=correlation-I(ol
d)*Q(old+1)+I(new)*Q(new+1)) 。
【0024】その後、ステップS8ではカウンタを進め
(old=old+1,new=new+1) 、ステップS9では相関値が上
記ある基準値(図3)を超えたか否かの判断(correlati
on>criterion)を行う。当該ステップS9において、相
関値が上記基準値を超えた場合(YES)には、相関を
検出したとして処理を終了し、基準値を超えない場合
(NO)は、ステップS7に戻る。
【0025】上述したようなことから、本実施例の受信
装置によれば、受信信号を同相成分と直交成分にわける
乗算器10,11及び90°移相器15及びキャリア再
生回路16と、上記同相成分と直交成分をアナログ/デ
ィジタル変換するA/D変換器12,13と、上記A/
D変換でのサンプル間隔の整数倍が上記同相成分と直交
成分の差に相当する時、これら2つの成分のうち何れか
一方を上記整数倍のサンプル数だけずらせて相関を計算
する相関計算回路17とを有し、上記相関計算回路17
の出力に基づいて上記受信信号の上記周波数補正バース
トを検出するようにしたことにより、TDMA方式にお
いて周波数補正バーストを容易に発見することが可能と
なる。また、チャンネル接続(変更)の時には、初期接
続に要する時間を短縮することが可能となり、周波数補
正バーストを能率よく発見することができるようにな
る。更に、例えばいわゆるセルラ電話のようにハンドオ
ーバーが行われる場合もスムーズに受信を行えるように
なる。また更に、本実施例の各構成要素は回路規模の小
さいものであるため、構成の小型化が可能となる。
【0026】なお、本発明においては、上述した実施例
における相関計算の際に、各同相成分と直交成分のサン
プル値の積の和を計算する範囲を、バースト全体に拡げ
れば、周波数補正バーストの位置を1サンプルの精度で
求めることが可能になる。
【0027】また、上記位相計算回路17における相関
計算の他の方法として、同相成分と直交成分の全てのサ
ンプルの平均をとるようにすると、周波数補正バースト
の場合その値が0に近づくという性質も利用できること
になる。例えば、上記図2において、I(n) +Q(n) +
I(n+1) +Q(n+1) +I(n+2) +Q(n+2) +・・・のよ
うに演算していくと、この場合の周波数補正バーストの
部分においては、上記同相成分と直交成分の全てのサン
プルの平均が0に近づくようになる。これに対し、上記
周波数補正バースト以外の部分では、0から離れるよう
になる。したがって、この場合、上記図4のフローチャ
ートのステップS9での判断の際は、相関値がある基準
値を下回った時に周波数補正バーストを検出することに
なる。
【0028】更に、上記相関計算において、相関値が基
準値を連続して数回超える(或いは下回る)ようにした
時に上記周波数補正バーストを検出するようにすること
も可能である。
【0029】また更に、上記入力端子1からA/D変換
器12,13までの構成の他の例としては、例えば、入
力端子1からの受信信号をIF帯(中間周波数帯)或い
はベースバンドで直接A/D変換し、このA/D変換さ
れた出力を直接同相成分と垂直成分に振り分けるように
することも可能である。
【0030】
【発明の効果】上述のように、本発明の受信装置におい
ては、受信信号を同相成分と直交成分にわけると共にA
/D変換し、このA/D変換でのサンプル間隔の整数倍
が同相成分と直交成分の差に相当する時、この成分を整
数倍のサンプル数だけずらせて相関を計算し、この相関
計算出力に基づいて搬送周波数にオフセットを加えた周
波数の所定のバーストを検出するようにしたことによ
り、容易に所定のバーストを検出することが可能とな
る。例えばTDMA方式のようにディジタル符号に応じ
て搬送波を周波数変調すると共に受信側で同期をとるた
めの周波数補正バーストを含む送信信号を受信した受信
信号から、周波数補正バーストを容易に発見することが
可能となる。また、チャンネル接続(変更)の初期接続
に要する時間を短縮することができ、更に、例えばいわ
ゆるセルラ電話のようにハンドオーバーが行われる場合
もスムーズに受信を行えるようになる。また更に、回路
規模を小型化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の受信装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図2】同相成分と直交成分を示す波形図である。
【図3】相関計算の具体例を示す図である。
【図4】相関計算処理のフローチャートである。
【符号の説明】
10,11・・・・・・乗算器 12,13・・・・・・A/D変換器 14・・・・・・・・・復調回路 15・・・・・・・・・90°移相器 16・・・・・・・・・キャリア再生回路 17・・・・・・・・・相関計算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル符号に応じて搬送波を周波数
    変調すると共に搬送周波数にオフセットを加えた周波数
    の所定のバーストを含む送信信号を受信する受信装置に
    おいて、 受信信号を同相成分と直交成分にわける直交検波手段
    と、 供給された信号をアナログ/ディジタル変換するアナロ
    グ/ディジタル変換手段と、 上記アナログ/ディジタル変換でのサンプル間隔で上記
    同相成分と直交成分をずらせると共に上記同相成分と直
    交成分との相関を計算する相関計算手段と、 上記アナログ/ディジタル変換でのサンプル間隔の整数
    倍が上記同相成分と直交成分の差に相当するとき、上記
    相関計算手段はこれら成分を上記整数倍のサンプル数だ
    けずらせて相関を計算し、この相関計算手段の出力に基
    づいて上記受信信号の上記所定のバーストを検出するこ
    とを特徴とする受信装置。
JP3271772A 1991-08-27 1991-08-27 受信装置 Pending JPH0556089A (ja)

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