JPH07235961A

JPH07235961A - スロット同期装置

Info

Publication number: JPH07235961A
Application number: JP6046598A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hiramatsu; 勝彦平松; Kazunori Igai; 和則猪飼
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-09-05
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JP3100281B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】周波数オフセットが存在する場合でも、広い
パルス幅の同期パルスを発生する。【構成】受信信号の同相成分の二乗出力と直交成分の
二乗出力との差分を求める手段４と、差分を基に符号化
する手段51と、符号化手段の出力から高域成分を除去す
る第１低域通過フィルタ61と、第１低域通過フィルタの
出力における絶対値を閾値と比較して２値化する第１の
２値化手段81と、２値化手段の出力をフィルタ処理する
第２低域通過フィルタ63と、第２低域通過フィルタの出
力を閾値と比較して２値化する第２の２値化手段83とを
設ける。周波数オフセットに起因して同期ワードの受信
期間の途中で符号化データが反転しても、低域通過フィ
ルタ61の出力の絶対値を閾値と比較しているので、広い
範囲からパルスを抽出でき、このパルスをフィルタ処理
後、閾値を超える部分を抽出し十分に長いパルス幅を持
つ同期パルスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信の受信装置におい
て、受信スロットの同期確立を図るために用いられるス
ロット同期装置に関し、特に、周波数オフセットが存在
する場合でも確実にスロット同期を確立できるように構
成したものである。

【０００２】

【従来の技術】データをスロットに割り当てて送信する
通信では、図５に示すように、各スロットに既知のシン
ボルから成る同期ワードが付与され、受信側は、これを
検出してスロットの同期を確立する。複数のサブキャリ
アを使用して情報を伝送する通信方式では、各サブキャ
リアにより伝送されるスロットのそれぞれに同期ワード
が付与される。

【０００３】このマルチキャリア伝送されたデータを受
信する受信側には、受信信号をサブキャリア毎に分解す
ることなく、受信信号のＩ信号（同相成分）とＱ信号
（直交成分）とを用いて受信スロットの同期信号を検出
するスロット同期装置が設けられている。従来のこのス
ロット同期装置は、図７に示すように、同相成分11の２
乗を出力する乗算器21と、直交成分12の２乗を出力する
乗算器22と、同相成分の２乗から直交成分の２乗を引き
算した差を出力する減算器41と、減算器41の出力値が０
以上のときは“＋１”に、０よりも小さいときは“−
１”に符号化する符号化回路51と、符号化回路51の出力
からデータ部分に相当する高域成分を除去して同期ワー
ドに相当する成分を取出す低域通過フィルタ61と、低域
通過フィルタ61の出力が閾値（ｔｈ）以上のときは
“１”を、また、低域通過フィルタ61の出力が閾値より
小さいときは“０”を出力する２値化回路81とを備えて
いる。

【０００４】いま、情報を伝送するためにサブキャリア
１とサブキャリア２の二つのサブキャリアが使用される
ものとする。また、各スロットには三つの同期ワードが
付与され、それら三つの同期ワードとして、図６に示し
た同期シンボル１、２、３がそれぞれ用いられるものと
する。

【０００５】図７に示す装置には、同相成分11として、
サブキャリア１およびサブキャリア２のＩ信号が入力
し、また、直交成分12として、サブキャリア１およびサ
ブキャリア２のＱ信号が入力する。同相成分11は乗算器
21で二乗された後に減算器41に入力し、直交成分12は乗
算器22で二乗された後に減算器41に入力する。減算器41
は、同相成分の二乗から直交成分の二乗を減算した値を
符号化回路51に出力し、符号化回路51は、減算器41の出
力が０以上のときに“＋１”を、０よりも小さいときに
“−１”を出力する。この符号化回路51は、オーバーサ
ンプリングによる符号化を行なっており、ビットレート
に比べて大きな値のサンプリング周波数で入力データを
サンプリングし、各サンプリングデータを符号化してい
る。

【０００６】図６に示す同期シンボル１、２、３が送信
されている間は、この装置で受信される直交成分12は０
になる。そのため符号化回路51からは、同期ワードの受
信期間に対応して、“１”が継続して出力される。低域
通過フィルタＡ61は、符号化回路51の出力から、１と−
１とが頻繁に変化するデータ部分を除去し、同じ値が継
続して出力される同期ワード部分を抽出する。この低域
通過フィルタとして、直近に入力した一定数（これを
「移動平均長」という）の入力値の平均値を出力する移
動平均フィルタを用いる場合には、データ部分を受信し
ているときのフィルタ出力は低くなり、同期ワードを受
信しているときのフィルタ出力は“＋１”になる。

【０００７】２値化回路81は、低域通過フィルタＡ61の
出力が閾値（ｔｈ）を超えるときに１を、また、閾値以
下のときに０を出力する。低域通過フィルタ61の出力が
“１”の場合は閾値を超える状態であるため、２値化回
路81からは、同期ワードの受信期間に亙って“１”の状
態を保つ同期パルスが出力される。受信装置は、この同
期パルスを検出してスロットの同期を確立する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、送信機の変調
に使用される周波数と受信機の復調に使用される周波数
とが等しく無い場合、即ち、周波数オフセットが存在す
る場合には、受信信号の位相が回転し、同期ワード受信
時における直交成分が０で無くなる。その結果、同期ワ
ード受信期間中であっても２値化回路81の出力が０にな
る場合が発生し、同期パルスのパルス幅が短くなる。そ
のためスロット同期確立の性能が劣化してしまう。

【０００９】この点を図８のタイミングチャートを用い
て説明する。図８（Ａ）は、二乗した同相成分と直交成
分との差に基づいて１または−１を出力する符号化回路
51の出力を示している。周波数オフセットが存在しない
場合には、同期ワードの全期間に亙って１が維持される
が、この図では、周波数オフセットが存在するため、同
期ワードの受信期間の途中で１から−１に変化してい
る。

【００１０】低域通過フィルタ61には、移動平均長３の
移動平均フィルタを用いている。このフィルタは、“−
１，１，−１，１，１‥”の順でデータが入力すると
き、現在入力したデータとその前の２つのデータの計３
個のデータの平均を取り、“−１／３，１／３，１／３
‥”を出力する。この低域通過フィルタ61の出力を図８
（Ｂ）の太線で示している。２値化回路81は、低域通過
フィルタ61の出力と閾値（ｔｈ）とを比較し、低域通過
フィルタ61の出力が閾値を超えている期間をパルス幅と
する同期パルス（図８（Ｃ））を出力する。

【００１１】このように、周波数オフセットが存在する
場合には、同期パルスのパルス幅が短くなり、スロット
同期確立の性能が低下してしまう。

【００１２】本発明は、こうした従来のスロット同期装
置における問題点を解決するものであり、周波数オフセ
ットが存在する場合でも、広いパルス幅の同期パルスを
発生することができるスロット同期装置を提供すること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、複
数のサブキャリアを使って伝送されるスロットの同期ワ
ードを検出し、同期パルスを発生するスロット同期装置
において、受信信号の同相成分の二乗出力と直交成分の
二乗出力との差分を求める差分手段と、この差分を基に
符号化する符号化手段と、符号化手段の出力から高域成
分を除去する第１の低域通過フィルタと、第１の低域通
過フィルタの出力における絶対値を第１の閾値と比較し
て２値化する第１の２値化手段と、第１の２値化手段の
出力をフィルタ処理する第２の低域通過フィルタと、第
２の低域通過フィルタの出力を第２の閾値と比較して２
値化する第２の２値化手段とを設けている。

【００１４】また、前記差分手段に代えて、受信信号の
同相成分と直交成分とを乗算して積を求める乗算手段を
設け、この積を基に前記符号化手段での符号化を行なっ
ている。

【００１５】さらに、受信信号の同相成分の二乗出力と
直交成分の二乗出力との差分を求める差分手段と、受信
信号の同相成分と直交成分とを乗算して積を求める乗算
手段との両者を設け、それらの差分および積に基づいて
求めた同期パルスの論理和を出力する論理和手段を設け
ている。

【００１６】

【作用】そのため、周波数オフセットに起因して同期ワ
ードの受信期間の途中で符号化データの符号が反転した
場合でも、低域通過フィルタの出力の絶対値を閾値と比
較し、その閾値を超える部分を抽出しているので、同期
ワードの受信期間に匹敵する広い範囲からパルスを抽出
することができる。この抽出したパルスをフィルタ処理
した後、第２の閾値と比較して、第２の閾値を超える部
分を抽出することにより、時間的に十分に長いパルス幅
を持つ同期パルスを得ることができる。

【００１７】周波数オフセットのために、受信信号に４
５度の整数倍の位相変位が生じているときは、受信した
同期シンボルの同相成分の二乗出力と直交成分の二乗出
力との差分が０になる。このときは、受信信号の同相成
分と直交成分とを乗算した積の値に基づいて符号化する
ことにより、同期ワードの受信開始時期を的確に検出す
ることができる。

【００１８】また、受信信号の同相成分の二乗出力と直
交成分の二乗出力との差分を基に同期パルスを得る手段
と、受信信号の同相成分と直交成分との積を基に同期パ
ルスを得る手段とを設け、両方の手段から得られた同期
パルスの論理和を出力することにより、受信信号の位相
変位がどのような状態であっても、十分に長いパルス幅
を有する同期パルスを同期ワードの受信時期に合わせて
発生させることができる。

【００１９】

【実施例】

（第１実施例）第１実施例のスロット同期装置は、図１
に示すように、低域通過フィルタＡ61の出力の絶対値を
求める絶対値回路71と、絶対値回路71の出力が閾値（ｔ
ｈ１）より大きい場合には“＋１”を、閾値（ｔｈ１）
以下のときには“０”を出力する２値化回路Ａ81と、２
値化回路Ａ81の出力の高域成分を取除く低域通過フィル
タＢ63と、低域通過フィルタＢ63の出力が閾値（ｔｈ
２）より大きい場合には“１”を、閾値（ｔｈ２）以下
のときには“０”を出力する２値化回路Ｂ83とを備えて
いる。その他の構成は従来の装置（図７）と変わりがな
い。

【００２０】従来例の場合と同様に、スロットの伝送に
は２つのサブキャリアが使用され、各スロットには、図
６で表わされるコンスタレーションの同期シンボルが３
シンボル付与されているものとして、実施例の装置の動
作を説明する。

【００２１】この装置の乗算器21、22、減算器４、符号
化回路51および低域通過フィルタＡ61の動作は、従来の
装置と全く変わりがない。図２は、この装置の各部にお
ける出力波形のタイミングチャートを表わしており、周
波数オフセットが存在するために、符号化回路51の出力
が同期ワードの受信期間の途中で１から−１に変化して
いる状態を示している（図２（Ａ））。低域通過フィル
タＡ61には、移動平均長３の移動平均フィルタを用いて
おり、この低域通過フィルタＡ61の出力を図２（Ｂ）に
示している。

【００２２】絶対値回路71は、低域通過フィルタＡ61の
出力の絶対値を求め、図２（Ｃ）に太線で表わされる絶
対値を出力する。２値化回路Ａ81は、絶対値回路71の出
力と閾値（ｔｈ１）とを比較し、絶対値回路71の出力が
閾値（ｔｈ１）を上回る期間において１を維持するパル
スを出力する（図２（Ｄ））。この出力は低域通過フィ
ルタＢ63に入力し、低域通過フィルタＢ63が移動平均長
３の移動平均フィルタで構成される場合には、このフィ
ルタから図２（Ｅ）の太線で示すデータが出力される。
２値化回路Ｂ83は、低域通過フィルタＢ63の出力と閾値
（ｔｈ２）とを比較し、低域通過フィルタ63の出力が閾
値（ｔｈ２）を上回る期間において１を維持するパルス
を出力する（図２（Ｆ））。

【００２３】その結果、２値化回路Ｂ83からは、同期ワ
ードの受信期間に匹敵する長さのパルス幅を持つ同期パ
ルス13が出力される。このように、周波数オフセットが
存在する場合でも、同期パルスの時間幅を十分長く確保
することができるため、スロット同期を誤り無く確立す
ることができる。

【００２４】なお、実施例の装置では、低域通過フィル
タ61と２値化回路Ａ81との間に絶対値回路71を置いてい
るが、この絶対値回路を省力することも可能である。但
し、この場合には、２値化回路Ａ81の閾値として、＋ｔ
ｈ１と−ｔｈ１との２つを使用し、低域通過フィルタＡ
61の出力が＋ｔｈ１よりも大きいか、または、−ｔｈ１
よりも小さい場合に、２値化回路Ａ81から“＋１”を出
力し、それ以外の場合には、２値化回路Ａ81から“０”
を出力するように構成する。

【００２５】（第２実施例）第１実施例のスロット同期
装置では、前述したように、周波数オフセットが存在す
る場合でも、十分に長いパルス幅を持つ同期パルスを発
生することができるが、しかし、同期ワードの受信時刻
における先頭受信位相が、周波数オフセットのために、
４５度、１３５度、２２５度または３１５度に変位して
いる場合は、図６で表わされる同期シンボルの同相成分
の２乗出力と直交成分の２乗出力との差が０になり、そ
のため、同期ワードの受信開始時期を正しく検出するこ
とが出来ない。第２実施例のスロット同期装置は、こう
した状況の下でも、十分長いパルス幅を有するスロット
同期パルスを同期ワードの受信時期に合わせて出力でき
るように構成している。

【００２６】この装置は、図３に示すように、サブキャ
リア１およびサブキャリア２で受信した信号の同相成分
11と直交成分12とを乗算する乗算回路23を備えており、
乗算回路23の出力が符号化回路52に入力される。符号化
回路52以降の構成は、第１実施例の装置と変わりがな
い。

【００２７】この装置では、乗算器23が受信信号の同相
成分11と直交成分12との積を計算し、符号化回路52は、
乗算器23の出力が０より大きい場合に“＋１”を、０以
下のときに“−１”を出力する。この出力は、低域通過
フィルタＡ62に入力する。低域通過フィルタＡ62以降の
動作は、第１実施例の場合と変わりがない。

【００２８】このように、この装置では、受信信号の同
相成分11と直交成分12との積の大きさに応じて＋１また
は−１への符号化を行なっているため、Ｉ軸に対称に設
定された各サブキャリアの同期シンボルの合成信号が、
周波数オフセットのために、Ｉ軸から４５度、１３５
度、２２５度または３１５度ずれた場合でも、その同相
成分11と直交成分12との積は０にならず、同期ワードの
受信時期を的確に検出することができる。符号化回路52
における符号化出力が図２（Ａ）で表わされるとき、こ
の装置の各部の出力は、図２（Ｂ）〜（Ｆ）と同じにな
る。この装置は、４５度の整数倍の位相変位をもたらす
周波数オフセットが存在する場合でも、十分長い時間幅
を有する同期パルスを同期ワードの受信時刻に合わせて
発生することができる。

【００２９】（第３実施例）第１実施例のスロット同期
装置は、同期ワードの先頭の受信位相が０度、９０度、
１８０度または２７０度の時には十分な性能を発揮でき
るが、受信位相が４５度、１３５度、２２５度または３
１５度の時には十分な性能を発揮することができない。
これに対して、第２実施例のスロット同期装置は、同期
ワードの先頭の受信位相が４５度、１３５度、２２５度
または３１５度の時には十分な性能を発揮できるが、受
信位相が０度、９０度、１８０度または２７０度の時に
は、同期シンボルの合成信号の同相成分と直交成分との
積が０になるため、十分な性能を発揮することができな
い。そこで、第３実施例では、これらを組合せることに
より、同期ワードの先頭の受信位相によらず、安定して
同期パルスを発生できるスロット同期装置を構成してい
る。

【００３０】この装置は、図４に示すように、乗算器2
1、22から２値化回路Ｂ83までの第１実施例の構成と、
乗算器23から２値化回路Ｂ84までの第２実施例の構成
と、２値化回路Ｂ83の出力と２値化回路Ｂ84の出力との
論理和を求める論理和回路９とを備えている。

【００３１】この装置では、受信信号の同相成分11が乗
算器21と乗算器23とに入力し、直交成分12が乗算器22と
乗算器23とに入力する。乗算器21は同相成分11の二乗を
出力し、乗算器22は直交成分12の二乗を出力し、同相成
分11の二乗出力と直交成分12の二乗出力との差が減算器
４より出力され、符号化回路51は、この差に基づいて＋
１または−１への符号化を行なう。一方、乗算器23は、
同相成分11と直交成分12とを乗算し、符号化回路52は、
この乗算された値に基づいて＋１または−１への符号化
を行なう。

【００３２】符号化回路51および52から出力された値
は、それぞれ低域通過フィルタＡ61、62、絶対値回路7
1、72、２値化回路Ａ81、82、低域通過フィルタＢ63、6
4および２値化回路Ｂ83、84で同じように処理され、２
値化回路Ｂ83および84の出力が論理和回路９に入力し、
論理和回路９は、それらの論理和を出力する。

【００３３】従って、受信信号として同期シンボルを受
信したときは、その同相成分11の二乗出力と直交成分12
の二乗出力との差に基づいて求められた同期パルスが２
値化回路83から出力され、その同相成分11と直交成分12
との乗算値に基づい求められた同期パルスが２値化回路
84から出力され、それらの論理和が論理和回路９から出
力される。そのため、受信信号の位相が、周波数オフセ
ットのために、どのようにずれている場合でも、十分な
パルス幅を持つ同期パルスを同期ワードの受信時期に合
わせて論理和回路９から出力させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のスロット同期装置は、周波数オフセットが
存在する場合でも、時間的に十分長いパルス幅を持つ同
期パルスを同期ワードの受信時期に合わせて発生するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるスロット同期装置
の構成を示すブロック図、

【図２】実施例におけるスロット同期装置の各部の波形
を示すタイミングチャート、

【図３】本発明の第２実施例におけるスロット同期装置
の構成を示すブロック図、

【図４】本発明の第３実施例におけるスロット同期装置
の構成を示すブロック図、

【図５】スロットの構成を説明する図、

【図６】同期ワードのコンスタレーションを示す図、

【図７】従来のスロット同期装置の構成を示すブロック
図、

【図８】従来のスロット同期装置の各部の波形を示すタ
イミングチャートである。

【符号の説明】

11 同相成分 12 直交成分 13 同期パルス 21、22、23 乗算器４減算器 51、52 符号化回路 61、62、63、64 低域通過フィルタ 71、72 絶対値回路 81、82、83、84 ２値化回路９論理和回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のサブキャリアを使って伝送される
スロットの同期ワードを検出し、同期パルスを発生する
スロット同期装置において、受信信号の同相成分の二乗出力と直交成分の二乗出力と
の差分を求める差分手段と、前記差分を基に符号化する符号化手段と、前記符号化手段の出力から高域成分を除去する第１の低
域通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタの出力における絶対値を第
１の閾値と比較して２値化する第１の２値化手段と、前記第１の２値化手段の出力をフィルタ処理する第２の
低域通過フィルタと、前記第２の低域通過フィルタの出力を第２の閾値と比較
して２値化する第２の２値化手段とを設けたことを特徴
とするスロット同期装置。
【請求項２】複数のサブキャリアを使って伝送される
スロットの同期ワードを検出し、同期パルスを発生する
スロット同期装置において、受信信号の同相成分と直交成分とを乗算して積を求める
乗算手段と、前記積を基に符号化する符号化手段と、前記符号化手段の出力の高域成分を除去する第１の低域
通過フィルタと、前記第１の低域通過フィルタの出力における絶対値を第
１の閾値と比較して２値化する第１の２値化手段と、前記第１の２値化手段の出力をフィルタ処理する第２の
低域通過フィルタと、前記第２の低域通過フィルタの出力を第２の閾値と比較
して２値化する第２の２値化手段とを設けたことを特徴
とするスロット同期装置。
【請求項３】請求項１に記載されたスロット同期装置
と、請求項２に記載されたスロット同期装置とを備え、
請求項１に記載されたスロット同期装置の出力と、請求
項２に記載されたスロット同期装置の出力との論理和を
同期パルスとして出力する論理和手段を設けたことを特
徴とするスロット同期装置。