JPH10155002A - バースト信号検出器 - Google Patents

バースト信号検出器

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JPH10155002A
JPH10155002A JP31103796A JP31103796A JPH10155002A JP H10155002 A JPH10155002 A JP H10155002A JP 31103796 A JP31103796 A JP 31103796A JP 31103796 A JP31103796 A JP 31103796A JP H10155002 A JPH10155002 A JP H10155002A
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JP
Japan
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signal
burst signal
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preamble
burst
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JP31103796A
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English (en)
Inventor
Miyoshi Tanaka
美佳 田中
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 IEEE802.11仕様に準拠したFH−
FSK通信方式に適したバースト信号検出器を得る。 【解決手段】 入力信号fをA/D変換器1にてサンプ
リングクロック信号でA/D変換しディジタル信号aと
する。ディジタル信号aを分岐し、一方はシフトレジス
タで構成された遅延回路2−1を介して、1シンボル遅
延した信号bを導出する。論理演算2にて信号a及びb
を乗算すると、無信号期間の乗算結果は一定振幅の雑音
信号出力となり、プリアンブル部の乗算結果は−1レベ
ルに固定される。信号cを平均化回路3により時間的に
平均すると、無信号期間では0レベルとなる。他方プリ
アンブル部では平均出力も−1レベルの固定値となる。
プリアンブルを受信すると、平均化回路3内の時定数に
従って、−1レベルに変化する。この変化を検出してバ
ースト信号の立ち上がりを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバースト信号検出器
に関し、特に無線LANシステムに使用されるFH−F
SK通信方式の信号復調用バースト信号検出器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】無線LANシステム用の信号伝送方式と
して、ISM(Industrial, Scientific and Medical)
バンドを用いた方式がIEEE(米国電気電子学会)に
て標準化されている。本発明は、このIEEE802.
11仕様に準拠したFH(Frequency Hopping )−FS
K(Frequency Shift Keying;周波数偏移変調)通信方
式用の復調器の信号検出器に関する。
【0003】LAN端末間はデータの呼に応じて、バー
スト(間欠的)信号によりデータの授受が行われ、周波
数資源の有効利用が図られる。受信側では間欠的(バー
スト信号として)に到来する信号を受信・復調して、デ
ータ端末に受信データを送出する。
【0004】このとき、バースト信号にはデータの開始
を示すフレームヘッダとしての、復調器のクロック同期
のためのプリアンブルが付加されていて、復調器はこの
プリアンブル(フレーム同期信号)期間内で様々の同
期、例えばクロック同期を確立する必要がある。例えば
変調信号を復調するためには、同期復調方式であれば高
速なキャリア再生、あるいは変調シンボルクロックを再
生するためのクロック同期等を、このプリアンブルの期
間内に完了する必要がある。
【0005】このような高速同期を確立するためには、
信号の到着を正しく、素早く知ることが重要である。逆
に言えば、信号を明確に検知できれば、プリアンブル期
間内に充分、再生回路の動作モードや動作パラメータを
調整して、高速同期を図ることができる。
【0006】無線LANシステムのFH−FSK通信方
式用復調器においては、図5に示すように受信されたF
SK変調波は、複数の増幅器8を通過した後、振幅制限
器6により振幅変動成分を除去されて一定振幅の信号
(図4のe)となる。図5の振幅制限器6は図3の振幅
制限器6と同一であって、図3の振幅制限器6の出力信
号を周波数弁別器7で、ベースバンドの(ディジタルデ
ータ)信号fに変換する。
【0007】図4のfに示すように、復調のためのクロ
ック信号等がプリアンブル期間内に再生されると、信号
fから受信した変調ディジタルデータを復調できる。一
方、図4のfに示すようにFSK復調処理7の結果、無
信号時においてもデータ信号と同一レベルの雑音信号が
出力されることとなる。
【0008】この信号fからプリアンブルを検出するこ
とは容易でないので、従来は図5に示すように増幅器8
の出力の振幅変動を含むバースト信号iを、エンベロー
プ検波器(受信信号強度表示器;RSSI;Receiving
Signal Strength Indicator)9でエンベロープ信号g
に変換し、閾値信号発生器11からの閾値電圧VTH’と
比較器10で比較してエンベロープ立ち上がり信号hを
導出する。この動作は図6に示すように、振幅変動やノ
イズを含むバースト信号iをエンベロープ検波9する
と、ノイズやレベル変動を含むエンベロープ信号gが得
られる。一方、比較器10に例えば信号gが加えられる
と、閾値VTH’に達した位相にエンベロープ立ち上がり
信号hが発生する。
【0009】もし、比較器10に加わるエンベロープ信
号が、図6のg’に示すようなきれいな信号である場合
は、エンベロープの立ち上がりを正しく示すエンベロー
プ立ち上がり信号hが得られ、バースト信号の立ち上が
り、すなわちプリアンブルの立ち上がりを正しく検出で
きるが、通常はエンベロープ検波器9に加わるバースト
信号iは、図6のiに示すように伝送路の雑音特性等に
よって、ノイズが重畳したり、レベルが変動したりする
ので、エンベロープ検波された信号gも図6のgに示す
ようにノイズやレベル変動を伴い、正確にバースト信号
の立ち上がりを取り出すことができない場合もあった。
【0010】この問題を解決するために、特開平5−1
10611号公報には図7に示すように、位相偏移変調
方式の受信信号から正確にバースト信号の立ち上がりを
検出する方法が提案されている。
【0011】図7において、バースト信号検出装置は、
バースト状受信波に相互に直交する局部発振波を乗算す
ることによって、直交座標系復調信号を出力する直交復
調手段12と、直交復調手段12から出力された直交座
標系復調信号を極座標系復調信号に変換する極座標変換
手段13と、極座標変換手段13により算出された位相
角度分散をあらかじめ定められた閾値と比較し、分散が
閾値より小である場合に信号ありと判定する比較手段1
5とから構成される。
【0012】この場合、信号の位相の分散が算出され、
分散が所定の値以下である場合に信号ありと判断され
る。すなわち、ノイズのみで信号のない状態にあって
は、位相角度は原点を中心として、360°の範囲にほ
ぼ一様に分布するため、位相角度の分散は大きな値とな
る。これに対し信号のある状態にあっては、位相角度は
信号の位相角度の周辺に分布するため、位相角度の分散
は小さな値となる。従って、振幅のS/N比が小さい場
合であっても、バースト信号の有無を確実に判定するこ
とが可能となるとされている。
【0013】さらに、図8に示すバースト信号の検出原
理図において、横軸に直交変換後のI成分を、縦軸に直
交変換後のQ成分をとる。すなわち、ノイズだけで信号
のない状態においては、信号のベクトルは原点を中心と
する円16内にほぼ一様に分布するため、位相角度の分
散は大きな値をとることとなる。
【0014】これに対し信号がある場合は、信号ベクト
ル17の周囲にノイズの影響が現れることとなるため、
位相角度Θは次式の範囲で変動することとなる。θ−δ
≦Θ≦θ+δ、ただし、θは信号の位相角度、δはノイ
ズによる位相角度の変動幅である。従って、位相角度の
分散は比較的小さな値をとることとなる。この信号のあ
る場合の位相角度の分散と、信号のない場合の位相角度
の分散との差を利用して、信号の有無を検出することが
可能となるとされている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−11061
1号公報に記載された提案によれば、位相偏移変調され
た信号に対しては、S/N比が小さい(ノイズが多い)
場合でも、正確にバースト信号の立ち上がりを検出でき
るが、本発明に関連するFSK(周波数偏移変調)信号
に対してはこの方法は適用できない。すなわち、位相偏
移変調の場合は、図8の位相角度分散の説明図におい
て、信号がある場合は小さな位相角度分散を持つが、周
波数偏移変調された信号は、信号がある場合でも、位相
角度分散は360°の範囲にほぼ一様に分布することに
なるので、信号の有無を位相角度分散からは検出できな
い。
【0016】本発明の目的は、IEEE802.11仕
様に準拠したFH−FSK通信方式に適したバースト信
号検出器を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明による受信したバ
ースト信号を増幅し、周波数弁別した出力から、前記バ
ースト信号の立ち上がりを検出するバースト信号検出器
は、前記バースト信号をアナログ/ディジタル変換する
A/D変換手段と、前記A/D変換手段の出力を二分し
一方を1クロック遅延して他方と乗算する乗算手段と、
前記乗算手段の出力を積分する平均化手段と、前記平均
化手段の出力を一定の閾値と比較し前記平均化手段の出
力が前記閾値よりマイナスになった瞬間を前記バースト
信号の立ち上がりとして検出することを特徴とする。
【0018】本発明の作用は次の通りである。IEEE
802.11に準拠したFH−FSK変調無線LAN方
式の、バースト信号の先頭部にあるクロック再生用のプ
リアンブルには、”1010101・・・・・”と交互
に”1”と”0”が繰り返すパターンが用いられてい
る。この繰り返しパターンを検出することにより、バー
スト信号の立ち上がりを検出する。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面を参照して説明する。
【0020】図1は本発明によるバースト信号検出器の
実施例の構成を示すブロック図である。図1を参照する
と、本発明のバースト信号検出器は、図3に示す周波数
弁別器7の出力fに接続され、入力信号fをA/D(ア
ナログ/ディジタル)変換するA/D変換回路1、1ク
ロック(シンボル)遅延させるシフトレジスタで構成さ
れた遅延回路2−1、遅延回路2−1で1シンボル遅延
した信号bと遅延しない信号aとを乗算する乗算回路
2、乗算回路2で乗算された信号cを平均化する平均化
回路3、閾値信号発生回路5からの閾値信号(VTH)と
平均化回路3の出力dとを比較して出力する比較器4で
構成される。
【0021】本発明の実施例の動作は、まず入力信号f
をA/D変換器1にて、シンボルレート(クロック周
期)の整数倍のサンプリングクロック信号でA/D変換
し、ディジタル信号aとする。ディジタル信号aは図4
に示すように、無信号時の雑音信号とプリアンプル部の
データ信号とで同一信号レベルとなるが、図2のaに示
す信号パターンに注目すると、プリアンブル部は−1レ
ベルと+1レベルとを交互に繰り返す一定な信号パター
ンになっていることがわかる。
【0022】この信号aを分岐し、一方はシフトレジス
タで構成された遅延回路2−1を介して、信号aに対し
1シンボル(クロック周期)遅延した信号bを導出す
る。論理演算2にて信号a及びbを乗算すると、無信号
期間の乗算結果は一定振幅の雑音信号出力となり、プリ
アンブル部ではプリアンブルデータが有する特徴的な信
号パターンにより、1ビット間の乗算が信号a及びb間
で常に−1レベルと+1レベルとの間で行われるため、
乗算結果は図2cに示すように−1レベルに固定され
る。
【0023】乗算処理2により得られた信号cの瞬時値
を、積分器を用いた平均化回路3により時間的に平均す
ると、無信号期間では雑音信号のプラス側とマイナス側
の成分が相殺され、図2dに示すように平均出力レベル
は0レベルとなる。他方プリアンブル部では上述の乗算
結果により、平均出力も−1レベルの固定値となる。す
なわち、平均化回路3の出力dは、図2dに示すよう
に、無信号時は0レベルを保持し、プリアンブルを受信
すると、平均化回路3内の積分器が有する時定数に従っ
て、−1レベルに変化する。
【0024】この変化を検出するために、閾値信号発生
回路5により閾値VTHを設定し、比較器4にて信号dと
VTHとを比較する。比較結果が信号d<VTHとなった場
合にプリアンブルであると判定し、バースト信号の立ち
上がり(到来)を検出する。
【0025】最終的な検出はレベル検出になるが、平均
化回路3内の積分器で充分に平均化(積分)されている
ので、検出のS/N比は充分に高く、正確にバースト信
号の立ち上がりを検出することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、IEEE
802.11仕様に準拠した無線LANシステムの、F
H−FSK方式のバースト信号のプリアンブルの信号パ
ターンの特徴を利用して、バースト信号の立ち上がりを
正確に検出できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】本発明の実施例の各部の信号波形図である。
【図3】本発明の関連するFH−FSK信号の復調回路
のブロック図である。
【図4】本発明の関連するFH−FSK信号の復調回路
の各部の波形図である。
【図5】従来のバースト信号検出器の一例のブロック図
である。
【図6】従来のバースト信号検出器の一例の各部の波形
図である。
【図7】従来のバースト信号検出器の他の一例のブロッ
ク図である。
【図8】従来のバースト信号検出器の他の一例のベクト
ル図である。
【符号の説明】
1 A/D変換回路 2 乗算回路 2−1 遅延回路 3 平均化回路 4 比較器 5 閾値信号発生回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信したバースト信号を増幅し、周波数
    弁別した出力から、前記バースト信号の立ち上がりを検
    出するバースト信号検出器であって、前記バースト信号
    をアナログ/ディジタル変換するA/D変換手段と、前
    記A/D変換手段の出力を二分し一方を1クロック遅延
    して他方と乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力を
    積分する平均化手段と、前記平均化手段の出力を一定の
    閾値と比較し前記平均化手段の出力が前記閾値よりマイ
    ナスになった瞬間を前記バースト信号の立ち上がりとし
    て検出することを特徴とするバースト信号検出器。
  2. 【請求項2】 前記受信したバースト信号が、IEEE
    802.11仕様に準拠した無線LANシステムのFH
    −FSK方式のバースト信号であることを特徴とする請
    求項1記載のバースト信号検出器。
  3. 【請求項3】 前記受信したバースト信号が、その立ち
    上がり部に”1”と”0”を交互に繰り返す信号パター
    ンを持つプリアンブルを含むことを特徴とする請求項1
    あるいは2記載のバースト信号検出器。
  4. 【請求項4】 前記受信したバースト信号を増幅し、振
    幅制限器で振幅変動を除去した後に周波数弁別すること
    を特徴とする請求項1,2あるいは3記載のバースト信
    号検出器。
  5. 【請求項5】 前記A/D変換手段の出力を1クロック
    遅延する手段が、シフトレジスタにより構成されること
    を特徴とする請求項1,2,3あるいは4記載のバース
    ト信号検出器。
JP31103796A 1996-11-21 1996-11-21 バースト信号検出器 Pending JPH10155002A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003526281A (ja) * 2000-03-09 2003-09-02 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 2−fsk信号の存在を検出する方法及び無線端末
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031202