JP5942226B2 - 通信システム、それに用いられる送信器と受信器、及び通信方法 - Google Patents
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Description
送信対象のデータよりも伝送速度が低い第1の同期用ビット列を生成する低速ビット列生成部と、
前記データと伝送速度が同じ第2の同期用ビット列を生成するビット列生成部と、
前記第1の同期用ビット列、前記第2の同期用ビット列、及び前記データをフレーム化して変調することによりベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号をアップコンバートしてRF信号に変換し、前記RF信号を無線送信する無線送信部と、
を有する送信器と、
前記無線送信部により無線送信されたRF信号を受信してダウンコンバートすることによりベースバンド信号を抽出する無線受信部と、
前記無線受信部により抽出されたベースバンド信号を、前記データの1シンボルを複数のサンプリングタイミングでサンプリングし、かつM(M:2以上の整数)ビットで量子化するオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリング部により量子化されたベースバンド信号を検波する検波部と、
前記検波部により検波されたベースバンド信号中の前記第1の同期用ビット列を検出し、その検出結果に基づいて、前記ベースバンド信号中の前記第2の同期用ビット列が存在する範囲を予測する低速ビット列検出部と、
前記低速ビット列検出部による予測範囲内の前記ベースバンド信号のサンプル値列について、検波されたサンプル値を2値に置き換えることなく、そのままの値で用いて、前記サンプル値列と予め記憶している既知の前記第2の同期用ビット列との相関値を前記サンプリングタイミング毎に算出し、その算出された相関値に基づいてシンボル同期とフレーム同期とを確立する同期確立部と、
を有する受信器と、
を備えたことを特徴とする。
送信対象のデータよりも伝送速度が低い第1の同期用ビット列を生成する低速ビット列生成ステップと、
前記データと伝送速度が同じ第2の同期用ビット列を生成するビット列生成ステップと、
前記第1の同期用ビット列、前記第2の同期用ビット列、及び前記データをフレーム化して変調することによりベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号をアップコンバートしてRF信号に変換し、前記RF信号を無線送信する無線送信ステップと、
を有する送信ステップと、
前記無線送信ステップにより無線送信されたRF信号を受信してダウンコンバートすることによりベースバンド信号を抽出する無線受信ステップと、
前記無線受信ステップにより抽出されたベースバンド信号を前記データの1シンボルを複数のサンプリングタイミングでサンプリングし、かつM(M:2以上の整数)ビットで量子化するオーバサンプリングステップと、
前記オーバサンプリングステップにより量子化されたベースバンド信号を検波する検波ステップと、
前記検波ステップにより検波されたベースバンド信号中の前記第1の同期用ビット列を検出し、その検出結果に基づいて、前記ベースバンド信号中の前記第2の同期用ビット列が存在する範囲を予測する低速ビット列検出ステップと、
前記低速ビット列検出ステップによる予測範囲内の前記ベースバンド信号のサンプル値列について、検波されたサンプル値を2値に置き換えることなく、そのままの値で用いて、前記サンプル値列と予め記憶している既知の前記第2の同期用ビット列との相関値を前記サンプリングタイミング毎に算出し、その算出された相関値に基づいてシンボル同期とフレーム同期とを確立する同期確立ステップと、
を有する受信ステップと、
を含むことを特徴とする。
図15は、第1の変形例に係る通信システムの受信器3による受信信号、及びその受信信号とユニークワードU2のビット列との相関値を示す。本変形例において、ユニークワードU2は、疑似ランダム信号、例えば15ビットのM系列により構成される。M系列のビット数はこれに限定されない。送信器2の送信回路23は、ユニークワードU2であるM系列を連続して繰り返し送信し、例えば3回続けて送信する。連続送信されるM系列は互いに同じ信号である。受信器3の受信回路31は、M系列を連続して3回受信する。受信器3の記憶回路37bは、送信回路23から送信されるM系列と同一のM系列全体又はその一部をユニークワードU2として予め記憶しており、算出回路37cは、そのM系列と、受信回路31による受信信号のサンプル値列との相関値を算出する。
図17は、第2の変形例に係る通信システム1の同期確立回路37の構成を示す。その同期確立回路37は、例えば4つのタイミング別相関値算出回路(以下、算出回路という)37gを有する。それらの算出回路37gは、予測回路36f(上記図5を参照)による予測範囲内で、複数のサンプリングタイミング、詳しくはサンプリングタイミング(0)〜(3)の相関値をそれぞれ算出し、それらの相関値の算出処理を並列的に実行する。
図20は、第3の変形例の通信システム1におけるベースバンド信号のフレーム構成を示す。後述するが、本変形例では、受信器3の同期確立回路37が1ユニークワードU2の長さ毎に、相関値を算出するサンプリングタイミングを切り替える。そこで、同期確立回路37が全てのサンプリングタイミング(0)〜(3)の相関値を算出できるようにするため、送信器2の送信回路23は、1フレームF1にサンプリングタイミング(0)〜(3)の数以上、ユニークワードU2を挿入する。1シンボルSbあたりのサンプリングタイミングの数をn(n:2以上の整数、本変形例では4)とすると、n個以上のユニークワードU2が1フレームF1に挿入される。送信器2は、それらのユニークワードU2を連続して送信する。
図23に示すように、上記第3の変形例において、相関値算出対象のサンプリングタイミングを順次切り替えたとき、サンプリングタイミング(0)〜(3)の全てについて相関値が略正しいタイミングで最大になったとする。その場合、サンプリング(0)〜(3)における相関値が最大になるタイミングの間隔をそれぞれTA、TB、TCとすると、TA≒TB≒TCとなる。
第5の変形例に係る通信システム1は、上記第2の変形例と上記第3の変形例とを組み合わせたような構成である。ここで、サンプリングタイミングの数n=m×p(m、p:2以上の整数)とする。
図29は、第6の変形例に係る通信システムの同期確立回路37の構成を示す。その構成は、図6に示した構成において、抽出回路37dを閾値設定回路37k及び比較回路37lに変更した構成である。
図33は、第7の変形例に係る通信システムの同期確立回路37の構成を示す。その同期確立回路37は、上記図29に示した第6の変形例の構成に、上記の抽出回路37dと、相関値抽出回路37mとを追加したものである。相関値抽出回路37mは、算出回路37cにより算出されたサンプリングタイミング(0)〜(3)の相関値の中から、比較回路37lにより第2設定閾値以上と判定された相関値を抽出する。抽出回路37dは、相関値抽出回路37mにより抽出された相関値の中から、予測回路36f(上記図5を参照)による予測範囲内で最大の相関値を抽出する。
図36は、第8の変形例の通信システムにおける算出回路37cの相関値算出方法を示す。上記実施形態と同様に、算出回路37cは、検波回路35により検波されたサンプル値列とユニークワードU2とについて、時系列順で互いに同じ順番のサンプル値とビットの値とを乗算し、それらの乗算結果の総和を算出して相関値とする。ただし、算出回路37cは、その相関値の算出処理において、サンプル値とビットの値との乗算結果を、1つのレジスタを用いて累積加算する。具体的には、算出回路37cは、1番目同士の値の乗算結果を1つのレジスタに格納し、2番目同士の値の乗算結果については、それを、上記レジスタに格納された1番目の乗算結果に加算して、その加算結果を上記レジスタに格納する。算出回路37cは、このように、順に乗算結果を加算し、その加算結果を上記レジスタに格納する。ユニークワードU2は、図示されたビット数に限定されない。
2 送信器
21 低速ビット列生成回路(低速ビット列生成部)
22 ビット列生成回路(ビット列生成部)
23 送信回路(無線送信部)
3 受信器
31 受信回路(無線受信部)
32 ADコンバータ(オーバサンプリング部)
35 検波回路(検波部)
36 低速ビット列検出回路(低速ビット列検出部)
37 同期確立回路(同期確立部)
37g タイミング別相関値算出回路(相関値算出部)
37i タイミング設定回路(タイミング設定部)
37j タイミング間隔検出回路(タイミング間隔検出部)
A1、A2 予測範囲
B1 ベースバンド信号
F1 フレーム
D1 データ
U1 低速ユニークワード(第1の同期用ビット列)
U2 ユニークワード(第2の同期用ビット列)
Claims (10)
- 送信対象のデータよりも伝送速度が低い第1の同期用ビット列を生成する低速ビット列生成部と、
前記データと伝送速度が同じ第2の同期用ビット列を生成するビット列生成部と、
前記第1の同期用ビット列、前記第2の同期用ビット列、及び前記データをフレーム化して変調することによりベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号をアップコンバートしてRF信号に変換し、前記RF信号を無線送信する無線送信部と、
を有する送信器と、
前記無線送信部により無線送信されたRF信号を受信してダウンコンバートすることによりベースバンド信号を抽出する無線受信部と、
前記無線受信部により抽出されたベースバンド信号を、前記データの1シンボルを複数のサンプリングタイミングでサンプリングし、かつM(M:2以上の整数)ビットで量子化するオーバサンプリング部と、
前記オーバサンプリング部により量子化されたベースバンド信号を検波する検波部と、
前記検波部により検波されたベースバンド信号中の前記第1の同期用ビット列を検出し、その検出結果に基づいて、前記ベースバンド信号中の前記第2の同期用ビット列が存在する範囲を予測する低速ビット列検出部と、
前記低速ビット列検出部による予測範囲内の前記ベースバンド信号のサンプル値列について、検波されたサンプル値を2値に置き換えることなく、そのままの値で用いて、前記サンプル値列と予め記憶している既知の前記第2の同期用ビット列との相関値を前記サンプリングタイミング毎に算出し、その算出された相関値に基づいてシンボル同期とフレーム同期とを確立する同期確立部と、
を有する受信器と、
を備えたことを特徴とする通信システム。 - 前記同期確立部は、前記複数のサンプリングタイミングの前記相関値をそれぞれ算出する複数の相関値算出部を有し、
前記複数の相関値算出部は、前記相関値の算出処理を並列的に実行することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記無線送信部は、前記第2の同期用ビット列を、前記サンプリングタイミングの数以上の回数、連続して送信し、
前記同期確立部は、前記予測範囲内で、前記相関値を算出するサンプリングタイミングを、前記第2の同期用ビット列の長さ毎に順に切り替えるタイミング設定部を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記同期確立部は、前記サンプリングタイミング毎に前記相関値が最大値となり前記予測範囲内の最大値候補となるタイミングを検出し、それらのタイミング間隔を計測するタイミング間隔検出部をさらに有し、
前記タイミング間隔検出部により計測されたタイミング間隔が規定範囲内でない場合、本来とは異なるタイミングで前記相関値が最大となったサンプリングタイミングの該最大値を前記予測範囲内の最大値候補から除外し、残った前記最大値候補の中で最も大きい最大値候補のサンプリングタイミングをシンボル同期タイミングに設定し、その最大値が得られたタイミングをフレーム同期タイミングに設定することを特徴とする請求項3に記載の通信システム。 - 前記サンプリングタイミングの数をnとし、n=m×p(m、p:2以上の整数)とした場合、
前記無線送信部は、前記第2の同期用ビット列を、m以上の回数、連続して送信し、
前記同期確立部は、前記予測範囲内でp個のサンプリングタイミングの前記相関値をそれぞれ算出し該相関値の算出処理を並列的に実行するp個の相関値算出部と、前記p個の相関値算出部により前記相関値が算出されるサンプリングタイミングを、前記予測範囲内で前記第2の同期用ビット列の長さ毎に順に切り替えるタイミング設定部を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記同期確立部は、前記相関値が前記予測範囲内で最大となったサンプリングタイミングをシンボル同期タイミングに設定し、該相関値が前記予測範囲内で最大となったタイミングをフレーム同期タイミングに設定することを特徴とする請求項1乃至請求項3及び請求項5のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記同期確立部は、前記相関値が相関閾値以上であれば、その相関値のサンプリングタイミングをシンボル同期タイミングに設定し、該相関値が相関閾値以上となったタイミングをフレーム同期タイミングに設定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記同期確立部は、前記相関値が相関閾値以上であり、かつ前記予測範囲内で最大となったサンプリングタイミングをシンボル同期タイミングに設定し、該相関値が相関閾値以上であって前記予測範囲内で最大となったタイミングをフレーム同期タイミングに設定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記同期確立部は、前記相関値の算出処理において、前記サンプル値列と前記第2の同期用ビット列とについて、時系列順で互いに同じ順番のサンプル値とビットの値とを乗算し、それらの乗算結果を、1つのレジスタを用いて累積加算することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の通信システム。
- 送信対象のデータよりも伝送速度が低い第1の同期用ビット列を生成する低速ビット列生成ステップと、
前記データと伝送速度が同じ第2の同期用ビット列を生成するビット列生成ステップと、
前記第1の同期用ビット列、前記第2の同期用ビット列、及び前記データをフレーム化して変調することによりベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号をアップコンバートしてRF信号に変換し、前記RF信号を無線送信する無線送信ステップと、
を有する送信ステップと、
前記無線送信ステップにより無線送信されたRF信号を受信してダウンコンバートすることによりベースバンド信号を抽出する無線受信ステップと、
前記無線受信ステップにより抽出されたベースバンド信号を前記データの1シンボルを複数のサンプリングタイミングでサンプリングし、かつM(M:2以上の整数)ビットで量子化するオーバサンプリングステップと、
前記オーバサンプリングステップにより量子化されたベースバンド信号を検波する検波ステップと、
前記検波ステップにより検波されたベースバンド信号中の前記第1の同期用ビット列を検出し、その検出結果に基づいて、前記ベースバンド信号中の前記第2の同期用ビット列が存在する範囲を予測する低速ビット列検出ステップと、
前記低速ビット列検出ステップによる予測範囲内の前記ベースバンド信号のサンプル値列について、検波されたサンプル値を2値に置き換えることなく、そのままの値で用いて、前記サンプル値列と予め記憶している既知の前記第2の同期用ビット列との相関値を前記サンプリングタイミング毎に算出し、その算出された相関値に基づいてシンボル同期とフレーム同期とを確立する同期確立ステップと、
を有する受信ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
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JP2012249378A JP5942226B2 (ja) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 通信システム、それに用いられる送信器と受信器、及び通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012249378A JP5942226B2 (ja) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 通信システム、それに用いられる送信器と受信器、及び通信方法 |
Publications (2)
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ID=50941389
Family Applications (1)
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JP2012249378A Active JP5942226B2 (ja) | 2012-11-13 | 2012-11-13 | 通信システム、それに用いられる送信器と受信器、及び通信方法 |
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