JPH09214417A - 伝送装置及び伝送方法 - Google Patents
伝送装置及び伝送方法Info
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- JPH09214417A JPH09214417A JP9005791A JP579197A JPH09214417A JP H09214417 A JPH09214417 A JP H09214417A JP 9005791 A JP9005791 A JP 9005791A JP 579197 A JP579197 A JP 579197A JP H09214417 A JPH09214417 A JP H09214417A
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
率復調を実現できる伝送装置を提供すること。 【解決手段】 或チャンネルに送信すべき送信データに
含まれる既知のパターンデータと同じデータを受信側で
発生し、該パターンデータと、そのチャンネルを通して
受信すべき受信データの相関をとる。その相関値に基づ
いて、チャンネル特性を連続的に推定し、その推定結果
によって受信データを復調する。チャンネル特性は、受
信データに基づいて推定されるので、特性劣化のために
受信データが歪んでいる場合でもそのデータが正しく復
調できる。
Description
方法に関し、特に、ディジタルコードレス電話に適用で
きる技術であって、そのコードレス電話に使う受信方法
に関する。
解決しようとする課題」現在、多くの国に於いて、ディ
ジタル移動通信システムを実現するために、種々のシス
テム(ディジタルコードレス電話システム及びディジタ
ル車載電話システム)が試験されている。
ッパ・コードレス電話通信)及びGSM(Groupe Speci
l de Mobile)である。このシステム、即ち、端末が高速
で動くディジタル移動電話等、においては、受信信号
は、送信チャンネル状態に起因するフェージングに簡単
に影響され、受信特性は悪化されがちである。
移し、復調効率は悪くなりがちであり、ビット誤り率は
低下する。このことは、全システムの同期状態が悪化す
る可能性があることを示している。
従来の装置に比べてチャンネル歪みに対する抵抗力がも
っとある伝送装置及び伝送方法を提供することにある。
る上記の課題及び他の課題は、下記の手段を備えた伝送
装置及び伝送方法を提供することによって解決する。
べき送信データに含まれる既知のパターンデータと同じ
パターンデータを発生するためのパターン発生手段(4
A)、伝送チャンネルを介して受信する受信データ(r
k )と相関値(CorrRSk)としてのパターンデー
タ(ts)の間の相関を連続して次々と検出するための
相関検出手段(4A)、及びその相関値に基づいて伝送
チャンネルの特性を次々に推定した後その推定結果に基
づいて受信データ(rk )を復調するための信号処理手
段、を備えた伝送装置を提供する。
含む。即ち、伝送チャンネルに送信すべき送信データに
含まれる既知のパターンデータと同じパターンデータを
発生した後、伝送チャンネルを介して受信する受信デー
タ(rk )とパターンデータ(ts)の間の相関を得る
ための処理と、上記処理によって得た相関値(Corr
RSk)によって伝送チャンネルの特性を次々に推定し
た後その推定結果に基づいて受信データ(rk )を復調
するための処理とを含む。
含まれる既知のパターンデータと同じパターンデータ
(ts)が受信側に発生される。そして、そのパターン
データ(ts)と、伝送チャンネルを通して受信する受
信データ(rk )との間の相関が得られる。
(CorrRSk)によって次々に推定される。そうし
て、受信データ(rk )は推定した結果に基づいて復調
される。従って、伝送装置及び伝送方法は容易に実現で
き、受信データ(rk )が特性悪化によって歪んでも、
データは正しく復調される。
面と合わせて読めば、下記の詳細な説明から明らかにな
るであろう。なお、図面中、同様な部分は同様な参照番
号または文字によって示されている。
しい実施形態について説明する。 (1)一般的構成 第1にディジタル携帯電話の一般的構成について下記に
説明する。
は、送受信アンテナ2の他に、高周波(RF)信号処理
回路3、変調・復調及びデータ処理回路4、オーディオ
信号処理回路5、等の種々の回路によって作られてい
る。
介して再生されている間は、通信者の声がマイク7を介
して入力し、送受信アンテナ2から送信される。この点
で、信号処理回路3〜5は、バス8を介して回路3〜5
に夫々接続された中央処理ユニット(CPU)9によっ
て制御される。
M)10Aに蓄積されたプログラムに基づいて動作し、
計算表として随時書き込み読み出しメモリ(RAM)1
0Bを使う。同様にして、CPU9は、表示動作ユニッ
ト11との間でデータの送信・受信を行い、通信者の間
のインターフェースを有する。
1を更に詳しく示す。高周波(RF)信号処理回路3
は、RF/IF検出回路3Aによって、受信信号を高周
波増幅し、これを直交的に検出し、アナログ・ディジタ
ル(A/D)変換器3Bによってディジタル信号に変換
する。
データ処理回路4に与えられる。この変調・復調・デー
タ処理回路4は、復調4Aの為にディジタル信号処理器
(DSP)での信号処理によって受信されたデータを復
調し、同期処理、復調処理、周波数訂正チャンネル(F
CCH)による誤り訂正処理を行い、その復調されたデ
ータをオーディオ5AのためDSP(ディジタル信号処
理)に与える。このDSP 5Aは圧縮されたオーディ
オデータを復調するために使われる。
形等化処理及び復調処理について下記に検討する。
種々の場所で反射され、異なった遅延時間を有する多数
の反射波が複合波として受信される。
ーサル型フィルタを使ってモデル化できる。この図は、
5ビットまでの遅延時間を考慮して表されており、hk
は各遅延時間に対応する信号の大きさを決定するタップ
係数を示している。
ップ係数hk による全ビット間隔のデータが乗算された
値を合計したものとして示される。換言すると、次のこ
とが言える。即ち、フェージングは、各遅延されたビッ
トとタップ係数hk の畳込み積分の一結果である。
合5ビット)が規定できれば、伝送チャンネルの特性は
タップ係数hk を得ることによって決めることができ
る。携帯電話1側でフェージングの影響を取り除く為に
は、信号は受信した信号を等化する波のそばにフェージ
ングが存在しない状態に戻さなければならない。
ップ係数の値hk が正しく見つかれば、伝送チャンネル
特性と反対特性を持ったフィルタができて、フェージン
グの影響は取り除かれる。
チャンネル特性が推定できるかが、受信特性を改善する
ための非常に重要な技術になる。
ネル特性は、時間が進むにつれて変わる。そして、一般
にはそれを正しく推定することは容易ではない。しか
し、GSMシステム等の車載電話システムにおいては、
アクセスシステムとして時分割多重アクセスが使われて
いるので、送信データに割り当てるべき(即ち、1バー
スト)単位伝送時間は580(μsec)の短さで、各
バーストにおけるフェージングの影響はほぼ一定である
と考えることができる。
は、各バーストの中央に含まれる既知のパターンデータ
(トレーニングシーケンス)を利用する際に推定され
る。そのトレーニングシーケンスにおいて数個のパター
ンが考えられる。しかし、26ビット長を有する既知の
パターンにおけるビットパターンの一部にのみ注目を払
えば、次の等式に示されるように自動相関(AutoCorrk)
に直交関係が存在する。
示す。そこで、受信信号システムrk は送信信号システ
ムskとタップ係数hk を使って下記のように表すこと
ができる。
シーケンスtsと受信信号rk の間の相関値CorrR
Skは下記のように得ることができる。
とトレーニングシーケンスtsのビットパターンが同じ
ならば、トレーニングシーケンスの直交性のために等式
(3)の代わりに次の等式が存在する。
信信号rk とトレーニングシーケンスtsの間の相関値
CorrRSkを計算することによって得ることができ
る。そして、伝送チャンネルの特性(チャンネル応答)
は推測されることができる。また、相関ピークを得るタ
イミングを検出することによっても、同期タイミングが
得られる。
及び同期タイミングが用いられれば、フェージングによ
って少ししか影響を受けないデータが復調できる。
基づいて伝送チャンネルの特性を推定することにある。
ピークをとることであり、伝送チャンネルの特性(チャ
ンネル応答)を調整するパラメータ(タップ係数hk )
としてその点での相関値を作る。この処理方法は、同期
位置の検出精度を更に増すことができるもので、次のパ
ラグラフで説明する。
おり、式(3)に基づいて得られる相関値CorrRS
kのエネルギー平均値が得られ、同期タイミングを設定
するために、このエネルギー平均のピークが得られる。
関値C0 ,C1 ‥‥‥C9 が得られ、同期タイミング
は、これらに基づいて検出される。これは、図5に示す
ようにフェージングの影響によって多数のピーク点が作
られる場合に、最も適正な値を得るという理由からであ
る。この関係で、平均エネルギーを計算する場合に(平
均値を動かす)、相関値は荷重計算される。
算手順のアウトラインは図6を使って後で説明する。
ップSP1からスタートすると、例えばステップSP2
で受信信号rk とトレーニングシーケンスtsの間の1
0個の相関値が計算される。これが10個の相関値
C0 ,C1 ‥‥‥C9 を得るのに充分である理由は、同
期位置が携帯電話の場合には殆ど知られているからであ
る。
ンネルの特性を示すタップ係数hkの計算と全く同じ方
法で計算される値である。しかしながら、これらは同期
位置を確かめる場合に使われるので、便宜上異なってク
ラス分けする。
C1 ‥‥‥C9 が得られれば、各相関値のエネルギー荷
重和が計算され、動平均値が得られる。この実施の形態
において、5個の相関値のエネルギー荷重和が計算さ
れ、6セットのエネルギー平均値E0 ,E1 ‥‥‥E5
が得られる。
ー平均値E0 ,E1 ‥‥‥E5 の最大値が得られ、ステ
ップSP5の処理に進む。このステップSP5で検出さ
れた位置に基づいて同期タイミングが抽出され、同期タ
イミングがセットされる。
の特性は一群の相関値を作ることによって設定される。
それらの相関値は、タップ係数h0 ,h1 ,‥‥‥h4
として、エネルギー平均値の最大値を提供し、これらの
処理はステップSP7で終わる。
信号処理は、このようにして得られたチャンネル応答に
基づいて反対特性フィルタを得て、これに基づいた受信
データを復調する。
理の完全な例を以下に説明する。
は、受信信号rk は、トレーニングシーケンスtsと一
致する。そして、相関値C3 は10個の相関値の中のピ
ーク点である。従って、ピーク点を与える相関値が検出
されると、同期を与える点は正しく検出することができ
る。
は、一連の相関値の中に数個のピークが作られ、同期点
を正しく得ることができない場合がある。従って、前の
パラグラフで説明したように、各時点の相関値に基づく
エネルギーを得、これらの荷重平均を順次得ることによ
って、チャンネル応答を示す相関値の平均エネルギーが
得られる。
En は次の式に基づいて得られる。
‥n+4)はCk (k=n,n+1,‥‥‥n+4)の
相関値のエネルギーであり、wi は重み付けのための係
数である。この係数wi (i=−2,−1,0,1,
2)は相関値の平均エネルギーを得る為の一種のウイン
ドウのような役割を持つ。従って、異なった特性を持つ
ウインドウは荷重係数を変えることによって得ることが
できる。
底上げコサイン(raised-cosine)等の多数のウインドウ
プロファイルがある。この点で、一例として単純に三角
ウインドウが使われる。そうして、各係数はwi (i=
−2,−1,0,1,2)が次の式としてセットされ
る。
5,C2 =10,C3 =6,C4 =2であり、n=0と
仮定すると、平均エネルギーE0 は次のように得られ
る。
4 (ステップSP3)に基づいてこの計算が行われる。
そして、このようにして、同期点はこれらのピークエネ
ルギーを検出することによって検出される(ステップS
P4,SP5)。
タイミングを得る場合の結果、及び相関エネルギーのピ
ークを単純に検出することによる同期タイミングを得る
ば場合の結果は比較され、2つの結果が確かめられる。
1 =2,C2 =5,C3 =3,C4=2,C5 =3,C
6 =4,C7 =2,C8 =2,C9 =1であるとして、
図5はこれを示している。
ピークを検出することによって同期タイミングを得る場
合に、この相関値は相関値C2 (=5)の所で最高値に
なる。従ってもし、この方法が使われると、相関値C2
のタイミングは正しい同期タイミングとしてセットされ
る。この場合、チャンネル応答を調整するタップ係数h
k は次のとおりである。
えば、図5に示すとおり、C2 と殆ど同じ大きさの他の
ピークは相関値C6 のそばに見られる。従って、もし受
信データがこれに何の注意もせず等化されれば、ビット
誤り率の低下が予想される。
し6個の平均エネルギーE0 ,E1,E2 ,E3 ,
E4 ,E5 が10個の相関値Cn から得られれば、次の
値が得られる。
112であって、相関値C2 とC6の荷重和である。従
って、5つの相関値の中に中間の相関値C4 が得られる
タイミングが、同期タイミングとして採用されている。
このように、チャンネル応答を調整するためのタップ係
数hk は次のように設定できる。
て2つのピークを与える相関値C2とC6 を含む。そし
て、それはピークを検出するだけの方法に比べて或誤り
があるが実際のチャンネル応答に非常に近いと考えるこ
とができる。
ータが復調されるならば、その受信データは前回の方法
に比べて低いビット誤り率で復調できると考えられる。
同様にして、後の例は同期タイミングを設定するのにも
っと適している。
る。この図において、縦座標はビット誤り率を示し、横
座標はノイズ対ビット当たりエネルギー比を示す。この
図に示すように、ビット当たりのエネルギーとノイズの
比が高くなると、平均エネルギー(実線)を利用する際
に同期タイミングがセットされる時にビット誤り率が低
下する。
ン(トレーニングシーケンス)を含むトレーニングデー
タを受信する場合に、受信データと現在のビットパター
ン(トレーニングシーケンス)との間の相関値は携帯電
話1側で得られ、最大相関値に基づいて受信チャンネル
上でチャンネル応答を推定することによって、フェージ
ングの影響が取り除ける。
関値についての平均エネルギーは各固定期間に連続的に
得られる。1セットの相関値であってそれらの中の最大
平均エネルギーを与える値に基づいて受信チャンネルに
ついてチャンネル応答を推定することにより、フェージ
ングの影響が更に減らされる。
等に因って歪む場合でも、受信タイミングは正しく受信
される。従って、同期状態を検出することができ、同期
状態から外れることが難しい携帯電話が容易に得られ
る。
とによって改善でき、その結果、データの復調効率は改
善できる。従って、ビット誤り率を更に減らすことので
きる携帯電話が得られる。
て)相関値を得る場合を扱った。しかし、本発明は上記
に限られるだけでなく、ベクトル値(2次元値)として
それを得る場合にも広く適用できる。
について扱ったが、本発明はこれに限られることなく、
車載電話等の他の受信器にも適用できる。更に、上記実
施形態は、受信器の場合を扱ったが、本発明はこれに限
定されることなく、記録媒体から高密度記録されたデー
タを再生するための再生装置にも広く適用できる。
してきたが、当業者にとっては、種々の変更、改良がも
くろまれることは明らかであり、特許請求の範囲におい
ては、本発明の真の精神及び範囲に入る限りそれら全て
をカバーする。
図である。
ク図である。
(線図)である。
算を説明する線図である。
ローチャートである。
性図である。
調・データ処理回路、5 オーディオ信号処理回路、6
スピーカ、7 マイク、8 バス、9 中央処理装
置、11 表示動作ユニット
Claims (9)
- 【請求項1】 伝送チャンネルに伝送すべき送信データ
に含まれる既知のパターンと同じパターンを発生するパ
ターン発生手段と、 上記伝送チャンネルを通して受信すべき受信データと上
記パターンデータとの間の相関を検出する相関検出手段
と、 上記相関値に連続して依存して上記伝送チャンネルの特
性を推定し、上記推定結果に依存して受信データを復調
する信号処理手段と、を備えた伝送装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の伝送装置において、前
記信号処理手段が、時系列における予め定められた期間
内に得られる前記相関値の複数平均値を得て、上記平均
値の最大値を与える期間に基づいた上記受信データの同
期タイミングを設定する伝送装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の装置において、前記平
均値を計算する場合に、前記信号処理手段が夫々計算の
対象である相関値に重みづけするようにした伝送装置。 - 【請求項4】 請求項1、2、または3の何れか1つに
記載の装置において、前記伝送チャンネルが、その伝送
ルートに、記録媒体を備えた伝送装置。 - 【請求項5】 伝送チャンネルに伝送すべき送信データ
に含まれる既知のパターンと同じパターンを発生し、上
記伝送チャンネルを通して受信すべき受信データと上記
パターンデータとの間の相関を得る信号処理と、 上記信号処理によって得た相関値に連続して依存する上
記伝送チャンネルの特性を推定し、該推定結果に存在し
て受信データを復調する信号処理と、を含む伝送方法。 - 【請求項6】 請求項5に記載の伝送方法において、前
記伝送特性を推定する場合に前記予め定められた時間に
前記相関値の複数の平均値が時系列において得られ、前
記受信データの同期タイミングが、前記平均値の最大値
が得られる項に基づいて設定される伝送方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の伝送方法において、前
記平均値を計算する場合に、該平均値が夫々計算の対象
である相関値に重み付けをすることによって得られる伝
送方法。 - 【請求項8】 添付図面を参照して明細書中に実質的に
説明され、又は添付図面に図解されたとおりに作られ、
又は配列された伝送装置。 - 【請求項9】 添付図面を参照して明細書中に実質的に
説明され、又は添付図面に図解されたとおりの伝送方
法。
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