JPH1188455A - フレーム同期方式 - Google Patents

フレーム同期方式

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Publication number
JPH1188455A
JPH1188455A JP9238035A JP23803597A JPH1188455A JP H1188455 A JPH1188455 A JP H1188455A JP 9238035 A JP9238035 A JP 9238035A JP 23803597 A JP23803597 A JP 23803597A JP H1188455 A JPH1188455 A JP H1188455A
Authority
JP
Japan
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cross
signal
correlation value
time
correlation
Prior art date
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Pending
Application number
JP9238035A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideya Suzuki
秀哉 鈴木
Nobukazu Doi
信数 土居
Eimatsu Moriyama
栄松 守山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Communications Research Laboratory
Original Assignee
Hitachi Ltd
Communications Research Laboratory
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Communications Research Laboratory filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9238035A priority Critical patent/JPH1188455A/ja
Publication of JPH1188455A publication Critical patent/JPH1188455A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 3波以上の複数波によって生成されるマルチ
パスフェージング環境下でも先行波位置を抽出する。 【解決手段】 規定の時間窓内において最も時間的に先
頭の相互相関ピーク位置を検出する。受信信号とユニー
クワード信号との相互相関値を算出し(101)、その
最大値からしきい値F0を算出する(103)。最初に
しきい値F0を越えた最初のピーク位置P0を次フレー
ムにおける同期点とするように次フレームにおける受信
タイミングを修正する(112)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無線通信機器に関
し、特にマルチパスフェージング環境下において通信の
相手方から送信される無線信号に時間的に同期するため
のフレーム同期方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のフレーム同期方式として「16Q
AM−TDMA移動無線の高速データ伝送における等化
器用フレーム同期方式」1994年電子情報通信学会通
信春季大会B−362が挙げられる。
【0003】マルチパスフェージング環境下において
は、遅延波による符号間干渉の影響により極めて誤り率
特性が劣化する。この符号間干渉の影響を受信側で除去
するために等化器が用いられる。
【0004】等化器により符号間干渉を除去して元の送
信された信号を復元するには直接波及び反射等による遅
延波の情報が等化器のタップに入力されている必要があ
る。そのため等化器の性能を十分に引き出すためには等
化器に入力される受信データの切り出しタイミングを規
定する同期位置が重要である。
【0005】従って、通常、等化器では遅延波に同期し
た場合を考慮して、想定される遅延量の2倍の時間分の
タップ数を用意している。しかし、特にDFE(Decisio
n Feedback Equalizer)タイプの等化器にて、伝搬路推
定アルゴリズムにRLS(Recursive Least Squares)ア
ルゴリズムを採用した場合には、その処理量がタップ数
の2乗に比例するため出来る限りタップ数を削減したい
という要求があった。
【0006】上記文献においては、等化器に入力される
受信データの先頭波を同期点とすることにより、遅延波
に同期することを回避し、少ないタップ数にて性能を保
持できるとしている。
【0007】図2に直交検波後のサンプルされた受信
I,Q信号200の一例を示す。図2において上がI信
号201、下がQ信号202を示す。一般的に受信信号
200内には送信側にて時間同期用に予め規定された信
号が挿入されている。この予め規定された信号をユニー
クワード信号と呼ぶ。このユニークワード信号の一例を
図3に示す。図3において、ユニークワード信号300
は一定サンプル数から成り、上がI信号301、下がQ
信号302を示す。
【0008】一定時間間隔でサンプルされた受信信号2
00とユニークワード信号300との相互相関を算出す
ることにより、受信信号中のユニークワード信号位置を
検出する。サンプルされた受信I,Q信号をそれぞれR
i(i)、Rq(i) (ただし、0≦i)とする。また、ユニー
クワード信号のI,Q信号をそれぞれUi(j)、Uq(j)
(ただし、0≦j<N、Nは規定値)とする。これらか
ら受信信号とユニークワード信号との相互相関値S(i)
は以下の数1の様に示される。
【0009】
【数1】
【0010】数1による受信信号とユニークワード信号
との相互相関値S(i)を図4に示す。上記従来例では図
4に示される相互相関値の内、二つのピーク位置である
P1、P2点に着目し、受信信号から先頭波を同期点と
して抽出する。
【0011】このフローを図5を用いて説明する。受信
信号とユニークワード信号との相互相関値を算出し(5
01)、その相互相関最大値F1、またその時刻P1を
記憶する(502)。次に、相互相関最大値F1から受
信された信号波形が1波であるか2波の合成であるかを
検出するため、しきい値F0を算出する(503)。な
お、このしきい値を算出するための係数THはシステム
において定める定数である。また、2番目に大きい相互
相関値をF2、その時刻をP2として記憶する(50
4)。
【0012】F2とF0の値を比較する(505)。2
番目に大きい相互相関値F2がしきい値F0を超えない
(F2<F0)場合には、受信信号は1波であるとして
次フレームでの受信タイミングを規定する同期点P0と
してP1を記憶する(508)。一方、F2>F0の場
合には受信信号は2波から成るものと判定し、P1とP
2の時間位置を比較する(506)。P1がP2よりも
時間的に前の場合にはP1が直接波に対応するものと判
定し、同期点P0としてP1を記憶する(508)。P
2がP1よりも時間的に前の場合にはP2が直接波に対
応するものと判定し、同期点P0としてP2を記憶する
(507)。次フレームタイミングでは、記憶された同
期点P0から1フレーム時間後の位置となるように受信
タイミングを修正する(509)。これにより、次フレ
ームタイミングでは直接波に同期することができ、遅延
波に同期することを想定しなくて良いため、等化器のタ
ップ数は高々遅延時間分とすることができる。これによ
り、等化器のタップ数の低減による処理量の低減が図れ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術におい
ては相互相関値の最大値及び2番目に大きな値にのみ着
目しており、2波レイリーフェージング環境を想定して
いる。しかし、実環境下では直接波及び1波のみの反射
波だけが受信されのではない。従来技術によっては3波
以上の複数波によって生成されるマルチパスフェージン
グ環境下では必ずしも先行波位置を抽出できるとは限ら
ないため、所期の受信性能が得られる保証が無い。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めには、受信機に到来する複数波の数に依存せずにその
時間的に先頭の波を捕捉できる方法が望ましい。そのた
め、本発明においては規定の時間窓内において最も時間
的に先頭の相互相関ピーク位置を検出することにした。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明を図4および図1を用いて
説明する。図1は、本発明における同期捕捉フローの一
例である。受信信号とユニークワード信号との相互相関
値は上記従来例と同様に算出される(101)。算出結
果を図4に示す。相互相関値の最大値F1を記憶し(1
02)、F1に係数THを乗じて得られる値F0をしき
い値として算出する(103)。
【0016】受信信号のサンプルの先頭から順にその相
互相関値としきい値F0の値を比較することにより、し
きい値F0を越える相互相関値位置を検索する(104
〜107)。この処理により、図4の例ではa点が最初
にしきい値F0を越えた時間位置として検出される。a
点における時間位置iおよび相互相関値Aを記憶する。
一サンプル後ろ(i+1)の相互相関値Bを求め(10
8)、記憶された相互相関値Aと比較する(109)。
一サンプル後ろの相互相関値Bが大きい場合にはまだ最
初の相互相関ピーク位置が検出されていないと判定し、
時間位置iおよび相互相関値Aを一サンプル後ろの内容
(i+1,B)に更新し(110)、同じ動作を繰り返
す(108〜110)。時間的に一サンプル後ろの相互
相関値の方が小さい場合には、最初のピーク位置を検出
したとして現在記憶されている時間位置を次フレームに
おける同期点とする(111)。図4の例では、検索さ
れた最初の相互相関ピーク位置P2が次フレームにおけ
る同期点となるように受信タイミングを修正される。
【0017】この処理は最初のフレームにおいて同期捕
捉がとれてからは、規定の時間窓内において行う。時間
窓の大きさはシステムで定めることができる。相互相関
ピーク位置はフレームごとに大きく変わるものでないか
ら、より少ない処理量で確実に同期捕捉をとることがで
きる。
【0018】この受信タイミングの修正の際に、一度に
必要な修正量分だけタイミングを修正するのではなく、
一回の修正量の上限を設けてもよい(例えば、1/4シ
ンボル時間)。マルチパスフェージングにより相互相関
値の最大値F1に極端に大きな値が生じた場合には本来
捕捉すべき先行波のピーク値がしきい値F0以下となっ
てしまい、遅延波を捕捉してしまうようなことも生じう
る。修正量の上限を設けることにより、同期位置の大き
な修正を防止できる。それにより等化器へのデータ切り
出し位置は先行波を捕捉した場合と大きくは変わらない
ため、性能劣化を防止することができる。
【0019】次に、本発明における無線機の一構成例に
ついて図6を用いて示す。アンテナ602を介して受信
された受信信号601はRF部603によって増幅及び
周波数変換が施され、受信IF信号604となる。この
受信IF信号604より、直交検波器605および受信
帯域を制限するLPF606、607によって受信信号
のI信号608およびQ信号609が抽出される。抽出
されたI信号608およびQ信号609はA/D変換器
610、611にてサンプルされ、デジタル化された受
信I信号612および受信Q信号613に変換され、メ
モリ614に貯えられる。メモリ614に貯えられた受
信I信号612および受信Q信号613は相互相関算出
部615にて予め記憶されているユニークワード信号と
の相互相関値を算出する。
【0020】上記算出された相互相関値から前述の様に
時間的に先頭のピーク位置が抽出され、次フレームにお
ける同期点が決定される。この同期点はタイミング管理
部616に通知され、無線機の受信タイミングを含む各
種タイミングを修正する。次フレームではタイミング管
理部616にて指示された受信タイミングにてメモリ6
14への受信信号の格納が開始され、この格納された受
信信号は後段の等化部617に渡され、受信ビットスト
リーム618に変換される。
【0021】また、前述の様に検出された相互相関ピー
ク位置による受信タイミング修正量をある所定の範囲に
限定する以外に以下の方法も考えられる。例えば前述の
方法を用いて、図7において示されるように検出された
相互相関ピーク位置P0および所定の受信位置との差分
量が求まる。なお、所定の受信位置とは無線機において
基地局と同期をとるときに基準となる受信位置である。
無線機はこの所定の受信位置が基地局からのユニークワ
ード信号検出位置に合致するようにタイミングを合わせ
る。この差分量の度数を図8に示す様なデータベースに
記録しておく。このデータベースにおける差分量の単位
は前述のサンプル単位である。このデータベースから、
各差分量と度数の積和を度数の総和にて割ることにより
過去の差分量の平均値が算出できる。この過去の差分量
の平均値にて次フレームでの受信タイミングを修正して
もよい。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、複数の到来波数に依存
せずに時間的に先頭の相互相関ピーク位置を検出するこ
とが可能である。これにより等化器へ入力される受信デ
ータ位置が時間的に先頭の相互相関ピーク位置を基準と
することにより等化器のタップ数を低減する効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるフレーム同期方式のフローを示
す図。
【図2】受信信号の一例を示す図。
【図3】ユニークワード信号の一例を示す図。
【図4】受信信号とユニークワード信号との相互相関値
の一例を示す図。
【図5】従来例のフローを示す図。
【図6】本発明における受信機構成の一例を示す図。
【図7】本発明におけるピーク検出位置と所定の受信位
置との差分の一例を示す図。
【図8】本発明における差分量に関するデータベースの
一例を示す図。
【符号の説明】
101−112:本発明における処理フロー、200:
受信サンプル信号、201:受信サンプルI信号、20
2:受信サンプルQ信号、300:ユニークワード信
号、301:ユニークワードI信号、302:ユニーク
ワードQ信号、501−509:従来例における処理フ
ロー、601:受信信号、602:アンテナ、603:
RF部、604:受信IF信号、605:直交検波器、
606、607:LPF、608:受信I信号、60
9:受信Q信号、610、611:A/D変換器、61
2:デジタル化受信I信号、613:デジタル化受信Q
信号、614:メモリ、615:相互相関算出部、61
6:タイミング管理部、617:等化部、618:受信
ビットストリーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守山 栄松 東京都小金井市貫井北町四丁目2番1号 郵政省通信総合研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ある一定時間間隔にて受信信号をサンプル
    し、 上記サンプルされた信号から規定数のサンプルを抽出
    し、 上記抽出したサンプルと同数のサンプル数から成る既知
    の信号との相互相関値を一定時間間隔にて算出し、 上記算出された相互相関値の内、規定のしきい値を越え
    た相互相関値を選別し、 上記選別された相互相関値の内、時間的に最も早い相互
    相関値から時間的に遅い方向に順次値を比較し、最初に
    検出される相互相関値のピーク位置情報を用いて時間同
    期を行うことを特徴とするフレーム同期方法。
  2. 【請求項2】抽出したサンプルと同数のサンプル数から
    成る既知の信号との相互相関値を規定の時間範囲内にお
    いて一定時間間隔にて算出することを特徴とする請求項
    1に記載のフレーム同期方法。
  3. 【請求項3】最初に検出される相互相関値のピーク位置
    情報を用いて時間同期を行う際に、 修正される受信タイミング量を所定の範囲に限定するこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載のフレーム同期
    方法。
  4. 【請求項4】最初に検出される相互相関値のピーク位置
    情報を用いて時間同期を行う際に、 前記ピーク位置と所定の受信位置との差分量を記録して
    おき、 前記差分量の平均値によって次フレームの受信タイミン
    グを修正することを特徴とする請求項1または2に記載
    のフレーム同期方法。
JP9238035A 1997-09-03 1997-09-03 フレーム同期方式 Pending JPH1188455A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040127