JP2977837B2 - Time-division multiplex receiver with adaptive array - Google Patents
Time-division multiplex receiver with adaptive arrayInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はアダプティブアレー付時分割多重受信装置、
特に陸上移動通信における時分割多重無線通信システム
に利用される受信装置に関する。The present invention relates to a time-division multiplex receiving apparatus with an adaptive array,
In particular, the present invention relates to a receiving device used in a time division multiplex wireless communication system in land mobile communication.
[従来の技術] 陸上移動通信において、広帯域TDMA(時分割多重アク
セス)方式に代表されるような、伝送速度が数100kbps
以上の通信を行う場合、周波数選択性フェージングによ
る通信品質の劣化が著しい。[Prior art] In land mobile communications, transmission speeds are several hundred kbps, as represented by a wideband TDMA (Time Division Multiple Access) system.
When performing the above communication, the communication quality is significantly degraded due to frequency selective fading.
周波数選択性フェージングは種々の遅延時間を持つ到
来波が種々の方向から到来してくるために、受信波が複
雑な符号間干渉を受けることから生じる。Frequency-selective fading is caused by the fact that incoming waves having various delay times come from various directions, and the received waves are subjected to complicated intersymbol interference.
このため、従来の受信装置では選択性フェージング対
策として適応等化器を用いている。適応等化器は時間軸
上に複数のタップを持ち、それぞれのタップ入力に重み
付けを行い、合成することによって符号間干渉等の歪を
除去する技術である。For this reason, the conventional receiver uses an adaptive equalizer as a measure against selective fading. The adaptive equalizer is a technology that has a plurality of taps on a time axis, weights tap inputs, and combines them to remove distortion such as intersymbol interference.
[発明が解決しようとする課題] 適応等化器は符号間干渉を軽減するのに適した技術で
ある。しかし、遅延波の遅延時間の増加、あるいは、伝
送速度の増加によるシンボル長の減少が生じた場合、シ
ンボル長に対する遅延波の遅延時間の割合が増加し、等
化に必要な回路規模が増大する。例えば、比較的最大遅
延時間の小さい大都市地域でも、最大遅延時間が数μs
以上となるため、伝送速度が数百kbps以上になると装置
としての実現化が困難となる。[Problems to be Solved by the Invention] An adaptive equalizer is a technique suitable for reducing intersymbol interference. However, when the delay time of the delay wave increases or the symbol length decreases due to the increase in the transmission rate, the ratio of the delay time of the delay wave to the symbol length increases, and the circuit scale required for equalization increases. . For example, even in a metropolitan area where the maximum delay time is relatively small, the maximum delay time is several μs.
Therefore, when the transmission speed is several hundred kbps or more, it is difficult to realize the device.
一方、他の選択性フェージング対策としてアダプティ
ブアレー技術がある。アダプティブアレーは、空間的に
配置された複数のアンテナ入力に重み付けを行い合成す
ることによって、指向性を制御し、遅延波の影響を抑圧
する技術である。更に、遅延波の遅延時間が増加するに
ともない、直接波との相関が減少し、遅延波の抑圧特性
が向上するという特性を持つ。従って、装置の規模は遅
延波の遅延時間によらず、特に、伝送速度が大きい場合
に効果を発揮する。On the other hand, there is an adaptive array technique as another measure against selective fading. The adaptive array is a technique for controlling the directivity and suppressing the influence of a delayed wave by weighting and combining a plurality of spatially arranged antenna inputs. Further, as the delay time of the delayed wave increases, the correlation with the direct wave decreases, and the characteristic of suppressing the delayed wave is improved. Therefore, the size of the apparatus is not dependent on the delay time of the delay wave, and is particularly effective when the transmission speed is high.
しかし、アダプティブアレー装置を実現する場合、従
来ではIF、RF帯で処理を行っているため、複雑なアルゴ
リズムによる処理が困難であり、陸上移動通信システム
としては、まだ実用化されていない。However, when realizing an adaptive array device, since processing is conventionally performed in the IF and RF bands, it is difficult to perform processing using a complicated algorithm, and it has not yet been put to practical use as a land mobile communication system.
従って、本発明の主な目的は、アダプティブアレー装
置を選択性フェージング対策として採用した時分割多重
受信装置を実現することにある。Accordingly, a main object of the present invention is to realize a time-division multiplex receiving apparatus employing an adaptive array apparatus as a measure against selective fading.
本発明の具体的目的は信号処理部にディジタル信号処
理を適用する場合、現状のディジタル信号処理用プロセ
ッサ(DSPと略称)の処理能力で高速(数十kbps以上)
のデータに対して複雑な制御を連続的に、かつ、リアル
タイムで処理すること。A specific object of the present invention is that when digital signal processing is applied to a signal processing unit, the processing speed of a current digital signal processing processor (abbreviated as DSP) is high speed (several tens of kbps or more).
Processing of complex control continuously and in real time for the data of
不必要なデータが送られてくる時間を利用して蓄積一
括復調を行うとき、出力クロック再生回路を簡易に実現
すること。When the accumulated batch demodulation is performed by using the time when unnecessary data is transmitted, an output clock recovery circuit is simply realized.
さらに、陸上移動通信ではフェージングによる電界強
度の変動が激しいために、A/D変換時のダイナミックレ
ンジを確保する観点からAGC(自動利得制御)を用いな
ければならない。しかも、アダプティブアレー装置の場
合、各ブランチにおけるAGCゲインの制御は、アダプテ
ィブアレーのアルゴリズムと密接に関係し、特性を左右
する大きなパラメータとなる。従って、アダプティブア
レーの各ブランチのAGCゲインの制御方法を確立するこ
と。更に、TDMAシステムのフレーク同期の安定性、補捉
性を向上することである。Further, in land mobile communication, since the electric field strength fluctuates greatly due to fading, AGC (automatic gain control) must be used from the viewpoint of securing a dynamic range during A / D conversion. Moreover, in the case of an adaptive array device, the control of the AGC gain in each branch is closely related to the algorithm of the adaptive array, and is a large parameter that affects the characteristics. Therefore, a method of controlling the AGC gain of each branch of the adaptive array should be established. It is another object of the present invention to improve the stability and capture of flake synchronization in a TDMA system.
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するため、選択性フェージン
グ対策としてアダプティブアレー技術を適用し、遅延時
間が大きい場合の信号品質の改善を図る。このため時分
割多重受信装置を次の構成手段で構成する。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention applies an adaptive array technique as a measure against selective fading to improve signal quality when delay time is large. Therefore, the time division multiplex receiving apparatus is constituted by the following constituent means.
受信アンテナ、周波数変換回路、AGC回路、直交検波
器、A/D変換器が順に接続された複数個のブランチと、 上記A/D変換器の出力の複素ベースバンド信号を記憶
する複数のメモリと、 上記複数のメモリのデータを適応的に合成し、合成後
の出力が常に最適となるよう制御するアダプティブアレ
ー処理部と 上記アダプティブアレー処理部からのデータを復調
し、復調後のバーストデータを連続した出力にするデー
タ変換部と、 上記複数のブランチの複素ベースバンド信号の中から
最大レベルを有するブランチを選択し、選択されたブラ
ンチのレベルから上記複数のブランチのAGCゲインを決
定し、共通にフィードバックする最大電力ブランチ検出
回路と、 上記最大電力ブランチ検出回路で選択されたブランチ
の信号の電力をリミタによって一定とし、上記リミタ出
力信号と既知のフレーム同期波形との複素相関を算出
し、しきい値判定によりフレーム同期信号を出力するフ
レーム同期部と 上記フレーム同期信号を逓倍し、PLLによって平滑化
して外部データ出力用のクロックを再生するクロック再
生回路を備える。A plurality of branches in which a receiving antenna, a frequency conversion circuit, an AGC circuit, a quadrature detector, and an A / D converter are sequentially connected; and a plurality of memories that store a complex baseband signal output from the A / D converter. An adaptive array processing unit that adaptively combines the data of the plurality of memories and controls so that the output after the combining is always optimal; and demodulates data from the adaptive array processing unit and continuously outputs the demodulated burst data. A data conversion unit to output the selected branch, a branch having the maximum level is selected from the complex baseband signals of the plurality of branches, and the AGC gains of the plurality of branches are determined from the level of the selected branch. A maximum power branch detection circuit to be fed back, and a power of a signal of a branch selected by the maximum power branch detection circuit being fixed by a limiter. Calculating a complex correlation between the limiter output signal and a known frame synchronization waveform, outputting a frame synchronization signal based on a threshold determination, and multiplying the frame synchronization signal, smoothing by a PLL, and outputting external data. And a clock recovery circuit for recovering a clock for use.
[作用] 本発明によれば複数のブランチによって準同期検波さ
れた信号はベースバンド帯でDSPによってディジタル信
号処理されるので、アダプティブアレーの制御部の複雑
な信号処理が可能となる。[Operation] According to the present invention, a signal subjected to quasi-synchronous detection by a plurality of branches is subjected to digital signal processing by a DSP in a baseband, so that it is possible to perform complicated signal processing in a control unit of an adaptive array.
時分割多重受信システムの場合、不必要なデータが送
られてくる時間を利用して蓄積一括復調方式を行えば既
存のDSPでリアルタイム処理ができる。In the case of a time-division multiplex receiving system, real-time processing can be performed with an existing DSP by performing the accumulation batch demodulation method using the time when unnecessary data is transmitted.
アダプティブアレー装置の場合、各ブランチにおける
AGCゲインの制御はアダプティブアレーのアルゴリズム
と密接に関係し、特性を左右する大きなパラメータとな
るが、最大電力ブランチ検出回路によって、各ブランチ
のAGCゲインが共通に制御されるので、アダプティブア
レーの入力信号の線形性が保たれる。In the case of an adaptive array device,
AGC gain control is closely related to the adaptive array algorithm and is a large parameter that affects the characteristics.However, the maximum power branch detection circuit controls the AGC gain of each branch in common, so the input signal of the adaptive array The linearity of is maintained.
また、蓄積一括復調の場合に問題となる出力クロック
の再生にはフレーム同期信号を利用しているため、専用
の回路を必要としない。In addition, since a frame synchronization signal is used for reproducing the output clock which is a problem in the case of accumulation batch demodulation, a dedicated circuit is not required.
[実施例] 第1図は本発明によるアダプティブアレー付時分割多
重受信装置の1実施例の構成図を示す。ここではn本の
アンテナで構成されたシステムを例にとって説明する。
n本のアンテナ1−i(i=1,2,3,…n以下同じ)はそ
れぞれ周波数変換回路3−iによってIF帯に変換された
後、AGC回路4−iでゲイン調整が行われる。このと
き、AGCゲインを決定するAGC出力のフィードバック量F
をすべて共通とし、全ブランチ5−i中の最大入力電力
を用いてフィードバック量Fを決定する。これにより、
各ブランチ間のAGC後の信号は線形性を維持するととも
に、A/D変換時のダイナミックレンジが保持される。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a time division multiplex receiving apparatus with an adaptive array according to the present invention. Here, a system configured with n antennas will be described as an example.
Each of the n antennas 1-i (i = 1, 2, 3,..., n and below) is converted into an IF band by a frequency conversion circuit 3-i, and then gain is adjusted by an AGC circuit 4-i. At this time, the feedback amount F of the AGC output that determines the AGC gain
Are common, and the feedback amount F is determined using the maximum input power in all the branches 5-i. This allows
The signal after AGC between the branches maintains the linearity and the dynamic range at the time of A / D conversion is maintained.
AGC後の信号は、局部発振機8を用いて直交検波器7
−iで準同期検波される。さらに、A/D変換機9でディ
ジタル値I1、Q1…In,Qnに変換された後、アダプティブ
アレー処理部11に送られる。The signal after AGC is converted to a quadrature detector 7 using a local oscillator 8.
Quasi-synchronous detection is performed at -i. Further, after being converted into digital values I1, Q1... In, Qn by the A / D converter 9, the digital values are sent to the adaptive array processing unit 11.
一方、最大電力ブランチ検出回路10は、A/D変換後の
n個のブランチの複素ベースバンド信号(I1、Q1)…、
(In、Qn)の中で最大電力と成るブランチ(Imax、Qma
x)を選択し、その信号に対してリミタ17をかけた後、
フレーム同期部18によってフレーム同期ワードを検出
し、フレーム同期信号SFを出力する。On the other hand, the maximum power branch detection circuit 10 outputs the complex baseband signals (I1, Q1) of the n branches after the A / D conversion.
Branches (Imax, Qma) with the highest power among (In, Qn)
x), apply a limiter 17 to the signal,
The frame synchronization word is detected by the frame synchronization unit 18 and the frame synchronization signal SF is output.
このフレーム同期信号SFはアダプティブアレー処理部
11、復調部22、データ変換部23の同期信号として使用さ
れるとともに、クロック再生回路24においても、逓倍さ
れてデータ出力クロックCLKとなる。This frame synchronization signal SF is applied to the adaptive array processing unit.
11, is used as a synchronization signal for the demodulation unit 22 and the data conversion unit 23, and is also multiplied by the clock recovery circuit 24 to become the data output clock CLK.
アダプティブアレー制御部11に送られた複素ベースバ
ンド信号(I1、Q1)…(In、Qn)は所望の1フレーム分
だけメモリ6に蓄えられる。The complex baseband signals (I1, Q1)... (In, Qn) sent to the adaptive array control unit 11 are stored in the memory 6 for one desired frame.
さらに、フレーム同期信号SFによって各信号処理部1
1、22、23の処理が開始し、アダプティブアレー処理部1
1がメモリ6からデータを読み出して処理を行い、その
後、復調部22、データ同期ワード検出・データ出力23
と、それぞれの処理をパイプラインで処理する。これら
はディジタル信号処理用プロセッサを用いて構成するこ
とにより、複雑な信号処理を容易に行うことができる。Further, each signal processing unit 1 is controlled by the frame synchronization signal SF.
Processing of 1, 22, and 23 starts, and the adaptive array processing unit 1
1 reads data from the memory 6 and performs processing, and thereafter, the demodulation unit 22 and the data synchronization word detection / data output 23
And each process is processed by a pipeline. By using a digital signal processing processor for these, complicated signal processing can be easily performed.
第2図に蓄積一括復調のタイムチャートを示す。1フ
レームがnスロットで構成されているTDMAシステムの場
合、希望のスロット#1が伝送される時間30では処理で
きない制御でも、蓄積一括復調によって1フレーム分の
データが伝送される時間Tfを利用し、さらに、パイプラ
イン処理を併用することによってアダプティブアレー制
御32や復調33、データ変換34の処理がリアルタイムで行
うことができる。FIG. 2 shows a time chart of the accumulated batch demodulation. In the case of a TDMA system in which one frame is composed of n slots, even if the control cannot be performed in the time 30 in which the desired slot # 1 is transmitted, the time Tf in which data for one frame is transmitted by accumulated batch demodulation is used. Further, by using the pipeline processing together, the processing of the adaptive array control 32, the demodulation 33, and the data conversion 34 can be performed in real time.
第3図は本発明による時分割多重受信装置の他の実施
例の構成図を示す。ここで、送信信号のスロット構造を
第4図に示す。チャンネル伝送速度8kbpsの送信データ
は384ビット毎にブロック(70)化され、24chの多重化
が行われる。伝送速度は256kbpsであり、各スロットは3
84ビットの情報IWにヘッダ等FS、PR、DS、GSを付加した
512ビットのデータで構成される。このとき、1フレー
ム長は48msec,1スロット長は2msecとなる。なお、フレ
ーム同期ワードFSにはPN符号を採用している。FIG. 3 shows a block diagram of another embodiment of the time division multiplex receiving apparatus according to the present invention. Here, the slot structure of the transmission signal is shown in FIG. Transmission data with a channel transmission speed of 8 kbps is divided into blocks (70) every 384 bits, and multiplexing of 24 channels is performed. The transmission speed is 256kbps and each slot has 3
FS, PR, DS, GS, etc. added to the header of 84-bit information IW
Consists of 512-bit data. At this time, one frame length is 48 msec, and one slot length is 2 msec. Note that a PN code is used for the frame synchronization word FS.
変調方式はGMSK(ガウシアン・フィルタード・ミニマ
ム・シフトキーイング「Gaussian filtered Minimum Sh
ift Keying」)を採用し、アダプティブアレーの制御ア
ルゴリズムとして定包絡線変調方式に適したアルゴリズ
ムであるCMA(コンスタント・モジュラス・アルゴリズ
ム「Constant Modulus Algorithm」)を適用した。The modulation method is GMSK (Gaussian filtered minimum shift keying "Gaussian filtered Minimum Sh
"ift Keying") and a CMA (Constant Modulus Algorithm), which is an algorithm suitable for constant envelope modulation, is applied as a control algorithm for the adaptive array.
第3図に示されているとおり、本実施例は4素子のア
ンテナI−i(i=1,2,3,4)を配置し、4系統の周波
数変換部を用意いした。受信信号は第1IF変換回路3−
1−i及び第2IF変換回路3−2−iによって周波数変
換され、受信フィルタ12−iによって雑音が除去され
る。さらに、各受信信号はA/D変換時のダイナミックレ
ンジの確保のために、AGC4−iが行われる。As shown in FIG. 3, in this embodiment, four antennas Ii (i = 1, 2, 3, 4) are arranged, and four frequency conversion units are provided. The received signal is supplied to the first IF conversion circuit 3-
The frequency is converted by the 1-i and the second IF conversion circuit 3-2-i, and the noise is removed by the reception filter 12-i. Further, each received signal is subjected to AGC4-i in order to secure a dynamic range at the time of A / D conversion.
このとき、各ブランチのAGCゲインを等しくするた
め、最大電力ブランチ検出回路10において各ブランチの
最大ブランチの電界強度を算出し、各ブランチのAGCの
共通フィードバック信号Fを出力する。At this time, in order to equalize the AGC gain of each branch, the maximum power branch detection circuit 10 calculates the electric field strength of the maximum branch of each branch, and outputs the common feedback signal F of the AGC of each branch.
最大電力ブランチ検出回路10の詳細な構成を第5図に
示す。各ブランチのI,Q両チャネルの信号Ii,QiはROM13
−iに入力され、包絡線値 が出力される。各ブランチの包絡線値Rは比較器14で大
小比較され、最大電力ブランチが検出される。The detailed configuration of the maximum power branch detection circuit 10 is shown in FIG. Signals Ii and Qi of both I and Q channels of each branch are stored in ROM13.
-Input to i and the envelope value Is output. The envelope value R of each branch is compared in magnitude by the comparator 14, and the maximum power branch is detected.
ブランチ選択回路19では最大電力ブランチを示す信号
により最大電力ブランチを選択し、I,Q各チャネルの信
号Imax、Qmaxを出力する。さらに、比較器14から出力さ
れた最大電力ブランチの包絡線値Rmaxを積分器で平均化
することによってAGCゲインのフィードバック量Fを決
定している。The branch selection circuit 19 selects the maximum power branch based on the signal indicating the maximum power branch, and outputs signals Imax and Qmax of each of the I and Q channels. Further, the feedback value F of the AGC gain is determined by averaging the envelope value Rmax of the maximum power branch output from the comparator 14 by an integrator.
第3図におけるAGC回路4−iの出力であるIF信号
は、局部発信機8で発生させた非再生搬送波を用いて、
直交検波器7−iで準同期検波され、複素ベースバンド
信号となる。この複素ベースバンド信号は、各ブランチ
ともサンプリング周波数1MHz(1ビットあたり4サンプ
ル)のA/D変換機9によってディジタル値Ii、Qiに変換
される。The IF signal output from the AGC circuit 4-i in FIG. 3 is obtained by using a non-regenerated carrier generated by the local oscillator 8,
The quasi-synchronous detection is performed by the quadrature detector 7-i to be a complex baseband signal. The complex baseband signal is converted into digital values Ii and Qi by an A / D converter 9 having a sampling frequency of 1 MHz (4 samples per bit) for each branch.
A/D変換機9によってディジタル化された複素ベース
バンド信号(Ii、Qi)はCMA処理部20に送られるととも
に、最大ブランチ検出回路10を経てフレーム同期部18で
相関処理が行われる。The complex baseband signals (Ii, Qi) digitized by the A / D converter 9 are sent to the CMA processing unit 20, and the correlation processing is performed by the frame synchronization unit 18 via the maximum branch detection circuit 10.
フレーム同期部18の構成を第6図に示す。フレーム同
期ワードにはPN符号を用いており、相関処理によってフ
レーム同期信号SFを発生させる。本実施例では、この相
関処理はDSP28によるディジタル信号処理によって行わ
れる。FIG. 6 shows the configuration of the frame synchronization unit 18. A PN code is used for the frame synchronization word, and a frame synchronization signal SF is generated by a correlation process. In the present embodiment, this correlation processing is performed by digital signal processing by the DSP 28.
最大電力ブランチ検出回路10から出力される最大ブラ
ンチのIチャネルの信号Imaxは、最大電力ブランチの包
絡線値Rmaxを用いて、ROM25により規格化(Imax/Rmax)
が行われる。同様にQチャネルの信号Qmaxも規格化さ
れ、DSP28には、複素ベースバンド信号(Imax、Qmax)
にリミタをかけた信号が入力される。The maximum branch I-channel signal Imax output from the maximum power branch detection circuit 10 is standardized by the ROM 25 using the maximum power branch envelope value Rmax (Imax / Rmax).
Is performed. Similarly, the Q-channel signal Qmax is also standardized, and the DSP 28 has a complex baseband signal (Imax, Qmax).
Is input with a limiter.
DSP28では、ROM25及び26の出力である複素信号と、RO
M27にストアされたフレーム同期ワードの複素波形デー
タとの相関値を算出する。In DSP 28, the complex signal output from ROMs 25 and 26 and RO
A correlation value between the frame synchronization word stored in M27 and the complex waveform data is calculated.
DSP28で算出された相関値SRはROM29でしきい値判定さ
れる。このとき、DSP28の入力信号の電力は一定となる
ため、フレーム同期信号検出のしきい値を一定にするこ
とができる。The correlation value SR calculated by the DSP 28 is subjected to threshold determination in the ROM 29. At this time, since the power of the input signal of the DSP 28 is constant, the threshold value for detecting the frame synchronization signal can be constant.
しきい値判定されたフレーム同期信号SFは各信号処理
部のトリガとして用いられる。また、フレーム同期信号
SFの周期が48msであることから、フレーム同期信号を逓
倍器35で逓倍し、PLL(位相同期回路)36で平滑化を行
って8kHzの外部出力用クロックCLKを再生する。The frame synchronization signal SF for which the threshold value has been determined is used as a trigger of each signal processing unit. Also, the frame synchronization signal
Since the SF period is 48 ms, the frame synchronization signal is multiplied by the multiplier 35 and smoothed by the PLL (phase synchronization circuit) 36 to reproduce the 8 kHz external output clock CLK.
第3図においてCMA処理部20に送られた複素ベースバ
ンド信号(Ii、Qi)は、蓄積一括復調によって処理され
る。In FIG. 3, the complex baseband signals (Ii, Qi) sent to the CMA processing unit 20 are processed by accumulated batch demodulation.
CMA処理部20の一実施例の構成を第7図に示す。CMA処
理部20に送られたデータ(Ii、Qi)は所望のスロット分
がDPRAM(デユアル ポート ラム「Dual Port RA
M」)40−iに蓄えられる。そして、フレーム同期部18
からのフレーム同期信号SFによって、各ブランチの信号
が対応するDSP41−1に取り込まれ、CMAと呼ばれるアル
ゴリズムにより重み付けが行われる。FIG. 7 shows the configuration of one embodiment of the CMA processing unit 20. The data (Ii, Qi) sent to the CMA processing unit 20 has a desired slot for DPRAM (Dual Port RA “Dual Port RA”).
M ") 40-i. Then, the frame synchronization unit 18
, The signal of each branch is taken into the corresponding DSP 41-1 and weighted by an algorithm called CMA.
重み付けされた信号はスレーブのDSP41−2…41−4
からDSP41−1にFIFO(ファースト イン ファースト
アウト「First In First Out」)42を介して送ら
れる。ホストDSP41−1は、各DSPからの信号を合成し、
合成後の信号YI,YQを出力する。さらに、ホストDSP41−
1は誤差信号を算出し、FIFO42−i−1を介してスレー
ブDSP41−2…41−4に出力する。そして、各DSP41−1
及び41−2…41−4は誤差信号により重み付けの値を更
新する。The weighted signals are slave DSPs 41-2 ... 41-4
Is sent to the DSP 41-1 via the FIFO (First In First Out "First In First Out") 42. The host DSP 41-1 synthesizes the signal from each DSP,
The combined signals Y I and Y Q are output. Furthermore, the host DSP41-
1 calculates an error signal and outputs it to the slave DSPs 41-2 ... 41-4 via the FIFO 42-i-1. And each DSP 41-1
And 41-2 ... 41-4 update the weighting value with the error signal.
CMA処理部20では、4つのDSPで並列に処理を行うこと
により、処理の高速化を図っている。In the CMA processing unit 20, processing is speeded up by performing processing in parallel by four DSPs.
第3図でCMA処理部20から出力された合成後の信号YI
及びYQは復調及びデータ変換部22、23に送られる。The synthesized signal Y I output from the CMA processing unit 20 in FIG.
And YQ are sent to demodulation and data conversion units 22 and 23.
復調22及びデータ変換部23の構成を第8図に示す。CM
A処理部20からのデータYI及びYQはそれぞれDPRAM43−1
及び43−2を介してDSP44に入力され、ベースバンド帯
におけるディジタル信号処理によって実現されたコスタ
スループにより搬送波及びクロックの再生が行われる。FIG. 8 shows the configuration of the demodulation 22 and the data conversion unit 23. cm
The data Y I and Y Q from the A processing unit 20 are stored in the DPRAM 43-1.
, And 43-2, and the carrier wave and the clock are reproduced by the Costas loop realized by digital signal processing in the baseband.
位相補償されたI、Qチャネルの信号、Qチャネルの
信号及びGMSK同期検波クロックはそれぞれDPRAM45−1,4
5−2及び45−3を介してDSP46に出力される。DSP46で
はGMSK同期検波が行われ、復調されたデータがDPRAM47
を介してDSP48に出力される。DSP48はバースト的に送ら
れてきたデータから情報ビットだけを抜取り、フレーム
同期部18で再生された外部出力クロックCLKで連続的に
出力する。このとき、FIFO349をバッファとして使用
し、外部出力データ用クロックCLKのジッタを吸収す
る。The phase-compensated I and Q channel signals, Q channel signal and GMSK synchronous detection clock are DPRAM 45-1, 4
Output to the DSP 46 via 5-2 and 45-3. The DSP46 performs GMSK synchronous detection, and the demodulated data is stored in the DPRAM47.
Is output to the DSP 48 via the. The DSP 48 extracts only the information bits from the data sent in a burst, and continuously outputs the same with the external output clock CLK reproduced by the frame synchronization unit 18. At this time, the FIFO 349 is used as a buffer to absorb the jitter of the external output data clock CLK.
これら複数のDSP44、46、48並びに、CMA処理部20のホ
ストDSP41−1はDPRAMを介してデータ転送を行ってお
り、パイプライン処理によって処理の高速化を図ってい
る。The plurality of DSPs 44, 46, and 48 and the host DSP 41-1 of the CMA processing unit 20 perform data transfer via the DPRAM, and speed up the processing by pipeline processing.
[発明の効果] アダプティブアレーの制御部にディジタル信号処理を
適用することにより、複雑な信号処理を可能とする装置
を製作することができる。[Effect of the Invention] By applying digital signal processing to the control unit of the adaptive array, it is possible to manufacture an apparatus capable of performing complicated signal processing.
一方、蓄積一括復調の場合に問題となる出力クロック
の再生にはフレーム同期信号を使用しているため、従来
のクロック再生回路を別に用意する必要が解消される。On the other hand, since the frame synchronization signal is used to reproduce the output clock, which is a problem in the case of accumulated batch demodulation, the necessity of separately preparing a conventional clock recovery circuit is eliminated.
また、A/D変換時のダイナミックレンジを確保するた
めのAGCのゲインの制御は、各ブランチ共通方式によ
り、アダプティブアレーの入力信号の関係がAGC以前と
等しくなり、アダプティブアレーの制御に影響を与えな
い。以上の発明により、高速伝送が必須となるTDMA方式
の受信機において発生する周波数選択性フェージングの
影響を軽減できるとともに、フェージングに強いフレー
ム同期が行える。In addition, the control of the AGC gain to secure the dynamic range during A / D conversion is based on the common method of each branch, and the relationship between the input signals of the adaptive array becomes equal to that before AGC, which affects the control of the adaptive array. Absent. According to the above invention, it is possible to reduce the influence of frequency-selective fading that occurs in a TDMA receiver that requires high-speed transmission, and to perform frame synchronization that is resistant to fading.
第1図及び第3図は本発明による時分割多重受信装置の
実施例の構成図、第2図は蓄積一括復調のタイムチャー
ト、第4図はTDMAシステムにおける信号のタイムスロッ
ト構成図、第5図は第3図における最大電力ブランチ検
出回路56の構成図、第6図は第3図におけるフレーム同
期部61の構成図、第7図は第3図におけるCMA処理部57
の構成図、第8図は第3図における復調部及びデータ変
換処理部64の構成図である。 1:受信アンテナ、3:周波数変換回路、4:AGC回路、5:ブ
ランチ、6、42、49:メモリ、7:準同期検波用直交検波
器、8:局部発振器、9:A/D変換器、10:最大電力ブランチ
検出回路、11:アダプティブアレー処理部、13、25、2
6、27、29:ROM、14:比較器、17:リミタ、18:フレーム同
期部、19:最大電力ブランチ選択回路、20:CMA処理部、2
2:復調部、23:データ変換部、28、41、44、46:DSP、35:
逓倍器、36:PLL、40、43、45、4745:DPRAM。1 and 3 are configuration diagrams of an embodiment of a time division multiplex receiving apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a time chart of accumulated batch demodulation, FIG. 4 is a time slot configuration diagram of signals in a TDMA system, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the maximum power branch detection circuit 56 in FIG. 3, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the frame synchronization unit 61 in FIG. 3, and FIG. 7 is a CMA processing unit 57 in FIG.
FIG. 8 is a block diagram of the demodulation unit and the data conversion processing unit 64 in FIG. 1: receiving antenna, 3: frequency conversion circuit, 4: AGC circuit, 5: branch, 6, 42, 49: memory, 7: quadrature detector for quasi-synchronous detection, 8: local oscillator, 9: A / D converter , 10: maximum power branch detection circuit, 11: adaptive array processing unit, 13, 25, 2
6, 27, 29: ROM, 14: comparator, 17: limiter, 18: frame synchronization unit, 19: maximum power branch selection circuit, 20: CMA processing unit, 2
2: demodulation unit, 23: data conversion unit, 28, 41, 44, 46: DSP, 35:
Multiplier, 36: PLL, 40, 43, 45, 4745: DPRAM.
フロントページの続き (72)発明者 三瓶 政一 東京都小金井市貫井北町4丁目2番1号 郵政省通信総合研究所内 (72)発明者 神尾 享秀 東京都小金井市貫井北町4丁目2番1号 郵政省通信総合研究所内 (72)発明者 志村 隆則 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 塚本 信夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 臼井 邦人 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−109382(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01Q 3/26 Continued on the front page (72) Inventor Seiichi Sampei 4-2-1 Nukikitamachi, Koganei-shi, Tokyo Inside the Communications Research Laboratory, Ministry of Posts and Telecommunications (72) Inventor Yoshihide Kamio 4-2-1 Nukikitamachi, Koganei-shi, Tokyo Within the Communications Research Laboratory, Ministry of Posts and Telecommunications (72) Inventor Takanori Shimura 1-280, Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kunito Usui 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-63-109382 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01Q 3/26
Claims (1)
路、直交検波器、A/D変換器が順に接続された複数個の
ブランチと、 上記A/D変換器の出力の複素ベースバンド信号を記憶す
る複数のメモリと、 上記複数のメモリのデータを適応的に合成し、合成後の
出力が常に最適となるよう制御するアダプティブアレー
処理部と 上記アダプティブアレー処理部からのデータを復調し、
復調後のバーストデータを連続した出力にするデータ変
換部と、 上記複数のブランチの複素ベースバンド信号の中から最
大レベルを有するブランチを選択し、選択されたブラン
チのレベルから上記複数のブランチのAGCゲインを決定
し、共通にフィードバックする最大電力ブランチ検出回
路と、 上記最大電力ブランチ検出回路で選択されたブランチの
信号の電力をリミタによって一定とし、上記リミタ出力
信号と既知のフレーム同期波形との複素相関を算出し、
しきい値判定によりフレーム同期信号を出力するフレー
ム同期部と 上記フレーム同期信号を逓倍し、PLLによって平滑化し
て外部データ出力用のクロックを再生するクロック再生
回路を備えたことを特徴とするアダプティブアレー付時
分割多重受信装置。1. A plurality of branches in which a receiving antenna, a frequency conversion circuit, an AGC circuit, a quadrature detector, and an A / D converter are sequentially connected, and a complex baseband signal output from the A / D converter is stored. A plurality of memories to adaptively combine data from the plurality of memories, and demodulate data from the adaptive array processing unit and the adaptive array processing unit for controlling the combined output to be always optimal;
A data converter for continuously outputting the burst data after demodulation, and selecting a branch having a maximum level from the complex baseband signals of the plurality of branches, and selecting an AGC of the plurality of branches from the level of the selected branch. A maximum power branch detection circuit that determines a gain and feeds back in common; a power of a signal of a branch selected by the maximum power branch detection circuit is fixed by a limiter, and a complex between the limiter output signal and a known frame synchronization waveform is determined. Calculate the correlation,
An adaptive array, comprising: a frame synchronization section that outputs a frame synchronization signal based on a threshold value determination; and a clock recovery circuit that multiplies the frame synchronization signal and smoothes the data by a PLL to recover a clock for external data output. With time division multiplex receiver.
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|---|---|---|---|
| JP1204614A JP2977837B2 (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Time-division multiplex receiver with adaptive array |
Applications Claiming Priority (1)
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