JP5156952B2 - Detection method and wireless device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、検出技術に関し、特に受信した信号のタイミングを検出する検出方法およびそれを利用した無線装置に関する。 The present invention relates to a detection technique, and more particularly, to a detection method for detecting timing of a received signal and a radio apparatus using the detection method.
無線通信システムにおいて、バースト状の送受信が行われる場合、受信側でのタイミング同期が重要になる。タイミング同期のために、一般的に、送信信号には、ユニークワード等の既知信号が予め付加されている。例えば、受信側では、ユニークワードと受信信号のシンボル毎の相互相関を計算してその絶対値を順次検出し、その相関値が予め設定したしきい値を越えた最大値の点を同期タイミングとする(例えば、特許文献1参照)。
無線通信システムにおいて周波数選択性フェージングが発生すると、直接波に加えて、反射波も到来する。この場合、相関値には、直接波や反射波に対応するように、複数のピークが含まれる。最後方の反射波に対するピークが、最大値である場合、受信側は、最後方の反射波に対してタイミング同期を確立する。その結果、前方の反射波や直接波が受信の対象から除外されてしまう。例えば、無線通信システムに、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式が採用されている場合、前方の反射波や直接波が含まれている方が、受信電力が大きくなり、受信特性が向上することもある。 When frequency selective fading occurs in a wireless communication system, reflected waves arrive in addition to direct waves. In this case, the correlation value includes a plurality of peaks so as to correspond to the direct wave and the reflected wave. When the peak with respect to the last reflected wave is the maximum value, the receiving side establishes timing synchronization with respect to the last reflected wave. As a result, forward reflected waves and direct waves are excluded from reception targets. For example, when an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation method is employed in a wireless communication system, reception power increases and reception characteristics improve when a forward reflected wave or direct wave is included. There is also.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝搬環境に適した同期タイミングを検出する通信技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a communication technique for detecting a synchronization timing suitable for a propagation environment.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号であって、かつ各サブキャリアに既知信号が含められたマルチキャリア信号を入力する入力部と、入力部において入力したマルチキャリア信号をひとつのまとまりとして複数に分岐する分岐部と、分岐部において複数に分岐したマルチキャリア信号のそれぞれに対して設けられ、かつ各マルチキャリア信号と既知信号との相関値を導出する複数の相関部と、複数の相関部のそれぞれにおいて導出した相関値のうちの一部を組み合わせて積算し、かつ組合せを変更することによって複数の積算値を導出する積算部と、積算部において導出した複数の積算値の特徴点を検出することによって、マルチキャリア信号に対するタイミングのずれを検出する検出部とを備える。複数の相関部のそれぞれは、互いに異なった位相だけ回転された既知信号をそれぞれ記憶しており、相関値を導出する際に、マルチキャリア信号のサブキャリアの値と、記憶した既知信号とを乗算し、積算部は、複数の相関部のうち、位相の回転量が互いに近い既知信号を記憶した相関部からの相関値を組み合わせる。 In order to solve the above problems, a radio apparatus according to an aspect of the present invention is an input for inputting a multicarrier signal from a radio apparatus to be communicated and including a known signal in each subcarrier. , A multi-branch unit that branches the multi-carrier signal input at the input unit into a single unit, and a multi-carrier signal that is branched into a plurality of multi-branch signals at the branch unit. A plurality of correlation units for deriving a correlation value with each other, and integration for deriving a plurality of integration values by combining and integrating a part of the correlation values derived in each of the plurality of correlation units And the timing of the multicarrier signal by detecting feature points of a plurality of integrated values derived by the integrating unit. And a detector for detecting a. Each of the plurality of correlation units stores a known signal rotated by a different phase, and multiplies the subcarrier value of the multicarrier signal by the stored known signal when deriving the correlation value. Then, the integrating unit combines the correlation values from the correlating unit that stores the known signals whose phase rotation amounts are close to each other among the plurality of correlating units.
本発明の別の態様は、検出方法である。この方法は、通信対象の無線装置からのマルチキャリア信号であって、かつ各サブキャリアに既知信号が含められたマルチキャリア信号を入力するステップと、入力したマルチキャリア信号をひとつのまとまりとして複数に分岐するステップと、複数に分岐したマルチキャリア信号のそれぞれに対して設けられた相関器において、各マルチキャリア信号と既知信号との相関値を導出するステップと、複数の相関器のそれぞれにおいて導出した相関値のうちの一部を組み合わせて積算し、かつ組合せを変更することによって複数の積算値を導出するステップと、導出した複数の積算値の特徴点を検出することによって、マルチキャリア信号に対するタイミングのずれを検出するステップとを備える。相関値を導出するステップは、複数の相関器のそれぞれにおいて、互いに異なった位相だけ回転された既知信号を記憶させており、相関値を導出する際に、マルチキャリア信号のサブキャリアの値と、記憶した既知信号とを乗算し、複数の積算値を導出するステップは、複数の相関器のうち、位相の回転量が互いに近い既知信号を記憶した相関器からの相関値を組み合わせる。 Another embodiment of the present invention is a detection method. This method includes a step of inputting a multicarrier signal from a wireless device to be communicated and including a known signal in each subcarrier, and a plurality of input multicarrier signals as one unit. A step of branching, a step of deriving a correlation value between each multicarrier signal and a known signal in a correlator provided for each of the multicarrier signals branched into a plurality of branches, and a step of deriving in each of the plurality of correlators A step of deriving a plurality of integrated values by combining a part of the correlation values and changing the combination, and a timing for the multicarrier signal by detecting feature points of the derived plurality of integrated values Detecting a deviation of the distance. In the step of deriving the correlation value, each of the plurality of correlators stores a known signal rotated by a phase different from each other, and when deriving the correlation value, the value of the subcarrier of the multicarrier signal, The step of multiplying the stored known signal and deriving a plurality of integrated values combines the correlation values from the correlators storing the known signals whose phase rotation amounts are close to each other among the plurality of correlators.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、伝搬環境に適した同期タイミングを検出できる。 According to the present invention, the synchronization timing suitable for the propagation environment can be detected.
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置、端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムは、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式を採用しており、周波数軸上に複数のサブチャネルが規定されるとともに、時間軸上に複数のタイムスロットが規定される。また、サブチャネルとタイムスロットの組合せが、バーストとして、端末装置に割り当てられることによって、端末装置と基地局装置との通信が実現される。このようなOFDMA方式において、端末装置から送信される信号の周波数およびタイミングは、基地局装置でのそれらと同期していることが要求される。 Before describing the present invention specifically, an outline will be given first. Embodiments of the present invention relate to a communication system including a base station device and a terminal device. The communication system employs an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme, and a plurality of subchannels are defined on the frequency axis and a plurality of time slots are defined on the time axis. Moreover, the communication between the terminal device and the base station device is realized by assigning the combination of the subchannel and the time slot to the terminal device as a burst. In such an OFDMA system, the frequency and timing of a signal transmitted from a terminal apparatus are required to be synchronized with those in a base station apparatus.
なお、これらの同期にずれが存在する場合、基地局装置は、端末装置にずれの修正を指示する。ここでは、基地局装置が、端末装置からの信号を受信し、タイミングのずれを検出する部分を中心に説明する。タイミングを検出するために、前述のごとく、相関値の最大値が一般的に検出される。周波数選択性フェージングによって、遅延波も存在する場合、最適でないタイミングにて相関値が最大になることもある。その結果、最適でないタイミングが同期タイミングとして決定される。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、以下の処理を実行する。 Note that, when there is a shift in these synchronizations, the base station apparatus instructs the terminal apparatus to correct the shift. Here, a description will be given focusing on a part where the base station apparatus receives a signal from the terminal apparatus and detects a timing shift. In order to detect the timing, as described above, the maximum value of the correlation value is generally detected. When a delayed wave is also present due to frequency selective fading, the correlation value may be maximized at a non-optimal timing. As a result, a non-optimal timing is determined as the synchronization timing. In order to cope with this, the communication system according to the present embodiment executes the following processing.
端末装置からの信号、つまりバーストに配置される信号は、パケット信号を構成しており、パケット信号の先頭部分には、既知信号が配置されている。なお、既知信号は、サブキャリアのそれぞれに対応づけられている。基地局装置は、複数のサブキャリアにわたる既知信号の組合せを複数記憶する。複数の組合せは、位相の回転量が互いに異なる。例えば、ひとつ目の組合せは、既知信号そのものに相当し、ふたつ目の組合せから4つ目の組合せには、ひとつ目の組合せに対して位相回転が施されている。このような位相回転は、タイミングのずれに相当する。 A signal from the terminal device, that is, a signal arranged in a burst constitutes a packet signal, and a known signal is arranged at the head portion of the packet signal. The known signal is associated with each subcarrier. The base station apparatus stores a plurality of combinations of known signals over a plurality of subcarriers. The plurality of combinations have different amounts of phase rotation. For example, the first combination corresponds to the known signal itself, and phase rotation is performed on the first combination from the second combination to the fourth combination. Such phase rotation corresponds to a timing shift.
基地局装置は、受信したパケット信号をFFTによって周波数領域に変換した後に、複数に分岐する。また、基地局装置は、分岐された各パケット信号と既知信号との相関値を計算する。その際、パケット信号ごとに、既知信号の組合せが変えられる。さらに、基地局装置は、複数の相関値のうちの一部に対する積算値を導出する。また、積算値は、組合せを変えながら複数導出される。ここで、既知信号に対する位相回転量が近いものになるように、相関値の組合せが決定されている。そのため、このような積算は、相関値の周波数領域における平均値に相当する。基地局装置は、積算値のピークを検出し、ピークに対応した位相回転量からタイミングのずれを検出する。 The base station apparatus branches the received packet signal into a plurality of frequencies after converting the received packet signal into the frequency domain by FFT. Further, the base station apparatus calculates a correlation value between each branched packet signal and the known signal. At this time, the combination of known signals is changed for each packet signal. Further, the base station device derives an integrated value for a part of the plurality of correlation values. A plurality of integrated values are derived while changing the combination. Here, the combination of correlation values is determined so that the amount of phase rotation with respect to the known signal is close. Therefore, such integration corresponds to an average value of correlation values in the frequency domain. The base station apparatus detects the peak of the integrated value, and detects a timing shift from the phase rotation amount corresponding to the peak.
図1は、本発明の実施例に係る通信システム100の構成を示す。通信システム100は、端末装置10、基地局装置12、ネットワーク14を含む。端末装置10は、所定の無線方式に対応した無線装置である。無線方式として、例えば、OFDMA方式が想定される。OFDMA方式では、周波数軸上に複数のサブチャネルが多重化されており、各サブチャネルは、OFDM信号によって構成される。ここで、端末装置10は、通話機能を有するとともに、データ通信の機能も有する。データ通信とは、例えば、電子メールの送受信やワールド・ワイド・ウエブ(WWW)の閲覧、VoIP(Voice over Internet Protocol)の実行であり、これらの処理が端末装置10単独でなされてもよいし、図示しないPCとの接続にてなされてもよい。
FIG. 1 shows a configuration of a
基地局装置12は、一端に、無線通信にて端末装置10と接続し、他端に、有線通信にてネットワーク14と接続する。基地局装置12は、前述のごとく、複数のサブチャネルと複数のタイムスロットを規定しており、その組合せをバーストとして端末装置10に割り当てる。また、基地局装置12は、下り回線のバーストと上り回線のバーストとをひとつの組合せとして端末装置10に割り当てる。例えば、端末装置10は、基地局装置12に対して、バーストの割当要求を送信し、基地局装置12は、端末装置10にバーストを割り当てた後、その結果を端末装置10へ通知する。ここで、OFDMA方式が採用されているので、端末装置10と基地局装置12は、バースト割当要求の送信の前後に、レンジング処理を実行してもよい。なお、レンジング処理として公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。
The
レンジング処理の終了後も、端末装置10は、基地局装置12での動作タイミングおよび搬送波の周波数に同期するように、制御を行う。具体的には、基地局装置12は、端末装置10からの信号を受信すると、それに含まれる周波数のオフセット、タイミングのずれを検出し、端末装置10にそれらの修正を指示する。ここでは、タイミングのずれの検出を中心に説明するが、その説明は後述する。ネットワーク14は、図示しない通信装置とも接続する。例えば、ネットワーク16は、IP(Internet Protocol)ネットワークにて構成されるが、それに限定されるものではない。ネットワーク16は、通信装置から受けつけたデータを基地局装置12へ送信するとともに、基地局装置12から受けつけたデータを通信装置へ送信する。
Even after the end of the ranging process, the
図2(a)−(c)は、通信システム100におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、8つのタイムスロットによって形成されている。また、8つのタイムスロットは、4つの上りタイムスロットと4つの下りタイムスロットから構成されている。ここでは、4つの上りタイムスロットを「第1上りタイムロット」から「第4上りタイムスロット」として示し、4つの下りタイムスロットを「第1下りタイムスロット」から「第4下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図2(a)に限定されないが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図2(a)として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。
2A to 2C show a frame configuration in the
図2(b)は、図2(a)のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第1サブチャネル」から「第16サブチャネル」までの「16」個のサブチャネルによって形成される。また、これらの複数のサブチャネルは、周波数分割多重されている。各タイムスロットが図2(b)のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、バーストが特定される。特定されたバーストが端末装置10に割り当てられることによって、端末装置10と基地局装置12とが通信を実行する。また、図2(b)のうちのひとつのサブチャネルに対応したフレーム構成が図2(a)であるとしてもよい。
FIG. 2B shows the configuration of one time slot in FIG. The vertical direction in the figure corresponds to the frequency axis. As shown in the figure, one time slot is formed by “16” subchannels from “first subchannel” to “16th subchannel”. In addition, the plurality of subchannels are frequency division multiplexed. Since each time slot is configured as shown in FIG. 2B, a burst is specified by a combination of a time slot and a subchannel. By assigning the identified burst to the
図2(c)は、図2(b)のうちのひとつのサブチャネルの構成を示す。なお、サブチャネルは、前述のごとく、OFDM信号によって形成されている。図2(a)や図2(b)と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「1」から「29」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にOFDM信号によって構成されている。図中の「TS」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。また、「TS」中に制御信号が含まれてもよいものとする。「GS」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「PS」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「DS」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「GT」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。 FIG. 2 (c) shows the configuration of one subchannel in FIG. 2 (b). Note that the subchannel is formed by the OFDM signal as described above. Similar to FIG. 2A and FIG. 2B, the horizontal direction in the figure corresponds to the time axis, and the vertical direction in the figure corresponds to the frequency axis. Further, numbers “1” to “29” are assigned to the frequency axis, and these indicate subcarrier numbers. In this way, the subchannel is composed of multicarrier signals, and in particular is composed of OFDM signals. “TS” in the figure corresponds to a training symbol and is constituted by a known value. Further, it is assumed that a control signal may be included in “TS”. “GS” corresponds to a guard symbol, and no substantial signal is arranged here. “PS” corresponds to a pilot symbol, and is configured by a known value. “DS” corresponds to a data symbol and is data to be transmitted. “GT” corresponds to a guard time, and no substantial signal is arranged here.
図3は、通信システム100におけるサブチャネルの配置を示す。図3では、横軸に周波数軸が示されており、図2(b)に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第1サブチャネルから第16サブチャネルの16個のサブチャネルが周波数分割多重されている。前述のごとく、各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、OFDM信号によって構成されている。
FIG. 3 shows an arrangement of subchannels in the
図4は、基地局装置12の構成を示す。基地局装置12は、無線部20、モデム部22、IF部24、制御部26を含み、モデム部22は、変調部28、復調部30を含む。無線部20は、受信処理として、図示しない端末装置10から受信した無線周波数の信号に対して周波数変換および直交検波を実行し、ベースバンドの信号を生成する。さらに、無線部20は、ベースバンドの信号を復調部30へ出力する。一般的に、ベースバンドの信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、無線部20には、AGCも含まれる。
FIG. 4 shows the configuration of the
無線部20は、送信処理として、変調部28から入力したベースバンドの信号に対して直交変調および周波数変換を実行し、無線周波数の信号を生成する。さらに、無線部20は、無線周波数の信号を送信する。なお、無線部20は、受信した信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、信号を送信する。つまり、図2(a)のごとく、TDDが使用されているものとする。また、無線部20には、PA(Power Amplifier)も含まれる。
As a transmission process, the
変調部28は、IF部24から受けつけたデータを変調する。変調方式として、例えば、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等が使用される。また、変調部28は、復調部30から下り回線のバーストに関する指示を受けつけ、変調したデータをバーストに割り当てる。その結果、周波数領域のマルチキャリア信号、特にOFDM信号が生成される。なお、OFDM信号には、複数のサブチャネルが含まれてもよい。その後、変調部28は、周波数領域のOFDM信号に対してIFFTを実行することによって、時間領域のOFDM信号を生成する。さらに、変調部28は、時間領域のOFDM信号を前述のベースバンドの信号として無線部20へ出力する。
復調部30は、無線部20からベースバンドの信号を受けつける。受けつけたベースバンドの信号は、時間領域のOFDM信号に相当するので、復調部30は、時間領域のOFDM信号に対してFFTを実行することによって、周波数領域のOFDM信号を生成する。また、復調部30は、周波数領域のOFDM信号を復調する。復調は、図示しない端末装置10においてなされた変調に対応する。さらに、復調部30は、送信元になる端末装置10ごとに、復調したデータを別のパケット信号して出力する。なお、送信元になる端末装置10に関する指示は、制御部26から受けつける。なお、通信システム100が誤り訂正を実行する場合、変調部28において符号化がなされ、復調部30において復号がなされてもよい。
The
また、復調部30は、以上の処理と並行して、端末装置10から受信したパケット信号をもとに、パケット信号に対するタイミングのずれを検出する。このようなタイミングのずれは、端末装置10におけるタイミングのずれともいえる。なお、タイミングのずれの検出については、後に説明する。復調部30は、検出したタイミングのずれを制御部26に出力する。IF部24は、図示しないネットワーク14より端末装置10宛のデータを受けつけ、受けつけたデータを変調部28へ出力する。また、IF部24は、端末装置10からのデータを受けつけ、受けつけたデータをネットワーク14へ出力する。ここで、データは、パケット信号によって形成されている。
Further, in parallel with the above processing, the
制御部26は、基地局装置12の動作を制御する。また、制御部26は、端末装置10に対するバーストの割当を実行する。制御部26は、無線部20からIF部24を介して、端末装置10からの割当要求を受信する。制御部26は、割当要求を受けつけた端末装置10に対して、割当処理を実行する。つまり、制御部26は、当該端末装置10に対してバーストを割り当てる。また、通信方式としてOFDMAが採用されるので、制御部26は、端末装置10に対してレンジング処理を実行する。制御部26は、IF部24から無線部20を介して、端末装置10へ割り当てた結果を通知する。また、制御部26は、通信中に、復調部30から、タイミングのずれ量を受けつけた場合、IF部24から無線部20を介して、端末装置10へずれ量の補正を指示する。例えば、ずれ量が「T」である場合、制御部26は、「−T」だけの補正を指示する。このような指示は、基地局装置12から端末装置10へのパケット信号に含まれる。
The
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it is realized by a program having a communication function loaded in the memory. Describes functional blocks realized by collaboration. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
図5は、復調部30の構成を示す。復調部30は、FFT部50、同期検波部52、復号部54、分岐部56、相関部58と総称される第1相関部58a、第2相関部58b、第N相関部58n、積算部60、検出部62を含む。
FIG. 5 shows the configuration of the
FFT部50は、図示しない端末装置10からのOFDM信号を受けつける。受けつけたOFDM信号は、時間領域のOFDM信号に相当する。ここで、OFDM信号は、図2(a)−(c)のごとく、パケット信号によって構成されている。また、図2(c)のごとく、パケット信号では、各サブキャリアに「TS」のような既知信号が含められている。FFT部50は、時間領域のOFDM信号に対して、FFTを実行することによって、周波数領域のOFDM信号を生成する。周波数領域のOFDM信号は、複数のサブキャリアによって構成されているが、ここでは、図面を明瞭にするために、周波数領域のOFDM信号をひとつの信号線によって示す。FFT部50は、周波数領域のOFDM信号を同期検波部52および復号部54に出力する。
The
同期検波部52は、FFT部50から、周波数領域のOFDM信号を受けつけ、「TS」の部分において伝送路特性をサブキャリア単位に推定する。また、同期検波部52は、推定した伝送路特性をもとに、周波数領域のOFDM信号をサブキャリア単位に復調する。同期検波部52は、復調した信号を復号部54へ出力する。復号部54は、同期検波部52から、復調した信号を受けつけ、復調した信号に対して復号を実行する。復号は、図示しない端末装置10においてなされた符号化に対応しており、例えば、符号化として畳み込み符号化が実行されていれば、復号部54は、ビタビ復号を実行する。復号部54は、復号した信号を出力する。
The
分岐部56は、FFT部50から、周波数領域のOFDM信号を受けつけ、周波数領域のOFDM信号を複数に分岐する。分岐数は、後述の相関部58の数に応じて定められる。また、周波数領域のOFDM信号は、前述のごとく、複数のサブキャリアによって構成されているが、分岐部56は、複数のサブキャリアをひとつのまとまりとして複数に分岐する。分岐部56は、分岐した複数のOFDM信号を並行に出力する。
The branching
複数の相関部58は、分岐部56において複数に分岐したOFDM信号のそれぞれに対して設けられる。第1相関部58aは、「TS」の値をサブキャリア単位に予め記憶している。一方、第2相関部58bは、「TS」の値に対して、サブキャリア単位に一定の位相だけ回転させた値を予め記憶している。例えば、k番目のサブキャリアに対する「TS」の値をI(k)、Q(k)とすると、第2相関部58bにおいて記憶されているk番目のサブキャリア対する値I’(k)、Q’(k)は、次のように示される。
第3相関部58cから第N相関部58nも、第2相関部58bと同様に、「TS」の値を一定の位相だけ回転させた値をサブキャリア単位に予め記憶している。しかしながら、第2相関部58bから第N相関部58nでは、Δtの値が互いに異なっており、第2相関部58bから第N相関部58nになるにつれて、Δtの値が大きくなっている。つまり、複数の相関部58のそれぞれは、互いに異なった位相だけ回転された「TS」の値をそれぞれ記憶している。このようなΔtは、タイミングのずれに相当し、相関部58は、互いに異なったタイミングに対応した「TS」の値を記憶しているといえる。
Similarly to the
複数の相関部58のそれぞれは、周波数領域のOFDM信号と、記憶した値との相関値を導出する。さらに具体的に説明すると、相関部58は、周波数領域のOFDM信号と、記憶した値とをサブキャリア単位に乗算し、乗算結果を積算する。前述のごとく、各相関部58に記憶されたTSのタイミングが異なっているので、各相関部58において導出される相関値に対応したタイミングも異なっている。相関部58は、相関値を積算部60に出力する。
Each of the plurality of
積算部60は、複数の相関部58のそれぞれから相関値を受けつける。積算部60は、複数の相関値のうちの一部を組み合わせて積算する。例えば、積算部60は、第1相関部58aから第3相関部58cからの相関値を積算する。つまり、積算部60は、複数の相関部58のうち、位相の回転量が互いに近い「TS」を記憶した相関部58からの相関値を組み合わせる。また、積算部60は、組合せを変更することによって複数の積算値を導出する。例えば、積算部60は、第2相関部58bから第4相関部58dからの相関値に対する積算値、第3相関部58cから第5相関部58eからの相関値に対する積算値等を導出する。ここで、記憶された「TS」のタイミングシフト量と関連づけて、第1相関部58aを前方、第N相関部58nを後方と定義する。その場合、積算部60は、前方から後方へ積算の範囲をシフトさせることによって、複数の積算値を導出する。なお、積算の範囲は、予め定められていればよい。
The integrating
検出部62は、積算部60において導出した複数の積算値の特徴点、例えば最大値を検出することによって、OFDM信号に対するタイミングのずれを検出する。図6は、復調部30における処理の概要を示す。横軸が、相関部58に記憶された「TS」のシフト量に相当する。縦軸が、点線に対して相関値、実線に対して積算値に相当する。つまり、点線に対して、左側が第1相関部58aにおいて導出された相関値に相当し、右側が第N相関部58nにおいて導出された相関値に相当する。図示のごとく、左側からふたつ目の相関値と4つ目の相関値が大きくなっている。検出部62において最大の相関値が検出される場合、ここでは、4つ目の相関値が検出される。
The
4つ目の相関値に対応したタイミングのずれを修正するように、端末装置10に対して指示がなされると、ふたつ目の相関値に対応した直接波あるいは遅延波の影響が小さくなる。その結果、受信電力が小さくなり、最適な特性とならない可能性がある。一方、検出部62は、積算部60において導出した複数の積算値の最大値を検出するので、ここでは、左からふたつ目の積算値が検出される。その結果、ふたつ目の相関値に対応した直接波あるいは遅延波の影響が大きくなり、4つ目の相関値に対応した遅延波の影響も大きくなる。図5に戻る。
When an instruction is given to the
なお、検出部62は、積算部60における積算値の積算の範囲と、タイミングのずれ量とを予め対応づけている。検出部62は、積算値の最大値に対応した積算の範囲から、タイミングのずれ量を特定する。検出部62は、特定したタイミングのずれ量を図示しない制御部26に通知する。制御部26は、図示しないIF部24から無線部20を介して、端末装置10へタイミングのずれ量を通信対象の無線装置に通知する。あるいは、制御部26は、タイミングのずれ量を修正するように指示してもよい。例えば、タイミングのずれ量が「T」である場合、制御部26は、端末装置10に「−T」だけタイミングを修正するように指示する。
Note that the
本発明の実施例によれば、タイミングの異なった相関値の積算値を導出するので、直接波や遅延波の影響を平滑化できる。また、積算値をもとに、タイミングのずれを特定するので、必要な直接波や遅延波を除外するようなタイミングに特定することを低減できる。また、必要な直接波や遅延波を除外するようなタイミングに特定することが低減されるので、伝搬環境の影響によるタイミング特定精度の低下を抑制できる。また、タイミング特定精度の低下が抑制されるので、伝搬環境に適した同期タイミングを検出できる。また、相関処理と積算処理によって構成されるので、簡易な構成を実現できる。また、周波数領域にて積算を実行するので、並行に処理を実行できる。 According to the embodiment of the present invention, since the integrated value of the correlation values with different timings is derived, the influence of the direct wave and the delayed wave can be smoothed. Moreover, since the timing shift is specified based on the integrated value, it is possible to reduce the specification to a timing that excludes a necessary direct wave or delayed wave. In addition, since it is possible to reduce the timing to exclude the necessary direct wave and delayed wave, it is possible to suppress a decrease in timing identification accuracy due to the influence of the propagation environment. In addition, since a decrease in timing identification accuracy is suppressed, a synchronization timing suitable for the propagation environment can be detected. In addition, since it is configured by correlation processing and integration processing, a simple configuration can be realized. Further, since the integration is executed in the frequency domain, the processing can be executed in parallel.
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本発明の実施例において、基地局装置12と端末装置10との間における無線方式は、OFDMAであるとしている。しかしながらこれに限らず例えば、無線方式が、OFDMA以外のものであってもよい。その場合、端末装置10と基地局装置12との間におけるレンジング処理が省略される。本変形例によれば、さまざまな無線方式に本発明を適用できる。
In the embodiment of the present invention, the radio scheme between the
本発明の実施例において、積算部60は、積算の範囲を予め定めている。しかしながらこれに限らず例えば、積算部60は、積算の範囲を適応的に変更してもよい。具体的に説明すると、検出部62は、前述のごとく、積算値の最大値を検出するとともに、検出した積算値に含まれた相関値を特定する。例えば、検出部62は、積算値に含まれた複数の相関値のうちの最大値を特定する。また、検出部62は、特定した相関値よりも、位相の回転量が小さいTSを記憶した相関部58からの相関値であって、かつしきい値よりも大きい相関値も特定する。積算部60は、検出部62において特定されたふたつの相関値をもとに、積算の範囲、つまり組み合わせるべき相関値の数を決定する。例えば、ふたつの相関値が含まれるように積算の範囲が決定される。このように決定された積算の範囲は、次回以降のパケット信号を受信したときに使用される。本変形例によれば、積算の範囲を適応的に変更するので、伝搬環境に適した積算の範囲を設定できる。
In the embodiment of the present invention, the
本発明の実施例において、積算部60は、複数の相関値を積算する。しかしながらこれに限らず例えば、積算部60は、複数の相関値のそれぞれに重み係数を乗算しながら積算を実行してもよい。その際、積算部60は、複数の相関部58のうち、位相の回転量が大きい既知信号を記憶した相関部58からの相関値に対する重み係数よりも、位相の回転量が小さい既知信号を記憶した相関部58からの相関値に対する重み係数を大きくする。本変形例によれば、検出されるタイミングが前方になるので、影響される直接波や遅延波の数が多くなり、受信電力を向上できる。
In the embodiment of the present invention, the
本発明の実施例にておいて、分岐部56から検出部62によるタイミングの検出処理は、端末装置10との通信を実行している際になされている。しかしながらこれに限らず例えば、タイミングの検出処理は、レンジング処理の際に実行されてもよい。本変形例によれば、本発明をさまざまな場面にて使用できる。
In the embodiment of the present invention, timing detection processing by the branching
10 端末装置、 12 基地局装置、 14 ネットワーク、 20 無線部、 22 モデム部、 24 IF部、 26 制御部、 28 変調部、 30 復調部、 50 FFT部、 52 同期検波部、 54 復号部、 56 分岐部、 58 相関部、 60 積算部、 62 検出部、 100 通信システム。 10 terminal devices, 12 base station devices, 14 networks, 20 radio units, 22 modem units, 24 IF units, 26 control units, 28 modulation units, 30 demodulation units, 50 FFT units, 52 synchronous detection units, 54 decoding units, 56 Branching unit, 58 correlation unit, 60 integrating unit, 62 detecting unit, 100 communication system.
Claims (5)
前記入力部において入力したマルチキャリア信号をひとつのまとまりとして複数に分岐する分岐部と、
前記分岐部において複数に分岐したマルチキャリア信号のそれぞれに対して相関部が設けられており、かつ、各々の相関部が、各マルチキャリア信号のサブキャリアの値と、記憶する互いに異なった位相だけ回転された既知信号とを乗算して相関値を導出する複数の相関部と、
前記複数の相関部のうち、位相の回転量が互いに近い既知信号を記憶する相関部において導出した相関値を組み合わせて積算し、かつ組合せを変更することによって複数の積算値を導出する積算部と、
前記積算部において導出した複数の積算値の特徴点を検出することによって、マルチキャリア信号に対するタイミングのずれを検出する検出部と、を備えることを特徴とする無線装置。 An input unit for inputting a multicarrier signal from a wireless device to be communicated and including a known signal in each subcarrier;
A branching unit that branches the multicarrier signal input at the input unit into a plurality of groups,
The correlation unit is provided for each of the multi-carrier signal split into a plurality in the bifurcation, and the correlation of each, the value of the subcarrier of each multi-carrier signal, only the phase which differs from each other for storing A plurality of correlation units for deriving a correlation value by multiplying the rotated known signal;
An integration unit that integrates and integrates the correlation values derived in the correlation unit that stores known signals whose phase rotation amounts are close to each other among the plurality of correlation units, and derives a plurality of integration values by changing the combination; ,
Wherein by detecting a feature point of a plurality of integrated values derived in the integration unit, the wireless device characterized by obtaining Bei and a detector for detecting a deviation of the timing for the multi-carrier signal.
前記積算部は、前記検出部において特定したふたつの相関値をもとに、組み合わせるべき相関値の数を決定することを特徴とする請求項1に記載の無線装置。 The detecting unit detects a peak of the integrated value as a feature point of the integrated value, and specifies a combination in the integrating unit corresponding to the peak of the integrated value, and a correlation value included in the specified combination And means for specifying a correlation value corresponding to a known signal having a smaller amount of phase rotation than the correlation value and greater than a threshold value,
The radio apparatus according to claim 1, wherein the integration unit determines the number of correlation values to be combined based on the two correlation values specified by the detection unit.
入力したマルチキャリア信号をひとつのまとまりとして複数に分岐するステップと、
複数に分岐したマルチキャリア信号のそれぞれに対して設けられた相関器において、各マルチキャリア信号のサブキャリアの値と、各々の相関器が記憶する互いに異なった位相だけ回転された既知信号とを乗算して相関値を導出するステップと、
複数の相関器のうち、位相の回転量が互いに近い既知信号を記憶した相関器において導出した相関値を組み合わせて積算し、かつ組合せを変更することによって複数の積算値を導出するステップと、
導出した複数の積算値の特徴点を検出することによって、マルチキャリア信号に対するタイミングのずれを検出するステップと、を備えることを特徴とする検出方法。 A multicarrier signal from a wireless device to be communicated, and a multicarrier signal including a known signal included in each subcarrier; and
A step of branching the input multi-carrier signal into a single unit,
In the correlator provided for each of the multicarrier signals branched into a plurality, the value of the subcarrier of each multicarrier signal is multiplied by the known signal rotated by a different phase stored in each correlator. And deriving a correlation value,
A step of deriving a plurality of integrated values by combining and integrating the correlation values derived in the correlator storing the known signals whose phase rotation amounts are close to each other among the plurality of correlators; and
By detecting the feature points of the derived plurality of integrated values, the detection method characterized by obtaining Bei detecting a deviation of the timing for the multi-carrier signal.
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