+

WO2001010067A1 - Frame synchronous acquisition device and method - Google Patents

Frame synchronous acquisition device and method Download PDF

Info

Publication number
WO2001010067A1
WO2001010067A1 PCT/JP1999/004150 JP9904150W WO0110067A1 WO 2001010067 A1 WO2001010067 A1 WO 2001010067A1 JP 9904150 W JP9904150 W JP 9904150W WO 0110067 A1 WO0110067 A1 WO 0110067A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
timing
frame synchronization
value
deviation value
correlation
Prior art date
Application number
PCT/JP1999/004150
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Nagashima
Masayuki Doi
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority to PCT/JP1999/004150 priority Critical patent/WO2001010067A1/en
Publication of WO2001010067A1 publication Critical patent/WO2001010067A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0602Systems characterised by the synchronising information used
    • H04J3/0605Special codes used as synchronising signal
    • H04J3/0608Detectors therefor, e.g. correlators, state machines

Definitions

  • the present invention relates to a frame synchronization acquisition device for acquiring a frame synchronization timing in a digital wireless communication system using a time division multiple access (TDMA) communication system in mobile satellite communication, GSM (European Digital Mobile Telephone System) and the like. And the frame synchronization acquisition method.
  • TDMA time division multiple access
  • GSM European Digital Mobile Telephone System
  • a frame synchronization timing in a received signal is detected, and the reference frame synchronization timing on the receiving side is synchronized with the detected frame synchronization timing (hereinafter, referred to as “frame synchronization”, accurate received data can be obtained.
  • frame synchronization is lost, it is not possible to obtain accurate received data, and it is necessary to synchronize the frame again, so that the acquisition of the received data is delayed, and the use of a limited channel is restricted.
  • frame synchronization must be as fast, accurate and precise as possible.
  • a communication terminal when a communication terminal determines a reception frequency, it receives a broadcast burst at this reception frequency to acquire line information for establishing radio communication. First, it is necessary to synchronize the evening of the broadcast burst.
  • the broadcast burst includes a synchronization code which is a bit sequence having high autocorrelation characteristics, and the timing is captured by detecting the synchronization code.
  • Some wireless communication systems provide a synchronization burst dedicated to synchronization including the synchronization word itself. There is no essential difference in the frame synchronization process in both cases where the synchronization code is included and when the synchronization burst dedicated to synchronization is used.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional frame synchronization acquisition device used in a digital radio communication system.
  • a sampling section 2 samples a received signal 101 using a sampling clock generated by a sampling clock generating section 3 and converts it into a digital signal 102.
  • the correlation calculation section 4 calculates a correlation value 103 between the reference pattern 104 held in the reference pattern holding section 5 and the digital signal 102.
  • the timing detection unit 6 detects the timing at which the correlation value 103 has the maximum value, and outputs a deviation from the timing indicated by the reference frame synchronization timing signal 1 as a timing deviation value 105.
  • the receiving device of the digital wireless communication system takes the frame synchronization timing of the received signal 101 by correcting the reference frame synchronization timing signal 1 so as to cancel the timing deviation value 105.
  • a comparison is made between the digitized signal 102 and the reference pattern 104 on a bit-by-bit basis, and the bits that do not match in the bit length of the synchronization code are There is a method in which the synchronization word is detected when the count value does not exceed a predetermined threshold value.
  • this correlation calculation method can realize the correlation calculation unit 4 with a simple circuit configuration, bit errors are likely to occur because the synchronization mode length is short or the environment of the wireless communication line is poor. In such a case, detection of erroneous frame synchronization timing is likely to occur, or the synchronization code cannot be detected at the timing when the synchronization code exists.
  • digital signal 102 is not a bit sequence but a reception level value of reception signal 101 or a complex reception signal.
  • these signals are quantized by a plurality of bits. For example, an 8-bit value is represented by a value with a resolution of 256, and a 9-bit value is represented by a value with a resolution of 512. This These signals are called soft decision data, and the relationship between the soft decision data and the bit sequence is determined by a predetermined mapping rule. For example, if the soft decision data is a positive value, the bit
  • Correlation values are sequentially obtained by performing convolution addition of a predetermined determination range to be soft-decided and a reference pattern among the soft-decision data. Then, the determination range having the highest correlation value is determined to be the synchronization mode. In order to reduce the false detection rate of the frame synchronization timing, a threshold value is set. It may be.
  • the timing detecting section 6 compares the detection timing of the synchronization mode determined in this way with the reference frame synchronization timing independently held by the receiving device, and calculates a timing deviation. Then, the receiving apparatus corrects the reference frame synchronization timing and cancels the timing deviation so as to synchronize with the reception.
  • the synchronization word is not always detected at the correct timing, but may be detected at a timing different from the frame synchronization timing of the original received signal. For this reason, in general, when capturing the frame synchronization timing of a received signal, not only the detection result of one synchronization command but also the detection result of a plurality of synchronization commands may be used.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional frame synchronization capturing device that detects frame synchronization timing by using the detection results of a plurality of synchronization words (Japanese Patent Laid-Open No. 6-29661). No. 51).
  • the A / D converter 202 samples the received signal 101 with the sampling clock in the symbol unit generated by the sampling clock generator 203, and bitizes the received signal i01. Is converted to the sequence 1 1 2.
  • the synchronization word detecting section 204 calculates a correlation value 113 between the bit sequence 112 and the reference pattern 104 and outputs the correlation value 113 to the timing detecting section 206.
  • Timing detector 2 06 detects the timing at which the correlation value 1 13 shows the maximum value, similarly to the evening timing detection unit 6, and calculates the timing deviation value indicating the deviation from the timing indicated by the reference frame synchronization timing signal 1 with respect to this timing. It accumulates a predetermined number of times, and outputs the timing deviation value with the largest accumulation number as the normal timing deviation value 105.
  • the sampling clock is the same as the symbol clock, and the resolution is in units of one bit.Therefore, it is possible to estimate the frame synchronization timing finer than in units of one bit. There was a problem that it was not possible.
  • the frame synchronization timing fluctuates rapidly, and in such a system, it becomes difficult to quickly capture the frame synchronization timing with a timing estimation with a resolution of about 1 bit.
  • smooth frame synchronization cannot be ensured. Therefore, the accuracy of frame synchronization in such a system requires a fine timing estimation of a fraction of a bit length.
  • the present invention provides a frame synchronization acquisition method that can quickly capture frame synchronization and improve the reliability of frame synchronization even in a wireless communication system in which the frame synchronization timing may fluctuate rapidly.
  • the purpose is to obtain a device and a frame synchronization acquisition method. Disclosure of the invention
  • a frame synchronization capturing apparatus includes: a sampling unit that samples the reception signal at a sampling frequency having a frequency higher than a symbol frequency of the reception signal; and a reference pattern corresponding to a synchronization code in the reception signal.
  • a reference pattern output unit that outputs a reference signal; a received signal sampled by the sampling unit;
  • a reference means output from the evening output means, a correlation means for calculating a correlation value with the turn, and a reference frame synchronization timing on the receiving side.
  • a timing detecting unit that detects a timing deviation value of a timing at which a correlation value becomes maximum by the correlating unit; and a statistical processing unit that statistically processes and outputs the timing deviation value detected by the timing detecting unit.
  • the frame synchronization timing is captured based on the timing deviation value output from the statistical processing means.
  • the sampling means samples the received signal at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the received signal
  • the correlation means outputs the received signal sampled by the sampling means and a reference pattern output.
  • the timing detecting means detects a timing deviation value of a timing at which the correlation value by the correlating means is maximum with respect to a reference frame synchronization timing on the receiving side
  • the statistical processing means statistically processes and outputs the timing deviation value detected by the timing detecting means, and captures the frame synchronization timing based on the timing deviation value output from the statistical processing means.
  • the sampling probability is high, and the sampling means is sampling at a sampling frequency that is higher than the symbol frequency of the received signal. As a result, it is possible to capture frame synchronization as fine as a fraction of a bit long, and to quickly and reliably capture frame synchronization even in a propagation environment with large frame synchronization timing fluctuations.
  • the statistical processing unit includes a counting unit that counts the number of detection timings in accordance with the timing deviation value detected by the timing detection unit; And a mode selecting means for selecting and outputting a timing deviation value having the highest frequency of detection timing based on the counting result by the counting means.
  • the counting means counts the number of detection timings corresponding to the timing deviation value detected by the timing detection means, and the mode selection means Based on the counting result by the counting means, the timing deviation value having the highest frequency of detection timing is selected and output, whereby the statistical processing by the statistical processing means is concretely realized, and an erroneous frame is output.
  • the probability of determining the synchronization timing can be kept low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
  • the statistical processing means calculates an average value of the timing deviation values detected by the timing detecting means, and statistically processes the average value. It is characterized by having an averaging means for outputting as a timing deviation value.
  • the averaging means calculates the average value of the evening deviation detected by the timing detecting means, and outputs the average value as the statistically processed timing deviation. Therefore, the probability of determining the frame synchronization timing can be kept low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
  • the frame synchronization acquisition method includes a sampling step of sampling the reception signal at a sampling frequency having a frequency higher than a symbol frequency of the reception signal; A correlation step of calculating a correlation value with a reference pattern corresponding to a synchronization code in a received signal; and detecting a timing deviation value of a timing at which a correlation value by the correlation step becomes maximum with respect to a reference frame synchronization timing on the reception side. And a statistical processing step of statistically processing and outputting the timing deviation value detected in the timing detection step, and performing frame synchronization based on the timing deviation value output from the statistical processing step. It is characterized by capturing timing.
  • the reception signal is sampled at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the reception signal, and in the correlation step, the reception signal sampled in the sampling step is compared with the reception signal.
  • a timing deviation value of a timing at which the correlation value in the correlation step becomes maximum with respect to the reference frame synchronization timing on the receiving side is detected, and the timing deviation value is detected in the statistical processing step in the timing detection step. Since the timing deviation value is statistically processed and output, and the frame synchronization timing is captured based on the timing deviation value output from the statistical processing step, the probability of being determined as an incorrect frame synchronization timing is obtained.
  • the statistical processing step includes a counting step of counting the number of detection timings in accordance with the timing deviation value detected in the timing detection step, And a mode selection step for selecting and outputting a timing deviation value with the highest frequency of detection timing based on the counting result of the counting step.
  • the statistical processing step first, a counting step is performed, and the number of detection timings is counted corresponding to the timing deviation value detected in the timing detecting step. Since the timing deviation value with the highest frequency of detection timing is selected and output based on the counting result of the process, the probability of determining as an incorrect frame synchronization timing can be reduced. A highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
  • an average value of timing deviation values detected in the timing detection step is calculated, and the average value is statistically processed. It is output as a timing deviation value.
  • the statistical processing step is detected by the timing detecting step. Since the average value of the calculated timing deviation values is calculated and the average value is output as the statistically processed timing deviation value, the probability of determining the frame synchronization timing as an erroneous frame synchronization can be reduced. It is possible to achieve highly accurate frame synchronization acquisition.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 shows a specific example of an operation of the frame synchronization capturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a procedure for generating an evening deviation value for frame synchronization timing in the frame synchronization acquisition apparatus shown in FIG. 1
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a specific example of the operation of the frame synchronization capturing apparatus illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for generating a timing deviation value for frame synchronization timing in the frame synchronization capturing apparatus shown in FIG. 4, and
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional frame synchronization capturing apparatus.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a plurality of synchronization word detection result conventional frame acquisition device for detecting a frame synchronization timing using.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a sampling unit 2 samples a received signal 101 with a sampling clock generated by a sampling clock generating unit 3 and having a clock frequency higher than the symbol clock of the received signal 101. And then mouth The received signal 101 is converted to a digital signal 102.
  • the sampling unit 2 performs sampling using a sampling clock having a frequency four times the symbol clock.
  • the received signal 101 is a baseband signal obtained by subjecting a received signal of a radio frequency received via an antenna (not shown) to predetermined band limitation, amplification, frequency conversion, and the like.
  • the digital signal 102 is separated into an in-phase component and a quadrature component signal obtained by orthogonally transforming the received signal 102.
  • the correlation calculation unit 4 stores the reference pattern 104 held in the reference pattern holding unit 5 that holds the reference pattern corresponding to the synchronization word in the received signal 101 in advance and the digital signal output from the sampling unit 2. Calculates and outputs the correlation value 103 with 102.
  • the timing detection unit 6 detects the timing of the maximum correlation value out of the correlation values 103 output from the correlation calculation unit 4, and generates a reference frame synchronization timing signal 1 generated by a receiver (not shown).
  • the timing deviation value 105 between the reference frame synchronization timing shown and the timing of the maximum correlation value is obtained.
  • This timing deviation value 105 is the timing deviation value of the maximum correlation value based on the reference frame synchronization timing.
  • the number counter 7 counts the number of timing deviation values corresponding to the timing deviation value 105 each time the timing deviation value 105 is output from the timing detection unit 6.
  • the mode value selection unit 8 sets the timing deviation value 1 having the largest number among the timing deviation values counted in the number count 7. 0 5 is output as the most frequent timing deviation value 106.
  • the timing deviation value 105 from the timing detector 6 is sequentially output at a timing corresponding to the synchronization timing in the frame, the number of frames to be detected must be determined in order to obtain highly accurate frame synchronization timing. If the number should be increased, or if the number of frames used for synchronization acquisition increases, the synchronization acquisition time becomes longer. Therefore, the decision is made in consideration of the effect on the system to which this frame synchronization acquisition device is applied. This The predetermined number of the above-described timing deviation values 105 is determined in accordance with the determined number of frames.
  • a synchronization command 22 is inserted into a synchronization burst 21 in a frame of the received signal I01.
  • the correlation calculator 4 calculates a correlation value 103 between the digital signal 102 corresponding to the received signal 101 and the reference pattern 104.
  • correlation value 103 is output as an autocorrelation value using an M-sequence reference pattern having the same pattern as synchronization code 22.
  • Correlation value 103 is the case where large autocorrelation values P 1 and P 2 are output at other times due to the influence of power noise having the largest autocorrelation value P at the detection timing of synchronization word 22. There is.
  • the autocorrelation values Pl and P2 show smaller values than the autocorrelation value P.
  • the force autocorrelation values P1 and P2 show larger values than the autocorrelation value P.
  • the timing at the time of the self-correlation values P 1 and P 2 is detected as the maximum correlation value.
  • the normal timing deviation value 105 corresponding to the synchronization mode 22 is “ ⁇ 3”.
  • the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P1 erroneously detected due to the influence of noise or the like is “1 13”
  • the timing deviation value 10 at the time of the autocorrelation value P2 is 10 5 is "+5".
  • the timing deviation value when the predetermined number of times is 5, 105 forces, the number counter 7 in the order of “ ⁇ 3”, “1-13”, “ ⁇ 3”, “+5”, “ ⁇ 3” Output from the frequency distribution, since the timing deviation value 105 is the largest number of occurrences when the force is "1-3", the mode selector 8 sets the timing deviation value to "1-3". The value 105 is selected, and the selected timing deviation 105 is output as the average evening deviation 106.
  • the mode timing deviation value 106 output from the mode selection unit 8 in this manner is subsequently used as information for capturing the frame synchronization timing by the receiving device, and the mode timing deviation value 10 6 By canceling step 6, frame synchronization acquisition with high reliability can be performed.
  • the generation processing of the timing deviation value for the frame synchronization timing in the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 3, first, the sampling section 2 samples the received signal 101 using a sampling clock having a frequency higher than the symbol clock frequency of the received signal 101, and calculates a correlation as a digital signal 102. Output to section 4 (step S11).
  • the correlation calculator 4 outputs a correlation value 103 between the input digital signal 102 and the reference pattern 104 to the evening-imaging detector 6 (step S12).
  • the timing detection unit 6 detects the maximum correlation value from the input correlation values 103, and counts the timing deviation value 105 of the maximum correlation value timing with respect to the reference frame synchronization timing to the number counter 7.
  • the number counter 7 counts the number of input timing deviation values 105 in correspondence with each timing deviation value (step S 13).
  • the mode selection unit 8 determines whether or not the predetermined number of timing deviation values 105 has been input to the number counter 7 (step S 14), and if the predetermined number has not been reached (step S 14). , NO), the process proceeds to step S11 and the above-described processing is repeated.
  • the number counter 7 The timing deviation value 106 is obtained, and the timing deviation value 106 is output as a timing deviation value for frame synchronization timing (step S15). After that, the process proceeds to step S11, and the above-described processing is performed. repeat.
  • the timing of the maximum correlation value is detected by the timing detection unit 6, and the number of the timing deviation values is counted and counted according to the timing deviation value of the detected timing. Since the timing deviation value having the largest value is output as the timing deviation value for frame synchronization timing, the probability of determination as an incorrect frame synchronization timing can be suppressed to a low level, and high accuracy t and frame synchronization acquisition can be achieved.
  • the sampling section 2 has a sampling clock frequency having a frequency higher than the symbol clock frequency. Since the received signal 101 is sampled by the wave number, it is possible to capture the frame synchronization as fine as a fraction of a bit length, and even if the fluctuation of the frame synchronization timing has a large propagation environment. Thus, quick and reliable acquisition of frame synchronization becomes possible.
  • the number count 7 counts the number of timing deviation values 105 corresponding to the timing deviation value 105, and the timing deviation value 105 having the largest count value is used as the frame synchronization timing.
  • the average value of the timing deviation values 105 detected by the timing detection unit 6 is obtained, and this average value is used as the frame synchronization timing. It is output as a timing deviation value.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the frame synchronization acquisition device shown in FIG. 4 is different from the frame synchronization acquisition device shown in FIG. 1 in that the averaging unit 11 is replaced with the configuration of the counting unit 7 and the mode selection unit 8.
  • the other configuration is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • sampling section 2 samples reception signal 101 by a sampling clock generated by sampling clock generation section 3 and having a clock frequency higher than the symbol clock of reception signal 101. Then, the received signal 101, which is an analog signal, is converted into a digitized signal 102.
  • the correlation calculation unit 4 calculates and outputs a correlation value 103 between the reference pattern 104 corresponding to the synchronization word in the received signal 101 and the digital signal 102 output from the sampling unit 2.
  • the timing detection unit 6 detects the timing of the largest correlation value out of the correlation values 103 output from the correlation calculation unit 4, and generates a reference frame generated by a receiver (not shown).
  • the timing deviation value 105 between the synchronization timing and the timing of the maximum correlation value is obtained and output to the averaging unit 11.
  • the averaging unit 11 takes the average value of the predetermined number of timing deviation values 105 output from the timing detection unit 6, and uses this average evening deviation value 105 as the timing for frame synchronization timing. Output as the average timing deviation value 107, which is the deviation value.
  • the timing deviation value 105 from the timing detection unit 6 is sequentially output at a timing corresponding to the synchronization mode in the frame, the number of frames to be detected must be large in order to obtain highly accurate frame synchronization timing. However, if the number of frames used for synchronization acquisition increases, the synchronization acquisition time will be prolonged. Therefore, the decision is made in consideration of the effect on the system to which this frame acquisition device is applied.
  • the predetermined number of the timing deviation values 105 described above is determined corresponding to the number of frames determined by this determination.
  • a synchronization mode 22 is inserted into a synchronization burst 21 in a frame of the received signal 101.
  • the correlation calculation unit 4 calculates a correlation value 103 between the digital signal 102 corresponding to the received signal 101 and the reference pattern 104.
  • the correlation value 103 is output as an autocorrelation value using an M-sequence reference pattern having the same pattern as the synchronization word 22.
  • the correlation value 103 has the largest autocorrelation value P at the time of detection of the synchronization word 22, it outputs large autocorrelation values P 1 and P 2 at other times due to noise and the like. May be.
  • the autocorrelation values PI and P2 show a small value compared to the autocorrelation value P.
  • the autocorrelation values P1 and P2 show a large value compared to the autocorrelation value P.
  • the timing at the self-correlation values P 1 and P 2 is detected as the maximum correlation value.
  • the normal timing deviation value 105 corresponding to the synchronization code 22 becomes “13”.
  • the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P1 erroneously detected due to the influence of noise or the like is “1 13”
  • the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P2 is 105.
  • the averaging unit 1 1 calculates the timing deviation value 1 0 5 is held a predetermined number of times, here n times the timing deviation value 105, and when the nth evening deviation value 105 is input, the averaging value is calculated and this addition averaging is performed.
  • the average timing deviation value 107 which is the timing deviation value, is output as the timing deviation value for frame synchronization evening.
  • the averaging unit 11 performs the calculated averaging.
  • the averaging unit 11 is not limited to this, and may perform other averaging processing such as a square addition average, a geometric mean, and a logarithmic average.
  • the average timing deviation value 107 output from the averaging unit i 1 in this way is then used as information for capturing the frame synchronization timing by the receiving device, and this mode timing deviation value i 07 By canceling, frame synchronization acquisition with high reliability can be performed.
  • the sampling unit 2 samples the received signal 101 using a sampling clock having a frequency higher than the symbol clock frequency of the received signal 101, and calculates a correlation as a digital signal 102. Output to section 4 (step S21).
  • the correlation calculator 4 outputs a correlation value i 03 between the input digital signal 102 and the reference pattern 104 to the timing detector 6 (step S 22).
  • the timing detection unit 6 detects the maximum correlation value from the input correlation values 103 and averages the timing deviation value 105 of the maximum correlation value timing with respect to the reference frame synchronization timing.
  • the averaging unit 11 holds the number and value of the input timing deviation values 105 (step S23).
  • step S24 determines whether or not the input timing deviation value 105 has been input a predetermined number of times (step S24). In step S24, NO), the process proceeds to step S21, and the above processing is repeated.
  • step S24, YES the input timing deviation value 1 After calculating the average value of 0 5, this average value is output as an average timing deviation value 107 which is a timing deviation value for frame synchronization timing (step S 25). The above processing is repeated.
  • the timing detector 6 detects the timing of the maximum correlation value, calculates the average value of the timing deviation values of the detected timings, and calculates the average value as the frame synchronization timing. Is output as a timing deviation value for use, the probability of determination as an erroneous frame synchronization timing can be suppressed low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized. Since the received signal i 0 i is sampled at a sampling clock frequency having a higher frequency than the symbol clock frequency, it is possible to capture frame synchronization as fine as a fraction of a bit long, and to obtain frame synchronization timing. Fast and reliable frame synchronization even when the It becomes possible. Industrial applicability
  • the frame synchronization capturing apparatus and the frame synchronization capturing method according to the present invention are useful in the field of digital wireless communication using a time division multiple access (TDMA) communication method in mobile satellite communication, GSM (European Digital Mobile Telephone System) and the like. Yes, even in a wireless communication system in which the frame synchronization timing may fluctuate rapidly, a frame synchronization acquisition apparatus and a frame synchronization acquisition method for quickly acquiring frame synchronization and improving the reliability of frame synchronization Suitable for.
  • TDMA time division multiple access

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

A digital radio communication system frame synchronous acquisition device and a method thereof using a TDMA communication system. A sampling unit (2) uses a sampling frequency higher than the symbol frequency of a receiving signal (101) to sample the signal (101) for conversion into a digital signal (102), a correlation calculation unit (4) calculates a correlation value (103) between a signal (102) and a reference pattern (104), a timing detection unit (6) detects the timing deviation value (105) of a maximum correlation value for a reference frame synchronous timing signal (1), a number counter (7) counts the number of detected deviation values (105) according to a deviation value (105), a most frequent value selection unit (8) outputs, when the number of detections of the deviation value (105) has reached a preset number of times, a timing deviation value largest in number as the most frequent timing deviation value (106) which is a timing deviation value for frame synchronous timing and a receiving device cancels this deviation value (106).

Description

明 細 フレーム同期捕捉装置およびフレーム同期捕捉方法 技術分野  Description Frame synchronization acquisition device and frame synchronization acquisition method
この発明は、 移動体衛星通信や G S M (欧州ディジタル自動車電話方式) 等に おける時分割多元接続 (T DMA) 通信方式を用いたディジタル無線通信方式に おけるフレーム同期タイミングの捕捉を行うフレーム同期捕捉装置およびフレー ム同期捕捉方法に関するものである。 背景技術  The present invention relates to a frame synchronization acquisition device for acquiring a frame synchronization timing in a digital wireless communication system using a time division multiple access (TDMA) communication system in mobile satellite communication, GSM (European Digital Mobile Telephone System) and the like. And the frame synchronization acquisition method. Background art
従来から、 T D MA通信方式を用いたディジタル無線通信システムでは、 受信 信号内のフレーム同期タイミングを検出し、 この検出したフレーム同期タイミン グに受信側の基準フレーム同期タイミングを同期させること (以下、 「フレーム 同期」 とレ、う) によって、 正確な受信データを得ることができる。 この場合、 フ レーム同期がはずれると、 正確な受信データを得ることができなくなるとともに 、 再度、 フレーム同期をとる必要があるので受信データの取得が遅延し、 限られ たチャネルの利用制限等が生じ、 通信システム全体にも悪影響を及ぼし、 良好な 通信を妨げることになる。 このため、 フレーム同期は、 可能な限り、 迅速かつ正 確で高精度であることが要求される。  Conventionally, in a digital wireless communication system using the TDMA communication method, a frame synchronization timing in a received signal is detected, and the reference frame synchronization timing on the receiving side is synchronized with the detected frame synchronization timing (hereinafter, referred to as “ With “frame synchronization”, accurate received data can be obtained. In this case, if the frame synchronization is lost, it is not possible to obtain accurate received data, and it is necessary to synchronize the frame again, so that the acquisition of the received data is delayed, and the use of a limited channel is restricted. However, it also has an adverse effect on the entire communication system and hinders good communication. For this reason, frame synchronization must be as fast, accurate and precise as possible.
すなわち、 ディジタル無線通信システムでは、 通信端末が、 受信周波数を決定 すると、 この受信周波数における同報バーストを受信することによって、 無線通 信を確立するための回線情報を取得するが、 このために、 まず同報バーストの夕 イミングに同期をとる必要がある。 この同報バーストには、 高い自己相関特性を 有したビッ ト系列である同期ヮードが含まれ、 この同期ヮードを検出することに よってタイミングを捕捉するようにしている。 なお、 同期ワードそのものを含む 同期専用の同期バーストを設ける無線通信システムも存在するが、 同報バースト に同期ヮードが含まれている場合および同期専用の同期バーストを用いる場合の いずれも、 フレーム同期処理に関して、 本質的な差異はない。 That is, in a digital radio communication system, when a communication terminal determines a reception frequency, it receives a broadcast burst at this reception frequency to acquire line information for establishing radio communication. First, it is necessary to synchronize the evening of the broadcast burst. The broadcast burst includes a synchronization code which is a bit sequence having high autocorrelation characteristics, and the timing is captured by detecting the synchronization code. Some wireless communication systems provide a synchronization burst dedicated to synchronization including the synchronization word itself. There is no essential difference in the frame synchronization process in both cases where the synchronization code is included and when the synchronization burst dedicated to synchronization is used.
第 7図は、 ディジタル無線通信システムに用いられる従来のフレーム同期捕捉 装置の構成を示すブロック図である。 第 7図において、 サンプリング部 2は、 サ ンプリングクロック生成部 3によって生成したサンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 ディジタル信号 1 0 2に変換する。  FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional frame synchronization acquisition device used in a digital radio communication system. In FIG. 7, a sampling section 2 samples a received signal 101 using a sampling clock generated by a sampling clock generating section 3 and converts it into a digital signal 102.
相関計算部 4は、 参照パターン保持部 5に保持されている参照パターン 1 0 4 とディジタル信号 1 0 2との相関値 1 0 3を計算する。 タイミング検出部 6は、 相関値 1 0 3が最大値を示すタイミングを検出し、 このタイミングに対する、 基 準フレーム同期タイミング信号 1が示すタイミングからのずれをタイミング偏差 値 1 0 5として出力する。 ディジタル無線通信システムの受信装置は、 このタイ ミング偏差値 1 0 5をキャンセルするように、 基準フレーム同期タイミング信号 1を補正することによって受信信号 1 0 1のフレーム同期タイミングをとる。 相関計算部 4による相関計算方法としては、 たとえば、 ビッ ト単位でディジ夕 ル信号 1 0 2と参照パターン 1 0 4との比較を行い、 同期ヮ一ドのビッ ト長にお いて一致しないビッ ト数をカウントし、 このカウント値が所定のしきい値を超え ない場合に、 同期ワードが検出されたものとする方法がある。 この相関計算方法 は、 簡単な回路構成によって相関計算部 4を実現することができるが、 同期ヮー ド長が短い場合や、 無線通信回線の環境が劣悪であるためにビッ ト誤りが発生し 易い場合には、 誤ったフレーム同期タイミングの検出が発生しやすくなり、 ある いは、 同期ヮ一ドの存在するタイミングで同期ヮードを検出することができなく なる。  The correlation calculation section 4 calculates a correlation value 103 between the reference pattern 104 held in the reference pattern holding section 5 and the digital signal 102. The timing detection unit 6 detects the timing at which the correlation value 103 has the maximum value, and outputs a deviation from the timing indicated by the reference frame synchronization timing signal 1 as a timing deviation value 105. The receiving device of the digital wireless communication system takes the frame synchronization timing of the received signal 101 by correcting the reference frame synchronization timing signal 1 so as to cancel the timing deviation value 105. As a method of calculating the correlation by the correlation calculating unit 4, for example, a comparison is made between the digitized signal 102 and the reference pattern 104 on a bit-by-bit basis, and the bits that do not match in the bit length of the synchronization code are There is a method in which the synchronization word is detected when the count value does not exceed a predetermined threshold value. Although this correlation calculation method can realize the correlation calculation unit 4 with a simple circuit configuration, bit errors are likely to occur because the synchronization mode length is short or the environment of the wireless communication line is poor. In such a case, detection of erroneous frame synchronization timing is likely to occur, or the synchronization code cannot be detected at the timing when the synchronization code exists.
その他の相関計算方法としては、 軟判定による相関計算方法がある。 この場合 、 ディジタル信号 1 0 2は、 ビッ 卜系列ではなく、 受信信号 1 0 1の受信レベル 値あるいは複素受信信号となる。 軟判定をディジタル処理して行う場合、 これら の信号は、 複数ビッ 卜によって量子化される。 たとえば、 8ビッ トであれば 2 5 6値、 9ビッ トであれば 5 1 2値の分解能をもった値によって表現される。 これ らの信号は、 軟判定データと呼ばれ、 軟判定データとビッ ト系列との関係は、 所 定のマッピング則によって、 たとえば、 軟判定データが正の値であれば、 ビッ トAs another correlation calculation method, there is a correlation calculation method by soft decision. In this case, digital signal 102 is not a bit sequence but a reception level value of reception signal 101 or a complex reception signal. When the soft decision is performed by digital processing, these signals are quantized by a plurality of bits. For example, an 8-bit value is represented by a value with a resolution of 256, and a 9-bit value is represented by a value with a resolution of 512. this These signals are called soft decision data, and the relationship between the soft decision data and the bit sequence is determined by a predetermined mapping rule. For example, if the soft decision data is a positive value, the bit
「0」 となり、 軟判定データが負の値であれば、 ビッ ト 「 1」 とするように決定 される。 この軟判定データのうち、 所定の軟判定すべき判定範囲と参照パターン との畳み込み加算を行うことによって、 順次相関値が求められる。 そして、 この 相関値が最も高い判定範囲が同期ヮードであると判定されることになる。 なお、 フレーム同期タイミングの誤検出率を低減するために、 しきい値を設け、 各相関 値がしきし、値に比して大きレ、場合にのみ、 同期ヮ一ドであると判定するようにし てもよい。 It becomes “0”, and if the soft decision value is a negative value, it is determined to be bit “1”. Correlation values are sequentially obtained by performing convolution addition of a predetermined determination range to be soft-decided and a reference pattern among the soft-decision data. Then, the determination range having the highest correlation value is determined to be the synchronization mode. In order to reduce the false detection rate of the frame synchronization timing, a threshold value is set. It may be.
上述したように、 タイミング検出部 6は、 このようにして判定された同期ヮー ドの検出タイミングと、 受信装置が独立して保持する基準フレーム同期タイミン グとを比較し、 タイミング偏差を算出する。 そして、 受信装置は、 このタイミン グ偏差をキャンセルするように、 基準フレーム同期タイミングを補正して受信同 期をとる。  As described above, the timing detecting section 6 compares the detection timing of the synchronization mode determined in this way with the reference frame synchronization timing independently held by the receiving device, and calculates a timing deviation. Then, the receiving apparatus corrects the reference frame synchronization timing and cancels the timing deviation so as to synchronize with the reception.
ところで、 同期ワードは、 常に正しいタイミングで検出されるものではなく、 本来の受信信号が有するフレーム同期タイミングと異なったタイミングで検出さ れる場合がある。 このため、 一般に、 受信信号のフレーム同期タイミングを捕捉 する際、 1回の同期ヮ一ドの検出結果のみではなく、 複数回の同期ヮ一ドの検出 結果を用いるようにしている場合がある。  Incidentally, the synchronization word is not always detected at the correct timing, but may be detected at a timing different from the frame synchronization timing of the original received signal. For this reason, in general, when capturing the frame synchronization timing of a received signal, not only the detection result of one synchronization command but also the detection result of a plurality of synchronization commands may be used.
たとえば、 第 8図は、 複数回の同期ワードの検出結果を用いてフレーム同期夕 ィミングの検出を行う従来のフレーム同期捕捉装置の構成を示すプロック図であ る (特開平 6— 2 9 6 1 5 1号公報参照) 。 第 8図において、 A/D変換部 2 0 2は、 サンプリングクロック生成部 2 0 3によって生成されたシンボル単位のサ ンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 受信信号 i 0 1をビッ ト系列 1 1 2に変換する。  For example, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional frame synchronization capturing device that detects frame synchronization timing by using the detection results of a plurality of synchronization words (Japanese Patent Laid-Open No. 6-29661). No. 51). In FIG. 8, the A / D converter 202 samples the received signal 101 with the sampling clock in the symbol unit generated by the sampling clock generator 203, and bitizes the received signal i01. Is converted to the sequence 1 1 2.
同期ワード検出部 2 0 4は、 ビッ ト系列 1 1 2と参照パターン 1 0 4との相関 値 1 1 3を算出して、 タイミング検出部 2 0 6に出力する。 タイミング検出部 2 0 6は、 夕イミング検出部 6と同様に、 相関値 1 1 3が最大値を示すタイミング を検出し、 このタイミングに対する、 基準フレーム同期タイミング信号 1が示す タイミングからのずれを示すタイミング偏差値を所定回数蓄積し、 最も蓄積数の 多かったタイミング偏差値を正規のタイミング偏差値 1 0 5として出力するよう にしている。 The synchronization word detecting section 204 calculates a correlation value 113 between the bit sequence 112 and the reference pattern 104 and outputs the correlation value 113 to the timing detecting section 206. Timing detector 2 06 detects the timing at which the correlation value 1 13 shows the maximum value, similarly to the evening timing detection unit 6, and calculates the timing deviation value indicating the deviation from the timing indicated by the reference frame synchronization timing signal 1 with respect to this timing. It accumulates a predetermined number of times, and outputs the timing deviation value with the largest accumulation number as the normal timing deviation value 105.
しかしながら、 第 8図に示すフレーム同期捕捉装置では、 サンプリングクロッ クがシンボルクロックと同じであり、 分解能が 1 ピッ ト単位であるため、 1 ビッ ト単位よりも細かいフレーム同期タイミングの推定を行うことができないという 問題点があった。  However, with the frame synchronization acquisition device shown in Fig. 8, the sampling clock is the same as the symbol clock, and the resolution is in units of one bit.Therefore, it is possible to estimate the frame synchronization timing finer than in units of one bit. There was a problem that it was not possible.
たとえば、 低軌道衛星通信システムでは、 フレーム同期タイミングの変動が急 激であり、 このようなシステムでは、 1 ビッ ト程度の分解能のタイミング推定で は、 フレーム同期タイミングを迅速に捕捉することが困難となり、 スムーズなフ レーム同期確保を行うことができない。 したがって、 このようなシステムにおけ るフレーム同期の精度は、 1 ビッ ト長の数分の一程度の細かいタイミング推定が 要求される。  For example, in a low-Earth-orbit satellite communication system, the frame synchronization timing fluctuates rapidly, and in such a system, it becomes difficult to quickly capture the frame synchronization timing with a timing estimation with a resolution of about 1 bit. However, smooth frame synchronization cannot be ensured. Therefore, the accuracy of frame synchronization in such a system requires a fine timing estimation of a fraction of a bit length.
従って、 本発明は、 フレーム同期タイミングが急激に変動する可能性がある無 線通信システムであっても、 フレーム同期の捕捉を迅速に行ってフレーム同期の 確実性を向上させることができるフレーム同期捕捉装置およびフレーム同期捕捉 方法を得ることを目的としている。 発明の開示  Accordingly, the present invention provides a frame synchronization acquisition method that can quickly capture frame synchronization and improve the reliability of frame synchronization even in a wireless communication system in which the frame synchronization timing may fluctuate rapidly. The purpose is to obtain a device and a frame synchronization acquisition method. Disclosure of the invention
本発明にかかるフレーム同期捕捉装置は、 受信信号のシンボル周波数に比して 高い周波数をもつサンプリング周波数によって前記受信信号をサンプリングする サンプリング手段と、 前記受信信号内の同期ヮ一ドに対応した参照パターンを出 力する参照パターン出力手段と、 前記サンプリング手段によってサンプリングさ れた受信信号と前記参照 、。夕一ン出力手段から出力された参照 、'ターンとの相関 値を算出する相関手段と、 受信側の基準フレーム同期タイ ミ ングに対する、 前記 相関手段による相関値が最大となるタイミングのタイミング偏差値を検出する夕 ィミング検出手段と、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏 差値を統計処理して出力する統計処理手段と、 を備え、 前記統計処理手段から出 力されたタイミング偏差値をもとにフレーム同期タイミングの捕捉を行うことを 特徴とする。 A frame synchronization capturing apparatus according to the present invention includes: a sampling unit that samples the reception signal at a sampling frequency having a frequency higher than a symbol frequency of the reception signal; and a reference pattern corresponding to a synchronization code in the reception signal. A reference pattern output unit that outputs a reference signal; a received signal sampled by the sampling unit; A reference means output from the evening output means, a correlation means for calculating a correlation value with the turn, and a reference frame synchronization timing on the receiving side. A timing detecting unit that detects a timing deviation value of a timing at which a correlation value becomes maximum by the correlating unit; and a statistical processing unit that statistically processes and outputs the timing deviation value detected by the timing detecting unit. The frame synchronization timing is captured based on the timing deviation value output from the statistical processing means.
この発明によれば、 サンプリング手段が、 受信信号のシンボル周波数に比して 高い周波数をもつサンプリング周波数によって前記受信信号をサンプリングし、 相関手段が、 前記サンプリング手段によってサンプリングされた受信信号と参照 パターン出力手段から出力された参照パターンとの相関値を算出し、 タイミング 検出手段が、 受信側の基準フレーム同期タイミングに対する、 前記相関手段によ る相関値が最大となるタイミングのタイミング偏差値を検出し、 統計処理手段が 、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏差値を統計処理して 出力し、 この統計処理手段から出力されたタイミング偏差値をもとにフレーム同 期タイミングの捕捉を行うようにしているので、 誤ったフレーム同期タイミング として判定する確率を低く抑えることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実 現することができるとともに、 サンプリング手段が、 受信信号のシンボル周波数 に比して高い周波数をもつサンプリング周波数によってサンプリングしているの で、 1 ビッ ト長の数分の一程度の細かいフレーム同期捕捉が可能となり、 フレー ム同期タイミング変動の大きい伝播環境を有する場合であっても、 迅速かつ確実 なフレーム同期捕捉が可能となる。  According to the present invention, the sampling means samples the received signal at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the received signal, and the correlation means outputs the received signal sampled by the sampling means and a reference pattern output. Calculating a correlation value with the reference pattern output from the means, the timing detecting means detects a timing deviation value of a timing at which the correlation value by the correlating means is maximum with respect to a reference frame synchronization timing on the receiving side, The statistical processing means statistically processes and outputs the timing deviation value detected by the timing detecting means, and captures the frame synchronization timing based on the timing deviation value output from the statistical processing means. Erroneous frame synchronization timing The sampling probability is high, and the sampling means is sampling at a sampling frequency that is higher than the symbol frequency of the received signal. As a result, it is possible to capture frame synchronization as fine as a fraction of a bit long, and to quickly and reliably capture frame synchronization even in a propagation environment with large frame synchronization timing fluctuations.
また、 本発明にかかるフレー厶同期捕捉装置は、 上記の発明において、 前記統 計処理手段は、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏差値に 対応して検出タイミング回数を計数する計数手段と、 前記計数手段による計数結 果をもとに検出タイミング回数の発生頻度が最も高いタイミング偏差値を選択し て出力する最頻値選択手段と、 を備えたことを特徴とする。  Further, in the frame synchronization capturing apparatus according to the present invention, in the above invention, the statistical processing unit includes a counting unit that counts the number of detection timings in accordance with the timing deviation value detected by the timing detection unit; And a mode selecting means for selecting and outputting a timing deviation value having the highest frequency of detection timing based on the counting result by the counting means.
この発明によれば、 計数手段が、 タイミング検出手段によって検出されたタイ ミング偏差値に対応して検出タイミング回数を計数し、 最頻値選択手段が、 前記 計数手段による計数結果をもとに検出タイミング回数の発生頻度が最も高いタイ ミング偏差値を選択して出力し、 これによつて、 統計処理手段による統計処理を 具体的に実現し、 誤ったフレーム同期タイミングとして判定する確率を低く抑え ることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実現することができる。 According to this invention, the counting means counts the number of detection timings corresponding to the timing deviation value detected by the timing detection means, and the mode selection means Based on the counting result by the counting means, the timing deviation value having the highest frequency of detection timing is selected and output, whereby the statistical processing by the statistical processing means is concretely realized, and an erroneous frame is output. The probability of determining the synchronization timing can be kept low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
また、 本発明にかかるフレーム同期捕捉装置は、 上記の発明において、 前記統 計処理手段は、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏差値の 平均値を算出し、 該平均値を統計処理されたタイミング偏差値として出力する平 均化手段を備えたことを特徴とする。  Further, in the frame synchronization capturing apparatus according to the present invention, in the above invention, the statistical processing means calculates an average value of the timing deviation values detected by the timing detecting means, and statistically processes the average value. It is characterized by having an averaging means for outputting as a timing deviation value.
この発明によれば、 平均化手段が、 タイミング検出手段によって検出された夕 ィミング偏差値の平均値を算出し、 該平均値を統計処理されたタイミング偏差値 として出力するようにしているので、 誤ったフレーム同期タイミングとして判定 する確率を低く抑えることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実現すること ができる。  According to the present invention, the averaging means calculates the average value of the evening deviation detected by the timing detecting means, and outputs the average value as the statistically processed timing deviation. Therefore, the probability of determining the frame synchronization timing can be kept low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
また、 本発明にかかるフレーム同期捕捉方法は、 受信信号のシンボル周波数に 比して高い周波数をもつサンプリング周波数によって前記受信信号をサンプリン グするサンプリング工程と、 前記サンプリング工程によってサンプリングされた 受信信号と前記受信信号内の同期ヮードに対応した参照パターンとの相関値を算 出する相関工程と、 受信側の基準フレーム同期タイミングに対する、 前記相関ェ 程による相関値が最大となるタイミングのタイミング偏差値を検出するタイミン グ検出工程と、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイミング偏差値を 統計処理して出力する統計処理工程と、 を含み、 前記統計処理工程から出力され たタイミング偏差値をもとにフレーム同期タイミングの捕捉を行うことを特徴と する。  Also, the frame synchronization acquisition method according to the present invention includes a sampling step of sampling the reception signal at a sampling frequency having a frequency higher than a symbol frequency of the reception signal; A correlation step of calculating a correlation value with a reference pattern corresponding to a synchronization code in a received signal; and detecting a timing deviation value of a timing at which a correlation value by the correlation step becomes maximum with respect to a reference frame synchronization timing on the reception side. And a statistical processing step of statistically processing and outputting the timing deviation value detected in the timing detection step, and performing frame synchronization based on the timing deviation value output from the statistical processing step. It is characterized by capturing timing.
この発明によれば、 サンプリング工程によって、 受信信号のシンボル周波数に 比して高い周波数をもつサンプリング周波数によって前記受信信号をサンプリン グし、 相関工程によって、 前記サンプリング工程によってサンプリングされた受 信信号と前記受信信号内の同期ヮードに対応した参照パターンとの相関値を算出 し、 タイミング検出工程によって、 受信側の基準フレーム同期タイミングに対す る、 前記相関工程による相関値が最大となるタイミングのタイミング偏差値を検 出し、 統計処理工程によって、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイ ミング偏差値を統計処理して出力し、 前記統計処理工程から出力されたタイミン グ偏差値をもとにフレーム同期タイミングの捕捉を行うようにしているので、 誤 つたフレーム同期タイミングとして判定する確率を低く抑えることができ、 精度 の高いフレ一厶同期捕捉を実現することができるとともに、 サンプリング工程に よって、 受信信号のシンボル周波数に比して高い周波数をもつサンプリング周波 数でサンプリングしているので、 1 ビッ ト長の数分の一程度の細かいフレーム同 期捕捉が可能となり、 フレーム同期タイミング変動の大きい伝播環境を有する場 合であっても、 迅速かつ確実なフレ一厶同期捕捉が可能となる。 According to the present invention, in the sampling step, the reception signal is sampled at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the reception signal, and in the correlation step, the reception signal sampled in the sampling step is compared with the reception signal. Calculate correlation value with reference pattern corresponding to synchronization code in received signal In the timing detection step, a timing deviation value of a timing at which the correlation value in the correlation step becomes maximum with respect to the reference frame synchronization timing on the receiving side is detected, and the timing deviation value is detected in the statistical processing step in the timing detection step. Since the timing deviation value is statistically processed and output, and the frame synchronization timing is captured based on the timing deviation value output from the statistical processing step, the probability of being determined as an incorrect frame synchronization timing is obtained. This makes it possible to achieve high-accuracy frame synchronization acquisition, and at the sampling step, sampling is performed at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the received signal. Frame synchronization capture of a fraction of a bit long It becomes possible, even if with a large propagation environment of the frame synchronization timing variations, rapid and reliable frame one 厶同 phase capture becomes possible.
また、 本発明にかかるフレーム同期捕捉方法は、 上記の発明において、 前記統 計処理工程は、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイミング偏差値に 対応して検出タイミング回数を計数する計数工程と、 前記計数工程による計数結 果をもとに検出タイミング回数の発生頻度が最も高いタイミング偏差値を選択し て出力する最頻値選択工程と、 を含むことを特徴とする。  Further, in the frame synchronization capturing method according to the present invention, in the above invention, the statistical processing step includes a counting step of counting the number of detection timings in accordance with the timing deviation value detected in the timing detection step, And a mode selection step for selecting and outputting a timing deviation value with the highest frequency of detection timing based on the counting result of the counting step.
この発明によれば、 前記統計処理工程を、 まず計数工程によって、 前記タイミ ング検出工程によって検出されたタイミング偏差値に対応して検出タイミング回 数を計数し、 最頻値選択工程によって、 前記計数工程による計数結果をもとに検 出タイミング回数の発生頻度が最も高いタイミング偏差値を選択して出力するよ うにしているので、 誤ったフレーム同期タイミングとして判定する確率を低く抑 えることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実現することができる。  According to the present invention, in the statistical processing step, first, a counting step is performed, and the number of detection timings is counted corresponding to the timing deviation value detected in the timing detecting step. Since the timing deviation value with the highest frequency of detection timing is selected and output based on the counting result of the process, the probability of determining as an incorrect frame synchronization timing can be reduced. A highly accurate frame synchronization acquisition can be realized.
また、 本発明にかかるフレーム同期捕捉方法は、 上記の発明において、 前記統 計処理工程は、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイミング偏差値の 平均値を算出し、 該平均値を、 統計処理されたタイミング偏差値として出力する ことを特徴とする。  Further, in the frame synchronization acquisition method according to the present invention, in the above invention, in the statistical processing step, an average value of timing deviation values detected in the timing detection step is calculated, and the average value is statistically processed. It is output as a timing deviation value.
この発明によれば、 統計処理工程が、 前記タイミング検出工程によって検出さ れたタイミング偏差値の平均値を算出し、 該平均値を、 統計処理されたタイミン グ偏差値として出力するようにしているので、 誤ったフレーム同期タイミングと して判定する確率を低く抑えることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実現 することができる。 図面の簡単な説明 According to this invention, the statistical processing step is detected by the timing detecting step. Since the average value of the calculated timing deviation values is calculated and the average value is output as the statistically processed timing deviation value, the probability of determining the frame synchronization timing as an erroneous frame synchronization can be reduced. It is possible to achieve highly accurate frame synchronization acquisition. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
第 1図は、 本発明の実施の形態 1であるフレーム同期捕捉装置の構成を示すブ ロック図であり、 第 2図は、 第 1図に示したフレーム同期捕捉装置の動作の具体 例を示す説明図であり、 第 3図は、 第 1図に示したフレーム同期捕捉装置におけ るフレーム同期タイミング用の夕イミング偏差値の生成処理手順を示すフローチ ヤー卜であり、 第 4図は、 本発明の実施の形態 2であるフレーム同期捕捉装置の 構成を示すブロック図であり、 第 5図は、 第 4図に示したフレーム同期捕捉装置 の動作の具体例を示す説明図であり、 第 6図は、 第 4図に示したフレーム同期捕 捉装置におけるフレーム同期タイミング用のタイミング偏差値の生成処理手順を 示すフローチャートであり、 第 7図は、 従来におけるフレーム同期捕捉装置の構 成を示すブロック図であり、 第 8図は、 複数回の同期ワードの検出結果を用いて フレーム同期タイミングの検出を行う従来のフレーム同期捕捉装置の構成を示す ブロック図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 shows a specific example of an operation of the frame synchronization capturing apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a flow chart showing a procedure for generating an evening deviation value for frame synchronization timing in the frame synchronization acquisition apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a specific example of the operation of the frame synchronization capturing apparatus illustrated in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for generating a timing deviation value for frame synchronization timing in the frame synchronization capturing apparatus shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional frame synchronization capturing apparatus. A diagram, FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a plurality of synchronization word detection result conventional frame acquisition device for detecting a frame synchronization timing using. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に添付図面を参照して、 本発明にかかるフレーム同期捕捉装置およびフレ ーム同期捕捉方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。  Hereinafter, preferred embodiments of a frame synchronization capturing apparatus and a frame synchronization capturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、 本発明の実施の形態 Uこついて説明する。 第 1図は、 本発明の実施の形 態 1であるフレーム同期捕捉装置の構成を示すプロック図である。  First, Embodiment U of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
第 1図において、 サンプリング部 2は、 サンプリングクロック生成部 3によつ て生成され、 受信信号 1 0 1のシンボルクロックに比して高いクロック周波数を もつサンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 アナ口 グ信号である受信信号 1 0 1をディジタル信号 1 0 2に変換する。 たとえば、 サ ンプリング部 2は、 シンボルクロックの 4倍の周波数をもつサンプリングクロッ クによってサンプリングする。 なお、 受信信号 1 0 1は、 図示しないアンテナを 介して受信した無線周波数の受信信号に対して所定の帯域制限、 増幅、 周波数変 換等が行われたベースバンド信号である。 また、 ディジタル信号 1 0 2は、 受信 信号 1 0 2を直交変換した同相成分と直交成分との信号とに分離される。 In FIG. 1, a sampling unit 2 samples a received signal 101 with a sampling clock generated by a sampling clock generating unit 3 and having a clock frequency higher than the symbol clock of the received signal 101. And then mouth The received signal 101 is converted to a digital signal 102. For example, the sampling unit 2 performs sampling using a sampling clock having a frequency four times the symbol clock. The received signal 101 is a baseband signal obtained by subjecting a received signal of a radio frequency received via an antenna (not shown) to predetermined band limitation, amplification, frequency conversion, and the like. The digital signal 102 is separated into an in-phase component and a quadrature component signal obtained by orthogonally transforming the received signal 102.
相関計算部 4は、 受信信号 1 0 1内の同期ワードに対応した参照パターンを予 め保持する参照パターン保持部 5に保持された参照パターン 1 0 4とサンプリン グ部 2から出力されたディジタル信号 1 0 2との相関値 1 0 3を計算して出力す る。  The correlation calculation unit 4 stores the reference pattern 104 held in the reference pattern holding unit 5 that holds the reference pattern corresponding to the synchronization word in the received signal 101 in advance and the digital signal output from the sampling unit 2. Calculates and outputs the correlation value 103 with 102.
また、 タイミング検出部 6は、 相関計算部 4から出力された相関値 1 0 3のう ち、 最大の相関値のタイミングを検出し、 図示しない受信装置が生成する基準フ レーム同期タイミング信号 1が示す基準フレーム同期タイミングと、 最大相関値 のタイミングとのタイミング偏差値 1 0 5を求める。 このタイミング偏差値 1 0 5は、 基準フレーム同期タイミングを基準とした最大相関値のタイミング偏差値 である。  Further, the timing detection unit 6 detects the timing of the maximum correlation value out of the correlation values 103 output from the correlation calculation unit 4, and generates a reference frame synchronization timing signal 1 generated by a receiver (not shown). The timing deviation value 105 between the reference frame synchronization timing shown and the timing of the maximum correlation value is obtained. This timing deviation value 105 is the timing deviation value of the maximum correlation value based on the reference frame synchronization timing.
個数カウンタ 7は、 タイミング検出部 6からタイミング偏差値 1 0 5が出力さ れる度に、 タイミング偏差値 1 0 5に対応させたタイミング偏差値の個数を計数 する。  The number counter 7 counts the number of timing deviation values corresponding to the timing deviation value 105 each time the timing deviation value 105 is output from the timing detection unit 6.
最頻値選択部 8は、 タイミング偏差値 1 0 5の出力回数が所定回数となった場 合に、 個数カウン夕 7に計数されたタイミング偏差値の中で、 最も個数の大きい タイミング偏差値 1 0 5を最頻タイミング偏差値 1 0 6として出力する。  When the number of output times of the timing deviation value 105 becomes a predetermined number, the mode value selection unit 8 sets the timing deviation value 1 having the largest number among the timing deviation values counted in the number count 7. 0 5 is output as the most frequent timing deviation value 106.
タイミング検出部 6によるタイミング偏差値 1 0 5は、 フレーム内の同期ヮ一 ドに対応したタイミングで順次出力されるため、 精度の高いフレーム同期タイミ ングを得るためには、 検出すべきフレーム数を多くすればよいか、 同期捕捉に用 いるフレーム数が多くなると、 同期捕捉時間が長くなつてしまうため、 このフレ 一ム同期捕捉装置が適用されるシステムに与える影響を考慮して決定する。 この 決定によるフレーム数に対応して、 上述したタイミング偏差値 1 0 5の所定回数 が決定されることになる。 Since the timing deviation value 105 from the timing detector 6 is sequentially output at a timing corresponding to the synchronization timing in the frame, the number of frames to be detected must be determined in order to obtain highly accurate frame synchronization timing. If the number should be increased, or if the number of frames used for synchronization acquisition increases, the synchronization acquisition time becomes longer. Therefore, the decision is made in consideration of the effect on the system to which this frame synchronization acquisition device is applied. this The predetermined number of the above-described timing deviation values 105 is determined in accordance with the determined number of frames.
ここで、 第 2図を参照して、 この実施の形態 1を具体的に説明する。 第 2図に おいて、 受信信号 I 0 1内のフレームにおける同期バースト 2 1には、 同期ヮ一 ド 2 2が介挿される。 相関計算部 4は、 この受信信号 1 0 1に対応するデイジ夕 ル信号 1 0 2と参照パターン 1 0 4との相関値 1 0 3を計算する。 ここでは、 相 関値 1 0 3を、 同期ヮード 2 2と同じパターンをもつ M系列の参照パターンを用 いた自己相関値として出力する。 相関値 1 0 3は、 同期ワード 2 2の検出タイミ ングで最も大きな自己相関値 Pを有する力 雑音等の影響によって、 他の時点に おいて大きな自己相関値 P 1, P 2を出力する場合がある。 第 2図では、 自己相 関値 P l, P 2が自己相関値 Pに比して小さな値を示している力 自己相関値 P 1 , P 2が自己相関値 Pに比して大きな値を示す場合があり、 この場合、 自己相 関値 P 1 , P 2の時点のタイミングを最大相関値として検出する。  Here, the first embodiment will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 2, a synchronization command 22 is inserted into a synchronization burst 21 in a frame of the received signal I01. The correlation calculator 4 calculates a correlation value 103 between the digital signal 102 corresponding to the received signal 101 and the reference pattern 104. Here, correlation value 103 is output as an autocorrelation value using an M-sequence reference pattern having the same pattern as synchronization code 22. Correlation value 103 is the case where large autocorrelation values P 1 and P 2 are output at other times due to the influence of power noise having the largest autocorrelation value P at the detection timing of synchronization word 22. There is. In Fig. 2, the autocorrelation values Pl and P2 show smaller values than the autocorrelation value P. The force autocorrelation values P1 and P2 show larger values than the autocorrelation value P. In this case, the timing at the time of the self-correlation values P 1 and P 2 is detected as the maximum correlation value.
第 2図において、 基準フレーム同期タイミング信号 1を基準とすると、 同期ヮ ード 2 2に対応する正規のタイミング偏差値 1 0 5は、 「— 3」 となる。 一方、 雑音等の影響によって誤検出された自己相関値 P 1の時点におけるタイミング偏 差値 1 0 5は、 「一 1 3」 であり、 自己相関値 P 2の時点におけるタイミング偏 差値 1 0 5は、 「+ 5」 である。 ここで、 所定回数を 5回としたタイミング偏差 値 1 0 5力、 「― 3」 、 「一 1 3」 、 「― 3」 、 「+ 5」 、 「― 3」 の順序で個 数カウンタ 7に出力されると、 その度数分布から、 タイミング偏差値 1 0 5力 「 一 3」 のときの出現回数が最も多いため、 最頻値選択部 8は、 値が 「一 3」 の夕 ィミング偏差値 1 0 5を選択し、 この選択したタイミング偏差値 1 0 5が平均夕 ィミング偏差値 1 0 6として出力されることになる。  In FIG. 2, when the reference frame synchronization timing signal 1 is used as a reference, the normal timing deviation value 105 corresponding to the synchronization mode 22 is “−3”. On the other hand, the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P1 erroneously detected due to the influence of noise or the like is “1 13”, and the timing deviation value 10 at the time of the autocorrelation value P2 is 10 5 is "+5". Here, the timing deviation value when the predetermined number of times is 5, 105 forces, the number counter 7 in the order of “−3”, “1-13”, “−3”, “+5”, “−3” Output from the frequency distribution, since the timing deviation value 105 is the largest number of occurrences when the force is "1-3", the mode selector 8 sets the timing deviation value to "1-3". The value 105 is selected, and the selected timing deviation 105 is output as the average evening deviation 106.
このようにして最頻値選択部 8から出力された最頻タイミング偏差値 1 0 6は 、 その後、 受信装置によってフレーム同期タイミングの捕捉のための情報として 用いられ、 この最頻タイミング偏差値 1 0 6をキャンセルすることによって確実 性の高いフレーム同期捕捉を行うことができる。 ここで、 第 3図に示すフローチャートを参照して、 この実施の形態 1における フレーム同期タイミング用のタイミング偏差値の生成処理について説明する。 第 3図において、 まず、 サンプリング部 2は、 受信信号 1 0 1のシンボルクロック 周波数に比して高い周波数をもつサンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 ディジタル信号 1 0 2として相関計算部 4に出力する (ス テツプ S 1 1 ) 。 The mode timing deviation value 106 output from the mode selection unit 8 in this manner is subsequently used as information for capturing the frame synchronization timing by the receiving device, and the mode timing deviation value 10 6 By canceling step 6, frame synchronization acquisition with high reliability can be performed. Here, the generation processing of the timing deviation value for the frame synchronization timing in the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 3, first, the sampling section 2 samples the received signal 101 using a sampling clock having a frequency higher than the symbol clock frequency of the received signal 101, and calculates a correlation as a digital signal 102. Output to section 4 (step S11).
その後、 相関計算部 4は、 入力されたディジタル信号 1 0 2と参照パターン 1 0 4との相関値 1 0 3を夕イミング検出部 6に出力する (ステップ S 1 2 ) 。 そ の後、 タイミング検出部 6は、 入力された相関値 1 0 3の中から、 最大相関値を 検出し、 基準フレーム同期タイミングに対する最大相関値タイミングのタイミン グ偏差値 1 0 5を個数カウンタ 7に出力し、 個数カウンタ 7は、 タイミング偏差 値毎に対応させて、 入力されたタイミング偏差値 1 0 5の個数を計数する (ステ ップ S 1 3 ) 。  Thereafter, the correlation calculator 4 outputs a correlation value 103 between the input digital signal 102 and the reference pattern 104 to the evening-imaging detector 6 (step S12). After that, the timing detection unit 6 detects the maximum correlation value from the input correlation values 103, and counts the timing deviation value 105 of the maximum correlation value timing with respect to the reference frame synchronization timing to the number counter 7. The number counter 7 counts the number of input timing deviation values 105 in correspondence with each timing deviation value (step S 13).
その後、 最頻値選択部 8は、 個数カウン夕 7に所定回数のタイミング偏差値 1 0 5が入力されたか否かを判断し (ステップ S 1 4 ) 、 所定回数とならない場合 (ステップ S 1 4 , N O ) には、 ステップ S 1 1に移行して上述した処理を繰り 返し、 所定回数となった場合 (ステップ S 1 4 , Y E S ) には、 個数カウンタ 7 から、 最大計数値をもつ最頻タイミング偏差値 1 0 6を取得し、 このタイミング 偏差値 1 0 6をフレーム同期タイミング用のタイミング偏差値として出力した ( ステップ S 1 5 ) 後、 ステップ S 1 1に移行して、 上述した処理を繰り返す。 この実施の形態 1によれば、 タイミング検出部 6によって最大相関値のタイミ ングが検出され、 この検出されたタイミングのタイミング偏差値に対応して、 夕 ィミング偏差値の個数を計数し、 計数した値が最も大きいタイミング偏差値をフ レーム同期タイミング用のタイミング偏差値として出力するようにしているので 、 誤ったフレーム同期タイミングとして判定する確率を低く抑えることができ、 精度の高 t、フレーム同期捕捉を実現することができるとともに、 サンプリング部 2がシンボルクロック周波数に比して高い周波数をもつサンプリングクロック周 波数によって受信信号 1 0 1をサンプリングしているので、 1 ビッ ト長の数分の 一程度の細かいフレーム同期捕捉が可能となり、 フレーム同期夕イミングの変動 が大きな伝播環境を有する場合であっても、 迅速かつ確実なフレーム同期捕捉が 可能になる。 Thereafter, the mode selection unit 8 determines whether or not the predetermined number of timing deviation values 105 has been input to the number counter 7 (step S 14), and if the predetermined number has not been reached (step S 14). , NO), the process proceeds to step S11 and the above-described processing is repeated. When the number of times reaches a predetermined number (step S14, YES), the number counter 7 The timing deviation value 106 is obtained, and the timing deviation value 106 is output as a timing deviation value for frame synchronization timing (step S15). After that, the process proceeds to step S11, and the above-described processing is performed. repeat. According to the first embodiment, the timing of the maximum correlation value is detected by the timing detection unit 6, and the number of the timing deviation values is counted and counted according to the timing deviation value of the detected timing. Since the timing deviation value having the largest value is output as the timing deviation value for frame synchronization timing, the probability of determination as an incorrect frame synchronization timing can be suppressed to a low level, and high accuracy t and frame synchronization acquisition can be achieved. And the sampling section 2 has a sampling clock frequency having a frequency higher than the symbol clock frequency. Since the received signal 101 is sampled by the wave number, it is possible to capture the frame synchronization as fine as a fraction of a bit length, and even if the fluctuation of the frame synchronization timing has a large propagation environment. Thus, quick and reliable acquisition of frame synchronization becomes possible.
つぎに、 実施の形態 2について説明する。 実施の形態 1では、 個数カウン夕 7 がタイミング偏差値 1 0 5の値に対応したタイミング偏差値 1 0 5の回数を計数 し、 最も大きな計数値を有するタイミング偏差値 1 0 5をフレーム同期タイミン グ用のタイミング偏差値として出力するようにしていたが、 この実施の形態 2で は、 タイミング検出部 6によって検出されたタイミング偏差値 1 0 5の平均値を 求め、 この平均値をフレーム同期タイミング用のタイミング偏差値として出力す るようにしている。  Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the number count 7 counts the number of timing deviation values 105 corresponding to the timing deviation value 105, and the timing deviation value 105 having the largest count value is used as the frame synchronization timing. In the second embodiment, the average value of the timing deviation values 105 detected by the timing detection unit 6 is obtained, and this average value is used as the frame synchronization timing. It is output as a timing deviation value.
第 4図は、 本発明の実施の形態 2におけるフレーム同期捕捉装置の構成を示す ブロック図である。 第 4図に示すフレーム同期捕捉装置は、 第 1図に示したフレ —厶同期捕捉装置における個数力ゥン夕 7および最頻値選択部 8の構成に代わつ て、 平均化部 1 1が設けられ、 その他の構成は、 第 1図に示した構成と同一であ り、 同一構成部分には同一符号を付している。  FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a frame synchronization capturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The frame synchronization acquisition device shown in FIG. 4 is different from the frame synchronization acquisition device shown in FIG. 1 in that the averaging unit 11 is replaced with the configuration of the counting unit 7 and the mode selection unit 8. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals.
第 4図において、 サンプリング部 2は、 サンプリングクロック生成部 3によつ て生成され、 受信信号 1 0 1のシンボルクロックに比して高いクロック周波数を もつサンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 アナ口 グ信号である受信信号 1 0 1をディジ夕ル信号 1 0 2に変換する。  In FIG. 4, sampling section 2 samples reception signal 101 by a sampling clock generated by sampling clock generation section 3 and having a clock frequency higher than the symbol clock of reception signal 101. Then, the received signal 101, which is an analog signal, is converted into a digitized signal 102.
相関計算部 4は、 受信信号 1 0 1内の同期ワードに対応した参照パターン 1 0 4とサンプリング部 2から出力されたディジタル信号 1 0 2との相関値 1 0 3を 計算して出力する。  The correlation calculation unit 4 calculates and outputs a correlation value 103 between the reference pattern 104 corresponding to the synchronization word in the received signal 101 and the digital signal 102 output from the sampling unit 2.
タイミング検出部 6は、 相関計算部 4から出力された相関値 1 0 3のうち、 最 大の相関値のタイミングを検出し、 図示しない受信装置が生成する基準フレーム 同期タイミング信号 1が示す基準フレーム同期タイミングと、 最大相関値のタイ ミングとのタイミング偏差値 1 0 5を求め、 平均化部 1 1に出力する。 平均化部 1 1は、 タイミング検出部 6から出力された所定回数のタイミング偏 差値 1 0 5の平均値をとり、 この平均の夕ィ ミ ング偏差値 1 0 5をフレーム同期 タイミング用のタイミング偏差値である平均タイミング偏差値 1 0 7として出力 する。 The timing detection unit 6 detects the timing of the largest correlation value out of the correlation values 103 output from the correlation calculation unit 4, and generates a reference frame generated by a receiver (not shown). The timing deviation value 105 between the synchronization timing and the timing of the maximum correlation value is obtained and output to the averaging unit 11. The averaging unit 11 takes the average value of the predetermined number of timing deviation values 105 output from the timing detection unit 6, and uses this average evening deviation value 105 as the timing for frame synchronization timing. Output as the average timing deviation value 107, which is the deviation value.
タイミング検出部 6によるタイミング偏差値 1 0 5は、 フレーム内の同期ヮー ドに対応したタイミングで順次出力されるため、 精度の高いフレーム同期タイミ ングを得るためには、 検出すべきフレーム数を多くすればよいが、 同期捕捉に用 いるフレ一厶数が多くなると、 同期捕捉時間が長くなつてしまうため、 このフレ ーム同期捕捉装置が適用されるシステムに与える影響を考慮して決定する。 この 決定によるフレーム数に対応して、 上述したタイミング偏差値 1 0 5の所定回数 が決定されることになる。  Since the timing deviation value 105 from the timing detection unit 6 is sequentially output at a timing corresponding to the synchronization mode in the frame, the number of frames to be detected must be large in order to obtain highly accurate frame synchronization timing. However, if the number of frames used for synchronization acquisition increases, the synchronization acquisition time will be prolonged. Therefore, the decision is made in consideration of the effect on the system to which this frame acquisition device is applied. The predetermined number of the timing deviation values 105 described above is determined corresponding to the number of frames determined by this determination.
ここで、 第 5図を参照して、 この実施の形態 2を具体的に説明する。 第 5図に おいて、 受信信号 1 0 1内のフレームにおける同期バースト 2 1には、 同期ヮー ド 2 2が介挿される。 相関計算部 4は、 この受信信号 1 0 1 に対応するディジ夕 ル信号 1 0 2と参照パターン 1 0 4との相関値 1 0 3を計算する。 ここでは、 相 関値 1 0 3を、 同期ワード 2 2と同じパターンをもつ M系列の参照パターンを用 いた自己相関値として出力する。 相関値 1 0 3は、 同期ワード 2 2の検出夕イミ ングで最も大きな自己相関値 Pを有するが、 雑音等の影響によって、 他の時点に おいて大きな自己相関値 P 1, P 2を出力する場合がある。 第 2図では、 自己相 関値 P I , P 2が自己相関値 Pに比して小さな値を示している力 自己相関値 P 1 , P 2が自己相関値 Pに比して大きな値を示す場合があり、 この場合、 自己相 関値 P 1 , P 2の時点のタイミングを最大相関値として検出する。  Here, the second embodiment will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 5, a synchronization mode 22 is inserted into a synchronization burst 21 in a frame of the received signal 101. The correlation calculation unit 4 calculates a correlation value 103 between the digital signal 102 corresponding to the received signal 101 and the reference pattern 104. Here, the correlation value 103 is output as an autocorrelation value using an M-sequence reference pattern having the same pattern as the synchronization word 22. Although the correlation value 103 has the largest autocorrelation value P at the time of detection of the synchronization word 22, it outputs large autocorrelation values P 1 and P 2 at other times due to noise and the like. May be. In Fig. 2, the autocorrelation values PI and P2 show a small value compared to the autocorrelation value P.The autocorrelation values P1 and P2 show a large value compared to the autocorrelation value P. In this case, the timing at the self-correlation values P 1 and P 2 is detected as the maximum correlation value.
第 5図において、 基準フレーム同期タイミング信号 1を基準とすると、 同期ヮ ード 2 2に対応する正規のタイミング偏差値 1 0 5は、 「一 3」 となる。 一方、 雑音等の影響によって誤検出された自己相関値 P 1の時点におけるタイミング偏 差値 1 0 5は、 「一 1 3」 となり、 自己相関値 P 2の時点におけるタイミング偏 差値 1 0 5は、 「+ 5」 となる。 ここで、 平均化部 1 1は、 タイミング偏差値 1 0 5を所定回数分、 ここでは n回分のタイミング偏差値 1 0 5を保持し、 n回目 の夕イミング偏差値 1 0 5が入力された時点で、 加算平均値を求め、 この加算平 均したタイミング偏差値である平均タイミング偏差値 1 0 7を、 フレーム同期夕 ィミング用のタイミング偏差値として出力する。 In FIG. 5, when the reference frame synchronization timing signal 1 is used as a reference, the normal timing deviation value 105 corresponding to the synchronization code 22 becomes “13”. On the other hand, the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P1 erroneously detected due to the influence of noise or the like is “1 13”, and the timing deviation value 105 at the time of the autocorrelation value P2 is 105. Becomes “+5”. Here, the averaging unit 1 1 calculates the timing deviation value 1 0 5 is held a predetermined number of times, here n times the timing deviation value 105, and when the nth evening deviation value 105 is input, the averaging value is calculated and this addition averaging is performed. The average timing deviation value 107, which is the timing deviation value, is output as the timing deviation value for frame synchronization evening.
この場合、 自己相関値 P I , P 2の時点に最大相関値が発生する場合は少ない ため、 ほぼ自己相関値 Pの時点に対応したタイミング偏差値が平均タイミング偏 差値 1 0 7として出力される。 なお、 平均化部 1 1は、 算出平均を行うようにし ているが、 これに限らず、 自乗加算平均、 相乗平均、 対数平均等の他の平均化処 理を行うようにしてもよい。  In this case, since the maximum correlation value rarely occurs at the time of the autocorrelation values PI and P2, the timing deviation value almost corresponding to the time of the autocorrelation value P is output as the average timing deviation value 107. . The averaging unit 11 performs the calculated averaging. However, the averaging unit 11 is not limited to this, and may perform other averaging processing such as a square addition average, a geometric mean, and a logarithmic average.
このようにして平均化部 i 1から出力された平均タイミング偏差値 1 0 7は、 その後、 受信装置によってフレーム同期タイミングの捕捉のための情報として用 いられ、 この最頻タイミング偏差値 i 0 7をキャンセルすることによって確実性 の高いフレーム同期捕捉を行うことができる。  The average timing deviation value 107 output from the averaging unit i 1 in this way is then used as information for capturing the frame synchronization timing by the receiving device, and this mode timing deviation value i 07 By canceling, frame synchronization acquisition with high reliability can be performed.
ここで、 第 6図に示すフローチャートを参照して、 この実施の形態 2における フレーム同期タイミング用のタイミング偏差値の生成処理について説明する。 第 6図において、 まず、 サンプリング部 2は、 受信信号 1 0 1のシンボルクロック 周波数に比して高い周波数をもつサンプリングクロックによって、 受信信号 1 0 1をサンプリングし、 ディジタル信号 1 0 2として相関計算部 4に出力する (ス テツプ S 2 1 ) 。  Here, the generation processing of the timing deviation value for the frame synchronization timing according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 6, first, the sampling unit 2 samples the received signal 101 using a sampling clock having a frequency higher than the symbol clock frequency of the received signal 101, and calculates a correlation as a digital signal 102. Output to section 4 (step S21).
その後、 相関計算部 4は、 入力されたディジタル信号 1 0 2と参照パターン 1 0 4との相関値 i 0 3をタイミング検出部 6に出力する (ステップ S 2 2 ) 。 そ の後、 タイミング検出部 6は、 入力された相関値 1 0 3の中から、 最大相関値を 検出し、 基準フレーム同期タイミングに対する最大相関値タイミングのタイミン グ偏差値 1 0 5を平均化部 1 1に出力し、 平均化部 1 1は、 入力されたタイミン グ偏差値 1 0 5の個数と値とを保持する (ステップ S 2 3 ) 。  Thereafter, the correlation calculator 4 outputs a correlation value i 03 between the input digital signal 102 and the reference pattern 104 to the timing detector 6 (step S 22). After that, the timing detection unit 6 detects the maximum correlation value from the input correlation values 103 and averages the timing deviation value 105 of the maximum correlation value timing with respect to the reference frame synchronization timing. Then, the averaging unit 11 holds the number and value of the input timing deviation values 105 (step S23).
その後、 平均化部 1 1は、 入力されたタイミング偏差値 1 0 5が所定回数入力 されたか否かを判断し (ステップ S 2 4 ) 、 所定回数とならない場合 (ステップ S 2 4, N O ) には、 ステップ S 2 1に移行して、 上述した処理を繰り返し、 所 定回数となった場合 (ステップ S 2 4, Y E S ) には、 入力されたタイミング偏 差値 1 0 5の平均値を求め、 この平均値をフレーム同期タイミング用のタイミン グ偏差値である平均タイミング偏差値 1 0 7として出力した (ステップ S 2 5 ) 後、 ステップ S 2 1に移行して、 上述した処理を繰り返す。 Thereafter, the averaging unit 11 determines whether or not the input timing deviation value 105 has been input a predetermined number of times (step S24). In step S24, NO), the process proceeds to step S21, and the above processing is repeated. When the predetermined number of times has been reached (step S24, YES), the input timing deviation value 1 After calculating the average value of 0 5, this average value is output as an average timing deviation value 107 which is a timing deviation value for frame synchronization timing (step S 25). The above processing is repeated.
この実施の形態 2によれば、 タイミング検出部 6によつて最大相関値の夕ィミ ングが検出され、 この検出されたタイミングのタイミング偏差値の平均値を求め 、 この平均値をフレーム同期タイミング用のタイミング偏差値として出力するよ うにしているので、 誤ったフレーム同期タイミングとして判定する確率を低く抑 えることができ、 精度の高いフレーム同期捕捉を実現することができるとともに 、 サンプリング部 2がシンボルクロック周波数に比して高い周波数をもつサンプ リングクロック周波数によって受信信号 i 0 iをサンプリングしているので、 1 ビッ ト長の数分の一程度の細かいフレーム同期捕捉が可能となり、 フレーム同期 タイミングの変動が大きな伝播環境を有する場合であっても、 迅速かつ確実なフ レーム同期捕捉が可能になる。 産業上の利用可能性  According to the second embodiment, the timing detector 6 detects the timing of the maximum correlation value, calculates the average value of the timing deviation values of the detected timings, and calculates the average value as the frame synchronization timing. Is output as a timing deviation value for use, the probability of determination as an erroneous frame synchronization timing can be suppressed low, and highly accurate frame synchronization acquisition can be realized. Since the received signal i 0 i is sampled at a sampling clock frequency having a higher frequency than the symbol clock frequency, it is possible to capture frame synchronization as fine as a fraction of a bit long, and to obtain frame synchronization timing. Fast and reliable frame synchronization even when the It becomes possible. Industrial applicability
本発明にかかるフレーム同期捕捉装置およびフレーム同期捕捉方法は、 移動体 衛星通信や G S M (欧州ディジタル自動車電話方式) 等における時分割多元接続 (T D MA) 通信方式を用いたディジタル無線通信分野に有用であり、 フレーム 同期タイミングが急激に変動する可能がある無線通信システムであっても、 フレ —厶同期の捕捉を迅速に行い、 かつフレーム同期の確実性を向上させるフレーム 同期捕捉装置およびフレーム同期捕捉方法に適している。  INDUSTRIAL APPLICABILITY The frame synchronization capturing apparatus and the frame synchronization capturing method according to the present invention are useful in the field of digital wireless communication using a time division multiple access (TDMA) communication method in mobile satellite communication, GSM (European Digital Mobile Telephone System) and the like. Yes, even in a wireless communication system in which the frame synchronization timing may fluctuate rapidly, a frame synchronization acquisition apparatus and a frame synchronization acquisition method for quickly acquiring frame synchronization and improving the reliability of frame synchronization Suitable for.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 受信信号のシンボル周波数に比して高い周波数をもつサンプリング周波数に よつて前記受信信号をサンプリングするサンプリング手段と、 1. sampling means for sampling the reception signal at a sampling frequency having a frequency higher than the symbol frequency of the reception signal;
前記受信信号内の同期ヮ一ドに対応した参照パターンを出力する参照パターン 出力手段と、  Reference pattern output means for outputting a reference pattern corresponding to the synchronization code in the received signal,
前記サンプリング手段によってサンプリングされた受信信号と前記参照パター ン出力手段から出力された参照パターンとの相関値を算出する相関手段と、 受信側の基準フレーム同期タイミングに対する、 前記相関手段による相関値が 最大となるタイミングのタイミング偏差値を検出するタイミング検出手段と、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏差値を統計処理して 出力する統計処理手段と、  A correlation unit for calculating a correlation value between the reception signal sampled by the sampling unit and the reference pattern output from the reference pattern output unit; and a maximum correlation value by the correlation unit with respect to a reference frame synchronization timing on the receiving side. Timing detection means for detecting a timing deviation value of the timing to be, statistical processing means for statistically processing and outputting the timing deviation value detected by the timing detection means,
を備え、  With
前記統計処理手段から出力されたタイミング偏差値をもとにフレーム同期タイ ミングの捕捉を行うことを特徴とするフレーム同期捕捉装置。  A frame synchronization capturing apparatus, wherein frame synchronization timing is captured based on a timing deviation value output from the statistical processing means.
2 . 前記統計処理手段は、 2. The statistical processing means includes:
前記タイミング検出手段によって検出されたタイミング偏差値に対応して検出 タイミング回数を計数する計数手段と、  Counting means for counting the number of detection timings in accordance with the timing deviation value detected by the timing detection means;
前記計数手段による計数結果をもとに検出タイミング回数の発生頻度が最も高 いタイミング偏差値を選択して出力する最頻値選択手段と、  Mode selection means for selecting and outputting a timing deviation value with the highest occurrence frequency of the number of detection timings based on the counting result by the counting means,
を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のフレーム同期捕捉装置。  2. The frame synchronization acquisition device according to claim 1, comprising:
3 . 前記統計処理手段は、 前記タイミング検出手段によって検出されたタイミン グ偏差値の平均値を算出し、 該平均値を統計処理されたタイミ ング偏差値として 出力する平均化手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のフレーム 同期捕捉装置。 3. The statistical processing means includes an averaging means for calculating an average value of the timing deviation values detected by the timing detection means and outputting the average value as a statistically processed timing deviation value. 3. The frame synchronization acquisition device according to claim 1, wherein
4 . 受信信号のシンボル周波数に比して高い周波数をもつサンプリング周波数 (二 よつて前記受信信号をサンプリングするサンプリング工程と、 4. A sampling frequency having a higher frequency than the symbol frequency of the received signal (a sampling step for sampling the received signal,
前記サンプリング工程によつてサンプリングされた受信信号と前記受信信号内 の同期ワードに対応した参照パターンとの相関値を算出する相関工程と、 受信側の基準フレーム同期タイミングに対する、 前記相関工程による相関値が 最大となるタイミングの夕イミング偏差値を検出するタイミング検出工程と、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイミング偏差値を統計処理して 出力する統計処理工程と、  A correlation step of calculating a correlation value between the reception signal sampled in the sampling step and a reference pattern corresponding to a synchronization word in the reception signal; and a correlation value in the correlation step with respect to a reference frame synchronization timing on a receiving side. A timing detection step of detecting an evening deviation value of the timing at which the maximum is obtained;
を含み、  Including
前記統計処理工程から出力されたタイミング偏差値をもとにフレーム同期タイ ミングの捕捉を行うことを特徴とするフレーム同期捕捉方法。  A frame synchronization capturing method, wherein frame synchronization timing is captured based on the timing deviation value output from the statistical processing step.
5 . 前記統計処理工程は、 5. The statistical processing step includes:
前記タイミング検出工程によって検出されたタイミング偏差値に対応して検出 タイミング回数を計数する計数工程と、  A counting step of counting the number of detection timings corresponding to the timing deviation value detected by the timing detection step,
前記計数工程による計数結果をもとに検出タイミング回数の発生頻度が最も高 いタイミング偏差値を選択して出力する最頻値選択工程と、  A mode selection step of selecting and outputting a timing deviation value with the highest occurrence frequency of the number of detection timings based on the counting result in the counting step,
を含むことを特徵とする請求の範囲第 4項記載のフレーム同期捕捉方法。  5. The frame synchronization acquisition method according to claim 4, wherein the frame synchronization acquisition method includes:
6 . 前記統計処理工程は、 前記タイミング検出工程によって検出されたタイミン グ偏差値の平均値を算出し、 該平均値を統計処理されたタイミング偏差値として 出力することを特徴とする請求の範囲第 4項記載のフレーム同期捕捉方法。 6. The statistical processing step includes calculating an average value of the timing deviation values detected by the timing detection step, and outputting the average value as a statistically processed timing deviation value. The frame synchronization acquisition method according to item 4.
PCT/JP1999/004150 1999-08-02 1999-08-02 Frame synchronous acquisition device and method WO2001010067A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1999/004150 WO2001010067A1 (en) 1999-08-02 1999-08-02 Frame synchronous acquisition device and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP1999/004150 WO2001010067A1 (en) 1999-08-02 1999-08-02 Frame synchronous acquisition device and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001010067A1 true WO2001010067A1 (en) 2001-02-08

Family

ID=14236363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1999/004150 WO2001010067A1 (en) 1999-08-02 1999-08-02 Frame synchronous acquisition device and method

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2001010067A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114389738A (en) * 2022-02-23 2022-04-22 青岛联众芯云科技有限公司 Synchronous capturing device and synchronous capturing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05136780A (en) * 1991-11-12 1993-06-01 Kokusai Electric Co Ltd Optimal symbol phase detection circuit
JPH06296151A (en) * 1993-04-08 1994-10-21 Sony Corp Radio receiver
JPH0758730A (en) * 1993-06-30 1995-03-03 Mitsubishi Electric Corp Synchronous detection circuit
JPH08111677A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Synchronizer
JPH08331114A (en) * 1995-05-31 1996-12-13 Kokusai Electric Co Ltd Correlation peak judgment circuit
JPH08340312A (en) * 1995-06-14 1996-12-24 Japan Radio Co Ltd Frame synchronization control circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05136780A (en) * 1991-11-12 1993-06-01 Kokusai Electric Co Ltd Optimal symbol phase detection circuit
JPH06296151A (en) * 1993-04-08 1994-10-21 Sony Corp Radio receiver
JPH0758730A (en) * 1993-06-30 1995-03-03 Mitsubishi Electric Corp Synchronous detection circuit
JPH08111677A (en) * 1994-10-11 1996-04-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Synchronizer
JPH08331114A (en) * 1995-05-31 1996-12-13 Kokusai Electric Co Ltd Correlation peak judgment circuit
JPH08340312A (en) * 1995-06-14 1996-12-24 Japan Radio Co Ltd Frame synchronization control circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114389738A (en) * 2022-02-23 2022-04-22 青岛联众芯云科技有限公司 Synchronous capturing device and synchronous capturing method
CN114389738B (en) * 2022-02-23 2023-09-15 青岛联众芯云科技有限公司 Synchronous capturing device and synchronous capturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7426234B2 (en) Synchronization signal detector and method
US7526016B2 (en) Bluetooth access code assisted initial DC estimation and frame synchronization
US10511472B2 (en) Method of simultaneously performing packet detection, symbol timing acquisition, and carrier frequency offset estimation using multiple correlation detection, and bluetooth apparatus using same
US10425895B2 (en) Power-save system for detection of Bluetooth long range packets
US7751520B1 (en) Packet detection, synchronization, and frequency offset estimation
WO2004088914A1 (en) Frequency synchronization apparatus and frequency synchronization method
US5373536A (en) Method of synchronizing to a signal
JP4361274B2 (en) Symbol recovery from oversampled hard decision binary streams
JP3268382B2 (en) Burst detection method and apparatus
KR100555709B1 (en) Symbol timing error detection device and channel timing error detection method using channel profile of digital receiver
JPH08307408A (en) Receiver for timing recovery and frequency estimation and its method
KR101019481B1 (en) Timing recovery device and method
KR100542039B1 (en) Frame Synchronization Signal Generator of Mobile Communication Device
WO2001010067A1 (en) Frame synchronous acquisition device and method
EP1558034A2 (en) Teletext data detection by synchronization and error reduction based on data content
KR100983502B1 (en) Method and apparatus for detecting frequency offset in orthogonal frequency division multiple system
US9191189B2 (en) Method and apparatus for detecting a preamble in a received radio signal
CN114142956B (en) Method for cone scanning tracking demodulation by using TDMA signal
EP1570596B1 (en) Null symbol detection device
US7200195B2 (en) Received data recovering device
JP3630581B2 (en) Spread modulation signal receiver
US7616716B2 (en) Synchronisation in a receiver
JP3829703B2 (en) Multilevel QAM signal synchronization detection method, decoding determination threshold setting method, and synchronization detection apparatus
JP2000216838A (en) Frame synchronization detection method
JP2008300958A (en) Dynamic DC offset removing apparatus and dynamic DC offset removing method

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09455902

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2001 502643

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA CN IN JP KR

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载