(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側で一定期間ごとのフレームに無送信区間を設ける送信形態をとる伝送システムであって、
受信信号を予め設定された中間周波数の信号に変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換を行った信号の電力を検出する電力検出手段と、
前記信号の電力を離散値化する離散値化手段と、
離散値化された信号の電力を複数の前記フレームにわたって記憶する記憶手段と、
記憶された複数の前記フレームを同期した位相で加算する加算手段と、
位相同期加算された信号の電力の最小値を検出する最小値検出手段と、
を含むフレーム同期装置。
【請求項２】
前記離散値化手段が行う離散値化が、２値化である請求項１記載のフレーム同期装置。
【請求項３】
前記離散値化手段が行う離散値化が、多値離散化である請求項１記載のフレーム同期装置。
【請求項４】
前記電力検出手段が、中間周波数による電力検出を行う請求項１から３のいずれかに記載のフレーム同期装置。
【請求項５】
前記電力検出手段が、中間周波数の信号を直交復調し、基底帯域での複素振幅として検出する請求項１から３のいずれかに記載のフレーム同期装置。
【請求項６】
前記電力検出手段が、中間周波数の信号を基底帯域に直交復調する直交復調部と、前記直交復調した信号をデジタルデータに変換するデジタルデータ変換部と、前記デジタルデータの複素振幅として電力を検出する電力検出部とを有する請求項５記載のフレーム同期装置。
【請求項７】
前記加算手段は、
記憶された複数の前記フレームを一定期間に同期して周回する周回カウンタで加算すべき位相を指定して加算するものである
請求項１ないし５のいずれか記載のフレーム同期装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体伝送等で用いられる一定時間間隔で決められた構成の信号が送出されるような伝送形態をとるとき、その一定間隔の先頭位置を決めるため用いられるフレーム同期装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレーム同期方法は一般的に、フレームの決まった位置に参照用のシンボルを配置するなどして、この決まったシンボルの相関等を計算してフレーム間隔を検出する方法が知られている。
【０００３】
図５に従来のフレーム同期装置の構成ブロック図を示す。５００は受信入力、５０１は周波数変換手段、５０２は固定パタン検出手段、５０３は粗同期確立手段、５０４は参照信号検出手段、５０５は微調整手段、５０６は同期出力である。
【０００４】
図５は、一定のフレーム間隔でデータを送出し、その中のある決まった位置に挿入されたシンボルで相関をとるなどして、その間隔を検出している。しかし、その際に当然何の情報も無く計算を始めることは無駄が多いので、あらかじめ粗く同期を確立しておいて、参照用シンボルを見つけた後、微調整用のシンボルで同期を確立するという手順がとられることが一般的である。
【０００５】
また、その粗同期用の方法としては、繰り返しパタンで構成されるプリアンブルのような信号をフレームの先頭に挿入し、高速に引き込み動作を行ってから、参照用のシンボル（ユニークワード）で微調整を実行するというのが一般的である。
【０００６】
受信機側は、その送出信号の構成に従って、プリアンブル検出手段と、引き続くユニークワード検出手段とで構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このフレーム同期装置においては、フレームの構成で最初にプリアンブルを挿入することが必要になってしまうため、その削減が要求されている。また、伝送路の変動に対して敏感すぎるということも課題となる。
【０００８】
本発明は、プリアンブルを挿入する構成を不要とし、伝送路の変動にも対応可能なフレーム同期装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、フレーム同期用に無送信区間をそのフレームの先頭位置に挿入するような伝送システムに関して、受信信号を適当な中間周波数の信号に変換した後、周波数変換した信号の電力を検出し、決められたサンプリング点でサンプリングし、離散値化した後、複数のフレームにわたってフレームの位相に同期した加算装置で加算することでフレームの先頭位置を検出するように構成したものである。
【００１０】
これにより、フレームの先頭に長期間にわたってプリアンブルを挿入すること無く、また伝送路の変動に対しても耐性のあるフレーム同期が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、送信側で一定期間ごとのフレームに無送信区間を設けるような送信形態をとる伝送システムであって、受信信号を予め設定された中間周波数の信号に変換する周波数変換手段と、前記周波数変換を行った信号の電力を検出する電力検出手段と、前記信号の電力を離散値化する離散値化手段と、離散値化された信号の電力を複数の前記フレームにわたって記憶する記憶手段と、記憶された複数の前記フレームを同期した位相で加算する加算手段と、位相同期加算された信号の電力の最小値を検出する最小値検出手段と、を含むフレーム同期装置であり、伝送路環境での変動に起因する無信号区間への影響を加算による平均化という手段でうち消すという作用を有する。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明のように、前記離散値化手段が行う離散値化が、２値化である請求項１記載のフレーム同期装置であっても、同様な作用を呈する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記離散値化手段が行う離散値化が、多値離散化である請求項１記載のフレーム同期装置であり、多値の被判定信号を用いることで精度の向上を図り、伝送路変動に対するより一層の耐性を備えるという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記電力検出手段が、中間周波数による電力検出を行う請求項１から３のいずれかに記載のフレーム同期装置であり、伝送路環境での変動に起因する無信号区間への影響を加算による平均化という手段でうち消すという作用を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記電力検出手段が、中間周波数の信号を直交復調し、基底帯域での複素振幅として検出する請求項１から３のいずれかに記載のフレーム同期装置であり、直交復調し、複素振幅として検出する際にデジタル化がなされるため、デジタル化されたデータに対して電力検出を行うことが可能となり、デジタル信号処理で実現が可能であるという作用を有する。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、前記電力検出手段が、中間周波数の信号を基底帯域に直交復調する直交復調部と、前記直交復調した信号をデジタルデータに変換するデジタルデータ変換部と、前記デジタルデータの複素振幅として電力を検出する電力検出部とを有する請求項５記載のフレーム同期装置であっても、同様の作用を呈する。
また、請求項７に記載の発明のように、前記加算手段は、記憶された複数の前記フレームを一定期間に同期して周回する周回カウンタで加算すべき位相を指定して加算するものである請求項１ないし５のいずれか記載のフレーム同期装置であり、不安定な受信信号から無信号区間を精度良く検出することができるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態におけるフレーム同期装置の構成ブロック図を示す。図１において、１００は受信信号入力部、１０１は入力信号をあらかじめ設定された中間周波数に変換する周波数変換手段である周波数変換器、１０２は周波数変換を行った信号の電力を検出する電力検出手段である電力検出器、１０３は検出された電力を離散値化する離散値化手段である２値化装置であり、ある閾値で２値化する。１０４は離散値化された信号を複数のフレームにわたって記憶する記憶手段であるデータ記憶装置、１０５はある規則に従って記憶データを加算する加算手段である加算器、１０６は加算された信号の最小値を検出する最小値検出手段である最小値検出器、１０７は１０３の２値化のための閾値を設定する閾値設定器、１０８は１０５で加算する規則を決定するフレーム位置カウンタ、１０９はフレーム同期信号出力部である。
【００１８】
以上のように構成されたフレーム同期装置について、図１及び図３を用いてその動作を説明する。図３は、送受信信号及び信号処理方法を示す概念図である。まず、送信器からの送信信号は、図３（ａ）の上段に示すように、ある一定の間隔で無送信区間の存在する伝送信号である。これが伝送路を通過して受信される時には、次段で示すように変動のある受信信号として観測される。
【００１９】
図３（ａ）では、３フレーム分の波形を模式的に表している。その各フレームを見ると、変動はあるものの無信号区間はある程度認識可能であり、閾値を適当に設定すれば、各フレームとも無信号区間の判定は可能なはずである。しかし、実際の構成ではある程度の余裕を持たせて閾値を設計するのが一般的であるため、フレーム３のような信号の場合には判定できない結果となる可能性がある。そこで、数フレーム分（ここでは３）の波形をデータ記憶装置１０４に記憶しておき、受信側で適当に決めたフレーム位置で周回するフレーム位置カウンタ１０８の同サンプル位置で、加算器１０５により、図３（ｂ）に示すような位相同期加算を行う。そうすると、図３（ｂ）の最下段に示すように、余裕を持って判定が可能になる。この加算結果を最小値検出器１０６において判別すると、送信側に同期した位置に最小値が観測される。このときのフレーム位置カウンタ１０８の値を計算し、カウンタの初期オフセット値を決定すれば、送信信号に同期したフレーム先頭位置信号を検出することができる。
【００２０】
以上のように本実施の形態によれば、受信信号の電力をサンプリングし、フレーム位相で同期加算する事により、不安定な受信信号から無信号区間を精度良く検出することができる。
【００２１】
また、図２に示すように、電力検出後の離散値化を、２値化装置１０３における２値化の代わりに、２０３の多値離散値化装置により、２値以上のデータとしてサンプリングしてもよい。図３（ｃ）に示すように、伝送路の環境がかなり過酷な場合、あるフレームにおいては単純に閾値を設定するだけでは、無信号区間が誤判定されてしまうことがある。このような場合、図２のように多値離散化することで、図３（ｃ）の最下段のような信号が得られ、無信号区間を判定する制度が向上するため、その耐性をより一層向上することが可能となる。すなわち、電力を多値化することで、急激な伝送路の変動にも対応することができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図４は本実施の形態におけるフレーム同期装置の構成ブロック図を示す。図４において、３００は周波数変換された信号を基底帯域に直交復調する直交復調部、３０１は直交復調した信号をデジタルデータに変換するデジタルデータ変換部、３０２はデジタルデータの複素振幅として電力を検出する電力検出部、３１０は直交復調部３０１とデジタルデータ変換部３０１と電力検出部３０２とを有する複素電力検出手段である。その他の構成要素は、図１に示すものと同様である。図４が図１と異なる点は、電力の検出を中間周波数帯で行う代わりに、周波数変換された信号を直交変調部３００で基底帯域に落としてから、デジタルデータに変換するデジタルデータ変換部３０１を通したあと、複素信号として電力検出部３０２で電力検出を行う点である。
【００２３】
以上のように構成されたフレーム同期装置について、図４を用いてその動作を説明する。周波数変換器１０１で周波数変換された受信信号は、直交復調部３００で複素基底帯域信号に変換される。そして、デジタルデータ変換部３０１でサンプリングされたあと電力検出部３０２で複素信号として電力検出され、実施の形態１と同様に、位相同期加算により、フレーム検出を行う。
【００２４】
この構成における特徴は、デジタルデータとして演算を行うことで、この演算部をデジタル信号処理で実現することが可能となるということである。実施の形態１のように、電力の検出はいわゆるアナログ型の検波器等で実現するのが一般的であるので、この部分まではデジタル化できないことになるが、本実施の形態では、周波数変換した信号を複素基底帯域信号として処理することから、直交復調部ではデジタル処理を行うことができ、周波数変換後の処理はすべてデジタル化することが可能となる。
【００２５】
以上のように本実施の形態によれば、電力の検出を直交復調後の基底帯域複素信号として処理できるので、直交復調以降の処理をデジタル信号処理とすることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、離散値化手段として図１の２値化装置１０３を用いたが、図２のように多値離散値化装置２０３を用いてサンプリングしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無送信区間をそのフレームの先頭位置に挿入するような伝送システムに関して、受信信号を適当な中間周波数の信号に変換した後、周波数変換した信号の電力を検出し、決められたサンプリング点でサンプリングして離散値化した後、複数のフレームにわたってフレームの位相に同期した加算手段により加算することで、プリアンブルを挿入すること無くフレームの先頭位置を検出することができ、伝送路の変動に対しても耐性を持つという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるフレーム同期装置の構成ブロック図
【図２】本発明の一実施の形態におけるフレーム同期装置の構成ブロック図
【図３】本発明の一実施の形態における送受信信号及び信号処理方法を示す概念図
【図４】本発明の一実施の形態におけるフレーム同期装置の構成ブロック図
【図５】従来のフレーム同期装置の構成ブロック図
【符号の説明】
１００  受信信号入力部
１０１  周波数変換器
１０２  電力検出器
１０３  ２値化装置
１０４  データ記憶装置
１０５  加算器
１０６  最小値検出器
１０７  閾値設定器
１０８  フレーム位置カウンタ
１０９  フレーム同期信号出力部
２０３  多値離散値化装置
３０１  直交復調部
３０２  デジタルデータ変換手段
３１０  複素電力検出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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