JP2009089061A - Receiver and frequency hopping synchronization method - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数ホッピング同期及びAGC制御を高速に行う受信機及び同期方法を提供する。
【解決手段】周波数ホッピング方式で伝送されたOFDMシンボルを複数の周波数バンドから受信する場合に、一つの周波数バンドに固定して且つAGC増幅器のゲインを所定値にしてOFDMシンボルの受信を待ち受けるもので、A/D変換器の出力側において、受信したOFDMシンボルがもつ周波数ホッピング同期情報と既知の周波数ホッピング同期情報との相関が最大になるタイミングで同期タイミング信号を出力する同期検出部と、AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受ける前に、同期検出部から出力された同期タイミング信号を基準に受信周波数の切り替えタイミング信号を生成して受信周波数を各周波数バンドの周波数に切り替えるホッピング制御部と、各周波数バンドから受信したOFDMシンボルの電力値に基づいてAGC増幅器のゲインを調節する電力演算部を備える。
【選択図】図1A receiver and a synchronization method for performing frequency hopping synchronization and AGC control at high speed are provided.
When receiving an OFDM symbol transmitted by a frequency hopping method from a plurality of frequency bands, the OFDM symbol is fixed to one frequency band and the gain of an AGC amplifier is set to a predetermined value to wait for reception of the OFDM symbol. A synchronization detector that outputs a synchronization timing signal at a timing at which the correlation between the frequency hopping synchronization information of the received OFDM symbol and the known frequency hopping synchronization information is maximized on the output side of the A / D converter, and an AGC amplifier Before receiving the gain adjustment completion notification of each, a hopping control unit that generates a reception frequency switching timing signal based on the synchronization timing signal output from the synchronization detection unit and switches the reception frequency to the frequency of each frequency band, and Based on the power value of OFDM symbol received from frequency band It includes a power calculation unit for adjusting the gain of the GC amplifier.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、周波数を切り替えることにより複数の周波数バンドを使用してOFDMシンボルを伝送する周波数ホッピング方式の無線伝送システムに関し、特にOFDMシンボルを周波数ホッピングのタイミングと同期をとってから受信するように構成された受信機及びその周波数ホッピング同期方法に関する。 The present invention relates to a frequency hopping wireless transmission system that transmits OFDM symbols using a plurality of frequency bands by switching frequencies, and more particularly, configured to receive OFDM symbols after being synchronized with the frequency hopping timing. And a frequency hopping synchronization method thereof.
従来より、無線伝送システムにおける伝送信号の変調方式としてOFDM(直交周波数分割多重)が知られている。OFDM変調方式はマルチキャリア方式の一種であり、周波数軸上の直交する複数のサブキャリアにデータを分割して入れてこれらを多重化して伝送するタイプのものである。この内、WPAN(WirelessPersonalNetwork)用途に標準化が進められているMultiBand-OFDM(略してMB−OFDM)変調方式と呼ばれるOFDM変調方式は、528MHzの帯域幅を3つの周波数バンドに分け、伝送信号を3つの周波数バンドの内の一つの周波数バンドにOFDMシンボルごとに選択的に乗せて伝送させる方式(いわゆる周波数ホッピング方式)のものである。 Conventionally, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is known as a transmission signal modulation method in a wireless transmission system. The OFDM modulation scheme is a type of multicarrier scheme, and is a type in which data is divided into a plurality of orthogonal subcarriers on the frequency axis and multiplexed to be transmitted. Among these, the OFDM modulation method called MultiBand-OFDM (abbreviated as MB-OFDM) modulation method, which is being standardized for WPAN (Wireless Personal Network) use, divides the bandwidth of 528 MHz into three frequency bands, and 3 transmission signals. This is a system (so-called frequency hopping system) in which transmission is performed by selectively placing each OFDM symbol in one of the frequency bands.
上述の周波数ホッピング方式の無線伝送システムにおいて、送信機は、デジタルデータ列にプリアンブルデータ等を付与してパケット化し、一次変調としてPSK変調又はASK変調等を施し、この出力のI成分とQ成分を基に二次変調としてIFFT(逆高速フーリエ変換)を施し、この出力の時間波形信号を高周波信号にアップコンバートし、そして、その高周波信号をアンテナから送信するものとして構成されている。 In the above-described frequency hopping wireless transmission system, the transmitter packetizes the digital data sequence by adding preamble data or the like, performs PSK modulation or ASK modulation as the primary modulation, and outputs the I component and Q component of this output. Based on this, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) is performed as secondary modulation, the time waveform signal of this output is up-converted to a high-frequency signal, and the high-frequency signal is transmitted from the antenna.
他方、受信機は、高周波信号をアンテナで受け、その高周波信号をローノイズアンプ(LNA)で増幅し、この増幅信号を混合器(MIX)で低周波信号にタウンコンバートし、ローパスフィルタを通して受信周波数バンドのOFDMシンボルを抽出し、これをAGC(Automatic Gain Control)増幅器で増幅してからA/D変換し、そして、デジタル信号処理部でデジタルデータ列を復調するものとして構成されている。 On the other hand, the receiver receives a high-frequency signal with an antenna, amplifies the high-frequency signal with a low-noise amplifier (LNA), town-converts the amplified signal into a low-frequency signal with a mixer (MIX), and passes through a low-pass filter to a reception frequency band. OFDM symbols are extracted, amplified by an AGC (Automatic Gain Control) amplifier, A / D converted, and a digital data sequence is demodulated by a digital signal processing unit.
パケット方式においては送信機側でデータの先頭に信号パターン等を示すプリアンブル信号が付加される。このプリアンブル信号は、繰り返しの複数個のOFDMシンボルとして送信機において周波数を異ならせて次々に送信されることになる。よって、受信機では、そのプリアンブル信号の信号区間内にAGC制御、ホッピングタイミングの同期等の初期処理を行うことができる。 In the packet system, a preamble signal indicating a signal pattern or the like is added to the head of data on the transmitter side. This preamble signal is transmitted one after another at different frequencies in the transmitter as a plurality of repeated OFDM symbols. Therefore, the receiver can perform initial processing such as AGC control and hopping timing synchronization within the signal section of the preamble signal.
公知文献の受信機では、次のように受信周波数を切り替え、到着した各周波数バンドのOFDMシンボルを受信できるようにしている。即ち、先ず、バンド1に受信周波数を固定してOFDMシンボルの到着を待つ。バンド1のOFDMシンボルを受信すると、一定期間の入力信号の信号電力を計測し、A/D入力に対してそのOFDMシンボルの電力が適正電力の範囲に収まるようにAGC増幅器の利得レベルを調節する。更にOFDMシンボルのプリアンブル信号に含まれる同期パターン情報を相関器に通して既知の同期パターン情報との相互相関を求めることにより同期タイミングを検出する。このようにして得られた同期タイミングから受信周波数を切り替えるスイッチの制御信号を生成し、上記同期タイミングで受信周波数を切り替える。そして、受信した各バンド(バンド1、バンド2、バンド3)のOFDMシンボルを使ったAGC制御を行う。(例えば特開2007−19985号公報等参照)。
パケット方式では一般に周波数ホッピング同期及びAGC制御を受信パケットの先頭に配置されているプリアンブル信号の信号区間内に終える必要がある。上述のMB−OFDM方式の場合、その信号区間はプリアンブル信号が挿入された18OFDMシンボルとなる。 In the packet system, it is generally necessary to finish the frequency hopping synchronization and AGC control within the signal section of the preamble signal arranged at the head of the received packet. In the case of the above-described MB-OFDM system, the signal interval is 18 OFDM symbols in which a preamble signal is inserted.
しかし、このような場合に従来方式の周波数ホッピング同期及びAGC制御を行うと、プリアンブル信号が挿入された18個のOFDMシンボルの内、一つの周波数バンドのOFDM信号だけを使用してAGC制御することになる。よって、その他の周波数バンドのOFDM信号を利用することができないためAGC制御に時間がかかるということが問題になる。 However, when frequency hopping synchronization and AGC control according to the conventional method are performed in such a case, AGC control is performed using only the OFDM signal of one frequency band among the 18 OFDM symbols into which the preamble signal is inserted. become. Therefore, since it is not possible to use OFDM signals in other frequency bands, there is a problem that AGC control takes time.
また、周波数ホッピング同期が確立した後においては、18個のOFDMシンボル全ての信号区間を使用して全ての周波数バンドのAGC制御を行い、その間に周波数ホッピングのタイミングとの微調整も行う。よって、OFDMシンボルの電力が確定しない状態で微調整が行われる場合は、周波数ホッピングのタイミングとの誤差が大きくなるということが問題になる。 In addition, after frequency hopping synchronization is established, AGC control is performed for all frequency bands using the signal sections of all 18 OFDM symbols, and fine adjustment with the timing of frequency hopping is performed during that time. Therefore, when fine adjustment is performed in a state where the power of the OFDM symbol is not fixed, there is a problem that an error from the timing of frequency hopping increases.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、周波数ホッピング同期及びAGC制御を高速に行う受信機及びその周波数ホッピング同期方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a receiver that performs frequency hopping synchronization and AGC control at high speed, and a frequency hopping synchronization method thereof.
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の受信機の態様の一つは、周波数ホッピング方式で伝送されたOFDMシンボルを複数の周波数バンドから受信する場合に、受信周波数を上記複数の周波数バンドの内の一つの周波数バンドに固定して且つA/D変換器の入力側に接続されているAGC増幅器のゲインを所定値にして上記OFDMシンボルの受信を待ち受ける構成のものであって、上記A/D変換器の出力側において、受信したOFDMシンボルがもつ周波数ホッピング同期情報と既知の周波数ホッピング同期情報との相関が最大になるタイミングで同期タイミング信号を出力する同期検出部と、上記AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受ける前において、上記同期検出部から出力された同期タイミング信号を基準に受信周波数の切り替えタイミング信号を生成して上記受信周波数を各周波数バンドの周波数に切り替えるホッピング制御部と、上記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルの電力値に基づいて上記AGC増幅器のゲインを調節する電力演算部と、を備えるように構成する。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
One of the aspects of the receiver of the present invention is that when receiving an OFDM symbol transmitted by frequency hopping from a plurality of frequency bands, the reception frequency is fixed to one of the plurality of frequency bands. In addition, the gain of an AGC amplifier connected to the input side of the A / D converter is set to a predetermined value and the reception of the OFDM symbol is awaited, and the reception is performed on the output side of the A / D converter. Before receiving a notification of completion of adjustment of the gain of the AGC amplifier, a synchronization detector that outputs a synchronization timing signal at a timing at which the correlation between the frequency hopping synchronization information of the OFDM symbol and the known frequency hopping synchronization information is maximized, A reception frequency switching timing signal is generated based on the synchronization timing signal output from the synchronization detection unit. A hopping control unit that switches the reception frequency to a frequency of each frequency band; and a power calculation unit that adjusts the gain of the AGC amplifier based on the power value of the OFDM symbol received from each frequency band. .
このように構成することにより、受信周波数の切り替えをOFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに粗調整することができる。粗調整後は各周波数バンドからOFDM信号を受信することができるので、各周波数バンドのOFDM信号を使用したAGC増幅器のゲインの確定を早期に行うことができる。
なお、上記同期検出部は、更に上記周波数ホッピング同期情報と既知の周波数ホッピング同期情報との相関ピーク値を出力し、上記ホッピング制御部は、上記AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受けると、上記切り替えタイミングをずらしながら上記同期検出部から出力される上記相関ピーク値の前後相関ピーク値の差分を0に近づくようにして、上記OFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに上記切り替えタイミングを微調整する、ように構成することが好ましい。
With this configuration, the switching of the reception frequency can be roughly adjusted to the frequency hopping timing of the OFDM symbol. Since the OFDM signal can be received from each frequency band after the coarse adjustment, the gain of the AGC amplifier using the OFDM signal in each frequency band can be determined early.
The synchronization detection unit further outputs a correlation peak value between the frequency hopping synchronization information and the known frequency hopping synchronization information, and the hopping control unit receives a notification of completion of gain adjustment of the AGC amplifier, Finely adjust the switching timing to the frequency hopping timing of the OFDM symbol so that the difference between the correlation peak values before and after the correlation peak value output from the synchronization detection unit approaches 0 while shifting the switching timing. It is preferable to configure.
また或いは、上記ホッピング制御部は、上記AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受けると、受信したOFDMシンボルがもつ周波数ホッピング同期情報と既知の周波数ホッ
ピング同期情報との相関を示す情報をシンボル間隔で累積し、該累積した情報のレベルが閾値を越えた後、該閾値を越えたタイミングで上記受信周波数を各周波数バンドの周波数に切り替えることにより上記OFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに上記切り替えタイミングを微調整する、ように構成することが好ましい。
Alternatively, the hopping control unit accumulates information indicating a correlation between the frequency hopping synchronization information of the received OFDM symbol and the known frequency hopping synchronization information at a symbol interval upon receiving a notice of completion of gain adjustment of the AGC amplifier. Then, after the accumulated information level exceeds the threshold, the switching timing is finely adjusted to the frequency hopping timing of the OFDM symbol by switching the reception frequency to the frequency of each frequency band at the timing when the threshold is exceeded. It is preferable to configure as described above.
以上のように構成することにより、AGC増幅器のゲインを確定した上で、受信周波数の切り替えをOFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに微調整することができる。 With the configuration as described above, it is possible to finely adjust the switching of the reception frequency to the frequency hopping timing of the OFDM symbol after determining the gain of the AGC amplifier.
本発明の周波数ホッピング同期方法の態様の一つは、A/D変換器の入力側にAGC増幅器が接続された受信機において、周波数ホッピング方式により複数の周波数バンドに伝送するOFDMシンボルとの周波数ホッピングのタイミングの同期をとる方法であって、受信周波数を固定することにより上記複数の周波数の内の一つの周波数バンドからOFDMシンボルを受信し、上記一つの周波数バンドの受信OFDMシンボルに基づいて上記受信周波数を各周波数バンドの周波数に所定順に切り替え(粗調整処理)、上記各周波数バンドからOFDMシンボルを受信し、上記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルの電力値に基づいて上記AGC増幅器のゲインを調節し、上記ゲインの調節を終了した後に、上記受信周波数を切り替えるタイミングを上記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルに基づいて上記OFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに微調整する(微調整処理)、ようにする。 One aspect of the frequency hopping synchronization method of the present invention is a frequency hopping with an OFDM symbol transmitted in a plurality of frequency bands by a frequency hopping method in a receiver having an AGC amplifier connected to the input side of an A / D converter. The OFDM signal is received from one frequency band of the plurality of frequencies by fixing the reception frequency, and the reception is performed based on the received OFDM symbol of the one frequency band. The frequency is switched to the frequency of each frequency band in a predetermined order (coarse adjustment processing), OFDM symbols are received from each frequency band, and the gain of the AGC amplifier is adjusted based on the power value of the OFDM symbol received from each frequency band. And switch the reception frequency after adjusting the gain. The timing based on OFDM symbols received from the respective frequency bands to fine tune the timing of frequency hopping of the OFDM symbol (fine adjustment process), so as to.
本発明により、AGC制御に利用できるシンボル数を増やすことが可能となり、AGCの制御時間を短くすることができる。
また、AGCの制御を確定してから周波数ホッピング同期の微調整を行うため、この微調整区間では、誤差が小さくなるように周波数ホッピングのタイミングとの同期を確立することができるようになる。
According to the present invention, the number of symbols that can be used for AGC control can be increased, and the AGC control time can be shortened.
Further, since fine adjustment of frequency hopping synchronization is performed after AGC control is determined, synchronization with frequency hopping timing can be established in this fine adjustment section so as to reduce the error.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態における受信機のブロック図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention.
同図の受信機は、アンテナ1、低雑音増幅器(LNA)2、混合器(MIX)3、局部発振器4、ローパスフィルタ(LPF)5、自動利得制御増幅器(AGC増幅器)6、A/D変換器7、及びデジタル信号処理装置(DSP)8等から構成したものである。
The receiver shown in FIG. 1 includes an
アンテナ1、低雑音増幅器(LNA)2、混合器3、局部発振器4、ローパスフィルタ(LPF)5、自動利得制御増幅器(AGC増幅器)6、及びA/D変換器7は、所定の受信周波数の高周波信号からベースバンド信号のI成分及びQ成分をデジタル出力するLow-IF方式のダウンコンバート回路である。
An
デジタル信号処理部8は、受信したOFDMシンボルのデータ復調のためのFFT演算部80や不図示のデータ判定回路等を備えたデータ復調回路である。
ここでは、特に、上記ダウンコンバート回路の局部発振器4として、異なる周波数のローカル信号をスイッチ切り替えにより出力する構成のものを採用している。例えば、水晶発振器の1つの周波数の信号から各周波数バンドごとのローカル信号を生成する複数の逓倍型PLL回路又は分周型PLL回路を内蔵し、何れか一つの回路のローカル信号出力を制御信号により選択するスイッチを構成する。また更に、上記デジタル信号処理装置8に同期検出部81、ホッピング制御部82、及び電力演算部83を同図のように構成している。本
受信機では、このような構成にすることで、周波数ホッピング方式で送信されたパケットデータを受信することを可能にしている。
The digital signal processing unit 8 is a data demodulation circuit including an
Here, in particular, the local oscillator 4 of the down-conversion circuit is configured to output local signals having different frequencies by switching. For example, a plurality of multiplying type PLL circuits or frequency dividing type PLL circuits that generate local signals for each frequency band from a single frequency signal of a crystal oscillator are incorporated, and the local signal output of any one circuit is controlled by a control signal. Configure the switch to select. Furthermore, the digital signal processing device 8 includes a
以下に、受信パケットデータの先頭に付加されているプリアンブル信号の信号区間を18OFDMシンボルとするものとして、本受信機において周波数ホッピング方式で送信されたパケットデータを受信するときの各部の動作と受信手順を示す。 In the following, assuming that the signal section of the preamble signal added to the head of the received packet data is 18 OFDM symbols, the operation and reception procedure of each part when receiving packet data transmitted by the frequency hopping method in this receiver Indicates.
先ず受信前の準備として、ACG増幅器6の利得レベルを所定値に設定しておく、望ましくは、低レベルの信号入力に対しても以下の受信処理が行えるようにするために、無信号入力状態においてACG増幅器6の利得レベルを最大に設定しておく。また、周波数ホッピング方式により所定順番で複数の周波数バンドに分けられたパケットデータの分割データ(OFDMシンボル)をある一つの周波数バンドから受信するために、受信周波数を複数の周波数バンドの内の一つの周波数バンドに合わせておく。この受信周波数の選択は、例えば、ホッピング制御部82からの制御信号によるスイッチ切り替えで、予め決めた周波数バンドに対応するPLL回路の出力を局部発振器4の出力と接続することにより行う。
First, as a preparation before reception, the gain level of the
そうして、固定した受信周波数に対応するOFDMシンボルのみがダウンコンバートされてA/D変換器7から出力されるようになり、その後、次のようにして各OFDMシンボルごとにパケットデータを受信する。 Thus, only the OFDM symbol corresponding to the fixed reception frequency is down-converted and output from the A / D converter 7, and then packet data is received for each OFDM symbol as follows. .
先ず、A/D変換器7から出力されたプリアンブル信号区間内のOFDMシンボル、この段階では上記固定した受信周波数においてダウンコンバートされた一つの周波数バンドのOFDMシンボル、を同期検出部81に入力し、同期検出部81からホッピング同期部82に対して、同期検出部81がもつ既知の周波数ホッピング同期情報とプリアンブル信号区間内のOFDMシンボルがもつ周波数ホッピング同期情報との相関が最大となるタイミングで同期タイミング信号を出力する。なお、送信機におけるOFDM信号の周波数の切り替えパターン(周波数ホッピングのパターン)が複数ある場合は、同期検出部81に各パターンごとの相関器を用意し、その内の相関値が最大となったものを周波数ホッピングのパターンとして選択し、その最大となったときのタイミングで同期タイミング信号を出力するようにする。
First, the OFDM symbol in the preamble signal section output from the A / D converter 7, that is, the OFDM symbol of one frequency band down-converted at the fixed reception frequency at this stage, is input to the
次に、ホッピング制御部82において、同期タイミング信号を基準に周波数ホッピングのタイミング信号を発生させる。なお、上記周波数ホッピングのタイミング信号は、予め決めた時間間隔であったり、過去に受信した周波数ホッピングパターンの時間間隔等を利用してタイミングを生成するようにする。続いて、ホッピング制御部82は、上記周波数ホッピングのタイミング信号を制御信号と共に局部発振器4へ送り、所定又は選択された周波数ホッピングパターンに従って上記切り替えタイミングで局部発振器4のスイッチを切り替え制御する、つまり周波数ホッピングタイミングを粗調整する。ただし、このとき、混合器3に入力されるOFDM信号の周波数バンドとスイッチにより選択される局部発振周波数とが対応するように制御信号の入力タイミングを調節しておくものとする。これにより、以後、全ての周波数バンドのOFDMシンボルが送信順にダウンコンバートされてA/D変換器7から出力されるようになる。
Next, the hopping
次に、A/D変換器7から続けて出力される何れかの周波数バンドのOFDMシンボル(ここにおいても、プリアンブル信号区間内のOFDMシンボル)の電力値を電力演算部83で計算する。電力演算部83では、周波数ホッピングの切り替えタイミングを粗調整する前においても一つの周波数バンドのOFDMシンボルを入力している。電力演算部83は、このOFDMシンボルと粗調整後の各周波数バンドのOFDMシンボルを含めた一定期間、A/D変換後の信号電力とAGC増幅器6における電解強度とを比較して、その
後、利得レベルの調節信号をAGC増幅器6に送り、A/D変換器7の出力信号が飽和した信号とならない利得レベルにAGC増幅器6を調節する。電力演算部83は、AGC増幅器6に対する利得レベルの調節が終了すると、ホッピング制御部82に終了信号を通知する。
Next, the
次に、ホッピング制御部82は上記の粗調整した切り替えタイミングをより正確なタイミングに微調整する。これは、ホッピング制御部82から出力する周波数ホッピングのタイミング信号をずらす等して、同期検出部81から出力される相関値の最大値を監視しながら相関値が最大となるところに切り替えタイミングを調整するようにして行う。
Next, the hopping
以上の処理はプリアンブル信号期間に実施され、その後は、その設定により、をFFT演算部80等を通じてOFDMシンボルのデータを復調する。
以上の手順では、各周波数バンドのOFDMシンボルを使ってAGC制御が行える。このため、AGC増幅器6のゲインを高速に確定することができる。
The above processing is performed during the preamble signal period, and thereafter, the OFDM symbol data is demodulated through the
In the above procedure, AGC control can be performed using OFDM symbols of each frequency band. For this reason, the gain of the
また、AGC増幅器6のゲインを確定した状態で周波数ホッピングの切り替えタイミングを調整することができる。このため、誤差を膨らませることなく切り替えタイミングを微調整することができるようになり、データを正確に復調することができるようになる。
Further, the frequency hopping switching timing can be adjusted with the gain of the
次に、上記の手順でパケットデータを受信するデジタル信号処理装置8の各部の構成例を示す。但し、説明しやすいようにここでは周波数ホッピングパターンは1種類であるものとする。
(実施例1)
図2は、実施例1における同期検出部81のブロック図である。
Next, a configuration example of each unit of the digital signal processing device 8 that receives packet data in the above procedure will be described. However, for ease of explanation, it is assumed here that there is one type of frequency hopping pattern.
(Example 1)
FIG. 2 is a block diagram of the
実施例1の同期検出部81は、相関演算部800、プリアンブルパターン記憶部801、及び最大値検出部802により構成されている。
プリアンブルパターン記憶部801は、パケットデータのプリアンブル信号に含まれる周波数ホッピングパターンのデータ列を予め記憶するレジスタである。
The
The preamble
相関演算部800は、A/D変換器7から出力されたOFDMシンボルのデータ列を入力し、プリアンブルパターン記憶部801に記憶されているデータ列との相関を演算し、各タイミングにおける演算結果を連続して最大値検出部802に出力するように構成されている。
最大値検出部802は、相関演算部800から出力された相関値が最大となったところで同期タイミング信号(パルス信号)及びその最大値(相関ピーク値)を出力するように構成されている。
The maximum
図3は、実施例1におけるホッピング制御部82のブロック図である。
実施例1のホッピング制御部82は、周波数切替指示部820、比較器821、1シンボル遅延部822により構成されている。
FIG. 3 is a block diagram of the hopping
The hopping
周波数切替指示部820は、最大値検出部802からの同期タイミング信号、電力演算部83からの後述のAGC終了通知信号、及び比較器821の出力信号を入力する入力部と、ホッピング制御信号を出力する出力部とを備えている。
Frequency switching
周波数切替指示部820は、同期タイミング信号としてパルス信号を受信すると、このパルス信号を基準に連続するパルス信号を所定時間間隔で発生させて周波数ホッピングのタイミング信号を生成し、ホッピング制御信号として出力する。局部発振器4におけるス
イッチの切り替え制御は、例えば、周波数切替指示部820から別の制御線で切替指示信号をスイッチに出力する等して、この周波数切替指示信号をトリガに上記周波数ホッピングのタイミングで所定順に周波数を切り替えさせる。そして、AGC終了通知信号を受信すると、入力を比較器821の出力側に切り替えると共に、そのときの周波数ホッピングのタイミング信号の出力タイミングを前へ進める又は後へ遅らせて出力する。更に、比較器821からの入力信号である後述の差分信号が0に近づく向きへタイミングを前後にずらすことを繰り返し行い、最終的に差分信号を0又は略0とする。こうすることにより、局部発振器4の周波数の切り替えタイミングを周波数ホッピングの正確なタイミングへ微調整することができる。
When the frequency switching
最大値検出部802の相関ピーク値は、1シンボル遅延部822と比較器821に入力される。また、1シンボル遅延部822の相関ピーク値は1シンボル分遅延した後に比較器821に入力される。
The correlation peak value of maximum
比較器821は、最大値検出部802から入力された相関ピーク値と1シンボル遅延部822から入力された1シンボル前の相関ピーク値との比較結果(前後相関ピーク値の差分)を周波数切替指示部820に出力するように構成されている。
図4は実施例1における電力演算部83のブロック図である。
実施例1の電力演算部83は、積分器830及びシンボル電力判定部831により構成されている。
FIG. 4 is a block diagram of the
The
シンボル電力判定部831は、A/D変換後のデジタル受信信号の複素信号からI2+Q2の積分値を算出する積分器830の出力を基に、一定期間のOFDMシンボルの電力値を算出し、AGC増幅器6のアナログ回路部で算出されたRSSI(受信電解強度信号)と比べてその電力値が受信に適正な電力値である場合はAGC終了通知信号をホッピング制御部82に出力し、電力値が適正値に対して差異がある場合は、適性範囲に収まるようなゲイン調整量をAGC増幅器6に通知してゲイン調節をする。
The symbol
図5は実施例1における受信機のタイミングチャートである。
ここでは、パケットデータを3つの周波数バンド(「band1」、「band2」、「band3」)に分けて乗せ、「band1」、「band2」、「band3」の順で送信した場合の例が示されている。
FIG. 5 is a timing chart of the receiver in the first embodiment.
Here, an example is shown in which packet data is divided into three frequency bands (“band1”, “band2”, “band3”) and transmitted in the order of “band1”, “band2”, “band3”. ing.
同図の例では、横軸を時間軸に割り当て、パケットデータのプリアンブル信号区間内にある18個のOFDMシンボルをそれぞれ「PS」として表している。
はじめに受信機の受信周波数を「band1」に固定しておいた場合の例であるため、「band1」の一つ目の「PS」を受信機で受信している。
In the example shown in the figure, the horizontal axis is assigned to the time axis, and 18 OFDM symbols in the preamble signal section of the packet data are represented as “PS”.
First, this is an example in which the reception frequency of the receiver is fixed to “band1”, so the first “PS” of “band1” is received by the receiver.
本受信機では、「PS」のプリアンブルパターンとの相関が最大の位置(同図において相関出力が最大になっている位置)で同期タイミングを出力するので、このタイミングで各周波数バンドに対する周波数ホッピングタイミングが粗調整される。よって同図のように、「band1」の「PS」を受信した後に続けて「band2」及び「band3」の「PS」が続けて受信されるようになる。 Since this receiver outputs the synchronization timing at the position where the correlation with the preamble pattern of “PS” is the maximum (the position where the correlation output is the maximum in the figure), the frequency hopping timing for each frequency band at this timing Is roughly adjusted. Therefore, as shown in the figure, “PS” of “band2” and “band3” are continuously received after receiving “PS” of “band1”.
本受信機では、これら3つの周波数バンドの「PS」を最初に連続して受信する。そのため、同図に示されるように、この期間内にAGC制御を完了することができるようになる。 In this receiver, “PS” of these three frequency bands are received continuously in the first place. Therefore, as shown in the figure, AGC control can be completed within this period.
これら3つの周波数バンドの「PS」を使用してAGC制御を終えると、その後はA/
D変換器7の出力信号は飽和しない状態で出力される。このため、相関出力の最大値はある一定の値に収束するので、局部発振器4の周波数切り替えを残りのホッピング微調整区間内に周波数ホッピングタイミングに正確に微調整することができる。
When AGC control is completed using “PS” of these three frequency bands, A /
The output signal of the D converter 7 is output without being saturated. For this reason, since the maximum value of the correlation output converges to a certain value, the frequency switching of the local oscillator 4 can be accurately finely adjusted to the frequency hopping timing within the remaining hopping fine adjustment interval.
このように、各周波数バンドのOFDMシンボルを使ってAGC制御が行えるので、AGC増幅器6のゲインを高速に確定することができる。
また、AGC増幅器6のゲインを確定した状態で周波数ホッピングの切り替えタイミングを調整することができる。このため、誤差を膨らませることなくプリアンブル信号区間内に切り替えタイミングを微調整することができるようになり、その後はデータを正確に復調することができるようになる。
(実施例2)
実施例2においては、実施例1の同期検出部81及びホッピング制御部82の変形例を示す。
As described above, since the AGC control can be performed using the OFDM symbol of each frequency band, the gain of the
Further, the frequency hopping switching timing can be adjusted with the gain of the
(Example 2)
In the second embodiment, a modification of the
図6は、実施例2における同期検出部81のブロック図である。
実施例2の同期検出部81は、相関演算部815、プリアンブルパターン記憶部816、最大値検出部817、1シンボル遅延部818及び閾値判定部819により構成されている。
FIG. 6 is a block diagram of the
The
プリアンブルパターン記憶部816は、パケットデータのプリアンブル信号に含まれる周波数ホッピングパターンのデータ列を予め記憶するレジスタである。
相関演算部815は、A/D変換器7から出力されたOFDMシンボルのデータ列を入力し、プリアンブルパターン記憶部816に記憶されているデータ列との相関を演算し、各タイミングにおける演算結果を連続して最大値検出部817及び閾値判定部819に出力するように構成されている。
The preamble
The
最大値検出部817は、相関演算部815から出力された相関値が最大となったところで同期タイミング信号(パルス信号)を出力するように構成されている。
閾値判定部819は、相関演算部815の演算結果と1シンボル遅延部818により遅延された1シンボル前までの累積演算結果との和から、出力レベルが所定閾値を超えたかどうかの判定を繰り返し行い、所定閾値を越えるとそのタイミングの同期タイミング信号(パルス信号)を出力するように構成されている。なお、ここでは、1シンボル遅延部818は電力演算部83からのAGC終了通知信号によりデータがリセットされるように構成されており、閾値判定部819はAGC制御終了後のシンボルに対する相関値の累積演算結果に基づいて閾値判定する。
The maximum
The
図7は、実施例2におけるホッピング制御部82のブロック図である。
実施例2のホッピング制御部82は、周波数切替指示部825により構成されている。
周波数切替指示部825は、最大値検出部817からの同期タイミング信号(粗調用同期タイミング信号)及び閾値判定部819からの同期タイミング信号(微調用同期タイミング信号)を入力する入力部と、ホッピング制御信号を出力する出力部とを備えている。
FIG. 7 is a block diagram of the hopping
The hopping
The frequency
周波数切替指示部825は、最大値検出部817から同期タイミング信号(パルス信号)を受信すると、このパルス信号を基準に連続するパルス信号を所定時間間隔で発生させて周波数ホッピングのタイミング信号を生成し、ホッピング制御信号として出力する。なお、局部発振器4におけるスイッチの切り替え制御は実施例1の通りである。続いて、閾値判定部819から微調用同期タイミング信号(パルス信号)を受信すると、上記粗調用同期タイミング信号に変えてこの微調用同期タイミング信号を基準に連続するパルス信号を所定時間間隔で発生させて周波数ホッピングのタイミング信号を生成し、ホッピング制御信号として出力する。
When the frequency switching
こうすることにより、局部発振器4の周波数の切り替えタイミングを周波数ホッピングの正確なタイミングへ微調整することができる。
図8は、実施例2における受信機のタイミングチャートである。
By doing so, the frequency switching timing of the local oscillator 4 can be finely adjusted to the exact timing of frequency hopping.
FIG. 8 is a timing chart of the receiver in the second embodiment.
実施例1における受信機の図5のタイミングチャートと比較すると、実施例2の受信機では、AGC制御を行った直後の切り替えタイミングの微調整を、相関累積によりレベルが閾値を超えた時点で終了させること、つまり早期に終了させることが可能になる。 Compared with the timing chart of FIG. 5 of the receiver in the first embodiment, in the receiver of the second embodiment, the fine adjustment of the switching timing immediately after performing the AGC control is finished when the level exceeds the threshold value due to the correlation accumulation. That is, it is possible to finish the process early.
このように、実施例2においても各周波数バンドのOFDMシンボルを使ってAGC制御が行えるので、AGC増幅器6のゲインを高速に確定することができる。
また、AGC増幅器6のゲインを確定した状態で周波数ホッピングの切り替えタイミングを調整することができる。このため、誤差を膨らませることなくプリアンブル信号区間内に切り替えタイミングを微調整することができるようになり、その後はデータを正確に復調することができるようになる。
As described above, also in the second embodiment, since the AGC control can be performed using the OFDM symbols of the respective frequency bands, the gain of the
Further, the frequency hopping switching timing can be adjusted with the gain of the
また、その切り替えタイミングの微調整を高速に行うことが可能になる。 Further, fine adjustment of the switching timing can be performed at high speed.
1 アンテナ
2 低雑音増幅器(LNA)
3 混合器
4 局部発振器
5 ローパスフィルタ(LPF)
6 自動利得制御増幅器(AGC増幅器)
7 A/D変換器
8 デジタル信号処理装置(DSP)
81 同期検出部
82 ホッピング制御部
83 電力演算部
1
3 Mixer 4 Local oscillator 5 Low-pass filter (LPF)
6 Automatic gain control amplifier (AGC amplifier)
7 A / D converter 8 Digital signal processor (DSP)
81
Claims (4)
前記A/D変換器の出力側において、
受信したOFDMシンボルがもつ周波数ホッピング同期情報と既知の周波数ホッピング同期情報との相関が最大になるタイミングで同期タイミング信号を出力する同期検出部と、
前記AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受ける前において、前記同期検出部から出力された同期タイミング信号を基準に受信周波数の切り替えタイミング信号を生成して前記受信周波数を各周波数バンドの周波数に切り替えるホッピング制御部と、
前記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルの電力値に基づいて前記AGC増幅器のゲインを調節する電力演算部と、
を備える受信機。 When receiving OFDM symbols transmitted by frequency hopping from multiple frequency bands, the reception frequency is fixed to one of the multiple frequency bands and connected to the input side of the A / D converter A receiver which waits for reception of the OFDM symbol with a predetermined gain of the AGC amplifier,
On the output side of the A / D converter,
A synchronization detector that outputs a synchronization timing signal at a timing at which the correlation between the frequency hopping synchronization information of the received OFDM symbol and the known frequency hopping synchronization information is maximized;
Before receiving a notice of completion of gain adjustment of the AGC amplifier, hopping for generating a reception frequency switching timing signal based on the synchronization timing signal output from the synchronization detector and switching the reception frequency to a frequency of each frequency band A control unit;
A power calculator that adjusts the gain of the AGC amplifier based on the power value of the OFDM symbol received from each frequency band;
Receiver with.
前記ホッピング制御部は、前記AGC増幅器のゲインの調節終了通知を受けると、前記切り替えタイミングをずらしながら前記同期検出部から出力される前記相関ピーク値の前後相関ピーク値の差分を0に近づくようにして、前記OFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに前記切り替えタイミングを微調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の受信機。 The synchronization detection unit further outputs a correlation peak value between the frequency hopping synchronization information and the known frequency hopping synchronization information,
When the hopping control unit receives a notice of completion of gain adjustment of the AGC amplifier, the difference between the correlation peak values before and after the correlation peak value output from the synchronization detection unit is made close to 0 while shifting the switching timing. Finely adjusting the switching timing to the frequency hopping timing of the OFDM symbol,
The receiver according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の受信機。 The hopping control unit, upon receiving a notice of completion of gain adjustment of the AGC amplifier, accumulates information indicating the correlation between the frequency hopping synchronization information of the received OFDM symbol and the known frequency hopping synchronization information at a symbol interval, Finely adjusting the switching timing to the frequency hopping timing of the OFDM symbol by switching the reception frequency to the frequency of each frequency band when the accumulated information level exceeds the threshold,
The receiver according to claim 1.
受信周波数を固定することにより前記複数の周波数の内の一つの周波数バンドからOFDMシンボルを受信し、
前記一つの周波数バンドの受信OFDMシンボルに基づいて前記受信周波数を各周波数バンドの周波数に所定順に切り替え、
前記各周波数バンドからOFDMシンボルを受信し、
前記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルの電力値に基づいて前記AGC増幅器のゲインを調節し、
前記ゲインの調節を終了した後に、前記受信周波数を切り替えるタイミングを前記各周波数バンドから受信したOFDMシンボルに基づいて前記OFDMシンボルの周波数ホッピングのタイミングに微調整する、
ことを特徴とする周波数ホッピング同期方法。 In a receiver in which an AGC amplifier is connected to the input side of an A / D converter, a method of synchronizing frequency hopping timing with OFDM symbols transmitted to a plurality of frequency bands by a frequency hopping method,
Receiving an OFDM symbol from one frequency band of the plurality of frequencies by fixing a reception frequency;
Based on the received OFDM symbol of the one frequency band, the received frequency is switched to the frequency of each frequency band in a predetermined order,
Receiving an OFDM symbol from each frequency band;
Adjusting the gain of the AGC amplifier based on the power value of the OFDM symbol received from each frequency band;
After finishing the gain adjustment, finely adjust the timing of switching the reception frequency to the frequency hopping timing of the OFDM symbol based on the OFDM symbol received from each frequency band,
And a frequency hopping synchronization method.
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CN102348264A (en) * | 2011-09-27 | 2012-02-08 | 中兴通讯股份有限公司 | Low power consumption method and system for LTE (long term evolution) base station system |
CN102857254A (en) * | 2012-09-21 | 2013-01-02 | 中国航空无线电电子研究所 | Frequency hopping communication system and base band achieving method thereof |
CN115102564A (en) * | 2022-07-20 | 2022-09-23 | 成都华日通讯技术股份有限公司 | An AGC Control Method Based on Spectral Scanning Data |
CN116155674A (en) * | 2023-04-24 | 2023-05-23 | 北京科技大学 | Burst OFDM synchronization method and system with low overhead and high performance |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102348264A (en) * | 2011-09-27 | 2012-02-08 | 中兴通讯股份有限公司 | Low power consumption method and system for LTE (long term evolution) base station system |
CN102857254A (en) * | 2012-09-21 | 2013-01-02 | 中国航空无线电电子研究所 | Frequency hopping communication system and base band achieving method thereof |
CN115102564A (en) * | 2022-07-20 | 2022-09-23 | 成都华日通讯技术股份有限公司 | An AGC Control Method Based on Spectral Scanning Data |
CN116155674A (en) * | 2023-04-24 | 2023-05-23 | 北京科技大学 | Burst OFDM synchronization method and system with low overhead and high performance |
CN116155674B (en) * | 2023-04-24 | 2023-07-14 | 北京科技大学 | A low-overhead high-performance burst OFDM synchronization method and system |
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