JP3820395B2

JP3820395B2 - Wireless receiving apparatus and wireless communication method

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Publication number: JP3820395B2
Application number: JP2003003446A
Authority: JP
Inventors: 文明佐藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP2004221669A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピング方式によって無線伝送を行う無線送信装置、無線受信装置及び無線通信方法に係り、特に周波数ホッピングに伴う無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止する無線送信装置、無線受信装置及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル無線通信の送信装置、受信装置として、周波数ホッピング方式を用いて無線伝送を行う無線送信装置、無線受信装置が普及している。周波数ホッピング方式とは、周波数シンセサイザによって無線変調周波数を特定の周期で切り替えて無線伝送を行う無線伝送の一方式であり、シンボル周期よりも十分長い周期で上記周波数の切り替えを行う低速周波数ホッピング方式と、シンボル周期よりも短い周期で上記周波数切り替えを行う高速周波数ホッピング方式とに分類される。
【０００３】
従来から、周波数ホッピング方式を用いた送受信装置及び通信方法が多々提案されている。例えば平成１１年２月１２日公開の特開平１１−４１１４５号「データ再送方法」（出願人：株式会社日立国際電気、発明者：深沢英樹他）では、周波数ホッピングパターンの全て又は複数の周波数チャネルを用いて、同一データの再送を行うことで、周波数ホッピングチャネルのうち、受信感度が低いチャネルや妨害電波の影響を受けているチャネルがあっても、信頼度の高いデータ伝送を行うことができるデータ再送方法が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−４１１４５号公報（第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の一般的な無線送信装置、無線受信装置を周波数ホッピング方式を用いた無線伝送において、図６及び図７を用いて説明する。図６は、従来の一般的な周波数ホッピング方式の無線送信装置の構成ブロック図であり、図７は、従来の一般的な周波数ホッピング方式の無線受信装置の構成ブロック図である。また、図６の無線送信装置と図７の無線受信装置は、低速周波数ホッピング方式によって無線通信を行うものである。
【０００６】
従来の一般的な無線送信装置は、送信フレーム生成部１１と、ＵＷ（Unique Word：ユニークワード）付加部１２と、変調信号生成部１３と、直交変調部１４と、送信無線部１５と、アンテナ部１６とを備え、また従来の一般的な無線受信装置は、アンテナ部２１と、受信無線部２２と、直交検波部２３と、同期処理部２４と、等化処理部２５と、データ復調部２６とを備えている。
【０００７】
まず、図６の無線送信装置において、ディジタルの送信データは、送信フレーム生成部１１に入力される。送信フレーム生成部１１は、送信データを用いて一定のデータ長を有するフレームを生成し、ＵＷ付加部１２に格納されたＵＷを各送信フレームデータの先頭に付加して送信フレームを生成し、変調信号生成部１３へ出力する。
【０００８】
一般的なディジタル無線通信においてディジタル変復調を行う場合、送信側は入力される送信ディジタルデータを一定の長さに分割し、データ伝送のためのフレーム生成を行う。送信側で生成された各フレームの先頭には、送信側及び受信側において既知のＵＷが付加され、受信側はＵＷを用いて同期処理や波形等価処理等を行う。
図８は、従来の無線送信装置で生成される送信フレームの構成の説明図である。図８に示すように、送信データは、一定のデータ長を有する送信フレームデータ（データ１、データ２、・・・）に分割され、各送信フレームデータの先頭にＵＷが付加されて送信フレーム（フレーム１、フレーム２、・・・）が生成される。
【０００９】
図６において、変調信号生成部１３は、送信フレームが入力されると、送信フレームに対してＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）マッピング等の変調処理を行い、同相成分（Ｉ相成分）及び直交成分（Ｑ相成分）を有する送信ベースバンド信号として直交変調部１４へ出力する。
直交変調部１４は、送信ベースバンド信号に対してローカル周波数を乗算し各信号成分を加算して直交変調を行い、送信ＩＦ（Intermediate Frequency）信号として送信無線部１５へ出力する。
【００１０】
送信無線部１５は、無線変調周波数を発生する周波数シンセサイザを用いて送信ＩＦ信号から送信ＲＦ（Radio Frequency）信号へ周波数変換を行い、アンテナ部１６を介して無線空間へ放出される。また、送信無線部１５の周波数シンセサイザは、定期的に無線変調周波数を切り替える周波数ホッピングを行っており、送信無線部１５は、切り替えられて出力された無線変調周波数を用いて周波数変換を行い、送信ＲＦ信号を生成する。
【００１１】
図６の無線送信装置から無線送信された、周波数ホッピングしている送信ＲＦ信号は、図７の無線受信装置において、アンテナ部２１で受信ＲＦ信号として取り込まれる。無線受信装置において、受信ＲＦ信号は、受信無線部２２で受信ＩＦ信号に周波数変換され、直交検波部２３へ出力される。
【００１２】
受信無線部２２には、送信無線部１５で用いられたものと同一の周波数シンセサイザが備えられており、当該シンセサイザを用いて送信時の周波数ホッピングパターンを再現して受信ＩＦ信号への周波数変換を行っている。また、受信無線部２２は、図６の無線送信装置における変調周波数切り替えのタイミングと同期を取って変調周波数の切り替えを行っているため、無線受信装置は適正な周波数を用いて受信ＩＦ信号への変換を行うことができる。
【００１３】
直交検波部２３は、受信ＩＦ信号に対してローカル周波数を乗算して直交検波を行い、その結果をＩ相成分及びＱ相成分を有する受信ベースバンド信号として同期処理部２４へ出力する。
同期処理部２４は、受信ベースバンド信号に含まれるＵＷと予め受信装置が持つＵＷとの複素相関演算を行い、受信ベースバンド信号の同期点を検出し、その結果得られた受信フレームを等化処理部２５へ出力する。
等化処理部２５は受信フレームの波形等化処理により伝送路で受けた歪みを補償し、データ復調部２６へ出力する。データ復調部２６は、等化処理部２５の出力に対してＱＡＭデマッピング処理等のデータ復調処理を行い、その結果得られた受信データを外部へ出力する。
【００１４】
しかしながら、上述した無線送信装置が周波数ホッピング方式を用いて無線伝送を行う場合、周波数シンセサイザによる無線変調周波数の切り替えには数ｍｓを要し、この期間において伝送データの欠落が発生するという問題点があった。上記問題点について、図９を用いて説明する。図９は、従来の無線送信装置における受信ＲＦ信号及び受信フレームの構成の説明図である。図９に示すように、無線変調周波数の切り替えにより受信ＲＦ信号に数ｍｓ間の無信号区間が生じ、無信号区間に重なる受信フレームに含まれる受信フレームデータ（フレーム２、フレーム４、フレーム６）が欠落する。このため、受信データにバースト状データ誤りが発生する結果となる。
無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りは、従来、誤り訂正符号等を用いることで軽減していたが、誤り訂正符号による誤り訂正能力以上にバースト状データ誤りが発生するような環境では、高品質の通信を確保することが困難となっていた。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、周波数ホッピング方式における無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止する無線受信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出し、データスロットの波形等化処理を行うと共にデータスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、複数の同一のデータスロットに対し、当該データスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力をデータシンボル毎に比較して、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成して復調するものであり、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる。
【００１８】
また、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを、当該フレームにおけるデータスロットの順番を認識して抽出する受信データスロット生成部と、順番に応じて設けられ、受信データスロット生成部から出力されるデータスロットの波形等化処理を行うと共に、当該データスロットにおけるデータシンボルの等化誤差電力を算出し、波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を出力する複数のデータスロット等化処理部と、対応するデータスロット等化処理部から出力された波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を格納する複数のデータスロット格納部と、複数のデータスロット格納部において、複数の同一のデータスロットに対し、当該同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、比較結果を出力する等化誤差比較部と、等化誤差比較部からの比較結果に基づいて、等化誤差電力が最も小さいデータシンボルを選択し、データスロット格納部に格納されている波形等化処理されたデータスロットから、選択されたデータシンボルを読み出し、出力する受信データ選択部と、受信データ選択部から出力されたデータシンボルを復調するデータ復調部とを有するものであり、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる。
【００１９】
また、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出する受信データスロット生成部と、受信データスロット生成部から出力されるデータスロットの波形等化処理を行うと共に、当該データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を、データスロットのフレームにおける順番を認識して出力するデータスロット等化処理部と、順番に応じて設けられ、データスロット等化処理部から出力された波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を格納する複数のデータスロット格納部と、複数のデータスロット格納部において、複数の同一のデータスロットに対し、当該同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、比較結果を出力する等化誤差比較部と、等化誤差比較部からの比較結果に基づいて、等化誤差電力が最も小さいデータシンボルを選択し、データスロット格納部に格納されている波形等化処理されたデータスロットから、選択されたデータシンボルを読み出し、出力する受信データ選択部と、受信データ選択部から出力されたデータシンボルを復調するデータ復調部とを有するものであり、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止して無線通信の品質を向上でき、更に無線受信装置の回路規模を縮小できる。
【００２０】
また、周波数ホッピング方式の無線通信方法において、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式による無線送信を行い、受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出し、前記データスロットの波形等化処理を行うと共にデータスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、複数の同一のデータスロットに対し、当該データスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力をデータシンボル毎に比較して、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成して復調するものであり、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線送信装置は、送信データを一定長に分割したデータスロットを用いて、各データスロットが複数のフレームに含まれる構成の無線データを生成し、当該無線データを周波数ホッピング方式によって無線送信するものであり、周波数ホッピング方式における無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止することができる。
【００２２】
また、本発明の実施の形態に係る無線受信装置は、上記無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出して波形等化処理を行うと共に、データシンボル毎に等化誤差電力を算出し、等化処理後の同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成し、復調するものであり、周波数ホッピング方式における無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る無線送信装置及び無線受信装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線送信装置（以下、本送信装置）の構成ブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る無線受信装置（以下、本受信装置）の構成ブロック図である。尚、本送信装置及び本受信装置は、低速周波数ホッピング方式に対応しており、また１フレームが２つの受信データスロットで構成される伝送データの通信に対応したものである。
【００２４】
本送信装置は、送信データスロット生成部１０１と、送信データスロット格納メモリ１０２と、ＵＷメモリ１０３と、送信フレーム生成部１０４と、変調信号生成部１３と、直交変調部１４と、送信無線部１５と、アンテナ部１６とを備え、また本受信装置は、アンテナ部２１と、受信無線部２２と、直交検波部２３と、同期処理部２４と、受信データスロット生成部２０１と、第１データスロット等化処理部２０２ａと、第２データスロット等化処理部２０２ｂと、第１データスロット格納メモリ２０３ａと、第２データスロット格納メモリ２０３ｂと、等化誤差比較部２０４と、受信データ選択部２０５と、データ復調部２６とを備えている。
【００２５】
次に、本送信装置の各部の構成について説明する。
送信データスロット生成部１０１は、入力された送信データをフレームデータ長より短い一定のデータ長で分割することでスロット化して送信データスロットを生成し、送信データスロット格納メモリ１０２に出力する。
【００２６】
送信データスロット格納メモリ１０２は、送信データスロット生成部１０１から出力された送信データスロットを格納し、格納された送信データスロットの先頭にＵＷメモリ１０３から出力されるＵＷを付加し、送信フレーム生成部１０４に出力する。
送信データスロット格納メモリ１０２は、送信データスロットを時系列で記憶するよう複数のメモリを備え、各メモリに記憶された送信データスロットを送信フレーム生成部１０４に出力する構成となっている。
【００２７】
ＵＷメモリ１０３は、無線伝送で用いるＵＷが格納されており、格納されているＵＷを送信データスロット格納メモリ１０２に出力する。
送信フレーム生成部１０４は、送信データスロット格納メモリ１０２から出力される送信データスロットを用いて、異なる内容の２つの送信データスロットをフレームに割り当てることで送信フレームを生成し、変調信号生成部１３に出力する。送信フレーム生成部１０４における送信フレームの生成方法は、後述する。
【００２８】
変調信号生成部１３は、送信フレームが入力されると、送信フレームに対してＱＡＭマッピング等の変調処理を行い、Ｉ相成分及びＱ相成分を有する送信ベースバンド信号として直交変調部１４へ出力する。
直交変調部１４は、送信ベースバンド信号に対してローカル周波数を乗算し各信号成分を加算して直交変調を行い、送信ＩＦ信号として送信無線部１５へ出力する。
【００２９】
送信無線部１５は、無線変調周波数を発生する周波数シンセサイザを用いて送信ＩＦ信号から送信ＲＦ信号に周波数変換を行い、アンテナ部１６を介して無線空間へ放出することで、無線送信を行う。また、送信無線部１５の周波数シンセサイザは、定期的に無線変調周波数を切り替える周波数ホッピングを行っており、送信無線部１５は、切り替えられて出力された無線変調周波数を用いて周波数変換を行い、送信ＲＦ信号を生成する。
アンテナ部１６は、送信無線部１５からの送信ＲＦ信号を無線空間へ放出する。
【００３０】
次に本受信装置の各部の構成について説明する。
アンテナ部２１は、本送信装置から無線送信された送信ＲＦ信号を、受信ＲＦ信号として取り込んで無線受信を行い、受信無線部２２に出力する。
受信無線部２２は、アンテナ部２１で取り込んだ受信ＲＦ信号を周波数変換し、受信ＩＦ信号として直交検波部２３へ出力する。受信無線部２２には、送信無線部１５で用いられたものと同一の周波数シンセサイザが備えられており、当該シンセサイザを用いて送信時の周波数ホッピングパターンを再現して受信ＩＦ信号への周波数変換を行っている。
【００３１】
また、受信無線部２２は、図１の送信装置における変調周波数切り替えのタイミングと同期を取って変調周波数の切り替えを行っているため、本受信装置は適正な周波数を用いて受信ＩＦ信号への変換を行うことができる。変調周波数切り替えのタイミングの同期を図る方法としては、例えば送信装置から同期信号を連続的又は周期的に出力し、受信装置で当該同期信号に基づいて切り替えのタイミングを決定する方法や、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて正確な時刻を受信し、当該時刻に基づいてタイミングを決定する方法等が挙げられる。
【００３２】
直交検波部２３は、受信無線部から出力された受信ＩＦ信号に対してローカル周波数を乗算して直交検波を行い、検波結果をＩ相成分及びＱ相成分を有する受信ベースバンド信号として同期処理部２４へ出力する。
同期処理部２４は、受信ベースバンド信号に含まれるＵＷと予め受信装置が持つＵＷとの複素相関演算を行い、受信ベースバンド信号の同期点を検出し、その結果得られた受信フレームを受信データスロット生成部２０１へ出力する。
【００３３】
受信データスロット生成部２０１は、同期処理部２４から出力された受信フレームから受信データスロットを抽出する。抽出の際に、受信データスロット生成部２０１は、受信データスロットが受信フレームにおける何番目のデータスロットであるかを認識する。さらに受信データスロット生成部２０１は、認識結果に基づいて抽出した受信データスロットを対応するデータスロット等化処理部２０２に出力する。
【００３４】
すなわち、受信データスロット生成部２０１は、抽出したデータスロットのうち、各フレームにおける最初のデータスロットである第１データスロットを第１データスロット等化処理部２０２ａを、各フレームにおける２番目のデータスロットである第２データスロットを第２データスロット等化処理部２０２ｂに出力する。
受信データスロット生成部２０１は、各データスロットに付加されたＵＷを検出することでデータスロットを抽出し、データスロット数をカウントすることでフレーム中の順番を認識する。
【００３５】
第１データスロット等化処理部２０２ａは、受信データスロット生成部２０１から出力される第１データスロットの波形等化処理を行うと共に各第１データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差を算出する。そして第１データスロット等化処理部２０２ａは、等化処理結果及び等化誤差を第１データスロット格納メモリ２０３ａに出力する。同様に、第２データスロット等化処理部２０２ｂは、受信データスロット生成部２０１から出力される第２データスロットの等化処理を行うと共に各第２データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差を算出し、これらを第２データスロット格納メモリ２０３ｂに出力する。
第１データスロット等化処理部２０２ａ及び第２データスロット等化処理部２０２ｂに用いる等化器には、判定帰還型等化器やビタビ等化器等、どのような等化器を用いてもよい。
【００３６】
第１データスロット格納メモリ２０３ａは、第１データスロットの等化処理結果及び当該データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差を格納する。同様に、第２データスロット格納メモリ２０３ｂも、第２データスロットの等化処理結果及び当該データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差を格納する。
第１データスロット格納メモリ２０３ａ及び第２データスロット格納メモリ２０３ｂはそれぞれ、等化処理結果及び等化誤差を、時系列で複数スロット分格納する構成となっている。
【００３７】
等化誤差比較部２０４は、第１データスロット格納メモリ２０３ａ及び第２データスロット格納メモリ２０３ｂに格納された同一内容のデータスロットについて、データシンボル毎に等化誤差の大小を比較し、比較結果を受信データ選択部２０５に出力する。
受信データ選択部２０５は、等化誤差比較部２０４から出力された等化誤差比較結果に基づき、同一のデータスロットの等化処理結果から、等化誤差の小さいデータシンボルを選択し、当該データシンボルの格納されているデータスロット格納メモリから読み出し、データ復調部２６に出力する。
データ復調部２６は、受信データ選択部２０５から出力されたデータシンボルに対してＱＡＭデマッピング処理等のデータ復調処理を行い、その結果得られた受信データを外部へ出力する。
【００３８】
次に、本送信装置の動作について説明する。
図１の送信装置において、送信データはまず、送信データスロット生成部１０１へ入力される。送信データスロット生成部１０１は、送信データを送信フレームデータ長より短い一定のデータ長でスロット化して送信データスロットを生成し、送信データスロット格納メモリ１０２に出力する。
【００３９】
送信データスロット格納メモリ１０２は、複数の送信データスロットを格納し、ＵＷメモリ１０３に格納されたＵＷデータを各送信データスロットの先頭に付加し、送信フレーム生成部１０４へ出力する。送信データスロット格納メモリ１０２は、送信データスロットを時系列で記憶するよう複数のメモリを備えており、各送信スロットデータを対応するメモリに格納し、ＵＷデータを付加している。また、送信データスロット格納メモリ１０２は、メモリに送信データスロットが格納されていない場合にも、空のデータにＵＷデータを付加して送信フレーム生成部１０４に出力する。
【００４０】
次に、送信フレーム生成部１０４は、ＵＷを付加した複数の送信データスロットを割り当てることで送信フレームを生成し、変調信号生成部１３に出力する。ここで、送信フレーム生成部１０４が生成する送信フレームの構成について、図３を用いて説明する。図３は、本送信装置で生成される送信フレームの構成の説明図である。以下、１つの送信フレームに２つの送信データスロットが含まれる場合について説明する。
【００４１】
図３において、送信データスロット生成部１０１で生成され、送信データスロット格納メモリ１０２に格納された送信データスロット（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・）のうち、最初の送信データスロットＳ１はまず送信フレームタイミングＴで送信フレームＦ１の後半部の第２送信データスロットに割り当てる。
送信フレーム生成部１０４は、２番目の送信データスロットＳ２以降も順番に、各送信フレームタイミング（Ｔ＋１、Ｔ＋２、・・・）でそれぞれの送信フレーム（Ｆ２、Ｆ３、・・・）の第２データスロットに割り当てる。
【００４２】
また、送信データスロットＳ１は、送信タイミングＴから一定の遅延時間を経過した送信タイミングにおける送信フレームの第１送信データスロットに再び割り当てられる。ここでは、遅延フレーム数を３フレームとし、送信データスロットＳ１が再び割り当てられるのは送信タイミングＴ＋３における送信フレームＦ４とする。ここで、同一の送信データスロットを再び割り当てる際の遅延フレーム数、すなわち送信タイミングは、無線変調周波数の切り替えの間隔と異なるように設定する必要がある。尚、送信フレームＦ１及びＦ２の前半部の第１データスロットには、送信データスロット格納メモリ１０２から出力された空データの送信データスロットが割り当てられる。
【００４３】
図１において、各送信フレーム（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、・・・）は変調信号生成部１３に入力されると、ＱＡＭマッピング等の変調処理が行われ、Ｉ相成分及びＱ相成分を有する送信ベースバンド信号として直交変調部１４へ出力される。
さらに直交変調部１４では、送信ベースバンド信号に対してローカル周波数が乗算され各信号成分が加算されることで直交変調が行われ、送信ＩＦ信号として送信無線部１５へ出力される。
【００４４】
送信無線部１５は、無線変調周波数を発生する周波数シンセサイザを用いて送信ＩＦ信号から送信ＲＦ信号（無線データ）に周波数変換を行い、アンテナ部１６を介して無線空間へ放出し、無線送信を行う。送信無線部１５の周波数シンセサイザは、定期的に無線変調周波数を切り替える周波数ホッピングを行っており、送信無線部１５は、切り替えられて出力された無線変調周波数によって送信ＲＦ信号を生成する。以上が本送信装置の動作である。
【００４５】
次に、本受信装置の動作について説明する。
本送信装置から無線送信された、周波数ホッピングしている送信ＲＦ信号は、図２の本受信装置において、アンテナ部２１で受信ＲＦ信号として取り込まれて受信され、受信無線部２２で受信ＩＦ信号に周波数変換され、直交検波部２３へ出力される。受信無線部２２では、送信無線部１５で用いられたものと同一の周波数シンセサイザによって送信時の周波数ホッピングパターンを再現し、受信ＩＦ信号への周波数変換を行っている。
【００４６】
受信無線部２２から出力された受信ＩＦ信号は、直交検波部２３において、ローカル周波数が乗算されて直交検波が行われ、検波結果はＩ相成分及びＱ相成分を有する受信ベースバンド信号として同期処理部２４へ出力される。
同期処理部２４では、受信ベースバンド信号に含まれるＵＷと予め受信装置が持つＵＷとの複素相関演算が行われ、受信ベースバンド信号の同期点が検出される。そして同期処理部２４は、同期点を検出することで得られた受信フレームを受信データスロット生成部２０１へ出力する。上述したように、受信フレームはＵＷを含んだ２つの受信データスロットで構成されるため、同期処理部２４は同期点の検出にあたり、ＵＷをカウントする等の方法によって、各フレームを認知する必要がある。
【００４７】
受信データスロット生成部２０１は、同期処理部２４から出力された受信フレームから受信データスロットを抽出する。上述したように、一つの受信フレームを構成する受信データスロットは第１データスロット及び第２データスロットの２つであるため、受信データスロット生成部２０１は、２つの受信データスロットを受信フレームにおける何番目のデータスロットであるかを認識して抽出し、第１データスロットを第１データスロット等化処理部２０２ａへ、第２データスロットを第２データスロット等化処理部２０２ｂへ出力する。
【００４８】
第１データスロット等化処理部２０２ａは、第１データスロットの波形等化処理を行うと共に、当該第１データスロットを構成する受信データシンボルの等化誤差電力を求め、波形等化処理の結果及び等化誤差電力を第１データスロット格納メモリ２０３ａに出力する。ここで等化誤差電力とは、波形等化処理の結果であるＩ相成分及びＱ相成分からなる受信シンボルをＱＡＭ等の信号空間上に配置し、本来あるべきシンボル位置との誤差の電力のことである。また、第１データスロット等化処理部２０２ａにおいて第１データスロットの波形等化処理が行われることにより、第１データスロットを構成するデータシンボルについても波形等化処理が行われることになる。
同様に、第２データスロット等化処理部２０２ｂは、第２データスロットの波形等化処理を行うと共に、当該第２データスロットを構成する受信データシンボルの等化誤差電力を求め、波形等化処理の結果及び等化誤差電力を第２データスロット格納メモリ２０３ｂに出力する。
【００４９】
各データスロット等化処理部で算出された各受信データシンボルの等化誤差電力は、各受信データシンボルの受信状態を示すものであり、受信データ選択部２０５において受信データシンボルを選択するためのパラメータとして使用される
【００５０】
第１データスロット格納メモリ２０３ａと第２データスロット格納メモリ２０３ｂは、本送信装置で同一の送信データスロットを送信した際に遅延フレーム数分の受信データスロットを格納する必要がある。上述したように、同一の送信データスロットを送信する際の遅延フレーム数は３フレームであるため、第１データスロット格納メモリ２０３ａと第２データスロット格納メモリ２０３ｂでは、最新のフレームから過去３フレームに割り当てられた受信データスロットを格納する。
【００５１】
等化誤差比較部２０４は、第１データスロット格納メモリ２０３ａと第２データスロット格納メモリ２０３ｂにそれぞれ格納された同一の受信データスロットに対し、同位置の受信データシンボルの等化誤差電力の大小を比較し、その比較結果を受信データ選択部２０５へ出力する。受信データ選択部２０５は、比較結果にしたがって等化誤差電力の小さい受信データシンボルを選択し、第１データスロット格納メモリ２０３ａ又は第２データスロット格納メモリ２０３ｂのうちいずれか一方に格納されている受信データスロットから選択された受信データシンボルを読み出す。
【００５２】
ここで本受信装置の受信データ選択部２０５における受信データシンボルの選択方法について、図４を用いて説明する。図４は、本受信装置の受信データ選択部２０５における受信データシンボルの選択方法の説明図である。図４において、受信ＲＦ信号の波形上の太線は、本送信装置の周波数ホッピングにより受信ＲＦ信号で発生した無信号区間を示しており、この区間で無線変調周波数の切り替えが行われたことを表している。また、受信フレーム、受信データシンボル及び受信データスロットにおける網掛け部分は、最初に送信されたスロットデータ又はシンボルデータであることを表している。
【００５３】
図４に示すように、無線変調周波数の切り替えにより受信ＲＦ信号に無信号区間が生じ、無信号区間に重なる第２受信フレームＦ２に含まれる第２受信データスロットＳ２を構成するデータシンボルＤｎ−１及びＤｎ、第４受信フレームＦ４に含まれる第１受信データスロットＳ１を構成するデータシンボルＤ１〜Ｄｎ−１が欠落する。
【００５４】
一方、これらの受信データスロットと同一の内容で受信タイミングが異なるもう一つの受信データスロットを構成する受信データシンボルは欠落していない。例えば第１受信フレームＦ１の第２受信データスロットＳ１を構成する受信データシンボルＤ１〜Ｄｎ−１は欠落していない。
これは本送信装置において、無線変調周波数の切り替えの間隔と異なる送信タイミングの間隔を与えた２つの送信フレームに、同一の送信データスロットを割り当てているためである。またこれらの送信データスロットは、各送信フレームにおいて異なる順番で配置されているため、第１データスロット格納メモリ２０３ａ及び第２データスロット格納メモリ２０３ｂにそれぞれ等化処理結果が格納されることになる。
【００５５】
通常、欠落したデータシンボルの等化誤差電力は、欠落していないものと比較して大きくなる。したがって、受信データ選択部２０５は、等化誤差電力の大小を比較することによって、第１受信フレームＦ１及び第４受信フレームＦ４からそれぞれ欠落していない、信頼性の高い受信データシンボルを選択でき、受信データスロットＳ１を再構成することができる。
【００５６】
また、無線変調周波数の切り替えの他に、無線通信の際に発生するフェージング等によって無線伝搬路の状態が悪化し、受信データシンボルの受信状態が悪くなる場合がある。図４において、第１受信フレームＦ１の第２受信データスロットＳ１を構成する受信データシンボルＤｎと、第５受信フレームＦ５の第１受信データスロットＳ２を構成する受信データシンボルＤ１及びＤ２は、周波数ホッピングによる無信号区間とは重なっていないが、受信状態の悪化により、欠落している。
このような場合においても、本受信装置は、他の受信フレームに含まれる同一の送信データスロットを参照し、欠落していない受信シンボルデータを選択することによって、受信データスロットを再構成できる可能性を高めることができる。
【００５７】
よって、図４の例では、受信データ選択部２０５は、受信データスロットＳ１を構成する受信データシンボルとして、受信データシンボルＤ１、Ｄ２及びＤｎ−１を第１受信フレームＦ１から、受信データシンボルＤｎを第４受信フレームＦ４から選択して、受信データスロットＳ１を再構成する。
【００５８】
図２において、受信データ選択部２０５で選択された受信データシンボルによって再構成された受信データスロットはデータ復調部２６に出力され、ＱＡＭデマッピング処理等のデータ復調処理が行われて受信データが得られる。得られた受信データは、外部へ出力される。以上が本受信装置の動作である。
【００５９】
また、本受信装置は、図２に示すように、各フレームにおける第１、第２の受信データスロットの等化処理を行うための等化処理部をそれぞれ別個に設けているが、両方の受信データスロットの等化処理を一つの等化処理部で行ってもよい。図５は、本受信装置の変形例の構成ブロック図であり、受信データスロット生成部２０１´の後段にスロット順検出部２０６を設け、スロット順検出部２０６の後段にデータスロット等化処理部２０２を設けた点が図１の受信装置と異なる。また、受信データスロット生成部２０１´は、図１の受信データスロット生成部２０１と異なり、抽出した受信データスロットを全てスロット順検出部２０６に出力する仕様となっている。
【００６０】
図５の受信装置では、受信データスロット生成部２０１´で抽出された各フレームの第１受信データスロット及び第２受信データスロットは、スロット順検出部２０６に入力されると、フレーム中の何番目のデータスロットであるかの検出が行われる。スロット順検出部２０６は、検出したデータスロットの順番の情報を受信データスロットに付与して、データスロット等化処理部２０２に出力する。
【００６１】
データスロット等化処理部２０２は、入力された受信データスロットの等化処理を行い、付与された順番の情報に基づいてフレームにおける受信データスロットの順番を認識し、第１受信データスロットの場合には第１データスロット格納メモリ２０３ａに、第２受信データスロットの場合には第２データスロット格納メモリ２０３ｂに、受信データスロットの等化処理結果と受信データシンボルの等化誤差を出力する。
【００６２】
図５において、スロット順検出部２０６は、受信データスロットの入力カウントを行い、カウント結果によってデータスロットの順番を検出するようにしてもよい。また、スロット順検出部２０６及びデータスロット等化処理部２０２は、まとめて一つの構成としてもよい。
本受信装置において、データスロット等化処理部を一つにまとめることにより、本受信装置の全体の回路規模を縮小でき、開発コストを低減することができる。
【００６３】
本送信装置において生成される送信フレームには、１フレームにつき２つの異なる内容の送信データスロットが含まれているが、３つ以上の異なる送信データスロットによって送信フレームを構成するようにしてもよい。この場合、本受信装置は、受信データスロット数だけデータスロット等化処理部及びデータスロット格納メモリが必要となり、また等化誤差比較部２０４は各データスロット格納メモリに格納された同一の受信データスロットを構成する同位置の受信データシンボルの等化誤差を比較する仕様にする必要がある。また、受信データ選択部２０５は、等化誤差比較部からの比較結果に基づいて、等化誤差電力が最小となる受信データシンボルを選択して読み出す必要がある。
本受信装置において、送信フレームに含まれる送信データスロット数を増やすことによって、データレートは低下するが、無線通信の信頼性及び確実性を向上させることができる。
【００６４】
また、送信フレームへの送信データスロットの割り当ては、図３に示されるように行われるが、各送信データスロットの割り当てのタイミングを変えるようにしてもよい。例えば、図３に示されるように、送信フレームＦ４の第２送信データスロットには、送信データスロットＳ４が割り当てられ、送信フレームＦ５の第２送信データスロットには、送信データスロットＳ５が割り当てられているが、
送信データスロットＳ４と送信データスロットＳ５とを交換しても、本受信装置において両データスロットののデータ復調は正常に行われる。
すなわち１つの送信フレームにおける送信データスロットの割り当ての順番（第１送信データスロット、第２送信データスロット）を変えなければ、本送信装置において送信フレーム間で送信データスロットの交換を行っても、本受信装置は当該データスロットを復調できる。
【００６５】
この場合、送信データスロットに付加されるＵＷのパターンを送信データスロット毎に変更し、本受信装置の受信データスロット生成部２０１においてＵＷに基づいて送信データスロットを認識させるようにすることで、送信データスロットの割り当て変更にも容易に対応できる。
ただし、同一内容の送信データスロットの間隔が離れるほど遅延時間が増大しデータの復調に時間がかかるため、本送信装置はこの点を考慮して同一内容の送信データスロットの間隔を設定する必要がある。
【００６６】
また、本送信装置及び本受信装置は、低速周波数ホッピング方式に対応しているが、高速周波数ホッピング方式においても適用できるものである。高速周波数ホッピング方式においても、上述したような送信データスロットの割り当てを適用することが可能であり、無線通信の品質を向上できる。
【００６７】
また、本送信装置及び本受信装置は、変調方式としてＱＡＭを用いているが、ＰＳＫ変調方式等の他の変調方式を用いてもよい。
また、本受信装置では受信データスロットを選択するための基準として等化誤差電力を用いているが、等化誤差電力の代わりに、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）、ビタビ等の誤り判定処理による誤り検出結果を用いてもよい。具体的には、本送信装置において送信データシンボルに誤り検出符号を付加し、本受信装置において算出された同一受信データシンボルの誤り検出結果を、受信データシンボルを選択するための基準とし、誤りの少ない受信データスロットを選択するようにしてもよい。
また、本受信装置において、等化誤差電力と誤り検出符号の両方を基準として受信データシンボルを選択することで、本受信装置において一層誤りの少ないデータを選択することができる。
【００６８】
上述したように、本発明の実施の形態に係る無線送信装置によれば、送信データを一定長に分割したデータスロットを用いて、各データスロットが複数のフレームに含まれる構成の無線データを生成し、当該無線データを周波数ホッピング方式によって無線送信することにより、無線変調周波数の切り替えによって発生する伝送データ欠落による誤りの少ないデータスロットを送信できるため、周波数ホッピング方式における無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止でき、無線通信の品質を向上できる効果がある。
【００６９】
また、本発明の実施の形態に係る無線受信装置によれば、上記無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出して波形等化処理を行うと共に、データシンボル毎に等化誤差電力を算出し、等化処理後の同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成し、復調できるため、周波数ホッピング方式における無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止でき、無線通信の品質を向上できる効果がある。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出し、データスロットの波形等化処理を行うと共にデータスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、複数の同一のデータスロットに対し、当該データスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力をデータシンボル毎に比較して、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成して復調する無線受信装置としているので、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる効果がある。
【００７２】
また、本発明によれば、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを、当該フレームにおけるデータスロットの順番を認識して抽出する受信データスロット生成部と、順番に応じて設けられ、受信データスロット生成部から出力されるデータスロットの波形等化処理を行うと共に、当該データスロットにおけるデータシンボルの等化誤差電力を算出し、波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を出力する複数のデータスロット等化処理部と、対応するデータスロット等化処理部から出力された波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を格納する複数のデータスロット格納部と、複数のデータスロット格納部において、複数の同一のデータスロットに対し、当該同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、比較結果を出力する等化誤差比較部と、等化誤差比較部からの比較結果に基づいて、等化誤差電力が最も小さいデータシンボルを選択し、データスロット格納部に格納されている波形等化処理されたデータスロットから、選択されたデータシンボルを読み出し、出力する受信データ選択部と、受信データ選択部から出力されたデータシンボルを復調するデータ復調部とを有する無線受信装置としているので、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる効果がある。
【００７３】
また、本発明によれば、無線受信装置において、誤りの少ないデータスロットを選択可能とするために、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式で無線送信する無線送信装置から受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出する受信データスロット生成部と、受信データスロット生成部から出力されるデータスロットの波形等化処理を行うと共に、当該データスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を、データスロットのフレームにおける順番を認識して出力するデータスロット等化処理部と、順番に応じて設けられ、データスロット等化処理部から出力された波形等化処理されたデータスロットと等化誤差電力を格納する複数のデータスロット格納部と、複数のデータスロット格納部において、複数の同一のデータスロットに対し、当該同一のデータスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力を比較し、比較結果を出力する等化誤差比較部と、等化誤差比較部からの比較結果に基づいて、等化誤差電力が最も小さいデータシンボルを選択し、データスロット格納部に格納されている波形等化処理されたデータスロットから、選択されたデータシンボルを読み出し、出力する受信データ選択部と、受信データ選択部から出力されたデータシンボルを復調するデータ復調部とを有する無線受信装置としているので、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止して無線通信の品質を向上でき、更に無線受信装置の回路規模を縮小できる効果がある。
【００７４】
また、周波数ホッピング方式の無線通信方法において、送信データを複数のデータスロットに分割し、同一内容のデータスロットが複数の異なるフレームに含まれる構成の無線データを生成し、周波数ホッピング方式による無線送信を行い、受信した無線データのフレームにおいて、データシンボルによって構成されるデータスロットを抽出し、前記データスロットの波形等化処理を行うと共にデータスロットを構成するデータシンボルの等化誤差電力を算出し、複数の同一のデータスロットに対し、当該データスロットにおける同位置のデータシンボルの等化誤差電力をデータシンボル毎に比較して、等化誤差電力の最も小さいデータシンボルを選択してデータスロットを再構成して復調する周波数ホッピング方式の無線通信方法としているので、無線変調周波数の切り替えに起因するバースト状データ誤りを防止し、無線通信の品質を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線送信装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線受信装置の構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る無線送信装置で生成される送信フレームの構成の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る無線受信装置における受信データ選択部２０５における受信データシンボルの選択方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る無線受信装置の変形例の構成ブロック図である。
【図６】従来の一般的な周波数ホッピング方式の無線送信装置の構成ブロック図である。
【図７】従来の一般的な周波数ホッピング方式の無線受信装置の構成ブロック図である。
【図８】従来の無線送信装置で生成される送信フレームの構成の説明図である。
【図９】従来の無線送信装置における受信ＲＦ信号及び受信フレームの構成の説明図である。
【符号の説明】
１１，１０４…送信フレーム生成部、１２…ＵＷ付加部、１３…変調信号生成部、１４…直交変調部、１５…送信無線部、１６，２１…アンテナ部、２２…受信無線部、２３…直交検波部、２４…同期処理部、２５…等化処理部、２６…データ復調部、１０１…送信データスロット生成部、１０２…送信データスロット格納メモリ、１０３…ＵＷメモリ、２０１，２０１´…受信データスロット生成部、２０２…データスロット等化処理部、２０３…データスロット格納メモリ、２０４…等化誤差比較部、２０５…受信データ選択部、２０６…スロット順検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio transmission apparatus, a radio reception apparatus, and a radio communication method that perform radio transmission by a frequency hopping method, and in particular, a radio transmission apparatus that prevents burst data errors due to switching of radio modulation frequencies associated with frequency hopping, The present invention relates to a wireless reception device and a wireless communication method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, wireless transmission devices and wireless reception devices that perform wireless transmission using a frequency hopping method have become widespread as digital wireless communication transmission devices and reception devices. The frequency hopping method is a method of wireless transmission in which the wireless modulation frequency is switched at a specific period by a frequency synthesizer to perform wireless transmission, and the low-speed frequency hopping method in which the frequency is switched at a period sufficiently longer than the symbol period. And a high-speed frequency hopping method in which the frequency is switched at a cycle shorter than the symbol cycle.
[0003]
Conventionally, many transmission / reception apparatuses and communication methods using a frequency hopping method have been proposed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-41145 “Data Retransmission Method” (Applicant: Hitachi Kokusai Electric Inc., Inventor: Hideki Fukazawa et al.) Published on February 12, 1999, all or a plurality of frequency hopping patterns are used. By retransmitting the same data using, even if there is a channel with low reception sensitivity or a channel affected by jamming radio waves among the frequency hopping channels, highly reliable data transmission can be performed. Data retransmission methods have been proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-41145 (page 2-3, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, a conventional general wireless transmission device and wireless reception device will be described with reference to FIGS. 6 and 7 in the wireless transmission using the frequency hopping method. FIG. 6 is a configuration block diagram of a conventional general frequency hopping radio transmission apparatus, and FIG. 7 is a configuration block diagram of a conventional general frequency hopping radio reception apparatus. Also, the wireless transmission device of FIG. 6 and the wireless reception device of FIG. 7 perform wireless communication by a low-speed frequency hopping method.
[0006]
A conventional general radio transmission apparatus includes a transmission frame generation unit 11, a UW (Unique Word) addition unit 12, a modulation signal generation unit 13, an orthogonal modulation unit 14, a transmission radio unit 15, an antenna, and the like. The conventional general radio receiving apparatus includes an antenna unit 21, a receiving radio unit 22, a quadrature detection unit 23, a synchronization processing unit 24, an equalization processing unit 25, and a data demodulation unit. 26.
[0007]
First, in the wireless transmission device of FIG. 6, digital transmission data is input to the transmission frame generation unit 11. The transmission frame generation unit 11 generates a frame having a certain data length using the transmission data, adds the UW stored in the UW addition unit 12 to the head of each transmission frame data, generates a transmission frame, and modulates the transmission frame. Output to the signal generator 13.
[0008]
When performing digital modulation / demodulation in general digital wireless communication, the transmitting side divides input transmission digital data into a predetermined length and generates a frame for data transmission. A known UW is added to the head of each frame generated on the transmission side on the transmission side and the reception side, and the reception side performs synchronization processing, waveform equalization processing, and the like using the UW.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission frame generated by a conventional wireless transmission device. As shown in FIG. 8, the transmission data is divided into transmission frame data (data 1, data 2,...) Having a fixed data length, and UW is added to the head of each transmission frame data to transmit the transmission frame ( Frame 1, frame 2,... Are generated.
[0009]
In FIG. 6, when a transmission frame is input, the modulation signal generation unit 13 performs modulation processing such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) mapping on the transmission frame, and performs in-phase component (I-phase component) and quadrature component (Q Output as a transmission baseband signal having a phase component) to the quadrature modulation unit 14.
The orthogonal modulation unit 14 multiplies the transmission baseband signal by the local frequency, adds each signal component to perform orthogonal modulation, and outputs the result to the transmission radio unit 15 as a transmission IF (Intermediate Frequency) signal.
[0010]
The transmission radio unit 15 performs frequency conversion from a transmission IF signal to a transmission RF (Radio Frequency) signal using a frequency synthesizer that generates a radio modulation frequency, and is emitted to the radio space via the antenna unit 16. The frequency synthesizer of the transmission radio unit 15 periodically performs frequency hopping for switching the radio modulation frequency, and the transmission radio unit 15 performs frequency conversion using the radio modulation frequency that is switched and output, and transmits An RF signal is generated.
[0011]
The transmission RF signal subjected to frequency hopping, which is wirelessly transmitted from the wireless transmission device of FIG. 6, is captured as a reception RF signal by the antenna unit 21 in the wireless reception device of FIG. In the wireless reception device, the reception RF signal is frequency-converted to a reception IF signal by the reception wireless unit 22 and output to the quadrature detection unit 23.
[0012]
The reception radio unit 22 includes the same frequency synthesizer as that used in the transmission radio unit 15, and the frequency hopping pattern at the time of transmission is reproduced using the synthesizer to convert the frequency into a reception IF signal. Is going. Further, since the reception radio unit 22 switches the modulation frequency in synchronization with the modulation frequency switching timing in the radio transmission device of FIG. 6, the radio reception device uses the appropriate frequency to convert the reception IF signal to the reception IF signal. Conversion can be performed.
[0013]
The quadrature detection unit 23 performs quadrature detection by multiplying the reception IF signal by a local frequency, and outputs the result to the synchronization processing unit 24 as a reception baseband signal having an I-phase component and a Q-phase component.
The synchronization processing unit 24 performs a complex correlation operation between the UW included in the received baseband signal and the UW previously held by the receiving device, detects the synchronization point of the received baseband signal, and equalizes the received frame obtained as a result The data is output to the processing unit 25.
The equalization processing unit 25 compensates for the distortion received on the transmission path by the waveform equalization processing of the received frame, and outputs it to the data demodulation unit 26. The data demodulation unit 26 performs data demodulation processing such as QAM demapping processing on the output of the equalization processing unit 25, and outputs the received data obtained as a result thereof to the outside.
[0014]
However, when the above-described wireless transmission device performs wireless transmission using the frequency hopping method, switching of the wireless modulation frequency by the frequency synthesizer takes several ms, and transmission data is lost during this period. there were. The above problem will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration of a reception RF signal and a reception frame in a conventional wireless transmission device. As shown in FIG. 9, a no-signal interval of several ms occurs in the received RF signal by switching the radio modulation frequency, and the received frame data (frame 2, frame 4, frame 6) included in the received frame overlapping the no-signal interval. Is missing. This results in a burst data error in the received data.
Conventionally, burst data errors due to switching of radio modulation frequency have been reduced by using error correction codes, etc. It has been difficult to ensure high quality communications.
[0015]
  The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents burst-like data errors caused by switching of radio modulation frequencies in the frequency hopping method.RuAn object of the present invention is to provide a line receiving apparatus and a wireless communication method.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the problems of the conventional example is as follows.In the wireless receiver,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendIn a frame of wireless data received from a wireless transmission device, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slots is performed and an equalization error power of data symbols constituting the data slots is calculated, For multiple identical data slots, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, and the data symbol with the smallest equalization error power is selected to reconfigure the data slot Therefore, burst data errors due to switching of the radio modulation frequency can be prevented, and the quality of radio communication can be improved.
[0018]
  In the wireless receiver,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendA reception data slot generation unit that recognizes and extracts a data slot constituted by data symbols in a frame of wireless data received from a wireless transmission device and recognizes the order of the data slot in the frame, and is received according to the order. Performs waveform equalization processing of the data slot output from the data slot generation unit, calculates equalization error power of the data symbol in the data slot, and outputs the data slot subjected to waveform equalization processing and equalization error power A plurality of data slot equalization processing units, a data slot subjected to waveform equalization processing output from the corresponding data slot equalization processing unit, a plurality of data slot storage units for storing equalization error power, and a plurality of data slots In the storage unit, for the same data slot, the same data slot Data with the smallest equalization error power based on the comparison results from the equalization error comparison unit and the equalization error comparison unit that compare the equalization error powers of the data symbols at the same position in the network and output the comparison result A data selection unit for selecting a symbol and reading and outputting the selected data symbol from the data slot subjected to waveform equalization processing stored in the data slot storage unit, and a data symbol output from the reception data selection unit And a data demodulator that demodulates the data, prevents burst data errors due to switching of the radio modulation frequency, and improves the quality of radio communication.
[0019]
  In the wireless receiver,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendIn a frame of wireless data received from the wireless transmission device, a reception data slot generation unit that extracts a data slot constituted by data symbols, and a waveform equalization process of a data slot output from the reception data slot generation unit, A data slot equalization processing unit that calculates the equalization error power of the data symbols constituting the data slot, and recognizes and outputs the data slot subjected to waveform equalization processing and the equalization error power in the order of the frames in the data slot And a plurality of data slot storage units for storing the waveform equalization processed data slots output from the data slot equalization processing unit and the equalization error power, and a plurality of data slot storage units. For the same data slot, the same data slot Compare the equalization error power of the data symbols in the position and select the data symbol with the smallest equalization error power based on the comparison result from the equalization error comparison unit and the equalization error comparison unit that outputs the comparison result. , A received data selection unit that reads out and outputs a selected data symbol from a data slot that has been subjected to waveform equalization processing stored in the data slot storage unit, and data that demodulates the data symbol output from the received data selection unit And a demodulator, which can prevent burst data errors caused by switching of the radio modulation frequency, improve the quality of radio communication, and further reduce the circuit scale of the radio receiver.
[0020]
In addition, in the frequency hopping wireless communication method, transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wireless transmission by the frequency hopping method is performed. In the received wireless data frame, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slot is performed, and equalization error power of the data symbols constituting the data slot is calculated, For the same data slot, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, and the data symbol having the smallest equalization error power is selected to reconfigure the data slot. Due to switching of radio modulation frequency Preventing that bursty data error, it is possible to improve the quality of radio communication.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The radio transmission apparatus according to the embodiment of the present invention generates radio data having a configuration in which each data slot is included in a plurality of frames using a data slot obtained by dividing transmission data into a predetermined length, and uses the radio data as a frequency. Wireless transmission is performed by the hopping method, and burst data errors due to switching of the radio modulation frequency in the frequency hopping method can be prevented.
[0022]
The radio reception apparatus according to the embodiment of the present invention extracts a data slot composed of data symbols from the radio data frame received from the radio transmission apparatus and performs waveform equalization processing. The equalization error power is calculated every time, the equalization error power of the data symbol at the same position in the same data slot after equalization processing is compared, and the data symbol with the smallest equalization error power is selected Reconfiguring and demodulating can prevent burst data errors due to switching of radio modulation frequency in the frequency hopping method.
[0023]
Configurations of the wireless transmission device and the wireless reception device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration block diagram of a wireless transmission device (hereinafter referred to as the present transmission device) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a wireless reception device (hereinafter referred to as the present reception device) according to an embodiment of the present invention. FIG. The transmission apparatus and the reception apparatus are compatible with the low-speed frequency hopping method, and are compatible with transmission of transmission data in which one frame is composed of two reception data slots.
[0024]
The transmission apparatus includes a transmission data slot generation unit 101, a transmission data slot storage memory 102, a UW memory 103, a transmission frame generation unit 104, a modulation signal generation unit 13, an orthogonal modulation unit 14, and a transmission radio unit 15. And the antenna unit 16, and the receiving apparatus includes an antenna unit 21, a reception radio unit 22, an orthogonal detection unit 23, a synchronization processing unit 24, a reception data slot generation unit 201, and a first data slot. An equalization processing unit 202a, a second data slot equalization processing unit 202b, a first data slot storage memory 203a, a second data slot storage memory 203b, an equalization error comparison unit 204, a received data selection unit 205, And a data demodulator 26.
[0025]
Next, the configuration of each unit of the transmission apparatus will be described.
The transmission data slot generation unit 101 divides the input transmission data by a certain data length shorter than the frame data length to form a slot, generates a transmission data slot, and outputs it to the transmission data slot storage memory 102.
[0026]
The transmission data slot storage memory 102 stores the transmission data slot output from the transmission data slot generation unit 101, adds the UW output from the UW memory 103 to the head of the stored transmission data slot, and transmits the transmission frame to the transmission frame generation unit To 104.
The transmission data slot storage memory 102 includes a plurality of memories for storing the transmission data slots in time series, and is configured to output the transmission data slots stored in each memory to the transmission frame generation unit 104.
[0027]
The UW memory 103 stores UW used for wireless transmission, and outputs the stored UW to the transmission data slot storage memory 102.
The transmission frame generation unit 104 generates a transmission frame by allocating two transmission data slots having different contents to the frame using the transmission data slot output from the transmission data slot storage memory 102, and transmits the transmission frame to the modulation signal generation unit 13. Output. A transmission frame generation method in the transmission frame generation unit 104 will be described later.
[0028]
When a transmission frame is input, the modulation signal generation unit 13 performs modulation processing such as QAM mapping on the transmission frame and outputs the transmission baseband signal having an I-phase component and a Q-phase component to the quadrature modulation unit 14. .
The quadrature modulation unit 14 multiplies the transmission baseband signal by the local frequency, adds each signal component to perform quadrature modulation, and outputs the result to the transmission radio unit 15 as a transmission IF signal.
[0029]
The transmission radio unit 15 performs radio transmission by performing frequency conversion from a transmission IF signal to a transmission RF signal using a frequency synthesizer that generates a radio modulation frequency, and emitting it to the radio space via the antenna unit 16. The frequency synthesizer of the transmission radio unit 15 periodically performs frequency hopping for switching the radio modulation frequency, and the transmission radio unit 15 performs frequency conversion using the radio modulation frequency that is switched and output, and transmits An RF signal is generated.
The antenna unit 16 emits the transmission RF signal from the transmission radio unit 15 to the radio space.
[0030]
Next, the configuration of each unit of the receiving apparatus will be described.
The antenna unit 21 captures a transmission RF signal wirelessly transmitted from the transmission apparatus as a reception RF signal, performs wireless reception, and outputs the reception RF signal to the reception wireless unit 22.
The reception radio unit 22 converts the frequency of the reception RF signal captured by the antenna unit 21 and outputs the received RF signal to the quadrature detection unit 23 as a reception IF signal. The reception radio unit 22 includes the same frequency synthesizer as that used in the transmission radio unit 15, and the frequency hopping pattern at the time of transmission is reproduced using the synthesizer to convert the frequency into a reception IF signal. Is going.
[0031]
Further, since the reception radio unit 22 switches the modulation frequency in synchronization with the modulation frequency switching timing in the transmission device of FIG. 1, the reception device uses the appropriate frequency to convert it to a reception IF signal. It can be performed. As a method of synchronizing the modulation frequency switching timing, for example, a synchronization signal is output continuously or periodically from a transmission device, and a switching timing is determined based on the synchronization signal by a reception device, or a GPS (Global For example, there is a method of receiving an accurate time using a positioning system) and determining a timing based on the time.
[0032]
The quadrature detection unit 23 performs quadrature detection by multiplying the reception IF signal output from the reception radio unit by a local frequency, and uses the detection result as a reception baseband signal having an I-phase component and a Q-phase component. To 24.
The synchronization processing unit 24 performs a complex correlation operation between the UW included in the received baseband signal and the UW included in the receiving apparatus in advance, detects the synchronization point of the received baseband signal, and receives the received frame obtained as a result of the received data The data is output to the slot generation unit 201.
[0033]
The reception data slot generation unit 201 extracts a reception data slot from the reception frame output from the synchronization processing unit 24. At the time of extraction, the reception data slot generation unit 201 recognizes what number data slot in the reception frame the reception data slot is. Further, the reception data slot generation unit 201 outputs the reception data slot extracted based on the recognition result to the corresponding data slot equalization processing unit 202.
[0034]
That is, the received data slot generation unit 201 converts the first data slot, which is the first data slot in each frame, of the extracted data slots to the first data slot equalization processing unit 202a, and the second data slot in each frame. The second data slot is output to the second data slot equalization processing unit 202b.
The reception data slot generation unit 201 extracts the data slot by detecting the UW added to each data slot, and recognizes the order in the frame by counting the number of data slots.
[0035]
The first data slot equalization processing unit 202a performs waveform equalization processing of the first data slot output from the reception data slot generation unit 201 and calculates an equalization error of the data symbols constituting each first data slot. . Then, the first data slot equalization processing unit 202a outputs the equalization processing result and the equalization error to the first data slot storage memory 203a. Similarly, the second data slot equalization processing unit 202b performs equalization processing of the second data slot output from the reception data slot generation unit 201, and generates equalization errors of the data symbols constituting each second data slot. These are calculated and output to the second data slot storage memory 203b.
As the equalizer used for the first data slot equalization processing unit 202a and the second data slot equalization processing unit 202b, any equalizer such as a decision feedback equalizer or a Viterbi equalizer may be used. Good.
[0036]
The first data slot storage memory 203a stores the equalization processing result of the first data slot and the equalization error of the data symbols constituting the data slot. Similarly, the second data slot storage memory 203b stores the equalization processing result of the second data slot and the equalization error of the data symbols constituting the data slot.
Each of the first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b is configured to store the equalization processing result and the equalization error for a plurality of slots in time series.
[0037]
The equalization error comparison unit 204 compares the magnitudes of the equalization errors for each data symbol in the data slots having the same contents stored in the first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b, and compares the comparison results. The data is output to the reception data selection unit 205.
Based on the equalization error comparison result output from the equalization error comparison unit 204, the reception data selection unit 205 selects a data symbol with a small equalization error from the equalization processing result of the same data slot, and the data symbol Are stored in the data slot storage memory and stored in the data demodulator 26.
The data demodulation unit 26 performs data demodulation processing such as QAM demapping processing on the data symbols output from the reception data selection unit 205, and outputs the reception data obtained as a result to the outside.
[0038]
Next, the operation of this transmission apparatus will be described.
In the transmission apparatus of FIG. 1, transmission data is first input to the transmission data slot generation unit 101. The transmission data slot generation unit 101 generates a transmission data slot by slotting transmission data with a fixed data length shorter than the transmission frame data length, and outputs the transmission data slot to the transmission data slot storage memory 102.
[0039]
The transmission data slot storage memory 102 stores a plurality of transmission data slots, adds the UW data stored in the UW memory 103 to the head of each transmission data slot, and outputs it to the transmission frame generation unit 104. The transmission data slot storage memory 102 includes a plurality of memories for storing transmission data slots in time series, stores each transmission slot data in a corresponding memory, and adds UW data. The transmission data slot storage memory 102 also adds UW data to empty data and outputs it to the transmission frame generation unit 104 even when no transmission data slot is stored in the memory.
[0040]
Next, the transmission frame generation unit 104 generates a transmission frame by assigning a plurality of transmission data slots to which UW is added, and outputs the transmission frame to the modulation signal generation unit 13. Here, the configuration of the transmission frame generated by the transmission frame generation unit 104 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission frame generated by the transmission apparatus. Hereinafter, a case where two transmission data slots are included in one transmission frame will be described.
[0041]
In FIG. 3, among the transmission data slots (S1, S2, S3...) Generated by the transmission data slot generation unit 101 and stored in the transmission data slot storage memory 102, the first transmission data slot S1 is a transmission frame first. At timing T, the second transmission data slot in the second half of the transmission frame F1 is allocated.
The transmission frame generation unit 104 sequentially transmits second data of each transmission frame (F2, F3,...) At each transmission frame timing (T + 1, T + 2,...) In order after the second transmission data slot S2. Assign to a slot.
[0042]
Also, the transmission data slot S1 is reassigned to the first transmission data slot of the transmission frame at the transmission timing after a certain delay time has elapsed from the transmission timing T. Here, the number of delay frames is 3, and the transmission data slot S1 is reassigned to the transmission frame F4 at the transmission timing T + 3. Here, it is necessary to set the number of delay frames when reassigning the same transmission data slot, that is, the transmission timing, to be different from the radio modulation frequency switching interval. The first data slot in the first half of the transmission frames F1 and F2 is assigned a transmission data slot for empty data output from the transmission data slot storage memory 102.
[0043]
In FIG. 1, when each transmission frame (F1, F2, F3,...) Is input to the modulation signal generation unit 13, modulation processing such as QAM mapping is performed, and transmission having an I-phase component and a Q-phase component is performed. The signal is output to the quadrature modulation unit 14 as a baseband signal.
Further, the quadrature modulation unit 14 performs quadrature modulation by multiplying the transmission baseband signal by the local frequency and adding each signal component, and outputs the result to the transmission radio unit 15 as a transmission IF signal.
[0044]
The transmission radio unit 15 performs frequency conversion from a transmission IF signal to a transmission RF signal (radio data) using a frequency synthesizer that generates a radio modulation frequency, and emits the signal to a radio space via the antenna unit 16 to perform radio transmission. . The frequency synthesizer of the transmission radio unit 15 performs frequency hopping that periodically switches the radio modulation frequency, and the transmission radio unit 15 generates a transmission RF signal based on the radio modulation frequency that is switched and output. The above is the operation of this transmission apparatus.
[0045]
Next, the operation of this receiving apparatus will be described.
The frequency-hopped transmission RF signal wirelessly transmitted from the transmission device is received and received as a reception RF signal by the antenna unit 21 in the reception device of FIG. The frequency is converted and output to the quadrature detection unit 23. The reception radio unit 22 reproduces a frequency hopping pattern at the time of transmission by the same frequency synthesizer used in the transmission radio unit 15 and performs frequency conversion to a reception IF signal.
[0046]
The reception IF signal output from the reception radio unit 22 is multiplied by the local frequency in the quadrature detection unit 23 to perform quadrature detection, and the detection result is synchronized as a reception baseband signal having an I-phase component and a Q-phase component. Is output to the unit 24.
The synchronization processing unit 24 performs a complex correlation calculation between the UW included in the received baseband signal and the UW included in the reception device in advance, and detects the synchronization point of the received baseband signal. Then, the synchronization processing unit 24 outputs the reception frame obtained by detecting the synchronization point to the reception data slot generation unit 201. As described above, since the reception frame is composed of two reception data slots including UW, the synchronization processing unit 24 needs to recognize each frame by a method such as counting UW when detecting the synchronization point. is there.
[0047]
The reception data slot generation unit 201 extracts a reception data slot from the reception frame output from the synchronization processing unit 24. As described above, since the reception data slots constituting one reception frame are two, that is, the first data slot and the second data slot, the reception data slot generation unit 201 sets the two reception data slots in the reception frame. The first data slot is output to the first data slot equalization processing unit 202a, and the second data slot is output to the second data slot equalization processing unit 202b.
[0048]
The first data slot equalization processing unit 202a performs waveform equalization processing of the first data slot, obtains equalization error power of the received data symbols constituting the first data slot, and obtains the result of the waveform equalization processing and The equalized error power is output to the first data slot storage memory 203a. Here, the equalization error power means that a received symbol composed of an I-phase component and a Q-phase component, which is a result of waveform equalization processing, is arranged on a signal space such as QAM, and an error power with respect to a symbol position that should be originally exists. That is. Further, by performing the waveform equalization process of the first data slot in the first data slot equalization processing unit 202a, the waveform equalization process is also performed for the data symbols constituting the first data slot.
Similarly, the second data slot equalization processing unit 202b performs waveform equalization processing of the second data slot, obtains equalization error power of received data symbols constituting the second data slot, and performs waveform equalization processing. And the equalization error power are output to the second data slot storage memory 203b.
[0049]
The equalization error power of each received data symbol calculated by each data slot equalization processing unit indicates the reception state of each received data symbol, and is a parameter for selecting a received data symbol in received data selection unit 205. Used as
[0050]
The first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b need to store reception data slots corresponding to the number of delay frames when the transmission device transmits the same transmission data slot. As described above, since the number of delay frames when transmitting the same transmission data slot is 3, the first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b change from the latest frame to the past three frames. Stores the assigned receive data slot.
[0051]
The equalization error comparison unit 204 determines the magnitude of the equalization error power of the reception data symbol at the same position for the same reception data slot stored in the first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b. The comparison is made, and the comparison result is output to the reception data selection unit 205. The reception data selection unit 205 selects a reception data symbol having a small equalization error power according to the comparison result, and the reception data stored in either the first data slot storage memory 203a or the second data slot storage memory 203b. Read the selected received data symbol from the data slot.
[0052]
Here, a reception data symbol selection method in reception data selection section 205 of this reception apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a reception data symbol selection method in the reception data selection unit 205 of the reception apparatus. In FIG. 4, a thick line on the waveform of the received RF signal indicates a no-signal section generated in the received RF signal by the frequency hopping of the transmission apparatus, and indicates that the radio modulation frequency is switched in this section. ing. A shaded portion in the received frame, received data symbol, and received data slot represents the slot data or symbol data transmitted first.
[0053]
As shown in FIG. 4, a no-signal interval is generated in the received RF signal by switching the radio modulation frequency, and the data symbol Dn-1 constituting the second reception data slot S2 included in the second reception frame F2 overlapping the no-signal interval. And Dn, the data symbols D1 to Dn-1 constituting the first reception data slot S1 included in the fourth reception frame F4 are missing.
[0054]
On the other hand, the reception data symbols constituting another reception data slot having the same contents as these reception data slots but different reception timings are not lost. For example, the reception data symbols D1 to Dn-1 constituting the second reception data slot S1 of the first reception frame F1 are not missing.
This is because, in this transmission apparatus, the same transmission data slot is allocated to two transmission frames provided with an interval of transmission timing different from the interval of switching of the radio modulation frequency. Since these transmission data slots are arranged in different orders in each transmission frame, the equalization processing results are stored in the first data slot storage memory 203a and the second data slot storage memory 203b, respectively.
[0055]
Usually, the equalization error power of the missing data symbol is larger than that of the missing data symbol. Therefore, the reception data selection unit 205 can select a highly reliable reception data symbol that is not missing from each of the first reception frame F1 and the fourth reception frame F4 by comparing the equalization error power. The received data slot S1 can be reconfigured.
[0056]
In addition to the switching of the wireless modulation frequency, the state of the wireless propagation path may deteriorate due to fading or the like that occurs during wireless communication, and the reception state of received data symbols may deteriorate. In FIG. 4, the received data symbols Dn constituting the second received data slot S1 of the first received frame F1 and the received data symbols D1 and D2 constituting the first received data slot S2 of the fifth received frame F5 are frequency hopping. Although there is no overlap with the no-signal section due to, it is missing due to the deterioration of the reception state.
Even in such a case, the receiving apparatus may be able to reconfigure the received data slot by referring to the same transmission data slot included in another received frame and selecting received symbol data that is not missing. Can be increased.
[0057]
Therefore, in the example of FIG. 4, the reception data selection unit 205 uses the reception data symbols D1, D2, and Dn−1 as the reception data symbols constituting the reception data slot S1 from the first reception frame F1, and the reception data symbols Dn. The reception data slot S1 is reconfigured by selecting from the fourth reception frame F4.
[0058]
In FIG. 2, the reception data slot reconstructed by the reception data symbol selected by the reception data selection unit 205 is output to the data demodulation unit 26, and data demodulation processing such as QAM demapping processing is performed to obtain reception data. It is done. The obtained reception data is output to the outside. The above is the operation of the receiving apparatus.
[0059]
Further, as shown in FIG. 2, the receiving apparatus is provided with equalization processing units for performing equalization processing of the first and second reception data slots in each frame, but both receptions are performed. Data slot equalization processing may be performed by one equalization processing unit. FIG. 5 is a configuration block diagram of a modified example of the receiving apparatus, in which a slot order detection unit 206 is provided at the subsequent stage of the reception data slot generation unit 201 ′, and the data slot equalization processing unit 202 is provided at the subsequent stage of the slot order detection unit 206. 1 is different from the receiving apparatus of FIG. Also, the reception data slot generation unit 201 ′ is different from the reception data slot generation unit 201 of FIG. 1 in that the extracted reception data slots are all output to the slot order detection unit 206.
[0060]
In the receiving apparatus of FIG. 5, when the first received data slot and the second received data slot of each frame extracted by the received data slot generating unit 201 ′ are input to the slot order detecting unit 206, The data slot is detected. The slot order detection unit 206 assigns the detected data slot order information to the received data slot and outputs the received data slot to the data slot equalization processing unit 202.
[0061]
The data slot equalization processing unit 202 performs equalization processing on the input received data slot, recognizes the order of the received data slots in the frame based on the given order information, and in the case of the first received data slot Outputs the received data slot equalization processing result and the received data symbol equalization error to the first data slot storage memory 203a, and in the case of the second received data slot, to the second data slot storage memory 203b.
[0062]
In FIG. 5, the slot order detection unit 206 may perform an input count of received data slots and detect the order of data slots based on the count result. Also, the slot order detection unit 206 and the data slot equalization processing unit 202 may be combined into one configuration.
In this receiving apparatus, by integrating the data slot equalization processing units into one, the entire circuit scale of the receiving apparatus can be reduced, and the development cost can be reduced.
[0063]
The transmission frame generated in this transmission apparatus includes two different transmission data slots per frame, but the transmission frame may be configured by three or more different transmission data slots. In this case, the receiving apparatus requires as many data slot equalization processing units and data slot storage memories as the number of reception data slots, and the equalization error comparison unit 204 uses the same reception data slot stored in each data slot storage memory. It is necessary to make a specification for comparing equalization errors of received data symbols at the same position constituting the. The reception data selection unit 205 needs to select and read out a reception data symbol that minimizes the equalization error power based on the comparison result from the equalization error comparison unit.
In this receiving apparatus, increasing the number of transmission data slots included in the transmission frame decreases the data rate, but can improve the reliability and reliability of wireless communication.
[0064]
Further, although transmission data slots are allocated to transmission frames as shown in FIG. 3, the timing of allocation of each transmission data slot may be changed. For example, as shown in FIG. 3, the transmission data slot S4 is allocated to the second transmission data slot of the transmission frame F4, and the transmission data slot S5 is allocated to the second transmission data slot of the transmission frame F5. But
Even if the transmission data slot S4 and the transmission data slot S5 are exchanged, the data demodulation of both data slots is normally performed in this receiving apparatus.
That is, if the transmission data slot allocation order (first transmission data slot, second transmission data slot) in one transmission frame is not changed, even if transmission data slots are exchanged between transmission frames in this transmission apparatus, The receiving apparatus can demodulate the data slot.
[0065]
In this case, the UW pattern added to the transmission data slot is changed for each transmission data slot, and the reception data slot generation unit 201 of this receiving apparatus recognizes the transmission data slot based on the UW, thereby transmitting It can easily cope with data slot assignment changes.
However, as the interval between transmission data slots having the same content increases, the delay time increases and it takes time to demodulate the data. Therefore, it is necessary for this transmission apparatus to set the interval between transmission data slots having the same content in consideration of this point. is there.
[0066]
In addition, the transmission apparatus and the reception apparatus are compatible with the low-speed frequency hopping method, but can also be applied to the high-speed frequency hopping method. Also in the high-speed frequency hopping method, the transmission data slot assignment as described above can be applied, and the quality of wireless communication can be improved.
[0067]
In addition, although the transmission device and the reception device use QAM as a modulation method, other modulation methods such as a PSK modulation method may be used.
Further, in this receiving apparatus, equalization error power is used as a reference for selecting a reception data slot. Instead of equalization error power, an error caused by error determination processing such as CRC (Cyclic Redundancy Check), Viterbi, etc. The detection result may be used. Specifically, an error detection code is added to the transmission data symbol in the transmission apparatus, and the error detection result of the same reception data symbol calculated in the reception apparatus is used as a reference for selecting the reception data symbol. A small number of received data slots may be selected.
Further, in this receiving apparatus, by selecting a received data symbol based on both the equalization error power and the error detection code, it is possible to select data with fewer errors in this receiving apparatus.
[0068]
As described above, the radio transmission apparatus according to the embodiment of the present invention generates radio data having a configuration in which each data slot is included in a plurality of frames using a data slot obtained by dividing transmission data into a certain length. In addition, by wirelessly transmitting the wireless data by the frequency hopping method, it is possible to transmit a data slot with few errors due to transmission data loss caused by switching of the wireless modulation frequency, resulting in switching of the wireless modulation frequency in the frequency hopping method. Burst data errors can be prevented, and wireless communication quality can be improved.
[0069]
Further, according to the wireless reception device according to the embodiment of the present invention, in the frame of the wireless data received from the wireless transmission device, the data slot constituted by the data symbol is extracted and the waveform equalization processing is performed. Calculate equalization error power for each data symbol, compare equalization error power of data symbols at the same position in the same data slot after equalization processing, and select the data symbol with the smallest equalization error power Since the slot can be reconfigured and demodulated, burst data errors due to switching of the radio modulation frequency in the frequency hopping method can be prevented, and the quality of radio communication can be improved.
[0071]
【The invention's effect】
BookAccording to the invention, in the wireless receiver,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendIn a frame of wireless data received from a wireless transmission device, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slots is performed and an equalization error power of data symbols constituting the data slots is calculated, For multiple identical data slots, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, and the data symbol with the smallest equalization error power is selected to reconfigure the data slot Thus, the radio receiving device that demodulates the radio modulation device has the effect of preventing burst data errors due to switching of the radio modulation frequency and improving the quality of radio communication.
[0072]
  Further, according to the present invention, in the wireless reception device,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendA reception data slot generation unit that recognizes and extracts a data slot constituted by data symbols in a frame of wireless data received from a wireless transmission device and recognizes the order of the data slot in the frame, and is received according to the order. Performs waveform equalization processing of the data slot output from the data slot generation unit, calculates equalization error power of the data symbol in the data slot, and outputs the data slot subjected to waveform equalization processing and equalization error power A plurality of data slot equalization processing units, a data slot subjected to waveform equalization processing output from the corresponding data slot equalization processing unit, a plurality of data slot storage units for storing equalization error power, and a plurality of data slots In the storage unit, for the same data slot, the same data slot Data with the smallest equalization error power based on the comparison results from the equalization error comparison unit and the equalization error comparison unit that compare the equalization error powers of the data symbols at the same position in the network and output the comparison result A data selection unit for selecting a symbol and reading and outputting the selected data symbol from the data slot subjected to waveform equalization processing stored in the data slot storage unit, and a data symbol output from the reception data selection unit Therefore, it is possible to prevent burst data errors due to switching of the radio modulation frequency and improve the quality of radio communication.
[0073]
  Further, according to the present invention, in the wireless reception device,In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method SendIn a frame of wireless data received from the wireless transmission device, a reception data slot generation unit that extracts a data slot constituted by data symbols, and a waveform equalization process of a data slot output from the reception data slot generation unit, A data slot equalization processing unit that calculates the equalization error power of the data symbols constituting the data slot, and recognizes and outputs the data slot subjected to waveform equalization processing and the equalization error power in the order of the frames in the data slot And a plurality of data slot storage units for storing the waveform equalization processed data slots output from the data slot equalization processing unit and the equalization error power, and a plurality of data slot storage units. For the same data slot, the same data slot Compare the equalization error power of the data symbols in the position and select the data symbol with the smallest equalization error power based on the comparison result from the equalization error comparison unit and the equalization error comparison unit that outputs the comparison result. , A received data selection unit that reads out and outputs a selected data symbol from a data slot that has been subjected to waveform equalization processing stored in the data slot storage unit, and data that demodulates the data symbol output from the received data selection unit Since the wireless receiving device has a demodulator, burst data errors due to switching of the wireless modulation frequency can be prevented to improve the quality of wireless communication, and the circuit scale of the wireless receiving device can be reduced.
[0074]
In addition, in the frequency hopping wireless communication method, transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wireless transmission by the frequency hopping method is performed. In the received wireless data frame, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slot is performed, and equalization error power of the data symbols constituting the data slot is calculated, For the same data slot, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, and the data symbol having the smallest equalization error power is selected to reconfigure the data slot. As a frequency hopping wireless communication method So to prevent burst data errors due to switching of the modulated radio frequency, there is an effect capable of improving the quality of the wireless communication.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration block diagram of a radio transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration block diagram of a radio reception apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission frame generated by the wireless transmission device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a reception data symbol selection method in reception data selection section 205 in the radio reception apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration block diagram of a modification of the radio reception apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional general frequency hopping wireless transmission apparatus.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional general frequency hopping wireless receiver.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission frame generated by a conventional wireless transmission device.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration of a reception RF signal and a reception frame in a conventional wireless transmission device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,104 ... Transmission frame production | generation part, 12 ... UW addition part, 13 ... Modulation signal production | generation part, 14 ... Orthogonal modulation part, 15 ... Transmission radio | wireless part, 16, 21 ... Antenna part, 22 ... Reception radio | wireless part, 23 ... Orthogonal Detection unit, 24 ... Synchronization processing unit, 25 ... Equalization processing unit, 26 ... Data demodulation unit, 101 ... Transmission data slot generation unit, 102 ... Transmission data slot storage memory, 103 ... UW memory, 201, 201 '... Reception data Slot generation unit 202 ... Data slot equalization processing unit 203 ... Data slot storage memory 204 ... Equalization error comparison unit 205 ... Received data selection unit 206 ... Slot order detection unit

Claims

In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method. In a frame of radio data received from a transmitting radio transmitting apparatus, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slot is performed, and equalization error power of data symbols constituting the data slot For the same data slot, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, and the data symbol with the smallest equalization error power is selected and data A radio receiving apparatus, wherein a slot is reconstructed and demodulated.

In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method. in the frame of the radio data received from the wireless transmission device for transmitting a data slot formed by the data symbols, the received data slot generation unit for extracting and recognizing the order of the data slots in the frame,
Provided according to the order, the waveform equalization processing of the data slot output from the reception data slot generation unit is performed, the equalization error power of the data symbol in the data slot is calculated, and the waveform equalization processing is performed A plurality of data slot equalization processing units for outputting data slot and equalization error power;
A plurality of data slot storage units for storing the waveform equalized data slots output from the corresponding data slot equalization processing units and equalization error power;
In the plurality of data slot storage units, for a plurality of the same data slots, an equalization error comparison unit that compares the equalization error power of the data symbol at the same position in the same data slot and outputs a comparison result;
Based on the comparison result from the equalization error comparison unit, the data symbol having the smallest equalization error power is selected, and the waveform equalization-processed data slot stored in the data slot storage unit is selected. A received data selection unit that reads out and outputs the data symbols;
And a data demodulator that demodulates the data symbol output from the received data selector.

In order to make it possible to select a data slot with few errors, the transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames is generated, and wirelessly is generated by a frequency hopping method. A reception data slot generation unit that extracts a data slot composed of data symbols in a frame of wireless data received from a wireless transmission device for transmission;
Performs waveform equalization processing of the data slot output from the reception data slot generation unit, calculates equalization error power of the data symbols constituting the data slot, and equalizes the data slot subjected to waveform equalization processing A data slot equalization processing unit for recognizing and outputting power in a frame in a data slot;
A plurality of data slot storage units for storing waveform equalization processed data slots and equalization error power, which are provided according to the order and output from the data slot equalization processing unit;
In the plurality of data slot storage units, for a plurality of the same data slots, an equalization error comparison unit that compares the equalization error power of the data symbol at the same position in the same data slot and outputs a comparison result;
Based on the comparison result from the equalization error comparison unit, the data symbol having the smallest equalization error power is selected, and the waveform equalization-processed data slot stored in the data slot storage unit is selected. A received data selection unit that reads out and outputs the data symbols;
And a data demodulator that demodulates the data symbol output from the received data selector.

The transmission data is divided into a plurality of data slots, wireless data having a configuration in which data slots having the same content are included in a plurality of different frames, wireless transmission by a frequency hopping method is performed,
In the received radio data frame, a data slot constituted by data symbols is extracted, waveform equalization processing of the data slot is performed, and equalization error power of the data symbols constituting the data slot is calculated, For the same data slot, the equalization error power of the data symbol at the same position in the data slot is compared for each data symbol, the data symbol having the smallest equalization error power is selected, and the data slot is reconfigured. A frequency hopping wireless communication method characterized by demodulating.