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公開番号2024154217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-30
出願番号2023067932
出願日2023-04-18
発明の名称無線受信装置およびバースト検出方法
出願人日本無線株式会社
代理人個人
主分類H04L 7/10 20060101AFI20241023BHJP(電気通信技術)
要約【課題】バースト検出における周波数オフセット耐性を維持したまま雑音耐性を向上させる無線受信装置及びバースト検出方法を提供する。
【解決手段】無線通信装置において、バースト検出部87は、受信信号の周波数を第1の方向にシフトして第1の周波数シフト信号を生成する第1の周波数シフト部、第1の周波数シフト信号からプリアンブル信号を抽出するLPF、第1の周波数シフト信号から抽出したプリアンブル信号の信号電力を算出してその平均値を求める第1の電力算出部、受信信号の周波数を第1の方向とは反対側の第2の方向にシフトして第2の周波数シフト信号を生成する第2の周波数シフト部、LPFと同じ信号抽出特性を有し、第2の周波数シフト信号からプリアンブル信号を抽出するLPF及び第2の周波数シフト信号から抽出したプリアンブル信号の信号電力を算出してその平均値を求める第2の電力算出部を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信されたデータフレームを受信して受信信号を出力する受信手段と、
前記受信信号から前記プリアンブル信号を検出することにより、前記データフレームの到来を検出するバースト検出手段と、を備え、
前記バースト検出手段は、
前記受信信号の周波数を第１の方向にシフトして第１の周波数シフト信号を生成する第１の周波数シフト手段と、
前記第１の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出する第１の信号抽出手段と、
前記第１の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第１の信号電力を算出してその平均値を求める第１の電力算出手段と、
前記受信信号の周波数を前記第１の方向とは反対側の第２の方向にシフトして第２の周波数シフト信号を生成する第２の周波数シフト手段と、
前記第１の信号抽出手段と同じ信号抽出特性を有し、前記第２の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出する第２の信号抽出手段と、
前記第２の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第２の信号電力を算出してその平均値を求める第２の電力算出手段と、
前記第１の信号電力の平均値と、前記第２の信号電力の平均値とを比較し、いずれか大きいほうを出力する電力比較手段と、
前記電力比較手段から出力された信号電力の平均値と、電力閾値とを比較し、前記信号電力の平均値が前記電力閾値よりも大きい場合に、前記プリアンブル信号を検出したと判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする無線受信装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記受信信号の振幅を正規化する正規化手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記バースト検出手段は、
振幅が正規化された前記受信信号の周波数を、前記第１の信号抽出手段の信号抽出特性の範囲内に入らないようにシフトして第３の周波数シフト信号を生成する第３の周波数シフト手段と、
前記第１の信号抽出手段と同じ信号抽出特性を有し、前記第３の周波数シフト信号から雑音信号を抽出する第３の信号抽出手段と、
前記雑音信号の信号電力を算出してその平均値を求める第３の電力算出手段と、
前記雑音信号の信号電力の平均値に基づいて前記電力閾値を算出する電力閾値算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の無線受信装置。
【請求項４】
バースト送信されたデータフレームの到来を検出するバースト検出方法であって、
データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信された前記データフレームを受信して受信信号を出力し、
前記受信信号の周波数を第１の方向にシフトして第１の周波数シフト信号を生成するとともに、前記受信信号の周波数を前記第１の方向とは反対側の第２の方向にシフトして第２の周波数シフト信号を生成し、
前記第１の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出するとともに、前記第２の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出し、
前記第１の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第１の信号電力を算出してその平均値を求めるとともに、前記第２の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第２の信号電力を算出してその平均値を求め、
前記第１の信号電力の平均値と、前記第２の信号電力の平均値とを比較し、いずれか大きいほうを出力し、
出力された信号電力の平均値と、電力閾値とを比較し、前記信号電力の平均値が前記電力閾値よりも大きい場合に、前記プリアンブル信号を検出したと判定し、前記データフレームの到来を検出する、
ことを特徴とするバースト検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト送信されたデータフレームを検出する無線受信装置およびバースト検出方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＴＤＭ（時分割多重化：Time Division Multiplexing）通信などで用いられるバースト通信では、不連続な信号が不定期に送信（以下、バースト送信ともいう）されるため、無線受信装置は信号をいつ受信するか分からない。そのため、バースト通信を行なう無線受信装置では、バースト送信された信号を検出するバースト検出が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
バースト通信に用いられるデータフレームは、図１１（Ａ）に示すように、データ信号と、データ信号の先頭に付加されたプリアンブル信号とから構成されている。プリアンブル信号には、バースト検出に用いられる無変調のＣＷ信号と、クロック誤差の補正に用いられる交番信号（「１」と「０」の交番パターン）とが含まれる。
【０００４】
バースト検出は、図１１（Ｂ）に示すように、ＬＰＦ（Low-pass filter）１００により、データフレームを受信して出力された受信信号からＣＷ信号を抽出して雑音を抑圧し、電力算出部１０１によりＣＷ信号の信号電力を算出し、平均化部１０２により信号電力の平均値を求める。判定部１０３は、図１１（Ｃ）に示すように、信号電力の平均値と、予め設定された電力閾値とを比較し、信号電力の平均値が電力閾値以上であるときにＣＷ信号を検出したと判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０００－１３４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のバースト検出では、受信信号のＣＮＲ（Career-to-Noise Ratio）が低い場合におけるバースト検出精度の劣化対策として、受信信号をＬＰＦへ入力し雑音を抑圧している。その際に、ＬＰＦの帯域幅を狭くするほど雑音への耐性は高くなるが、その一方でＬＰＦの帯域幅を狭くすると許容できる周波数オフセットの大きさが小さくなってしまうという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、バースト検出における周波数オフセット耐性を維持したまま、雑音耐性を向上させることが可能な無線受信装置およびバースト検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、データ信号の先頭にプリアンブル信号が付加されてバースト送信されたデータフレームを受信して受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号から前記プリアンブル信号を検出することにより、前記データフレームの到来を検出するバースト検出手段と、を備え、前記バースト検出手段は、前記受信信号の周波数を第１の方向にシフトして第１の周波数シフト信号を生成する第１の周波数シフト手段と、前記第１の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出する第１の信号抽出手段と、前記第１の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第１の信号電力を算出してその平均値を求める第１の電力算出手段と、前記受信信号の周波数を前記第１の方向とは反対側の第２の方向にシフトして第２の周波数シフト信号を生成する第２の周波数シフト手段と、前記第１の信号抽出手段と同じ信号抽出特性を有し、前記第２の周波数シフト信号から前記プリアンブル信号を抽出する第２の信号抽出手段と、前記第２の周波数シフト信号から抽出した前記プリアンブル信号の信号電力である第２の信号電力を算出してその平均値を求める第２の電力算出手段と、前記第１の信号電力の平均値と、前記第２の信号電力の平均値とを比較し、いずれか大きいほうを出力する電力比較手段と、前記電力比較手段から出力された信号電力の平均値と、電力閾値とを比較し、前記信号電力の平均値が前記電力閾値よりも大きい場合に、前記プリアンブル信号を検出したと判定する判定手段と、を備えることを特徴とする無線受信装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信装置において、前記受信信号の振幅を正規化する正規化手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の無線受信装置において、前記バースト検出手段は、振幅が正規化された前記受信信号の周波数を、前記第１の信号抽出手段の信号抽出特性の範囲内に入らないようにシフトして第３の周波数シフト信号を生成する第３の周波数シフト手段と、前記第１の信号抽出手段と同じ信号抽出特性を有し、前記第３の周波数シフト信号から雑音信号を抽出する第３の信号抽出手段と、前記雑音信号の信号電力を算出してその平均値を求める第３の電力算出手段と、前記雑音信号の信号電力の平均値に基づいて前記電力閾値を算出する電力閾値算出手段と、を備えることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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