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公開番号2024154434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-30
出願番号2024103055,2023067971
出願日2024-06-26,2023-04-18
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 27/22 20060101AFI20241023BHJP(電気通信技術)
要約【課題】バースト通信のスループット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】無線通信装置の受信系において、バースト検出部87は、一対のスペクトラムを有する交番信号のスペクトラムの周波数が交番信号の中心周波数に対して正方向の第1周波数となるように受信信号の周波数をシフトする第1の周波数シフト部、第1の周波数シフト信号の交番信号の電力である第1の信号電力を算出する電力算出部、交番信号の一方のスペクトラムの周波数が交番信号の中心周波数に対して負方向の第1周波数となるように受信信号の周波数をシフトする第2の周波数シフト部、第2の周波数シフト信号の交番信号の一方のスペクトラムの信号電力である第2の信号電力を算出する電力算出部及び第1、第2の信号電力の平均値とを比較する電力比較部から出力された信号電力の平均値が電力閾値よりも大きい場合、交番信号を検出したとする判定部を備える。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
データ信号の先頭に交番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、受信信号を出力する受信手段と、
前記受信信号から前記交番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、
一対のスペクトラムを有する前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して正方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第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交番信号の一方のスペクトラムを抽出する第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交番信号の一方のスペクトラム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、
前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して負方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第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交番信号の一方のスペクトラムを抽出する第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交番信号の一方のスペクトラム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、前記交番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 1,200 文字）【請求項２】
前記バースト検出手段は、前記受信信号の周波数をシフトする前に、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、
前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記第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前記受信信号の周波数をシフトして第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を受信する無線受信装置に用いられるバースト検出方法であって、
データ信号の先頭に交番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するステップと、
一対のスペクトラムを有する前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して正方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第１の周波数シフト信号を生成するステップと、
前記第１の周波数シフト信号から前記交番信号の一方のスペクトラムを抽出するステップと、
前記第１の周波数シフト信号から抽出した前記交番信号の一方のスペクトラム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ステップと、
前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して負方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第２の周波数シフト信号を生成するステップと、
前記第１の周波数シフト信号から前記交番信号の一方のスペクトラムを抽出するステップ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交番信号の一方のスペクトラムを抽出するステップと、
前記第２の周波数シフト信号から抽出した前記交番信号の一方のスペクトラム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ステップと、
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ステップと、
前記大きいほうの信号電力の平均値と、電力閾値とを比較し、前記大きいほうの信号電力の平均値が前記電力閾値よりも大きい場合に、前記交番信号を検出したと判定する判定し、前記データフレームの到来を検出するステップと、
を備え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 2,100 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２０（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２０（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２０（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、ＣＷ信号の信号電力の平均値が電力閾値よりも大きいときにデータフレームの到来を検出する。
【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】
上述したように、バースト通信ではデータ信号の先頭にＣＷ信号と交番信号とを付加するのが一般的であるが、本来送信すべきデータ信号にＣＷ信号および交番信号を付加するとデータ量が増大し、スループットが低下するという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、バースト通信のスループットを向上す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交番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、受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号から前記交番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、一対のスペクトラムを有する前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して正方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第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交番信号の一方のスペクトラムを抽出する第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交番信号の一方のスペクトラム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、前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記交番信号の中心周波数に対して負方向の第１周波数となるように前記受信信号の周波数をシフトして第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交番信号の一方のスペクトラムを抽出する第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交番信号の一方のスペクトラム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、前記交番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、前記バースト検出手段は、前記受信信号の周波数をシフトする前に、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、前記交番信号の一方のスペクトラムの周波数が前記第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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