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公開番号2025065157
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2025006401,2023065510
出願日2025-01-16,2023-04-13
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 27/38 20060101AFI20250410BHJP(電気通信技術)
要約【課題】検出遅延を抑制してフレームデータのスループットを向上させる無線受信装置を提供する。
【解決手段】受信部のバースト検出部87は、正規化部871、第1の周波数シフト部876A、LPF872Aと、第1の信号電力の平均値を求める第1の電力算出手段873A、874A、第2の周波数シフト部876B、LPF872B、第2の信号電力の平均値を求める第2の電力算出手段873B、874B、第1の信号電力の平均値と第2の信号電力の平均値の大きい方を出力する電力比較部8711、第3の周波数シフト部876、第3の周波数シフト信号から雑音信号を抽出するLPF877、雑音信号の信号電力の平均値を求める第3の電力算出手段878、879、雑音信号の信号電力の平均値に基づき電力閾値を算出する電力閾値算出部8710及び信号電力の平均値が電力閾値よりも大きい場合に、プリアンブル信号を検出したと判定する判定部875を備える。
【選択図】図13
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、
復調された前記受信信号の信号電力の振幅が１未満であるときに、前記振幅を１に正規化する正規化手段と、
振幅が正規化された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、
振幅が正規化された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、
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、
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無線受信装置。

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 2,300 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１６（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１６（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、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、受信信号の信号電力が定格より低いときには、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）により受信信号の信号電力を増幅してからバースト検出を行なっている。そのため、受信信号の信号電力が定格より低いときには、図１６（Ｃ）に示すように、ＣＷ信号の信号電力が電力閾値を超えるまでに時間がかかり、バースト検出に遅延が発生して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、復調された前記受信信号の信号電力の振幅が１未満であるときに、前記振幅を１に正規化する正規化手段と、振幅が正規化された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、振幅が正規化された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、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、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無線受信装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、受信信号の信号レベルが低い場合に従来行なわれていたＡＧＣによるレベル調整が不要となるので、検出遅延を抑制してフレームデータのスループットを向上させることが可能である。
【００１０】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、受信信号の周波数をシフトして２種類の周波数シフト信号を生成し、この２種類の周波数シフト信号それぞれについて信号抽出手段によりプリアンブル信号の抽出を行なうことにより、信号抽出手段の帯域幅を狭くすることができる。そのため、周波数オフセット耐性を従来と同等に維持したまま、雑音耐性を向上させることが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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