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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-14
(54)【発明の名称】Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器およびその受信方法
(51)【国際特許分類】
H04L 27/144 20060101AFI20240307BHJP
H04B 1/16 20060101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
H04L27/144
H04B1/16 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560568
(86)(22)【出願日】2022-03-09
(85)【翻訳文提出日】2023-09-28
(86)【国際出願番号】 CN2022079933
(87)【国際公開番号】W WO2022213764
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】202110366616.0
(32)【優先日】2021-04-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523371883
【氏名又は名称】上海縦行企業発展有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＺＩＦＩＳＥＮＳＥ ＩＮＦＯＴＥＣＨ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ８８９５， Ｎｏ． ３１５， Ｅｍｅｉ Ｒｏａｄ， Ｈｏｎｇｋｏｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００８０， Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】鄭 徳来
(72)【発明者】
【氏名】李 卓群
【テーマコード（参考）】
5K061
【Ｆターム（参考）】
5K061AA11
5K061CC05
5K061CC25
(57)【要約】
【課題】拡張性が高く、受信性能が良いＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信器およびその受信方法を提供する。
【解決手段】Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行うことを含み、具体的には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用して繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用して非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、を含む。本願の技術的解決策を採用し、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫに基づいて、低い感度を達成させると同時に、各種マルチパスおよびＤｏｐｐｌｅｒ場面に適応する。
【選択図】図２
【解決手段】Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行うことを含み、具体的には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用して繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用して非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行うことと、を含む。本願の技術的解決策を採用し、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫに基づいて、低い感度を達成させると同時に、各種マルチパスおよびＤｏｐｐｌｅｒ場面に適応する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行い、具体的には、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行う、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含むことを特徴とするＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項2】
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスが前後の自己相関して新たなシーケンスを得、閾値を満たすことをベースに、同期ポイントは、自己相関ピーク値点が対応するプリアンブル同期ポイントであり、自己相関値が最大のときにはすなわち、完全なＰｒｅａｍｂｌｅシーケンスを受信したことを示していることを特徴とする請求項１記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項3】
相関値幅の最大値の自己相関値、時間遅延シンボル数ｚｚおよびＭ－ＦＳＫシンボル時間長Ｔに基づいて計算して得られる周波数オフセットは：ＣＦＯ＝ｐｈａｓｅ（Ｃｏｒｒ（Ｋｍａｘ））／（２π＊（Ｔ＊ｚｚ））と推定され、ここで、ｐｈａｓｅは、求める位相を表し、複数の虚実に基づいて位相を計算し、Ｃｏｒｒ（ｋ）は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスが前後の自己相関して得られる新たなシーケンスであることを特徴とする請求項２記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項4】
非繰り返しシーケンスは、Ｍ－ＦＳＫシーケンス変調に基づく非繰り返しシーケンスを含み、他のシーケンスまたは他の変調方式にも適しており、ＣＡＺＡＣシーケンスおよびＺａｄｏｆｆＣｈｕシーケンスを用いることをサポートすることを特徴とする請求項１記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項5】
相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術は、具体的には、Ｍ－ＦＳＫ変調シーケンスとローカルシーケンスとを受信するスライディングＦＦＴ法に基づき、拡張可能ローカルシーケンスが、同様のサンプリングレートの受信信号が共役ドット積を行うために用いられ、デシリアライズ情報の機能を果たし、周波数領域に変換し、最大値と周波数領域の位置情報を求め、このときの相関ピーク値と、周波数オフセット推定のための値とを得、異なる時刻のピーク値や、ピーク値の最大値を比較し、且つ、一定の閾値よりも大きければ、すなわち、プリアンブルの時間同期ポイントであり、同期時刻の周波数ポイントの位置と直流周波数ポイントの間隔とにより表される周波数の大きさに基づいて周波数オフセット値を求めることを特徴とする請求項１又は４記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項6】
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術は、具体的には、周波数ポイント間隔ＳＣＳ／シンボル時間長／変調周波数ポイント数に基づいて拡張可能Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫの送信シンボルを復調し、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づくデータ復調を自己適応復調することを特徴とする請求項１記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項7】
周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、データシンボル復調合成は、個々のＭ－ＦＳＫシンボルに基づく合成であり、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値のみを保持することを特徴とする請求項１記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項8】
非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルの周波数領域におけるエネルギーによって最も大きく対応する値であることを特徴とする請求項１記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項9】
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行い、具体的には、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して最尤検出性能を獲得する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含むことを特徴とするＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項10】
周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、データシンボル復調合成は、個々のＭ－ＦＳＫシンボルに基づく合成であり、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値のみを保持することを特徴とする請求項９記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項11】
非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルの周波数領域におけるエネルギーによって最も大きく対応する値であることを特徴とする請求項９記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項12】
ＳＮＲ検出と時間・周波数同期は、具体的には、１ 非繰り返しプリアンブルシーケンスに基づき、時刻ポイントを同期し、デシリアライズ情報の周波数領域ピーク値またはピーク値付近のエネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外が雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
２ Ｍ－ＦＳＫデータシンボルに基づき、周波数領域に変換した後、周波数領域ピーク値またはピーク値付近のポイント総エネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外の周波数ポイントが雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
を含むことを特徴とする請求項９記載のＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【請求項13】
受信器が、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のＭ－ＦＳＫ変調における受信方法を実行することを含むことを特徴とするＭ－ＦＳＫ変調に基づく受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は通信技術分野に関し、特に、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器およびその受信方法に関する。
【背景技術】
【0002】
復調は、情報を保持している変調済みの信号から情報を復元するプロセスである。各種情報伝達または処理システムにおいて、送信側は、伝送しようとする情報を用いて搬送波を変調し、この情報を保持している信号を生成する。受信側は、伝送された情報を復元しなければ利用することができず、これが復調である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
従来のＭ－ＦＳＫの復調技術の大半がアナログの方法に基づいているか、または、時間領域においてマッチング相関検出方法を行っている。これらの方法は拡張性が低く、受信性能が悪い。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本願は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造をＭ－ＦＳＫ復調する、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法を提供している。ここで、Ｍ－ＦＳＫはＭ次の周波数偏移キーイングを指し、個々のシンボルの所要変調ビットに基づいて周波数領域において連続するＭ個の直交変調周波数ポイントから１つの周波数ポイントを選択して送信し、Ｍは２の指数であり、このとき、個々のＭ－ＦＳＫシンボルはｌｏｇ２（Ｍ）個のビットを送信することができ、さらに、他の２つの重要なパラメータは、最小周波数ポイント間隔ＳＣＳおよび個々のシンボル時間長Ｔであり、Ｍ－ＦＳＫ変調の概略図は図８の通りである。
【0005】
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行う、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む。
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行う、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む。
【0006】
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスが前後の自己相関して新たなシーケンスを得、閾値を満たすことをベースに、同期ポイントは、自己相関ピーク値点が対応するプリアンブル同期ポイントであり、自己相関値が最大のときにはすなわち、完全なＰｒｅａｍｂｌｅシーケンスを受信したことを示している、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0007】
相関値幅の最大値の自己相関値、時間遅延シンボル数ｚｚおよびＭ－ＦＳＫシンボル時間長Ｔに基づいて計算して得られる周波数オフセットは：ＣＦＯ＝ｐｈａｓｅ（Ｃｏｒｒ（Ｋｍａｘ））／（２π＊（Ｔ＊ｚｚ））と推定され、ここで、ｐｈａｓｅは、求める位相を表し、複数の虚実に基づいて位相を計算し、Ｃｏｒｒ（ｋ）は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスが前後の自己相関して得られる新たなシーケンスである、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0008】
非繰り返しシーケンスは、Ｍ－ＦＳＫシーケンス変調に基づく非繰り返しシーケンスを含み、他のシーケンスまたは他の変調方式にも適しており、ＣＡＺＡＣシーケンスおよびＺａｄｏｆｆＣｈｕシーケンスを用いることをサポートする、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0009】
相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術は、具体的には、Ｍ－ＦＳＫ変調シーケンスとローカルシーケンスとを受信するスライディングＦＦＴ法に基づき、拡張可能ローカルシーケンスが、同様のサンプリングレートの受信信号が共役ドット積を行うために用いられ、デシリアライズ情報の機能を果たし、周波数領域に変換し、最大値と周波数領域の位置情報とを求め、このときの相関ピーク値と、周波数オフセット推定のための値とを得、異なる時刻のピーク値や、ピーク値の最大値を比較し、且つ、一定の閾値よりも大きければ、すなわち、プリアンブルの時間同期ポイントであり、同期時刻の周波数ポイントの位置と直流周波数ポイントの間隔とにより表される周波数の大きさに基づいて周波数オフセット値を求める、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0010】
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術は、具体的には、周波数ポイント間隔ＳＣＳ／シンボル時間長／変調周波数ポイント数に基づいて拡張可能Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫの送信シンボルを復調し、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づくデータ復調を自己適応復調する、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0011】
周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、データシンボル復調合成は、個々のＭ－ＦＳＫシンボルに基づく合成であり、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値のみを保持する、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0012】
非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルの周波数領域におけるエネルギーによって最も大きく対応する値である、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0013】
本願は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行い、具体的には、
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して最尤検出性能を獲得する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法をさらに提供する。
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して最尤検出性能を獲得する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法をさらに提供する。
【0014】
周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、データシンボル復調合成は、個々のＭ－ＦＳＫシンボルに基づく合成であり、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値のみを保持する、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0015】
非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルの周波数領域におけるエネルギーによって最も大きく対応する値である、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0016】
ＳＮＲ検出と時間・周波数同期は、具体的には、
１ 非繰り返しプリアンブルシーケンスに基づき、時刻ポイントを同期し、デシリアライズ情報の周波数領域ピーク値またはピーク値付近のエネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外が雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
２ Ｍ－ＦＳＫデータシンボルに基づき、周波数領域に変換した後、周波数領域ピーク値またはピーク値付近のポイントの総エネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外の周波数ポイントが雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
を含む、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
１ 非繰り返しプリアンブルシーケンスに基づき、時刻ポイントを同期し、デシリアライズ情報の周波数領域ピーク値またはピーク値付近のエネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外が雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
２ Ｍ－ＦＳＫデータシンボルに基づき、周波数領域に変換した後、周波数領域ピーク値またはピーク値付近のポイントの総エネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外の周波数ポイントが雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
を含む、上記の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法。
【0017】
本願は、前記受信器が、上記のいずれか一項に記載の、Ｍ－ＦＳＫ変調における受信方法を実行することを含む、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器をさらに提供する。
【0018】
本願が実現する有益な効果は次の通りである。
【0019】
１、本願は受信器の関連技術によって、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫに基づいて、低い感度を達成させると同時に、各種マルチパスおよびＤｏｐｐｌｅｒ場面に適応する。
【0020】
２、本願は同期技術を採用し、検出技術の感度を大幅に高め、周波数オフセットが大きいときにも周波数を同期することができ、送信側のＴＣＸＯを節約することができる。
【0021】
３、本願は、自己適応するＦＦＴに基づく復調技術を採用しており、最尤復調性能を獲得することができる。
【0022】
４、本願はマルチアンテナ合成技術を採用しており、受信側にエネルギーとダイバーシティゲインを獲得させる。
【0023】
５、本願のＭ－ＦＳＫエネルギー検出とＳＮＲの測定方法は、受信側が、相応の受信状況を比較的正確に獲得できるようにする。
【0024】
本発明の実施例または従来技術における技術的解決策をより明確に説明するため、以下、実施例または従来技術の記述において使用する必要のある図面について簡単に説明するが、もちろん、以下の記述中の図面は、本発明において記載された、いくつかの実施例であるに過ぎず、当業者にとっては、これらの図面に基づいて他の図面を獲得することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】ゼロＩＦに基づくＭ－ＦＳＫデジタル復調先進受信器のアルゴリズムの概略図である。
【図2】本願の実施例一が提供する、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法の概略図である。
【図3】受信器の、繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームに対する受信の概略図である。
【図4】Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスと自己相関値の関連関係の概略図である。
【図5】受信器の、非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームに対する受信の概略図である。
【図6】非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレーム受信時の同期ポイント最大値の周波数オフセット間隔の概略図である。
【図7】ＦＦＴ自己適応に基づく受信器アルゴリズムの実例図である。
【図8】Ｍ－ＦＳＫ変調の例示であり、図中、Ｍ＝８であり、ＳＣＳは２ｋＨｚであり、シンボル時間長は１／６００秒または６００ｓｐｓ（ｓｙｍｂｏｌｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の実施例中の図面を参照しながら、本発明の実施例中の技術的解決策について明確且つ十全に記述する。もちろん、記述される実施例は本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本発明中の実施例に基づき、当業者が、創造的な労働を行わない前提の下で獲得した他のすべての実施例はいずれも、本発明が保護する範囲に属する。
【0027】
本願の、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器および受信方法は、特許出願２０２０１１１３２０４６．０および２０２０１１４０２５２２．６が提供するＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫ送信技術に基づいて設計された相応の受信器および受信方法であり、上記出願の送信器と本願の受信器が共同で、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫに基づくＬＰＷＡＮ技術を構成する。本願は、低信号雑音比における検出能力、反周波数オフセット能力、測定技術、マルチアンテナ合成がエネルギーおよびダイバーシティゲインを得る技術、および拡張可能な復調技術を有する、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫ送信に基づく自己適応拡張可能受信器技術について詳しく説明する。
【0028】
本願が提供する、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器および受信方法について説明する前に、まず、本願の、Ｍ－ＦＳＫ変調技術（本願は、自己適応可能であるかまたは配置可能なＭ－ＦＳＫ変調送信技術および相応の受信器技術をａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫ技術と呼ぶ）に基づく送信側フレーム構造を、以下に示すように定義する。
【表1】
【0029】
ここで、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームはフレーム検出およびフレーム同期のために用いられ、ＳＹＮＣフレームはデータフォーマットの制定のために用いられ、Ｄａｔａフレームは、Ｍ－ＦＳＫへのコード化または無コード化変調を採用して送信され、すなわち、異なる変調・コード化スキーム（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）をサポートする。ＰｒｅａｍｂｌｅフレームとＳＹＮＣフレームは、従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマット（すなわち２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫ変調を採用）を互換でき、より高次の変調技術、すなわち、本願が実現するＡｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫ変調技術における変調次数Ｍ＝２ｎ（ｎは整数であり且つｎ≧１）を採用することもできる。また、周波数スペクトル漏れを低減するため、Ｍ－ＦＳＫ変調はシンボル間の位相連続を保持し、すなわちＭ－ＣＰＦＳＫであり、周波数スペクトル漏れをさらに低減するため、ガウスフィルタリングを追加し、すなわちＭ－ＧＦＳＫであり、本願におけるＭ－ＦＳＫはこれら２つの変調方式を含む。
【0030】
Ｍ－ＦＳＫ変調方法は、従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットを互換でき、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームは従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットを採用して送信し、ＳＹＮＣコードは２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫを採用して変調し、ＳＹＮＣフレームは複数種の変調情報を含んでおり、もし、その中の変調情報が従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットと同じであれば、Ｄａｔａフレームは従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットを採用し、そのうち変調情報が異なっていれば、Ｄａｔａフレームのフレーム構造は事前の定めにより変調送信される。
【0031】
Ｍ－ＦＳＫ変調方法の変調次数Ｍは２以上であり、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレーム和ＤａｔａフレームはＭ－ＦＳＫフォーマットを採用して変調され、
ここで、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームのフォーマットまたは送信されるシーケンス情報は、従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットとは異なり、具体的には、以下のいくつかの形式を有することができる。
ここで、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームのフォーマットまたは送信されるシーケンス情報は、従来の２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫフォーマットとは異なり、具体的には、以下のいくつかの形式を有することができる。
【0032】
１ Ｐｒｅａｍｂｌｅコードは繰り返しシーケンスであってよく、最小繰り返し粒度はＮ個のシンボルであり、Ｎ≧２であり、すべてシンボル数のＰｒｅａｍｂｌｅコードはＮの整数倍である。
【0033】
２ 前記Ｐｒｅａｍｂｌｅコードは、２ＦＳＫまたは２ＧＦＳＫを用いて変調される、非繰り返しｍシーケンスであり、ここで、ｍシーケンスは、最大長線形シフトレジスタシーケンスの略称であり、その名の示す通り、ｍシーケンスは、多段シフトレジスタまたはその遅延素子により、線形フィードバックによって生成される最長のコードシーケンスであり、バイナリシフトレジスタでは、ｎがシフトレジスタの段数であれば、ｎ段のシフトレジスタは計２ｎ個の状態を有しており、すべて０の状態を除いて２ｎ－１における状態が残っているため、それが生成可能な最大長のコードシーケンスは２ｎ－１桁である。
【0034】
３ Ｐｒｅａｍｂｌｅコードは従来のフォーマットと異なっていてもよく、すなわち、Ｍ－ＦＳＫ変調を用いなくてもよく、Ｐｒｅａｍｂｌｅは、ＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ Ａｕｔｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）シーケンスを用いることをサポートしており、ＺａｄｏｆｆＣｈｕシーケンスを採用する場合、このシーケンスの定振幅特性、良好な相関性を有する。
【0035】
実施例一
本願の実施例一は、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法を提供し、図１に示す、ゼロＩＦに基づくＭ－ＦＳＫデジタル復調先進受信器アルゴリズムを採用するとともに、上記Ｍ－ＦＳＫ変調送信技術に基づいて実現し、図２に示すように、前記Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法は以下を含む。
本願の実施例一は、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法を提供し、図１に示す、ゼロＩＦに基づくＭ－ＦＳＫデジタル復調先進受信器アルゴリズムを採用するとともに、上記Ｍ－ＦＳＫ変調送信技術に基づいて実現し、図２に示すように、前記Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法は以下を含む。
【0036】
（１）Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調する
送信器および受信器について、変調次数ＭやＰｒｅａｍｂｌｅフレームのシーケンス形式などを含む双方のフレーム構造の配置を予め定めるが、送信器のＭ－ＦＳＫ変調方法において、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームは繰り返しシーケンスまたは非繰り返しシーケンスとして設計することができるため、受信器において復調を行う際にも、繰り返しシーケンスまたは非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームに対して相応の復調処理を行う必要がある。
送信器および受信器について、変調次数ＭやＰｒｅａｍｂｌｅフレームのシーケンス形式などを含む双方のフレーム構造の配置を予め定めるが、送信器のＭ－ＦＳＫ変調方法において、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームは繰り返しシーケンスまたは非繰り返しシーケンスとして設計することができるため、受信器において復調を行う際にも、繰り返しシーケンスまたは非繰り返しシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅフレームに対して相応の復調処理を行う必要がある。
【0037】
１ Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行い、
ここで、自己相関シーケンスの時間遅延は最小繰り返しシーケンスシンボル数の倍数であり、自己相関長は、自己相関する両シーケンスの時間遅延をシーケンス長から減じたものであり、同期ポイントは、自己相関ピーク値点が対応するプリアンブル同期ポイントであり、周波数オフセットは、自己相関ピーク値位置の位相と、自己相関する２つのシーケンスの時間遅延とに基づいて求められる。
ここで、自己相関シーケンスの時間遅延は最小繰り返しシーケンスシンボル数の倍数であり、自己相関長は、自己相関する両シーケンスの時間遅延をシーケンス長から減じたものであり、同期ポイントは、自己相関ピーク値点が対応するプリアンブル同期ポイントであり、周波数オフセットは、自己相関ピーク値位置の位相と、自己相関する２つのシーケンスの時間遅延とに基づいて求められる。
【0038】
２ＦＳＫ変調の繰り返しシーケンスを例にすると、受信器の、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームに対する受信は図３に示す通りであり、仮に、繰り返しシーケンスのビット［１０１０．．．．．１０］、計Ｋ個のビット、すなわちＰｒｅａｍｂｌｅフレームのシンボル数がＫであり、ＯＳＲ（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ）が個々のシンボルのサンプリング数であるとすれば、送信器のＰｒｅａｍｂｌｅフレームのシーケンス長はＫ＊ＯＳＲであり、フレーム構造伝送プロセスにシンボル時間遅延が存在するので、受信器において受信される自己相関のＰｒｅａｍｂｌｅフレームのシーケンス長は（Ｋ－ｚｚ）＊ＯＳＲであり、ｚｚは自己相関時の時間遅延シンボル数であり、最小繰り返しシーケンスのシンボル数の倍数であり、値域は２～Ｋ／２であり、前後に自己相関して新たなシーケンスＣｏｒｒ（ｋ）を得、ここで、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスは無から有に転じ、また有から無に転じるため、自己相関値は徐々に大きくなった後、また徐々に小さくなり、自己相関値が最大のとき、かつ、一定の閾値よりも大きければ、すなわち完全なＰｒｅａｍｂｌｅ完全シーケンスを受信し、該時刻がすなわちプリアンブルの同期ポイントである（図４は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームシーケンスと自己相関値の関連関係の概略図である）。
【0039】
このとき、相関値幅の最大値の位相推定、自己相関値、時間遅延シンボル数、およびＭ－ＦＳＫシンボル時間長Ｔに基づいて計算して得られる周波数オフセットは：ＣＦＯ＝ｐｈａｓｅ（Ｃｏｒｒ（Ｋｍａｘ））／（２π＊（Ｔ＊ｚｚ））と推定され、ここで、ｐｈａｓｅは、求める位相を表し、複数の虚実に基づいて位相を計算し、
本願は、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームの検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを受信するための計算量を少なくしている。
本願は、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームの検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを受信するための計算量を少なくしている。
【0040】
２ Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンス（例えば擬似ランダムシーケンス）であれば、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行い、ここで、非繰り返しシーケンスは、Ｍ－ＦＳＫシーケンス変調に基づく非繰り返しシーケンスを含み、ＣＡＺＡＣシーケンスやＺａｄｏｆｆＣｈｕシーケンスなど、他のシーケンスまたは他の変調方式にも適している。
【0041】
本願は非繰り返しシーケンスプリアンブルの相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術に基づいており、Ｍ－ＦＳＫ変調シーケンスとローカルシーケンスとを受信するスライディングＦＦＴ法に基づき、拡張可能ローカルシーケンス（すなわちサンプリングレートが可変である）が、同様のサンプリングレートの受信信号が共役ドット積を行うために作用し、デシリアライズ情報の機能を果たす。周波数領域に変換し、最大値と周波数領域の位置情報を求め、このときの相関ピーク値と、周波数オフセット推定のための値とを得、異なる時刻のピーク値を比較し、ピーク値の最大値、且つ、一定の閾値よりも大きければ、すなわち、プリアンブルの時間同期ポイントであり、しかるのちに、同期時刻ポイントの周波数領域位置に基づいて周波数オフセット値を求める。
【0042】
２ＦＳＫ変調の非繰り返しシーケンスを例にすると、受信器の、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームに対する受信は図５に示す通りであり、仮に、Ｋ個の２－ＦＳＫのプリアンブルシンボルがあり、個々のシンボル時間長がＴであり、個々のシンボルサンプリング数がＯＳＲであるとすれば、サンプリングレートはＴ／ＯＳＲであり、ローカルシーケンス長はＫ＊ＯＳＲであり、図５中のｔ０、ｔ１、ｔ２…は、異なるサンプリング時刻であり、各々の時刻の操作ステップは次の通りである。受信シーケンスとローカルシーケンスのＰｒｅａｍｂｌｅ ｓｉｇｎａｌ ｓ（ｎ）が、乗算等いくつかの操作を行った後に２の指数長まで適切にゼロパディングし、デシリアライズ情報の目的を果たし、ＦＦＴによって周波数領域に変換し、周波数領域において幅最大値ｃ（ｔ（ｋ））および相応の周波数ポイントの位置ｆ（ｔ（ｋ））を求め、ここで、周波数領域シーケンスの最大値シーケンスの絶対値の最大点が対応する時刻はすなわちプリアンブルの同期時刻、すなわち
周波数オフセットの推定範囲はサンプリングレートと関連し、もしサンプリングレートがより高く、且つローパスフィルタの帯域幅さらに大きければ、認容される周波数オフセットの範囲がさらに大きくなるため、同期時刻の周波数ポイントの位置と直流周波数ポイントの間隔とにより表される周波数の大きさに基づいて周波数オフセット値を求め、例えば、図６に示す同期ポイント最大値の周波数オフセット間隔の概略図では、仮に、ローパスフィルタの帯域幅が１２０ｋＨｚであれば、周波数オフセットの許容範囲は±６０ｋＨｚである。
【数1】
【0043】
本願は、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームの検出と時間・周波数同期を行い、周波数オフセットに対して敏感ではなく、Ｍ－ＦＳＫ検出と同期の感度を大幅に高めることができると同時に、検出感度が低く、比較大きい範囲で認容周波数オフセットを求めることができるため、高い水晶発振精度を端末に用いなくてもよいことを意味している。
【0044】
（２）自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用してＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームのＭ－ＦＳＫ復調を行い、自己適応は、周波数ポイント間隔ＳＣＳ／シンボル時間長／変調周波数ポイント数という３つのパラメータに基づいて拡張可能Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍ－ＦＳＫの送信シンボルを復調し、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づくデータ復調を自己適応復調する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調すること。
【0045】
本願の実施例では、ＳＹＮＣフレームとＤａｔａフレームの復調方式は同じであり、いずれも自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して復調を行い、後続の復号化の際に、異なる復号化方式を採用して復号化を行うことができるが、本願が主に開示するのは復調方法であり、復号化方式についてはここで限定しない。
【0046】
本願に記載の受信器が採用するのはＦＦＴ自己適応に基づく受信器アルゴリズムであり、適当なサンプリング周波数Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｒａｔｅ（ＳＲ）によって、搬送波間隔ＳＣＳおよびシンボルレート時間長Ｔに基づいて、ＦＦＴＳｚｉｅと周波数ポイントの位置を確定し、具体的には以下の点を含む。
【0047】
１ 信号帯域幅ＢＷ＝ＳＣＳ×２Ｋであり、サンプリング周波数ＳＲ＞＝ＳＣＳ×２Ｋを満たさなければならない、信号帯域幅によりサンプリング周波数を決定すること。ＳＲが大きくなるほどノイズ耐性が高まる。
【0048】
２ 個々のシンボルサンプリング点数はＯＳＲ＝ＳＲ＊Ｔであり、ゼロパディング方式によって少なくとも２Ｋまで充填し、Ｍ－ＦＳＫシンボルＯＳＲ値がこの点数を超えた場合、ゼロパディングの方式によって、適当なｎから２Ｋ×２ｎまでを選択する、サンプリング周波数ＳＲおよびシンボル時間長Ｔに基づいてＦＦＴＳｉｚｅを確定していること。この方法の最大の長所は、Ｍ－ＦＳＫのすべてのエネルギーを取得しており、ＯＦＤＭにサイクリックプレフィックスがあれば、シンボル間の干渉を低減するため、Ｍ－ＦＳＫシンボルの１つ前のシンボルエネルギーを除去してよいことである。
【0049】
３ シンボル時間長Ｔと搬送波間隔ＳＣＳに基づいて計算し、周波数ポイントの搬送波位置間隔ＳＣＳＳｉｚｅを変調すること。
ここで、ｃｅｉｌ関数は切り上げである。
【数2】
【0050】
４ Ｍ、ＳＣＳＳｉｚｅおよびＦＦＴＳｉｚｅに基づき、変調周波数ポイントの位置を確定し、周波数領域では変調周波数ポイントの値のみを保持し、他の値はゼロにセットする、フィルタリングすること。
【0051】
５ 対応する変調周波数ポイント上の振幅値の大きさを比較し、エネルギー最大値の所在周波数ポイントがすなわち変調周波数ポイントであり、周波数ポイントに基づいて変調ビットを復調すること。この方法が硬判定である。雑音の影響のため、変調周波数ポイントの最大値と他の周波数ポイント値との差は小さく、各変調周波数ポイント上の値によって、軟判定の方法で、復調ビットの信頼区間を算出してもよい。
【0052】
実例の計算：パラメータはＳＣＳ＝７．５ｋＨｚ；Ｍ＝１６（すなわちＫ＝４）；Ｔ＝１／（４．８ｋＨｚ）である。
【0053】
計算によれば、ＳＲ＞＝７．５＊１６＝１２０ｋＨｚ；ＳＲ＝４８０ｋＨｚ、ＯＳＲ＝ＳＲ＊Ｔ＝１００；ＦＦＴＳｉｚｅ＝１２８；ＳＣＳＳｉｚｅ＝ｃｅｉｌ（Ｔ＊ＳＣＳ）＝２である。
【0054】
Ｍ＝１６、ＦＦＴＳｉｚｅ＝１２８、およびＳＣＳＳｉｚｅ＝２に基づき、図７に示すＦＦＴの後、直流搬送波が中心位置ＦＦＴＳｉｚｅ／２＋１＝６５までサイクルシフトし、変調周波数ポイントの位置は（５０：２：８０）の位置である。
【0055】
本願は自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して、最尤検出性能を獲得することができ、且つ、Ｍ－ＦＳＫシンボルのすべてのエネルギーを最大限に得ることができ、低速狭帯域通信の復調に特に適している。
【0056】
上記の記述プロセスは比較的具体的であるが、重要なプロセスは次の通りである。
【0057】
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術は、具体には、ＦＦＴ自己適応に基づく受信器アルゴリズムを採用し、適当なサンプリング周波数ＳＲによって、搬送波間隔ＳＣＳおよびシンボルレート時間長Ｔに基づいて、ＦＦＴＳｚｉｅと周波数ポイントの位置を確定し、具体的には、
信号帯域幅によりサンプリング周波数を決定することと、
サンプリング周波数ＳＲおよびシンボル時間長Ｔに基づいてＦＦＴＳｉｚｅを確定することと、
シンボル時間長Ｔと搬送波間隔ＳＣＳに基づいて計算し、周波数ポイントの搬送波位置間隔ＳＣＳＳｉｚｅを変調することと、
Ｍ、ＳＣＳＳｉｚｅおよびＦＦＴＳｉｚｅに基づき、変調周波数ポイントの位置を確定することと、
周波数ポイントに基づいて変調ビットを復調することと、
を含む。
信号帯域幅によりサンプリング周波数を決定することと、
サンプリング周波数ＳＲおよびシンボル時間長Ｔに基づいてＦＦＴＳｉｚｅを確定することと、
シンボル時間長Ｔと搬送波間隔ＳＣＳに基づいて計算し、周波数ポイントの搬送波位置間隔ＳＣＳＳｉｚｅを変調することと、
Ｍ、ＳＣＳＳｉｚｅおよびＦＦＴＳｉｚｅに基づき、変調周波数ポイントの位置を確定することと、
周波数ポイントに基づいて変調ビットを復調することと、
を含む。
【0058】
実施例二
本願の実施例二は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行い、具体的には、
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して最尤検出性能を獲得する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法をさらに提供する。
本願の実施例二は、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレーム、ＳＹＮＣフレームおよびＤａｔａフレームを含むフレーム構造に対してＭ－ＦＳＫ復調を行い、具体的には、
Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが繰り返しシーケンスであり且つ個々のシンボルがＭ－ＦＳＫ変調を採用している場合には、自己相関の時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行い、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームが非繰り返しシーケンスである場合には、相互相関スライディングＦＦＴの時間・周波数同期技術を採用してＰｒｅａｍｂｌｅフレームのＳＮＲ検出と時間・周波数同期を行う、Ｐｒｅａｍｂｌｅフレームを復調することと、
自己適応拡張可能ＦＦＴのＭ－ＦＳＫデータ復調技術を採用して最尤検出性能を獲得する、ＳＹＮＣフレームおよび／またはＤａｔａフレームを復調することと、
を含む、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信方法をさらに提供する。
【0059】
本願は、Ｍ－ＦＳＫエネルギー検出とＳＮＲの測定方法を提供し、受信器が、相応の受信状況を比較的正確に獲得できるようにする。ここで、エネルギー計算にはデータシンボルを利用してよく、Ｐｒｅａｍｂｌｅシーケンスシンボルを利用してもよく、周波数領域のピーク値エネルギーはすなわち所望信号のエネルギーである。データシンボルを利用する場合、所望信号のエネルギーは周波数領域上のエネルギー値最大点のエネルギー
であり、Ｐｒｅａｍｂｌｅシーケンスシンボルを利用する場合には、同期時刻の周波数領域におけるエネルギー値最大点のエネルギーである。
【数3】
【0060】
本願は、Ｍ－ＦＳＫまたはＭ－ＦＳＫ変調シーケンスに基づいて周波数領域において信号と雑音を分離する測定技術によって、信号エネルギーおよび雑音の大きさをそれぞれ求めることができ、さらには信号雑音比の大きさを算出することができ、具体的には、
１ 非繰り返しプリアンブルシーケンスに基づき、時刻ポイントを同期し、デシリアライズ情報の周波数領域ピーク値またはピーク値付近のエネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外が雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
２ Ｍ－ＦＳＫデータシンボルに基づき、周波数領域に変換した後、周波数領域ピーク値またはピーク値付近のポイントの総エネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外の周波数ポイントが雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
を含む。
１ 非繰り返しプリアンブルシーケンスに基づき、時刻ポイントを同期し、デシリアライズ情報の周波数領域ピーク値またはピーク値付近のエネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外が雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
２ Ｍ－ＦＳＫデータシンボルに基づき、周波数領域に変換した後、周波数領域ピーク値またはピーク値付近のポイントの総エネルギーがすなわち信号エネルギーであり、信号エネルギー以外の周波数ポイントが雑音エネルギーであり、信号エネルギーと雑音エネルギーに基づいてＳＮＲを求めることと、
を含む。
【0061】
ピーク値のエネルギー漏れを考慮するので、ピーク値周波数ポイント付近のいくつかの周波数ポイントを信号エネルギー値として統計することができ、すなわち
であり、エネルギーは、受信した所望信号の大きさを判断すること、すなわちＲＳＳＩの計算とすることができ、
干渉と雑音を計算し、すなわち、総エネルギーを用いて信号エネルギーを減算する。
信号雑音比ＳＮＲを：ＳＮＲ＝１０＊ｌｏｇ１０（Ｅｎｅｒｇｙ／Ｎｏｉｓｅ）と計算し、ＳＮＲはエアインタフェースチャンネルの状況を判断することができる。
【数4】
干渉と雑音を計算し、すなわち、総エネルギーを用いて信号エネルギーを減算する。
【数5】
【0062】
実施例三
本願の実施例三は、周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、そして／または、非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、受信側にエネルギーとダイバーシティゲインを獲得させることを含む、Ｍ－ＦＳＫマルチアンテナ合成技術に基づいて信号の受信を実現する方法を提供する。マルチアンテナ合成技術が採用するのは最大比合成法またはコヒーレント合成法であり、時間領域と周波数領域のどちらで行ってもよい。通常、通信システムにおいて、アンテナ重み係数を得るために、相応のアンテナ重み値を推定するための特殊なパイロット周波数シンボルが必要であるが、本発明はいかなるパイロット周波数も必要とせず、Ｍ－ＦＳＫのデータシンボルのみを用いるだけで、異なるアンテナデータシンボルの合成に用いることができるほか、パイロット周波数シーケンスを用いてアンテナ合成係数を求めてもよい。
本願の実施例三は、周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、そして／または、非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、受信側にエネルギーとダイバーシティゲインを獲得させることを含む、Ｍ－ＦＳＫマルチアンテナ合成技術に基づいて信号の受信を実現する方法を提供する。マルチアンテナ合成技術が採用するのは最大比合成法またはコヒーレント合成法であり、時間領域と周波数領域のどちらで行ってもよい。通常、通信システムにおいて、アンテナ重み係数を得るために、相応のアンテナ重み値を推定するための特殊なパイロット周波数シンボルが必要であるが、本発明はいかなるパイロット周波数も必要とせず、Ｍ－ＦＳＫのデータシンボルのみを用いるだけで、異なるアンテナデータシンボルの合成に用いることができるほか、パイロット周波数シーケンスを用いてアンテナ合成係数を求めてもよい。
【0063】
本願の実施例では、データシンボル復調合成は、周波数領域ピーク値が相関合成係数となるマルチアンテナ合成技術に基づき、コヒーレントまたは非コヒーレント合成法でサンプリングすることは個々のＭ－ＦＳＫシンボルの合成に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値のみを保持し、非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、コヒーレントまたは非コヒーレント合成法でサンプリングし、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルの周波数領域におけるエネルギーによって最も大きく対応する値である。
【0064】
ここで、アンテナ合成係数を求めることは、以下のサブステップを具体的に含む。
【0065】
Ｓｔｅｐ１、重み値を計算する。
【0066】
データシンボル復調合成は、個々のＭ－ＦＳＫシンボルに基づく合成であり、個々のアンテナの合成重み値は、Ｍ－ＦＳＫシンボルが周波数領域に変換された後のエネルギーのすべての周波数ポイントが最も大きく対応する値であるか、または、変調周波数ポイント上の最大値ａｉｅ－ｊθのみを保持するか、またはフィルタリング後に基づき、周波数ポイントを変調した後に獲得した最大値ａｉｅ－ｊθのみを保持し、非繰り返しシーケンス同期マルチアンテナ合成技術に基づき、個々のアンテナの合成重み値は、個々の時刻周波数領域においてエネルギーが最も大きく対応する値ａｉｅ－ｊθである。
【0067】
Ｓｔｅｐ２、補償値を計算する。
【0068】
補償値は、すなわち、最大値位置およびその付近の３つの点を除く他のすべての点のエネルギーＮｉ（３０ＫＨｚ以内を計算するエネルギーであってもよい）であり、Ｎｉはｉ個目の点のエネルギーを表す。
【0069】
Ｓｔｅｐ３、補償係数を計算する。
【0070】
アンテナ０を基準とし、補償係数
である。
【数6】
【0071】
Ｓｔｅｐ４、各アンテナを合成する。
【0072】
得られるアンテナ合成係数は
であり、フロントエンドのマルチアンテナが受信する場合に干渉が一致しなければ、合成係数エネルギーを正規化し、ＳＮＲに基づいてβｉを算出しなければならず、ＳＮＲが大きくなるほど合成係数が大きくなり、下記式を採用して非コヒーレント合成を行う。
本願はＭ－ＦＳＫマルチアンテナ合成技術に基づいて、コヒーレントまたは非コヒーレント合成法を採用しており、追加的なパイロット周波数が不要であることを達成することができ、すなわちマルチアンテナ合成利得を獲得することができる。
【数7】
【数8】
【0073】
実施例四
本願の実施例四は、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器を提供し、前記受信器は実施例一～三の方法を実行する。
本願の実施例四は、Ｍ－ＦＳＫ変調に基づく受信器を提供し、前記受信器は実施例一～三の方法を実行する。
【0074】
上記の実施例は、本願の具体的実施形態であるに過ぎず、本願の技術的解決策を説明するために用いられるが、それに対する制限ではなく、本願の保護範囲はこれに限定されない。前述の実施例を参照して本願について詳しく説明したが、いかなる当業者も、本願が開示する技術範囲内において、依然として、前述の実施例に記載された技術的解決策を修正することができるか、または、変更を容易に想到するか、もしくは、そのうち一部の技術的特徴に対して均等物置換を行うことができるが、これらの修正、変更もしくは置換が、相応の技術的解決策の本質を本願の実施例の技術的解決策の趣旨および範囲から逸脱させることはないことを、当業者は理解しなければならない。いずれも本願の保護範囲に含まれていなければならない。このため、本願の保護範囲は、前記請求項の保護範囲に準じなければならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】