(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データから雑音を除去するための受信ナイキストフィルタ部及びナイキスト位相を推定し受信信号からシンボル情報を抽出するシンボルタイミング再生部からなり、互いに独立して動作する２以上の並列処理部と、一連の受信データに基づいて並列処理部ごとのデータブロックを生成するブロック化処理部と、各並列化処理部からの出力データを集結し、一連のデータを生成する集結処理部と、集結処理後のデータに基づいて周波数偏位を求める周波数補償部と、集結処理後のデータに基づいて位相偏差を求める位相補償部とを備えたことを特徴とする受信データ復調機。
【請求項２】
上記受信ナイキストフィルタ部は、直前の有限長の受信データとの相関が発生するＦＩＲフィルタが用いられ、上記ブロック化処理部は、直前のデータブロック中の受信データであって、ＦＩＲフィルタにおいて相関が発生するデータを含むデータブロックを生成することを特徴とする請求項１に記載の受信データ復調機。
【請求項３】
上記ブロック化処理部は、直前のデータブロック中の１シンボル分の受信データを含むデータブロックを生成し、各並列処理部が、シンボル情報とともに、シンボル情報抽出に用いたナイキスト位相を出力し、上記集結処理部が、並列処理部からのナイキスト位相に基づいて、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を補償することを特徴とする請求項１又は２に記載の受信データ復調機。
【請求項４】
上記集結処理部は、並列処理部から出力されるナイキスト位相を第１及び第２の閾値と比較し、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第１の閾値以下であり、かつ、第１のデータブロックの直前のデータブロックである第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第２の閾値以上の場合にシンボル重複と判別するとともに、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第２の閾値以上であり、かつ、第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第１の閾値以下の場合にシンボル抜けと判別することを特徴とする請求項３に記載の受信データ復調機。
【請求項５】
ｎ個のデータブロックから順に１個のデータブロックが入力されるｎ（２以上の整数）個の上記並列処理部を備え、各シンボルタイミング再生部が、入力されたデータブロックから求められた平均ナイキスト位相について、ｎブロック飛びのブロック間加重平均処理を行ってナイキスト位相を推定することを特徴とする請求項１に記載の受信データ復調機。
【請求項６】
上記集結処理部が、データブロックごとの出力に基づいて起動され所定の時間を計測する出力調整用タイマを備え、各データブロックは、この出力調整用タイマのタイムアップ後に集結処理部から出力されることを特徴とする請求項１に記載の受信データ復調機。
【請求項７】
上記ブロック化処理部は、ＳＣＰＣ方式の連続受信信号を周波数変換して得られたベースバンド信号をブロック化し、複数のデータブロックを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の受信データ復調機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信データ復調機に係り、更に詳しくは、無線通信装置に用いられ、高速シンボルレートの連続信号を復調する復調機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１および図１２は、従来の復調処理の並列化について説明するための図であり、図１１は、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式の受信信号の一例を示した図であり、図１２は、ＴＤＭＡ方式における従来の無線通信装置の構成の一部を示したブロック図である。図中の４０は入力処理部、４１１〜４１ｎは復調機、４２は集結処理部である。
【０００３】
ＴＤＭＡ方式のように復調処理がバースト内で閉じている場合、各バーストデータＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを並列化された同じ構成の復調機４１１〜４１ｎに振り分け、バースト内の変調信号を蓄積して一括的にブロック復調する蓄積一括復調方式がよく用いられる。
【０００４】
図１３は、ＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ）方式における従来の無線通信装置の構成の一部を示したブロック図である。図中の５０は入力処理部、５１は復調機、５２は復号機である。ＳＣＰＣ連続信号のように変調信号が連続して到来する方式では、シンボル間の相関が強いため、ＴＤＭＡ方式の場合のように復調処理を複数の演算ＩＣに分割して並列実行する蓄積一括復調方式はあまり用いられず、シンボル単位での処理が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、ＴＤＭＡ方式の場合には蓄積一括復調方式が採用され、複数の演算ＩＣによる並列処理化が比較的簡単に実現できるのに対し、ＳＣＰＣ連続波の復調処理を複数の演算ＩＣによって並列化しようとすると、各演算ＩＣ間でシンボル単位のデータ転送を行う必要が生じ、転送のレイタンシーが高くなってしまう。このため、ＳＣＰＣ連続波の場合、蓄積一括方式を採用しても並列化による効果があまり得られず、高速シンボルレートの変調信号を復調するのには不向きであった。このため、ＳＣＰＣ波のような連続信号の復調は、１個の演算ＩＣの処理性能に大きく依存し、復調可能なシンボルレートの上限も、当該演算ＩＣの処理性能に大きく依存しているという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ＳＣＰＣ方式の様な連続信号の復調処理を並列化させ、より高速なシンボルレートの変調信号の復調を行う受信データ復調機を提供することを目的とする。また、高速シンボルレートの受信信号の復調を安価な低速演算回路を用いて復調する受信データ復調機を提供することを目的とする。特に、ＳＣＰＣ波の様な連続信号について、より高速なシンボルレートの信号を復調できる受信データ復調機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明による受信データ復調機は、受信データから雑音を除去するための受信ナイキストフィルタ部及びナイキスト位相を推定し受信信号からシンボル情報を抽出するシンボルタイミング再生部からなり、互いに独立して動作する２以上の並列処理部と、一連の受信データに基づいて並列処理部ごとのデータブロックを生成するブロック化処理部と、各並列化処理部からの出力データを集結し、一連のデータを生成する集結処理部と、集結処理後のデータに基づいて周波数偏位を求める周波数補償部と、集結処理後のデータに基づいて位相偏差を求める位相補償部とを備えて構成される。
【０００８】
ブロック化処理部は、一連の受信データをブロック化して２以上のデータブロックとし、各データブロックを２以上の並列化処理部へ順に出力する。各並列化処理部は、入力されたデータブロックに対しノイズ除去のためのフィルタリングと、シンボル情報の抽出を行う。並列化されたこれらの処理はフォワードループ処理であり、互いに独立して実行される。各並列化処理部から出力されるブロックごとのデータは集結処理部で集結されて一連の受信データとなる。周波数補償部及び位相補償部は、集結処理後のデータに基づいて周波数、位相の補償量を求める。
【０００９】
ナイキストフィルタ部及びシンボルタイミング再生部における処理は、オーバーサンプリングレートによる高速処理が要求されるがフォワードループ処理であるため、ブロック化処理部により一連の受信データがデータブロックに分割された後に並列処理される。一方、周波数補償部及び位相補償部は、シンボルレートによる低速処理だがフィードバックループ処理が要求されるため、ブロックの集結後に処理される。
【００１０】
請求項２に記載の本発明による受信データ復調機は、上記受信ナイキストフィルタ部に、直前の有限長の受信データとの相関が発生するＦＩＲフィルタが用いられ、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の受信データであって、ＦＩＲフィルタにおいて相関が発生するデータを含むデータブロックを生成するように構成される。
【００１１】
受信ナイキストフィルタ部にＦＩＲフィルタを用いた場合、当該フィルタリング処理には、ＦＩＲフィルタを構成するシフトレジスタ段数分のデータでの相関が発生する。このため、ブロック化処理部は、データブロックを生成する際、当該データブロックが入力される並列処理部が処理すべきシンボル数に相当する受信データに、直前のデータブロック中の受信データを付加し、データブロック間で重複させる。付加されるデータは、受信ナイキストフィルタ部のＦＩＲフィルタにおいて相関が発生するデータであり、ＦＩＲフィルタのシフトレジスタの段数に基づいて定められる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明による受信データ復調機は、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の１シンボル分の受信データを含むデータブロックを生成し、各並列処理部が、シンボル情報とともに、シンボル情報抽出に用いたナイキスト位相を出力し、上記集結処理部が、並列処理部からのナイキスト位相に基づいて、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を補償するように構成される。
【００１３】
ブロック化処理部は、データブロックを生成する際、直前のデータブロック中の最後の１シンボル分の受信データを追加し、１シンボル分多くの情報を抽出できるデータブロックを生成する。シンボルタイミング再生部は、当該データブロックに基づいてナイキスト位相を求め、このナイキスト位相に基づいてシンボル情報を抽出し、シンボル情報及びナイキスト位相を出力する。集結処理部は、連続するデータブロック間でのナイキスト位相のオフセット量に基づいて、当該データブロック間でのシンボル位相の推移により生ずるシンボル抜け又はシンボル重複を判別し、これを補償する。すなわち、シンボル重複時には、重複する１シンボルをシンボル情報として採用せず、シンボル抜け時には、直前のデータブロックと重複する受信データから抽出されたシンボル情報も採用する。
【００１４】
請求項４に記載の本発明による受信データ復調機は、上記集結処理部が、並列処理部から出力されるナイキスト位相を第１及び第２の閾値と比較し、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第１の閾値以下であり、かつ、第１のデータブロックの直前のデータブロックである第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第２の閾値以上の場合にシンボル重複と判別するとともに、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第２の閾値以上であり、かつ、第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第１の閾値以下の場合にシンボル抜けと判別するように構成される。
【００１５】
請求項５に記載の本発明による受信データ復調機は、ｎ個のデータブロックから順に１個のデータブロックが入力されるｎ（２以上の整数）個の上記並列処理部を備え、各シンボルタイミング再生部が、入力されたデータブロックから求められた平均ナイキスト位相について、ｎブロック飛びのブロック間加重平均処理を行ってナイキスト位相を推定するように構成される。
【００１６】
請求項６に記載の本発明による受信データ復調機は、上記集結処理部が、データブロックごとの出力に基づいて起動され所定の時間を計測する出力調整用タイマを備え、各データブロックは、この出力調整用タイマのタイムアップ後に集結処理部から出力されるように構成される。
【００１７】
集結処理部は、データブロックごとに入力されるシンボル情報を後段へ出力する際、直前のデータブロックの出力によって始動される出力調整用タイマがタイムアップするまで待機し、当該タイマのタイムアップ時あるいはデータブロックの集結処理の完了時に後段への出力を行う。
【００１８】
請求項７に記載の本発明による受信データ復調機は、上記ブロック化処理部が、ＳＣＰＣ方式の連続受信信号を周波数変換して得られたベースバンド信号をブロック化し、複数のデータブロックを生成するように構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明が適用される無線通信装置の一構成例を示したブロック図である。この無線通信装置は、送受信アンテナ１と、送受信アンテナ１が接続された無線部２と、無線部２に接続された制御部３により構成される。
【００２０】
前記無線部２は、更に、ＲＦ／ＩＦ送信部１３、ＲＦ／ＩＦ受信部１４、シンセサイザ１５および方向性結合器１６により構成される。ＲＦ／ＩＦ送信部１３は、制御部３からのベースバンド信号をＲＦ信号へ周波数変換して、方向性結合器１６を介して送受信アンテナ１へ出力する。ＲＦ／ＩＦ受信部１４は、方向性結合器１６を介して送受信アンテナ１から入力されるＲＦ信号をベースバンド信号へ周波数変換して、制御部３へ出力する。シンセサイザ１５は、これらのＲＦ／ＩＦ送信部１３及びＲＦ／ＩＦ受信部１４において周波数変換に用いられる正弦波信号を供給している。
【００２１】
また、前記制御部３は、更に、コーデック外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）４、中央演算処理部（ＣＰＵ）５、表示部６、記憶装置７、符号部８、復号部９、変調部１０、復調部１１及び無線制御部１２により構成される。
【００２２】
ＲＦ／ＩＦ受信部１４からのベースバンド受信信号は、復調部１１において復調処理され、復号部９において復号処理された後、コーデック外部インターフェース４を介して外部端末、例えば、音声コーデックやビデオコーデックに出力される。また、コーデック外部インターフェース４を介して外部端末から入力されたデータは、符号部８において符号化処理され、変調部１０において変調処理されて、ＲＦ／ＩＦ送信部１３へ出力される。
【００２３】
中央演算処理部５は、ＰＲＯＭ等のメモリからなる記憶装置７に格納されたデータ、プログラムに基づいて制御部３の各ブロックを制御している。無線制御部１２は、当該無線通信装置の自セルや隣接セルの止まり木チャネルの周波数が中央演算処理部５によって指定され、この周波数に基づいてシンセサイザの発振周波数を制御している。このため、復調部１１において周波数偏位、位相偏差が検出された場合には、これらの偏位を補償するように、中央演算処理部５及び無線制御部１２を介して、シンセサイザの出力制御が行われる。
【００２４】
図２は、図１の復調部１１の一構成例を示したブロック図であり、本発明による復調機の要部が示されている。この復調部１１は、Ａ／Ｄ変換部２０と、入力処理部３０と、ｎ個の並列処理部３１１〜３１ｎと、集結処理部２５と、ＡＦＣ処理部２６と、ＣＲ処理部２７により構成される（ｎは２以上の整数）。入力処理部３０は、ＡＧＣ処理部２１と、ブロック化処理部２２からなる演算ＩＣとして構成される。また、各並列処理部３１１〜３１ｎは、それぞれがＦＩＲ処理部２３及びＢＴＲ処理部２４からなるデジタル演算ＩＣとして構成される。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換部２０は、ＲＦ／ＩＦ受信部１４からのアナログ受信信号をオーバーサンプルレートによりデジタル信号に変換している。すなわち、受信信号のシンボルレートを越える周波数、通常はビットレートの整数倍（例えば４倍）の周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ変換を行っている。ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部２１は、受信信号の電力レベルが一定になるように信号レベルを調整している。
【００２６】
ＦＩＲ処理部２３は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタを用いて、受信信号に含まれる周波数に対してフラットな雑音、例えば伝送路雑音や無線通信装置内の熱雑音を除去するための受信ナイキストフィルタである。ＢＴＲ（Ｂｉｔ  Ｔｉｍｉｎｇ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ：タイミング再生）処理部２４は、ナイキスト位相を推定し、受信信号に含まれる情報をナイキスト点の位置にてシンボル単位で抽出するシンボルタイミング再生手段である。
【００２７】
ｎ個ある各並列処理部３１１〜３１ｎは、それぞれが１個の集積回路、例えばＤＳＰ、ＦＰＧＡなどのデジタル演算ＩＣとして構成され、入力された受信信号に対するＦＩＲ処理及びＢＴＲ処理を他の並列処理部とは独立して行う。つまり、これらの並列処理部３１１〜３１ｎは、並列動作させることができる。
【００２８】
ブロック化処理部２２は、Ａ／Ｄ変換及びＡＧＣ処理後の受信信号を所定のデータブロックに区分し、生成されたデータブロックが、並列化された並列処理部３１１〜３１ｎへ順に入力される。最初のデータブロックは並列処理部３１１へ入力され、次のデータブロックは並列処理部３１２へ入力される。以下同様にして、ｎ番目のデータブロックは並列処理部３１ｎへ入力され、ｎ＋１番目のデータブロックは、再び並列処理部３１１へ入力される。
【００２９】
データブロックへの区分は、ＦＩＲ処理部２３及びＢＴＲ処理部２４で処理しやすいデータ単位となるように行われる。つまり、並列化された各並列処理部３１１〜３１ｎにおけるＦＩＲ処理及びＢＴＲ処理が、それぞれの並列処理部３１１〜３１ｎに入力されたデータに基づいて実行でき、他の並列処理部３１１〜３１ｎの入力データや出力データに依存することなく実行できるように受信データを区分する。ブロック化処理部２２の動作については更に後述する。
【００３０】
各並列処理部３１１〜３１ｎから出力されるデータは、集結処理部２５において集結され順に出力される。その後、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：周波数自動制御）処理部２６及びＣＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ：搬送波再生）処理部２７において、受信信号に重畳された周波数及び位相成分のずれが除去される。ＡＦＣ処理部２６は、受信信号の複数シンボルにわたる位相差から１シンボル当たりの位相回転量を求めて周波数偏位を補償する。また、ＣＲ処理部２７は、各シンボルごとの絶対位相のずれを複数シンボルにわたって平均化して位相偏差を求めて位相偏差を補償する。
【００３１】
なお、図２を用いて、ＡＧＣ処理部２１及びブロック化処理部２２を１つの演算ＩＣとして構成される入力処理部３０とし、集結処理部２５、ＡＦＣ処理部２６及びＣＲ処理部２７がそれぞれ１つの演算処理ＩＣとして構成される場合の例について説明したが、ＡＧＣ処理部２１及びブロック化処理部２２をそれぞれ個別の演算処理ＩＣとして構成してもよいし、ＡＦＣ処理部２６及びＣＲ処理部２７を１つの演算処理ＩＣとして構成し、更には集結処理部２５をも含めて１つの演算処理ＩＣとして構成してもよい。
【００３２】
ＢＴＲ処理部２４においてシンボル情報が抽出されるまでの処理は、Ａ／Ｄ変換部２０でサンプリングされたサンプリングデータに基づく処理であるため、ＢＴＲ処理部２４までの各ブロックではオーバーサンプルレートでの高速処理が行われている。これに対して、集結処理部２５以降の各ブロックではシンボルレートでの低速処理が行われている。
【００３３】
このため、高速処理が要求されるＦＩＲ処理部２３とＢＴＲ処理部２４をｎ系列設け、ブロック化処理部２２で分割された各ブロックを各系列に振り分けて、並列処理させることにより、各ＦＩＲ処理部２３及び各ＢＴＲ処理部２４（つまり各並列処理部３１１〜３１ｎ）に要求される処理速度を低減することができる。このため、従来の無線通信装置の復調部と同じ処理速度の並列処理部３１１〜３１ｎを用いた場合、より高速なシンボルレートの連続信号を復調することができ、同じシンボルレートの連続信号を復調する場合には、従来の無線通信装置よりも安価な低速のデジタル演算処理ＩＣを用いることができる。
【００３４】
本実施の形態による受信データ復調機は、ＦＩＲ処理部２３及びＢＴＲ処理部２４における処理が、オーバーサンプリングレートによる高速処理が要求されるがフォワードループ処理であるため、連続受信データをブロック化処理部２２でブロック化し、データブロックごとに並列処理する。一方、ＡＦＣ処理部２６及びＣＲ処理部２７は、シンボルレートによる低速処理だがフィードバックループ処理が要求されるため、集結処理部２５によるデータブロックが合成された後に処理される。
【００３５】
実施の形態２．
本実施の形態では、復調処理の並列化にともなうシンボル抜け及びシンボル重複を防止するための図２のブロック化処理部２２及び集結処理部２５の動作の詳細について説明する。
【００３６】
ブロック化処理部２２は、ｎ個の並列処理部３１１〜３１ｎ、すなわち、ｎ組のＦＩＲ処理部２３及びＢＴＲ処理部２４が、それぞれ並列動作することができるように、受信データをデータブロックに区分する際、連続するデータブロック間で、境界付近の所定量のデータが重複するように各データブロックを生成する。一方、集結処理部２５は、各データブロックから抽出されたシンボル情報を合成する際、データブロック間でシンボル抜け、シンボル重複が発生したかを判別し、シンボル抜けが生じた場合には上記重複データを用いて、シンボル重複が生じた場合には重複しているシンボル情報を除外するタイミング補償処理を行う。
【００３７】
図３は、ブロック化処理部２２によって生成されるデータブロックの一例について説明するための概念図である。時間軸上で順に受信されたデータが上から下に向かって示されており、図中のＬは、各並列処理部３１１〜３１ｎに割り当てられたＦＩＲ処理及びＢＴＲ処理の対象となるシンボル数、ＫはＡ／Ｄ変換部２０におけるサンプリングレート（シンボルレートに対する倍数）である。
【００３８】
各データブロックには、基本となるＬシンボル分のデータとともに、直前のデータブロックの最後の所定量のデータが含まれる。図３においてブロック化処理される今回（ｉ番目）のデータブロックに着目すれば、Ｌシンボル（Ｌ×２ワード）分に加えて、直前（ｉ−１番目）のデータブロックの最後の（Ｍ×２＋１＋Ｋ）×２ワード分のデータが付加されている。ここで、「×２」は、ＰＳＫ変調信号の同相成分Ｉｃｈ及び直交成分Ｑｃｈを考慮したものである。また、「Ｍ×２＋１」は、データブロックごとのＦＩＲ処理を考慮したものであり、「＋Ｋ」はＢＴＲ処理を考慮したものであり、これらの詳細について、図４〜図６を用いて以下に説明する。
【００３９】
図４は、図２のＦＩＲ処理部２３に用いられるＦＩＲフィルタの一構成例を示した図である。図中の３２はシフトレジスタ、３３は乗算器、３４は加算器である。シフトレジスタ３２は、ブロックに区分されたサンプリングデータがブロック化処理部２２から順に入力される２Ｍ＋１段からなるシフトレジスタである。乗算器３３は、シフトレジスタ３０の各段からの出力データに対し予め定められたタップ係数ｈｉ（ｉ＝１〜２Ｍ＋１）をかける演算処理部である。加算器３４は、各乗算器３３の乗算結果の和をフィルタ出力として求める演算処理部であり、連続して入力される２Ｍ＋１個の入力データに基づいて出力データが求められる。
【００４０】
ブロック化された受信データに対して、この様なフィルタを用いてＦＩＲ処理を行う場合、注目しているデータブロック（ｉ番目）は、その直前のデータブロック（ｉ−１番目）との間に相関が発生する。すなわち、データブロック内のタップ段数（シフトレジスタの段数）２Ｍ＋１に満たない最初のデータに対するＦＩＲ処理には、直前のデータブロックの最後のデータが必要になる。従って、ＦＩＲ処理を並列実行するためには、ＦＩＲ処理部２３に入力されるデータブロックに、ＦＩＲフィルタのタップ段数２Ｍ＋１分だけ、直前のデータブロックの最後のデータが必要になる。このため、ブロック化処理部２２は、受信データをブロックに区分する際にＦＩＲフィルタのタップ段数分のデータを重複させる必要がある。
【００４１】
図５及び図６は、ＢＴＲ処理部２３を並列化した場合に生じ得る問題点を説明するための説明図であり、図５にはシンボル重複の例が、図６にはシンボル抜けの例が示されている。これらの図では、いずれも連続する２つのデータブロックが示されており、（ａ）が前回（ｉ−１番目）のデータブロック、（ｂ）が今回（ｉ番目）のデータブロックである。また、それぞれは、横軸にサンプリング時間をとり、シンボルレートの４倍でサンプリングを行った場合の各サンプリングデータが矢印で示されている。
【００４２】
ＢＴＲ処理部２３は、入力された１つのデータブロックについて平均的なナイキスト位相を求め、当該平均位置を使ってシンボル情報の抽出を行っている。図５、図６では、オーバーサンプル数が４倍であるため、サンプリング番号０，１，２，３，０が１シンボル期間に相当し、各シンボル期間には平均ナイキスト位置が一つ含まれる。これらのサンプリングデータを補間して平均ナイキスト位置において得られるデータがシンボル情報として求められる。
【００４３】
一般的に、受信機と送信機との間にはクロックタイミングのずれが生じている。受信データをブロック化してＢＴＲ処理を並列化した場合、ＢＴＲ処理部では入力されたデータブロックごとに平均ナイキスト位置が求められるため、クロックの推移によってナイキスト位置が推移すれば、連続するデータブロック間において、シンボル抜けやシンボル重複が発生する場合がある。
【００４４】
図５では、クロックの推移によって、直前（ｉ−１番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置♯ａがシンボル期間の後半に位置していたが、次（ｉ番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置♯ｂがシンボル期間の前半に位置するように変化した例が示されている。この場合、（ｉ−１）番目のデータブロックの最後のシンボル情報と、ｉ番目のデータブロックの最初のシンボル情報は、本来１つのシンボル情報を両データブロックから重複して抽出していることになる。
【００４５】
図６では、クロックの推移によって、直前（ｉ−１番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置♯ａがシンボル期間の前半に位置していたが、次（ｉ番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置♯ｂがシンボル期間の後半に位置するようになった例が示されている。この場合、（ｉ−１）番目のデータブロックの最後のナイキスト位置と、ｉ番目のデータブロックの最初のナイキスト位置の間には、２シンボル期間に近い時間差が生じており、本来抽出されるべき１つのシンボル情報が両データブロックのいずれからも抽出されないことになる。
【００４６】
このようなシンボル重複、シンボル抜けの問題を解決するため、ブロック化処理部２２は、受信データをデータブロックに区分する際、１シンボル期間に相当するサンプリングデータ（ここではＫ個）を連続するデータブロックにおいて重複させる。つまり、直前のデータブロックの最後のサンプリングデータＫ個を次のデータブロックに追加する。
【００４７】
集結処理部２５には、各ＢＴＲ処理部２４からＬ＋１個のシンボル情報と、ナイキスト位相とが入力され、連続するデータブロックのナイキスト位相に基づいてデータブロック間でのシンボルの重複、シンボルの抜けを判別し、この判別結果に基づいて各データブロックを集結させる。すなわち、各データブロックを合成する際、データブロック間のタイミング補間処理を行う。
【００４８】
図７は、集結処理部２５におけるタイミング補間処理動作の一例を示した図である。集結処理部２５は、前回（ｉ−１番目）のデータブロックのナイキスト位相が９０°以下で、今回（ｉ番目）のデータブロックのナイキスト位相が２７０°以上であれば、前回データブロックとの間でシンボル抜けが生じていると判断し、今回データブロックからＬ＋１シンボル分のデータを採用する。つまり、Ｌシンボルに加えて、ブロック化処理部２２において今回データブロックに追加された前回データブロックの最後の１シンボルも採用される。
【００４９】
一方、前回データブロックのナイキスト位相が２７０°以上で、今回データブロックのナイキスト位相が９０°以下であれば、前回データブロックとの間でシンボル重複が生じていると判断し、今回データブロックから（Ｌ−１）データを採用する。つまり、今回データブロックの最初の１データを破棄してシンボルデータとして採用しない。
【００５０】
前回データブロック及び今回データブロックのナイキスト位相の組み合わせが上記以外の場合、シンボル抜け及びシンボル重複が生じていないと判断し、今回データブロックからＬデータを採用する。
【００５１】
ここでは、シンボル抜け、シンボル重複の望ましい判断基準として、ナイキスト位相を９０°、２７０°と比較する場合の例について説明したが、これらの値はシンボル抜け、シンボル重複を判別するために予め設定され、あるいは、その後に調整される所定の閾値であればよい。
【００５２】
本実施の形態によれば、ブロック化処理部２２が、ＦＩＲ処理部２３において生ずる有限長のサンプリングデータ間での相関を考慮して、連続するデータブロック間でデータを重複させているため、各ＦＩＲ処理部２３が独立して処理を行うことができ、並列処理を実現することができる。
【００５３】
また、集結処理部２５が、各ＢＴＲ処理部２４で求められたナイキスト位相に基づいてデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を判別し、シンボル抜け及びシンボル重複を補償するようにデータブロックを集結させるため、シンボル抽出処理の並列化にともなうシンボル抜けやシンボル重複を防止することができる。
【００５４】
実施の形態３．
本実施の形態では、ＢＴＲ処理の並列化にともなうナイキスト位相の推定精度の低下を防止するための図２のＢＴＲ処理部２４の動作の詳細について説明する。
【００５５】
図８は、図２の入力処理部３０から各並列処理部３１１〜３１ｎへのデータブロックの流れを説明するための説明図である。ブロック化処理部２２において受信データをブロック化して順に生成されたデータブロックＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…は、それぞれが並列処理部３１１，３１２，３１３，…に逐次転送される。つまり、最初のデータブロックＤ１が並列処理部３１１に入力され、次のデータブロックＤ２が並列処理部３１２に入力され、以下同様にして、データブロックＤｎが並列処理部３１ｎに入力される。そして、次のデータブロックＤｎ＋１は再び並列処理部３１１に入力される。各並列処理部３１１〜３１ｎでは、それぞれに入力されるデータブロックＤ１〜Ｄｎ，Ｄｎ＋１，…に基づいて平均ナイキスト位相を推定している。
【００５６】
このため、ともに並列処理部３１１において推定されるデータブロックＤ１に関するナイキスト位相をＴ１、データブロックＤｎ＋１に関するナイキスト位相をＴｎ＋１とすると、Ｔｎ＋１は、Ｔ１と比較すれば、ｎブロック飛びの推定ナイキスト位相となる。つまり、同じ並列処理部３１１において連続して計算されるナイキスト位相は、並列処理部ｎ個分（データブロックｎ個分）だけ離れたデータに関する位相であり、Ｔｎ＋１をＴ１と比較すれば、ｎデータブロック間における位相進みが生じている。
【００５７】
一般に、低Ｃ／Ｎ（信号電力対雑音比）環境下で使用される無線通信装置では、Ｃ／Ｎ耐性を向上させるために、ＢＴＲ処理に用いられるナイキスト位相についてブロック間で加重平均をとり、ナイキスト位相の推定精度を向上させる手法が従来から用いられている。本実施の形態では、データブロックｎ個分の位相の進みを推定し、同一の並列処理部３１１〜３１ｎにおける前回データブロックについて求めたナイキスト位相を当該位相進み分だけ進めた後、求められた結果にブロック間の加重平均処理を行っている。
【００５８】
並列処理部３１ｍ（ｍは１〜ｎ）において求められた今回データブロックＤｍ＋ｎ＋１のナイキスト位相Ｔｍ＋ｎ＋１と、同一並列処理部３１ｍの前回データブロックＤｍ＋１（ｎブロック前）のナイキスト位相Ｔｍ＋１に基づいて、ｎブロック間における位相推移量△θｍを推定すると
△θｍ＝Ｔｍ＋ｎ＋１−Ｔｍ＋１（ｄｅｇ）                  （１）
【００５９】
上記位相推移量△θｍをＩＩＲフィルタを用いてフィルタリングし、３６０（ｄｅｇ）でｍｏｄｕｌｏ演算を行ってＡｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈを求める。
Ａｖｅ＃△θ＝△θｍ＋λ１×Ａｖｅ＃△θ                （２）
Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈ＝（１．０−λ１）×Ａｖｅ＃△θ            （３）
Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈ％＝３６０                          （４）
【００６０】
ここで、λ１は忘却係数、Ａｖｅ＃△θはｎブロック間の平均位相推移、％は剰余（ｍｏｄｕｌｏ）演算を示している。なお、３６０（ｄｅｇ）で剰余をとる理由は、３６０（ｄｅｇ）以上の位相推移があった場合、ナイキスト点は次のシンボルへ推移しているため、シンボル内での位相ずれ（３６０（ｄｅｇ）未満の位相ずれ）を補正すればよいからである。上記Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈにより、ｎブロック飛びの時の推定ナイキスト位相が得られる。
【００６１】
また、バースト間加重処理は、以下のようにして行われる。
ｃｏｓ＃ｄｅｌｔ＝ｃｏｓｄ（Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈ）                  （５）
ｓｉｎ＃ｄｅｌｔ＝ｓｉｎｄ（Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈ）                  （６）
ｔａｎｑ＃ｉ＝ｔａｎｑ＃ｉ＋λ２×（ＢＴＲｔａｎｑ＃ｉ×ｃｏｓ＃ｄｅｌｔ＋ＢＴＲｔａｎｑ＃ｑ×ｓｉｎ＃ｄｅｌｔ）（７）
ｔａｎｑ＃ｑ＝ｔａｎｑ＃ｑ＋λ２×（ＢＴＲｔａｎｑ＃ｑ×ｃｏｓ＃ｄｅｌｔ−ＢＴＲｔａｎｑ＃ｉ×ｓｉｎ＃ｄｅｌｔ）（８）
【００６２】
ここで、ｃｏｓｄ，ｓｉｎｄはｄｅｇ値でのｃｏｓ，ｓｉｎ演算、ＢＴＲｔａｎｑ＃ｉ，ＢＴＲｔａｎｑ＃ｑは前回ブロックのナイキスト推定位相のＩ，Ｑ成分、λ２は忘却係数、Ａｖｅ＃ｄｅｌｔａ＃ｔｈは式（４）で求められたｎブロック間での位相推移、ｔａｎｑ＃ｉ，ｔａｎｑ＃ｑは今回ブロックで推定されたナイキスト位相を示している。式（８）で得られたｔａｎｑ＃ｉ，ｔａｎｑ＃ｑの値により今回ブロックのナイキスト位相を決定する。
【００６３】
実施の形態４．
本実施の形態では、図２の集結処理部２５において出力調整用タイマを設け、後段へのデータ転送間隔をほぼ一定値に調整する方法について説明する。
【００６４】
図９は、図２の復調部１１における動作の一例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２５において出力タイミングの調整を行わない場合が示されている。図中の（ａ）は復調部１１への入力データ、（ｂ）は入力処理部３０の動作、（ｃ１）〜（ｃｎ）は並列処理部３１１〜３１ｎの動作、（ｄ）は集結処理部２５の動作、（ｅ）はＡＦＣ処理部２６の動作である。
【００６５】
復調部１１への入力データは、ブロック化処理部２２においてブロック化され、各並列処理部３１１〜３１ｎへ転送されて復調処理された後、更に集結処理部２５へ転送される。集結処理部２５は、集結処理されたデータブロックをそのままＡＦＣ処理部２６へ転送している。
【００６６】
この場合、ブロック化処理部２２から並列処理部３１１〜３１ｎへの転送遅延や、各並列処理部３１１〜３１ｎから集結処理部２５への転送遅延は、各配線長等の差によって相違し、また、並列処理部３１１〜３１ｎの処理遅延も相違する。このため、各データが集結処理部２５から出力される間隔ｔ１，ｔ２には、図示したようなばらつきが発生する。すなわち、転送遅延、処理遅延によって、データ出力間隔が収縮し、後段での処理、例えばＡＦＣ処理部２６におけるの演算時間を十分に確保することができない場合が生じ得る。
【００６７】
図１０は、図２の復調部１１における動作の他の例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２５においてデータ出力のタイミング調整を行う場合が示されている。集結処理部２５にタイミング調整用タイマを設け、集結処理部２５からの出力タイミングを調整すれば、ＡＦＣ処理部２６へ転送されるブロック間の間隔ｔ１’、ｔ２’をほぼ一定にすることができる。図１０は、集結処理部２５がこの様なタイミング調整機能を有する場合のタイミングチャートである。
【００６８】
集結処理部２５では、１個の並列処理部３１１〜３１ｎからの入力データをＡＦＣ処理部２６へ転送するごとにタイマを始動させる。その後、所定時間ｔｓが経過してタイマーがタイムアップすれば、次の並列処理部３１１〜３１ｎからの入力データの転送を開始する。ただし、タイムアップ時に次のデータ転送を行うための準備が完了していない場合には、データ転送が可能になった時点で直ちにデータ転送を開始し、再びタイマを始動させる。このため、タイマによって計測される所定時間ｔｓは、復調部１１に１ブロック分のデータが入力される時間よりも短い期間、通常は少し短い期間に設定される。
【００６９】
本実施の形態によれば、集結処理部２５にタイマを設け、集結処理部２５からの出力タイミングを調整することにより、ＡＦＣ処理部２６へ転送されるブロックごとの間隔をほぼ一定にすることができ、ＡＦＣ処理部２６以降の後段の処理の演算時間を十分に確保することができる。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の受信データ復調機は、受信データから雑音を除去するための受信ナイキストフィルタ部及びナイキスト位相を推定し受信信号からシンボル情報を抽出するシンボルタイミング再生部からなり、互いに独立して動作する２以上の並列処理部と、一連の受信データに基づいて並列処理部ごとのデータブロックを生成するブロック化処理部と、並列化処理部からの出力データを集結する集結処理部と、集結処理後のデータに基づいて周波数偏位を求める周波数補償部と、集結処理後のデータに基づいて位相偏差を求める位相補償部とを備えて構成される。
【００７１】
このような構成により、一連の受信データをブロック化し、オーバーサンプリングレートでの高速処理が要求される受信ナイキストフィルタ部及びシンボルタイミング再生部での処理を並列化する一方、フィードバックループ処理が要求される周波数補償部及び位相補償部はデータブロックの集結後に処理することができる。従って、より高速なシンボルレートの信号を復調することができる受信データ復調機を提供することができる。また、高速シンボルレートの受信信号を安価な低速演算回路を用いて復調する受信データ復調機を提供することができる。
【００７２】
請求項２に記載の受信データ復調機は、上記受信ナイキストフィルタ部に、直前の有限長の受信データとの相関が発生するＦＩＲフィルタが用いられ、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の受信データであって、ＦＩＲフィルタにおいて相関が発生するデータを含むデータブロックを生成するように構成される。
【００７３】
このような構成により、ブロック化処理部が、ＦＩＲフィルタからなる受信ナイキストフィルタ部が独立して処理可能なデータブロックを生成し、有限長の受信データ間で相関を有する受信ナイキストフィルタ部においても並列処理を実現することができる。
【００７４】
請求項３に記載の受信データ復調機は、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の１シンボル分の受信データを含むデータブロックを生成し、各並列処理部が、シンボル情報とともに、シンボル情報抽出に用いたナイキスト位相を出力し、上記集結処理部が、並列処理部からのナイキスト位相に基づいて、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を補償するように構成される。
【００７５】
この様な構成により、集結処理部において、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を判別し、シンボル抜け及びシンボル重複を補償しつつデータブロックを集結させることができる。従って、シンボル抽出処理の並列化にともなうシンボル抜けやシンボル重複を防止することができる。
【００７６】
請求項４に記載の受信データ復調機は、上記集結処理部が、並列処理部から出力されるナイキスト位相を第１及び第２の閾値と比較し、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第１の閾値以下であり、かつ、第１のデータブロックの直前のデータブロックである第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第２の閾値以上の場合にシンボル抜けと判別するとともに、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第２の閾値以上であり、かつ、第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、第１の閾値以下の場合にシンボル重複と判別するように構成される。この様な構成により、集結処理部において、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を判別することができる。
【００７７】
請求項５に記載の受信データ復調機は、ｎ個のデータブロックから順に１個のデータブロックが入力されるｎ（２以上の整数）個の上記並列処理部を備え、各シンボルタイミング再生部が、入力されたデータブロックから求められた平均ナイキスト位相について、ｎブロック飛びのブロック間加重平均処理を行ってナイキスト位相を推定する。この様な構成により、ｎ個のデータブロックごとに１個のデータブロックが入力される並列処理部においてナイキスト位相を精度よく推定することができる。
【００７８】
請求項６に記載の受信データ復調機は、上記集結処理部が、データブロックごとの出力に基づいて起動され所定の時間を計測する出力調整用タイマを備え、各データブロックは、この出力調整用タイマのタイムアップ後に集結処理部から出力されるように構成される。
【００７９】
この様な構成により、データブロックごとに転送時間、処理時間が異なる場合であっても、データ出力の時間間隔のバラツキを抑制し、処理遅延、転送遅延によって集結処理部から出力されるデータ間の転送間隔が収縮し、後段の演算ＩＣにおける処理時間の収縮を吸収することができる。特に、タイマの計測時間を適切に設定すれば、ほぼ一定の時間間隔でデータ出力を行わせることができ、集結処理部以降の処理、例えばＡＦＣ処理部における処理時間を確保することができる。
【００８０】
請求項７に記載の受信データ復調機は、上記ブロック化処理部が、ＳＣＰＣ方式の連続受信信号を周波数変換して得られたベースバンド信号をブロック化し、複数のデータブロックを生成するように構成される。この様な構成により、低速の演算回路を用いて、高速シンボルレートのＳＣＰＣ連続信号を復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される無線通信装置の一構成例を示したブロック図である（実施の形態１）。
【図２】図１の復調部１１の一構成例を示したブロック図であり、本発明による復調機の要部を示した図である。
【図３】ブロック化処理部２２によって生成されるデータブロックの一例について説明するための概念図である。
【図４】ＦＩＲ処理部２３に用いられるＦＩＲフィルタの一構成例を示した図である（実施の形態２）。
【図５】ＢＴＲ処理部２３を並列化した場合に生じ得るシンボル重複について説明するための説明図である。
【図６】ＢＴＲ処理部２３を並列化した場合に生じ得るシンボル抜けについて説明するための説明図である。
【図７】集結処理部２５におけるタイミング補間処理動作の一例を示した図である。
【図８】ブロック化処理部２２から各並列処理部３１１〜３１ｎへのデータブロックの流れを説明するための説明図である（実施の形態３）。
【図９】復調部１１における処理シーケンスの一例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２５において出力タイミングの調整を行わない場合が示されている（実施の形態４）。
【図１０】復調部１１における処理シーケンスの他の例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２５において出力タイミングの調整を行う場合が示されている。
【図１１】従来の復調処理の並列化について説明するための図であり、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式の受信信号の一例が示されている。
【図１２】従来の復調処理の並列化について説明するための図であり、ＴＤＭＡ方式における従来の無線通信装置の構成の一部を示したブロック図である。
【図１３】ＳＣＰＣ方式における従来の無線通信装置の構成の一部を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  送受信アンテナ、２  無線部、３  制御部、
４  コーデック外部インターフェース、５  中央演算処理部（ＣＰＵ）、
６  表示部、７  記憶装置、８  符号部、９  復号部、１０  変調部、
１１  復調部、１２  無線制御部、１３  送信部、１４  受信部、
１５  シンセサイザ、１６  方向性結合器、２０  Ａ／Ｄ変換部、
２１  ＡＧＣ処理部、２２  ブロック化処理、２２  ブロック化処理部、
２３  ＦＩＲ処理部、２４  ＢＴＲ処理部、２５  集結処理部、
２６  ＡＦＣ処理部、２７  ＣＲ処理部、３０  入力処理部、
３１１〜３１ｎ  並列処理部、３２  シフトレジスタ、３３  乗算器、
３４  加算器、Ｄ１〜Ｄｎ  データブロック、Ｋ  オーバーサンプルの倍数、
Ｔｍ      ナイキスト位相、ｈｉ    タップ係数
【図１】
0003623185.tif 000002
【図２】
0003623185.tif 000003
【図３】
0003623185.tif 000004
【図４】
0003623185.tif 000005
【図５】
0003623185.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003623185.tif 000008
【図８】
0003623185.tif 000009
【図９】
0003623185.tif 000010
【図１０】
0003623185.tif 000011
【図１１】
0003623185.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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