(57)【要約】      （修正有）【課題】等化性能を劣化させることなく波形等化を行う非線形変調方式の無線受信機を提供する。【解決手段】波形等化部（トランスバーサル）３０５ａを適用した2N値FSK変調方式の無線受信機３００Ａは、線形処理である直交復調部３１０ａを波形等化部３０５ａの前段に設け、非線形処理である直交周波数復調部３１１aを波形等化部３０５ａの後段に設け、更に直交周波数変調部３１４ａを減算部３０７ａ及びタップ制御部３０８ａの前段に設けるようにする。波形等化部３０５ａは、遅延部３１５ａ、減算部３０７ａ、及びタップ制御部３０８ａを用いることでトランスバーサルフィルタを実現している。このような構成とすることで、無線受信機３００Ａは、線形処理である直交復調部３１０ａに線形なマルチパスフェージングが入力されても、等化性能を劣化させることなく波形等化を行う波形等化部３０５ａを適用できる。【選択図】図１
2014171180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形変調方式の波形等化手段を備える無線受信機において、
周波数変換を行う直交復調手段と、
変調信号の周波数復調を行う直交周波数復調手段とを有し、
線形処理である前記直交復調手段を前記波形等化手段の前段に設け、非線形処理である前記直交周波数復調手段を前記波形等化手段の後段に有することを特徴とする無線受信機。
【請求項２】
前記波形等化手段から出力する時間を遅延させる遅延手段と、
前記直交復調手段により直交周波数に復調された信号をシンボル判定する認識手段と、
前記シンボル判定に基づき再マッピングされた信号を周波数変調する直交周波数変調手段と、
前記直交周波数変調手段が出力する信号から前記遅延手段が出力する信号を減算して誤差信号を算出する減算手段と、
前記波形等化手段のフィルタのタップを制御するタップ制御手段と、
前記タップ制御手段は、前記減算手段から前記誤差信号を入力し、前記波形等化手段におけるフィルタの係数を算出する係数算出手段とを有し、
前記波形等化手段は前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
【請求項３】
前記波形等化手段は、ＦＦタップ手段、ＦＢタップ手段、及び加算手段を備え、
前記ＦＦタップ手段は、前記直交復調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、
前記ＦＢタップ手段は、前記直交周波数変調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、
前記加算手段は、前記ＦＦタップ手段から出力されるフィルタされた信号と前記ＦＢタップ手段から出力されるフィルタされた信号を加算し、
前記直交周波数復調手段は、前記加算手段から出力される信号を入力することを特徴とする請求項２に記載の無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線受信機に係り、特に波形等化器と非線形変調方式の周波数復調部とを備える無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数利用効率向上を目的として、π/4シフトQPSK (Quadrature Phase Shift Keying)などのデジタルの線形変調方式が規格化され、使用されている。しかし、近年、無線機が低廉で製造できるようになったことで、特許文献１に示すような定包絡線の非線形変調である4値FSK (Frequency Shift Keying)変調方式が注目されている。このため、4値FSK変調方式の標準規格化（非特許文献１の標準規格「デジタル簡易無線局の無線設備」）、及び（非特許文献２の標準規格「狭帯域デジタル通信方式（SCPC/4値FSK方式）」）が行われた。
また、無線通信において、伝搬路の特性により大地や海面からの反射波が入力される場合がある。このような反射波が要因となり、複数の異なった経路の電波が干渉するようになることで、状況によっては受信強度が激しく変動するマルチパスフェージングが発生し、デジタル変調の場合では、このマルチパスフェージングが受信誤り率特性を劣化させる。このマルチパスフェージングの対策として、適応波形等化器の研究と開発（非特許文献３の「デジタル無線通信の変復調」）が行われた。この適応波形等化器により、受信信号に含まれる符号間干渉の影響を低減し，送信シンボル系列が精度良く推定されるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２４２４６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ARIB STD-T98「デジタル簡易無線局の無線設備」
【非特許文献２】ARIB STD-T102「狭帯域デジタル通信方式（SCPC/4値FSK方式）」
【非特許文献３】斉藤洋一著「ディジタル無線通信の変復調」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、適応波形等化器を非線形変調方式である2N（N=1, 2, 3, …）値FSK受信機に適用しようとする場合、線形なマルチパスフェージングが発生する無線区間と適応波形等化器との間に非線形処理の周波数復調が入るので、適応波形等化器に入力される信号の特性は、線形なマルチパスフェージングの特性とならない。このように、適応波形等化器を非線形変調方式の無線受信機に適用すると、線形変調方式の無線受信機に適用した場合に比べて特化性能が劣化するという問題があった。以下、この問題が発生する形態について説明する。
【０００６】
まず、通信システム１０の構成について、図３を用いて説明する。通信システム１０は、無線送信機１００と、上記適応波形等化器を適用した無線受信機３００Ｃが無線通信を行い、その無線通信を行っている区間（以下、「無線区間」という）４００においてマルチパスフェージング２００が発生している場合の構成図である。無線送信機１００にはアンテナ１５０が接続され、無線受信機３００Ｃにはアンテナ３５０が接続されている。無線受信機３００Ｃには、非線形変調である2N値FSK変調方式が用いられ、ＲＦ／ＩＦ(Radio Frequency / Inter Frequency)部３０１ｃ、周波数復調部３０２、受信ベースバンドフィルタ部３０３ｃ、及び適応波形等化部３０４から構成されている。また、適応波形等化部３０４は、波形等化部３０５ｃ、識別部３０６ｃ、減算部３０７ｃ、及びタップ制御部３０８ｃから構成され、適応波形等化部３０４が適応波形等化器を実現している。このような構成の無線受信機３００Ｃにおいて、受信ベースバンドフィルタ部３０３ｃから適応波形等化部３０４までがベースバンド部３０９になる。
【０００７】
次に、無線受信機３００Ｃを構成する各部について説明する。
ＲＦ／ＩＦ部３０１ｃは、アンテナ３５０に接続され、無線送信機１００から送信された変調波信号をアンテナ３５０から入力すると、電力増幅と周波数変換を行い、周波数復調部３０２に出力する。なお、ＲＦ／ＩＦ部３０１ｃが入力する信号は、無線区間４００においてマルチパスフェージング２００が発生した信号となる。
周波数復調部３０２は、ＲＦ／ＩＦ部３０１ｃから信号を入力すると、信号の周波数を復調し、復調した信号を受信ベースバンドフィルタ部３０３ｃに出力する。
受信ベースバンドフィルタ部３０３ｃは、周波数復調部３０２から信号を入力すると、波形整形を行い、波形整形された信号を適応波形等化部３０４の波形等化部３０５ｃにベースバンド信号として出力する。
波形等化部３０５ｃは、受信ベースバンドフィルタ部３０３ｃから周波数復調され波形整形されたベースバンド信号を入力すると、タップ制御部３０８ｃから係数を入力し、入力したベースバンド信号をこの係数でフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行ったベースバンド信号を識別部３０６ｃと減算部３０７ｃに出力する。また、波形等化部３０５ｃは、波形等化部３０５ｃのフィルタのタップに入力する信号（以下、「タップ入力信号という」）をタップ制御部３０８ｃに出力する。
識別部３０６ｃは、波形等化部３０５ｃからベースバンド信号を入力すると、シンボル判定を行い、シンボル判定結果の信号を減算部３０７ｃに出力する。また、識別部３０６ｃは、シンボル判定結果を復調結果として次の処理（図示せず）に出力する。
減算部３０７ｃは、識別部３０６ｃからのシンボル判定結果の信号を加算側に入力し、また波形等化部３０５ｃからの信号を減算側に入力すると、これらの信号の誤差信号を算出し、タップ制御部３０８ｃに出力する。
タップ制御部３０８ｃは、減算部３０７ｃから誤差信号を入力すると、波形等化部３０５ｃからタップ入力信号を入力し、波形等化部３０５ｃにおけるフィルタ処理の係数を適応的に算出し（係数算出手段）、算出した係数を波形等化部３０５ｃに出力する。タップ制御部３０８ｃの係数更新アルゴリズムには、LMS(Least Mean Squares)やRLS(Recursive Least Squares)が用いられる。
【０００８】
マルチパスフェージング２００では、非特許文献３に記載されるように、２波モデルあるいは擬似３波モデルで表される周波数選択性フェージングが発生することが多くなる。また、これらのモデルで表される周波数選択性フェージングの場合、マルチパスフェージング自体は線形である。図３に示すように、従来の無線受信機３００Ｃでは、マルチパスフェージング２００が発生する無線区間４００と無線受信機３００Ｃのベースバンド部３０９との間に、非線形復調の処理を行う周波数復調部３０２が設けられている。従って、適応波形等化部３０４に入力される信号の特性は、間に非線形復調の処理が入り、実際のマルチパスフェージングの特性とならないので、線形変調方式の無線受信機に適応波形等化部３０４を適用した場合に比べると、等化性能が劣化する。しかし、適応波形等化部３０４を、周波数復調部３０２の前段に設けるようにすると、適応波形等化部３０４の識別部３０６cによるシンボル判定ができないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決できる送信機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】
【００１０】
本発明の無線受信機は、非線形変調方式の波形等化手段を備える無線受信機において、周波数変換を行う直交復調手段と、変調信号の周波数復調を行う直交周波数復調手段とを有し、線形処理である前記直交復調手段を前記波形等化手段の前段に設け、非線形処理である前記直交周波数復調手段を前記波形等化手段の後段に有することを特徴としている。
また、本発明の無線受信機は、前記波形等化手段から出力する時間を遅延させる遅延手段と、前記直交復調手段により直交周波数に復調された信号をシンボル判定する認識手段と、前記シンボル判定に基づき再マッピングされた信号を周波数変調する直交周波数変調手段と、前記直交周波数変調手段が出力する信号から前記遅延手段が出力する信号を減算して誤差信号を算出する減算手段と、前記波形等化手段のフィルタのタップを制御するタップ制御手段と、前記タップ制御手段は、前記減算手段から前記誤差信号を入力し、前記波形等化手段におけるフィルタの係数を算出する係数算出手段とを有し、前記波形等化手段は前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行うことを特徴としている。
また、本発明の無線受信機の前記波形等化手段は、ＦＦタップ手段、ＦＢタップ手段、及び加算手段を備え、前記ＦＦタップ手段は、前記直交復調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、前記ＦＢタップ手段は、前記直交周波数変調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、前記加算手段は、前記ＦＦタップ手段から出力されるフィルタされた信号と前記ＦＢタップ手段から出力されるフィルタされた信号を加算し、前記直交周波数復調手段は、前記加算手段から出力される信号を入力することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、線形なマルチパスフェージングの波形等化を行う適応波形等化器を非線形変調方式の無線受信機に適用できるようにすることで、等化性能を劣化させることなく等化処理が可能な無線受信機を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトラバーサル等化器を適用した無線受信機の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る判定帰還型等化器を適用した無線受信機の構成を示す図である。
【図３】従来の形態に係る無線受信機に適用波形型等化器を適用した通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る直交復調部のブロック構成、入力信号、及び出力信号を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る直交周波数復調部のブロック構成、入力信号、及び出力信号を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る直交周波数変調部のブロック構成、入力信号、及び出力信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための第１の実施形態（以下、「実施形態１」という）を、図面を参照して説明する。実施形態１の無線受信機は、トランスバーサル等化器を適用した2N値FSK変調方式の無線受信機である。トランスバーサル等化器は、マルチパスフェージングによって反射されることで遅延時間が生じた反射信号の逆特性を無線受信機で生成し、入力信号と加算することによって反射を打ち消すようにするものである。このようなトランスバーサル等化器を適用するために、実施形態１の無線受信機では、周波数復調部を線形処理である直交復調部と非線形処理である直交周波数復調部とに分離し、非線形処理である直交周波数復調部のみを波形等化部の後段に移動させるようにする。このように移動させることで、非線形変調方式の無線受信機において、無線区間と波形等化器との間に設けられていた非線形処理を排除して、トランスバーサル等化器の等化性能の劣化を防止することができる。
【００１４】
実施形態１におけるトランスバーサル等化器を適用した無線受信機３００Ａの構成について、図１を用いて説明する。なお、実施形態１の無線受信機３００Ａにおける通信システムは、図３に示す無線受信機３００Ｃを無線受信機３００Ａに置き換える以外は、図３に示す通信システム１０の構成に同じである。
無線受信機３００Ａは、非線形変調である2N値FSK変調方式が用いられ、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａ、直交復調部３１０ａ、波形等化部（トランスバーサルフィルタ）３０５ａ、直交周波数復調部３１１ａ、受信ベースバンドフィルタ部３０３ａ、識別部３０６ａ、マッピング部３１２ａ、送信ベースバンドフィルタ部３１３ａ、直交周波数変調部３１４ａ、遅延部３１５ａ、減算部３０７ａ、及びタップ制御部３０８ａから構成されている。このような構成の無線受信機３００Ａは、波形等化部３０５ａ、遅延部３１５ａ、減算部３０７ａ、及びタップ制御部３０８ａを用いることでトランスバーサル等化器（波形等化手段）を実現している。
【００１５】
次に、無線受信機３００Ａを構成する各部について説明する。
ＲＦ／ＩＦ部３０１ａは、アンテナ３５０に接続され、無線送信機１００から送信された変調波の信号をアンテナ３５０から入力すると、電力増幅と周波数変換を行い、直交復調部３１０ａに出力する。なお、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａが入力する信号は、無線区間４００においてマルチパスフェージング２００が発生した信号となる。
直交復調部３１０ａは、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａから入力するＩＦ(Intermediate Frequency)信号の中心周波数を0Hzにシフトする周波数変換を行い、波形等化部３０５ａに出力する。直交復調部３１０ａの詳細については、後述する。
波形等化部３０５ａは、直交復調部３１０ａから周波数変換された信号を入力すると、タップ制御部３０８ａから係数を入力し、入力した信号をこの係数でフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った信号を直交周波数復調部３１１ａと遅延部３１５ａに出力する。また、波形等化部３０５ａは、波形等化部３０５ａのフィルタのタップに入力するタップ入力信号をタップ制御部３０８ａに出力する。
【００１６】
直交周波数復調部３１１ａは、波形等化部３０５ａから信号を入力すると、中心周波数が0Hzとなっている信号を復調し、復調した信号を受信ベースバンドフィルタ部３０３ａに出力する。直交周波数復調部３１１ａの詳細については、後述する。
受信ベースバンドフィルタ部３０３ａは、直交周波数復調部３１１ａから信号を入力すると、波形整形を行い、識別部３０６ａに出力する。
識別部３０６ａは、受信ベースバンドフィルタ部３０３ａから信号を入力すると、シンボル判定を行い、シンボル判定結果の信号をマッピング部３１２ａに出力する。また、識別部３０６ａは、シンボル判定結果を復調結果として次の処理（図示せず）に出力する。
係数を更新するための誤差信号を求めるためには、判定した結果を中心周波数0Hzの変調信号に変換する必要があるため、マッピング部３１２ａは、識別部３０６ａからシンボル判定結果の信号を入力すると、再マッピングし、送信ベースバンドフィルタ部３１３ａに出力する。
送信ベースバンドフィルタ３１３ａは、マッピング部３１２ａから再マッピングされた信号を入力すると波形整形を行い、波形整形を行った信号を直交周波数変調部３１４ａに出力する。
直交周波数変調部３１４ａは、送信ベースバンドフィルタ３１３ａから信号を入力すると、中心周波数0Hzの2N値FSK変調信号の生成を行い、減算部３０７ａに出力する。直交周波数変調部３１４ａの詳細については、後述する。
【００１７】
遅延部３１５ａは、波形等化部３０５ａから信号を入力すると、送信ベースバンドフィルタ３１３ａの遅延時間と同じ時間遅延させ、入力した信号を減算部３０７ａに出力する。つまり、遅延部３１５ａは、波形等化部３０５ａからの信号を、送信ベースバンドフィルタ部３１３ａで発生する遅延時間と同じ時間遅延させることで、誤差信号を算出するタイミングを合わせるようにする。
減算部３０７ａは、周波数変調部３１４ａからの信号を加算側に入力し、また遅延部３１５ａからの信号を減算側に入力すると、これらの信号の誤差信号を算出し、タップ制御部３０８ａに出力する。
タップ制御部３０８ａは、減算部３０７ａから誤差信号を入力すると、波形等化部３０５ａからタップ入力信号を入力し、波形等化部３０５ａにおけるフィルタ処理の係数を適応的に算出し(係数算出手段)、算出した係数を波形等化部３０５ａに出力する。タップ制御部３０８ａの係数更新アルゴリズムには、LMS(Least Mean Squares)やRLS(Recursive Least Squares)が用いられる。このように、タップ制御部３０８ａが係数を更新することで、マルチパスフェージング２００による符号間干渉を軽減させる。
【００１８】
次に、直交復調部３１０ａ、直交周波数復調部３１１ａ、及び直交周波数変調部３１４ａの詳細について説明する。
【００１９】
直交復調部３１０ａの内部を詳細に記載したブロック図を図４（ａ）に示す。直交復調部３１０ａは、乗算器４０１、４０２、正弦波発生部４０３、及び位相変換部４０４により構成されている。ＲＦ／ＩＦ部３０１ａから出力されるＩＦ信号x(t)は、乗算器４０１、４０２に入力される。正弦波発生部４０３は、周波数f0（f0は、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａから出力されるＩＦ信号の中心周波数である）の正弦波cos(2πf0t)を発生し、乗算器４０１及び位相変換部４０４へ出力する。位相変換部４０４は、正弦波発生部４０３から入力する正弦波cos(2πf0t)の位相を変換し、-sin(2πf0t)を乗算器４０２に出力する。乗算器４０１は、入力信号x(t)と正弦波発生部４０３からの出力信号cos(2πf0t)を乗算し、その出力信号を直交復調部３１０ａの出力信号の実数部Re［y(t)］とする。乗算器４０２は、入力信号x(t)と位相変換部４０４からの出力信号-sin(2πf0t)を乗算し、その出力信号を直交復調部３１０ａの出力信号の虚数部Im［y(t)］とする。直交復調部３１０ａは、出力信号の実数部と虚数部を、1つの複素数信号とし、波形等化部３０５ａに出力する。
直交復調部３１０ａの入力信号をx(t)、出力信号をy(t)とすると、数式１のように表される。
【００２０】
【数１】
2014171180.tif 000003
【００２１】
数式１の実数部と虚数部を分けて記載すると、数式２のように表される。
【００２２】
【数２】
2014171180.tif 000004
【００２３】
（Re[y(t)]はy(t)の実数部を表し、Im[y(t)]はy(t)の虚数部を表す。）
【００２４】
直交復調部３１０ａは、数式２で表されるように、入力信号x(t)の中心周波数を-f0だけ周波数シフトする処理である。入力信号x(t)の周波数スペクトルを図４（ｂ）に、出力信号y(t)の周波数スペクトルを図４（ｃ）にそれぞれ示す。入力信号x(t)の周波数スペクトルが、図４（ｂ）のような中心周波数f0の2N値FSK変調信号である場合、出力信号y(t)の周波数スペクトルは、図４（ｃ）に示すような中心周波数が0Hzの2N値FSK変調信号となる。
【００２５】
なお、直交復調部３１０ａの出力信号は、複素数の信号であり、図４（ａ）においては出力信号を２本の線で記載しているが、図１においては、複素数の信号を１本の線で簡略化して記載している。
【００２６】
直交周波数復調部３１１ａの内部を詳細に記載したブロック図を図５（ａ）に示す。直交周波数復調部３１１ａは、位相検出部５０１、微分演算部５０２、及び乗算器５０３により構成されている。位相検出部５０１は、波形等化部３０５ａを介して直交復調部３１０ａから出力される中心周波数0Hzの2N値FSK変調信号x(t)（直交復調部３１０ａの説明で用いたx(t)とは無関係）の瞬時位相を算出し、微分演算部５０２へ出力する。微分演算部５０２は、位相検出部５０１によって算出された瞬時位相を時間微分し、瞬時周波数を乗算器５０３に出力する。乗算器５０３は、微分演算部５０２からの出力信号に定数c1（c1は、ベースバンド信号の振幅を調整するための定数である）を乗算して、受信ベースバンドフィルタ部３０３ａに出力する。
直交周波数復調部３１１ａの出力信号をy(t)（y(t)は直交復調部３１０ａの説明で用いたy(t)とは無関係）とすると、数式３のように表される。
【００２７】
【数３】
2014171180.tif 000005
【００２８】
入力信号x(t)の周波数スペクトルを図５（ｂ）に、出力信号y(t)の周波数スペクトルを図５（ｃ）にそれぞれ示す。入力信号x(t)は、図５（ｂ）に示すような中心周波数0Hzの2N値FSK変調信号となり、出力信号y(t)は、図５（ｃ）に示すような無線送信機１００の送信ベースバンドフィルタの周波数特性を持った信号となる。
【００２９】
なお、直交周波数復調部３１１ａの入力信号は複素数の信号であり、図５（ａ）においては入力信号を２本の線で記載しているが、図１においては、複素数の信号を1本の線で簡略化して記載している。
【００３０】
直交周波数変調部３１４ａの内部を詳細に記載したブロック図を図６（ａ）に示す。直交周波数変調部３１４ａは、積分演算部６０１、複素信号発生部６０２、及び乗算器６０３、６０４により構成されている。積分演算部６０１は、送信ベースバンドフィルタ部３１３ａから出力される送信ベースバンド信号x(t)（直交復調部３１０ａの説明及び直交周波数復調部３１１ａの説明で用いたx(t)とは無関係）を入力し、x(t)の時間積分を複素信号発生部６０２に出力する。x(t)の時間積分は、数式４のように表される。
【００３１】
【数４】
2014171180.tif 000006
【００３２】
複素信号発生部６０２は、積分演算部６０１から数式４で表されているu(t)を入力して、exp{ju(t)}を演算し、その実数部cos{u(t)}を乗算器６０３に、虚数部sin{u(t)}を乗算器６０４にそれぞれ出力する。
乗算器６０３は、複素信号発生部６０２から入力するcos{u(t)}とc2（c2は、変調信号の変調度を調整するための定数である）を乗算し、直交周波数変調部３１４ａの実数部Re［y(t)］として出力する。直交周波数変調部３１４ａの出力信号の実数部Re［y(t)］は数式５のように表される。
【００３３】
【数５】
2014171180.tif 000007
【００３４】
乗算器６０４は、複素信号発生部６０２から入力するsin{u(t)}とc2を乗算し、直交周波数変調部３１４ａの虚数部Im［y(t)］として出力する。直交周波数変調部３１４ａの出力信号の虚数部Im［y(t)］は数式６のように表される。
【００３５】
【数６】
2014171180.tif 000008
【００３６】
直交周波数変調部３１４ａは、出力信号の実数部Re［y(t)］と虚数部Im［y(t)］を1つの複素数信号として、減算部３０７ａに出力する。出力される複素数信号は、数式７のように表される。
【００３７】
【数７】
2014171180.tif 000009
【００３８】
入力信号x(t)の周波数スペクトルを図６（ｂ）に、出力信号y(t)の周波数スペクトルを図６（ｃ）にそれぞれ示す。入力信号x(t)は、図６（ｂ）に示すような送信ベースバンドフィルタ部３１３ａの周波数特性を持った信号となり、出力信号y(t)は、図６（ｂ）に示すような中心周波数0Hzの2N値FSK変調信号となる。
【００３９】
なお、直交周波数変調部３１４ａの出力信号は複素数の信号であり、図６（ａ）においては出力信号を２本の線で記載しているが、図１においては、複素数の信号を１本の線で簡略化して記載している。
【００４０】
実施形態１のトランスバーサル等化部を適用した2N値FSK変調方式の無線受信機３００Ａでは、線形処理である直交復調部３１０ａを波形等化部３０５ａの前段に設け、非線形処理である直交周波数復調部３１１ａを波形等化部３０５ａの後段に設けるようにするものである。このような構成とすることで、無線受信機３００Ａは、無線区間４００と波形等化部３０５ａとの間に非線形処理が介在しないので、マルチパスフェージング２００の特性に対して線形の処理ができ、波形等化部３０５ａにおける等化性能の劣化を防止することが可能となる。
【００４１】
以下、本発明を実施するための第２の実施形態（以下、「実施形態２」という）を、図面を参照して説明する。実施形態２の無線受信機は、判定帰還型等化器を適用した2N値FSK変調方式の無線受信機である。判定帰還型等化器は、トランスバーサルフィルタにおける劣化した信号を元の信号に戻す分散補償を行うものである。このような判定帰還型等化器を適用するために、実施形態２では、実施形態１と同様に、周波数復調部を線形処理である直交復調部と非線形処理である直交周波数復調部とに分離し、非線形処理である直交周波数復調部のみを実施形態１の波形等化部に相当する加算部の後段に移動させるようにする。このように移動させることで、非線形変調方式の無線受信機において、無線区間と波形等化部との間に設けられていた非線形処理を排除して、判定帰還型等化器の等化性能の劣化を防止することができる。
【００４２】
実施形態２における判定帰還型等化器を適用した無線受信機３００Ｂの構成について、図２を用いて説明する。なお、実施形態２の無線受信機３００Ｂにおける通信システムは、図３に示す無線受信機３００Ｃを無線受信機３００Ｂに置き換える以外は、図３に示す通信システム１０の構成に同じである。
無線受信機３００Ｂは、非線形変調である2N値FSK変調方式が用いられ、ＲＦ／ＩＦ部３０１ｂ、直交復調部３１０ｂ、ＦＦ（フィードフォワード）タップ部３１６、ＦＢ（フィードバック）タップ部３１７、加算部３１８、直交周波数復調部３１１ｂ、受信ベースバンドフィルタ部３０３ｂ、識別部３０６ｂ、マッピング部３１２ｂ、送信ベースバンドフィルタ部３１３ｂ、直交周波数変調部３１４ｂ、遅延部３１５ｂ、減算部３０７ｂ、及びタップ制御部３０８ｂから構成されている。このような構成の無線受信機３００Ｂは、ＦＦタップ部３１６、ＦＢタップ部３１７、加算部３１８、遅延部３１５ｂ、減算部３０７ｂ、及びタップ制御部３０８ｂにより判定帰還型波形等化器（波形等化手段）を実現している。
【００４３】
次に、無線受信機３００Ｂを構成する各部について説明する。
ＲＦ／ＩＦ部３０１ｂは、アンテナ３５０に接続され、無線送信機１００から送信された変調波の信号をアンテナ３５０から受信すると、電力増幅と周波数変換を行い、直交復調部３１０ｂに出力する。なお、ＲＦ／ＩＦ部３０１ｂが受信する信号は、無線区間４００においてマルチパスフェージング２００が発生した信号となる。
直交復調部３１０ｂは、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａから入力するＩＦ(Intermediate Frequency)信号の中心周波数を0Hzにシフトする周波数変換を行い、ＦＦタップ部３１６に出力する。直交復調部３１０ｂの詳細については、後述する。
ＦＦタップ部３１６は、直交復調部３１０ｂから周波数変換された信号を入力すると、タップ制御部３０８ｂから係数を入力し、入力した信号をこの係数でフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った信号を加算部３１８に出力する。また、ＦＦタップ部３１６は、ＦＦタップ部３１６のフィルタのタップに入力するタップ入力信号をタップ制御部３０８ｂに出力する。
ＦＢタップ部３１７は、直交周波数変調部３１４ｂから周波数変調された信号を入力すると、タップ制御部３０８ｂから係数を入力し、入力した信号をこの係数でフィルタ処理を行い、フィルタ処理を行った信号を加算部３１８に出力する。また、ＦＢタップ部３１７は、ＦＢタップ部３１７のフィルタのタップに入力するタップ入力信号をタップ制御部３０８ｂに出力する。
加算部３１８は、ＦＦタップ部３１６からの信号とＦＢタップ部３１７からの信号を入力すると、これらの信号を加算し、加算した信号を直交周波数復調部３１１ｂと遅延部３１５ｂに出力する。
【００４４】
直交周波数復調部３１１ｂは、加算部３１８から信号を入力すると、中心周波数が0Hzとなっている信号を復調し、復調した信号を受信ベースバンドフィルタ部３０３ｂに出力する。直交周波数復調部３１１ｂの詳細については、後述する。
受信ベースバンドフィルタ部３０３ｂは、直交周波数復調部３１１ｂから信号を入力すると、波形整形を行い、識別部３０６ｂに出力する。
識別部３０６ｂは、受信ベースバンドフィルタ部３０３ａから信号を入力すると、シンボル判定を行い、シンボル判定結果の信号をマッピング部３１２ｂに出力する。また、識別部３０６ｂは、シンボル判定結果を復調結果として次の処理（図示せず）に出力する。
係数を更新するための誤差信号を求めるためには、判定した結果を中心周波数0Hzの変調信号に変換する必要があるため、マッピング部３１２ｂは、識別部３０６ｂからシンボル判定結果の信号を入力すると、再マッピングし、送信ベースバンドフィルタ部３１３ｂに出力する。
送信ベースバンドフィルタ３１３ｂは、マッピング部３１２ｂから再マッピングされた信号を入力すると波形整形を行い、波形整形を行った信号を直交周波数変調部３１４ｂに出力する。
直交周波数変調部３１４ｂは、送信ベースバンドフィルタ３１３ｂから信号を入力すると、中心周波数0Hzの2N値FSK変調信号を生成し、周波数変調を行った信号を減算部３０７ｂとＦＢタップ部３１７に出力する。直交周波数変調部３１４ｂの詳細については、後述する。
【００４５】
遅延部３１５ｂは、加算部３１８から信号を入力すると、送信ベースバンドフィルタ３１３ｂの遅延時間と同じ時間遅延させ、入力した信号を減算部３０７ｂに出力する。つまり、遅延部３１５ｂは、加算部３１８からの信号を、送信ベースバンドフィルタ部３１３ｂで発生する遅延時間と同じ時間遅延させることで、誤差信号を算出するタイミングを合わせるようにする。
減算部３０７ｂは、直交周波数変調部３１４ｂからの信号を加算側に入力し、また遅延部３１５ｂからの信号を減算側に入力すると、これらの信号の誤差信号を算出し、タップ制御部３０８ｂに出力する。
タップ制御部３０８ｂは、減算部３０７ｂから誤差信号を入力すると、ＦＦタップ部３１６からタップ入力信号を入力し、ＦＦタップ部３１６におけるフィルタ処理の係数を適応的に算出し(係数算出手段)、算出した係数をＦＦタップ部３１６に出力する。同様に、タップ制御部３０８ｂは、減算部３０７ｂから誤差信号を入力すると、ＦＢタップ部３１７からタップ入力信号を入力し、ＦＢタップ部３１７におけるフィルタ処理の係数を適応的に算出し(係数算出手段)、算出した係数をＦＢタップ部３１７に出力する。タップ制御部３０８ｂの係数更新アルゴリズムには、LMS(Least Mean Squares)やRLS(Recursive Least Squares)が用いられる。このように、タップ制御部３０８ｂが係数を更新することで、マルチパスフェージング２００による符号間干渉を軽減させる。
【００４６】
次に、直交復調部３１０ｂ、直交周波数復調部３１１ｂ、及び直交周波数変調部３１４ｂの詳細について説明する。
【００４７】
直交復調部３１０ｂは、前述した直交復調部３１０ａの詳細な説明において、ＲＦ／ＩＦ部３０１ａがＲＦ／ＩＦ部３０１ｂに、波形等化部３０５ａがＦＦタップ部３１６に置き換わる以外は、直交復調部３１０ａの詳細な説明に同じである。
【００４８】
直交周波数復調部３１１ｂは、前述した直交周波数復調部３１１ａの詳細な説明において、波形等化部３０５ａが加算部３１８に、受信ベースバンドフィルタ部３０３ａが受信ベースバンドフィルタ部３０３ｂに置き換わる以外は、直交周波数復調部３１１ａの詳細な説明に同じである。
【００４９】
直交周波数変調部３１４ｂは、前述した直交周波数変調部３１４ａの詳細な説明において、送信ベースバンドフィルタ部３１３ａが送信ベースバンドフィルタ部３１３ｂに、減算部３０７ａが減算部３０７ｂ及びＦＢタップ部３１７に置き換わる以外は、直交周波数変調部３１４ａの詳細な説明に同じである。
【００５０】
実施形態２の判定帰還型等化部を適用した2N値FSK変調方式の無線受信機３００Ｂでは、線形処理である直交復調部３１０ｂを、等化出力である加算部３１８の前段に設け、非線形処理である直交周波数復調部３１１ｂを加算部３１８の後段に設けるようにするものである。このような構成とすることで、無線受信機３００Ｂは、無線区間４００と等化出力である加算部３１８との間に非線形処理が介在しないので、マルチパスフェージング２００の特性に対して線形の処理ができ、ＦＦタップ部３１６、ＦＢタップ部３１７、及び加算部３１８における等化性能の劣化を防止することが可能となる。
【００５１】
以上をまとめると、本発明は次のような特徴を有する。
（１） 本発明の無線受信機は、非線形変調方式の波形等化手段を備える無線受信機において、周波数変換を行う直交復調手段と、変調信号の周波数復調を行う直交周波数復調手段とを有し、線形処理である前記直交復調手段を前記波形等化手段の前段に設け、非線形処理である前記直交周波数復調手段を前記波形等化手段の後段に有することを特徴としている。
（２）：（１）の本発明の無線受信機は、前記波形等化手段から出力する時間を遅延させる遅延手段と、前記直交復調手段により直交周波数に復調された信号をシンボル判定する認識手段と、前記シンボル判定に基づき再マッピングされた信号を周波数変調する直交周波数変調手段と、前記直交周波数変調手段が出力する信号から前記遅延手段が出力する信号を減算して誤差信号を算出する減算手段と、前記波形等化手段のフィルタのタップを制御するタップ制御手段と、前記タップ制御手段は、前記減算手段から前記誤差信号を入力し、前記波形等化手段におけるフィルタの係数を算出する係数算出手段とを有し、前記波形等化手段は前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行うことを特徴としている。
（３）：（２）の本発明の無線受信機の前記波形等化手段は、ＦＦタップ手段、ＦＢタップ手段、及び加算手段を備え、前記ＦＦタップ手段は、前記直交復調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、前記ＦＢタップ手段は、前記直交周波数変調手段から入力する信号を前記タップ制御手段から入力する前記係数によりフィルタ処理を行い、前記加算手段は、前記ＦＦタップ手段から出力されるフィルタされた信号と前記ＦＢタップ手段から出力されるフィルタされた信号を加算し、前記直交周波数復調手段は、前記加算手段から出力される信号を入力することを特徴としている。
（４）：（３）の本発明の無線受信機の前記直交周波数復調手段と前記周波数変調手段との間に波形整形を行う送信ベースバンドフィルタ手段を有し、前記遅延手段は、前記波形等化手段から入力する信号を前記送信ベースバンドフィルタ手段の遅延時間と同じ時間遅延させてから前記減算手段に出力することを特徴としている。
（５）：（２）から（４）のいずれかの本発明の無線受信機は、前記係数算出手段は、LMSまたはRLSの係数更新アルゴリズムを用いて係数を算出することを特徴としている。
（６）：（１）から（５）のいずれかの本発明の無線受信機の前記直交復調手段は、線形なマルチパスフェージングの特性に対して線形の周波数変換処理を行うことを特徴としている。
【００５２】
以上により、本発明は、非線形変調方式の無線受信機において、周波数復調部を直交復調部と直交周波数復調部とに分離し、非線形処理である直交周波数復調部を適応波形等化部の後段へ移動し、線形処理である直交復調部に線形なマルチパスフェージングが入力されても等化性能を劣化させることなく波形等化行う適応波形等化器を適用できる。
【００５３】
具体的な実施の形態により本発明を説明したが、上記実施の形態は本発明の例示であり、この実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、無線受信を行う装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０・・・・・・・通信システム
１００・・・・・・・無線送信機
１５０・・・・・・・アンテナ
２００・・・・・・・マルチパスフェージング
３００Ａ・・・・・・無線受信機
３００Ｂ・・・・・・無線受信機
３００Ｃ・・・・・・無線受信機
３０１ａ・・・・・・ＲＦ／ＩＦ部
３０１ｂ・・・・・・ＲＦ／ＩＦ部
３０１ｃ・・・・・・ＲＦ／ＩＦ部
３０２・・・・・・・周波数復調部
３０３ａ・・・・・・受信ベースバンドフィルタ部
３０３ｂ・・・・・・受信ベースバンドフィルタ部
３０３ｃ・・・・・・受信ベースバンドフィルタ部
３０４・・・・・・・適用波形等化部
３０５ａ・・・・・・波形等化部（トランスバーサルフィルタ）
３０５ｃ・・・・・・波形等化部
３０６ａ・・・・・・識別部
３０６ｂ・・・・・・識別部
３０６ｃ・・・・・・識別部
３０７ａ・・・・・・減算部
３０７ｂ・・・・・・減算部
３０７ｃ・・・・・・減算部
３０８ａ・・・・・・タップ制御部
３０８ｂ・・・・・・タップ制御部
３０８ｃ・・・・・・タップ制御部
３０９・・・・・・・ベースバンド部
３１０ａ・・・・・・直交復調部
３１０ｂ・・・・・・直交復調部
３１１ａ・・・・・・直交周波数復調部
３１１ｂ・・・・・・直交周波数復調部
３１２ａ・・・・・・マッピング部
３１２ｂ・・・・・・マッピング部
３１３ａ・・・・・・送信ベースバンドフィルタ部
３１３ｂ・・・・・・送信ベースバンドフィルタ部
３１４ａ・・・・・・直交周波数変調部
３１４ｂ・・・・・・直交周波数変調部
３１５ａ・・・・・・遅延部
３１５ｂ・・・・・・遅延部
３１６・・・・・・・ＦＦ（フィードフォワード）タップ部
３１７・・・・・・・ＦＢ（フィードバック）タップ部
３１８・・・・・・・加算部
３５０・・・・・・・アンテナ
４００・・・・・・・無線区間
４０１・・・・・・・乗算器
４０２・・・・・・・乗算器
４０３・・・・・・・正弦波発生部
４０４・・・・・・・位相変換部
５０１・・・・・・・位相検出部
５０２・・・・・・・微分演算部
５０３・・・・・・・乗算器
６０１・・・・・・・積分演算部
６０２・・・・・・・複素信号発生部
６０３・・・・・・・乗算器
６０４・・・・・・・乗算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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