(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被変調波に、前記被変調波の生成に供され得る複数ｐの変調方式に整合する復調処理をそれぞれ施す復調手段と、
（ａ）前記被変調波とのフレーム同期をとることなく前記被変調波の波形を分析及び検出することにより、フレームの先頭の所定のシンボルの列を識別し、（ｂ）前記被変調波の生成に適用された変調方式がＦＳＫである場合に適応するために、前記ＦＳＫに供され得るキャリア信号の周波数成分を抽出し、（ｃ）前記被変調波の生成に適用された変調方式がＰＳＫである場合に適応するために、前記ＰＳＫに供され得るキャリア信号毎に対応した互いに直交する成分Ｉ，Ｑを算出し、（ｄ）前記複数ｐの変調方式毎に、固有の信号点配置に基づいて、信号判定が行われることなく信号空間上におけるシンボルの列を識別し、（ｅ）前記キャリア信号の周波数成分、前記互いに直交する成分Ｉ，Ｑ、前記シンボルの列に基づいて、前記シンボルの列の偏差を評価することにより、前記複数ｐの変調方式の内、前記被変調波の生成に供された最も確からしい特定の変調方式を識別する識別手段と
を備えたことを特徴とする変調方式特定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変調方式特定装置において、
前記識別手段によって識別された特定の変調方式の内、頻度または確度が高い変調方式を前記特定の変調方式として採用するにあたり、前記識別手段によって特定が行われる頻度を前記複数ｐの変調方式毎に区分して平滑することにより、前記被変調波の伝送品質の単発的あるいはバースト状の劣化や変動に起因して生じ得る前記複数ｐの変調方式の識別の誤り率を低く抑える保護手段を備えた
ことを特徴とする変調方式特定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の変調方式特定装置において、
前記識別手段は、
フレームの先頭の所定のシンボルの列に対して、前記複数ｐの変調方式の内、前記被変調波の生成に供された最も確からしい特定の変調方式を識別する
ことを特徴とする変調方式特定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の変調方式特定装置において、
前記識別手段は、
バースト波から抽出されたプリアンブルの部位に対して、前記複数ｐの変調方式の内、前記被変調波の生成に供された最も確からしい特定の変調方式を識別する
ことを特徴とする変調方式特定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被変調波の生成に供され得る複数ｐの変調方式の内、実際にその被変調波の生成に供された変調方式を特定する変調方式特定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送情報が区分されて所定の情報と共に多重化されてフレームやパケットのような伝送単位の列として伝送され、しかも、このようなフレームやパケットの生成に供され得る変調方式が複数通りである通信系の受信端では、これらの変調方式の何れに対しても柔軟に適応可能に構成されている。
【０００３】
図３は、多様な変調方式に柔軟に適応可能な受信端の構成例を示す図である。
【０００４】
図において、既述の伝送単位の列として装置に到来した受信波を示すベースバンド信号は、上述した複数（＝ｐ）通りの変調方式Ｍ１〜Ｍｐにそれぞれ対応した復調ユニット３０-1〜３０-pに並行して入力される。これらの復調ユニット３０-1〜３０-pの出力には、伝送情報Ｄ１〜Ｄｐがそれぞれ得られる。
【０００５】
復調ユニット３０-1は、以下の要素から構成される。
(1) 上記ベースバンド信号が入力されるデータ復調部３１-1
(2) データ復調部３１-1の後段に縦続接続されたフレーム同期検出部３２-1、同期分離部３３-1およびデータ切り出し部３４-1
【０００６】
(3) データ切り出し部３４-1の後段に配置され、かつ上記伝送情報Ｄ１を出力するデータ復元部３５-1
復調ユニット３０-2〜３０-pの構成については、復調ユニット３０-1の構成と同じであるので、以下では、対応する構成要素に添え番号「２」〜「ｐ」がそれぞれ付加された同じ符号を付与し、ここでは、その説明を省略する。
【０００７】
このような構成の受信端では、各部は、以下の通りに連係する。
なお、以下では、復調ユニット３０-1〜３０-pに共通に当てはまる事項については、添え番号「１」〜「ｐ」の何れにも該当し得ることを示す添え文字「ｃ」を各要素の符号に付加する。
【０００８】
復調ユニット３０-cでは、データ復調部３１-cは、変調方式Ｍｃに適合した復調処理をベースバンド信号に施すことにより、そのベースバンド信号として受信された（受信され得る）伝送情報を示すシンボル（ビット）列を得る。
【０００９】
フレーム同期検出部３２-cは、既述の伝送情報がペイロード等に多重化されてなるフレーム（パケット）の形式と、上記シンボル（ビット）列との相関をとることにより、該当するフレーム（パケット）との同期（部分同期）を試行する。
【００１０】
さらに、このような同期が確立した場合には、同期分離部３３-c、データ切り出し部３４-cおよびデータ復元部３５-cは、以下(1)〜(3)の通りに連係する。
(1) 同期分離部３３-cは、該当するフレーム（パケット）を後続するデータ切り出し部３４-cに引き渡す。
【００１１】
(2) データ切り出し部３４-cは、そのフレーム（パケット）のフィールドの内、伝送情報が配置されているペイロード等の内容を抽出する。
(3) データ復元部３５-cは、そのペイロード等の内容を既知のフレーム形式（パケット形式）に基づいて区分し、あるいは切り出して連結することにより、伝送情報Ｄｃを復元する。
【００１２】
このような処理は、既述の変調方式M１〜Mｐにそれぞれ対応する復調ユニット３０-1〜３０-pでも、上記ベースバンド信号に対して並行して行われる。
【００１３】
したがって、上記受信波に適用された変調方式が変調方式M１〜Ｍｐの何れかである限り、その受信波で示される伝送情報は、復調ユニット３０-1〜３０-p（データ復元部３５-1〜３５-p）の何れかによって復元される。
【００１４】
なお、本発明に関連する先行技術としては、以下に示す特許文献１ないし特許文献３があった。
(1) 「受信信号を各搬送波毎の信号に変換するフーリエ変換器と、該フーリエ変換器からの各搬送波毎の信号が変調多値数の異なる複数の変調方式のいずれで変調されているかを判別する変調方式判別器と、該変調方式判別器によって判別された変調方式として前記フーリエ変換器からの各搬送波を復調する復調器と、前記フーリエ変換器からの各搬送波をその振幅によって分けて振幅の大きい搬送波をＡＣＳチャネルとするチャネル推定器と、送信信号で、該チャネル推定器によってＡＣＳチャネルとされた搬送波を前記複数の変調方式の内の変調多値数の小さい変調方式で変調し、非ＡＣＳチャネルとされた搬送波を変調多値数の大きい変調方式で変調する変調器と、該変調器からの変調信号を時間域の信号に変換する逆フーリエ変換器と、前記チャネル推定器によって推定されたＡＣＳチャネルに関する情報であるＡＣＳ情報の履歴を記憶するＡＣＳメモリと、該ＡＣＳメモリに記憶されているＡＣＳ情報の履歴によって最新のＡＣＳ情報の誤りを訂正して前記変調器に出力する訂正器とを備える」ことによって、「電波伝搬環境情報の抽出にデータフレームを使用することが可能となり、ＡＣＳ情報の信頼度が向上する」点に特徴があるＯＦＤＭ通信装置…特許文献１
【００１５】
(2) 「受信した変調信号を復調する復調部と、該復調部での判定結果を復号する復合部と、上記復調部での判定結果を復合部に入力するときの判定誤差が小さくなるように上記復調部内で使用されるパラメーターを修正する演算部とを有する信号復調復号装置において、上記復調部と復合部は複数の変調方式に対してそれぞれ復調と復号が可能に構成されているとともに、それぞれの変調方式で復号されたデータを選択して出力する第１の選択手段と、復調部から出力される判定誤差を選択して上記演算部に供給する第２の選択手段を有する」ことにより、「補正動作及び回線等化動作を含めた復調復号動作を安定に保ち、かつ変調方式が、受信中に連続的に変化した場合でも、速やかに追従できる」点に特徴がある信号復調復号装置および信号復調復号方法…特許文献２
【００１６】
(3) 「同一周波数帯域で異なる変調方式の受信信号に対応した複数の復調回路、前記受信信号の信号成分に基づいて前記受信信号の変調方式を判定する判定回路、及びこの判定回路の判定に基づき前記受信信号の変調方式に対応した前記復調回路を作動状態にし、併せて前記判定回路を不作動状態にする制御回路を備える」ことにより、「変調方式の判別にかかる時間を短縮するとともに消費電力を低減する」点に特徴がある情報端末…特許文献３
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第４５３４０３７号公報
【特許文献２】特開平０６−３４３０８５号公報
【特許文献３】特開２００１−１５６８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上述した従来例では、到来する受信波に適した復調方式の予測が不可能であるため、復調ユニット３０-c（３０-1〜３０-p）は、以下の処理を並行して行っていた。
(1) 未知の変調方式Ｍｃに基づくユニークワード（同期ワード）の復元
(2) そのユニークワード（同期ワード）との相関によって実現される部分同期に基づく受信波（ベースバンド信号）からの伝送情報Ｄｃの抽出
【００１９】
すなわち、変調方式Ｍ１〜Ｍｐが、例えば、２ＦＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ等と多様な多数の変調方式である場合には、復調ユニット３０-1〜３０-pは、並行して稼働しなければならなかった。
【００２０】
したがって、復調ユニット３０-1〜３０-pがＤＳＰ(Digital Signal Processor)等の信号処理装置で実現される場合には、その信号処理装置には、適応され得る変調方式の数ｐが大きいほど、十分な実時間性が保証されるためには、高い処理量が要求されていた。
【００２１】
本発明は、構成が大幅に複雑化することなく、多様な変調方式に柔軟かつ安価に適応できる変調方式特定装置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】
【００２２】
請求項１に記載の発明では、復調手段は、被変調波に、前記被変調波の生成に供され得る複数ｐの変調方式に整合する復調処理をそれぞれ施す。識別手段は、前記復調処理によってそれぞれ得られたシンボルまたはシンボルの列の偏差に基づいて、前記複数ｐの変調方式の内、前記被変調波の生成に供された特定の変調方式を識別する。
【００２３】
すなわち、被変調波の生成に実際に適用された変調方式は、上記複数ｐの変調方式の数が多く、かつ組み合わせが多様であっても、その被変調波で示される伝送単位との部分同期がとられることなく、識別される。
【００２４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の変調方式特定装置において、保護手段は、前記識別手段によって識別された特定の変調方式の内、頻度または確度が高い変調方式を前記特定の変調方式として採用する。
【００２５】
すなわち、被変調波の生成に実際に適用された変調方式は、その被変調波にバースト状または間欠的な伝送品質の劣化や干渉等が付帯した場合であっても、適切な変調方式に安定に維持される。
【００２６】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の変調方式特定装置において、前記復調手段は、前記被変調波に、所定のビットもしくはシンボル、または所定のビット列もしくはシンボル列に基づく変調が施されている期間を前記部分同期をとることなく識別し、前記期間に、前記複数ｐの変調方式に整合する復調処理をそれぞれ施す。
【００２７】
すなわち、これらの複数ｐの変調方式にそれぞれ整合する復調処理の対象は、被変調波に含まれる上記所定のビット、シンボル、ビット列、シンボル列の何れかに精度よく均一化される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明が適用された装置や系では、上記被変調波の生成に適用された変調方式の特定を実現する信号処理の処理量の削減が安価に達成され、信頼性および実時間性が容易に高められる。
【００２９】
また、本発明では、伝送品質が安定に高く維持され、多様な通信系や伝送系に対する適応が容易に達成される。
【００３０】
さらに、本発明によれば、被変調波の生成に実際に適用された変調方式の識別の確度および安定性が高められる。
【００３１】
したがって、本発明が適用された装置や系は、被変調波の生成のために適用され得る多数かつ多様な変調方式と、多様な分野に対する柔軟かつ容易な適応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態における波形同期ユニットの動作フローチャートである。
【図３】多様な変調方式に柔軟に適応可能な受信端の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
【００３４】
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と図３に示す従来例との構成の相違点は、以下の点にある。
(1) ベースバンド信号は、復調ユニット３０-1〜３０-pの入力に直接には入力されない。
【００３５】
(2) 上記ベースバンド信号が入力される波形同期ユニット１０と、そのベースバンド信号が与えられる共通接点を有する復調ユニット切り替え部２１とが備えられる。
(3) 波形同期ユニット１０の出力は、その復調ユニット切り替え部２１の制御端子に接続される。
【００３６】
(4) 復調ユニット３０-1〜３０-pの入力には、復調ユニット切り替え部２１の第１ないし第ｐの接点に接続される。
(5) 波形同期ユニット１０は、縦続接続された波形分析部１１、波形検出部１２、変調波形判定部１３および保護部１４から構成される。
【００３７】
図２は、本実施形態における波形同期ユニットの動作フローチャートである。
以下、図１および図２を参照して本実施形態の動作を説明する。
波形分析部１１は、ベースバンド信号をフーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourie Transform）することによりそのベースバンド信号の周波数スペクトルを求め（図２ステップＳ１）、これらのベースバンド信号および周波数スペクトルを波形検出部１２に引き渡す。
【００３８】
波形検出部１２は、以下処理を行う。
(1) ベースバンド信号の生成に適用された変調方式（以下、「適用変調方式」という。）が既知のＦＳＫである場合に適応するために、そのＦＳＫに供され得るキャリア信号の周波数成分を抽出する（図２ステップＳ２）。
【００３９】
(2) 適用変調方式がＰＳＫである場合に適応するために、そのＰＳKに供され得るキャリア信号毎に対応した互いに直交する成分Ｉ，Ｑを算出する（図２ステップＳ３）。
【００４０】
(3) 上記ベースバンド信号の生成に適用され得る適用変調方式（例えば、ＱＡＭ、ＡＰＳＫ、ＯＦＤＭ等の直交変調方式）毎に、固有の信号点配置に基づいて、信号空間上におけるシンボル（列）を識別する（図２ステップＳ４）。ただし、このようなシンボル（列）の識別の過程では、信号判定は行わない。
【００４１】
変調波形判定部１３は、上記キャリア信号の周波数成分、成分Ｉ，Ｑ、シンボル（の列）に基づいてシンボル（の列）の偏差を総合的に評価することにより、変調方式Ｍ１〜Ｍｐの内、最も確からしい変調方式（以下、「推定変調方式」という。）を識別する（図２ステップＳ５）。
なお、このような推定変調方式の識別のために波形検出部１２および変調波形判定部１３が行う処理については、上記変調方式Ｍ１〜Ｍpにそれぞれ適合した復調処理の試行に相当するならば、如何なる手順で行われてもよい。
【００４２】
保護部１４は、このようにして時系列の順に識別される推定変調方式を上記適用変調方式の何れかとして特定し、その特定が行われる頻度を既述の適用変調方式毎に区分して平滑することにより、上記ベースバンド信号の伝送品質の単発的あるいはバースト状の劣化や変動に起因して生じ得る「推定変調方式の識別の誤り率」を低く抑え（図２ステップＳ６）、このような平滑の下で識別された推定変調方式を復調ユニット切り替え部２１に引き渡す。
【００４３】
復調ユニット切り替え部２１は、復調ユニット３１-1〜３１-pの内、このような適用変調方式に適応した特定の復調ユニットに、上記ベースバンド信号を引き渡す。
【００４４】
なお、復調ユニット３１-1〜３１-pの各部の連係によって実現される処理については、従来例と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。
【００４５】
すなわち、ベースバンド信号の生成に実際に適用された変調方式は、その変調方式として採用され得る変調方式Ｍ１〜Ｍｐが多数かつ多様である場合であっても、波形同期ユニット１０の各部によって行われる既述の連係の下で、そのベースバンド信号で示されるフレームやパケットとの部分同期がとられることなく行われる簡便な処理の下で、確度高く識別される。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、上記変調方式Ｍ１〜Ｍｐの数および組み合わせの如何にかかわらず、高い信頼性および実時間性が安価にかつ容易に達成される。
【００４７】
また、本実施形態では、復調ユニット３０-1〜３０-pは並行して作動せず、既述の推定変調方式のみに適合した１つの復調ユニットのみが稼働することによって、変調方式Ｍ１〜Ｍｐの何れに対しても適応可能である。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、例えば、波形ユニット１０および復調ユニット３０-1〜３０-pの構成要素の何れも、従来例に比べて大幅に少ない処理量のＤＳＰ（Digital Signal Processor）で実現可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態では、変調方式Ｍ１〜Ｍｐにそれぞれ対応した復調ユニット３０-1〜３０-pが備えられている。
【００５０】
しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、以下の通りに構成されてもよい。
【００５１】
(1) 復調ユニット切り替え部２１が備えられない。
(2) 復調ユニット３０-1〜３０pに代えて、以下の要素から構成される単一の復調ユニットを備えられ、その復調ユニットにベースバンド信号が直接与えられる。
【００５２】
(2-1) 波形ユニット１０（保護部１４）によって識別された推定変調方式の何れにも適した復調処理を行うデータ復調部
(2-2) そのデータ復調部の後段に縦続接続され、既述のフレーム同期検出部３２-1、同期分離部３３-1、データ切り出し部３４-1、データ復元部３５-1にそれぞれ相当するフレーム同期検出部、同期分離部、データ切り出し部およびデータ復元部
【００５３】
また、上記復調ユニット３０-1〜３０-pは、変調方式Ｍ１〜Ｍｐの内、例えば、信号点配置、搬送波周波数、伝送速度等が類似し、あるいは構成要素の共用化が可能な変調方式の組み合わせ毎に対応するｐ個未満の復調ユニットで代替されてもよい。
【００５４】
さらに、本実施形態では、保護部１４は、既述のベースバンド信号の伝送品質の単発的あるいはバースト状の劣化や変動に起因して生じ得る「推定変調方式の識別の誤り」が許容され、あるいはこのような誤りが生じる確立の軽減が別途図られる場合には、備えられなくてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、波形同期ユニット１０、復調ユニット切り替え部２１および復調ユニット３０-1〜３０-pの全てまたは一部は、ＰＧＡ(Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。
【００５６】
さらに、本実施形態では、既述のベースバンド信号は如何なる変調方式や多元接続方式の伝送路を介して与えられてもよく、その伝送路は有線伝送路、無線伝送路、光伝送路の何れであってもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、波形同期ユニット１０、復調ユニット切り替え部２１および復調ユニット３０-1〜３０-pの構成要素の内、ディジタル信号処理によって実現される構成要素については、如何なる形態による負荷分散や機能分散が図られてもよい。
【００５８】
さらに、本実施形態では、波形分析部１１によって行われるフーリエ変換は、既述のＦＦＴに代わるＤＦＴ（Discrete Fourier transform）で代替されてもよく、あるいは、ハードウェアで実現される場合には、通過域が周波数軸上に好適な間隔で配置された櫛形フィルタによる濾波処理で代替されてもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、ベースバンド信号がバースト波として（間欠的に）与えられ、かつ形式や内容が既知である場合には、波形分析部１１および波形検出部１２は、信号判定が行われることなくそのバースト波から抽出されたプリアンブル等の部位に対して、既述の処理を施してもよい。
【００６０】
さらに、本発明では、フレーム同期検出部３２-cは、内部同期方式と外部同期方式との何れに基づいて既述の部分同期を図ってもよい。
また、本発明では、推定変調方式の識別のために波形同期ユニット１０によって参照されたベースバンド信号の全てまたは一部がその推定変調方式に基づく復調処理（復調ユニット３０-1〜３０-pの何れかによって行われる。）の対象となるべき場合には、例えば、図１に点線で示すように、復調ユニット切り替え部２１の前段において波形同期ユニット１０の配下でベースバンド信号を蓄積しつつ上記復調処理の対象とするＦＩＦＯ２０等のメモリが備えられてもよい。
【００６１】
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１０  波形同期ユニット
１１  波形分析部
１２  波形検出部
１３  変調波形判定部
１４  保護部
２０  ＦＩＦＯ
２１  復調ユニット切り替え部
３０  復調ユニット
３１  データ復調部
３２  フレーム同期検出部
３３  同期分離部
３４  データ切り出し部
３５  データ復元部
【図１】
0005917879.tif 000002
【図２】
0005917879.tif 000003
【図３】
0005917879.tif 000004