(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボル同期用の同期データを含み、周波数偏移キーイング方式で変調された変調信号を復調する復調器であって、前記変調信号が入力され、前記変調信号の周波数に対応した電圧値を有する検波信号を出力する検波部と、前記検波信号の電圧値を時間平均して平均電圧を生成する平均電圧生成部と、前記検波信号の電圧値を前記平均電圧と比較して前記検波信号に含まれる２値のデータを判定するデータ判定部と、前記検波信号又は前記平均電圧又は前記データ判定部から出力される前記データのうちの少なくとも何れか１つを監視し、前記変調信号に含まれている前記同期データを検出した場合に、前記平均電圧生成部に前記平均電圧を保持させる同期設定部と、前記平均電圧と前記検波信号の電圧値間の条件が所定のしきい値を満たした場合に、前記平均電圧生成部に対し前記平均電圧の保持を解除させる同期解除部とを備えることを特徴とする復調器。
【請求項２】
シンボル同期用の同期データを含み、周波数偏移キーイング方式で変調された変調信号を復調する復調器であって、前記変調信号が入力され、前記変調信号の周波数に対応した電圧値を有する検波信号を出力する検波部と、前記検波信号の電圧値を２通りの時間でそれぞれ時間平均して２種類の平均電圧を生成する平均電圧生成部と、前記検波信号の電圧値を前記２種類の平均電圧のうちで時間の長い方の前記平均電圧と比較して前記検波信号に含まれる２値のデータを判定するデータ判定部と、前記検波信号又は前記平均電圧又は前記データ判定部から出力される前記データのうちの少なくとも何れか１つを監視し、前記変調信号に含まれている前記同期データを検出した場合に、前記平均電圧生成部に前記平均電圧を保持させる同期設定部と、前記２種類の平均電圧の差の条件が所定のしきい値を満たした場合に、前記平均電圧生成部に対し前記平均電圧の保持を解除させる同期解除部とを備えることを特徴とする復調器。
【請求項３】
前記データ判定部から出力される前記データが前記同期データか否かを判別するデータ処理部を備え、前記同期解除部は、前記データ処理部の判別結果に基づき、前記データ判定部から前記同期データ以外のデータが出力されている場合、前記データ判定部から前記同期データが出力されている場合よりも、同期を解除する前記しきい値を高く設定していることを特徴とする請求項１又は２記載の復調器。
【請求項４】
前記データ判定部から出力される前記データの長さをカウントするカウンタ部を備え、前記同期解除部は、前記カウンタ部でカウントされるデータ長が所定値に達すると、前記同期データ以外のデータが出力されている場合の前記しきい値を、前記同期データを検出した場合の前記しきい値に変更することを特徴とする請求項３記載の復調器。
【請求項５】
前記条件は、前記検波信号の電圧値と前記平均電圧との差に基づく条件であることを特徴とする請求項１記載の復調器。
【請求項６】
前記条件は、前記検波信号の電圧値が連続して前記平均電圧を上回る時間又は下回る時間であることを特徴とする請求項１記載の復調器。
【請求項７】
前記条件は、前記検波信号の極値が連続して前記平均電圧を上回る回数又は下回る回数であることを特徴とする請求項１記載の復調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数偏移キーイング(Frequency Shift Keying:FSK)方式で変調された信号を復調する復調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数偏移キーイング方式で変調された信号(以下、FSK変調信号と呼ぶ。)を復調する復調器としては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１記載の従来例は、検波回路の出力信号を高域遮断周波数の低いローパスフィルターにより濾波し、検波回路から出力される信号の平均電圧値を得る。この検波回路の出力信号の平均値を所定のタイミングでサンプル／ホールドすることによりデータ再生のための基準電圧を生成する。そして、ローパスフィルターの出力信号とサンプルホールド回路の出力電圧値を比較し、ローパスフィルターの出力信号がサンプルホールド回路の出力電圧値よりも高い場合に論理値１を出力し、低い場合には論理値０を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２４９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の従来例では、希望波以外の電波(以下、妨害波と呼ぶ。)を受信し、その妨害波に誤ってシンボル同期をとってしまった場合、希望波が到来しても当該希望波にシンボル同期をとるまでに多大な時間を要していた。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の復調器は、シンボル同期用の同期データを含み、周波数偏移キーイング方式で変調された変調信号を復調する復調器であって、前記変調信号が入力され、前記変調信号の周波数に対応した電圧値を有する検波信号を出力する検波部と、前記検波信号の電圧値を時間平均して平均電圧を生成する平均電圧生成部と、前記検波信号の電圧値を前記平均電圧と比較して前記検波信号に含まれる２値のデータを判定するデータ判定部と、前記検波信号又は前記平均電圧又は前記データ判定部から出力される前記データのうちの少なくとも何れか１つを監視し、前記変調信号に含まれている前記同期データを検出した場合に、前記平均電圧生成部に前記平均電圧を保持させる同期設定部と、前記平均電圧と前記検波信号の電圧値間の条件が所定のしきい値を満たした場合に、前記平均電圧生成部に対し前記平均電圧の保持を解除させる同期解除部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の復調器は、シンボル同期用の同期データを含み、周波数偏移キーイング方式で変調された変調信号を復調する復調器であって、前記変調信号が入力され、前記変調信号の周波数に対応した電圧値を有する検波信号を出力する検波部と、前記検波信号の電圧値を２通りの時間でそれぞれ時間平均して２種類の平均電圧を生成する平均電圧生成部と、前記検波信号の電圧値を前記２種類の平均電圧のうちで時間の長い方の前記平均電圧と比較して前記検波信号に含まれる２値のデータを判定するデータ判定部と、前記検波信号又は前記平均電圧又は前記データ判定部から出力される前記データのうちの少なくとも何れか１つを監視し、前記変調信号に含まれている前記同期データを検出した場合に、前記平均電圧生成部に前記平均電圧を保持させる同期設定部と、前記２種類の平均電圧の差の条件が所定のしきい値を満たした場合に、前記平均電圧生成部に対し前記平均電圧の保持を解除させる同期解除部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この復調器において、前記データ判定部から出力される前記データが前記同期データか否かを判別するデータ処理部を備え、前記同期解除部は、前記データ処理部の判別結果に基づき、前記データ判定部から前記同期データ以外のデータが出力されている場合、前記データ判定部から前記同期データが出力されている場合よりも、同期を解除する前記しきい値を高く設定していることが好ましい。
【０００９】
この復調器において、前記データ判定部から出力される前記データの長さをカウントするカウンタ部を備え、前記同期解除部は、前記カウンタ部でカウントされるデータ長が所定値に達すると、前記同期データ以外のデータが出力されている場合の前記しきい値を、前記同期データを検出した場合の前記しきい値に変更することが好ましい。
【００１０】
この復調器において、前記条件は、前記検波信号の電圧値と前記平均電圧との差に基づく条件であることが好ましい。
【００１１】
この復調器において、前記条件は、前記検波信号の電圧値が連続して前記平均電圧を上回る時間又は下回る時間であることが好ましい。
【００１２】
この復調器において、前記条件は、前記検波信号の極値が連続して前記平均電圧を上回る回数又は下回る回数であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の復調器は、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る復調器の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】(ａ)，(ｂ)は検波信号と平均電圧の関係を示す波形図である。
【図３】(ａ)，(ｂ)は検波信号と平均電圧の関係を示す波形図である。
【図４】本発明に係る復調器の実施形態２を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る復調器の実施形態３を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(実施形態１)
本実施形態の復調器は、図１に示すようにシンボル同期用の同期データを含み、周波数偏移キーイング方式で変調された変調信号を復調するものであって、検波部１、平均電圧生成部２、同期設定部３、データ判定部４、同期解除部５などを備える。なお、シンボル同期用の同期データは、通常、「０」と「１」の相異なるシンボル(ビット)が交互に連続するデータ列からなる。また、シンボル同期用の同期データの後にフレーム同期用の同期データ(ユニークワード)が続き、フレーム同期用の同期データの後に送信データが続いており、シンボル同期、フレーム同期、送信データなどでフレームが構成されている。
【００１６】
検波部１は、受信部10から出力される受信信号(変調信号)を周波数検波し、変調信号の周波数に対応した電圧値を有する検波信号を出力する(図２(ａ)における実線Ａ参照)。受信部10は、電波を受信するアンテナ11と、アンテナ11で受信される受信信号から変調信号の周波数帯域の信号成分をフィルタリングした後に増幅するなどの処理を行うフロントエンド12とを有する。
【００１７】
平均電圧生成部２は、検波信号の電圧値を時間平均して平均電圧を生成する(図２(ａ)における実線Ｂ参照)。データ判定部４は、検波信号の電圧値を平均電圧と比較して検波信号に含まれる２値のデータを判定する。同期設定部３は、検波信号又は平均電圧又はデータ判定部４から出力されるデータのうちの少なくとも何れか１つを監視し、変調信号に含まれているシンボル同期用の同期データを検出した場合、平均電圧生成部２に指示して平均電圧を保持する。例えば、同期設定部３は、データ判定部４から出力されるデータが「０」と「１」が交互且つ所定の頻度(通信のデータレート)でｎ回連続した場合に同期データを検出したと判断する。あるいは、検波信号の極大値(図２(ａ)における実線Ａの山の頂点)と、検波信号の極小値(図２(ａ)における実線Ａの谷の頂点)とが、平均電圧よりも高い状態と低い状態を交互且つ所定の頻度(通信のデータレート)でｎ回繰り返した場合に、同期設定部３が同期データを検出したと判断してもよい。若しくは、検波信号の増大と減少が交互且つ所定の頻度(通信のデータレート)でｎ回繰り返された場合に、同期設定部３が同期データを検出したと判断してもよい。
【００１８】
而して、同期設定部３がシンボル同期用の同期データを検出して平均電圧を保持すれば(シンボル同期をとれば)、シンボル同期に続いて検波信号に含まれているフレーム同期、さらに送信データをデータ判定部４で判定することができる。
【００１９】
ここで、受信部10で受信される妨害波によって同期設定部３が誤って平均電圧を保持してしまった場合(以下、「誤同期」と呼ぶ。)、誤同期中に受信部10で希望波が受信されても、希望波の検波信号の電圧値と平均電圧との差が大きければ、データ判定部４で正確にデータを判定することが困難になる。故に、受信部10で希望波を受信してもシンボル同期がとれずにデータの受信に失敗することになる。
【００２０】
そこで本実施形態では、平均電圧と検波信号の電圧値間の条件が所定のしきい値を満たした場合、同期解除部５が平均電圧生成部２に指示して平均電圧の保持を解除する。その結果、平均電圧生成部２が再度平均電圧を算出するとともに同期設定部３が新たな平均電圧を設定するので、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することができる。
【００２１】
ところで、平均電圧と検波信号の電圧値間の条件とは、例えば、検波信号の電圧値と前記平均電圧との差に基づく条件であることが好ましい。つまり、図２(ａ)に示すように検波信号の電圧値の極値と平均電圧との差が所定範囲(±Vx)を超えた場合、同期解除部５が所定条件を満たした(希望波を受信した)と判断すればよい。このような条件を採用すれば、ランダムに発生するノイズへの誤同期に対して、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することができる。
【００２２】
あるいは、平均電圧と検波信号の電圧値間の条件を、検波信号の電圧値が連続して平均電圧を上回る時間又は下回る時間としてもよい。例えば、図２(ｂ)に示すように平均電圧(実線Ｂ)よりも検波信号(実線Ａ)の電圧値の方が高くなる期間(時間)がしきい値Txを超えた場合、その検波信号が希望波であり、現在の同期が誤同期であるとみなすことができる。このような条件を採用すれば、他の電子機器から輻射されるクロック信号などへの誤同期に対して、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することができる。
【００２３】
または、平均電圧と検波信号の電圧値間の条件を、検波信号の極値が連続して平均電圧を上回る回数又は下回る回数としてもよい。例えば、図３(ａ)に示すように検波信号(実線Ａ)の極値が連続して平均電圧(実線Ｂ)を上回る回数がしきい値(９回)を超えた場合、その検波信号が希望波であり、現在の同期が誤同期であるとみなすことができる。
【００２４】
若しくは、平均電圧生成部２がサンプル数の異なる２種類の平均電圧(長時間平均電圧と短時間平均電圧)を生成するものである場合、平均電圧と検波信号の電圧値間の条件を、長時間平均電圧と短時間平均電圧の差に基づく条件としてよい。例えば、妨害波に誤同期しているときに妨害波と周波数(キャリア周波数)の異なる希望波が受信部10で受信されると、図３(ｂ)に示すように検波信号(実線Ａ)が急激に増大する。このとき、長時間平均電圧(実線Ｂ)は応答速度が遅いために緩やかに上昇し、短時間平均電圧(実線Ｃ)は応答速度が早いために素早く上昇するので、長時間平均電圧と短時間平均電圧との間に差が生じる。故に、長時間平均電圧と短時間平均電圧との差がしきい値Vyを超えた場合、同期解除部５が平均電圧の保持を解除して希望波に素早く同期させることができる。
【００２５】
(実施形態２)
本実施形態の復調器は、図４に示すようにデータ判定部４から出力されるデータが同期データか否かを判別するデータ処理部６を備える点が実施形態１と相違している。さらに同期解除部５は、データ処理部６の判別結果に基づき、データ判定部４から同期データが出力されている場合の条件に対して、データ判定部４から同期データ以外のデータ(ユニークワードや送信データ)が出力されている場合の条件を同期解除され難い条件に変更している。例えば、同期解除部５が同期を解除する(平均電圧の保持を止める)ための条件が、検波信号の電圧値の極値と平均電圧との差が所定範囲(平均電圧±Vx)を超えることであれば、同期データ以外のデータが出力されている場合、所定範囲を平均電圧±Vz(ただし、|Vz|>|Vx|)に拡大すればよい。
【００２６】
而して、送信データは同一のシンボル(ビット)が連続するデータ列(例えば、「０００００００」など)を含む場合があり、このようなデータ列が含まれていると、希望波を受信しているにも関わらず、同期解除部５が同期を解除してしまう可能性がある。これに対して本実施形態では、データ判定部４から同期データ以外のデータが出力されている場合、データ判定部４から同期データが出力されている場合よりも、同期を解除するしきい値を高く設定し、同期解除され難くしている。その結果、希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮しつつ、希望波に対するシンボル同期が誤って解除されることを抑制することができる。
【００２７】
(実施形態３)
本実施形態の復調器は、図５に示すようにデータ判定部４から出力されるデータの長さをカウントするカウンタ部７を備える点が実施形態２と相違する。
【００２８】
カウンタ部７は、データ処理部６がデータ判定部４から同期データ以外のデータ(ユニークワードや送信データ)が出力されていると判断した時点からデータ長のカウントを開始し、データ長が所定値に達すると同期解除部５にフレーム終了信号を出力する。つまり、送信されるフレームの長さが固定されている場合、カウンタ部７でデータ長をカウントすることによってフレームの終了を検出することができる。
【００２９】
一方、フレーム終了信号を受け取った同期解除部５は、同期データ以外のデータが出力されている場合のしきい値を、同期データを検出した場合のしきい値に変更する。その結果、次のフレームの受信に備えて再び同期解除されやすいしきい値に戻すことで希望波にシンボル同期をとるまでの時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  検波部
２  平均電圧生成部
３  同期設定部
４  データ判定部
５  同期解除部
【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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