(57)【要約】【課題】受信レベルが変動する場合であっても、正確に信号を復調することが可能な受信装置を提供する。【解決手段】マンチェスタ符号化またはサブキャリア変調された受信信号を、復調部において１ビット間の時間平均が０となる参照信号を受信信号と乗算して１ビット長にわたって積分して得られる相関値を閾値と比較して復調する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンチェスタ符号化またはサブキャリア変調したデータ列のＡＳＫ変調信号を受信する受信部と、
前記受信部での受信信号を包絡線検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部で検波した検波信号をデジタル値の受信信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器で変換された受信信号を復調する復調部とを備え、
前記復調部は、前記受信信号と、１ビット区間に従って変化する値の時間平均が０となる参照信号との相関値を算出して、算出された相関結果に基づいて前記データ列を復調する、受信装置。
【請求項２】
マンチェスタ符号化またはサブキャリア変調したデータ列のＡＳＫ変調信号を受信する受信部と、
局部発振信号を発振する局部発振部と、
前記受信部での受信信号と前記局部発振信号とを混合して中間周波数信号に変換する信号変換部と、
前記信号変換部で変換された中間周波数信号をデジタル値の受信信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器で変換された受信信号を復調する復調部とを備え、
前記復調部は、前記受信信号と、１ビット区間に従って変化する値の時間平均が０となる参照信号との相関値を算出して、算出された相関結果に基づいて前記データ列を復調する、受信装置。
【請求項３】
前記復調部は、標本ごとに、前記受信信号と前記参照信号とを１ビット長にわたって積分して得られる相関値を算出し、前記算出された相関値の正負に従って前記データ列を復調する、請求項１または２記載の受信装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換器よりも前段に設けられ、前記Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の低域周波数をフィルタリングする高域通過フィルタをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された信号の受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＡＳＫ変調された信号（ＡＳＫ変調信号とも称する）の受信装置は、例えば図５または図６のように構成されている。図５および図６の受信装置に相当する構成は、例えば、以下の特許文献１に開示されている。
【０００３】
図５を参照して、第１の従来の受信装置は、ＡＳＫ変調信号を受信部１０１で受信し、包絡線検波部１０２で包絡線検波する。そして、包絡線検波部１０２の検波出力を比較部１０４および基準レベル発生部１０３に与える。
【０００４】
基準レベル発生部１０３は、包絡線検波部１０２の検波出力を長い時定数にわたって積分することにより、受信したＡＳＫ変調信号の振幅の平均レベルを基準レベルとして生成し、基準レベルを比較部１０４に与える。
【０００５】
比較部１０４は、基準レベル発生部１０３から得られた基準レベルに従って、包絡線検波部１０２からの検波出力を弁別し、データ信号を復調して出力する。
【０００６】
ここで、受信装置に送信する送信信号としてマンチェスタ符号化した信号を用いることで、送信データのうち「０」や「１」のデータが連続した場合であっても基準レベル発生部１０３で適切な基準レベルに設定することができる。また、基準レベル発生部１０３においては、検波出力を長い時定数にわたって積分し、時間平均によって基準レベルを生成するため、送信装置との距離変動による通信中の受信レベル変動にある程度対応することが可能である。
【０００７】
図６を参照して、第２の従来の受信装置１１３は、送信装置１０５から送信されるＡＳＫ変調信号を受信する。送信装置１０５は、ＮＲＺのデータ列の送出前に一定周期で「０１」のパターンを複数回送信する。例えば「０１０１０１０１」のレベル検出パターンを送信する。そして、その後、ＮＲＺによるＡＳＫ変調信号のデータ列を送信する。
【０００８】
受信部１０６は、送信装置１０５から送信される信号を受信する。そして、包絡線検波部１０７は、受信した信号の包絡線検波を行う。そして、包絡線検波部１０２からの検波出力はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１０８を介してＡ／Ｄ変換器１０９に与えられる。Ａ／Ｄ変換器１０９は、アナログ−デジタル変換して、デジタル信号を比較手段１１２および平均値算出手段１１０に送る。
【０００９】
平均値算出手段１１０は、上記したレベル検出パターンを受信したときに０レベルおよび１レベルの平均値を算出して、閾値算出手段１１１に出力する。
【００１０】
閾値算出手段１１１は、平均値算出手段１１０から出力される０レベルおよび１レベルの平均値に基づいて、閾値として０レベル平均値と１レベル平均値との中央値を算出して、比較手段１１２に出力する。比較手段１１２は、閾値算出手段により算出された閾値によってデータ列のデータを比較する。比較手段１１２で比較された出力はデータ列として外部に出力される。
【００１１】
送信信号としてＮＲＺによるデータ列を用いることで、所要通信帯域幅がマンチェスタ符号化した場合の帯域幅に比べて１／２となり所要通信帯域幅を狭くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−３１３１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一方で、従来の第１の受信装置にあっては、上述したように基準レベルが、受信信号の検波出力の長時間の時間平均によって生成されるため、受信開始時の受信信号の立ち上がりや受信レベルの高速な変動があると適切な基準レベルに追従することができず、復調誤りが発生するという問題があった。
【００１４】
また、従来の第２の受信装置にあっては、レベル検出パターンの送出後に通信距離の変化によって受信レベルの変動があると、閾値が受信レベルに対して適切な値とならず復調誤りが発生するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、受信レベルが変動する場合であっても、正確に信号を復調することが可能な受信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】
【００１６】
本発明のある局面に従う受信装置は、マンチェスタ符号化またはサブキャリア変調したデータ列のＡＳＫ変調信号を受信する受信部と、受信部での受信信号を包絡線検波する包絡線検波部と、包絡線検波部で検波した検波信号をデジタル値の受信信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器で変換された受信信号を復調する復調部とを備える。復調部は、前記受信信号と、１ビット区間に従って変化する値の時間平均が０となる参照信号との相関値を算出して、算出された相関結果に基づいて前記データ列を復調する。
【００１７】
本発明の別の局面に従う受信装置は、マンチェスタ符号化またはサブキャリア変調したデータ列のＡＳＫ変調信号を受信する受信部と、局部発振信号を発振する局部発振部と、前記受信部での受信信号と前記局部発振信号とを混合して中間周波数信号に変換する信号変換部と、信号変換部で変換された中間周波数信号をデジタル値の受信信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器で変換された受信信号を復調する復調部とを備える。復調部は、前記受信信号と、１ビット区間に従って変化する値の時間平均が０となる参照信号との相関値を算出して、算出された相関結果に基づいて前記データ列を復調する。
【００１８】
好ましくは、復調部は、標本ごとに、前記受信信号と前記参照信号とを１ビット長にわたって積分して得られる相関値を算出し、前記算出された相関値の正負に従って前記データ列を復調する。
【００１９】
好ましくは、Ａ／Ｄ変換器よりも前段に設けられ、前記Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の低域周波数をフィルタリングする高域通過フィルタをさらに備える。
【発明の効果】
【００２０】
以上より明らかなとおり、本発明によれば、時間平均が０となる参照信号を用いて相関値を算出するためＤＣオフセットを除去することが可能となる。すなわち、受信信号の立ち上がりや通信距離の変化によって受信レベルが変動しても、受信レベルの変動に追従してＤＣオフセットを除去することができるため正確に信号を復調することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に従う受信装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に従う復調部５に入力される受信信号の受信波形を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１に従うマンチェスタ符号化された受信信号および参照信号のパターンを説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２に従う受信装置の概略ブロック図である。
【図５】従来の受信装置を説明する図（その１）である。
【図６】従来の受信装置を説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に従う受信装置の概略ブロック図である。
【００２４】
図１を参照して、本発明の実施の形態１に従う受信装置は、マンチェスタ符号化されたデータ列をＡＳＫ変調した信号を受信する受信部１と、受信されたＡＳＫ変調信号の包絡線検波を行う包絡線検波部２と、包絡線検波部２の検波出力信号の低域周波数成分をカットする高域通過フィルタ３と、高域通過フィルタ３の出力信号をデジタル値の信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、Ａ／Ｄ変換器のデジテル値の信号を復調する復調部５とを有する。
【００２５】
復調部５は、レジスタ６と、乗算器７と、積分器８と、判定器９とを含む。
レジスタ６は、Ａ／Ｄ変換器のデジタル値の信号を格納する。そして、レジスタ６に格納したデジタル値の受信信号と参照信号の相関検波を行う。
【００２６】
相関検波では、無雑音の１ビット長の参照信号と、雑音を含む受信信号とを標本ごとに乗算器７で乗算したデータを積分器８で１ビット長にわたって積分して相関値を取得する。
【００２７】
そして判定器９で、取得した相関値と閾値とを比較して復調を行う。参照信号については後述する。
【００２８】
このとき参照信号として１ビット間の時間平均が０となるパターンを用いる。
次に、本発明の実施の形態１に従う受信装置の動作について説明する。
【００２９】
通信距離の変化によって受信レベルが変動する場合、高域通過フィルタ３によって受信信号のＤＣ成分はある程度除去されるが完全には除去されずに受信信号にＤＣオフセットが含まれた状態で復調部５に入力されることになる。
【００３０】
また、受信信号が立ち上がった際には、高域通過フィルタの過渡応答によりＤＣオフセットが含まれた状態で復調部５に入力されることになる。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１に従う復調部５に入力される受信信号の受信波形を説明する図である。
【００３２】
図２に示されるように、受信信号が立ち上がった際には、高域通過フィルタ３の過渡応答によって、受信信号には時間変動するＤＣオフセットが含まれることになる。
【００３３】
上記したように従来の構成においては、受信信号に含まれる時間変動するＤＣオフセットに対して適切な閾値を算出することが難しいという問題があった。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１に従うマンチェスタ符号化された受信信号および参照信号のパターンを説明する図である。
【００３５】
図３（ａ）を参照して、ここでは、受信信号「０」、「１」の信号パターンの一例が示されている。ここで、一例として、データ「０」をマンチェスタ符号化した場合には「１０」、データ「１」をマンチェスタ符号化した場合には「０１」として表されるものとする。そして、本例においては、受信信号のＤＣオフセット量ａとして、データ「１」の場合に高レベル「ａ＋δ」、データ「０」の場合に低レベル「ａ−δ」に対応付けられた受信信号を受信した場合が示されている。
【００３６】
図３（ｂ）を参照して、ここでは、参照信号の信号パターンの一例が示されている。具体的には、参照信号は１ビット間の時間平均が０となるパターンを用いる。一例として、参照信号として、１ビット区間において高レベル「＋ｋ」および低レベル「−ｋ」の２値の値を取るパターンを用いることとする。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）に示される受信信号「０」、「１」の信号パターンと参照信号の信号パターンとの乗算器７および積分器８で取得される相関値は次式で表される。
【００３８】
【数１】
2011250259.tif 000003
【００３９】
式（１）、（２）に示されるように、ＤＣオフセット量ａは１ビット区間で打ち消しあうため、受信信号「０」、「１」の信号パターンと参照信号の信号パターンとの相関値はＤＣオフセットが除去された値となる。
【００４０】
そして、さらに、受信信号「０」、「１」と相関値の極性は１対１に対応するため、判定器９における閾値を０として相関値の正負によって二値判定を行い、受信データを復調する。
【００４１】
したがって、本発明の実施の形態１に従う方式によりＤＣオフセット量が変化しても、相関値の演算においてＤＣオフセット量は打ち消し合うため相関値には影響せず、正確に元の信号を復調することが可能となる。
【００４２】
なお、上記の説明では参照信号を「＋ｋ」と「−ｋ」の２値としたが、特に「＋１」と「−１」の２値とすることによって、相関計算での乗算が不要となり、加減算のみでの復調が可能となる。
【００４３】
なお、１ビット区間において、参照信号についての０クロス地点が受信データのＤＣオフセット量ａを跨ぐ地点と同じ位置であることが必要であるが、特に図３（ｂ）のような形状に限られず、＋ｋ〜−ｋまでの変化が逆相であっても良いし、あるいは、＋ｋ〜−ｋまでの変化が線形的に変化するパターンでも良い。すなわち、＋ｋ〜−ｋまでの時間的な変化がゼロクロス地点を基準として点対称なパターンであればどのようなパターンであっても良い。
【００４４】
また、上記の実施の形態１に従う方式ではマンチェスタ符号化されたデータ列をＡＳＫ変調したＡＳＫ変調信号を受信した場合について説明したが、サブキャリア変調したデータ列をＡＳＫ変調したＡＳＫ変調信号についても同様に適用可能である。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に従う受信装置の概略ブロック図である。
【００４６】
図４を参照して、本発明の実施の形態２に従う受信装置は、図１と比較して、包絡線検波部２の代わりに局部発振信号を発振する局部発振器１１および受信信号と局部発振信号を混合して検波出力信号を出力するミキサ１２を設ける構成とした場合が示されている。当該ミキサ１２は、受信信号であるＡＳＫ変調信号を復調するためのホモダイン検波用のミキサであり、受信したＡＳＫ変調信号の位相と、局部発振器１１からの局部発振信号との位相を比較して検波出力信号を出力する。
【００４７】
当該構成とした場合においても後段の復調部５において、ＤＣオフセット量が変化しても、相関値の演算においてＤＣオフセット量は打ち消し合うため相関値には影響せず、正確に元の信号を復調することが可能となる。
【００４８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４９】
１，１０１，１０６  受信部、２，１０２，１０７  包絡線検波部、３  高域通過フィルタ、４，１０９  Ａ／Ｄ変換器、５  復調部、６  レジスタ、７  乗算器、８  積分器、９  判定器、１１  局部発振器、１２  ミキサ、１０３  基準レベル発生部、１０４  比較部、１０５  送信装置、１０８  Ｓ／Ｈ回路、１１０  平均値算出手段、１１１  閾値算出手段、１１２  比較手段。
【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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