(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の振幅を所定の範囲内にするよう波形のピークを抑制するピーク抑制回路と、
ピークを抑制した信号をＡＤ変換するＡＤコンバータと、
ＡＤ変換された信号を復調する復調部と、
を有し、
前記ピーク抑制回路は、
ダイオードと、
入力される前記信号の振幅を検知する検知部と、
前記振幅が前記所定の範囲を超える場合、前記信号を前記ダイオードに入力し、前記振幅が前記所定の範囲を超えない場合、前記信号を前記ＡＤコンバータに入力するよう切替えるスイッチと、
を有するデジタル復調装置。
【請求項２】
入力信号の振幅を所定の範囲内にするよう波形のピークを抑制するピーク抑制回路と、
ピークを抑制した信号をＡＤ変換するＡＤコンバータと、
ＡＤ変換された信号を復調する復調部と、
を有し、
前記ピーク抑制回路は、前記所定の範囲を超える波形のピークを切り取った波形とするクリッピング回路を有し、
前記ピーク抑制回路は、定電圧を発生する定電圧源を有し、
前記クリッピング回路は、前記ＡＤコンバータに信号を伝送する伝送線と、前記定電圧源との間に接続される、
デジタル復調装置。
【請求項３】
前記復調部は、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式又はＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式で変調された信号を復調する、
請求項１又は請求項２に記載のデジタル復調装置。
【請求項４】
前記所定の範囲は、前記ＡＤコンバータの許容入力範囲内の範囲である、
請求項１乃至３のうちのいずれか一に記載のデジタル復調装置。
【請求項５】
前記変調信号を増幅するアンプを有し、
前記ピーク抑制回路は、前記アンプに備えられる、
請求項１から４のいずれかに記載のデジタル復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル復調装置及びデジタル復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル復調装置は、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータにＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を入力し、アナログ信号からデジタル信号への変換を行い、変換された信号を基に復調する。ＡＤコンバータがデジタル信号に変換できるＲＦ信号の入力レベルには上限値と下限値がある。以下、この上限値から下限値の間をＡＤコンバータの許容入力範囲という。
【０００３】
この上限値を超えるか、下限値を下回るＲＦ信号の入力に対しては、正しくデジタル信号に変換されない。このためＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用い、ＲＦ信号の入力レベルに応じて、ＲＦ信号の増幅レベルを変動させ、ＡＤコンバータに入力される信号のレベルを一定値に操作する技術が利用されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、ＡＤ変換器の前段階に利得制限器を設け、利得制限器によって入力信号の振幅を減衰させ、ＡＤ変換器が有するダイナミックレンジに適合させるデータ伝送装置が開示されている。なおその他に、回路入力レベル制限に関連する技術としては、特許文献２があげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８８２２２号公報
【特許文献２】特開２００９−２２５１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のデータ伝送装置は、上述のように利得制限器によって入力信号の振幅を減衰させる構成のため、連続的な信号に対しては効果的であるものの、不連続な信号（バースト信号）の受信にあたっては、ＲＦ信号の入力直後と信号消失直後の安定動作が困難であることから、バースト信号の受信には不向きであった。
【０００７】
この課題に対応するには、ＲＦ信号を一定のゲインで増幅してＡＤコンバータに入力する方法がある。しかしながら、想定される最大のＲＦ信号の増幅後の信号の振幅がＡＤコンバータの許容入力範囲に入るようゲインを設定すると、通常の入力レベルのＲＦ信号の受信ダイナミックレンジが制約されるおそれがある。
【０００８】
本発明は、バースト信号の受信に対しても安定で十分な受信ダイナミックレンジでデジタル復調することができるデジタル復調装置及びデジタル復調方法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】
【０００９】
本発明のデジタル復調装置は、入力信号の振幅を所定の範囲内にするよう波形のピークを抑制するピーク抑制回路と、ピークを抑制した信号をＡＤ変換するＡＤコンバータと、ＡＤ変換された信号を復調する復調部と、を有する。
【００１０】
本発明のデジタル復調方法は、入力信号の振幅を所定の範囲内にするよう波形のピークを抑制し、ピークを抑制した信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換された信号を復調する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信信号が振幅方向に情報を持たない変調方式において、バースト信号の受信に対しても安定で十分な受信ダイナミックレンジでデジタル復調することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のピーク抑制回路の出力する信号波形の例を示す図である。
【図３】図３は、図１のピーク抑制回路の出力する信号波形の他の例を示す図である。
【図４】図４は、図１の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５のクリッピング回路の出力する信号波形の例を示す図である。
【図７】図７は、図５の変形例の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、図７のクリッピング回路の出力する信号波形の例を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９のピーク抑制回路の出力する信号波形の例を示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の構成について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すようにデジタル復調装置１は、アンプ１１と、ダウンコンバータ１２と、ピーク抑制回路１３と、ＡＤコンバータ１４と、復調部１５を備えている。
【００１５】
アンプ１１は、一般的にアンテナから入力したＲＦ信号を増幅する。アンプ１１は、例えば、低雑音のＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐ）である。ＲＦ信号は、例えば、周波数の情報により変調を行うＦＳＫ変調方式で変調された変調信号である。
【００１６】
ダウンコンバータ１２は、アンプ１１から入力されたＲＦ信号の周波数を、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数にダウンコンバートする。
【００１７】
ダウンコンバータ１２によってダウンコンバートされたＩＦ信号がピーク抑制回路１３に入力される。ピーク抑制回路１３に入力されるＩＦ信号の波形のピークＰは、図２の点線で示すように、ＡＤコンバータ１４の許容入力範囲１４ａを超えたレベルとなることがある。ピーク抑制回路１３は、ＩＦ信号の振幅が所定の範囲１３ａ内に入るよう、例えば、図２に示すようにピーク付近の波形を圧縮してＩＦ信号のピークを抑制した波形を出力する。上記の所定の範囲１３ａは、図２に示すように、ＡＤコンバータ１４の許容入力範囲１４ａ内の範囲である。ピーク抑制回路１３は、例えば、入出力非線形性をもつ増幅回路とアッテネータで構成されてもよい。
【００１８】
なおダウンコンバータ１２によってダウンコンバートされた波形のピークが所定の範囲１３ａを超えない場合、図３に示すようにダウンコンバータ１２から出力された波形はピーク抑制回路１３により変形することなくＡＤコンバータ１４に入力される。
【００１９】
ＡＤコンバータ１４は、ピークが抑制された波形のＩＦ信号をＡＤ変換してデジタル信号にする。
【００２０】
復調部１５は、ＡＤコンバータ１４から入力されるＡＤ変換されたＩＦ信号を復調するＦＳＫ復調回路である。復調部１５は、例えばＡＤコンバータ１４から入力される波形をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換するＦＦＴ変換部を備え、ＦＦＴ変換によって周波数成分を取り出し、入力されたＩＦ信号を復調する。ＦＳＫ変調の場合、ＩＦ信号が部分的に振幅方向に圧縮されても、デジタル復調において周波数成分を取り出すことで復調が可能である。
【００２１】
次に、本実施形態の動作について説明する。図４は、図１の動作を示すフローチャートである。
【００２２】
図４に示すように、まずアンテナから入力したＲＦ信号をアンプ１１が増幅する（ステップＳ１）。アンプ１１から入力されたＲＦ信号の周波数は、ＡＤコンバータ１４でＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数に、ダウンコンバータ１２によりダウンコンバートされる（ステップＳ２）。
【００２３】
ダウンコンバートされたＩＦ信号は、ピーク抑制回路１３によって、例えばピーク付近の波形が圧縮されることにより、振幅が所定の範囲１３ａ内に入るようピークを抑制した波形を出力する（ステップＳ３）。
【００２４】
振幅が所定の範囲１３ａ内に入るようピークを抑制した信号は、ＡＤコンバータ１４によってデジタル信号に変換される（ステップＳ４）。
【００２５】
復調部１５は、ＡＤコンバータ１４から入力される信号から周波数成分を取り出し復調する（ステップＳ５）。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、入力されるＩＦ信号の波形の振幅を所定の範囲１３ａ内にするピーク抑制回路１３を備える。このことでアンプ１１の増幅率を通常の入力レベルのＲＦ信号に合わせた増幅率とした状態で、高い入力レベルの受信ＲＦ信号が入力されても、正常に復調できる。また、バースト信号の受信に対しても安定であり、十分な受信ダイナミックレンジで復調することができる。
【００２７】
次に、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図５に示すように、本実施形態のデジタル復調装置２のピーク抑制回路２１は、振幅成分が所定の電圧を基準にして切り取られた波形を生成するクリッピング回路２１１を備えることで、振幅が所定の範囲１３ａ内に入る波形を出力する。
【００２９】
クリッピング回路２１１は、例えば、ダウンコンバータ１２からＡＤコンバータ１４に信号を伝送する伝送線と、例えばグランドの間に、一方は順方向に、もう一方は逆方向に配置した２つのダイオードを含む回路としてよい。入力信号の振幅が所定の範囲１３ａを超えた場合、ピーク抑制回路１３から出力される信号波形は、図６に示すように、振幅成分がダイオードの順方向バイアス電圧を基準にして切り取られた波形となる。具体的には、ダイオードの順方向バイアス電圧をＶｄとすると、振幅範囲は、±Ｖｄの範囲になる。
【００３０】
なおクリッピング回路２１１は、図７に示す変形例の構成のように、定電圧源２２１に接続されてもよい。すなわち、ピーク抑制回路２２は、クリッピング回路２１１を、定電圧源２２１が発生する定電圧Ｖ１とＡＤコンバータ１４に信号を伝送する伝送線との間に接続した構成としても構わない。この場合、ピーク抑制回路２２から出力される信号波形の振幅範囲は、Ｖ１±Ｖｄの範囲になる。また定電圧源２２１は、所定の範囲１３ａの中央の電圧Ｖ１ではなく、信号波形の振幅の下限のピークの電圧Ｖｐに電圧Ｖｄを加えた電圧Ｖ２を発生してもよい。この場合、図８に示すとおり、下限のピークの側の波形は変形することなく、上限のピークの側の振幅が切り取られた波形となる。
【００３１】
なお、アンプ１１、ダウンコンバータ１２、ＡＤコンバータ１４、復調部１５は、第１の実施形態と同様である。また本実施形態の動作は、ステップＳ３において、クリッピング回路２１１により振幅成分が所定の電圧を基準にして切り取られた波形を生成することで振幅が所定の範囲１３ａ内に入る波形を出力するが、他のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５においては、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、構成の簡単なクリッピング回路を用いてピーク抑制回路を構成でき、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
次に、第３の実施形態について説明する。図９は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態のデジタル復調装置３のピーク抑制回路３１は、ダウンコンバータ１２から入力される信号の振幅範囲が、所定の範囲１３ａを超えたレベルとなった場合、一方のピーク側の波形をカットし、振幅を半分にしてＡＤコンバータ１４に入力する回路である。
【００３４】
図９に示すように、本実施形態のデジタル復調装置３のピーク抑制回路３１は、ダウンコンバータ１２から入力される信号の振幅を検知する検知部３１１と、ダイオード３１２とを備えている。また、ピーク抑制回路３１は、ダウンコンバータ１２から入力される信号を、振幅がＡＤコンバータ１４の許容入力範囲１４ａ内の所定の範囲１３ａを超える場合、ダイオード３１２に入力し、振幅が所定の範囲１３ａを超えない場合、ＡＤコンバータ１４に入力するよう切替えるスイッチ３１３を備えている。
【００３５】
このような構成により、波形のピークが所定の範囲１３ａを超えたレベルとなったことを検知した場合、図１０に示すように一方のピーク側の波形をカットして、ＡＤコンバータ１４の許容入力範囲１４ａ内の振幅にすることができ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３６】
なお、アンプ１１、ダウンコンバータ１２、ＡＤコンバータ１４、復調部１５は、第１、第２の実施形態と同様である。また本実施形態の動作は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５においては、第１、第２の実施形態と同様であるが、ステップＳ３において異なる。ステップＳ３では、波形のピークが所定の範囲１３ａを超えたレベルとなったことを検知した場合、図１０に示すように一方のピーク側の波形をカットして、ＡＤコンバータ１４の許容入力範囲１４ａ内の振幅にする。
【００３７】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００３８】
例えば、復調部１５は、ＦＳＫ復調回路の例について説明したが、これに限らず、振幅方向に情報を持たない変調方式の復調回路であればよい。例えば位相の情報により変調を行うＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式で変調された信号を復調するＰＳＫ復調回路でもよい。ＰＳＫ復調回路に、例えばピーク付近の波形を圧縮して所定の範囲１３ａにした波形を入力し、位相成分を取り出すことにより復調することができる。この構成により、ＰＳＫ変調方式においても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
またアンテナから入力したＲＦ信号を増幅するアンプがピーク抑制機能をそなえていてもよい。図１１は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、デジタル復調装置４のアンテナから入力した変調信号を増幅するピーク抑制アンプ４１は、例えば、上記第１、第２、第３のピーク抑制回路を備え、ダウンコンバータに入力するＲＦ信号の波形の振幅を所定の範囲１３ａ内にするものとしてもよい。またピーク抑制アンプ４１が入出力非線形性を有し、ピーク付近の波形を圧縮してＲＦ信号の振幅を所定の範囲１３ａ内の振幅にした波形を出力するように構成されていてもよい。この構成により、ダウンコンバート後にピーク抑制回路を設けない構成でも、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３、４    デジタル復調装置
１１    アンプ
１２    ダウンコンバータ
１３、２１、２２、３１    ピーク抑制回路
１４    ＡＤコンバータ
１５    復調部
２１１    クリッピング回路
２２１    定電圧源
３１１    検知部
３１２    ダイオード
３１３    スイッチ
４１    ピーク抑制アンプ
【図１】
0006577289.tif 000002
【図２】
0006577289.tif 000003
【図３】
0006577289.tif 000004
【図４】
0006577289.tif 000005
【図５】
0006577289.tif 000006
【図６】
0006577289.tif 000007
【図７】
0006577289.tif 000008
【図８】
0006577289.tif 000009
【図９】
0006577289.tif 000010
【図１０】
0006577289.tif 000011
【図１１】
0006577289.tif 000012