(57)【要約】【課題】ロワーローカルまたはアッパーローカルの周波数変換方式に拘らず、常に正しいデータを復調することができるＦＳＫ復調回路を提供する。【解決手段】ＦＳＫ変調された中間周波信号ＩＮを復調した復調データＤＴと同期ワードのビット毎の相関値ＣＯＲを生成する。相関値ＣＯＲから同期ワードのビット数の１／２を差し引き、その減算値ＳＵＢの符号ＳＩＧと絶対値ＡＢＳを求め、絶対値ＡＢＳが閾値ＴＨよりも大きいときに符号ＳＩＧを保持して判定信号ＪＤＧとする。そして、復調データＤＴと判定信号ＪＤＧの排他的論理和を受信データＲＤとして出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数シフトキーイング変調された信号を弁別して復調データを生成する周波数弁別手段と、
前記復調データと同期ワードのビット毎の相関を取って相関値を出力する相関検出手段と、
前記相関値に基づいて前記同期ワードのパターンまたはその反転パターンとの合致を検出する同期検出手段と、
前記合致が検出されたときに、その合致したパターンが前記同期ワードのパターンであるかその反転パターンであるかの判定信号を保持する判定手段と、
前記判定信号に従って前記復調データの非反転または反転操作を行い、受信データを出力する出力手段とを、
備えたことを特徴とするＦＳＫ復調回路。
【請求項２】
周波数シフトキーイング変調された信号を弁別して復調データを生成する周波数弁別手段と、
前記復調データと同期ワードのビット毎の相関を取って相関値を出力する相関検出手段と、
前記相関値に基づいて前記同期ワードのパターンまたはその反転パターンとの合致を検出する同期検出手段と、
前記合致が検出されたときに、その合致したパターンが前記同期ワードのパターンであるかその反転パターンであるかの判定信号を保持する判定手段と、
前記復調データを前記同期ワードのビット数以上遅延させて遅延復調データを生成する遅延手段と、
前記判定信号に従って前記遅延復調データの非反転または反転操作を行い、受信データを出力する出力手段とを、
備えたことを特徴とするＦＳＫ復調回路。
【請求項３】
同期検出手段は、前記相関値から前記同期ワードのビット数の２分の１を差し引く減算器と、前記減算器の減算結果を絶対値に変換する絶対値変換部と、前記絶対値が閾値よりも大きいときにパターンが合致したことを示す検出信号を出力する比較器とで構成し、
前記判定手段は、前記減算器の減算結果の符号を抽出する符号抽出部と、前記検出信号に従って前記抽出された符号を保持して前記判定信号として出力するデータラッチとで構成し、
前記出力手段は、排他的論理和ゲートで構成したことを特徴とする請求項１または２記載のＦＳＫ復調回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＳＫ(Frequency  Shift  Keying)変調された信号を復調して受信データを出力するＦＳＫ復調回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＳＫ方式の無線通信では、搬送波周波数を中心とする２つの周波数に論理値“０”と“１”を割り当てて送信する。受信側では、受信した一定範囲の高周波信号の中から所望チャネルの搬送波周波数を選択して中間周波数に変換し、抽出した中間周波数に含まれる２種類の周波数を弁別して復調データを得るようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９８３５９号公報
【０００４】
上記特許文献１には、周波数が広帯域で安定度の良い第１のローカル発振器を用いた前段の周波数変換部と、前段のローカル発振器の同調ステップ範囲内を同調可能で高分解能な第２のローカル発振器を用いて微調を行う後段の周波数変換部を備えたダブルコンバータ方式の周波数変換装置が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＦＳＫ復調回路では、中間周波数に含まれる２種類の周波数の高低に応じて“０”または“１”のデータの判定が行われるため、周波数変換部の方式によって周波数変換後の中間周波数帯での周波数偏移の高低が逆転し、正しいデータが復調できなくなるおそれがあった。
【０００６】
例えば、搬送波周波数ｆｃを３１４．９５ＭＨｚとして、ｆｃ＋３０ｋＨｚを“１”、ｆｃ−３０ｋＨｚを“０”に割り当てたＦＳＫ変調信号を受信した場合、ローカル発振器の局部発振周波数ｆｌを搬送波周波数ｆｃよりも中間周波数ｆｉ（例えば、８０ｋＨｚ）だけ低い３１４．８７ＭＨｚ（ロワーローカル）に設定すると、“１”に対応する１１０ｋＨｚと“０”に対応する５０ｋＨｚの中間周波数帯の信号が得られる。
【０００７】
これに対し、局部発振周波数ｆｌを、搬送波周波数ｆｃよりも中間周波数ｆｉだけ高い３１５．０３ＭＨｚ（アッパーローカル）に設定すると、中間周波数帯の信号は、“１”に対応する５０ｋＨｚと“０”に対応する１１０ｋＨｚになる。従って、復調されたデータは“０”と“１”が反転し、正しい復調データが得られない。
【０００８】
本発明は、ロワーローカルまたはアッパーローカルの周波数変換方式に拘らず、常に正しいデータを復調することができるＦＳＫ復調回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＦＳＫ復調回路は、ＦＳＫ変調された信号を弁別して復調データを生成する周波数弁別手段と、前記復調データと同期ワードのビット毎の相関を取って相関値を出力する相関検出手段と、前記相関値に基づいて前記同期ワードのパターンまたはその反転パターンとの合致を検出する同期検出手段と、前記合致が検出されたときに、その合致したパターンが前記同期ワードのパターンであるかその反転パターンであるかの判定信号を保持する判定手段と、前記判定信号に従って前記復調データの非反転または反転操作を行い、受信データを出力する出力手段を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＦＳＫ復調回路では、周波数弁別手段で復調された復調データと同期ワードの相関を取って相関値を出力する相関検出手段と、出力された相関値に基づいて同期ワードまたはその反転パターンとの合致を検出する同期検出手段を備え、合致したパターンが同期ワードのパターンかその反転パターンかの判定信号に従って復調データの非反転または反転操作を行い、受信データを出力するようにしている。これにより、与えられた中間周波信号が、ロワーローカルまたはアッパーローカルの周波数変換方式に拘らず、常に正しいデータを復調することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１を示すＦＳＫ復調回路の構成図である。
このＦＳＫ復調回路は、送信データフォーマットの先頭部にユニークな同期ワードを有するＦＳＫ無線通信で使用するもので、図示しない周波数変換部で中間周波数に変換された中間周波信号ＩＦが与えられる周波数弁別器１を有している。
【００１３】
周波数弁別器１は、与えられた中間周波信号ＩＦの周波数に応じて“０”または“１”の復調データＤＴを出力する周波数弁別手段である。例えば、中間周波信号ＩＦが一定の周波数よりも高いときには“１”、低いときには“０”の復調データＤＴが出力されるようになっている。周波数弁別器１の出力側には、相関器２が接続されている。
【００１４】
相関器２は、例えば同期ワードと同じビット数Ｎ（例えば、１６ビット）のシフトレジスタ、このシフトレジスタでシフトされる復調データＤＴの各ビットを同期ワードの対応するビットと比較する比較器、及び一致したビット数をカウントする加算器で構成され、この加算器の加算結果を相関値ＣＯＲとして出力する相関検出手段である。相関器２の出力側には、減算器３が接続されている。
【００１５】
減算器３は、相関器２から与えられる相関値ＣＯＲから、同期ワードのビット数の半分、即ちＮ／２を減算して減算値ＳＵＢを出力するものである。減算器３の出力側には、符号抽出部４と絶対値変換部５が接続されている。
【００１６】
符号抽出部４は、減算器３から出力される減算値ＳＵＢの内の符号ビットを抽出して符号ＳＩＧを出力するものである。一方、絶対値変換部５は、減算器３から出力される減算値ＳＵＢを絶対値ＡＢＳに変換するものである。絶対値変換部５の出力側には、比較器（ＣＭＰ）６が接続されている。
【００１７】
比較器６は、絶対値変換部５から出力される絶対値ＡＢＳを、同期ワード判定用の閾値ＴＨ（例えば、６）と比較するものである。絶対値ＡＢＳが閾値ＴＨよりも大きいときに、比較器６から“１”の検出信号ＤＥＴが出力されるようになっている。これらの減算器３、絶対値変換部５及び比較器６により、相関値ＣＯＲに基づいて同期ワードのパターンまたはその反転パターンとの合致を検出する同期検出手段が構成されている。比較器６の出力側は、データラッチ（ＬＡＴ）７の端子Ｇに接続されている。
【００１８】
データラッチ７は、端子Ｇに“１”の信号が与えられたときに、端子Ｄに与えられる信号を端子Ｑから出力し、端子Ｇの信号が“０”に変化したときには、その後の端子Ｄの信号の変化に拘らず、端子Ｑの信号を保持して出力するものである。データラッチ７の端子Ｄには、符号抽出部４から符号ＳＩＧが与えられるようになっている。この符号抽出部４とデータラッチ７は、前記同期検出手段で合致が検出されたときに、その合致したパターンが同期ワードのパターンであるかその反転パターンであるかの判定信号ＪＤＧを保持する判定手段を構成している。そして、データラッチ７の端子Ｑから出力される判定信号ＪＤＧは、排他的論理和ゲート８の一方の入力側に与えられている。
【００１９】
排他的論理和ゲート８の他方の入力側には、周波数弁別器１から復調データＤＴが与えられ、この排他的論理和ゲート８の出力側から、受信データＲＤが出力されるようになっている。即ち、排他的論理和ゲート８は、判定信号ＪＤＧに従って復調データＤＴの非反転または反転操作を行い、受信データＲＤを出力する出力手段を構成している。
【００２０】
次に動作を説明する。
このＦＳＫ復調回路に与えられる中間周波信号ＩＦが、ロワーローカル方式の周波数変換部から出力されたものである場合、周波数弁別部１で復調された復調データＤＴは、送信側から出力されたデータと一致する。
【００２１】
ここで、送信データフォーマットの先頭部に付加された同期ワードが伝送誤りなく受信されると、相関器２から出力される相関値ＣＯＲの値はＮ(本例では、１６)となる。
【００２２】
減算器３において相関値ＣＯＲからＮ／２(＝８)が差し引かれ、減算値ＳＵＢの値は＋Ｎ／２（＝＋８）となる。減算値ＳＵＢは符号抽出部４に与えられ、この符号抽出部４から出力される符号ＳＩＧは“０”となってデータラッチ７の端子Ｄに与えられる。また、減算値ＳＵＢは絶対値変換部５に与えられ、この絶対値変換部５から出力される絶対値ＡＢＳはＮ／２（＝８）となる。
【００２３】
絶対値ＡＢＳは比較器６に与えられ、閾値ＴＨ(本例では、６)と比較される。このとき、ＡＢＳ＞ＴＨであるので、この比較器６から出力される検出信号ＤＥＴは“１”となる。検出信号ＤＥＴはデータラッチ７の端子Ｇに与えられ、このデータラッチ７の端子Ｑには、端子Ｄに与えられる“０”の符号ＳＩＧが、そのまま判定信号ＪＤＧとして出力される。
【００２４】
同期ワードが終了して次のビットが受信されると、相関器２から出力される相関値ＣＯＲは減少し、これに伴って絶対値変換部５の絶対値ＡＢＳも減少する。絶対値ＡＢＳが閾値ＴＨ以下に減少すると、比較器６の検出信号ＤＥＴが“０”となる。これにより、データラッチ７から出力される判定信号ＪＤＧは、符号抽出部４から出力される符号ＳＩＧに拘らず、“０”に固定される。
【００２５】
一方、周波数弁別器１で復調された復調データＤＴは、排他的論理和ゲート８で判定信号ＪＤＧとの排他的論理和が取られて受信データＲＤとして出力される。この場合、判定信号ＪＤＧは“０”であるので、復調データＤＴがそのまま受信データＲＤとして出力される。
【００２６】
これに対して、ＦＳＫ復調回路に与えられる中間周波信号ＩＦが、アッパーローカル方式の周波数変換部から出力されたものである場合、周波数弁別部１で復調された復調データＤＴは、送信側から出力されたデータの“０”と“１”を反転したものとなる。
【００２７】
ここで、送信データフォーマットの先頭部に付加された同期ワードが伝送誤りなく受信されると、相関器２から出力される相関値ＣＯＲの値は０となる。
【００２８】
減算器３において相関値ＣＯＲからＮ／２(＝８)が差し引かれ、減算値ＳＵＢの値は−Ｎ／２（＝−８）となる。減算値ＳＵＢは符号抽出部４に与えられ、この符号抽出部４から出力される符号ＳＩＧは“１”となってデータラッチ７の端子Ｄに与えられる。また、減算値ＳＵＢは絶対値変換部５に与えられ、この絶対値変換部５から出力される絶対値ＡＢＳはＮ／２（＝８）となる。
【００２９】
絶対値ＡＢＳは比較器６に与えられ、閾値ＴＨ(＝６)と比較される。このとき、ＡＢＳ＞ＴＨであるので、この比較器６から出力される検出信号ＤＥＴは“１”となる。検出信号ＤＥＴはデータラッチ７の端子Ｇに与えられ、このデータラッチ７の端子Ｑには、端子Ｄに与えられる“１”の符号ＳＩＧが、そのまま判定信号ＪＤＧとして出力される。
【００３０】
同期ワードが終了して次のビットが受信されると、相関器２から出力される相関値ＣＯＲは減少し、これに伴って絶対値変換部５の絶対値ＡＢＳも減少する。絶対値ＡＢＳが閾値ＴＨ以下に減少すると、比較器６の検出信号ＤＥＴが“０”となる。これにより、データラッチ７から出力される判定信号ＪＤＧは、符号抽出部４から出力される符号ＳＩＧに拘らず、“１”に固定される。
【００３１】
周波数弁別器１で復調された復調データＤＴは、排他的論理和ゲート８で判定信号ＪＤＧとの排他的論理和が取られて受信データＲＤとして出力される。この場合、判定信号ＪＤＧは“１”であるので、復調データＤＴは、“０”と“１”が反転されて受信データＲＤとして出力される。従って、受信データＲＤは、送信されたデータと一致する。
【００３２】
以上のように、この実施例１のＦＳＫ復調回路は、周波数弁別部１で復調された復調データＤＴから相関器２によって同期ワードを検出し、検出した同期ワードの極性（非反転、または反転）に基づいて復調データＤＴの非反転または反転の処理を行うように構成している。これにより、本ＦＳＫ復調回路では、前段の周波数変換部での変換方式がロワーローカルかアッパーローカルかを考慮することなく、常に正しい受信データＲＤを得ることができるという利点がある。
【実施例２】
【００３３】
図２は、本発明の実施例２を示すＦＳＫ復調回路の構成図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００３４】
このＦＳＫ復調回路は、図１中の周波数弁別器１と排他的論理和ゲート８の間に、同期ワードと同じビット数Ｎの遅延器９を挿入したものである。即ち、この遅延器９は、復調データＤＴを同期ワードのビット数だけ遅延させて遅延復調データを生成する遅延手段を構成している。
【００３５】
このＦＳＫ復調回路における周波数弁別器１からデータラッチ７までの動作は、実施例１と同様である。実施例１では、排他的論理和ゲート８において、同期ワード以降の復調データＤＴから非反転または反転の操作が為されるのに対し、この実施例２では、周波数弁別器１と排他的論理和ゲート８の間に挿入された遅延器９によって復調データＤＴが遅延させられるので、同期ワードの先頭ビットから非反転または反転の操作が行われる。
【００３６】
従って、この実施例２のＦＳＫ復調回路は、実施例１と同様の利点に加えて、同期ワードを含めた正しい受信データＲＤを後段のデータ処理部へ与えることができるという利点がある。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
（ａ）  同期ワードのビット数や閾値ＴＨの値は一例であり、適用するシステムに合わせて設定する必要がある。例えば、同期ワード検出用の閾値ＴＨは、大きくすれば誤検出確率が減少する一方、回線状態が悪くて高い相関値が得られない場合には検出確率そのものが減少する。従って、閾値ＴＨは、システムの運用状態に合わせて設定する必要がある。
（ｂ）  実施例２における遅延器９は、同期ワードと同じビット数Ｎに設定しているが、送信データフォーマットの同期ワードの前にヘッダ情報が存在するような場合には、遅延器９のビット数を同期ワードとヘッダ情報を加えたビット数にすることができる。これにより、ヘッダ情報と同期ワードを含めた正しい受信データＲＤを後段のデータ処理部へ与えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１を示すＦＳＫ復調回路の構成図である。
【図２】本発明の実施例２を示すＦＳＫ復調回路の構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    周波数弁別器
２    相関器
３    減算器
４    符号抽出部
５    絶対値変換部
６    比較器
７    データラッチ
８    排他的論理和ゲート
９    遅延器
【図１】
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【図２】
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