(57)【要約】【課題】直交振幅変調信号を復調する復調装置に関し、受信レベルの推定処理の高速化と精度の向上とを図る。【解決手段】既知のパイロット信号の電力算出を行って平均化する第１の平均演算部３３と、既知のパイロット信号以外の信号の電力算出を行って平均化する第２の平均演算部３４と、この第２の平均演算部３４の出力信号に乗算部３５により係数を乗算して、第１の平均演算部３３の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算部３７と、第２の平均演算部３４の出力信号に係数を乗算して第１の平均演算部３３の出力信号とを閾値判定部３６により比較し、比較差分が所定の範囲内の時に、第３の平均演算部３７の出力信号を選択出力し、それ以外の時、第１の平均演算部３３の出力信号を選択して、受信レベルの推定値として出力するマルチプレクサ制御回路３９とマルチプレクサ３８とを含む選択手段とを備えている。【選択図】図２
2008011462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値直交振幅変調信号の受信レベルを推定し、該受信レベルを基に変調信号点を識別する為の振幅閾値レベルを設定する手段を含む復調装置に於いて、
既知の信号の電力算出を行って平均化する第１の平均演算手段と、
前記既知の信号以外の信号の電力算出を行って平均化する第２の平均演算手段と、
該第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算手段と、
前記第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号と比較して、比較差分が所定の範囲内の時に前記第３の平均演算手段の出力信号を選択出力し、それ以外の時に前記第１の平均演算手段の出力信号を選択して、前記受信レベルの推定値として出力する選択手段と
を備えたことを特徴とする復調装置。
【請求項２】
多値直交振幅変調信号の受信レベルを推定し、該受信レベルを基に変調信号点を識別する為の振幅閾値レベルを設定する手段を含む復調装置に於いて、
所定の周期で伝送される既知のパイロット信号を検出するパイロット検出手段と、
該パイロット検出手段により識別した前記既知のパイロット信号の電力演算を行って平均化処理を行う第１の平均演算手段と、
前記既知のパイロット信号以外の信号の電力演算を行って平均化処理を行う第２の平均演算手段と、
該第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算手段と、
前記第２の平均演算手段の出力信号を前記第１の平均演算手段の出力信号に近似させるように予め設定した係数を乗算する乗算手段と、
該乗算手段の出力信号と前記第１の平均演算手段の出力信号とを比較し、比較差分がレベル算出閾値範囲内の時は、前記第３の平均演算手段の出力信号を選択し、それ以外の時は、前記第１の平均演算手段の出力信号を選択して、前記受信レベルの推定値として出力する選択手段と
を備えたことを特徴とする復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに於ける多値直交振幅変調信号を受信復調する復調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムに於ける変調方式として、直交位相の変調と振幅変調とを組み合わせた多値直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式が知られている。多値数としては、１６値、６４値、２５６値等が実用化されている。図４の（Ａ）は、無線通信システムの伝送フォーマットの一例を示し、（Ｂ）は多値数を１６とした１６値ＱＡＭの場合について、直交したＩ，Ｑ軸と１６個の信号点の配置関係を示し、（Ｃ）は既知のパターンの同期ワードＳＷの一例を示す。図４の（Ａ）の伝送フォーマットの先頭のプリアンブルに相当するＲａｍｐの次ぎの既知信号ＳＷは、（Ｃ）に一例を示す既知のパターンの同期ワード（ＳＷ）であり、同期ワードの後の情報フィールドＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄの中に、所定の間隔で矢印で示す既知のパイロット信号が挿入されて送信される。
【０００３】
既知パターンの同期ワード（ＳＷ）は、図４の（Ｃ）に示すように、例えば、１０シンボル構成の場合、ＳＷ１〜ＳＷ１０対応に、最大振幅値を示す信号点０，８，Ａが割当てられている。この最大振幅値の信号点は、図４の（Ｂ）のＩ，Ｑ軸上の±３の交点に相当する。即ち、点線円上の最大振幅値の信号点となる。又パイロット信号も、振幅値が最大となる信号点０，２，８，Ａの何れかが割当てられている。従って、既知の同期ワード及びパイロット信号を検出することにより、受信レベルを推定することができる。この推定した受信レベルを基に、Ｉ，Ｑ軸上の０レベルと±２レベルとの振幅閾値レベルを設定し、この振幅閾値レベルと信号レベルとを比較して、信号点位置対応の復号データを得ることができる。なお、円として示すレベル算出閾値範囲は、後述のパイロット信号以外の信号の電力平均化処理によって得られる範囲の一例を示す。
【０００４】
又１６値ＱＡＭを適用した移動無線通信システムの移動局に於いて、基地局から、制御チャネルにより、データチャネルとパイロットチャネルとの電力比情報を送信し、移動局は、この電力比情報を基に復調時の信号点識別を行う構成が知られており、又基地局からの制御チャネルによる電力比情報を送信することなく、移動局に於いて、受信したパイロット信号の電力値とデータ信号の電力値とを算出し、それにより、パイロット信号とデータ信号との電力比を算出し、この電力比を基に、復調時の信号点識別を行う復調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＱＡＭ信号の復調処理の精度を向上する為には、受信レベルの推定精度を高くして、振幅閾値レベルの設定を行うことが必要である。無線通信システムに於いては、有線通信システムに比較して、受信レベルの変動が比較的大きいものであり、従って、受信復号する為の振幅閾値レベル設定は、前述のように、受信レベルを推定して行うものであり、受信レベルの推定は、従来、既知の同期ワードとパイロット信号との両方を用いる場合が一般的であるが、処理を簡単化する為に、それらの何れか一方を用いることも可能であり、又既知の同期ワードとパイロット信号と共に他の信号についての受信レベル推定を行うことも可能である。何れの場合も、受信レベル推定精度を維持する為に、所定の期間内の平均化処理が必要である。その場合、既知の信号と他の信号とを総て用いて受信信号レベル推定を行う為には、平均化処理に要する時間を長くする必要がある。従って、振幅閾値レベルの設定の高速化が困難であった。又既知の信号のみを用いて受信レベル推定を行う場合は、受信レベル推定精度が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の従来の問題点を解決するもので、受信レベルの推定処理の精度と算出速度とを向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の復調装置は、多値直交振幅変調信号の受信レベルを推定し、該受信レベルを基に変調信号点を識別する為の振幅閾値レベルを設定する手段を含む復調装置に於いて、既知の信号の電力算出を行って平均化する第１の平均演算手段と、前記既知の信号以外の信号の電力算出を行って平均化する第２の平均演算手段と、該第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算手段と、前記第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号と比較して、比較差分が所定の範囲内の時に前記第３の平均演算手段の出力信号を選択出力し、それ以外の時に前記第１の平均演算手段の出力信号を選択して、前記受信レベルの推定値として出力する選択手段とを備えている。
【０００８】
又多値直交振幅変調信号の受信レベルを推定し、該受信レベルを基に変調信号点を識別する為の振幅閾値レベルを設定する手段を含む復調装置に於いて、所定の周期で伝送される既知のパイロット信号を検出するパイロット検出手段と、該パイロット検出手段により識別した前記既知のパイロット信号の電力演算を行って平均化処理を行う第１の平均演算手段と、前記既知のパイロット信号以外の信号の電力演算を行って平均化処理を行う第２の平均演算手段と、該第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して前記第１の平均演算手段の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算手段と、前記第２の平均演算手段の出力信号を前記第１の平均演算手段の出力信号に近似させるように予め設定した係数を乗算する乗算手段と、該乗算手段の出力信号と前記第１の平均演算手段の出力信号とを比較し、比較差分がレベル算出閾値範囲内の時は、前記第３の平均演算手段の出力信号を選択し、それ以外の時は、前記第１の平均演算手段の出力信号を選択して、前記受信レベルの推定値として出力する選択手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
電源投入時やチャネル切替時には、所定の周期で伝送される既知のパイロット信号について受信レベルを推定することにより、変調信号点識別の為の振幅閾値レベルの設定の高速化を図ることができ、又既知のパイロット信号について平均化処理により推定した受信レベルと、その他の信号について平均化処理と共に係数を乗算して、既知のパイロット信号の受信レベルに近似させて比較することにより、電源投入時又はチャネル切替時の正常受信状態か否かを判定した結果に基づいて、正常受信状態となった時に、既知のパイロット信号とそれ以外の信号とを用いて受信レベルを推定することにより、振幅閾値レベルの設定の制度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の復調装置は、図２を参照して説明すると、多値直交振幅変調信号の受信レベルを推定し、この受信レベルを基に変調信号点を識別する為の振幅閾値レベルを設定する手段を含む復調装置に於いて、パイロット信号等の既知の信号の電力算出を行って平均化する第１の平均演算部３３等の第１の平均演算手段と、既知の信号以外の信号の電力算出を行って平均化する第２の平均演算部３４等の第２の平均演算手段と、この第２の平均演算手段の出力信号に乗算部３５により係数を乗算して、第１の平均演算手段の出力信号との平均化処理を行う第３の平均演算部３７等の第３の平均演算手段と、第２の平均演算手段の出力信号に係数を乗算して第１の平均演算手段の出力信号と比較し、比較差分が所定の範囲内の時に、第３の平均演算手段の出力信号を選択出力し、それ以外の時に、第１の平均演算手段の出力信号を選択して、受信レベルの推定値として出力するマルチプレクサ制御回路３９とマルチプレクサ３８とを含む選択手段とを備えている。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２はＡＤ変換器（ＡＤＣ）、３は直交検波器、４，５はフィルタ（ＦＩＲ；Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）、６は複素相関器、７はフレーム検出器、８はＡＦＣ回転補正器、９は位相誤差補正器、１０は位相誤差算出器、１１は周波数誤差算出器、１２はデマッピング部、１３はフレーム同期監視部、１４は動作イネーブル信号生成器、１５はイネーブル信号、１６はフィルタテーブル、１７はタイミング補正器、１８はゼロクロス検出器、１９はパイロット検出器、２０は閾値＆レベル算出器、２１はクロック再生器、２２，２３は出力用のバッファメモリ（ＦＩＦＯ）を示す。又符号３〜２０の機能ブロックは、ファームウェア処理で実現できるブロックを示す。なお、前段の無線受信部と、後段の受信信号処理部とについては図示を省略している。
【００１２】
図示を省略した前段の無線受信部は、無線周波数の受信信号を中間周波信号ＩＦに変換してバンドパスフィルタ１に入力する場合を示し、このバンドパスフィルタ１により不要帯域信号を除去し、ＡＤ変換器２によりディジタル信号に変換する。このディジタル信号を入力して処理するファームウェア処理による各機能ブロックは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）の処理機能により実現することもできるが、各機能ブロックをディジタル処理回路により実現することもできる。前述のＩＦ信号をＡＤ変換器２によりディジタル信号に変換して直交検波器３に入力し、直交検波出力信号の直交位相のＩ，Ｑ信号を、フィルタ４，５を介して複素相関器６に入力し、既知パターンの同期ワード（ＳＷ）を検出する為の相関演算を施して、フレーム検出器７に入力する。フレーム検出器７は、同期ワード検出に従ってフレームの先頭を検出し、その検出信号を動作イネーブル信号生成器１４とクロック再生器２１とに入力する。フィルタ４，５は、フィルタテーブル１６からのフィルタ係数に従った特性に制御される。
【００１３】
又直交位相の１，Ｑ信号を、フィルタ４，５を介してＡＦＣ回転補正器８に入力し、このＡＦＣ回転補正器８に於いて、周波数誤差算出器１１からの定常周波数誤差を示す信号により位相回転の補正処理を行って、位相誤差補正器９と位相誤差算出器１０とに入力し、位相誤差補正器９に於いて、位相誤差算出器１０からの位相誤差を示す信号を基にＩ，Ｑ信号の位相誤差を補正して、デマッピング部１２とパイロット検出器１９と閾値＆レベル算出器２０とに入力する。又ゼロクロス検出器１８にはＩ，Ｑ信号の一方のＩ信号を入力する。デマッピング部１２に於いては、位相誤差補正器９で位相誤差が補正されたＩ，Ｑ信号を、閾値＆レベル算出器２０により算出した振幅閾値レベルを用いて符号判定を行い、復号データとしてバッファメモリ２３に入力し、ライトイネーブル信号ＷＥにより書込み、クロック発生器２１からのリードイネーブル信号ＲＥにより復号出力として読出し、図示を省略している後段の受信信号処理部へ転送する。
【００１４】
又ゼロクロス検出器１８は、Ｉ信号のパターン効果を利用して。前シンボルと現シンボルとの符号反転ポイントを検出し、タイミング補正器１７により、ランダムウォークフィルタを利用して送信側とタイミング同期をとる為のものであり、前述のフィルタ４，５の特性は、ゼロクロス検出器１８により検出したゼロクロス点に対応してフィルタテーブル１６から読出されるフィルタ係数に従って制御される。又パイロット検出器１９は、情報フィールド内に所定の周期で挿入され、既知信号としてのパイロット信号を検出し、その検出信号をフレーム検出器７と閾値＆レベル算出器２０とに入力する。閾値＆レベル算出器２０は、入力されたＩ，Ｑ信号を基に、既知のパイロット信号とこのパイロット信号以外の信号とについて、それぞれの受信レベルの平均化処理を行って、閾値とレベルとの算出を行い、算出した閾値を信号点判定用としてデマッピング部１２に入力し、又ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）信号をバッファ２２に入力し、ライトイネーブル信号ＷＥにより書込み、クロック発生器２１からのリードイネーブル信号ＲＥにより読出して、図示を省略した次段へ転送する。
【００１５】
又閾値＆レベル算出器２０に無線チャネルを切替える場合のチャネル切替信号を入力するもので、電源投入時と、このチャネル切替時とに於ける初期の期間は、既知のパイロット信号の受信電力算出を行って受信レベルを推定し、所定期間経過後又は所定の受信状態判定により、パイロット信号とそれ以外の信号とを用いて受信レベルを推定するように切替える処理構成を有するものである。又フレーム同期監視部１３は、デマッピング部１２からの復号データとフレーム検出器７からのフレーム検出信号とを基にフレーム同期監視を行うものであり、フレーム同期外れを検出すると、フレーム検出器７にリセット信号ＲＥＳを入力して、フレーム検出処理を再開させる。又動作イネーブル信号生成部１４は、フレーム検出信号を基に、複素相関器６と、位相誤差算出器１０と周波数誤差算出器１１とデマッピング部１２とに、イネーブル信号１５を生成して、図示を省略した経路で入力する。
【００１６】
図２は、本発明の実施例１の要部説明図であり、図１に於ける閾値＆レベル算出器２０の機能を示すもので、３１は電力算出部、３２は切替スイッチ回路、３３，３４は第１の平均演算手段及び第２の平均演算手段を構成する第１、第２の平均演算部、３５は乗算手段を構成する乗算器、３６は閾値判定部、３７は第３の平均演算手段を構成する第３の平均演算部、３８はマルチプレクサ、３９はマルチプレクサ制御回路を示し、マルチプレクサ３８とマルチプレクサ制御回路３９とにより、選択手段を構成する。
【００１７】
図１に於ける位相誤差補正器９からのＩ，Ｑ信号を電力算出部３１に入力して、受信電力を求め、パイロット信号検出手段としてのパイロット検出器１９から、パイロット信号の検出信号を切替スイッチ回路３２に入力し、パイロット信号の検出信号により、電力算出部３１の出力信号をパイロット信号用の第１の平均演算部３３に入力し、それ以外は、第２の平均演算部３４に入力するように、切替スイッチ回路３２を制御する。
【００１８】
パイロット信号は、図４の（Ｂ）の信号点配置に示すように、最大振幅の０，２、Ａ，８の何れかの信号点とするものであり、電力算出部３１によりパイロット信号の電力算出を行って、第１の平均演算部２３により所定期間の平均化処理を行うことにより、信号点配置の座標（３，３）の０信号点に相当する受信レベルを示す信号を出力する。又パイロット信号以外の信号については、定常状態では、１６個の信号点の何れかとなるから、電力算出部３１により電力算出を行って、第２の平均化演算部３４により所定期間の平均化処理により、信号点配置の座標（２，２）の受信レベルを示す信号を出力する。この信号は、レベル算出閾値範囲の円の中心位置を示すものとなる。そこで、パイロット信号以外の信号について推定した受信レベルに対して、乗算器３５により１．５倍すると、定常状態に於いては、レベル算出閾値範囲として示す円内の値を示すものとなる。
【００１９】
閾値判定部３６は、第１の平均演算部３３の出力信号と、乗算器３５の出力信号とを比較し、比較判定結果の信号をマルチプレクサ制御回路３９に入力し、又乗算器３５の出力信号を、第３の平均演算部３７に入力する。閾値判定部３６からの比較判定結果信号が、第１の平均演算部３３の出力信号と、乗算器３５の出力信号との差について、予め設定した範囲内を示す時、マルチプレクサ制御回路３９は、マルチプレクサ３８により、第３の平均演算部３７の出力信号を選択して、バッファメモリ２２とデマッピング部１２とに入力するように制御し、それ以外の場合は、マルチプレクサ３８により、第１の平均演算部３３の出力信号を選択して、バッファメモリ２２とデマッピング部１２とに入力するように制御する。なお、マルチプレクサ制御回路３９は、チャネル切替信号が入力された時と、電源投入の初期状態とに於いては、第１の平均演算部３３の出力信号を選択して出力するように、マルチプレクサ３８を制御する。
【００２０】
従って、電源投入時やチャネル切替時に於いては、既知のパイロット信号を用いて推定した受信レベルを基に振幅閾値レベルを設定することにより、受信レベルの高速化を図り、又正常な受信状態に於いては、既知のパイロット信号とそれ以外の信号とを用いて推定した受信レベルを基に振幅閾値レベルを設定することにより、受信レベルの推定精度の向上を図ることができる。
【００２１】
図３は、本発明の実施例と従来例との電源投入時又はチャネル切替時のＲＳＳＩ特性を示すものであり、従来例は、パイロット信号以外の信号とパイロット信号とを用いて、受信レベルを示すＲＳＳＩを求める構成の場合、曲線ｂに示すように、変動して収束する時間が長くなるが、本発明は、最初に既知のパイロット信号を用いて受信レベルを示すＲＳＳＩを求めるもので、曲線ａに示すように既知のパイロット信号を１０回受信する時間程度で収束することが可能であり、その後にパイロット信号とパイロット信号以外の信号との受信レベルの平均化処理を含めることにより、受信レベル推定精度を向上することができる。
【００２２】
なお、本発明は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、例えば、ＱＡＭの多値数は、６４値、２５６値等の多値数の場合も適用可能であり、又既知のパイロット信号と共に同期ワードも含めて受信レベルの推定を行うことも可能である。又パイロット信号以外の信号の受信レベル推定を含める場合に、前述の閾値判定部３６による判定結果によって切替えるものであるが、電源投入時又はチャネル切替時からの時間経過により切替える制御構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の要部説明図である。
【図３】本発明の実施例１の効果の説明図である。
【図４】伝送フォーマットと信号点配置と同期ワードとの一例の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２  ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
３  直交検波部
４，５  フィルタ（ＦＩＲ）
６  複素相関器
７  フレーム検出器
８  ＡＦＣ回転補正器
９  位相誤差補正器
１０  位相誤差算出器
１１  周波数誤差算出器
１２  デマッピング部
１３  フレーム同期監視部
１４  動作イネーブル信号生成器
１５  イネーブル信号
１６  フィルタテーブル
１７  タイミング補正器
１８  ゼロクロス検出器
１９  パイロット検出器
２０  閾値＆レベル算出器
３１  電力算出部
３２  切替スイッチ回路
３３，３４，３７  平均演算部
３５  乗算器
３６  閾値判定部
３８  マルチプレクサ
３９  マルチプレクサ制御回路
【図１】
2008011462.tif 000003
【図２】
2008011462.tif 000004
【図３】
2008011462.tif 000005
【図４】
2008011462.tif 000006