(57)【要約】【課題】所定箇のシンボル数からなる第１ユニークワードと、前半部分が前記第１ユニークワードと同符号であり後半部分が前記第１ユニークワードと逆符号とされた第２ユニークワードとを判別する。【解決手段】逆変調処理部２６により、ユニークワードＵＷが挿入された入力信号Ｓｉを第１ユニークワードＵＷ１により逆変調する。逆変調信号ｆ（ＵＷ）をＦＦＴ処理部２８によりＦＦＴ処理する。ピーク数検出部３０によりスペクトルＳ（ＵＷ）のピーク数が１箇ならば第１ユニークワードＵＷ１、２箇ならば第２ユニークワードＵＷ２と判別する。【選択図】図１
2004304384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のユニークワードか、半分が前記一方のユニークワードと逆符号にされている他方のユニークワードか、が不明のユニークワードを判別するユニークワードの判別方法において、
前記不明のユニークワードを前記一方または前記他方のユニークワードにより逆変調するステップと、
逆変調された不明のユニークワードをＦＦＴ処理するステップと、
ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルのピーク数から不明のユニークワードを判別するステップと
を有することを特徴とするユニークワードの判別方法。
【請求項２】
一方のユニークワードか、半分が前記一方のユニークワードと逆符号にされている他方のユニークワードか、が不明のユニークワードを判別するユニークワードの判別装置において、
前記不明のユニークワードを前記一方または前記他方のユニークワードにより逆変調する逆変調器と、
逆変調された不明のユニークワードをＦＦＴ処理するＦＦＴ処理器と、
ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルのピーク数から不明のユニークワードを判別する判別器と
を有することを特徴とするユニークワードの判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ユニークワードの判別方法およびその装置に関し、たとえばインマルサット衛星により中継され、オフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ：Ｏｆｆｓｅｔ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調された無線フレームを復調する復調装置に適用して好適なユニークワードの判別方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、通信機器において、ユニークワードは、同期確立の手段として多用されている。
【０００３】
このユニークワードは、送信側と受信側とで同一に決められたデータパターンである。
【０００４】
送信側でデータの先頭にユニークワードを付けて信号（フレームともいう。）として送ると、受信側では入力された信号（入力信号）と予め受信側に格納してあるリファレンスのユニークワードとの複素相関値を計算する。そして、この相関値のピークを検出することで、送信側との同期を短時間で確立し、キャリアを再生することで、信号に含まれる、たとえばＰＳＫやＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）データを復調することができる。
【０００５】
ところで、このユニークワードによる同期確立に際し、入力信号に周波数オフセットが存在している場合には、周波数オフセットにより相関出力が低下するため、そのままでは使用することができない。
【０００６】
この問題を解決する技術が、ユニークワード検出器として公表されている（特許文献１参照）。このユニークワード検出器では、ユニークワードを含む入力信号を遅延検波し、周波数オフセットを除去した後、相関器によりリファレンスのユニークワードとの相関をとり、ピークを検出することで入力信号からユニークワードを検出している。
【０００７】
なお、ユニークワードを検出した後にキャリアを再生する技術は、復調装置として公表されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−１６７６３０号公報（図１、段落［００１０］−［００１２］）
【特許文献２】
特許第３１８５７１６号公報（図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、たとえばインマルサット衛星を中継局として利用する通信機器において、所定の偶数のシンボル数からなる第１ユニークワードと、前半部分が前記第１ユニークワードと同符号であり後半部分が前記第１ユニークワードと逆符号とされている第２ユニークワードをそれぞれ別のユニークワードとして使用することが行われている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に係る従来技術を適用して、このような構成の第１および第２ユニークワードを判別するためには、相関器が２セット必要となり、コストが高くなるという問題が起こる。
【００１１】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、１つの相関器により上記したような一定の関係にある一方のユニークワードと他方のユニークワードを検出し、その後にこれらを判別することを可能とするユニークワードの判別方法およびその装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明のユニークワードの判別方法は、一方のユニークワードか、半分が前記一方のユニークワードと逆符号にされている他方のユニークワードか、が不明のユニークワードを判別するユニークワードの判別方法において、前記不明のユニークワードを前記一方または前記他方のユニークワードにより逆変調するステップと、逆変調された不明のユニークワードをＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理するステップと、ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルのピーク数から不明のユニークワードを判別するステップとを有することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１３】
また、この発明のユニークワードの判別装置は、一方のユニークワードか、半分が前記一方のユニークワードと逆符号にされている他方のユニークワードか、が不明のユニークワードを判別するユニークワードの判別装置において、前記不明のユニークワードを前記一方または前記他方のユニークワードにより逆変調する逆変調器と、逆変調された不明のユニークワードをＦＦＴ処理するＦＦＴ処理器と、ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルのピーク数から不明のユニークワードを判別する判別器とを有することを特徴とする（請求項２記載の発明）。
【００１４】
この発明のユニークワードの判別方法およびその装置によれば、不明のユニークワードをリファレンス信号である一方または他方のユニークワードで逆変調した後、ＦＦＴ処理を行う。ＦＦＴ処理によるスペクトル上に、不明のユニークワードと選択したリファレンス信号との関係により、１箇または２箇のピークが現れるので、不明のユニークワードを判別することができる。
【００１５】
たとえば、逆変調する際のリファレンスとして使用したユニークワードが一方のユニークワードであって、不明のユニークワードが当該一方のユニークワードであったときに、不明のユニークワードは無変調化されるので、スペクトルが単一のピークとなる。その一方、不明のユニークワードが他方のユニークワードであったときに、その符号変化により無変調化信号が変調を受け、スペクトルには２箇のピークが現れる。この原理を利用して前記一方または前記他方のユニークワードの判別を行うことができる。
【００１６】
なお、この発明のユニークワードの判別方法およびその装置で使用している一方のユニークワードは、この発明の実施形態で説明しているように、たとえば、インマルサット衛星を利用する通信における第１ユニークワードＵＷ１あるいは第３ユニークワードＵＷ３を含む概念であり、この発明の他方のユニークワードは、これら第１ユニークワードＵＷ１に対応する第２ユニークワードＵＷ２および第３ユニークワードＵＷ３に対応する第４ユニークワードＵＷ４を含む概念である。
【００１７】
一方のユニークワードと他方のユニークワードは、符号数が同数であることが好ましい。また、一方のユニークワードに対し、他方のユニークワードの前半部または後半部が同符号であり、残りの半分が逆符号となっていることが好ましい。さらに、ユニークワードの符号数は、偶数であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、この実施形態のユニークワードの判別方法が適用されたユニークワード判別装置１２を含むキャリア再生装置１０の構成を示している。なお、このキャリア再生装置１０は、たとえば、デジタル信号処理器、いわゆるＤＳＰを用いて作成される。
【００２０】
図１において、データ部の先頭に第１ユニークワード（一方のユニークワードとする。）ＵＷ１または第２ユニークワード（したがって、他方のユニークワードと考える。）ＵＷ２が挿入されたフレーム（不明のユニークワードが挿入されたフレーム）構成の入力信号Ｓｉが記憶手段であるバッファ１４に格納される。
【００２１】
この実施形態において、第１ユニークワードＵＷ１は、４２箇の偶数シンボル（符号）数のデータとされ、第２ユニークワードＵＷ２は、２１箇目のシンボルまで第１ユニークワードＵＷ１と同符号となっており、２２箇目のシンボルから４２箇目のシンボルまで第１ユニークワードＵＷ１と逆符号になっている４２箇の偶数シンボル数の同じ長さのデータとされている。
【００２２】
このような符号対は、遅延検波部１６において、遅延検波をすると符号が反転した瞬間のシンボル以外は全て同じ符号となるので、１つの相関器１８により両方のユニークワードＵＷ（ＵＷ１とＵＷ２）を検出することができ、計算量の多い相関器１８の数が半分に減少し、コストを低減することができる。
【００２３】
なお、この実施形態で説明する技術は、所定箇のシンボル数からなるユニークワードと、このユニークワードに対して半分の符号が逆符号となっているユニークワードとの符号対に限らず、原理上、一部分が逆符号となっているユニークワードの全てを判別する際に適用することができる。
【００２４】
また、実際上、インマルサット衛星を中継器として使用する通信機器においては、上述した第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２の他、これらと同様な一定の関係を有する第３ユニークワードと第４ユニークワード、および独立の第５ユニークワードとから構成されているので、相関器１８が３箇必要となるが、この実施形態では、発明の理解を容易化するために、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２を例とし、１箇の相関器１８のみで説明する。すなわち、同様の構成で、２箇の相関器１８を用いることで、第３ユニークワードと第４ユニークワードを判別することができる。
【００２５】
入力信号Ｓｉは、ここでは、ユニークワードが遅延検波できるフレーム構成のＯＱＰＳＫのデジタル変調信号であるが、この発明は、ユニークワードが遅延検波できるフレーム構成を有する変調信号であれば、他のデジタル変調信号にも適用することができる。
【００２６】
一方の遅延検波部１６において、入力信号Ｓｉと１シンボル遅延した入力信号Ｓｉとを乗算して遅延検波後の復調信号を得、相関器１８の一方の入力端子に送る。
【００２７】
その一方、記憶手段である第１ユニークワードテーブル２０から出力される第１ユニークワードＵＷ１を遅延検波部２２で同様に遅延検波し、遅延検波出力を相関器１８の他方の入力端子に供給する。
【００２８】
このとき、相関器１８の出力に発生するピークをピーク検出部２４により検出することで、逆変調を行うタイミングが抽出される。
【００２９】
なお、周波数オフセットｆ０の信号を遅延検波部１６において遅延検波すると、復調信号にはｅｊ・２π・ｆｏ・ｔ０（ｔ０は１シンボル分の時間）の位相回転が加わる。しかし、相関器１８の中で複素相関出力の電力を計算することで、この位相回転は無視される。このため、遅延検波をすることで、実質的に周波数オフセットｆｏが除去されることとなる。
【００３０】
次に、ユニークワード判別装置１２の構成および動作について、図２の模式的な動作概念図をも参照して説明する。なお、この実施形態において、ユニークワード判別装置１２は、第１ユニークワードテーブル２０と、逆変調処理部２６と、ＦＦＴ処理部（ＦＦＴ処理器）２８と、ピーク数検出部３０とから構成されている。
【００３１】
まず、逆変調処理部２６は、ピーク検出部２４で得られた、逆変調を行うタイミングにより、第１ユニークワードテーブル２０からリファレンス信号としての図２（ｃ）に模式的に示す第１ユニークワードＵＷ１を読み出すとともに、バッファ１４から入力信号Ｓｉを読み出して、図２の（ｄ）に示すように、逆変調処理を行う。
【００３２】
この場合、入力信号Ｓｉに含まれる不明のユニークワードは、図２の（ａ）または図２の（ｂ）に模式的に示す、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２のいずれかである。
【００３３】
これら第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２とは、時間軸上、中間の前半部（具体例としては２１箇のシンボル）まで同符号で、中間から後の後半部（具体例としては２１箇のシンボル）で符号が反転した逆符号となる関係を有している。
【００３４】
このような関係、すなわち、第１ユニークワードＵＷ１に対して第２ユニークワードＵＷ２の半分が逆符号となっている一定の関係を有することで、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２において、遅延検波後の信号が逆符号となる瞬間のシンボル以外は同一となり、相関器１８で、遅延検波後の第１ユニークワードＵＷ１を用いた場合と、遅延検波後の第２ユニークワードＵＷ２を用いた場合において、ピーク検出部２４で検出される逆変調を行うタイミングが同一タイミングとなる。したがって、相関器１８で用いるリファレンスとしてのユニークワードＵＷは、第１ユニークワードＵＷ１が格納された第１ユニークワードテーブル２０に代替して第２ユニークワードＵＷ２が格納された第２ユニークワードテーブル（不図示）を用いることもできる。
【００３５】
逆変調処理部２６により逆変調処理を行うと、それぞれ、無変調化された図２の（ｅ）に示す第１ユニークワードＵＷ１に対応する逆変調信号ｆ（ＵＷ１）と、図２の（ｆ）に示す第２ユニークワードＵＷ２に対応する逆変調信号ｆ（ＵＷ２）が得られる。
【００３６】
ここで、図２の（ｅ）に示す逆変調信号ｆ（ＵＷ１）は、周波数オフセットｆｏの単一スペクトルの信号であり、図２の（ｆ）に示す逆変調信号ｆ（ＵＷ２）は、第２ユニークワードＵＷ２の長さ（時間）を１周期とした周波数ｆ１と周波数ｆｏ（周波数オフセット）の無変調波が掛け合わされた信号の周波数スペクトルは（ｆｏ−ｆ１）・（ｆｏ＋ｆ１）となる。
【００３７】
したがって、次に、図２の（ｇ）に模式的に示すように、ＦＦＴ処理部２８によりＦＦＴすることで、図２の（ｅ）に示す第１ユニークワードＵＷ１に対応する逆変調信号ｆ（ＵＷ１）は、図２の（ｈ）に示すスペクトルＳ（ＵＷ１）に変換され、図２の（ｆ）に示す第２ユニークワードＵＷ２に対応する逆変調信号ｆ（ＵＷ２）は、図２の（ｉ）に示すスペクトルＳ（ＵＷ２）に変換される。
【００３８】
図２の（ｈ）から分かるように、第１ユニークワードＵＷ１に対応するスペクトルＳ（ＵＷ１）は、同一の符号の信号であることから周波数オフセットｆｏの周波数に１箇のピークを有するものとなる。
【００３９】
また、図２の（ｉ）から分かるように、第２ユニークワードＵＷ２に対応するスペクトルＳ（ＵＷ２）は、第２ユニークワードＵＷ２の長さ（第１ユニークワードＵＷ１の長さと同じ）を１周期とした周波数ｆ１と周波数ｆｏが掛け合わされた信号のスペクトル、つまり、ｆｏ−ｆ１とｆｏ＋ｆ１の２つのピークを有するものとなる。
【００４０】
ＦＦＴ処理部２８の処理結果の周波数オフセットｆｏは、キャリア再生部３２に供給され、スペクトルＳは、ピーク数検出部３０に供給される。なお、周波数オフセットｆｏは、ピークが１つであった場合には検出したピークの位置（周波数）からｆｏを求めることができるが、ピークが２つであった場合には、｛（ｆｏ−ｆ１）＋（ｆｏ＋ｆ１）｝／２の計算で周波数オフセットｆｏを求めることができる。
【００４１】
ここで、ピーク数検出部３０は、スペクトルＳ（ＵＷ）のピークの数から入力信号Ｓｉの不明であったユニークワードＵＷが、第１ユニークワードＵＷ１か第２ユニークワードＵＷ２かを判別する。ピーク数が１箇であれは、第１ユニークワードＵＷ１であると判別でき、ピーク数が２箇であれば、第２ユニークワードＵＷ２であると判別することができる。
【００４２】
すなわち、ピーク数検出部３０は、ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルＳのピーク数から不明のユニークワードを判別する判別器として機能する。
【００４３】
ユニークワードＵＷの判別過程について簡単に説明すれば、ユニークワードＵＷを判別する際、逆変調処理部２６により、ユニークワードＵＷが挿入された入力信号Ｓｉを第１ユニークワードＵＷ１により逆変調する。そして、逆変調信号ｆ（ＵＷ）をＦＦＴ処理部２８によりＦＦＴ処理する。さらに、ピーク数検出部３０によりＦＦＴ処理後のスペクトルＳ（ＵＷ）のピーク数が１箇ならば第１ユニークワードＵＷ１、２箇ならば第２ユニークワードＵＷ２であると判別する。
【００４４】
このようにして得られた判別結果が、第１ユニークワードＵＷ１と第２ユニークワードＵＷ２を格納するユニークワードテーブル３４に供給されると、判明したユニークワードＵＷ（ＵＷ１またはＵＷ２）が逆変調処理部３６の一方の入力端子に供給され、他方の入力端子に入力信号Ｓｉがバッファ１４から読み出され供給されることで、逆変調処理部３６の出力に、真の無変調化された入力信号Ｓｉが得られる。
【００４５】
次に、キャリア再生部３２では、真の無変調化された入力信号Ｓｉから周波数オフセットｆｏが除去されたキャリアが再生される。このキャリアはＰＳＫ（ＱＡＭ）を復調するための複素空間での信号に対する基準位相を知るためのものであり、変調時に使用したキャリアと同一のキャリアとなる。
【００４６】
このように上述した実施形態によれば、所定箇のシンボル数、たとえば４２箇からなる第１ユニークワードＵＷ１と、前半部分の２１箇が第１ユニークワードＵＷ１と同符号であり後半部分の２１箇が第１ユニークワードＵＷ１と逆符号とされた第２ユニークワードＵＷ２とを判別する際に（もちろん、所定箇数のシンボル数からなる第１ユニークワードＵＷ１と、前半部分が前記第１ユニークワードと逆符号であり後半部分が前記第１ユニークワードと同符号とされた第２ユニークワードとを判別する場合でも同様である）、逆変調処理部２６により、不明のユニークワードＵＷが挿入された入力信号Ｓｉを第１ユニークワードＵＷ１（上記の第１ユニークワードテーブル２０に格納されているユニークワード）または第２ユニークワードＵＷ２により逆変調する。次に、逆変調された不明のユニークワードを有する逆変調信号ｆ（ＵＷ）をＦＦＴ処理部２８によりＦＦＴ処理する。
【００４７】
さらに、ＦＦＴ処理により検出されたスペクトルＳ（ＵＷ）のピーク数からピーク数検出部３０により不明のユニークワードＵＷを判別する。
【００４８】
そして、ピーク数検出部３０によりユニークワードＵＷを判別する際、第１ユニークワードＵＷ１により逆変調したときのスペクトルＳ（ＵＷ）のピーク数が１箇である場合、第１ユニークワードＵＷ１と判別し、２箇である場合、第２ユニークワードＵＷ２であると判別する。
【００４９】
その一方、第１ユニークワードテーブル２０に代替して、第２ユニークワードＵＷ２により逆変調したときのスペクトルＳ（ＵＷ）のピーク数が１箇である場合、第２ユニークワードＵＷ２と判別し、２箇である場合、第１ユニークワードＵＷ１であると判別する。
【００５０】
このように判別することにより、周波数オフセットｆｏがあっても、ノイズの影響下であっても、高精度にユニークワードＵＷの判別を行うことができる。
【００５１】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、相関器が１つであっても、一定の関係にある２つのユニークワードを判別することができるという効果が達成される。そして、周波数オフセットやノイズの影響下であっても、高精度にユニークワードの判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態が適用されたキャリア再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ユニークワードの判別処理の動作説明に供される説明図である。
【符号の説明】
１０…キャリア再生装置              １２…ユニークワード判別装置
１４…バッファ                      １６、２２…遅延検波部
１８…相関器                        ２０…第１ユニークワードテーブル
２４…ピーク検出部                  ２６、３６…逆変調処理部
２８…ＦＦＴ処理部（ＦＦＴ処理器）  ３０…ピーク数検出部（判別器）
３２…キャリア再生部                ３４…ユニークワードテーブル
【図１】
2004304384.tif 000003
【図２】
2004304384.tif 000004