(57)【要約】【課題】正確なデマッピングが行われるようにする。【解決手段】同期ワードシンボルの内のＳＷ１０の正誤を判定し、誤りが所定回数以上継続したときにフレーム同期を解除すると共に、デマッピングで使用する判定用閾値を単発のパイロットシンボルの振幅情報に基づき算出する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値ＱＡＭ信号を受信し同期ワードシンボルとパイロットシンボルを使用してフレーム同期をとり、前記パイロットシンボルの振幅情報の平均値から判定用閾値を作成し、該判定用閾値により受信多値ＱＡＭ信号を判定して復号信号を得る多値ＱＡＭ復調方法において、
前記同期ワードシンボルの内の特定のシンボルの正誤を判定し、誤りが所定回数以上継続したときに前記フレーム同期を解除すると共に前記判定用閾値を単発のパイロットシンボルの振幅情報に基づき算出することを特徴とする多値ＱＡＭ復調方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多値ＱＡＭ復調方法において、
前記特定のシンボルが、複数連続する同期ワードシンボルの内の最後のシンボルであることを特徴とする多値ＱＡＭ復調方法。
【請求項３】
多値ＱＡＭ信号を受信し同期ワードシンボルとパイロットシンボルを使用してフレーム同期をとるフレーム検出部と、前記パイロットシンボルの振幅情報の平均値から判定用閾値を作成する閾値算出部と、該閾値算出部で作成された判定用閾値により受信多値ＱＡＭ信号を判定して復号信号を得るデマッピング部とを具備する多値ＱＡＭ復調装置において、
前記同期ワードシンボルの内の特定のシンボルのタイミング時にイネーブルとなり、該特定のシンボルの信号と該特定のシンボルに対応して格納した正規シンボルとを比較する誤り検出部と、該誤り検出部で誤りが検出されるとインクリメントされ正しいことが検出されるとリセットされる積分カウンタと、該成分カウンタが所定値までカウントされるか否かを判定する判定部とを具備し、該判定部が前記所定までカウントされると前記フレーム検出部をフレーム同期を解除するよう制御すると共に、前記判定用閾値を単発のパイロットシンボルの振幅情報に基づき算出するよう前記閾値算出部を制御することを特徴とする多値ＱＡＭ復調装置。
【請求項４】
請求項３に記載の多値ＱＡＭ復調装置において、
前記特定のシンボルが、複数連続する同期ワードシンボルの内の最後のシンボルであることを特徴とする多値ＱＡＭ復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値ＱＡＭ信号を受信して復調する復調方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば市町村向け防災無線等の固定系無線システムには、周波数利用効率の高い変調方式である１６ＱＡＭ方式の適用が要求されている。この１６ＱＡＭ方式のデジタル無線受信装置は、フレームの先頭部分に挿入された同期ワードシンボルやフレームの情報フィールドに定期的に挿入されたパイロットシンボルを利用してフレーム同期をとり、またパイロットシンボルの振幅情報に基づき判定用閾値を作成して、その判定用閾値で受信信号を判定して復号信号を得るようにしている（同期シンボルやパイロットシンボルを使用する復調装置として特許文献１〜４参照）。この復号動作では判定用閾値が正確でないと正確な復号を行うことができない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１３６８３号公報
【特許文献２】
特開平６−８５８６５号公報
【特許文献３】
特開平１０−７５２２９号公報
【特許文献４】
特開平８−３３１１９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この判定用閾値は、過去複数個のパイロットシンボルの振幅情報の平均値から作成しているので、電源投入時やフレーム誤同期時などのように不安定な動作状態において検出したパイロットシンボルを使用すると、そのパイロットの振幅情報がまちまちであるので、正規な値から大きくずれた判定閾値が作成されることになり、誤ったデマッピングによる復号が行われる恐れがあった。
【０００５】
本発明の目的は、特定の同期ワードシンボルを監視して、誤ったデマッピングによる誤った復号が行われることがないようにした多値ＱＡＭ復調方法および装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発明は、多値ＱＡＭ信号を受信し同期ワードシンボルとパイロットシンボルを使用してフレーム同期をとり、前記パイロットシンボルの振幅情報の平均値から判定用閾値を作成し、該判定用閾値により受信多値ＱＡＭ信号を判定して復号信号を得る多値ＱＡＭ復調方法において、前記同期ワードシンボルの内の特定のシンボルの正誤を判定し、誤りが所定回数以上継続したときに前記フレーム同期を解除すると共に前記判定用閾値を単発のパイロットシンボルの振幅情報に基づき算出することを特徴とする多値ＱＡＭ復調方法とした。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の多値ＱＡＭ復調方法において、前記特定のシンボルが、複数連続する同期ワードシンボルの内の最後のシンボルであることを特徴とする多値ＱＡＭ復調方法とした。
【０００８】
請求項３にかかる発明は、多値ＱＡＭ信号を受信し同期ワードシンボルとパイロットシンボルを使用してフレーム同期をとるフレーム検出部と、前記パイロットシンボルの振幅情報の平均値から判定用閾値を作成する閾値算出部と、該閾値算出部で作成された判定用閾値により受信多値ＱＡＭ信号を判定して復号信号を得るデマッピング部とを具備する多値ＱＡＭ復調装置において、前記同期ワードシンボルの内の特定のシンボルのタイミング時にイネーブルとなり、該特定のシンボルの信号と該特定のシンボルに対応して格納した正規シンボルとを比較する誤り検出部と、該誤り検出部で誤りが検出されるとインクリメントされ正しいことが検出されるとリセットされる積分カウンタと、該成分カウンタが所定値までカウントされるか否かを判定する判定部とを具備し、該判定部が前記所定までカウントされると前記フレーム検出部をフレーム同期を解除するよう制御すると共に、前記判定用閾値を単発のパイロットシンボルの振幅情報に基づき算出するよう前記閾値算出部を制御することを特徴とする多値ＱＡＭ復調装置とした。
【０００９】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の多値ＱＡＭ復調装置において、前記特定のシンボルが、複数連続する同期ワードシンボルの内の最後のシンボルであることを特徴とする多値ＱＡＭ復調装置とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように先頭に４シンボル程度のランプ信号３１をもち、その次に既知の同期ワード（ＳＷ）シンボルフィールド３２が続き、その後に情報フィールド３３が続くフォーマットの１６ＱＡＭのフレーム３０を受信する。そして、相関処理により同期ワードシンボルフィールド３２の終端（情報フィールド３３の開始点）のタイミングを検出することにより、暫定的なシンボル同期をとり、その後に情報フィールド３３に含まれるパイロットシンボルを定期的に受信することによりフレーム同期をとる。
【００１１】
同期ワードシンボルＳＷは、図４の（ｂ）に示すように、ＳＷ１〜ＳＷ１０の１０個のシンボルからなり、各同期ワードシンボルの１６ＱＡＭの値は０，８，Ａ，２のいずれかから選ばれている。図４（ｃ）はその１６ＱＡＭの値の配置位置を示す信号点配置図であり、シンボル０，８，Ａ，２は最大振幅包絡線の上にあり、その振幅（絶対値、以下同じ）はピーク値で同じである。なお、パイロットシンボルにも図４（ｃ）の最大振幅包絡線上のいずれかのシンボル（０，８，Ａ、２のいずれか）が使用される。例えばパイロットシンボルに同期ワードシンボルＳＷ１０と同じシンボル０を使用する場合は、同期ワードシンボルＳＷ１０を情報フィールド３３の先頭のパイロットシンボルとして機能させることができる。
【００１２】
そして、送信側において同期ワードシンボルをＳＷ１〜ＳＷ１０の順序でフレーム３０の同期ワードシンボルフィールド３２に含ませて送り、受信側においてこの同期ワードシンボルＳＷ１〜ＳＷ１０を相関検出して、相関ピークが得られた時点（つまり最後の同期ワードシンボルＳＷ１０が検出された時点）を情報フィールド３３が開始するタイミング点として暫定的に検出し、その後にパイロットシンボルを定期的に受信することによりフレーム同期をとり、そのパイロットシンボルの振幅情報の平均値を使用して１６ＱＡＭ信号の復号のための判定用閾値（図４（ｃ）における＋Ｉｔｈ、−Ｉｔｈ、＋Ｑｔｈ、−Ｑｔｈ）を設定する。
【００１３】
しかし、同期ワードシンボルＳＷ１０を復号できなかったことが所定回数継続したときは、フレーム同期をやり直すと共に、判定用閾値の作成にパイロットシンボルの振幅情報の平均値を使用せず、単発のパイロットシンボルの振幅情報を使用する。同期ワードシンボルＳＷ１０を適正に復号できたときは、判定用閾値の作成にパイロットシンボルの振幅情報の平均値を使用して安定的な復号が行われるようにする。以下、詳しく説明する。
【００１４】
図１は１つの実施形態の１６ＱＡＭ復調装置の要部のブロック図である。１は受信されＩＦ（中間周波）信号となった信号をそのＩＦ信号の周波数よりも低い周波数（例えばＩＦ信号が４５５ｋＨｚのときは２６０ｋＨｚや１４０ｋＨｚ）のサンプリング信号ｆｓでアンダーサンプリングしてデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、２はデジタル化されたＩＦ信号から準同期検波により同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）を取り出す直交検波部である。
【００１５】
３，４は同相成分、直交成分から高周波成分を除去するＦＩＲフィルタである。このＦＩＲフィルタ３，４は、同相成分、直交成分のゼロクロス点を追従しながらナイキスト点（アイパターンの最も広い部分）に最も近いサンプル点と理論値（ナイキスト点）との位相ずれ量に応じたフィルタテーブル５の内容で積和演算を行うよう構成されている。
【００１６】
６は複素相関部であり、受信した同期ワードシンボル（図４のＳＷ１〜ＳＷ１０）と内部に予め格納した同期ワードシンボル（図４のＳＷ１〜ＳＷ１０と同じ）の共役値との複素演算を行い、その相関ピーク値から最後の同期ワードシンボルＳＷ１０のシンボル位置（タイミング値：サンプル点）を大まかに検出する。
【００１７】
７はパイロット検出部であり、パイロットシンボルの１周期の間隔分のメモリ空間をもつサーキュラーメモリに受信シンボルの電力値を繰り返し積算格納して各受信シンボルの平均電力を算出し、最大値平均電力値を示すメモリアドレスが予め決めた特定のメモリアドレスのとき、そのアドレスに相当するタイミングをパイロットシンボルのタイミング点として検出する。
【００１８】
８はフレーム検出部であり、複素相関部６によって検出された同期ワードシンボルＳＷ１０のタイミング位置とパイロット検出部７で検出されたパイロットシンボルのタイミング位置とに基づき、フレーム同期を行う。
【００１９】
９はＡＦＣ回転補正部であり、同期ワードシンボルとパイロットシンボルの位相回転量から送受信間で生じた定常周波数誤差に対する位相回転を補正する。１０は位相誤差算出部であり、パイロットシンボル受信時にのみ動作してパイロットシンボルの正規位置からの位相ずれを算出する。１１は位相誤差補正部であり、位相誤差算出部１０で算出した位相誤差に基づき同相成分、直交成分の位相を正規位相に補正する。１２は周波数誤差算出部であり、送受信間で生じた定常周波数誤差をパイロットシンボルから算出し、前記ＡＦＣ回転補正部９に送る。
【００２０】
１３は閾値算出部であり、過去複数個のパイロットシンボルの振幅値の平均値を算出して１６ＱＡＭ信号の復号のための判定用閾値（図４（ｃ）における＋Ｉｔｈ、−Ｉｔｈ、＋Ｑｔｈ、−Ｑｔｈ）を設定する。
【００２１】
１４はデマッピング部であり、閾値算出部１３で得られた判定用閾値を使用して、受信したシンボルが図４（ｃ）における０〜Ｆのどの信号点配置の位置に該当するかを判定してその結果を複数ビットの復号信号として出力する。
【００２２】
１５はゼロクロス検出部であり、同相信号を取り込んで正→負の変化点、負→正の変化点をゼロクロス点として検出する。１６はタイミング補正部であり、ゼロクロス検出部１５が検出したゼロクロス点の極性符号（正→負、負→正）が１シンボル前の符号と同じか、現シンボルの符号と同じかを検出してランダムウォークフィルタ処理を行いタイミング同期をとる。このランダムウォークフィルタでは、フレーム同期前は小さい閾値で引き込みを早め、フレーム同期後は大きな閾値で安定化を図るよう閾値を切り換えている。ゼロクロス検出部１５で検出されたゼロクロス点の情報はフィルタテーブル５に送られ、ＦＩＲフィルタ３，４用のフィルタ係数が選択される。
【００２３】
１７はクロック再生部であり、フレーム検出部８において検出確定したフレーム同期信号に基づき、図４（ａ）のフレーム３０の情報フィールド３３分のクロックを再生出力する。
【００２４】
１８，１９はＦＩＦＯであり、クロック再生部１７で得られるクロックに同期して動作する。ＦＩＦＯ１８からは閾値算出部１３で使用されたパイロットシンボルのレベルを取り込み、ＲＳＳＩ（受信信号電界強度信号）を出力する。ＦＩＦＯ１９は、デマッピング部１４で復号された信号を出力する。ＷＥは書き込みイネーブル、ＲＥは読み出しイネーブルを示す。
【００２５】
２０は動作イネーブル信号生成部であり、フレーム検出部８によって検出されたフレーム同期信号を取り込み、各部（直交検波部２，ＦＩＲフィルタ３，４、ＦＩＦＯ１８，１９以外の部分）を動作させるための動作イネーブル信号を生成する。
【００２６】
２１はフレーム同期監視部であり、デマッピング部１４で復号された復号信号の内の同期ワードシンボルＳＷ１０の復号信号を取り込み、それが正しいか否かを判定して、誤っているときはフレーム検出部８におけフレーム同期を取り消してフレーム同期をやり直させると共に、閾値算出部１３における平均処理を停止し、単発のパイロットシンボルのみで閾値算出が行われるようにする。なお、破線で囲んだ部分はＤＳＰで構成できる。
【００２７】
図２は前記したフレーム同期監視部２１の具体的な構成のブロック図である。このフレーム同期監視部２１は、正規の同期ワードシンボルＳＷ１０を格納したＲＯＭ２１１、特定のタイミング時にイネーブルとなってそのときのみ動作する誤り検出部２１２、その誤り検出部２１２の検出結果によりインクリメント又はリセットされる積分カウンタ２１３、その積分カウンタ２１３のカウント値に応じて誤り判定を行う判定部２１４を有する。
【００２８】
誤り検出部２１２は、フレーム検出部８で検出された同期ワードシンボルＳＷ１０のシンボルタイミング時にイネーブルとなり、デマッピング部１４から入力する同期ワードシンボルＳＷ１０の復号信号とＲＯＭ２１１に予め格納された正規の同期ワードシンボルＳＷ１０とを比較して誤り検出を行う。積分カウンタ２１３は、誤り検出部２１２が誤り検出を行ったときインクリメントされ、誤り検出を行わなかったときリセットされる。判定部２１４は、積分カウンタ２１３のカウント値ＡがＡ＝０（リセット）のとき閾値算出部１３を正常動作させる信号を出し、そのカウント値Ａが予め決めた比較値Ｂを越えた（Ａ≧Ｂ）ときにフレーム検出部８に対してフレーム同期フラグを解除し、さらに、閾値算出部１３において過去複数個のパイロットシンボルから判定用閾値の平均値を算出する平均値処理を停止し、受信した単発のパイロットシンボルで閾値算出を行うよう閾値算出部１３を制御する。
【００２９】
次に、図３のフローチャートを参照して、フレーム同期監視部２１の動作を説明する。同期ワードシンボルＳＷ１０のシンボルタイミング時になると、誤り検出部２１２においてデマッピング部１４から入力する同期ワードシンボルＳＷ１０の復号信号とＲＯＭ２１１に予め格納された同期ワードシンボルＳＷ１０が比較され、両者が一致していれば積分カウンタ２１３はリセットされ、この結果Ａ＝０となるので、判定部２１４により閾値算出部１３は正常動作を継続する。このような正常動作では、積分カウンタ２１３はリセットされ続け、閾値算出部１３は平均値処理の動作（判定用閾値更新）を継続する。
【００３０】
一方、ＲＦ部等においてシステム異常等が発生し、誤り検出部２１２において前記両者が一致しないときは、積分カウンタ２１３がインクリメントされる。そして、この不一致が毎回の同期ワードシンボルＳＷ１０のタイミング毎に発生し、その積分値Ａが比較値Ｂを越える（Ａ≧Ｂ）と、フレーム誤同期であると判断して、フレーム同期のフラグを解除し、フレーム検出部８が再度同期ワードの位置を検索してフレーム同期の動作を再開するよう制御する。また、閾値算出部１３は平均値処理を停止し、受信した単発のパイロットシンボルで閾値算出を行う。
【００３１】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、フレーム同期が正常であるか否かを常時監視し、正常でないときはフレーム同期をやり直すと共に判定用閾値に平均値処理を使用しないようにするので、フレーム同期が外れてデマッピング用の判定用閾値が大きく変動することを防止でき、正確なデマッピングを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１つの実施形態の１６ＱＡＭ復調装置のブロック図である。
【図２】図１の中のフレーム同期監視部のブロック図である。
【図３】フレーム同期監視部の動作のフローチャートである。
【図４】同期ワードシンボルの説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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