(57)【要約】【課題】従来の復調装置に比べて同期ワードの検出確率が高い復調装置を提供する。【解決手段】Ａ／Ｄ変換されたベースバンド信号からシンボルタイミング検出部３００においてシンボルタイミングが検出され判定信号が出力されるまで、Ａ／Ｄ変換されたベースバンド信号を記憶部４０に保持しておき、判定信号が出力されたとき、Ａ／Ｄ変換され記憶部４０に保持されたベースバンド信号を、ＦＩＲフィルタ５０のシフトレジスタに一括で入力し、復調信号を出力することにより、復調信号が出力可能な復調可能領域を広げ、同期ワード（ＵＷ）の検出確率を高める。【選択図】図１
2005130231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル変調を用いた無線通信において、受信信号から検波されたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換及びデジタルフィルタ処理を行い復調信号として出力する復調装置であって、
ベースバンド信号を既存のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号から、シンボルタイミングを検出し出力する手段と、前記シンボルタイミングの検出を検知し判定信号を出力する手段を備えたシンボルタイミング検出部と、
前記判定信号が出力されるまで、前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号が入力され、それを保持する記憶部と、
ＦＩＲフィルタを備え、前記判定信号が出力されたとき、前記記憶部に記憶されたベースバンド信号を、前記ＦＩＲフィルタに一括で入力し、重み付け及び加算処理を含むフィルタリング処理を行い、復調信号として出力する手段と、前記シンボルタイミング検出部から出力されたシンボルタイミングと前記復調信号とに基づいて前記Ａ／Ｄ変換部のサンプルタイミングを制御する手段を備えた復調部と、
を有する復調装置。
【請求項２】
請求項１記載の復調装置において、前記判定信号が出力されたとき、前記記憶部に記憶されたＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号を前記ＦＩＲフィルタのレジスタ総数の少なくとも半分のレジスタに一括入力し、復調信号を出力することを特徴とする復調装置。
【請求項３】
デジタル変調を用いた無線通信において、受信信号から検波されたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換及びデジタルフィルタ処理を行い復調信号として出力する復調装置であって、
ベースバンド信号を既存のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号から、シンボルタイミングを検出し出力する手段と、前記シンボルタイミングの検出を検知し判定信号を出力する手段を備えたシンボルタイミング検出部と、
前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号が入力され、それを時系列に保持及び出力し、前記判定信号が出力されたとき、前記時系列に保持されたベースバンド信号を前記シンボルタイミングの検出に費やした時間分だけ補正して出力する記憶部と、
ＦＩＲフィルタを備え、前記記憶部から出力されたベースバンド信号を、前記ＦＩＲフィルタに入力し、重み付け及び加算処理を含むフィルタリング処理を行い、復調信号として出力する手段と、前記シンボルタイミング検出部から出力されたシンボルタイミングと前記復調信号とに基づいて前記Ａ／Ｄ変換部のサンプルタイミングを制御する手段を備えた復調部と、
を有する復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル変調を用いた無線通信において、受信信号から検波されたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換及びデジタルフィルタ処理を行い復調信号として出力するための復調装置に関し、とりわけフレームフォーマットの復調可能領域を広げることにより、従来の復調装置に比べて同期ワード（Ｕｎｉｑｕｅ  Ｗｏｒｄ、以下「ＵＷ」と略す）の検出確率が高い復調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）といった移動体通信に代表される無線通信の分野は発展が目覚しく、今後更なる利用の拡大が期待される分野である。
【０００３】
これら無線通信の要素技術としてデジタル変調技術があり、位相変調を用いたシステムのフレームフォーマットは図５に示す構成になっている。ここで、ＲＵは過渡応答用ランプアップタイム、ＳＳはスタートシンボル、ＰＲは“１００１”（２進数）の繰り返しであるプリアンブル、ＵＷは同期ワード、ＤＡＴＡはデータ領域、ＲＤは過渡応答用ランプダウンタイムをそれぞれ指す。
【０００４】
無線通信においては、通信相手から送られてくる無線信号を受信する際、受信信号を増幅し、検波したのち、ベースバンド信号を得る。さらに、ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルフィルタ処理をすることにより復調信号を得る。この場合、初めて受信する場合など、ベースバンド信号から復調信号を得るために、ベースバンド信号の信号レベル、シンボルタイミング、キャリア周波数誤差等の制御情報を検出し、ベースバンド信号を補正することが必要である。これらの制御情報は、フレームフォーマット中のＵＷの前に送られてくるＰＲ信号から求めている。
【０００５】
図６には、受信信号から検波されたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換及びデジタルフィルタ処理を行い復調信号として出力する復調装置の従来例が示されている。この図に示される復調装置は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シンボルタイミング検出部３００、復調部５１０、キャリア周波数制御部６１０から構成されており、Ａ／Ｄ変換部１１０とシンボルタイミング検出部３００と復調部５１０はベースバンド信号切替器２０に接続されている。
【０００６】
図６において、Ａ／Ｄ変換部１１０はベースバンド信号を増幅するための可変増幅器１０と、入力されたベースバンド信号をサンプルタイミング制御器１７から与えられる既存のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１１と、ＤＣオフセットレベルを補正するためのＤＣオフセットレベル補正器１２から構成され、利得制御器１４と、Ｄ／Ａ変換器１５で可変増幅器１０の利得を制御している。Ａ／Ｄ変換部１１０の出力はベースバンド信号切替器２０に入力される。
【０００７】
Ａ／Ｄ変換部１１０の出力は、ベースバンド信号切替器２０に入力され、後述する判定信号が入力されていないときは、シンボルタイミング検出部３００に出力される。
【０００８】
シンボルタイミング検出部３００において、Ａ／Ｄ変換部１１０からの出力は、まずベースバンド信号有無判定器３０において入力レベルが検出され、ベースバンド信号有無判定器３０内に設定されている基準値以上のレベルであるかどうか判定される。これは必ずしも受信信号が受信機に入力されているとは限らず、シンボルタイミング検出部３００に入力された信号が受信信号を検波したベースバンド信号をＡ／Ｄ変換したものであるとは限らず、ノイズが入力されている可能性もあるためである。
【０００９】
仮にノイズでシンボルタイミングを検出してしまうと、Ａ／Ｄ変換部１１０に入力された信号に対する適正な補正がなされない。従ってベースバンド信号有無判定器３０に入力された信号が基準値以上であるか否かが判定され、基準値以下の場合は再検出し、基準値以上の入力レベルが検出されたら、ベースバンド信号レベルを入力レベル検出器３４で、シンボルタイミングをシンボルタイミング検出器３１で、キャリア周波数誤差をキャリア周波数誤差検出器３２で、それぞれ検出したのち出力する。
【００１０】
入力レベル検出器３４から出力されたベースバンド信号レベルは利得制御器１４に入力され、Ｄ／Ａ変換器１５を介して可変増幅器１０の利得を制御する。さらに、シンボルタイミング検出器３１から出力されたシンボルタイミングはサンプルタイミング制御器１７に入力されＡ／Ｄ変換器１１へ出力するサンプルタイミングを制御する。そして、キャリア周波数誤差検出器３２から出力されたキャリア周波数誤差はキャリア周波数制御部６１０内のキャリア周波数制御器６２に入力され、Ｄ／Ａ変換器６０を介して、ここでは図示していないＶＣＸＯへ制御信号を出力する。
【００１１】
従ってＡ／Ｄ変換部１１０から出力されたベースバンド信号はシンボルタイミング検出部３００から出力されたシンボルタイミングを含む制御情報に基づいて補正され出力されることとなる。
【００１２】
シンボルタイミング検出部３００内の判定器３３は、シンボルタイミングが検出されたときにそれを検知し判定信号を出力する。ベースバンド信号切替器２０は判定器３３から出力された判定信号の入力により、Ａ／Ｄ変換部１１０から出力された信号の出力先を、シンボルタイミング検出部３００から復調部５１０に切り替える。
【００１３】
復調部５１０に入力されたＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号は、隣接チャネル等の不要な周波数成分を含んでおり、また送信側において伝送信号の帯域制限を行っており、通常、送信フィルタとしてルートロールオフフィルタが使用されているため符号間干渉の含まれた信号である。不要な周波数成分を取り除き、符号間干渉を取り除くために、復調部５１０ではデジタルフィルタ処理がなされ復調信号として出力される。デジタルフィルタとしてはロールオフフィルタ（Ｒｏｌｌ  Ｏｆｆ  Ｆｉｌｔｅｒ、以下「ＲＯＦ」と略す）を使用することが知られ、ＲＯＦはＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ、以下「ＦＩＲ」と略す）フィルタを使用することにより実現できる。ＦＩＲフィルタとは入力信号をシフトレジスタに入力し、フィルタのインパルス応答から求められる重み付け係数による重み付けを行い、加算した信号を出力するデジタルフィルタである。
【００１４】
ベースバンド信号切替器２０から出力されたＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号は、復調部５１０内のＦＩＲフィルタ５１のシフトレジスタに入力され、重み付けがされた後に加算され、復調信号として出力される。ＦＩＲフィルタ５１は、Ａ／Ｄ変換されたベースバンド信号がシフトレジスタ総数の２分の１まで入力されてから、復調信号が出力されるため、復調信号の出力はシフトレジスタ総数の２分の１のレジスタに入力されるまでの時間分だけ遅延して出力される。
【００１５】
出力された復調信号は入力レベル検出器５２において、入力レベルが検出され利得制御器１４に入力され、Ｄ／Ａ変換器１５を介して可変増幅器１０の利得を制御する。
【００１６】
また出力された復調信号は位相誤差検出器５４において位相誤差が検出され、位相補正器５３において位相が補正される。
【００１７】
さらに出力された復調信号は、キャリア周波数誤差検出器５８においてキャリア周波数誤差が検出され、キャリア周波数制御器６２及びＤ／Ａ変換器６０を介してＶＣＸＯへ制御信号を出力し、復調信号からクロック再生器５９でクロック再生を行い、サンプルタイミング制御器１７を介してＡ／Ｄ変換器１１のサンプルタイミングを制御する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上説明したように、従来の復調装置では、ベースバンド信号からシンボルタイミング検出部にてシンボルタイミングを検出した後、Ａ／Ｄ変換部に対してシンボルタイミングを送り補正動作を行い、復調部内のＦＩＲフィルタにベースバンド信号が入力されデジタルフィルタ処理されたものを復調信号として出力していた。
【００１９】
これを、図７を用いて説明すると、ベースバンド信号が復調装置に入力されてから復調信号が出力されるまでに、シンボルタイミング検出にかかる時間、シンボルタイミングがＡ／Ｄ変換部に反映される時間、補正されたベースバンド信号がＦＩＲフィルタのシフトレジスタ総数の２分の１のレジスタに入力される時間が費やされていた。
【００２０】
このため、復調信号を出力することが可能な復調可能領域は、上述したような全ての処理を終えた後の領域となり、従来の復調装置の場合、仮に無線伝搬路におけるフェージングといった受信信号の変化の影響により、前述したベースバンド信号のシンボルタイミング検出に時間がかかってしまった場合などは、ＰＲ信号区間内で制御が終了できるとは限らず、ＵＷの検出確率を下げてしまうという課題があった。
【００２１】
ＰＲのビット数も数ビット〜数十ビットと有限であり、できるだけ少ないビット数でベースバンド信号のシンボルタイミングを検出し、できるだけ早く復調信号を出力しＵＷを検出することが求められる。
【００２２】
さらに、ＦＩＲフィルタのレジスタ総数を増やすと、フィルタ特性を理想的なＲＯＦ特性に近づけることができるが、ＦＩＲフィルタでの遅延量が増大し、復調信号が出力されるまでに時間がかかることになり、従来の復調装置の構成ではＦＩＲフィルタのレジスタ総数を増やすことは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の構成は、ベースバンド信号を既存のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号から、シンボルタイミングを検出し出力する手段と、前記シンボルタイミングの検出を検知し判定信号を出力する手段を備えたシンボルタイミング検出部と、前記判定信号が出力されるまで、前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号が入力され、それを保持する記憶部と、ＦＩＲフィルタを備え、前記判定信号が出力されたとき、前記記憶部に記憶されたベースバンド信号を、前記ＦＩＲフィルタに一括で入力し、重み付け及び加算処理を含むフィルタリング処理を行い、復調信号として出力する手段と、前記シンボルタイミング検出部から出力されたシンボルタイミングと前記復調信号とに基づいて前記Ａ／Ｄ変換部のサンプルタイミングを制御する手段を備えた復調部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、前記判定信号が出力されたとき、前記記憶部に記憶されたＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号を前記ＦＩＲフィルタのレジスタ総数の少なくとも半分のレジスタに一括入力し、復調信号を出力することが望ましい。
【００２５】
さらに、本発明の他の構成は、ベースバンド信号を既存のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号から、シンボルタイミングを検出し出力する手段と、前記シンボルタイミングの検出を検知し判定信号を出力する手段を備えたシンボルタイミング検出部と、前記Ａ／Ｄ変換部から出力されたベースバンド信号が入力され、それを時系列に保持及び出力し、前記判定信号が出力されたとき、前記時系列に保持されたベースバンド信号を前記シンボルタイミングの検出に費やした時間分だけ補正して出力する記憶部と、ＦＩＲフィルタを備え、前記記憶部から出力されたベースバンド信号を、前記ＦＩＲフィルタに入力し、重み付け及び加算処理を含むフィルタリング処理を行い、復調信号として出力する手段と、前記シンボルタイミング検出部から出力されたシンボルタイミングと前記復調信号とに基づいて前記Ａ／Ｄ変換部のサンプルタイミングを制御する手段を備えた復調部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、フレームフォーマットの復調可能領域を従来の復調装置に比べて広げることにより、従来の復調装置に比べてＵＷの検出確率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。従来例と同様の又は対応する部材には同一の符号を付し、重複説明はさけることとする。
【実施例１】
【００２８】
図１には、本発明の第１の実施例に係る復調装置の構成が示されている。この図に示される復調装置は、Ａ／Ｄ変換部１００、ベースバンド信号切替器２０、シンボルタイミング検出部３００、復調部５００、キャリア周波数制御部６００から構成されており、Ａ／Ｄ変換部１００とシンボルタイミング検出部３００と復調部５００はベースバンド信号切替器２０に接続されている。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部１００の出力は、ベースバンド信号切替器２０に入力されるが、判定信号が入力されていないため、シンボルタイミング検出部３００に出力される。
【００３０】
シンボルタイミング検出部３００において、Ａ／Ｄ変換部１００からの出力は、ベースバンド信号有無判定器３０において入力レベルが検出され、ベースバンド信号有無判定器３０内に設定されている基準値以上のレベルであるかどうか判定され、基準値以下の場合は再検出する。基準値以上の入力レベルが検出されたら、入力されてきたベースバンド信号を記憶部４０に記憶保持し、ベースバンド信号レベルを入力レベル検出器３４で、シンボルタイミングをシンボルタイミング検出器３１で、キャリア周波数誤差をキャリア周波数誤差検出器３２で、それぞれの制御情報を検出したのち出力する。従ってシンボルタイミングを検出している間、Ａ／Ｄ変換部１００によって既定のサンプルタイミングでＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号が記憶部４０において記憶保持されることになる。
【００３１】
入力レベル検出器３４から出力されたベースバンド信号レベルは利得制御器１４に入力され、Ｄ／Ａ変換器１５を介して可変増幅器１０の利得を制御する。
【００３２】
シンボルタイミング検出器３１から出力されたシンボルタイミングは復調部５００内のクロック再生器５６に入力される。さらにキャリア周波数誤差検出器３２から出力されたキャリア周波数誤差は復調部５００内のキャリア周波数誤差検出器５５に入力される。
【００３３】
そしてシンボルタイミングを検知した判定器３３から出力される判定信号がベースバンド信号切替器２０に入力されると、記憶部４０に記憶保持されているＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号は、ＦＩＲフィルタ５０のシフトレジスタに入力される。このとき記憶部４０に記憶保持されたＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号はＦＩＲフィルタ５０のシフトレジスタの総数の２分の１のレジスタに一括で入力され、重み付けされ、加算処理がなされることにより、ＦＩＲフィルタ５０内でのレジスタのシフトに伴う遅延を伴うことなく復調信号として出力される。
【００３４】
さらに、記憶部４０からＦＩＲフィルタ５０に入力されるＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号は、シンボルタイミング検出中に記憶した最新のものを用いることにより、ベースバンド信号切替器２０から出力されＦＩＲフィルタ５０に入力されるＡ／Ｄ変換されたベースバンド信号と、フレームフォーマットの繋ぎ目が途切れることなく復調信号を出力することができる。
【００３５】
ここでＦＩＲフィルタ５０から出力された復調信号はＡ／Ｄ変換部１００におけるサンプルタイミングのタイミング誤差が補正されていないが、シンボルタイミング検出部３００から出力されたシンボルタイミングをクロック再生器５６に入力し、復調信号がＦＩＲフィルタ５０から出力されたときは位相補正器５３を介して、クロック再生器５６に入力され、シンボルタイミング検出器３１から入力されたシンボルタイミングを初期値としてクロック再生し、Ａ／Ｄ変換部１００内のサンプルタイミング制御器１３に制御信号として出力する。
【００３６】
同様に、ＦＩＲフィルタ５０から出力された復調信号からキャリア周波数誤差検出器５５によって、キャリア周波数の誤差を検出し、シンボルタイミング検出部３００内のキャリア周波数誤差検出器３２から出力された制御信号を初期値として、キャリア周波数制御部６００内のキャリア周波数制御器６１に制御信号を与え、Ｄ／Ａ変換器６０を介して、ＶＣＸＯへ制御信号を出力する。
【００３７】
さらに、ＦＩＲフィルタ５０から出力された復調信号から入力レベルを測定し、Ａ／Ｄ変換部１００内の利得制御器１４に入力し、利得制御器１４はシンボルタイミング検出部３００内の入力レベル検出器３４から出力された信号を初期値として、制御情報を出力し、Ｄ／Ａ変換器１５を介して可変増幅器１０の出力レベルの最適化を行う。
【００３８】
従って、本実施例によれば、シンボルタイミング検出部３００からシンボルタイミングが検出され判定信号が出力されるまで、Ａ／Ｄ変換されたベースバンド信号を記憶部４０に保持しておき、判定信号が出力されたら、ＦＩＲフィルタ５０に、記憶部４０に保持しておいたベースバンド信号を一括入力し、デジタルフィルタ処理を施し復調信号として出力しているため、図２に示すようにシンボルタイミングが検出され判定信号が出力されたと同時に復調信号を出力することが可能となる。
【００３９】
さらに、ＦＩＲの遅延量がＰＲ信号の区間内であれば、いくらでもシフトレジスタ総数を増やすことが出来るため、より理想的なＲＯＦ特性に近づけることが可能となる。
【００４０】
付け加えて、記憶部４０から最新のベースバンド信号をＦＩＲフィルタに入力し復調信号を出力しているため、ベースバンド信号切替器２０から出力されたベースバンド信号との繋ぎ目が途切れることなく復調信号を出力することが可能となる。
【００４１】
従って、従来はシンボルタイミングが得られてから、Ａ／Ｄ変換部で補正処理がなされ、ＦＩＲフィルタのレジスタ総数の２分の１のレジスタにベースバンド信号が入力されてから復調信号が出力されていたが、本発明では、シンボルタイミングが出力されたと同時に復調信号が出力されるため、従来例に比べて復調可能となる領域が広く、ＵＷの検出確率もそれだけ高めることが可能となる。
【実施例２】
【００４２】
図３には、本発明の第２の実施例に係る装置の構成が示されている。この実施例においては、Ａ／Ｄ変換部１００からの出力されたベースバンド信号を記憶部４１に入力し、入力されたベースバンド信号を時系列に記憶しつつ出力する。そしてシンボルタイミング検出部３００においてシンボルタイミングが検出され判定信号が出力されたとき、記憶部４１はシンボルタイミングの検出に掛かった時間分だけ補正して記憶部からベースバンド信号を読み出してきて出力する。
【００４３】
この記憶部４１は例えばリングバッファメモリを使用することにより容易に構成することができ、前述したノイズが入力されたとしてもリングバッファであれば、ベースバンド信号が入力されたときにノイズを上書きすることが可能である。従ってノイズを復調信号として出力することが無い。
【００４４】
またシンボルタイミング検出部３００から出力された制御情報を用いたＡ／Ｄ変換部１００及びキャリア周波数制御部６００への制御方法は第１の実施例と同様である。
【００４５】
従って、第２の実施例に係る復調装置では、図４に示すようにフレームの先頭から復調信号を出力することが可能であり、例えばＴＤＭＡ等の移動機では、受信信号をバースト的に受信するため、最初のフレームを受信し復調信号を得るまで、有る程度の遅延が許容されるため本装置構成は非常に有効である。
【００４６】
さらに、ＰＲ信号の前後にデータ信号があるようなフレームフォーマットにおいても、フレームの先頭から復調信号を出力することが可能なため、先頭フレームからデータ信号を出力することが可能である。
【００４７】
従ってある程度の遅延が許されるようなシステムの場合、実施例２に示した構成の復調装置を用いることにより、復調可能領域を実施例１よりさらに広くすることができ、ＵＷの検出確率をより高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る復調装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る復調装置でベースバンド信号を復調処理し、復調信号を出力するまでの時間を表すタイミング図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る復調装置のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る復調装置でベースバンド信号を復調処理し、復調信号を出力するまでの時間を表すタイミング図である。
【図５】位相変調を用いた無線通信のフレームフォーマットである。
【図６】従来の復調装置のブロック図である。
【図７】従来の復調装置でベースバンド信号を復調処理し、復調信号を出力するまでの時間を表すタイミング図である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  ベースバンド信号切替器、４０  記憶部、４１  記憶部、１００  Ａ／Ｄ変換部、３００  シンボルタイミング検出部、５００  復調部、６００  キャリア周波数制御部。
【図１】
2005130231.tif 000003
【図２】
2005130231.tif 000004
【図３】
2005130231.tif 000005
【図４】
2005130231.tif 000006
【図５】
2005130231.tif 000007
【図６】
2005130231.tif 000008
【図７】
2005130231.tif 000009