(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＲＦ信号を周波数変換したアナログの中間周波信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、同Ａ／Ｄ変換部の変換出力を直交検波して同相成分のＩ信号と直交成分のＱ信号とを出力するディジタル直交検波部と、前記ディジタル直交検波部よりの信号から所要の低域成分を取り出すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタよりの信号についてキャリア周波数の誤差を補正するＡＦＣと、前記ＡＦＣよりの信号からパイロットシンボルの位相誤差を算出する第１の位相誤差算出部と、前記算出したパイロットシンボルの位相誤差をもとに前記ＡＦＣよりの信号について位相補正する第１の位相補正部と、同位相補正後の信号からＤＣオフセットレベルを算出するオフセットレベル算出手段と、前記ＡＦＣよりの信号と前記オフセットレベル算出手段よりのＤＣオフセットレベルとを加算し、ＤＣオフセットレベルを打ち消す加算器と、前記加算器よりのI信号、Q信号から位相誤差を算出する第２の位相誤差算出部と、前記算出した位相誤差をもとに前記加算器よりの信号について位相補正する第２の位相補正部と、前記第２の位相補正部よりの信号をもとにエリア判定に供するスレッショルドレベルを算出するスレッショルドレベル算出部と、前記算出したスレッショルドレベルをもとに前記第２の位相補正部よりの信号における各シンボルのエリア判定をするエリア判定部でデータを復号する復号手段とを備えてなることを特徴とするディジタル復調装置。
【請求項２】
前記オフセットレベル算出手段は、前記第１の位相補正部よりの信号から最大ベクトルレベルを算出する最大ベクトルレベル算出部と、前記第１の位相補正部よりの信号から最小ベクトルレベルを抽出し、同抽出した最小ベクトルレベルと前記算出した最大ベクトルレベルとからＤＣオフセットレベルの打ち消しに要するレベルを算出するオフセット打消レベル算出部で構成したことを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
【請求項３】
前記オフセットレベル算出手段に、前記第１の位相誤差算出部で算出したパイロットシンボルの位相誤差をもとに位相回転角を算出するＡＦＣ算出部を設け、同算出データを前記ＡＦＣに送出し、同ＡＦＣにおけるキャリア周波数の補正の基準にすることを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
【請求項４】
前記復調手段に、前記第２の位相補正部よりの信号からパイロットシンボルを検出するパイロットシンボル検出部を設け、同検出データを前記第１の位相誤差算出部、最大ベクトルレベル算出部、第２の位相誤差算出部及びエリア判定部それぞれに送出し、それぞれの動作タイミングの開始基準にしたことを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
【請求項５】
前記エリア判定部によるエリア判定データから最小ベクトルレベルを算出する最小ベクトルレベル算出部を設け、同算出データを前記オフセット打消レベル算出部に送出し、同オフセット打消レベル算出部における前記算出の基準にすることを特徴とする請求項１記載のディジタル復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）方式の信号を対象としたディジタル復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陸上移動通信方式の一つとして１６ＱＡＭ方式がある。この１６ＱＡＭ方式の信号を受信し復調する従来の受信装置の原理構成図を図４に示す。同図において、IFは受信したＲＦ（高周波）信号を局部発振信号により周波数変換した所定周波数の中間周波信号（例えば４５５ＫＨｚ）であり、乗算器31及び同32へ分岐入力する。このうち乗算器31には上記IF信号の周波数と略同じ周波数の発振器33よりの発振信号が入力し、乗算器32には発振器33よりの発振信号の位相を９０度移相する移相器34を介して発振信号が入力し、各乗算器31、32においてそれぞれ乗算し、直交検波が行われる。同検波により乗算器31からは同相成分としてのＩチャンネル（Ｉch）信号として、乗算器32からは直交成分としてのＱチャンネル（Ｑch）信号としてそれぞれ出力される。これら乗算器31及び乗算器32の出力はＡ／Ｄ変換部35、同36でそれぞれディジタル信号に変換され、それぞれ後段のエリア判定部37においてエリア判定される。このエリア判定によりデータが復号されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来においてはＡ／Ｄ変換部をＩチャンネル系統及びＱチャンネル系統の２個を必要としていた。しかしながら、近年の装置の小型化の要請からはＡ／Ｄ変換部を１個で構成されることが望まれる。また、前記図４の構成の場合、中間周波信号（IF）の段階でＩ、Ｑベクトルオフセット（ＤＣオフセット〜Ｉ軸及びＱ軸の正規位置に対するズレ）を打ち消しておく必要があった。このＤＣオフセットが存在するとエリア判定が不正確となり、ビットエラーレート特性を劣化させる。従来、上記オフセットの打ち消しについては手動調整で対応しており、そのため調整の手間を要するという欠点を有していた。本発明は上述の要請又は欠点に鑑みてなされたものであり、Ａ／Ｄ変換部を１個で構成し、また、ＤＣオフセットを自動的に打ち消すようにしたディジタル復調装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信したＲＦ信号を周波数変換したアナログの中間周波信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、同Ａ／Ｄ変換部の変換出力を直交検波して同相成分のＩ信号と直交成分のＱ信号とを出力するディジタル直交検波部と、前記ディジタル直交検波部よりの信号から所要の低域成分を取り出すローパスフィルタと、前記ローパスフィルタよりの信号についてキャリア周波数の誤差を補正するＡＦＣと、前記ＡＦＣよりの信号からパイロットシンボルの位相誤差を算出する第１の位相誤差算出部と、前記算出したパイロットシンボルの位相誤差をもとに前記ＡＦＣよりの信号について位相補正する第１の位相補正部と、同位相補正後の信号からＤＣオフセットレベルを算出するオフセットレベル算出手段と、前記ＡＦＣよりの信号と前記オフセットレベル算出手段よりのＤＣオフセットレベルとを加算し、ＤＣオフセットレベルを打ち消す加算器と、前記加算器よりのI信号、Q信号から位相誤差を算出する第２の位相誤差算出部と、前記算出した位相誤差をもとに前記加算器よりの信号について位相補正する第２の位相補正部と、前記第２の位相補正部よりの信号をもとにエリア判定に供するスレッショルドレベルを算出するスレッショルドレベル算出部と、前記算出したスレッショルドレベルをもとに前記第２の位相補正部よりの信号における各シンボルのエリア判定をするエリア判定部でデータを復号する復号手段とを備えてなるディジタル復調装置を提供するものである。
【０００５】
また、前記オフセットレベル算出手段は、前記第１の位相補正部よりの信号から最大ベクトルレベルを算出する最大ベクトルレベル算出部と、前記第１の位相補正部よりの信号から最小ベクトルレベルを抽出し、同抽出した最小ベクトルレベルと前記算出した最大ベクトルレベルとからＤＣオフセットレベルの打ち消しに要するレベルを算出するオフセット打消レベル算出部で構成する。
【０００６】
また、前記オフセットレベル算出手段に、前記第１の位相誤差算出部で算出したパイロットシンボルの位相誤差をもとに位相回転角を算出するＡＦＣ算出部を設け、同算出データを前記ＡＦＣに送出し、同ＡＦＣにおけるキャリア周波数の補正の基準にするようにする。
【０００７】
また、前記オフセットレベル算出手段に、前記第１の位相誤差算出部で算出したパイロットシンボルの位相誤差をもとに位相回転角を算出するＡＦＣ算出部を設け、同算出データを前記ＡＦＣに送出し、同ＡＦＣにおけるキャリア周波数の補正の基準にするようにする。
【０００８】
また、前記エリア判定部によるエリア判定データから最小ベクトルレベルを算出する最小ベクトルレベル算出部を設け、同算出データを前記オフセット打消レベル算出部に送出し、同オフセット打消レベル算出部における前記算出の基準にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。図１は本発明によるディジタル復調装置の一実施例を示す要部ブロック図、図２はＬＰＦ３の構成図、図３は図１に関する説明図であり、（Ａ）は位相誤差の説明図、（Ｂ）は１６ＱＡＭ信号点配置図、（Ｃ）は信号のフレーム例を示す図、（Ｄ）は最大ベクトルレベル説明図、（Ｅ）はＤＣオフセットの説明図、（Ｆ）はスレッショルドレベル説明図である。以下、本発明の動作について説明する。図１において、IFは前記図４と同様の所定周波数（例えば４５５ＫHz）の中間周波信号であり、図示しないが前段において受信したＲＦ信号を局部発信信号により周波数変換したものである（以下、IF信号と記す）。上記IF信号を１つのＡ／Ｄ変換部１でアナログ信号からディジタル信号に変換する。即ち、IF信号を所定周波数（Ｆck）のサンプリングクロック（CK）でサンプリングする。このサンプリングにおいて、サンプリングクロック（CK）の周波数Ｆckは下記のようにする。
Ｆck＝中間周波数（IF）×（４／ｍ） （ｍ：５以上の任意の奇数）
上式から分かるように、Ａ／Ｄ変換部１におけるサンプリングは中間周波数より低いＦckのサンプリングクロックによるアンダーサンプリングである。このアンダーサンプリングにより、後述するＤＳＰ（Digital Signal Processor）化した場合にそのＤＳＰ内部で行なうディジタル信号処理を減らすことができるため、後段における信号処理速度との整合が容易となる。
【００１０】
上記Ａ／Ｄ変換部１より出力されたディジタル信号は直交検波部２に入力し、ここで同Ａ／Ｄ出力に「１」、「−１」を乗算することによりディジタル直交検波を行う。同検波により、直交検波部２からはＩチャンネル（Ｉch）（同相成分）信号及びＱチャンネル（Ｑch）（直交成分）信号とが出力される。上記直交検波部２からのＩch信号及びＱch信号とはルートナイキスト特性のＬＰＦ（ローパスフィルタ）３に入力し、これら入力Ｉch信号及びＱch信号それぞれを符号間干渉が生じないようにしつつフィルタリング（所要の低域成分を取り出す）処理する。このＬＰＦ３は図２に示すように、Ｉch信号用のＬＰＦ（Ｉ）3a、Ｑch信号用のＬＰＦ（Ｑ）3b及びＲＯＭ3cとで構成し、適正なフィルタ機能を発揮するために各フィルタに対し特性を設定する。このため、ＲＯＭ3cにフィルタ特性を設定するデータを予め幾通りか格納しておき、所要のフィルタ特性をＬＰＦ（Ｉ）3a及びＬＰＦ（Ｑ）3bに対し設定するようにしている。このため、ＲＯＭ3cに対しては後述のゼロクロス点検出部15よりＩ軸上のゼロクロス点検出の信号（S1）が入力し、ＲＯＭ3cはこの入力信号をもとに上記特性の設定をする。このゼロクロス点検出部15から送出されるゼロクロス点検出の信号（S1）は実サンプル点と理想サンプル点との時間ずれを表す信号であり、同信号（S1）をもとにＲＯＭ3cが上記特性の設定をすることによりサンプルポイントが等価的に移動され、適正なベースバンド信号変換が行われることとなる。
【００１１】
ＬＰＦ３よりの出力信号はＡＦＣ（自動周波数制御）４に入力し、ここでキャリア（即ち、IF）の周波数ズレを補正する。なお、IFの周波数ズレの要因として例えば局部発振信号の周波数変動等があり、この周波数ズレがあるとシンボルデータが位相回転し、位相誤差となる。上記周波数補正に際し、後述のＡＦＣ算出部６において計算された位相回転角を示すデータ（S2）がＡＦＣ４に入力する。同ＡＦＣ４はこの位相回転角のデータ（S2）に対応した前記周波数補正用の制御データを所定数予めＲＯＭ化してある。従って、ＡＦＣ４は入力された上記位相回転角のデータに対する所要の周波数補正用制御データをＲＯＭより求め、その制御データでＩch信号及びＱch信号それぞれについて周波数補正する。上記ＡＦＣ４よりの出力信号は第１の位相誤差算出部５に入力する。前記ＡＦＣ４で述べたように、IFに周波数ズレがあると各シンボルデータが位相回転して位相誤差となるが、この位相誤差をパイロットシンボルについて描いたものが図３（Ａ）である。同図において、PSはパイロットシンボルであり、同PSが正規位置（黒丸）に対し反時計方向に角度θだけ回転（＋印）していることを示す。
【００１２】
また、上記パイロットシンボルPSは図３（Ｂ）に示す１６ＱＡＭ信号点配置図上の図示の位置のシンボルであり、２値符号で示せば「0000」を表す。このPSは図３（Ｃ）に例示すように、例えば１６シンボルで１フレームを形成する信号において、最初に挿入されるシンボルであり、上記位相誤差、ＱＡＭにおけるＩ軸方向の振幅及びＱ軸方向の振幅等を検出する際の基準となるものである。図３（Ｃ）に示すフレーム構成の場合、上記PS以降の１５シンボルが情報データとしてのシンボルであり、図３（Ｂ）に示す各シンボルが情報内容により適宜挿入される。なお、PSを示す「0000」のデータも情報データとして挿入される場合がある。第１の位相誤差算出部５は上述のパイロットシンボルPSを基準にし、入力されるＩch信号及びＱch信号から位相誤差を算出する。同算出の際の前記基準とするパイロットシンボルPSの検出データ（S3）は後述のパイロットシンボル検出部16より送出される。第１の位相誤差算出部５はこの送出があった時点で作動し、位相誤差を算出する。同算出したものを位相誤差データ（S4）として出力する。即ち、このデータS4は信号フレーム構成例を図３（Ｃ）とした場合、１６シンボルごとに出力されることとなる。
【００１３】
上記第１の位相誤差算出部５よりの位相誤差データ（S4）はＡＦＣ算出部６及び第１の位相補正部７の双方へ入力する。一方のＡＦＣ算出部６においては、前記第１の位相誤差算出部５で算出した位相誤差データ（S4）をもとにＡＦＣ４における周波数補正に供する位相回転角［図３（Ａ）のθ］を表すデータを算出する。同算出したものが前記位相回転角を示すデータ（S2）となり、ＡＦＣ４に送出される。また、他方の第１の位相補正部７においては、前記第１の位相誤差算出部５で算出した位相誤差データ（S4）が入力されるごとに、同じく入力されるＩch信号及びＱch信号について位相補正する。この位相補正は、前記図３（Ｃ）に示すフレームシンボル数（図では16シンボル）を分母とし、入力された位相誤差データ（S4）を分子として除算した角度を１シンボル当たりの補正量とし、これを前記情報データのシンボル数について均等に補正する。例えば位相誤差データ（S4）が１６度の位相誤差を示すデータであり、情報データのシンボル数が１６シンボルである場合、同データ（S4）が入力されるごとに１度（＝16／16）ごとの均等補正を１６シンボルについて行う。
【００１４】
上記第１の位相補正部７において位相補正されたＩch信号及びＱch信号は最大ベクトルレベル算出部８へ入力する。この最大ベクトルレベル算出部８では図３（Ｄ）に示すように、入力されたＩch信号及びＱch信号をもとにパイロットシンボルPSのＩベクトルレベル及びＱベクトルレベルとを算出する。パイロットシンボルPSは前記図３（Ｂ）から理解できるように、Ｉ軸及びＱ軸双方とも正の最大ベクトルレベルのシンボルである。従って、上記算出したＩベクトルレベル及びＱベクトルレベルそれぞれは最大ベクトルレベルを意味する。また、この最大ベクトルレベル算出のタイミングは後述のパイロットシンボル検出部16より送出されるパイロットシンボルPSの検出データ（S3）の入力時点である。上記最大ベクトルレベル算出部８で算出したＩベクトルレベル及びＱベクトルレベルそれぞれと、前記第１の位相補正部７において位相補正されたＩch信号及びＱch信号とはオフセット打消レベル算出部９へ入力する。また、後述の最小ベクトルレベル算出部19からは最小ベクトルレベル［図３（Ｂ）のシンボル「1010」のベクトルレベル］を表すデータ（S5）も同オフセット打消レベル算出部９へ入力する。同オフセット打消レベル算出部９は、上記最小ベクトルレベルのデータ（S5）が入力されたタイミングに合わせ、入力Ｉch信号及びＱch信号から最小ベクトルレベルとなるシンボル「1010」のＩベクトルレベル及びＱベクトルレベルそれぞれを抽出し、同抽出した最小のＩ、Ｑベクトルレベルデータと、前記最大ベクトルレベル算出部８で算出した最大のＩベクトルレベル及びＱベクトルレベルそれぞれとをもとに図３（Ｅ）に示すＩ、ＱベクトルのＤＣオフセット（Ｉ軸及びＱ軸のズレ）のレベルを算出後、同ＤＣオフセットを打ち消すに要するレベルを算出する。
【００１５】
上記オフセット打消レベル算出部９で算出されたデータはＩch信号用加算器10及びＱch信号用加算器11とへ送られ、ここでＡＦＣ４より入力するＩch信号及びＱch信号それぞれと加算処理される。この加算により入力Ｉch信号及びＱch信号それぞれのＤＣオフセットレベルが打ち消される。これら加算器10、同11からのＩch信号及びＱch信号それぞれは第２の位相誤差算出部12及び第２の位相補正部13とへ入力する。これら第２の位相誤差算出部12及び第２の位相補正部13は前述の第１の位相誤差算出部５及び第１の位相補正部７と同機能のものであり、第２の位相誤差算出部12は入力Ｉch信号及びＱch信号それぞれから位相誤差を算出し、同算出した位相誤差について第２の位相補正部13で位相補正する。ここで、第１の位相誤差算出部５及び第１の位相補正部７と、第２の位相誤差算出部12及び第２の位相補正部13との動作上の相違点を挙げれば、前者は大まかな補正をする系統であり、後者は同補正後の更なる補正をする系統である。第２の位相補正部13で位相補正されたＩch信号及びＱch信号それぞれは図１に示すように各種の処理ブロックへ分岐入力する。この中、タイミングずれ検出部14はＩch信号をもとにベースバンド信号（＝シンボルデータ）のタイミングずれ、即ち、ベースバンド信号の周期のズレを検出する。
【００１６】
また、ゼロクロス点検出部15は上記タイミングずれ検出部14で検出したタイミングずれのデータと、位相補正されたＩch信号及びＱch信号それぞれとをもとに、Ｉ軸上でゼロとなる点（ゼロクロス点）を検出することにより実サンプル点と理想サンプル点との時間ずれを検出する。同検出信号を前記（S1）として出力する。また、パイロットシンボル検出部16はフレーム中でレベル最大を示すシンボル［図３（Ｂ）参照］を検出する。同検出したものがパイロットシンボルPSとなる。また、スレッショルドレベル算出部17は図３（Ｆ）に示すスレッショルドレベルを算出する。この算出はＤＣオフセット処理後のパイロットシンボルＩ、Ｑベクトルを用い３２値平均演算を行なうことで求める。このように求めたスレッショルドレベルデータ（S6）をエリア判定部18へ送出する。エリア判定部18は上記スレッショルドレベル算出部17より送出されたスレッショルドレベルデータ（S6）をもとに他のスレッショルドレベル［図３（Ｆ）のイ、ロ、ハ）を設定し、これらを用いて各シンボルについてエリア判定する。このエリア判定によりデータが復号されることとなる。
【００１７】
また、最小ベクトルレベル算出部19は上記エリア判定部18よりのエリア判定データをもとに１６シンボル中で最小のＩ、Ｑベクトルレベル［図３（Ｂ）のシンボル「1010」のベクトルレベル］を算出し、同最小ベクトルレベルを表す信号（S5）として出力する。以上、各ブロックの作用を中心に動作説明したが、これら全体を要約し、本発明の特徴的構成点を挙げれば以下のようになる。即ち、Ａ／Ｄ変換を１つで処理し、また、第１の位相誤差算出部５以降オフセット打消レベル算出部９においてＤＣオフセットのレベルを検出し、同検出データを用いて加算器10、11でこれを打ち消し、同打ち消し後の信号について第２の位相誤差算出部12以降エリア判定部18において更に位相補正し、エリア判定してデータを復号するようにしている。これにより、Ａ／Ｄ変換部が節減され、また、ＤＣオフセットが自動的に打ち消されることとなる。また、図１の直交検波部２以降についてはディジタル処理であるので、これらの部分をＤＳＰ（Digital Signal Processor）化することが可能となり、ソフトウエア変更のみで様々な通信方式に対応可能となる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、Ａ／Ｄ変換部を１個で構成でき、装置を簡素化するとともに、オフセットを自動的に打ち消すことができるので従来の手動調整が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディジタル復調装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図２】図１におけるＬＰＦ３の構成を示す要部ブロック図である。
【図３】図１に関する説明図である。
【図４】従来の受信装置の原理構成の一例を示す要部ブロック図である。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換部
２ 直交検波部
３ ＬＰＦ
3a ＬＰＦ（Ｉ）
3b ＬＰＦ（Ｑ）
3c ＲＯＭ
４ ＡＦＣ
５、12 位相誤差算出部
６ ＡＦＣ算出部
７、13 位相補正部
８ 最大ベクトルレベル算出部
９ オフセット打消レベル算出部
10、11 加算器
14 タイミング検出部
15 ゼロクロス点検出部
16 パイロットシンボル検出部
17 スレッショルドレベル算出部
18 エリア判定部
19 最小ベクトルレベル算出部
【図１】
0004438204.tif 000002
【図２】
0004438204.tif 000003
【図３】
0004438204.tif 000004
【図４】
0004438204.tif 000005