(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調信号を復調する周波数弁別回路を備える受信装置であって、
前記周波数弁別回路の出力信号を信号処理し、第１および第２の選択制御信号を出力とするシンボル速度検出回路と、
前記周波数弁別回路の出力信号を入力とし、該入力を前記第１の選択制御信号に従い一方の端子または他方の端子へ導く信号切り換えが行われる切換回路と、
前記一方の端子へ出力された信号を入力とし、信号レベルを増幅する低周波増幅回路と、
前記他方の端子へ出力された信号を入力とし、前記第２の選択制御信号に従い多値ＦＳＫ復調回路の切り換え制御が行われる多値ＦＳＫ復調器とを備え、
前記シンボル速度検出回路は、入力された信号に対し、シンボル多値判定および速度判定のためのシンボルの振幅および間隔の判定処理を行い、該判定処理の結果と、予め記憶させた多値ＦＳＫ変調方式のベースバンド信号波形の複数のレベル値と複数のシンボル間隔時間とを規定値とする参照テーブルと照合し、照合結果に従って前記第１および第２の選択制御信号を得るような信号処理である構成とした受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭ無線機の受信部における変調方式の切換えに供して好適な受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すように、ＦＭ（周波数変調）受信装置は、無線周波信号を受信するアンテナ１と、受信した無線周波である高周波信号レベルを増幅する高周波増幅回路２と、増幅された高周波信号を周波数変換するミキサ回路４と、ミキサ回路４の他方に入力する局部発振信号を発生する局部発振回路３と、ミキサ回路４から出力される変換周波数成分から所定の周波数を選択し、所定のレベルに増幅し、振幅をリミッタする中間周波増幅回路５と、ＦＭ変調された中間周波増幅回路５の出力信号を周波数弁別検波（復調）する周波数弁別回路６と、アナログＦＭ変調であれば端子ａに接続し、これを増幅して低周波信号（音声信号）として出力信号端子９に出力する低周波増幅回路７と、また、多値ＦＳＫのデジタル変調波のベースバンド信号であれば端子ｂに接続し、これを復調して２値符号（出力データ）として出力信号端子１０に出力する多値ＦＳＫ復調器８とのブロックによって構成される。
【０００３】
この受信装置は、低周波増幅回路７又は多値ＦＳＫ復調器８のいずれかのユニットが差し替えられて用いられるようにしたものである。
【０００４】
図６は、低周波増幅回路７および多値ＦＳＫ復調器８の両方のユニットを備え、外部からの制御信号を入力する外部制御端子（１２ａ）によってどちらかが選択されるように切換える切換回路１１を備えたデュアル回路方式である。この受信装置では、多値ＦＳＫ復調器８に対して外部からの制御信号を入力する外部制御端子（１２ｂ）によって複数の変調モードから１つの回路を選択する。そのほかは図５に示された構成と同じである。
【０００５】
このように、従来は、アナログＦＭ変調波信号または多値ＦＳＫのデジタル変調波信号のどちらが到来しても、アナログ／デジタル、多値ＦＳＫの多値種別が到来信号に適応して自動で選択されて該当する復調処理が行えるような受信装置は無かった。
【０００６】
そこで、受信信号変調方式判定回路が受信信号の位相変化の大きさに基づいて、位相変化によるデジタル変調波信号か、又は、振幅変化によるデジタル変調波信号かを判定する判定装置の提案がされている。（例えば、特許文献１  参照）
【特許文献１】特開２００３−２４９９６８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術のアナログＦＭ変調とデジタル多値ＦＳＫ変調の２種類の変調方式を切り換えて通信を行うＦＭ無線機（送信装置および受信装置）では、このような通信に用いる変調方式は、送信側の無線機（送信装置）に変調方式の選択権を持たせるのが一般的であった。
【０００８】
このため、受信側の無線機（受信装置）では受信信号がどちらの変調方式であるかを通信開始前に予め知っておく必要があり、これらの変調方式が任意のタイミングで交互に繰り返し切り換えるような通信では、通信の即時性に難があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、アナログＦＭ変調とデジタル多値ＦＳＫ変調の２種類の変調方式が用いられる通信系において、送信装置側によって変調方式が任意のタイミングで交互に繰り返し切り換えられても、即時に到来波の変調方式に適応した復調が行える受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の受信装置は、周波数変調信号を復調する周波数弁別回路を備える受信装置であって、前記周波数弁別回路の出力信号を信号処理し、第１および第２の選択制御信号を出力とするシンボル速度検出回路と、前記周波数弁別回路の出力信号を入力とし、該入力を前記第１の選択制御信号に従い一方の端子または他方の端子へ導く信号切り換えが行われる切換回路と、前記一方の端子へ出力された信号を入力とし、信号レベルを増幅する低周波増幅回路と、前記他方の端子へ出力された信号を入力とし、前記第２の選択制御信号に従い多値ＦＳＫ復調回路の切り換え制御が行われる多値ＦＳＫ復調器とを備え、前記シンボル速度検出回路は、入力された信号に対し、シンボル多値判定および速度判定のためのシンボルの振幅および間隔の判定処理を行い、該判定処理の結果と、予め記憶させた多値ＦＳＫ変調方式のベースバンド信号波形の複数のレベル値と複数のシンボル間隔時間とを規定値とする参照テーブルと照合し、照合結果に従って前記第１および第２の選択制御信号を得るような信号処理である構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アナログＦＭ変調とデジタル多値ＦＳＫ変調の２種類の変調方式を受信装置側において自動で切り替えが行われるので、音声通信（アナログＦＭ変調）か、データ伝送（デジタル多値ＦＳＫ変調）か、即ち、変調方式の切り換えに関して、無線機の操作上の諸手続き考慮せずに運用に供することができる。従って、通信の多様性および即時性が格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態について、実施例を掲げ、以下に説明する。
【００１３】
図１に本発明の一実施形態の受信装置のブロック図を示す。
ＦＭ（周波数変調）受信装置は、無線周波信号を受信するアンテナ１と、受信した無線周波である高周波信号レベルを増幅する高周波増幅回路２と、増幅された高周波信号を周波数変換するミキサ回路４と、ミキサ回路４の他方端に入力する局部発振信号を発生する局部発振回路３と、ミキサ回路４から出力される変換された複数の周波数成分から所定の周波数を選択し、所定のレベルに増幅し、振幅をリミッタする中間周波増幅回路５と、ＦＭ変調された中間周波増幅回路５の出力信号を周波数弁別検波（復調）する周波数弁別回路（ディスクリミネータ）６との構成を有し、更に、本実施形態は以下の構成を備えている。
【００１４】
周波数弁別回路６の出力は、切換回路１１およびシンボル速度検出回路１３へ導かれる。
【００１５】
切換回路１１は、一方の出力端が低周波増幅回路７の入力に接続され、他方の出力端が多値ＦＳＫ復調器８の入力に接続されている。
【００１６】
シンボル速度検出回路１３は、入力された周波数弁別回路６の出力信号の信号特性をデジタル信号処理（ＤＳＰ）により波形分析して多値ＦＳＫ信号（例；２値、４値、８値等）の多値判定およびシンボル速度判定（変調速度判定）を行う。
【００１７】
この分析結果によって、アナログ／デジタル選択制御信号と多値ＦＳＫ選択制御信号とを生成し、前者の信号を切換回路１１の制御のための第１の選択制御信号出力（ｍ）とし、後者の信号を多値ＦＳＫ復調器８の制御のための第２の選択制御信号出力（ｎ）とする。
【００１８】
第１の選択制御信号出力（ｍ）であるアナログ／デジタル選択制御信号は、切換回路１１の信号経路を制御し、アナログ選択制御信号であれば、周波数弁別回路６の出力を低周波増幅回路７へ導くように、一方デジタル選択制御信号であれば、周波数弁別回路６の出力を多値ＦＳＫ復調器８へ導くように切り換えを行う。
【００１９】
第２の選択制御信号出力（ｎ）である多値ＦＳＫ選択制御信号は、多値ＦＳＫ復調器８の中で、多値ＦＳＫ信号（例；２値、４値、８値等）の多値の種別、およびシンボル速度（変調速度）の種別を選択制御する。これによって、入力される信号の多値ＦＳＫ変調に適応する回路が選択される。
【００２０】
低周波増幅回路７は、アナログ低周波信号を所定のレベルまで増幅し、出力信号端子９から低周波信号（例えば音声信号）として出力する。
【００２１】
多値ＦＳＫ復調器８は、周波数弁別回路６のベースバンド信号出力に対して多値ＦＳＫ復調を行うデジタル信号処理（ＤＳＰ）を行い、２値符号（デジタルデータ）に復調し、これを出力信号端子１０からデジタルデータとして出力する。
【００２２】
以上が本発明の一実施形態の受信装置の構成である。
【００２３】
図２は前記周波数弁別回路６から出力される多値ＦＳＫ変調波のベースバンド信号出力波形であり、図３は前記周波数弁別回路６から出力されるアナログ低周波信号出力波形である。これらの波形の分析によって選択制御信号を得る過程について以下に説明する。
【００２４】
今、アナログＦＭ変調信号とデジタル多値ＦＳＫ変調信号の出力波形のいずれかが任意のタイミング毎に切り換えられて送信側から受信側に送られるものとする。
【００２５】
受信装置は、これらの信号をアンテナ１で受信し、高周波増幅回路２、ミキサ回路４、中間周波増幅回路５、周波数弁別回路６の処理を経て、シンボル速度検出回路１３に入力する。
【００２６】
シンボル速度検出回路１３では、図４のフローで示す処理をする。すなわち、受信信号が入力してくると（Ｓ１）、シンボルの振幅、間隔の判定処理（Ｓ２）を行う。この判定によりシンボルの振幅、間隔が検出されると、すなわち受信信号がデジタル変調方式であると、多値ＦＳＫ復調器に接続するためのデジタル選択制御信号（例えばｍ；論理レベル１）を出力する処理（Ｓ４）へ進む。一方、シンボルの振幅、間隔が検出されないと、すなわちアナログ変調方式であると、低周波増幅回路に接続するためのアナログ選択制御信号（例えばｍ；論理レベル０）を出力する処理（Ｓ３）へ進む。
【００２７】
この結果、受信信号はシンボル速度検出回路１３の出力であるデジタル／アナログ選択制御信号（ｍ）によって切換回路１１で選択されたのち、一方の出力端から図３で示されたアナログ低周波信号出力波形が低周波増幅回路７に入力され、他方の出力端から図２で示されたベースバンド信号出力波形が多値ＦＳＫ復調器８に入力される。
【００２８】
次に、受信装置に多値ＦＳＫ変調波形式を有するデジタル変調方式の信号が到来した場合のシンボル速度検出回路１３の動作を説明する。
【００２９】
前記多値ＦＳＫ変調波形式が４値ＦＳＫ変調波のベースバンド信号出力波形であるとすると、この波形は、時間軸と振幅軸との間で４種類のシンボル（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、各シンボル周期間隔（ｔｍ）が所定の送信側の２値データおよび周波数変調に対応して発生している。１シンボル分の時間長がシンボル周期間隔となる。
【００３０】
周波数弁別回路６の出力における４値ＦＳＫ変調波のベースバンド信号出力波形は、変調周波数に対するシンボルの対応は、例えば周波数ｆ１→ａ、ｆ２→ｂ，ｆ３→ｃ，ｆ４→ｄである。
【００３１】
更に、多値ＦＳＫ復調器８の出力における４値ＦＳＫ変調波の各シンボルに対するデジタルデータの対応は、各シンボルに２つの符号列が対応し、例えばシンボル波形ａ→符号列１１、ｂ→１０，ｃ→０１，ｄ→００である。
【００３２】
シンボル速度検出回路１３の信号処理により検出された各シンボルのシンボル周期間隔である時間長（ｔｍ）は、所定の値（変調速度に当たる値）であり、予め設定された種類の変調速度から多値ＦＳＫ変調であることを判別し、切換回路１１への制御信号（ｍ）となる。
【００３３】
更に、シンボル速度検出回路１３の信号処理により検出された多値のレベルも予め設定された種類の多値レベル（２値、４値、８値等）から１つを選択させることで多値ＦＳＫ復調器８への多値ＦＳＫ選択制御信号となる。
【００３４】
多値ＦＳＫの選択制御信号の内容は上記２つの内容を含んだ多値ＦＳＫ選択制御信号（ｎ）となる。
【００３５】
図示されてはいないが、送信装置側では、これら多値レベルと変調速度（単位；ｂａｕｄ）が組み合わされてデジタル変調信号が形成され、伝送されるデータの速度（単位；ｂｐｓ）が決まる。例えば、変調信号が４値、１２００ｂａｕｄであれば、データの速度は２４００ｂｐｓとなる。
【００３６】
受信装置側のシンボル速度検出回路１３では、前記組み合わせパラメータ、即ち、多値レベルの複数のレベル値と複数のシンボル間隔時間を予め規定値とする参照テーブルとして作成し、シンボル速度検出回路１３のメモリに記憶させておく。
【００３７】
実際の受信に際し、シンボル速度検出回路１３では、周波数弁別回路６から供給されたベースバンド信号出力波形を時間軸と振幅軸よる波形分析、即ち、入力された信号に対し多値判定およびシンボル速度判定の波形分析を行い、その結果と前記規定値とした参照テーブルとを照合して、多値レベルのレベル値とシンボル間隔時間がどの多値ＦＳＫ変調パターンに合致するか、しないかについての多値ＦＳＫ判定回路が待ち構えの常時動作であり、その判定動作は、図４に示した本発明の受信装置のシンボル判定フロー図によって行われる。
【００３８】
アナログ変調方式の信号が到来した場合には、図３に示すように、シンボル速度検出回路１３の入力は、時間軸に対して振幅値の変化が低周波信号（例えば音声信号）の振幅変化であるので、多値ＦＳＫ判定回路が待ち構えの常時動作の結果は、検出されたシンボル間隔（≠ｔｍ）、即ち、非シンボル周期間隔（ランダム）であり、所定のシンボル周期間隔として認識されないことが分かる。
【００３９】
なお、シンボル速度検出回路１３の信号処理の中に前記非シンボル周期間隔を認識するような分析を行い、その結果を前記判定に加えるようにしてもよい。
【００４０】
以上の構成によって、本実施形態の受信装置によれば、アナログＦＭ変調とデジタル多値ＦＳＫ変調のデュアルモード変調方式の切り換えが受信信号を基にして自動で行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、移動および固定通信に用いられる無線通信システムに適用されて、公共事業等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の受信装置のブロック図である。
【図２】本発明の多値ＦＳＫベースバンド信号の波形図である。
【図３】本発明のＦＭ変調波の波形図である。
【図４】本発明の受信装置のシンボル判定フロー図である。
【図５】従来の受信装置のブロック図である。
【図６】従来の受信装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  アンテナ
２  高周波増幅回路
３  局部発信回路
４  ミキサ回路
５  中間周波増幅回路
６  周波数弁別回路
７  低周波増幅回路
８  多値ＦＳＫ復調器
９，１０  出力信号端子
１１  切換回路
１２  外部制御端子
１３  シンボル速度検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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