(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信電波の中心周波数からオフセットした発振信号を出力する局所発振器と、受信電波を局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器の出力信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力に対し固定周波数分の周波数オフセット補正を行う制御器とを備えた復調装置。
【請求項２】
固定周波数分オフセットされた発振信号を出力する第１の局所発振器と、受信電波を第１の局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器より出力される中間周波数信号の不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２の局所発振器と、前記高調波成分が除去された出力信号を前記第２の局所発振器に基いてサンプリングし、ディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交検波する直交検波部と、前記直交検波出力の位相を検出する位相検出部と、前記位相検出部より出力される位相検出データより遅延検波を行う遅延検波部と、前記遅延検波部の出力の積分値に前記固定周波数分のオフセットを加算し、前記遅延検波部の出力から当該加算値の位相誤差を減算して周波数オフセット補正を行うＡＦＣ部と、前記ＡＦＣ部の出力信号から受信データと再生クロックを出力するＢＴＲ部とを備えた復調装置。
【請求項３】
固定周波数分オフセットされた発振信号を出力する第１の局所発振器と、受信電波を第１の局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器より出力される中間周波数信号の不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２の局所発振器と、前記高調波成分が除去された出力信号を前記第２の局所発振器に基いてサンプリングし、ディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交検波する直交検波部と、前記直交検波出力の位相を検出する位相検出部と、前記位相検出部より出力される位相検出データより遅延検波を行う遅延検波部と、前記遅延検波部の出力に前記固定周波数分のオフセットを加算する加算器と、前記加算器の出力から当該加算器の積分値の位相誤差を減算して周波数オフセット補正を行うＡＦＣ部と、前記ＡＦＣ部の出力信号から受信データと再生クロックを出力するＢＴＲ部とを備えた復調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、局所発振器の発振信号に基き、受信信号を中間周波数信号にダウンコンバートさせて受信信号の復調を行う復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信においては、受信電波の復調を行うため、局所発振器を用いて中間周波数にダウンコンバートさせて復調処理を行うことが多い。
【０００３】
従来におけるＱＰＳＫ変調（Quadrature Phase Shift Keying:４値位相変調）方式の復調装置の構成例を図５に示す。１は従来例における第１局所発振器を、２は乗算器を、３は乗算器出力の不要周波数成分を除去するバンドパスフィルタを、４はリミッタを、５はリミッタ出力の高調波成分を除去するローパスフィルタを、６は高調波成分が除去されたリミッタ出力信号をサンプリングする第２局所発振器を、７はＡＤ変換器を、８はＡＤ変換器出力を直交検波する直交検波部を、９は直交検波出力の位相を検出する位相検出部を、１０は位相検出部より出力される位相検出データより遅延検波を行う遅延検波部を、１１は減算器を、１２は積分器を、１３は１１と１２より主に構成される従来のＡＦＣ（AutomaticFrequency Control：自動周波数制御）部を、１４はＡＦＣ部より出力された信号を用いて、ビット同期させてクロック信号を抽出・再生しデータ信号を復調することによって、受信データと再生クロックを出力するＢＴＲ（Bit Timing Recovery：ビットタイミング再生）部を表す。
【０００４】
図５のように従来においては、周波数ｆｃの受信電波と周波数ｆＬＯ１の第１局所発振器１を乗算器２に入力し、周波数ｆｉｆを中心周波数とする中間周波数信号を作成する。このとき、後段での復調処理のしやすさを考慮し、中心周波数を伝送速度の２Ｎ倍に選択させる場合がある。例えば伝送速度が２．０４８Ｍｂａｕｄ（シンボル／秒）の場合、中間周波数信号は２．０４８Ｍｂａｕｄの２Ｎ倍が選択される。乗算器出力はバンドパスフィルタ３により不要周波数成分を除去される。バンドパスフィルタ３の出力はリミッタ４に入力され振幅が揃えられる。しかし、位相に情報を持たせる位相変調方式の場合、振幅情報は考慮しなくてもよく、リミッタ４を用いた場合でも位相情報については保持される。リミッタ４の出力はローパスフィルタ５に入力され、リミッタ出力の高調波成分を除去する。高調波成分を除去されたリミッタ出力信号はＡＤ変換器７に入力され、第２局所発振器６によりサンプリングされる。例えば、ディジタル処理を用いた直交検波のしやすさを考慮してサンプリング周波数は中間周波数信号の中心周波数の４倍に設定される。図５では４ｆｉｆとしている。サンプリングされた信号は直交検波部８により直交検波され、直交検波出力の位相を検出する位相検出部９により位相情報が検出される。位相検出部９より出力された位相検出データをもとに遅延検波部１０において遅延検波を行う。従来のＡＦＣ部１３は減算器１１と積分器１２より主に構成されている。遅延検波部１０より出力された信号は、従来のＡＦＣ部１３に入力され、減算器１１を用いて積分器１２から出力される位相誤差を減算することで周波数オフセット補正を行う。周波数オフセット補正された信号は更に積分器１２に入力され、位相誤差を更新し減算器１１に入力される。このように図５記載の従来のＡＦＣ部１３はフィードバック構造である。補正後の減算結果をＡＦＣ出力とし、ＢＴＲ部１４に入力し、受信データと再生クロックを出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例において伝送速度が例えば２．０４８Ｍｂａｕｄの場合、中間周波数信号の中心周波数としては伝送速度の２Ｎ倍が選択されるため、中心周波数ｆｉｆとして８．１９２ＭＨｚ、１２．２９２ＭＨｚなどの中心周波数が選択されることとなる。従って、例えば５８４０ＭＨｚの搬送波を受信電波とした場合、中間周波数信号にダウンコンバートするに際して、５８３１．８０８ＭＨｚの中心周波数をもつ第１局所発振器を採用しなくてはならない。
【０００６】
しかし、第１局所発振器の周波数が５８３１．８０８ＭＨｚなどのようになると、桁数が多くなり高精度の局所発振器が要求されるため、精度が十分満足されない場合、位相雑音が増え、受信性能が劣化する可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、十分な精度を必要としない局所発振器を用いて中間周波数信号を作成し、受信信号を復調させる復調装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による復調装置は、受信電波の中心周波数からオフセットした発振信号を出力する局所発振器と、受信電波を局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器の出力信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力に対し固定周波数分の周波数オフセット補正を行う制御器とを備えたものである。
【０００９】
第２の発明による復調装置は、固定周波数分オフセットされた発振信号を出力する第１の局所発振器と、受信電波を第１の局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器より出力される中間周波数信号の不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２の局所発振器と、前記高調波成分が除去された出力信号を前記第２の局所発振器に基いてサンプリングし、ディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交検波する直交検波部と、前記直交検波出力の位相を検出する位相検出部と、前記位相検出部より出力される位相検出データより遅延検波を行う遅延検波部と、前記遅延検波部の出力の積分値に前記固定周波数分のオフセットを加算し、前記遅延検波部の出力から当該加算値の位相誤差を減算して周波数オフセット補正を行うＡＦＣ部と、前記ＡＦＣ部の出力信号から受信データと再生クロックを出力するＢＴＲ部とを備えたものである。
【００１０】
第３の発明による復調装置は、固定周波数分オフセットされた発振信号を出力する第１の局所発振器と、受信電波を第１の局所発振器の出力に基いて中間周波数信号にダウンコンバートさせる乗算器と、前記乗算器より出力される中間周波数信号の不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２の局所発振器と、前記高調波成分が除去された出力信号を前記第２の局所発振器に基いてサンプリングし、ディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交検波する直交検波部と、前記直交検波出力の位相を検出する位相検出部と、前記位相検出部より出力される位相検出データより遅延検波を行う遅延検波部と、前記遅延検波部の出力に前記固定周波数分のオフセットを加算する加算器と、前記加算器の出力から当該加算器の積分値の位相誤差を減算して周波数オフセット補正を行うＡＦＣ部と、前記ＡＦＣ部の出力信号から受信データと再生クロックを出力するＢＴＲ部とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図において、１５は本発明における固定周波数オフセットを持った第１局所発振器を、１６は本発明におけるバンドパスフィルタを、１７は加算器を、１８は減算器１１と積分器１２と加算器１７より主に構成されている改良ＡＦＣ部を表し、それ以外の符号のものについては従来例と同一もしくは同一相当である。
【００１２】
次に動作について説明する。図１において、周波数ｆｃの受信電波と周波数ｆＬＯ１＋Δｆの第１局所発振器１５からの発振信号を、乗算器２に入力し、周波数ｆｉｆ−Δｆを中心周波数とする中間周波数信号を作成する。ここでΔｆは固定周波数オフセットを表し、ｆＬＯ１＋Δｆで第１局所発振器の中心周波数の桁数を少なくさせるようにした周波数オフセットである。以下具体例として、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）用の通信装置等のＤＳＲＣ（専用狭域通信）で利用される、受信電波の中心周波数ｆｃを５８４０ＭＨｚとした場合の例について説明する。この際、伝送速度を２．０４８Ｍｂａｕｄとし、後段での復調処理のしやすさを考慮して、中間周波数信号の中心周波数を伝送速度の４倍である８．１９２ＭＨｚとする。
【００１３】
このとき、従来例の装置では、第１局所発振器の周波数を５８３１．８０８ＭＨｚとして中間周波数信号を作成する必要がある。しかし、周波数の桁数が多いため、１９２ｋＨｚの固定周波数オフセットを持たせ、第１局所発振器の周波数を５８３２ＭＨｚとする。この例においては、１９２ｋＨｚがΔｆに相当し、５８３２ＭＨｚがｆＬＯ＋Δｆに相当する。従って乗算器出力である中間周波数信号の中心周波数ｆｉｆ−Δｆは８ＭＨｚとなる。乗算器出力は中心周波数がｆｉｆ−Δｆであるバンドパスフィルタ１６により不要周波数成分を除去される。バンドパスフィルタ１６の出力から遅延検波部１０までの処理は従来例と同様である。遅延検波部１０の出力を改良ＡＦＣ部に入力させる。改良ＡＦＣ部１８は従来のＡＦＣ部１３に固定周波数オフセットを補正させる機能を付加したものである。それは図１にもあるように積分器１２と減算器１１との間に加算器１７を加え、積分器出力に固定周波数オフセットΔｆ分を加えたもので遅延検波出力を減算することにより固定周波数オフセットを含む周波数オフセットを補正するものである。図１では加算器に固定周波数オフセット分Δｆを加えており、シンボルレートで動作することを想定している。固定周波数オフセットを含む周波数オフセットの補正後の減算結果をＡＦＣ出力とし、ＢＴＲ部１４に入力し、受信データと再生クロックを出力する。この改良ＡＦＣ部１８を用いることで、固定周波数オフセットを持った中間周波数信号でも復調を行うことが可能となる。
【００１４】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２の構成を示すブロック図である。図において、１７は加算器、１３は従来のＡＦＣ部を表し、それ以外は図１と同様である。
【００１５】
次に動作について説明する。乗算器２から遅延検波１０までの動作は実施の形態１と同様である。実施の形態２では遅延検波部１０と従来のＡＦＣ部１３との間に加算器１７を挿入させる。遅延検波出力と固定周波数オフセットΔｆを加算器１７に入れることにより固定周波数オフセットΔｆの補正を行う。なお、図２では加算器１７の処理はシンボルレートで行っていることを想定している。固定周波数オフセットを補正された信号である加算器出力を従来のＡＦＣ部１３に入力し、通常の周波数オフセット補正を行う。従来のＡＦＣ部１３より出力されたＡＦＣ出力はＢＴＲ部１４に入力され受信データと、それに同期した再生クロックを出力する。このように、従来のＡＦＣ部１３の前に加算器１７を挿入し固定周波数オフセットを補正させることにより、実施の形態１と同様の効果が得られ、また従来のＡＦＣ部をそのまま使用することが可能となる。
【００１６】
実施の形態３．
実施の形態１、及び２においては復調装置にリミッタを用いているが、他の実施の形態として、図３、または図４のようにＡＧＣ(Automatic Gain Control：自動利得制御)を用いても構わない。また実施の形態１、及び２における構成以外でも、第１局所発振器で固定周波数オフセットを持たせ、実施の形態１のように固定周波数オフセット補正機能を付加した改良ＡＦＣ部を用いる、または実施の形態２のように従来のＡＦＣ部の前段に加算器を付加させ固定周波数オフセットを補正させることで復調可能な構成ならば、別構成の復調装置でもよい。
【００１７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、従来よりも桁数の少ない周波数で発振する局所発振器を用いて中間周波数信号を復調させることが可能となる。
【００１８】
第２の発明によれば、固定周波数オフセットを持った第１局所発振器と、乗算器と、不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２局所発振器と、ＡＤ変換器と、直交検波部と、位相検出部と、遅延検波部と、固定周波数オフセット分の補正を行うＡＦＣ部と、ＢＴＲ部を備えることで、従来よりも桁数の少ない周波数で発振する局所発振器を用いて中間周波数信号を復調させることが可能となる。
【００１９】
第３の発明によれば、固定周波数オフセットを持った第１局所発振器と、乗算器と、不要周波数成分または高調波成分を除去するフィルタと、第２局所発振器と、ＡＤ変換器と、直交検波部と、位相検出部と、遅延検波部と、固定周波数オフセット分の補正を行う加算器と、ＡＦＣ部と、ＢＴＲ部を備えることで、第１の発明と同様の効果が得られ、また従来のＡＦＣ部をそのまま用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における復調装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態２における復調装置の構成を示す図である。
【図３】  実施の形態１のリミッタをＡＧＣに置き換えた他の形態の復調装置の構成を示す図である。
【図４】  実施の形態２のリミッタをＡＧＣに置き換えた他の形態の復調装置の構成を示す図である。
【図５】  従来の復調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  従来例における第１局所発振器
２  乗算器
３  従来例におけるバンドパスフィルタ
４  リミッタ
５  ローパスフィルタ
６  第２局所発振器
７  ＡＤ変換器
８  直交検波部
９  位相検出部
１０  遅延検波部
１１  減算器
１２  積分器
１３  従来のＡＦＣ部
１４  ＢＴＲ部
１５  本発明で用いる第１局所発振器
１６  本発明で用いるバンドパスフィルタ
１７  加算器
１８  本発明における改良ＡＦＣ部
１９  ＡＧＣ
【図１】
0003818112.tif 000002
【図２】
0003818112.tif 000003
【図３】
0003818112.tif 000004
【図４】
0003818112.tif 000005
【図５】
0003818112.tif 000006