JP2979559B2 - 復調装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、TDMA（Time Division Multi Access）通信
方式において、バースト信号を受信し、等化器にて伝搬
路推定と復調信号の等化を行うために、復調信号の正確
な位相情報，振幅情報を得るための復調装置および方法
に関する。

〔従来の技術〕

TDMA通信方式では、復調器により復調信号が得られ
る。この種の復調器は、直交検波器において精度よくベ
ースバンド信号が得られるように、レーリーフェージン
グやシャドーイングによってレベルが変動する受信信号
を一定の範囲のレベルに増幅するために、AGC回路を用
いている。

このように、AGC回路を用いた復調器の一例が第２図
に示されている。第２図に示されるように、復調器22に
はAGC回路21が接続されている。そして、AGC回路21に
は、第３図に示されるような変動する信号レベル23〜26
の信号が入力される。変動する信号レベル23,24,25,26
は、AGC回路21により一定のレベル27に増幅され、復調
器22に入力される。

このAGC回路を用いた復調器を、伝送速度が数十kbps
以下のような狭帯域の移動ディジタル伝送システムに適
用した場合には、伝送速度（数十kbps）に比して多重伝
搬路による遅延量が少ないので、レベル変動はレーリー
フェージングやシャドーイングによるもののみとみなす
ことができる。したがって、AGC回路によるレベル補正
を行うことによって、受信特性の劣化を防ぐことができ
る。

ところが、伝送速度が高速になり、多重伝搬路による
遅延が伝送速度に比して無視できない程に大きくなった
場合は、周波数選択性フェージングが起き、これによる
レベル変動に対してレベルを補正しても、もはや正しい
復調はなされない。そこで、バーストモードで高速のデ
ィジタル移動通信を行う場合には、マルチパスによる選
択性フェージングを克服するために、１バースト中に伝
送路推定用のトレーニング信号を含ませる。そして、こ
れによって受信側で、伝送路の特性を推定し、受信信号
を等化することにより、正しい出力を得るような方式が
とられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した、伝送路の特性を推定する方式の場合、伝送
路の推定および受信信号の等化は、１バースト内におい
て伝送路の特性が変化しないことを前提にして、行われ
る。また、選択性フェージングの影響を受けていない受
信信号を復調するには、受信信号の位相情報のみを用い
ればよいが、選択性フェージングの影響を受けた受信信
号を用いて、伝送路の推定および受信信号の等化を行う
には、受信信号の振幅情報をも用いなければならない。

以上の理由により、１バーストの間は、受信信号が検
波され、ベースバンド信号が得られるまでの回路特性
は、時間的に一定かつ線形である必要がある。このた
め、選択性フェージングのような高速のレベル変動に追
随するようなAGC回路を用いると、信号の振幅情報が失
われるので、正確な復調が不可能となる。一方、低速の
レベル変動のみに追随するようなAGC回路を用いると、
信号の振幅情報は失われないが、選択性フェージングの
影響を受けた受信信号は、数ビットにわたりレベルが下
がることもあるので、十分な長さの受信信号を見なけれ
ば、AGC回路のゲインを決定することはできない。すな
わち、受信信号のレベルをフィードバックしてゲインを
決定するようなAGC回路は、上述した方式には使用でき
ない。また非線形な回路を用いた場合、補正する手段を
備えなければならない。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、位相情報
と振幅情報とを失うことなく復調信号を得ることのでき
る復調装置および方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、バースト状の入力信号を復調して復調信号
を送り出す復調方法において、 入力信号を対数変換し、 対数変換により対数増幅され、位相情報をもつ入力信
号を直交検波して同相信号と直交信号とを生成し、 これらの同相信号と、直交信号と、対数変換され振幅
情報をもつ入力信号の信号レベルとをそれぞれディジタ
ルに変換して１バーストにわたり記憶し、 ディジタルに変換された入力信号の信号レベルの最大
値を検出し、 対数変換されて記憶されている入力信号の信号レベル
を、検出された最大値により正規化して逆対数変換し、 逆対数変換された信号レベルと、記憶されている同相
信号および直交信号とをそれぞれ乗算して同相出力と直
交出力を生成し、 これら同相出力と直交出力とを復調信号として送り出
すことを特徴としている。

また、本発明は、バースト状の入力信号を復調して復
調信号を送り出す復調装置において、 入力信号を対数変換して直交検波し、同相信号と直交
信号とを生成する第１の変換部と、 前記第１の変換部からの、対数変換された信号レベル
と同相信号と直交信号とをそれぞれディジタルに変換し
て１バーストにわたり記憶する第２の変換部と、 前記第２の変換部によりディジタルに変換された信号
レベルの最大値を検出し、この最大値で前記第２の変換
部に記憶されている信号レベルを正規化して逆対数変換
する第３の変換部と、 前記第３の変換部からの信号レベルと、前記第２の変
換部に記憶されている同相信号および直交信号とをそれ
ぞれ乗算して同相出力と直交出力とを生成し、これらの
同相出力と直交出力とを復調信号として送り出す第４の
変換部とを有することを特徴としている。

さらに、本発明は、バースト状の入力信号を復調して
復調信号を送り出す復調装置において、 入力信号を対数変換する対数増幅部と、 前記対数増幅部により対数増幅された入力信号を直交
検波して同相信号と直交信号とを生成する直交検波部
と、 前記直交検波部からの同相信号と直交信号と、前記対
数増幅部からの対数変換された入力信号の信号レベルと
をそれぞれディジタルに変換するディジタル変換部と、 前記ディジタル変換部からの、同相信号と直交信号と
信号レベルとを１バーストにわたり記憶する記憶部と、 前記ディジタル変換部でディジタルに変換された、入
力信号の信号レベルの最大値を検出する検出部と、 前記検出部からの最大値により、前記記憶部に記憶さ
れている、入力信号の信号レベルを正規化して逆対数変
換する逆対数変換部と、 前記逆対数変換部からの逆対数変換された信号レベル
と、前記記憶部に記憶されている同相信号および直交信
号とをそれぞれ乗算して同相出力と直交出力とを生成
し、これらの出力を復調信号として送り出す変換部とを
有することを特徴としている。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明に係る復調装置の一例を示すブロッ
ク図である。この復調装置は、対数増幅器１と、直交検
波器２と、アナログ／ディジタル（A/D）変換器３〜５
と、クロック発生器６と、RAM（Random Access Memor
y）７〜９と、最大値検出回路10と、変換器11〜13とを
備えている。

このような復調装置の対数増幅器１は、受信されたバ
ースト信号に係るIF信号を入力とする。そして、対数増
幅器１は、このIF信号を対数増幅して直交検波器２に送
る。同時に、対数増幅器１は、対数変換した信号レベル
をA/D変換器５に送る。

直交検波器２は、対数増幅されたIF信号を対数増幅器
１から受け取ると、このIF信号を直交検波し、同相出力
信号（Ｉチャネル信号）と直交出力信号（Ｑチャネル信
号）とを生成する。そして、直交検波器２は、Ｉチャネ
ル信号をA/D変換器３に送り、Ｑチャネル信号をA/D変換
器４に送る。

A/D変換器３は、直交変換器２からのＩチャネル信号
をA/D変換してRAM7に送る。A/D変換器４は、直交変換器
２からのＱチャネル信号をA/D変換してRAM8に送る。A/D
変換器５は、対数増幅器１からの信号レベルをA/D変換
して、RAM9と最大値検出回路10とに送る。

クロック発生器６は、クロックを発生し、このクロッ
クをA/D変換器３〜５に送る。

最大値検出回路10は、A/D変換器５でA/D変換された信
号レベルを受け取ると、この対数変換されている信号レ
ベルの最大値を求める。そして、最大値検出回路10は、
求めた最大値を変換器11に送る。

RAM7は、A/D変換されたＩチャネル信号をA/D変換器３
から受け取ると、このＩチャネル信号を１バーストにわ
たり記憶する。RAM8は、A/D変換されたＱチャネル信号
をA/D変換器４から受け取ると、このＱチャネル信号を
１バーストにわたり記憶する。RAM9は、A/D変換された
信号レベルをA/D変換器５から受け取ると、この信号レ
ベルを１バーストにわたり記憶する。

変換器11は、RAM9に記憶されている信号レベルを、最
大値検出回路10により検出された最大値で正規化する。
さらに、変換器11は、正規化した信号レベルを逆対数変
換して、変換器12,13に送る。

変換器12は、RAM7に記憶されているＩチャネル信号
と、変換器11からの信号レベルとの乗算をする。変換器
13は、RAM8に記憶されているＱチャネル信号と、変換器
11からの信号レベルとの乗算をする。

次に、この復調装置の動作について説明する。

受信されたバースト信号に係るIF信号、すなわち復調
すべき受信信号が、対数増幅器１によって対数増幅さ
れ、直交検波器２で直交検波されることによって、Ｉチ
ャネル信号とＱチャネル信号となる。一方、対数変換さ
れた信号レベルが、対数増幅器１より出力される。直交
検波器２からのＩチャネル信号がA/D変換器３に送ら
れ、Ｑチャネル信号がA/D変換器４に送られる。そし
て、対数増幅器１からの、対数変換された信号レベルが
A/D変換器５に送られる。

これら３つの信号、すなわちＩチャネル信号,Qチャネ
ル信号、対数変換された信号レベルは、A/D変換器3,4,5
にて、クロック発生器６からのクロックにより同じタイ
ミングでディジタル値に変換され、RAM7,8,9に記憶され
る。一方、最大値検出回路10にて、対数変換された信号
レベルの最大値が求められる。１バーストの処理を終え
た後にこの最大値で、変換器11が、RAM9のデータを正規
化し、逆対数変換を行い、線形な信号レベルを生成す
る。このような変換器は、例えばROM（Read Only Memor
y）で実現できる。変換器11は、この線形なレベルを変
換器12,13に送る。

変換器12,13は、各々RAM7,8のデータと変換器11のデ
ータの乗算を行うことにより、Ｉチャネル信号とＱチャ
ネル信号に振幅情報を加える。以上の処理によって、変
換器12,13より、伝搬路の特性の情報を失うことなく、
精度よくディジタル値に変換されたＩチャネル信号とＱ
チャネル信号を得ることができる。

図４は、対数変換の特性を示す説明図である。図４に
おいて、横軸は対数変換前の入力を示し、縦軸は対数変
換後の出力を示す。あるバーストで入力信号の範囲がＡ
からＡ′までであったとすると、対数増幅器の振幅を示
す出力信号の範囲はａからａ′までとなり、デジタル値
に変換される。

ここで、入力信号の信号レベルの最大値ａ′でａから
ａ′までの信号レベルを正規化すると、ｎからｎ′まで
の信号レベルに変換される。この後、ｎからｎ′までの
信号レベルを逆対数変換すると、ＮからＮ′までの入力
信号があったのと等価になる。このとき、Ｎ′は、逆対
数変換後の信号の最大値となる。

バースト状の信号を復調する際には、バースト内にお
ける振幅の比が分かればよい。従って、ＡからＡ′まで
の振幅情報の代わりにＮからＮ′までの振幅情報を使用
することができる。

逆対数変換した後の振幅情報は、ＡからＡ′までの振
幅情報よりもＮからＮ′までの振幅情報の方が解像度が
良い。例えば、A/D変換器の量子化ビット数を８ビット
とすると、Ｎ′は、Ffhexと表され、多くのビットを使
う分だけ量子化誤差を小さくすることができるので精度
がよい。同様に、ＢからＢ′までの振幅情報よりもＮか
らＮ′までの振幅情報の方が解像度が良い。つまり、逆
対数変換後の振幅情報は大きくすることが効果的であ
る。

従って、直交検波器により直交検波して得られるＩ信
号及びＱ信号に振幅情報を乗ずることにより、精度よく
デジタル値に変換されたＩ信号及びＱ信号を得ることが
できる。

このように、本実施例は、高速の移動ディジタル伝送
システムにおいて、マルチパスによる選択性フェージン
グの影響を受けた受信信号を、位相情報と振幅情報を失
うことなく、精度よく検波するのに十分なレベルまで増
幅するために対数増幅器を用い、振幅情報を有する対数
変換された信号レベルと、対数増幅器で対数増幅される
信号より直交検波器にて得られる、位相情報を有するＩ
チャネル信号とＱチャネル信号との３つの信号の各々を
ディジタル値に変換するA/D変換器と、１バースト分の
データを記憶させるRAMと、信号レベルの最大値を検出
する回路と、これらのデータから非線形増幅された信号
を線形な信号に変換するための変換器を有している。

そして、IF増幅段に対数増幅器を用い、IF信号の振幅
情報として対数変換された信号レベルを、位相情報とし
て対数増幅されたIF出力より直交検波器によって得られ
るＩチャネル信号とＱチャネル信号とを１バーストにわ
たり受信する間、A/D変換してRAMに記憶し、１バースト
を受信した後に信号レベルを最大値で正規化して逆対数
変換し、Ｉチャネル信号とＱチャネル信号との各々に乗
算する。

これにより、入力信号の高速なレベル変動に対しても
精度よく追随し、正確な直交検波出力が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、伝搬路の特性
を保存して精度よくディジタル値に変換された同相信号
と直交信号とを得ることができる。これらの信号を伝搬
路推定と復調信号の等化を行う等化器に入力すれば、信
号の持つ正確な位相情報，振幅情報によって伝搬路推定
と復調信号の等化が正しく行われるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る復調装置の一例を示すブロック
図、 第２図は、従来の復調器の一例を示すブロック図、 第３図は、第２図の復調器のレベルダイヤグラム、 第４図は、対数変換の特性を示す説明図である。 １……対数増幅器 ２……直交検波器 3,4,5……A/D変換器 ６……クロック発生器 7,8,9……RAM 10……最大値検出回路 11,12,13……変換器

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バースト状の入力信号を復調して復調信号
   を送り出す復調方法において、 入力信号を対数変換し、 対数変換により対数増幅され、位相情報をもつ入力信号
   を直交検波して同相信号と直交信号とを生成し、 これらの同相信号と、直交信号と、対数変換され振幅情
   報をもつ入力信号の信号レベルとをそれぞれディジタル
   に変換して１バーストにわたり記憶し、 ディジタルに変換された入力信号の信号レベルの最大値
   を検出し、 対数変換されて記憶されている入力信号の信号レベル
   を、検出された最大値により正規化して逆対数変換し、 逆対数変換された信号レベルと、記憶されている同相信
   号および直交信号とをそれぞれ乗算して同相出力と直交
   出力を生成し、 これら同相出力と直交出力とを復調信号として送り出す
   ことを特徴とする復調方法。
2. 【請求項２】バースト状の入力信号を復調して復調信号
   を送り出す復調装置において、 入力信号を対数変換して直交検波し、同相信号と直交信
   号とを生成する第１の変換部と、 前記第１の変換部からの、対数変換された信号レベルと
   同相信号と直交信号とをそれぞれディジタルに変換して
   １バーストにわたり記憶する第２の変換部と、 前記第２の変換部によりディジタルに変換された信号レ
   ベルの最大値を検出し、この最大値で前記第２の変換部
   に記憶されている信号レベルを正規化して逆対数変換す
   る第３の変換部と、 前記第３の変換部からの信号レベルと、前記第２の変換
   部に記憶されている同相信号および直交信号とをそれぞ
   れ乗算して同相出力と直交出力とを生成し、これらの同
   相出力と直交出力とを復調信号として送り出す第４の変
   換部とを有することを特徴とする復調装置。
3. 【請求項３】バースト状の入力信号を復調して復調信号
   を送り出す復調装置において、 入力信号を対数変換する対数増幅部と、 前記対数増幅部により対数増幅された入力信号を直交検
   波して同相信号と直交信号とを生成する直交検波部と、 前記直交検波部からの同相信号と直交信号と、前記対数
   増幅部からの対数変換された入力信号の信号レベルとを
   それぞれディジタルに変換するディジタル変換部と、 前記ディジタル変換部からの、同相信号と直交信号と信
   号レベルとを１バーストにわたり記憶する記憶部と、 前記ディジタル変換部でディジタルに変換された、入力
   信号の信号レベルの最大値を検出する検出部と、 前記検出部からの最大値により、前記記憶部に記憶され
   ている、入力信号の信号レベルを正規化して逆対数変換
   する逆対数変換部と、 前記逆対数変換部からの逆対数変換された信号レベル
   と、前記記憶部に記憶されている同相信号および直交信
   号とをそれぞれ乗算して同相出力と直交出力とを生成
   し、これらの出力を復調信号として送り出す変換部とを
   有することを特徴とする復調装置。