JP2003152816A - 受信データ復調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低処理能力のディジタル演算ＩＣを並列化し
て、高速シンボルレートの受信データの復調を行う受信
データ復調機を提供することを目的とする。 【解決手段】 受信データから雑音を除去するための受
信ナイキストフィルタ部２３及びナイキスト位相を推定
し受信信号からシンボル情報を抽出するシンボルタイミ
ング再生部２３からなり、互いに独立して動作する２以
上の並列処理部３１１〜３１ｎと、一連の受信データに
基づいてデータブロックを生成するブロック化処理部２
２と、並列化処理部３１１１〜３１ｎからの出力データ
を集結する集結処理部２５と、集結処理後のデータに基
づいて周波数偏位を求める周波数補償部２６と、集結処
理後のデータに基づいて位相偏差を求める位相補償部２
６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信データ復調機
に係り、更に詳しくは、無線通信装置に用いられ、高速
シンボルレートの連続信号を復調する復調機の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１１および図１２は、従来の復調処理
の並列化について説明するための図であり、図１１は、
時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式の受信信号の一例を示
した図であり、図１２は、ＴＤＭＡ方式における従来の
無線通信装置の構成の一部を示したブロック図である。
図中の４０は入力処理部、４１１〜４１ｎは復調機、４
２は集結処理部である。

【０００３】ＴＤＭＡ方式のように復調処理がバースト
内で閉じている場合、各バーストデータＤ１，Ｄ２，
…，Ｄｎを並列化された同じ構成の復調機４１１〜４１
ｎに振り分け、バースト内の変調信号を蓄積して一括的
にブロック復調する蓄積一括復調方式がよく用いられ
る。

【０００４】図１３は、ＳＣＰＣ（Single Channel Per
Carrier）方式における従来の無線通信装置の構成の一
部を示したブロック図である。図中の５０は入力処理
部、５１は復調機、５２は復号機である。ＳＣＰＣ連続
信号のように変調信号が連続して到来する方式では、シ
ンボル間の相関が強いため、ＴＤＭＡ方式の場合のよう
に復調処理を複数の演算ＩＣに分割して並列実行する蓄
積一括復調方式はあまり用いられず、シンボル単位での
処理が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、ＴＤＭＡ
方式の場合には蓄積一括復調方式が採用され、複数の演
算ＩＣによる並列処理化が比較的簡単に実現できるのに
対し、ＳＣＰＣ連続波の復調処理を複数の演算ＩＣによ
って並列化しようとすると、各演算ＩＣ間でシンボル単
位のデータ転送を行う必要が生じ、転送のレイタンシー
が高くなってしまう。このため、ＳＣＰＣ連続波の場
合、蓄積一括方式を採用しても並列化による効果があま
り得られず、高速シンボルレートの変調信号を復調する
のには不向きであった。このため、ＳＣＰＣ波のような
連続信号の復調は、１個の演算ＩＣの処理性能に大きく
依存し、復調可能なシンボルレートの上限も、当該演算
ＩＣの処理性能に大きく依存しているという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、ＳＣＰＣ方式の様な連続信号の復調処理を並
列化させ、より高速なシンボルレートの変調信号の復調
を行う受信データ復調機を提供することを目的とする。
また、高速シンボルレートの受信信号の復調を安価な低
速演算回路を用いて復調する受信データ復調機を提供す
ることを目的とする。特に、ＳＣＰＣ波の様な連続信号
について、より高速なシンボルレートの信号を復調でき
る受信データ復調機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による受信データ復調機は、受信データから雑音を除去
するための受信ナイキストフィルタ部及びナイキスト位
相を推定し受信信号からシンボル情報を抽出するシンボ
ルタイミング再生部からなり、互いに独立して動作する
２以上の並列処理部と、一連の受信データに基づいて並
列処理部ごとのデータブロックを生成するブロック化処
理部と、並列化処理部からの出力データを集結する集結
処理部と、集結処理後のデータに基づいて周波数偏位を
求める周波数補償部と、集結処理後のデータに基づいて
位相偏差を求める位相補償部とを備えて構成される。

【０００８】ブロック化処理部は、一連の受信データを
ブロック化して２以上のデータブロックとし、各データ
ブロックを２以上の並列化処理部へ順に出力する。各並
列化処理部は、入力されたデータブロックに対しノイズ
除去のためのフィルタリングと、シンボル情報の抽出を
行う。並列化されたこれらの処理はフォワードループ処
理であり、互いに独立して実行される。各並列化処理部
から出力されるブロックごとのデータは集結処理部で集
結されて一連の受信データとなる。周波数補償部及び位
相補償部は、集結処理後のデータに基づいて周波数、位
相の補償量を求める。

【０００９】ナイキストフィルタ部及びシンボルタイミ
ング再生部における処理は、オーバーサンプリングレー
トによる高速処理が要求されるがフォワードループ処理
であるため、ブロック化処理部により一連の受信データ
がデータブロックに分割された後に並列処理される。一
方、周波数補償部及び位相補償部は、シンボルレートに
よる低速処理だがフィードバックループ処理が要求され
るため、ブロックの集結後に処理される。

【００１０】請求項２に記載の本発明による受信データ
復調機は、上記受信ナイキストフィルタ部に、直前の有
限長の受信データとの相関が発生するＦＩＲフィルタが
用いられ、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロ
ック中の受信データであって、ＦＩＲフィルタにおいて
相関が発生するデータを含むデータブロックを生成する
ように構成される。

【００１１】受信ナイキストフィルタ部にＦＩＲフィル
タを用いた場合、当該フィルタリング処理には、ＦＩＲ
フィルタを構成するシフトレジスタ段数分のデータでの
相関が発生する。このため、ブロック化処理部は、デー
タブロックを生成する際、当該データブロックが入力さ
れる並列処理部が処理すべきシンボル数に相当する受信
データに、直前のデータブロック中の受信データを付加
し、データブロック間で重複させる。付加されるデータ
は、受信ナイキストフィルタ部のＦＩＲフィルタにおい
て相関が発生するデータであり、ＦＩＲフィルタのシフ
トレジスタの段数に基づいて定められる。

【００１２】請求項３に記載の本発明による受信データ
復調機は、上記ブロック化処理部が、直前のデータブロ
ック中の１シンボル分の受信データを含むデータブロッ
クを生成し、各並列処理部が、シンボル情報とともに、
シンボル情報抽出に用いたナイキスト位相を出力し、上
記集結処理部が、並列処理部からのナイキスト位相に基
づいて、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間
のシンボル抜け及びシンボル重複を補償するように構成
される。

【００１３】ブロック化処理部は、データブロックを生
成する際、直前のデータブロック中の最後の１シンボル
分の受信データを追加し、１シンボル分多くの情報を抽
出できるデータブロックを生成する。シンボルタイミン
グ再生部は、当該データブロックに基づいてナイキスト
位相を求め、このナイキスト位相に基づいてシンボル情
報を抽出し、シンボル情報及びナイキスト位相を出力す
る。集結処理部は、連続するデータブロック間でのナイ
キスト位相のオフセット量に基づいて、当該データブロ
ック間でのシンボル位相の推移により生ずるシンボル抜
け又はシンボル重複を判別し、これを補償する。すなわ
ち、シンボル重複時には、重複する１シンボルをシンボ
ル情報として採用せず、シンボル抜け時には、直前のデ
ータブロックと重複する受信データから抽出されたシン
ボル情報も採用する。

【００１４】請求項４に記載の本発明による受信データ
復調機は、上記集結処理部が、並列処理部から出力され
るナイキスト位相を第１及び第２の閾値と比較し、第１
のデータブロックに関するナイキスト位相が第１の閾値
以下であり、かつ、第１のデータブロックの直前のデー
タブロックである第２のデータブロックに関するナイキ
スト位相が、第２の閾値以上の場合にシンボル抜けと判
別するとともに、第１のデータブロックに関するナイキ
スト位相が第２の閾値以上であり、かつ、第２のデータ
ブロックに関するナイキスト位相が、第１の閾値以下の
場合にシンボル重複と判別するように構成される。

【００１５】請求項５に記載の本発明による受信データ
復調機は、ｎ個のデータブロックから順に１個のデータ
ブロックが入力されるｎ（２以上の整数）個の上記並列
処理部を備え、各シンボルタイミング再生部が、入力さ
れたデータブロックから求められた平均ナイキスト位相
について、ｎブロック飛びのブロック間加重平均処理を
行ってナイキスト位相を推定するように構成される。

【００１６】請求項６に記載の本発明による受信データ
復調機は、上記集結処理部が、データブロックごとの出
力に基づいて起動され所定の時間を計測する出力調整用
タイマを備え、各データブロックは、この出力調整用タ
イマのタイムアップ後に集結処理部から出力されるよう
に構成される。

【００１７】集結処理部は、データブロックごとに入力
されるシンボル情報を後段へ出力する際、直前のデータ
ブロックの出力によって始動される出力調整用タイマが
タイムアップするまで待機し、当該タイマのタイムアッ
プ時あるいはデータブロックの集結処理の完了時に後段
への出力を行う。

【００１８】請求項７に記載の本発明による受信データ
復調機は、上記ブロック化処理部が、ＳＣＰＣ方式の連
続受信信号を周波数変換して得られたベースバンド信号
をブロック化し、複数のデータブロックを生成するよう
に構成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明が
適用される無線通信装置の一構成例を示したブロック図
である。この無線通信装置は、送受信アンテナ１と、送
受信アンテナ１が接続された無線部２と、無線部２に接
続された制御部３により構成される。

【００２０】前記無線部２は、更に、RF/IF送信部１
３、RF/IF受信部１４、シンセサイザ１５および方向性
結合器１６により構成される。RF/IF送信部１３は、制
御部３からのベースバンド信号をＲＦ信号へ周波数変換
して、方向性結合器１６を介して送受信アンテナ１へ出
力する。RF/IF受信部１４は、方向性結合器１６を介し
て送受信アンテナ１から入力されるＲＦ信号をベースバ
ンド信号へ周波数変換して、制御部３へ出力する。シン
セサイザ１５は、これらのRF/IF送信部１３及びRF/IF受
信部１４において周波数変換に用いられる正弦波信号を
供給している。

【００２１】また、前記制御部３は、更に、コーデック
外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）４、中央演算処理部
（ＣＰＵ）５、表示部６、記憶装置７、符号部８、復号
部９、変調部１０、復調部１１及び無線制御部１２によ
り構成される。

【００２２】RF/IF受信部１４からのベースバンド受信
信号は、復調部１１において復調処理され、復号部９に
おいて復号処理された後、コーデック外部インターフェ
ース４を介して外部端末、例えば、音声コーデックやビ
デオコーデックに出力される。また、コーデック外部イ
ンターフェース４を介して外部端末から入力されたデー
タは、符号部８において符号化処理され、変調部１０に
おいて変調処理されて、RF/IF送信部１３へ出力され
る。

【００２３】中央演算処理部５は、ＰＲＯＭ等のメモリ
からなる記憶装置７に格納されたデータ、プログラムに
基づいて制御部３の各ブロックを制御している。無線制
御部１２は、当該無線通信装置の自セルや隣接セルの止
まり木チャネルの周波数が中央演算処理部５によって指
定され、この周波数に基づいてシンセサイザの発振周波
数を制御している。このため、復調部１１において周波
数偏位、位相偏差が検出された場合には、これらの偏位
を補償するように、中央演算処理部５及び無線制御部１
２を介して、シンセサイザの出力制御が行われる。

【００２４】図２は、図１の復調部１１の一構成例を示
したブロック図であり、本発明による復調機の要部が示
されている。この復調部１１は、Ａ／Ｄ変換部２０と、
入力処理部３０と、ｎ個の並列処理部３１１〜３１ｎ
と、集結処理部２５と、ＡＦＣ処理部２６と、ＣＲ処理
部２７により構成される（ｎは２以上の整数）。入力処
理部３０は、ＡＧＣ処理部２１と、ブロック化処理部２
２からなる演算ＩＣとして構成される。また、各並列処
理部３１１〜３１ｎは、それぞれがＦＩＲ処理部２３及
びＢＴＲ処理部２４からなるデジタル演算ＩＣとして構
成される。

【００２５】Ａ／Ｄ変換部２０は、RF/IF受信部１４か
らのアナログ受信信号をオーバーサンプルレートにより
デジタル信号に変換している。すなわち、受信信号のシ
ンボルレートを越える周波数、通常はビットレートの整
数倍（例えば４倍）の周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ
変換を行っている。ＡＧＣ（Automatic Gain Control）
処理部２１は、受信信号の電力レベルが一定になるよう
に信号レベルを調整している。

【００２６】ＦＩＲ処理部２３は、ＦＩＲ（Finite Imp
ulse Response）フィルタを用いて、受信信号に含まれ
る周波数に対してフラットな雑音、例えば伝送路雑音や
無線通信装置内の熱雑音を除去するための受信ナイキス
トフィルタである。ＢＴＲ（Bit Timing Recovery：タ
イミング再生）処理部２４は、ナイキスト位相を推定
し、受信信号に含まれる情報をナイキスト点の位置にて
シンボル単位で抽出するシンボルタイミング再生手段で
ある。

【００２７】ｎ個ある各並列処理部３１１〜３１ｎは、
それぞれが１個の集積回路、例えばＤＳＰ、ＦＰＧＡな
どのデジタル演算ＩＣとして構成され、入力された受信
信号に対するＦＩＲ処理及びＢＴＲ処理を他の並列処理
部とは独立して行う。つまり、これらの並列処理部３１
１〜３１ｎは、並列動作させることができる。

【００２８】ブロック化処理部２２は、Ａ／Ｄ変換及び
ＡＧＣ処理後の受信信号を所定のデータブロックに区分
し、生成されたデータブロックが、並列化された並列処
理部３１１〜３１ｎへ順に入力される。最初のデータブ
ロックは並列処理部３１１へ入力され、次のデータブロ
ックは並列処理部３１２へ入力される。以下同様にし
て、ｎ番目のデータブロックは並列処理部３１ｎへ入力
され、ｎ＋１番目のデータブロックは、再び並列処理部
３１１へ入力される。

【００２９】データブロックへの区分は、ＦＩＲ処理部
２３及びＢＴＲ処理部２４で処理しやすいデータ単位と
なるように行われる。つまり、並列化された各並列処理
部３１１〜３１ｎにおけるＦＩＲ処理及びＢＴＲ処理
が、それぞれの並列処理部３１１〜３１ｎに入力された
データに基づいて実行でき、他の並列処理部３１１〜３
１ｎの入力データや出力データに依存することなく実行
できるように受信データを区分する。ブロック化処理部
２２の動作については更に後述する。

【００３０】各並列処理部３１１〜３１ｎから出力され
るデータは、集結処理部２５において集結され順に出力
される。その後、ＡＦＣ（Automatic Frequency Contro
l：周波数自動制御）処理部２６及びＣＲ（Carrier Rec
overy：搬送波再生）処理部２７において、受信信号に
重畳された周波数及び位相成分のずれが除去される。Ａ
ＦＣ処理部２６は、受信信号の複数シンボルにわたる位
相差から１シンボル当たりの位相回転量を求めて周波数
偏位を補償する。また、ＣＲ処理部２７は、各シンボル
ごとの絶対位相のずれを複数シンボルにわたって平均化
して位相偏差を求めて位相偏差を補償する。

【００３１】なお、図２を用いて、ＡＧＣ処理部２１及
びブロック化処理部２２を１つの演算ＩＣとして構成さ
れる入力処理部３０とし、集結処理部２５、ＡＦＣ処理
部２６及びＣＲ処理部２７がそれぞれ１つの演算処理Ｉ
Ｃとして構成される場合の例について説明したが、ＡＧ
Ｃ処理部２１及びブロック化処理部２２をそれぞれ個別
の演算処理ＩＣとして構成してもよいし、ＡＦＣ処理部
２６及びＣＲ処理部２７を１つの演算処理ＩＣとして構
成し、更には集結処理部２５をも含めて１つの演算処理
ＩＣとして構成してもよい。

【００３２】ＢＴＲ処理部２４においてシンボル情報が
抽出されるまでの処理は、Ａ／Ｄ変換部２０でサンプリ
ングされたサンプリングデータに基づく処理であるた
め、ＢＴＲ処理部２４までの各ブロックではオーバーサ
ンプルレートでの高速処理が行われている。これに対し
て、集結処理部２５以降の各ブロックではシンボルレー
トでの低速処理が行われている。

【００３３】このため、高速処理が要求されるＦＩＲ処
理部２３とＢＴＲ処理部２４をｎ系列設け、ブロック化
処理部２２で分割された各ブロックを各系列に振り分け
て、並列処理させることにより、各ＦＩＲ処理部２３及
び各ＢＴＲ処理部２４（つまり各並列処理部３１１〜３
１ｎ）に要求される処理速度を低減することができる。
このため、従来の無線通信装置の復調部と同じ処理速度
の並列処理部３１１〜３１ｎを用いた場合、より高速な
シンボルレートの連続信号を復調することができ、同じ
シンボルレートの連続信号を復調する場合には、従来の
無線通信装置よりも安価な低速のデジタル演算処理ＩＣ
を用いることができる。

【００３４】本実施の形態による受信データ復調機は、
ＦＩＲ処理部２３及びＢＴＲ処理部２４における処理
が、オーバーサンプリングレートによる高速処理が要求
されるがフォワードループ処理であるため、連続受信デ
ータをブロック化処理部２２でブロック化し、データブ
ロックごとに並列処理する。一方、ＡＦＣ処理部２６及
びＣＲ処理部２７は、シンボルレートによる低速処理だ
がフィードバックループ処理が要求されるため、集結処
理部２５によるデータブロックが合成された後に処理さ
れる。

【００３５】実施の形態２．本実施の形態では、復調処
理の並列化にともなうシンボル抜け及びシンボル重複を
防止するための図２のブロック化処理部２２及び集結処
理部２５の動作の詳細について説明する。

【００３６】ブロック化処理部２２は、ｎ個の並列処理
部３１１〜３１ｎ、すなわち、ｎ組のＦＩＲ処理部２３
及びＢＴＲ処理部２４が、それぞれ並列動作することが
できるように、受信データをデータブロックに区分する
際、連続するデータブロック間で、境界付近の所定量の
データが重複するように各データブロックを生成する。
一方、集結処理部２５は、各データブロックから抽出さ
れたシンボル情報を合成する際、データブロック間でシ
ンボル抜け、シンボル重複が発生したかを判別し、シン
ボル抜けが生じた場合には上記重複データを用いて、シ
ンボル重複が生じた場合には重複しているシンボル情報
を除外するタイミング補償処理を行う。

【００３７】図３は、ブロック化処理部２２によって生
成されるデータブロックの一例について説明するための
概念図である。時間軸上で順に受信されたデータが上か
ら下に向かって示されており、図中のＬは、各並列処理
部３１１〜３１ｎに割り当てられたＦＩＲ処理及びＢＴ
Ｒ処理の対象となるシンボル数、ＫはＡ／Ｄ変換部２０
におけるサンプリングレート（シンボルレートに対する
倍数）である。

【００３８】各データブロックには、基本となるＬシン
ボル分のデータとともに、直前のデータブロックの最後
の所定量のデータが含まれる。図３においてブロック化
処理される今回（ｉ番目）のデータブロックに着目すれ
ば、Ｌシンボル（Ｌ×２ワード）分に加えて、直前（ｉ
−１番目）のデータブロックの最後の（Ｍ×２＋１＋
Ｋ）×２ワード分のデータが付加されている。ここで、
「×２」は、ＰＳＫ変調信号の同相成分Ｉｃｈ及び直交
成分Ｑｃｈを考慮したものである。また、「Ｍ×２＋
１」は、データブロックごとのＦＩＲ処理を考慮したも
のであり、「＋Ｋ」はＢＴＲ処理を考慮したものであ
り、これらの詳細について、図４〜図６を用いて以下に
説明する。

【００３９】図４は、図２のＦＩＲ処理部２３に用いら
れるＦＩＲフィルタの一構成例を示した図である。図中
の３２はシフトレジスタ、３３は乗算器、３４は加算器
である。シフトレジスタ３２は、ブロックに区分された
サンプリングデータがブロック化処理部２２から順に入
力される２Ｍ＋１段からなるシフトレジスタである。乗
算器３３は、シフトレジスタ３０の各段からの出力デー
タに対し予め定められたタップ係数ｈ_i（ｉ＝１〜２Ｍ
＋１）をかける演算処理部である。加算器３４は、各乗
算器３３の乗算結果の和をフィルタ出力として求める演
算処理部であり、連続して入力される２Ｍ＋１個の入力
データに基づいて出力データが求められる。

【００４０】ブロック化された受信データに対して、こ
の様なフィルタを用いてＦＩＲ処理を行う場合、注目し
ているデータブロック（ｉ番目）は、その直前のデータ
ブロック（ｉ−１番目）との間に相関が発生する。すな
わち、データブロック内のタップ段数（シフトレジスタ
の段数）２Ｍ＋１に満たない最初のデータに対するＦＩ
Ｒ処理には、直前のデータブロックの最後のデータが必
要になる。従って、ＦＩＲ処理を並列実行するために
は、ＦＩＲ処理部２３に入力されるデータブロックに、
ＦＩＲフィルタのタップ段数２Ｍ＋１分だけ、直前のデ
ータブロックの最後のデータが必要になる。このため、
ブロック化処理部２２は、受信データをブロックに区分
する際にＦＩＲフィルタのタップ段数分のデータを重複
させる必要がある。

【００４１】図５及び図６は、ＢＴＲ処理部２３を並列
化した場合に生じ得る問題点を説明するための説明図で
あり、図５にはシンボル重複の例が、図６にはシンボル
抜けの例が示されている。これらの図では、いずれも連
続する２つのデータブロックが示されており、（ａ）が
前回（ｉ−１番目）のデータブロック、（ｂ）が今回
（ｉ番目）のデータブロックである。また、それぞれ
は、横軸にサンプリング時間をとり、シンボルレートの
４倍でサンプリングを行った場合の各サンプリングデー
タが矢印で示されている。

【００４２】ＢＴＲ処理部２３は、入力された１つのデ
ータブロックについて平均的なナイキスト位相を求め、
当該平均位置を使ってシンボル情報の抽出を行ってい
る。図５、図６では、オーバーサンプル数が４倍である
ため、サンプリング番号０，１，２，３，０が１シンボ
ル期間に相当し、各シンボル期間には平均ナイキスト位
置が一つ含まれる。これらのサンプリングデータを補間
して平均ナイキスト位置において得られるデータがシン
ボル情報として求められる。

【００４３】一般的に、受信機と送信機との間にはクロ
ックタイミングのずれが生じている。受信データをブロ
ック化してＢＴＲ処理を並列化した場合、ＢＴＲ処理部
では入力されたデータブロックごとに平均ナイキスト位
置が求められるため、クロックの推移によってナイキス
ト位置が推移すれば、連続するデータブロック間におい
て、シンボル抜けやシンボル重複が発生する場合があ
る。

【００４４】図５では、クロックの推移によって、直前
（ｉ−１番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト
位置♯ａがシンボル期間の後半に位置していたが、次
（ｉ番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置
♯ｂがシンボル期間の前半に位置するように変化した例
が示されている。この場合、（ｉ−１）番目のデータブ
ロックの最後のシンボル情報と、ｉ番目のデータブロッ
クの最初のシンボル情報は、本来１つのシンボル情報を
両データブロックから重複して抽出していることにな
る。

【００４５】図６では、クロックの推移によって、直前
（ｉ−１番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト
位置♯ａがシンボル期間の前半に位置していたが、次
（ｉ番目）のデータブロックでは、平均ナイキスト位置
♯ｂがシンボル期間の後半に位置するようになった例が
示されている。この場合、（ｉ−１）番目のデータブロ
ックの最後のナイキスト位置と、ｉ番目のデータブロッ
クの最初のナイキスト位置の間には、２シンボル期間に
近い時間差が生じており、本来抽出されるべき１つのシ
ンボル情報が両データブロックのいずれからも抽出され
ないことになる。

【００４６】このようなシンボル重複、シンボル抜けの
問題を解決するため、ブロック化処理部２２は、受信デ
ータをデータブロックに区分する際、１シンボル期間に
相当するサンプリングデータ（ここではＫ個）を連続す
るデータブロックにおいて重複させる。つまり、直前の
データブロックの最後のサンプリングデータＫ個を次の
データブロックに追加する。

【００４７】集結処理部２５には、各ＢＴＲ処理部２４
からＬ＋１個のシンボル情報と、ナイキスト位相とが入
力され、連続するデータブロックのナイキスト位相に基
づいてデータブロック間でのシンボルの重複、シンボル
の抜けを判別し、この判別結果に基づいて各データブロ
ックを集結させる。すなわち、各データブロックを合成
する際、データブロック間のタイミング補間処理を行
う。

【００４８】図７は、集結処理部２５におけるタイミン
グ補間処理動作の一例を示した図である。集結処理部２
５は、前回（ｉ−１番目）のデータブロックのナイキス
ト位相が９０°以下で、今回（ｉ番目）のデータブロッ
クのナイキスト位相が２７０°以上であれば、前回デー
タブロックとの間でシンボル抜けが生じていると判断
し、今回データブロックからＬ＋１シンボル分のデータ
を採用する。つまり、Ｌシンボルに加えて、ブロック化
処理部２２において今回データブロックに追加された前
回データブロックの最後の１シンボルも採用される。

【００４９】一方、前回データブロックのナイキスト位
相が２７０°以上で、今回データブロックのナイキスト
位相が９０°以下であれば、前回データブロックとの間
でシンボル重複が生じていると判断し、今回データブロ
ックから（Ｌ−１）データを採用する。つまり、今回デ
ータブロックの最初の１データを破棄してシンボルデー
タとして採用しない。

【００５０】前回データブロック及び今回データブロッ
クのナイキスト位相の組み合わせが上記以外の場合、シ
ンボル抜け及びシンボル重複が生じていないと判断し、
今回データブロックからＬデータを採用する。

【００５１】ここでは、シンボル抜け、シンボル重複の
望ましい判断基準として、ナイキスト位相を９０°、２
７０°と比較する場合の例について説明したが、これら
の値はシンボル抜け、シンボル重複を判別するために予
め設定され、あるいは、その後に調整される所定の閾値
であればよい。

【００５２】本実施の形態によれば、ブロック化処理部
２２が、ＦＩＲ処理部２３において生ずる有限長のサン
プリングデータ間での相関を考慮して、連続するデータ
ブロック間でデータを重複させているため、各ＦＩＲ処
理部２３が独立して処理を行うことができ、並列処理を
実現することができる。

【００５３】また、集結処理部２５が、各ＢＴＲ処理部
２４で求められたナイキスト位相に基づいてデータブロ
ック間のシンボル抜け及びシンボル重複を判別し、シン
ボル抜け及びシンボル重複を補償するようにデータブロ
ックを集結させるため、シンボル抽出処理の並列化にと
もなうシンボル抜けやシンボル重複を防止することがで
きる。

【００５４】実施の形態３．本実施の形態では、ＢＴＲ
処理の並列化にともなうナイキスト位相の推定精度の低
下を防止するための図２のＢＴＲ処理部２４の動作の詳
細について説明する。

【００５５】図８は、図２の入力処理部３０から各並列
処理部３１１〜３１ｎへのデータブロックの流れを説明
するための説明図である。ブロック化処理部２２におい
て受信データをブロック化して順に生成されたデータブ
ロックＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…は、それぞれが並列処理部
３１１，３１２，３１３，…に逐次転送される。つま
り、最初のデータブロックＤ１が並列処理部３１１に入
力され、次のデータブロックＤ２が並列処理部３１２に
入力され、以下同様にして、データブロックＤｎが並列
処理部３１ｎに入力される。そして、次のデータブロッ
クＤｎ＋１は再び並列処理部３１１に入力される。各並
列処理部３１１〜３１ｎでは、それぞれに入力されるデ
ータブロックＤ１〜Ｄｎ，Ｄｎ＋１，…に基づいて平均
ナイキスト位相を推定している。

【００５６】このため、ともに並列処理部３１１におい
て推定されるデータブロックＤ１に関するナイキスト位
相をＴ１、データブロックＤｎ＋１に関するナイキスト
位相をＴｎ＋１とすると、Ｔｎ＋１は、Ｔ１と比較すれ
ば、ｎブロック飛びの推定ナイキスト位相となる。つま
り、同じ並列処理部３１１において連続して計算される
ナイキスト位相は、並列処理部ｎ個分（データブロック
ｎ個分）だけ離れたデータに関する位相であり、Ｔｎ＋
１をＴ１と比較すれば、ｎデータブロック間における位
相進みが生じている。

【００５７】一般に、低Ｃ／Ｎ（信号電力対雑音比）環
境下で使用される無線通信装置では、Ｃ／Ｎ耐性を向上
させるために、ＢＴＲ処理に用いられるナイキスト位相
についてブロック間で加重平均をとり、ナイキスト位相
の推定精度を向上させる手法が従来から用いられてい
る。本実施の形態では、データブロックｎ個分の位相の
進みを推定し、同一の並列処理部３１１〜３１ｎにおけ
る前回データブロックについて求めたナイキスト位相を
当該位相進み分だけ進めた後、求められた結果にブロッ
ク間の加重平均処理を行っている。

【００５８】並列処理部３１ｍ（ｍは１〜ｎ）において
求められた今回データブロックＤｍ＋ｎ＋１のナイキス
ト位相Ｔｍ＋ｎ＋１と、同一並列処理部３１ｍの前回デ
ータブロックＤｍ＋１（ｎブロック前）のナイキスト位
相Ｔｍ＋１に基づいて、ｎブロック間における位相推移
量△θｍを推定すると △θ_m＝Ｔ_m+n+1−Ｔ_m+1（deg） （１）

【００５９】上記位相推移量△θｍをＩＩＲフィルタを
用いてフィルタリングし、３６０（deg）でmodulo演算
を行ってAve#delta#thを求める。 Ave#△θ＝△θ_m＋λ₁×Ave#△θ （２） Ave#delta#th＝（1.0−λ₁）×Ave#△θ （３） Ave#delta#th％＝３６０ （４）

【００６０】ここで、λ₁は忘却係数、Ave#△θはｎブ
ロック間の平均位相推移、％は剰余（modulo）演算を示
している。なお、３６０（deg）で剰余をとる理由は、
３６０（deg）以上の位相推移があった場合、ナイキス
ト点は次のシンボルへ推移しているため、シンボル内で
の位相ずれ（３６０（deg）未満の位相ずれ）を補正す
ればよいからである。上記Ave#delta#thにより、ｎブロ
ック飛びの時の推定ナイキスト位相が得られる。

【００６１】また、バースト間加重処理は、以下のよう
にして行われる。 cos#delt＝cosd（Ave#delta#th） （５） sin#delt＝sind（Ave#delta#th） （６） tanq#i＝tanq#i＋λ₂×（BTRtanq#i×cos#delt＋BTRtanq#q×sin#delt） （７） tanq#q＝tanq#q＋λ₂×（BTRtanq#q×cos#delt−BTRtanq#i×sin#delt） （８）

【００６２】ここで、cosd，sindはdeg値でのcos，sin
演算、BTRtanq#i，BTRtanq#qは前回ブロックのナイキス
ト推定位相のＩ，Ｑ成分、λ₂は忘却係数、Ave#delta#t
hは式（４）で求められたｎブロック間での位相推移、t
anq#i，tanq#qは今回ブロックで推定されたナイキスト
位相を示している。式（８）で得られたtanq#i，tanq#q
の値により今回ブロックのナイキスト位相を決定する。

【００６３】実施の形態４．本実施の形態では、図２の
集結処理部２５において出力調整用タイマを設け、後段
へのデータ転送間隔をほぼ一定値に調整する方法につい
て説明する。

【００６４】図９は、図２の復調部１１における動作の
一例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２
５において出力タイミングの調整を行わない場合が示さ
れている。図中の（ａ）は復調部１１への入力データ、
（ｂ）は入力処理部３０の動作、（ｃ１）〜（ｃｎ）は
並列処理部３１１〜３１ｎの動作、（ｄ）は集結処理部
２５の動作、（ｅ）はＡＦＣ処理部２６の動作である。

【００６５】復調部１１への入力データは、ブロック化
処理部２２においてブロック化され、各並列処理部３１
１〜３１ｎへ転送されて復調処理された後、更に集結処
理部２５へ転送される。集結処理部２５は、集結処理さ
れたデータブロックをそのままＡＦＣ処理部２６へ転送
している。

【００６６】この場合、ブロック化処理部２２から並列
処理部３１１〜３１ｎへの転送遅延や、各並列処理部３
１１〜３１ｎから集結処理部２５への転送遅延は、各配
線長等の差によって相違し、また、並列処理部３１１〜
３１ｎの処理遅延も相違する。このため、各データが集
結処理部２５から出力される間隔ｔ１，ｔ２には、図示
したようなばらつきが発生する。すなわち、転送遅延、
処理遅延によって、データ出力間隔が収縮し、後段での
処理、例えばＡＦＣ処理部２６におけるの演算時間を十
分に確保することができない場合が生じ得る。

【００６７】図１０は、図２の復調部１１における動作
の他の例を示したタイミングチャートであり、集結処理
部２５においてデータ出力のタイミング調整を行う場合
が示されている。集結処理部２５にタイミング調整用タ
イマを設け、集結処理部２５からの出力タイミングを調
整すれば、ＡＦＣ処理部２６へ転送されるブロック間の
間隔ｔ１’、ｔ２’をほぼ一定にすることができる。図
１０は、集結処理部２５がこの様なタイミング調整機能
を有する場合のタイミングチャートである。

【００６８】集結処理部２５では、１個の並列処理部３
１１〜３１ｎからの入力データをＡＦＣ処理部２６へ転
送するごとにタイマを始動させる。その後、所定時間ｔ
ｓが経過してタイマーがタイムアップすれば、次の並列
処理部３１１〜３１ｎからの入力データの転送を開始す
る。ただし、タイムアップ時に次のデータ転送を行うた
めの準備が完了していない場合には、データ転送が可能
になった時点で直ちにデータ転送を開始し、再びタイマ
を始動させる。このため、タイマによって計測される所
定時間ｔｓは、復調部１１に１ブロック分のデータが入
力される時間よりも短い期間、通常は少し短い期間に設
定される。

【００６９】本実施の形態によれば、集結処理部２５に
タイマを設け、集結処理部２５からの出力タイミングを
調整することにより、ＡＦＣ処理部２６へ転送されるブ
ロックごとの間隔をほぼ一定にすることができ、ＡＦＣ
処理部２６以降の後段の処理の演算時間を十分に確保す
ることができる。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に記載の受信データ復調機は、
受信データから雑音を除去するための受信ナイキストフ
ィルタ部及びナイキスト位相を推定し受信信号からシン
ボル情報を抽出するシンボルタイミング再生部からな
り、互いに独立して動作する２以上の並列処理部と、一
連の受信データに基づいて並列処理部ごとのデータブロ
ックを生成するブロック化処理部と、並列化処理部から
の出力データを集結する集結処理部と、集結処理後のデ
ータに基づいて周波数偏位を求める周波数補償部と、集
結処理後のデータに基づいて位相偏差を求める位相補償
部とを備えて構成される。

【００７１】このような構成により、一連の受信データ
をブロック化し、オーバーサンプリングレートでの高速
処理が要求される受信ナイキストフィルタ部及びシンボ
ルタイミング再生部での処理を並列化する一方、フィー
ドバックループ処理が要求される周波数補償部及び位相
補償部はデータブロックの集結後に処理することができ
る。従って、より高速なシンボルレートの信号を復調す
ることができる受信データ復調機を提供することができ
る。また、高速シンボルレートの受信信号を安価な低速
演算回路を用いて復調する受信データ復調機を提供する
ことができる。

【００７２】請求項２に記載の受信データ復調機は、上
記受信ナイキストフィルタ部に、直前の有限長の受信デ
ータとの相関が発生するＦＩＲフィルタが用いられ、上
記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の受信
データであって、ＦＩＲフィルタにおいて相関が発生す
るデータを含むデータブロックを生成するように構成さ
れる。

【００７３】このような構成により、ブロック化処理部
が、ＦＩＲフィルタからなる受信ナイキストフィルタ部
が独立して処理可能なデータブロックを生成し、有限長
の受信データ間で相関を有する受信ナイキストフィルタ
部においても並列処理を実現することができる。

【００７４】請求項３に記載の受信データ復調機は、上
記ブロック化処理部が、直前のデータブロック中の１シ
ンボル分の受信データを含むデータブロックを生成し、
各並列処理部が、シンボル情報とともに、シンボル情報
抽出に用いたナイキスト位相を出力し、上記集結処理部
が、並列処理部からのナイキスト位相に基づいて、ナイ
キスト位相の推移によるデータブロック間のシンボル抜
け及びシンボル重複を補償するように構成される。

【００７５】この様な構成により、集結処理部におい
て、ナイキスト位相の推移によるデータブロック間のシ
ンボル抜け及びシンボル重複を判別し、シンボル抜け及
びシンボル重複を補償しつつデータブロックを集結させ
ることができる。従って、シンボル抽出処理の並列化に
ともなうシンボル抜けやシンボル重複を防止することが
できる。

【００７６】請求項４に記載の受信データ復調機は、上
記集結処理部が、並列処理部から出力されるナイキスト
位相を第１及び第２の閾値と比較し、第１のデータブロ
ックに関するナイキスト位相が第１の閾値以下であり、
かつ、第１のデータブロックの直前のデータブロックで
ある第２のデータブロックに関するナイキスト位相が、
第２の閾値以上の場合にシンボル抜けと判別するととも
に、第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第
２の閾値以上であり、かつ、第２のデータブロックに関
するナイキスト位相が、第１の閾値以下の場合にシンボ
ル重複と判別するように構成される。この様な構成によ
り、集結処理部において、ナイキスト位相の推移による
データブロック間のシンボル抜け及びシンボル重複を判
別することができる。

【００７７】請求項５に記載の受信データ復調機は、ｎ
個のデータブロックから順に１個のデータブロックが入
力されるｎ（２以上の整数）個の上記並列処理部を備
え、各シンボルタイミング再生部が、入力されたデータ
ブロックから求められた平均ナイキスト位相について、
ｎブロック飛びのブロック間加重平均処理を行ってナイ
キスト位相を推定する。この様な構成により、ｎ個のデ
ータブロックごとに１個のデータブロックが入力される
並列処理部においてナイキスト位相を精度よく推定する
ことができる。

【００７８】請求項６に記載の受信データ復調機は、上
記集結処理部が、データブロックごとの出力に基づいて
起動され所定の時間を計測する出力調整用タイマを備
え、各データブロックは、この出力調整用タイマのタイ
ムアップ後に集結処理部から出力されるように構成され
る。

【００７９】この様な構成により、データブロックごと
に転送時間、処理時間が異なる場合であっても、データ
出力の時間間隔のバラツキを抑制し、処理遅延、転送遅
延によって集結処理部から出力されるデータ間の転送間
隔が収縮し、後段の演算ＩＣにおける処理時間の収縮を
吸収することができる。特に、タイマの計測時間を適切
に設定すれば、ほぼ一定の時間間隔でデータ出力を行わ
せることができ、集結処理部以降の処理、例えばＡＦＣ
処理部における処理時間を確保することができる。

【００８０】請求項７に記載の受信データ復調機は、上
記ブロック化処理部が、ＳＣＰＣ方式の連続受信信号を
周波数変換して得られたベースバンド信号をブロック化
し、複数のデータブロックを生成するように構成され
る。この様な構成により、低速の演算回路を用いて、高
速シンボルレートのＳＣＰＣ連続信号を復調することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される無線通信装置の一構成例
を示したブロック図である（実施の形態１）。

【図２】 図１の復調部１１の一構成例を示したブロッ
ク図であり、本発明による復調機の要部を示した図であ
る。

【図３】 ブロック化処理部２２によって生成されるデ
ータブロックの一例について説明するための概念図であ
る。

【図４】 ＦＩＲ処理部２３に用いられるＦＩＲフィル
タの一構成例を示した図である（実施の形態２）。

【図５】 ＢＴＲ処理部２３を並列化した場合に生じ得
るシンボル重複について説明するための説明図である。

【図６】 ＢＴＲ処理部２３を並列化した場合に生じ得
るシンボル抜けについて説明するための説明図である。

【図７】 集結処理部２５におけるタイミング補間処理
動作の一例を示した図である。

【図８】 ブロック化処理部２２から各並列処理部３１
１〜３１ｎへのデータブロックの流れを説明するための
説明図である（実施の形態３）。

【図９】 復調部１１における処理シーケンスの一例を
示したタイミングチャートであり、集結処理部２５にお
いて出力タイミングの調整を行わない場合が示されてい
る（実施の形態４）。

【図１０】 復調部１１における処理シーケンスの他の
例を示したタイミングチャートであり、集結処理部２５
において出力タイミングの調整を行う場合が示されてい
る。

【図１１】 従来の復調処理の並列化について説明する
ための図であり、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式の受
信信号の一例が示されている。

【図１２】 従来の復調処理の並列化について説明する
ための図であり、ＴＤＭＡ方式における従来の無線通信
装置の構成の一部を示したブロック図である。

【図１３】 ＳＣＰＣ方式における従来の無線通信装置
の構成の一部を示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 送受信アンテナ、２ 無線部、３ 制御部、４ コ
ーデック外部インターフェース、５ 中央演算処理部
（ＣＰＵ）、６ 表示部、７ 記憶装置、８ 符号部、
９ 復号部、１０ 変調部、１１ 復調部、１２ 無線
制御部、１３ 送信部、１４ 受信部、１５ シンセサ
イザ、１６ 方向性結合器、２０ Ａ／Ｄ変換部、２１
ＡＧＣ処理部、２２ ブロック化処理、２２ ブロッ
ク化処理部、２３ ＦＩＲ処理部、２４ ＢＴＲ処理
部、２５ 集結処理部、２６ ＡＦＣ処理部、２７ Ｃ
Ｒ処理部、３０ 入力処理部、３１１〜３１ｎ 並列処
理部、３２ シフトレジスタ、３３ 乗算器、３４ 加
算器、Ｄ１〜Ｄｎ データブロック、Ｋ オーバーサン
プルの倍数、Ｔｍ ナイキスト位相、ｈ_i タップ係数

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信データから雑音を除去するための受
   信ナイキストフィルタ部及びナイキスト位相を推定し受
   信信号からシンボル情報を抽出するシンボルタイミング
   再生部からなり、互いに独立して動作する２以上の並列
   処理部と、一連の受信データに基づいて並列処理部ごと
   のデータブロックを生成するブロック化処理部と、並列
   化処理部からの出力データを集結する集結処理部と、集
   結処理後のデータに基づいて周波数偏位を求める周波数
   補償部と、集結処理後のデータに基づいて位相偏差を求
   める位相補償部とを備えたことを特徴とする受信データ
   復調機。
2. 【請求項２】 上記受信ナイキストフィルタ部は、直前
   の有限長の受信データとの相関が発生するＦＩＲフィル
   タが用いられ、上記ブロック化処理部は、直前のデータ
   ブロック中の受信データであって、ＦＩＲフィルタにお
   いて相関が発生するデータを含むデータブロックを生成
   することを特徴とする請求項１に記載の受信データ復調
   機。
3. 【請求項３】 上記ブロック化処理部は、直前のデータ
   ブロック中の１シンボル分の受信データを含むデータブ
   ロックを生成し、各並列処理部が、シンボル情報ととも
   に、シンボル情報抽出に用いたナイキスト位相を出力
   し、上記集結処理部が、並列処理部からのナイキスト位
   相に基づいて、ナイキスト位相の推移によるデータブロ
   ック間のシンボル抜け及びシンボル重複を補償すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の受信データ復調
   機。
4. 【請求項４】 上記集結処理部は、並列処理部から出力
   されるナイキスト位相を第１及び第２の閾値と比較し、
   第１のデータブロックに関するナイキスト位相が第１の
   閾値以下であり、かつ、第１のデータブロックの直前の
   データブロックである第２のデータブロックに関するナ
   イキスト位相が、第２の閾値以上の場合にシンボル抜け
   と判別するとともに、第１のデータブロックに関するナ
   イキスト位相が第２の閾値以上であり、かつ、第２のデ
   ータブロックに関するナイキスト位相が、第１の閾値以
   下の場合にシンボル重複と判別することを特徴とする請
   求項３に記載の受信データ復調機。
5. 【請求項５】 ｎ個のデータブロックから順に１個のデ
   ータブロックが入力されるｎ（２以上の整数）個の上記
   並列処理部を備え、各シンボルタイミング再生部が、入
   力されたデータブロックから求められた平均ナイキスト
   位相について、ｎブロック飛びのブロック間加重平均処
   理を行ってナイキスト位相を推定することを特徴とする
   請求項１に記載の受信データ復調機。
6. 【請求項６】 上記集結処理部が、データブロックごと
   の出力に基づいて起動され所定の時間を計測する出力調
   整用タイマを備え、各データブロックは、この出力調整
   用タイマのタイムアップ後に集結処理部から出力される
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信データ復調機。
7. 【請求項７】 上記ブロック化処理部は、ＳＣＰＣ方式
   の連続受信信号を周波数変換して得られたベースバンド
   信号をブロック化し、複数のデータブロックを生成する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の受
   信データ復調機。