JP2003508970A - Qpsk信号のタイミング同期化および位相/周波数補正 - Google Patents

Qpsk信号のタイミング同期化および位相/周波数補正

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Abstract

(57)【要約】 QPSK信号をディジタル的に復調するための方法および装置であって、ディジタル的にサンプリングされたデータバーストが、予め決定された複数のタイミング仮説とともに再サンプリングされる第1の部分を含む。タイミングオフセットが再サンプリングされたデータの分析に従って決定される。次に、ディジタル的にサンプリングされたデータバーストが、タイミング推定に従って再サンプリングされる。次に、再サンプリングされたデータバーストの変調が、コンプレックスI/Qペアを4乗することによって除去される。変調が除去されたデータは、そのデータを周波数ドメインに変えるために、チャープ−Z変換を受ける。もっとも高いスペクトルパワーが、周波数オフセット決定のために用いられる。位相オフセットが決定され、再サンプリングされたデータバーストが、位相オフセットおよび周波数オフセットに従ってディローテイトされ、ディフェイズされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的なワイヤレスコミュニケーションシステムに関する。さらに
詳しくは、四相位相変調(quadrature phase shift keying: 以下、QPSKと
記す)信号のディジタル復調に関する。
【0002】
【従来の技術】
QPSK信号の復調は、トラッキングループアプローチを採用することによっ
て、ディジタル的に行うことができる。トラッキングループは、再サンプリング
のタイミングを生成し、残留周波数、残留位相とも呼ばれる、周波数と位相のオ
フセットを、着信データ記号から取り除くこともある。そのようなシステムの場
合、着信データストリームにおけるタイミング、周波数および位相のオフセット
の追跡と補正に、フィードバックループが利用されている。
【0003】 これらのフィードバックループでは、トラッキングループのゲインを注意深く
セッティングすることが要求される。さらに、それらのループは同期捕捉期間を
必要とし、フィードバックループは、その同期捕捉期間をロックする時間以上の
時間を持つ必要がある。そのような公知のシステムは、フィードバックループに
ロックする時間を与えるために、それぞれの新しいデータの伝送を開始する時に
、比較的長いプリアンブルの使用を必要とする。そのような公知のシステムは、
一般的に、局所的なループメトリック(例えば、数データサンプルにわたって)
を用いるタイミング、周波数及び位相も推定する。ただし、それはエラー割合の
増加を招くことになる。さらに、トラッキングループ内で用いられた局所的な判
定のために、ディジタル信号処理チップにそのようなシステムを導入すると、処
理速度が、そのようなシステムの動作速度に制限される。
【0004】 したがって、それらの欠点を克服するような、QPSK信号をディジタル的に
復調するための方法および装置が求められている。
【0005】
【発明の開示】
QPSK信号をディジタル的に復調するための方法および装置は、ディジタル
的にサンプリングされたデータバーストが、複数の予め定められたタイミング仮
説で再サンプリングされる第1の部分を含むことができる。それぞれの前記仮説
の最大パワーが決定される。最大パワーを有する仮説は、再サンプリングされた
タイミングの推定を補間するために用いられる。前記の再サンプリングされたタ
イミングの推定は、次に前記データバーストの再サンプリングに用いられる。再
サンプリングされたデータバーストの変調は、次に、コンプレックスI/Qペア
(Z=I+j×Q)を4乗することによって取り除かれる。このZ4データは、
前記Zデータの4倍の周波数と位相であることを表している。変調が取り除かれ
た前記データは、次に、データを周波数ドメインに変えるために、チャープ−Z
変換を受ける。
【0006】 前記チャープ−Zデータ変換のデータセットを超えるスペクトルパワーが、次
に決定される。もっとも高いスペクトルパワーが決定され、二次的に補間される
。この補間値は、残留復調周波数の4倍である。
【0007】 データの位相は、残留周波数のマイナス4倍のデータ回転ベクトルだけZ4
ータをディローテイティング(反対の方向における4倍の周波数回転)すること
によって推定される。ディローテイティングに用いられるベクトルは、スタート
位相0と大きさ1とを有する。コンプレックスデータがディローテイトされた結
果が、前記データセットに積算される。積算結果のアークタンジェントが、所望
のスタート位相の4倍である。次に、周波数推定及び位相推定が、再サンプリン
グされたデータのディローテイトとディフェイズに用いられ、タイミング、周波
数および位相が補正されたデータとなる。
【0008】 QPSK復調における残留周波数の推定にチャープ−Z変換を用いると、いく
つかの利点がもたらされる。QPSK信号のディジタル復調に、通常、着信デー
タ記号情報から、残留周波数を取り除くための周波数推定が利用される。この推
定を行うのに、通常、高速フーリエ変換(FFT)または1シリーズのスモール
オーバーラプトFFTが利用される。
【0009】 本発明に係る一実施形態は、周波数推定に、前記のFFTや直接フーリエ変換
(DFT)アプローチに比べて次の3つの基本的な利点を持つ、チャープ−Z変
換アプローチを利用する。 1)推定を行うためのレンジを超えて、任意の周波数レンジを指定することがで
きる。前記のFFTは、サンプリング速度(Fs)、−Fs/2からFs/2に等しい周波数
レンジを必要とする。 2)任意の数の周波数推定ポイント(すなわち、任意の周波数推定の解)を指定
することができる。前記のFFTは、周波数推定ポイントの数が、入力ポイント
(N)と等しいことを要求する。したがって、FFTでは、周波数推定の解はFs
/Nに固定される。 3)チャープ−Z変換推定装置は、DFT処理(チャープ−Z変換推定と同様の
フレキシビリティを持つ)より速く動作し、その速さは、97ポイント推定に対
して5.6倍、193ポイント推定に対して9.7倍、385ポイント推定に対
して17.8倍である。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の形態に係る好適な例を示す図である。図1に示すシス
テムは、衛星リンクによる、速い速度と信頼性のあるコミュニケーションサービ
スを提供する。
【0011】 特に、図1において、コンテンツサーバ100は、ハブステーション104が
ディジタルデータを要求し、コンテンツサーバ100から受信することができる
ように、ハブステーション104が結合されているインターネット102に、順
に結合されている。ハブステーション104は、複数のリモートユニット108
A〜108Nと、衛星106を介して通信することもできる。例えば、ハブステ
ーション104は、フォワードアップリンク110により、衛星106に信号を
伝送する。衛星106は、フォワードアップリンク110から信号を受信し、そ
れらの信号をフォワードダウンリンク112に再伝送する。フォワードアップリ
ンク110とフォワードダウンリンク112を合わせて、フォワードリンクと呼
ぶ。リモートユニット108A〜108Nは、ハブステーション104から、リ
モートユニット規格(specific)とブロードキャストメッセージ受信するために、
フォワードリンクを含む1つまたはそれ以上のチャネルをモニターする。
【0012】 同様に、リモートユニット108A〜108Nは、衛星106に、リバースア
ップリンク114を介して信号を伝送する。衛星106は、リバースアップリン
ク114から信号を受信し、それらの信号をリバースダウンリンク116に再伝
送する。リバースアップリンク114とリバースダウンリンク116とを合わせ
て、リバースリンクと呼ぶ。ハブステーション104は、リモートユニット10
8A〜108Nからのメッセージを抽出するために、リバースリンクを含む1つ
またはそれ以上のチャネルをモニターする。
【0013】 好適なシステムに係る一実施形態においては、それぞれのリモートユニット1
08A〜108Nが、複数のシステムユーザに結合されている。例えば、図1に
おいては、リモートユニット108Aは、ユーザ端末118A〜118Nのグル
ープに順に結合する、ローカルエリアネットワーク109に結合されるように図
示されている。ユーザ端末118A〜118Nは、パーソナルコンピュータまた
はネットワークコンピュータ、プリンタ、ディジタルメータ読取装置などのよう
な、多くのタイプのローカルエリアネットワークノードのうちの1つであっても
よい。フォワードリンクを介して、ユーザ端末118A〜118Nの1つに関係
するメッセージが受信されると、リモートユニット108Aは、そのメッセージ
をローカルエリアネットワーク109を介して、該当するユーザ端末118に送
信する。同様に、ユーザ端末118A〜118Nは、ローカルエリアネットワー
ク109を介して、メッセージをリモートユニット108Aに伝送することがで
きる。
【0014】 好適なシステムに係る一実施形態においては、リモートユニット108A〜1
08Nは、複数のユーザにインターネットサービスを提供する。例えば、ユーザ
端末118Aが、ワールドワイドウェブWWWにアクセスするために、ブラウザ
ソフトウエアを実行するパーソナルコンピュータであると想定する。ブラウザが
、ユーザからウエブページまたは挿入された対象物(embedded object)に対する
要求を受信すると、そのユーザ端末118Aは、周知のテクニックによってリク
ウェストメッセージを発生する。ユーザ端末118Aは、ローカルエリアネット
ワーク109を介してリモートユニット108Aに、周知のテクニックによって
、リクウェストメッセージ送信する。そのリクウェストメッセージに基づいて、
リモートユニット108Aは、ワイヤレスリンク要求を生成し、リバースアップ
リンク114とリバースダウンリンク116の中の1つのチャネルを介して伝送
する。ハブステーション104は、リバースリンクを介して、ワイヤレスリンク
要求を受信する。ハブステーション104は、ワイヤレスリンク要求に基づいて
、インターネット102を介して、該当するコンテンツサーバ100にリクウェ
ストメッセージを送信する。
【0015】 それに応答して、コンテンツサーバ100は、インターネット102を介して
、リクウェストされたページまたは対象物をハブステーション104に伝送する
。ハブステーション104は、リクウェストされたページまたは対象物を受信し
、ワイヤレスリンクレスポンスを発生する。ハブステーションは、フォワードア
ップリンク110とフォワードダウンリンク112内の1つのチャネルを介して
、ワイヤレスリンクレスポンスを伝送する。
【0016】 リモートユニット108Aは、ワイヤレスリンクレスポンスを受信し、ローカ
ルエリアネットワーク109を介して、ユーザ端末118Aに、対応する応答メ
ッセージを送信する。この方法で、ユーザ端末118Aとコンテンツサーバ10
0との間の双方向リンクが確立する。
【0017】 図1に関連付けて記載した上記のようなシステムにおいては、リモートユニッ
トはバーストデータを生成する傾向がある。バーストデータは、高いピーク/ア
ベレージトラフィック比を持つという特徴がある。このことは、データのブロッ
クが、著しく長い空き時間の間に挿入される短い時間の間に伝送されることを意
味する。1つのリモートステーションに関する伝送が、ここではデータバースト
と呼ばれる。
【0018】 ハブステーション104は、リモートユニット118A〜Nにコミュニケーシ
ョンリソースを提供する。ハブステーション104内のコミュニケーションリソ
ースは、複数のよく知られたテクニックのうちの1つに従って、一連のコミュニ
ケーションリソースに量子化することができる。ハブステーション104は、本
発明の機能を実行することを可能にする、1つまたはそれ以上のプロセスを含ん
で、実行してもよい。このプロセスは、例えば、ディジタル信号プロセッサ、ア
プリケーションスペシフィックIC(ASIC)のような1つまたはそれ以上の
集積回路内、および/または、ディジタルプロセッサのようなマイクロコントロ
ーラまたは他のプロセッサによって実行される、ハブステーション104に格納
されたソフトウエアやファームウエアルーティン内で実施される。
【0019】 コミュニケーションリソースは、一連の符号分割多重アクセス(CDMA)チ
ャネルに分割することができる。CDMAシステムでは、チャネルは、一つのシ
リーズの疑似ランダム、近接する直交シーケンスによって画定される。そのシリ
ーズにおけるそれぞれのシーケンスは、ハブステーションと通信するリモートユ
ニットが使うことができる別々のコミュニケーションリソースを画定する。また
は、そのシステムは、コミュニケーションリソースを再分割するために、時間分
割多重アクセス(TDMA)タイムスロットを使用することもある。TDMAシ
ステムにおいては、リモートユニットが、伝送するタイムスロットを指定する。
伝送が指定されたタイムスロット内に伝わるように制限することによって、リモ
ートユニットは、そのコミュニケーションリソースをハブステーションと共有す
ることができる。さらに、そのシステムは、一組のTDMAと周波数分割多重ア
クセス(FDMA)を使うことができる。上記の、またはその他の多重アクセス
技術のいずれにおいても、データバーストで伝送されるデータを、1つのQPS
K記号セットに符号化することができる。
【0020】 図2は、リバースダウンリンク116上で信号を受信するためのハブステーシ
ョン104(図1)の受信部を示すブロック図である。この受信部は、さらに、
フォワードダウンリンク112(図1)を介して信号を受信するためのリモート
ユニット108Aまたは他のワイヤレスシステムで使用することができる。受信
部は、信号を受信し、その信号をアナログ処理部204に伝送するアンテナ20
2を含んでいる。アナログ処理部204は、ダウンコンバージョン、パワーコン
トロールのような信号のアナログ処理、プロセスに従ったフィルタリングおよび
この技術分野における通常の知識を有するものによってよく知られている装置の
使用を実行する。アナログ処理の後、信号はアナログ−ディジタル変換器206
に送られる。アナログ−ディジタル変換器206は、アナログ信号をサンプリン
グし、バンドパスフィルタリングを実行する。ディジタル直交チューナ(DQT
)208は、アナログ−ディジタル変換器206からディジタル的にサンプリン
グされた信号を受信する。DQT208は、所望の周波数をファインチューンし
、他のフィルタをフィルタアウトする。DQT208は、また、ほぼ2倍の符号
速度にその速度を変化させる。ディジタル化されたQPSK信号は、次に復調器
300に送られる。または、ディジタル化された信号は、復調器300に提供さ
れる前にさらに処理されることもある。ある実施の形態において、復調器300
は、格納されたプログラムを実行するディジタル信号プロセッサである。
【0021】 図3は、復調器300によって実行されるディジタル化されたQPSK信号を
復調するための方法および装置を示すブロック図である。上記のように、図3に
示されているプロセスは、例えば、ディジタル信号プロセッサのようなプロセッ
サ上で作動するソフトウエアまたはファームウエアで実現される。図3における
それぞれのブロックは、ソフトウエア、ファームウエアまたはハードウエアの1
つのセクションとして提供される。さらに、ブロック図に示されている機能を、
ソフトウエア、ファームウエアまたはハードウエアのさらに大きなセクションに
結合させることができる。
【0022】 ブロック310では、復調器300が、入力データバーストまたはディジタル
的にサンプリングされたQPSK記号のパケットを受信し、記憶部に格納する。
一実施形態では、データバーストは、QPSK伝送の2倍の記号速度でサンプリ
ングされる。すべてのデータバーストは、次に、ブロック312によって示され
ているように、4つに分離するタイミング仮説時の再サンプリングにおいて、再
サンプリングされる。一実施形態においては、再サンプリングは、多相整合フィ
ルタの4つに分けられた位相を用いる4フィルタリング機能として実行される。
4フィルタリング機能は、例えば、記号タイミングの−1/2、−1/4、0お
よび+1/4のオフセットに相当する。さらに、別のタイミング仮説を使用する
こともできる。特定のシステムに対するタイミング仮説およびそれらのオフセッ
トの最適な数は、システムシミュレーションによって決定される。
【0023】 ブロック314A〜Dに示されているように、すべてのデータバーストに関連
するI2+Q2値は、それぞれのタイミング仮説に対して蓄積される。エネルギー
値は、それぞれのタイミング仮説とデータバーストとの相関を表す。言い換える
と、実際の入力データバーストのタイミングオフセットにもっとも近い相関関係
にあるタイミング仮説が、データバーストを超えるもっとも高いエネルギー値を
持つはずである。
【0024】 ブロック316に示されているように、ブロック314A〜Dの4つのエネル
ギーが、もっとも高い相関関係を持ったタイミング仮説を決定するために検査さ
れ、もっとも高い相関関係を持つエネルギーが決定される。もっとも高い相関関
係を有するエネルギーとその隣の2つのエネルギーが、タイミング推定を生成す
るために、次に二次的に補間される。タイミング推定は、ブロック318に示さ
れている多相フィルタのグラニュラリティまたは解によっても制限される。ブロ
ック318に示されている多相フィルタは、ブロック316からのタイミング推
定を用いるデータバーストを再サンプリングする。この再サンプリングは、有効
なサンプリング速度である記号当たり1コンプレックスサンプルにおけるコンプ
レックスI/Qサンプルからなるデータセットを生成する。推定時間の決定およ
びその後のブロック312、314および316に示されている記号当たり1サ
ンプルの再サンプリングの決定は、すべての残るプロセッシングにおける計算上
の負荷を減少させることができる。その理由は、ブロックタイミング推定を用い
る記号当たり1サンプリングでサンプリングされたデータだけが、このポイント
から先の処理に進められるからである。
【0025】 ブロック320に示されている再サンプリングされたデータバーストのコンプ
レックスQPSK記号は、次に周波数オフセットと位相オフセットが取り除かれ
る。まず、ブロック324に示されているように、Z=i+j×Qという関係に
あるコンプレックスI/Qペアが4乗(Z4)され、それによってデータ変調が
取り除かれる。この操作は、すべてのコンプレックスデータを同じクワッドラン
トに置き、それによってクワッドラントのあいまい性を解消するという効果を持
っている。Z4データは、Zデータの4倍の周波数と位相である周波数と位相を
表している。
【0026】 周波数オフセット推定は、全体的にはブロック322に示されている。ブロッ
ク326に示されているように、Z4データの結果のセットは、チャープ−Z変
換を使用して周波数ドメインに変換される。チャープ−Z変換は、すべてのスペ
クトルに関する小さくて、高い分解セクションの変換を可能にする。FFTは、
周波数スペクトルの解の推定のように高度な推定を直接的には提供しない。
【0027】 本発明に係る実施の形態で使用されるチャープ−Z変換周波数推定アルゴリズ
ムは、下記のとおりに実行される。 1)推定が行われるレンジを超える周波数レンジ(freq range)が選択され、入力
ポイント(N)の番号および推定出力ポイント(K)が選択される。NおよびK
は、通常、フィルタコンボリューションステップが従来のFFTサイズで実行さ
れるように選択される。したがって、FFT SIZE=(N+K-1)が、もっとも近いパワー
2として選択される。
【0028】 上記の周波数推定の解は次式に等しい。 Phi 0=freq range/(K-1) チャープ−Zコントゥア用のユニットサークル上のスターティングポイントは
、次のようになる。 Theta 0=-(K-1)/2×Phi 0 チャープ−Zコントゥア用のユニットサークル上のエンディングポイントは、
次のようになる。 Theta 1=(K-1)/2×Phi 0 2)3つのデータのベクトルが、処理の間に使うために指定されて格納される。
コンプレックス値AおよびWは、次のように定義される。 A=exp(j*2 PI*Theta 0)=cos(2 PI*Theta 0)+j*sin(2 PI*Theta 0)、および
W=exp(j*2 PI*Phi 0)=cos(2 PI*Phi 0)+j*sin(2 PI*Phi 0) a)第1のデータベクトルvec 1(n)は、次のように定義されるN個のポイント(n
=0・…N-1)からなる。 vec 1(n)=A**(-n)*W**(n**2/2)= exp(-2 PI*n*Theta 0)*exp(j*2 PI*Phi 0*(n**2/2))= [cos(2 PI*n*Theta 0)-j*sin(2 PI*n*Theta 0)]* [cos(2 PI*Phi 0*(n**2/2))+j*sin(2 PI*Phi 0*(n**2/2))] b)第2のベクトルは、1つのフィルタFilt 2(n)であり、FFT SIZEのポイント
からなる。 第1のNポイント(n=0・…N-1)は、次のように定義される。 Flit 2(n)=W**(-(n**2/2))= exp(-j*2 PI*Phi 0*(n**2/2))= cos(2 PI*Phi 0*(n**2/2))-j*sin(2 PI*Phi 0*(n**2/2)) 最後の(K-1)ポイント(n=N・・(FFT SIZE-1))は、次のように定義される。 Flit 2(n)=W**(-((FFT SIZE-n)**2/2))= exp(-j*2 PI*Phi 0*((FFT SIZE-n)**2.2))= cos(2 PI*Phi 0*((FFT SIZE-n)**2/2))-j*sin(2 PI*Phi 0*((FFT SIZE-n)**2/2)
) このフィルタは、前のベクトルの積からデータを重畳(convolve)させる必要が
あり、それを実行するためのもっとも速い方法は、周波数ドメインにおいて実行
することである。したがって、このフィルタは、高速フーリエ変換に転換され、
FFT SIZE周波数ドメインフィルタ値として、メモリに格納される。 c)第3のデータベクトルvec 3(k)は、次のように定義されるK個のポイント(k
=0・…k-1)からなる。 vec 3(k)=W**(k**2/2)= exp(j*2 PI*Phi 0*(k**2/2))= cos(2 PI*Phi 0*(k**2/2))+j*sin(2 PI*Phi 0*Phi 0*(k**2/2)) 3)ここで、チャープ−Z変換は、コンプレックスベクトルvec 1によるN個の
コンプレックス入力ポイントの積算、これらのN個のポイントの長さをFFT SIZE
に等しくさせるK-1ゼロへの貼り付け、およびこのデータセット上でのFFTの
実行からなる。この周波数ドメインデータは、Flit 2の周波数ドメインバージョ
ンを有するポイントによってポイントが積算される。この生成した値は、次の逆
高速フーリエ変換(IFFT‘d)であり、(IFFT‘d)は、Flit 2を有す
るvec 1によって予め積算されたデータの迅速な重畳(convolution)を実行する。
このフィルタされた出力は、vec 3を有するポイントによってポイントが積算さ
れ、オリジナルデータセットのチャープ−Z変換となる。
【0029】 ブロック328に示されているように、次に、チャープ−Z変換されたデータ
のデータセットを超えるスペクトルパワーが決定される。ブロック330では、
もっとも高いスペクトルパワーが決定され、残りの周波数を決定するために、そ
のもっとも近く隣接する2つで2次的に補間される。この補間された値が、4倍
の残留復調周波数であるもっとも良好な推定値である。
【0030】 位相オフセットを推定するために、ブロック324に示されているプロセスで
変調が除去されたコンプレックスデータペアのセットが、ブロック332に示さ
れているように、マイナス4倍の残留周波数におけるデータ回転ベクトルによっ
て、ディローテイションされる。マイナス4倍の残留周波数値が、ブロック33
0に示されたプロセスによって決定された。ディローテイションに用いられるベ
クトルは、開始位相0で大きさ1を持っている。ディローテイションされたコン
プレックスデータは、次にブロック332に示されているプロセスで積算される
。ブロック334では、得られたコンプレックス積算値のアークタンジェントが
決定され、4倍の所望の位相オフセット推定が表示される。
【0031】 ブロック336に示されているように、ブロック334とブロック330に示
されている処理の間に決定される、マイナス1倍の位相推定およびはマイナス1
倍の周波数推定が、マイナス1倍の位相推定の開始位相およびマイナス1倍の周
波数推定のローテイションを伴うユニットマグニチュードのベクトルを使用する
、ブロック320からの再サンプリングされたデータバーストのディローテイシ
ョンにそれぞれ使用される。ディローテイションは、ブロック338に示されて
いるように、タイミング、周波数および位相が補正された再サンプルデータを発
生させる。
【0032】 バーストデータの復調に関するメッセージおよびクワッドラントルックアップ
の開始が、ディジタル通信分野で使用され、この技術分野における専門家によく
知られている従来の方法でメッセージパケットのプレアンブルセクションから決
定されることは、この技術分野における通常の知識を有する者によって理解され
るはずである。
【0033】 本発明は、その精神または基本的な特徴から逸脱することなく、他の特定の態
様で実施することができる。ここに記載した実施の形態は、すべての点において
、説明のためだけであり限定的なものではないと考えられるべきである。したが
って、本発明の技術的範囲は、前記の記載事項ではなく添付する請求項の記載に
よって示されている。請求項に記載された発明に等しい意味や範囲内にあるすべ
ての変更も本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】衛星をベースとするコミュニケーションシステムを示すブロック図
である。
【図2】受信装置のブロック図である。
【図3】QPSK信号の復調を行う方法と装置を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 ベーカー ドナルド ダブリュ アメリカ合衆国 92067 カリフォルニア ランチョウ サンタ フェ カミノ デ ル パジャロ 6296 (72)発明者 リー ウイリアム イー エル アメリカ合衆国 92014 カリフォルニア デル マー シャリマー コウブ 2635 Fターム(参考) 5K004 AA05 FA05 FG02 FH00 5K047 AA02 BB01 EE04 HH12 MM12 5K072 AA23 BB22 BB25 CC15 DD01 DD16 DD17 EE27 GG37

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル的にサンプリングされたデータバーストを復調するための復調装置
    であって、 ディジタル的にサンプリングされたデータバーストを、複数のタイミングオフ
    セットで再サンプリングするように構成された再サンプリングセクション、 該再サンプリングセクションによって複数のタイミングオフセットで実行され
    た再サンプリングの相関関係を評価し、タイミング推定を決定するように構成さ
    れた評価セクション、 該評価セクションによって決定された前記タイミング推定に従って、前記ディ
    ジタル的にサンプリングされたデータを再サンプリングし、再サンプリングされ
    たデータを生成するように構成された多相フィルタ、 該多相フィルタから前記再サンプリングされたデータを受信し、周波数オフセ
    ットを決定するように構成された周波数推定セクション、 前記多相フィルタから前記再サンプリングされたデータを受信し、位相オフセ
    ットを決定するように構成された位相推定セクション、および 前記多相フィルタから前記再サンプリングされたデータを受信し、前記位相推
    定セクションによって決定された前記位相オフセットおよび前記周波数推定セク
    ションによって決定された前記周波数オフセットに従って、再サンプリングされ
    たデータの位相および周波数を調整するように構成された位相/周波数補正セク
    ションを含んで構成されていることを特徴とする復調装置。
  2. 【請求項2】 前記再サンプリングセクションが、多相フィルタを備えていることを特徴とす
    る請求項1に記載の復調装置。
  3. 【請求項3】 前記周波数推定セクションが、前記多相フィルタから再サンプリングされたデ
    ータのチャープ−Z変換を実行するための手段を備えていることを特徴とする請
    求項1に記載の復調装置。
  4. 【請求項4】 前記評価セクションが、複数のタイミングオフセットで実行された再サンプリ
    ングのパワーを決定するための手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の復
    調装置。
  5. 【請求項5】 QPSKデータがディジタル的にサンプリングされたデータバーストを復調す
    るための復調装置において、 複数のタイミング仮説でディジタル的にサンプリングされたデータバーストを
    再サンプリングするように構成された第1の再サンプリングセクション、 該複数のタイミング仮説のうちもっともよい相関関係を持つタイミング仮説を
    決定し、その決定に基づいてタイミング推定を決定するように構成されたタイミ
    ング仮説相関関係セクション、 前記タイミング推定に従って、ディジタル的にサンプリングされたデータバー
    ストを再サンプリングし、それによってコンプレックスI/Qサンプルを生成す
    るように構成された第2の再サンプリングセクション、 前記コンプレックスI/Qサンプルを受信し、受信したすべてのサンプルを同
    一のクワッドラントに変え、それによってZデータを生成するように構成された
    データ変調除去セクション、 前記Zデータを周波数ドメインに変換するように構成されたチャープ−Z変換
    セクション、 前記チャープ−Z変換されたデータを用いて、周波数オフセットを推定するよ
    うに構成された周波数推定セクション、および 前記Zデータを受信し、位相オフセットを推定するように構成された位相推定
    セクションを含んで構成されていることを特徴とする復調装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の再サンプリングセクションが、多相フィルタを備えていることを特
    徴とする請求項5に記載の復調装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のサンプリングセクションおよび前記第2のサンプリングセクション
    が、同一の多相フィルタを備えていることを特徴とする請求項6に記載の復調装
    置。
  8. 【請求項8】 前記タイミング仮説相関関係セクションが、前記第1の再サンプリングセクシ
    ョンによって実行されたデータバーストのそれぞれの再サンプリングエネルギー
    を決定するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の復調装置。
  9. 【請求項9】 前記周波数推定セクションが、前記チャープ−Z変換されたデータを超えるス
    ペクトルパワーを決定するように構成されていることを特徴とする請求項5に記
    載の復調装置。
  10. 【請求項10】 ディジタル的にサンプリングされたデータバーストの復調方法であって、 複数のタイミング仮説を有する前記ディジタル的にサンプリングされたデータ
    バーストを再サンプリングすること、 それぞれの前記タイミング仮説の総エネルギーを決定すること、 前記タイミング仮説のエネルギーに基づいて、タイミング推定を決定すること
    、 前記タイミング仮説に従って、ディジタル的にサンプリングされたデータバー
    ストを再サンプリングすること、 前記再サンプリングされたデータバーストを周波数ドメインに変換することに
    よって、周波数オフセットを決定すること、前記変換されたデータのデータセッ
    トを超えるスペクトルパワーを決定すること、周波数オフセットを決定するため
    にもっとも高いスペクトルパワーを利用すること、および 位相オフセットを決定することを含むことを特徴とする復調方法。
  11. 【請求項11】 前記周波数オフセットの決定が、さらに、前記変換されたデータを同一のクワ
    ッドラントに変えることを含むことを特徴とする請求項10に記載の復調方法。
  12. 【請求項12】 前記周波数オフセットの決定が、さらに、前記同一のクワッドラントに変えら
    れたデータにチャープ−Z変換を実行することを含むことを特徴とする請求項1
    0に記載の復調方法。
  13. 【請求項13】 前記ディジタル的にサンプリングされたデータバーストが、多相フィルタを用
    いる複数のタイミング仮説とともに再サンプリングされることを特徴とする復調
    方法。
  14. 【請求項14】 前記ディジタル的にサンプリングされたデータバーストが、多相フィルタを用
    いるタイミング推定に従って再サンプリングされることを特徴とする請求項10
    に記載の復調方法。
  15. 【請求項15】 前記タイミング推定の決定が、さらに、それぞれのタイミング仮説に対するデ
    ータバーストを超えるもっとも高いエネルギー値を決定することを含むことを特
    徴とする請求項10に記載の復調方法。
  16. 【請求項16】 ディジタル的にサンプリングされたデータバーストの復調方法であって、 タイミング推定を決定するための複数のタイミング仮説とともに、前記ディジ
    タル的にサンプリングされたデータバーストを再サンプリングすること、 再サンプリングされたデータを獲得するために、前記タイミング推定に基づい
    て前記ディジタル的にサンプリングされたデータバーストを再サンプリングする
    こと、 前記タイミング推定を用いて周波数オフセットを決定すること、 位相オフセットを決定すること、および 前記決定された位相オフセットおよび前記決定された周波数オフセットに従っ
    て、再サンプリングされたデータの位相および周波数を調整することを含むこと
    を特徴とする復調方法。
  17. 【請求項17】 それぞれの前記タイミング仮説の前記総エネルギーを決定することを特徴とす
    る請求項16に記載の復調方法。
  18. 【請求項18】 前記再サンプリングされたデータを周波数ドメインに変換すること、前記変換
    されたデータのデータセットを超えるスペクトルパワーを決定すること、および
    周波数オフセットを決定するためにもっとも高いスペクトルパワーを利用するこ
    とを、さらに含むことを特徴とする請求項16に記載の復調方法。
  19. 【請求項19】 QPSKデータがディジタル的にサンプリングされたデータバーストを復調す
    るための復調装置であって、 複数のタイミング仮説で前記ディジタル的にサンプリングされたデータバース
    トを再サンプリングするための第1の再サンプリング手段、 前記複数のタイミング仮説のうち、もっともよい相関関係を持つタイミング仮
    説を決定するための相関関係手段、 前記タイミング推定に従って、ディジタル的にサンプリングされたデータバー
    ストを再サンプリングし、それによってコンプレックスI/Qサンプルを生成す
    るための第2の再サンプリング手段、 前記コンプレックスI/Qサンプルを同一のクワッドラントに変え、それによ
    ってZデータを生成するための、前記コンプレックスI/Qサンプルを受信する
    ために結合された変調除去手段、 前記Zデータを受信し、前記Zデータを周波数ドメインに変換するための手段
    、 チャープ−Z変換されたデータを用いて、周波数オフセットを推定するための
    周波数推定手段、および 前記Zデータを受信し、位相オフセットを推定するための位相推定手段を含ん
    で構成されていることを特徴とする復調装置。
  20. 【請求項20】 前記第1の再サンプリング手段が、多相フィルタを備えていることを特徴とす
    る請求項19に記載の復調装置。
  21. 【請求項21】 前記第1のサンプリング手段および前記第2のサンプリング手段が、同一の多
    相フィルタを備えていることを特徴とする請求項19に記載の復調装置。
  22. 【請求項22】 前記相関関係手段が、前記第1のサンプリング手段によって実行されたデータ
    バーストのそれぞれの再サンプリングのエネルギーを決定するための手段を含む
    ことを特徴とする請求項19に記載の復調装置。
  23. 【請求項23】 前記周波数推定手段が、チャープ−Z変換データを超えるスペクトルパワーを
    決定する手段を含むことを特徴とする復調装置。
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