JP2004248219A - 変調型式識別回路および復調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変調型式識別のための特徴量を事前に取得する必要がなく、想定される伝送路が未知であっても高い識別精度が得られる変調型式識別回路を得る。
【解決手段】受信ベースバンド信号の各観測点毎の振幅を平均値で補正した補正後の振幅を算出する振幅補正部１１と、その観測点前後の各補正後の振幅を用いて振幅差分を算出する振幅差分部１２と、各多値ＱＡＭの変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点とその算出された振幅差分とに応じて各尤度計算用識別子（ｋ）毎の尤度を計算する尤度計算部１３と、その計算された各観測点毎の尤度を全観測点数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算する累積加算部１４と、その各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果に基づいて受信ベースバンド信号の多値ＱＡＭの変調型式を識別する識別判定部１５とを備えた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線通信システム等において、受信信号から未知の変調型式を識別する変調型式識別回路および復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、異なる技術標準や多種・多様な無線通信システムが混在する状況を克服する通信技術の一つとして、従来ハードウエアで行われていた無線機能をソフトウエアによって実現するソフトウエア無線（ＳＤＲ：Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｒａｄｉｏ）が注目を浴びている。ソフトウエア無線では、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルな信号処理デバイスを用いて無線機能をディジタル信号処理により実現するものであり、単一のハードウエア構成でも複数の通信システムに対応できるマルチモード通信や、通信環境の変化に応じて最適な通信システムを自動選択したり無線機能を最適化する環境適応通信、伝送路状況に応じてより高い伝送品質やスループットを実現する適応変復調等が実現可能となる。
【０００３】
この環境適応通信や適応変復調を実現するための要素技術の一つとして、変調型式識別技術の検討が行われている。従来の変調型式識別技術では、受信信号における瞬時振幅値と瞬時位相値とから瞬時振幅値の標準偏差と連続シンボル間位相差分値の分散とを導出する。そして、この受信信号から検出された二つの特徴量を用いて最近傍決定法による変調型式の識別処理を行い、識別結果を出力する。
最近傍決定法においては、プロトタイプと呼ばれる各変調型式の代表的なパターンを特徴空間上に前もって配置し、各プロトタイプのパターンと受信信号から検出された特徴量のパターンとの距離によって識別を行う。例えば、受信信号の変調型式として想定したＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ）、π／４ＱＰＳＫ、ＧＭＳＫ（Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｆｉｌｔｅｒｅｄ ＭｉｎｉｍｕｍＳＫ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）に対応した各変調型式の瞬時振幅値の標準偏差と連続シンボル間位相差分値の分散をプロトタイプとして予め計算機シミュレーションにより取得しておき、この事前に準備されたプロトタイプのパターンと変調型式が未知の受信信号から検出された瞬時振幅値の標準偏差と連続シンボル間位相差分値の分散のパターンとの距離が最小となるプロトタイプに対応した変調型式を識別結果として出力する（下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６４５７７公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の変調型式識別回路は以上のように構成されているので、変調型式を識別するための事前情報として、各変調型式に対応した瞬時振幅値の標準偏差や連続シンボル間位相差分値の分散等の特徴量を予め取得しておく必要があるという課題があった。
また、これらの予め準備しておく特徴量は、実際の伝送路で想定されるガウス通信路やフェージング通信路等の伝送路状況に合った特徴量でないと高い識別精度が得られないため、想定される伝送路に対応した特徴量を事前に準備しておく必要があるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、変調型式識別のための特徴量を事前に取得する必要がなく、想定される伝送路が未知であっても高い識別精度が得られる変調型式識別回路を得ることを目的とする。
また、この発明は上記変調型式識別回路を用いることにより、受信信号の変調型式が未知である信号を復調する復調装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る変調型式識別回路は、受信信号の各観測点毎の振幅の平均値を算出し、各観測点毎の振幅を平均値で補正した補正後の振幅を算出する振幅補正手段と、振幅補正手段により算出された観測点前後の各補正後の振幅を用いて振幅差分を算出する振幅差分算出手段と、識別区分となる各振幅位相変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と振幅差分算出手段により算出された振幅差分とに応じて各尤度計算用識別子毎の尤度を計算する尤度計算手段と、尤度計算手段により計算された各観測点毎の尤度を全観測点数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算する累積加算手段と、累積加算手段による各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果に基づいて受信信号の振幅位相変調型式を識別する識別判定手段とを備えたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による変調型式識別回路を示す構成図であり、図において、多値ＱＡＭ識別回路１は、受信ベースバンド信号が多値ＱＡＭのうちのいずれの変調型式であるか識別するものである。
その多値ＱＡＭ識別回路１において、振幅補正部（振幅補正手段）１１は、アイパターンが最大となるシンボル周期毎の振幅である受信ベースバンド信号に対して受信ベースバンド信号の全観測シンボル数に渡った平均値を算出し、各シンボル周期毎の振幅を平均値で補正した補正後の振幅を算出するものである。振幅差分部（振幅差分算出手段）１２は、振幅補正部１１により算出された補正後の振幅を用いて１シンボル間における受信ベースバンド信号のレベル差信号を算出するものである。尤度計算部（尤度計算手段）１３は、各多値ＱＡＭの変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点とレベル差信号との距離を算出することにより各尤度計算用識別子毎の尤度を計算するものである。累積加算部（累積加算手段）１４は、シンボル周期毎の尤度を全観測シンボル数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算するものである。識別判定部（識別判定手段）１５は、各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果を判別式に基づいて受信ベースバンド信号の多値ＱＡＭの変調型式を識別するものである。
【０００９】
次に動作について説明する。
図２は受信ベースバンド信号の変調型式として想定した４ＱＡＭ、１６ＱＡＭの各変調型式に対応したコンスタレーション（信号点配置）を示す説明図である。
多値ＱＡＭ識別回路１では、受信ベースバンド信号から図２に示した変調型式の識別を行う。まず、時刻ｎＴｓ（Ｔｓ：シンボル周期）の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））が多値ＱＡＭ識別回路１に入力される。振幅補正部１１では、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）から補正された振幅信号Ａ_Ｎ（ｎ）を算出する。すなわち、以下の式（１）を算出する。

なお、Ｎは変調型式の識別に用いられる受信ベースバンド信号の観測シンボル数であり、また、Ａ_ＡＶＥは、観測シンボル内に渡る受信ベースバンド信号の平均値であり、以下の式（２）から得られる。
【数１】

振幅差分部１２では、振幅補正部１１から出力された補正後の振幅信号Ａ_Ｎ（ｎ）を用いて１シンボル間における受信ベースバンド信号のレベル差信号ΔＡ_Ｎ（ｎ）を算出する。すなわち、以下の式（３）を算出する。
ΔＡ_Ｎ（ｎ）＝｜Ａ_Ｎ（ｎ＋１）−Ａ_Ｎ（ｎ）｜ （３）
【００１０】
尤度計算部１３では、振幅差分部１２から出力された受信ベースバンド信号のレベル差信号ΔＡ_Ｎ（ｎ）に対して、下記表１に示す尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉとの距離を計算することにより、尤度計算用識別子（ｋ＝１，２）毎の尤度ρ_ｋ（ｎ）（ｋ＝１，２）を算出する。すなわち、以下の式（４）を算出する。
【数２】

【表１】

なお、尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉの値は、１６ＱＡＭの場合、図２において正規化された信号振幅ｒ１，ｒ２，ｒ３は、それぞれｒ１＝２^１／２／３、ｒ２＝１０^１／２／３、ｒ３＝２^１／２となることから、Ｗ_２０＝｜ｒ１−ｒ１｜，ｏｒ，｜ｒ２−ｒ２｜，ｏｒ，｜ｒ３−ｒ３｜＝０、Ｗ_２１＝｜ｒ２−ｒ３｜＝０．３６０、Ｗ_２２＝｜ｒ１−ｒ２｜＝０．５８３、Ｗ_２３＝｜ｒ１−ｒ３｜＝０．９４３として求められる。また、４ＱＡＭの場合、振幅差分をとることからＷ_１０＝０のみとなる。
図３は尤度計算部１３における尤度計算の一例を示す説明図である。上記式（４）における関数ｍｉｎは、観測シンボル点（ｎ）の尤度計算用識別子（ｋ）において、（ｉ）を変化、すなわち、尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉを変化させた時の絶対値記号内が最小となる値を算出するものである。すなわち、各レベル差信号ΔＡ_Ｎ（ｎ）に対して、尤度計算用識別子（ｋ）毎に尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉとの距離で一番小さいものを計算するものである。
図３で具体的に説明すれば、振幅差分部１２から出力された受信ベースバンド信号のレベル差信号ΔＡ_Ｎ（ｎ）が０．２５である時、尤度計算用識別子（ｋ＝１）について、
ρ_１（ｎ）＝｜０．２５−Ｗ_１０｜＝０．２５ （５）
と算出し、また、尤度計算用識別子（ｋ＝２）について、

と算出する。
【００１１】
累積加算部１４では、尤度計算部１３から出力された各観測シンボル点（ｎ）毎の尤度ρ_ｋ（ｎ）（ｋ＝１，２）に対して全観測シンボル数（Ｎ）に渡って各尤度計算用識別子（ｋ＝１，２）毎に累積加算を行い、累積加算後の尤度値＜ρ_ｋ＞（ｋ＝１，２）を算出する。すなわち、以下の式（７）を算出する。
【数３】

識別判定部１５では、累積加算部１４から出力された累積加算後の各尤度計算用識別子（ｋ＝１，２）毎の尤度値＜ρ_ｋ＞（ｋ＝１，２）を用いて各変調型式を識別するための判定式Ｄを導出し、その判定式Ｄの計算を行う。例えば、以下の式（８）ような判定式Ｄを導出し、計算を行う。
Ｄ＝α＜ρ_１＞−β＜ρ_２＞ （８）
但し、α，βは、重み付け係数である。
この判定式Ｄから、Ｄ＜０であれば４ＱＡＭ、Ｄ≧０であれば１６ＱＡＭと判定する。
【００１２】
以上のように、この実施の形態１によれば、変調型式識別のための特徴量として、受信ベースバンド信号と予め設定された尤度計算用信号点により計算した尤度情報から判定式を導出し、この判定式を用いて変調型式の識別を行うようにしたため、識別のための事前情報として、予め想定される伝送路に応じた特徴量の取得や変調型式を識別するための閾値の決定を行う必要がなく、簡易な手法で高い識別精度を得ることができる。また、振幅差分値を用いて判定しているため、フェージング等による受信振幅のレベル変動の影響に強い変調型式の識別を行うことができる。
なお、上記実施の形態１では、４ＱＡＭと１６ＱＡＭとの識別を行ったが、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ等、２のべき乗のＱＡＭの変調型式であれば適用することができる。
【００１３】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による変調型式識別回路を示す構成図であり、図において、ＰＳＫ識別回路（位相変調型式識別手段）２０は、受信ベースバンド信号に応じてその受信ベースバンド信号がいずれの位相変調型式であるか識別するものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００１４】
次に動作について説明する。
まず、時刻ｎＴｓ（Ｔｓ：シンボル周期）の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））が多値ＱＡＭ識別回路１に入力される。多値ＱＡＭ識別回路１では、上記実施の形態１で示したように、振幅の異なる多値ＱＡＭ等の識別が行われ、その識別結果が出力される。
ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＭＳＫ等の振幅が一定である変調型式については、多値ＱＡＭ識別回路１においては全て４ＱＡＭとして識別されるため、ＰＳＫ識別回路２０により、受信ベースバンド信号のコンスタレーション等の情報を用いてＮ相ＰＳＫ等の識別を行う。
【００１５】
以上のように、この実施の形態２によれば、多値ＱＡＭ識別回路１では識別できないＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＭＳＫ等の振幅が一定である変調型式については、新たに追加したＰＳＫ識別回路２０で識別する構成としたので、多値ＱＡＭにおける変調型式の識別のみならず、Ｎ相ＰＳＫ等の識別も可能とすることができる。
【００１６】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による変調型式識別回路を示す構成図であり、図において、多値ＱＡＭ識別回路２は、振幅補正部１１、振幅差分部１２、尤度計算部（第１の尤度計算手段）１３、累積加算部（第１の累積加算手段）１４からなるものである。なお、これらの構成は図１に示したものと同等である。
ＰＳＫ識別回路３は、受信ベースバンド信号に応じてその受信ベースバンド信号がいずれのＮ相ＰＳＫ等の変調型式であるか識別するものである。
そのＰＳＫ識別回路３において、信号正規化部（信号正規化手段）２１は、受信ベースバンド信号から正規化された受信ベースバンド信号を算出するものである。遅延検波部（遅延検波手段）２２は、正規化された受信ベースバンド信号とその１シンボルだけ遅延させた正規化された受信ベースバンド信号とに応じて遅延検波するものである。尤度計算部（第２の尤度計算手段）２３は、識別区分となる各Ｎ相ＰＳＫ等の変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と遅延検波後の信号との内積を算出することにより各尤度計算用識別子毎の尤度を計算するものである。累積加算部（第２の累積加算手段）２４は、シンボル周期毎の尤度を全観測シンボル数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算するものである。
識別判定部（識別判定手段）２５は、累積加算部１４および累積加算部２４からの各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果を判別式に基づいて受信ベースバンド信号の多値ＱＡＭおよびＮ相ＰＳＫ等の変調型式を識別するものである。
【００１７】
次に動作について説明する。
まず、時刻ｎＴｓ（Ｔｓ：シンボル周期）の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））が多値ＱＡＭ識別回路２に入力される。多値ＱＡＭ識別回路２では、上記実施の形態１で示したように、累積加算後の尤度値＜ρ_ｋ＞（ｋ＝１，２）を算出する。
また、時刻ｎＴｓ（Ｔｓ：シンボル周期）の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））がＰＳＫ識別回路３に入力される。
図６はＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、π／４ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＭＳＫの各変調型式に対応したコンスタレーションを示す説明図であり、信号正規化部２１では、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）から正規化された受信ベースバンド信号Ｓ_Ｎ（ｎ）を算出する。すなわち、以下の式（９）を算出する。

なお、Ｎは変調型式の識別に用いられる受信ベースバンド信号の観測シンボル数である。
遅延検波部２２では、信号正規化部２１から出力された受信ベースバンド信号Ｓ_Ｎ（ｎ）とその信号を１シンボル遅延させた信号であるＳ_Ｎ（ｎ−１）の複素共役信号を複素乗算し、１シンボル遅延検波後の信号Ｓ_ＮＤ（ｎ）（＝Ｓ_ＮＤＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＮＤＱ（ｎ））を算出する。すなわち、以下の式（１０）を算出する。
Ｓ_ＮＤ（ｎ）＝Ｓ_Ｎ（ｎ）×Ｓ_Ｎ ^＊（ｎ−１） （１０）
但し、＊は共役複素数を示す。
図７は遅延検波部出力におけるコンスタレーションを示す説明図であり、遅延検波部２２出力におけるコンスタレーションは、この図７のようになる。
【００１８】
図８は尤度計算部２３における尤度計算用信号点を示す説明図である。
尤度計算部２３では、遅延検波部２２から出力された遅延検波信号Ｓ_ＮＤ（ｎ）に対して、下記表２および図８に示す尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉ（＝Ｗ_ｋｉＩ＋ｊＷ_ｋｉＱ）との内積を計算し、最大値を選択することにより、これらの尤度計算用識別子毎の尤度ρ_ｋ（ｎ）（ｋ＝３，４，・・・，７）を計算する。すなわち、以下の式（１１）を算出する。
【数４】

【表２】

図９は尤度計算部２３における尤度計算の一例を示す説明図である。上記式（１１）における関数ｍａｘは、観測シンボル点（ｎ）の尤度計算用識別子（ｋ）において、（ｉ）を変化、すなわち、尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉを変化させた時の｛｝内が最大となる値を算出するものである。すなわち、各遅延検波信号Ｓ_ＮＤ（ｎ）に対して、尤度計算用識別子（ｋ）毎に尤度計算用信号点Ｗ_ｋｉとの内積を計算し、最大となるものを算出するものである。
図９で具体的に説明すれば、遅延検波部２２から出力された遅延検波信号Ｓ_ＮＤ（ｎ）が（０．３４，０．９４）である時、尤度計算用識別子（ｋ＝３）について、

と算出する。
【００１９】
累積加算部２４では、尤度計算部２３から出力された尤度ρ_ｋ（ｎ）（ｋ＝３，４，・・・，７）に対して全観測シンボル数（Ｎ）に渡って各尤度計算用識別子（ｋ＝３，４，・・・，７）毎に累積加算を行い、累積加算後の尤度値＜ρ_ｋ＞（ｋ＝３，４，・・・，７）を算出する。すなわち、以下の式（１３）を算出する。
【数５】

識別判定部２５では、累積加算部１４，２４から出力された累積加算後の各尤度計算用識別子（ｋ＝１，２，・・・，７）毎の尤度値＜ρ_ｋ＞（ｋ＝１，２，・・・，７）を用いて各変調型式を識別するための判定式Ｄ_ｊ（ｊ＝１，２，・・・，６）を導出し、その判定式Ｄ_ｊの計算を行う。例えば、以下の式（１４）ような判定式Ｄ_ｊを導出し、計算を行う。
Ｄ_１＝α_１（＜ρ_１＞−＜ρ_２＞）
Ｄ_２＝α_２（＜ρ_３＞−＜ρ_４＞）
Ｄ_３＝α_３（＜ρ_５＞−＜ρ_６＞）
Ｄ_４＝α_４（＜ρ_６＞−＜ρ_５＞）
Ｄ_５＝α_５（＜ρ_７＞−ｍａｘ［＜ρ_５＞，＜ρ_６＞］）
Ｄ_６＝α_６（＜ρ_４＞−＜ρ_３＞） （１４）
但し、α_ｊ（ｊ＝１，２，・・・，６）は、重み付け係数である。
上記の識別判定の計算においては、受信ベースバンド信号が１６ＱＡＭの場合は判定式Ｄ_１が最大、ＢＰＳＫの場合は判定式Ｄ_２が最大、ＱＰＳＫ／ＯＱＰＳＫの場合は判定式Ｄ_３が最大、π／４ＱＰＳＫの場合は判定式Ｄ_４が最大、８ＰＳＫの場合はＤ_５が最大、ＭＳＫ／ＧＭＳＫの場合は判定式Ｄ_６が最大となるように変換処理を行っている。すなわち、判定式Ｄ_ｊ（ｊ＝１，２，・・・，６）の最大値を検出し、その最大値に対応した判定式における変調型式を識別結果とする。
図１０は計算機シミュレーションによる各変調型式の識別率の評価結果を示す特性図である。図１０において、対象とする変調型式はＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＯＱＰＳＫ、π／４ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＭＳＫ、ＧＭＳＫ、１６ＱＡＭとし、伝送路はガウス通信路（ＡＷＧＮ）、観測シンボル数は１００シンボルとした。図から判るように、１シンボル当りのＳＮ比（Ｅｓ／Ｎｏ）が１３ｄＢ以上であれば各変調型式とも１００％近い識別率が得られていることが判る。
【００２０】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＰＳＫ識別回路３を追加し、かつ、多値ＱＡＭ識別回路２の識別判定部とＰＳＫ識別回路３の識別判定部を共通化したため、多値ＱＡＭとＮ相ＰＳＫ等の識別を同時に行うことができ、識別時間の短縮を実現することができる。
【００２１】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４による変調型式識別回路を示す構成図であり、図において、伝送路状況推定部（伝送路状況推定手段）３１は、受信ベースバンド信号に応じて伝送路の状況を推定し、その推定した伝送路の状況に応じて累積加算手段１４，２４の加算シンボル数または識別判定部２５の重み付け係数や判定式を調整するものである。その他の構成については、図５と同等である。
【００２２】
次に動作について説明する。
まず、時刻ｎＴｓ（Ｔｓ：シンボル周期）の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））が伝送路状況推定部３１に入力される。伝送路状況推定部３１では、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）に応じてＳＮ比やフェージング変動の有無等の伝送路の状況を推定し、その推定結果により累積加算部１４，２４における加算シンボル数や識別判定部２５の重み付け係数や判定式を変更する。
【００２３】
以上のように、この実施の形態４によれば、伝送路状況推定部３１により伝送路の状況を推定し、その伝送路状況に応じて累積加算部１４，２４における観測シンボル数を変更するようにしたので、所要の識別率を維持しながら観測時間を短縮することができる。また、伝送路状況に応じて識別判定部２５の重み付け係数や判定式を可変するようにしたので、伝送路状況に応じて最適な識別判定を行うことが可能となり、識別率を向上することができる。
【００２４】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５による復調装置を示す構成図であり、図において、準同期検波部４１は、受信信号を受信ベースバンド信号に変換するものである。速度変換部４２は、受信ベースバンド信号の速度を変換するものである。復調部（復調手段）４３は、変調型式識別回路の識別判定部２５により識別された変調型式に基づいて受信ベースバンド信号を復調処理するものである。その他の構成については、図５と同等である。
【００２５】
次に動作について説明する。
まず、受信信号Ｓ（ｔ）（＝Ｓ_Ｉ（ｔ）＋ｊＳ_Ｑ（ｔ））が準同期検波部４１に入力される。準同期検波部４１では、受信信号をベースバンド信号に変換し、さらに、ＡＤ変換器によるサンプリング処理を行い、時刻ｍＴ（Ｔ：サンプリング周期）毎に受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｍ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｍ））が出力される。速度変換部４２では、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）の速度を変換し、上記実施の形態３に示した受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｎ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｎ））を多値ＱＡＭ識別回路２およびＰＳＫ識別回路３に供給する。
復調部４３では、準同期検波部４１から出力された受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）に対して、上記実施の形態３で示した変調型式識別回路の識別判定部２５により識別された変調型式に基づいて復調処理を行い、復調データを出力する。
【００２６】
以上のように、この実施の形態５によれば、復調装置に上記実施の形態３で示した変調型式識別回路を追加した構成としたので、受信信号の変調型式が未知であっても、変調型式識別回路の識別結果に応じて復調処理を行うことができる。
なお、この実施の形態５では、変調型式識別回路として上記実施の形態３で示したものを用いたが、変調型式識別回路は上記実施の形態１から４で示したものであればいずれのものを用いても良い。
【００２７】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６による復調装置を示す構成図であり、図において、復調部（復調手段）４４は、変調型式識別回路の識別判定部５８により識別された変調型式に基づいて受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）を復調処理するものである。
その復調部４４において、シンボルレート推定部（シンボルレート推定手段）５１は、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）からシンボルレートを推定するものである。速度変換部（速度変換手段）５２は、シンボルレート推定部５１によるシンボルレート推定結果を用いて受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）のサンプリングレートを受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）に変換処理するものである。キャリア周波数推定部（キャリア周波数推定手段）５３は、速度変換部５２によるサンプリングレート変換後の信号を用いてキャリア周波数を推定するものである。周波数補償部（周波数補償手段）５４は、キャリア周波数推定部５３による周波数推定結果を用いて速度変換部５２から出力される信号に対して周波数を補償するものである。チャネルフィルタ推定部（チャネルフィルタ推定手段）５５は、周波数補償部５４による周波数補償後の信号を用いて最適なチャネルフィルタを推定するものである。チャネルフィルタ部（チャネルフィルタ手段）５６は、チャネルフィルタ推定部５５によるチャネルフィルタ推定結果を用いて周波数補償部５４による周波数補償後の信号に対してフィルタリング処理を行うものである。復調処理部（復調処理手段）５７は、変調型式識別回路の識別判定部５８により識別された変調型式に基づいて、チャネルフィルタ部５６によるフィルタリング処理後の信号を復調処理するものである。
また、識別判定部（識別判定手段）５８は、累積加算部１４および累積加算部２４からの各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果を判別式に基づくと共に、シンボルレート推定部５１、キャリア周波数推定部５３およびチャネルフィルタ推定部５５による推定結果を用いて受信ベースバンド信号の多値ＱＡＭおよびＮ相ＰＳＫ等の変調型式を識別するものである。その他の構成については、図５と同等である。
【００２８】
次に動作について説明する。
まず、受信信号Ｓ（ｔ）（＝Ｓ_Ｉ（ｔ）＋ｊＳ_Ｑ（ｔ））が準同期検波部４１に入力される。準同期検波部４１では、受信信号をベースバンド信号に変換し、さらに、ＡＤ変換器によるサンプリング処理を行い、時刻ｍＴ（Ｔ：サンプリング周期）毎に受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｍ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｍ））が出力される。シンボルレート推定部５１では、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｍ）から非線形処理を行った後、ＤＦＴ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理等を行うことによりクロック成分を抽出しシンボルレートを推定する。速度変換部５２では、シンボルレート推定部５１により推定されたシンボルレートの推定値を用いてサンプリング速度の変換処理を行い、時刻ｌＴｓ（Ｔｓ：サンプリング周期）毎に受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）（＝Ｓ_ＲＩ（ｌ）＋ｊＳ_ＲＱ（ｌ））が出力される。キャリア周波数推定部５３では、速度変換部５２より出力されたサンプリング速度変換後の受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）を用いて逓倍処理を行った後ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）等の処理を行いキャリア周波数偏差を推定する。周波数補償部５４では、キャリア周波数推定部５３で推定された周波数偏差を用いて受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）から周波数偏差を除去する。チャネルフィルタ推定部５５では、予め準備したチャネルフィルタを用いて周波数補償部５４からの出力信号のフィルタリング処理を行ってフィルタリング処理後の符号間干渉量を測定し、符号間干渉量が最小となるチャネルフィルタを選択する。チャネルフィルタ部５６では、チャネルフィルタ推定部５５で推定されたチャネルフィルタを用いて周波数補償部５４からの出力信号をフィルタリング処理する。なお、このチャネルフィルタ部５６からの出力信号は、復調処理部５７に供給されると共に、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）として速度変換部４２に入力され、シンボル周期毎に速度変換された後、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｌ）として多値ＱＡＭ識別回路２およびＰＳＫ識別回路３に供給される。
識別判定部５８では、累積加算部１４，２４からの出力、シンボルレート推定部５１、キャリア周波数推定部５３およびチャネルフィルタ推定部５５からの推定結果を用いて、受信ベースバンド信号Ｓ_Ｒ（ｎ）の変調型式を推定する。復調処理部５７では、チャネルフィルタ部５６から出力されたチャネルフィルタリング後の信号に対して識別判定部５８により推定された変調型式に応じた復調処理を行い、復調データを出力する。
【００２９】
以上のように、この実施の形態６によれば、復調装置に上記実施の形態３で示した変調型式識別回路を追加した構成とし、さらに、識別判定部５８は、シンボルレート推定部５１やキャリア周波数推定部５３、チャネルフィルタ推定部５５の推定結果を利用し、変調型式の識別を行うようにしたので、対象とする変調型式の拡大や識別精度の向上を実現することができる。また、変調型式のみならず、シンボルレートやキャリア周波数、チャネルフィルタが未知であっても復調することができる。
なお、この実施の形態６では、変調型式識別回路として上記実施の形態３で示したものを用いたが、変調型式識別回路は上記実施の形態１から４で示したものであればいずれのものを用いても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、振幅位相変調型式識別のための特徴量として、各振幅位相変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と受信信号の振幅差分とに応じて尤度を計算し、その尤度の累積加算結果に基づいて受信信号の振幅位相変調型式を識別するようにしたため、識別のための事前情報として、予め想定される伝送路に応じた特徴量の取得や振幅位相変調型式を識別するための閾値の決定を行う必要がなく、簡易な手法で高い識別精度を得ることができる。
また、振幅差分を用いて尤度を計算しているため、フェージング等による受信振幅のレベル変動があっても、振幅位相変調型式を識別することができ、受信振幅のレベル変動の影響に強い変調型式の識別が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による変調型式識別回路を示す構成図である。
【図２】受信ベースバンド信号の変調型式として想定した４ＱＡＭ、１６ＱＡＭの各変調型式に対応したコンスタレーションを示す説明図である。
【図３】尤度計算部における尤度計算の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２による変調型式識別回路を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による変調型式識別回路を示す構成図である。
【図６】ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、π／４ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、ＭＳＫの各変調型式に対応したコンスタレーションを示す説明図である。
【図７】遅延検波部出力におけるコンスタレーションを示す説明図である。
【図８】尤度計算部における尤度計算用信号点を示す説明図である。
【図９】尤度計算部における尤度計算の一例を示す説明図である。
【図１０】計算機シミュレーションによる各変調型式の識別率の評価結果を示す特性図である。
【図１１】この発明の実施の形態４による変調型式識別回路を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態５による復調装置を示す構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態６による復調装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１，２ 多値ＱＡＭ識別回路、３ ＰＳＫ識別回路、１１ 振幅補正部（振幅補正手段）、１２ 振幅差分部（振幅差分算出手段）、１３ 尤度計算部（尤度計算手段、第１の尤度計算手段）、１４ 累積加算部（累積加算手段、第１の累積加算手段）、１５，２５，５８ 識別判定部（識別判定手段）、２０ ＰＳＫ識別回路（位相変調型式識別手段）、２１ 信号正規化部（信号正規化手段）、２２ 遅延検波部（遅延検波手段）、２３ 尤度計算部（第２の尤度計算手段）、２４ 累積加算部（第２の累積加算手段）、３１ 伝送路状況推定部（伝送路状況推定手段）、４１ 準同期検波部、４２ 速度変換部、４３，４４ 復調部（復調手段）、５１ シンボルレート推定部（シンボルレート推定手段）、５２速度変換部（速度変換手段）、５３ キャリア周波数推定部（キャリア周波数推定手段）、５４ 周波数補償部（周波数補償手段）、５５ チャネルフィルタ推定部（チャネルフィルタ推定手段）、５６ チャネルフィルタ部（チャネルフィルタ手段）、５７ 復調処理部（復調処理手段）。

Claims (6)

1. 受信信号の各観測点毎の振幅の平均値を算出し、それら各観測点毎の振幅をその平均値で補正した補正後の振幅を算出する振幅補正手段と、
   上記振幅補正手段により算出された観測点前後の各補正後の振幅を用いて振幅差分を算出する振幅差分算出手段と、
   識別区分となる各振幅位相変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と上記振幅差分算出手段により算出された振幅差分とに応じて各尤度計算用識別子毎の尤度を計算する尤度計算手段と、
   上記尤度計算手段により計算された各観測点毎の尤度を全観測点数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算する累積加算手段と、
   上記累積加算手段による各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果に基づいて受信信号の振幅位相変調型式を識別する識別判定手段とを備えた変調型式識別回路。
2. 受信信号に応じてその受信信号の位相変調型式を識別する位相変調型式識別手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の変調型式識別回路。
3. 受信信号の各観測点毎の振幅の平均値を算出し、それら各観測点毎の振幅をその平均値で補正した補正後の振幅を算出する振幅補正手段と、
   上記振幅補正手段により算出された観測点前後の各補正後の振幅を用いて振幅差分を算出する振幅差分算出手段と、
   識別区分となる各振幅位相変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と上記振幅差分算出手段により算出された振幅差分とに応じて各尤度計算用識別子毎の尤度を計算する第１の尤度計算手段と、
   上記第１の尤度計算手段により計算された各観測点毎の尤度を全観測点数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算する第１の累積加算手段と、
   受信信号を各観測点毎に正規化する信号正規化手段と、
   上記信号正規化手段により正規化された受信信号とその正規化された受信信号を１つの観測点だけ遅延させた正規化された受信信号とに応じて遅延検波する遅延検波手段と、
   識別区分となる各位相変調型式に応じて予め設定された尤度計算用信号点と上記遅延検波手段による遅延検波後の信号とに応じて各尤度計算用識別子毎の尤度を計算する第２の尤度計算手段と、
   上記第２の尤度計算手段により計算された各観測点毎の尤度を全観測点数に渡って各尤度計算用識別子毎に累積加算する第２の累積加算手段と、
   上記第１の累積加算手段および上記第２の累積加算手段による各尤度計算用識別子毎の尤度の累積加算結果に基づいて受信信号の振幅位相変調型式および位相変調型式を識別する識別判定手段とを備えた変調型式識別回路。
4. 受信信号に応じて伝送路の状況を推定し、その推定した伝送路の状況に応じて第１および第２の累積加算手段の累積加算数または識別判定手段の識別基準を調整する伝送路状況推定手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の変調型式識別回路。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の変調型式識別回路により識別された変調型式に基づいて受信信号を復調処理する復調手段を備えたことを特徴とする復調装置。
6. 復調手段は、
   受信信号からシンボルレートを推定するシンボルレート推定手段と、
   上記シンボルレート推定手段によるシンボルレート推定結果を用いて受信信号のサンプリングレートを変換処理する速度変換手段と、
   上記速度変換手段によるサンプリングレート変換後の信号を用いてキャリア周波数を推定するキャリア周波数推定手段と、
   上記キャリア周波数推定手段による周波数推定結果を用いて上記速度変換手段から出力される信号に対して周波数を補償する周波数補償手段と、
   上記周波数補償手段による周波数補償後の信号を用いて最適なチャネルフィルタを推定するチャネルフィルタ推定手段と、
   上記チャネルフィルタ推定手段によるチャネルフィルタ推定結果を用いて上記周波数補償手段による周波数補償後の信号に対してフィルタリング処理を行うチャネルフィルタ手段と、
   識別された変調型式に基づいて上記チャネルフィルタ手段によるフィルタリング処理後の信号を復調処理する復調処理手段とを備え、
   識別判定手段は、上記シンボルレート推定手段、上記キャリア周波数推定手段および上記チャネルフィルタ推定手段による推定結果を用いて変調型式を識別することを特徴とする請求項５記載の復調装置。

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