JP2005117126A

JP2005117126A - 復調回路

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Publication number: JP2005117126A
Application number: JP2003345497A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kaneko; 和夫金子; Toshihiko Nawa; 利彦那和; Keitaro Otsuka; 慶太郎大塚; Wataru Odajima; 渉小田嶋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-03
Also published as: JP4130165B2

Abstract

【課題】１シンボル複数ビット等、異なるフレーム構成を必要とする無線通信にて、可能な限り機能を共有化することにより、回路増大を防ぐ復調回路を提供する。
【解決手段】同期検出回路からのサンプリングタイミング情報に基づき、復調データをラッチしてデータを抽出するデータ抽出回路を有し、同期検出回路は、復調データの１シンボルをｎオーバーサンプリングしたデータに対して、順に書き込み、アドレス順に読出し制御を行うフォーマット変換メモリと、そのメモリから順に読み出されるデータの所定数のビットを対応するビット数のユニークワードとビットごとに比較し、その結果を累積して相互相関データとして出力するマッチドフィルタと、その出力が、最大レベルとなるサンプリングタイミングを最適点情報として出力するユニークワード検出部とを有し、データ抽出回路は、最適点情報のタイミングで復調データを出力する。
【選択図】図８

Description

本発明は、衛星通信などの無線通信における通信者間の呼接続(アクジション)を確立する際の送受信装置間のクロック位相差や周波数変動等による影響を受けないようにした復調回路に関する。

衛星通信などの無線通信においては、通信者間の呼接続(アクジション)を確立する手段として、ＵＷ(ユニークワード)と呼ばれる同期用の専用ビットを設けたフレーム同期確立やクロック同期(ＢＴＲ)等の技術を用いる。また、無線通信の場合、送受信装置間のクロック位相差や周波数変動等による影響があるため、１シンボルの信号に対してｎ倍のオーバーサンプリングを施して復調処理を行う。

さらに、通信条件が悪い(受信利得が低い)場合は、１シンボルの受信利得をあげる手段として同一データを複数回連続で送信する方法等がある。この方法では、フレーム効率は低下するが、受信確立を向上することができる。

従来、このような条件における復調処理は図１のような要素技術を用いて実現する。

図１において、復調すべき受信入力される直交変調データは、無線周波数帯（RF：Radio Frequency）処理回路に入力され、中間周波数に周波数変換される。周波数変換された中間周波数信号は中間周波数（IF：Intermediate Frequency）処理用アンプ２により増幅される。

中間周波数処理用アンプ２の出力に対し、オフセット制御（AOC：Auto Offset Calibration）回路３でオフセットレベルを自動制御する。さらに、自動周波数制御（AFC：Auto Frequency Control）回路４で周波数偏差を小さくする様に自動制御される。次いで、フィルタ回路５で帯域外周波数が低減され、キャリア再生回路６に導かれる。

キャリア再生回路６を経由した信号は、同期検出回路７に導かれ同期信号であるユニークワード（ＵＷ）が検出され、これを基準としてデータ抽出回路８において、種々のデータが復調出力として得られる。

図１において、更にキャリア再生回路６の出力はクロック再生（ＢＴＲ）回路９において、ビットタイミング基準となるクロックが再生され、前記のオフセット制御（AOC：Auto Offset Calibration）回路３、自動周波数制御（AFC：Auto Frequency Control）回路４、フィルタ回路５、キャリア再生回路６、同期検出回路７及びデータ抽出回路８における処理クロックとして使用され、システム全体のクロックタイミングが調整される。

さらに、フィルタ回路５の出力は、中間周波数処理用アンプ２に帰還され、中間周波数処理用アンプ２の利得が一定となるように制御される。

ここで、受信入力される直交変調データは、送信側と受信側のクロック偏差や、無線空間における、様々な外乱により送信側のクロック位相とはクロック同期していない。したがって、図１において、枠内で囲った部分１００に注目すると、クロック再生（ＢＴＲ）回路９を用いてクロック再生を行い、この再生されたクロックの最適なシンボル点でのタイミングで同期検出回路７における同期検出及び、データ抽出回路８における呼接続用データ抽出を行う。

図２は、クロック再生（ＢＴＲ）回路９の処理を説明する図である。また、図３は、呼接続用のフレームフォーマット例である。

図３のフレームフォーマットのキャリアリカバリ情報（ＣＲ）を用いてキャリア再生回路６でキャリアが再生され、図３のフレームフォーマットのＢＴＲ情報でクロックが再生される。

さらに、再生されたクロックを基に、同期検出回路７で、図３のフレームフォーマットの同期用ユニークワード（ＵＷ）を検知して同期処理を行い、データ抽出回路８において、識別データを抽出して呼接続用の自端末宛の送信元を識別する。

かかる処理において、フレーム同期クロック再生（ＢＴＲ）処理を行うためにＢＴＲ処理に適したデータ("１/０"交番)を用いる。参照クロック（図２（ｄ））を基に、ｎ倍(図２の例では４倍)のオーバーサンプリング（図２（ｃ））を行い、データの一番安定したタイミングのクロック（図２（ｂ））の位相情報を用いて、抽出される復調データ（１シンボル）（図２（ａ））に対し、同期検出回路７で同期処理を行い、データ抽出回路８においてデータ抽出処理を行う。

しかし、クロック再生（ＢＴＲ）回路９のＢＴＲ機能は、受信復調信号の位相情報を用いて行うために、引き込み(位相収束)に時間(複数のシンボルデータ)を必要(初期位相と受信復調データとの位相偏差量に依存する)とする。すなわち、図４はクロック再生（ＢＴＲ）回路９のＢＴＲ機能の引き込み特性を示す図であり、位相偏差が収束するまでの時間を必要とする。さらに、適時位相補正を行うために、内部処理クロックにジッタが発生し、不安定要素となる。

ここで、同期検出回路７におけるフレーム同期(ＵＷ検出)処理を更に考察すると、一般に、直交変調信号である信号のフレーム同期を取る方法として、ユニークなデータパターン（ＵＷ）をフレームヘッダに挿入し、そのパターンを検出することでフレーム同期をとる。

この処理は、上記した様にＢＴＲ機能で安定したシンボルクロック（図２（ｂ））を用いて行う。フレーム同期処理は、送信側と同じユニークなパターンを受信側でも持ち、パターンマッチングすること(一般的にはマッチドフィルタを用いる)で検出する。マッチドフィルタは単純な一致検出ではなく、ユニークなパターンとの相互相関関係を検出する機能である。

さらに、無線通信の場合、接続相手の環境によっては、受信感度が低いために受信できない場合が多々ありえる。これらの改善手段の１つとして、フレーム効率は落ちるが１シンボルのデータを複数ビット送信し、受信側で電力加算し、利得をあげて受信信号を検出する方法がある。

図５は、かかる受信感度に対応するシンボルデータの送信、受信方法を示す概念図である。図６は、図５の送信方法に対応する受信構成を説明する図である。受信感度がよい場合は、図５（ａ）、（ｃ）に示すように１シンボルを１ビットで送信し、受信する。すなわち、図６（ａ）に示すように受信された信号を、受信側でそのまま復調処理（Ａ）すればよい。

しかし、受信感度が悪い場合は、１シンボル１ビットの通信では、受信側で信号として認識できないことが想定できる。このために１シンボルを複数ビット分送出（図５（ｂ））し、それらの受信データ（図５（ｄ））を復調処理（Ａ）に先立って、図６（ｂ）に示すように電力加算（Ｂ）する。これにより、受信利得を上げ、１シンボル１ビット伝送では認識できなかった信号が認識できるようになる。

ただし、電力加算を行うことはノイズ信号のレベルも増加することになるので、無闇に複数ビットを送信すればよいわけではない。受信感度がよい環境では、受信信号は１シンボルに対し１ビットであるので、そのまま復調処理の対象とすることができる。

これに対し、図６（ｂ）に示すように通信環境の悪化を考慮して電力加算を行う方式を採用する場合は、受信感度が良い場合に、得られた信号を１/ｎに間引きして(例えば、１シンボル２ビット伝送であれば、欲しい信号は１シンボルだけである)処理する必要がある。

ここで、移動通信システムにおける受信装置の同期検出回路として、マッチドフィルタと複数の遅延部で構成するシステムが提案されている（特許文献１）。あるいは、タイミングを抽出する技術として少ないサンプル数で正確なサンプリング値を得るタイミング抽出回路が提案されている（特許文献２）。しかし、何れも呼接続のための処理を共通化するために、ビット同期機能を用いずに呼接続データの抽出を可能とすることは提案されていない。
特開２０００−１９６４９８号公報特開平８−３３１１８８号公報

したがって、本発明の目的は、第１にかかる受信１シンボル１ビットと、１シンボルｎビットに対し、呼接続のための処理を共通化するために、ビット同期機能を用いずに呼接続データの抽出を可能とする復調回路を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、通信環境に対応して、受信１シンボル１ビットと１シンボルｎビットとする、異なるフレームを必要とする無線通信において、可能な限り機能を共有化することにより、実現回路増大を防ぐ復調回路を提供することにある。

さらにまた、本発明の目的は、上記のビット同期機能を用いずに呼接続データの抽出を可能とする処理のために、フレーム全体に対する取り出し位置をあらかじめ知らなくともデータ抽出を可能とするオープンアパーチャを実現する復調回路を提供することにある。

上記の課題を達成する本発明に従う復調回路の第１の態様は、復調データの同期を検出して得られるサンプリングタイミング情報を出力する同期検出回路と、前記サンプリングタイミング情報に基づき、前記復調データをラッチしてデータを抽出するデータ抽出回路を有し、前記同期検出回路は、前記復調データの１シンボルをｎオーバーサンプリングしたデータに対して、複数のシンボルの同じサンプリングタイミングのデータごとに順に書き込み、アドレス順に読み出し制御を行う、フォーマット変換メモリと、前記フォーマット変換メモリから順に読み出されるデータの所定数のビットを対応するビット数のユニークワードとビットごとに比較し、その比較結果を累積して相互相関データとして出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタの相互相関データ出力が、最大レベルとなるサンプリングタイミングを最適点情報として出力するユニークワード検出部とを有し、前記データ抽出回路は、前記ユニークワード検出部から出力される最適点情報のタイミングで前記復調データをラッチし、出力することを特徴とする。

上記の課題を達成する本発明に従う復調回路の第２の態様は、復調データの同期を検出して得られるサンプリングタイミング情報を出力する同期検出回路と、前記サンプリングタイミング情報に基づき、前記復調データをラッチしてデータを抽出するデータ抽出回路を有し、前記同期検出回路は、前記復調データの１シンボルをｎオーバーサンプリングしたデータに対して、複数のシンボルのサンプリングタイミングのデータをアドレス順に書き込み制御し、複数のシンボルの同じサンプリングタイミングのデータごとに順に読み出し制御を行う、フォーマット変換メモリと、前記フォーマット変換メモリから順に読み出されるデータの所定数のビットを対応するビット数のユニークワードとビットごとに比較し、その比較結果を累積して相互相関データとして出力するマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタの相互相関データ出力が、最大レベルとなるサンプリングタイミングを最適点情報として出力するユニークワード検出部とを有し、前記データ抽出回路は、前記ユニークワード検出部から出力される最適点情報のタイミングで前記復調データをラッチし、出力することを特徴とする。

上記の課題を達成する本発明に従う復調回路の第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記データ抽出回路により抽出されるデータは呼接続情報を有することを特徴とする。

上記の課題を達成する本発明に従う復調回路の第４の態様は、前記３の態様において、前記データ抽出回路によりラッチされる復調データのフォーマットは、ユニークワードの後に呼接続情報が付加されていることを特徴とする。

上記の課題を達成する本発明に従う復調回路の第５の態様は、第１または第２の態様において、前記復調データは、１シンボル１ビット若しくは、１シンボル多ビットのフレームフォーマットを有することを特徴とする。

本発明により、復調回路において呼接続処理の際にＢＴＲ機能を用いることを回避することが可能であるので、複雑な制御を回避し、クロックジッタの発生をなくし、安定したデータの抽出が可能となる。さらに、ＢＴＲ機能における引き込み(位相収束)時間に拘束されないので、呼接続処理を速くすることが可能である。

以下本発明の実施例を図面に従い説明する。なお、以下に説明する実施例は本発明の理解のためのものであり、本発明の適用は、かかる実施例に限定されるものではない。

ここで、先に図２に従い説明したように、一般に復調回路における復調処理は、ｎ倍オーバーサンプリングで処理を行う。その際、ＢＴＲ機能を使用する場合は、ＢＴＲ機能から抽出した安定なシンボル点（図２（ｂ）参照）でフレーム同期以降の機能を動作させる。

したがって、本発明により呼接続の際に、ＢＴＲ機能を用いない構成とする場合であっても、ＢＴＲ機能を使う場合と同様に安定なシンボル点でデータを抽出する必要がある。そこで、本発明では、ｎ倍オーバーサンプリングしていることを利用してフレーム同期検出処理を行う。

本発明は、フレーム同期検出機能を実現するために、マッチドフィルタを用いる。マッチドフィルタは、同期パターンとの相関関係を抽出し、この相関関係を活用する。すなわち、ｎ倍オーバーサンプリングしている各シンボルデータに対して同期パターンとの相関関係を抽出し、その中から一番相関関係の強いサンプリングデータ位相を有効なデータとする。

ここで、一般的にＢＴＲ機能を用いるフレーム同期検出機能は、シンボル単位で処理を行うために、サンプリング信号単位に処理できるようにすることが必要である。

一番簡単な方法は、図７に示すようにフレーム同期検出機能をｎ倍オーバーサンプリング分持たせ、それらを並列に処理させる方法である。

図７に示す構成では、ｎ個の同一の機能を有するマッチドフィルタ回路（図７の例では、ｎ＝４倍オーバーサンプリングを用いているので、４個のマッチドフィルタ回路７１〜７４を必要とする）を用いる。

さらに、ｎ個のマッチドフィルタ回路の出力の最大相関値を有するものを判定選択する判定機能回路７５を有する。判定機能回路７５により得られるサンプリング点を安定なサンプリング点情報として用いる。

しかし、この方法では、ｎ個の同一の機能を有するマッチドフィルタ回路を必要とするため回路規模が非常に大きくなる。

したがって、本発明は、かかる不都合を考慮し、更に改善した復調回路を提供するものである。

一般にシステムはサンプリングクロックよりも高速なクロックを有している。そこで、本発明は、当該クロックを用いて高速にフレーム同期機能を働かすことにより目的を実現可能とする。

クロック速度の決定はフレーム同期に用いるＵＷパターンのパターン長に依存する。以下に、実施例としてＵＷパターン＝３２シンボル、システムクロック=２ＭＨz、４倍オーバーサンプリングの場合を例として本発明の実施例を説明する。

図８は、復調回路において、マッチドフィルタ（ＵＷ検出）機能を実現する本発明に従
う実施例構成を示す図であり、図１の枠内で囲った部分１００に対応する同期検出部７
及びデータ抽出部８の機能を実現するものである。

１つのシンボルデータを４倍オーバーサンプリングしているため４種類のサンプリング点の３２シンボルデータからマッチドフィルタを用いて相互相関関係を算出する。この算出データがフレーム同期に一致するかを検出する。検出する方法としては、閾値と比較する方法などがある。比較の結果、同期パターンであると判定したら、その検出された位置が４倍オーバーサンプリングの何れの位置であるかを判定する。この検出位置に基づいて呼接続データを抽出する。以下に図８の各部の詳細を説明する。

［フォーマット変換部８０］
図９は、フォーマット変換部８０の動作を説明する図である。フォーマット変換部８０には、復調データとして直交変調データ（図９ｂ参照）が入力される。１つのシンボルデータを４倍オーバーサンプリングしているので、サンプリングカウンタ値(図９ａ)で示される時間軸上、１シンボルに対して４種類のデータが存在する。よって、図７において説明したように、後段のＵＷ検出部８２におけるフレーム同期処理を単一のマッチドフィルタ回路で処理するには、このままでは不可能である。

そこで、フォーマット変換部８０にフォーマット変換メモリ８００を用いて図９Ａに示すように、直交変調データのデータ順番を入れ替えて処理をし易くする。つまり、図９に示すようにフォーマット変換メモリ８００を用いて、サンプリング位相単位に、直交変調データを並び替える。

シンボル１は、Ｄ１−１、Ｄ１−２，Ｄ１−３，Ｄ１−４のサンプリングデータを有し、同様に、シンボルｍに対して、Ｄｍ−１、Ｄｍ−２，Ｄｍ−３，Ｄｍ−４のサンプリングデータを有し、後述するように、１シンボル複数ビット伝送を考慮する。

フォーマット変換メモリ８００を用いて、サンプリング位相単位に、直交変調データを並び替える方法として、書きこみ制御を行う場合（図９Ａ）は、フォーマット変換メモリ８００のメモリ空間をサンプリングデータ単位にアドレス空間を割り当てるように書き込みアドレスを制御し、サンプリングデータ単位に所望のアドレス空間に書き込む。

すなわち、図９に示すように、ｎ個のシンボルに対し、共通のサンプリング点ごとに連続するように、直交変調データをフォーマット変換メモリ８００のメモリ空間に書き込む。

読み出しの際は、書き込まれた順番に読出しが行われる。

一方、フォーマット変換メモリ８００を用いて、サンプリング位相単位に、直交変調データを並び替える方法として、読み出し制御を行う場合(図９Ｂ)は、フォーマット変換メモリ８００に書き込む際のメモリ空間は特に考慮は要さず、サンプリングの順に書き込み、読み出しの際に、サンプリングデータ単位に読み出される様に読み出しアドレス制御を行えばよい。

上記書き込み制御(図９Ａ)及び、読み出し制御(図９Ｂ)のための書き込み、読み出しのアドレス生成は特別な演算を必要とせず、１シンボル/１ビット伝送の場合、３２シンボル/４サンプリング＝１２８データの監視つまり、１２８進カウンタ８００−１，８００−２のビット位置を組替えることにより実現する。すなわち、１２８進カウンタ８００−１，８００−２の７ビットアドレス出力に対し、下位２ビットを４サンプリング点のうち、１サンプリング点の選択に、残りの上位５ビットを３２シンボルのうち、１つのシンボルの特定に用いることにより簡単に実現できる。

なお、フォーマット変換の後段の処理は１シンボル以内に処理を完了させなければいけないために、書きこみ処理は、サンプリングクロックレート(本実施例では、３２ＫＨｚ)で、読み出し処理は各部の処理遅延を考慮して、２ＭＨｚのクロックで処理する(処理遅延を考慮しなければ、３２シンボル分のデータが処理できる１ＭＨｚでよい)。

［マッチドフィルタ８１］
図１０は、マッチドフィルタ８１の機能ブロック構成例であり、図１１は、その動作を説明する図である。図１０に示すように、マッチドフィルタ８１は特別な構成を必要としない。唯一考慮するのは、１サンプリングデータ保持時間内に１マッチング処理を終える(つまり、次データが消失しないように)速度で処理するだけである。

直交変調データ(復調データ)からフレーム同期を行うために、既知のＵＷパターンと復調データのマッチング処理を行う。復調データ、ＵＷパターンとも、３２ビットシフトレジスタ８１１，８１２(ＵＷ＝３２シンボルの場合)を用いて、相関関係を算出するために乗算器８１３により乗算(実際には、排他的論理和)を行う。ついで、乗算器８１３の出力である３２シンボル分のデータの総和を加算器８１４で求めればよい。

この際、次のサンプリングデータを消失させないため、図１１に示すように、２ＭＨｚのサンプリングクロックでＦＦ回路８１５をラッチ処理する(図１１ａ)。すなわち、３２シンボル×２MHz=６４kHzの時間で処理する(実際には、相互相関データのラッチタイミングや、マッチドフィルタ処理遅延があるので、６４kHz < 処理時間 < ３２kHzである)。

このクロックで連続処理を行うとサンプリングデータ位相と合わなくなるために、何もしない処理時間(処理無効時間)を設ける。

サンプリングクロックよりも早いクロックを用いることで、サンプリングクロック時間(図１１ａ：３２ｋHz期間)以内に１ＵＷパターン(３２シンボル)分の相互相関データを算出でき(図１１ｂ、図１１ｃ)、サンプリングクロック毎の個別のマッチドフィルタを必要としない。

［ＵＷ検出部８２］
図１２は、ＵＷ検出部８２の機能構成ブロック図である。マッチドフィルタ８１における処理から得られた相互相関データを用いて、最適点の情報を検出する(本来の機能は、ＵＷパターンの相互相関関係からのフレーム同期処理を行うことである)。

まず、各サンプリング位相における相互相関データをＵＷ検出レベル用閾値と比較する。このために、相互相関データの絶対値を絶対値化回路８２０により算出する。なお、この際、符号データは別途保存しておく。その理由は、受信品質および、復調側の位相補正機能の結果次第では、基準位相に対して、全く反転した位相でＵＷパターンが検出されることがあるからである。

絶対値化された相互相関データを、４進のサンプリングカウンタ８２１からの各サンプリングクロック位相に同期して、サンプリングデータ保持回路８２３−１〜８２３−４にサンプリングクロック位相単位に保持する(図９では４倍オーバーサンプリング処理を想定しているので、１シンボルに４つのサンプリングデータが存在する)。

次に、サンプリングしたデータとＵＷパターンとが一致したとみなすＵＷ検出レベル用閾値と保持された相互相関データの絶対値とをサンプリング位置判定部８２４において比較する。

比較の結果、閾値以上の値が検出できた場合、ＵＷパターンが検出できた(フレーム同期)と判断する(図１２：出力Ａ)。この判断と同時に、どのサンプリングデータで検出できたかを判定する(最適点情報)(図１２：Ｂ)。なお、閾値より大きいと複数判断された場合は、一番大きな値のものを選択し、最大値が複数存在した場合は、最初に検出したものとする。

フレーム同期が検出されない場合は、位相不確定情報(図１２：Ｃ)を出力する。

ここで、検出と同時に、フレーム同期情報（Ａ）、最適点情報（Ｂ）、位相不確定性情報（Ｃ）が更新されないように処理を停止させる。

［サンプリング位置判定部８２４］
図１２のＵＷ検出部８２に含まれるサンプリング位置判定部８２４によるサンプリング位置判定動作について、図１３、図１４のフローに従い更に説明する。

図１３において、回路内部が初期化（ステップＳ０）された後、先ずサンプリングデータ保持回路８２３−１に保持されるサンプリング１の位相データに対する閾値との比較を行う（ステップＳ１）。閾値より大きい場合（ステップＳ１−１：Ｙｅｓ）は、サンプリング位置=０として（ステップＳ１−２）、サンプリング位置情報更新処理（ステップＳ１−３）を行う。

サンプリング位置情報更新処理（ステップＳ１−３）の処理は、図１４に示される。図１４において、前保持相互相関情報との大小比較を行う（ステップＳ１０−１）。なお、最初は、初期化（ステップＳ０）されているため、"０"との比較となるため、必ず更新される。

さらに、図１４において、前保持相互相関情報との大小比較（ステップＳ１０−１）において、値が大きければ（ステップＳ１０−２：Ｙｅｓ）、（１）サンプリング位置情報の更新、（２）位相不確定性情報の更新、（３）フレーム同期フラグを"１"にする（ステップＳ１０−３）。

値が小さい場合（ステップＳ１０−２：Ｎｏ）と同じ場合（ステップＳ１０−２：Ｅｑｕａｌ）の場合は、それぞれ更新処理は行わない（ステップＳ１０−４、１０−５）。

同様に、サンプリング２〜４について行うも同様に処理が行われる（ステップＳ２：Ｓ２−１〜Ｓ２−３，Ｓ３：Ｓ３−１〜Ｓ３−３，Ｓ４：Ｓ４−１〜Ｓ４−３）。

全てのサンプリングデータにおいて、閾値より大きなものがなければ、ＵＷ非検出処理（ステップＳ５）を行い、次のデータの処理開始指示（ステップＳ７：Ｙｅｓ）があるまで、サンプリング位置判定処理を停止させておく（ステップＳ６）。

［データ抽出部８３］
ＵＷ検出部８２からのサンプリング位置情報に基づき呼接続データを抽出する。図１５は、ＵＷパターンと抽出データの関係を示す図である。ＵＷパターン（ＵＷ）位置の後に呼接続データ(ＩＤ１，ＩＤ２)を配置するフレーム構成とすることにより、ＵＷ検出ができれば、その後のデータを順次抽出すればよい。例えば、ＩＤ１＝自局番号、ＩＤ２＝接続先番号である。

図１６は、サンプリング位置判定結果の確定タイミングと抽出データの取り込みタイミングの関係を示す図である。上記のマッチドフィルタ８１の説明と関連して説明したように、２ＭＨｚのクロックで処理を行うと余裕時間が生じる。したがって、ＵＷパターンに最後のサンプリングデータＡに対するＵＷ検出タイミングＤＴ後に配置される呼接続データＢに対して、遅延処理をせずに、処理することができる。

結果として、図１７に１シンボル１ビット伝送における呼接続データ抽出イメージを示す。図１７において、サンプリング位置ＤＴ情報に基づくイネーブル信号ｂを生成し、復調データａをラッチすれば、シンボル単位のデータｃを抽出できる。

このように、ＢＴＲ機能を用いなくても、本発明に従い、フレーム同期(ＵＷ検出)機能を各サンプリングデータに対して行うことにより、最適点の呼接続データを抽出することが可能となる。

［オープンアパーチャによるデータ抽出］
図３に示したようにフレームには復号処理に必要とする各ビットパターンが存在する。データはフレームにおいて、各々のビット長(既知)位置が定められているが、無線通信においては、バースト的に受信される信号からフレームの先頭を確実に検出するのは難しい。このために、あらかじめフレーム長を定義してビット位置を確定することができない。

しかし、ＵＷパターンの後に抽出すべきデータが存在すれば、ＵＷパターン検出位置から、抽出すべきデータを取り出すことが可能になる。ＵＷ検出がオープンアパーチャで検出する事から、必然的に呼接続データもオープンアパーチャで検出できる。

［１シンボル１ビット／ｎビットの異なるフレームにおける回路共通化］
上記説明において、１シンボル１ビットのフレームにおける実現方法を説明してきた。しかし、受信条件が悪い環境下では、１シンボルｎビットのフレームである場合がある。このような異なるフレームの場合でも、上記実施例と同様な構成で本発明の目的を実現する実施例について以下に説明する。

図１８に１シンボルｎビット伝送を行う理由が示される。すなわち、図１８Ａに示すように、受信条件が良好な環境では、１シンボル１ビットで送信しても受信側では、それぞれの受信ビットの受信レベルは、認識レベルを超えている。したがって、そのまま処理が可能である。

これに対し、受信条件が悪い環境では、受信ビットの受信レベルは認識レベル以下である。したがって、図１８Ｂに示すように、１シンボルを２ビット(ｎ＝２)で送信すると、それぞれの受信ビットは認識レベル以下であるが、２つのビットが同等の受信レベルであれば、これらをベクトル加算することにより受信レベルを３dB(２^１)上げることができる。なお、他のシンボルデータとの加算の場合は、レベルは大きくならない。

このような要求は、特に発呼時に、通話先電話の相手がどのような条件にいるかわからないために求められる。

１シンボルｎビット伝送におけるフォーマット変換処理に対する基本的な考え方は、先に説明したフォーマット変換部８０における１シンボル１ビット伝送時と変わらない。図１９は、ｎ＝２としたときの図９に示すフォーマット変換部８０の動作に対応するフォーマット変換部８０の動作と構成を示す図である。

変更する点は、１シンボルに対するサンプリングデータが増える(つまり、１シンボル２ビット伝送の場合、１シンボルで４サンプリングデータ。これが２回送信されるので、計８サンプリングクロックのデータが発生することになる。)。これに伴い変更すべき点は、サンプリングデータ別に分けるためのカウンタ(図９ａ参照)のビット数を増やすこと、即ち、アドレス制御の変更が必要である。さらに、格納するメモリ８００のメモリ領域を増やすことが必要という２点だけである。すなわち、図１９の例では、書き込みアドレス及び読み出しアドレス生成のためのカウンタ８００-１,８００-２を２５６進としている。

マッチドフィルタ８１は同じ構成でよい。

さらに、ＵＷ検出部８２の構成は、単純にサンプリング数が増えただけであって、基本的回路構成は図１２に示した構成と変わらない。図２０は、１シンボル２ビット伝送とした時のＵＷ検出部８２の構成を示す図である。１シンボル４サンプリングデータが２回連続して送られ、８サンプリングデータに対応するために、サンプリングカウンタ８２１が、８進のカウンタに変更される。さらに、これに対応して８つのサンプリングデータ保持回路８２３−１〜８２３−８が備えられる。

図２０におけるサンプリング位置判定部８２４の動作は、先に説明した図１３、図１４において説明した４つのサンプリングデータに関する動作に対し、８つのサンプリングデータから最適なサンプリング点を検出するために、８番目のサンプリング位置まで判定処理が繰り返される点を除き全く同様である。

図２１に１シンボルｎ（＝２）ビット伝送時の呼接続データ抽出イメージを示す。１シンボル２ビット伝送時のデータ抽出も単純にサンプリング数が増えただけで、データ抽出回路８の基本的回路構成は変わらない。復調データａに対し、サンプリング位置情報に基づくイネーブル信号ｂの位置のみが変わるだけである。図２１では、各シンボルに対し、５番目のサンプリング点を抽出データのサンプル位置として抽出データｃが得られる。

以上図面に従い説明したように、本発明によりクロックジッタの発生をなくし、安定したデータの抽出が可能である復調回路が提供可能である。さらに、ＢＴＲ機能における引き込み(位相収束)時間に拘束されないので、呼接続処理を速くすることが可能な復調回路が得られる。

復調処理の要素技術を示す図である。クロック再生（ＢＴＲ）回路９の処理を説明する図である。また、図３は、呼接続用のフレームフォーマット例である。呼接続用のフレームフォーマット例である。クロック再生（ＢＴＲ）回路９のＢＴＲ機能の引き込み特性を示す図である。受信感度に対応するシンボルデータの送信、受信方法を示す概念図である。図５の送信方法に対応する受信構成を説明する図である。サンプリング信号単位にフレーム同期検出を行うための一処理方法を説明する図である。復調回路において、マッチドフィルタ（ＵＷ検出）機能を実現する本発明に従う実施例構成を示す図である。フォーマット変換部８０の動作を説明する図である。マッチドフィルタ８１の機能ブロック構成例を示す図である。図１０のマッチドフィルタ８１の動作を説明する図である。ＵＷ検出部８２の機能構成ブロック図である。サンプリング位置判定部８２４によるサンプリング位置判定動作フローを示す図である。図１３の動作フロー中のサンプリング位置情報更新ステップの動作を説明する図である。ＵＷパターンと抽出データの関係を示す図である。サンプリング位置判定結果の確定タイミングと抽出データの取り込みタイミングの関係を示す図である。１シンボル１ビット伝送における呼接続データ抽出イメージを示す図である。１シンボルｎビット伝送を行う理由を説明する図である。ｎ＝２としたときの図９に示すフォーマット変換部８０の動作に対応する動作と構成を示す図である。１シンボル２ビット伝送とした時のＵＷ検出部８２の構成を示す図である。１シンボルｎ（＝２）ビット伝送時の呼接続データ抽出イメージを示す。

符号の説明

７同期検出（ＵＷ検出）部
８０フォーマット変換部
８１マッチドフィルタ
８２ＵＷ検出部
８、８３データ抽出部
９ＢＴＲ機能部

Claims

復調データの同期を検出して得られるサンプリングタイミング情報を出力する同期検出回路と、前記サンプリングタイミング情報に基づき、前記復調データをラッチしてデータを抽出するデータ抽出回路を有し、
前記同期検出回路は、前記復調データの１シンボルをｎオーバーサンプリングしたデータに対して、複数のシンボルの同じサンプリングタイミングのデータごとに順に書き込み、アドレス順に読み出し制御を行う、フォーマット変換メモリと、
前記フォーマット変換メモリから順に読み出されるデータの所定数のビットを対応するビット数のユニークワードとビットごとに比較し、その比較結果を累積して相互相関データとして出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタの相互相関データ出力が、最大レベルとなるサンプリングタイミングを最適点情報として出力するユニークワード検出部とを有し、
前記データ抽出回路は、前記ユニークワード検出部から出力される最適点情報のタイミングで前記復調データをラッチし、出力する
ことを特徴とする復調回路。
復調データの同期を検出して得られるサンプリングタイミング情報を出力する同期検出回路と、前記サンプリングタイミング情報に基づき、前記復調データをラッチしてデータを抽出するデータ抽出回路を有し、
前記同期検出回路は、前記復調データの１シンボルをｎオーバーサンプリングしたデータに対して、複数のシンボルのサンプリングタイミングのデータをアドレス順に書き込み制御し、複数のシンボルの同じサンプリングタイミングのデータごとに順に読み出し制御を行う、フォーマット変換メモリと、
前記フォーマット変換メモリから順に読み出されるデータの所定数のビットを対応するビット数のユニークワードとビットごとに比較し、その比較結果を累積して相互相関データとして出力するマッチドフィルタと、
前記マッチドフィルタの相互相関データ出力が、最大レベルとなるサンプリングタイミングを最適点情報として出力するユニークワード検出部とを有し、
前記データ抽出回路は、前記ユニークワード検出部から出力される最適点情報のタイミングで前記復調データをラッチし、出力する
ことを特徴とする復調回路。
請求項１または２において、
前記データ抽出回路により抽出されるデータは呼接続情報を有することを特徴とする復調回路。
請求項３において、
前記データ抽出回路によりラッチされる復調データのフォーマットは、ユニークワードの後に呼接続情報が付加されていることを特徴とする復調回路。
請求項１または２において、
前記復調データは、１シンボル１ビット若しくは、１シンボル多ビットのフレームフォーマットを有することを特徴とする復調回路。