JP2007282217A

JP2007282217A - 復調回路

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Publication number: JP2007282217A
Application number: JP2007091835A
Authority: JP
Inventors: Tarik Aouine; タリックアウイン; Frederic Coutant; フレデリッククトン; Michel Gaeta; ミッシェルガエタ
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: CN101052028B; JP4967757B2; FR2899417A1; US7482862B2; CN101052028A; FR2899417B1; US20070230624A1; DE102007000196A1

Abstract

【課題】本発明は、受信信号がＦＳＫかＡＳＫ信号であるかの認識または決定せずに信号を復調する。
【解決手段】本発明の復調回路は、受信信号を振幅変動情報と周波数変動情報の両方が一定表現に変換される変更信号表現に変換するよう構成されている変換回路と、受信信号を一定表現に基づいて復調するため変更信号表現を処理するよう構成されている処理回路とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、周波数偏移変調（ＦＳＫ）および／または振幅偏移変調（ＡＳＫ）受信信号を復調可能な復調回路に関するものである。

ＦＳＫ受信信号もＡＳＫ受信信号も復調可能な従来技術の復調回路は、一般的に２種類のうちの１つである。1種類目の回路は、前記ＦＳＫまたはＡＳＫ復調器のいずれかの出力を選択するためのコントロールスイッチのみならず、専用復調器を2つすなわち第１のＡＳＫ専用復調器１つと第２のＦＳＫ専用復調器１つを含む。このような復調回路は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３から周知である。もう1種類の復調回路は、ＦＳＫ復調器１つとＡＳＫ復調器１つおよび論理回路１つを含む。前記の２つの復調器の復調結果に基づいて、前記論理回路は有効な復調器を選択する。あるいは前記論理回路は、最初の復調結果に基いて次の復調と一体で復調するかどうかを決定することもある。このような復調回路は、例えば、特許文献４から公知である。

このような回路は、かなりの量のハードウェアリソースを含み、集積回路で実行される際かなりの量のダイスペースを占め、および／または同時または順次に２種類の復調を行うために高い計算負荷をもっている。

両種類の復調回路は、ＦＳＫトーンのうち１つがノイズフロアに接近しているトーンなど低振幅から成る可能性のある低質またはダメージ信号を復調するとき、十分に復調しないこともある。

このような信号は、従来技術のＦＳＫ復調技術で符号化することが難しく、ＡＳＫ実信号として認識されないことになる。たいてい送信装置は低コストで複雑性が低く、また作動許容範囲が狭く伝送性が低い小型回路である可能性があるので、このよう低質ＦＳＫ信号は、遠隔制御アプリケーションでは珍しくない。前記信号が騒々しい無線環境の中で伝送または受信されるとき、その問題が悪化するかもしれない。

ＦＳＫ／ＡＳＫの二重能力を対象としないが、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載のＦＳＫ仕様復調器を参照することもある。
加国特許出願公開第２３０６８４６号明細書欧州特許出願公開第１５８９７１４号明細書米国特許出願公開第２００５／００６３４９１号明細書欧州特許出願公開第１１８７３４６号明細書仏国特許出願公開第２８４６８１４号明細書仏国特許出願公開第２８４６８１５号明細書仏国特許出願公開第２８４６８２５号明細書仏国特許出願公開第２８５９３３６号明細書

本発明は、上記問題点を解決するものであり、受信信号がＦＳＫかＡＳＫ信号であるかの認識または決定をせずに信号を復調可能な復調回路を提供するものである。

上記問題点を解決するものは、下記の通りである。

（１）受信信号を復調するための復調回路であって、前記受信信号を振幅変動情報と周波数変動情報の両方が一定表現に変換される変更信号表現に変換するよう構成されている変換回路と、前記受信信号を前記一定表現に基づいて復調するため前記変更信号表現を処理するよう構成されている処理回路とを含むことを特徴とする復調回路。

（２）前記受信信号がその複合ベースバンド表現を含み、前記振幅変動情報および前記周波数変動情報が複合ベースバンド空間で一定表現に変換されるように、前記変換回路が変換をかけるよう構成されていることを特徴とする上記（１）に記載の復調回路。

（３）前記変換がオフセット参照原点に対して信号値を偏移させるための偏移変換から成ることを特徴とする上記（２）に記載の復調回路。

（４）さらに、元の原点から前記オフセット参照原点までの前記偏移変換を表す基準−偏移パラメータを計算するよう構成されている基準−偏移演算回路を含むことを特徴とする上記（３）に記載の復調回路。

（５）前記基準−偏移パラメータが複合ベースバンド空間の偏移ベクトルであることを特徴とする上記（４）に記載の復調回路。

（６）前記オフセット参照原点が前記受信信号の信号成分に近接するように、前記基準−偏移演算回路が前記基準−偏移パラメータを計算するよう構成されていることを特徴とする上記（４）に記載の復調回路。

（７）前記オフセット参照原点が前記受信信号の信号成分と実質的に一致するよう定められることを特徴とする上記（６）に記載の復調回路。

（８）前記信号成分が、交互に変化する複数個の信号成分として表されるメッセージの第１信号成分であることを特徴とする上記（６）に記載の復調回路。

（９）前記基準−偏移演算回路が、前記信号成分での変更を調和させるため前記基準−偏移パラメータを更新および別の信号成分が存在するとき更新を停止するよう構成されていることを特徴とする上記（４）に記載の復調回路。

（１０）さらに、前記変換回路の上流部に配置された信号調整回路を含み、前記信号調整回路が前記受信信号を複合ベースバンド表現に変換するよう構成されていることを特徴とする上記（１）に記載の復調回路。

（１１）前記処理回路が、前記オフセット参照原点に相対的に近接する前記信号成分により複数個の信号成分を識別するよう構成されていることを特徴とする上記（３）に記載の復調回路。

（１２）さらに、前記処理回路が、複合ベースバンド空間の前記オフセット参照原点に対して前記信号値のベクトル長さを計算するよう構成されているモジュラス演算回路と、前記ベクトル長さを近接閾値と比較するよう構成されている比較回路を含むことを特徴とする上記（１１）に記載の復調回路。

（１３）さらに、信号成分値の荷重平均に基づいて前記近接閾値の適応計算を行うよう構成されている近接閾値演算回路を含むことを特徴とする上記（１２）に記載の復調回路。

（１４）さらに、前記近接閾値の初期値を計算するよう構成されている初期値演算回路を含むことを特徴とする上記（１３）に記載の復調回路。

（１５）前記初期値演算回路が、Δfが搬送周波数の片側にあるＦＳＫ周波数成分の周波数偏移を表し、bandがサンプリング周波数に基づいてパラメータを表している式sin (π * Δf / band) * (modulus (basis-shift))にしたがって前記近接閾値の初期値を計算することを特徴とする上記（１４）に記載の復調回路。

また、上記問題点を解決するものは、下記の通りであってもよい。

受信信号復調するための復調回路であって、前記受信信号を複合ベースバンド表現で処理するよう構成されている複合ベースバンド処理と、前記受信信号の前記複合ベースバンド表現を処理し、そこで複数個の信号成分を前記信号成分の振幅および周波数変動により識別するよう構成されている識別回路とを含むことを特徴とする復調回路。

また、上記課題を解決するものは、下記の通りであってもよい。

信号を受信するための受信機であって、上記復調回路を含むことを特徴とする受信機。

信号を復調する方法であって、前記信号を振幅変動情報と周波数変動情報の両方が一定表現に変換される変更信号表現に変換することと、前記信号を前記一定表現に基づいて復調するため前記変更信号表現を処理することとを含むことを特徴とする方法。

さらに、上記方法は、前記復調信号を記憶媒体に保存することを含むことが好ましい。

信号を復調する方法であって、前記信号を複合ベースバンド表現で処理することと、振幅と周波数変動の組合せにより複数個の信号成分を識別するため前記信号の前記複合ベースバンド表現を処理することとを含むことを特徴とする方法。

さらに、上記方法は、記憶媒体に前記識別信号を保存することを含むことを特徴とすることが好ましい。

実行アルゴリズムを保存しているコンピュータ読取り可能な記憶媒体で、プロセッサで実行時に上記方法を実行する記憶媒体。

さらに、前記記憶媒体は、半導体メモリを含むことを特徴とする上記のコンピュータ読取り可能な記憶媒体であることが好ましい。

本発明の復調回路によれば、受信信号がＦＳＫかＡＳＫ信号であるかの認識または決定をせずに信号を確実に復調できる。

図１に関して、受信機１０は無線通信信号の受信および復調について示されている。例えば、前記無線通信信号は、ＦＳＫおよび／またはＡＳＫ信号の場合もある。前記受信機１０は、例えば遠隔制御キーまたはキーカードから送信された遠隔制御信号を受信するため車両またはビルセキュリティシステム内で利用されることもあれば、無線ＡＳＫまたはＦＳＫ変調信号もしくは前記ＦＳＫ成分のうち１つが復調を困難または不安定にする低振幅をもつ可能性のある低質またはダメージＦＳＫ信号を受信および符号化できることが望ましい場合に利用されることもある。

前記受信機１０は、アンテナ１４から無線周波数入力信号を受信するアナログ無線周波数（RF）前端ステージ１２を含み、処理回路１６による処理ができる状態の受信信号を出力する。前記RF前端ステージ１２は、部分的に前記受信信号をフィルターにかけ、前記受信信号を処理回路１６によるデジタル化およびデジタル処理に適した中間周波数（IF）信号にダウンコンバートすることもある。

前記処理回路１６は、１つまたはそれ以上の集積回路によって実行されることもある。例えば前記処理回路１６は、特定用途向け集積回路（ASIC）によって実行できる。前記処理回路１６は、信号デジタル化および調整部１８、相関器２０、検出器２２、および復調器２４を含む。前記復調器２４は、調整部２６とメッセージ予測部２８を含む。前記メッセージ予測部２８は、初期化部３０と意思決定部３２を含む。前記メッセージ予測部２８は、出力３４で復調符号を生成する。前記の処理回路の異なる１８から３２の部は、個別のハードウェア専用回路、選択的に設定可能なハードウェア回路、プロセッサ（例えばデジタル信号プロセッサ（DSP））によって実行されるソフトウェア（例えば処理アルゴリズム）、またはこれらのいずれかの組合せとして実行されることもある。ソフトウェアによる実行の場合、略図面に処理モジュールおよび／または処理ステージを介した情報の流れが示されていることが望ましいが、実行時間についての制限はない。

前記信号デジタル化および調整部１８は、前記受信機１０が使用されている環境に応じて以下の、アナログからデジタルへの変換、複合ベースバンドへの変換、固定デジタルフィルタリング、制御可能な適応デジタルフィルタリングのうちの１つもしくはそれ以上の機能を実行する。前記フィルタリング機能は、復調を妨害しうるノイズおよびコヒーレント干渉構成部品を取り除くことである。このような機能性の詳細は周知の事実であり、例えば、上記の仏国特許出願公開第2846814号明細書、2846815号明細書、2846825号明細書、および2859336号明細書に明示されている。

前記相関器２０は、前記信号のノイズをさらにフィルターにかけ、前記複合ベースバンドの信号を予測するため相関関数を適用する。

前記複合ベースバンドの中で、ＡＳＫまたはＦＳＫ復調の各成分は、実数または虚数部分座標軸で表される座標の１点として表されることもある。振幅情報および周波数情報は、前記の実数および虚数の座標軸に対して極座標として表されることもある。振幅情報は、前記座標軸の原点から前記信号点までのベクトル長さで表されることもある。周波数情報は、前記ベクトルの極角で表されることもある。したがって、異なる周波数は、異なる極角として表されることもある。複合ベースバンドへの変換は、前記受信信号のダウンコンバートによって実行されることもある。前記変換は、さらに相関ステッップを含むこともある。

例えば、図２（ａ）を参照すると、１つのＦＳＫ信号の高低周波数トーンFHおよびFLは、原点Oに対して異なる角度をもつ点でそれぞれ表される。前記トーンFHおよびFLの振幅がほぼ等しいと仮定すると、前記原点からの距離はほぼ等しい。前記複合ベースバンド内の前記FHとFLとの間の特定の角度関係は、前記ＦＳＫトーンをＦＳＫとして検出および復調できるようにするため上記仏国特許出願公開第2846814号明細書、2846815号明細書、2846825号明細書、および2859336号明細書ですでに使用されてきた。

図２（ｂ）を参照すると、ＡＳＫ信号の前記高低振幅成分AHおよびALは、それぞれ同じ極角をもつが原点までの距離（例えばベクトル長さ）は異なる。このような場合、上記仏国特許出願公開第2846814号明細書、2846815号明細書、2846825号明細書、および2859336号明細書の技術は、前記成分間で角度が異ならないので前記ＡＳＫ成分を復調できない。

図２（ｃ）は、前記周波数トーン（例えばFH）のうち１つが他の周波数トーン（FL）よりもはるかに低い振幅をもつ低質またはダメージＦＳＫ信号を表す。このような場合、前記周波数トーンを表す前記の２点は、極角も異ベクトル長さも異なっており、前記２点がＡＳＫまたはＦＳＫ復調のいずれととも結びつき難くなる。場合によっては、より低い振幅トーンは低すぎるため、例えば原点Oに接近するなど、ノイズフロアに達する。

本発明の実施形態により、周波数変動情報も振幅変動情報も一定表現で表されるように、前記複合ベースバンド表現の図２（ａ）から２（ｃ）の前記トーンが変換される。前記一定表現はその後前記信号を処理し、前記信号で変動する周波数および振幅情報のいずれかに基づいて、または周波数と振幅の両方が変動する場合両情報を組合せて前記信号を復調する。

図３（ａ）から３（ｃ）を参照すると、本発明の実施形態に係る前記の変換は、原点オフセットすなわち複合ベースバンド空間の前記信号成分４２のうち１つと実質的に一致または近似または近い新しい原点オフセット参照原点４０を定める。図３（ａ）の場合、図２（ａ）の前記周波数トーンFHが使用される。前記の元の原点と前記オフセット原点との違いは、相対的偏移すなわち「基準_偏移」複合値３６によって定められる。それから図２（ａ）の前記周波数トーンFHとFLの２成分４２と４４は、前記信号成分が実際に周波数および／または振幅で分かれているかどうかに関わらず、前記オフセット参照原点４０への相対的近似に基づいてそれぞれ識別される。図３（ａ）から３（ｃ）では、前記オフセット参照原点４０は、前記信号成分の１つ例えば第１信号成分４２として表される第１受信信号成分に一致するよう定められる。したがって図３（ａ）では、図２（ａ）の前記トーンFHが第１信号成分４２として選択され、図３（ｂ）では図２（ｂ）の前記トーンALが、図３（ｃ）では図２（ｃ）の前記トーンFLが選択される。各図３（ａ）から３（ｃ）にみられるとおり、前記オフセット参照原点４０を計算するため設定および使用される前記第１信号成分４２は、常に前記オフセット参照原点４０上またはその付近にある一方、第２信号成分４４は前記オフセット参照原点４０からさらに離れている。つまり、前記複合ベースバンドの原点オフセットが計算され、前記信号の成分のうち少なくとも１つの周波数および／または振幅特性に応じて前記原点を移動させるであろう原点オフセット（すなわち新しいオフセット参照原点）を表す。前記の新しい参照原点は、前記信号成分の１つの周波数および／または振幅特徴と一致することもある。この表現で、前記信号成分のうち１つは、前記の新しい参照原点上（または比較的近くに）位置付けることで表される。その他の信号成分は、前記の新しい参照原点上に（または比較的離れて位置する）存在しないことで識別できる。前記信号の2成分が振幅（例ＡＳＫ）、振動数（例ＦＳＫ）、またはその両方（例低質またはダメージＦＳＫ）において異なるどうかにかかわらず、この一定表現は等しく有効である。

図４（ａ）から４（ｃ）を参照すると、第２信号成分４４は、前記オフセット参照原点４０に対するベクトル長さ４６により第１信号成分４２と識別される。前記ベクトル長さ４６は振幅を表す。前記オフセット参照原点４０の近似値は、前記オフセット参照原点４０周囲の近似閾値３８（「エネルギー閾値」とも称する）によって判断されることもある。前記エネルギー閾値３８が定める円の内側に収まる振幅の値（前記オフセット参照原点４０に対する）は、前記オフセット参照原点４０に近接する信号値として識別される。前記エネルギー閾値３８が定める円から外れる値は、別の信号値として識別される。つまり、信号成分が実質的に前記オフセット参照原点上またはその点から離れているかどうかが検出される。前記オフセット参照原点に対し信号のベクトル長さを測定および測定したベクトル長さを閾値（すなわちエネルギー閾値）と比較することによって、上記の検出が可能である。短いベクトル長さ（例えば前記閾値よりも小さい）は、前記オフセット参照原点に一致する前記信号成分を表すこともある。長いベクトル長さ（例えば前記閾値よりも大きい）は、前記オフセット参照原点から離れた前記信号成分を表す。

前記エネルギー閾値３８の大きさは、前記の異なる種類の復調に応じて、および前記の信号2成分の振幅および／または周波数間隔により変動することが望ましい。しかし、周波数変動情報も振幅変動情報も、またはそれらの組合せ識別するのに当該技術は適用可能である。つまり、同じ技術がＡＳＫとＦＳＫ成分の両方に等しく有効である。

前記信号成分は、例えば単独メッセージの間であってもノイズまたはドリフト、もしくは受信機内のフィルタリングおよびサンプリングエラーにより長期にわたり変動することがあるので、前記複合ベースバンド空間のオフセット参照原点４０の位置および／または前記エネルギー閾値３８の大きさは、これらのパラメータのうち１つもしくは両方が前記信号成分の変更を追跡可能であるよう更新されることもある。

さらに、前記信号成分のうち１つのみ受信されたかもしれないとき、前記オフセット参照原点４０および前記エネルギー閾値３８に対する初期値は、初期化部３０によって計算される。その後これらの初期値は、前記信号成分が受信されるにつれ、動的に更新され前記信号成分に適応する。メッセージが開始されたら直ちに当該技術を適応可能にするよう概算の初期値を計算するため、前記の値を適応し前記信号の実際の成分を追跡するため、実施形態に修正が加えられることもある。

図５を参照すると、前記初期化部３０は、平均化部５０、モジュラス演算部５２、前記モジュラス演算部５２の出力に定数値５６を掛けるための乗算器５４を含む。前記平均化部５０は、新しいメッセージ開始時に、前記複合ベースバンド空間の信号点を予測する。前記平均化部５０は、前記信号値の初回Nサンプルを平均する。Nの値はおそらく3から10の間である。例えばNは5のこともある。前記平均化部５０は連続して作動し、また前記検出器２２によって新しいメッセージ（または関心対象信号）が検出されるとき始動することもある。前記信号点の値を予測することによって、初期オフセットは、前記オフセット参照原点（すなわち前記の個々の信号値と一致するために前記原点を移動させるためのオフセットまたは基準−偏移）に対し抽出される。この初期値は、前記初期基準−偏移信号５８のような前記意思決定部３２への出力である。

前記エネルギー閾値３８に対する初期値は、前記複合ベースバンド空間の標準原点と前記基準−偏移によって定められた前記オフセット参照原点との距離に基づいて計算される。メッセージ開始時、前記信号２成分のうち第１成分のみ確認されるかもしれないが、前記初期値は、前記信号２成分の間の予測中途閾値または中間閾値を表す。それにもかかわらず、前記エネルギー閾値３８に対する初期値は、前記の予測変調のパラメータにしたがって計算されることもある。例えば、中心周波数よりも上および下の周波数偏差fに分けられたトーンFHとFLそれぞれ含むＦＳＫ変調の場合、前記初期エネルギー閾値信号６０は以下の式で計算される。

Energy_threshold = sin (π * Δf / band) * (modulus (basis_shift)).
上式ではbandはサンプリング周波数の２分の１を示す。

この計算は、ＦＳＫ仕様から導きだすこともある。前記f およびサンプリング周波数により、前記ＦＳＫトーン間の最短距離（ベクトル長さ）を効率的に定められる。図６を参照すると、複合ベースバンド空間の前記２トーンFHとFLの間の極角は、半径2πΔf/bandとして表されうる。図６の値「A」は、前記トーン（等振幅と仮定して）の振幅に一致する。前記２トーン間の距離は、Aを乗じたこの角度の半分の正弦の２倍で定められる。前記の２周波数の間の中途閾値は、距離A sin (πΔf/band)の半分に一致する。

前記の数値「A」は、前記基準−偏移信号５８のモジュラスで表されることもある。前記モジュラスの一次試算は、前記基準−偏移信号５８の実数および虚数成分の絶対値の合計として前記モジュラス演算部５２によって計算できる。前記一次試算により、通常モジュラス計算に必要な二乗および平方根の計算を省き、ひいては数値計算の負荷が減る。前記エネルギー閾値信号６０の値は、このように乗算器５４によって生成され、そこでは前記定数値５６はsin (πΔf/band)の値に一致する。この値は、前記復調器が対象となる信号のパラメータによる定数値として事前に定めることもできる。

図７は図１に詳細に示す前記復調器２４の前記意思決定部３２を表す。前記意思決定部３２は、前記基準−偏移信号５８の初期値と前記エネルギー閾値信号６０の初期値、および前記復調器２４（図１参照）の調整部２４を通過後の前記相関器２０によって生成される前記複合相関信号６２を入力として受信する。詳細に示されていないが、前記調整部２６は、予測されたＦＳＫまたはＡＳＫ信号の一定信号成分の持続期間（Tchip）など目標のメッセージ特性を適合させるため、前記相関信号にフィルターかけおよびダウンサンプリングすることによって、前記信号を調整する。このような調整の目的は、1/Tチップよりもはるかに高い周波数をもつ信号成分を除外することによって、ノイズ比に対し前記信号を向上することである。

前記意思決定部３２は、以下の部で前記基準−偏移パラメータ値を更新するための第１更新部６４、前記エネルギー閾値パラメータ値を更新するための第２更新部６６、前記オフセット参照原点に対する前記信号を前記変換信号表現に変換するため前記基準−偏移変換を前記信号６２に適用するための変換部６８、および前記変換表現を処理するための処理部のうち１つもしくはそれ以上を含む。前記処理部は、前記オフセット参照原点に対する前記信号点のベクトル長さを計算するためのモジュラス演算部７０と、前記出力３４を生成するため前記モジュラス演算部７０のモジュラス出力を前記第２更新部６６の更新エネルギー閾値パラメータを比較するための比較器７２とを含む。

第１更新部６４は、前記出力３４のフィードバック信号７４によって制御される。前記フィードバック信号７４は、前記第１更新部６４の第１スイッチ７６および第２スイッチ７８を制御する。前記第１スイッチ７６は、更新を実行するために前記第１更新部６４が稼動しているかどうか制御する。前記オフセット参照原点４０が前記信第１信号成分４２に一致するように、前記オフセット参照原点が前記第１受信成分の変更を追跡するため、例えば前記第１信号成分４２など信号成分のうちの１つに対し更新が実行されることもある。さらに、前記第２受信成分４４が前記基準−偏移パラメータの値に影響を与えるのを避けるため前記第２信号成分４４の受信時に更新が停止されることもある。前記第１スイッチ７６は、以下詳細の第２スイッチ７８の反応に応じて、０または X(t) が前記複合相関信号６２であるΓ(t)を表す前記基準−偏移A(t) = (1-μ1)*A(t-1)+ μ1*X(t)の更新方程式で忘却因子“μ1” として使用するための定数値cst、または前記基準−偏移信号５８の初期値のいずれかを選択することによって、前記の更新を制御する。前記調整部２６で実行された前記調整（すなわち低域通過フィルタリングおよびダウンサンプリングなど）が原因で、安定信号成分が１Tchip期間に安定値Γ(t)に至らないこともある。前記複合基準−偏移パラメータによって求められた値は、少なく見積もってある場合がある。このようなひずみを修正するため、一定補正係数Kが乗算器８０によって適応される。前記の値Kは、約4分の5である。

前記第１更新部６４と平均化部５０は総合して前記基準−偏移パラメータを計算するための基準―偏移演算部を表すこともある。

前記第２スイッチ７８は、第１変更検出器７８ａによって検出された出力切替についての各メッセージでの第１誘因に反応する。前記第２スイッチ７８は、前記基準−偏移パラメータ信号５８の初期値または前記複合相関信号６２の電流値に基づいて、前記第１更新部６４が更新計算を行うかどうか選択する。最初に、前記の初回基準−偏移信号５８が使用されることもあり、初回変更後、前記複合相関信号６２が使用されることもある。

前記第１信号成分４２および第２信号成分４４が受信されるにつれ前記閾値がこの信号２成分に適応するように、前記第２更新部６６は前記エネルギー閾値パラメータ３８に平滑関数を適用する。前記平滑関数はE(t) = (1-μ2)*E(t-1) + μ2*Y(t) で表され、上式ではE(t) は前記エネルギー閾値パラメータ３８を表し、μ2 は忘却因子を、およびY(t) は前記オフセット参照原点に対する信号ベクトルのモジュラス（すなわち前記モジュラス演算部７０の出力）を表す。両信号成分が前記エネルギー閾値パラメータ３８の値に影響を与えるように、前記第２更新部６６は連続して更新を実行する。

前記初期化部３０のモジュラス演算部５２と同じように、数値計算の負荷を減らすため、前記意思決定部３２のモジュラス演算部７０は、数値計算負荷を減らすため、前記モジュラスの一次近似値を前記複合信号の実数および虚数成分の絶対値の合計として計算する。

前記比較器７２は、前記モジュラス信号Y(t)の出力を前記エネルギー閾値パラメータE(t)と比較することによって前記出力信号３４を生成する。前述の説明のとおり、前記モジュラス信号Y(t)は前記オフセット参照原点４０に対して前記電流信号のベクトル長さを表し、前記エネルギー閾値パラメータE(t)は、前記電流値Y(t)が、前記第１信号成分４２を表す前記オフセット参照原点に十分近接しているかどうか、または前記第２信号成分４４を表す前記オフセット参照原点から十分に離れているかどうか割り出すための閾値を表す。

図８（ａ）から８（ｃ）は、Y(t)とE(t)の値および、図２（ａ）から２（ｃ）、３（ａ）から３（ｃ）および４（ａ）から４（ｃ）の各信号に対する前記出力信号３４をそれぞれ表す。図８（ａ）から８（ｃ）で見て、前記E(t) 38の値は、各信号成分に対する前記の電流振幅Y(t)により若干ばらつく。

以下のアルゴリズムの説明は、デジタル信号プロセッサで前記復調器２４を実行するための実行アルゴリズムを表す。

復調アルゴリズム
入力
Γ: 変調調整後の相関データ
Δf : ＦＳＫ変調の最小周波数ずれ
Band: デジタル化および調整部１８を経てのバンド幅
μ1 : 基準＿偏移更新忘却因子
μ2: エネルギー閾値平滑忘却因子
k : 基準偏移同調定数
出力
データ復調符号
内部変動
基準＿偏移：基準―偏移（原点オフセット）に使用される複
素数
エネルギー閾値：符号決定に使用される比較値
定数：sin(pΔf/band)
関数表現
modul (X) = |real(X)| + |imag(X)|
sin : 正弦関数
平均: 積分時間の平均演算子:

受信信号検出時に開始
初期化
開始
一定時間内に基準―偏移演算
do
相関平均演算:
A(t) = mean(real(Γ(t))) +j mean(Imag(Γ(t)))
enddo
エネルギー閾値演算
E(t) = sin(pΔf/band) * modul(A(t))*k
出力初期化
Data = +1;
end
検出スイッチがオフになるまで
do
新規相関演算
B(t) =Γ(t)- A(t) * k;
Y(t)=modul(B(t));
符号更新
Data(t) = sign(E(t) -Y(t));
初回データ変更後
do
基準＿偏移更新
if data=+1
A(t)= (1-μ1) A(t)+ μ1*Γ(t);
endif
閾値更新
E(t) = (1-μ2) E(t) + μ2 * Y(t);
enddo
enddo
End

本発明の実施形態により、どちらの種類の復調が適応されるかについて積極的な決定を行わないでＦＳＫおよびＡＳＫ信号を復調するための復調技術を提供し、前記決定結果したがって適切な種類の復調を選択することを回避する。代わりに、信号がＦＳＫかＡＳＫ信号であるかの認識または決定をせずに前記復調技術で前記信号を復調可能である。前記復調技術は、このように信号の振幅変動情報と周波数変動情報にも反応し、したがって、前記ＦＳＫトーンのうち１つは、まさにノイズフロア以下など実質的に狭められた振幅をもつ低質またはダメージＦＳＫを正確に復調することができる。一般的な復調技術は、信号特性がメッセージ間に変わるときでさえ、ローバスト性があり、許容差の低い信号を正確に復調する。前記復調技術は、計算負荷について効果的であり、低コストの回路での実行にも適している。

上記記載は、本発明の実施例の単なる説明にすぎない。また、本発明に対する変更や開発、また均等物などは当業者には当然の範囲で認められ、また、以下に示す請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で適宜実施できるものである。

本発明の実施形態に係る無線通信信号を受信するための受信機を示した概略ブロック図である。複合ベースバンド座標空間のＦＳＫ、ＡＳＫ、および低質ＦＳＫ信号をそれぞれ示した略図である。一定表現にそれぞれにある図２の信号成分を表すためのオフセット参照原点の使用を示した略図である。図３の前記同一信号表現により異なる信号成分間で識別するため閾値の使用をそれぞれに示した略図である。図１の前記受信機の復調器の初期化部を示したブロック図である。図４の閾値の初期値が計算される場合の基準を示した略図である。図１の前記受信機の復調器の意思決定部を示した概略ブロック図である。図４に表示の前記閾値に基づいて復調された出力信号の生成をそれぞれに示した略図である。

符号の説明

１０受信機
１６処理回路
１８信号デジタル化及び調整部
２０相関器
２２検出器
２４復調器

Claims

受信信号を復調するための復調回路であって、
前記受信信号を振幅変動情報と周波数変動情報の両方が一定表現に変換される変更信号表現に変換するよう構成されている変換回路と、
前記受信信号を前記一定表現に基づいて復調するため前記変更信号表現を処理するよう構成されている処理回路
とを含むことを特徴とする復調回路。
前記受信信号がその複合ベースバンド表現を含み、前記振幅変動情報および前記周波数変動情報が複合ベースバンド空間で一定表現に変換されるように、前記変換回路が変換をかけるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の復調回路。
前記変換がオフセット参照原点に対して信号値を偏移させるための偏移変換から成ることを特徴とする請求項２に記載の復調回路。
さらに、元の原点から前記オフセット参照原点までの前記偏移変換を表す基準−偏移パラメータを計算するよう構成されている基準−偏移演算回路を含むことを特徴とする請求項３に記載の復調回路。
前記基準−偏移パラメータが複合ベースバンド空間の偏移ベクトルであることを特徴とする請求項４に記載の復調回路。
前記オフセット参照原点が前記受信信号の信号成分に近接するように、前記基準−偏移演算回路が前記基準−偏移パラメータを計算するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の復調回路。
前記オフセット参照原点が前記受信信号の信号成分と実質的に一致するよう定められることを特徴とする請求項６に記載の復調回路。
前記信号成分が、交互に変化する複数個の信号成分として表されるメッセージの第１信号成分であることを特徴とする請求項６に記載の復調回路。
前記基準−偏移演算回路が、前記信号成分での変更を調和させるため前記基準−偏移パラメータを更新および別の信号成分が存在するとき更新を停止するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の復調回路。
さらに、前記変換回路の上流部に配置された信号調整回路を含み、前記信号調整回路が前記受信信号を複合ベースバンド表現に変換するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の復調回路。
前記処理回路が、前記オフセット参照原点に相対的に近接する前記信号成分により複数個の信号成分を識別するよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載の復調回路。
さらに、前記処理回路が、複合ベースバンド空間の前記オフセット参照原点に対して前記信号値のベクトル長さを計算するよう構成されているモジュラス演算回路と、
前記ベクトル長さを近接閾値と比較するよう構成されている比較回路を含むことを特徴とする請求項１１に記載の復調回路。
さらに、信号成分値の荷重平均に基づいて前記近接閾値の適応計算を行うよう構成されている近接閾値演算回路を含むことを特徴とする請求項１２に記載の復調回路。
さらに、前記近接閾値の初期値を計算するよう構成されている初期値演算回路を含むことを特徴とする請求項１３に記載の復調回路。
前記初期値演算回路が、fが搬送周波数の片側にあるＦＳＫ周波数成分の周波数偏移を表し、bandがサンプリング周波数に基づいてパラメータを表している式sin (π * f / band) * (modulus (basis-shift))にしたがって前記近接閾値の初期値を計算することを特徴とする請求項１４に記載の復調回路。