JP2008236143A - 受信装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】π／４シフト−ＱＰＳＫ及び４値ＦＳＫの両変調信号に対して検波信号の位相角に基づきシンボルを判定する携帯型無線通信端末１０において、位相角判定を改善する。
【解決手段】微分器２１は検波器１９からの検波信号を微分する。判定器２２は、微分値がしきい値を上回るか否かを判定し、判定が正であれば、６値→２値判定器３０を選択し、否であれば、４値→２値判定器２９を選択する。４値→２値判定器２９は、＋３／４π→”０１”．＋１／４π→”００”，−１／４π→”１０”，−３／４π→”１１”のように、４値→２値判定を実行する。６値→２値判定器３０は、＋５／４π→”１１”．＋３／４π→”０１”．＋１／４π→”００”，−１／４π→”１０”，−３／４π→”１１”，−５／４π→”０１”．のように、６値→２値判定を実行する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ＰＳＫ変調信号の受信に対応できる受信装置、制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１は、ＰＳＫ（位相偏移変調：Phase Shift Keying）及びＦＳＫ（周波数偏移変調：Frequency Shift Keying ）のいずれの方式にも対応できる無線通信装置を開示する（特許文献１の段落０００１）。該無線通信装置としての無線通信端末は、送信機に関し（特許文献１の図１）、ユーザが該端末のモード切替ボタンをマニュアルで押下することにより、送信モードをＰＳＫ方式及びＦＳＫ方式のいずれかへ切り替わるようになっている（特許文献１の段落００２５及び図２）

特許文献１の基地局は、ＦＳＫ信号の周波数に基づき受信信号から生成したＩＦ信号の電力レベルを検出して、受信信号がＦＳＫ方式かＰＳＫ方式かを判別する（特許文献１の図９及び図１０の電力検出回路）。該基地局において、ＩＦ信号の電力レベルに基づきＦＳＫ方式及びＰＳＫ方式を区別できるのは、送信側の通信端末が、ＦＳＫ方式ではＰＳＫ方式より大電力で電波を送信するようにしているからであり（特許文献１の段落００３５〜００３７）、もし、通信端末が送信電力をＰＳＫ方式及びＦＳＫ方式共に等しくすれば、受信側で受信電力レベルに基づき受信信号についてＰＳＫ方式及びＦＳＫ方式を区別することは困難である。

特許文献２は、ＰＳＫ，ＦＳＫ，ＱＡＭの３方式をデマッピングすることができる受信デマッピンク装置を開示する（特許文献２の図１）。該受信デマッピンク装置では、パラメータを設定することにより所望のデマッピンク処理に切り替えるようになっているが（特許文献２の段落００２５）、受信信号の変調方式が３方式のどれになっているかを具体的に検出する方法については言及していない。
特開平１０−１９０７５５号公報 特開２００２−１１１７５４号公報

無線通信の規格にＥＩＡ／ＴＩＡ−１０２で規定化されているＡＰＣＯ Ｐｒｏｊｅｃｔ２５（以下「Ｐ２５」という。）がある。該Ｐ２５では周波数変調方式である４値ＦＳＫ（以下Ｃ４ＦＭ）と、位相変調方式であるπ／４シフトＱＰＳＫ（以下ＣＱＰＳＫ）との２つを変調方式として採用している。これらは１シンボル当たり２ビットの情報を持ち、４つの偏移を使用して情報を伝送する。

Ｃ４ＦＭ：＋１８００Ｈｚ・・・”０１”、＋６００Ｈｚ・・・”００”、−６００Ｈｚ・・・”１０”，−１８００Ｈｚ・・・”１１”。

ＣＱＰＳＫ：＋３／４π・・・”０１”．＋１／４π・・・”００”，−１／４π・・・”１０”，−３／４π・・・”１１”。

ＣＱＰＳＫにおいて４８００×１／秒のレートで伝送する場合、上記ＣＱＰＳＫの位相偏移はシンボル当たりの周波数偏移がＣ４ＦＭと等価になり、４値→２値変換が同一の処理で行える特徴を持つ。受信処理はこれらの原理により、変調方式によらずに処理を行うことが可能である。

図１３及び図１４はそれぞれＣ４ＦＭ及びＣＱＰＳＫの変調信号を検波後、フィルタリングした波形を示しており、俗にアイパターンと呼ばれる波形である。方式は異なるがシンボル点はまったく同じになるため、処理は特に変えずにデータを扱うことができる。

ＣＱＰＳＫは、変調帯域幅を狭くするために、ロールオフ率が０．２とかなり低く設定されている。その弊害として位相偏移が原点の近くを通過し、偏移の前後の影響によって逆位相（±５／４π）へまわることがまれに起こる。これが弱電界下での受信となるとノイズによってさらに逆位相を通過する確率が増大し、＋３／４π（０１）→−５／４π（１１）、−３／４π（１１）→＋５／４π（０１）となってシンボルエラーが起こる。

図１５はＰ２５のＣＱＰＳＫの変調信号の位相の変化を表したコンスタレーションである。ほぼ原点を通過する時があるのが分かる。図１４のＣＱＰＳＫのアイパターンで４値とは異なる部分（図１４のＰ１）に振幅が現れているのが確認できるが、これがその「逆位相」を回ったときの状態である。

本発明の目的は、ロールオフ率が低く設定されているＰＳＫ信号に対してもシンボルを的確に検出することができる受信装置、制御方法及びプログラムを提供することである。

本発明の他の目的は、さらに、ＦＳＫとＰＳＫとの両変調信号の受信に対応する場合に、両信号を的確に弁別して、ＰＳＫ固有のシンボル検出方式が、ＦＳＫ変調信号受信時のシンボルの的確な検出を阻害しない受信装置、制御方法及びプログラムを提供することである。

本発明のＰＳＫ信号は、−πより大で＋πより小の位相角範囲に等角度間隔にｎ（ｎは２以上の整数）個の位相角を設定し、各位相角に各シンボルを対応付けているものである。

本発明によれば、ＰＳＫ信号の検波信号がπを上回った場合には、該ＰＳＫ信号のシンボルは、前記ｎ個のシンボルの内、最小位相角に対応付けたシンボルと判断する。また、ＰＳＫ信号の検波信号が−πを下回った場合には、該ＰＳＫ信号のシンボルは、前記ｎ個のシンボルの内、最大位相角に対応付けたシンボルと判断する。

本発明の具体例によれば、ＦＳＫ及びＰＳＫのどちらかの信号を受信する場合に、現在の検波信号の微分値が所定のしきい値を上回っている場合に、受信信号はＰＳＫ信号であると判定する。

本発明の受信装置は次の手段を備えている。
−πより大で＋πより小の位相角範囲に等角度間隔にｎ（ｎは２以上の整数）個の位相角を設定し、各位相角に各シンボルを対応付けるＰＳＫを定義し、
ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が＋πを上回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断する第１のシンボル判断手段、及び
受信したＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が−πを下回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断する第２のシンボル判断手段。

本発明の受信装置制御方法は次のステップを有している。
ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が＋πを上回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断するステップ、及び
受信したＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が−πを下回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断するステップ。

本発明のプログラムは、前記受信装置の各手段としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、位相角が−π〜＋πの範囲外となっているＰＳＫ検波信号に対しても的確なシンボル評価を行って、シンボルエラーを抑制することができる。

本発明の具体例によれば、ＦＳＫ及びＰＳＫのどちらかの変調信号を受信する場合に、受信信号がＰＳＫ変調信号であることを的確に検出することができる。

携帯型無線通信端末１０（図７）の構成及び作用を説明する前に、図１〜図６を参照して、携帯型無線通信端末１０の作動原理について説明する。なお、携帯型無線通信端末１０は、無線通信の規格としてＥＩＡ／ＴＩＡ−１０２で規定化されているＡＰＣＯ Ｐｒｏｊｅｃｔ２５（Ｐ２５）に準拠しており、該Ｐ２５における周波数変調方式である４値ＦＳＫ（以下Ｃ４ＦＭ）と、位相変調方式であるπ／４シフトＱＰＳＫ（以下ＣＱＰＳＫ）との両方に対応している。図１は携帯型無線通信端末１０が受信するＣＱＰＳＫについての概念説明図である。

図１において、ＣＱＰＳＫでは、現在の位相角位置としてＩ−Ｑ平面上に８個、考えられる。現在の位相角位置がＩ−Ｑ平面上のＱ１であったとする。Ｑ１に対して、位相角が＋π／４、＋３π／４、−π／４及び−３π／４だけ変化した位相角位置をそれぞれＱ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５とすると、シンボル”００”，”０１”，”１０”，”１１”は，Ｑ１→Ｑ２，Ｑ１→Ｑ３，Ｑ１→Ｑ４，Ｑ１→Ｑ５の位相変化に対応付けられる。なお、Ｒａ，Ｒｂは、Ｑ１→Ｑ３の切り替わりの際の位相変化を示している。Ｒｂでは、位相変化が−５π／４と検出されてしまい、本来は”０１”であるにもかかわらず、従来の判定方式では、”１１”と間違った判定をしてしまう。携帯型無線通信端末１０はこれに対処したものである。

図２は携帯型無線通信端末１０がＣＱＰＳＫの各シンボルに対して対応付けている位相角（変化）及び２ビット情報を示している。すなわち、位相角＞＋πのときは、そのときのシンボルを、位相角＝−３π／４のシンボルであると判断する。また、位相角＜−πのときは、そのときのシンボルを、位相角＝＋３π／４のシンボルであると判断する。

図３は携帯型無線通信端末１０がＣ４ＦＭの各シンボルに対して対応付けている周波数及び２ビット情報を示している。携帯型無線通信端末１０では、ＣＱＰＳＫを４８００×１／秒のレートで伝送する。この場合、ＣＱＰＳＫの位相偏移はシンボル当たりの周波数偏移がＣ４ＦＭと等価になる。したがって、携帯型無線通信端末１０は、Ｃ４ＦＭの検波信号のシンボルから２ビット情報を検出するために、ＣＱＰＳＫの検波信号と同様に、検波信号の位相角に基づきＣ４ＦＭのシンボルを判定することができる。

携帯型無線通信端末１０が図２における位相角と２ビット情報との対応付けに基づき検波信号から２ビット情報を割り出す処理を以下、適宜「６値判定」と呼ぶことにする。また、従来どおり、位相角＞＋πのときは、位相角＝＋３π／４に対応付け、また、位相角＜−πのときは、位相角＝−３π／４に対応付けて、検波信号から２ビット情報を割り出す処理を以下、適宜「４値判定」と呼ぶことにする。

携帯型無線通信端末１０は、ＣＱＰＳＫの受信信号に対して６値判定を実施することにより、図１４及び図１５で説明した、ＣＱＰＳＫにおける「逆位相」を回ったときに生じるシンボルエラーを防止することができる。

しかしながら、携帯型無線通信端末１０がＣ４ＦＭ変調信号を受信しているときに４値判定ではなく６値判定を行う場合、ノイズが多く含まれるようなＣ４ＦＭ変調信号の検波信号からシンボルを検出しようとすると、上記±５／４π（＋５／４πとは位相角＞π、−５／４πとは位相角＜πを意味する。）の位相偏移に相当するシンボルを判定するためのしきい値を超えてしまう場合があり、Ｃ４ＦＭ変調信号の受信において、補正する必要のないシンボルまで補正することになって、逆にエラーが増加してしまうという副作用が生じる。

図４は受信レベルが低い場合のＣ４ＦＭ変調信号のアイパターンである。シンボル点がノイズによって幅を持ち、隣接するシンボルとのしきい値を超えるものが出始めている。この場合、±１８００Ｈｚの周波数偏移に相当するシンボル点の振幅が±５／４π位相偏移を判定するしきい値（＝±π）を超え、シンボル補正がかかってしまうおそれがある。

これに対処し、携帯型無線通信端末１０は、受信信号がＣＱＰＳＫ変調信号であるかＣ４ＦＭ変調信号であるかを見極め、ＣＱＰＳＫ変調信号である場合には、６値判定を実施し、Ｃ４ＦＭ変調信号である場合には、４値判定を実施する。携帯型無線通信端末１０が、受信信号がＣＱＰＳＫ変調信号であるかＣ４ＦＭ変調信号であるかを見極める方式について説明する。

図５はＣ４ＦＭにおいてＰＮ９の符号を変調したとき検波波形等を示すグラフである。また、図６はＣＱＰＳＫにおいてＰＮ９の符号を変調したとき検波波形等を示す図である。図５及び図６の上段の波形図は検波波形を示している。Ｃ４ＦＭの検波信号（図５）は変化が緩やかであり、ＣＱＰＳＫの検波信号（図６）は急激に変化していることが理解できる。

図５及び図６の中段の波形図は上段の検波波形を微分したグラフである。変化の大きいＣＱＰＳＫ（図６）は変化量の大きな部分が発生し、Ｃ４ＦＭ（図５）はそれほど大きな変化が見られない。そこで、しきい値を設定し、微分値が該しきい値以下のものはゼロとしたのが下段のグラフである。

Ｃ４ＦＭの波形（図５）には見られない出力が、ＣＱＰＳＫの波形（図６）には存在する。携帯型無線通信端末１０は、この出力を監視し、急峻な振幅変化が検出された場合は、ＣＱＰＳＫの受信信号と判断して６値判定を行い、ある一定の時間出力がなければ４値判定にしてシンボルデータをビットデータに変換するようにする。

携帯型無線通信端末１０では、受信信号について一旦ＣＱＰＳＫの判定を行うと、そのシステムで使用するフレームの最大時間の間は、該判定を保持するようにする。Ｐ２５の場合、音声フレームが１８０ｍｓであるので、受信信号がＣＱＰＳＫ変調信号と判定した場合は１８０ｍｓ間だけ状態を保持し、その後は再度、急峻な変化が検出されるまで、Ｃ４ＦＭ変調信号の判定に戻ることにする。

以上の作動原理に基づく構成を装備する携帯型無線通信端末１０について、図７を参照して説明する。図７は携帯型無線通信端末１０の受信部のみの構成を示している。他の携帯型無線通信端末又は基地局からのＣＱＰＳＫ又はＣ４ＦＭの電波はアンテナ１１に捕捉され、そのＲＦ信号は増幅器１２において増幅されてから、混合器１３へ供給される。混合器１３は、増幅器１２からのＲＦ信号と局部発振器１４からの発振信号とを混合して、ＩＦ信号を生成して、検波器１９へ供給する。検波器１９は、ＩＦ信号から生成した検波信号をローパスフィルタ２０及び微分器２１へ供給する。

ローパスフィルタ２０は、検波器１９からの検波信号中の高域周波数成分を除去する。微分器２１は、検波信号を微分し、出力を判定器２２へ供給する。判定器２２は、微分器２１からの微分信号のレベルを所定のしきい値と対比し、対比結果に基づき入力側スイッチ２７及び出力側スイッチ２８の切替位置を制御する。

判定器２２は、図５及び図６で説明したＣＱＰＳＫ変調信号及びＣ４ＦＭ変調信号の判別方法に基づき、検波信号がＣＱＰＳＫ及びＣ４ＦＭのいずれのものであるかを判定する。すなわち、検波信号の微分値（＝微分器２１からの入力）がしきい値以上である場合には、ＣＱＰＳＫ変調信号であると判定し、該しきい値未満である場合には、Ｃ４ＦＭ変調信号であると判断する。

判定器２２は、一旦、ＣＱＰＳＫ変調信号の旨の判定を行うと、１音声フレームの期間としての１８０ｍｓが経過するまでは、検波信号の微分値がしきい値未満となっても、該判定を保持する。そして、もし、その保持期間に、検波信号の微分値がしきい値以上となることが一度もなければ、該保持期間の経過後、ＣＱＰＳＫの旨の判定を解除し、もし、該保持期間に、再び、検波信号の微分値がしきい値以上となれば、その時点からＣＱＰＳＫ判定の保持期間１８０ｍｓを開始する。

４値→２値判定器２９はＣ４ＦＭ変調信号の検波信号に対して４値判定を実施する。６値→２値判定器３０はＣＱＰＳＫ変調信号の検波信号に対して６値判定を実施する。入力側スイッチ２７及び出力側スイッチ２８は、判定器２２から制御信号により連動して、切り替えられ、判定器２２がＣ４ＦＭの判定を行っている期間では、ローパスフィルタ２０−復号器３３間に４値→２値判定器２９を介在させ、判定器２２がＣＱＰＳＫの判定を行っている期間では、ローパスフィルタ２０−復号器３３間に６値→２値判定器３０を介在させる。復号器３３は、４値→２値判定器２９又は６値→２値判定器３０からシリアルに送られてくる符号を復号して、ビットデータとして出力する。

図８はＣＱＰＳＫ及びＣ４ＦＭの別なく一律に６値判定を実施するようにした場合にＣ４ＦＭ変調信号を受信したときのビットエラーレート（以下ＢＥＲ）のグラフである。ＢＥＲ＝１０％くらいの過酷な条件下でのＢＥＲを時間方向にプロットしたものであるが、ＢＥＲの変化が激しくときどきフレーム同期エラーを起こしてＢＥＲが５０％近い値を示している。これはノイズによる影響で６値判定が悪影響を及ぼし、エラーが増加したために起こっている。

これに対して、図９は判定器２２を装備して４値→２値判定器２９及び６値→２値判定器３０を切り替える携帯型無線通信端末１０に、ＢＥＲ≒１０％のＣ４ＦＭ変調信号を受信させたときのビットエラーレートのグラフである。ＢＥＲのばたつきが小さくなり、６値判定固定（図８）の場合よりも同期エラーが発生しなくなっている。４値判定ができていることにより、誤動作が起こらなくなっていることが分かる。

図１０は２ビット情報検出方法４０のフローチャートである。２ビット情報検出方法４０における各処理は、携帯型無線通信端末１０の微分器２１、判定器２２、入力側スイッチ２７及び出力側スイッチ２８、４値→２値判定器２９及び６値→２値判定器３０の作動をソフトウェアにより実行する場合に、それら微分器２１等の機能に対応するものである。

Ｓ４１では、検波信号Ａを取得する。検波信号の取得は所定のサンプリング間隔で行われる。Ｓ４２では、検波信号Ａの微分値を計算する。具体的には、１サンプリング期間前の検波信号Ａ’と、今回の検波信号Ａとの差分Ａ−Ａ’を変数Ｂに代入する。

Ｓ４３では、今回の検波信号ＡをＡ’として保存する。Ｓ４２では、Ｂ−αをＢに代入する。αはしきい値（定数）である。こうして、微分値Ａ−Ａ’がしきい値αより大であれば、Ｂ＞０となり、しきい値α以下であれば、Ｂ≦０となる。

Ｓ４５では、Ｂ＞０であるか否かの判定を行い、判定結果が正であれば、Ｓ４６へ進み、否であれば、Ｓ４７へ進む。Ｓ４７では、１８０ｍｓタイマの作動を開始し、１８０ｍｓタイマは、図示していないルーチンにより所定時間の経過ごとにデクリメントされ、作動開始から１８０ｍｓが経過すると、自動的に不作動状態になる。Ｓ４７の後、Ｓ４９へ進む。

Ｓ４６では、１８０ｍｓタイマがなお作動中であるか否かを判定し、判定結果が正であれば、Ｓ４８へ進み、否であれば、Ｓ４９へ進む。Ｓ４８では、現在の受信信号はＣ４ＦＭであるとして、４値判定を実施する。Ｓ４９では、現在の受信信号はＣＱＰＳＫ変調信号であるとして、６値判定を実施する。

図１１は受信装置６０のブロック図である。前述の携帯型無線通信端末１０（図７）は受信装置６０の具体例である。受信装置６０は、ユーザに携帯される無線端末に限定されない。受信装置６０は、基地局の受信部として装備されてもよい。

受信装置６０は、第１の判断手段６１及び第２の判断手段６２のみの部分で、ＰＳＫ用受信装置として独立して、作動可能になっている。受信装置６０におけるＰＳＫでは、−πより大で＋πより小の相対又は絶対の位相角範囲に等角度間隔にｎ（ｎは２以上の整数）個の位相角を設定し、各位相角に各シンボルを対応付けるＰＳＫ信号と定義される。受信装置６０におけるＰＳＫ信号の一例は、π／４シフト−ＱＰＳＫ（図１）であるが、受信装置６０におけるＰＳＫ信号はこれに限定されない。

−πより大で＋πより小の位相角範囲とは、現在の位相角に対して次の位相角を定義する場合の相対位相角範囲、及び現在の位相角とは無関係に次の位相角を定義する場合の絶対位相角範囲の両方を含む。π／４シフトＱＰＳＫや差動ＰＳＫは、相対位相角範囲における各位相角へののシンボルの対応付けとなる。通常のＱＰＳＫや８ＰＳＫ等は、絶対位相角範囲における各位相角へののシンボルの対応付けとなる。π／４シフトＱＰＳＫや差動ＰＳＫでは、典型的には各位相角へ遷移過程の位相が追跡される。通常のＱＰＳＫや８ＰＳＫ等でも、遷移過程の位相を追跡して、到達後の位相角を検出する場合には、本発明を適用可能である。

第１の判断手段６１は、ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が＋πを上回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断する。第２の判断手段６２は、ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が−πを下回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断する。

ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルとは、図１のπ／４シフト−ＱＰＳＫでは、−３π／４に対応付けられて２ビット情報の”１１”に対応付けられているシンボルである。また、ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルとは、図１のπ／４シフト−ＱＰＳＫでは、＋３π／４に対応付けられて２ビット情報の”０１”に対応付けられているシンボルである。

こうして、ＰＳＫ変調信号の検波信号が、＋πを上回ったり、−πを下回ったりする場合にも、シンボルを的確に判断することができる。

好ましくは、受信装置６０は、受信手段６６、検波手段６７、ＰＳＫ用シンボル検出手段６８、微分値判定手段７０、受信信号判定手段７１及びシンボル情報変換手段７２を備えている。ＰＳＫ用シンボル検出手段６８は第１の判断手段６１及び第２の判断手段６２を含む。

受信手段６６は、ＰＳＫ変調信号又はＦＳＫ変調信号の受信信号を受信する。検波手段６７は、受信信号から検波信号を生成する。ＰＳＫ用シンボル検出手段６８は、第１の判断手段６１及び第２の判断手段６２を用いて検波信号からシンボルを検出する。

微分値判定手段７０は、検波信号の微分値が所定のしきい値を上回っているか否かを判定する。受信信号判定手段７１は、微分値判定手段７０の判定に基づき受信信号がＰＳＫ変調信号であるか否かを判定する。シンボル情報変換手段７２は、受信信号判定手段７１の判定が正である場合には、ＰＳＫ用シンボル検出手段６８の検出に基づきシンボル情報を抽出する。

ＰＳＫ用シンボル検出手段６８の具体例は携帯型無線通信端末１０の６値→２値判定器３０（図７）である、微分値判定手段７０及び受信信号判定手段７１の具体例は携帯型無線通信端末１０の微分器２１及び判定器２２である。シンボル情報変換手段７２の具体例は、４値→２値判定器２９及び６値→２値判定器３０における判定において、判別した各シンボルからそれに対応する２ビット情報（図１の”０１”，”００”，・・・）へ変換する機能部である。シンボル情報は２ビット情報（図２及び図３）に限定されず、３ビット情報や差分式ビット情報（例えばＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＱＰＳＫ等で採用されるビット情報）等であってもよい。こうして、ＰＳＫ変調信号及びＦＳＫ変調信号の両方に対応する受信装置６０において、受信信号がＰＳＫ変調信号であることを的確に検出して、ＰＳＫ変調信号である場合には、ＰＳＫ用シンボル検出手段６８の出力に基づき的確なシンボル情報を抽出することができる。

好ましくは、受信装置６０はＦＳＫ用シンボル検出手段７４を備えている。ＦＳＫ用シンボル検出手段７４は、検波信号の位相角が＋πを上回る場合及び検波信号の位相角が−πを下回る場合、該検波信号に対応するシンボルはそれぞれｎ個の位相角の内、最大位相角及び最小位相角に対応付けたシンボルであると判断することにより検波信号からシンボルを検出する。そして、シンボル情報変換手段７２は、受信信号判定手段７１の判定が否である場合には、ＦＳＫ用シンボル検出手段７４の検出に基づき各シンボルを対応のシンボル情報へ変換する。

ＦＳＫ用シンボル検出手段７４の具体例は４値→２値判定器２９である。こうして、受信信号がＦＳＫ変調である場合には、ＦＳＫ用シンボル検出手段７４の出力に基づき的確なシンボル情報を抽出することができる。

好ましくは、受信装置６０は計測手段７８を備えている。計測手段７８は、微分値判定手段７０が正と判定すると、その時から受信信号の１フレーム期間を計測する。受信信号判定手段７１は、計測手段７８が現在、計測作動中及び非作動中であれば、それぞれ正及び否と判定する。

計測手段７８は、１フレーム期間ではなく、２以上のフレーム期間を計測するものであってもよい。しかしながら、計測手段７８の計測期間が１フレーム期間である場合には、受信信号がＦＳＫ変調信号である期間に、何かの原因で、検波信号の微分値がたまたましきい値を超えてしまったときに、本来のＳＫ用シンボル検出手段７４へ速やかに戻すことができる。これにより、シンボル情報変換手段７２がＦＳＫ用シンボル検出手段７４ではなくＰＳＫ用シンボル検出手段６８の出力からシンボル情報を抽出してしまう期間を最小限に抑えることができる。

図１２は受信装置制御方法９０のフローチャートである。受信装置制御方法９０は受信装置６０（図１１）に適用される。受信装置制御方法９０は、例えば受信信号に同期して一定時間（１シンボル長）経過ごとに実行される。

Ｓ９１では、ＰＳＫ変調信号又はＦＳＫ変調信号の受信信号を受信する。Ｓ９２では、受信信号から検波信号を生成する。Ｓ９３では、タイマが作動中であるか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ９９へ進み、否であれば、Ｓ９４へ進む。

Ｓ９４では、検波信号の微分値が所定のしきい値を上回っているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ９５へ進み、否であれば、Ｓ１０８へ進む。Ｓ９５では、タイマを作動させる。該タイマは受信装置６０の計測手段７８（図１１）に対応するものであり、受信信号の１フレーム期間を計測する。

Ｓ９９は、ＰＳＫの検波信号についてのシンボル検出に関し、Ｓ１００〜Ｓ１０３を備える。Ｓ１００では、位相変化が＋πを上回っているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ１０１へ進み、否であれば、Ｓ１０２へ進む。Ｓ１０１では、検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断する。

Ｓ１０２では、検波信号の位相変化が−πを下回っているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ１０３へ進み、否であれば、Ｓ１１７へ進む。Ｓ１０３では、検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断する。

Ｓ１０８は、ＦＳＫの検波信号についてのシンボル検出に関し、Ｓ１１０〜Ｓ１１３を備える。Ｓ１１０では、位相変化が＋πを上回っているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ１１１へ進み、否であれば、Ｓ１１２へ進む。Ｓ１１１では、検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断する。

Ｓ１１２では、検波信号の位相変化が−πを下回っているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ１１３へ進み、否であれば、Ｓ１１７へ進む。Ｓ１１３では、検波信号に対応するシンボルは、ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断する。Ｓ１１７では、各シンボルを対応のシンボル情報へ変換する。

受信装置６０（図１１）の第１の判断手段６１の機能はＳ１００，Ｓ１０１の処理に対応する。第２の判断手段６２の機能はＳ１０２，Ｓ１０３の処理に対応する。受信手段６６、検波手段６７、ＰＳＫ用シンボル検出手段６８、ＦＳＫ用シンボル検出手段７４及び計測手段７８の機能はそれぞれＳ９１，Ｓ９２，Ｓ９９，Ｓ１０８，Ｓ９５の処理に対応する。受信信号判定手段７１の機能はＳ９３，Ｓ９４の処理に対応する。

受信装置６０の各手段について説明した具体的態様は、各手段に対応する受信装置制御方法９０の各ステップの具体的態様として適用可能である。

受信装置６０の内、Ｓ９９の範囲は、ＰＳＫの検波信号についてのシンボル検出方法として、単独で実行可能である。受信装置制御方法９０は、Ｓ９３，Ｓ９５を省略して、実行することもできる。

本発明を適用したプログラムは、コンピュータを受信装置６０の各手段として機能させる。本発明を適用した別のプログラムは、受信装置制御方法９０の各ステップをコンピュータに実行させる。

本明細書は種々の発明を含んでいる。本明細書が開示した発明は、発明の最良の形態等として説明した各種形態において、一部の要素のみを組合せたり、一部の要素を自明の範囲で変更したり、各種形態間で自明の範囲で一部構成要素を置き換えたりするものを含む。

携帯型無線通信端末が受信するＣＱＰＳＫについての−π〜＋πの範囲内の信号配置図である。 携帯型無線通信端末がＣＱＰＳＫの各シンボルに対して対応付けている位相角及び２ビット情報を示す図である。 携帯型無線通信端末がＣ４ＦＭの各シンボルに対して対応付けている周波数及び２ビット情報を示す図である。 受信レベルが低い場合のＣ４ＦＭ変調信号のアイパターンである。 Ｃ４ＦＭにおいてＰＮの符号を変調したとき検波波形等を示すグラフである。

ＣＱＰＳＫにおいてＰＮの符号を変調したとき検波波形等を示す図である。 携帯型無線通信端末の受信部のみの構成を示す図である。 ＣＱＰＳＫ及びＣ４ＦＭの別なく一律に６値判定を実施するようにした場合にＣ４ＦＭ変調信号を受信したときのビットエラーレートのグラフである。 判定器を装備して４値→２値判定器及び６値→２値判定器を切り替える携帯型無線通信端末に所定のＣ４ＦＭ変調信号を受信させたときのビットエラーレートのグラフである。 ２ビット情報検出方法のフローチャートである。

受信装置のブロック図である。 受信装置制御方法のフローチャートである。 Ｃ４ＦＭの変調信号を検波後、フィルタリングした波形を示す図である。 ＣＱＰＳＫの変調信号を検波後、フィルタリングした波形を示す図である。 無線通信の所定規格におけるＣＱＰＳＫの変調信号の位相の変化を表したコンスタレーションを示す図である

符号の説明

６０：受信装置、６１：第１の判断手段、６２：第２の判断手段、６６：受信手段、６７：検波手段、６８：ＰＳＫ用シンボル検出手段、７０：微分値判定手段、７１：受信信号判定手段、７２：シンボル情報変換手段、７４：ＦＳＫ用シンボル検出手段、７８：計測手段、９０：受信装置制御方法。

Claims (6)

1. −πより大で＋πより小の位相角範囲に等角度間隔にｎ（ｎは２以上の整数）個の位相角を設定し、各位相角にシンボルを対応付けるＰＳＫを定義し、
   ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が＋πを上回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断する第１のシンボル判断手段、及び
   受信したＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が−πを下回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断する第２のシンボル判断手段、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. ＰＳＫ変調信号又はＦＳＫ変調信号の受信信号を受信する受信手段、
   受信信号から検波信号を生成する検波手段、
   前記第１及び第２のシンボル判断手段を用いて検波信号からシンボルを検出するＰＳＫ用シンボル検出手段、
   検波信号の微分値が所定のしきい値を上回っているか否かを判定する微分値判定手段、
   前記微分値判定手段の判定に基づき受信信号がＰＳＫ変調信号であるか否かを判定する受信信号判定手段、及び
   受信信号判定手段の判定が正である場合には、前記ＰＳＫ用シンボル検出手段の検出に基づき各シンボルを対応のシンボル情報へ変換するシンボル情報変換手段、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 検波信号の位相角が＋πを上回る場合及び検波信号の位相角が−πを下回る場合、該検波信号に対応するシンボルはそれぞれ前記ｎ個の位相角の内、最大位相角及び最小位相角に対応付けたシンボルであると判断することにより検波信号からシンボルを検出するＦＳＫ用シンボル検出手段、及び
   受信信号判定手段の判定が否である場合には、前記ＦＳＫ用シンボル検出手段の検出に基づき各シンボルを対応のシンボル情報へ変換するシンボル情報変換手段、
   を備えることを特徴とする請求項２記載の受信装置。
4. 前記微分値判定手段が正と判定すると、その時から受信信号の１フレーム期間を計測する計測手段、及び
   前記計測手段が現在、計測作動中及び非作動中であれば、それぞれ正及び否と判定する前記受信信号判定手段、
   を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の受信装置。
5. −πより大で＋πより小の位相角範囲に等角度間隔にｎ（ｎは２以上の整数）個の位相角を設定し、各位相角に各シンボルを対応付けるＰＳＫを定義し、
   ＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が＋πを上回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最小位相角に対応付けたシンボルであると判断するステップ、及び
   受信したＰＳＫ変調信号の検波信号の位相変化が−πを下回っていることを検出した場合には、該検波信号に対応するシンボルは、前記ｎ個の位相角の内、最大位相角に対応付けたシンボルであると判断するステップ、
   を備えることを特徴とする受信装置制御方法。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の受信装置の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。

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