JP2009010463A - 信号処理部及び無線機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調及び受信データ復号を適正に行うことができる信号処理部及び無線機を提供する。
【解決手段】 拡散変調部21は、同期ワード/REFデータについて2段差動符号化処理を行い、送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行って同期ワード/REFデータ拡散変調信号を出力し、拡散変調処理された送信データを差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行って送信データ拡散変調信号を出力し、キャリア変調部17は、同期ワード/REFデータ拡散変調信号をASK変調し、送信データ拡散変調信号をPSK変調して加算する信号処理部及び無線機である。
【選択図】 図1
【解決手段】 拡散変調部21は、同期ワード/REFデータについて2段差動符号化処理を行い、送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行って同期ワード/REFデータ拡散変調信号を出力し、拡散変調処理された送信データを差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行って送信データ拡散変調信号を出力し、キャリア変調部17は、同期ワード/REFデータ拡散変調信号をASK変調し、送信データ拡散変調信号をPSK変調して加算する信号処理部及び無線機である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、双方向無線システムで用いられる無線機に係り、特に、IFキャリア周波数ズレが発生しても、拡散変調及び受信データ復号を適正に行うことができる信号処理部及び無線機に関する。
[双方向無線システム:図12]
従来の双方向無線システムで用いられる無線機は、スペクトラム拡散(SS:Spread Spectrum)方式を採用した微弱電波で動作する無線機である。
従来の双方向無線システムについて図12を参照しながら説明する。図12は、従来の双方向無線システムの概略図である。
従来の双方向無線システムは、送信部1aと受信部1bを有する親機1の無線機と、送信部2aと受信部2bを有する子機2の無線機とを備え、子機2の入力装置を動作させて、子機2から親機1に動作命令を送信し、親機1ではその命令に従って動作するようになっている。
従来の双方向無線システムで用いられる無線機は、スペクトラム拡散(SS:Spread Spectrum)方式を採用した微弱電波で動作する無線機である。
従来の双方向無線システムについて図12を参照しながら説明する。図12は、従来の双方向無線システムの概略図である。
従来の双方向無線システムは、送信部1aと受信部1bを有する親機1の無線機と、送信部2aと受信部2bを有する子機2の無線機とを備え、子機2の入力装置を動作させて、子機2から親機1に動作命令を送信し、親機1ではその命令に従って動作するようになっている。
また、親機1は、命令の伝達状況の応答や親機1の状態情報を子機2に送信するものである。
つまり、従来の双方向無線システムは、SSを採用した双方向通信(半2重)可能な微弱無線システムとなっている。
つまり、従来の双方向無線システムは、SSを採用した双方向通信(半2重)可能な微弱無線システムとなっている。
上記双方向無線システムでは、子機2主導で動作するものであり、親機1は、子機2の送信を間欠受信することにより、子機2からの命令を受信し、子機2は、動作させたいときだけ、動作状態にするため、消費電力を大幅に低減できるものとなっている。
[従来の信号処理部の構成:図13]
上記無線機における信号処理部について図13を参照しながら説明する。図13は、従来の信号処理部の構成ブロック図である。
従来の信号処理部は、ADC(Analog Digital Converter)制御部11と、AGC(Auto Gain Control)部12と、APC/AFC(Auto Power Control/Auto Frequency Control)制御部13と、DAC制御部14と、キャリア復調部15と、キャリアデータ生成部16と、キャリア変調部17と、受信データ復調部18′と、拡散符号生成部20′と、拡散変調部21′と、相関ピーク検出部22′と、粗周波数ズレ検出部23′と、微周波数ズレ検出部24′とから構成されている。
上記無線機における信号処理部について図13を参照しながら説明する。図13は、従来の信号処理部の構成ブロック図である。
従来の信号処理部は、ADC(Analog Digital Converter)制御部11と、AGC(Auto Gain Control)部12と、APC/AFC(Auto Power Control/Auto Frequency Control)制御部13と、DAC制御部14と、キャリア復調部15と、キャリアデータ生成部16と、キャリア変調部17と、受信データ復調部18′と、拡散符号生成部20′と、拡散変調部21′と、相関ピーク検出部22′と、粗周波数ズレ検出部23′と、微周波数ズレ検出部24′とから構成されている。
従来の信号処理部の各部について具体的に説明する。
ADC制御部11は、A/Dコンバータ(A/D)への制御信号の生成と、A/Dコンバータから受信IF(Intermediate Frequency)信号を入力する制御を行う。
ADC制御部11は、A/Dコンバータ(A/D)への制御信号の生成と、A/Dコンバータから受信IF(Intermediate Frequency)信号を入力する制御を行う。
AGC部12は、ADC制御部11から出力される受信IF信号に対して常に設定した振幅になるよう、無線部内のAGCアンプへ出力されるゲインコントロール信号を制御する。
APC/AFC制御部13は、サーミスタを使用し、無線部の温度モニタの制御信号をA/Dコンバータから入力し、そのモニタ値に対するAFC補正値をキャリアデータ生成部16に、APC補正値をキャリア変調部17に出力する。
DAC制御部14は、キャリア変調部17でキャリア変調処理を行ったデータをD/Aコンバータへ送出する。
DAC制御部14は、キャリア変調部17でキャリア変調処理を行ったデータをD/Aコンバータへ送出する。
キャリア復調部15は、ADC制御部11から出力された受信IF信号に対して、IFキャリア成分の除去を行い、更に、ダウンサンプル処理を行い、受信データ復号部18′、相関ピーク検出部22′と粗周波数ズレ検出部23′に出力する。
キャリアデータ生成部16は、粗周波数ズレ検出部23′及び微周波数ズレ検出部24′からの周波数ズレ値等に応じて周波数補正処理を行い、キャリア復調部15及びキャリア復調部17に供給するキャリアデータを生成する。
キャリア変調部17は、キャリアデータ生成部16から供給されるIFキャリアデータに対して、APC/AFC制御部13からのAPC補正要求に応じてAPC補正処理を行う。
また、キャリア変調部17は、拡散変調部21から入力される拡散変調処理データ(送信データ、同期ワード/REFデータ)に対して、IFキャリアデータによるキャリア変調を行う。
受信データ復号部18′は、同期確立後のIFキャリア周波数の微周波数補正後に、同期ワードの検出し、ユーザデータの復号処理を行う。
また、キャリア変調部17は、拡散変調部21から入力される拡散変調処理データ(送信データ、同期ワード/REFデータ)に対して、IFキャリアデータによるキャリア変調を行う。
受信データ復号部18′は、同期確立後のIFキャリア周波数の微周波数補正後に、同期ワードの検出し、ユーザデータの復号処理を行う。
拡散符号生成部20′は、拡散変調、逆拡散処理に用いる拡散符号を生成する。使用する拡散符号は、同期ワード/REF(Reference)データ用とユーザデータ用の2種類必要である。
拡散変調部21′は、同期ワード/REFデータの差動符号化処理を行い、送信ユーザデータ及び差動符号化した同期ワード/REFデータの拡散変調処理を行う。
拡散変調部21′は、同期ワード/REFデータの差動符号化処理を行い、送信ユーザデータ及び差動符号化した同期ワード/REFデータの拡散変調処理を行う。
相関ピーク検出部22′は、キャリア復調部15から出力されるキャリア復調データに対して、相関検出処理を行い、相関ピーク検出を行う。
粗周波数ズレ検出部23′は、キャリア復調部15から出力されたキャリア復調データに対して、親機−子機間のIFキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分を検出し、周波数ズレ量をキャリアデータ生成部16に出力する。
微周波数ズレ検出部24′は、ピークが検出された相関データに対して、周波数ズレ量を更に少なくするために、高い精度の周波数検出を行い、微周波数ズレ量をキャリアデータ生成部16に出力する。
尚、関連する先行技術として、特開平11−098432号公報(特許文献1)、特開平11−225091号公報(特許文献2)、特開2001−313684号公報(特許文献3)がある。
特許文献1には、2つの入力信号間の周波数の位相差を検出し、位相差の時間変化波形の自己相関係数を演算し、周期的波形の平均周期を求め、入力信号の位相を回転させ、周波数差をゼロにするAFC回路が示されている。
特許文献2には、ピークタイミング信号と位相シフトされたクロック信号のタイミングを比較し、2つの異なる時刻における位相の変化を測定し、測定された位相変化量を周波数補正値に変換する無線通信方法が示されている。
特許文献3には、既知信号系列のシンボル数とシフトレジスタに記憶させた受信信号系列のシンボルとの畳み込み演算を行い、1シンボル分の差分ベクトルを順次加算し、受信信号系列を1サンプル分ずつずらせて加算差分ベクトルを求め、ずらした時間と加算差分ベクトルとの関連を記憶し、特定条件を満足する箇所を検出して同期を得る無線受信装置が示されている。
しかしながら、上記従来の無線機では、親機と子機のIFキャリア周波数が違う場合、キャリア復調データにはその差分の周波数成分が残ってしまい、複素座標上を回転してしまい、通常の遅延検波処理では前データとの位相差からデータの極性を割り出すことが可能だが、±1/4ビットレート以上の周波数ズレとなると、その位相差情報が狂うため、正常な極性判断ができなくなるという問題点があった。
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調及び受信データ復号を適正に行うことができる信号処理部及び無線機を提供することを目的とする。
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、信号処理部において、同期ワード及び参照データを2段差動符号化処理を行う差動符号化処理部と、送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行う第1の拡散変調処理部と、差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力する第2の拡散変調処理部と、第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する第3の拡散変調処理部とを有する拡散変調部を備えたことを特徴とする。
本発明は、信号処理部において、参照データを2段差動符号化処理を行う差動符号化処理部と、送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行う第1の拡散変調処理部と、差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力する第2の拡散変調処理部と、第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する第3の拡散変調処理部とを有する拡散変調部を備えたことを特徴とする。
本発明は、上記信号処理部において、差動符号化処理部が、1回目の差動符号化処理として1ビット分の差動符号化処理を行い、2回目の差動符号化処理として1/4ビット分の差動符号化処理を行うことを特徴とする。
本発明は、上記信号処理部において、拡散変調部から出力される同期ワード及び参照データの拡散変調信号を振幅変調によるキャリア変調処理を行う第1のキャリア変調処理部と、拡散変調部から出力された送信データ拡散変調信号を位相変調によるキャリア変調処理を行う第2のキャリア変調処理部と、振幅変調された信号と位相変調された信号とを加算する加算器とを有するキャリア変調部を備えることを特徴とする。
本発明は、信号処理部において、同相成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングする第1のデシメーションフィルタと、当該出力をダウンサンプルする第1のダウンサンプル部と、当該出力について低周波成分を除去する第1の低周波成分除去部と、直交成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングする第2のデシメーションフィルタと、当該出力をダウンサンプルする第2のダウンサンプル部と、当該出力について低周波成分を除去する第2の低周波成分除去部と、第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第1の逆拡散処理部と、第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第2の逆拡散処理部と、第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第3の逆拡散処理部と、第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第4の逆拡散処理部と、第1〜4の逆拡散処理部からの出力を分割累積処理する第1〜4の分割累積処理部と、第1〜4の分割累積処理部からの出力を加算して部分相関を算出する部分相関算出処理部と、当該出力を累積する累積処理部と、当該出力から符号ビットを取り出し、受信データを出力する第1の符号ビット取り出し部と、第1及び前記第3の分割累積処理部の出力を入力し、遅延検波を行う遅延検波処理部と、当該出力から符号ビットを取り出し、同期ワードを出力する第2の符号ビット取り出し部とを有する受信データ復号部を備えることを特徴とする。
本発明は、信号処理部において、上記拡散変調部と、上記キャリア変調部と、上記受信データ復号部とを備えることを特徴とする。
本発明は、無線機において、上記信号処理部を有することを特徴とする。
本発明によれば、差動符号化処理部が同期ワード及び参照データを2段差動符号化処理を行い、第1の拡散変調処理部が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、第2の拡散変調処理部が差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力し、第3の拡散変調処理部が第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部を備えた信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる効果がある。
本発明によれば、差動符号化処理部が参照データを2段差動符号化処理を行い、第1の拡散変調処理部が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、第2の拡散変調処理部が差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力し、第3の拡散変調処理部が第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部を備えた信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる効果がある。
本発明によれば、第1のキャリア変調処理部が拡散変調部から出力される同期ワード及び参照データの拡散変調信号を振幅変調によるキャリア変調処理を行い、第2のキャリア変調処理部が拡散変調部から出力された送信データ拡散変調信号を位相変調によるキャリア変調処理を行い、加算器が振幅変調された信号と位相変調された信号とを加算するキャリア変調部を備える上記信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、IFキャリア変調を適正に行うことができる効果がある。
本発明によれば、第1のデシメーションフィルタが同相成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングし、第1のダウンサンプル部が当該出力をダウンサンプルし、第1の低周波成分除去部が当該出力について低周波成分を除去し、第2のデシメーションフィルタが直交成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングし、第2のダウンサンプル部が当該出力をダウンサンプルし、第2の低周波成分除去部が当該出力について低周波成分を除去し、第1の逆拡散処理部が第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散し、第2の逆拡散処理部が第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散し、第3の逆拡散処理部が第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散し、第4の逆拡散処理部が第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散し、第1〜4の分割累積処理部が第1〜4の逆拡散処理部からの出力を分割累積処理し、部分相関算出処理部が第1〜4の分割累積処理部からの出力を加算して部分相関を算出し、累積処理部が当該出力を累積し、第1の符号ビット取り出し部が当該出力から符号ビットを取り出して受信データを出力し、遅延検波処理部が第1及び前記第3の分割累積処理部の出力を入力して遅延検波を行い、第2の符号ビット取り出し部が当該出力から符号ビットを取り出して同期ワードを出力する受信データ復号部を備える信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、受信データ復号を適正に行うことができる効果がある。
本発明によれば、上記信号処理部を有する無線機としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調、IFキャリア変調及び受信データ復号を適正に行うことができる効果がある。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明は、信号処理部において、差動符号化処理部が同期ワード及び参照データについて2段差動符号化処理を行い、第1の拡散変調処理部が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、第2の拡散変調処理部が差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力し、第3の拡散変調処理部が第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部を備えた信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる。
本発明は、信号処理部において、差動符号化処理部が同期ワード及び参照データについて2段差動符号化処理を行い、第1の拡散変調処理部が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、第2の拡散変調処理部が差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力し、第3の拡散変調処理部が第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部を備えた信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる。
また、本発明は、信号処理部において、第1のキャリア変調処理部が拡散変調部から出力される同期ワード及び参照データの拡散変調信号を振幅変調によるキャリア変調処理を行い、第2のキャリア変調処理部が拡散変調部から出力された送信データ拡散変調信号を位相変調によるキャリア変調処理を行い、加算器が振幅変調された信号と位相変調された信号とを加算するキャリア変調部を備える上記信号処理部としているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、IFキャリア変調を適正に行うことができる。
また、本発明は、信号処理部によれば、受信データ復号部が2段差動符号化処理されたデータについて、例えば、1bitを1/4に分割処理し、更に、1/4bit分の遅延処理を行い、この2つのデータについて相関を検出して1回目の遅延検波処理データとし、2bit目以降について1bit区間全加算処理を行い、1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データを生成し、更に、1bit分遅延処理データを生成し、上記1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データとの相関を検出して2回目遅延検波処理データを生成し、当該データに対してユーザデータの復号処理を行うようにしているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、受信データの復号処理を適正に行うことができる効果がある。
また、本発明は、上記拡散変調部、キャリア変調部、受信データ復号部を備える無線機としている。
また、本発明は、上記拡散変調部、キャリア変調部、受信データ復号部を備える無線機としている。
[信号処理部の全体構成:図1]
本発明の実施の形態に係る信号処理部部について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る信号処理部の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る信号処理部(本信号処理部)は、図1に示すように、ADC(Analog Digital Converter)制御部11と、AGC(Auto Gain Control)部12と、APC/AFC(Auto Power Control/Auto Frequency Control)制御部13と、DAC(Digital Analog Converter)制御部14と、キャリア復調部15と、キャリアデータ生成部16と、キャリア変調部17と、受信データ復号部18と、マッチドフィルタ部19と、拡散符号生成部20と、拡散変調部21と、相関ピーク検出部22と、粗周波数ズレ検出部23と、微周波数ズレ検出部24と、制御部25とから構成されている。
本発明の実施の形態に係る信号処理部部について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る信号処理部の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る信号処理部(本信号処理部)は、図1に示すように、ADC(Analog Digital Converter)制御部11と、AGC(Auto Gain Control)部12と、APC/AFC(Auto Power Control/Auto Frequency Control)制御部13と、DAC(Digital Analog Converter)制御部14と、キャリア復調部15と、キャリアデータ生成部16と、キャリア変調部17と、受信データ復号部18と、マッチドフィルタ部19と、拡散符号生成部20と、拡散変調部21と、相関ピーク検出部22と、粗周波数ズレ検出部23と、微周波数ズレ検出部24と、制御部25とから構成されている。
[各部]
次に、本信号処理部の各部について図面を参照しながら説明する。
[ADC制御部11]
ADC制御部11は、A/DコンバータIC(Integrated Circuit)から受信IF(Intermediate Frequency)信号を読み出し、受信信号をキャリア復調部15に出力する制御を行う。
また、ADC制御部11は、A/DコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
次に、本信号処理部の各部について図面を参照しながら説明する。
[ADC制御部11]
ADC制御部11は、A/DコンバータIC(Integrated Circuit)から受信IF(Intermediate Frequency)信号を読み出し、受信信号をキャリア復調部15に出力する制御を行う。
また、ADC制御部11は、A/DコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
[AGC部12]
AGC部12は、ADC制御部11から出力された受信信号に対して、常に設定した振幅になるよう、AGCアンプへゲインコントロールを行うための制御信号を出力する制御を行う。
AGC部12は、ADC制御部11から出力された受信信号に対して、常に設定した振幅になるよう、AGCアンプへゲインコントロールを行うための制御信号を出力する制御を行う。
[APC/AFC制御部13]
APC/AFC制御部13は、サーミスタを使用し、無線部(RF[Radio Frequency]部)の温度モニタを行うためのA/DコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
また、APC/AFC制御部13は、A/DコンバータICからのモニタ値に応じて、AFC補正値をキャリアデータ生成部16へ、APC補正値をキャリア変調部17へ供給する。
ここで、APCは自動送信パワー制御、AFCは自動周波数制御を意味している。
APC/AFC制御部13は、サーミスタを使用し、無線部(RF[Radio Frequency]部)の温度モニタを行うためのA/DコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
また、APC/AFC制御部13は、A/DコンバータICからのモニタ値に応じて、AFC補正値をキャリアデータ生成部16へ、APC補正値をキャリア変調部17へ供給する。
ここで、APCは自動送信パワー制御、AFCは自動周波数制御を意味している。
[DAC制御部14]
DAC制御部14は、キャリア変調部17でキャリア変調処理を行ったデータをD/AコンバータICへ送出する制御を行う。
また、DAC制御部14は、D/AコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
DAC制御部14は、キャリア変調部17でキャリア変調処理を行ったデータをD/AコンバータICへ送出する制御を行う。
また、DAC制御部14は、D/AコンバータICへの制御信号を生成して出力する。
[キャリア復調部15:図2]
キャリア復調部15について図2を参照しながら説明する。図2は、キャリア復調部の構成ブロック図である。
キャリア復調部15は、受信IF信号に対して、キャリアデータ生成部16から入力されるIFキャリアデータに基づいてIFキャリア成分の除去処理を行い、更に512kHzサンプリング(厳密には524,288Hz)から256kHzサンプリング(厳密には262,144Hz)にダウンサンプル処理を行う。
キャリア復調部15について図2を参照しながら説明する。図2は、キャリア復調部の構成ブロック図である。
キャリア復調部15は、受信IF信号に対して、キャリアデータ生成部16から入力されるIFキャリアデータに基づいてIFキャリア成分の除去処理を行い、更に512kHzサンプリング(厳密には524,288Hz)から256kHzサンプリング(厳密には262,144Hz)にダウンサンプル処理を行う。
キャリア復調部15は、図2に示すように、受信データ(RXデータ)を入力し、同相成分(I成分)についてIFキャリア復調処理を行うIFキャリア復調部151aと、直交成分(Q成分)についてIFキャリア復調処理を行うIFキャリア復調部151bと、IFキャリア復調されたI成分についてFIR(Finite Impulse Response)フィルタを用いて高周波成分を除去する高周波成分除去部152aと、IFキャリア復調されたQ成分についてFIRフィルタを用いて高周波成分を除去する高周波成分除去部152bと、高周波成分が除去されたI成分についてダウンサンプリングしてI成分のキャリア復調データを出力するダウンサンプル部153aと、高周波成分が除去されたQ成分についてダウンサンプリングしてQ成分のキャリア復調データを出力するダウンサンプル部153bとを備えている。
[キャリアデータ生成部16:図3]
キャリアデータ生成部16について図3を参照しながら説明する。図3は、キャリアデータ生成部の構成ブロック図である。
キャリアデータ生成部16は、キャリア変調部17及びキャリア復調部15へ供給するIFキャリアデータを生成する。
キャリアデータは、送受とも90°位相の違う2種類ずつを生成する。
また、キャリアデータ生成部16は、粗周波数ズレ検出部23及び微周波数ズレ検出部24からの周波数ズレ検出データ、APC/AFC制御部13からのAFC補正データに応じて、周波数補正処理を行う。
キャリアデータ生成部16について図3を参照しながら説明する。図3は、キャリアデータ生成部の構成ブロック図である。
キャリアデータ生成部16は、キャリア変調部17及びキャリア復調部15へ供給するIFキャリアデータを生成する。
キャリアデータは、送受とも90°位相の違う2種類ずつを生成する。
また、キャリアデータ生成部16は、粗周波数ズレ検出部23及び微周波数ズレ検出部24からの周波数ズレ検出データ、APC/AFC制御部13からのAFC補正データに応じて、周波数補正処理を行う。
具体的には、キャリアデータ生成部16は、図3に示すように、入力される親機/子機フラグ及び基準周波数パラメータに基づいて粗周波数ズレ検出部23から入力されるAFC補正値(粗調整)と微周波数ズレ検出部24から入力されるAFC補正値(微調整)についてAFC調整を行うAFC調整部161aと、入力される親機/子機フラグ及び基準周波数パラメータに基づいてAPC/AFC制御部13から入力されるAFC補正値(温度)についてAFC調整を行うAFC調整部161bと、AFC調整部161aから入力されるデータについて受信用としてインデックスのカウントを行うインデックスカウンタ(Rx)162aと、AFC調整部161bから入力されるデータについて送信用としてインデックスのカウントを行うインデックスカウンタ(Tx)162bと、正弦波テーブル164に基づいてインデックスカウンタ162aのカウンタ値によりアドレスをデコードしてI成分のRx用IFキャリアデータとQ成分のRx用IFキャリアデータを出力するアドレスデコーダ163aと、正弦波テーブル164に基づいてインデックスカウンタ162bのカウンタ値によりアドレスをデコードしてI成分のTx用IFキャリアデータとQ成分のTx用IFキャリアデータを出力するアドレスデコーダ163bとを備えている。
[キャリア変調部17]
キャリア変調部17は、キャリアデータ生成部16から供給されるIFキャリアデータに対して、APC/AFC制御部13からのAPC補正要求に応じてAPC補正処理を行う。
更に、キャリア変調部17は、拡散変調部21から入力される拡散変調処理データ(送信ユーザデータ(送信データ又はユーザデータ)、同期ワード/REFデータ)に対して、IFキャリアデータによるキャリア変調を行う。
IFキャリアデータは、ユーザデータと同期ワード/REFデータで90°位相を変えたものを使用する。
また、キャリア変調部17は、各々キャリア変調処理を行ったものを加算する加算処理を行う。
キャリア変調部17は、キャリアデータ生成部16から供給されるIFキャリアデータに対して、APC/AFC制御部13からのAPC補正要求に応じてAPC補正処理を行う。
更に、キャリア変調部17は、拡散変調部21から入力される拡散変調処理データ(送信ユーザデータ(送信データ又はユーザデータ)、同期ワード/REFデータ)に対して、IFキャリアデータによるキャリア変調を行う。
IFキャリアデータは、ユーザデータと同期ワード/REFデータで90°位相を変えたものを使用する。
また、キャリア変調部17は、各々キャリア変調処理を行ったものを加算する加算処理を行う。
具体的には、拡散変調部21から出力される同期ワード/REFデータ拡散変調信号は、振幅変調(ASK変調)され、拡散変調部21から出力される送信データ拡散変調信号は、位相変調(PSK変調)されて加算されるものである。
つまり、キャリア変調部17は、拡散変調部21から出力される同期ワード/REFデータの拡散変調信号をASK変調によるキャリア変調処理を行う第1のキャリア変調処理部と、拡散変調部21から出力された送信データ拡散変調信号をPSK変調によるキャリア変調処理を行う第2のキャリア変調処理部と、ASK変調された信号とPSK変調された信号とを加算する加算器とを有するものである。
[受信データ復号部18:図4,図5]
次に、受信データ復号部18について図4,5を参照しながら説明する。図4は、受信データ復号部前段の構成ブロック図であり、図5は、受信データ復号部後段の構成ブロック図である。尚、図4の(a)〜(d)と図5の(a)〜(d)とは各々接続するものとなっている。
受信データ復号部18は、同期確立してからIFキャリア周波数の微補正処理の後に、同期ワードの検出及びユーザデータの復号処理を行う。
キャリア復調データは、8倍オーバーサンプルデータ(チップレート32,768Hzに対して、キャリア復調データは262,144Hzサンプルデータ)であるため、デシメーションフィルタリング(8タップの移動平均フィルタ)の後、32,768Hzサンプルデータにダウンサンプルする。
ダウンサンプル後にHPF(High Pass Filter =FIRフィルタ)にて低周波成分の除去を行う。
次に、受信データ復号部18について図4,5を参照しながら説明する。図4は、受信データ復号部前段の構成ブロック図であり、図5は、受信データ復号部後段の構成ブロック図である。尚、図4の(a)〜(d)と図5の(a)〜(d)とは各々接続するものとなっている。
受信データ復号部18は、同期確立してからIFキャリア周波数の微補正処理の後に、同期ワードの検出及びユーザデータの復号処理を行う。
キャリア復調データは、8倍オーバーサンプルデータ(チップレート32,768Hzに対して、キャリア復調データは262,144Hzサンプルデータ)であるため、デシメーションフィルタリング(8タップの移動平均フィルタ)の後、32,768Hzサンプルデータにダウンサンプルする。
ダウンサンプル後にHPF(High Pass Filter =FIRフィルタ)にて低周波成分の除去を行う。
具体的には、受信データ復号部18は、図4,5に示すように、I成分のキャリア復調データを8タップ移動平均のフィルタリングするデシメーションフィルタ181aと、その出力をダウンサンプルするダウンサンプル部182aと、その出力についてFIRフィルタを用いて低周波成分を除去する低周波成分除去部183aと、Q成分のキャリア復調データを8タップ移動平均のフィルタリングするデシメーションフィルタ181bと、その出力をダウンサンプルするダウンサンプル部182bと、その出力についてFIRフィルタを用いて低周波成分を除去する低周波成分除去部183bと、低周波成分除去部183aからの出力をRX用拡散符号(シリアル正転符号)で逆拡散する逆拡散処理部184aと、低周波成分除去部183aからの出力をRX用拡散符号(シリアル反転符号)で逆拡散する逆拡散処理部184bと、低周波成分除去部183bからの出力をRX用拡散符号(シリアル正転符号)で逆拡散する逆拡散処理部184cと、低周波成分除去部183bからの出力をRX用拡散符号(シリアル反転符号)で逆拡散する逆拡散処理部184dと、各逆拡散処理部184a〜dからの出力を分割累積処理する分割累積処理部185a〜dと、分割累積処理部185a〜dからの出力を加算して部分相関を算出する部分相関算出処理部186と、その出力を累積する累積処理部187と、その出力から符号bitを取り出し、受信データを出力する符号bit取り出し部189aと、分割累積処理部185a,cの出力を入力し、遅延検波を行う遅延検波処理部188と、その出力から符号bitを取り出し、同期ワードを出力する符号bit取り出し部189bとを備える。
受信データ復号部18が、低周波成分除去部183aと低周波成分除去部183bでの処理を行う目的は、信号帯域内にCW(Continuous Wave:連続波)干渉波が入ってきた場合、その干渉波成分の除去を行うためである。
信号帯域内のため、同時に信号成分も除去されてしまうが、HPFのカットオフ周波数を信号帯域幅の影響の出ない一部分に留めることで、感度劣化につながらないようにしている。
信号帯域内のため、同時に信号成分も除去されてしまうが、HPFのカットオフ周波数を信号帯域幅の影響の出ない一部分に留めることで、感度劣化につながらないようにしている。
本信号処理部では、チップレート32,768Hz(≒信号帯域幅)に対して、HPFのカットオフ周波数を約2.6kHzに設定している。
受信データ復号部18におけるフィルタリング処理後、スライディング相関処理により、逆拡散処理及び累積処理を行う。
受信データ復号部18におけるフィルタリング処理後、スライディング相関処理により、逆拡散処理及び累積処理を行う。
微周波数ズレ検出と補正により、±32Hz精度までIFキャリア周波数ズレ量を低減したが、チップレートが32,768Hz、512チップ/bitの場合、ビットレートは64bpsであり、キャリア復調後の残留周波数成分の許容値は±16Hzとなるため、精度の追い込みがまだ不十分である。
そのため、上記相関処理(スライディング相関処理)では分割相関処理を実施する。理論上2分割で足りるが、本信号処理部ではマージンを見て、4分割の相関処理としている。
拡散変調部21で詳細に説明するが、ユーザデータの復号は、同期ワード/REFデータとの相対位置関係により判断する。
また、同時に同期ワード/REFデータ成分から同期ワードの検出を行う。検出は遅延検波処理にて行う。但し、分割相関処理を行っているため、通常の遅延検波処理ではなく、2段遅延検波処理となる。
拡散変調部21で詳細に説明するが、ユーザデータの復号は、同期ワード/REFデータとの相対位置関係により判断する。
また、同時に同期ワード/REFデータ成分から同期ワードの検出を行う。検出は遅延検波処理にて行う。但し、分割相関処理を行っているため、通常の遅延検波処理ではなく、2段遅延検波処理となる。
[マッチドフィルタ部19:図6]
次に、マッチドフィルタ部19について図6を参照しながら説明する。図6は、マッチドフィルタ部の構成ブロック図である。
マッチドフィルタ部19は、キャリア復調データに対して、相関検出処理としてマッチドフィルタリングにて逆拡散処理、更に全加算処理を行う。
次に、マッチドフィルタ部19について図6を参照しながら説明する。図6は、マッチドフィルタ部の構成ブロック図である。
マッチドフィルタ部19は、キャリア復調データに対して、相関検出処理としてマッチドフィルタリングにて逆拡散処理、更に全加算処理を行う。
具体的には、マッチドフィルタ部19は、図6に示すように、RAM(Random Access Memory)読み出しアドレス生成部191から出力されるアドレスに従い、I成分のキャリア復調データを格納するDual-Port RAM のキャリア復調データ格納部192aと、RAM読み出しアドレス生成部191から出力されるアドレスに従い、Q成分のキャリア復調データを格納するDual-Port RAM のキャリア復調データ格納部192bと、拡散符号を分割して出力する拡散符号分割部193と、キャリア復調データ格納部192aから出力されたキャリア復調データを分割された拡散符号で逆拡散する逆拡散処理部194aと、キャリア復調データ格納部192bから出力されたキャリア復調データを分割された拡散符号で逆拡散する逆拡散処理部194bと、逆拡散処理部194aからの出力を累積演算する累積処理部195aと、逆拡散処理部194bからの出力を累積演算する累積処理部195bと、累積処理部195a,bからの出力を部分相関算出する部分相関算出処理部196と、部分相関算出処理部196からの出力を全加算する全加算処理部197と、部分相関算出処理部196からの出力を一時的に記憶し、シンボル同期信号により部分相関検出値として出力するシフトレジスタ198とを備えている。
マッチドフィルタ部19において、マッチドフィルタリング処理は、実際にはゲート規模低減のためキャリア復調データ格納部192a,192bではデュアルポートRAMを使用し、高速クロック処理にてパイプライン処理を行う。
相関検出処理を行った相関検出データ(相関検出値)は、相関ピーク検出部22へ供給する。
相関ピーク検出部22にてピークが検出された場合、その検出信号(シンボル同期信号)をトリガとして、シフトレジスタ198にて当該相関検出データをラッチし、微周波数ズレ検出部23へ供給する。
相関検出処理を行った相関検出データ(相関検出値)は、相関ピーク検出部22へ供給する。
相関ピーク検出部22にてピークが検出された場合、その検出信号(シンボル同期信号)をトリガとして、シフトレジスタ198にて当該相関検出データをラッチし、微周波数ズレ検出部23へ供給する。
[拡散符号生成部20:図7]
次に、拡散符号生成部20について図7を参照しながら説明する。図7は、拡散符号生成部の構成ブロック図である。
拡散符号生成部20は、拡散変調、逆拡散処理用の拡散符号を生成する。
次に、拡散符号生成部20について図7を参照しながら説明する。図7は、拡散符号生成部の構成ブロック図である。
拡散符号生成部20は、拡散変調、逆拡散処理用の拡散符号を生成する。
具体的には、拡散符号生成部20は、図7に示すように、拡散符号長指定信号、ステート指定信号、親機/子機フラグを入力して制御信号を出力する制御部201と、制御部201からの制御信号と符号生成用パラメータテーブル202からのパラメータによって拡散符号を生成し、RX用拡散符号(パラレル正転符号)を出力する符号生成部203と、制御部201からの制御信号によって符号生成部203からの拡散符号を入力して記憶し、更に記憶する拡散符号を出力するDual-Port RAM の符号格納部204と、制御部201からの制御信号により符号格納部204からの符号をTX用拡散符号(シリアル正転符号)又はRX用拡散符号(シリアル正転符号)を選択して出力する切替器(SEL)205aと、制御部201からの制御信号により符号格納部204からの符号をTX用拡散符号(シリアル反転符号)又はRX用拡散符号(シリアル反転符号)を選択して出力する切替器(SEL)205bとを備えている。
拡散符号生成部20は、システム起動時に512チップ長の拡散符号を生成し、符号格納部204へ格納する。
使用する拡散符号は、同期ワード/REFデータ用とユーザデータ用に2種類必要である。この2種類を別々のパラメータから生成することも可能だが、本信号処理部では1種類のパラメータにて生成した符号を正配列及び逆配列として使用することで全く違った符号として使用している。
使用する拡散符号は、同期ワード/REFデータ用とユーザデータ用に2種類必要である。この2種類を別々のパラメータから生成することも可能だが、本信号処理部では1種類のパラメータにて生成した符号を正配列及び逆配列として使用することで全く違った符号として使用している。
つまり、SEL205aは、符号格納部204からTX用拡散符号(シリアル正転符号)又はRX用拡散符号(シリアル正転符号)の入力を受け、SEL205bは、符号格納部204から同じデータを反転したTX用拡散符号(シリアル反転符号)又はRX用拡散符号(シリアル反転符号)の入力を受け、制御部201からの制御信号でいずれかを選択出力している。
具体的には、RAMに格納した符号の読み出しアドレスを0から511の順に読み出す場合と、511から0の順に読み出す場合で別々の符号として活用している。こうすることで、格納するRAMの容量を1/2に低減できる。
[拡散変調部21:図8]
次に、拡散変調部21について図8を参照しながら説明する。図8は、拡散変調部の構成ブロック図である。
拡散変調部21は、同期ワード/REFデータの差動符号化処理を行い、その差動符号化処理した同期ワード/REFデータ及び送信ユーザデータ(「送信データ」又は「ユーザデータ」ともいう)の拡散変調処理を行う。
次に、拡散変調部21について図8を参照しながら説明する。図8は、拡散変調部の構成ブロック図である。
拡散変調部21は、同期ワード/REFデータの差動符号化処理を行い、その差動符号化処理した同期ワード/REFデータ及び送信ユーザデータ(「送信データ」又は「ユーザデータ」ともいう)の拡散変調処理を行う。
具体的には、拡散変調部21は、図8に示すように、同期ワード/REFデータを入力し、差動符号化処理を行う差動符号化処理部211と、送信データと拡散符号(反転符号)とを入力して拡散変調処理を行う拡散変調部212と、差動符号化処理部211からの差動符号化されたデータと拡散符号(正転符号)を入力して拡散変調処理を行い、同期ワード/REFデータ拡散変調信号を出力する拡散変調部213と、拡散変調処理部212からの拡散変調された信号と差動符号化処理部211からの差動符号化されたデータを入力し、拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調処理部214とを備えている。
差動符号化の実施の理由は、受信部にて同期ワードの検出を行うため遅延検波を行うからである。
本実施の形態では、通常の差動符号化ではなく、2段差動符号化処理となる。
尚、送信ユーザデータに対しては、差動符号化した同期ワード/REFデータとの間でも拡散変調処理を行う理由は、データ復号時、ユーザデータは複素座標上のREFデータとの相対位置関係から‘1’及び‘0’のデータ極性を判定するため、同期ワードを兼ねるREFデータの極性が変わった場合、送信データの極性も変える必要があるためである。
本実施の形態では、通常の差動符号化ではなく、2段差動符号化処理となる。
尚、送信ユーザデータに対しては、差動符号化した同期ワード/REFデータとの間でも拡散変調処理を行う理由は、データ復号時、ユーザデータは複素座標上のREFデータとの相対位置関係から‘1’及び‘0’のデータ極性を判定するため、同期ワードを兼ねるREFデータの極性が変わった場合、送信データの極性も変える必要があるためである。
例えば、同期ワード/REFデータがベタ‘0’データの場合(例1)、図14に示すように、同期ワード/REFデータは1点のみの座標に位置するのに対して、ユーザデータはBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調のため、2点の座標に位置する。
図14は、同期ワード/REFデータがベタ‘0’データの場合のIQ座標での表示例を示す図である。
図14は、同期ワード/REFデータがベタ‘0’データの場合のIQ座標での表示例を示す図である。
同期ワード/REFデータとユーザデータはIFキャリアが90°位相をズラしてキャリア変調させているため、常に直交しており、そのREFデータからの相対位置により、ユーザデータの極性(‘1’又は‘0’)を判断することができる。
例えば、同期ワード/REFデータの極性が可変する場合(例2)、図15に示すように、ユーザデータと同様、同期ワード/REFデータも2点の座標に位置するが、同期ワード/REFデータの極性が変化した場合、ユーザデータとの相対位置が変わってしまうため、送信側処理で同期ワード/REFデータの極性変化に応じてユーザデータの極性も変えることで、受信側での相対位置関係を維持する。
図15は、同期ワード/REFデータの極性が可変する場合のIQ座標での表示例を示す図である。
図15は、同期ワード/REFデータの極性が可変する場合のIQ座標での表示例を示す図である。
受信側データ復号時、ユーザデータと同期ワード/REFデータの直交関係は、IFキャリア周波数が違っていても維持されるため、PSK(Phase Sift Keying)システムで課題となるキャリア周波数同期の問題を回避することが可能となる。
親機と子機のIFキャリア周波数が違う場合、本信号処理部ではIFキャリア周波数ズレによってユーザデータが回転してもそれと同じにREFデータも回転し、常に90°の位置を維持するため、極性判断を誤らないものである。
上記において、ユーザデータの復号だけに特化すれば、確かにキャリア周波数ズレの影響無しでデータの復号を行うことが可能となる。
しかし、実際のシステム構成上、同期ワードとREFデータを共有しており、同期ワードの復号は遅延検波で行うため、キャリア周波数ズレ量の制約が発生してしまっていること、またFFT演算による周波数ズレ補正を行っているため、±1/4以内の周波数ズレに抑えている。
しかし、実際のシステム構成上、同期ワードとREFデータを共有しており、同期ワードの復号は遅延検波で行うため、キャリア周波数ズレ量の制約が発生してしまっていること、またFFT演算による周波数ズレ補正を行っているため、±1/4以内の周波数ズレに抑えている。
REFデータに違うデータも多重化させることで、システムの冗長性を向上させることができるものであり、そのために本信号処理部では同期ワードをREFデータ側に多重化させている。
尚、この同期ワードはユーザデータ側に持つことも可能であり、REFデータとしてのみ活用すれば、キャリア周波数ズレの影響を少なくしてデータの復号を行うことができる。
尚、この同期ワードはユーザデータ側に持つことも可能であり、REFデータとしてのみ活用すれば、キャリア周波数ズレの影響を少なくしてデータの復号を行うことができる。
[相関ピーク検出部22:図9]
次に、相関ピーク検出部22について図9を参照しながら説明する。図9は、相関ピーク検出部の構成ブロック図である。
相関ピーク検出部22は、図9に示すように、マッチドフィルタ部19からの相関検出値を入力し、1bit区間内のMAXピーク位置をカウンタ値で検出する1bit区間MAXピーク位置検出部221と、検出されたMAXピーク位置のカウンタ値と以前のMAXピーク位置のカウンタ値を比較し、比較結果を出力するMAXピーク位置比較部222と、入力される比較結果から相関ピークが検出されたならシンボル同期信号(相関ピーク検出信号:同期検出信号)を外部及び制御部25に出力し、シンボル位相ズレについてのシンボル位相ズレ検出信号を微周波数ズレ検出部24に出力するシンボル同期信号生成部223と、フリーランのカウンタ値を出力するフリーランカウンタ224とを備えている。
次に、相関ピーク検出部22について図9を参照しながら説明する。図9は、相関ピーク検出部の構成ブロック図である。
相関ピーク検出部22は、図9に示すように、マッチドフィルタ部19からの相関検出値を入力し、1bit区間内のMAXピーク位置をカウンタ値で検出する1bit区間MAXピーク位置検出部221と、検出されたMAXピーク位置のカウンタ値と以前のMAXピーク位置のカウンタ値を比較し、比較結果を出力するMAXピーク位置比較部222と、入力される比較結果から相関ピークが検出されたならシンボル同期信号(相関ピーク検出信号:同期検出信号)を外部及び制御部25に出力し、シンボル位相ズレについてのシンボル位相ズレ検出信号を微周波数ズレ検出部24に出力するシンボル同期信号生成部223と、フリーランのカウンタ値を出力するフリーランカウンタ224とを備えている。
相関ピーク検出部22は、マッチドフィルタ部19からの相関検出データに対して、以下の処理手順で相関ピーク検出を行う。
第1に、検出処理開始からフリーランカウンタ224を起動する。
フリーランカウンタ224は、256kHz/1bit長分=512チップ/bitでは4,096=12bitカウンタである。
第1に、検出処理開始からフリーランカウンタ224を起動する。
フリーランカウンタ224は、256kHz/1bit長分=512チップ/bitでは4,096=12bitカウンタである。
第2に、1bit区間MAXピーク位置検出部221は、検出処理開始から1bit区間毎のMAX相関値を検出し、MAX値が更新される毎にカウンタ値をメモリに格納する処理を行う。
第3に、検出処理開始から2bit区間分のMAX値の検出が完了してから、MAXピーク位置比較部222は、区間毎に2bitの区間における相関MAX値のカウンタ値比較を行い、比較結果をシンボル同期信号生成部223に出力する。
シンボル同期信号生成部223は、比較結果が所定範囲内(±3〜4カウント程度)のズレであれば、信憑性の高い相関ピークと判断し、シンボル同期信号(相関ピーク検出信号)を送出する。
また、シンボル同期信号生成部223は、本来の信号が来ていない(ノイズのみの受信)場合においても、例えばカウンタ値が±4カウント以内でピーク検出としたとき、確率の上では(8/4,096)^2=1/262,144となり、262,144回の受信に1回は誤検出してしまう。特に、チップ長が短ければ短いほど、誤検出の確率は高くなる。
従って、本信号処理部では2bit連続ではなく、3bit連続でカウンタ値が所定範囲内であった時ピーク検出としている。誤検出確率は、(8/4,096)^3=1/134,217,728となる。
従って、本信号処理部では2bit連続ではなく、3bit連続でカウンタ値が所定範囲内であった時ピーク検出としている。誤検出確率は、(8/4,096)^3=1/134,217,728となる。
[粗周波数ズレ検出部23:図10]
次に、粗周波数ズレ検出部23について図10を参照しながら説明する。図10は、粗周波数ズレ検出部の構成ブロック図である。
粗周波数ズレ検出部23は、キャリア復調データに対して、LPF(Low Pass Filter)でノイズ除去を行い、ダウンサンプリング処理して、FFT演算を行って累積処理し、MAXピーク位置の検出を行い、粗周波数ズレ検出データを出力する。
次に、粗周波数ズレ検出部23について図10を参照しながら説明する。図10は、粗周波数ズレ検出部の構成ブロック図である。
粗周波数ズレ検出部23は、キャリア復調データに対して、LPF(Low Pass Filter)でノイズ除去を行い、ダウンサンプリング処理して、FFT演算を行って累積処理し、MAXピーク位置の検出を行い、粗周波数ズレ検出データを出力する。
粗周波数ズレ検出部23は、図10に示すように、I成分のキャリア復調データを入力し、LPFとなるFIRフィルタを用いてノイズ除去を行うノイズ除去部231aと、Q成分のキャリア復調データを入力し、LPFとなるFIRフィルタを用いてノイズ除去を行うノイズ除去部231bと、ノイズ除去したI成分をダウンサンプリング処理するダウンサンプル部232aと、ノイズ除去したQ成分をダウンサンプリング処理するダウンサンプル部232bと、ダウンサンプリング処理したI成分とQ成分についてFFT演算処理を行うFFT演算処理部233と、FFT演算結果を累積処理する演算結果累積処理部234と、累積処理結果からMAXピーク位置を検出するMAXピーク位置検出部235とを備えている。
ダウンサンプル部232a,232bにおいて、ノイズ除去後のデータに対しては、32,768Hzのダウンサンプリング処理を行う。
ダウンサンプル後のデータに対して、親機−子機のIFキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分の検出を行う。
残留周波数成分の検出は、32ポイントのFFT演算で行う。従って、検出周波数精度は、1,024Hzとなる。
ダウンサンプル後のデータに対して、親機−子機のIFキャリア周波数ズレ量に応じた残留周波数成分の検出を行う。
残留周波数成分の検出は、32ポイントのFFT演算で行う。従って、検出周波数精度は、1,024Hzとなる。
本信号処理部では、検出精度を上げるため、複数回の検出結果の累計を取った上でピークの検出を行う。
1回の演算周期は、32/32,768≒1msecであり、最大32回までの累計を可能としている。
32回の累計演算を行った場合の検出感度は、理論上では約15dBアップし、シミュレーションでは約11.5dBアップする。
そして、検出した粗周波数ズレ量をキャリアデータ生成部16に供給する。
1回の演算周期は、32/32,768≒1msecであり、最大32回までの累計を可能としている。
32回の累計演算を行った場合の検出感度は、理論上では約15dBアップし、シミュレーションでは約11.5dBアップする。
そして、検出した粗周波数ズレ量をキャリアデータ生成部16に供給する。
[微周波数ズレ検出部24:図11]
次に、微周波数ズレ検出部24について図11を参照しながら説明する。図11は、微周波数ズレ検出部の構成ブロック図である。
微周波数ズレ検出部24は、受信データ復号部18でのデータ復号処理を前に、分割相関処理による分割損(分割による感度劣化)の低減を目的に、周波数ズレ量をさらに少なくするため、高い精度の周波数検出を行う。
次に、微周波数ズレ検出部24について図11を参照しながら説明する。図11は、微周波数ズレ検出部の構成ブロック図である。
微周波数ズレ検出部24は、受信データ復号部18でのデータ復号処理を前に、分割相関処理による分割損(分割による感度劣化)の低減を目的に、周波数ズレ量をさらに少なくするため、高い精度の周波数検出を行う。
微周波数ズレ検出部24は、図11に示すように、部分相関検出値を入力し、FFT演算を行うFFT演算処理部241と、FFT演算結果からMAXピーク位置を検出して微周波数ズレ検出データを出力するMAXピーク位置検出部242とを備えている。
FFT演算処理部241は、粗周波数検出部23のFFT演算処理部233と同じ32ポイントのFFT演算処理を行うが、ここでは相関ピークが検出されたときの32分割相関処理データを入力して演算処理を行う。
粗周波数ズレの補正後もキャリア復調データには最大±512Hzの残留ズレ成分が残っており、ピークが検出されたときの32分割相関検出データにその残留ズレ成分が現れる。
そのため、ピークが検出されたときの当該相関データ(32分割分*I,Q成分=64ポイント)に対してFFT演算を行うことで、その残留ズレ分の周波数検出を行うことができる。
そのため、ピークが検出されたときの当該相関データ(32分割分*I,Q成分=64ポイント)に対してFFT演算を行うことで、その残留ズレ分の周波数検出を行うことができる。
その際の検出精度は、64Hzとなる。何故なら、1分割分のサンプリング周期が16/32,768≒0.5msec、Δf=1/0.5msec*32=64Hzだからである。
ここで得られた微周波数ズレ値をキャリアデータ生成部16へ供給する。
尚、微周波数ズレ検出部24は、粗周波数ズレ検出部23と同じ32ポイントFFT演算回路のため、共用化が可能である。
ここで得られた微周波数ズレ値をキャリアデータ生成部16へ供給する。
尚、微周波数ズレ検出部24は、粗周波数ズレ検出部23と同じ32ポイントFFT演算回路のため、共用化が可能である。
[制御部25]
制御部25は、相関ピーク検出部22から同期検出信号を入力し、シンボル同期処理を行い、外部からの入力により相関ピーク検出部22及び粗周波数ズレ検出部23の動作タイミングを制御する。
制御部25は、相関ピーク検出部22から同期検出信号を入力し、シンボル同期処理を行い、外部からの入力により相関ピーク検出部22及び粗周波数ズレ検出部23の動作タイミングを制御する。
[受信処理の流れ]
以下、受信処理の流れの概略を簡単に説明する。
第1に、受信処理開始にてADC制御部11を介してキャリア復調部15にてキャリア復調処理実施する。
第2に、キャリア復調処理データを粗周波数ズレ検出部23及びマッチドフィルタ部19へ供給し、粗周波数ズレ検出部23で粗周波数ズレ量検出を行い、同時にマッチドフィルタ部19で相関検出処理を、相関ピーク検出部22で相関ピーク検出処理を行う。
以下、受信処理の流れの概略を簡単に説明する。
第1に、受信処理開始にてADC制御部11を介してキャリア復調部15にてキャリア復調処理実施する。
第2に、キャリア復調処理データを粗周波数ズレ検出部23及びマッチドフィルタ部19へ供給し、粗周波数ズレ検出部23で粗周波数ズレ量検出を行い、同時にマッチドフィルタ部19で相関検出処理を、相関ピーク検出部22で相関ピーク検出処理を行う。
第3に、粗周波数ズレを検出した場合、キャリアデータ生成部16及びキャリア復調部15においてそのズレ量を補正し、再度相関ピーク検出処理を行う。
第4に、相関ピーク検出部22で相関ピークが検出された場合、そのピーク値に該当する分割相関の各検出値(32分割分、I,Q成分の計64ポイント)を微周波数ズレ検出部24に供給し、微周波数ズレ量の検出を行う。
第4に、相関ピーク検出部22で相関ピークが検出された場合、そのピーク値に該当する分割相関の各検出値(32分割分、I,Q成分の計64ポイント)を微周波数ズレ検出部24に供給し、微周波数ズレ量の検出を行う。
第5に、微周波数ズレ量の検出結果から、再度、キャリアデータ生成部16及びキャリア復調部15においてIFキャリア周波数の補正を行った後、受信データ復号部18にて同期ワードの検出を行い、更に受信データ復号処理を行う。
以上が、本信号処理部における受信処理の概要である。
以上が、本信号処理部における受信処理の概要である。
[2段差動符号化処理データの復号処理の概要:図16]
次に、2段差動符号化処理データの相関・復号処理の概要について図16を参照しながら説明する。図16は、2段差動符号化処理データの相関・復号処理を示す概略図である。
尚、図16に示す構成は、受信データ復号部18等によって実現されるものである。
次に、2段差動符号化処理データの相関・復号処理の概要について図16を参照しながら説明する。図16は、2段差動符号化処理データの相関・復号処理を示す概略図である。
尚、図16に示す構成は、受信データ復号部18等によって実現されるものである。
図16では、例として、2段差動符号化処理された4bitのデータについて、1bitを1/4に分割処理し、更に、1/4bit分の遅延処理を行い、この2つのデータについて相関を検出して1回目の遅延検波処理データとし、2bit目から4bit目について1bit区間全加算処理を行い、1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データを生成する。
更に、1bit分遅延処理データを生成し、上記1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データとの相関を検出して2回目遅延検波処理データを生成し、そのデータに対してユーザデータの復号処理を行うものである。
[送信部変調処理波形:図17]
次に、送信部の変調処理波形について図17を参照しながら説明する。図17は、送信部の変調処理波形を示す図である。
図17に示すように、キャリア変調部17においては、同期ワード/REFデータ拡散変調信号のIFキャリア変調(ASK変調)処理波形と送信データ拡散変調信号のIFキャリア変調(PSK変調)処理波形とを加算して図17の右側に示すIFキャリア変調波形を生成する。このように、キャリア変調部17では、適正なIFキャリア変調が為される。
次に、送信部の変調処理波形について図17を参照しながら説明する。図17は、送信部の変調処理波形を示す図である。
図17に示すように、キャリア変調部17においては、同期ワード/REFデータ拡散変調信号のIFキャリア変調(ASK変調)処理波形と送信データ拡散変調信号のIFキャリア変調(PSK変調)処理波形とを加算して図17の右側に示すIFキャリア変調波形を生成する。このように、キャリア変調部17では、適正なIFキャリア変調が為される。
[実施の形態の効果]
本信号処理部及び無線機によれば、差動符号化処理部211が同期ワード/REFデータについて2段差動符号化処理を行い、拡散変調処理部212が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、拡散変調処理部213が差動符号化処理部211で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行って同期ワード/REFデータ拡散変調信号を出力し、拡散変調処理部214が拡散変調処理部212で拡散変調処理された送信データを差動符号化処理部211で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行って送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部21を備えたものとしているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる効果がある。
本信号処理部及び無線機によれば、差動符号化処理部211が同期ワード/REFデータについて2段差動符号化処理を行い、拡散変調処理部212が送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行い、拡散変調処理部213が差動符号化処理部211で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行って同期ワード/REFデータ拡散変調信号を出力し、拡散変調処理部214が拡散変調処理部212で拡散変調処理された送信データを差動符号化処理部211で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行って送信データ拡散変調信号を出力する拡散変調部21を備えたものとしているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調を適正に行うことができる効果がある。
また、本信号処理部及び無線機によれば、キャリア変調処理部が拡散変調部21から出力される同期ワード/REFデータの拡散変調信号を振幅変調によるキャリア変調処理を行い、キャリア変調処理部が拡散変調部21から出力された送信データ拡散変調信号を位相変調によるキャリア変調処理を行い、加算器が振幅変調された信号と位相変調された信号とを加算するキャリア変調部を備えたものとしているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、IFキャリア変調を適正に行うことができる効果がある。
また、本信号処理部及び無線機によれば、受信データ復号部18が2段差動符号化処理されたデータについて、1bitを1/4に分割処理し、更に、1/4bit分の遅延処理を行い、この2つのデータについて相関を検出して1回目の遅延検波処理データとし、2bit目以降について1bit区間全加算処理を行い、1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データを生成し、更に、1bit分遅延処理データを生成し、上記1回目遅延検波処理後の1bit区間全加算データとの相関を検出して2回目遅延検波処理データを生成し、当該データに対してユーザデータの復号処理を行うものとしているので、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、受信データの復号処理を適正に行うことができる効果がある。
本発明は、IFキャリア周波数ズレが発生しても極性判断を誤らず、拡散変調及び受信データ復号を適正に行うことができる信号処理部及び無線機に好適である。
1…無線機(親)、 2…無線機(子)、 11…ADC制御部、 12…AGC部、 13…APC/AFC制御部、 14…DAC制御部、 15…キャリア復調部、 16…キャリアデータ生成部、 17…キャリア変調部、 18,18′…受信データ復号部、 19…マッチドフィルタ部、 20,20′…拡散符号生成部、 21,21′…拡散変調部、 22,22′…相関ピーク検出部、 23,23′…粗周波数ズレ検出部、 24,24′…微周波数ズレ検出部、 25…制御部、 151…IFキャリア復調処理部、 152…高周波成分除去部、 153…ダウンサンプル部、 161…AFC調整部、 162…インデックスカウンタ、 163…アドレスデコーダ、164…正弦波テーブル、 181…デジメーションフィルタ、 182…ダウンサンプル部、 183…低周波成分除去部、 184…逆拡散処理部、 185…分割累積処理部、 186…部分相関算出処理部、 187…累積処理部、 188…遅延検波処理部、 189…符号bit取り出し部、 191…RAM読み出しアドレス生成部、 192…キャリア復調データ格納部、 193…拡散符号分割部、 194…逆拡散処理部、 195…累積処理部、 196…部分相関算出処理部、 197…全加算処理部、 198…シフトレジスタ、 201…制御部、 202…符号生成用パラメータテーブル、 203…符号生成部、 204…符号格納部、 205…SEL、 211…差動符号化処理部、 212,213,214…拡散変調処理部、 221…1bit区間MAXピーク位置検出部、 222…MAXピーク位置比較部、 223…シンボル同期信号生成部、 224…フリーランカウンタ、 231…ノイズ除去部、 232…ダウンサンプル部、 233…FFT演算処理部、 234…演算結果累積処理部、 235…MAXピーク位置検出部、 241…FFT演算処理部、 242…MAXピーク位置検出部
Claims (7)
- 同期ワード及び参照データを2段差動符号化処理を行う差動符号化処理部と、
送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行う第1の拡散変調処理部と、
前記差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力する第2の拡散変調処理部と、
前記第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを前記差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する第3の拡散変調処理部とを有する拡散変調部を備えたことを特徴とする信号処理部。 - 参照データを2段差動符号化処理を行う差動符号化処理部と、
送信データを拡散符号の反転符号で拡散変調処理を行う第1の拡散変調処理部と、
前記差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータを拡散符号の正転符号で拡散変調処理を行い、同期ワード及び参照データの拡散変調信号を出力する第2の拡散変調処理部と、
前記第1の拡散変調処理部で拡散変調処理されたデータを前記差動符号化処理部で差動符号化処理されたデータで拡散変調処理を行い、送信データ拡散変調信号を出力する第3の拡散変調処理部とを有する拡散変調部を備えたことを特徴とする信号処理部。 - 差動符号化処理部は、1回目の差動符号化処理として1ビット分の差動符号化処理を行い、2回目の差動符号化処理として1/4ビット分の差動符号化処理を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の信号処理部。
- 拡散変調部から出力される同期ワード及び参照データの拡散変調信号を振幅変調によるキャリア変調処理を行う第1のキャリア変調処理部と、前記拡散変調部から出力された送信データ拡散変調信号を位相変調によるキャリア変調処理を行う第2のキャリア変調処理部と、振幅変調された信号と位相変調された信号とを加算する加算器とを有するキャリア変調部を備えることを特徴とする請求項1又は3記載の信号処理部。
- 同相成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングする第1のデシメーションフィルタと、
当該出力をダウンサンプルする第1のダウンサンプル部と、
当該出力について低周波成分を除去する第1の低周波成分除去部と、
直交成分のキャリア復調データをタップ移動平均のフィルタリングする第2のデシメーションフィルタと、
当該出力をダウンサンプルする第2のダウンサンプル部と、
当該出力について低周波成分を除去する第2の低周波成分除去部と、
前記第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第1の逆拡散処理部と、
前記第1の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第2の逆拡散処理部と、
前記第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル正転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第3の逆拡散処理部と、
前記第2の低周波成分除去部からの出力をシリアル反転符号の受信用拡散符号で逆拡散する第4の逆拡散処理部と、
前記第1〜4の逆拡散処理部からの出力を分割累積処理する第1〜4の分割累積処理部と、
前記第1〜4の分割累積処理部からの出力を加算して部分相関を算出する部分相関算出処理部と、
当該出力を累積する累積処理部と、
当該出力から符号ビットを取り出し、受信データを出力する第1の符号ビット取り出し部と、
前記第1及び前記第3の分割累積処理部の出力を入力し、遅延検波を行う遅延検波処理部と、
当該出力から符号ビットを取り出し、同期ワードを出力する第2の符号ビット取り出し部とを有する受信データ復号部を備えることを特徴とする信号処理部。 - 請求項1記載の拡散変調部と、請求項4記載のキャリア変調部と、請求項5記載の受信データ復号部とを備えることを特徴とする信号処理部。
- 請求項6記載の信号処理部を有することを特徴とする無線機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167435A JP2009010463A (ja) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | 信号処理部及び無線機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007167435A JP2009010463A (ja) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | 信号処理部及び無線機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009010463A true JP2009010463A (ja) | 2009-01-15 |
Family
ID=40325144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007167435A Pending JP2009010463A (ja) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | 信号処理部及び無線機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009010463A (ja) |
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2007
- 2007-06-26 JP JP2007167435A patent/JP2009010463A/ja active Pending
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