JP2013201504A - Communication apparatus, received signal detection device, and received signal detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置、受信信号検出装置および受信信号検出方法に関し、例えば、受信信号の立ち上がり等を検出する技術に関する。 The present invention relates to a communication device, a reception signal detection device, and a reception signal detection method, and, for example, relates to a technique for detecting rising of a reception signal.
近年、通信装置において、受信信号の立ち上がりを検出する技術として、FM検波処理後のFM信号の低域周波数成分と高域周波数成分との差分値を用いるものが知られている(例えば、特許文献1)。すなわち、特許文献1に記載の技術では、まず、FM検波回路が受信信号のデジタル複素包絡信号をFM検波処理によりFM信号に変換する。次に、ハイパスフィルタ(High Pass Filter:HPF)がFM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を取得する。また、ローパスフィルタ(Low Pass Filter:LPF)がFM信号の低域周波数成分を濾波して低域周波数信号を取得する。そして、立ち上がり検出処理回路が、FM信号の高域周波数成分と低域周波数成分との差分値と、所定の閾値とを比較して、受信信号の立ち上がりを検出する。 In recent years, as a technique for detecting a rising edge of a received signal in a communication apparatus, a technique using a difference value between a low frequency component and a high frequency component of an FM signal after FM detection processing is known (for example, Patent Documents). 1). That is, in the technique described in Patent Document 1, first, the FM detection circuit converts the digital complex envelope signal of the received signal into an FM signal by FM detection processing. Next, a high pass filter (HPF) filters the high frequency component of the FM signal to obtain a high frequency signal. A low pass filter (LPF) filters the low frequency component of the FM signal to obtain a low frequency signal. Then, the rising edge detection processing circuit compares the difference value between the high frequency component and the low frequency component of the FM signal with a predetermined threshold value to detect the rising edge of the received signal.
このとき、FM検波回路にて、無信号時には周波数特性が平坦で比較的高い信号レベルの白色雑音が検出され、信号到来時には立ち上がり波形や比較的低い信号レベルの音声波形が検出される。特に、信号到来時の立ち上がりの波形は、低域周波数側にエネルギーが集中する。特許文献1に記載の技術では、FM信号の低域周波数成分と高域周波数成分のエネルギー比が、無信号時と信号到来時とで異なることを利用して、受信信号の立ち上がりの瞬間を検出している。 At this time, the FM detector circuit detects white noise of a relatively high signal level with a flat frequency characteristic when there is no signal, and a rising waveform and a speech waveform of a relatively low signal level when a signal arrives. In particular, in the rising waveform when a signal arrives, energy is concentrated on the low frequency side. In the technique described in Patent Document 1, the rising edge of the received signal is detected by utilizing the fact that the energy ratio of the low frequency component and the high frequency component of the FM signal differs between when there is no signal and when the signal arrives. doing.
また、特許文献2には、受信信号をFM検波処理した後のFM信号の高域周波数成分のみを用いて、ノイズ検出する技術が開示されている。すなわち、特許文献2に記載の技術では、まず、HPFが、FM検波回路により出力されるFM信号から高域周波数成分を濾波する。次に、パルス検出器が、所定の閾値と比較して、当該所定の閾値以上のFM信号の高域周波数成分を検出して出力する。
また、特許文献3には、受信信号のデジタル複素包絡信号をFM検波して、立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出し、この特徴ベクトル波形を用いて無線機の同定をする技術が記載されている。この特許文献3に記載の技術では、まず、フィルタを用いて、特定の周波数帯域外のデジタル複素包絡信号を除外する。また、特徴ベクトル波形を抽出する際に、受信信号エネルギーが所定の閾値以下である無効化期間を特定する。そして、当該無効化期間では、FM検波後の特徴ベクトルに替えて、値0の特徴ベクトルを用いて、無線機の同定をする。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-259542 discloses a technique for performing FM detection on a digital complex envelope signal of a received signal, extracting a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of rising, and identifying a radio using this feature vector waveform Is described. In the technique described in
さらに、参考技術として、プレストーク型の無線受信機に関する技術が特許文献4に開示されている。 Further, as a reference technique, Patent Document 4 discloses a technique related to a press talk type radio receiver.
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、FM検波処理後に、HPFによりFM信号の高域周波数成分を濾波する処理と、LPFによりFM信号の低域周波数成分を濾波する処理とが必要となり、ハードウェアの規模が大きくなってしまうという問題があった。 However, the technique described in Patent Document 1 requires processing for filtering the high frequency component of the FM signal by HPF after FM detection processing, and processing for filtering the low frequency component of the FM signal by LPF. There was a problem that the scale of the wear would increase.
また、ハードウェアの規模を小さくするために、特許文献2に記載される技術を適用して、FM信号の高域周波数成分のみを用いて、立ち上がり検出を行うことも考えられる。しかしながら、この場合、無信号時の雑音のレベルが小さいと、FM信号の高域周波数成分の電力は、無信号時と信号到来時とでレベル差が小さくなってしまい、受信信号の立ち上がりの検出処理が不安定になってしまうという問題があった。
In order to reduce the scale of hardware, it is also conceivable to apply the technique described in
特許文献3に記載の技術では、フィルタを用いて、特定の周波数帯域外のデジタル複素包絡信号を除外するが、HPFにより高域周波数成分を濾過している訳ではない。
In the technique described in
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、環境の変化に依存することなく、受信信号の立ち上がりの瞬間を簡単な構成で安定して正確に検出することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to stably and accurately detect the rising edge of a received signal with a simple configuration without depending on environmental changes. It is to provide a technology that can be used.
本発明の通信装置は、受信信号の複素包絡信号をFM信号に変換して出力するFM検波処理部と、前記FM検波処理部により出力される前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するハイパスフィルタ部と、前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記ハイパスフィルタ部により出力される前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部により出力された前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する疑似信号加算部と、前記疑似信号加算部により生成された前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出する受信信号検出処理部とを備え、前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である。 The communication apparatus according to the present invention includes an FM detection processing unit that converts a complex envelope signal of a received signal into an FM signal and outputs the FM signal, and a high-frequency component of the FM signal that is output by the FM detection processing unit by filtering the high frequency component. A high-pass filter unit that outputs a high-frequency signal, and a signal level that outputs a pseudo signal to be added to the high-frequency signal output by the high-pass filter unit according to the signal level of the complex envelope signal of the received signal A determination unit; a pseudo signal addition unit that generates an added high frequency signal by adding the pseudo signal output from the signal level determination unit and a value related to a magnitude of the high frequency signal; and The magnitude of the added high frequency signal generated by the signal adder is compared with a predetermined threshold value, and the rising edge of the received signal is determined based on the comparison result. And a reception signal detecting unit for output, the magnitude of the spurious signals is at least said predetermined threshold value or more.
また、本発明の受信信号検出装置は、受信信号の複素包絡信号をFM信号に変換して出力するFM検波処理部と、前記FM検波処理部により出力される前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するハイパスフィルタ部と、前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記ハイパスフィルタ部により出力される前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部により出力された前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する疑似信号加算部と、前記疑似信号加算部により生成された前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出する受信信号検出処理部とを備え、前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である。 In addition, the received signal detection apparatus of the present invention includes an FM detection processing unit that converts a complex envelope signal of the received signal into an FM signal and outputs the FM signal, and a high frequency component of the FM signal output by the FM detection processing unit. A high-pass filter unit that filters and outputs a high-frequency signal, and a pseudo signal to be added to the high-frequency signal output by the high-pass filter unit according to the signal level of the complex envelope signal of the received signal A signal level determination unit that outputs, a pseudo signal addition unit that generates an added high frequency signal by adding the pseudo signal output by the signal level determination unit and a value related to the magnitude of the high frequency signal And the magnitude of the added high frequency signal generated by the pseudo signal adding unit and a predetermined threshold set in advance, and based on the comparison result, the received signal And a reception signal detecting unit for detecting a rising magnitude of the pseudo signal is at least the predetermined threshold value or more.
また、本発明の受信信号検出方法は、受信信号の複素包絡信号をFM信号に変換して出力するステップと、前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するステップと、前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力するステップと、前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成するステップと、前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出するステップとを備え、前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である。 The received signal detection method of the present invention includes a step of converting the complex envelope signal of the received signal into an FM signal and outputting the signal, a step of filtering the high frequency component of the FM signal and outputting a high frequency signal. Outputting a pseudo signal to be added to the high frequency signal according to the signal level of the complex envelope signal of the received signal, the pseudo signal, and a value relating to the magnitude of the high frequency signal. Adding, generating a summed high frequency signal, comparing the magnitude of the summed high frequency signal with a predetermined threshold value, and based on the comparison result, Detecting, and the magnitude of the pseudo signal is at least equal to or greater than the predetermined threshold.
本発明によれば、環境の変化に依存することなく、受信信号の立ち上がりの瞬間を簡単な構成で安定して正確に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect a rising edge of a received signal stably and accurately with a simple configuration without depending on environmental changes.
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態における通信装置1000について、図に基づいて説明する。
<First Embodiment>
図1は、通信装置1000の構成を示す。この通信装置1000は、例えばプレストーク型通信機のように、断続した信号を送受信する装置であって、通信の相手側の通信装置から送信される信号の立ち上がりを検出することができるものである。
FIG. 1 shows the configuration of the
図1に示されるように、通信装置1000は、アンテナ部10と、受信部20と、A/D(Analog Digital:アナログ/デジタル)変換部30と、受信信号検出装置500とを含んで構成される。受信信号検出装置500は、FM検波処理部40と、ハイパスフィルタ(以下、HPFと称する。)部50と、高域周波数信号レベル算出部60と、信号レベル判定部70と、疑似信号加算部80と、スムージング部90と、受信信号検出処理部100とを含んで構成される。通信装置1000は、本発明の通信装置に対応する。受信信号検出装置500は、本発明の受信信号検出装置に対応する。
As shown in FIG. 1, the
アンテナ部10は、受信部20に接続されており、所定の無線信号(例えば、周波数などで特定される。)に対応している。
The
受信部20は、アンテナ部10を介して無線信号を受信し、この無線信号に所定の受信処理(周波数変換等)をして、受信信号(中間周波数信号とも呼ばれる。)を生成する。そして、受信部20は、受信信号をA/D変換部30へ出力する。
The
A/D変換部30は、受信信号をアナログデジタル変換して、受信信号のデジタル複素包絡信号を生成して、これを受信信号検出装置500へ出力する。なお、デジタル複素包絡信号は、本発明の複素包絡信号に対応する。ここで、一般的なA/D変換部30は、当該A/D変換部30の最小入力レベル以下の受信信号に対して、A/D変換することができない。このA/D変換部30の最小入力レベルとは、A/D変換部30が受信信号(アナログ信号)をアナログデジタル変換することができる信号レベルの最小値をいう。このため、受信信号の大きさが当該A/D変換部30の最小入力レベルよりも小さい場合、A/D変換部30は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号を出力する。
The A /
FM検波処理部40は、A/D変換部30により入力される受信信号のデジタル複素包絡信号をFM信号に変換して出力する。
The FM
HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号の高域周波数成分(例えば、30〜40kHz)を濾波して高域周波数信号を出力する。なお、30〜40kHzは、FM信号の高域周波数成分の一例であって、これに限定されない。このとき、無信号時と信号到来時で電力差が生じるように、高域周波数成分を選択する必要がある。
The
高域周波数信号レベル算出部60は、乗算器61を含んで構成されている。この高域周波数信号レベル算出部60は、HPF部50により出力される高域周波数信号の信号レベル(例えば電力信号のレベル)を高域周波数信号レベルとして算出し、この高域周波数信号レベルを疑似信号加算部80へ出力する。なお、高域周波数信号レベルは、高域周波数信号の大きさに関する値である。ここでは、高域周波数信号の電力の2乗した値を、高域周波数信号レベルとする。ただし、高域周波数信号レベルは、高域周波数信号の大きさに関する値であればよく、高域周波数信号の電力の2乗した値に限定されない。例えば、高域周波数信号の電力の2乗した後、当該2乗値に対して平方根処理を行った値を、高域周波数信号レベルとしてもよい。この場合、高域周波数信号レベル算出部60の出力は、電力信号のレベルではなく、包絡線信号のレベルとなる。
The high frequency signal
信号レベル判定部70は、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルに応じて、以下で説明する疑似信号を出力する。すなわち、疑似信号とは、HPF部50により出力される高域周波数信号に加算するために擬似的に生成される信号である。
The signal
この疑似信号を発生させる方法は、例えば、次の通りである。すなわち、コンピュータプログラムの乱数発生関数で一様に分布する乱数を発生させた後に、ボックスミューラー法を用いてガウス雑音を取得する。これにより、ガウス雑音を本発明の疑似信号として発生させることができる。また、予め一定の時間の疑似信号を生成して、これをメモリ(不図示)などに記憶しておき、メモリに記憶された疑似信号を繰り返し用いてもよい。この方法は、疑似信号を発生させる処理の際に生じる負荷を無くすことができるので、実用的である。 A method for generating the pseudo signal is, for example, as follows. That is, after generating a uniformly distributed random number using a random number generation function of a computer program, Gaussian noise is acquired using a box Mueller method. Thereby, Gaussian noise can be generated as a pseudo signal of the present invention. Alternatively, a pseudo signal of a certain time may be generated in advance and stored in a memory (not shown) or the like, and the pseudo signal stored in the memory may be repeatedly used. This method is practical because it can eliminate the load generated during the process of generating the pseudo signal.
疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、高域周波数信号レベル算出部60により出力された高域周波数信号レベルとを加算して、加算高域周波数信号を生成する。そして、疑似信号加算部80は、加算高域周波数信号をスムージング部90へ出力する。
The pseudo
スムージング部90は、疑似信号加算部70により出力された加算高域周波数信号を平滑化して、平滑後の加算高域周波数信号を受信信号検出処理部100へ出力する。
The smoothing
受信信号検出処理部100は、スムージング部90により出力された加算高域周波数信号と、予め設定された所定の閾値とを比較する。また、受信信号検出処理部100は、この比較結果に基づいて、受信信号の立ち上がりを検出する。
The received signal
また、ここで、前述の信号レベル判定部70は、より詳細には、A/D変換部30により出力された受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合と、0以外の場合とで、異なる疑似信号を出力する。すなわち、A/D変換部30により出力された受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70は、少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を出力する。一方、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、信号レベル判定部70は、大きさ0の疑似信号を出力する。
Here, more specifically, the signal
次に、FM検波処理部40でFM検波処理されるFM信号の無信号時および信号到来時の信号特性について、図に基づいて説明する。図2は、FM検波処理部40でFM検波処理されるFM信号の無信号時および信号到来時の信号特性を示す。
Next, signal characteristics at the time of no signal and signal arrival of the FM signal subjected to FM detection processing by the FM
図2に示されるように、縦軸を高域周波数信号レベル(dB)、横軸を周波数(Hz)とする。図2では、サンプリング周波数80Hzのデジタル複素包絡信号に対して、FM検波処理部40によりFM検波処理を行い、FM信号の高域周波数領域(30〜40kHz)のパワースペクトラムを測定した結果を例示している。なお、図2では、高域周波数信号の電力の2乗した値を、高域周波数信号レベルとして示している。
As shown in FIG. 2, the vertical axis represents the high frequency signal level (dB) and the horizontal axis represents the frequency (Hz). In FIG. 2, the FM
図2を参照すると、高域周波数信号レベルは、無信号時では高く、信号到来時では低いことがわかる。したがって、このような信号特性を利用して、高域周波数信号レベルが所定の閾値以下になった瞬間を信号の立ち上がりとして検出することができる。なお、図2で示した例では、高域周波数領域(30〜40kHz)の測定結果を用いたが、これに限定されない。すなわち、無信号時と信号到来時で電力差が生じるように、高域周波数成分を選択すればよい。 Referring to FIG. 2, it can be seen that the high frequency signal level is high when there is no signal and low when the signal arrives. Therefore, using such signal characteristics, the moment when the high-frequency signal level falls below a predetermined threshold can be detected as the rising edge of the signal. In the example shown in FIG. 2, the measurement result in the high frequency range (30 to 40 kHz) is used, but the present invention is not limited to this. That is, a high frequency component may be selected so that a power difference occurs between no signal and signal arrival.
次に、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80による効果について、図を用いて説明する。図3〜図6は、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80による効果を説明するための図である。図3および図4は、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けなかった場合を示す。図5および図6は、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けた場合を示す。
Next, effects of the signal
まず、図3および図4に基づいて、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けなかった場合について説明する。
First, the case where the signal
図3(a)では、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい状態を示す。図3(b)は、図3(a)に示された関係を条件とした場合に、FM検波処理部40およびHPF部50を経て高域周波数信号レベル算出部60から出力するFM信号の高域周波数信号レベルを示す。
3A shows a state in which the signal level N of noise input to the A /
図3(a)および図3(b)に示されるように、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい場合、高域周波数信号レベルは、無信号時のレベルが信号到来時のレベルよりも高い。このため、無信号時と信号到来時の信号レベルの間に閾値を設定すれば、受信信号検出処理部100は受信信号の立ち上がりを検出することができる。
As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, when the signal level N of noise input to the A /
図4(a)では、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい状態を示す。図4(b)は、図4(a)に示された関係を条件とした場合に、FM検波処理部40およびHPF部50を経て高域周波数信号レベル算出部60から出力するFM信号の高域周波数信号レベルを示す。
4A shows a state in which the signal level N of noise input to the A /
図4(a)および図4(b)に示されるように、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合、A/D変換部30は雑音信号を抽出することができない。このため、A/D変換部30から出力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルは0となり、無信号時におけるFM信号の高域周波数信号レベルは不安定となる。なお、この場合、後述するように、無信号時における高域周波数信号レベルは、一般的に0となるが、0をdBスケールに変換すると−∞(dB)であり、図中に表現できなくなるため、図4(b)では信号レベルを0(dB)として示した。
As shown in FIGS. 4A and 4B, when the noise level N input to the A /
ここで、A/D変換部30により出力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルが0になると、無信号時における高域周波数信号レベルが不定となることについて、式を用いて具体的に説明する。
Here, the fact that the high frequency signal level at the time of no signal becomes indefinite when the signal level of the digital complex envelope signal output from the A /
デジタル複素包絡信号S(n)は、同相成分をI(n)、複素成分Q(n)とすると、(式1)のように表される。
また、S(n)の瞬時移相φ(n)は、Q(n)をI(n)で除算した値の逆正接であるので、(式2)のように表される。
また、瞬時移相φ(n)の変化量eFM(n)は、φ(n)の一回微分値であり、(式3)のように表される。なお、eFM(n)は、FM検波信号とも呼ばれる。
(式1)において、S(n)=0の場合、I(n)=Q(n)=0となる。したがって、S(n)=0ときの瞬時移相φ(n)は、0/0の逆正接となり、不定となる。この場合、eFM(n)も不定となる。
The digital complex envelope signal S (n) is expressed as (Equation 1) where the in-phase component is I (n) and the complex component Q (n).
Further, since the instantaneous phase shift φ (n) of S (n) is an arctangent of a value obtained by dividing Q (n) by I (n), it is expressed as (Equation 2).
Further, the change amount e FM (n) of the instantaneous phase shift φ (n) is a one-time differential value of φ (n) and is expressed as (Equation 3). Note that e FM (n) is also called an FM detection signal.
In (Formula 1), when S (n) = 0, I (n) = Q (n) = 0. Therefore, the instantaneous phase shift φ (n) when S (n) = 0 is an arctangent of 0/0 and is indefinite. In this case, e FM (n) is also undefined.
このように、A/D変換部30により出力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルがS(n)=0になると、無信号時における高域周波数信号レベルが不安定となる。なお、S(n)=0の場合、φ(n)=0となることが多く、eFM(n)=0となる。したがって、以降の記載では、S(n)=0の場合、eFM(n)=0を出力するものとして説明する。φ(n)が不定の場合については、詳しくは説明しないが、本発明の受信信号検出装置500が正常に動作しないことは明らかである。
Thus, when the signal level of the digital complex envelope signal output from the A /
以上のように、FM検波処理部40により出力されるFM信号が0となる場合、当該FM信号の高域周波数信号レベルも0であり、dBスケールに変換すると−∞(dB)であるが、ここでは、図4(b)に示されるように、高域周波数信号レベルが0(dB)となるものとして扱う。図4(b)では、高域周波数信号レベルは、図3(b)と異なり、無信号時の方が信号到来時よりも低くなる。
As described above, when the FM signal output by the FM
したがって、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けなかった場合に、FM検波処理部40により出力されるFM信号が0となった際には、前述の通り、当該FM信号の高域周波数信号レベルも0(dB)と扱うので、受信信号検出処理部100が無信号時を信号到来時と誤って認識してしまい、受信信号の立ち上がりの瞬時を正しく検出できない。
Therefore, when the signal
次に、図5および図6に基づいて、信号レベル判定部70および疑似雑音加算部40を設けた場合について説明する。
Next, a case where the signal
図5(a)では、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい状態を示す。図5(b)は、図5(a)に示された関係を条件とした場合に、FM検波処理部40、HPF部50を経て、高域周波数信号レベル算出部60から出力されるFM信号の高域周波数信号レベルに、信号レベル判定部70により出力された疑似信号を加算して得られる加算高域周波数信号を示す。
5A shows a state in which the level N of noise input to the A /
図5(a)および図5(b)に示されるように、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい場合、高域周波数信号レベルは、無信号時のレベルが信号到来時のレベルよりも高い。
As shown in FIG. 5A and FIG. 5B, when the signal level N of noise input to the A /
ここで、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい場合、前述の通り、A/D変換部30は、受信信号をアナログデジタル変換することができるので、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外となる。そして、FM検波処理部40は、信号レベル0以外の受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行うことになるため、FM検波処理部40の出力は0とならない。また、前述の通り、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、信号レベル判定部70は、大きさ0の疑似信号を出力する。したがって、加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベル算出部70から出力されるFM信号の高域周波数信号レベルと同一となる。このように、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい場合は、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けなかった場合(図3(a)および図3(b)を参照。)と同様の特性を示す。このため、無信号時と信号到来時の信号レベルの間に閾値を設定すれば、受信信号の立ち上がりを正しく検出することができる。
Here, when the level N of the noise input to the A /
図6(a)では、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい状態を示す。図6(b)は、図6(a)に示された関係を条件とした場合に、FM検波処理部40、HPF部50を経て、高域周波数信号レベル算出部60から出力されるFM信号の高域周波数信号レベルに、信号レベル判定部70により出力された疑似信号を加算して得られる加算高域周波数信号を示す。
6A shows a state where the level N of noise input to the A /
ここで、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合、A/D変換部30は、受信信号をアナログデジタル変換することができないので、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0となる。そして、FM検波処理部40は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行うことになるため、FM検波処理部40の出力は0となる。しかしながら、本発明では、前述の通り、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70は、少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を出力する。したがって、加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベル算出部60から出力されるFM信号の高域周波数信号レベルに、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の疑似信号を加算した信号となる。このため、加算高域周波数信号は、少なくとも、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさとなる。これにより、図6(a)および図6(b)に示されるように、A/D変換部30に入力する雑音の信号レベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合でも、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の疑似信号がFM信号の高域周波数信号レベルに加算されるので、図4(a)および図4(b)を用いて説明した場合と異なり、0(dB)とはならない。また、無信号時の加算高域周波数信号は、信号到来時の加算高域周波数信号よりも高くなる。これは、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも大きい状態(図5(b)を参照。)と同様の特性となる。
Here, when the level N of the noise input to the A /
このように、A/D変換部30に入力する雑音のレベルNが、A/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合であっても、信号レベル判定部70および疑似信号加算部
80を設けて、高域周波数信号レベル算出部60から出力されるFM信号の高域周波数信号レベルに、所定の閾値以上の疑似信号を加算することにより、加算高域周波数信号は、無信号時のレベルが信号到来時のレベルよりも高くなる。したがって、無信号時と信号到来時の信号レベルの間に閾値を設定すれば、受信信号の立ち上がりを検出することができる。
Thus, even when the level N of the noise input to the A /
なお、図4および図6の説明では、本発明の技術内容を理解しやすいように、受信部20の雑音の信号レベルが常にA/D変換部30の最小入力レベルよりも小さい場合を例示して、受信信号の立ち上がり検出処理を説明した。実際に、雑音の信号レベルが低下して、A/D変換部30の最小入力レベルに近づいていく程に、受信信号の立ち上がり検出処理に異常が発生しやすくなる。すなわち、雑音の信号レベルが低下する程、A/D変換部30の最小入力レベルを下回る時間の割合が増加する。そして、この増加に伴って、高域周波数信号算出部60からFM検波処理部40を介して出力されるFM信号の高域周波数信号レベルが0(dB)となる割合が増加することになる。このため、スムージング部90により平滑化された信号レベル(すなわち、受信信号検出処理部100の入力)は、小さい値となり、信号レベルが信号到来時に近づいてしまう。
4 and 6 exemplify a case where the signal level of noise in the receiving
次に、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000の動作について、図に基づいて説明する。図7は、通信装置1000の動作フローを示す。
Next, the operation of the
受信部20がアンテナ部10を介して受信する信号を、中間周波数信号に周波数変換する。そして、図7に示されるように、A/D変換部30は、受信部20により入力される中間周波数信号をA/D変換して、受信信号のデジタル複素包絡信号(受信信号の複素包絡信号)を生成する(S701)。そして、A/D変換部20は、受信信号のデジタル複素包絡信号をFM検波処理部40および信号レベル判定部70へ出力する。
The signal received by the receiving
FM検波処理部40は、デジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行い、FM信号を生成する(S702)。そして、FM検波処理部40は、FM信号をHPF部50へ出力する。
The FM
HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号のうち、高域周波数成分のみを濾波(FM検波処理)して、これを高域周波数信号として、高域周波数信号レベル算出部60へ出力する(S703)。
The
高域周波数信号レベル算出部60では、乗算器61が高域周波数信号を2乗演算する(S704)。これにより、高域周波数信号レベル算出部60は、高域周波数信号の大きさを示す高域周波数信号レベルを算出する。そして、高域周波数信号レベル算出部60は、高域周波数信号レベルを疑似信号加算部80へ出力する。なお、高域周波数信号レベルは、高域周波数信号の大きさに関する値であればよく、高域周波数信号の2乗した値に限定されないことは、前述した通りである。
In the high frequency signal
信号レベル判定部70は、A/D変換部30により出力されたデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合と、0以外の場合とで、異なる疑似信号を出力する(S705)。A/D変換部30により出力された受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70は、一定値(少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさ)の疑似信号を出力する(S705、Yes)。一方、デジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、信号レベル判定部70は、大きさ0の疑似信号を出力する(S705、No)。
The signal
そして、疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、高域周波数信号レベル算出部60により出力された高域周波数信号レベルとを加算して、加算高域周波数信号を生成する(S706)。
Then, the pseudo
すなわち、A/D変換部30により出力された受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合には、疑似信号加算部80は、高域周波数信号レベルと、一定値(少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさ)の疑似信号とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0のとき、高域周波数信号レベルも0となるので、疑似信号加算部80は、結果的に、一定値の疑似信号と同一の信号を出力する。
That is, when the signal level of the digital complex envelope signal of the reception signal output by the A /
一方、デジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合には、疑似信号加算部80は、高域周波数信号レベルと、大きさ0の疑似信号とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。そして、疑似信号加算部80は、加算高域周波数信号をスムージング部90へ出力する。この結果、疑似信号加算部80は、高域周波数信号レベルと同一の信号を出力する。
On the other hand, when the signal level of the digital complex envelope signal is other than 0, the pseudo
スムージング部90は、疑似信号加算部80により出力された加算高域周波数信号を平滑化(スムージング処理)する(S707)。そして、スムージング部90は、平滑化後の加算高域周波数信号を受信信号検出処理部100へ出力する。
The smoothing
受信信号検出処理部100は、次に説明するように、S708およびS709にて、受信信号の立ち上がりの検出を行う。
The reception signal
まず、受信信号検出処理部100は、1つ前のサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号と、予め設定された所定の閾値とを比較する(S708)。1つ前のサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号が所定の閾値以上である場合(S708、Yes)、受信信号検出処理部100は、現時点で受け取ったサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号と、所定の閾値とを比較する(S709)。一方、1つ前のサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号が所定の閾値以上でない場合(S708、No)、S701以降の処理を再び行う。
First, the received signal
現時点で受け取ったサンプルについて、平滑化後の高域周波数信号レベルが所定の閾値以下である場合(S709、Yes)、受信信号検出処理部100は、受信信号の立ち上がりの瞬時を検出したことを外部回路(不図示)に通知する(S710)。併せて、受信信号検出装置500は、現時点で受け取ったサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号をメモリ(不図示)に記録する。なお、このときに使用するメモリは、受信信号検出装置500の外部回路であってもよい。一方、現時点で受け取ったサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号が所定の閾値以下でない場合(S709、No)、S701以降の処理を再び行う。
When the high frequency signal level after smoothing is equal to or lower than a predetermined threshold for the sample received at the current time (S709, Yes), the received signal
このようにして、受信信号検出処理部100は、1つ前のサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号が所定の閾値以上である場合(S708、Yes)とともに、現時点で受け取ったサンプルについて、平滑化後の加算高域周波数信号が所定の閾値以下である場合(S709、Yes)に、その瞬間を受信信号の立ち上がりであると検出する。
In this way, the received signal
そして、通信装置1000は、以上のS701〜S710の処理を、デジタル複素包絡信号の1サンプルごとに繰り返し実行する。
And the
以上の通り、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000は、FM検波処理部40と、HPF部50と、信号レベル判定部70と、疑似信号加算部80と、受信信号検出処理部100とを含んで構成されている。FM検波処理部40は、受信信号の複素包絡信号をFM信号に変換して出力する。HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力する。信号レベル判定部70は、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルに応じて、HPF部50により出力される高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する。疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。受信信号検出処理部100は、疑似信号加算部80により生成された加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、受信信号の立ち上がりを検出する。そして、疑似信号の大きさは、少なくとも所定の閾値以上である。
As described above, the
このように、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000では、FM検波処理部40が、受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行う。HPF部50は、FM検波処理部40により生成されるFM信号の高域周波数成分を濾波して、これを高域周波数信号として出力する。
As described above, in the
ここで、FM検波処理部40では、例えばフェージングなどの影響により入力信号の信号レベルが小さくなると、当該入力信号を検出できず、場合によって出力信号であるFM信号の信号レベルが不定となったり、0となったりする。このような現象は、特に無信号時の時に顕著となる。すなわち、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、FM検波処理部40は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行うことになるため、FM検波処理部40の出力は0または不定となり、HPF部50により出力される高域周波数信号の出力も0または不定となる。
Here, in the FM
そこで、本発明では、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80を設けることにより、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合に、受信信号検出処理部100に入力する信号が、当該受信信号検出処理部100が受信信号の立ち上がりを検出するために予め設定された所定の閾値よりも必ず大きくなるように構成した。すなわち、受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70が、少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を出力する。次に、疑似信号加算部80が、HPF部50から出力される高域周波数信号の大きさに関する値(高域周波数信号レベル)に、信号レベル判定部70により出力される疑似信号を加算して、加算高域周波数信号を生成する。この加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベルに前記の疑似信号を加算した信号であるから、少なくとも、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさとなる。このため、受信信号検出処理部100に入力される加算高域周波数信号は、受信信号が無信号となった時でも、不定または0(dB)になることはない。したがって、受信信号検出処理部100は、一定の大きさ以上の加算高域周波数信号を用いて、これと所定の閾値とを比較して、受信信号の立ち上がりを検出することができる。
Therefore, in the present invention, by providing the signal
この結果、第1の効果として、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、フェージングなど、環境の変化に依存することなく、受信信号の立ち上がりの瞬間を簡単な構成で安定して正確に検出することができる。本発明では、FM検波処理部40にて包絡線情報を使用しないでFM検波処理を行っているので、フェージングによる影響を受けにくい。また、FM検波処理による特徴的な性質として、SN(Signal Noise)比改善効果も作用する。
As a result, as a first effect, according to the
また、第2の効果として、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、特許文献1に記載の技術のように、HPFおよびLPFの双方を設ける必要はなく、ハードウェア規模を簡単にすることができる。すなわち、特許文献1に記載の技術と比較して、より簡単な構成で、前記の第1の効果を得ることができる。特に、受信信号の低域周波数領域に対して濾波等の処理を行う部材を必要としないため、ハードウェア規模を低減することができる。また、例えば、濾波等の処理をコンピュータ上のソフトウェアにより行う場合であっても、受信信号の低域周波数領域に対して処理を行う必要はないので、演算量が低減する。これにより、特許文献1に記載の技術を利用した場合と比較して、より簡単な構成を有し安価なコンピュータを用いて、受信信号の立ち上がり検出処理を実現できる。なお、本発明では、特許文献1に記載の技術と比較して、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80が追加されている。しかしながら、これら信号レベル判定部70および疑似信号加算部80の処理負荷は、特許文献1に記載のLPFの処理負荷と比較して、著しく低い。これは、信号レベル判定部70および疑似信号加算部80は、1サンプルの入力信号につき、1回の判定処理と1回の加算処理を行うだけであるのに対して、LPF等によるフィルタ処理は、1サンプルの入力信号につき、複数回の乗算および加算を行う必要があるためによる。
As a second effect, according to the
以上、第1の効果と第2の効果をまとめると、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、例えば、フェージングなど、環境の変化に依存することなく、受信信号の立ち上がりの瞬間を簡単な構成で安定して正確に検出することができる。
As described above, when the first effect and the second effect are summarized, according to the
また、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000は、A/D変換部30をさらに備えてもよい。このA/D変換部30は、受信信号をアナログデジタル変換して、受信信号のデジタル複素包絡信号を出力する。とくに、受信信号の大きさがA/D変換部30の最小入力レベルよりも小さい場合、A/D変換部30は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号を出力する。また、信号レベル判定部70は、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、少なくとも、受信信号検出処理部100で予め設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を出力する。一方、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、大きさ0の疑似信号を出力する。なお、このA/D変換部30の最小入力レベルは、前述の通り、A/D変換部30が受信信号(アナログ信号)をアナログデジタル変換することができる信号レベルの最小値をいう。また、A/D変換部30の最小入力レベルは、アナログデジタル変換を行う前のアナログ信号時における値である。
In addition, the
このように、受信信号の大きさがA/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合、A/D変換部30は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号を出力する。このとき、前述の通り、FM検波処理部40は、信号レベル0の受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行うことになるため、FM検波処理部40の出力は0または不定となり、HPF部50により出力される高域周波数信号の出力も0または不定となる。そこで、本発明では、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70は、少なくとも、受信信号検出処理部100で予め設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を出力するようにした。これにより、疑似信号加算部80から出力される加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベルに前記の疑似信号を加算した信号となるから、少なくとも、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさとなる。このため、受信信号検出処理部100に入力される加算高域周波数信号は、受信信号が無信号となった時でも、不定または0になることはない。一方、A/D変換部30により出力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、信号レベル判定部70は、大きさ0の疑似信号を出力するようにした。これにより、疑似信号加算部80から出力される加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベルと同一となる。このように、受信信号の大きさがA/D変換部30の最小入力レベルLよりも小さい場合であっても、受信信号検出処理部100で予め設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を高域周波数信号レベルに加算することによって、加算高域周波数信号のレベルは、無信号時のレベルが信号到来時のレベルよりも高くなる。これにより、無信号時と信号到来時の信号レベルの間に閾値を設定すれば、受信信号の立ち上がりを検出することができる。この結果、環境の変化に依存することなく、受信信号の立ち上がりの瞬間を簡単な構成で、より安定してより正確に検出することができる。
Thus, when the magnitude of the received signal is smaller than the minimum input level L of the A /
また、さらなる効果として、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、受信部20およびA/D変換部30の間の受信信号の信号レベルを調整するためのコストを削減できる。これは、本発明では、疑似信号加算部80が、FM検波処理部40により出力される信号に擬似信号を加算するので、A/D変換部30の最小入力レベルを、受信部20の受信信号中の雑音の信号レベルに合わせて調整する必要がなくなるためである。特に、受信部20により出力される雑音の信号レベルは、経年変化や温度変化などの影響を受け易いため、A/D変換部30の最小入力レベルを、受信部20の受信信号中の雑音の信号レベルに合わせて適切に調整することは、非常に難しい。本発明では、前述のように、擬似信号加算部80が、FM検波処理部40により出力される信号に、受信信号検出処理部100が受信信号の立ち上がりを検出できるように、所定の閾値以上の擬似信号を加算するので、このような問題も解決できる。
As a further effect, according to the
また、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、有効なダイナミックレンジを拡大することができる。図8は、通信装置1000の効果を説明するための図である。図8(a)は、信号レベル判定部70および擬似信号加算部80を設けなかった場合のダイナミックレンジを示す図である。一方、図8(b)は、信号レベル判定部70および擬似信号加算部80を設けた場合のダイナミックレンジを示す図である。
Moreover, according to the
図8(a)および図8(b)に示されるように、A/D変換部30には、最小入力レベルLと最大入力レベルHが設定されている。なお、A/D変換部30の最小入力レベルLは、前述の通り、A/D変換部30が受信信号(アナログ信号)をアナログデジタル変換することができる信号レベルの最小値をいう。また、A/D変換部30の最大入力レベルHは、A/D変換部30が受信信号(アナログ信号)をアナログデジタル変換することができる信号レベルの最大値をいう。また、Nは、前述の通り、A/D変換部30により生成されるデジタル複素包絡信号の雑音成分を表す。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the A /
図8(a)に示されるように、信号レベル判定部70および擬似信号加算部80を設けなかった場合、受信信号検出処理部100にレベル0の信号が入力されないようにするために、雑音Nの信号レベルの最小値に合わせて、A/D変換部30の最小入力レベルLを設定する必要がある。このため、図8(a)に示されるように、有効なダイナミックレンジDL1が制限され、狭くなる。
As shown in FIG. 8A, in the case where the signal
これに対して、信号レベル判定部70および擬似信号加算部80を設けた場合、仮にA/D変換部30からレベル0の信号が出力されたとしても、疑似信号加算部80がFM検波処理部40の出力に、受信信号検出処理部100で予め設定された所定の閾値以上の大きさの疑似信号を加算して、加算高域周波数信号を出力する。したがって、加算高域周波数信号は、高域周波数信号レベルに前記の疑似信号を加算した信号となるから、少なくとも、受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさとなる。このため、図8(b)に示されるように、雑音Nの信号レベルの最小値によりも小さいレベルに、A/D変換部30の最小入力レベルLを設定することができる。これにより、図8(b)に示されるように、有効なダイナミックレンジDL2が広くすることができる(DL2>DL1)。
On the other hand, when the signal
以上のように、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000によれば、信号レベル判定部70および擬似信号加算部80を設けたことにより、有効なダイナミックレンジを拡大することができる。
As described above, according to the
本発明の第1の実施の形態における通信装置1000は、高域周波数信号レベル算出部60をさらに備える。この高域周波数信号レベル算出部60は、HPF部50により出力される高域周波数信号の大きさに関する値である高域周波数信号レベルを算出する。そして、疑似信号加算部80は、高域周波数信号レベル算出部60により算出された高域周波数信号レベルと、疑似信号と加算して、前記加算高域周波数信号を生成する。
The
これにより、高域周波数信号レベル算出部60は、高域周波数信号の大きさに関する値として、自然数である高域周波数信号レベルを出力する。したがって、受信信号検出処理部100は、自然数を用いて所定の閾値を簡単に設定することができる。また、予め設定する所定の閾値に合わせて、高域周波数信号レベル算出部60の構成を設定することができるので、設計の自由度を増すことができる。
Thereby, the high frequency signal
本発明の第1の実施の形態における通信装置1000は、スムージング部90をさらに備える。このスムージング部90は、疑似信号加算部80により生成された加算高域周波数信号を平滑化する。そして、受信信号検出処理部100は、スムージング部90により平滑化された加算高域周波数信号と、所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、受信信号の立ち上がりを検出する。これにより、異質な信号レベルを無くした後に、受信信号検出処理部100を用いて、受信信号の立ち上がり検出を行うことができる。
The
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態における通信装置1000Aについて、図に基づいて説明する。
<Second Embodiment>
A
図9は、通信装置1000Aの構成を示す。図9に示されるように、通信装置1000Aは、受信信号検出処理装置500Aを含んで構成されている。この受信信号検出処理装置500Aは、FM検波処理部40と、HPF部50と、信号レベル判定部70と、疑似信号加算部80と、受信信号検出処理部100とを含んで構成される。なお、図9では、図1で示した各構成要素と同等の構成要素には、図1に示した符号と同等の符号を付している。
FIG. 9 shows the configuration of the
ここで、図1と図9を対比する。図1では、通信装置1000は、アンテナ部10と、受信部20と、A/D変換部30と、高域周波数信号レベル算出部60と、スムージング部90とを有しているのに対して、図9では、通信装置1000Aは、これらの構成を有さない点で相違する。
Here, FIG. 1 and FIG. 9 are compared. In FIG. 1, the
FM検波処理部40は、受信信号検出装置500Aに入力される受信信号のデジタル複素包絡信号をFM信号に変換して出力する。なお、デジタル複素包絡信号は、本発明の複素包絡信号に相当する。
The FM
HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力する。
The
信号レベル判定部70は、受信信号検出装置500Aに入力される受信信号のデジタル複素包絡信号の信号レベルに応じて、疑似信号を出力する。この疑似信号とは、HPF部50により出力される高域周波数信号に加算するために擬似的に生成した信号である。
The signal
疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、HPF部50により出力された高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。
The pseudo
受信信号検出処理部100は、疑似信号加算部80により生成された加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較する。また、受信信号検出処理部100は、この比較結果に基づいて、受信信号の立ち上がりを検出する。
The received signal
そして、前述の疑似信号の大きさは、少なくとも、受信信号検出処理部100に予め設定された所定の閾値以上に設定されている。
The magnitude of the aforementioned pseudo signal is set to at least a predetermined threshold value preset in the reception signal
次に、本発明の第2の実施の形態における通信装置1000Aの動作について、図に基づいて説明する。図10は、通信装置1000Aの動作フローを示す。なお、図10において、S902、S903、S905、S906、S908〜S910は、図7のS702、S703、S705、S706、S708〜S710に対応する。
Next, the operation of the
まず、FM検波処理部40は、受信信号検出装置500Aに入力される受信信号のデジタル複素包絡信号に対してFM検波処理を行い、FM信号を生成する(S902)。そして、FM検波処理部40は、FM信号をHPF部50へ出力する。
First, the FM
HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号のうち、高域周波数成分のみを濾波(FM検波処理)して、これを高域周波数信号として、疑似信号加算部80へ出力する(S903)。
The
信号レベル判定部70は、受信信号検出装置500Aに入力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合と、0以外の場合とで、異なる疑似信号を出力する(S905)。すなわち、受信信号検出装置500Aに入力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合、信号レベル判定部70は、一定値(少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさ)の疑似信号を出力する(S905、Yes)。一方、デジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、信号レベル判定部70は、大きさ0の疑似信号を出力する(S905、No)。
The signal
次に、疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、HPF部50により出力された高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する(S906)。すなわち、受信信号検出装置500Aに入力されるデジタル複素包絡信号の信号レベルが0の場合には、疑似信号加算部80は、高域周波数信号の大きさに関する値と、一定値(少なくとも受信信号検出処理部100で設定された所定の閾値以上の大きさ)の疑似信号とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。一方、デジタル複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合には、疑似信号加算部80は、高域周波数信号の大きさに関する値と、大きさ0の疑似信号とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。そして、疑似信号加算部80は、加算高域周波数信号を受信信号検出処理部100へ出力する。
Next, the pseudo
受信信号検出処理部100は、次に説明するように、S908およびS909にて、受信信号の立ち上がりの検出を行う。
The reception signal
まず、受信信号検出処理部100は、1つ前のサンプルについて、加算高域周波数信号と、予め設定された所定の閾値とを比較する(S908)。1つ前のサンプルについて、加算高域周波数信号が所定の閾値以上である場合(S908、Yes)、受信信号検出処理部100は、現時点で受け取ったサンプルについて、加算高域周波数信号と、所定の閾値とを比較する(S909)。一方、1つ前のサンプルについて、加算高域周波数信号が所定の閾値以上でない場合(S908、No)、S902以降の処理を再び行う。
First, the received signal
現時点で受け取ったサンプルについて、高域周波数信号レベルが所定の閾値以下である場合(S909、Yes)、受信信号検出処理部100は、受信信号の立ち上がりの瞬時を検出したことを外部回路(不図示)に通知する(S910)。併せて、受信信号検出装置500は、現時点で受け取ったサンプルについて、加算高域周波数信号をメモリ(不図示)に記録する。なお、このときに使用するメモリは、受信信号検出装置500Aの外部回路であってもよい。一方、現時点で受け取ったサンプルについて、加算高域周波数信号が所定の閾値以下でない場合(S909、No)、S902以降の処理を再び行う。
When the high frequency signal level is equal to or lower than a predetermined threshold for the sample received at the current time (S909, Yes), the received signal
このようにして、受信信号検出処理部100は、1つ前のサンプルについて、加算高域周波数信号が所定の閾値以上である場合(S908、Yes)とともに、現時点で受け取ったサンプルについて、加算高域周波数信号が所定の閾値以下である場合(S909、Yes)に、その瞬間を受信信号の立ち上がりであると検出する。
In this way, the received signal
そして、通信装置1000は、以上のS902〜S910の処理を、デジタル複素包絡信号の1サンプルごとに繰り返し実行する。
And the
以上の通り、本発明の第1の実施の形態における通信装置1000Aは、FM検波処理部40と、HPF部50と、信号レベル判定部70と、疑似信号加算部80と、受信信号検出処理部100とを含んで構成されている。FM検波処理部40は、受信信号の複素包絡信号をFM信号に変換して出力する。HPF部50は、FM検波処理部40により出力されるFM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力する。信号レベル判定部70は、受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、HPF部50により出力される高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する。疑似信号加算部80は、信号レベル判定部70により出力された疑似信号と、高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する。受信信号検出処理部100は、疑似信号加算部80により生成された加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、受信信号の立ち上がりを検出する。そして、疑似信号の大きさは、少なくとも所定の閾値以上である。
As described above, the
これにより、前述した本発明の第1の実施の形態における通信装置1000と同様の効果を奏する。
Thereby, there exists an effect similar to the
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiment. The embodiment is an exemplification, and various modifications, increases / decreases, and combinations may be added to the above-described embodiments without departing from the gist of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that modifications to which these changes, increases / decreases, and combinations are also within the scope of the present invention.
前述の実施の形態の説明(特に、図7および図10の説明)では、デジタル複素包絡信号の1サンプルごとに、各処理を繰り返し実行すると説明した。しかしながら、デジタル複素包絡信号の複数のサンプルごとに、各処理を繰り返し実行してもよい。 In the description of the above-described embodiment (particularly, description of FIGS. 7 and 10), it has been described that each process is repeatedly executed for each sample of the digital complex envelope signal. However, each process may be repeatedly executed for each of a plurality of samples of the digital complex envelope signal.
また、前述の実施の形態の説明(特に、図7および図10)では、受信信号検出処理部100は、1つ前のサンプルについて、高域周波数信号の大きさ(高域周波数信号レベル)が所定の閾値以上である場合とともに、現時点で受け取ったサンプルについて、高域周波数信号の大きさ(高域周波数信号レベル)が所定の閾値以下である場合に、受信信号の立ち上がりを検出していた。しかしながら、これとは逆に、1つ前のサンプルについて、高域周波数信号の大きさ(高域周波数信号レベル)が所定の閾値以下である場合とともに、現時点で受け取ったサンプルについて、高域周波数信号の大きさ(高域周波数信号レベル)が所定の閾値以上である場合に、受信信号が消滅した瞬時であると検出する検出機能を、受信信号検出処理部100に設けてもよい。
In the description of the above-described embodiment (particularly, FIG. 7 and FIG. 10), the received signal
10 アンテナ部
20 受信部
30 A/D変換部
40 FM検波処理部
50 HPF部
60 高域周波数信号レベル算出部
70 信号レベル判定部
80 疑似信号加算部
90 スムージング部
100 受信信号検出処理部
500、500A 受信信号検出装置
1000、1000A 通信装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記FM検波処理部により出力される前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するハイパスフィルタ部と、
前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記ハイパスフィルタ部により出力される前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部により出力された前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する疑似信号加算部と、
前記疑似信号加算部により生成された前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出する受信信号検出処理部とを備え、
前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である通信装置。 An FM detection processing unit that converts a complex envelope signal of the received signal into an FM signal and outputs the FM signal;
A high-pass filter unit that filters a high-frequency component of the FM signal output by the FM detection processing unit and outputs a high-frequency signal;
A signal level determination unit that outputs a pseudo signal to be added to the high-frequency signal output by the high-pass filter unit according to the signal level of the complex envelope signal of the reception signal;
A pseudo signal adding unit that adds the pseudo signal output by the signal level determination unit and a value related to the magnitude of the high frequency signal to generate an added high frequency signal;
A received signal detection process for comparing the magnitude of the added high frequency signal generated by the pseudo signal adder with a predetermined threshold value and detecting the rising edge of the received signal based on the comparison result With
A communication device in which the magnitude of the pseudo signal is at least equal to or greater than the predetermined threshold.
前記A/D変換部は、
前記受信信号の大きさが当該A/D変換部の最小入力レベルよりも小さい場合、信号レベル0の前記受信信号の複素包絡信号を出力し、
前記信号レベル判定部は、
前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルが0の場合、少なくとも前記所定の閾値以上の大きさの前記疑似信号を出力し、
前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルが0以外の場合、大きさ0の前記疑似信号を出力する請求項1に記載の通信装置。 An A / D converter that performs analog-digital conversion on the received signal and outputs a complex envelope signal of the received signal,
The A / D converter is
When the magnitude of the received signal is smaller than the minimum input level of the A / D converter, the complex envelope signal of the received signal at the signal level 0 is output,
The signal level determination unit
When the signal level of the complex envelope signal of the received signal is 0, the pseudo signal having a magnitude of at least the predetermined threshold is output,
The communication apparatus according to claim 1, wherein the pseudo signal having a magnitude of 0 is output when a signal level of the complex envelope signal of the received signal is other than zero.
前記疑似信号加算部は、前記高域周波数信号レベルと、前記疑似信号とを加算して、前記加算高域周波数信号を生成する請求項1または2に記載の通信装置。 A high-frequency signal level calculating unit that calculates a high-frequency signal level that is a value related to the magnitude of the high-frequency signal output by the high-pass filter;
The communication device according to claim 1, wherein the pseudo signal adding unit adds the high frequency signal level and the pseudo signal to generate the added high frequency signal.
前記受信信号検出処理部は、前記スムージング部により平滑化された前記加算高域周波数信号と、前記所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出する請求項3に記載の通信装置。 A smoothing unit for smoothing the added high frequency signal generated by the pseudo signal adding unit;
The received signal detection processing unit compares the added high-frequency signal smoothed by the smoothing unit with the predetermined threshold value, and detects a rising edge of the received signal based on the comparison result. 3. The communication device according to 3.
前記FM検波処理部により出力される前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するハイパスフィルタ部と、
前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記ハイパスフィルタ部により出力される前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部により出力された前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成する疑似信号加算部と、
前記疑似信号加算部により生成された前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出する受信信号検出処理部とを備え、
前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である受信信号検出装置。 An FM detection processing unit that converts a complex envelope signal of the received signal into an FM signal and outputs the FM signal;
A high-pass filter unit that filters a high-frequency component of the FM signal output by the FM detection processing unit and outputs a high-frequency signal;
A signal level determination unit that outputs a pseudo signal to be added to the high-frequency signal output by the high-pass filter unit according to the signal level of the complex envelope signal of the reception signal;
A pseudo signal adding unit that adds the pseudo signal output by the signal level determination unit and a value related to the magnitude of the high frequency signal to generate an added high frequency signal;
A received signal detection process for comparing the magnitude of the added high frequency signal generated by the pseudo signal adding unit with a predetermined threshold value and detecting the rising edge of the received signal based on the comparison result With
The received signal detection device wherein the magnitude of the pseudo signal is at least equal to or greater than the predetermined threshold.
前記FM信号の高域周波数成分を濾波して高域周波数信号を出力するステップと、
前記受信信号の複素包絡信号の信号レベルに応じて、前記高域周波数信号に加算するための疑似信号を出力するステップと、
前記疑似信号と、前記高域周波数信号の大きさに関する値とを加算して、加算高域周波数信号を生成するステップと、
前記加算高域周波数信号の大きさと、予め設定された所定の閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、前記受信信号の立ち上がりを検出するステップとを備え、
前記疑似信号の大きさは、少なくとも前記所定の閾値以上である受信信号検出方法。 Converting the complex envelope signal of the received signal into an FM signal and outputting it;
Filtering the high frequency component of the FM signal to output a high frequency signal;
Outputting a pseudo signal for addition to the high frequency signal according to the signal level of the complex envelope signal of the received signal;
Adding the pseudo signal and a value related to the magnitude of the high frequency signal to generate an added high frequency signal;
Comparing the magnitude of the added high frequency signal and a predetermined threshold set in advance, and detecting the rising edge of the received signal based on the comparison result,
The received signal detection method wherein the magnitude of the pseudo signal is at least equal to or greater than the predetermined threshold.
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