JP2014086739A

JP2014086739A - 無線装置およびデータ再生方法

Info

Publication number: JP2014086739A
Application number: JP2012231287A
Authority: JP
Inventors: Wakana Chiba; 若菜千葉
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-05-12
Also published as: CN103780526A; CN103780526B; US20140112415A1; US8971454B2

Abstract

【課題】データ再生時間が冗長することなく、同期検出前の前半データを精度良く再生すること。
【解決手段】無線装置は、受信部で得られた検波データの所定の時間長分を順次記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された検波データから同期ワードを検出する同期検出部と、前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのシンボルタイミングを決定するシンボルタイミング検出部と、前記記憶部に記憶された検波データのＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出部と、前記同期検出部により前記同期ワードが検出された時点で前記記憶部に記憶されている前記前半データの検波データから前記シンボルタイミング毎の検波データを抽出し、前記シンボルタイミング毎の検波データから前記ＤＣオフセットをキャンセルしてシンボル値を抽出するデータ再生部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線装置およびデータ再生方法に関する。

従来、例えば４値ＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）などの周波数変調方式により変調された受信信号は、受信機側で同期を取るための同期ワード（Ｆｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ−Ｗｏｒｄ）を含んでいる。受信機は、受信信号に含まれる同期ワードを用いてフレーム同期を行った後、受信信号の復調を行う。

たとえば以下に示す特許文献１には、受信データを記憶しておき、同期が取れた後、記憶されている受信データからＤＣオフセットをキャンセルする技術が開示されている。また、以下に示す特許文献２には、同期ワード検出後に正規の前半データ位置から前後所定数ビット分のデータを取得し、取得したデータのうち同期ワード検出時に検出されたビットずれに応じた位置のデータを前半データとして再生する技術が開示されている。

特開平６−８５８６５号公報特開平８−２３３２８号公報

しかしながら、受信信号が同期ワードを挟んで前半データと後半データとに分離しているフレーム構造を有する場合、前半データが復調できないことによるデータ再生の頭切れを防止するために、初期同期時における同期検出の際に前半データの再生には必要のない検波データも含めてシンボル検出を行う必要がある。そのため、無駄な処理が発生してデータ再生に時間がかかり、また、システムによっては次の前半データを確保するために数フレーム待たなければならないという不具合が存在した。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、データ再生時間が冗長することなく、同期検出前の前半データを精度良く再生することが可能な無線装置およびデータ再生方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明にかかる無線装置は、同期ワード領域が前半データと後半データとに挟まれたフレーム構造の受信信号を受信する無線装置であって、前記受信信号を検波し、検波データを出力する受信部と、前記検波データの所定の時間長分を順次記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された検波データから同期ワードを検出する同期検出部と、前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのシンボルタイミングを決定するシンボルタイミング検出部と、前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出部と、前記同期検出部により前記同期ワードが検出された時点で前記記憶部に記憶されている前記前半データの検波データから前記シンボルタイミング検出部により検出された前記シンボルタイミング毎の検波データを抽出し、前記シンボルタイミング毎の検波データから前記ＤＣオフセット検出部により検出された前記ＤＣオフセットをキャンセルしてシンボル値を抽出するデータ再生部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる再生方法は、同期ワード領域が前半データと後半データとに挟まれたフレーム構造の受信信号を再生する再生方法であって、前記受信信号を検波し、検波データを出力する受信ステップと、前記検波データの所定の時間長分を記憶部に順次記憶する記憶ステップと、前記記憶部に記憶された検波データから同期ワードを検出する同期検出ステップと、前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのシンボルタイミングを決定するシンボルタイミング検出ステップと、前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出ステップと、前記同期検出ステップによって前記同期ワードが検出された時点で前記記憶部に記憶されている前記前半データの検波データから前記シンボルタイミング検出ステップによって検出された前記シンボルタイミング毎の検波データを抽出し、前記シンボルタイミング毎の検波データから前記ＤＣオフセット検出ステップによって検出された前記ＤＣオフセットをキャンセルしてシンボル値を抽出するデータ再生ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、データ再生時間が冗長することなく、同期検出前の前半データを精度良く再生することが可能な無線装置およびデータ再生方法を実現することが可能となる。

図１は、本発明の実施形態にかかる無線装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、図１における信号処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。図３は、図２に示す各部の動作を示すフローチャートである。図４は、図３におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作を説明するための概念図である。図５は、図３におけるステップＳ１０７の動作の具体例を示す概念図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる無線装置およびデータ再生方法を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、実施形態にかかる無線装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線装置１０は、制御部１１と、受信部（チューナ）１２およびアンテナ１３と、信号処理部１４と、音声出力部１６と、表示部１７と、操作部１８とを備える。なお、無線装置１０は、多値ＦＳＫを採用したＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式のラジオ無線機などであってよい。

受信部１２は、アンテナ１３で受信された受信信号から、制御部１１から指示された搬送波（キャリア）の多値ＦＳＫ変調信号を検波し、得られた検波データを信号処理部１４に出力する。信号処理部１４は、制御部１１からの制御指令にしたがって、入力された検波データから受信データのシンボル値を取得し、これにより得られた受信データに含まれる音声データ信号からオーディオ信号を抽出して音声出力部１６へ出力して再生する。また、信号処理部１４は、得られた受信データのうち、各種パラメータ等の情報を含む非音声データ信号を制御部１１に出力する。なお、本実施形態における受信信号のフレーム構造は、同期ワード領域が前半データと後半データとで挟まれたフレーム構造を有するものとする。また、前半データと同期ワードと後半データとのそれぞれのデータ長は、予め定められた固定長であるとする。

音声出力部１６は、スピーカ等で構成され、制御部１１からの制御指令に応じて、信号処理部１４から入力されたオーディオ信号を音声として出力する。表示部１７は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ディスプレイ等で構成され、制御部１１からの制御指令に応じて、受信データに含まれる非音声データ信号の内容を適宜表示する。操作部１８は、操作キー、十字キー、ジョイスティック、ジョグダイヤル、タッチパネル等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付けて制御部１１に入力する。

制御部１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路により、無線装置１０全体を管理および制御する。

図２は、図１における信号処理部１４の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、信号処理部１４は、検波データ記憶部１４１と、同期検出部１４２と、シンボルタイミング検出部１４３と、ＤＣオフセット検出部１４４と、検出データ再生部１４５とを備える。この信号処理部１４は、これらの各部が予め組み込まれた専用チップによって実現されてもよいし、受信部１２の一部の機能として実現されてもよい。

検波データ記憶部１４１は、検波データを所定の時間長の分繰返し記憶し続けるバッファである。具体的には、検波データ記憶部１４１は、時間の流れに従って常に古い検波データを破棄し新しい検波データを記憶する。同期検出部１４２は、検波データ記憶部１４１経由で取得した検波データに対して同期を検出する。シンボルタイミング検出部１４３は、同期検出後の検波データにおける同期ワードからシンボルタイミングを検出する。ＤＣオフセット検出部１４４は、同期検出後の検波データにおける同期ワードからＤＣオフセットを検出する。検出データ再生部１４５は、検出されたシンボルタイミングおよびＤＣオフセットを用いて受信データのシンボル値を取得し、これを再生する。

なお、検波データ記憶部１４１は、所定長さ（ビット数）の記憶領域であってよい。この所定長さは、少なくとも前半データと同期ワードとの和に相当する長さであればよい（たとえば図５の検波データ記憶部１４１における前半データ１１１および同期ワード１１２参照）。その場合、同期検出部１４２によって同期ワードが検出された時点では、検波データ記憶部１４１が、後半部分に同期ワード（の検波データ）を記憶し、前半部分に前半データ（の検波データ）を記憶している状態となる。

つづいて、図２に示す各部の動作を、図３に示すフローチャートと、図４および図５に示す概念図とを参照しつつ、詳細に説明する。なお、図２に示す信号処理部１４には、受信部１２が受信信号を検波することで得られた検波データが順次入力されているものとする。

まず、図３および図４のステップＳ１０１に示すように、まず、検波データ記憶部１４１が、受信部１２から入力された検波データの所定の時間長分を記憶する。また、検波データ記憶部１４１は、記憶している検波データを同期検出部１４２へ出力する。

つぎに、図３および図４のステップＳ１０３に示すように、同期検出部１４２が入力された検波データに対する同期検出処理を実行する。この同期検出処理は、予め決められた固定パターンを用いて同期ワードを検出する同期検出処理であってよい。

つぎに、図３のステップＳ１０４に示すように、同期検出部１４２は、同期ワードを検出できたか否かを判定し、検出できなかった場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、ステップＳ１０１へリターンして、検波データ記憶部１４１に記憶された次の検波データに対する処理を実行する。一方、同期ワードを検出できた場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、同期検出部１４２は、同期が得られた検波データのうちの同期ワードを、シンボルタイミング検出部１４３およびＤＣオフセット検出部１４４へそれぞれ入力する。

図３および図４のステップＳ１０５では、シンボルタイミング検出部１４３が、入力された同期ワードからシンボルタイミングを検出するシンボルタイミング検出処理を実行する。また、図３および図４のステップＳ１０６では、ＤＣオフセット検出部１４４が、同同期ワードからＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出処理を実行する。検出されたシンボルタイミングとＤＣオフセットとは、それぞれ検出データ再生部１４５に入力される。

ステップＳ１０７では、図３に示すように、検出データ再生部１４５が、シンボルタイミングおよびＤＣオフセットを用いた検出データの再生を実行する。具体的には、図５に示すように、検出データ再生部１４５は、図３のステップＳ１０３によって同期が検出された時点で検波データ記憶部１４１に記憶されている前半データ１１１の各シンボルタイミングの検波データを読み出す（Ｓ１０７１）。この各シンボルタイミングの検波データは、たとえばバッファである検出データメモリ１５２に格納されてもよい。この検出データメモリ１５２は、信号処理部１４内に設けられてもよい。

また、検出データ再生部１４５は、各シンボルタイミングの検波データから、ＤＣオフセット検出部１４３によって検出されたＤＣオフセットをキャンセルする（ステップＳ１０７２）。これにより、再生用のデータであるシンボル値を取得することができる。その後、取得されたシンボル値から受信データを検出し、受信データのうち音声データ信号からオーディオ信号を抽出して音声出力部１６へ出力して再生する（ステップＳ１０７３）。なお、取得された受信データに含まれる非音声データ信号は、制御部１１に入力されて適宜表示部１７に表示されてもよい。

なお、以上では、フレーム１１０において同期ワード１１２より前に配置された前半データ１１１に対する再生動作について説明したが、同期ワードより後に配置されている後半データ１１３や同期検出後の次のフレームについては通常の動作と同様であってよい。ここで言う通常の動作とは、同期ワード検出以降のデータに対して、以上のような動作によって同期ワードから検出したシンボルタイミングやＤＣオフセットを用いてシンボル値を抽出する動作であってよい。この通常の動作を実現するための構成は、別途そのための構成を無線装置１０が備えてもよいし、本実施形態における信号処理部１４が実行する処理の一部が用いられてもよい。

以上のように、本実施形態は、同期検出するまでシンボル検出を行わず、同期検出された後にシンボル検出を行うように構成されているため、前半データの再生に必要のない検波データに対する無駄な処理が実行されることを回避できる。それにより、データ再生時間を冗長させることなく、同期検出前の前半データを精度良く再生することが可能となる。

また、本実施形態では、同期検出後の同期ワードからＤＣオフセットを検出し、このＤＣオフセットを用いて記憶しておいた前半データを補正するため、再生精度をより向上することが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、データ再生のために確保しておくメモリ（検波データ記憶部１４１）を、前半データと同期ワードとの和に相当する長さとすることができる。その結果、必要となるメモリ容量を抑えることが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、シンボルタイミング及びＤＣオフセットが不定である前半データに対しても、正確且つ迅速にシンボル検出が可能となるため、再生時間の冗長や再生精度の低下を抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、最初のフレームに対して行われる処理であるが、１スロットごとにデータ有り／無しのバースト動作になる場合がある２スロットＴＤＭＡの場合でも、最初のスロット（本実施形態のフレーム１１０に相当する）に対して同期が確保できれば、以降のスロットに対する同期を通常では問題なく取得することが可能である。ただし、長時間受信しているうちに、周波数がずれてオフセットが変わったり、シンボルタイミングがずれてきたりすることもあるため、定期的に本実施形態の動作を行ってもよい。むろん、全てのスロットに対して本実施形態の動作により前半データのシンボル値を求めてもよい。

また、上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施形態が可能であることは上記記載から自明である。

１０無線装置
１１制御部
１２受信部
１３アンテナ
１４信号処理部
１４１検波データ記憶部
１４２同期検出部
１４３シンボルタイミング検出部
１４４ＤＣオフセット検出部
１４５検出データ再生部
１５２検出データメモリ
１６音声出力部
１７表示部
１８操作部
１１０フレーム
１１１前半データ
１１２同期ワード領域
１１３後半データ

Claims

同期ワード領域が前半データと後半データとに挟まれたフレーム構造の受信信号を受信する無線装置であって、
前記受信信号を検波し、検波データを出力する受信部と、
前記検波データの所定の時間長分を順次記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された検波データから同期ワードを検出する同期検出部と、
前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのシンボルタイミングを決定するシンボルタイミング検出部と、
前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出部と、
前記同期検出部により前記同期ワードが検出された時点で前記記憶部に記憶されている前記前半データの検波データから前記シンボルタイミング検出部により検出された前記シンボルタイミング毎の検波データを抽出し、前記シンボルタイミング毎の検波データから前記ＤＣオフセット検出部により検出された前記ＤＣオフセットをキャンセルしてシンボル値を抽出するデータ再生部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
前記所定の時間長は、少なくとも前記前半データと前記同期ワードとの和に相当する長さであることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
同期ワード領域が前半データと後半データとに挟まれたフレーム構造の受信信号を再生する再生方法であって、
前記受信信号を検波し、検波データを出力する受信ステップと、
前記検波データの所定の時間長分を記憶部に順次記憶する記憶ステップと、
前記記憶部に記憶された検波データから同期ワードを検出する同期検出ステップと、
前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのシンボルタイミングを決定するシンボルタイミング検出ステップと、
前記同期ワードから前記記憶部に記憶された検波データのＤＣオフセットを検出するＤＣオフセット検出ステップと、
前記同期検出ステップによって前記同期ワードが検出された時点で前記記憶部に記憶されている前記前半データの検波データから前記シンボルタイミング検出ステップによって検出された前記シンボルタイミング毎の検波データを抽出し、前記シンボルタイミング毎の検波データから前記ＤＣオフセット検出ステップによって検出された前記ＤＣオフセットをキャンセルしてシンボル値を抽出するデータ再生ステップと、
を含むことを特徴とする再生方法。