JP3166494B2 - 遅延検波方法および装置 - Google Patents

遅延検波方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遅延検波をディジタル信
号処理によって実現する遅延検波方法および装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動通信の分野で、遅延検波方法
および装置が位相変調された信号の受信手段として活用
されている。この理由は、遅延検波では先行タイムスロ
ットとの位相差を検出するために、移動通信の特徴であ
るフェージング現象の影響を受けにくいからである。
【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
遅延検波装置の一例について説明する。
【０００４】図５は従来の遅延検波装置の構成例を示す
ものである。図５において、２１と２２は標本化器で、
ベースバンド信号i(t)、q(t)をサンプリングする。i
(t)、q(t)は変調波を準同期直交検波して得られたベー
スバンド信号である。２３と２４は遅延器、２５と２６
と２７と２８は乗算器、２９と３０は加算器で、これら
は遅延検波演算部３３を構成する。また、３１と３２は
フィルタである。
【０００５】以上のように構成された遅延検波装置につ
いて、以下その動作について説明する。
【０００６】まず、標本化器２１によってサンプリング
された標本化ベースバンド信号の同相成分I(nT)は直接
乗算器２５へ入力するものと、遅延器２３で１シンボル
時間長ｍＴだけ遅延されてから乗算器２５へ入力するも
のI{(n-m)T}とになる。他方、標本化器２２によってサ
ンプリングされた標本化ベースバンド信号の直交成分Q
(nT)は直接乗算器２６へ入力するものと、遅延器２４で
１シンボル時間長ｍＴだけ遅延されてから乗算器２６へ
入力するものQ{(n-m)T}とになる。前記乗算器２５の出
力と前記乗算器２６の出力は加算器２９で加算され、一
方の検波出力E1(nT)となる。さて、もう一方の検波出力
E2(nT)は、遅延器２３と標本化器２２の出力を乗算器２
７へ、遅延器２４と標本化器２１の出力を乗算器２８へ
各々入力し、前記乗算器２７と前記乗算器２８の出力を
加算器３０に入力して得られる。以上のようにして、標
本化ベースバンド信号I(nT)+jQ(nT)と１シンボル前の標
本化ベースバンド信号I{(n-m)T}+jQ{(n-m)T}とのベクト
ル演算が実行され、位相差が検出される。更に、前記加
算器２９の検波出力E1(nT)と前記加算器３０の検波出力
E2(nT)は、各々フィルタ３１とフィルタ３２で雑音成分
がろ波され、復調ベースバンド信号C1(nT)、C2(nT)とな
る。（特開昭６３−１５３９４２号公報、実開平２−７
０５４２号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、ベクトル演算を実行するハードウェアと
して４つの乗算器と、２つの加算器と、２つの遅延器が
必要であり、全体としてのゲート規模が大きいためにＬ
ＳＩ化が容易でなく、小型化、軽量化に適していないと
いう問題点を有していた。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、ベクトル演算
部のハードウェア規模を削減し、ＬＳＩ化が容易な遅延
検波装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の遅延検波装置は、変調信号を直交検波して
得られる二系列のベースバンド信号をサンプリングする
標本化器と、前記標本化器が出力する標本化ベースバン
ド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）の演算を行う遅延検波
演算部と、前記遅延検波演算部が出力する検波信号F1(n
T)、F2(nT)から各々復調ベースバンド信号を得るフィル
タとを備えたものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記した構成によって、標本化ベース
バンド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）の検波信号F1(n
T)、F2(nT)を出力する遅延検波演算部と、検波信号F1(n
T)、F2(nT)の低域ろ波を行うフィルタとを組み合わせる
ことで、ベクトル演算部のハードウェア規模を削減し、
ＬＳＩ化の容易な遅延検波装置が実現できることとな
る。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例の遅延検波装置につい
て、図面を参照しながら説明する。
【００１２】図１は本発明の実施例における遅延検波装
置のブロック構成図を示すものである。図１において、
１は第１標本化器、２は第２標本化器、３は遅延検波演
算部、４は第１フィルタ、５は第２フィルタである。第
１標本化器１はベースバンド信号の同相成分i(t)をサン
プリングして標本化ベースバンド信号I(nT)に変換し、
遅延検波演算部３に入力する。ここで、ｎは整数（n
=...-1,0,1,2...）、Ｔはサンプル周期である。同様
に、第２標本化器２はベースバンド信号の直交成分q(t)
をサンプリングして標本化ベースバンド信号Q(nT)に変
換し、遅延検波演算部３に入力する。遅延検波演算部３
は、この２つの標本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)か
ら（数１）の演算を行い、一方の検波信号F1(nT)を第１
フィルタ４へ、もう一方の検波信号F2(nT)を第２フィル
タ５へ入力する。第１フィルタ４と第２フィルタ５は各
々検波信号F1(nT)、F2(nT)の低域ろ波を行い、復調ベー
スバンド信号D1(nT)、D2(nT)を得る。
【００１３】図２は遅延検波演算部３の構成図である。
この遅延検波演算部３は第１セレクタ１１と、第２セレ
クタ１２と、遅延器１３と、符号反転器１４と、第１乗
算器１５と、第２乗算器１６とで構成され、（数１）の
演算を行う。
【００１４】以上のように構成された遅延検波演算部に
ついて、以下図２を用いてその動作を説明する。
【００１５】標本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)を第
１セレクタ１１と第２セレクタ１２の両方へ入力する。
この時、第２セレクタに入力されるI(nT)は符号反転器
１４で-I(nT)となる。第１セレクタ１１は、サンプル周
期Ｔ毎に同時の入力されるI(nT)とQ(nT)を交互に選択
し、データS1(nT)を出力する。第２セレクタ１２は、第
１セレクタ１１と逆の-I(nT)とQ(nT)を選択し、データS
2(nT)を出力する。前記第１セレクタ１１の出力S1(nT)
は、直接第１乗算器１５へ入力するものと、遅延器１３
で１シンボル時間長ｍＴだけ遅延されてから第１乗算器
１５と第２乗算器１６へ入力するものS1{(n-m)T}とにな
る。ここで、ｍはシンボル当たりのサンプル数である。
第１乗算器１５の出力F1(nT)を（数２）に示す。
【００１６】
【数２】
【００１７】一方、前記第２セレクタ１２の出力S2(nT)
を第２乗算器１６に入力する。第２乗算器１６の出力F2
(nT)を（数３）に示す。
【００１８】
【数３】
【００１９】以上のようにして、（数１）で示される検
波信号F1(nT)とF2(nT)を生成する。ここで、従来例に対
して本実施例のサンプル速度が２倍であると仮定しよ
う。この時の検波信号F1(nT)、F2(nT)を（表１）に示
す。同表には、比較を行うために従来の検波信号E1(n
T)、E2(nT)も示した。また、整数ｎは１から８、シンボ
ル当たりのサンプル数ｍは４とした。
【００２０】
【表１】
【００２１】（表１）から分かるように、検波信号F1(n
T)は標本化ベースバンド信号の同相成分の積I(nT)*I{(n
-m)T}と直交成分の積Q(nT)*Q{(n-m)T}をサンプル毎に交
互に入れ替えたものである。これに対して、２サンプル
に１回の割合で計算される従来の検波信号E1(nT)は、標
本化ベースバンド信号の同相成分の積I(nT)*I{(n-m)T}
と直交成分の積Q(nT)*Q{(n-m)T}を加算したものであ
る。同様に、検波信号F2(nT)は標本化ベースバンド信号
の同相成分と直交成分の積I{(n-m)T}*Q(nT)と-I(nT)*Q
{(n-m)T}をサンプル毎に交互に入れ替えたものであり、
従来の検波信号E2(nT)は、標本化ベースバンド信号の同
相成分と直交成分の積I{(n-m)T}*Q(nT)と-I(nT)*Q{(n-
m)T}を加算したものである。すなわち、本実施例の検波
信号F1(nT)は、従来の検波信号E1(nT)の加算前の２つの
積項を分割して出力したものであり、検波信号F2(nT)
は、従来の検波信号E2(nT)の加算前の２つの積項を分割
して出力したものである。
【００２２】図３は、検波信号F1(nT)と従来の検波信号
E1(nT)、復調ベースバンド信号D1(nT)と従来の復調ベー
スバンド信号C1(nT)の波形図である。（表１）と同じ
く、整数ｎは１から８、シンボル当たりのサンプル数ｍ
は４とした。
【００２３】以下図３を用いて、復調ベースバンド信号
D1(nT)の生成方法を説明する。まず、検波信号F1(nT)が
(a)の○印であるとする。ここで、実線上の○印は標本
化ベースバンド信号の同相成分の積I(nT)*I{(n-m)T}、
波線上の○印は直交成分の積Q(nT)*Q{(n-m)T}である。
一方、従来の検波信号E1(nT)は、標本化ベースバンド信
号の同相成分の積I(nT)*I{(n-m)T}と直交成分の積Q(nT)
*Q{(n-m)T}を加算したものであるから、実線と破線を加
算して(c)の○印のようになる。
【００２４】次に、従来の復調ベースバンド信号C1(nT)
は、(c)の検波信号E1(nT)をフィルタで低域ろ波して、
平滑化された(d)の実線上の○印となる。同様に、(a)の
検波信号F1(nT)をフィルタで低域ろ波すると、シンボル
内の急激な信号変化が除去されて、(b)の実線上の○印
が得られる。これは、標本化ベースバンド信号の同相成
分の積I(nT)*I{(n-m)T}と直交成分の積Q(nT)*Q{(n-m)T}
の加算結果に相当する。すなわち、低域ろ波により、従
来の復調ベースバンド信号C1(nT)と等価な復調ベースバ
ンド信号D1(nT)を生成することができる。この場合、フ
ィルタは従来のものを兼用できるため、新たなハードウ
ェアを設ける必要はない。
【００２５】以上、復調ベースバンド信号D1(nT)の生成
方法を説明したが、同様にもう一方の検波信号F2(nT)か
らフィルタを用いて、復調ベースバンド信号D2(nT)を生
成することができる。
【００２６】以上のように本実施例のよれば、変調信号
を直交検波して得られる二系列のベースバンド信号をサ
ンプリングする標本化器と、前記標本化器が出力する標
本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）の演算
を行う遅延検波演算部と、前記遅延検波演算部が出力す
る検波信号F1(nT)、F2(nT)から各々復調ベースバンド信
号を得るフィルタとを設けることにより、標本化ベース
バンド信号のベクトル演算が２つのセレクタと、２つの
乗算器と、２つの遅延器と、１つの符号反転器のみで実
現でき、従来のベクトル演算部からゲート規模の大きい
乗算器２つと、加算器２つを削減することができる。
【００２７】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。図４は遅延検波演算部３の構成
図である。この遅延検波演算部３は第１セレクタ１１
と、第２セレクタ１２と、遅延器１３と、符号反転器１
７と、第１乗算器１５と、第２乗算器１６とで構成さ
れ、（数１）の演算を行う。ここで、本第２の実施例
は、第１の実施例と比較して符号反転器１７の挿入箇所
が異なるだけで、その他の構成は同様であり、同一番号
を付けている。
【００２８】以上のように構成された遅延検波演算部に
ついて、以下図４を用いてその動作を説明する。
【００２９】標本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)を第
１セレクタ１１と第２セレクタ１２の両方へ入力する。
第１セレクタ１１は、サンプル周期Ｔ毎に同時の入力さ
れるI(nT)とQ(nT)を交互に選択し、データS1(nT)を出力
する。第２セレクタ１２は、第１セレクタ１１と逆のI
(nT)とQ(nT)を選択し、データS3(nT)を出力する。前記
第１セレクタ１１の出力S1(nT)は、直接第１乗算器１５
へ入力するものと、遅延器１３で１シンボル時間長ｍＴ
だけ遅延されてから第１乗算器１５と第２乗算器１６へ
入力するものS1{(n-m)T}とになる。ここで、ｍはシンボ
ル当たりのサンプル数である。第１乗算器１５の出力F3
(nT)を（数４）に示す。
【００３０】
【数４】
【００３１】一方、前記第２セレクタ１２の出力S3(nT)
を符号反転器１７に入力する。符号反転器１７は、S3(n
T)=I(nT)の場合にデータの符号反転を行ってS4(nT)=-I
(nT)を、S3(nT)=Q(nT)の場合にはそのままのデータS4(n
T)=Q(nT)を第２乗算器１６に入力する。第２乗算器１６
の出力F4(nT)を（数５）に示す。
【００３２】
【数５】
【００３３】以上のようにして、（数１）で示される検
波信号F1(nT)=F3(nT)とF2(nT)=F4(nT)を生成できる。検
波信号から復調ベースバンド信号の生成方法について
は、第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００３４】以上のように本実施例のよれば、変調信号
を直交検波して得られる二系列のベースバンド信号をサ
ンプリングする標本化器と、前記標本化器が出力する標
本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）の演算
を行う遅延検波演算部と、前記遅延検波演算部が出力す
る検波信号F1(nT)、F2(nT)から各々復調ベースバンド信
号を得るフィルタとを設けることにより、標本化ベース
バンド信号のベクトル演算が２つのセレクタと、２つの
乗算器と、２つの遅延器と、１つの符号反転器のみで実
現でき、従来のベクトル演算部からゲート規模の大きい
乗算器２つと、加算器２つを削減することができる。
【００３５】なお、第１と第２の実施例において、シン
ボル当たりのサンプル数ｍは４としたが、２以上の偶数
であればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明は、変調信号を直交
検波して得られる二系列のベースバンド信号をサンプリ
ングする標本化器と、前記標本化器が出力する標本化ベ
ースバンド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）の演算を行う
遅延検波演算部と、前記遅延検波演算部が出力する検波
信号F1(nT)、F2(nT)から各々復調ベースバンド信号を得
るフィルタとを設けることにより、ベクトル演算部のハ
ードウェア規模を削減し、ＬＳＩ化の容易な遅延検波装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における遅延検波装置の
ブロック構成図
【図２】同実施例における遅延検波演算部の構成図
【図３】同実施例における検波信号と復調ベースバンド
信号の波形図
【図４】本発明の第２の実施例における遅延検波演算部
の構成図
【図５】従来の遅延検波装置の構成図
【符号の説明】
１ 第１標本化器 ２ 第２標本化器 ３ 遅延検波演算部 ４ 第１フィルタ ５ 第２フィルタ １１ 第１セレクタ １２ 第２セレクタ １３ 遅延器 １４ 符号反転器 １５ 第１乗算器 １６ 第２乗算器 １７ 符号反転器 ２１ 標本化器 ２２ 標本化器 ２３ 遅延器 ２４ 遅延器 ２５ 乗算器 ２６ 乗算器 ２７ 乗算器 ２８ 乗算器 ２９ 加算器 ３０ 加算器 ３１ フィルタ ３２ フィルタ ３３ 遅延検波演算部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−116586（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188928（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 27/18 - 27/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ｎを整数、Ｔをサンプル周期、ｍをシン
    ボル当たりのサンプル数とし、変調信号を直交検波して
    得られる二系列のベースバンド信号をサンプリングして
    標本化ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)とし、前記標本化
    ベースバンド信号I(nT)、Q(nT)から（数１）で表される
    検波信号F1(nT)、F2(nT)を生成し、前記F1(nT)、F2(nT)
    を各々低域ろ波して復調ベースバンド信号を得ることを
    特徴とする遅延検波方法。 【数１】
  2. 【請求項２】変調信号を直交検波して得られる二系列の
    ベースバンド信号をサンプリングする標本化器と、前記
    標本化器が出力する標本化ベースバンド信号I(nT)、Q(n
    T)から（数１）の演算を行う遅延検波演算部と、前記遅
    延検波演算部が出力する検波信号F1(nT)、F2(nT)から各
    々復調ベースバンド信号を得るフィルタとを備えたこと
    を特徴とする遅延検波装置。
  3. 【請求項３】前記遅延検波演算部が、標本化ベースバン
    ド信号I(nT)とQ(nT)をサンプル周期で交互に出力する第
    １セレクタと、I(nT)を符号反転器に入力して得た-I(n
    T)とQ(nT)を前記第１セレクタと逆のタイミングで交互
    に出力する第２セレクタと、前記第１セレクタの出力信
    号を１シンボル遅延する遅延器と、前記遅延器の出力信
    号と前記第１セレクタの出力信号との乗算を行う第１乗
    算器と、前記遅延器の出力信号と前記第２セレクタの出
    力信号との乗算を行う第２乗算器から構成されることを
    特徴とする請求項２記載の遅延検波装置。
  4. 【請求項４】前記遅延検波演算部が、標本化ベースバン
    ド信号I(nT)とQ(nT)をサンプル周期で交互に出力する第
    １セレクタと、逆のタイミングで交互に出力する第２セ
    レクタと、前記第１セレクタの出力信号を１シンボル遅
    延する遅延器と、前記遅延器の出力信号と前記第１セレ
    クタの出力信号との乗算を行う第１乗算器と、前記第２
    セレクタの出力信号がI(nT)の時だけ符号を変える符号
    反転器と、前記遅延器の出力信号と前記符号反転器の出
    力信号との乗算を行う第２乗算器から構成されることを
    特徴とする請求項２記載の遅延検波装置。
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