JP3167341B2 - 連続位相変調信号復調回路 - Google Patents

連続位相変調信号復調回路

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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、FM信号やFSK信号
等の連続位相変調信号を復調する連続位相変調信号復調
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】連続位相変調信号は、ベースバンド信号
(2値信号)をフィルタにて帯域制限し、この帯域制限
された信号にて搬送波信号をFM変調することにより得
ることが出来、スペクトラムの広がりが少なく、狭帯域
での伝送が可能となるため、移動体通信にて採用されつ
つある。
【0003】此種連続位相変調信号としては、GMSK
(Gaussian Minimum Shift Keying)信号が知られている
が、このGMSK信号は、ベースバンド信号をガウスフ
ィルタで帯域制限しているため、このGMSK信号をF
M復調した信号のアイパターンが図6に示すごとくな
り、受信データより再生されたクロック信号におけるデ
ータ抽出タイミング[図6(A)参照]では、アイの開
きが少ない。
【0004】従って、受信復調された信号から情報デー
タを復調する際、データを確実に復調することができな
いという問題を生じていた。
【0005】斯る点に鑑み、データを確実に復調する方
法として、1987年11月19日に発行された「Elec
tronics Letters」Vol.23 No.24 の1311頁〜131
2頁に記載されたものが提案されている。
【0006】此種方法について、図7を参照して簡単に
説明する。図7において、1は連続位相変調信号が入力
される入力端子、2は入力端子1から供給された連続位
相変調信号をFM復調するFM復調回路、3はFM復調
回路2からの復調信号に基づきクロック信号を再生する
クロック再生回路で、再生されたクロック信号をデータ
の変化点で出力する。4はクロック再生回路3から出力
されたクロック信号に基づきFM復調回路2からの出力
信号をサンプルホールドするサンプルホールド回路、5
はサンプルホールド回路4にホールドされた値が1、
0,−1のいずれに近いかを比較する比較回路で、例え
ば0.5を基準値とする第1比較器と、−0.5を基準
値とする第2比較器とより構成され、第1比較器及び第
2比較器からの出力信号の状態に応じて2ビットの信号
を出力する。6は比較回路5からの出力信号に基づき受
信データを判定する判定回路で、比較回路5の出力が情
報「1」を示すとき、Hと判定し、情報「−1」を示す
とき、Lと判定し、情報「0」を示すとき、前データを
反転する。これは、データが「HH」と連続した場合、
サンプルホールド回路4の出力が1に、データが「L
L」と連続した場合、サンプルホールド回路4の出力が
−1に、データが「HL」または「LH」となった場
合、サンプルホールド回路4の出力が0になるからであ
る。
【0007】斯様に構成することにより、図6より明ら
かなようにアイの開いた部分にて情報の判定が可能とな
り、情報再生の精度が向上する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、情報再生の精度を向上させることができるものの、
例えば、ノイズ等によりサンプルホールド回路4の出力
が1からー1に変化した場合、当該ノイズの発生後の出
力データが全て誤ったものとなる問題を有している。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題に鑑み、本発
明は、連続位相変調信号を受信する受信手段と、この受
信手段にて受信された信号をFM復調するFM復調手段
と、このFM復調手段からの復調信号に基づきクロック
信号を再生するクロック再生手段と、このクロック再生
手段からのクロック信号の時間間隔の間、前記FM復調
手段からの出力信号を積分する積分手段と、この積分手
段の積分出力データを前記クロック再生手段からのクロ
ック信号に基づきシフトし、最新のM個のデータを保持
するM個のシフトレジスタ手段と、このM個のシフトレ
ジスタ手段に保持された値に基づき受信データをビタビ
復号するビタビ復号手段とを具備した連続位相変調信号
復調回路であって、前記クロック信号再生手段から出力
されるクロック信号が、受信情報の変化点から半ビット
だけずれて出力され、前記積分手段は、あるデータの時
間的中心より連続する次のデータの時間的中心までを積
分することを特徴とする。
【0010】
【0011】
【作用】本発明によれば、受信された連続位相変調信号
をFM復調した後、この復調信号から再生されたクロッ
ク信号に基づきFM復調信号をサンプリング若しくは積
分し、このサンプリング値若しくは積分値をM個のシフ
トレジスタに保持する。そして、この保持されたM個の
値に基づき受信データをビタビ復号する。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す図である。
図1において、10はアンテナ、11はアンテナ10か
らの角度変調信号を受信する受信回路で、例えば受信高
周波信号を増幅する高周波増幅回路と、この高周波増幅
回路からの高周波信号を所定の中間周波信号に周波数変
換する周波数変換回路とを含んでいる。12は受信回路
11からの出力信号をFM復調するFM復調回路、13
はFM復調回路12の出力信号からクロック信号を再生
するクロック再生回路で、図2に示すごとくFM復調回
路1からの出力信号が供給される端子14と、この端子
14からのFM復調信号が印加される位相比較器15
と、基準クロック発振器16と、基準クロック信号発振
器16からの基準クロック信号を位相比較器15からの
位相比較結果に基づき定まる値(N−1、N、N+1の
内、いずれかの値)にて分周するとともに、分周出力を
位相比較器15に供給する分周器17と、分周器17の
出力を所定時間(即ち、データの半ビットに相当する時
間)遅延させる遅延回路18と、再生されたクロック信
号を出力する出力端子19とより構成されている。20
はクロック再生回路13から供給されるクロック信号に
て動作制御され、クロック信号よりも高い周波数を有す
る、高速クロック信号発生回路21からの高速クロック
信号にてFM復調回路12の出力を積分する積分回路、
22はクロック再生回路13からのクロック信号に基づ
き最新のM個の積分回路出力を保持するM個のシフトレ
ジスタ、23はM個のシフトレジスタ22に保持された
積分値に基づきデータをビタビ復号するビタビ復号回路
で、マイクロコンピュータやDSP(デジタル・シグナ
ル・プロセッサ)にて構成されている。
【0013】次に、動作について説明する。アンテナ1
0にて受信された高周波信号は、受信回路11にて所定
の信号(この場合、中間周波信号)に変換された後、F
M復調回路12に供給される。FM復調回路は、FM受
信機にて用いられているアナログ型のものやデジタル型
のもののいずれでも採用することができるが、中心周波
数からの周波数偏位に応じた復調信号を出力する。受信
信号がベースバンド信号等による連続位相変調信号の場
合には、FM復調出力は、帯域制限された2値データと
なる。
【0014】クロック再生回路13は、このFM復調出
力をゼロクロス検波等により抽出されたデータの変化点
に関する情報と分周器17からの分周出力とを位相比較
し、両者の位相関係に基づき分周器17の分周比を制御
して受信データの変化点に同期したクロック信号を再生
する。そして、このクロック信号は、遅延回路18にて
データの半ビットに相当する時間だけ遅延させられた
後、出力端子19より出力される。尚、クロック再生回
路は周知であるので、詳細な動作については説明を割愛
する。
【0015】積分回路20は、前記高速クロック発生回
路21からの高速クロック信号に基づき計数動作を行
い、前記クロック再生回路13からのクロック信号にて
プリセットされる。例えば高速クロック発生回路21か
らの高速クロック信号を計数する計数器のプリセット値
を計数器の変化範囲の中心値とし、FM復調回路12の
出力がHのとき、高速クロック信号に基づきアップカウ
ント、またFM復調回路12の出力がLのとき、高速ク
ロック信号に基づきダウンカウントすることにより、F
M復調回路12の出力を積分することができる。
【0016】斯る積分出力は、クロック再生回路13か
らのクロック信号に応じてシフトレジスタ22に順次保
持されるとともに、シフトレジスタ22はクロック信号
に応じて順次保持値をシフトされるので、M個のシフト
レジスタ22には最新の積分値が保持されることにな
る。
【0017】ビタビ復号回路23は、上記M個の積分値
に基づき受信データを復号するが、斯るビタビ復号動作
について、以下に説明する。
【0018】まず、FM復調回路12の出力は、「L
L」、「LH」、「HL」及び「HH」の4つの状態に
分類することが出来、これらの状態遷移を図3に示す。
【0019】今、データが、”HHLLHH”であった
とすると、FM復調回路12からの出力は、”1、0、
−1、0、1”となる。これがノイズにより”1、0.
6、−1、0、1”と誤ったと仮定する。
【0020】時刻i0からi1への遷移において、LLか
らはLLとLHの2つの状態に遷移する(図4のトリレ
ス線図参照)。LLからLLへ遷移した場合、図3から
分かるように出力は本来−1となるはずであるが、実際
のデータは1であるため、その差は2となり、枝に2と
記載する。この値を枝メトリック(誤り度合いを示す
値)という。また、LLからLHへ遷移した場合には、
本来0であるのに対し、1となるため、枝メトリックは
1となる。
【0021】次に、時刻i2では、LLには時刻i1のL
LとHLからの状態遷移があり、状態遷移図(図3)を
参考にして各枝メトリックを求めると、1.6となる。
ここで、時刻i2までのメトリックを求めると、3.6と
2.6になり、値の小さい方を選択すると、状態メトリ
ックは2.6(即ち、HLからLLへの遷移状態)とな
る。
【0022】以下同様にして枝の選択とメトリックの計
算を順次行うと、各枝のメトリックは図4の如くなり、
最終状態におけるメトリックが最小となるのはHHであ
るから、この状態に接続される状態の遷移は、図4に実
線で示した如くHH→HL→LL→LH→HHとなり、
元のデータ”HHLLHH”が復号される。
【0023】尚、再生データとしては、ビタビ復号され
たデータのN番目の情報が出力される。例えば、ビタビ
復号されたデータが6ビットとし、その4番目のビット
が出力データとして導出される。
【0024】図5は参考例を示す図で、図1と比較して
FM復調回路12の出力をクロック再生回路13からの
再生クロック信号にてサンプリング・ホールドする点で
相違する。
【0025】この時、クロック再生回路13’は、図2
に示したクロック再生回路13の遅延回路18を除く回
路にて構成され、データの変化点でクロック信号を出力
するようになされている。
【0026】従って、サンプルホールド回路24にサン
プリング・ホールドされる値は、前記クロックタイミン
グにおけるFM復調出力となる。また、この場合、当該
サンプリングされた値をアナログ/デジタル変換回路2
5にてデジタル信号に変換した後、シフトレジスタ22
に供給される。
【0027】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、例えばFM復調回路からの出力をデジタ
ル信号に変換した後、クロック再生回路やサンプルホー
ルド回路または積分回路に供給したり、積分回路として
リーク積分回路を用いたりする等、種々変更することが
できる。また、ビタビ復号は、ソフトウェアにて実現さ
れる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、受信された連続位相変
調信号をFM復調した後、この復調信号から再生された
クロック信号に基づきFM復調信号をサンプリング若し
くは積分し、このサンプリング値若しくは積分値をM個
のシフトレジスタに保持するとともに、この保持された
M個の値に基づき受信データをビタビ復号するようにし
たので、従来の方法に比較してノイズの影響を軽減出
来、受信データの復号精度を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】クロック再生回路の一例を示す図である。
【図3】状態遷移を示す図である。
【図4】状態遷移図を時系列に展開したトリレス線図を
示す図である。
【図5】参考例を示す図である。
【図6】アイパターンを示す図である。
【図7】従来例を示す図である。
【符号の説明】
10 アンテナ 11 受信回路 12 FM復調回路 13 クロック再生回路 15 位相比較回路 16 基準クロック信号発生回路 17 分周器 18 遅延回路 20 積分回路 21 高速クロック信号発生回路 22 シフトレジスタ 23 ビタビ復号回路 24 サンプルホールド回路 25 アナログ/デジタル変換回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続位相変調信号を受信する受信手段
    と、この受信手段にて受信された信号をFM復調するF
    M復調手段と、このFM復調手段からの復調信号に基づ
    きクロック信号を再生するクロック再生手段と、このク
    ロック再生手段からのクロック信号の時間間隔の間、前
    記FM復調手段からの出力信号を積分する積分手段と、
    この積分手段の積分出力データを前記クロック再生手段
    からのクロック信号に基づきシフトし、最新のM個のデ
    ータを保持するM個のシフトレジスタ手段と、このM個
    のシフトレジスタ手段に保持された値に基づき受信デー
    タをビタビ復号するビタビ復号手段とを具備した連続位
    相変調信号復調回路であって、 前記クロック信号再生手段から出力されるクロック信号
    が、受信情報の変化点から半ビットだけずれて出力さ
    れ、前記積分手段は、あるデータの時間的中心より連続
    する次のデータの時間的中心までを積分する ことを特徴
    とする連続位相変調信号復調回路。
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