JP3643109B2 - Data receiving device - Google Patents
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Description
本発明は、被変調信号を復調するためのデータ受信装置に関し、より特定的には、位相変調された被変調信号からデジタル信号処理により検波信号を得るためのデータ受信装置に関する。 The present invention relates to a data receiving apparatus for demodulating a modulated signal, and more particularly to a data receiving apparatus for obtaining a detection signal from a phase-modulated modulated signal by digital signal processing.
従来、受信した被変調信号から少なくとも一つの部分帯域信号を抽出して復調する装置として、特許文献1に記載されているデータ送受信装置や非特許文献1に記載されているものが知られていた。
Conventionally, as a device for extracting and demodulating at least one partial band signal from a received modulated signal, a data transmitting / receiving device described in
図25は、特許文献1に記載されているデータ受信装置の構成を示す図である。図25において、データ受信装置は、周波数混合器1301と、帯域通過フィルタ(図面上、BPFと記す)1302と、局部発振器1303と、受信状態判定部1304と、遅延器1305と、乗算器1306と、低域通過フィルタ(図面上、LPFと記す)1307と、復号器1308とを備える。
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a data receiving device described in
局部発振器1303は、受信すべきデータのシンボル周波数の整数倍の間隔で周波数を変化させることが可能な局部発振信号を出力する。周波数混合器1301は、入力されるスペクトル拡散信号r(t)を、局部発振器1303からの局部発振信号との差の周波数帯に変換して出力する。ここで、このスペクトル拡散信号r(t)は、それが有する周波数帯域から少なくとも一つの部分帯域を抽出することにより復調可能な位相変調された信号であるとする。
The
帯域通過フィルタ1302は、周波数混合器1301が周波数変換したスペクトル拡散信号r(t)の一部の周波数成分である中間信号b(t)を抽出して出力する。
The
図26は、図25に示すデータ受信装置の主要部における信号のスペクトルを示す図である。図26(a)は、受信されたスペクトル拡散信号r(t)のスペクトル概略図である。局部発振器1303が出力する局部発振信号の周波数は、三つある。各局部発振信号の周波数は、受信すべきデータのシンボル周波数の整数倍である。各局部発振信号の中心周波数は、B1,B2,B3で示されるいずれかの部分帯域の中心周波数である。
FIG. 26 is a diagram showing a spectrum of a signal in the main part of the data receiving apparatus shown in FIG. FIG. 26 (a) is a schematic diagram of the spectrum of the received spread spectrum signal r (t). There are three frequencies of the local oscillation signal output from the
図26(b)は、中間信号b(t)のスペクトル概略図である。中間信号b(t)は、r(t)が周波数変換され帯域制限された結果得られる、いずれか一つの部分帯域B1,B2,B3の信号である。 FIG. 26B is a schematic diagram of the spectrum of the intermediate signal b (t). The intermediate signal b (t) is a signal of any one of the partial bands B1, B2, and B3 obtained as a result of frequency conversion of r (t) and band limitation.
受信状態判定部1304は、データの受信状況に応じて、帯域切り替え信号を出力し、局部発振器1303が出力する局部発振信号の周波数を切り替える。局部発振器1303は、受信状態判定部1304から出力される帯域切り替え信号に基づいて、出力する局部発振信号の周波数を切り換える。これにより、部分帯域B1,B2,B3のいずれか一つが選択されることとなるので、帯域通過フィルタ1302は、当該部分帯域に対応した中間信号b(t)を出力する。
The reception
乗算器1306は、中間信号b(t)と遅延器1305によって中間信号b(t)をシンボル周期Tsだけ遅延させた中間信号b(t−Ts)との乗算を行い、その出力信号を低域通過フィルタ1307に入力する。低域通過フィルタ1307は、入力された信号の低域ろ波を行い、検波信号c(t)を出力する。復号器1308は、検波信号c(t)の極性判定を行いデータdat(t)を出力する。
The
図27は、非特許文献1に記載された無線モデムにおける受信器の構成の概略を示すブロック図である。図27において、受信器は、分波器1501と、第1の周波数混合器1502と、第2の周波数混合器1503と、第1の局部発振器1504と、第2の局部発振器1505と、第1の帯域通過フィルタ1506と、第2の帯域通過フィルタ1507と、第1の利得制御器(図上、AGC1と記す)1508と、第2の利得制御器(図上、AGC2と記す)1509と、第1の直交検波器1510と、第2の直交検波器1511と、ベースバンド信号処理部1512とを備える。
FIG. 27 is a block diagram showing an outline of the configuration of the receiver in the wireless modem described in Non-Patent
この受信器は、スペクトル拡散信号を入力信号とし、同時に二つの部分帯域を抽出し、受信状況に応じて、受信データを出力する。この受信器は、第1の周波数混合器1502からベースバンド信号処理部1512まで、および第2の周波数混合器1503からベースバンド信号処理部1512まで、同一構成の二つの受信系統を持つ。以下、図27に示した受信器の動作について説明する。
This receiver uses a spread spectrum signal as an input signal, extracts two partial bands at the same time, and outputs received data according to the reception situation. This receiver has two reception systems having the same configuration from the
分波器1501は、受信されたスペクトル拡散信号r(t)を二つの信号に分波し、それぞれ第1の周波数混合器1502および第2の周波数混合器1503に入力する。第1の局部発振器1504および第2の局部発振器1505は、それぞれ帯域特性の異なる帯域の中心周波数を有する局部発振信号を出力する。局部発振器1504から出力される局部発振信号は、周波数混合器1502に入力される。局部発振器1505から出力される局部発振信号は、周波数混合器1503に入力される。
The
周波数混合器1502は、分波されたスペクトル拡散信号r(t)を、局部発振器1504から出力される局部発振信号との差の周波数帯の信号に変換し、第1の帯域通過フィルタ1506に入力する。第1の帯域通過フィルタ1506は、入力信号から一部の部分帯域信号を抽出し、部分帯域信号b1(t)として、第1の利得制御器1508に入力する。第1の利得制御器1508は、部分帯域信号b1(t)を振幅制御して、第1の直交検波器1510に入力する。第1の直交検波器1510は、第1の利得制御器1508からの複素ベースバンド信号の同相成分であるI1(t)および直交成分であるQ1(t)を出力する。
The
第2の周波数混合器1503以下のもう一方の受信系統も、同様に動作し、第2の直交検波器1511は、第2の利得制御器1509からの複素ベースバンド信号の同相成分であるI2(t)および直交成分であるQ2(t)を出力する。ベースバンド信号処理部1512は、複素ベースバンド信号I1(t)とQ1(t)、および、I2(t)とQ2(t)をそれぞれ一組として、遅延検波処理を行い、例えば、それぞれの系統の受信状況に応じて、より誤りが少ないと判定した方の受信系統の受信データを出力する。なお、上記方法以外にも、受信レベルを用いて、系統を選択し、受信データを得る方法等でも良い。
The other receiving system below the
図28は、ベースバンド信号処理部1512の内部に設けられた遅延検波装置の構成の一例を示す図である。ベースバンド信号処理部1512内において、遅延検波装置は、直交検波器に対応してそれぞれ一つずつ設けられている。図28では、代表して一つの遅延検波装置のみを示した。図28において、遅延検波装置は、第1の標本化器1101と、第2の標本化器1102と、遅延検波演算部1103と、第1の検波後フィルタ1104と、第2の検波後フィルタ1105とを含む。
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a configuration of a delay detection apparatus provided in the baseband
第1の標本化器1101は、複素ベースバンド信号の同相成分i(t)(図27におけるI1(t)またはI2(t))をサンプル(標本化)して、標本化ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)を出力し、遅延検波演算部1103に入力する。ここで、nは整数(n=・・・−1,0,1,・・・)、Tはサンプル周期である。同様に、第2の標本化器1102は、複素ベースバンド信号の直交成分q(t)(図27におけるQ1(t)またはQ2(t))をサンプルして、標本化ベースバンド信号直交成分データ列Q(nT)を出力し、遅延検波演算部1103に入力する。
The
図29は、遅延検波演算部1103の構成を示す図である。図29において、遅延検波演算部1103は、第1のセレクタ1201と、第2のセレクタ1202と、遅延器1203と、符号反転器1204と、第1の乗算器1205と、第2の乗算器1206とを有する。第1のセレクタ1201は、標本化ベースバンド信号のデータ列I(nT)およびQ(nT)をサンプル周期T毎に交互に選択し、S1(nT)として出力する。第2のセレクタ1202は、符号反転器1204から出力される標本化ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)の符号反転した信号−I(nT)およびQ(nT)をサンプル周期T毎に交互に選択し、S2(nT)として出力する。
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of the delay
第1のセレクタ1201がI(nT)を選択している間、第2のセレクタ1202は、Q(nT)を選択するように設定しておく。また、第1のセレクタ1201がQ(nT)を選択している間には、第2のセレクタ1202は、−I(nT)を選択するように設定しておく。
While the
遅延器1203は、S1(nT)を入力信号として、S1(nT)を1シンボル時間長kTだけ遅延させた信号を出力する。ここで、kは、1シンボル当たりのサンプル数である。これにより、第1の乗算器1205は、F1(nT)として、サンプル周期T毎に、標本化ベースバンド信号同相成分データ列の積であるI(nT)I{(n−k)T}および標本化ベースバンド信号直交成分データ列の積であるQ(nT)Q{(n−k)T}を、交互に出力する。第2の乗算器1206は、F2(nT)として、サンプル周期T毎に、標本化ベースバンド信号同相成分と標本化ベースバンド信号直交成分の積であるI{(n−k)T}Q(nT)および−I(nT)Q{(n−k)T}を、交互に出力する。
第1の検波後フィルタ1104は、入力される信号F1(nT)を低域ろ波し、I(nT)I{(n−k)T}とQ(nT)Q{(n−k)T}とを加算した信号と等価な信号D1(nT)を出力する。同様に、第2の検波後フィルタ1105は、入力される信号F2(nT)を低域ろ波し、I{(n−k)T}Q(nT)と−I(nT)Q{(n−k)T}とを加算した信号と等価な信号D2(nT)を出力する。
The
D1(nT)およびD2(nT)は、I(nT)およびQ(nT)をそれぞれ同相成分および直交成分とするA(nT)=I(nT)+jQ(nT)なる複素数(ここで、jは虚数単位を表す)とA(nT)から1シンボル時間長kTだけ遅れたA{(n−k)T}の複素共役との乗算結果について、この乗算結果の同相成分および直交成分にそれぞれ対応している。したがって、D1(nT)とD2(nT)が表す位相は、A(nT)の位相とA{(n−k)T}の位相との差を表すこととなるので、判定回路(図示せず)等によって、D1(nT)とD2(nT)とを用いて復調することができる。 D1 (nT) and D2 (nT) are complex numbers of A (nT) = I (nT) + jQ (nT), where I (nT) and Q (nT) are in-phase and quadrature components, respectively, where j is (Representing an imaginary unit) and a complex result of A {(n−k) T} delayed by one symbol time length kT from A (nT), corresponding to the in-phase component and the quadrature component of the multiplication result, respectively. ing. Accordingly, the phase represented by D1 (nT) and D2 (nT) represents the difference between the phase of A (nT) and the phase of A {(n−k) T}, and therefore a determination circuit (not shown). ) And the like can be demodulated using D1 (nT) and D2 (nT).
このように、図27に示す受信器は、複数の部分帯域信号に対する復調信号を得るために、互いに周波数帯域特性の異なる部分帯域信号から、互いに異なる複数の複素ベースバンド信号を得た後、それらの複素ベースバンド信号に対してそれぞれ遅延検波演算を行い、複数の復調信号を得て、受信状況に応じて、受信データを出力する。 In this way, in order to obtain a demodulated signal for a plurality of partial band signals, the receiver shown in FIG. 27 obtains a plurality of complex baseband signals different from each other from partial band signals having different frequency band characteristics. Each of the complex baseband signals is subjected to delay detection calculation to obtain a plurality of demodulated signals, and the received data is output according to the reception status.
なお、図27では、抽出する部分帯域として二つの場合を示しているが、二つ以上の部分帯域を抽出する場合には、抽出する部分帯域の数に比例して、周波数混合器からベースバンド信号処理部まで上記と同一構成を持つ受信系統を必要とする。
しかし、特許文献1に記載されているデータ送受信装置において、異なる部分帯域信号を抽出する場合、局部発振器の周波数を変更しなければならない。ところが、この切り替えには時間がかかるという問題がある。
However, in the data transmission / reception apparatus described in
一方、非特許文献1に記載された受信器では、予め局部発振器を複数用意していることから、抽出する部分帯域信号の切り替えには時間を要さないものの、周波数混合器からベースバンド信号処理部まで、同一構成を持つアナログの受信系統を複数用意する必要があり、この複数の受信系統の特性をそろえるには、各アナログ回路の特性をほぼ同一になるようにしなければならいといった問題がある。また、複数の受信系統を用意する必要があるので、ハードウエア構成が大きくなるという問題点もある。
On the other hand, in the receiver described in
また、ベースバンド信号処理部1512内の遅延検波演算部1103のハードウエア構成に着目すると(図29参照)、その入力信号である複素ベースバンド信号には、復調するのに不必要な信号が予めアナログ回路を用いて除去されている必要があるといった問題がある。
When attention is paid to the hardware configuration of the delay
また、その遅延検波演算部1103には、一つの符号反転器と、二つのセレクタと、一つの遅延器と、二つの乗算器とが必要であり、さらには、遅延検波装置において、二つの検波後フィルタが必要である。したがって、例えば、LSI化を行う際にゲート規模が大きくなり、小型化や軽量化に適さないという問題点もある。
Further, the delay
それゆえ、本発明の目的は、受信した位相変調信号から一部の部分帯域信号を抽出し、遅延検波により検波信号を得るデータ受信装置に関して、複数の部分帯域信号を抽出するのに要する時間を削減し、かつ、特性のそろったアナログ回路を複数必要とせずに、LSI化が容易で、簡易な構成となるデータ受信装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the time required to extract a plurality of partial band signals for a data receiving apparatus that extracts a partial band signal from a received phase modulation signal and obtains a detection signal by delay detection. It is an object of the present invention to provide a data receiving apparatus that is easy to implement as an LSI and has a simple configuration without requiring a plurality of analog circuits with reduced characteristics.
本発明は、位相変調された被変調波信号を周波数変換した後に直交検波して得られる同相信号および直交信号を入力信号として、検波信号を出力するデータ受信装置である。データ受信装置は、第1の標本化器と、第2の標本化器と、部分帯域抽出部と、遅延検波演算部とを備える。第1の標本化器は、同相信号を一定のサンプル周期毎にサンプルして、標本化同相信号として出力する。第2の標本化器は、直交信号を一定のサンプル周期毎にサンプルして、標本化直交信号として出力する。部分帯域抽出部は、複素フィルタによって構成され、第1の標本化器が出力する標本化同相信号、および第2の標本化器が出力する標本化直交信号に含まれる周波数成分の中から少なくとも一つの部分帯域を抽出して部分帯域信号として出力する。遅延検波演算部は、部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号に基づいて、遅延検波を行い、検波信号を出力する。 The present invention is a data receiving apparatus that outputs a detection signal using an in-phase signal and a quadrature signal obtained by performing quadrature detection after frequency-converting a phase-modulated modulated wave signal as input signals. The data receiving apparatus includes a first sampler, a second sampler, a partial band extraction unit, and a delay detection calculation unit. The first sampler samples the in-phase signal at fixed sample periods and outputs the sampled in-phase signal. The second sampler samples the quadrature signal at regular sample periods and outputs the sampled quadrature signal. The partial band extraction unit includes a complex filter, and includes at least one of frequency components included in the sampled in-phase signal output from the first sampler and the sampled quadrature signal output from the second sampler. One partial band is extracted and output as a partial band signal. The delay detection calculation unit performs delay detection based on the partial band signal output from the partial band extraction unit, and outputs a detection signal.
好ましくは、部分帯域抽出部は、抽出すべき部分帯域信号として、その中心周波数が0でない信号を少なくとも一つ抽出し、同相成分および直交成分に分けて出力するとよい。 Preferably, the partial band extraction unit extracts at least one signal whose center frequency is not 0 as a partial band signal to be extracted, and outputs the signal divided into an in-phase component and a quadrature component.
また、部分帯域抽出部は、部分帯域信号の中心周波数が伝送されているデータのシンボル周波数の整数倍となるように、部分帯域信号を抽出するとしてもよい。 The partial band extraction unit may extract the partial band signal so that the center frequency of the partial band signal is an integral multiple of the symbol frequency of the data being transmitted.
また、部分帯域抽出部は、1シンボル周期内のサンプル数が抽出すべき部分帯域信号の中心周波数をシンボル周波数で割った値の8の倍数となるように、部分帯域信号を抽出するとしてもよい。 Further, the partial band extraction unit may extract the partial band signal so that the number of samples in one symbol period is a multiple of 8 obtained by dividing the center frequency of the partial band signal to be extracted by the symbol frequency. .
また、部分帯域抽出部は、偶数個の部分帯域信号を抽出してもよい。これらの部分帯域信号は、周波数0から等距離離れた正負の周波数を中心周波数として一対となっている。
Further, the partial band extraction unit may extract an even number of partial band signals. These partial band signals are paired with a positive and negative frequency equidistant from the
具体的には、遅延検波演算部は、遅延器と、第1の乗算器と、第2の乗算器と、第1の低域通過フィルタと、第2の低域通過フィルタとを含む。遅延器は、部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の同相成分を1シンボル時間だけ遅延させて出力する。第1の乗算器は、部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の同相成分と遅延器の出力とを乗算して、同相成分データ列として出力する。第2の乗算器は、部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の直交成分と遅延器の出力とを乗算して、直交成分データ列として出力する。第1の低域通過フィルタは、第1の乗算器から出力される同相成分データ列の高周波成分を除去して出力する。第2の低域通過フィルタは、第2の乗算器から出力される直交成分データ列の高周波成分を除去して出力する。 Specifically, the delay detection calculation unit includes a delay unit, a first multiplier, a second multiplier, a first low-pass filter, and a second low-pass filter. The delay device delays the in-phase component of the partial band signal output from the partial band extraction unit by one symbol time and outputs the delayed signal. The first multiplier multiplies the in-phase component of the partial band signal output from the partial band extraction unit by the output of the delay unit, and outputs the result as an in-phase component data string. The second multiplier multiplies the orthogonal component of the partial band signal output from the partial band extraction unit by the output of the delay device, and outputs the result as an orthogonal component data string. The first low-pass filter removes a high-frequency component from the in-phase component data string output from the first multiplier and outputs the result. The second low-pass filter removes the high-frequency component of the orthogonal component data string output from the second multiplier and outputs the result.
また、部分帯域抽出部は、第1のフィルタリング装置と、第2のフィルタリング装置と、第3のフィルタリング装置と、第4のフィルタリング装置と、第1の減算器と、第1の加算器と、第2の減算器と、第2の加算器とを含む。第1のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、標本化同相信号と当該複素フィルタの伝達関数の同相成分との畳み込み積分を求めて出力する。第2のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、標本化直交信号と当該複素フィルタの伝達関数の直交成分との畳み込み積分を求める。第3のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、標本化直交信号と当該複素フィルタの伝達関数の同相成分との畳み込み積分を求める。第4のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、標本化同相信号と当該複素フィルタの伝達関数の直交成分との畳み込み積分を求める。第1の減算器は、第1のフィルタリング装置が出力する信号から第2のフィルタリング装置が出力する信号を減算する。第1の加算器は、第1のフィルタリング装置が出力する信号と第2のフィルタリング装置が出力する信号とを加算する。第2の減算器は、第3のフィルタリング装置が出力する信号から第4のフィルタリング装置が出力する信号を減算する。第2の加算器は、第3のフィルタリング装置が出力する信号と第4のフィルタリング装置が出力する信号とを加算する。 The partial band extraction unit includes a first filtering device, a second filtering device, a third filtering device, a fourth filtering device, a first subtractor, a first adder, A second subtracter and a second adder are included. The first filtering device is a complex filter, and obtains and outputs a convolution integral of the sampled in-phase signal and the in-phase component of the transfer function of the complex filter. The second filtering device is a complex filter, and obtains a convolution integral between the sampled orthogonal signal and the orthogonal component of the transfer function of the complex filter. The third filtering device is a complex filter, and obtains a convolution integral between the sampled quadrature signal and the in-phase component of the transfer function of the complex filter. The fourth filtering device is a complex filter, and obtains a convolution integral between the sampled in-phase signal and the orthogonal component of the transfer function of the complex filter. The first subtracter subtracts the signal output from the second filtering device from the signal output from the first filtering device. The first adder adds the signal output from the first filtering device and the signal output from the second filtering device. The second subtracter subtracts the signal output from the fourth filtering device from the signal output from the third filtering device. The second adder adds the signal output from the third filtering device and the signal output from the fourth filtering device.
また、部分帯域抽出部は、第1の入力選択器と、第2の入力選択器と、第1のフィルタリング装置と、第2のフィルタリング装置と、第1の出力選択器と、第2の出力選択器と、第1の遅延器と、第2の遅延器と、第1の減算器と、第1の加算器と、第2の減算器と、第2の加算器とを含む。第1の入力選択器は、標本化同相信号および標本化直交信号を入力信号として、サンプル周期の半分の周期毎に標本化同相信号と標本化直交信号とを交互に選択し出力する。第2の入力選択器は、標本化同相信号および標本化直交信号を入力信号として、サンプル周期の半分の周期毎に標本化同相信号と標本化直交信号とを交互に選択し出力する。第1のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、第1の入力選択器が出力する信号と当該複素フィルタの同相成分との畳み込み積分を行う。第2のフィルタリング装置は、複素フィルタであって、第2の入力選択器が出力する信号と当該複素フィルタの直交成分との畳み込み積分を行う。第1の出力選択器は、サンプリング周期の半分の周期で変化する第1のフィルタリング装置からの出力信号を、サンプリング周期の半分の周期で第1の出力端および第2の出力端に交互に出力する。第2の出力選択器は、サンプリング周期の半分の周期で変化する第2のフィルタリング装置からの出力信号を、サンプリング周期の半分の周期で第3の出力端および第4の出力端に交互に出力する。第1の遅延器は、第1の出力選択器の第1の出力端から出力される信号をサンプル周期の半分の時間だけ遅延させる。第2の遅延器は、第2の出力選択器の第3の出力端から出力される信号をサンプル周期の半分の時間だけ遅延させる。第1の減算器は、第1の遅延器が出力する信号から第2の遅延器が出力する信号を減算する。第1の加算器は、第1の遅延器が出力する信号と第2の遅延器が出力する信号とを加算する。第2の減算器は、第1の出力選択器の第2の出力端から出力される信号から第2の出力選択器の第4の出力端から出力される信号を減算する。第2の加算器は、第1の出力選択器の第2の出力端から出力される信号と第2の出力選択器の第4の出力端から出力される信号とを加算する。 The partial band extraction unit includes a first input selector, a second input selector, a first filtering device, a second filtering device, a first output selector, and a second output. A selector, a first delayer, a second delayer, a first subtracter, a first adder, a second subtractor, and a second adder are included. The first input selector uses the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal as input signals, and alternately selects and outputs the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal every half the sample period. The second input selector uses the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal as input signals, and alternately selects and outputs the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal every half of the sample period. The first filtering device is a complex filter, and performs convolution integration between the signal output from the first input selector and the in-phase component of the complex filter. The second filtering device is a complex filter, and performs convolution integration of the signal output from the second input selector and the orthogonal component of the complex filter. The first output selector alternately outputs an output signal from the first filtering device that changes at a half period of the sampling period to the first output terminal and the second output terminal at a half period of the sampling period. To do. The second output selector alternately outputs an output signal from the second filtering device that changes at a half period of the sampling period to the third output terminal and the fourth output terminal at a half period of the sampling period. To do. The first delay device delays the signal output from the first output terminal of the first output selector by a half of the sample period. The second delay device delays the signal output from the third output terminal of the second output selector by a half time of the sample period. The first subtracter subtracts the signal output from the second delay unit from the signal output from the first delay unit. The first adder adds the signal output from the first delay device and the signal output from the second delay device. The second subtracter subtracts the signal output from the fourth output terminal of the second output selector from the signal output from the second output terminal of the first output selector. The second adder adds the signal output from the second output terminal of the first output selector and the signal output from the fourth output terminal of the second output selector.
好ましくは、部分帯域抽出部は、部分帯域信号の中心周波数が伝送されているデータのシンボル周波数の整数倍となるように、部分帯域信号を抽出するとよい。 Preferably, the partial band extraction unit may extract the partial band signal so that the center frequency of the partial band signal is an integral multiple of the symbol frequency of the data being transmitted.
また、部分帯域抽出部は、1シンボル周期内のサンプル数が抽出すべき部分帯域信号の中心周波数をシンボル周波数で割った値の8の倍数となるように、部分帯域信号を抽出するとよい。 Further, the partial band extraction unit may extract the partial band signal so that the number of samples in one symbol period is a multiple of 8 that is obtained by dividing the center frequency of the partial band signal to be extracted by the symbol frequency.
好ましくは、遅延検波演算部は、部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号を中間周波数信号として、遅延検波を行うとよい。 Preferably, the delay detection calculation unit may perform delay detection using the partial band signal output from the partial band extraction unit as an intermediate frequency signal.
好ましくは、被変調信号は、それが有する周波数帯域から少なくとも一つの部分帯域を抽出することにより復調可能な部分帯域信号が得られる信号であるとよい。 Preferably, the modulated signal is a signal from which a subband signal that can be demodulated is obtained by extracting at least one subband from the frequency band of the modulated signal.
好ましくは、被変調信号は、スペクトル拡散された信号であるとよい。 Preferably, the modulated signal is a spectrum spread signal.
好ましくは、被変調信号は、一定の周期毎に正弦波の周波数を繰り返し掃引して得られるチャープ信号を拡散信号として用いたスペクトル拡散信号であるとよい。 Preferably, the modulated signal is a spread spectrum signal using a chirp signal obtained by repeatedly sweeping the frequency of a sine wave at regular intervals as a spread signal.
好ましい実施形態では、上記データ受信装置は、無線通信装置に利用される。無線通信装置は、複数の部分帯域に基づいて得られる複数の受信データの内から一つを選択して受信処理を行ってもよいし、複数の受信データを統合して一つの受信データを得るようにしてもよいし、また、複数の受信データを同時に並列処理してもよい。 In a preferred embodiment, the data receiving device is used for a wireless communication device. The wireless communication device may perform reception processing by selecting one of a plurality of received data obtained based on a plurality of partial bands, or obtain a single received data by integrating a plurality of received data Alternatively, a plurality of received data may be simultaneously processed in parallel.
本発明のデータ受信装置は、デジタル回路で構成される部分帯域抽出部において、部分帯域信号を抽出し、この部分帯域信号に基づいて、遅延検波を行って、復調信号を得るための信号を出力する。すなわち、デジタル処理によって、部分帯域信号を抽出する。したがって、従来のように抽出すべき部分帯域信号の数に相当するアナログ回路を必要とせず、かつ、部分帯域信号の切り替えに時間を要しないデータ受信装置を提供することができる。それゆえ、ハードウエア構成が大きくなるのを抑圧できる。また、部分帯域抽出部において、必要とされる部分帯域以外の信号が除去されることとなるので、アナログ回路を用いた妨害波(干渉による妨害波)等の不要信号の除去が必要とされない。 The data receiving apparatus of the present invention extracts a partial band signal in a partial band extraction unit constituted by a digital circuit, performs delay detection based on the partial band signal, and outputs a signal for obtaining a demodulated signal To do. That is, a partial band signal is extracted by digital processing. Therefore, it is possible to provide a data receiving apparatus that does not require an analog circuit corresponding to the number of partial band signals to be extracted as in the prior art and does not require time for switching of the partial band signals. Therefore, an increase in the hardware configuration can be suppressed. Further, since the signal other than the required partial band is removed in the partial band extraction unit, it is not necessary to remove unnecessary signals such as a jamming wave (a jamming wave due to interference) using an analog circuit.
部分帯域信号は中心周波数が0でない中間周波数信号となることによって、ベクトル演算をする必要がなくなり、遅延検波演算部の簡略化を図ることが可能となる。 Since the partial band signal is an intermediate frequency signal whose center frequency is not 0, it is not necessary to perform vector calculation, and the delay detection calculation unit can be simplified.
部分帯域信号の中心周波数が伝送されているデータのシンボル周波数の整数倍となることによって、不要な位相回転成分が生じず、複素ベースバンド信号を用いた遅延検波演算と等価にするための遅延検波演算部の簡略化を図ることが可能となる。 Delay detection to equalize the delay detection operation using complex baseband signals without generating unnecessary phase rotation components because the center frequency of the subband signal is an integral multiple of the symbol frequency of the data being transmitted. It is possible to simplify the calculation unit.
部分帯域抽出部が1シンボル周期内のサンプル数が抽出すべき部分帯域信号の中心周波数をシンボル周波数で割った値の8の倍数となるように部分帯域信号を抽出することによって、タップ係数が0となるタップ係数乗算器について省略をすることができると共に、一部のタップ係数の同相成分と直交成分とを共通化することができるので、部分帯域抽出部を構成する複素フィルタのタップ係数乗算器の数をさらに減少させることが可能となる。 The partial band extraction unit extracts the partial band signal so that the number of samples in one symbol period is a multiple of 8 that is obtained by dividing the center frequency of the partial band signal to be extracted by the symbol frequency, so that the tap coefficient is 0. Can be omitted, and in-phase and quadrature components of some tap coefficients can be shared, so that the tap coefficient multiplier of the complex filter constituting the partial band extraction unit Can be further reduced.
部分帯域抽出部が偶数個の部分帯域信号を抽出し、これらの部分帯域信号が周波数0から等距離離れた正負の周波数を中心周波数として一対となっていることによって、一対となる部分帯域信号を抽出するための複素フィルタの構成において、畳み込み積分演算の共有化を図ることができるので、部分帯域抽出部を簡単な構成で実現することが可能となる。
The partial band extraction unit extracts an even number of partial band signals, and these partial band signals are paired with the positive and negative frequencies that are equidistant from
遅延検波演算部が一つの遅延器、二つの乗算器および二つの低域通過フィルタで実現されることにより、従来と比べ、ハードウエア構成がより小さい遅延検波演算部を実現することが可能となる。 Since the delay detection calculation unit is realized by one delay unit, two multipliers, and two low-pass filters, it becomes possible to realize a delay detection calculation unit having a smaller hardware configuration compared to the conventional one. .
また、部分帯域抽出部を本発明のようなにすることにより、簡易となり、また、不要な位相回転成分が生じず、遅延検波演算部の簡略化を図ることが可能となる。 Further, by making the partial band extraction unit as in the present invention, it becomes simple and unnecessary phase rotation components do not occur, and the delay detection calculation unit can be simplified.
遅延検波演算部は、部分帯域抽出部が検出する部分帯域信号を中間周波数信号として、遅延検波を行うことにより、中間周波数信号が持つ位相回転成分を利用することができるので、遅延検波演算部を簡単に構成することが可能となる。 The delay detection calculation unit can use the phase rotation component of the intermediate frequency signal by performing delay detection using the partial band signal detected by the partial band extraction unit as an intermediate frequency signal. It can be configured easily.
被変調信号は、それが有する周波数帯域から少なくとも一つの部分帯域を抽出することにより復調可能な部分帯域信号から得られる信号であることにより、被変調信号から復調可能な部分帯域信号を得ることが容易となる。 The modulated signal is a signal obtained from a subband signal that can be demodulated by extracting at least one partial band from the frequency band that it has, so that a subband signal that can be demodulated can be obtained from the modulated signal. It becomes easy.
一般的に用いられているスペクトル拡散された信号を用いることのより、実用面において有効となる。 The use of a spread spectrum signal that is generally used is more effective in practical use.
一定の周期毎に正弦波の周波数を繰り返し掃引(スイープ)して得られるチャープ信号を拡散信号として用いることにより、実用面において有効となる。 Use of a chirp signal obtained by repeatedly sweeping (sweeping) the frequency of a sine wave at regular intervals is effective in practical use.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るデータ受信装置1の構成を示す図である。データ受信装置1は、受信した位相変調信号の周波数成分から少なくとも一つの部分帯域信号を抽出し、遅延検波により検波信号を得るための装置である。図1では、二つの部分帯域を抽出するデータ受信装置について示す。図1において、データ受信装置1は、第1の標本化器100と、第2の標本化器101と、部分帯域抽出部102と、第1の遅延検波演算部103と、第2の遅延検波演算部104とを備える。第1の標本化器100および第2の標本化器101の前段には、周波数変換回路105が接続される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図2は、周波数変換回路105に入力される高周波信号から複素ベースバンド信号の同相成分I(t)および直交成分Q(t)を得る様子を概略的に説明するための信号スペクトル図である。以下、図1および2を参照しながら、周波数変換回路105およびデータ受信装置1の動作について説明する。
FIG. 2 is a signal spectrum diagram schematically illustrating how the in-phase component I (t) and the quadrature component Q (t) of the complex baseband signal are obtained from the high-frequency signal input to the
図2において、高周波被変調信号r(t)は、スペクトル拡散方式等による高周波信号であって、周波数変換回路105に入力される信号である。高周波被変調信号r(t)の中心周波数を、fi とする。高周波被変調信号r(t)には、第1の部分帯域高周波被変調信号202および第2の部分帯域高周波被変調信号203が含まれているものとする。各部分帯域高周波被変調信号は、それだけで復調可能な信号である。なお、ここでは、簡単のために、高周波被変調信号r(t)には、二つの部分帯域高周波被変調信号202および203が含まれていることとしたが、三以上の部分帯域高周波被変調信号が含まれていてもよい。
In FIG. 2, a high frequency modulated signal r (t) is a high frequency signal by a spread spectrum method or the like, and is a signal input to the
周波数変換回路105は、アナログ回路であって、例えば、図27に示すように、それぞれ一つの周波数変換器、局部発振器、帯域通過フィルタ、利得制御器および直交検波器からなる公知の回路である。周波数変換回路105は、入力される高周波被変調信号r(t)を中心周波数が0の信号に周波数変換し、低域ろ波する。これにより、高周波被変調信号r(t)は中心周波数が0の複素ベースバンド信号205に変換され、第1の部分帯域高周波被変調信号202は第1の部分帯域複素信号206に変換され、第2の部分帯域高周波被変調信号203は第2の部分帯域複素信号207に変換されることとなる。
The
周波数変換回路105は、複素ベースバンド信号205の同相成分I(t)および直交成分Q(t)を出力して、それぞれ第1の標本化器100および第2の標本化器101に入力する。同相成分I(t)および直交成分Q(t)には、第1の部分帯域複素信号206および第2の部分帯域複素信号207と同じスペクトルを持つ信号が混在している。
The
第1の標本化器100は、周波数変換回路105から入力される複素ベースバンド信号の同相成分I(t)をサンプルして、複素ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)を出力し、部分帯域抽出部102に入力する。ここで、nは整数(n=・・・,−1,0,1,・・・)、Tはサンプル周期であるとする。第2の標本化器101は、入力される複素ベースバンド信号の直交成分Q(t)をサンプルして、複素ベースバンド信号直交成分データ列Q(nT)を出力し、部分帯域抽出部102に入力する。なお、複素ベースバンド信号同相成分データ列を標本化同相成分ということもある。また、複素ベースバンド信号直交成分データ列を標本化直交成分ということもある。
The
複素ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)および複素ベースバンド信号直交成分データ列Q(nT)は、I(t)およびQ(t)をサンプル周期Tのタイミングでそれぞれサンプリングした結果得られる信号である。したがって、I(t)とQ(t)との間に成立する直交関係は、I(nT)とQ(nT)との間にも成立する。 The complex baseband signal in-phase component data sequence I (nT) and the complex baseband signal quadrature component data sequence Q (nT) are signals obtained by sampling I (t) and Q (t) at the timing of the sample period T, respectively. It is. Therefore, the orthogonal relationship established between I (t) and Q (t) is also established between I (nT) and Q (nT).
部分帯域抽出部102は、複素フィルタで構成されており、入力される複素ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)の部分帯域信号の同相成分(以下、部分帯域信号同相成分データ列という)IBr (nT)、および複素ベースバンド信号直交成分データ列Q(nT)の部分帯域信号の直交成分(以下、部分帯域信号直交成分データ列という)QBr (nT)を、中心周波数が0とならないようにして、それぞれm個ずつ同じ帯域を抽出して出力する。ここで、r=1,2,3,・・・,m、mは正整数(m=1、2、3、・・・)である。図1では、一例として、m=2の場合を示している。部分帯域抽出部102が出力する部分帯域信号同相成分データ列IBr (nT)と部分帯域信号直交成分データ列QBr (nT)とは、I(nT)とQ(nT)とが持っている直交性を保持している。
The partial
第1の部分帯域複素信号206は、同相成分として部分帯域信号同相成分データ列IB1 (nT)を、直交成分として部分帯域信号直交成分データ列QB1 (nT)を有することとなる。同様に、第2の部分帯域複素信号207は、同相成分として部分帯域信号同相成分データ列IB2 (nT)を、直交成分として部分帯域信号直交成分データ列QB2 (nT)を有することとなる。
The first partial band
図2に示すように、部分帯域信号同相成分データ列IB1 (nT)、部分帯域信号直交成分データ列QB1 (nT)、部分帯域信号同相成分データ列IB2 (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QB2 (nT)には、直流成分が含まれていない。したがって、これらの信号は、それ自身で位相回転を持つ中間周波数信号であると言える。 As shown in FIG. 2, the partial band signal in-phase component data sequence IB 1 (nT), the partial band signal quadrature component data sequence QB 1 (nT), the partial band signal in-phase component data sequence IB 2 (nT) and the partial band signal quadrature. The component data string QB 2 (nT) does not include a DC component. Therefore, it can be said that these signals are intermediate frequency signals having phase rotation by themselves.
部分帯域抽出部102は、複素ベースバンド信号から復調信号を得るのに必要とされる部分帯域信号を抽出するので、入力信号であるI(t)およびQ(t)に含まれていた不要信号を除去することとなる。例えば、第1の部分帯域複素信号206を抽出する際、部分帯域抽出部102は、第1の部分帯域複素信号206以外の周波数成分を持つ信号を全て除去することとなる。
Since the partial
部分帯域抽出部102は、部分帯域信号同相成分データ列IB1 (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QB1 (nT)を第1の遅延検波演算部103に入力し、部分帯域信号同相成分データ列IB2 (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QB2 (nT)を第2の遅延検波演算部104に入力する。
The partial
第1の遅延検波演算部103は、入力される部分帯域信号同相成分データ列IB1 (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QB1 (nT)に基づいて、部分帯域検波信号同相成分データ列BI1 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ1 (nT)を出力する。第2の遅延検波演算部104は、入力される部分帯域信号同相成分データ列IB2 (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QB2 (nT)に基づいて、部分帯域検波信号同相成分データ列BI2 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ2 (nT)を出力する。
The first delay
第1の遅延検波演算部103および第2の遅延検波演算部104の出力側には、判定回路(図示せず)が接続される。判定回路(図示せず)は、第1の遅延検波演算部103が出力する部分帯域検波信号同相成分データ列BI1 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ1 (nT)、ならびに第2の遅延検波演算部104が出力する部分帯域検波信号同相成分データ列BI2 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ2 (nT)に基づいて、位相極性を判定して受信データを得、例えば、誤り数やCRCエラー等の受信状況に応じて、より適切な方の受信データを出力する。
A determination circuit (not shown) is connected to the output side of the first delay
図3は、図1における第1の遅延検波演算部103または第2の遅延検波演算部104の構成を示す図である。第1の遅延検波演算部103の構成と第2の遅延検波演算部104の構成とは、同様であるので、以下、代表して、第1の遅延検波演算部103について説明する。図3において、第1の遅延検波演算部103は、遅延器302と、第1の乗算器304と、第2の乗算器305と、第1の低域通過フィルタ308と、第2の低域通過フィルタ309とを含む。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the first delay
次に、第1の遅延検波演算部103の動作について説明する。
第1の遅延検波演算部103への入力信号である部分帯域信号をS(nT)と表すと、S(nT)は複素表示を用いて(式1)のように表される。
When a partial band signal that is an input signal to the first delay
部分帯域信号同相成分データ列IBr (nT)および部分帯域信号直交成分データ列QBr (nT)は、それぞれS(nT)の同相成分および直交成分であるので、(式2)のように表される。なお、第1の遅延検波演算部103の場合、r=1である。
部分帯域信号同相成分データ列IBr (nT)は、第1の乗算器304および遅延器302に入力される。遅延器302は、IBr (nT)を1シンボル時間長kTだけ遅延させ、部分帯域信号同相成分遅延データ列IBr (nT−kT)として出力し、第1の乗算器304および第2の乗算器305に入力する。ここで、kは、1シンボル当たりのサンプル数である。
The partial band signal in-phase component data sequence IB r (nT) is input to the
第1の乗算器304は、IBr (nT)とIBr (nT−kT)とを乗算して、遅延検波器同相成分データ列DETIr (nT)として、第1の低域通過フィルタ308に入力する。第2の乗算器305は、QBr (nT)とIBr (nT−kT)とを乗算して、遅延検波器直交成分データ列DETQr (nT)として、第2の低域通過フィルタ309に入力する。DETIr (nT)は、(式3)のように表される。DETQr (nT)は、(式4)のように表される。
第1の低域通過フィルタ308は、DETIr (nT)から高域周波数成分を除去して、BIr (nT)として、判定回路(図示せず)に入力する。第2の低域通過フィルタ309は、DETQr (nT)から高域周波数成分を除去して、BQr (nT)として、判定回路(図示せず)に入力する。BIr (nT)は、(式5)のように表される。BQr (nT)は、(式6)のように表される。
S(nT)とS(nT)を1シンボル時間長だけ遅延させた信号であるS(nT−kT)との複素共役の乗算は、a(nT)を用いて(式7)のように表される。
(式8)は、明らかに複素ベースバンド信号を用いた遅延検波演算と等価である。したがって、第1の遅延検波演算部103においては、従来(図29参照)必要とされていた一つの符号反転器と、二つのセレクタとが不要となり、図3に示したように、一つの遅延器と、二つの乗算器と、二つの低域通過フィルタだけを用いた簡易な構成により遅延検波が実現できる。第2の遅延検波演算部104についても同様である。
(Equation 8) is clearly equivalent to a delay detection operation using a complex baseband signal. Therefore, the first delay
このように、本発明の第1の実施形態に係るデータ受信装置1は、部分帯域抽出部102を用いて、受信した被変調信号の複素ベースバンド信号から中心周波数が0ではない部分帯域信号を少なくとも一つ抽出し、中間周波数信号であるその抽出した信号を用いて遅延検波を行う。部分帯域を複数抽出する場合、データ受信装置1は、複素フィルタで実現される部分帯域抽出部102を用いて、一つの複素ベースバンド信号から複数の部分帯域信号を同時に抽出する。すなわち、デジタル処理によって、部分帯域信号を抽出する。したがって、局部発振信号の切替に時間を要することなく、かつ複数の部分帯域信号を抽出するための複数のアナログ回路を必要としないデータ受信装置を提供することが可能となる。
As described above, the
また、部分帯域抽出部102によって必要とされる部分帯域以外の信号が除去されるので、データ受信装置1は、従来のようにアナログ回路を用いて妨害波等の不要信号を除去することなく、複素ベースバンド信号を用いることが可能となる。
Further, since signals other than the partial band required by the partial
また、部分帯域抽出部102が抽出する部分帯域信号は、位相回転を伴う中間周波数信号であるので、データ受信装置は、当該中間周波数信号を用いて遅延検波演算を行うことができる。
In addition, since the partial band signal extracted by the partial
また、部分帯域信号の中心周波数が受信すべきデータのシンボル周波数の整数倍となるようにωを選ぶことによって、従来のように二つのセレクタ、および一つの符号反転器を必要とせず、一つの遅延器、二つの乗算器、および二つの低域通過フィルタで実現できる。従って、従来の問題点の一つであったLSI化を行う際のハードウエア規模の縮小化に関する問題を解決するデータ受信装置を提供することが可能となる。 Further, by selecting ω so that the center frequency of the partial band signal is an integral multiple of the symbol frequency of the data to be received, two selectors and one sign inverter are not required as in the prior art, and one This can be realized with a delay unit, two multipliers, and two low-pass filters. Therefore, it is possible to provide a data receiving apparatus that solves the problem related to the reduction of the hardware scale when the LSI is implemented, which is one of the conventional problems.
さらに、本発明の第1の実施形態に係るデータ受信装置1は、高周波被変調信号を中間周波数信号に周波数変換した後に、その中間周波数信号を標本化器で直接サンプルするのではなく、高周波被変調信号を直交変換した後、その直交変換の結果得られる複素ベースバンド信号から不要信号を取り除いた部分帯域信号を抽出し、それを中間周波数信号としている。したがって、本発明の第1の実施形態に係るデータ受信装置1においては、標本化器に必要とされる信号処理帯域幅が少なくとも高周波被変調信号の半分の帯域幅以上あれば十分であるので、より安価な標本化器を用いて本発明のデータ受信装置を実現できるという利点も有することとなる。
Furthermore, the
なお、上記実施形態において用いる高周波被変調信号としては、位相変調された信号に、一定の周期毎に正弦波の周波数を繰り返し掃引(スイープ)して得られるチャープ信号を拡散変調信号としてスペクトル拡散を行った信号が一例として用いられる。図4は、チャープ信号を拡散変調信号としてスペクトル拡散を行った信号の一例を示す図である。 Note that the high-frequency modulated signal used in the above embodiment is a spectrum modulated signal using a chirp signal obtained by repeatedly sweeping (sweeping) the frequency of a sine wave at a certain period in a phase-modulated signal. The performed signal is used as an example. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a signal obtained by performing spectrum spreading using a chirp signal as a spread modulation signal.
なお、上記実施形態において、周波数変換回路105は、高周波被変調信号r(t)を中心周波数が0となるように周波数変換することとしたが、部分帯域抽出部102が、中心周波数が0とならない部分帯域信号を抽出するようにするのであれば、周波数変換回路105は中心周波数が0とならないように周波数変換してもよい。
In the above embodiment, the
なお、上記実施形態では、ωkT=2πzとなるように部分帯域信号の中心周波数の角周波数ωを選ぶこととしたが、別に、ωkT=(2z+1)πとなるようにωを選んでもよい。この場合、第1の遅延検波演算部103から出力される信号は(式8)の符号を反転した信号となるので、第1の低域通過フィルタ308および第2の低域通過フィルタ309の後段に符号反転器を設けることにより、図3に示した回路と同様の結果を得ることができる。
In the above embodiment, the angular frequency ω of the center frequency of the partial band signal is selected so that ωkT = 2πz. However, ω may be selected so that ωkT = (2z + 1) π. In this case, since the signal output from the first delay
なお、ωkTが2πzまたは(2z+1)πに等しくない場合にも、同様の効果を得ることができる。図5は、位相回転器を設ける場合の第1または第2の遅延検波演算部103,104の構成を示す図である。図5において、第1および第2の遅延検波演算部103,104は、遅延器402と、第1の乗算器404と、第2の乗算器405と、第1の低域通過フィルタ408と、第2の低域通過フィルタ409と、位相回転器412とを含む。
The same effect can be obtained even when ωkT is not equal to 2πz or (2z + 1) π. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the first or second delay
図5に示す遅延検波演算部103,104において、遅延検波器同相成分データ列DETIr (nT)および遅延検波器直交成分データ列DETQr (nT)を得るまでの動作は、図3に示す遅延検波演算部の場合と同様である。
The operations until the delay detector in-phase component data sequence DETI r (nT) and the delay detector quadrature component data sequence DETQ r (nT) are obtained in the delay detection
ところが、ωkTが2πzに等しい場合は、(式7)を(式8)のように表現でき、ωkTが(2z+1)πに等しい場合は、(式7)を(式8)に−1を乗算した式((式8)の符号を反転させた式)として表現できるものの、それ以外の場合には、上記のような表現ができない。したがって、位相回転器412は、(式7)で表現される信号を(式8)で表現できるようにするために、(式7)で表現された信号にexp(−jωkT)を乗算する。位相回転器412は、この演算を行うことにより、ωkTが2πzまたは(2z+1)πに等しくない場合にも、図3に示すように複素ベースバンド信号を用いた遅延検波演算と等価な効果を得ることができる。
However, when ωkT is equal to 2πz, (Expression 7) can be expressed as (Expression 8), and when ωkT is equal to (2z + 1) π, (Expression 7) is multiplied by (Expression 8) by -1. Although it can be expressed as an expression (an expression obtained by inverting the sign of (Expression 8)), the above expression cannot be performed in other cases. Therefore, the
なお、上記実施形態において、部分帯域抽出部102は、同相成分データ列および直交成分データ列の両方を出力することとしたが、どちらか一方を出力するようにしてもよい。ただし、その場合、部分帯域抽出部102の出力側に直交変換器を設ける必要がある。図6は、直交変換器を設けた場合のデータ受信装置1の構成を示す図である。図6に示すように、直交変換器106,107は、部分帯域抽出部102の出力側に設けられており、部分帯域抽出部102から出力される同相成分データ列(または直交成分データ列)を直交変換して、同相成分データ列および直交成分データ列を第1および第2の遅延検波演算部103,104に入力する。
In the above embodiment, the partial
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、複数の部分帯域信号を含む高周波被変調信号がデータ受信装置に入力されることとしたが、第2の実施形態では、単一の被変調信号が入力される場合のデータ受信装置について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a high-frequency modulated signal including a plurality of partial band signals is input to the data receiving device. However, in the second embodiment, a case where a single modulated signal is input. A data receiving apparatus will be described.
図7は、本発明の第2の実施形態に係るデータ受信装置2の構成を示す図である。図7において、データ受信装置2は、第1の標本化器500と、第2の標本化器501と、部分帯域抽出部502と、遅延検波演算部503とを備える。第1の標本化器500および第2の標本化器501の前段には、周波数変換回路505が接続される。遅延検波演算部503の後段には、判定回路(図示せず)が接続される。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the
以下、周波数変換回路505およびデータ受信装置2の動作について説明する。第1の標本化器500は、周波数変換回路505から出力される複素ベースバンド信号の同相成分I(t)をサンプルし、複素ベースバンド信号同相成分データ列I(nT)を出力する。第2の標本化器501は、複素ベースバンド信号の直交成分Q(t)をサンプルし、複素ベースバンド信号直交成分データ列Q(nT)を出力する。
Hereinafter, operations of the
図8は、周波数変換回路505に入力される高周波信号から複素ベースバンド信号の同相成分I(t)および直交成分Q(t)を得る様子を概略的に説明するための信号スペクトル図である。図8において、受信被変調信号r(t)は、周波数変換回路505に入力される高周波信号である。受信被変調信号r(t)の中心周波数は、fi である。周波数変換回路505は、受信被変調信号r(t)と不要信号603とを含む帯域を仮想被変調信号607とみなす。周波数変換回路505は、仮想被変調信号607の周波数変換用基準周波数fa が複素ベースバンド信号中心周波数fc =0に変換されるように、仮想被変調信号607を周波数変換し、直交検波した複素ベースバンド信号を出力する。
FIG. 8 is a signal spectrum diagram for schematically explaining how the in-phase component I (t) and the quadrature component Q (t) of the complex baseband signal are obtained from the high-frequency signal input to the
この周波数変換により、受信被変調信号r(t)は複素信号605に、不要信号603は不要複素信号606に周波数変換される。したがって、第1の標本化器500および第2の標本化器501の入力信号である複素ベースバンド信号は、複素信号605のスペクトルおよび不要複素信号606のスペクトルが混在したアナログ信号となる。そのため、低域通過フィルタを用いて、上記複素ベースバンド信号を低域ろ波しても、複素信号605と不要複素信号606とを分離することはできない。
By this frequency conversion, the received modulated signal r (t) is frequency-converted to the
データ受信装置2において、複素信号605および不要複素信号606を含んだ複素ベースバンド信号は、第1の標本化器500および第2の標本化器501への入力信号となる。部分帯域抽出部502は、複素フィルタを用いて上記複素ベースバンド信号から部分帯域を抽出しているため、複素信号605と不要複素信号606とを分離して抽出することができる。部分帯域抽出部502は、本来受信すべき被変調信号の帯域にほぼ等しい帯域を有する複素信号605だけを抽出し、複素信号605の同相成分である部分帯域信号同相成分データ列IB(nT)、および直交成分である部分帯域信号直交成分データ列QB(nT)を出力する。
In the
図8に示すように、この部分帯域信号は、中心周波数が0ではない中間周波数信号である。したがって、遅延検波演算部503は、第1の実施形態で示した遅延検波演算部と同じ構成(図3参照)を用いることによって、第1の実施形態の場合と同様に、検波信号同相成分データ列BI(nT)および検波信号直交成分データ列BQ(nT)を出力する。
As shown in FIG. 8, this partial band signal is an intermediate frequency signal whose center frequency is not zero. Therefore, by using the same configuration (see FIG. 3) as the delay detection calculation unit shown in the first embodiment, the delay
このように、本発明の第2の実施形態に係るデータ受信装置2は、中心周波数が0とならないように周波数変換された仮想被変調信号から、被変調信号を部分帯域として含む複素ベースバンド信号を複素フィルタで構成される部分帯域抽出部502を用いて、不要信号成分を除いて抽出する。すなわち、データ受信装置2は、低周波数帯域へ周波数変換された被変調信号のほぼ全ての周波数成分を含む中間周波数信号を抽出し、その抽出された中間周波数信号を用いて遅延検波を行い、検波信号を得る。したがって、第2の実施形態に係るデータ受信装置2は、第1の実施形態で示すように、受信した被変調信号の周波数成分のうち少なくとも一つの部分帯域成分を抽出し復調信号を得る方式以外の位相変調方式の復調にも用いることが可能となる。
As described above, the
また、第2の実施形態に係るデータ受信装置2は、互いに異なる帯域特性を持つ複数の被変調波信号を含む複素ベースバンド信号を入力信号として、複素フィルタを用いて、複数の被変調波信号を同時に抽出し、検波信号を得る場合にも、適用することができる。ただし、この場合、それぞれの被変調波信号に対して、個別の判定回路が必要となる。
Further, the
なお、上記実施形態では、スペクトルが図8で表されるような信号を受信すべき受信被変調信号r(t)とし、除去すべき不要信号603としたが、両者を入れ替えても同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the received modulated signal r (t) to be received is a signal whose spectrum is represented in FIG. 8, and the
また、抽出すべき部分帯域信号を増やせば、その抽出した部分帯域の数に相当する被変調信号を同時に検波することができる。 Further, if the number of partial band signals to be extracted is increased, modulated signals corresponding to the number of extracted partial bands can be detected simultaneously.
(第3の実施形態)
次に、第1の実施形態に係るデータ受信装置1における部分帯域抽出部102の詳しい構成について説明する。まず、部分帯域抽出部102の構成の根拠となる理論について、数式を用いて説明しておく。
(Third embodiment)
Next, a detailed configuration of the partial
今、抽出すべき二つの部分帯域信号の中心周波数が、それぞれ0から1MHzずつ離れた等距離の位置にあると想定する。また、図2に示した部分帯域複素信号207を抽出するための部分帯域抽出部102を構成する複素フィルタの伝達関数をHb(nT)で表すとする。この場合、図2に示した部分帯域複素信号206を抽出するための複素フィルタの伝達関数は、Hb(nT)の複素共役となる。この結果、部分帯域複素信号207をS2(nT)、部分帯域複素信号206をS1(nT)で表すとすると、S2(nT)およびS1(nT)は、(式9)、(式10)のように表される。
(式9)および(式10)において、S2(nT)およびS1(nT)のそれぞれの同相成分および直交成分を見比べると、同相成分は、Re(S(nT))*Re(Hb(nT))およびIm(S(nT))*Im(Hb(nT))で、直交成分はIm(S(nT))*Re(Hb(nT))およびRe(S(nT))*Im(Hb(nT))で表されていることが分かる。この数式的理論を利用すれば、第1の実施形態における部分帯域抽出部102を簡単に実現できる。以下、具体的に、部分帯域抽出部102の構成について説明する。
In (Equation 9) and (Equation 10), comparing the in-phase component and the quadrature component of S2 (nT) and S1 (nT), the in-phase component is Re (S (nT)) * Re (Hb (nT) ) And Im (S (nT)) * Im (Hb (nT)), and the orthogonal components are Im (S (nT)) * Re (Hb (nT)) and Re (S (nT)) * Im (Hb ( nT)). If this mathematical theory is used, the partial
図9は、第3の実施形態に係る分帯域抽出部の構成を示す図である。図9に示す部分帯域抽出部102は、(式9)および(式10)で示される数式的理論結果を利用している。図9において、部分帯域抽出部102は、第1のフィルタリング装置1701と、第2のフィルタリング装置1702と、第3のフィルタリング装置1703と、第4のフィルタリング装置1704と、第1の減算器1705と、第2の減算器1707と、第1の加算器1706と、第2の加算器1708とを含む。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a bandwidth extraction unit according to the third embodiment. The partial
図9において、入力信号Re{S(nT)}にI(nT)を、入力信号Im{S(nT)}にQ(nT)を対応させれば、第1の実施形態に係るデータ受信装置1の部分帯域抽出部102が実現する。
In FIG. 9, if I (nT) corresponds to the input signal Re {S (nT)} and Q (nT) corresponds to the input signal Im {S (nT)}, the data receiving apparatus according to the first embodiment. One partial
第1のフィルタリング装置1701は、Re(S(nT))*Re(Hb(nT))なる畳み込み積分演算を行う。同様に、第2のフィルタリング装置1702は、Im(S(nT))*Im(Hb(nT))を演算する。第3のフィルタリング装置1703は、Im(S(nT))*Re(Hb(nT))を演算する。フィルタリング装置1704は、Re(S(nT))*Im(Hb(nT))を演算する。
The
第1の減算器1705は、Re(S(nT))*Re(Hb(nT))−Im(S(nT))*Im(Hb(nT))の演算を行うことにより、部分帯域複素信号S2(nT)の同相成分を出力する。第2の加算器1708は、Im(S(nT))*Re(Hb(nT))+Re(S(nT))*Im(Hb(nT))の演算を行うことにより、部分帯域複素信号S2(nT)の直交成分を出力する。
The
また、第1の加算器1706は、Re(S(nT))*Re(Hb(nT))+Im(S(nT))*Im(Hb(nT))の演算を行うことにより、部分帯域複素信号S1(nT)の同相成分を出力する。第2の減算器1707は、Im(S(nT))*Re(Hb(nT))−Re(S(nT))*Im(Hb(nT))の演算を行うことにより、複素信号S1(nT)の直交成分を出力する。
In addition, the
これにより、部分帯域抽出部102は、出力信号Im{S1 (nT)}としてIB1 (nT)を、Re{S1 (nT)}としてQB1 (nT)を、Im{S2 (nT)}としてIB2 (nT)を、Re{S2 (nT)}としてQB2 (nT)を出力することとなる(図1参照)。
Thus, partial
このように、第3の実施形態では、(式9)および(式10)で表されるように、共通するタップ係数を有するフィルタリング装置については、共有化を行っているので、部分帯域抽出部102の構成を簡単にすることが可能となる。 Thus, in the third embodiment, as represented by (Equation 9) and (Equation 10), since the filtering devices having a common tap coefficient are shared, the partial band extraction unit The configuration of 102 can be simplified.
なお、上記実施形態においては、二つの部分帯域信号を抽出することとしたが、複数の部分帯域の抽出する場合にも適用することができる。具体的には、タップ係数が共通するフィルタリング装置については、共有化を図って、部分帯域抽出部を構成するようにすればよい。 In the above embodiment, two partial band signals are extracted. However, the present invention can be applied to the case of extracting a plurality of partial bands. Specifically, the filtering devices having the same tap coefficient may be shared to configure the partial band extraction unit.
(第4の実施形態)
図9に示す部分帯域抽出部102では、同一構成からなるフィルタリング装置1701および1703、ならびにフィルタリング装置1702および1704を二つずつ用意する必要があった。第4の実施形態では、重複するフィルタリング装置を一つにまとめた部分帯域抽出部について説明する。
(Fourth embodiment)
In the partial
図10は、第4の実施形態に係る部分帯域抽出部の構成を示す図である。図10において、部分帯域抽出部102は、第1の入力選択器2101と、第2の入力選択器2102と、第1のフィルタリング装置2103と、第2のフィルタリング装置2104と、第1の出力選択器2105と、第2の出力選択器2106と、第1の減算器2107と、第2の減算器2109と、第1の加算器2108と、第2の加算器2110と、第1の遅延器2と、第2の遅延器2112とを含む。
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the partial band extraction unit according to the fourth embodiment. In FIG. 10, the partial
以下、図10に示す部分帯域抽出部102の動作について説明する。
第1の入力選択器2101および第2の入力選択器2102は、周期τで値が変化する二つの入力信号を周期τ/2毎に交互に選択し、その選択した信号を出力する。図11は、第1の入力選択器2101または第2の入力選択器2102の動作を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, the operation of the partial
The
第1の入力選択器2101の後段に接続されている第1のフィルタリング装置2103は、周期τ/2毎に入力される信号に対して畳み込み積分を行う。第2のフィルタリング装置2104は、周期τ/2毎に入力される信号に対して畳み込み積分を行う。
The
第1の出力選択器2105および第2の出力選択器2106は、τ/2の周期で値が変化する信号を、データの変化タイミングに同期して周期τ/2毎に二つの異なる出力端に出力する。図12は、第1の出力選択器2105または第2の出力選択器2106の動作を示すタイミングチャートである。
The
図13は、第1の入力選択器2101または第2の入力選択器2102から出力される信号のタイミングチャートである。図11および図12から分かるように、第1の入力選択器2101および第2の入力選択器2102に周期Tで変化する信号Re{S(nT)}および信号Im{S(nT)}が入力される場合、τがTに等しいと想定すると、第1の入力選択器2101および第2の入力選択器2102から出力される信号BilおよびBi2は、図13に示されるようなタイミングで変化していく。
FIG. 13 is a timing chart of signals output from the
図14は、第1の出力選択器2105または第2の出力選択器2106から出力される信号のタイミングチャートである。第1のフィルタリング装置2103および第2のフィルタリング装置2104は、周期T/2毎に畳み込み積分を行うので、第1の出力選択器2105から出力される信号C1およびC2、第2の出力選択器2106から出力される信号C3およびC4は、それぞれ図14のようなタイミングで変化していく。
FIG. 14 is a timing chart of signals output from the
信号の処理遅延が存在しないとして、上記出力C1〜C4を具体的に説明する。たとえば、Bi1がRe{S(nT)}の場合、Bi2がIm{S(nT)}となる。この時、C1(nT)は、一周期の間、Re{S(nT)}*Re{Hb}となる。C2(nT)は、この一周期の前半、Im{S((n−1)T)}*Re{Hb}となり、この一周期の後半、Im{S(nT)}*Re{Hb}となる。C3(nT)は、この一周期の間、Im{S(nT)}*Im{Hb}となる。C4(nT)は、この一周期の前半、Re{S((n−1)T}*Im{Hb}となり、この一周期の後半、Re{S(nT)}*Im{Hb}となる。 The outputs C1 to C4 will be specifically described on the assumption that there is no signal processing delay. For example, when Bi1 is Re {S (nT)}, Bi2 is Im {S (nT)}. At this time, C1 (nT) becomes Re {S (nT)} * Re {Hb} for one period. C2 (nT) becomes Im {S ((n-1) T)} * Re {Hb} in the first half of this period, and Im {S (nT)} * Re {Hb} in the latter half of this period. Become. C3 (nT) becomes Im {S (nT)} * Im {Hb} during this period. C4 (nT) becomes Re {S ((n-1) T} * Im {Hb} in the first half of this period, and Re {S (nT)} * Im {Hb} in the latter half of this period. .
第1の遅延器2は信号C1を時間U=T/2だけ遅延させ、第2の遅延器2112は信号C3を時間U=T/2だけ遅延させるので、第1の減算器2107および第1の加算器2108に入力される信号のタイミングは、ほぼ同一となる。また、第2の減算器2109および第2の加算器2110に入力される信号のタイミングは、ほぼ同一となる。
The
したがって、上記具体例、(式9)および(式10)から分かるように、第1の加算器2108は、部分帯域複素信号S1(nT)の同相成分を出力する。第2の減算器2109は、複素信号S1(nT)の直交成分を出力する。また、第1の減算器2107は、部分帯域複素信号S2(nT)の同相成分を出力する。第2の加算器2110は、複素信号S2(nT)の直交成分を出力する。
Therefore, as can be seen from the specific examples (Equation 9) and (Equation 10), the
(式9)および(式10)で示されるように、周波数0から等距離の位置にある部分帯域複素信号を一対とすれば、その一対の部分帯域複素信号を抽出するための複素フィルタのタップ係数を互いに複素共役の関係にすることができる。したがって、第4の実施形態における部分帯域抽出部のように、各部分帯域を抽出するフィルタリング装置の共有化を図ることが可能となる。
As shown in (Equation 9) and (Equation 10), if a pair of partial band complex signals located equidistant from the
なお、上記具体例では抽出すべき部分帯域を二つとしたが、部分帯域が四つ以上の偶数個ある場合は、中心周波数が周波数0から等距離の位置にある部分帯域を一対として、それぞれの対に対して、タップ係数の共有化を図ることができる。
In the above specific example, there are two partial bands to be extracted. However, when there are an even number of partial bands of four or more, a pair of partial bands whose center frequencies are equidistant from
なお、上記実施形態では、入力選択装置2101,2102がT/2毎にS(nT)の同相成分、直交成分の順に入力信号を選択することとしたが、別にこの順番は、逆であってもよい。すなわち、直交成分、同相成分の順に選択するようにしてもよい。この場合、第1の遅延器2を第1の出力選択器2105のC2側の出力端に接続し、第2の遅延器2112を第2の出力選択器2106のC4側の出力端に接続するようにすればよい。
In the above embodiment, the
(第5の実施形態)
図15は、第3および第4の実施形態に係る部分帯域抽出部におけるフィルタリング装置に用いられる複素フィルタの一般的な構成を示す図である。図15では、複素フィルタとして、FIR(Finite Impulse Response)フィルタを用いた場合の構成を示す。第5の実施形態では、このFIRフィルタをより簡単な構成にする方法を説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a general configuration of a complex filter used in the filtering device in the partial band extraction unit according to the third and fourth embodiments. FIG. 15 shows a configuration in the case where an FIR (Finite Impulse Response) filter is used as the complex filter. In the fifth embodiment, a method for making the FIR filter simpler will be described.
図16は、複素フィルタのタップ係数を説明するための複素平面図である。図17は、部分帯域抽出部に用いる複素フィルタの通過帯域特性をベースバンド帯域で表現した概略図である。 FIG. 16 is a complex plan view for explaining tap coefficients of the complex filter. FIG. 17 is a schematic diagram expressing the passband characteristics of the complex filter used in the partial band extraction unit in the baseband band.
図15において、FIRフィルタは、u−1個の遅延器900と、u個のタップ係数乗算器903と、一つの加算器906とを含む。ここで、uは、2以上の整数とする。図面上、h1,h2,・・・,huは、各タップ係数乗算器903の複素タップ係数値を示す。X(nT)は、複素信号データ列である。Y(nT)は、波形整形後の複素信号データ列である。
In FIG. 15, the FIR filter includes u−1
図17に示す通過域特性を持つ低域通過フィルタを利用して、中心周波数がFbである部分帯域信号を抽出するには、この通過域特性を示すフィルタの各タップ係数に予め位相回転成分を乗算しておく必要がある。今、伝送されるデータのシンボル周波数がFsであると想定すると、タップ係数hd(ただし、d=1,2,3,・・・,u)に乗算すべき位相回転成分θは、(式11)で表される。
抽出する部分帯域信号の中心周波数の角周波数ωとサンプル周期Tとの関係がωkT=2πz(ただしzは整数;z=・・・,−1,0,1,・・・)となるように、すなわち、部分帯域信号の中心周波数が伝送すべきデータのシンボル周波数の整数倍になるように、抽出する部分帯域信号における中心周波数の角周波数ωを選ぶとすると、遅延検波演算部103,104を簡単に実現できることを第1の実施形態において説明した。
The relationship between the angular frequency ω of the center frequency of the subband signal to be extracted and the sample period T is ωkT = 2πz (where z is an integer; z =..., -1, 0, 1,...). That is, if the angular frequency ω of the center frequency in the partial band signal to be extracted is selected so that the center frequency of the partial band signal is an integral multiple of the symbol frequency of the data to be transmitted, the delay
それに加え、(式12)に示されるような関係を満たすように、ωを選ぶと、遅延検波演算部103,104だけなく、部分帯域抽出部102に用いるフィルタリング装置(複素フィルタ)も容易に実現することができる。
まず、位相回転成分θに0rad,π/2rad,πrad,3π/2radが含まれることに着目する。タップ係数hdに乗算すべき位相回転成分θが0rad,π/2rad,πrad,3π/2radに等しい時、乗算した結果得られるタップ係数の同相成分あるいは直交成分が0となり、タップ係数乗算器903を減らすことができる。
First, note that the phase rotation component θ includes 0 rad, π / 2 rad, π rad, 3π / 2 rad. When the phase rotation component θ to be multiplied by the tap coefficient hd is equal to 0 rad, π / 2 rad, π rad, 3π / 2 rad, the in-phase component or quadrature component of the tap coefficient obtained as a result of multiplication becomes 0, and the
次に、位相回転成分θにπ/4rad,3π/4rad,5π/4rad,7π/4radが含まれることに着目する。タップ係数hdに乗算すべき位相回転成分θがπ/4rad,3π/4rad,5π/4rad,7π/4radに等しい時、乗算した結果得られるタップ係数の同相成分および直交成分の絶対値は等しいので、その両者のタップ係数を共通化することが可能となり、タップ係数乗算器903を減らすことができる。
Next, attention is paid to the fact that the phase rotation component θ includes π / 4 rad, 3π / 4 rad, 5π / 4 rad, and 7π / 4 rad. When the phase rotation component θ to be multiplied by the tap coefficient hd is equal to π / 4 rad, 3π / 4 rad, 5π / 4 rad, 7π / 4 rad, the absolute values of the in-phase component and quadrature component of the tap coefficient obtained as a result of multiplication are equal. Both tap coefficients can be shared, and the
上記説明を数式を用いて説明しておく。図18は、複素フィルタのインパルス応答波形を示す図である。たとえば、複素フィルタをベースバンド帯域で表現した低域通過フィルタについて、タップ数が20個(u=20)のFIRフィルタであり、かつ、そのインパルス応答波形が図18に示すように対称波形であるとすると、その複素フィルタの伝達関数HL(nT)は、一般にZ変換を用いて(式13)のように表される。
図19は、(式12)の関係を満たす各タップ係数に乗算すべき位相回転成分θの集合を複素平面に表した図である。(式13)において、ちょうど中心に位置するタップ係数h10に位相回転成分θ=1+j0が乗算され、かつ、部分帯域複素信号S2(nT)を抽出するように、位相回転成分θを各タップ係数hdに乗算すると、(式13)は、同相成分と直交成分とに分けて表現した場合(式14)および(式15)のようになる。
(式14)に着目すると、h4とh8の項が無いことが分かる。これは、位相回転成分θとしてπ/2rad,3π/2radを乗算した結果、係数が0になったためである。また、(式15)に着目すると、h2,h6,h10の項が無いことが分かる。これは、位相回転成分θとして0rad,πradを乗算した結果、係数が0になったためである。さらに、(式14)および(式15)において、符号を除いた各タップ係数の値に着目すると、伝達関数Hb(nT)の同相成分および直交成分において、h1,h3,h5,h7,h9を含む5個の係数が共通していることが分かる。これは、(式12)に示されるような関係を満たす場合、π/4の整数倍の値を含まれるように、位相回転成分θが配置されていることに起因するものである。 Focusing on (Equation 14), it can be seen that there are no terms of h4 and h8. This is because the coefficient becomes 0 as a result of multiplication by π / 2 rad and 3π / 2 rad as the phase rotation component θ. Further, focusing on (Equation 15), it can be seen that there are no terms of h2, h6, and h10. This is because the coefficient becomes 0 as a result of multiplying 0 rad and π rad as the phase rotation component θ. Further, in (Equation 14) and (Equation 15), when attention is paid to the value of each tap coefficient excluding the sign, h1, h3, h5, h7, and h9 are expressed in the in-phase component and the quadrature component of the transfer function Hb (nT). It can be seen that the five coefficients included are common. This is because the phase rotation component θ is arranged so as to include a value that is an integral multiple of π / 4 when the relationship shown in (Equation 12) is satisfied.
このように、ωkT=2πz(ただしzは整数;z=・・・、−1、0、1、・・・)、つまり、抽出すべき部分帯域の中心周波数がシンボル周波数の整数倍になり、かつ、1シンボル周期内のサンプル数が抽出すべき部分帯域の中心周波数をシンボル周波数で割った値の8の倍数となるように設定することにより、部分帯域抽出部を構成する複素フィルタのタップの数を少数にすることができる。したがって、第4の実施形態および第5の実施形態に示された部分帯域抽出部をより簡易な構成で実現することが可能となる。 Thus, ωkT = 2πz (where z is an integer; z =... -1, 0, 1,...), That is, the center frequency of the partial band to be extracted is an integer multiple of the symbol frequency. In addition, by setting the number of samples in one symbol period to be a multiple of eight times the value obtained by dividing the center frequency of the partial band to be extracted by the symbol frequency, the taps of the complex filters constituting the partial band extraction unit The number can be made small. Therefore, the partial band extraction unit shown in the fourth embodiment and the fifth embodiment can be realized with a simpler configuration.
なお、一対の部分帯域を抽出するための複素フィルタのタップ係数は互いに複素共役の関係になるので、複数個の部分帯域を抽出する場合、周波数0から等距離の位置にある部分帯域を一対として偶数個の部分帯域を抽出することにより、上記二つの効果に加えて、各部分帯域を抽出するフィルタ間においてもタップ係数の共有化を図ることができるという効果が生じる。
Since the tap coefficients of the complex filter for extracting a pair of partial bands are in a complex conjugate relationship with each other, when extracting a plurality of partial bands, a pair of partial bands located at equidistant positions from
(効果の具体的説明)
以下、第1または第2の実施形態に示された部分帯域抽出部102が二つの部分帯域を抽出する場合を例として、上記効果を具体的に説明する。
(Specific explanation of effect)
Hereinafter, the above effect will be described in detail by taking as an example a case where the partial
今、1シンボル当たりのサンプル数k=16、伝送される信号のシンボル周波数Fs=0.5MHz、抽出すべき二つの部分帯域の中心周波数が周波数0から1MHzずつ離れたところに設定されているものとする。つまり、kT=1/Fs=2MHz、Fb=1MHzまたは−1MHzであるとする。(式11)より、上記タップ係数hd(ただし、d=0,1,2,・・・,u)に乗算すべき位相回転成分θは、π/4radとなる。また、Fb/Fs=zより、(式12)中のαは、1となる。以上より、上記設定は、ωkT=2πz(zは整数)と(式12)の二つの条件を満たしていることが分かる。
Now, the number of samples per symbol k = 16, the symbol frequency Fs of the signal to be transmitted Fs = 0.5 MHz, and the center frequencies of the two partial bands to be extracted are set at a
(式11)で求められた値であるπ/4radは、位相回転成分θがサンプル周期T毎に、図19の複素平面上に示された八つの値を反時計回り、あるいは時計回りに一つずつ進むことを意味する。図19から分かるように、位相回転成分θは、0rad,π/2rad,πrad,3π/2radの値を取るので、その位相回転成分においてはタップ係数の同相成分あるいは直交成分が0となり、タップ係数乗算器の数を減らすことができる。また、位相回転成分θは、π/4rad,3π/4rad,5π/4rad,7π/4radの値を取るので、その位相回転成分においてはタップ係数の同相成分および直交成分の絶対値が同じ値となり、タップ係数乗算器の共通化を図ることが可能となることから、タップ係数乗算器の数を減らすことができる。 Π / 4 rad, which is the value obtained by (Equation 11), is equal to eight values shown on the complex plane of FIG. 19 counterclockwise or clockwise when the phase rotation component θ is every sample period T. It means to go one by one. As can be seen from FIG. 19, since the phase rotation component θ takes values of 0 rad, π / 2 rad, π rad, 3π / 2 rad, in the phase rotation component, the in-phase component or quadrature component of the tap coefficient is 0, and the tap coefficient The number of multipliers can be reduced. Further, since the phase rotation component θ takes values of π / 4 rad, 3π / 4 rad, 5π / 4 rad, and 7π / 4 rad, the absolute values of the in-phase component and the quadrature component of the tap coefficients are the same in the phase rotation component. Since the tap coefficient multipliers can be shared, the number of tap coefficient multipliers can be reduced.
以上より、ωkT=2πz(ただしzは整数;z=・・・,−1,0,1,・・・)と、(式12)に示されるような関係を満たすωを選ぶと、タップ係数乗算器の数を低減することができ、遅延検波演算部の実現の容易さだけなく、部分帯域抽出部を容易に実現することが可能となることが分かる。 From the above, if ωkT = 2πz (where z is an integer; z =..., -1, 0, 1,...) And ω satisfying the relationship shown in (Equation 12) are selected, the tap coefficient It can be seen that the number of multipliers can be reduced, and not only the delay detection operation unit can be easily realized but also the partial band extraction unit can be easily realized.
(第6の実施形態)
図20は、本発明の上記一実施形態に係るデータ受信装置を利用した無線通信システムの概略図である。図20において、無線通信システムは、i(ただし、iは正整数)個の基地局(第1の基地局2500,第2の基地局2501,…,第i−1の基地局2502,第iの基地局2503)と、移動局2504とを備える。移動局2504は、本発明の上記一実施形態に係るデータ受信装置を利用する無線通信装置である。以下、移動局2504は、データ受信装置として、第1の実施形態に係るデータ受信装置1を利用するとして説明するが、データ受信装置は、上記実施形態のものであれば、いずれであってもよい。なお、移動局は、複数であってもよい。以下、図20に示す無線通信システムの動作について、図1および図21を参照しながら、説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 20 is a schematic diagram of a wireless communication system using the data receiving apparatus according to the embodiment of the present invention. 20, the wireless communication system includes i (where i is a positive integer) number of base stations (
図21は、図20に示した無線通信システムにおいて用いられる高周波被変調信号のスペクトルの様子を概略的に示した図である。図21において、スペクトルr1 (t)は、第1の基地局2500から出力された位相変調された高周波被変調信号のスペクトルを示す。スペクトルr2 (t)は、第2の基地局2501から出力された位相変調された高周波被変調信号のスペクトルを示す。スペクトルri-1 (t)は、第i−1の基地局2502から出力された位相変調された高周波被変調信号のスペクトルを示す。スペクトルri (t)は、第iの基地局2503から出力された位相変調された高周波被変調信号のスペクトルを示す。
FIG. 21 is a diagram schematically showing the state of the spectrum of the high-frequency modulated signal used in the wireless communication system shown in FIG. In FIG. 21, a spectrum r 1 (t) indicates a spectrum of a phase-modulated high frequency modulated signal output from the
第1の実施形態で述べたように、高周波被変調信号には、二以上の部分帯域高周波被変調信号が含まれていてもよい。したがって、本発明のデータ受信装置は、少なくとも一つの部分帯域、すなわち、m(ただし、mは1以上i以下の正整数)個の部分帯域を抽出することが可能である。以下では、簡単のために、m=2、つまり、2個の部分帯域を抽出する部分帯域抽出部が組み込まれたデータ受信装置が、移動局2504に用いられているものとして、説明する。
As described in the first embodiment, the high frequency modulated signal may include two or more partial band high frequency modulated signals. Therefore, the data receiving apparatus of the present invention can extract at least one partial band, that is, m (where m is a positive integer not less than 1 and not more than i) partial bands. In the following description, for simplicity, it is assumed that m = 2, that is, a data reception apparatus incorporating a partial band extraction unit that extracts two partial bands is used in the
ここで、移動局2504は、図21中に示されたi個のスペクトルの中から、第1の基地局2500から出力された高周波被変調信号、および第2の基地局2501から出力された高周波被変調信号を受信しようとしているものと想定する。図1中に示された周波数変換回路105には、スペクトルr1 (t)からri (t)までの全ての帯域を含む仮想スペクトルR(t)を周波数成分として持つ高周波被変調信号が入力される。このような状況において、周波数変換回路105は、スペクトルr1 (t)とスペクトルr2 (t)とを含む中心周波数がfi である仮想スペクトルr(t)を周波数成分とする高周波被変調信号を受信すべき高周波被変調信号とみなす。そして、周波数変換回路105は、中心周波数fi が周波数0となるように、仮想スペクトルr(t)を周波数変換する。すなわち、周波数変換回路105は、スペクトルr1 (t)がスペクトル2601となり、スペクトルr2 (t)がスペクトル2602となり、スペクトルri-1 (t)がスペクトル2603となり、スペクトルri (t)がスペクトル2604となり、仮想スペクトルr(t)が仮想スペクトル2600となるように、周波数変換する。結果、移動局2504内のデータ受信装置1は、第1の実施形態と同様にして、スペクトル2601のみを周波数成分として持つ複素ベースバンド信号の同相成分および直交成分である部分帯域検波信号同相成分データ列BI1 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ1 (nT)、ならびにスペクトル2602のみを周波数成分として持つ複素ベースバンド信号の同相成分および直交成分である部分帯域検波信号同相成分データ列BI2 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ2 (nT)を出力する。
Here, the
第1の遅延検波演算部103および第2の遅延検波演算部104の出力側には、ぞれぞれ独立に、判定回路(図示せず)が接続される。第1の遅延検波演算部103の出力側に設けられた判定回路(図示せず)は、第1の遅延検波演算部103が出力する部分帯域検波信号同相成分データ列BI1 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BI2 (nT)に基づいて、位相判定を行い、受信データ列を出力する。第2の遅延検波演算部104の出力側に設けられた判定回路(図示せず)は、第2の遅延検波演算部104が出力する部分帯域検波信号同相成分データ列BI2 (nT)および部分帯域検波信号直交成分データ列BQ2 (nT)に基づいて、位相判定を行い、受信データ列を出力する。つまり、移動局2504は、データ受信装置1を用いることにより、従来のように複数の受信系統を用意することなく、第1および第2の基地局2500,2501からの受信データをそれぞれ同時に得ることができる。
A determination circuit (not shown) is independently connected to the output side of the first delay
従来の受信機は、i個の独立した高周波被変調信号を受信して、それぞれの受信データを得るためには、i個の受信系統を必要としていた。しかし、上記のように、本発明の無線通信装置である移動局は、一つの受信系統のみによって、i個の独立した高周波被変調信号から受信データを同時に得ることができる。 Conventional receivers require i reception systems in order to receive i independent high-frequency modulated signals and obtain respective received data. However, as described above, the mobile station that is the wireless communication apparatus of the present invention can simultaneously obtain received data from i independent high-frequency modulated signals using only one receiving system.
なお、移動局がm個の部分帯域を抽出するためには、m個の部分帯域を抽出する部分帯域抽出部が組み込まれたデータ受信装置を当該移動局が利用することとなる。 In order for the mobile station to extract m partial bands, the mobile station uses a data receiving apparatus in which a partial band extraction unit for extracting m partial bands is incorporated.
なお、第1〜第iの基地局2500〜2503は移動局としての機能を有していてもよいし、移動局2504は基地局としての機能を有していてもよい。この場合、基地局としての移動局2504は、移動局としての基地局2500,2501からの受信データを同時にえることができる。
Note that the first to i-
なお、本発明のデータ受信装置を用いた移動局が、上記のようにm個の高周波被変調信号を同時に受信すれば、一つの帯域だけを用いて通信を行う場合に比べ、m倍の速度のデータ受信処理を行うことができる。 If a mobile station using the data receiving apparatus of the present invention receives m high frequency modulated signals simultaneously as described above, it is m times faster than the case where communication is performed using only one band. The data reception process can be performed.
なお、第1の実施形態で説明したように、移動局のデータ受信装置は、m個の受信データから、受信レベルに応じて適切なデータを一つ選択して、出力するようにするとよい。これにより、一つの基地局から一つの高周波被変調信号が出力されているような場合において、移動局は、m個の基地局のエリア間を移動するようなとき、適切な基地局を一つ選択しながら通信することができる。 As described in the first embodiment, the data reception device of the mobile station may select and output one piece of appropriate data from the m pieces of reception data according to the reception level. As a result, when one high frequency modulated signal is output from one base station, the mobile station selects one appropriate base station when moving between areas of m base stations. You can communicate while selecting.
(第7の実施形態)
図22、図23は、本発明の一実施形態に係るデータ受信装置を利用した本発明の第7の実施形態に係る無線通信装置10,20の構成例を示すブロック図である。
まず、図22,24を参照しながら、無線通信装置10の動作について説明する。図22において、無線通信装置10は、周波数変換回路2700と、本発明の上記一実施形態に係るデータ受信装置2701と、第1〜第iの判定回路2703と、受信データ統合回路2704と、アンテナ2705と、送信回路2706と、送受切り替えスイッチ2707とを含む。無線通信装置10は、図24に示されたスペクトルr1 (t)、r2 (t)、…、ri (t)(ただし、iは正整数)を周波数成分として含む仮想高周波被変調信号R(t)を受信する。
(Seventh embodiment)
22 and 23 are block diagrams illustrating configuration examples of the
First, the operation of the
周波数変換回路2700は、仮想高周波被変調信号R(t)の中心周波数であるfi が0となるように周波数変換する。データ受信装置2701の部分帯域抽出部は、仮想高周波被変調信号R(t)に含まれるスペクトルr1 (t)、r2 (t)、…、ri (t)のそれぞれの帯域を抽出する。データ受信装置2701の各遅延検波演算部は、部分帯域抽出部が抽出したそれぞれの帯域に対応する部分帯域検波信号直交成分データ列および同相成分データ列を出力する。第1〜第iの判定回路2703は、それぞれ、入力される部分帯域検波信号直交成分データ列および同相成分データ列に基づいて、データD1〜Diを出力する。
The
今、送受切り替えスイッチ2707は、アンテナ2705と受信回路とが接続されるように設定されていると想定する。この場合、受信回路の第1〜第iの判定回路2703は、それぞれ、スペクトルrk (t)を周波数成分として持つ高周波被変調信号に対応した受信データDkを出力する(k=1,…,i)。
Now, it is assumed that the transmission /
ここで、無線通信装置10へ信号を送信するための送信機(図示せず)は、送信データTXDを予めi個の送信データTXD1 からTXDi に分割し、分割されたそれぞれの送信データTXDk を、スペクトルrk (t)を周波数成分とする高周波被変調信号としてそれぞれ送信すると想定する。すなわち、受信データDkは、送信側で分割された送信データTXDk そのものであるとする。
Here, a transmitter (not shown) for transmitting a signal to the
受信データ統合回路2704は、受信データD1〜Diを一つにまとめて、分割される前の送信データTXDを生成し、受信データとして出力する。
The reception
このように、本発明のデータ受信装置を無線通信装置に組み込めば、スペクトルri (t)で表される帯域だけを用いて通信する場合に比べ、i倍の速度でデータ受信処理を行うことができる。 As described above, when the data receiving device of the present invention is incorporated in a wireless communication device, the data receiving process can be performed at a speed i times faster than the case where communication is performed using only the band represented by the spectrum r i (t). Can do.
次に、図23,24を参照しながら、無線通信装置20の動作について説明する。なお、図23において、図22に示す無線通信装置と同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付す。無線通信装置20は、周波数変換回路2700と、本発明の上記一実施形態に係るデータ受信装置2701と、第1〜第iの判定回路2703と、表示器2804と、アンテナ2705と、送信回路2706と、送受切り替えスイッチ2707とを含む。無線通信装置20は、スペクトルr1 (t)、r2 (t)、…、ri (t)(ただし、iは正整数)を周波数成分として含む仮想高周波被変調信号R(t)を受信する。無線通信装置20は、無線通信装置10と同様にして、スペクトルrk (t)を周波数成分とする高周波被変調信号に対応した受信データDkを得る。無線通信装置20内の表示器2804は、この得られたi個の受信データDk(k=1,…,i)に応じて、それぞれ独立に、その受信データの内容を表示する。
Next, the operation of the
このように、本発明のデータ受信装置を無線通信装置に組み込めば、一つの受信系統を用意するだけで、複数の信号処理を同時に行って、得られた受信データをそれぞれ独立に並列処理して、表示することができる。 In this way, if the data receiving device of the present invention is incorporated into a wireless communication device, a single receiving system is prepared, and a plurality of signal processing is performed simultaneously, and the obtained received data is independently processed in parallel. Can be displayed.
以上より、本発明のデータ受信装置を無線通信装置に用いれば、一つの受信系統を用意するだけで、データ伝送速度の高速化や、受信データの並列処理が可能となる。 As described above, if the data receiving apparatus of the present invention is used for a wireless communication apparatus, it is possible to increase the data transmission speed and to process received data in parallel only by preparing one receiving system.
本発明に係るデータ受信装置は、複数の部分帯域信号を抽出するのに要する時間を削減し、かつ、特性のそろったアナログ回路を複数必要とせず、LSI化が用意で、簡易な構成となり、無線通信装置等に用いるものとして有用である。 The data receiving apparatus according to the present invention reduces the time required to extract a plurality of partial band signals, does not require a plurality of analog circuits with uniform characteristics, is ready for LSI, has a simple configuration, It is useful as a device used for a wireless communication device or the like.
1,2,2701 データ受信装置
10,20 無線通信装置
100,500 第1の標本化器
101,501 第2の標本化器
102,502 部分帯域抽出部
103 第1の遅延検波演算部
503 遅延検波演算部
104 第2の遅延検波演算部
105,505,2700 周波数変換回路
106,107 直交変換器
302,402,900 遅延器
304,404 第1の乗算器
305,405 第2の乗算器
308,408 第1の低域通過フィルタ
309,409 第2の低域通過フィルタ
412 位相回転器
1701,2103 第1のフィルタリング装置
1702,2104 第2のフィルタリング装置
1703 第3のフィルタリング装置
1704 第4のフィルタリング装置
1705,2107 第1の減算器
1706,2108 第1の加算器
1707,2109 第2の減算器
1708,2110 第2の加算器
2101 第1の入力選択器
2102 第2の入力選択器
2105 第1の出力選択器
2106 第2の出力選択器
2 第1の遅延器
2112 第2の遅延器
903 タップ係数乗算器
906 加算器
2500〜2503 基地局
2504 移動局
2703 判定回路
2704 データ統合回路
2705 アンテナ
2706 送信回路
2707 送受切り替えスイッチ
2804 表示器
1, 2, 2701
Claims (21)
前記同相信号を一定のサンプル周期毎に標本化して、標本化同相信号として出力する第1の標本化器と、
前記直交信号を前記一定のサンプル周期毎に標本化して、標本化直交信号として出力する第2の標本化器と、
複素フィルタによって構成され、前記第1の標本化器が出力する前記標本化同相信号、および前記第2の標本化器が出力する前記標本化直交信号に含まれる周波数成分の中から中心周波数が0でない少なくとも一つの部分帯域を抽出し、抽出した部分帯域の信号を同相成分および直交成分に分けて、部分帯域信号として出力する部分帯域抽出部とを備え、
前記部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号に基づいて、検波信号を出力することを特徴とする、データ受信装置。 The in-phase and quadrature signals obtained by quadrature detection modulated wave signal phase-modulated after frequency conversion as an input signal, a data receiving equipment which outputs a detection signal,
And sampling said in-phase signal at every predetermined sampling period, a first sampler for outputting the sampled in-phase signal,
And sampling said quadrature signal at every said predetermined sampling period, a second sampler for outputting a sampled quadrature signal,
A center frequency is selected from frequency components included in the sampled in-phase signal output from the first sampler and the sampled quadrature signal output from the second sampler. extracting at least one partial band non-zero, the signal of the extracted sub-band is divided into in-phase and quadrature components, a partial band extracting section for outputting as a partial band signal,
Based on the partial band signal the partial band extracting section outputs, and outputs a detection wave signal, the data receiving apparatus.
前記部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の同相成分を1シンボル時間だけ遅延させて出力する遅延器と、
前記部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の同相成分と前記遅延器の出力とを乗算して、同相成分データ列として出力する第1の乗算器と、
前記部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号の直交成分と前記遅延器の出力とを乗算して、直交成分データ列として出力する第2の乗算器と、
前記第1の乗算器から出力される同相成分データ列の高周波成分を除去して出力する第1の低域通過フィルタと、
前記第2の乗算器から出力される直交成分データ列の高周波成分を除去して出力する第2の低域通過フィルタとを含む、請求項3に記載のデータ受信装置。 The delay detection calculation unit includes:
A delay unit for outputting delayed by one symbol time in-phase component of the partial band signal the partial band extracting section outputs,
By multiplying the output of the delay unit in-phase component of the partial band signal the partial band extracting section outputs, a first multiplier for outputting the in-phase component data string,
By multiplying the output of the orthogonal component and the delay unit of the partial band signal the partial band extracting section outputs, a second multiplier for outputting a quadrature component data string,
The first low pass filter for outputting to remove high frequency components of the in-phase component data string output from the first multiplier,
And a second low-pass filter for outputting to remove high-frequency component of the quadrature component data string output from the second multiplier, the data receiving apparatus according to claim 3.
これらの部分帯域信号は、周波数0から等距離離れた正負の周波数を中心周波数として一対となっていることを特徴とする、請求項2に記載のデータ受信装置。 The partial band extraction unit extracts an even number of partial band signals,
The data receiving apparatus according to claim 2, wherein the partial band signals are paired with a positive and negative frequency equidistant from frequency 0 as a center frequency.
複素フィルタであって、前記標本化同相信号と当該複素フィルタの伝達関数の同相成分との畳み込み積分を求めて出力する第1のフィルタリング装置と、
複素フィルタであって、前記標本化直交信号と当該複素フィルタの伝達関数の直交成分との畳み込み積分を求める第2のフィルタリング装置と、
複素フィルタであって、前記標本化直交信号と当該複素フィルタの伝達関数の同相成分との畳み込み積分を求める第3のフィルタリング装置と、
複素フィルタであって、前記標本化同相信号と当該複素フィルタの伝達関数の直交成分との畳み込み積分を求める第4のフィルタリング装置と、
前記第1のフィルタリング装置が出力する信号から前記第2のフィルタリング装置が出力する信号を減算する第1の減算器と、
前記第1のフィルタリング装置が出力する信号と前記第2のフィルタリング装置が出力する信号とを加算する第1の加算器と、
前記第3のフィルタリング装置が出力する信号から前記第4のフィルタリング装置が出力する信号を減算する第2の減算器と、
前記第3のフィルタリング装置が出力する信号と前記第4のフィルタリング装置が出力する信号とを加算する第2の加算器とを含む、請求項6に記載のデータ受信装置。 The partial band extraction unit includes:
A complex filter, a first filtering equipment which obtains and outputs the convolution integral of the phase component of the transfer function of the sampling phase signal and the complex filter,
A complex filter, a second filtering equipment for obtaining the convolution integral of the quadrature component of the transfer function of the sampled quadrature signal and the complex filter,
A complex filter, the third filtering equipment for obtaining the convolution integral of the phase component of the transfer function of the sampled quadrature signal and the complex filter,
A complex filter, the fourth filtering equipment for obtaining the convolution integral of the quadrature component of the transfer function of the sampling phase signal and the complex filter,
A first subtractor for subtracting the signal output by the second filtering device from the signal the first filtering device outputs,
A first adder for adding the signal said signal to the first filtering device outputs the second filtering device outputs,
A second subtractor for subtracting the signal output from the fourth filtering unit from the signal the third filtering device outputs,
And a second adder the third said filtering device is a signal output from the fourth filtering device adds the signal output, the data receiving apparatus according to claim 6.
前記標本化同相信号および前記標本化直交信号を入力信号として、サンプル周期の半分の周期毎に前記標本化同相信号と前記標本化直交信号とを交互に選択し出力する第1の入力選択器と、
前記標本化同相信号および前記標本化直交信号を入力信号として、サンプル周期の半分の周期毎に前記標本化同相信号と前記標本化直交信号とを交互に選択し出力する第2の入力選択器と、
複素フィルタであって、前記第1の入力選択器が出力する信号と当該複素フィルタの伝達関数の同相成分との畳み込み積分を行う第1のフィルタリング装置と、
複素フィルタであって、前記第2の入力選択器が出力する信号と当該複素フィルタの伝達関数の直交成分との畳み込み積分を行う第2のフィルタリング装置と、
サンプリング周期の半分の周期で変化する前記第1のフィルタリング装置からの出力信号を、サンプリング周期の半分の周期で第1の出力端および第2の出力端に交互に出力する第1の出力選択器と、
サンプリング周期の半分の周期で変化する前記第2のフィルタリング装置からの出力信号を、サンプリング周期の半分の周期で第3の出力端および第4の出力端に交互に出力する第2の出力選択器と、
前記第1の出力選択器の第1の出力端から出力される信号をサンプル周期の半分の時間だけ遅延させる第1の遅延器と、
前記第2の出力選択器の第3の出力端から出力される信号をサンプル周期の半分の時間だけ遅延させる第2の遅延器と、
前記第1の遅延器が出力する信号から前記第2の遅延器が出力する信号を減算する第1の減算器と、
前記第1の遅延器が出力する信号と前記第2の遅延器が出力する信号とを加算する第1の加算器と、
前記第1の出力選択器の第2の出力端から出力される信号から前記第2の出力選択器の第4の出力端から出力される信号を減算する第2の減算器と、
前記第1の出力選択器の第2の出力端から出力される信号と前記第2の出力選択器の第4の出力端から出力される信号とを加算する第2の加算器とを含む、請求項6に記載のデータ受信装置。 The partial band extraction unit includes:
First input selection for alternately selecting and outputting the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal every half of the sample period using the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal as input signals And
Second input selection for alternately selecting and outputting the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal every half of the sample period using the sampled in-phase signal and the sampled quadrature signal as input signals And
A complex filter, a first filtering equipment that performs convolution integration between the in-phase component of the transfer function of the signal and the complex filter to the first input selector and outputs,
A complex filter, a second filtering equipment that performs convolution integration between the orthogonal component of the signal and the transfer function of the complex filter to the second input selector outputs,
A first output selector that alternately outputs an output signal from the first filtering device that changes at a half period of the sampling period to the first output terminal and the second output terminal at a half period of the sampling period . And
A second output selector that alternately outputs an output signal from the second filtering device that changes at half the sampling period to the third output terminal and the fourth output terminal at half the sampling period . And
A first delay device for delaying a signal output from the first output terminal of the first output selector by a half of a sample period;
A second delayer which only delayed half the time of the third signal sample period is output from the output terminal of the second output selector,
A first subtractor for subtracting the signal output by the second delay unit from the signal of the first delay unit outputs,
A first adder for adding the signal signal and the second delay unit the first delay unit outputs are outputted,
A second subtractor for subtracting the signal output from the fourth output terminal of the second output selector from the signal output from the second output of the first output selector,
And a second adder for adding the signal output from the fourth output signal and the second output selector that is output from the second output terminal of the first output selector, The data receiving device according to claim 6.
受信した被変調波信号を周波数変換した後に直交検波して、同相信号および直交信号を出力する周波数変換回路と、
周波数変換回路から出力される同相信号および直交信号を入力信号として、検波信号を出力するデータ受信装置と、
前記データ受信装置が出力する検波信号を位相判定して処理する位相判定処理装置とを備え、
前記データ受信装置は、
前記同相信号を一定のサンプル周期毎に標本化して、標本化同相信号として出力する第1の標本化器と、
前記直交信号を前記一定のサンプル周期毎に標本化して、標本化直交信号として出力する第2の標本化器と、
複素フィルタによって構成され、前記第1の標本化器が出力する前記標本化同相信号、および前記第2の標本化器が出力する前記標本化直交信号に含まれる周波数成分の中から中心周波数が0でない少なくとも一つの部分帯域を抽出し、抽出した部分帯域の信号を同相成分および直交成分に分けて、部分帯域信号として出力する部分帯域抽出部とを含み、
前記データ受信装置は、前記部分帯域抽出部が出力する部分帯域信号に基づいて、検波信号を出力する、無線通信装置。 A wireless communication equipment for receiving and processing a modulated wave signal that is phase-modulated,
Quadrature detection to the received modulated wave signal after frequency conversion, a frequency conversion circuits for outputting the in-phase and quadrature signals,
The in-phase and quadrature signals output from the frequency converting circuit as an input signal, and a data receiving equipment which outputs a detection signal,
And a phase decision processing equipment for processing by the phase determining detection signal the data receiving device outputs,
The data receiving device is:
And sampling said in-phase signal at every predetermined sampling period, a first sampler for outputting the sampled in-phase signal,
And sampling said quadrature signal at every said predetermined sampling period, a second sampler for outputting a sampled quadrature signal,
A center frequency is selected from frequency components included in the sampled in-phase signal output from the first sampler and the sampled quadrature signal output from the second sampler. extracting at least one partial band non-zero, the extracted sub-band signal is divided into in-phase and quadrature components, and a partial band extracting section for outputting as a partial band signal,
The data receiving apparatus based on the partial band signal the partial band extracting section outputs, you output a detection wave signal, a radio communication device.
前記位相判定処理装置は、前記遅延検波演算部からの複数の検波信号を位相判定して得られる複数のデータの内から一つを選択して処理することを特徴とする、請求項18に記載の無線通信装置。 The partial band extraction unit extracts a plurality of partial bands and outputs them as partial band signals,
The phase determination processing device selects and processes one of a plurality of data obtained by phase determination of a plurality of detection signals from the delay detection calculation unit, according to claim 18 . The wireless communication device described.
前記位相判定処理装置は、前記遅延検波演算部からの複数の検波信号を位相判定して得られる複数のデータに基づいて受信データを生成することを特徴とする、請求項18に記載の無線通信装置。 The partial band extraction unit extracts a plurality of partial bands and outputs them as partial band signals,
It said phase determining processing equipment is characterized by generating the reception data based on a plurality of data obtained by a plurality of detection signals with a phase determined from the differential detection calculating unit, according to claim 1 8 Wireless communication device.
前記位相判定処理装置は、前記遅延検波演算部からの複数の検波信号を位相判定して得られるデータを並列処理することを特徴とする、請求項18に記載の無線通信装置。 The partial band extraction unit extracts a plurality of partial bands and outputs them as partial band signals,
It said phase determining processing equipment is characterized by parallel processing of the data obtained by the phase determining a plurality of detection signals from the differential detection calculating unit, the radio communication apparatus according to claim 1 8.
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