JP3968546B2 - 情報処理装置および方法、並びに提供媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は情報処理装置および方法、並びに提供媒体に関し、特に、符号判定点(アイパターン観測において、アイの開いているところ)と符号変化点(ゼロクロス点)のレベル差を検出することにより、C/N(Carrier to Noise)比を高速に検出できるようにした情報処理装置および方法、並びに提供媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、衛星放送の電波を受信し、受信信号からC/N比を検出する場合、復調したときに生じる誤り、または、理想シンボルコンスタレーションからのベクトルエラー、すなわち、理想シンボル点からのずれを検出するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、復調したときに生じる誤り、または、理想シンボルコンスタレーションからのベクトルエラー、すなわち、理想シンボル点からのずれを検出してC/N比を測定するためには、受信した信号を一旦復調する必要がある。従って、キャリア周波数同期が完全に捕れている必要があるため、C/N比を検出するのに時間がかかり、高速なC/N比検出が困難である課題があった。
【0004】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、C/N比を高速に検出できるようにするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の情報処理装置は、受信信号から振幅値を検出する振幅値検出手段と、振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出手段と、振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出手段と、符号判定点検出手段により検出された符号判定点における第1の受信電力から、符号変化点検出手段により検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、第2の受信電力から所定の定数が乗算された第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出手段とを備えることを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の情報処理方法は、受信信号から振幅値を検出する振幅値検出ステップと、振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出ステップと、振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出ステップと、符号判定点検出ステップで検出された符号判定点における第1の受信電力から、符号変化点検出ステップで検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、第2の受信電力から所定の定数が乗算された第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出ステップとを含むことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の提供媒体は、受信信号から振幅値を検出する振幅値検出ステップと、振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出ステップと、振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出ステップと、符号判定点検出ステップで検出された符号判定点における第1の受信電力から、符号変化点検出ステップで検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、第2の受信電力から所定の定数が乗算された第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出ステップと含む処理を情報処理装置に実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラムを提供することを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の情報処理装置、請求項2に記載の情報処理方法、および請求項3に記載の提供媒体においては、受信信号から振幅値が検出され、検出された振幅値に基づいて、符号判定点が検出され、検出された振幅値に基づいて、符号変化点が検出され、検出された符号判定点における受信電力と符号変化点における受信電力から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係が検出される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態(但し一例)を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。
【0010】
請求項1に記載の情報処理装置は、受信信号から振幅値を検出する振幅値検出手段(例えば、図5の振幅抽出器85)と、振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出手段(例えば、図5のアイセンタ測定器86)と、振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出手段(例えば、図5のゼロクロス点測定器90)と、符号判定点検出手段により検出された符号判定点における第1の受信電力から、符号変化点検出手段により検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、第2の受信電力から所定の定数が乗算された第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出手段(例えば、図5の乗算器92)とを備えることを特徴とする。
【0011】
図1は、送信装置1の構成例を表している。送信信号は、スイッチ11に供給される。ユニークワード生成部12は、ユニークワードW1(詳細は、図13を参照して後述する)を生成し、スイッチ11に供給する。スイッチ11は、供給された送信する信号と、ユニークワード生成部12より供給されたユニークワードW1の出力を切り換え、その出力をスイッチ13に供給する。スイッチ13は、スイッチ11より供給された入力データまたはユニークワードW1と、ユニークワード生成部14により生成されたユニークワードW2(詳細は、図13を参照して後述する)の一方を選択し、畳み込み符号化部15へ出力する。
【0012】
畳み込み符号化部15は、スイッチ13より供給されるデータに対して、符号化率1/2の畳み込み符号化処理を施し、QASK(Quadrature Amplitude Shift Keying)マッピング部16に供給する。QASKマッピング部16は、畳み込み符号化部15より供給されたデータを、所定の信号にマッピング変調し、その同相成分I信号と直交成分Q信号を、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調部17にそれぞれ出力する。QAM変調部17は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号をQAM変調し、ナイキストフィルタ18に供給する。ナイキストフィルタ18は、供給された信号をフィルタ処理し、直交変調部19に供給する。直交変調部19は、供給された信号を直交変調し、RF(Radio Frequency)信号を生成し、伝送路2に送信する。
【0013】
図2は、衛星回線などの伝送路2を模式的に表したものである。送信装置1から送信されたRF信号は、乗算部21に供給される。乗算部1は、供給された信号に周波数オフセットを乗算し、加算部22に出力する。加算部22は、供給された信号にノイズを加算し、受信装置3に送信する。
【0014】
図3は、受信装置3の構成例を表している。受信されたRF信号は、AGC(Automatic Gain Controller)31に供給される。AGC31は、供給された信号の振幅が一定になるように制御して、シンボルクロック生成回路32に出力する。シンボルクロック生成回路32(詳細は、図4を参照して後述する)は、シンボルポジション(シンボルクロック)を生成し、タイミング信号発生回路33に出力する。また、シンボルクロック生成回路32は、AGC31より供給された信号を、内部で生成したシンボルポジションに同期して補間し、補間信号を、C/Nメータ34およびキャリア再生回路36に出力する。
【0015】
タイミング信号発生回路33は、シンボルクロック生成回路32より供給されたシンボルポジションからゼロクロスタイミング信号およびピークタイミング信号を生成し、C/Nメータ34に出力する。
【0016】
C/Nメータ34(詳細は、図5乃至図7を参照して後述する)は、供給された信号から符号判定点と符号変化点を計測し、その電力比を表示回路35に出力する。表示回路35は、供給された信号を表示する。
【0017】
キャリア再生回路36(詳細は、図8および図9を参照して後述する)は、シンボルクロック生成回路32より供給された補間信号からキャリアを再生し、データ判定回路37に出力する。
【0018】
データ判定回路37は、キャリア再生回路36から供給された信号から、シンボル(データ)を判定し、判定したシンボルをユニークワード検出回路38に出力する。
【0019】
ユニークワード検出回路38(詳細は、図10を参照して後述する)は、予めユニークワードが設定されており、データ判定回路37より供給された信号との相関をとり、その相関値が所定の閾値以上となったとき、ユニークワードを検出したことを示す検出信号をフレーム同期検出回路39に出力する。
【0020】
フレーム同期検出回路39(詳細は、図14を参照して説明する)は、ユニークワード検出回路38より供給された信号からフレームの同期信号を検出し、その検出結果をマイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する)40に出力する。
【0021】
マイコン40は、C/Nメータ34より供給された信号と、フレーム同期検出回路39より供給された検出結果から、フレームに同期しているか否かを判定し、キャリア再生回路36に掃引する周波数ステップ幅を変化させる信号を出力する。
【0022】
図4は、図3のシンボルクロック生成回路32の構成例を表している。インタポレータ51は、AGC31より供給された信号を、後述するタイミングコントローラ66より供給されたシンボルポジションに同期して補間し、補間信号をC/Nメータ34および誤差検出器52に出力する。
【0023】
誤差検出器52は、供給された信号の誤差を検出する。誤差検出器52の分離部53は、インタポレータ51より供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号を加算部54および遅延部55に出力し、直交成分Q信号を加算部58および遅延部59に出力する。
【0024】
加算部54は、分離部53より供給された同相成分I信号と、遅延部55により1サンプル分だけ遅延された信号を加算し、平均値生成部56に出力する。平均値生成部56は、供給された信号の平均値を演算し、乗算部57に出力する。乗算部57は、供給された信号を2乗し、加算部62に出力する。
【0025】
一方、加算部58は、分離部53より供給された直交成分Q信号と、遅延部59により1サンプル分だけ遅延された信号を加算し、平均値生成部60に出力する。平均値生成部60は、供給された信号の平均値を演算し、乗算部61に出力する。乗算部61は、供給された信号を2乗し、加算部62に出力する。
【0026】
加算部62は、乗算部57より供給された信号と乗算部61より供給された信号を加算し、減算部63および遅延部64に出力する。減算部63は、加算部62より供給された信号と、遅延部64により1サンプル分だけ遅延された信号を減算する。すなわち、これにより、1サンプル前の値と現在の値との誤差が演算される。この誤差は、LPF(Low Pass Filter)65に出力される。
【0027】
LPF65は、供給された誤差信号の高域周波数成分をカットし、低域周波数成分のみを通過し、タイミングコントローラ66に出力する。タイミングコントローラ66は、供給された信号からシンボルポジションを生成し、インタポレータ51およびタイミング信号発生回路33に出力する。
【0028】
図5は、図3のC/Nメータ34の構成例を表している。シンボルクロック生成回路32のインタポレータ51から出力された補間信号は、分離器81に供給される。分離器81は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号をナイキストフィルタ82に出力し、直交成分Q信号をナイキストフィルタ83に出力する。ナイキストフィルタ82は、供給された同相成分I信号をフィルタ処理し、合成器84に出力する。ナイキストフィルタ83は、供給された直交成分Q信号をフィルタ処理し、合成器84に出力する。合成器84は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号を複素信号として合成し、振幅抽出器85に出力する。振幅抽出器85は、供給された信号から振幅信号を抽出し、アイセンタ測定器86に出力するとともに、ゼロクロス点測定器90に出力する。
【0029】
アイセンタ測定器86は、タイミング信号発生回路33より供給されたピークタイミング信号のタイミングで、振幅抽出器85より供給された振幅信号のレベル(符号判定点(アイパターン観測において、アイの開いているところ)のレベル)を測定し、増幅器87に出力するとともに、減算器91に出力する。
【0030】
ゼロクロス点測定器90は、タイミング信号発生回路33より供給されたゼロクロスタイミング信号のタイミングを用いて、振幅抽出器85より供給された振幅信号のレベル(符号変化点(ゼロクロス点)のレベル)を測定し、減算器88に出力するとともに減算器91に出力する。
【0031】
増幅器87は、アイセンタ測定器86より供給された信号を増幅し、減算器88に出力する。減算器88は、ゼロクロス点測定器90より供給された符号変化点のレベルの信号から、増幅器87より供給された符号判定点のレベルの信号を減算し、逆数生成器89に出力する。逆数生成器89は、供給された信号の逆数を生成し、乗算器92に出力する。
【0032】
減算器91は、アイセンタ測定器86より供給された符号判定点のレベルの信号から、ゼロクロス点測定器90より供給された符号変化点のレベルの信号を減算し、乗算器92に出力する。
【0033】
乗算器92は、逆数生成器89より供給された信号と減算器91より供給された信号を乗算し、dB変換器93に出力する。dB変換器93は、供給された信号をデシベル単位の信号に変換し、表示回路35に出力するとともにマイコン40に出力する。
【0034】
図6は、アイセンタ測定器86の構成例を表している。図5の振幅抽出器85より出力された信号は、スイッチ100を介して乗算部101に入力される。図3のタイミング信号発生回路33より供給されたピークタイミング信号は、スイッチ100をオンまたはオフさせる。乗算部101は、供給された信号を2乗し、増幅部102に出力する。増幅部102は、供給された信号を増幅し、加算部103に出力する。加算部103は、増幅部102より供給された信号と増幅部105より供給された信号を加算し、遅延部104に出力するとともに、図5の増幅器87に出力する。
【0035】
遅延部104は、供給された信号を所定の遅延量(1サイクル分)だけ遅延し、増幅部105に出力する。増幅部105は、供給された信号を増幅し、加算部103に出力する。すなわち、加算部103、遅延部104、および増幅部105により積分処理が行われる。
【0036】
図7は、ゼロクロス点測定器90の構成例を表している。図5の振幅抽出器85より出力された信号は、スイッチ110を介して乗算部111に入力される。図3のタイミング信号発生回路33より供給されたゼロクロスタイミング信号は、スイッチ110をオンまたはオフさせる。乗算部111は、供給された信号を2乗し、増幅部112に出力する。増幅部112は、供給された信号を増幅し、加算部113に出力する。加算部113は、増幅部112より供給された信号と増幅部115より供給された信号を加算し、遅延部114に出力するとともに、図5の減算器88および減算器91に出力する。
【0037】
遅延部114は、供給された信号を所定の遅延量(1サイクル分)だけ遅延し、増幅部115に出力する。増幅部115は、供給された信号を増幅し、加算部113に出力する。すなわち、加算部113、遅延部114、および増幅部115により積分処理が行われる。
【0038】
このように、アイセンタ測定器86とゼロクロス点測定器90は、サンプリングするタイミングが異なるだけで、その構成は同一とされている。
【0039】
図8は、図3のキャリア再生回路36の構成例を表している。図4のシンボルクロック生成回路32のインタポレータ51より供給された補間信号は、分離器121および遅延器125に入力される。分離器121は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号をLPF122に出力し、直交成分Q信号をLPF123に出力する。LPF122は、供給された同相成分I信号の高域周波数成分を除去し、低域周波数成分をコスタスループ器124に出力する。LPF123は、供給された直交成分Q信号の高域周波数成分を除去し、低周波数成分をコスタスループ器124に出力する。
【0040】
コスタスループ器124(詳細は、図9を参照して後述する)は、供給された信号から逆相の位相誤差を含むキャリアを生成する。乗算器126は、コスタスループ器124より供給された逆相の位相誤差信号を含むキャリアと、遅延器125により所定の遅延時間(分離器121、LPF122、LPF123、およびコスタスループ器124の処理時間に対応する時間)だけ遅延された信号を乗算して、位相誤差成分が相殺されたキャリアを生成し、分離器127に出力する。分離器127は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、分離した同相成分I信号をナイキストフィルタ128に出力するとともに、直交成分Q信号をナイキストフィルタ129に出力する。ナイキストフィルタ128とナイキストフィルタ129は、供給された信号をフィルタ処理し、図3のデータ判定回路37に出力する。
【0041】
図9は、コスタスループ器124の構成例を表している。図8のLPF122およびLPF123より供給された同相成分I信号と直交成分Q信号は、合成部141に供給される。合成部141は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号を複素信号として合成し、乗算部142に出力する。乗算部142は、供給された信号を2乗し、乗算部143に出力する。
【0042】
乗算部143は、乗算部142より供給された信号と位相反転部159より供給された信号を乗算し、その位相誤差にあたる位相誤差信号を含むキャリアを位相抽出部144に出力する。位相抽出部144は、乗算部143より供給された複素信号から位相成分を抽出し、増幅部146に出力するとともに、増幅部147に出力する。
【0043】
増幅部146は、マイコン40より供給される制御信号により増幅率が制御される位相抽出部144より供給された位相信号を増幅し、加算部150に出力する。増幅部147も、マイコン40より供給される制御信号により増幅率が制御されるようになされており、位相抽出部144より供給された位相信号を増幅し、加算部148に出力する。加算部148は、増幅部147より供給された信号と遅延部149により所定の遅延量(1シンボル分)だけ遅延された信号を加算し(増幅部147の出力を積分し)、遅延部149と加算部150に出力する。なお、遅延部149は、マイコン40より供給される制御信号により初期位相が制御されるようになされている。
【0044】
加算部150は、増幅部146より供給された位相信号と、加算部148より供給された位相信号を加算し、加算部152に出力する。増幅部146、増幅部147、加算部148、遅延部149、および加算部150により、ラングリード型のループフィルタ145が構成されている。
【0045】
加算部152は、加算部150より供給された信号(ループフィルタ145より供給された信号)と、遅延部154により所定の遅延量(1シンボル分)だけ遅延された信号を加算し、モジュロ部153に出力する。モジュロ部153は、加算部152より供給された位相信号を0乃至2πの範囲の値に変換し、遅延部154と遅延部155に出力する。遅延部155は、供給された位相信号を1シンボル分だけ遅延した後、変換部156に出力する。変換部156は、供給された位相信号を複素信号に変換した後、位相反転部157と乗算部158に出力する。加算部152、モジュロ部153、遅延部154、遅延部155、および変換部156により、VCO(Voltage Controlled Oscillator)151が構成されている。
【0046】
位相反転部157は、供給された位相信号の位相を反転し、図8の乗算部126に出力するとともに、乗算部158に出力する。乗算部158は、変換部156より供給された位相信号を2乗し、位相反転部159に出力する。位相反転部159は、供給された位相信号の位相を反転し、乗算部143に出力する。
【0047】
図10は、図3のユニークワード検出回路38の構成例を表している。データ判定回路37より供給された信号は、QASKデマッピング器171に供給される。QASKデマッピング器171は、供給された信号をデマッピング処理し、ユニークワード検出器172に供給するするとともに、遅延器173に供給する。
【0048】
ユニークワード検出器172は、予め、ユニークワードW2が設定されており、この値と、QASKデマッピング器171より供給された信号との相関を演算し、その相関値を相関値合成器175に出力する。
【0049】
一方、遅延器173は、供給された信号を所定の遅延量(ユニークワードW1とユニークワードW2の距離に対応する時間)だけ遅延し、ユニークワード検出器174に供給する。
【0050】
ユニークワード検出器174は、予め、ユニークワードW1が設定されており、この値と、遅延器173より供給された信号との相関を演算し、その相関値を相関値合成器175に出力する。
【0051】
相関値合成器175は、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174からの相関値を合成(加算)し、その値が所定の閾値以上となったとき、ユニークワードを検出したことを示す検出信号を図3のフレーム同期検出回路39に出力する。すなわち、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174で、それぞれユニークワードW2とユニークワードW1が検出されたとき、検出信号が相関値合成器175に出力される。なお、相関値合成器175は、検出信号を出力したとき、リセットされるようになされている。
【0052】
次に、送信装置1、伝送路2、および受信装置3の動作について説明する。まず、送信装置1の動作について説明する。送信する信号は、スイッチ11に供給される。ユニークワード生成部12はユニークワードW1を生成し、スイッチ11に供給する。スイッチ11は、まず、ユニークワード生成部12より供給されるユニークワードW1を選択し、ユニークワードW1をスイッチ13に出力する。スイッチ13は、供給されたユニークワードW1を選択し、畳み込み符号化部15に供給する。次に、スイッチ11は、入力されたTMCC信号を選択し、スイッチ13を介して畳み込み符号化部15に出力する。さらに、スイッチ13は、ユニークワード生成部14で生成されたユニークワードW2を選択し、畳み込み符号化部15に出力する。
【0053】
畳み込み符号化部15は、供給されたユニークワードW1、TMCC、およびユニークワードW2に、符号率1/2の畳み込み符号化処理を施し、QASKマッピング部16に供給する。QASKマッピング部16は、畳み込み符号部15より供給されたデータを、所定の信号にマッピング変調し、その同相成分I信号と直交成分Q信号をQAM変調部17にそれぞれ出力する。QAM変調部17は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号をQAM変調し、ナイキストフィルタ18に供給する。ナイキストフィルタ18は、供給された信号をフィルタ処理し、直交変調部19に供給する。直交変調部19は、供給された信号を直交変調し、RF信号を生成して伝送路2に出力する。
【0054】
図2の伝送路2の乗算部21は、供給された信号に周波数オフセットを乗算し、加算部22に出力する。加算部22は、供給された信号にノイズを加算し、受信装置3に送信する。
【0055】
次に、受信装置3の動作について図11のフローチャートを用いて説明する。受信された信号は、AGC31に供給される。AGC31は、供給された信号の振幅を一定にし、シンボルクロック生成回路32に出力する。
【0056】
ステップS1において、シンボルクロック生成回路32は、AGC31より供給された信号のシンボルの位相に同期させ、シンボルクロックを生成する。すなわち、AGC31よりシンボルクロック生成回路32に供給された信号は、図4のインタポレータ51に供給される。インタポレータ51は、AGC31より供給される信号とタイミングコントローラ66より供給されるシンボルポジションに同期して補間し、補間信号を生成し、C/Nメータ34に出力するとともに、誤差検出器52の分離部53に出力する。
【0057】
分離部53は、インタポレータ51より供給された信号を、同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号を加算部54および遅延部55に出力し、直交成分Q信号を加算部58および遅延部59に出力する。
【0058】
加算部54は、分離部53より供給された同相成分I信号と遅延部55により所定の1シンボル分だけ遅延された信号を加算し、平均値生成部56に出力する。平均値生成部56は、供給された信号の平均値を生成し、乗算部57に出力する。乗算部57は、供給された信号を2乗し、加算部62に出力する。
【0059】
加算部58は、分離部53より供給された直交成分Q信号と遅延部59により1シンボル分だけ遅延された信号を加算し、平均値生成部60に出力する。平均値生成部60は、供給された信号の平均値を生成し、乗算部61に出力する。乗算部61は、供給された信号を2乗し、加算部62に出力する。
【0060】
加算部62は、乗算部57および乗算部61より供給された信号を加算し、減算部63に出力するとともに、遅延部64に出力する。減算部63は、加算部62より供給された信号から、遅延部64により1シンボル分だけ遅延された信号を減算し、その誤差信号をLPF65に出力する。この誤差信号は、誤差検出器52に供給された補間信号のシンボル位置のずれに対応した誤差信号となっている。
【0061】
LPF65は、供給された信号の高域周波数成分を除去し、低域周波数成分を通過し、タイミングコントローラ66に出力する。タイミングコントローラ66は、供給された信号からシンボルポジションを生成し、タイミング信号発生回路33に出力するとともに、インタポレータ51に出力する。
【0062】
タイミング信号発生回路33は、供給されたシンボルポジションに基づいて、ピークタイミング信号およびゼロクロスタイミング信号を生成し、ピークタイミング信号を図5のC/Nメータ34のアイセンタ測定器86に出力するとともに、ゼロクロスタイミング信号を図5のC/Nメータ34のゼロクロス点測定器90に出力する。
【0063】
ステップS2において、C/Nメータ34は、タイミング信号発生回路33より供給されたゼロクロスタイミング信号、ピークタイミング信号、およびシンボルクロック生成回路32より供給された補間信号からC/N比を計測する。すなわち、シンボルクロック生成回路32より供給された補間信号は、C/Nメータ34の分離器81に供給される。分離器81は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号をナイキストフィルタ82に出力し、直交成分Q信号をナイキストフィルタ83に出力する。ナイキストフィルタ82は、供給された同相成分I信号をフィルタ処理し、合成器84に出力する。ナイキストフィルタ83は、供給された直交成分Q信号をフィルタ処理し、合成器84に出力する。合成器84は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号を複素信号として合成し、振幅抽出器85に出力する。振幅抽出器85は、供給された信号から振幅を抽出し、アイセンタ測定器86に出力するとともに、ゼロクロス点測定器90に出力する。
【0064】
アイセンタ測定器86に供給された、振幅抽出器85からの振幅信号は、スイッチ100を介して乗算部101に供給される。スイッチ101は、図3のタイミング信号発生回路33からのピークタイミング信号に基づいてオンされる。従って、乗算部101には、振幅抽出器85より供給された振幅信号が、タイミング信号発生回路33より供給されたピークタイミング信号のタイミングで供給される。乗算部101は、供給された信号を2乗し、増幅部102に出力する。増幅部102は、供給された信号を増幅し、加算部103に出力する。加算部103は、増幅部102より供給された信号と増幅部105より供給された信号を加算し、遅延部104に出力するとともに、図5の増幅器87に出力する。加算部103から出力された信号は、符号判定点のレベルを示す信号となっている。なお、増幅部105より供給された信号は、遅延部104により所定の遅延量(1サンプル分)だけ遅延され、増幅部105により増幅されたものである。
【0065】
一方、ゼロクロス点測定器90に供給された、振幅抽出器85からの振幅信号は、スイッチ110を介して乗算部111に供給される。スイッチ110は、図3のタイミング信号発生回路33からのゼロクロスタイミング信号に基づいてオンされる。従って、乗算部111には、振幅抽出器85より供給された振幅信号が、タイミング信号発生回路33より供給されたゼロクロスタイミング信号のタイミングで供給される。乗算部111は、供給された信号を2乗し、増幅部112に出力する。増幅部112は、供給された信号を増幅し、加算部113に出力する。加算部113は、増幅部112より供給された信号と増幅部115より供給された信号を加算し、遅延部114に出力するとともに、図5の減算器88と減算器91に出力する。加算部113から出力された信号は、符号変化点のレベルを示す信号となっている。なお、増幅部115より供給された信号は、遅延部114により所定の遅延量(1サンプル分)だけ遅延され、増幅部115により増幅されたものである。
【0066】
ここで、例えば、ノイズがない場合の符号判定点の電力をC=bs0とし、符号変化点の電力をaC=bi0とする。なお、aは、十分長いエネルギー拡散された信号の場合、変調方式に依存するが一定値となる。このような場合、ノイズが加わったときの符号判定点の電力は、C+N=b sとなり、符号変化点の電力は、aC+N=b iとなる。アイセンタ測定器86からは、符号変化点の電力信号bsが出力され、ゼロクロス点測定器90からは、符号変化点の電力信号biが出力されることになる。なお、aとしては、例えば数値0.8375が用いられる。
【0067】
図6のアイセンタ測定器86の加算部103より出力された符号判定点電力信号bsは、図5の増幅器87に供給される。増幅器87は、供給された信号を0.8375倍(=a)に増幅し、電力信号0.8375×bsを加算部88に出力する。
【0068】
また、図7のゼロクロス点測定器90の加算部113より出力された信号は、図5の減算器91に供給されるとともに、減算器88に供給される。減算器91は、供給された符号判定点電力信号bsから符号変化点電力信号biを減算し、電力信号(bs-bi)を乗算器92に出力する。
【0069】
減算器88は、ゼロクロス点測定器90より供給された符号変化点電力信号biから、増幅器87より供給された符号判定点電力信号0.8375×bsを減算し、電力信号(bi-0.8375×bs)を生成して、逆数生成器89に出力する。
【0070】
逆数生成器89は、供給された電力信号(bi-0.8375×bs)の逆数を生成し、電力信号1/(bi-0.8375×bs)を乗算器92に出力する。
【0071】
乗算器92は、逆数生成器89より供給された電力信号1/(bi-0.8375×bs)と減算器91より供給された電力信号(bs-bi)を乗算し、電力信号(bs-bi)/(bi-0.8375×bs)を生成し、dB変換器93に出力する。dB変換器93は、供給された信号をデシベル単位の信号に変換し、表示回路35に出力するとともに、マイコン40に出力する。
【0072】
表示回路35は、供給された信号を表示する。図16を参照して後述するが、C/Nメータ34からの出力とC/N比とは1対1に対応しており、C/Nメータ34からの出力によりC/N比が推定できる。
【0073】
ステップS3において、マイコン40は、C/Nメータ34より供給された信号を予め設定している閾値と比較し、閾値との差が予め設定している基準値以上であるか否かを判定し、基準値以下である場合、ステップS4に進み、マイコン40は、キャリア再生回路36を制御し、周波数を掃引してキャリア同期を実行させる。
【0074】
すなわち、シンボルクロック再生回路32のインタポレータ51から出力された補間信号は、図8のキャリア再生回路36の分離器121および遅延器125に供給される。分離器121は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号をLPF122に出力し、直交成分Q信号をLPF123に出力する。LPF122は、供給された同相成分I信号の高域周波数成分を除去し、低域周波数成分をコスタスループ器124に出力する。LPF123は、供給された直交成分Q信号の高域周波数成分を除去し、低域周波数成分をコスタスループ器124に出力する。
【0075】
遅延器125は、供給された信号を所定の遅延時間(分離器121、LPF122、LPF123、およびコスタスループ器124の処理時間に対応する時間)だけ遅延し、乗算器126に出力する。
【0076】
LPF122およびLPF123より供給された同相成分I信号と直交成分Q信号は、図9のコスタスループ器124の合成部141に供給される。合成部141は、供給された同相成分I信号と直交成分Q信号を複素信号として合成し、乗算部142に出力する。乗算部142は、供給された信号を2乗し、乗算部143に出力する。
【0077】
乗算部143は、乗算部142より供給された信号と位相反転部159より供給された信号を乗算し、その位相誤差にあたる位相誤差信号を位相抽出部144に出力する。位相抽出部144は、乗算部143より供給された複素信号から位相信号を抽出し、増幅部146に出力するとともに、増幅部147に出力する。
【0078】
増幅部146は、位相抽出部144より供給された位相信号を、マイコン40より供給された増幅率に基づいて増幅し、加算部150に出力する。増幅部147も、位相抽出部144より供給された位相信号を、マイコン40より供給された増幅率に基づいて増幅し、加算部148に出力する。加算部148は、増幅部147より供給された信号と遅延部149により所定の遅延量(1シンボル分)だけ遅延された信号を加算し、遅延部149と加算部150に出力する。加算部150は、増幅部146より供給された位相信号と、加算部148より供給された位相信号を加算し、加算部152に出力する。
【0079】
加算部152は、加算部150より供給された信号と、遅延部154により所定の遅延量(1シンボル分)だけ遅延された信号を加算し、モジュロ部153に出力する。モジュロ部153は、加算部152より供給された位相信号を0乃至2πの範囲の値に変換し、遅延部154と遅延部155に出力する。遅延部155は、供給された位相信号を1シンボル分だけ遅延した後、変換部156に出力する。変換部156は、供給された位相信号を複素信号に変換した後、位相反転部157と乗算部158に出力する。位相反転部157は、供給された位相信号の位相を反転し、図8の乗算部126に出力するとともに乗算部158に出力する。なお、位相反転部159より乗算部143に供給される信号は、変換部156より供給された信号が、乗算部158で2乗され、位相反転部159で位相が反転されたものである。
【0080】
図8の乗算器126は、コスタスループ器124より供給されたキャリアの周波数誤差信号と遅延器125により所定の時間だけ遅延された信号を乗算し、分離器127に出力する。分離器127に出力された信号は、位相の誤差が除去されたキャリアとなっている。分離器127は、供給された信号を同相成分I信号と直交成分Q信号に分離し、同相成分I信号をナイキストフィルタ128に出力するとともに、直交成分Q信号をナイキストフィルタ129に出力する。ナイキストフィルタ128とナイキストフィルタ129は、供給された信号をフィルタ処理し、図3のデータ判定回路37に出力する。
【0081】
データ判定回路37の動作について、図12を用いて説明する。図12は、BPSK変調方式シンボルマッピングを表している。データ判定回路37には、予め、同相成分Iと直交成分Qの組(I,Q)に対する閾値が設けられている。例えば、同相成分I信号に対して閾値180(直線180が示す閾値)が設定されている。データ判定回路37は、供給された同相成分I信号が、例えば、予め設定されている閾値180よりも大きい場合(すなわち、同相成分Iが0より大きい場合)、シンボル[0]を検出したと判定し、検出したシンボルを復調し、図10のユニークワード検出回路38に出力する。また、図8のキャリア再生回路36のナイキストフィルタ129より供給された同相成分Q信号が、例えば、予め設定している閾値180よりも小さい場合(すなわち、同相成分Qが0より小さい場合)、シンボル[1]を検出したと判定し、検出したシンボルを復調し、図10のユニークワード検出回路38に出力する。
【0082】
図3のデータ判定回路37から出力された信号は、図10のユニークワード検出回路38のQASKデマッピング器171に供給される。QASKデマッピング器171は、供給された信号をデマッピング処理し、ユニークワード検出器172に供給するとともに、遅延器173に供給する。
【0083】
ユニークワード検出器172は、予め、ユニークワードW2が設定されており、この値と、QASKデマッピング器171より供給された信号との相関を演算し、その相関値を相関値合成器175に出力する。
【0084】
一方、遅延器173は、供給された信号を所定の遅延量(ユニークワードW1とユニークワードW2の距離に対応する分)だけ遅延し、ユニークワード検出器175に出力する。
【0085】
ユニークワード検出器173は、予め、ユニークワードW1が設定されており、この値と、QASKデマッピング器171より供給された信号との相関を演算し、その相関値を相関値合成器175に出力する。
【0086】
相関値合成器175は、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174からの相関値を合成(加算)し、その値が所定の閾値以上となったとき、ユニークワードを検出したことを示す検出信号を図3のフレーム同期検出回路39に出力する。すなわち、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174でそれぞれユニークワードW2とユニークワードW1が検出されたとき、検出信号が相関値合成器175に出力される。
【0087】
ここで、ユニークワード検出器172およびユニークワード検出器174の動作を図13を用いて詳細に説明する。まず、ユニークワード検出器172に供給される信号について説明する。この信号は、図13(A)に示すように、1フレームが96ビットで構成され、最初の16ビット(TAB1)または最後の16ビット(TAB2)の位置に、図13(B)に示すように、それぞれユニークワードW1またはユニークワードW2が配置される。具体的には、8つのフレームにより構成されるスーパーフレームのうち、フレームの先頭のTAB1には、ユニークワードW1が配置され、後部のTAB2には、ユニークワードW2が配置される。但し、残りの7フレームにおいては、TAB1にユニークワードW1が配置されるが、TAB2には、ユニークワードW3が配置される。なお、この例においては、ユニークワードw1として値(1B95)が設定され、ユニークワードW2として値(A340)が設定され、ユニークワードW3として値(5CBF)が設定されている(いずれも16進表記)。64ビットのデータとしては、変調方式や符号化率等の伝送情報を含むTMCCが配置されている。
【0088】
図13(C)は、符号化率1/2の畳み込み符号処理が施されている信号を表している。但し、先頭の4ビットは、前段の信号の最後の4ビットである。この4ビットを除く信号は、畳み込み符号化されているため、合計192ビットの信号とされている。このうちのユニークワードW1とユニークワードW2にあたる部分(32ビット)のそれぞれの先頭の12ビットは、畳み込み符号化の際に前段のビットと併せて符号化されているため、ユニークワードとして用いることができない。したがって、ユニークワードとしては、残りの20ビットが用いられており、ユニークワードW1の先頭のビットと、ユニークワードW2の先頭のビットとは、160ビット分離れている(このビット数に対応する遅延が、図10の遅延器173により与えられる)。
【0089】
次に、例えば、図13(C)に示した信号が供給されているものとして、ユニークワード検出器172およびユニークワード検出器174の動作について説明する。ユニークワード検出器172には、20ビットのユニークワードW2が予め設定されている。そして、ユニークワード検出器174は、供給される信号との相関を1ビットづつ演算し、一致したとき1、一致しなかったとき−1を、相関値合成器175に出力する。例えば、演算した相関値が18の場合、相関値18が相関値合成器175に出力される。
【0090】
一方、ユニークワード検出器174に供給される信号は、ユニークワード検出器172に供給される信号よりもユニークワードW2とユニークワードW1の距離(具体的には160ビット)に対応する分だけ遅延され供給されている。これにより、ユニークワード検出器172にユニークワードW2が入力されるタイミングにおいて、ユニークワード検出器174に、ユニークワードW1が入力されることになる。そして、ユニークワード検出器174は、供給される信号との相関を1ビットづつ演算し、一致したとき1、一致しなかったとき−1を相関値合成器175に出力する。例えば、演算した相関値が18の場合、相関値18が相関値合成器175に出力される。
【0091】
相関値合成器175は、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174からの相関値を合成(加算)し、その値が所定の閾値以上となったとき、ユニークワードを検出したことを示す検出信号を図3のフレーム同期検出回路39に出力する。すなわち、ユニークワード検出器172とユニークワード検出器174でそれぞれユニークワードW2とユニークワードW1が検出されたとき、検出信号が相関値合成器175に出力される。これにより、BPSK変調、QPSK変調信号または8PSK変調信号を復調するための時間基準(同期信号)が得られたことになる。
【0092】
図11に戻って、ステップS5において、フレーム同期検出回路39は、供給された信号からフレームが同期しているか否かを検出し、その検出結果をマイコン40に出力する。このフレーム同期検出回路39の処理の詳細は、図14のフローチャートに表されている。すなわち、図14のステップS21において、フレーム同期検出回路39は、ユニークワード検出回路38より検出信号が入力されたか否かを判定する。ステップS21において、検出信号が入力されたと判定された場合、ステップS22に進む。
【0093】
ステップS22において、フレーム同期検出回路39は、ユニークワード検出回路38より検出信号が3回連続して入力されたか否かを判定する。検出信号が3回連続して入力された場合、ステップS23において、フレーム同期検出信号をマイコン40に出力してステップS24に移る。検出信号が3回連続して入力されなかった場合、ステップS24の処理はスキップされ、ステップS25に移る。このように、検出信号が3回連続して入力されたか否かを判定することにより、検出信号の入力の有無を判定するのは、誤検出率を減少する事と誤って同期はずれするのを保護するためである。
【0094】
図11に戻って、ステップS5において、マイコン40は、フレーム同期検出回路39より供給された検出結果より、フレーム同期しているか否かを判定し、フレーム同期していると判定した場合、処理を終了し、フレーム同期していないと判定した場合、ステップS6において、キャリア再生回路36に、周波数のステップ幅を変化させる信号を出力する(図9のコスタスループ器124の初期値を変更する)。この処理は、ステップS5で、フレーム同期したと判定されるまで繰り返される。
【0095】
ステップS5において、フレーム同期していると判定された場合、キャリア再生回路36は、マイコン40より供給された周波数のステップ幅でキャリアを再生し、データ判定回路37に出力する(キャリア再生回路36の詳細な処理は、上述した場合と同様であるので省略する)。
【0096】
一方、ステップS3において、マイコン40は、C/Nメータ34より供給された信号と予め設定している閾値との差が、予め設定している基準値以上であると判定した場合、ステップS7において、マイコン40は、キャリア再生回路36に、掃引する周波数の誤差0およびループの雑音帯域幅を初期値に戻す信号を出力する(図9の増幅部146と増幅部147の増幅率を所定の値に設定し、遅延部149に所定の初期値を設定する)。キャリア再生回路36は、供給された初期値の周波数の誤差および雑音帯域幅でキャリアを再生し、データ判定回路37に出力する(キャリア再生回路36の詳細な処理は、上述した場合と同様であるので省略する)。
【0097】
データ判定回路37は、キャリア再生回路36より供給された信号を、予め設定している閾値に基づいて、シンボルを検出できたか否かを判定し、シンボルを検出できたと判定した場合、検出したシンボルを復調し、ユニークワード検出回路38に出力する(データ判定回路37の詳細な処理は、上述した場合と同様であるので省略する)。
【0098】
ユニークワード検出回路38は、供給された信号からユニークワードを検出し、相関値を合成して、その値が所定の閾値以上となったとき、ユニークワードを検出したことを示す検出信号をフレーム同期検出回路39に出力する(ユニークワード検出回路38の詳細な処理は、上述した場合と同様であるので省略する)。
【0099】
フレーム同期検出回路39は、供給された信号からフレームが同期しているか否かを検出し、その検出結果をマイコン40に出力する(フレーム同期検出回路39の詳細な処理は、上述した場合と同様であるので省略する)。
【0100】
ステップS8において、マイコン40は、供給された検出結果から、フレームに同期しているか否かを判定し、フレームに同期していると判定されるまで、ステップS8に待機し、フレームに同期していると判定された場合、処理を終了する。
【0101】
以上のように、図3の受信装置3によれば、シンボル同期を捕った後に、符号判定点と符号変化点のレベル差を検出するようにしたので、C/N比を推定することができる。
【0103】
図15は、横軸にC/N比をとり、縦軸にC/Nメータ34の出力をとって表したものであり、変調方式をBPSK変調、8PSK変調が混在(ただしデータがすべて8PSK変調されている)したときの特性が示されている。上述したように、C/N比とC/Nメータ34からの出力の関係は、変調方式により曲線が上下するが、1対1に対応している。これより、C/Nメータ34からの出力によりC/N比が推定できることがわかる。
【0104】
なお、本明細書中において、システムの用語は、複数の装置、手段などにより構成される全体的な装置を意味するものとする。
【0105】
また、本明細書中において、上記処理を実行するコンピュータプログラムをユーザに提供する提供媒体には、磁気ディスク、CD−ROMなどの情報記録媒体の他、インターネット、ディジタル衛星などのネットワークによる伝送媒体も含まれる。
【0106】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に記載の情報処理装置、請求項2に記載の情報処理方法、および請求項3に記載の提供媒体によれば、受信信号から符号判定点と符号変化点を検出するようにしたので、信号の雑音を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 送信装置1の構成例を示すブロック図である。
【図2】 伝送路2の構成例を示すブロック図である。
【図3】 本発明を適用した受信装置3の構成例を示すブロック図である。
【図4】 図3のシンボルクロック生成回路32の構成例を示すブロック図である。
【図5】 図3のC/Nメータ34の構成例を示すブロック図である。
【図6】 図5のアイセンタ測定器86の構成例を示すブロック図である。
【図7】 図5のゼロクロス点測定器90の構成例を示すブロック図である。
【図8】 図3のキャリア再生回路36の構成例を示すブロック図である。
【図9】 図8のコスタスループ器124の構成例を示すブロック図である。
【図10】 図3のユニークワード検出回路38の構成例を示すブロック図である。
【図11】 図3の受信装置3の動作を説明するフローチャートである。
【図12】 図3のデータ判定回路37の動作を説明する図である。
【図13】 図3のユニークワード検出回路38の動作を説明する図である。
【図14】 図3のフレーム同期検出回路39の動作を説明するフローチャートである。
【図15】 C/N メータ34の出力特性を示す図である。
Claims (3)
- 受信信号から振幅値を検出する振幅値検出手段と、
前記振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出手段と、
前記振幅値検出手段により検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出手段と、
前記符号判定点検出手段により検出された符号判定点における第1の受信電力から、前記符号変化点検出手段により検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、前記第2の受信電力から所定の定数が乗算された前記第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 受信信号から振幅値を検出する振幅値検出ステップと、
前記振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出ステップと、
前記振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出ステップと、
前記符号判定点検出ステップで検出された符号判定点における第1の受信電力から、前記符号変化点検出ステップで検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、前記第2の受信電力から所定の定数が乗算された前記第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出ステップと
を含むことを特徴とする情報処理方法。 - 受信信号から振幅値を検出する振幅値検出ステップと、
前記振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号判定点を検出する符号判定点検出ステップと、
前記振幅値検出ステップで検出された振幅値に基づいて、符号変化点を検出する符号変化点検出ステップと、
前記符号判定点検出ステップで検出された符号判定点における第1の受信電力から、前記符号変化点検出ステップで検出された符号変化点における第2の受信電力を減算して得られた第1の電力信号と、前記第2の受信電力から所定の定数が乗算された前記第1の受信電力を減算して得られた第2の電力信号との比から、信号の大きさと雑音の大きさとの関係を検出する雑音検出ステップと
を含む処理を情報処理装置に実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラムを提供することを特徴とする提供媒体。
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