JP4312126B2 - 受信機用シンボル処理装置及び受信機用シンボル処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信信号中の各シンボル期間のシンボルを検出する受信機用シンボル処理装置及び受信機用シンボル処理方法に関するものである。

ディジタル通信では、送信機において、シンボルへディジタル変調した信号を送信し、受信機では、各シンボル期間のシンボルを、検波値と基準シンボル値とを対比に基づき、決定している。送信シンボルの生成及び受信シンボルの検出には、基準値が必要である。例えば、ディジタル変調としてＦＳＫ（周波数シフトキーイング）を採用した場合には、該基準値とは基準周波数のことであり、送信機の基準周波数と受信機の基準周波数との間にずれが生じると、このずれは、受信機における周波数オフセットとして、受信機の検波信号中にＤＣオフセットとなって出現し、受信機におけるシンボル検出を阻害する。

特許文献１は、受信信号中の各シンボル期間のシンボルを検出するために、必要となるクロック信号を受信信号から再生するクロック信号再生装置を開示する。特許文献１のクロック信号再生装置は、ＤＣオフセットに因るシンボル検出精度の悪化を回避するために、例えば、検波信号中のＤＣオフセットをハイパスフィルタによって除去する。図８はＤＣオフセットをハイパスフィルタにより除去する従来のディジタル信号受信機２００の構成図である。ディジタル信号受信機２００はディジタル変調としてＦＳＫを採用している。

図８において、ディジタル信号受信機２００は、ハイパスフィルタ２０１、シンボル検出器２０２、クロック再生器２０３、ボコーダ２０４、Ｄ／Ａ変換器２０５及びスピーカ２０６を有している。ハイパスフィルタ２０１は、検波信号中の高周波数成分のみの通過を許容することにより、検波信号中の低域周波数成分（低域周波数成分には直流成分を含む。）の通過を抑制する。シンボル検出器２０２は、クロック再生器２０３からのクロック信号に基づき各シンボル期間を検出し、ハイパスフィルタ２０１の出力から各シンボル期間のシンボルを検出する。クロック再生器２０３は、シンボル検出器２０２の出力に基づきクロックを再生する。クロック再生器２０３によるシンボル検出器２０２の出力からのクロックの再生方式については一例が特許文献１に詳説されている。ボコーダ２０４は、シンボル検出器２０２から送られて来るシンボルの列から、各シンボルに対応するオーディオ用ディジタル信号をデコードする。Ｄ／Ａ変換器２０５はボコーダ２０４からのオーディオ用ディジタル信号をアナログ信号へ変換する。スピーカ２０６は、Ｄ／Ａ変換器２０５からのアナログ信号を音波へ変換する。

図９は図８のディジタル信号受信機２００における同期信号の検出処理のフローチャートである。Ｓ２１０では。検波信号をハイパスフィルタ２０１に通すことにより、検波信号中のＤＣオフセットを吸収（除去）する。Ｓ２１１では相関処理が実施される。該相関処理とは、具体的には、ＤＣオフセットを除去された検波信号の値（電位レベル）の変化と、同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルに係る電位レベルのパターンとの相関関係を調べて、同期信号の受信を検出する処理である。Ｓ２１２では、相関がとれたか否か、すなわち同期信号を受信したか否かを判定し、該判定が否（ＮＯ）であれば、Ｓ２１１へ戻り、正（ＹＥＳ）であれば、次の処理としての後続データ信号期間の各ディジタルにおけるディジタル値検出処理（図８のシンボル検出器２０２における処理）へ進む。
特開２００３−３３３１１３公報

ディジタル信号受信機２００における検波信号には、ＤＣ（直流）成分として、ディジタル信号受信機２００の基準周波数と送信機の基準周波数とのずれに因るＤＣオフセットの他に、変調信号自体のＤＣ成分が含まれているが、ハイパスフィルタ２０１は、ＤＣオフセットの外にも、変調信号自体のＤＣ成分も除去してしまう。これは、検波信号を劣化させて、ＢＥＲ（ビットエラーレート）の悪化の原因になる。さらに、同一のシンボルが連続するときにも、その連続に因るＤＣ成分が検波信号中に含まれることになるが、ハイパスフィルタ２０１は、そのＤＣ成分を徐々に減衰させてしまうので、同様に、ＢＥＲの悪化原因になる。

図１０はハイパスフィルタ２０１が電位レベル一定の検波信号を入力されるときのハイパスフィルタ２０１の出力電位レベルの時間変化を示したものである。破線は、ハイパスフィルタ２０１へ入力される検波信号の電位レベルＥを示し、時間的に一定となっている。ｔ＝０はハイパスフィルタ２０１への検波信号の入力開始時刻である。ハイパスフィルタ２０１の出力は、ｔ＝０の直後には一旦、大きく立ち上がり、その後は、徐々に下降し、ｔ＝ｔ１以降は、Ｅ以下となり、時間経過に連れてＥとの乖離が広がる。すなわち、検波信号は、ハイパスフィルタ２０１を通過することにより、本来は、除去されべきでないＤＣ成分も除去されてしまうことが分かる。なお、ｔ１はｍｓｅｃのオーダーである。

また、ＤＣオフセットはシンボルごとに異なっているが、ハイパスフィルタ２０１によるＤＣ成分の一律の除去では、シンボル別に、各シンボルのＤＣオフセットを除去することは困難である。

本発明の目的は、送信機におけるシンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値とのずれに因る受信機側のＤＣオフセットを適切に除去して、シンボル検出の精度を改善する受信機用シンボル処理装置及び受信機用シンボル処理方法を提供することである。

本発明によれば、送信機におけるシンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値とのずれに因る受信機側のＤＣオフセットを、フレームの同期信号期間における各シンボル期間の検波値と、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき、検出する。同期信号期間の各シンボル期間のシンボル、したがってそのシンボル値としての設定シンボル値は規格で決められており、受信機は、各同期用シンボルについて設定シンボル値をあらかじめ把握している。したがって、送信機におけるシンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値とのずれに因る受信機側のＤＣオフセットは、同期信号期間の各シンボル期間において、各シンボル期間の検波値としての現実の値と、各シンボル期間の設定シンボル値との差分となる。

同期信号期間であるか否かは、（ａ）ＤＣオフセットを除去する前の検波信号から検出してもよいし、（ｂ）ＤＣオフセットを除去した後の検波信号から検出してもよい。しかし、ＤＣオフセットの量が大きい場合には、同期信号期間を正確に検出することが難しくなることがある。（ｂ）場合には、ＤＣオフセットを適当に除去した検波信号から同期信号期間を検出するので、ＤＣオフセットの量が過大になっても、同期信号期間を支障なく検出するとができ、有利である。

ＤＣオフセットはシンボルごとに異なるので（例えば、４値ＦＳＫの場合には、シンボルは４個存在し、それら４個のシンボルをそれぞれＳ１〜Ｓ４とすると、各シンボルＳ１〜Ｓ４ごとにＤＣオフセットが異なるという意味である。Ｓ１のシンボルについて、或るシンボル期間におけるＤＣオフセットと、別のシンボル期間におけるＤＣオフセットとが相違しているという意味では言っているのではない。）、シンボルごとにシンボル別ＤＣオフセットとしてＤＣオフセットを検出し、シンボル別ＤＣオフセットに基づき後続データ信号期間の各シンボル期間のシンボルを決めるのが有利である。しかしながら、構成簡単化や負荷軽減のために、シンボルに関係なく一律のＤＣオフセットを検出し、該一律のＤＣオフセットに基づき後続データ信号期間のシンボルを決めてもよいとする。一律のＤＣオフセットは、例えば同期信号期間の各シンボル期間のＤＣオフセットの全体に対して、その平均値、中央値（メジアン）又は最頻値（モード）を選択できる。

基準ＤＣオフセットの検出は、各フレームごとに実施するのが好ましいが、負荷を軽減するために、適当に間引きし、適宜、実施することにし、最後に検出した基準ＤＣオフセットを、次回の検出までの間の複数の受信フレームにおけるシンボル決定に対して、継続的に使用するようにしてもよい。

本発明によれば、送信機におけるシンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値とのずれに因る受信機側のＤＣオフセットを、同期信号期間の各シンボルにおける検波値と各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき検出するので、ハイパスフィルタを使用して受信機側のＤＣオフセットを除去する場合の種々の弊害を解消することができる。

図１は受信機用シンボル処理装置１０の機能ブロック図である。シンボル処理装置１０に適用される伝送信号では、１個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっている。受信機は、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する。受信機用シンボル処理装置１０は、同期信号期間検出手段１４、基準ＤＣオフセット検出手段１５、及びシンボル決定手段１６を有している。

同期信号期間検出手段１４は、検波信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する。基準ＤＣオフセット検出手段１５は、フレームの同期信号期間における各シンボル期間の検波値Ｄｓｓ（１番目の添え字のｓはシンボル期間のものであることを意味し、２番目の添え字のｓは同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）期間のものであることを意味している。）と、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓ（２番目の添え字のｓは設定（ｓｅｔｔｅｉ）を意味する。）との差分Ｓｓ（Ｓは差分Ｓａｂｕｎを意味する。）に基づき、同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットＯｆとして検出する。シンボル決定手段１６は、フレームの後続データ信号期間では、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍ（２番目の添え字のｍは後続データ信号期間のものであることを意味する。）と複数個の基準シンボル値Ｖｓｒ（２番目の添え字のｒは基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を意味する。）とを、基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ、対比して、各シンボル期間のシンボルを決定する。

同期信号期間検出手段１４が同期信号期間を検出するために使用する検波信号は、検波器から出力される検波信号自体だけでなく、該検波信号に所定の処理、例えば検波信号をハイパスフィルタに通し、ハイパスフィルタの通過後の検波信号も含むものとする。

フレームの同期信号期間の各シンボル期間の同期用シンボルは、固定されていて、不変であり、シンボル処理装置１０及び後述のシンボル処理装置２０は、該同期用シンボルに対応して予め設定してある設定シンボル値Ｖｓｓを持っている。したがって、実際の受信信号から生成した検波信号における同期信号期間の各シンボル期間の検波値Ｄｓｓと、フレームの同期信号期間における各シンボル期間の設定シンボル値Ｖｓｓとの差分Ｓｓ（Ｓｓ＝Ｄｓｓ−Ｖｓｓ又はＳｓ＝Ｖｓｓ−Ｄｓｓ）は、送信機においてシンボル生成のために使用する基準値と受信機においてシンボル検出のために使用する基準値とのずれに因るＤＣオフセットに正しく対応している。こうして、後続データ信号期間の各シンボル期間におけるシンボルを、差分Ｓｓに基づき検出した基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ、フレームの後続データ信号期間における各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとの対比により、決定することにより、後続データ信号期間においてＤＣオフセットからの影響を排除したシンボル決定を実施できる。

図２は別の受信機用シンボル処理装置２０の機能ブロック図である。受信機用シンボル処理装置２０に適用される伝送信号では、受信機用シンボル処理装置１０に適用される伝送信号の場合と同様に、１個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっている。受信機は、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する。受信機用シンボル処理装置２０は、検波信号保持手段２４、除去手段２５、同期信号期間検出手段２６、基準ＤＣオフセット検出手段２７及びシンボル決定手段２８を有している。

検波信号保持手段２４は、過去所定時間分の検波信号を保持検波信号として保持する。除去手段２５は、検波信号から直流成分を除去した直流成分除去信号を生成する。同期信号期間検出手段２６は、直流成分除去信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する。基準ＤＣオフセット検出手段２７は、フレームの同期信号期間が検出された時の保持検波信号に基づき同期信号期間における各シンボル期間の検波信号の値としての検波値Ｄｓｓを検出し、同期信号期間における各シンボル期間の検波値Ｄｓｓとフレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓとの差分Ｓｓに基づき、該同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットＯｆとして検出する。シンボル決定手段２８は、フレームの後続データ信号期間では、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを、基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定する。

検波信号保持手段２４における保持検波信号の過去所定時間分は、好ましくは、同期信号期間と等しい時間分であるが、同期信号期間より短くてもよい。同期信号期間におけるシンボル期間の全個数をＮ１個とする場合、Ｎ１個（＝全部）のシンボル期間における差分Ｓｓを検出しなくても、同期信号期間におけるＮ２（Ｎ２＜Ｎ１）個のシンボル期間から同期信号期間における、各シンボル別の又はシンボルに関係なく一律の差分Ｓｓを検出できるからである。すなわち、同期信号期間では、同一の同期用シンボルの割当てられたシンボル期間が複数個、存在するときがあり、同一の同期用シンボルについての全部のシンボル期間に対してＤＣオフセットを算出しなくても十分に高品質のシンボル別及び一律の基準ＤＣオフセットＯｆを検出できることがある。なお、シンボルに関係のない一律の基準ＤＣオフセットＯｆとは、例えば同期信号期間の複数個のシンボル期間におけるＤＣオフセットの平均値や中央値等であり、このような平均値や中央値は、同期信号期間の内の所定部分のシンボル期間のＤＣオフセットを観察すれば、十分であることがある。

受信機用シンボル処理装置２０においても、受信機用シンボル処理装置１０と同様に、後続データ信号期間の各シンボル期間におけるシンボルを、差分Ｓｓを考慮して決定することにより、ＤＣオフセットからの影響を排除したシンボル決定を実施できる。

同期信号期間は、所定の同期信号バターン（同期信号期間の各シンボル期間に割り当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓの連続）に基づいて検波信号から検出されるが、ＤＣオフセットの量が過大になると、検波値Ｄｓｓと同期信号のバターンにおける各設定シンボル値Ｖｓｓとの差が開き過ぎ、同期信号期間の検出に支障が生じるおそれがある。受信機用シンボル処理装置２０では、除去手段２５により処理した検波信号としての直流成分除去信号に基づき同期信号期間を検出するので、そのような恐れを回避できる。

受信機用シンボル処理装置１０，２０に適用される伝送信号におけるディジタル変調は、例えばＦＳＫであるが、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）及びその他のディジタル変調であってもよいとする。ＦＳＫでは、シンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値は、周波数に係る基準値となり、ＰＳＫでは、シンボル生成の基になる基準値と受信機におけるシンボル検出の基になる基準値は、位相に係る基準値となる。各シンボル期間において伝送対象となるシンボルは、複数個のシンボルの中の１個であり、各シンボルごとに基準シンボル値Ｖｓｒは異なっている。各シンボル期間の検波値Ｄｓｍに最も近い基準シンボル値Ｖｓｒが探し出され、該探し出された基準シンボル値Ｖｓｒに係るシンボルが、該シンボル期間期間のシンボルとして検出（取得）される。

同期信号期間検出手段１４，２６における同期信号期間の検出は、例えば、同期信号を相関処理することにより検出することにより行われる。

基準ＤＣオフセット検出手段１５，２７は、基準ＤＣオフセットＯｆをシンボル別基準ＤＣオフセットＯｆとして各シンボル別に検出するのが好ましい。基準ＤＣオフセットＯｆは本来はシンボルごとに異なるからである。そして、シンボル決定手段１６，２８は、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを、シンボル別基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ、各シンボル期間のシンボルを決定する。

基準ＤＣオフセットＯｆは、シンボルに関係なく、一律に設定されてもよい。一律なシンボルを設定する場合には、受信機用シンボル処理装置１０，２０の構成の簡単化や、負荷の低減を期待できる。一律なシンボルとしては、例えば、同期信号期間の各シンボル期間における基準ＤＣオフセットＯｆの平均値及び中央値（メジアン）がある。

好ましくは、シンボル決定手段１６，２８は、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍを対比修正因子に基づき修正した修正検波値（例えば、修正検波値＝Ｄｓｍ−Ｏｆ）と複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを対比するか、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒのそれぞれを対比修正因子に基づき修正した修正基準シンボル値（例えば、修正シンボル値＝Ｖｓｒ＋Ｏｆ）とを対比するかする。

要するに、従来の受信機用シンボル処理装置では、単に、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値Ｄｓｍと、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値Ｖｓｒとの対比に基づき決定していたのに対し、受信機用シンボル処理装置１０，２０では、同期信号期間における差分Ｓｓに基づき検出したＤＣオフセットＯｆを加味させた対比を行い、シンボル決定におけるＤＣオフセットの影響を抑制する。

基準ＤＣオフセット検出手段１５，２７における基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、各フレームを受信するごとに、前回の検出後、所定個数のフレームを受信するごとに、又は前回の検出後、一定時間が経過するごとに、実施される。

厳密な基準ＤＣオフセットＯｆを検出するためには、基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、各フレームごとに実施するのが望ましいが、処理の負荷を軽減するために、また、基準ＤＣオフセットＯｆは適当な時間範囲に限ればさぼど変動するものでもないので、全部のフレームから基準ＤＣオフセットＯｆを検出することなく、基準ＤＣオフセットＯｆの検出を、適宜の個数間隔や時間間隔のフレームからのみとすることができる。基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、例えば、前回の検出後、所定個数のフレームを受信するごととしたり、前回の検出後、一定時間が経過するごととしたりする。

図３は受信機用シンボル処理方法のフローチャートである。受信機用シンボル処理方法に適用される伝送信号では、１個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっている。受信機は、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する。

同期信号期間検出ステップＳ４１では、検波信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する。基準ＤＣオフセット検出ステップＳ４２では、フレームの同期信号期間における各シンボル期間の検波値Ｄｓｓと、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓとの差分Ｓｓに基づき、同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットＯｆとして検出する。シンボル決定ステップＳ４３では、フレームの後続データ信号期間において、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを、基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定する。

図４は別の受信機用シンボル処理方法のフローチャートである。図４の受信機用シンボル処理方法に適用される伝送信号では、図３の受信機用シンボル処理方法に適用される伝送信号と同様に、１個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっている。受信機は、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する。

検波信号保持ステップＳ５１では、過去所定時間分の検波信号を保持検波信号として保持する。除去ステップＳ５２では、検波信号から直流成分を除去した直流成分除去信号を生成する。同期信号期間検出ステップＳ５３，Ｓ５４では、直流成分除去信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する。基準ＤＣオフセット検出ステップＳ５５では、フレームの同期信号期間が検出された時の保持検波信号に基づき同期信号期間における各シンボル期間の検波信号の値としての検波値Ｄｓｓを検出し、同期信号期間における各シンボル期間の検波値Ｄｓｓとフレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓとの差分Ｓｓに基づき、該同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットＯｆとして検出する。シンボル決定ステップＳ５６では、フレームの後続データ信号期間において、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを、基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定する。

基準ＤＣオフセット検出ステップＳ４２，Ｓ５５では、例えば、基準ＤＣオフセットＯｆをシンボル別基準ＤＣオフセットＯｆとして各シンボル別に検出する。そして、シンボル決定ステップＳ４３，Ｓ５６では、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを、シンボル別基準ＤＣオフセットＯｆを対比修正因子としつつ、各シンボル期間のシンボルを決定する。

基準ＤＣオフセットＯｆは、シンボルに関係なく、一律に設定されてもよい。一律なシンボルを設定することにより、受信機用シンボル処理装置の構成の簡単化や負荷の低減を図ることができる。一律なシンボルとしては、例えば、同期信号期間の各シンボル期間における基準ＤＣオフセットＯｆの平均値及び中央値（メジアン）がある。

好ましくは、シンボル決定ステップＳ４３，Ｓ５６では、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍを対比修正因子に基づき修正した修正検波値（例えば、修正検波値＝Ｄｓｍ−Ｏｆ）と複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとを対比するか、各シンボル期間の検波値Ｄｓｍと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒのそれぞれを対比修正因子に基づき修正した修正基準シンボル値（例えば、修正シンボル値＝Ｖｓｒ＋Ｏｆ）とを対比するかする。

基準ＤＣオフセット検出ステップＳ４２，Ｓ５５における基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、各フレームを受信するごとに、前回の検出後、所定個数のフレームを受信するごとに、又は前回の検出後、一定時間が経過するごとに、実施される。厳密な基準ＤＣオフセットＯｆを検出するためには、基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、各フレームごとに実施するのが望ましいが、処理の負荷を軽減するために、また、基準ＤＣオフセットＯｆは適当な時間範囲に限ればさぼど変動するものでもないので、全部のフレームから基準ＤＣオフセットＯｆを検出することなく、基準ＤＣオフセットＯｆの検出を、適宜の個数間隔や時間間隔のフレームからのみとすることができる。基準ＤＣオフセットＯｆの検出は、例えば、前回の検出後、所定個数のフレームを受信するごととしたり、前回の検出後、一定時間が経過するごととしたりする。

受信機用シンボル処理装置１０，２０は、例えば、図８のディジタル信号受信機２００に組み込まれる。その場合、シンボル決定手段１６，２８がシンボル検出器２０２に置き換えられ、シンボル決定手段１６，２８をそれぞれ除く受信機用シンボル処理装置１０，２０の部分が、ハイパスフィルタ２０１に置き換えられる。

図５は米国のＥＩＡ／ＴＩＡ１０２において規定されているＡＰＣＯ ｐｒｏｊｅｃｔ２５と言う業務用無線機の規格に係るフレームの構造図である。該規格では、ディジタル変調としてＦＳＫが採用されている。全体フレームは、複数個（図５では６個）のフレームから構築されており、ヘッダデータユニット（Ｈｅａｄｅｒ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）及び終端データユニット（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）のフレームが全体フレームの先頭及び後尾のフレームとしてそれぞれ配置される。論理リンクデータユニット（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）１，２の２個のフレームを１組とする２組は、スーパーフレーム（ＳＵＰＥＲＦＲＡＭＥ）と呼ばれ、ヘッダデータユニットと終端データユニットとの間に配置される。ＦＳは、どの種類のフレームにおいても同期信号期間として、先頭に配置される。本明細書では、フレームにおいて、同期信号期間より後ろの期間を「後続データ信号期間」と呼んでいる。ヘッダデータユニット及び終端データユニットにおいて、同期信号期間としてのＦＳに後続するデータ（ｄａｔａ）の期間は後続データ信号期間である。また、論理リンクデータユニット１，２において、データ（ｄａｔａ）とＶＣ１〜９（各ＶＣは１４４ビットから成る。）とが交互に繰り返す期間は、同期信号期間としてのＦＳに後続しており、後続データ信号期間である。なお、ＶＣ（ボコーダ）は、音声データのことであり、データの一種である。

ＦＳは、４８ビットから成り、すなわち２４個のシンボルから成る。ＡＰＣＯ ｐｒｏｊｅｃｔ２５におけるシンボルレートは４８００ｓｙｍｂｏｌｓ／ｓ（／ｓは／秒の意味。）であるので、同期信号期間としてのＦＳの期間は５ｍｓとなる。

前述の受信機用シンボル処理装置１０，２０は、図５に規定するフレーム構造の伝送信号に適用可能である。

図６はＤＣオフセット処理のフローチャートである。図６の各ステップと、図２のブロック及び図４のステップとの対応関係は次のとおりである。
Ｓ１１０：除去手段２５及びＳ５２。
Ｓ１１１：検波信号保持手段２４及びＳ５１。
Ｓ１１４，Ｓ１１５：同期信号期間検出手段２６及びＳ５３，Ｓ５４。
Ｓ１１６：基準ＤＣオフセット検出手段２７及びＳ５５。
Ｓ１１９：シンボル決定手段２８及びＳ５６の一部。

Ｓ１１０では、検波信号をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に通して、低域周波数成分、特に、ＤＣオフセットを吸収された検波信号としての直流成分除去信号を生成する。Ｓ１１１では、直近５ｍｓｅｃ分の検波信号を所定の保存素子に保存する。保存素子内の検波信号は、保存してから５ｍｓｅｃ経過したものから、順番に捨てられる。なお、５ｍｓｅｃは、ＡＰＣＯ ｐｒｏｊｅｃｔ２５における同期信号期間としてのＦＳの期間に相当し、２４シンボル期間に相当する。Ｓ１１４では、同期信号検出のための相関処理を行い、Ｓ１１５では、相関がとれたか否かを判定し、相関がとれしだい、すなわち、同期信号が検出されしだい、Ｓ１１７へ進む。Ｓ１１７では、同期信号期間のＤＣオフセットを計算する。具体的には、Ｓ１１７では、Ｓ１１５において相関がとれると、その時にＳ１１１の保存素子に保存されている過去５ｍｓｅｃ分、すなわち２４個分のシンボルの検波値（例えば振幅値）を同期信号期間における検波値Ｄｓｓとして取り出し、各シンボル期間の検波値Ｄｓｓと、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割り当てられている同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓとを対比し、差分Ｓｓ（例えばＳｓ＝Ｄｓｓ−Ｖｓｓ）を計算し、さらに、該差分に基づき基準ＤＣオフセットＯｆを計算する。Ｏｆ＝Ｓｓとすることもできる。基準ＤＣオフセットＯｆは、シンボル別に計算するのが好ましいが、シンボルに関係なく一律の値、例えば同期信号期間の各シンボル期間の基準ＤＣオフセットＯｆの全体に対する平均値としてのＯｆであってよい。

Ｓ１１９では、後続データ信号期間の各シンボル期間における検波値Ｄｓｍから基準ＤＣオフセットＯｆを引いた減算を行い、その減算結果としての値Ｃｓ（＝Ｄｓｍ−Ｏｆ）を次のシンボル値取得処理ステップ（図８のシンボル検出器２０２に対応する。）へ送る。Ｓ１１７において、シンボル別にＯｆを計算したときは、減算値Ｃｓはシンボル数だけ生じる。Ｓ１１７において一律の基準ＤＣオフセットＯｆを計算したときは。減算値Ｃｓは１個となる。Ｓ１１９の次のシンボル値取得処理ステップでは、Ｃｓと複数個の基準シンボル値Ｖｓｒとが対比されて、Ｃｓに最も近い基準シンボルに係るシンボルが、該Ｃｓのシンボル期間のシンボルであると決定される。

図７は同期信号期間検出器１３０の詳細なブロック図である。相関器１３１及び判定器１３２は、図６のＳ１１４，Ｓ１１５にそれぞれ対応している。すなわち、相関器１３１では、ＤＣ成分を除去した後の検波信号の検波値Ｄｓｓと同期信号パターンの各シンボル期間の同期用シンボルの設定シンボル値Ｖｓｓとが対比され、判定器１３２では、相関器１３１における対比が同期信号パターン全体において一致しているか否かが判定される。そして、相関器１３１における判定結果が正であれば、同期信号であると結論する。

受信機用シンボル処理装置の機能ブロック図である。 別の受信機用シンボル処理装置の機能ブロック図である。 受信機用シンボル処理方法のフローチャートである。 別の受信機用シンボル処理方法のフローチャートである。 米国のＥＩＡ／ＴＩＡ１０２において規定されている業務用無線機の規格に係るフレームの構造図である。 ＤＣオフセット処理のフローチャートである。 同期信号期間検出器の詳細なブロック図である。 ＤＣオフセットをハイパスフィルタにより除去する従来のディジタル信号受信機の構成図である。 図８のディジタル信号受信機における同期信号の検出処理のフローチャートである。 ハイパスフィルタが電位レベル一定の検波信号を入力されるときのハイパスフィルタの出力電位レベルの時間変化を示したものである。

符号の説明

１０：受信機用シンボル処理装置、１４：同期信号期間検出手段、１５：基準ＤＣオフセット検出手段、１６：シンボル決定手段、２０：受信機用シンボル処理装置、２４：検波信号保持手段、２５：除去手段、２６：同期信号期間検出手段、２７：基準ＤＣオフセット検出手段、２８：シンボル決定手段。

Claims (7)

1. １個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっており、
   受信機が、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する受信機用シンボル処理装置において、
   検波信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する同期信号期間検出手段、
   フレームの同期信号期間における各シンボル期間の検波値と、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき、同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットとして検出する基準ＤＣオフセット検出手段、及び
   フレームの後続データ信号期間では、各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値とを、前記基準ＤＣオフセットを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定するシンボル決定手段、
   を有していることを特徴とする受信機用シンボル処理装置。
2. １個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっており、
   受信機が、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する受信機用シンボル処理装置において、
   過去所定時間分の検波信号を保持検波信号として保持する検波信号保持手段、
   検波信号から直流成分を除去した直流成分除去信号を生成する除去手段、
   前記直流成分除去信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する同期信号期間検出手段、
   フレームの同期信号期間が検出された時の保持検波信号に基づき同期信号期間における各シンボル期間の検波信号の値としての検波値を検出し、同期信号期間における各シンボル期間の検波値とフレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき、該同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットとして検出する基準ＤＣオフセット検出手段、及び
   フレームの後続データ信号期間では、各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値とを、前記基準ＤＣオフセットを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定するシンボル決定手段、
   を有していることを特徴とする受信機用シンボル処理装置。
3. 前記基準ＤＣオフセット検出手段は、基準ＤＣオフセットをシンボル別基準ＤＣオフセットとして各シンボル別に検出し、
   前記シンボル決定手段は、各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値とを、前記シンボル別基準ＤＣオフセットを対比修正因子としつつ、各シンボル期間のシンボルを決定することを特徴とする請求項１又は２記載の受信機用シンボル処理装置。
4. 前記シンボル決定手段は、各シンボル期間の検波値を前記対比修正因子に基づき修正した修正検波値と複数個の基準シンボル値とを対比するか、又は各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値のそれぞれを前記対比修正因子に基づき修正した修正基準シンボル値とを対比することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の受信機用シンボル処理装置。
5. 前記基準ＤＣオフセット検出手段における前記基準ＤＣオフセットの検出は、（ａ１）各フレームを受信するごとに、（ａ２）前回の検出後、所定個数のフレームを受信するごとに、又は（ａ３）前回の検出後、一定時間が経過するごとに、実施されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の受信機用シンボル処理装置。
6. １個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっており、
   受信機が、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する受信機用シンボル処理方法において、
   検波信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する同期信号期間検出ステップ、
   フレームの同期信号期間における各シンボル期間の検波値と、フレームの同期信号期間における各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき、同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットとして検出する基準ＤＣオフセット検出ステップ、及び
   フレームの後続データ信号期間では、各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値とを、前記基準ＤＣオフセットを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定するシンボル決定ステップ、
   を有していることを特徴とする受信機用シンボル処理方法。
7. １個のフレームが複数個のシンボル期間から成り、各フレームは、先頭部の所定個数のシンボル期間から成る同期信号期間と、該同期信号期間に後続しフレーム内の残りのシンボル期間から成る後続データ信号期間とを含み、各フレームの各シンボル期間は、シンボル値の異なる複数のシンボルの内の１個を伝送するようになっており、
   受信機が、フレームを含む伝送信号を受信し、フレームにおける各シンボル期間のシンボルを、受信信号から生成した検波値と、各シンボルについてそれぞれ予め設定してある基準シンボル値との対比に基づき決定する受信機用シンボル処理方法において、
   過去所定時間分の検波信号を保持検波信号として保持する検波信号保持ステップ、
   検波信号から直流成分を除去した直流成分除去信号を生成する除去ステップ、
   前記直流成分除去信号に基づきフレームの同期信号期間を検出する同期信号期間検出ステップ、
   フレームの同期信号期間が検出された時の保持検波信号に基づき同期信号期間における各シンボル期間の検波信号の値としての検波値を検出し、同期信号期間における各シンボル期間の検波値とフレームの同期信号期間におけるの各シンボル期間に割当てられている同期用シンボルの設定シンボル値との差分に基づき、該同期信号期間のＤＣオフセットを基準ＤＣオフセットとして検出する基準ＤＣオフセット検出ステップ、及び
   フレームの後続データ信号期間において、各シンボル期間の検波値と複数個の基準シンボル値とを、前記基準ＤＣオフセットを対比修正因子としつつ対比して、各シンボル期間のシンボルを決定するシンボル決定ステップ、
   を有していることを特徴とする受信機用シンボル処理方法。

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