JP4508961B2

JP4508961B2 - シンボル判定装置、シンボル判定装置のシンボル判定方法、シンボル判定プログラム及び記録媒体

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Publication number: JP4508961B2
Application number: JP2005192150A
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Inventors: 薫高松
Original assignee: Kenwood KK
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Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007013621A

Description

本発明は、デジタル無線通信機等に好適な、デジタル変調信号のシンボル判定装置、デジタル変調信号のシンボル判定方法、デジタル変調信号のシンボル判定プログラム及び記録媒体に関するものである。

デジタル無線通信では、伝達すべきデータをフレーム単位で送受信するが、送信機側で各フレームの所定位置、例えば、フレーム先頭に特定の信号配列パターンを有する同期信号（フレーム同期ワード：Frame Sync Word）を配置して送信し、受信機側では、検波出力信号中の上記フレーム同期ワードを検出することにより、同期を確立させ、同期タイミングに従って、ＦＳワードに続く情報データを復調する。このようにデジタル無線通信では、受信側での同期確保がデータを復調する上で、極めて重要である。
デジタル無線通信機の機能ブロック構成として、図８に示すものが知られている。図８に示す無線受信機３００は、周波数偏移変調方式（Frequency Shift Keying；ＦＳＫ）に使用するもで、アンテナ５１と、フロントエンド部５２と、ＦＭ検波処理部５３と、Ｉ＆Ｄフィルタ５４と、シンボル検出部５５と、復号処理部５６と、スピーカ５７、及びフレーム同期装置５８を含んで構成されている。
アンテナ５１は、送信された空間の無線電波を導出してフロントエンド部５２に供給し、フロントエンド部５２は、受信した無線搬送波信号から所望周波数成分を通過させると共に、所要レベルまで信号増幅する。ＦＭ検波処理部５３は、前記フロントエンド部５２の出力をＦＭ検波して情報を表すパルス列信号に復調する。なお、ＦＭ検波処理部５３の出力は、理想的には送信されたパルス列波形と同様に矩形波となるが、実際にはエッジ部が鈍り丸まった波形となる。Ｉ＆Ｄフィルタ（Integrate and Dump Filter）５４は、信号の符号間干渉成分を除去する積分放電フィルタで、その出力を２分岐し、一方をシンボル検出部５５、他方をフレーム同期装置５８に供給する。フレーム同期装置５８は、内部に相関器の機能を備え、既知のフレーム同期ワード（以下「ＦＳワード」）を生成するか、あるいはメモリに記憶しておき、Ｉ＆Ｄフィルタ５４を経由して供給されるＦＭ検波処理部５３の出力信号のパルス列信号から抽出した所要ビット列と前期ＦＳワードビットと比較し、両者が一致するとき、最大ピーク信号が出力されるようになっている。
このフレーム同期装置５８においてＦＳワードの検出に成功し同期が確立されると、シンボルタイミング情報をシンボル検出部５５に供給し、ＦＳワードに続いて送信された情報ビット信号からシンボル値を検出し、情報ビットを表すシンボルデータに変換する。このようにして得られたシンボルデータは復号処理５６において、元の情報信号に変換した後、音声信号の場合はスピーカ５７から出力する。

デジタル変調方式の一例として、ＡＰＣＯＰ２５を例に具体的に説明する。ＡＰＣＯは４値ＦＳＫ変調方式で、一つの周波数偏移（デビエーション：Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値の１シンボルで２ビットの組み合わせ“００”、“１０”、“０１”、“１１”の四つのうちのどれか一つを表すように決められている。
実際の周波数偏移値の例としては、＋０．６ｋＨｚ、＋１．８ｋＨｚ、−１．８ｋＨｚ、−０．６ｋＨｚの四つの値であり、前記ＦＭ検波処理部５３は、周波数偏移に応じた振幅値のパルス列信号を出力し、Ｉ＆Ｄフィルタ５４を経て、シンボル検出器５５において前記四つの周波数偏移値のいずれに該当するかを検出する。このシンボル検出に際しては、基準となる０Ｈｚと、周波数偏移が±１．２ｋＨｚのときの振幅値に対応する閾値と比較される。即ち、ＡＰＣＯにおいては、シンボルと閾値は６００Ｈｚの間隔となっている。
また、ＡＰＣＯＰ２５の方式のＦＳワード（同期ワード）は４８ビットであるが、上述したように、１シンボルで２ビットを表す４値ＦＭ変調であるから、２４シンボルとなる。フレーム同期装置５８では、この２４のシンボルデータから４８ビットを生成し、既知の同期ワードのビットパターンとの相関を求め、同期補足処理が行われる。

図９はＡＰＣＯＰ２５の方式を採用した無線受信機における周波数偏移値と閾値の関係を説明するためのアイパターン図である。アイパターンは、デジタル信号の波形をかなりの期間重ね合わせてオシロスコープで観測したもので、送信波に重畳した元の信号は矩形波であるが、波形がなまって丸みを帯びて目の形をしていることからアイパターンと呼ばれる。通信回線の状態が良好で、電界強度が十分に得られＳＮ（信号対雑音比）が良好な程、同図９のように単一な曲線の集合体になるが、実際のアイパターンはノイズの混入等で必ずしも同図９のようにはならず、ある程度軌跡の触れが含まれたものとなる。
各シンボル値が、上述した４つのいずれに該当するものかを判断するために、同図中に示したように０ｋＨｚと、−１．２ｋＨｚと、＋１．２ｋＨｚの夫々の周波数偏移に匹敵する閾値を設定しておき、各シンボルと比較するようになっている。同図９に示すように、理想的には各シンボルはナイキスト点において前記各四つの周波数偏移に該当する点を通過し、そのタイミングはフレーム同期装置からフレーム同期が確立してシンボルタイミング情報として供給される。なお、ここでは、フレーム同期信号から生成したシンボルタイミング情報に基づいてＦＭ検波処理部５３の出力信号からシンボルデータを検出することを含めてサンプリングと称するが、ここで使用する「サンプリング手段」は、アナログ信号をデジタル値として読み取る手段で、上述したものの他、ＦＭ検波処理部出力のベースバンド信号に含まれるパルス信号をシンボルタイミングでサンプリングする手段や、オーバーサンプリング等によって検波信号をサンプリングするものも含む最も広い概念を意味している。
特開２００４−０４０５８３公報

しかし、実際に送信機で周波数変調され、受信機でこの周波数変調された信号から周波数偏移値を検出して、元の信号波形を復元する際、種々の理由によって、周波数偏移値が変動することが多い。原因としては、例えば送信機の変調器に使用されるＶＣＯ（電圧制御発振器：Voltage Controlled Oscillator）やＶＣＸＯ（電圧制御水晶発振器：Voltage Controlled Crystal Oscillator）の経年変化や温度変化による変調感度の変化、あるいは受信機のＦＭ検波器の感度変動による検波出力レベルの変動等が考えられる。
このように送信機や受信機において、結果的に変調感度が大きくなると、例えば図１０に示すようにアイパターンは全体的に縦軸方向に引き伸ばした形状となる。図９においては±０．６ｋＨｚであった信号の振幅値が、図１０においては、１ｋＨｚに匹敵するものとなる。一方、閾値１．２ｋＨｚに該当する閾値は固定であるため、本来±０．６ｋＨｚであるべきシンボルが±１ｋＨｚに拡大したシンボル値との間に十分な余裕が無くなり、ノイズ等の影響でこの振幅値レベルの絶対値が大きい方向に振れると、閾値を越えて誤ったデータ値と判定してしまうという問題があった。同様の問題は、逆に、受信信号の周波数偏移量が実際より小さく収縮した場合にも発生する。図１１はその様子を示したもので、全体の周波数偏移が半分程度に縮小した状態を例示している。このように全体の変調感度が縮小した場合には、本来±１．８ｋＨｚであったシンボル値の検波出力レベルが±１．５ｋＨｚに匹敵するレベルとなって、固定である閾値±１．２ｋＨｚとの差が小さくなり、ノイズ等の変動で僅かでもレベルが小さくなると一つ低いレベルのシンボル値と誤った検出を行ってしまい、このような変動が生じると、正確にシンボル検出ができなくなる。
本発明は、このような従来のデジタル変調信号のシンボル判定装置における問題点を解決するためになされたものであって、受信信号に周波数変調感度の変動に相当する状態が発生した場合であっても、シンボル値を誤って検出することのないようにした、デジタル変調信号のシンボル判定装置、デジタル変調信号のシンボル判定方法、デジタル変調信号のシンボル判定プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１の発明は、デジタル信号で変調された信号を受信検波する検波手段と、該検波手段によって受信検波された信号の振幅値を予め定められた閾値と比較することによって少なくとも２つのシンボルデータ値を判断するシンボルデータ値判断手段と、該シンボルデータ値判断手段で判断されたシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出してシンボルデータ値ごとに平均し、シンボルデータ値それぞれの振幅値の平均値を求める振幅値平均手段と、該振幅値平均手段により得られた前記振幅値の平均値と予め設定された正規振幅値との比率に基づいて前記閾値を補正する閾値補正手段と、を備えたシンボル判定装置を特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記シンボルデータ値判断手段は、前記受信検波された信号に含まれる２値からなる既知の特定ワードに対して、予め定められた前記閾値のうち最も絶対値の大きい閾値により２値のシンボルデータ値を判断し、前記振幅値平均手段は、前記シンボルデータ値判断手段により判断された前記既知の特定ワードにおけるシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出する請求項１に記載のシンボル判定装置を特徴とする。

また、請求項３の発明は、検波手段と、シンボルデータ値判断手段と、振幅値平均手段と、閾値補正手段と、を備えたデジタル変調信号のシンボル判定装置のシンボル判定方法であって、前記検波手段が、デジタル信号で変調された信号を受信検波するステップと、
前記シンボルデータ値判定手段が、前記検波手段によって受信検波された信号の振幅値を予め定められた閾値と比較することによって少なくとも２つのシンボルデータ値を判断するステップと、前記振幅値平均手段が、前記シンボルデータ値判断手段で判断された前記既知の特定ワードにおけるシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出してシンボルデータ値ごとに平均し、シンボルデータ値それぞれの振幅値の平均値を求めるステップと、前記閾値補正手段が、該振幅値平均手段により得られた前記振幅値の平均値と予め設定された正規振幅値との比率に基づいて前記閾値を補正するステップと、を含むシンボル判定装置のシンボル判定方法を特徴とする。
また、請求項４の発明は、前記シンボルデータ値判断手段は、前記受信検波された信号に含まれる２値からなる既知の特定ワードに対して、予め定められた前記閾値のうち最も絶対値の大きい閾値により２値のシンボルデータ値を判断し、前記振幅値平均手段は、前記シンボルデータ値判断手段により判断された前記既知の特定ワードにおけるシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出する請求項３に記載のシンボル判定装置のシンボル判定方法を特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４に記載のシンボル判定装置のシンボル判定方法をコンピュータに実現させるためのシンボル判定プログラムを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項５に記載のシンボル判定プログラムを記録したコンピュータが読取可能な記録媒体を特徴とする。

本発明の請求項１又は３によれば、デジタル信号で変調された信号を受信検波して、ナイキスト点におけるパルス振幅値を閾値と比較することによってシンボルデータ値を判断する際、シンボルデータ値が判別可能な複数の前記パルス振幅値の平均値を求め、得られた前記パルス振幅の平均値に基づいて、受信信号の周波数偏移の変動量を計算し、閾値を補正した上で情報データシンボルの判定を行うようにしたので、受信信号の周波数偏移量（変調度換算量とも考えられる）が変動しても、正確にシンボル値を検出することが可能となる。
また、請求項２又は４によれば、また、検波出力にＤＣオフセットが含まれる場合であっても、同期ワードが検出できれば閾値の補正が可能であるので、本発明の効果が得られる。
なお、前記シンボルデータ値が判別可能な複数の前記パルス振幅値の例としては、後述するようにＡＰＣＯＰ２５システムにおける、同期ワードのように、比較的検出が容易な信号が挙げられるが、これに限定する必要は無い。
また請求項５では、本発明のデジタル変調信号のシンボル判定方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを処理できるコンピュータによって、本発明の方法を実施することができる。
また請求項６では、デジタル変調信号のシンボル判定方法プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態にかかる無線受信機の機能ブロック構成図である。同図に示す無線受信機１００は、前記図８に示したものと同じように周波数偏移変調方式（Frequency Shift Keying；ＦＳＫ）に使用するもで、アンテナ１と、フロントエンド部２と、ＦＭ検波処理部３と、Ｉ＆Ｄフィルタ４と、シンボル検出部６と、復号処理部７と、スピーカ８、及びフレーム同期装置９とを含んでいるが、この例の特徴は、更に、閾値部（しきい値部）５とシンボル平均値計算部１０を備えた点であり、本発明に係るデジタル変調信号のシンボル判定装置に該当する部分を敢えて示せば、同図１中の、破線で囲んだ部分と言うことができるが、ソフトウエアで実現することが多いので、この例に限定されるものではない。
なお、アンテナ１は、送信された空間の無線電波を導出してフロントエンド部２に供給し、フロントエンド部２は、受信した無線搬送波信号から所望周波数成分を通過させると共に、所要レベルまで信号増幅し、ＦＭ検波処理部３は、前記フロントエンド部２の出力をＦＭ検波してアナログの情報を表すパルス列信号に復調し、Ｉ＆Ｄフィルタ（Integrate and Dump Filter）４は、信号の符号間干渉成分を除去するための積分放電フィルタでチップ時間間隔でサンプリングする積分放電フィルタで、その出力を２分岐し、一方をシンボル検出部６、他方をフレーム同期装置９に供給することは、前記図８と同様であるが、更に、前記シンボル検出部６には、前記閾値部５からシンボルと比較する際の信号が供給される。また、この閾値部（しきい値部）５には、前記シンボル平均計算部１０から閾値を補正する信号、あるいは閾値そのものが供給されようになっている。

図２は、ＡＰＣＯＰ２５におけるフレーム同期ワードを示すシンボルパタン図である。既に説明したように、ＡＰＣＯＰ２５は４値ＦＳＫ変調方式で、一つの周波数偏移（デビエーション：Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）値の１シンボルで２ビットの組み合わせ“００”、“１０”、“０１”、“１１”の四つのうちのどれか一つを表すように決められており、実際の周波数偏移値は、＋０．６ｋＨｚ、＋１．８ｋＨｚ、−１．８ｋＨｚ、−０．６ｋＨｚの四つの値である。前記ＦＭ検波処理部３は、周波数偏移に応じた振幅値のパルス列信号を出力し、シンボル検出器６において前記四つの周波数偏移値のいずれに該当するかを検出する。このシンボル検出に際しては、基準となる０Ｈｚと、周波数偏移が±１．２ｋＨｚのときの振幅値に対応する閾値と比較されるが、ＡＰＣＯにおいては、シンボルと閾値は６００Ｈｚの間隔となっていることは、前期図９に示したとおりである。また、ＡＰＣＯＰ２５の方式のＦＳワード（同期ワード）は４８ビットであるが、上述したように、１シンボルで２ビットを表す４値ＦＭ変調であので、２４シンボルとなる。フレーム同期装置９では、この２４のシンボルデータから４８ビットを生成し、既知の同期ワードのビットパターンとの相関を求め、同期補足処理が行われる。なお、フレーム同期装置９の動作は既に説明したとおりであるので、説明を省略するが、ＡＰＣＯＰ２５におけるフレーム同期ワードは図２に示すように、４値ＦＳＫ変調方式であるが、同期ワードは、シンボル“０１”を表すデビエーションが＋１８００Ｈｚの１１個と、シンボル“１１”を表すデビエーションが−１８００Ｈｚの１３個の合計２４個で構成されている。従って、４値のシンボルがランダムに出現する情報フレームのシンボルより、比較的検出が容易であると云い得る。そこで、ここに示す実施態様例では、同期ワードを用いて、受信信号のデビエーションの変動を検出し、閾値を補正する場合を例示する。

図３は、本発明に係るデジタル変調信号のシンボル判定方法の一例を示すフローチャートである。前記図１、２、３を参照しながら、本発明のデジタル変調信号のシンボル判定装置と、その方法について具体的に説明する。
図３において、先ず、同期ワードを検出するために、前記ＦＭ検波処理部３からの検波データを取得するとともに（ステップＳ１）、計算用に確保しておくために図示を省略したバッファメモリ（例えば、フレーム同期装置９内部のメモリ）に保存する（ステップＳ２）。同時に、この保存した検波データ中にフレーム同期信号が含まれているか否かを確認するために、フレーム同期装置９において同期タイミング取得アルゴリズムを実行し、同期ワードの検出を行い（ステップＳ３）、同期がとれたか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定において、同期がとれた場合は（ステップＳ４Ｙｅｓ）、前記バッファメモリに保存しておいた検波データの中から、同期ワードに該当するシンボルデータを抽出する（ステップＳ５）。なお、バッファメモリに保存する検波データは、同期ワードと同一シンボル数とし、１シンボル分のデータをシフトしながら保存しつつ、上記同期タイミング取得アルゴリズムを実行して同期ワードを検出する方法でもよい。このようにして、同期ワードが検出されたら、シンボル平均値計算部１０において、シンボルデータの振幅値（検波パルスの振幅値）の平均を計算する（ステップＳ６）。このとき、図２に示したように、ＡＰＣＯＰ２５においては、シンボル“０１”を表すデビエーションが＋１８００Ｈｚの１１個と、シンボル“１１”を表すデビエーションが−１８００Ｈｚの１３個の合計２４個で構成されているから、“０１”のシンボル１１個の平均と、“１１”のシンボル１３個の平均と、夫々を計算し、両者の平均値の絶対値を更に平均する。ここで振幅値の平均を求める目的は、受信信号のデビエーションの変動を検出することであるので、＋側と−側を夫々別々に平均する必要があるが、検波信号がＤＣオフセットを持っていなければ全シンボル値の絶対値の平均を計算してもよい。また、同期ワードの全パターンのシンボルについて平均を求めれば、一部のシンボルについて平均を求めるより、デビエーションの変動の傾向が正しく検出できるが、必ずしもこれに限定されない。シンボル数が少ない方が演算処理速度は速くなるので、“０１”のシンボル１１個、あるいは、“１１”のシンボル１３個いずれか一方の平均値を求めることも、処理速度を速くする上で効果がある。

このようにしてシンボルデータの平均値が求まると、そのときのシンボルのデビエーションが規定値より大きいか小さいか、及びその比率が計算できるから、その比率に応じて前記閾値を補正するように、前記シンボル平均値計算部１０から閾値部５に補正信号を供給する。または、シンボル平均値計算部１０において補正した閾値を生成して、その信号を前記閾値部５に供給するようにしてもよい（ステップＳ７）。新しい閾値が閾値部５に設定されると（ステップＳ８）、以後、この閾値をシンボル検出部６に供給し、フレーム同期信号に続いて受信される情報データのシンボルを検出する。
なお、前記ステップＳ４において、同期がとれていない場合（ステップＳ４Ｎｏ）は処理フローを終了する。このような処理は、各同期フレーム検出処理毎に実行してもよいが、デビエーションの変動がさほど頻繁に発生する傾向にない場合は、所定の周期で間欠的に実行してもよい。また、受信電界強度は十分であるのに誤り訂正率が低下する状況や、その他デビエーションの変動が疑われる情報が得られる場合に、この処理を実行することも考えられる。

図４、図５、図６は、上述したように、本発明に基づいて閾値の補正をした場合の、効果を説明するための図である。先ず、図４は受信検波出力信号のデビエーションが等価的に拡大した場合のアイパターンと閾値との関係を示した図であり、受信検波出力信号のデビエーションが約１．６７倍になっているが、同期ワードシンボルについて平均した結果で閾値を補正し、１．２ｋＨｚ相当の閾値であったものを２．０ｋＨｚ相当に補正している。この結果、夫々のシンボルとの間の余裕が生じ、多少のレベル変動で誤検出することがなくなる。
図５は逆に受信検波出力信号のデビエーションが等価的に小さくなった場合のアイパターンと閾値との関係を示した図であり、受信検波出力信号のデビエーションが約０．８３倍になっているが、同期ワードシンボルについて平均した結果で閾値を補正し、１．２ｋＨｚ相当の閾値であったものを１．０ｋＨｚ相当に補正している。この結果でも、夫々のシンボルとの間の余裕が生じるので、多少のレベル変動で誤検出することがなくなる。
図６は、従来どおり固定の閾値と、本発明に基づいて閾値を補正した場合の差を示したもので、縦軸はビット誤り率（ＢＥＲ）、横軸は受信検波出力信号の等価的デビエーションの値であって、中心値は１８００ｋＨｚである。図中破線が、従来のとおり閾値が±１．２ｋＨｚの固定値である場合、実線が本発明に従って閾値を補正した場合である。図から明らかなように、受信検波出力信号の等価デビエーションが＋側、−側に大きく変化しても、ビット誤り率（ＢＥＲ）は変化していないので、本発明の効果が極めて大きいことが分かる。

なお、同一出願人は、特許文献１に開示しているように、フレーム同期検出の際の、受信検波出力信号のビエーションが変動した場合の影響を排除して、同期ワードを正確に検出する装置、方法を提案しているが、本発明においてこの方法を併用すれば、本発明の実現がより一層効果を奏することができる。即ち、特許文献１に開示した発明は、同期ワード検出に相関器を用いる場合、信号のデビエーションが変動すると相関器出力のピーク値が閾値より小さくなって、その検出ができなくなることがあった。そこで、相関器でピークを検出する信号のレベル値を補正して十分なピーク値が得られるようにする。しかし、一方で、レベル値を補正したもののみでは、相関関係の検出精度が低下するので、これを補うために、補正しない信号でも相関検出を行い、両者のＡＮＤ出力に基づいて、同期検出を行うものである。そのための装置として、同公報に示された装置を図７に示す。図７に示すＦＳ検出器２０は、Ｉ＆Ｄフィルタ４を介して供給される検波出力を三分岐し、一つは直接にデータ取得器１７に、もう一つの分岐信号はシンボル判定器１１、第一の相関器１２、判別器１３を経て、ＡＮＤ回路１６に、残りの分岐信号は第二の相関器１４、ピーク検出器１５を経て、前記ＡＮＤ回路１６に供給するように構成されたもので、前記ＡＮＤ回路１６の出力を前記データ取得器１７に供給することによって、受信検波出力信号にデビエーション変動があっても、正確に同期ワードの検出を行うものである。この発明は同公報に詳細に開示されているからここでの説明は省略するが、この方法を使用すれば、より一層同期検出が確実となるので、本発明の実施に好適である。即ち、上述したように本発明では、先ず、データ値が判別つくシンボルの信号波形レベルと規定のデビエーションとの関係（係数）抽出が必要であるので、フレーム同期検出が確実に行えれば、好都合である。なお、ＡＰＣＯＰ２５の方式のＦＳワード（同期ワード）は前記図２に示したように“０１”、“１１”の±１８００の２値しか含まれず、他の情報データに比べて検出が容易であることから、必ずしも特許文献１を併用する必要はないが、他の方式において、同期ワードの検出が困難な場合は特に有用である。

本発明は以上説明したように、デジタル信号で変調された信号を受信検波し、所定のタイミングにおける検波信号と閾値と比較することによってシンボルデータ値を判断する際、シンボルデータ値が判別可能な複数の検波出力のサンプリング値、例えば、ＡＰＣＯＰ２５システムにおける、同期ワードのように、比較的検出が容易な信号を検出し、その振幅値の平均値を求め、得られた平均に基づいて、受信信号の周波数偏移の変動量を計算し、閾値を補正した上で情報データシンボルの判定を行うようにしたので、受信信号の周波数偏移量が変動しても、正確にシンボル値を検出することが可能となる。また、ＤＣオフセットが含まれる場合であっても、同期ワードの検出が出来れば、デビエーションの計算ができる限り、本発明の機能が利用可能である。
また、以上説明した装置の具体的な実現方法は種々考えられるから、適宜変形したブロック構成を選択することができる。
また、このような装置はデジタル信号処理に適しているので、各機能ブロック分担処理をコンピュータが処理可能なようにプログラミングしておけばよい。
また、本発明のデジタル変調信号のシンボル判定方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
また、デジタル変調信号のシンボル判定プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形形態のデジタル変調信号のシンボル判定装置を構成する各機能をそれぞれプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置にこのＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し、それを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
なお、プログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
また、ロードしたプログラムを実行することにより上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等を介して接続されたサーバコンピュータの記憶装置にプログラムを格納しておき、インターネット等を通じて他のコンピュータに転送することもできる。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
なお、コンピュータでは、可搬型の記録媒体上のプログラム、または転送されてくるプログラムを、コンピュータに接続した記録媒体にインストールし、そのインストールされたプログラムを実行することによって上述した実施形態の機能が実現される。

本発明の一実施形態にかかるデジタル変調信号のシンボル判定装置の要部構成図である。本発明の一実施形態において使用する同期ワードの例を示す図である。本発明の一実施形態にかかるデジタル変調信号のシンボル判定装置、及び方法を説明するフローチャートである。本発明を適用した場合であって、検波出力信号の等価なデビエーションが大きい方に変動した場合のアイパターンと閾値の関係を示す図である。本発明を適用した場合であって、検波出力信号の等価なデビエーションが小さい方に変動した場合のアイパターンと閾値の関係を示す図である。本発明の一実施形態にかかる効果を説明するためのデビエーションの変動とビットエラー率（ＢＥＲ）との関係を示す図である。本発明の他の実施態様例に使用するＦＳ検出回路のブロック図である。従来のデジタル受信機の一例を示すブロック構成図である。検波出力信号の等価なデビエーションが規定値である場合のアイパターンと閾値の関係を示す図である。検波出力信号の等価なデビエーションが大きい場合のアイパターンと閾値の関係を示す図である。検波出力信号の等価なデビエーションが小さい場合のアイパターンと閾値の関係を示す図である。

符号の説明

１アンテナ、２フロントエンド、３ＦＭ検波処理部、４Ｉ＆Ｄフィルタ、５しきい値部（閾値部）、６シンボル検出部、７復号処理部、８スピーカ、９フレーム同期装置、１０シンボル平均値計算部、１１シンボル判定器、１２第一の相関器、１３判別器、１４第二の相関器、１５ピーク検出器、１６ＡＮＤ回路、１７データ取得器、２０ＦＳ検出器。

Claims

デジタル信号で変調された信号を受信検波する検波手段と、
該検波手段によって受信検波された信号の振幅値を予め定められた閾値と比較することによって少なくとも２値のシンボルデータ値を判断するシンボルデータ値判断手段と、
該シンボルデータ値判断手段で判断されたシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出してシンボルデータ値ごとに平均し、シンボルデータ値それぞれの振幅値の平均値を求める振幅値平均手段と、
該振幅値平均手段により得られた前記振幅値の平均値と予め設定された正規振幅値との比率に基づいて前記閾値を補正する閾値補正手段と、
を備えたことを特徴とするシンボル判定装置。
前記シンボルデータ値判断手段は、前記受信検波された信号に含まれる既知の特定ワードに対して、予め定められた前記閾値のうち最も絶対値の大きい閾値により２値のシンボルデータ値を判断し、
前記振幅値平均手段は、前記シンボルデータ値判断手段により判断された前記既知の特定ワードにおけるシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出することを特徴とする請求項１に記載のシンボル判定装置。
検波手段と、シンボルデータ値判断手段と、振幅値平均手段と、閾値補正手段と、を備えたシンボル判定装置のシンボル判定方法であって、
前記検波手段が、デジタル信号で変調された信号を受信検波するステップと、
前記シンボルデータ値判定手段が、前記検波手段によって受信検波された信号の振幅値を予め定められた閾値と比較することによって少なくとも２つのシンボルデータ値を判断するステップと、
前記振幅値平均手段が、前記シンボルデータ値判断手段で判断されたシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出してシンボルデータ値ごとに平均し、シンボルデータ値それぞれの振幅値の平均値を求めるステップと、
前記閾値補正手段が、該振幅値平均手段により得られた前記振幅値の平均値と予め設定された正規振幅値との比率に基づいて前記閾値を補正するステップと、
を含むことを特徴とするシンボル判定装置のシンボル判定方法。
前記シンボルデータ値判断手段は、前記受信検波された信号に含まれる既知の特定ワードに対して、予め定められた前記閾値のうち最も絶対値の大きい閾値により２値のシンボルデータ値を判断し、
前記振幅値平均手段は、前記シンボルデータ値判断手段により判断された前記既知の特定ワードにおけるシンボルデータ値に対応するナイキスト点の振幅値を複数抽出することを特徴とする請求項３に記載のシンボル判定装置のシンボル判定方法。
請求項３又は４に記載のシンボル判定装置のシンボル判定方法をコンピュータに実現させるためのシンボル判定プログラム。
請求項５に記載のシンボル判定プログラムを記録したコンピュータが読取可能な記録媒体。