JP4821665B2 - 受信装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信電波についてデジタル変調及びアナログ変調のような変調方式を的確に判別する受信装置及び方法に関するものである。

特許文献１は、ＲＳＳＩ及び雑音成分（スケルチ）を検出し、受信入力がアナログ変調信号及びデジタル変調信号のいずれであるかを、検出したＲＳＳＩ及び雑音成分に基づき判定する受信装置を開示する（特許文献１の請求項１及び図１）。

特許文献１の受信装置では、受信電波がアナログかデジタルかの判定は、ＲＳＳＩ及びスケルチの検出・非検出に基づき行っている（特許文献１の図２）。すなわち、ＲＳＳＩ及びスケルチについて個々にそれぞれの閾値を設定し、検出レベルが閾値を上回っている状態及び下回っている状態をそれぞれ”検出”及び”不検出”としている。そして、検出ＲＳＳＩレベル及びスケルチレベルがそれぞれ”検出”及び”不検出”の状態であれば。受信電波はデジタル信号であると判定し、また、スケルチの検出レベルが”検出”の状態であれば、ＲＳＳＩの検出レベルに関係なく、受信電波はアナログ信号であると判定している。
特開平８−１３９６２５号公報

特許文献１の受信装置では、スケルチが”検出”状態であれば、ＲＳＳＩの”検出”又は”不検出”に関係なく、受信電波は一律にデジタルではないとしている。しかしながら、本発明の実施例について後述する図１（該図１では、上側のグラフがアナログ、下側のグラフがデジタルである。）から明らかなように、受信電波がデジタルであっても、スケルチが大きい領域が存在しており、また、逆に、受信電波がアナログであっても、スケルチが小さい領域が存在している。

すなわち、特許文献１の受信装置は、受信電波がアナログの変調信号かデジタルの変調信号かを判別できる領域は、極めて小さい領域に限られたものになる。

本発明は、スケルチレベルの十分に広い範囲にわたり、受信電波の変調方式の相違を明確に判別することができる受信装置及び方法を提供することである。

本発明によれば、受信電波について検出したＲＳＳＩレベル及びスケルチレベルを、個々に所定の閾値と対比することなく、ＲＳＳＩレベル−電界強度の関係、及び変調方式別のスケルチレベル−電界強度の関係を媒介にして、すなわち電界強度を媒介にして、検出ＲＳＳＩレベル及び検出スケルチレベルを相互に照合する。そして、照合結果から検出ＲＳＳＩレベル及び検出スケルチレベルに適合する変調方式はどれかを見付けて、それが受信電波の変調方式であると判断する。

本発明の受信装置は次のものを備えている。
受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出するＲＳＳＩレベル検出手段、
受信電波についてのスケルチレベルを検出するスケルチレベル検出手段、
ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報を保持する第１の情報保持手段、
各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報を保持する第２の情報保持手段、及び
前記第１及び第２の情報を媒介にして検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとを照合して照合に基づき受信電波の変調方式を判別する変調方式判別手段。

本発明の受信方法は次のステップを備えている。
受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出するステップ、
受信電波についてのスケルチレベルを検出するステップ、
ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報及び各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報に基づき検出ＲＳＳＩレベルから照合用変調方式別スケルチを、又は検出スケルチレベルから照合用変調方式別ＲＳＳＩを算出するステップ、
照合用変調方式別スケルチと検出スケルチレベルとを照合し、又は照合用変調方式別ＲＳＳＩと検出ＲＳＳＩレベルとを照合するステップ、及び
照合に基づき受信電波の変調方式を判別するステップ。

本発明によれば、受信電波について検出したＲＳＳＩレベル及びスケルチレベルを、ＲＳＳＩレベル−電界強度の関係、及び変調方式別のスケルチレベル−電界強度の関係を媒介にして、相互に照合して、受信電波の変調方式を判別するので、スケルチの有無により変調方式を判別する場合に比して、広範囲のスケルチレベルにわたり、変調方式を的確に判別することができる。

携帯型無線端末１０（図３）の説明に先立ち、携帯型無線端末１０が依拠している原理について説明する。なお、携帯型無線端末１０は、アナログ受信信号としてのＦＭ−Ｎａｒｒｏｗと、デジタル受信信号としての４値ＦＳＫとに対応している。該ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗは、ＯＢＷ（占有周波数帯幅： Occupied Bandwidth）が５ｋＨｚのＮａｒｒｏｗであり、４値ＦＳＫは、ＯＢＷが３．５ｋＨｚのＶｅｒｙ Ｎａｒｒｏｗである。

図１は受信電波がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの各場合の携帯型無線端末１０の受信電波について電界強度−スケルチ電圧の関係を示している。図２は携帯型無線端末１０の受信電波について電界強度−ＲＳＳＩ電圧の関係を示している。図１において、上側のグラフがＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ、また、下側のグラフが４値ＦＳＫのものとなっている。

電界強度−スケルチ電圧の関係（図１）は、受信信号の電界強度が同一である場合、信号のＯＢＷが大きいほど、スケルチ電圧が増大するものとなる。したがって、スケルチ（ＳＱ）電圧は変調方式により相違している。これに対し、電界強度−ＲＳＳＩ電圧の関係（図２）は、受信電波の変調方式に無関係となっている。

図１によると、電界強度＞−１００ｄＢｍの範囲では、スケルチ電圧は、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの各場合で、ほぼ同一となっており、受信電波の電界強度が判明しても、スケルチがＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫのいずれであるかをスケルチ電圧から判別することができない。これに対して、電界強度≦−１００ｄＢｍの範囲では、スケルチ電圧は、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの各場合で明確に相違しているので、電界強度が判明すれば、スケルチ電圧から受信電波の変調方式を判別することができる。

一方、図２によると、電界強度＞−６０ｄＢｍ及び電界強度＜−１２０ｄＢｍの範囲では、ＲＳＳＩ電圧はほぼ同一であり、ＲＳＳＩ電圧から電界強度を特定することが困難である。しかしながら、図１によると、電界強度＜−１２０ｄＢｍの範囲では、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗにおけるスケルチ電圧の最小値Ｖfmは、４値ＦＳＫにおけるスケルチの最大値Ｖpskより大きく、電界強度＜−１２０ｄＢｍの範囲において、Ｖpsk＜閾値Ｖth＜Ｖfmのように、Ｖthを設定すれば、検出スケルチレベルが該閾値Ｖthより大か小かにより、受信電波の変調方式を判別することができる。

したがって、携帯型無線端末１０では、−１３０ｄＢｍ＜電界強度＜−１００ｄＢｍの範囲で、受信電波がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫのどちらであるかを判別する。

図３は携帯型無線端末１０の受信部の主要部構成図である。携帯型無線端末１０は、前述したように、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの両方の受信電波に対応している。受信電波は、図示していないアンテナに捕捉され、ＲＦ信号として前処理部１１において増幅される。

ＦＭ＿ＩＣ１２は混合器１３及びＡＧＣアンプ１４を備えている。温度補償型水晶発振器１７は、発振周波数を調整可能となっており、３逓倍器１８は、温度補償型水晶発振器１７の発振信号を３倍の周波数へ変換して、混合器１３へ供給する。

混合器１３は、前処理部１１からのＲＦ信号を１９からの発振信号に基づきダウンコンバートし、ＩＦ信号を生成する。ＩＦ信号は、一旦、ＦＭ＿ＩＣ１２から外部へ出て、外部のセラミックフィルタ２０を経て、ＦＭ＿ＩＣ１２内のＡＧＣアンプ１４へ戻る。ＡＧＣアンプ１４は、セラミックフィルタ２０からのＩＦ信号をそのレベルに関係なく適切なレベルへ増幅する。

ＡＧＣアンプ１４からのＩＦ信号は、セラミックフィルタ２３において帯域を制限されてから、アナログ／デジタル変換器２４へ供給される。アナログ／デジタル変換器２４は、到来したアナログ信号をデジタル信号へ変換して、ベースバンド処理部２５へ供給する。ＦＭ＿ＩＣ１２は、ＩＦ信号からＲＳＳＩを検出し、ＲＳＳＩに係る電圧信号をベースバンド処理部２５へ供給する。

図４はベースバンド処理部２５の詳細図である。アナログ／デジタル変換器２４からのデジタル信号はＡＣＲフィルタ２９を経て検波器３０へ供給する。検波器３０は、ＡＣＲフィルタ２９からの入力信号を、そのまま、デジタル／アナログ変換器３４へ送るとともに、該入力信号を検波し、検波信号はＤＳＰ３１へ供給する。

デジタル／アナログ変換器３４は、検波前のデジタル信号をアナログ信号へ戻し、該アナログ信号は、スケルチノイズアンプ３５において増幅されてから、ＣＰＵ３６へ入力される。ＣＰＵ３６は、ＦＭ＿ＩＣ１２からのＲＳＳＩ信号とＣＰＵ３６からのスケルチ信号とに基づき、携帯型無線端末１０が受信している受信信号がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗであるか、４値ＦＳＫであるかを識別する。

ＣＰＵ３６は、携帯型無線端末１０の受信中の信号がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗの信号であると判断した場合は、ＤＳＰ３１には、検波器３０からの検波信号に対して、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ用の処理を行わせる。ＣＰＵ３６は、携帯型無線端末１０の受信中の信号が４値ＦＳＫの信号であると判断した場合は、ＤＳＰ３１には、検波器３０からの検波信号に対して、４値ＦＳＫ用の処理、すなわち復号を行わせる。ＤＳＰ３１は、処理により生成したアナログオーディオ信号をオーディオフィルタ（図示せず）へ供給する。

図５は別の携帯型無線端末４０の主要部構成図である。携帯型無線端末４０の素子において、携帯型無線端末１０（図３）で説明した素子と同一のものは同符号で指示して、説明を省略し、相違点についてのみ説明する。携帯型無線端末４０は、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの他に、ＦＭ−Ｗｉｄｅのアナログ電波も送受できるようになっている。図１には、ＦＭ−Ｗｉｄｅについての電界強度−スケルチ電圧の特性線は記載されていないが、ＦＭ−ＷｉｄｅのＯＢＷはＦＭ−ＮａｒｒｏｗのＯＢＷより大であるため、ＦＭ−Ｗｉｄｅについての電界強度−スケルチ電圧の特性線は、もしそれを図１上に描くとすると、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗについての電界強度−スケルチ電圧の特性線より上に現れる。

前段スイッチ４１及び後段スイッチ４２は、ベースバンド処理部２５からの制御信号により切り替えられ、ワイド用セラミックフィルタ４５、ナロー用セラミックフィルタ４６及びベリナロー用セラミックフィルタ４７の中から選択した１個を、前段スイッチ４１−後段スイッチ４２間に介在させる。混合器１３からのＩＦ信号は前段スイッチ４１の入力側へ供給され、後段スイッチ４２の出力は混合器１５へ供給される。

混合器１５では、クワドラチャコイル４９からの発振信号に基づきＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及びＦＭ−ＷｉｄｅのＩＦ信号に対してクワドラチャ検波を実施する。混合器１５の出力は、オーディオフィルタへ供給される。

携帯型無線端末４０におけるベースバンド処理部２５は、後段スイッチ４２からアナログ／デジタル変換器２４を介して供給される信号に対して、携帯型無線端末１０のベースバンド処理部２５（図４）と同一の処理を行う。ただし、アナログ信号の検波処理は、ベースバンド処理部２５の検波器３０及びＤＳＰ３１ではなく、混合器１５及びクワドラチャコイル４９が行うことになっているので、ベースバンド処理部２５のＣＰＵ３６は、受信電波がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ又はＦＭ−Ｗｉｄｅであると判断した場合には、ＤＳＰ３１の作動を中止させて、節電を図るか、又は、ＤＳＰ３１の出力をオーディオフィルタへ送らないようにする。

図６は変調方式判別方法６０のフローチャートである。変調方式判別方法６０は携帯型無線端末１０のベースバンド処理部２５のＣＰＵ３６においてプログラムにより実行される。

図示していないＲＯＭには、図１及び図２のグラフに係る情報がＣＰＵ３６により適宜読み出し自在にデータとして保存されている。説明の便宜上、図１のグラフに係る情報を「スケルチ−電界強度情報」、また、図２のグラフに係る情報を「ＲＳＳＩ−電界強度情報」と呼ぶことにする。

変調方式判別方法６０では、スケルチ−電界強度情報は、（ａ）ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫ別の個々のグラフ情報であってもよいし、（ｂ）閾値情報であってもよい。閾値情報における閾値は、例えば、図１の各電界強度においてＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫのスケルチの平均値を連ねたグラフ上の点に設定することができる。また、当然ことながら、グラフ上の全点についてのスケルチ−電界強度情報及びＲＳＳＩ−電界強度情報を網羅していなくても、代表的な点のみの情報を記憶し、他の点の情報については補間法により算出することができる。

Ｓ６１では、ＲＳＳＩ−電界強度情報に基づきＲＳＳＩレベルＲdに対応する電界強度Ｅaを算出する。Ｓ６２では、スケルチ−電界強度情報に基づき電界強度Ｅaに対応するスケルチレベルＳaを算出する。スケルチレベルＳaは、前述（ａ）の変調方式別情報の場合では、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗに係るＳaaと４値ＦＳＫに係るＳadとの、変調方式別に計２個、算出されるが、前述（ｂ）の閾値情報の場合には、Ｓarとなる。

Ｓ６３では、スケルチレベルＳdとスケルチレベルＳaa，Ｓadとを、又は検出スケルチレベルＳdとＳarとを照合する。具体的には、例えば、ＳdがＳaaとＳadとのどちらに近いかを調べたり、Ｓd≧ＳarかＳd＜Ｓaかを調べたり、すなわちＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ側か４値ＦＳＫ側かを調べたりする。

Ｓ６４では、Ｓ６４の照合結果に基づき受信電波のＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫのどれかを判別する。具体的には、検出スケルチレベルＳdがＳaa及びＳadとの内の近い方に対応付けられている変調方式を受信電波の変調方式と判別する。又は、検出Ｓd≧Ｓarであれば、受信電波はＦＭ−Ｎａｒｒｏｗであるとし、また、検出Ｓd＜Ｓarであれば、受信電波は４値ＦＳＫであるとする。

図７は別の変調方式判別方法７０のフローチャートである。変調方式判別方法７０も、変調方式判別方法６０と同様に、携帯型無線端末１０のベースバンド処理部２５のＣＰＵ３６においてプログラムにより実行される。Ｓ７１では、スケルチ−電界強度情報に基づき検出スケルチレベルＳkに対応する電界強度Ｅbを算出する。電界強度Ｅbは変調方式別に算出されるので、変調方式判別方法７０では、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫに係るＥba，Ｅbdの２個になる。

Ｓ７２では、ＲＳＳＩ−電界強度情報に基づき電界強度Ｅbからそれに対応するＲＳＳＩレベルＲbを算出する。ＲＳＳＩレベルＲbは、変調方式別に存在するので、変調方式判別方法７０では、ＲＳＳＩレベルＲbはＦＭ−Ｎａｒｒｏｗに係るＲbaと４値ＦＳＫに係るＲＳＳＩレベルＲbdの２個がある。

Ｓ７３では、ＲＳＳＩレベルＲbと検出ＲＳＳＩレベルＲdとを照合する。具体的には、ＲＳＳＩレベルＲdがＲＳＳＩレベルＲba，Ｒbdの内のどちらに近いかを調べる。Ｓ７４では、Ｓ３７の照合に基づき受信電波の変調方式を判別する。具体的には、ＲＳＳＩレベルＲba，Ｒbdの内、検出ＲＳＳＩレベルＲdに近い方のＲbに係る変調方式を受信電波のものと判別する。

図８は受信装置８０のブロック図である。前述の携帯型無線端末１０．４０は受信装置８０の具体例である。受信装置８０は、携帯型でなく、据付け形であってもよい。受信装置８０はＲＳＳＩレベル検出手段８１、スケルチレベル検出手段８２、第１の情報保持手段８３、第２の情報保持手段８４及び変調方式判別手段８５を備えている。

ＲＳＳＩレベル検出手段８１は、受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出する。スケルチレベル検出手段８２は、受信電波についてのスケルチレベルを検出する。第１の情報保持手段８３は、ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報を保持する。

第２の情報保持手段８４は、各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報を保持する。変調方式判別手段８５は第１及び第２の情報を媒介にして検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとを照合して照合に基づき受信電波の変調方式を判別する。

第１の情報の具体例は図２のグラフに係る情報である。第２の情報の具体例は図１のグラフに係る情報である。受信装置８０が判別する変調方式は、ＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫに限定されない。アナログかデジタルかの判別や、ＦＭ−ＮａｒｒｏｗかＦＭ−Ｗｉｄｅかの判別であってもよい。すなわち、各電界強度に対するスケルチに明確な相違がある各変調方式を判別することができる。

好ましくは、変調方式判別手段８５における検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとの照合は、検出ＲＳＳＩレベルから第１及び第２の情報に基づき算出した照合用スケルチレベルと検出スケルチレベルとの照合である。さらに、照合用スケルチレベルは、検出スケルチレベルについての閾値とすることができる。該照合の具体例は変調方式判別方法６０（図６）のＳ６３であり、照合用スケルチレベルの具体例はスケルチレベルＳaa，Ｓadや閾値Ｓarである。

好ましくは、変調方式判別手段８５における検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとの照合は、検出スケルチレベルから第１及び第２の情報に基づき算出した照合用ＲＳＳＩレベルと検出ＲＳＳＩレベルとの照合である。該照合の具体例は変調方式判別方法７０（図７）のＳ７３であり、照合用ＲＳＳＩレベルの具体例はＲＳＳＩレベルＲba，Ｒbdである。

図９は受信方法９０のフローチャートである。Ｓ９１では、受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出する。Ｓ９２では、受信電波についてのスケルチレベルを検出する。Ｓ９３では、ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報及び各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報に基づき検出ＲＳＳＩレベルから照合用変調方式別スケルチを、又は検出スケルチレベルから照合用変調方式別ＲＳＳＩを算出する。

Ｓ９４では、照合用変調方式別スケルチと検出スケルチレベルとを照合し、又は照合用変調方式別ＲＳＳＩと検出ＲＳＳＩレベルとを照合する。Ｓ９５では、照合に基づき受信電波の変調方式を判別する。

Ｓ９１とＳ９２とは順番が逆であってもよい。Ｓ９３〜Ｓ９５の処理は受信装置８０の変調方式判別手段８５の機能に対応している。したがって、変調方式判別手段８５について前述した各具体的機能は、Ｓ９３〜Ｓ９５の具体的処理として適用可能である。

本明細書は種々の発明を含んでいる。本明細書が開示した発明は、発明の最良の形態等として説明した各種形態において、一部の要素のみを組合せたり、一部の要素を自明の範囲で変更したり、各種形態間で自明の範囲で一部構成要素を置き換えたりするものを含む。

受信電波がＦＭ−Ｎａｒｒｏｗ及び４値ＦＳＫの各場合の携帯型無線端末の受信電波について電界強度−スケルチ電圧の関係を示す図である。 携帯型無線端末の受信電波について電界強度−ＲＳＳＩ電圧の関係を示す図である。 携帯型無線端末の受信部の主要部構成図である。 ベースバンド処理部の詳細図である。 別の携帯型無線端末の主要部構成図である。 変調方式判別方法のフローチャートである。 別の変調方式判別方法のフローチャートである。 受信装置のブロック図である。 受信方法のフローチャートである。

符号の説明

８０：受信装置、８１：ＲＳＳＩレベル検出手段、８２：スケルチレベル検出手段、８３：第１の情報保持手段、８４：第２の情報保持手段、８５：変調方式判別手段、９０：受信方法。

Claims (5)

1. 受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出するＲＳＳＩレベル検出手段、
   受信電波についてのスケルチレベルを検出するスケルチレベル検出手段、
   ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報を保持する第１の情報保持手段、
   各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報を保持する第２の情報保持手段、及び
   前記第１及び第２の情報を媒介にして検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとを照合して照合に基づき受信電波の変調方式を判別する変調方式判別手段、
   を備えることを特徴とする受信装置。
2. 前記変調方式判別手段における検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとの照合は、検出ＲＳＳＩレベルから前記第１及び第２の情報に基づき算出した照合用スケルチレベルと検出スケルチレベルとの照合であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 前記照合用スケルチレベルは、検出スケルチレベルについての閾値であることを特徴とする請求項２記載の受信装置。
4. 前記変調方式判別手段における検出ＲＳＳＩレベルと検出スケルチレベルとの照合は、検出スケルチレベルから前記第１及び第２の情報に基づき算出した照合用ＲＳＳＩレベルと検出ＲＳＳＩレベルとの照合であることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
5. 受信電波についてのＲＳＳＩレベルを検出するステップ、
   受信電波についてのスケルチレベルを検出するステップ、
   ＲＳＳＩレベルと電界強度との対応関係に係る第１の情報及び各変調方式についてのスケルチレベルと電界強度との対応関係に係る第２の情報に基づき検出ＲＳＳＩレベルから照合用変調方式別スケルチを、又は検出スケルチレベルから照合用変調方式別ＲＳＳＩを算出するステップ、
   照合用変調方式別スケルチと検出スケルチレベルとを照合し、又は照合用変調方式別ＲＳＳＩと検出ＲＳＳＩレベルとを照合するステップ、及び
   照合に基づき受信電波の変調方式を判別するステップ、
   を備えることを特徴とする受信方法。

Images