JP4964006B2 - パルス信号受信装置、パルス化ｑｐｓｋ信号受信装置、及びパルス信号受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、パルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法に関し、特に、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス変調信号を受信するパルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法に関する。

従来から、復調処理を行う際に必要となるクロック信号を生成する方法として、受信信号からクロック信号を再生するクロックリカバリ（クロック再生）という手法が、受信装置において一般に用いられている（例えば、特許文献１参照）。図９に、特許文献１に開示された受信装置の要部構成のブロック図を示す。同図に示す受信装置では、クロック再生回路１３において、受信信号からクロック信号が再生される。クロック再生回路１３におけるクロックリカバリの基本的な動作は、受信信号のレベル変化点を検出し、クロック再生回路１３の内部に保持するクロック信号の周波数及び位相を検出したレベル変化点に同期するように制御し、制御後のクロック信号を再生クロック信号として出力する。
特開２００４−２１５２２０号公報

しかしながら、上述したクロックリカバリ手法を、パルス変調信号に対し適用した場合には、必ずしも常に最適なクロックを再生することができるとは限らない。すなわち、クロックリカバリ手法をパルス変調信号に対し適用した場合には、シンボル周期でなく、信号幅に対応する周波数のクロックが再生される。このため、クロックリカバリ手法では、シンボル周期に対し信号幅が短いパルス変調信号に対しては、再生されたクロックを使用してパルス変調信号をサンプリングすると、本来サンプリングする必要のないサンプル点においてもパルス変調信号がサンプリングされてしまう。このため、クロックリカバリ手法では、サンプリング後の信号を、そのまま復調信号に用いることが困難であるという課題が生じる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、シンボル周期に比べ信号幅が短いパルス変調信号に対し、比較的簡易な構成で、最適なクロックタイミングでサンプリングされた信号を検出することができるパルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明に係るパルス信号受信装置は、パルス信号を受信する受信手段と、前記パルス信号の電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する２値化手段と、前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックを用いて前記２値化信号をサンプリングした再生データと、を得るクロックデータリカバリ手段と、前記再生データを、複数のデータ列に時分割する時分割手段と、所定期間内の前記再生データの有無を、前記各データ列毎にカウントするカウント手段と、前記カウント手段によりカウントされたカウント値に基づいて、復調するデータ列を前記複数のデータ列から選択するデータ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とし、シンボル周期中の所定のタイミングで送信されるパルス信号を受信する場合には、パルス信号の電圧を閾値判定して得られた２値化信号からクロックリカバリ手法によりクロックを再生すると、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックが生成される。このため、再生クロックの立ち上がりエッジでサンプリングされた再生データには、非所望データが含まれることになるが、再生データを複数のデータ列に時分割し、時分割後のデータ列に含まれる再生データの有無に基づいて、複数のデータ列から、実際に使用するデータ列の候補を選択して、非所望データを除去することができる。このため、本発明の構成は、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス信号を、比較的簡易な構成で復調することができる。

本発明によれば、シンボル周期に比べ信号幅が短いパルス変調信号に対し、比較的簡易な構成で、最適なクロックタイミングでサンプリングされた信号を検出することができるパルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１におけるパルス信号受信装置の要部構成を示す。また、図２に、パルス信号受信装置の各部におけるタイミング図を示す。

図１に示すパルス信号受信装置１００は、２値化部１０１と、クロックデータリカバリ部１０２と、時分割部１０３と、カウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３と、最大値検出部１０５と、選択データ判定部１０６と、データ選択部１０７とを備えている。

２値化部１０１は、アンテナを経由して受信された受信信号Ｓ１１の振幅レベルを閾値判定し、Ｌｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルの２値のいずれか一方へ変換し、変換後の２値化信号Ｓ１２をクロックデータリカバリ部１０２へ出力する。

クロックデータリカバリ部１０２は、２値化信号Ｓ１２から再生データＳ１３と再生クロックＳ１４とを生成する。具体的には、クロックデータリカバリ部１０２は、２値化信号Ｓ１２の受信信号のレベル変化点を検出する。次に、クロックデータリカバリ部１０２は、クロックデータリカバリ部１０２の内部に保持するクロック信号の周波数及び位相を検出したレベル変化点に同期するように制御し、制御後のクロック信号を再生クロックＳ１４として生成する。以下、一例として、図示せぬ通信相手から、１シンボル周期の１／３のパルス幅のパルス信号が送信され、図２に示すように、２値化部１０１が、１シンボル周期の１／３程度のパルス幅の２値化信号を生成する場合について説明する。

クロックデータリカバリ部１０２は、１シンボル周期中に、ｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミング（以下「サンプリングタイミング」という）において、立ち上がりエッジを有する再生クロックＳ１４を生成する。クロックデータリカバリ部１０２は、再生クロックＳ１４の立ち上がりエッジで、２値化信号Ｓ１２をサンプリングして再生データＳ１３を取得する。クロックデータリカバリ部１０２は、生成した再生データＳ１３と再生クロックＳ１４を時分割部１０３へ出力する。

時分割部１０３は、再生データＳ１３を再生クロックＳ１４のサンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３でサンプリングする。次に、時分割部１０３は、サンプリングタイミングｔ１でサンプリングしたデータＳ１５−１をカウンタ１０４−１へ出力し、サンプリングタイミングｔ２でサンプリングしたデータＳ１５−２をカウンタ１０４−２へ出力し、サンプリングタイミングｔ３でサンプリングしたデータＳ１５−３をカウンタ１０４−３へ出力する。更に、時分割部１０３は、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３をデータ選択部１０７へ出力する。なお、１シンボル周期内のサンプリング数は３回に限定されない。クロックデータリカバリ部１０２が、１シンボル周期内に４つ以上の立ち上がりエッジを有するクロックを生成する場合には、時分割部１０３は、立ち上がりエッジごとに再生データＳ１３をサンプリングして、４つのデータ列に時分割する。

カウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３は、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３が所定期間内にＨｉｇｈレベルとなる個数をカウントし、カウントしたＨｉｇｈレベル数を最大値検出部１０５へ出力する。Ｈｉｇｈレベル数は、データＳ１５−１〜Ｓ１５−３それぞれに含まれる再生データの数を表す。なお、上述したように、時分割部１０３は、再生データＳ１３を１シンボル周期あたり３回サンプリングする場合を想定している。このため、パルス信号受信装置１００は、カウンタを３つ備えるが、１シンボル周期あたりのサンプリング数は３回に限定されるものではなく、時分割部１０３が１シンボル周期あたり再生データＳ１３をサンプリングする数と同数のカウンタを設ければ良い。

最大値検出部１０５は、カウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３から出力されるＨｉｇｈレベル数のうち、最大のＨｉｇｈレベル数を検出する。次に、最大値検出部１０５は、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたカウンタでカウントされたデータ列、すなわち、再生データを最も多く含むデータ列に関する情報（以下「最多データ列情報」という）を、選択データ判定部１０６へ出力する。最多データ列情報Ｓ１７としては、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列をサンプリングしたサンプリングタイミングに関する情報や、最大のＨｉｇｈレベル数がカウントされたカウンタに関する情報など、時分割されたデータ列と１対１に対応付けられる情報であれば良い。以下では、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列をサンプリングしたサンプリングタイミングを、最多データ列情報Ｓ１７とする場合について説明する。

選択データ判定部１０６は、最大値検出部１０５から出力された最多データ列情報Ｓ１７を用いて、サンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３でサンプリングしたデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３の中から、どのデータ列を復調データ列として選択すべきか判定する。次に、選択データ判定部１０６は、判定したデータ列に関する情報を、選択データ列情報Ｓ１８としてデータ選択部１０７へ出力する。

具体的には、選択データ判定部１０６は、最多データ列情報Ｓ１７の変化を監視し、最多データ列情報Ｓ１７が変化しても、すぐには選択データ列情報Ｓ１８を変更しない。選択データ判定部１０６は、最多データ列情報Ｓ１７が変化後所定の回数以上連続して同一の情報を示す場合に、選択データ列情報Ｓ１８を変更する。以下、選択データ判定部１０６がどのデータ列を復調データ列として選択すべきか判定し、選択データ列情報Ｓ１８を変更する方法について、図３を用いながら説明する。図３は、最多データ列情報Ｓ１７と選択データ列情報Ｓ１８の時間的推移の一例を示す。

図３Ａは、カウンタ読み出しタイミングＴ１で、最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ１からサンプリングタイミングｔ２へ変化し、カウンタ読み出しタイミングＴ２では、最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ２を維持し、カウンタ読み出しタイミングＴ３で、最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ２からサンプリングタイミングｔ１へ再び変化する場合を示す。

このように、最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ１からサンプリングタイミングｔ２へ変化し、変化後のサンプリングタイミングｔ２の状態が継続する回数が所定回数（ｎ回）未満である場合には、選択データ判定部１０６は、データＳ１５−２でなく、データＳ１５−１に関する情報を選択データ列情報Ｓ１８としてデータ選択部１０７へ出力する。なお、図３Ａは、データＳ１５−１をサンプリングしたサンプリングタイミングｔ１を選択データ列情報Ｓ１８とした場合の例を示しているが、選択データ列情報Ｓ１８は、サンプリングタイミングに限られず、データＳ１５−１と１対１に対応付けられる情報であれば良い。

一方、図３Ｂに示すように、カウンタ読み出しタイミングＴ１において、最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ１からサンプリングタイミングｔ２へ変化し、以後、カウンタ読み出しタイミングＴｎまで継続して最多データ列情報Ｓ１７がサンプリングタイミングｔ２の状態を維持する場合には、選択データ判定部１０６は、カウンタ読み出しタイミングＴｎ＋１以降、データＳ１５−２に関する情報を選択データ列情報Ｓ１８としてデータ選択部１０７へ出力する。

このように、本実施の形態のパルス信号受信装置では、最多データ列情報Ｓ１７が変化した場合に、直ちに変化後の最多データ列情報Ｓ１７に対応するデータ列が復調データＳ１９として選択されずに、最多データ列情報Ｓ１７が変化し、変化後の最多データ列情報Ｓ１７が所定回数以上継続する場合に、変化後の最多データ列情報Ｓ１７に対応するデータ列が復調データＳ１９として選択されるようにした。このため、本実施の形態のパルス信号受信装置では、ノイズの影響を受けて一時的にＨｉｇｈレベル数が多くなったデータ列が、復調データＳ１９として選択されるのを防いで、最適なサンプリングタイミングでサンプリングされたデータ列が復調データＳ１９として選択される割合を高めることが出来る。

データ選択部１０７は、時分割部１０３から出力されるデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３から、選択データ列情報Ｓ１８に対応するデータ列を、復調データＳ１９として選択する。

次いで、上記のように構成されたパルス信号受信装置１００の動作について、図２のタイミング図を参照しながら説明する。

受信信号Ｓ１１は、２値化部１０１によって閾値判定されて、Ｌｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルのいずれか一方の２値化信号Ｓ１２に変換され、クロックデータリカバリ部１０２へ出力される。

そして、クロックデータリカバリ部１０２によって、２値化信号Ｓ１２から再生データＳ１３及び再生クロックＳ１４が生成され、再生データＳ１３及び再生クロックＳ１４は、時分割部１０３へ出力される。例えば、図２に示すように再生データＳ１３が１シンボル周期の１／３程度のパルス幅を有する場合には、１シンボル周期内にｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングにおいて立ち上がりエッジを有するクロックが、再生クロックＳ１４として生成される。

そして、時分割部１０３によって、再生データＳ１３が、再生クロックＳ１４のｔ１、ｔ２、ｔ３をサンプリングタイミングとしてサンプリングされる。次に、サンプリング後のデータは、時分割部１０３によって、サンプリングタイミングごとにデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３として時分割される。つまり、データＳ１５−１には、再生クロックＳ１４のｔ１のタイミングでサンプリングされた再生データＳ１３が分配される。また、データＳ１５−２には、再生クロックＳ１４のｔ２のタイミングでサンプリングされた再生データＳ１３が分配される。また、データＳ１５−３には、再生クロックＳ１４のｔ３のタイミングでサンプリングされた再生データＳ１３が分配される。

そして、ｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングにおいてサンプリングされたデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３は、データ選択部１０７へ出力され、更に、それぞれカウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３へ出力される。そして、カウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３によって、所定時間内にデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３がＨｉｇｈレベルとなるＨｉｇｈレベル数がそれぞれカウントされる。図２のカウント値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３は、上記所定時間を４シンボルとして、４シンボルごとにカウントされたＨｉｇｈレベル数を示すが、所定時間は４シンボルに限られず、シンボルレートや伝搬路状況などに応じて設定すれば良い。

そして、４シンボルごとにカウントされたＨｉｇｈレベル数は、最大値検出部１０５へ出力される。次に、最大値検出部１０５は、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列に関する情報（最多データ列情報）を、所定時間ごとに選択データ判定部１０６へ出力する。例えば、図２に示すカウンタ読出しタイミングＴ２におけるＨｉｇｈレベル数を比較すると、Ｓ１６−１は３、Ｓ１６−２は０、Ｓ１６−３は０となっている。ここで、データＳ１５−１は、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列であることから、データＳ１５−１をサンプリングしたサンプリングタイミングｔ１が、最多データ列情報Ｓ１７として選択データ判定部１０６へ出力される。

そして、選択データ判定部１０６は、最多データ列情報Ｓ１７の推移を監視する。選択データ判定部１０６は、推移に応じて、サンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３においてサンプリングされたデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３の中から、どのデータ列を復調データとして選択すべきかを判定する。次に、選択データ判定部１０６は、判定したデータに関する情報を、選択データ列情報Ｓ１８としてデータ選択部１０７へ出力する。

そして、データ選択部１０７によって、時分割部１０３から出力されるデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３から選択データ列情報Ｓ１８に対応するデータが、復調データＳ１９として選択される。先に示した例では、カウント読出しタイミングＴ２〜Ｔ３においては、選択データ列情報Ｓ１８がｔ１であるため、ｔ１のタイミングでサンプリングされたデータＳ１５−１が復調データＳ１９として選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、まず、シンボル周期に比べ短い時間幅をパルス幅とし、前記シンボル周期中の所定のタイミングにおいて送信するパルス信号を受信した場合に、受信信号を閾値判定することで、Ｌｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルの２値化信号へ変換する。次に、変換後の２値化信号から従来のクロックリカバリ手法を用いて、クロック信号とデータ信号とを再生する。次に、クロック信号の立ち上がりエッジのタイミングにおいて、データ信号をオーバーサンプリングする。次に、オーバーサンプリングされたデータ信号を、１シンボル周期に含まれるクロック信号の周期の数と同数のデータ列に時分割する。次に、分割後のデータ列のうち、所定期間内にＨｉｇｈレベルを最も多く含む最多データ列を検出する。次に、検出された最多データ列に応じて、時分割後のデータ列から所定期間内の復調データ列を選択するようにした。

これに対し、従来技術は、まず、シンボル周期に比べ短い時間幅をパルス幅とするパルス信号に対し、従来のクロックリカバリ手法を用いてクロック信号を再生する。次に、シンボル周期に比べ短いパルス幅に同期したクロック信号が再生される。このため、従来技術では、本来データが存在しないタイミングにおいて非所望データがサンプリングされる場合がある。

上記より、本実施の形態は、従来技術に対して、比較的簡易な構成で、非所望データを除去し、所望のサンプリングタイミングにおいて、サンプリングされた所望データのみを抜き出すことができる。

（実施の形態２）
図４に、本発明の実施の形態２に係るパルス信号受信装置の要部構成を示す。図４の本発明の実施の形態２のパルス信号受信装置２００において、図１と共通する構成部分には図１と同一の符号を付して説明を省略する。図４は、図１に対して、増幅部２０１と増幅率制御部２０２を追加した構成を採る。

増幅部２０１は、増幅率制御部２０２によって決定された増幅率に応じて、受信信号Ｓ１１を増幅し、２値化部１０１へ出力する。

増幅率制御部２０２は、カウンタ１０４−１、１０４−２、１０４−３によってＨｉｇｈレベルとカウントされたカウント値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３を用いて、増幅部２０１における増幅率を決定し、決定した増幅率に関する情報を増幅部２０１へ出力する。

以下、図５のタイミング図を用いながら、増幅率制御部２０２が増幅率を決定する方法について説明する。図５は、増幅率に応じて、Ｈｉｇｈレベル数が変化する様子を示す。

図５Ａは、増幅部２０１の増幅率が小さい場合の信号波形の様子を示す。増幅部２０１の増幅率が小さいため、受信信号Ｓ１１の増幅後の信号レベルが２値化部１０１の閾値以上となる割合が低く、この結果、２値化信号Ｓ１２がＨｉｇｈレベルとなる割合が低い。このため、再生データＳ１３がＨｉｇｈレベルとなる割合も低く、この結果、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３にＨｉｇｈレベルが現れる割合が少なく、“１”が復調データと判定される頻度が低い。通常、“０”と“１”は、平均的に５割の割合で送信されていると仮定すると、図５Ａに示す例では、増幅率が小さいために、２値化部１０１においてＨｉｇｈレベルと正しく判定されず、誤ってＬｏｗレベルと判定されてしまった割合が高いと予想される。

これに対し、図５Ｂは、図５Ａに比べ、増幅部２０１の増幅率が大きい場合の信号波形の様子を示す。増幅部２０１の増幅率が図５Ａに比べ大きいため、受信信号Ｓ１１の増幅後の信号レベルが２値化部の閾値を超える割合が増え、この結果、図５Ａに比べデータＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３にＨｉｇｈレベルが現れる割合も増える。このため、再生データＳ１３がＨｉｇｈレベルとなる割合も高くなり、結果として、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３にもＨｉｇｈレベルが現れる割合が増え、“１”が復調データと判定される割合が高くなる。上述したように、図示せぬ通信相手からパルス信号受信装置１００に対して、“０”と“１”とが送信される割合が等しいと仮定すると、図５Ｂに示す例では、増幅率が大きすぎる。このために、２値化部１０１において、正しくＬｏｗレベルと判定されずに、誤ってＨｉｇｈレベルと判定されてしまった割合が高いと予想される。

図５Ｃは、増幅部２０１の増幅率が図５Ａに比べ大きく、図５Ｂに比べ小さい場合の信号波形の様子を示す。図５Ａ及び図５Ｂと比べると、増幅率制御部２０２が、増幅率を最適に調整することで、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３にＨｉｇｈレベルが現れる割合が、適当となる様子がわかる。

すなわち、増幅率制御部２０２は、一般に“１”と“０”とが送信される割合は等しいと仮定して、所定期間内に“１”と判定される割合と、“０”と判定される割合とが、ほぼ等しくなるように、カウント値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３を監視して、増幅率を変更していくようにすることで、増幅部２０１の増幅率を最適な値に制御することができる。この結果、２値化信号がＨｉｇレベルとなる割合が適正となり、受信品質を向上することができるようになる。

また、図示せぬ通信相手からパルス信号受信装置２００に対して、“１”が送信された場合には、理想的にはサンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３のいずれか一つのタイミングのみにおいて、Ｈｉｇｈレベルが検出されるわけになる。このため、増幅率制御部２０２は、これらサンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３ごとのＨｉｇｈレベル数の個数を比較して、増幅率を制御するようにしても良い。例えば、増幅率制御部２０２は、サンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３のすべてでＨｉｇｈレベルが検出された場合には、増幅率が大きすぎると考えられるため、増幅部２０１の増幅率が小さくなるよう制御する。

更に、既知のデータパターンを受信した場合のカウント値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３の理想値は一意に決まる。このため、増幅率制御部２０２が、図示せぬ通信相手から既知のデータパターンが送信された場合のカウンタ値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３を監視し、理想値からのずれを補正するように増幅率を制御することで、増幅率をより精度良く制御でき、受信品質を向上することができる。

なお、上述した説明では、増幅率制御部２０２は、増幅部２０１の増幅率を変更し、受信信号Ｓ１１の増幅後のレベルが最適なレベルとなるように増幅率を制御するようにしたが、増幅率に代えて、２値化部１０１の閾値をＨｉｇｈレベル数に応じて変更するようにしても良い。図６に、２値化部１０１の閾値を変更する場合のパルス信号受信装置３００の要部構成を示す。図６の本発明の実施の形態２に係るパルス信号受信装置３００は、図４の増幅率制御部２０２に代え、閾値制御部３０１を備え、増幅部２０１を削除した構成を採る。

閾値制御部３０１は、データＳ１５−１、Ｓ１５−２、Ｓ１５−３のＨｉｇｈレベル数に応じて２値化部１０１の閾値を変更する。具体的には、Ｈｉｇｈレベル数が少ない場合には、閾値制御部３０１は、２値化部１０１の閾値を下げる。この結果、２値化部１０１によって、Ｈｉｇｈレベルへ変換される２値化信号の割合が高くなる。一方、Ｈｉｇｈレベル数が多い場合には、閾値制御部３０１は、２値化部１０１の閾値を上げる。この結果、２値化部１０１によって、Ｈｉｇｈレベルへ変換される２値化信号の割合が低くなる。

このように、閾値をＨｉｇｈレベル数に応じて調整することにより、増幅率を適当な値に調整した場合と同様に、２値化信号がＨｉｇレベルとなる割合が最適となり、受信品質を向上することができるようになる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、受信信号がパルス化されたＱＰＳＫ変調信号の場合について記載する。すなわち、本実施の形態は、主に、信号幅が極めて短いＱＰＳＫ変調信号に対するパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置に関する。本発明は、信号幅が極めて短いＱＰＳＫ変調信号に対しても適用可能である。信号幅が極めて短いＱＰＳＫ変調信号は、多くの処理でパルス変調信号と同様に扱うことが可能であり、本実施の形態では、これをパルス化ＱＰＳＫ信号という。

図７に、本発明の実施の形態３におけるパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の要部構成を示す。本実施の形態の説明にあたり、図１と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。また、図８に、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の各部におけるタイミング図を示す。

図７に示すパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置４００は、ＩＱ分離部４０１と、２つの２値化部１０１と、クロックデータリカバリ部４０２と、時分割部４０３と、カウンタ４０４−１、４０４−２、４０４−３と、最大値検出部１０５と、選択データ判定部１０６と、データ選択部４０５とを備えている。

ＩＱ分離部４０１は、パルス化ＱＰＳＫ信号Ｓ２１に対し直交検波を施し、Ｉ成分とＱ成分とに分離する。ＩＱ分離部４０１は、得られた受信Ｉ信号Ｓ２２−１と受信Ｑ信号Ｓ２２−２とを、それぞれ２値化部１０１へ出力する。

２値化部１０１は、ＩＱ分離部４０１から出力された受信Ｉ信号Ｓ２２−１、受信Ｑ信号Ｓ２２−２それぞれの振幅レベルを閾値判定する。次に、２値化部１０１は、Ｌｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルの２値のいずれか一方へ変換する。次に、２値化部１０１は、変換後の２値化Ｉ信号Ｓ２３−１及び２値化Ｑ信号Ｓ２３−２を、クロックデータリカバリ部４０２へ出力する。

クロックデータリカバリ部４０２は、２値化Ｉ信号Ｓ２３−１及び２値化Ｑ信号Ｓ２３−２から、再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２と再生クロックＳ１４とを生成する。具体的には、クロックデータリカバリ部４０２は、２値化Ｉ信号Ｓ２３ー１と２値化Ｑ信号Ｓ２３−２とのどちらか一方、または両方の受信信号のレベル変化点を検出する。

次に、クロックデータリカバリ部４０２は、クロックデータリカバリ部４０２の内部に保持するクロック信号の周波数及び位相を、検出したレベル変化点に同期するように制御し、制御後のクロック信号を再生クロックＳ１４として生成する。

以下では、一例として、図示せぬ通信相手から、１シンボル周期の１／３の信号幅のパルス化ＱＰＳＫ信号が送信され、図８に示すように、２値化部１０１が、１シンボル周期の１／３程度の信号幅の２値化Ｉ信号Ｓ２３−１、２値化Ｑ信号Ｓ２３−２を生成する場合について説明する。

クロックデータリカバリ部４０２は、１シンボル周期中にｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミング（サンプリングタイミング）において、立ち上がりエッジを有する再生クロックＳ１４を生成する。クロックデータリカバリ部４０２は、再生クロックＳ１４の立ち上がりエッジにおいて、２値化Ｉ信号Ｓ２３−１及び２値化Ｑ信号Ｓ２３−２をサンプリングして再生ＩデータＳ２４−１及び再生ＱデータＳ２４−２を取得する。クロックデータリカバリ部４０２は、生成した再生ＩデータＳ２４−１、再生ＱデータＳ２４−２、及び再生クロックＳ１４を時分割部４０３へ出力する。

時分割部４０３は、再生ＩデータＳ２４−１及び再生ＱデータＳ２４−２を、再生クロックＳ１４のサンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３でサンプリングし、サンプリング後のＩデータ及びＱデータを、サンプリングタイミングごとに、ＩＱデータ列群に時分割する。具体的には、時分割部４０３は、サンプリングタイミングｔ１においてサンプリングしたＩデータＳ２５−１及びＱデータＳ２５−２をカウンタ４０４−１へ出力し、サンプリングタイミングｔ２においてサンプリングしたＩデータＳ２５−３及びＱデータＳ２５−４をカウンタ４０４−２へ出力し、サンプリングタイミングｔ３においてサンプリングしたＩデータＳ２５−５及びＱデータＳ２５−６をカウンタ４０４−３へ出力する。

更に、時分割部４０３は、ＩデータＳ２５−１、Ｓ２５−３、Ｓ２５−５及びＱデータＳ２５−２、Ｓ２５−４、Ｓ２５−６をデータ選択部４０５へ出力する。なお、１シンボル周期内のサンプリング数は３回に限定されない。

クロックデータリカバリ部４０２が、１シンボル周期内に４つ以上の立ち上がりエッジを有するクロックを生成する場合には、時分割部４０３は、立ち上がりエッジ毎に、再生ＩデータＳ２４−１及び再生ＱデータＳ２４−２をサンプリングして、４つ以上のデータ列に時分割する。

カウンタ４０４−１、４０４−２、４０４−３は、時分割部４０３により、サンプリングタイミング毎に、ＩＱデータ列群に時分割されたＩデータ及びＱデータが所定期間内にＨｉｇｈレベルとなる個数をカウントし、カウントしたＨｉｇｈレベル数を最大検出部１０５に出力する。

具体的には、カウンタ４０４−１は、ＩデータＳ２５−１及びＱデータＳ２５−２が、所定期間内にＨｉｇｈレベルとなる個数をカウントする。また、カウンタ４０４−２は、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４が所定期間内にＨｉｇｈレベルとなる個数をカウントする。また、カウンタ４０４−３は、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６が所定期間内にＨｉｇｈレベルとなる個数をカウントする。

Ｈｉｇｈレベル数は、Ｉ、Ｑデータそれぞれに含まれる再生データの合計数を表す。なお、上述したように、時分割部４０３は、再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２とを、１シンボル周期あたり３回ずつサンプリングする場合を想定している。このため、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置４００は、カウンタを３つ備えるが、１シンボル周期あたりのサンプリング数は、３回に限定されるものではなく、時分割部４０３が１シンボル周期あたり再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２とをサンプリングする数と同数のカウンタを設ければ良い。

最大値検出部１０５は、カウンタ４０４−１、４０４−２、４０４−３から出力されるＨｉｇｈレベル数のうち、最大のＨｉｇｈレベル数を検出する。次に、最大値検出部１０５は、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたカウンタでカウントされたデータ列群、すなわち、再生Ｉデータ及び再生Ｑデータを最も多く含むデータ列群に関する情報（以下「最多データ列群情報」という）を、選択データ判定部１０６へ出力する。

最多データ列群情報Ｓ２６としては、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列群をサンプリングしたサンプリングタイミングに関する情報や、最大のＨｉｇｈレベル数がカウントされたカウンタに関する情報など、時分割されたデータ列群と１対１に対応付けられる情報であれば良い。以下では、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列群をサンプリングしたサンプリングタイミングを、最多データ列群情報Ｓ２６とする場合について説明する。

選択データ判定部１０６は、最大値検出部１０５から出力された最多データ列群情報Ｓ２６から、サンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３においてサンプリングしたＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６の３組の中から、どのデータ列群を復調データ列群として選択すべきか判定し、判定したデータ列群に関する情報を選択データ列群情報Ｓ２７としてデータ選択部４０５へ出力する。

具体的には、選択データ判定部１０６は、実施の形態１と同様に、最多データ列群情報Ｓ２６の変化を監視し、最多データ列群情報Ｓ２６が変化しても、すぐに選択データ列群情報Ｓ２７を変更せずに、最多データ列群情報Ｓ２６が変化後所定の回数以上連続して同一の情報を示す場合に、選択データ列群情報Ｓ２７を変更する。

データ選択部４０５は、時分割部４０３から出力されるＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６の３組の中から、選択データ列群情報Ｓ２７に対応するデータ列を復調ＩデータＳ２８−１、復調ＱデータＳ２８−２として選択する。

次いで、上記のように構成されたパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置４００の動作について、図８のタイミング図を参照しながら説明する。

受信Ｉ信号Ｓ２２−１、受信Ｑ信号Ｓ２２−２は、２つの２値化部１０１によってそれぞれ閾値判定される。次に、２値化部１０１は、判定後の受信Ｉ信号Ｓ２２−１、受信Ｑ信号Ｓ２２−２を、Ｌｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルのいずれか一方の２値化Ｉ信号Ｓ２３−１、２値化Ｑ信号Ｓ２３−２に変換し、クロックデータリカバリ部４０２へ出力される。

そして、クロックデータリカバリ部４０２によって、２値化Ｉ信号Ｓ２３−１と２値化Ｑ信号Ｓ２３−２とから、再生ＩデータＳ２４−１、再生ＱデータＳ２４−２、及び再生クロックＳ１４が生成する。次に、クロックデータリカバリ部４０２は、再生ＩデータＳ２４−１、再生ＱデータＳ２４−２、及び再生クロックＳ１４を、時分割部４０３へ出力する。例えば、図８に示すように、クロックデータリカバリ部４０２は、再生ＩデータＳ２４−１及び再生ＱデータＳ２４−２が、１シンボル周期の１／３程度の信号幅を有する場合には、１シンボル周期内にｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングにおいて、立ち上がりエッジを有するクロックを再生クロックＳ１４として生成する。

そして、時分割部４０３によって、再生ＩデータＳ２４−１及び再生ＱデータＳ２４−２が、再生クロックＳ１４のｔ１、ｔ２、ｔ３をサンプリングタイミングとしてサンプリングされる。次に、時分割部４０３によって、サンプリング後のＩデータ及びＱデータは、サンプリングタイミングごとに、ＩＱデータ列群に時分割される。

具体的には、時分割部４０３によって、サンプリング後の再生Ｉデータ及び再生Ｑデータは、ＩデータＳ２５−１及びＱデータＳ２５−２と、ＩデータＳ２５−３及びＱデータＳ２５−４と、ＩデータＳ２５−５及びＱデータＳ２５−６と、に時分割される。つまり、ＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２とへは、再生クロックＳ１４のｔ１のタイミングにおいてサンプリングされた、再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２とが分配される。また、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４とへは、再生クロックＳ１４のｔ２のタイミングにおいてサンプリングされた、再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２とが分配される。また、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６とへは、再生クロックＳ１４のｔ３のタイミングにおいてサンプリングされた、再生ＩデータＳ２４−１と再生ＱデータＳ２４−２とが分配される。

そして、ｔ１、ｔ２、ｔ３のタイミングにおいてサンプリングされたＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６のそれぞれのＩＱデータ列群は、データ選択部４０５へ出力され、更に、それぞれカウンタ４０４−１、４０４−２、４０４−３へ出力される。そして、カウンタ４０４−１、４０４−２、４０４−３によって、所定時間内にＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６が、ＨｉｇｈレベルとなるＨｉｇｈレベル数が、それぞれカウントされる。なお、図８のカウント値Ｓ１６−１、Ｓ１６−２、Ｓ１６−３は、上記所定時間を４シンボルとして、４シンボルごとにカウントされたＨｉｇｈレベル数を示すが、所定時間は４シンボルに限られず、シンボルレートや伝搬路状況などに応じて設定すれば良い。

そして、４シンボルごとにカウントされたＨｉｇｈレベル数は、最大値検出部１０５へ出力される。次に、最大値検出部１０５によって、最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列群に関する情報（最多データ列群情報）が、所定時間ごとに選択データ判定部１０６へ出力される。例えば、図８に示すカウンタ読出しタイミングＴ２におけるＨｉｇｈレベル数を比較すると、Ｓ１６−１は６、Ｓ１６−２は０、Ｓ１６−３は０となって、ＩデータＳ２５−１及びＱデータＳ２５−２が最大のＨｉｇｈレベル数が検出されたデータ列群となる。これより、ＩデータＳ２５−１及びＱデータＳ２５−２をサンプリングしたサンプリングタイミングｔ１が、最多データ列群情報Ｓ２６として選択データ判定部１０６へ出力される。

そして、選択データ判定部１０６によって、最多データ列群情報Ｓ２６の推移が監視される。次に、選択データ判定部１０６は、最多データ列群情報Ｓ２６の推移に応じて、サンプリングタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３でサンプリングされたＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６の３組の中から、どのデータ列を復調データとして選択すべきかが判定する。次に、選択データ判定部１０６は、判定されたデータに関する情報を、選択データ列群情報Ｓ２７としてデータ選択部４０５へ出力する。

そして、データ選択部４０５によって、時分割部４０３から出力されるＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２、ＩデータＳ２５−３とＱデータＳ２５−４、ＩデータＳ２５−５とＱデータＳ２５−６から選択データ列群情報Ｓ２７に対応するデータが復調ＩデータＳ２８−１、復調ＱデータＳ２８−２として選択される。先に示した例では、カウント読出しタイミングＴ２〜Ｔ３では、選択データ列群情報Ｓ２７がｔ１である。したがって、ｔ１のタイミングでサンプリングされたＩデータＳ２５−１とＱデータＳ２５−２とが、復調ＩデータＳ２８−１と復調ＱデータＳ２８−２として選択される。

以上のように、本実施の形態によれば、まず、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とし、前記シンボル周期中の所定のタイミングにおいて送信するパルス化ＱＰＳＫ信号を受信した場合に、直交変換後の受信Ｉ信号及び受信Ｑ信号を閾値判定してＬｏｗレベル又はＨｉｇｈレベルの２値化Ｉ信号及び２値化Ｑ信号へ変換する。次に、変換後の２値化Ｉ信号及び２値化Ｑ信号から従来のクロックリカバリ手法を用いて、クロック信号、Ｉデータ信号、及びＱデータ信号を再生する。次に、クロック信号の立ち上がりエッジのタイミングでＩデータ信号及びＱデータ信号をオーバーサンプリングする。次に、オーバーサンプリングされたＩデータ信号及びＱデータ信号を、１シンボル周期に含まれるクロック信号の周期の数と同数のデータ列群に時分割する。次に、分割後のデータ列群のうち所定期間内にＨｉｇｈレベルを最も多く含む最多データ列群を検出する。次に、検出された最多データ列群に応じて、時分割後のデータ列群から所定期間内の復調データ列群を選択するようにした。

これに対し、従来技術は、まず、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス化ＱＰＳＫ信号に対し、従来のクロックリカバリ手法を用いてクロック信号を再生する。次に、シンボル周期に比べ短い信号幅に同期したクロック信号が再生される。このため、従来技術では、本来データが存在しないタイミングにおいて非所望データがサンプリングされる場合がある。

上記より、本実施の形態は、従来技術に対して、非所望データを比較的簡易な構成で除去し、所望のサンプリングタイミングにおいて、サンプリングされた所望データのみを抜き出すことができる。

本発明のパルス信号受信装置は、パルス信号を受信する受信手段と、前記パルス信号の電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する２値化手段と、前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックを用いて前記２値化信号をサンプリングした再生データと、を得るクロックデータリカバリ手段と、前記再生データを、複数のデータ列に時分割する時分割手段と、所定期間内の前記再生データの有無を、前記各データ列毎にカウントするカウント手段と、前記カウント手段によりカウントされたカウント値に基づいて、復調するデータ列を前記複数のデータ列から選択するデータ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とし、シンボル周期中の所定のタイミングで送信されるパルス信号を受信する場合には、パルス信号の電圧を閾値判定して得られた２値化信号からクロックリカバリ手法によりクロックを再生すると、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックが生成される。このため、再生クロックの立ち上がりエッジでサンプリングされた再生データには、非所望データが含まれることになるが、再生データを複数のデータ列に時分割し、時分割後のデータ列に含まれる再生データの有無に基づいて、複数のデータ列から、実際に使用するデータ列の候補を選択して、非所望データを除去することができる。このため、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス信号を、比較的簡易な構成で復調することができる。

本発明のパルス信号受信装置の一つの態様は、前記時分割手段は、１シンボル周期に含まれる前記クロックの周期の数おきに抽出した前記再生データを用いて、前記複数のデータ列を構成する構成を採る。

この構成によれば、比較的簡易な構成で、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックの立ち上がりエッジにおいてサンプリングされた再生データを、所望データ列と非所望データ列とに分けることができる。

本発明のパルス信号受信装置の一つの態様は、前記データ選択手段は、前記カウント値に基づいて、所定期間内に前記再生データを最も多く含む最多データ列を検出する検出手段、を具備し、前記最多データ列が所定回数連続して同一の場合に、当該最多データ列を選択する構成を採る。

この構成によれば、所定期間内に再生データを最も多く含む最多データ列が変わっても、直ちに当該データ列を実際に使用するデータ列として選択するのではなく、当該データ列が、所定回数連続して検出されている場合にのみ、当該データ列を実際に使用するデータ列として選択するようにした。このため、干渉信号等の影響を受けて一時的に再生データを多く含む非所望データ列が直ちに選択されるのを防ぐことができる。

本発明のパルス信号受信装置の一つの態様は、前記２値化手段は、前記データ列毎の前記再生データの数に基づいて、受信したパルス信号の電圧を調整する構成を採る。

この構成によれば、時分割されたデータ列に含まれる再生データが所定数以上の場合には、増幅率を小さくし、時分割されたデータ列に含まれる再生データが所定数未満の場合には、増幅率を大きくすることが出来る。このため、受信したパルス信号の電圧を最適なレベルに調整することができ、復調精度を向上させ、受信品質を高めることができる。

本発明のパルス信号受信装置の一つの態様は、前記２値化手段は、前記データ列毎の前記再生データの数に基づいて、閾値判定に用いる閾値を変更する構成を採る。

この構成によれば、時分割されたデータ列に含まれる再生データが所定数以上の場合には、閾値判定に用いる閾値を高くし、時分割されたデータ列に含まれる再生データが所定数未満の場合には、閾値判定に用いる閾値を低くすることが出来る。このため、閾値判定に用いる閾値を最適な値に調整することができ、復調精度を向上させ、受信品質を高めることができる。

本発明のパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の一つの態様は、パルス化されたＱＰＳＫ変調信号を受信する受信手段と、前記ＱＰＳＫ変調信号をＩ信号とＱ信号とに分離する分離手段と、前記Ｉ信号とＱ信号とのそれぞれの電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する２値化手段と、前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックで前記２値化信号をサンプリングして再生データを得るクロックデータリカバリ手段と、前記再生データを、複数のデータ列に時分割する時分割手段と、所定期間内の前記再生データの有無を、前記各データ列毎にカウントするカウント手段と、前記カウント手段によりカウントされたカウント値に基づいて、復調するデータ列を前記複数のデータ列から選択するデータ選択手段と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とし、シンボル周期中の所定のタイミングにおいて送信されるパルス化ＱＰＳＫ信号を受信する場合に、パルス化ＱＰＳＫ信号のＩ信号とＱ信号との電圧を閾値判定して得られた２値化信号からクロックリカバリ手法によりクロックを再生すると、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックが生成される。このため、再生クロックの立ち上がりエッジでサンプリングされた再生データには、非所望データが含まれることになるが、再生データを複数のデータ列に時分割し、時分割後のデータ列に含まれる再生データの有無に基づいて、複数のデータ列から、実際に使用するデータ列の候補を選択して、非所望データを除去することができる。このため、従来のクロックリカバリ手法を用いた比較的簡易な構成で、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス化ＱＰＳＫ信号を復調することができる。

本発明のパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の一つの態様は、前記２値化手段は、前記Ｉ信号の電圧を閾値判定により２値化して、２値化Ｉ信号へ変換し、前記Ｑ信号の電圧を閾値判定により２値化して、２値化Ｑ信号へ変換し、前記クロックデータリカバリ手段は、前記２値化Ｉ信号と前記２値化Ｑ信号とのうち、少なくともいずれか一方に同期したクロックを得、更に、当該クロックを用いて前記２値化Ｉ信号及び前記２値化Ｑ信号をサンプリングして、再生Ｉデータ及び再生Ｑデータを取得し、前記時分割手段は、前記再生Ｉデータ及び前記再生Ｑデータを、複数のＩＱデータ列群に時分割し、前記カウント手段は、前記所定期間内の前記再生Ｉデータ及び前記再生Ｑデータの有無を、前記ＩＱデータ列群毎にカウントし、前記データ選択手段は、前記カウント手段によりカウントされた前記ＩＱデータ列群毎のカウント値に基づいて、復調するデータ列群を前記複数のＩＱデータ列群から選択する構成を採る。

この構成によれば、閾値判定によりＱＰＳＫ変調信号のＩ成分とＱ成分とを２値化して得られた２値化Ｉ信号と２値化Ｑ信号のうち、少なくともいずれか一方に同期したクロックを再生すると、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックが生成される。このため、再生クロックの立ち上がりエッジでサンプリングされた再生Ｉデータ及び再生Ｑデータには、非所望データが含まれることになるが、再生Ｉデータ及び再生Ｑデータを複数のデータ列群に時分割し、時分割後のデータ列群に含まれる再生Ｉデータ及び再生Ｑデータの有無に基づいて、複数のデータ列群から、実際に使用するデータ列群の候補を選択して、非所望データを除去することができる。このため、従来のクロックリカバリ手法を用いた比較的簡易な構成で、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス化ＱＰＳＫ信号を復調することができる。

本発明のパルス信号受信方法の一つの態様は、パルス信号を受信する工程と、前記パルス信号の電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する工程と、前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックを用いて前記２値化信号をサンプリングした再生データと、を得る工程と、前記再生データを、複数のデータ列に時分割する工程と、所定期間内の前記再生データの有無を、前記データ列毎にカウントする工程と、カウントされたカウント値に応じて、復調するデータ列の候補を前記複数のデータ列から選択する工程と、を有するようにした。

この方法によれば、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とし、シンボル周期中の所定のタイミングで送信されるパルス信号を受信する場合には、パルス信号の電圧を閾値判定して得られた２値化信号からクロックリカバリ手法によりクロックを再生すると、シンボル周期よりも短い周期をクロック周期とする再生クロックが生成される。このため、再生クロックの立ち上がりエッジでサンプリングされた再生データには、非所望データが含まれることになるが、再生データを複数のデータ列に時分割し、時分割後のデータ列に含まれる再生データの有無に基づいて、複数のデータ列から、実際に使用するデータ列の候補を選択して、非所望データを除去することができる。このため、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス信号を、比較的簡易な構成で復調することができる。

本発明のパルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法は、シンボル周期に比べ信号幅が短いパルス変調信号に対し、比較的簡易な構成で、最適なクロックタイミングでサンプリングされた信号を検出することができる。特に、シンボル周期に比べ短い時間幅を信号幅とするパルス変調信号を受信するパルス信号受信装置、パルス化ＱＰＳＫ信号受信装置、及びパルス信号受信方法などに有用である。

本発明の実施の形態１に係るパルス信号受信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係るパルス信号受信装置の動作を説明するためのタイミング図 実施の形態１に係る選択データ判定部の動作を説明するためのタイミング図 本発明の実施の形態２に係るパルス信号受信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態２に係るパルス信号受信装置の動作を説明するためのタイミング図 実施の形態２に係るパルス信号受信装置の動作を説明するためのタイミング図 実施の形態２に係るパルス信号受信装置の動作を説明するためのタイミング図 本発明の実施の形態２に係るパルス信号受信装置の別の要部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態３に係るパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置の動作を説明するためのタイミング図 従来の受信装置の要部構成を示すブロック図

符号の説明

１０１ ２値化部
１０２、４０２ クロックデータリカバリ部
１０３、４０３ 時分割部
１０４−１、１０４−２、１０４−３、４０４−１、４０４−２、４０４−３ カウンタ
１０５ 最大値検出部
１０６ 選択データ判定部
１０７、４０５ データ選択部
２０１ 増幅部
２０２ 増幅率制御部
３０１ 閾値制御部
４０１ ＩＱ分離部

Claims (8)

1. パルス信号を受信する受信手段と、
   前記パルス信号の電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する２値化手段と、
   前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックを用いて前記２値化信号をサンプリングした再生データと、を得るクロックデータリカバリ手段と、
   前記再生データを、複数のデータ列に時分割する時分割手段と、
   所定期間内の前記再生データの有無を、前記各データ列毎にカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段によりカウントされたカウント値に基づいて、復調するデータ列を前記複数のデータ列から選択するデータ選択手段と、
   を具備するパルス信号受信装置。
2. 前記時分割手段は、１シンボル周期に含まれる前記クロックの周期の数おきに抽出した前記再生データを用いて、前記複数のデータ列を構成する
   請求項１に記載のパルス信号受信装置。
3. 前記データ選択手段は、前記カウント値に基づいて、所定期間内に前記再生データを最も多く含む最多データ列を検出する検出手段、を具備し、
   前記最多データ列が所定回数連続して同一の場合に、当該最多データ列を選択する
   請求項１に記載のパルス信号受信装置。
4. 前記２値化手段は、前記データ列毎の前記再生データの数に基づいて、受信したパルス信号の電圧を調整する
   請求項１に記載のパルス信号受信装置。
5. 前記２値化手段は、前記データ列毎の前記再生データの数に基づいて、閾値判定に用いる閾値を変更する
   請求項１に記載のパルス信号受信装置。
6. パルス化されたＱＰＳＫ変調信号を受信する受信手段と、
   前記ＱＰＳＫ変調信号をＩ信号とＱ信号とに分離する分離手段と、
   前記Ｉ信号とＱ信号とのそれぞれの電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する２値化手段と、
   前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックで前記２値化信号をサンプリングして再生データを得るクロックデータリカバリ手段と、
   前記再生データを、複数のデータ列に時分割する時分割手段と、
   所定期間内の前記再生データの有無を、前記各データ列毎にカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段によりカウントされたカウント値に基づいて、復調するデータ列を前記複数のデータ列から選択するデータ選択手段と、
   を具備するパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置。
7. 前記２値化手段は、前記Ｉ信号の電圧を閾値判定により２値化して、２値化Ｉ信号へ変換し、前記Ｑ信号の電圧を閾値判定により２値化して、２値化Ｑ信号へ変換し、
   前記クロックデータリカバリ手段は、前記２値化Ｉ信号と前記２値化Ｑ信号とのうち、少なくともいずれか一方に同期したクロックを得、更に、当該クロックを用いて前記２値化Ｉ信号及び前記２値化Ｑ信号をサンプリングして、再生Ｉデータ及び再生Ｑデータを取得し、
   前記時分割手段は、前記再生Ｉデータ及び前記再生Ｑデータを、複数のＩＱデータ列群に時分割し、
   前記カウント手段は、前記所定期間内の前記再生Ｉデータ及び前記再生Ｑデータの有無を、前記ＩＱデータ列群毎にカウントし、
   前記データ選択手段は、前記カウント手段によりカウントされた前記ＩＱデータ列群毎のカウント値に基づいて、復調するデータ列群を前記複数のＩＱデータ列群から選択する
   請求項６に記載のパルス化ＱＰＳＫ信号受信装置。
8. パルス信号を受信する工程と、
   前記パルス信号の電圧を閾値判定し、２値化信号へ変換する工程と、
   前記２値化信号に同期したクロックと、当該クロックを用いて前記２値化信号をサンプリングした再生データと、を得る工程と、
   前記再生データを、複数のデータ列に時分割する工程と、
   所定期間内の前記再生データの有無を、前記データ列毎にカウントする工程と、
   カウントされたカウント値に応じて、復調するデータ列の候補を前記複数のデータ列から選択する工程と、
   を有するパルス信号受信方法。
   

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