JP4969518B2

JP4969518B2 - 変調方式識別回路および受信装置

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Publication number: JP4969518B2
Application number: JP2008147173A
Authority: JP
Inventors: 隆淺原; 侑栗山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-06-04
Also published as: JP2009296252A

Description

本発明は、通信システムを構成する通信装置において受信信号に適用された変調方式を識別する変調方式識別回路およびこれを備えた受信装置に関する。

以下、受信信号から未知の変調方式を識別する従来の変調方式識別技術について説明する。例えば、アナログ変調であるＡＭ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とＦＭ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を識別する変調方式識別装置が下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の変調方式識別装置では、各方式固有の特性を利用して受信信号の変調方式を識別している。具体的には、ＡＭの場合は情報信号を振幅に重畳して変調を行う方式のため、変調により包絡線（振幅）が変動する特性と、ＦＭの場合は情報信号を周波数に重畳して変調を行う方式のため、変調を行っても包絡線が一定となる特性と、を利用し、受信信号から算出した包絡線変動特性（電力変動特性）に基づいて変調方式を識別している。

特開２００１−８６１７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置においては、例えば変調指数が小さいＡＭでは包絡線の変動が小さくなるため、受信信号が変調指数の小さいＡＭの場合には包絡線が一定であるＦＭとの識別が困難になる、という問題があった。

また、包絡線変動を利用して変調方式を識別するためには、事前情報として、包絡線変動が一定であるか否かを判定するための最適な閾値をシミュレーションや実験などで予め取得し設定しておく必要がある、という問題があった。

さらに、この予め設定しておく必要がある閾値は、実際の伝送路で想定されるガウス通信路やフェージング通信路などの伝送路状況に合った閾値でないと高い識別性能が得られないため、想定される伝送路に対応した最適な閾値を事前に準備しておく必要がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変調指数の小さいＡＭなどや雑音の影響等により受信信号のＣ／Ｎ（ＣａｒｒｉｅｒｔｏＮｏｉｓｅｒａｔｉｏ）が低い場合などであっても、高精度に変調方式を識別する変調方式識別回路を得ることを目的とする。

また、変調方式識別のための閾値をシミュレーション等により事前に準備しておく必要がなく、想定される伝送路が未知であっても、高精度に変調方式を識別する変調方式識別回路を得ることを目的とする。

さらに、変調方式が未知である受信信号を復調することが可能な受信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力信号に適用された変調方式を識別する変調方式識別回路であって、前記入力信号の電力変動量を評価する電力変動量評価手段と、前記入力信号の周波数変動量を評価する周波数変動量評価手段と、前記電力変動量評価手段および前記周波数変動量評価手段による各評価結果に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式を識別する変調方式識別手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、電力および周波数のそれぞれの変動量を評価し、得られた各評価結果に基づいて受信信号の変調方式を識別することとしたので、従来の電力変動量のみを利用して識別を行う方式と比較して、変調指数が小さいＡＭなどに対する識別性能を向上させることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる変調方式識別回路および受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる変調方式識別回路を備えた受信装置の実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示したように、本実施の形態の受信装置は、受信信号を周波数変換し、同相信号（Ｉｃｈ信号）および直交信号（Ｑｃｈ信号）を生成する準同期検波部１と、準同期検波部１から出力されるＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を使用して電力変動量を算出し、電力変動量を評価する電力変動量算出部２と、準同期検波部１から出力されるＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を使用して周波数変動量を算出し、周波数変動量を評価する周波数変動量算出部３と、電力変動量算出部２による電力変動量の評価結果および周波数変動量算出部３による周波数変動量の評価結果に基づいて、受信信号に適用されている変調方式を識別する変調方式識別部４ａと、を備え、変調方式識別部４ａによる識別結果に従った復調処理を行い、受信信号を復調する。

上記各構成要素をさらに詳しく説明する。準同期検波部１は、受信信号の周波数変換を行うための発振信号（クロック）を生成する発振器１０と、発振器１０から出力される発振信号の位相をπ／２（９０°）だけ移相させるπ／２移相部１１と、受信信号と発振器１０から出力される発振信号を乗算する乗算部１２ａと、受信信号とπ／２移相部１１から出力されるπ／２移相した後の発振信号を乗算する乗算部１２ｂと、乗算部１２ａ，１２ｂから出力される信号に含まれる不要波や雑音を除去するＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）１３ａ，１３ｂと、を備える。

電力変動量算出部２は、準同期検波部１のＬＰＦ１３ａ，１３ｂから出力されるＩｃｈ信号，Ｑｃｈ信号を２乗処理する２乗器２０ａ，２０ｂと、２乗器２０ａ，２０ｂから出力される２乗処理後の信号を加算する加算部２１と、加算部２１から出力される信号の平均及び分散を算出する平均／分散算出部２２と、を備える。

周波数変動量算出部３は、準同期検波部１のＬＰＦ１３ａ，１３ｂから出力されるＩｃｈ信号，Ｑｃｈ信号を使用して位相変換処理を行い、位相量を算出する位相変換部３０と、位相変換部３０から出力される位相量に対して差分処理を実行して位相変化量を算出する差分処理部３１と、差分処理部３１から出力される位相変化量の平均及び分散を算出する平均／分散算出部３２と、を備える。

次に、本実施の形態の変調方式識別回路の全体動作について説明する。準同期検波部１では、乗算部１２ａが、発振器１０から出力される発振信号と受信信号を乗算することにより周波数変換を行い、ＬＰＦ１３ａは、乗算部１２ａから出力された周波数変換後の信号から不要波や雑音を除去し、得られた信号を、ベースバンド信号に変換したＩｃｈ信号ＲＩとして出力する。また、乗算部１２ｂが、発振器１０から出力される発振信号をπ／２移相部１１でπ／２だけ移相した発振信号と受信信号を乗算することにより周波数変換を行い、ＬＰＦ部１３ｂは、乗算部１２ｂから出力された周波数変換後の信号から不要波や雑音を除去し、得られた信号を、ベースバンド信号に変換したＱｃｈ信号ＲＱとして出力する。

電力変動量算出部２（電力変動量評価手段に相当）では、準同期検波部１から出力されたＩｃｈ信号ＲＩおよびＱｃｈ信号ＲＱを入力とし、これらの入力信号を用いて評価関数Ｒ１に基づく評価量を算出する。具体的には、Ｉｃｈ信号ＲＩを２乗器２０ａへの入力、Ｑｃｈ信号ＲＱを２乗器２０ｂへの入力とし、２乗器２０ａおよび２０ｂは、入力信号を２乗し、得られた信号を出力する。そして、加算部２１が２乗処理後のＩｃｈ信号（２乗器２０ａの出力）と２乗処理後のＱｃｈ信号（２乗器２０ｂの出力）を加算することにより、受信電力Ｐ（＝（ＲＩ）²＋（ＲＱ）²）を算出する。平均／分散算出部２２（電力変動評価量算出手段に相当）では、加算部２１から出力される受信電力Ｐの変動量を評価する。例えば、この受信電力Ｐの平均値（μ_Pとする）と分散（σ_Ｐ ²とする）とを計算し、受信電力の変動量を評価するための評価関数としてＲ１＝σ_P ²／μ_P ²やＲ１＝σ_P ²などを適用し、受信電力変動量の評価結果（電力変動量を示す電力変動評価量）を算出する。

一方、周波数変動量算出部３（周波数変動量評価手段に相当）では、準同期検波部１から出力されたＩｃｈ信号ＲＩおよびＱｃｈ信号ＲＱを入力とし、これらの入力信号を用いて評価関数Ｒ２に基づく評価量を算出する。具体的には、Ｉｃｈ信号ＲＩおよびＱｃｈ信号ＲＱを位相変換部３０への入力とし、位相変換部３０は、位相変換処理を行い位相量θ（＝ｔａｎ^-1（ＲＱ／ＲＩ））を算出する。そして、差分処理部３１（周波数算出手段に相当）が位相量θに対して差分処理を行うことにより位相変化量、すなわち、周波数を算出する。例えば、時刻ｔ₁の位相量θ₁と時刻ｔ₂の位相量θ₂を算出し、その位相変化量（周波数）Δθ＝θ₁−θ₂（＝Ｆ）を計算して周波数Ｆを算出する。平均／分散算出部３２（周波数変動評価量算出手段に相当）では、差分処理部３１から出力される周波数Ｆの変動量を評価する。例えば、この周波数Ｆの平均値（μ_Fとする）と分散（σ_F ²とする）とを計算し、周波数の変動量を評価するための評価関数としてＲ２＝σ_F ²／μ_F ²やＲ２＝σ_F ²などを適用し、周波数変動量の評価結果（周波数変動量を示す周波数変動評価量）を算出する。

変調方式識別部４ａでは、電力変動量算出部２で算出された電力変動評価量、及び、周波数変動量算出部３で算出された周波数変動評価量に基づき、各変調方式が有する特徴を利用して変調方式を識別する。例えば、ＡＭの場合は情報信号を振幅に重畳する変調方式のため、電力変動量は大きくなるが周波数変動量は小さくなるという特徴を有するため、ＡＭの判定式をＤ［ＡＭ］＝Ｒ１−Ｒ２とし、ＦＭの場合は情報信号を周波数に重畳する変調方式のため、電力変動量は小さくなるが周波数変動量は大きくなるという特徴を有するため、ＦＭの判定式をＤ［ＦＭ］＝Ｒ２−Ｒ１とする。そして、これらの判定式を用い、例えば、Ｄ［ＡＭ］≧Ｄ［ＦＭ］であればＡＭと判定し、Ｄ［ＡＭ］＜Ｄ［ＦＭ］であればＦＭと判定する。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、受信電力の変動量についての評価量（電力変動評価量）および受信周波数の変動量についての評価量（周波数変動評価量）を算出し、各評価量と各変調方式固有の特徴とに基づいて、受信信号の変調方式を識別することとした。これにより、従来の電力変動量のみを利用して識別を行う方式と比較して、変調指数が小さいＡＭなどに対する識別性能を向上させることができる。また、変調方式ごとの判定式を導出し、各判定式を用いて算出した算出値の比較結果から変調方式を識別することとした。これにより、識別のための閾値を予め設定する等の調整が不要となり、簡易な方法で識別を行うことができる。また、ＡＭかＦＭかの硬判定的な判定ではなく、ＡＭやＦＭであることの確からしさを判定式（Ｄ［ＡＭ］、Ｄ［ＦＭ］）利用により定量的に出力することもできる。

なお、上記判定式は、より一般化した形式として、Ｄ［ＡＭ］＝α１×Ｒ１−β１×Ｒ２やＤ［ＦＭ］＝α２×Ｒ２−β２×Ｒ１のように、α１、α２やβ１、β２の調整係数を含む形としてもよい。これにより、伝送路環境に応じてα１、α２やβ１、β２の調整係数を最適化することにより、識別性能をさらに向上することが可能となる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の変調方式識別回路について説明する。図２は、実施の形態２の変調方式識別回路の構成例を示す図である。本実施の形態の変調方式識別回路は、実施の形態１で示した変調方式識別回路（図１参照）の変調方式識別部４ａに代えて変調方式識別部４ｂを備えた構成をとり、その他の部分については同一である。すなわち、電力変動量算出部２により算出された評価関数Ｒ１に基づく評価量（電力変動評価量）と周波数変動量算出部３により算出された評価関数Ｒ２に基づく評価量（周波数変動評価量）とを用いて行う変調方式の識別方法のみが異なる。そのため、本実施の形態では、実施の形態１で説明済みの構成要素についての説明は省略し、変調方式識別部４ｂについてのみ説明する。

本実施の形態の変調方式識別回路において、変調方式識別部４ｂは、電力変動量算出部２から出力される電力変動評価量および周波数変動量算出部３から出力される周波数変動評価量を用い、これらの評価量と変調指数に応じて設定した複数の閾値とを比較し、その比較結果から変調方式を識別する。

図３は、搬送波電力Ｃと雑音電力Ｎの比であるＣ／Ｎに対する評価関数Ｒ１としてＲ１＝σ_P ²／μ_P ²を使用した場合の評価量Ｒ（電力変動評価量）を示す図である。この図から、電力変動量に基づく評価関数Ｒ１に対しては、ＡＭの変調指数が変化するとその評価量（電力変動評価量）も変化することがわかる。これと同様に、周波数変動量に基づく評価関数Ｒ２に対しては、ＦＭの変調指数が変化するとその評価量（周波数変動評価量）も変化する。すなわち、これらの評価関数Ｒ１，Ｒ２を使用した場合、図４に示すように、ＡＭの変調指数が大きい場合は、受信電力の変動量が大きくなる傾向がある。そのため、図３に示すように、評価関数Ｒ１（電力変動評価量）に対して変調指数に応じた複数の閾値を設定してその閾値との比較を行い、変調指数の大きさを考慮したＡＭやＦＭの識別を行う。また、ＦＭの変調指数が大きい場合は、周波数の変動量が大きくなる傾向があるため、評価関数Ｒ２（周波数変動評価量）に対して変調指数に応じた複数の閾値を設定してその閾値との比較を行い、変調指数の大きさを考慮したＡＭとＦＭの識別を行う。また、評価関数Ｒ１を用いて算出した評価量と評価関数Ｒ２を用いて算出した評価量が共に大きくなる場合には、ＳＳＢ（ＳｉｎｇｌｅＳｉｄｅＢａｎｄ）と判定する。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、受信電力の変動量についての評価量（電力変動評価量）および受信周波数の変動量（周波数変動評価量）についての評価量を算出し、各評価量と各変調方式の変調指数に応じて設定した複数のしきい値との比較結果に基づいて、受信信号の変調方式を識別することとした。これにより、従来の電力変動量のみを利用して識別を行う方式と比較して、変調指数が小さいＡＭなどに対する識別性能を向上させることができる。また、ＡＭかＦＭかの硬判定的な判定ではなく、変調指数に応じたＡＭやＦＭであることの確からしさを定量的に出力することもできる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３の変調方式識別回路について説明する。図５は、実施の形態３の変調方式識別回路の構成例を示す図である。本実施の形態の変調方式識別回路は、実施の形態１で示した変調方式識別回路（図１参照）の変調方式識別部４ａに代えて変調方式識別部４ｃを備えた構成をとり、その他の部分については同一である。すなわち、電力変動量算出部２により算出された評価関数Ｒ１に基づく評価量（電力変動評価量）と周波数変動量算出部３により算出された評価関数Ｒ２に基づく評価量（周波数変動評価量）とを用いて行う変調方式の識別方法のみが異なる。そのため、本実施の形態では、実施の形態１で説明済みの構成要素についての説明は省略し、変調方式識別部４ｃについてのみ説明する。

本実施の形態の変調方式識別回路において、変調方式識別部４ｃは、電力変動量算出部２から出力される電力変動評価量および周波数変動量算出部３から出力される周波数変動評価量を用い、各変調方式が有する特徴を利用して変調方式を識別する処理と、各評価量と変調指数に応じて設定した複数の閾値との比較結果から変調方式を識別する処理と、を実行することにより、受信信号の変調方式を識別する。

図６は、搬送波電力Ｃと雑音電力Ｎの比Ｃ／Ｎに対する評価関数Ｒ１としてＲ１＝σ_P ²／μ_P ²を使用した場合の評価量を示す図である。また、図７は、各変調方式を識別するための識別手順を示す図である。図６からわかるように、ＳＳＢとＡＭ／ＦＭの評価量Ｒ（電力変動評価量）は大きく離れている。そのため、本実施の形態の変調方式識別回路では、まず、ＳＳＢとＳＳＢ以外（ＡＭ／ＦＭ）の識別を閾値判定により行い、ＳＳＢ以外の場合には、さらにＡＭかＦＭかの識別を行う。具体的には、ＳＳＢかどうかを識別するための閾値を予め設定しておき、変調方式識別部４ｃは、図７に示したように、まず、閾値判定によりＳＳＢであるか否かの判定を行う（ステップＳ１）。ＳＳＢであると判定した場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、識別結果として「ＳＳＢ」を示す情報を出力して処理を終了する（ステップＳ２）。一方、ＳＳＢではないと判定した場合には（ステップＳ１，Ｎｏ）、さらに、変調方式がＡＭかＦＭかの判定を行う（ステップＳ３）。このステップＳ３における処理では、実施の形態１で示した変調方式識別回路４ａによる判定方法または実施の形態２で示した変調方式識別回路４ｂによる判定方法を使用して、ＡＭとＦＭの識別を行う。ステップＳ３でＡＭと判定した場合（ステップＳ３，ＡＭ）、識別結果として「ＡＭ」を示す情報を出力して処理を終了する（ステップＳ４）。一方、ＦＭと判定した場合には（ステップＳ３，ＦＭ）、識別結果として「ＡＭ」を示す情報を出力して処理を終了する（ステップＳ５）。

なお、上記説明では、ＳＳＢかどうかを判定する際に、評価関数Ｒ１から得られる電力変動評価量を使用する場合について示したが、評価関数Ｒ２から得られる周波数変動評価量を使用することも可能である。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、受信電力の変動量についての評価量（電力変動評価量）および受信周波数の変動量についての評価量（周波数変動評価量）を算出し、まず、いずれか一方の評価量をしきい値判定することにより、変調方式がＳＳＢかどうかの判定を行い、ＳＳＢではないと判定した場合、各評価量と各変調方式が有する特徴とに基づいて、または、各評価量と各変調方式の変調指数に応じて設定した複数のしきい値との比較結果に基づいて、受信信号の変調方式がＡＭとＦＭのどちらであるかを判定することとした。これにより、判定しやすいＳＳＢとＳＳＢ以外（ＡＭ／ＦＭ）を識別判定した後にＡＭとＦＭの識別を行うことになるので、ＡＭとＦＭを判定する際にＳＳＢと誤判定する確率を低減することができ、変調方式の識別性能を向上させることができる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の変調方式識別回路について説明する。図８は、実施の形態４の変調方式識別回路の構成例を示す図である。本実施の形態の変調方式識別回路は、実施の形態１で示した変調方式識別回路（図１参照）の変調方式識別部４ａに代えて変調方式識別部４ｄを備え、さらに、Ｃ／Ｎ測定部５が追加された構成をとる。なお、その他の部分については実施の形態１で示した変調方式識別回路と同一であるため、同一構成要素についての詳細説明は省略する。

Ｃ／Ｎ測定部５は、準同期検波部１から出力されるＩｃｈ信号及びＱｃｈ信号を入力とし、これらの入力信号に基づいて、搬送波電力Ｃと雑音電力Ｎの比であるＣ／Ｎを算出する。変調方式識別部４ｄは、電力変動量算出部２で評価関数Ｒ１を用いて算出された評価量（電力変動評価量）と、周波数変動量算出部３で評価関数Ｒ２を用いて算出された評価量（周波数変動評価量）と、変調指数およびＣ／Ｎ測定部５で測定されたＣ／Ｎに応じて最適化された複数の閾値と、に基づいて、受信信号の変調方式を識別する。

次に、本実施の形態の変調方式識別回路の動作を説明する。準同期検波部１は、実施の形態１で示した動作を実行し、得られたＩｃｈ信号ＲＩおよびＱｃｈ信号ＲＱを電力変動量算出部２、周波数変動量算出部３およびＣ／Ｎ測定部５に対して出力する。

電力変動量算出部２は、実施の形態１で示した動作を実行し、得られた電力変動評価量（評価関数Ｒ１を用いて算出した評価量）を変調方式識別部４ｄへ出力する。

周波数変動量算出部３は、実施の形態１で示した動作を実行し、得られた周波数変動評価量（評価関数Ｒ２を用いて算出した評価量）を変調方式識別部４ｄへ出力する。

Ｃ／Ｎ測定部５は、準同期検波部１から入力されたＩｃｈ信号ＲＩおよびＱｃｈ信号ＲＱを使用して受信信号に含まれる搬送波電力Ｃと雑音電力Ｎを測定し、さらに、その測定結果から電力比であるＣ／Ｎを算出し、得られた算出結果を変調方式識別部４ｄへ出力する。

変調方式識別部４ｄは、電力変動量算出部２から入力された電力変動評価量、周波数変動量算出部３から入力された周波数変動評価量およびＣ／Ｎ測定部５から入力されたＣ／Ｎ測定結果に基づいて変調方式を識別する。

変調方式識別部４ｄにおける変調方式識別動作の詳細について説明する。実施の形態２や３で示した閾値による識別判定では、図３や図６に示したように、受信信号のＣ／Ｎによって評価量（電力変動評価量，周波数変動評価量）が変動する。そのため、変調方式を識別するための最適な閾値も受信信号のＣ／Ｎに応じて変動する。すなわち、閾値を固定して判定を行うようにした場合、Ｃ／Ｎに応じて識別性能が変化し、特にＣ／Ｎが低い領域では識別性能の劣化が顕著になる。このため、変調方式識別部４ｄは、まず、Ｃ／Ｎ測定部５において受信信号から測定されたＣ／Ｎを取得し、取得したＣ／Ｎに基づいて、変調方式を識別する際に使用する閾値を最適化（設定）する。そして、最適化後の閾値を使用して、電力変動量算出部２から入力された電力変動評価量および周波数変動量算出部３から出力された周波数変動評価量のしきい値判定を行い、判定結果に基づいて変調方式を識別する。なお、変調方式の識別は、実施の形態２の変調方式識別部４ｂと同じ手順または実施の形態３の変調方式識別部４ｃと同じ手順にて行う。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、受信信号からＣ／Ｎを測定し、その測定したＣ／Ｎに応じて変調方式識別のための最適な閾値を適応的に設定した上で変調方式の識別を行う構成とした。これにより、Ｃ／Ｎに応じた最適な閾値を設定して変調方式の識別を行うことができ、Ｃ／Ｎの低い領域を含む広いＣ／Ｎの範囲で変調方式の識別性能を向上させることができる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の変調方式識別回路について説明する。図９は、実施の形態５の変調方式識別回路の構成例を示す図である。本実施の形態の変調方式識別回路は、実施の形態１で示した変調方式識別回路（図１参照）に対してＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６を追加した構成をとる。なお、その他の部分については実施の形態１で示した変調方式識別回路と同一であるため、同一構成要素についての説明は省略し、ＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６についてのみ説明する。

ＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６は、周波数変動算出部３の平均／分散算出部３２にて算出される周波数の平均値と、変調方式識別部４ａにおける変調方式の識別結果と、を入力とし、識別結果がＳＳＢを示す場合に、ＳＳＢにおけるＵＳＢ（ＵｐｐｅｒＳｉｄｅＢａｎｄ）かＬＳＢ（ＬｏｗｅｒＳｉｄｅＢａｎｄ）かを、周波数の平均値に基づいて判定する。

本実施の形態の変調方式識別回路の全体動作を、ＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６の動作を中心に説明する。ＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６は、変調方式識別部４ａから取得した識別結果がＳＳＢを示す場合、周波数変動算出部３の平均／分散算出部３２から取得した周波数Ｆの平均値μ_Fを使用し、受信信号の変調方式がＳＳＢにおけるＵＳＢかＬＳＢかを判定する。具体的には、μ_F≧０の場合はＵＳＢと判定し、μ_F＜０の場合はＬＳＢと判定する。

なお、本実施の形態では、実施の形態１で示した変調方式識別回路に対してＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６を追加する場合の例について説明したが、実施の形態２〜４で示した変調方式識別回路に対してＵＳＢ／ＬＳＢ判定部６を追加することも可能である。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、変調方式識別部で変調方式がＳＳＢと識別された場合、周波数の平均値を使用することにより、ＳＳＢにおけるＵＳＢとＬＳＢの変調方式の識別を行う構成とした。これにより、ＳＳＢという識別だけでなく、ＳＳＢにおけるＵＳＢとＬＳＢの識別までも行うことができる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の変調方式識別回路について説明する。図１０は、実施の形態６の変調方式識別回路の構成例を示す図である。本実施の形態の変調方式識別回路は、実施の形態１で示した変調方式識別回路（図１参照）の周波数変動量算出部３に代えて周波数変動量算出部３ｆを備えた構成をとる。なお、その他の部分については実施の形態１で示した変調方式識別回路と同一であるため、同一構成要素についての説明は省略し、周波数変動量算出部３ｆについてのみ説明する。

図１０に示した周波数変動量算出部３ｆは、実施の形態１で示した周波数変動量算出部３（図１参照）に対して補正処理部３３を追加した構成をとり、その他の構成要素は周波数変動量算出部３の構成要素と同一である。

周波数変動量算出部３ｆにおいて、補正処理部３３は、差分処理部３１から出力される差分処理された位相量に対して後述する補正処理を実行し、得られた補正後の位相量を平均／分散算出部３２へ出力する。

本実施の形態の変調方式識別回路の全体動作を、周波数変動量算出部３ｆの動作を中心に説明する。周波数変動算出部３ｆにおいて、位相変換部３０および差分処理部３１は、実施の形態１の周波数変動量算出部３が備える位相変換部３０および差分処理部３１と同様の処理を実行し、周波数Ｆを算出する。この算出結果は補正処理部３３に渡され、補正処理部３３は、差分処理部３１からの入力である周波数Ｆに対して補正処理を実行する。補正処理の具体例を示すと、補正処理部３３では、入力された周波数Ｆを予め設定されていた閾値Ｆ₀と比較し、「｜Ｆ｜≧Ｆ₀の場合にＦ＝０とする補正処理」、「Ｆ≧Ｆ₀の場合Ｆ＝Ｆ₀とし、Ｆ≦−Ｆ₀の場合にはＦ＝−Ｆ₀とする補正処理」などを行う。補正処理を実行して得られた補正後の周波数Ｆは平均／分散算出部３２に渡され、平均／分散算出部３２は、補正処理部３３から受け取った補正後の周波数Ｆを対象として、実施の形態１の周波数変動量算出部３が備える平均／分散算出部３２と同様の処理を実行し、周波数の変動量を評価する。すなわち、補正後の周波数Ｆの平均値μ_Fと分散σ_F ²を計算し、周波数の変動量を評価するための評価関数としてＲ２＝σ_F ²／μ_F ²やＲ２＝σ_F ²などを適用し、周波数変動量の評価結果（周波数変動量を示す周波数変動評価量）を算出する。

なお、本実施の形態では、実施の形態１で示した変調方式識別回路の周波数変動量算出部３を周波数変動量算出部３ｆに置き換える場合の例について説明したが、実施の形態２〜５で示した変調方式識別回路の周波数変動量算出部３を周波数変動量算出部３ｆに置き換えることも可能である。

このように、本実施の形態の変調方式識別回路では、周波数Ｆに対して閾値を設定し、その設定値を超える周波数Ｆを検出した場合は、閾値以下となるように調整するなどの補正処理を実行した上で周波数変動についての評価量を算出する構成とした。これにより、雑音等の影響により誤って計算された周波数Ｆの影響を小さくすることができるため、周波数変動に基づく評価関数Ｒ２を用いた周波数変動量の評価精度を高めることができ、変調方式の識別性能を向上させることができる。

なお、上述した各実施の形態では、準同期検波部を備え、受信信号を準同期検波することによりＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を生成する構成の変調方式識別回路について説明したが、これに限らず、受信信号をヒルベルト変換することによりＩｃｈ信号およびＱｃｈ信号を生成する構成とすることも可能である。

以上のように、本発明にかかる変調方式識別回路は、無線通信システムなどを構成する通信装置に有用であり、特に、変調方式が未知の受信信号を受信した場合に変調方式を判別した上で復調する受信装置における変調方式識別に適している。

実施の形態１の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。実施の形態２の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。Ｃ／Ｎと評価関数Ｒ１を用いて算出した評価量Ｒの関係を示す図である。変調指数、電力変動量および周波数変動量の関係を示す図である。実施の形態３の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。Ｃ／Ｎと評価関数Ｒ１を用いて算出した評価量Ｒの関係を示す図である。実施の形態３の変調方式識別回路における変調方式の識別手順を示す図である。実施の形態４の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。実施の形態５の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。実施の形態６の変調方式識別回路を備えた受信装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１準同期検波部
２電力変動量算出部
３、３ｆ周波数変動量算出部
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ変調方式識別部
５Ｃ／Ｎ測定部
６ＵＳＢ／ＬＳＢ判定部
１０発振器
１１ π／２移相部
１２ａ、１２ｂ乗算部
１３ａ、１３ｂＬＰＦ
２０ａ、２０ｂ２乗器
２１加算部
２２、３２平均／分散算出部
３０位相変換部
３１差分処理部
３３補正処理部

Claims

入力信号に適用された変調方式を識別する変調方式識別回路であって、
前記入力信号の電力変動量を評価する電力変動量評価手段と、
前記入力信号の周波数変動量を評価する周波数変動量評価手段と、
前記電力変動量評価手段および前記周波数変動量評価手段による各評価結果に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式を識別する変調方式識別手段と、
を備え、
前記電力変動量評価手段は、
前記入力信号に含まれる同相信号および直交信号をそれぞれ２乗する２乗手段と、
前記２乗手段により算出された前記同相信号の２乗値と前記直交信号の２乗値を加算する加算手段と、
前記加算手段による加算結果の平均値および分散を算出し、得られた平均値および分散を用いて、前記入力信号の電力変動量の評価結果である電力変動評価量を算出する電力変動評価量算出手段と、
を備えることを特徴とする変調方式識別回路。
前記周波数変動量評価手段は、
前記入力信号に含まれる同相信号および直交信号に対して位相変換処理を実行し、位相量を算出する位相変換手段と、
前記位相変換手段により算出された位相量に基づいて受信信号の周波数を算出する周波数算出手段と、
前記周波数算出手段により算出された周波数の平均値および分散を算出し、得られた平均値および分散を用いて、前記入力信号の周波数変動量の評価結果である周波数変動評価量を算出する周波数変動評価量算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の変調方式識別回路。
前記周波数変動量評価手段は、
さらに、
前記周波数算出手段により算出された周波数に対してしきい値判定を利用した補正処理を実行する補正手段、
を備え、
前記周波数変動評価量算出手段は、前記補正手段により補正された後の周波数を利用して、前記周波数変動評価量を算出することを特徴とする請求項２に記載の変調方式識別回路。
さらに、
前記変調方式識別手段による識別結果がＳＳＢを示す場合に、前記周波数変動評価量算出手段により算出された平均値に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式がＳＳＢにおけるＵＳＢとＬＳＢのどちらであるかを判定するＵＳＢ／ＬＳＢ判定手段、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の変調方式識別回路。
前記変調方式識別手段は、
前記電力変動量評価手段による評価結果および前記周波数変動量評価手段による評価結果と、前記入力信号に適用されうる各変調方式固有の特徴と、に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式を識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の変調方式識別回路。
前記変調方式識別手段は、
前記電力変動量評価手段による評価結果および前記周波数変動量評価手段による評価結果と、前記入力信号に適用されうる各変調方式の固有の特徴および変調指数に応じて予め設定された複数のしきい値と、に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式を識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の変調方式識別回路。
前記変調方式識別手段は、
前記電力変動量評価手段による評価結果である電力変動評価量または前記周波数変動量評価手段による評価結果である周波数変動評価量と、予め設定されたしきい値と、に基づいて前記入力信号に適用された変調方式がＳＳＢかどうかを識別し、ＳＳＢではないと識別した場合には、さらに、前記電力変動評価量および前記周波数変動評価量と、前記入力信号に適用されうる各変調方式固有の特徴と、に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式がＡＭとＦＭのどちらであるかを識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の変調方式識別回路。
前記変調方式識別手段は、
前記電力変動量評価手段による評価結果である電力変動評価量または前記周波数変動量評価手段による評価結果である周波数変動評価量と、予め設定されたしきい値と、に基づいて前記入力信号に適用された変調方式がＳＳＢかどうかを識別し、ＳＳＢではないと識別した場合には、さらに、前記電力変動評価量および前記周波数変動評価量と、前記入力信号に適用されうる各変調方式の固有の特徴および変調指数に応じて予め設定された複数のしきい値と、に基づいて、前記入力信号に適用された変調方式がＡＭとＦＭのどちらであるかを識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の変調方式識別回路。
さらに、
前記入力信号に含まれる同相信号および直交信号に基づいて当該入力信号のＣ／Ｎを算出するＣ／Ｎ算出手段、
を備え、
前記変調方式識別手段は、
まず、前記Ｃ／Ｎ算出手段により算出されたＣ／Ｎに基づいて前記予め設定されたしきい値を最適化し、次に、当該最適化後のしきい値を使用して、前記入力信号に適用された変調方式の識別処理を実行することを特徴とする請求項６、７または８に記載の変調方式識別回路。
変調方式が未知の変調信号を受信する受信装置であって、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の変調方式識別回路、
を備え、
前記変調方式識別回路による識別結果に対応する復調処理を受信信号に実行することを特徴とする受信装置。