JP6175985B2 - 復調方法、受信装置、及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて、送信された送信信号を受信して復調する復調方法、受信装置、並びに通信システムに関するものである。

従来から、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて複数のシンボルを、通信帯域内に複数設定した通信周波数それぞれに割り当てたうえで、前記シンボルを、時系列に沿って順次変更しながら所定の時間周期で送信したうえで、送信した送信信号を受信して復調する通信システムが知られている（非特許文献１、２参照）。

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ところで、一般に、シングルキャリア信号の復調では、基準信号それぞれの周波数のずれから周波数が補正される。しかしながら、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいた通信システムでは、数Ｈｚ程度と非常に周波数間隔の短い６５値のＦＳＫ変調波を復調するため、周波数ズレの影響を受けやすい。また、変調波のシンボルレートも、２．７［ｓｙｍｂｏｌ／ｓ］程度と非常に遅く、データの始まりから終わりまでに周波数が１０Ｈｚ以上変化することもあって、６５値ＦＳＫ信号の周波数間隔と周波数ズレの比が大きく、そのためＳＮＲが劣化すると、上述した一般的なシングルキャリア信号の復調における周波数補正では、精度の高い補正が困難になる。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいた通信システムにおいて、精度の高い周波数補正を行える復調方法、受信装置、および通信システムを提供することを目的としている。

本発明の復調方法は、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて６５値ＦＳＫ変調されて送信された送信信号を受信して復調する復調方法であって、
受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定ステップと、
前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定ステップと、
前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正ステップと、
前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調ステップと、
を含んでいる。

また、本発明の受信装置は、 ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて６５値ＦＳＫ変調されて送信された送信信号を受信して復調する受信装置であって、
受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定手段と、
前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定手段と、
前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との間の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正手段と、
前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調手段と、
を備える。

また、本発明の通信システムは、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて複数のシンボルを６５値ＦＳＫ変調して送信する送信装置と、前記送信装置が送信する送信信号を受信して復調する受信装置とを備える通信システムであって、
前記受信装置は、
受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定手段と、
前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定手段と、
前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との間の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正手段と、
前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調手段と、
を備える。

本発明の復調方法や受信装置や通信システムでは、前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行うので、基準周波数に基づいた復調処理の精度が向上する。

本発明の復調方法には、前記補正ステップでは、前記曲線近似として二次曲線近似を行う、という態様がある。

本発明の受信装置には、前記補正手段は、前記曲線近似として二次曲線近似を行う、という態様がある。

本発明では、曲線近似に基づいて、受信信号の周波数補正を行うので、補正に要する演算処理量が軽減される。また、曲線近似に基づいて受信信号の周波数補正を行うので、複数の誤差検出用シンボルの一部において局所基準周波数の選定を行ったとしても、受信信号の受信周期全期にわたって適用可能な曲線近似を作成することができる。そのため、その分でも演算処理量が軽減される。また、誤差の周波数変化を示す二次曲線の作成と、作成した二次曲線を打ち消す局部発信信号の生成と、生成した局部発信信号に基づいた受信信号の周波数補正を行うという、比較的容易な演算処理並びに信号処理により、本発明を実現できるので、その分、演算処理量のさらなる軽減を図ることができるうえに、回路構成の複雑化を回避することができる。

本発明の復調方法には、前記誤差算出ステップでは、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除する、という態様がある。

本発明の受信装置には、前記誤差算出手段は、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除する、という態様がある。

全てのシンボルに応じて設定する基準周波数と、誤差検出用シンボル毎に検出する局所基準周波数との間に生じる誤差は、時系列に沿って比較的なだらかに変化する。そのため、発生する可能性のある誤差の最大値を予め設定しておけば、この最大誤差以上の値を示す誤差は誤検出された誤差であると判断することができる。これらの態様では、この理論に基づいて、誤検出誤差の排除を可能としており、その分、さらに基準周波数に基づいた復調処理の精度が向上する。

本発明によれば、基準周波数の周波数精度を向上させて、復調処理精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に通信システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態の通信システムの６５値ＦＳＫ復調器の構成を示すブロック図である。 ＰＮ符号の構成を示す図である。 送信信号の構成を示す図である。 ＰＮ符号を除いた受信信号の構成を示す図である。 誤差検出用シンボルおよびシンボル群の構成を示す図である。 二次曲線と局部発信信号の構成を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る通信システム１を説明する。図１は、通信システム１の構成を示すブロック図である。

通信システム１は、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて６５値ＦＳＫ変調された信号を相互通信する通信システムであって、送信装置２と受信装置３とを備える。送信装置２は、入力器４と、２進変換器５と、ビット分割器６と、ＲＳ符号器７と、インターリーバー８と、グレイ符号器９と、同期信号生成器１０と、６５値ＦＳＫ変調器１１と、送信器１２とを備える。受信装置３は、受信器１３と、６５値ＦＳＫ復調器１４と、グレイ復号器１６と、デインターリーバー１７と、ＲＳ／ＤＳ復号器１８と、ビット分割器１９と、キャラクタ変換器２０と、出力器２１とを備える。同期信号生成器１０は、ＰＮ符号器１０ａと、同期合成器１０ｂとを備える。６５値ＦＳＫ復調器１４は、図２に示すように、基準周波数設定手段１４ａと、局所基準周波数選定手段１４ｂと、誤差算出手段１４ｃと、補正手段１４ｄと、同期相関器１４ｅと、６５値ＦＳＫ復調部１４ｆとを備える。

次に送信装置２による送信信号の生成動作並びに送信動作を説明する。入力器４は、送信装置２を操作する操作者によって入力される入力データを受け付ける装置であって、キーボード等から構成される。ここで、入力データは、例えば、Digit[0-9], Letter[A-Z], Space characterから構成される。

２進変換器５は、入力器４に入力された入力データを２進法データに変換する。ここで、ＪＴ６５通信プロトコルでは、コールサインの局数が最大２²⁸であり、グリットロケータ（運用地域を識別する符号）が最大２¹⁵であると想定しているため、１回の送信メーセージには、７２ビット（＝２８＋２８＋１５）のデータが必要となる。そのため、２進変換器５は、入力器４に入力された入力データを７２ビットの２進法データに変換する。

ビット分割器６は、２進変換器５によって７２ビットデータに変換された入力データを分割する。具体的には、ビット分割器６は、例えば、７２ビットの入力データを、６ビット毎に１２個に分割する。

ＲＳ符号器７は、ビット分割器６で６ビット毎に１２分割された入力データに誤り訂正符号を付加する。具体的には、例えば、入力データに３０６ビットの誤り訂正符号を付加することで、合計３７８ビットのデータとしたうえで、さらにこのデータを６３個の６ビット情報に符号化する。なお、この６３個の６ビット情報を以下の説明ではビット情報６３という。

インターリーバー８は、ＲＳ符号器７から出力されるビット情報６３を、複行複列のマトリックに順次入力したうえで、入力時とは異なる方向で読み出すことでビット情報６３の配列変換を行う。インターリーバー８によって配列変換されたビット情報６３はバイナリーコードであることが維持されている。グレイ符号器９は、インターリーバー８によって配列変換されたビット情報６３をグレイコードに変換する。以下、グレイコードに変換されたビット情報６３をビット情報６３（グレイコード）という。

同期信号生成器１０は、ＰＮ符号器１０ａと同期合成器１０ｂとを用いて以下のようにして同期用の基準信号を生成する。すなわち、ＪＴ６５通信プロトコルは、１分間の送受信シーケンスを使用して送信装置２と受信装置３との間で通信を行うために、精度の高い同期を要求する。そこで、ＰＮ符号器１０ａは、まず擬似ランダム信号を用いて系列長１２６を有するＰＮ符号を生成し、生成したＰＮ符号を合成器１０ｂに供給する。具体的には、図３に示すように、ＰＮ符号器１０ａは、"１"の数６３個、"０"の数６３個からなる系列長１２６を有するＰＮ符号を生成する。ＰＮ信号は、ビット情報６３（グレイコード）を構成する各ビット情報の出力タイミングの同期を取るための同期信号として機能する。したがって、このＰＮ信号を同期信号として出力される送信信号は、系列長１２６で規定される時間周期の１／１２６の時間間隔で計１２６個のシンボルが順次送信される信号形態となる。

合成器１０ｂは、グレイ符号器９から出力されるビット情報６３（グレイコード）に、ＰＮ符号器１０ａから供給されるＰＮ符号を合成する。以下、ＰＮ符号が合成されたビット情報６３（グレイコード）をビット情報６３・ＰＮ符号という。

６５値ＦＳＫ変調器１１は、同期信号生成器１０から出力されるビット情報６３・ＰＮ符号に含まれるビット情報（グレイコード）を次のようにして６５値ＦＳＫ変調する。すなわち、６５値ＦＳＫ変調器１１では、複数（６５値ＦＳＫでは総数６４）の変調周波数ｍｆ₁〜₆₄からなる変調周波数群ｍｆｇと、基準周波数ｐｆ（１２７０．５Ｈｚ）とからなる総数６５の周波数群ｆｇが設定されている。以下、送信時に設定する基準周波数と、受信時に検出する基準周波数とを区別するため、送信時に設定する基準周波数ｐｆを、基準周波数（送信）ｐｆ１と称し、受信時に受信信号から検出する基準周波数ｐｆを、基準周波数（受信）ｐｆ２と称する。本発明の請求項における復調時の各ステップや装置で述べられている基準周波数は基本的に基準周波数（受信）ｐｆ２のことである。

変調周波数群ｍｆｇを構成する変調周波数ｍｆ₁〜₆₄それぞれは、１２７０．５Ｈｚを基点として、ｍｆ₁〜₆₄＝１２７０．５＋２．６９１７×（Ｎ＋２)×ｍ（Ｎは自然数、ｍはＪＴ６５モードにより異なる自然数）の式を満たす周波数に設定されている。なお、５０ＭＨｚを利用するＪＴ６５Ａモードでは、ｍ＝１となる。ビット情報６３（グレイコード）は、計６３個のビット情報ｂ₁〜₆₃から構成されており、ビット情報ｂ₁〜₆₃の６３個のそれぞれのデータは、６４種類の変調周波数ｍｆ₁〜₆₄のいずれか一つの周波数に対応する。さらにビット情報６３（グレイコード）は、前述したように、入力データに誤り訂正符号を付加して符号化しさらにグレイコードに変換したものである。したがって、入力データそれぞれは、変調周波数ｍｆ₁〜₆₄のいずれか一つの周波数に対応する。

６５値ＦＳＫ変調器１１は、上記のようにして設定された周波数群ｆｇ（変調周波数群ｍｆｇ＋基準周波数（送信）ｐｆ１）それぞれに、ビット情報６３・ＰＮ符号に含まれる各ビット情報ｂ₁〜₆₃と基準信号とを当て嵌めることでビット情報６３（グレイコード）の周波数変調を行う。ビット情報ｂ₁〜₆₃と基準信号の当て嵌めはＰＮ符号に基づいて行われる。すなわち、図４に示すように、例えば、ＰＮ符号の"１"の出力タイミングでは、基準信号の周波数である基準周波数（送信）ｐｆ１が設定される。一方、ＰＮ符号の"０"の出力タイミングでは、ビット情報６３（グレイコード）を構成する各ビット情報ｂ₁〜₆₃に対応する変調周波数ｍｆ₁〜₆₄が設定される。さらにここで設定される変調周波数ｍｆ₁〜₆₄は、ビット情報６３（グレイコード）におけるビット情報ｂ₁〜₆₃の出力順（時系列出力順）に沿って設定される。以下、さらに詳細に説明する。

ＰＮ符号は、ＪＴ６５通信プロトコルにおける同期信号として機能し、さらにはその出力期間ｔ₀〜ｔ_xは、ＪＴ６５通信プロトコルにおける通信周期（所定の時間周期）を規定している。図４に示すように、ＰＮ符号の出力期間ｔ₁〜ｔ_xにおける出力タイミングＴ_0-1、Ｔ_3-4、Ｔ_4-5、Ｔ_8-9、Ｔ_9-10、Ｔ_10-11、…、Ｔ_(x-7)-(x-6)、Ｔ_(x-6)-(x-5)、Ｔ_(x-5)-(x-4)、Ｔ_(x-4)-(x-3)、Ｔ_(x-3)-(x-2)、Ｔ_(x-2)-(x-1)、Ｔ_(x-1)-xでは、データ"１"が出力される。したがって、これらのタイミングでは、基準周波数（送信）ｐｆ１が設定される。一方、出力タイミングＴ_1-2、Ｔ_2-3、Ｔ_5-6、Ｔ_6-7、Ｔ_7-8、…では、データ"０"が出力される。したがって、これらのタイミングでは、そのタイミングでビット情報６３（グレイコード）から出力されるビット情報ｂ₁〜₆₃に対応する変調周波数ｍｆ₁〜₆₄が設定される。ビット情報ｂ₁〜₆₃に対応する変調周波数ｍｆ₁〜₆₄は、ビット情報ｂ₁〜₆₃の出力順（時系列出力順）に従って設定される。

以上のようにして、６５値ＦＳＫ変調器１１は、ビット情報６３（グレイコード）と基準周波数情報とを、変調周波数ｍｆ₁〜₆₄と基準周波数（送信）ｐｆ１とを含んで周波数変調させることで、送信信号Ｒｔを生成する。送信器１２は、６５値ＦＳＫ変調器１１が生成する送信信号Ｒｔを伝送路Ａに向けて送信する。このようして周波数変調されて送信信号Ｒｔに重畳されたビット情報６３と基準周波数情報とは、ＪＴ６５通信プロトコルに基づいた通信システムにおける情報伝達の基本単位となる。以下、この基本単位をシンボルＳ₁〜₁₂₆と称する。シンボルＳ₁〜₁₂₆は、ビット情報６３それぞれに対応するシンボルＳと、基準周波数（送信）ｐｆ１に対応するシンボルＳとを含む。

次に受信装置３による受信動作並びに復調動作を説明する。受信器１３は送信装置２が伝送路Ａに向けて送信した送信信号Ｒｔを受信して、その受信信号Ｒｒを６５値ＦＳＫ復調器１４に出力する。６５値ＦＳＫ復調器１４は、受信器１３から供給される受信信号Ｒｒを次のようにして６５値ＦＳＫ復調する。すなわち、まず、基準周波数設定手段１４ａは、受信器１３から供給される受信信号Ｒｒから次のようにして基準周波数（受信）ｐｆ２を抽出する。

基準周波数（受信）ｐｆ２の抽出に際して基準周波数設定手段１４ａは、受信信号Ｒｒの全帯域（全シンボルＳ₁〜₁₂₆）の中で電力が一番大きい、換言すれば重畳されているシンボル数が最も多い周波数（以下、第１の周波数という）を検出し、検出した第１の周波数を基準周波数（受信）ｐｆ２に設定する。なお、第１の周波数の検出は、受信信号Ｒｒに含まれる全シンボルＳ₁〜₁₂₆に対して、１シンボル毎に高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を行い、それによって得られる各シンボルＳ₁〜₁₂₆の電力を出力周波数毎に集計し、集計した各周波数の総和電力において一番大きい電力を示す周波数を第１の周波数（基準周波数（受信）ｐｆ２）として検出してもよい。ＦＦＴ処理による第１の周波数の検出方法は、前者の検出方法より演算量が少ないものの、若干検出精度が前者より劣る。後者（ＦＦＴ処理）による第１の周波数の検出精度を向上させるためには、８シンボル毎といったように、比較的少ない複数シンボル毎にＦＦＴ処理すればよく、そうすれば、後者の検出精度は向上する。以上が基準周波数設定ステップである。

各々の無線通信機内部にある発振素子の温度変化や経年変化のために、受信信号Ｒｒにおける周波数が、送信信号Ｒｔの送信時からみて比較的大きく変動することがある。しかも、その周波数変動量が時系列に沿ってさらに変動することがある。そのため、上述した基準周波数（受信）ｐｆ２の設定だけを行っていたのでは、受信信号Ｒｒの周波数変動に即応しない基準周波数（受信）ｐｆ２になってしまって、後段の復調処理精度が十分に維持できなくなってしまう。

そこで、この通信システム１（具体的には受信装置３の６５値ＦＳＫ復調器１４）では、以下のようにして、受信信号Ｒｒを補正する。すなわち、まず、６５値ＦＳＫ復調器１４の局所基準周波数選定手段１４ｂは、図５に示すように、受信信号Ｒｒに含まれる全シンボルＳ₁〜₁₂₆の中でゼロないし任意数のシンボル数ｑ（ｑ＝０,自然数）で離間して受信順に並ぶ複数のシンボルＳを、誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_n（ｎは自然数）に設定する。例としては、ｑ＝８、ｎ＝８、すなわち、８シンボル毎に離間して並ぶ８つのシンボルＳが誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nとして挙げられる。ただし、この設定は一例であって、他の離間間隔（１６シンボル間隔の４つの誤差検出用シンボル設定等）であってもよいのはいうまでもない。離間間隔を可及的に小さくしていけば、周波数補正精度は向上するが、演算数が増加する。一方、離間間隔を可及的に大きくしていけば演算数は減少するものの、周波数補正精度はその分劣化する。

次に、局所基準周波数選定手段１４ｂは、設定した誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nにおいて、各誤差検出用シンボルＳｄ_x（ｘは１≦ｘ≦ｎを満たす自然数）を中心として受信順で前後に隣接して並ぶシンボル群Ｓｇ_xを設定する。具体的には、その誤差検出用シンボルＳｄ_xを中心として受信順でｍ＋１個（ｍは自然数）前方に位置するシンボルＳ_x-(m+1)から、受信順でｍ個後方に位置するシンボルＳ_x+mまでの都合２ｍ個のシンボルＳ_x-(m+1)〜_x+mを、シンボル群Ｓｇ_xとして設定する。ここでは、ｍを３として、シンボル群Ｓｇ_xを構成するシンボル数を８とする。ｍ＝３としたシンボル群Ｓｇ_xの設定例を図６に示す。ここで、ｍは、前述したｑ（隣接する誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nの離間シンボル数）より大きい自然数としてもよい（ｍ＞ｑ）。 ｍ＞ｑとした場合、隣接するシンボル群Ｓｇｘ、Ｓｇｘ’では、構成するシンボルが一部重複することになるが、以下の制御を行ううえで何ら支障はない。

次に、局所基準周波数選定手段１４ｂは、誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nに設定したシンボル群Ｓｇ₁〜_nにおいて、そのシンボル群Ｓｇ_x（ｘは１≦ｘ≦ｎを満たす自然数）を構成するシンボルＳ_x-(m+1)〜Ｓｄ_x〜Ｓ_x+mそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出する。第２の周波数の検出は、例えば、そのシンボル群Ｓｇ_xに含まれる全シンボルＳ_x-(m+1)〜Ｓｄ_x〜Ｓ_x+mに対して、１シンボル毎に高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ処理）を行い、それによって得られる各シンボルＳ_x-(m+1)〜Ｓｄ_x〜Ｓ_x+mの電力を出力周波数毎に集計し、集計した各周波数の総和電力において一番大きい電力を示す周波数を第２の周波数として検出する。第２の周波数の検出におけるＦＦＴ処理の処理範囲を２ｍとすることで、周波数の検出間隔が１／２ｍとなり、後述する誤差検出処理において微少な誤差を検出することが可能となる。

ここで、ＦＦＴ処理を行ううえでは、各シンボル群Ｓｇ₁〜_nを構成するシンボル数２ｍを２^k個（ｋは自然数）とするのが好ましい。本実施の形態では、これに従い、２ｍ＝２³＝８としている。この他、例えば、２ｍ＝１６としてもよいのは言うまでもない。６５値ＦＳＫ復調器１４は、検出した第２の周波数を局所基準周波数ｐｆ３₁〜_nに選定する。以上が局所基準周波数選定ステップである。

次に、６５値ＦＳＫ復調器１４の誤差算出手段１４ｃは、誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nそれぞれにおいて、選定した局所基準周波数ｐｆ３₁〜_nそれぞれと、基準周波数設定ステップで設定した基準周波数（受信）ｐｆ２との間の誤差ｅ₁〜_nを算出し、算出した誤差ｅ₁〜_nを補正手段１４ｄに出力する。

誤差算出手段１４ｃは、誤差ｅ₁〜_nの検出においては、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除するのが好ましい。全てのシンボルＳ₁〜₁₂₆に応じて設定する基準周波数（受信）ｐｆ２と、誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_n毎に検出する局所基準周波数ｐｆ３₁〜_nとの間に生じる誤差ｅ₁〜_nは、時系列に沿って比較的なだらかに変化する。そのため、発生する可能性のある誤差ｅ₁〜_nの最大値を予め設定しておけば、この最大誤差（例えば、１００Ｈｚ）以上の値を示す誤差ｅ₁〜_nは誤検出された誤差であると判断することができる。これに基づいて、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除すれば、その分、基準周波数に基づいた復調処理の精度を向上させることができる。以上が誤差算出ステップである。

次に、６５値ＦＳＫ復調器１４の補正手段１４ｄは、誤差算出手段１４ｃから供給された誤差ｅ₁〜_nのデータに基づいて、二次曲線近似を行う。具体的には、誤差検出手段１４ｃから供給された誤差ｅ₁〜_nの時系列に沿った変化を示す二次曲線をｆｎとし、その誤差ｅ₁〜_nが生じたタイミング（誤差検出用シンボルＳｄ₁〜_nの検出タイミング）をｔｎとすると、求める二次曲線は、
ｆｎ＝ａ×ｔ_n ²＋ｂ×ｔ_n＋ｃ
と表わすことができる。すると、求める二次曲線ｆｎの係数項は、

となる。求めた二次曲線ｆｎの一例を図７に示す。

さらに、補正手段１４ｄは、図７に示すように、求めた二次曲線ｆｎを打ち消すように発振周波数が周期的に変動する局部発振信号ｆｎ’を生成する。二次曲線ｆｎを打ち消すとは、各タイミングにおいて誤差ｅ₁〜_nがゼロに矯正されることをいう。補正手段１４ｄは、生成した局部発振信号ｆｎ’を時系列順に沿って受信信号Ｒｒに混合することで受信信号Ｒｒの周波数補正を行う。以下、補正後の受信信号Ｒｒを、受信信号（補正）Ｒｒ’という。受信信号（補正）Ｒｒ’においては、受信順に沿った全ての時点における基準周波数（受信）ｐｆ２は、予め設定しておいた基準周波数（第１の周波数）に可及的に近似したものとなる。補正手段１４ｄは、生成した受信信号（補正）Ｒｒ’を同期相関器１４ｅに出力する。以上が補正ステップである。

受信信号（補正）Ｒｒ’が供給された同期相関器１４ｅと６５値ＦＳＫ復調部１４ｆとは、以下の処理を行う。すなわち、同期相関器１４ｅは、受信信号（補正）Ｒｒ’からＰＮ符号を抽出し、さらに抽出したＰＮ符号との相関検出を行うことで、受信信号（補正）Ｒｒ’におけるデータ開始タイミングを検出する。そのうえで、６５値ＦＳＫ復調部１４ｆは、同期相関器１４ｅが検出したデータ開始タイミングから順次データが存在するタイミングでＦＦＴ処理を行うことで、受信信号（補正）Ｒｒ’における各シンボルＳ₁〜₁₂₆をグレイコードに復元する。

ここで、先に補正手段１４ｄにおいて、予め設定しておいた基準周波数（第１の周波数）に可及的に近似するように基準周波数（受信）ｐｆ２が補正された受信信号（補正）Ｒｒ’を生成するので、６５値ＦＳＫ復調部１４ｆが行うシンボル復元処理におけるシンボル復元精度は高いものとなる。

グレイ復号器１６は、６５値ＦＳＫ復調部１４ｆによって復元されたグレイコードを、グレイコードからなるビット情報６３（グレイコード）に復号する。デインターリーバー１７は、インターリーバー８とは逆の処理を行うことで、ビット情報６３（グレイコード）を、バイナリーコードからなるビット情報６３に変換する。

ＲＳ／ＤＳ復号器１８は、３７８ビットのビット情報６３を誤り訂正復号することで、６ビット毎に１２分割されたデータに変換する。ビット分割器１９は、ＲＳ／ＤＳ復号器１８が出力する６ビット毎に１２分割されたデータを７２ビットデータに変換する。キャラクタ変換器２０は、ビット分割器１９が出力する７２ビットデータを、例えば、Digit[0-9], Letter[A-Z], Space characterから構成されるキャラクターデータに変換する。出力器２１は、キャラクターデータを外部に出力するディスプレイ表示装置や印刷装置や発声装置等からなる出力装置であって、キャラクタ変換器２０から出力されるキャラクターデータを表示／印字／発声等の処理によって外部に出力する。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々適宜に変更可能である。

１ 通信システム
２ 送信装置
３ 受信装置
４ 入力器
５ ２進変換器
６ ビット分割器
７ ＲＳ符号器
８ インターリーバー
９ グレイ符号器
１０ 同期信号生成器
１０ａ ＰＮ符号器
１０ｂ 合成器
１１ ６５値ＦＳＫ変調器
１２ 送信器
１３ 受信器
１４ ６５値ＦＳＫ復調器
１４ａ 基準周波数設定手段
１４ｂ 局所基準周波数選定手段
１４ｃ 誤差算出手段
１４ｄ 補正手段
１４ｅ 同期相関器
１４ｆ ６５値ＦＳＫ復調部
１６ グレイ復号器
１７ デインターリーバー
１８ ＲＳ／ＤＳ復号器
１９ ビット分割器
２０ キャラクタ変換器
２１ 出力器
Ａ 伝送路
ｂ₁〜₆₃ ビット情報
ｅ₁〜_n 誤差
ｆ_n 二次曲線
ｆ_n' 局部発振信号
ｆｇ 周波数群
ｍｆ₁〜₆₄ 変調周波数
ｍｆｇ 変調周波数群
ｐｆ１ 基準周波数（送信）
ｐｆ２ 基準周波数（受信）
ｐｆ３₁〜_n 局所基準周波数
Ｒｔ 送信信号
Ｒｒ 受信信号
Ｒｒ’ 受信信号（補正）
Ｓ₁〜₁₂₆ シンボル
Ｓｄ₁〜_n 誤差検出用シンボル
Ｓｇ_x シンボル群

Claims (7)

1. ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて６５値ＦＳＫ変調されて送信された送信信号を受信して復調する復調方法であって、
   受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定ステップと、
   前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定ステップと、
   前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との間の誤差を算出する誤差算出ステップと、
   前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正ステップと、
   前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調ステップと、
   を含む、
   ことを特徴とする復調方法。
2. 前記補正ステップでは、前記曲線近似として二次曲線近似を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の復調方法。
3. 前記誤差算出ステップでは、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の復調方法。
4. ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて６５値ＦＳＫ変調されて送信された送信信号を受信して復調する受信装置であって、
   受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定手段と、
   前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定手段と、
   前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との間の誤差を算出する誤差算出手段と、
   前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正手段と、
   前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする受信装置。
5. 前記補正手段は、前記曲線近似として二次曲線近似を行う、
   ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 前記誤差算出手段は、所定値以上の誤差を、誤検出されたものとして排除する、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の受信装置。
7. ＪＴ６５通信プロトコルに基づいて複数のシンボルを６５値ＦＳＫ変調して送信する送信装置と、前記送信装置が送信する送信信号を受信して復調する受信装置とを備える通信システムであって、
   前記受信装置は、
   受信した受信信号の帯域の中で、最大電力を示す第１の周波数を検出し、検出した前記第１の周波数を基準周波数に設定する基準周波数設定手段と、
   前記受信信号に含まれる全シンボルの中でゼロないし任意数のシンボルを空けて離間して並ぶ複数のシンボルを、誤差検出用シンボルに設定したうえで、設定した前記誤差検出用シンボルにおいて、その誤差検出用シンボルを中心として受信順で前後に並ぶ複数のシンボルそれぞれが重畳された周波数群の中で最大電力を示す第２の周波数を検出し、検出した第２の周波数をその誤差検出用シンボルにおける局所基準周波数に選定する局所基準周波数選定手段と、
   前記誤差検出用シンボルそれぞれにおいて、前記基準周波数と前記局所基準周波数との間の誤差を算出する誤差算出手段と、
   前記誤差の時系列変化の曲線近似を行ったうえで、作成した曲線に基づいて、前記誤差がゼロに矯正されるような発振周波数の時系列変化を示す局部発振信号を生成し、生成した前記局部発振信号を前記受信信号に混合することで前記受信信号の周波数補正を行う補正手段と、
   前記周波数補正された前記受信信号を６５値ＦＳＫ復調する復調手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする通信システム。

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