JPH01173923A - ディジタル信号検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　　要〕 ディジタル信号の伝送と処理を行うシステム内のディジ
タル信号受信器において処理された信号をあるしきい値
と比較するディジタル信号検出回路に関し、 演算結果を非直線化してしきい値と比較することにより
検出しきい値付近での信号検出精度を向上させることを
目的とし、 信号検出のためのしきい値を発生するしきい値発生手段
と、ＰＣＭ符号化されたディジタル信号に対して任、意
のデータ処理が行われた演算結果が入力し、該演算結果
に対して前記しきい値近傍の信号検出精度を向上させる
ための非直線化を行う直線符さ／非直線符号変換手段と
、該直線符号／非直線杆ｌ；＋変換手段の出力と前記し
きい埴とを比較する検出手段を有するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はディジタル信号の伝送と処理を行うシステムに
係り、特にディジタル信号受信器において処理された信
号をあるしきい値と比較するｙ！イジクル信号検出回路
に関す乙。

〔従来の技術〕

データ通信システムでは端末を地域ごとにまとめて１本
の伝送路に多数の通信回線を設定する多重化の方法がと
られている。多重化技術としては周波数分割多重と時分
割多重とがあるが、今後のデータ伝送の本命とされてい
る時分割多重伝送では、信号をディジタル符号に変換す
るｔ祭にＰＣＭ（１’ｕｌｓｃ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ　）方式が広（用いられてい乙。

ＰＣＭ方式を用いたシステムでは、受信器に入力される
ＰＣＭディジタル信号に対して、フィルタリング、離散
フーリエ変換（ＤＦＴ）、パワー８１算等の各種の処理
を行い、その結果をあるしきい値と比較して、例えば特
定周波数成分の有無を検出することがしばしば必要とな
る。

そのような目的に用いられる信号検出回路の従来ＩＪＩ
＋ブロック図を第４図に示す。同図で入力ＰＣＭ信号は
、まずＰＣＭ／直線符号変換回路２１で直線符号に変換
される。後述するように、入力ＰＣＭ信号は所要ビット
数を減らすために圧縮されており、データ処理に先立っ
て線形化される。直線符号化された借覧はデータ処理、
例えば信号パワー計算のために演算回路２２に入力され
、処理に必要な加算、乗算等の演算が行われる。演算結
果は検出Ｕ路２３に入力され、しきい値発生回路２４が
発生するしきい値と比較されてパワーの大小が検出され
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような１イジクル信号検出回路では、検出回路２
３での検出精度は演算回路２２における演算直線符号の
語長制限による演算誤差によって制約される。検出ネｎ
度を上げるためには演算語長を長くする必要があるが、
実際にはハードウェア上の制約のために語長は制限され
る。

この問題について、第５図の従来例における検出本ｎ度
の説明図を用いて詳細に説明する。同図＋ａ）は、例え
ば音声信号をＰＣＭ符号に変換する際にへ法則を用いた
場合の入力信号とＰ　ＣＭ　７Ｔ号との関係を示す。

へ法則の変換方式では、１２ビツトに相当する“４０９
６″の信号レベルを８ヒントＰＣＭ符号に圧縮するため
、両者の関係を７本の折線すなわちセグメントであられ
ず。１〜７のセグメントと入力レベル及びＰＣＭ符号の
デシマル値との関係を第６図に示す。同図でＰＣＭ符号
デシマル値が最大１２７　　（１２８レベル）となるの
は８ビット符号のうらの最上位ビット（ＭＳＢ）を符号
ピッＩ・とじて用いるためである。

このようなへ法則でデコードされたＰＣＭ符号信号のパ
ワーを求めるためにｌＯサンプル分の二乗和を計算する
場合に、第４図の演算回路２２の演算語区を１６ビノト
とすると、演算回路の出力レベルの最大値は“’　６５
５３６”となる。この出力レベルを第５図ｆｂ）で、例
えば８ビット分、すなわち“２５６”の状態に直線的に
対応させて検出回路２３でしきい値と比較するものとす
る。

ここで、入力１０サンプルの二乗和 Ｙ−Σｋ　ｘ；” を求める際に、１６ビツト語長でオーバーフローしない
ためには、入力Ｘｉ　　がその最大レベル“４０９６　
”であるときに演算結果の最大レベル“６５５３６”を
超過しないようにする必要があり、 ｋ　＜　０．０００３９ の条件が必要となる。パワーの検出レベルを、入力Ｘ　
’＋　でみて例えば−１０ｄＢあるいは一２０ｄ［ｌに
設定すると検出入力信号レベルはそれぞれ約１２９５．
４１０となり、また演算結果検出レベルもそれぞれ６５
４０．６５５という低い値になる。そのため検出回路２
３でのしきい値との比較精度、すなわち検出精度も低く
なるという問題点を生ずる。

本発明は、上述の問題点に鑑み、演算結果を非直線化し
てしきい値と比較することにより、検出しきい値付近で
の検出精度を向上させたディジタル信号検出回路を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の原理ブロック図を第１図に示す。同図でしきい
値発生十段１は例えば信号パワー検出のために計算され
た入力サンプルの二乗和があるしベル以上であるか否か
を検出するためのしきい値を発生する。直線符号／非直
線符号変換手段２はこの手段への入力信号、すなわちＰ
ＣＭ符号化されたディジタル４ｇ号に対して任意のデー
タ処理が行われた演算結果を、前述のしきい値発生手段
１が出力するしきい値近傍の検出精度を向上させるため
に非直線化する。検出手段３は前述のしきい値と直線符
号／非直線符号変換手段２の出力とを比較する。

〔作　　　用〕

本発明はＰＣＭディジタル信号を伝送、処理するシステ
ムに係るものであり、一般にＰＣＭ信号は圧縮された形
式で伝送される。そこでＰＣＭ信号受信器では信号を直
線符号に変換した後にデータ処理を行うことが多い。こ
れは演算誤差を減少させるためである。第１図に図示し
ない演算回路に入力された信号にたいして、例えば信号
パワー検出のために入力サンプルの二乗和が計算される
。

このデータ処理は特定のものでなく、任意のものであっ
てよい。

第１図で、しきい値発生手段１により、予め７ｇ号検出
のレベルとなるしきい値を発生させておく。

直線符号／非直線符号変換手段２は演算結果を検出する
際の検（１０′ｉ度を上げるために、多くの場合直線符
号となっζいる演算結果を再び非直線符号に変換する。

この非直線化ではしきい値付近での符号化ゲイン（レベ
ル変化ｍ／符号変化ｍ）をできるだけ小さくとることに
より検出精度の向上を計る。検出子ｆ８！３は非直線符
号化された演算結果を前述のしきい値と比較し、両者の
大小関係を検出する。

〔実　　施　　例〕

本発明の実施例ブロック図を第２図に示す。同図でＰＣ
Ｍ／直線符号変換回路１１は、例えば１２ビツトのレベ
ルを圧縮した８ピノｌ”　ＣＭ　ｊＴ　’ｒヲ直線符号
に変換するものである。本実施例では信号パワー検出を
行うものとし、信号の二乗和を求めるために乗算器１２
、加算器１３、及び累算メモリ１４を用いる。これらの
演算は、誤差を少なくするために語圏を区クシ、例えば
１６ビツト語長で行う。

直線符号で演算された結果は直線符号／非直線符号変換
回路１５によって再び非直線符号に変換される。前述の
ように、このときの非直線符号化は検出精度を向上させ
るために、検出しきい値付近での符号化ゲイン（レベル
変化ｍ／符号変化量）をなるべく小さくする形式でなさ
れる。非直線符号化された信号はしきい値発生回路１７
の出力する非直線化された一定レベルのしきい値と比較
器１６により比較され、信号パワーが一定レベルより大
であるか否かが検出される。

本発明による借覧検出精度の向上について、第３図の検
出精度説明図を用いて説明する。同図ｔａ＞は従来例の
説明図である第５図＋１ｌｌ）と同じであり、“４０９
６”の入力レベルを８ビツトＰｃＭ符％に圧縮するＡ法
則の変換を示す。第５図におけると同様に１６ビツト語
長の演算結果を８ビット、すなわち２５６伏態に対応さ
せて比較器１６でしきい値と比較することになるが、本
発明ではこの対応が非直線的になされる。

その非直線化の特性例を第３図（ｌ」）に示す。同図で
１６ビノトの演算結果レベルと８ビ、）・の非直線符号
とは３本の折線で関係づけられている。すなわら演算結
果は入力信号の最大レベル（４０９Ｇ）の−１０ｄＢに
対応する“６５４０”、−２０ｄｌｌに対応する“６５
５”付近を折点とした３本の折線によって非直緯打す化
される。

入力信号で−１０〜−２０ｄＢ付近に対応する演算結果
、すなわち６５５〜６５４０の範囲の８ビット非直線杆
号値をしきい値として設定すれば、しきい値付近での符
号化ゲインは小さ（なり、高４１１７度の信′弓検出が
可能となる。

本実施例では、信号パワー検出回路を例として本発明を
説明したが、演算回路１８の構成を変更するごとにより
他の任意の信冒処理に対して本発明が通用できることは
当然ごある。

また、非直線化の特性も第３図ｆｂ）の特性に限定され
ず、１３号処理の目的と、しきい値の設定条ｉ゛１′に
より種々の特性を設定することになる。

〔発明のすＪ果〕

本発明では、任意の目的で処理されたディジタル信号の
演算結果を非直線符号化してしきい値と比較することに
より、しきい値近傍での信号検出粘度を大幅に向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の実施例ブロック図、 第３図ｔａｇ、　（ｂｌは本発明における検出粘度の説
明図、 第４図はディジタル信号検出回路従来例のブロック図、 第５図（ａ）、　（ｂｌは従来例における検出粘度の説
明図、 第６図はへ法則変換方式における入力レベルとＰＣＭ符
号との関係の説明図である。 １１．２１・・・ＰＣＭ／直線符号変換回路、１５・・
・直線符号／非直線符号変換回路、１６・・・比較器、 １７．２４・・・しきい値発生回路、 １８．２２・・・演算回路。 特許出願人　　　富士通株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 信号検出のためのしきい値を発生するしきい値発生手段
   （１）と、ＰＣＭ符号化されたディジタル信号に対して
   任意のデータ処理が行われた演算結果が入力し、該演算
   結果に対して前記しきい値近傍の信号検出精度を向上さ
   せるための非直線化を行う直線符号／非直線符号変換手
   段（２）と、該直線符号／非直線符号変換手段（２）の
   出力と前記しきい値とを比較する検出手段（３）を有す
   ることを特徴とするディジタル信号検出回路。