JPH04501489A - デジタルｆｍスケルチ検出器 - 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】 デジタルＦＭスケルチ検出器 発明の分野 本発明は、一般にＦＭ無線通信に関する。

従来技術の説明 目的の情報信号を周波数変調することによって無線通信を行うことは、当技術で は周知である。これまで、このような無線装置のほとんどは、アナログ技術に基 づいていた。

しかし、このような無線装置の少なくとも受信、復調および／または音声処理機 能の一部をデジタル化する技術が進んでいる。

このようなデジタル無線装置において、従来のスケルチ検出器を構築するには、 多くの問題がある。このような無線装置の弁別器出力は音声周波数でサンプリン グされるので、従来のスケルチがチャンネル上の信号の有無（チャンネル・アク ティビティ）を検出するために利用する高周波（２０〜５０ｋＨｚ）ノイズ基準 には対応できない。さらに、従来のスケルチでは、弁別器が動作可能でなければ ならない。

その結果、デジタルＦＭ無線装置では、そのリソースのうちかなりの部分を従来 のスケルチ検出器を構築するために費やす必要がある。

発明の概要 従来技術においてこのような教示があるにも拘わらず、本出願人はデジタルＦＭ 無線装置において使用するのに特に適したスケルチ検出器を発明した。本発明に 従って、検出器はＩＦサンプルに対して直接動作し、従って、従来のスケルチ検 出器で必要とした弁別器や大型ＩＦフィルタを必要としない。その結果、この検 出器では、従来の検出器と比較して、構築するために必要とするリソースは大幅 に削減される。

本発明に従って、検出器はＦＭ信号の位相配置を利用して、チャンネル上の信号 とノイズとの間を弁別する。

ＦＭ無線装置において、理想的なチャンネル上の信号は、信号の瞬時偏移によっ て決まる速度で、原点を中心として回転する定振幅フェーサ（ｃｏｎｓｔａｎｔ −ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｐｈａｓｏｒ）として表すことができる。ゼロＩＦの場 合、この速度は正または負であり、そのため受信信号を複合Ｉ／Ｑチャンネルで 表す必要がある。チャンネル上に信号がある場合、フェーサの回転の最大速度は 、着信信号の最大偏移によって制限される。

一方、信号がない場合、■およびＱチャンネルにはガウス・ノイズが入り、その 結果、フェーサの回転速度は入力信号のノイズ整形とナイキスト帯域とに依存す るランダム変数となる。入力サンプルの帯域はチャンネル上の信号の帯域よりも はるかに広くなくてはならないので、ノイズ・フェーサの平均回転速度はチャン ネル上の信号の平均回転速度よりもかなり大きくなる。

その結果、本出願人は、チャンネル上の信号の有無は受信信号のフェーサの回転 速度を測定することにより検出できることを発見した。さらに、本出願人は、特 定成分（工またはＱ）が所定の数値に等しくなる単位時間当たりの回数を計数す ることによりフェーサの速度を推定することが可能であることを発見した。本発 明の好適な実施例では、この所定の数値はゼロであり、従って、フェーサの速度 は、単位時間当たりの１またはＱ成分のゼロ交差回数を計数することにより推定 できる。

図面の簡単な説明 第１図は、周波数検出器（１００）を含むデジタルＦＭスケルチ検出器（１０） を示す。

第２図は、周波数検出器の第１実施例（２００）を示す。

第３図は、周波数検出器の第２実施例（３００）を示す。

第４図は、周波数検出器の第３実施例（４００）を示す。

発明の詳細な説明 第１図は、デジタルＦＭスケルチ検出器（１０）を示す。

以下の説明では、約±１２．５ｋＨｚ　（±ｆＭＡ工）の所定の帯域を有する割 り当てられたチャンネル上に周波数変調された情報信号があるものと仮定する。

このＦＭ信号はアンテナ（１１）によって受信され、ブリセレクタ／ミキサ回路 （１２）に送られて、従来技術で周知の方法で処理される。この実施例では、プ リセレクタ／ミキサ段（１２）の出力（１３）は、４５０ｋＨｚ搬送波で周波数 変調された情報信号であると想定できる。次に、この信号（１３）はアナログ・ デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（１４）に送られる。例えば、このＡ／Ｄ変換器（１ ４）は、米国特許出願第１４９，３５０号（出願口１９８８年１月２８日）にお いて説明しているシグマ・デルタ変換器でもよい。ここで、この出願中の特許お よび本出願は同一の被譲渡人に譲渡されており、この出願中の特許も本出願に参 考として内包される。このＡ／Ｄ変換器（１４）は、受信信号（１５）のＩおよ びＱサンプルのデジタル出力列を与える。このＡ／Ｄ変換器（１４）は、例えば 、３３　１／３ｋＨｚのサンプリング・レートが可能であり、従って、３０マイ クロ秒毎に１つの複合サンプル（Ｉ成分とＱ成分）のレートでデジタル・サンプ ル（１５）を与えることができる。

このＡ／Ｄ変換器（１４）の出力（１５）は、例えば、Ｍｏｔｏｒｏｌａ、　Ｉ ｎｃ、製５６０００などを用いて、デジタル信号プロセッサ（１６）（以下ｒＤ ＳＰＪ　という）に適宜送られる。この製品は、ユーザ・マニュアル Ｎｏ、ＤＳＰ５６０００ＵＭ／ＡＤにしたがってプログラム可能である。

このマニュアルもＭｏｔｏｒｏｌａ、　Ｉｎｃ、から入手可能である。適切なプ ログラミングにより、ＤＳＰ（１６）は周波数検出器（１００）および比較器（ １８）となる。

周波数検出器（１００）は、受信信号（１５）の７工−ザ速度に基づく値（１７ ）を与えるように構成される。次に、この値（１７）は比較器（１８）に入力さ れ、この比較器（１８）は従来技術において周知であり、値（１７）を可変スレ シホールド（１９）と比較する。この値（１７）がスレシホールド（１９）より も小さい場合、これはチャンネルに信号があることを意味し、その結果、比較器 （１８）はスケルチ検出出力（２０）を開く。また、この値（１７）がスレシホ ールド（１９）を上回る場合、これはチャンネルに信号がないことを意味し、そ の結果、比較器（１８）はスケルチ検出出力（２０）を閉じる。

スレシホールド（１９）は、最小許容信号レベルおよび予定信号の種類（例えば 、音声、ミュージックまたはデータ信号）の両方に基づいた値に調整できる。例 えば、最小許容信号レベルが１２ｄＢ　５ＩＮＡＤで、予定信号が音声信号の場 合、スレシホールド（１９）は、スケルチ出力が１２ｄＢ　５ＩＮＡＤ音声信号 で開くまで調整しなければならない。

第２図は、第１図の周波数検出器（１００）の第１実施例（２００）を示す。こ の実施例は、受信信号（１５）の一方の成分（工またはＱ）が所定の値ｋに等し くなる回数を計数することにより、受信信号（１５）のフェーサ速度に基づいた 値（１７）を与える。以下の説明では、Ｉ成分を選んだものと仮定する。

工成分（２０１）は、簡易ＩＦフィルタ（２１０）に入力される。このタイプの フィルタは従来技術では周知であり、その目的は隣接チャンネルをろ波すること である。チャンネル幅を２５　ｋＨｚと仮定すると、適切なフィルタ（２１０） のインパルス応答は、Ｈ（ｚ）　＝　１　＋　ｚ−’　＋　ｚ”となる。

次に、定数ｋがフィルタ出力（２１１）から減算される。

ｋの値は、回転フェーサの速度を測定するために用いる工（またはＱ）軸に等し い。好適な実施例では、ｋ＝ｏである。この処理からの出力（２２１）は、つい でゼロ交差検波器（２３０）に入力されるが、このゼロ交差検波器は従来技術に おいて周知である。適切な検波器（２３０）は、その出力（２３１）がゼロ交差 事象の定時間間隔において一定の値に等しい。次に、出力（２３１）はローパス ・フィルタ（２４０）に入力される。このタイプのフィルタは、従来技術におい て周知であり、その目的は、時間に対してゼロ交差検波器出力（２３１）を積分 することである。適切なフィルタでは、インパルス応答が、Ｈ（ｚ）　＝　１７ （ｚ　−ｎ）であり、ここで、０．９９　＜　ｎ　＜　０．９９９である。この ローパス・フィルタ（２４０）の出力（１７）は、第１図の比較器（１８）に入 力される。

第３図は、第１図の周波数検出器（１００）の第２実施例（３００）を示す。こ の実施例は、受信信号（１５）の工成分が第１の所定値に１に等しくなる回数を 計数し、受信信号のＱ成分が第２の所定値に２に等しくなる回数を計数すること によって、受信信号（１５）のフェーサ速度に基づく値（１７）を与える。

■成分（３０１）は、第１簡易ＩＦフイルタ（３１０）に入力されるが、このフ ィルタ（３１０）は第２図の簡易工Ｆフィルタ（２１０）と同一のものである。

次に、定数に１がフィルタ出力（３１１）から減算される（３２０）。ｋｌの値 は、回転フェーサの速度を測定するために用いるＩ軸に等しい。好適な実施例で は、ｋ１＝０である。この処理からの出力（３２１）は、ついで第１ゼロ交差検 波器（３３０）に入力されるが、この検波器は第２図のゼロ交差検波器（２３０ ）と同一である。第１ゼロ交差検波器（３３０）の出力（３３１）は、第１０− パス・フィルタ（３４０）に入力され、このフィルタ（３４０）は第２図のロー パス・フィルタ（２４０）　と同一である。この第１０−パス・フィルタ（３４ ０）の出力（３４１）は、乗算器（３５０）の第１人力として与えられ、この乗 算器も従来技術では周知である。

同様に、Ｑ成分（３０２）が第１簡易ＩＦフイルタ（３１０）と同一である第２ 簡易ＩＦフイルタ（３１２）に入力される。次に、定数に２がフィルタ出力（３ １３）から減算される（３２２）。ｋ、の値は、回転フェーサの速度を測定する ために用いるＱ軸に等しい。好適な実施例では、ｋ、＝０である。この処理から の出力（３２３）は、第２ゼロ交差検波器（３３２）に入力されるが、この検波 器は第１ゼロ交差検波器（３３０）と同一である。第２ゼロ交差検波器（３３２ ）の出力（３３３）は、第１０−パス・フィルタ（３４０）と同一の第２０−バ ス・フィルタ（３４２）に入力される。第２０−バス・フィルタ（３４２）の出 力（３４３）は、乗算器（３５０）の第２人力として与えられる。

最後に、乗算器（３５０）の出力（１７）は、第１図の比較器（１８）に入力さ れる。

第４図は、第１図の周波数検出器（１００）の第４実施例を示す。この実施例は 、受信信号（１５）の１成分が第１の所定の値に１に等しくなり、かつ受信信号 のＱ成分が第２の所定の値に２に等しくなる回数を同時に計数する事により、受 信信号（１５）のフェーサ速度に基づく値（１７）を与える。

■成分（４０１）は、第２図の簡易Ｉ　Ｆフィル９　（２１０）と同一の第１簡 易ＩＦフイルタ（４１０）に入力される。

次に、定数に１がフィルタ出力（４１１）から減算される。

ｋ、の値は、回転フェーサの速度を測定するために用いる１軸に等しい。好適な 実施例では、ｋ、＝０である。この処理からの出力（４２１）は、第２図のゼロ 交差検波器（２３０）と同一の第１ゼロ交差検波器（４３０）に入力される。

第１ゼロ交差検波器（４３０）の出力（４３１）は、乗算器（４５０）の第１人 力として与えられるが、この乗算器（４５０）は第３図の乗算器（３５０）と同 一である。

同様に、Ｑ成分（４０２）が、第１簡易ＩＦフイルタ（４１０）と同一の第２簡 易ＩＦフイルタ（４，１２）に入力される。次に、定数に、がフィルタ出力（４ １３）から減算される（４２２）。ｋ２の値は、回転フェーサの速度を測定する ために用いるＱ軸に等しい。好適な実施例では、ｋ、＝０である。この処理から の出力（４２３）は、第１ゼロ交差検波器（４３０）と同一である第２ゼロ交差 検波器（４３２）に入力される。第２ゼロ交差検波器（４３２）の出力（４３３ ）は、乗算器（４５０）の第２人力として与えられる。

乗算器（４ｓ　Ｏ）の出力（４５１）は、第２図のローパス・フィルタ（２４０ ）と同一のローパス・フィルタ（４６０）に入力される。最後に、ローノＳス・ フィルタ（４６０）の出力（１７）は、第１図の比較器（１８）に入力される。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．被周波数変調情報信号が所定のチャンネルにあることを判定する信号判定手 段を有する無線装置であって：前記所定のチャンネルから、周波数変調された被 受信ＩＦ信号を得る受信手段； 前記受信手段に応答し、前記被受信ＩＦ信号の周波数偏移に少なくとも部分的に 基づいた前記被受信ＩＦ信号の値を判定する値判定手段；および 前記値判定手段に応答して、前記値と前記情報信号の特性に少なくとも部分的に 基づいたスレシホールドとを比較する比較手段； によって構成されることを特徴とする無線装置。
2. ２．前記被受信ＩＦ信号が直交成分を含み、かつ、前記値判定手段が、前記受信 手段に応答し、前記被受信ＩＦ信号の少なくとも１つの直交成分が第１の所定の 値に少なくとも実質的に等しくなる回数を判定する手段を有することを特徴とす る請求項１記載の無線装置。
3. ３．前記第１の所定の値がゼロに等しいことを特徴とする請求項２記載の無線機 。
4. ４．前記比較手段に応答して、前記無線装置をスケルチ・モードにするスケルチ 手段を有することを特徴とする請求項３記載の無線装置。
5. ５．前記被受信ＩＦ信号がデジタル・ビット列の状態にあることを特徴とする請 求項４記載の無線装置。
6. ６．前記被受信ＩＦ信号が直交成分を含み、かつ、前記値判定手段が、前記受信 手段に応答し、前記被受信ＩＦ信号の第１直交成分が第１の所定の値に少なくと も実質的に等しくなる回数、および前記被受信ＩＦ信号の第２直交成分が第２の 所定の値に少なくとも実質的に等しくなる回数を判定する手段を有することを特 徴とする請求項１記載の無線装置。
7. ７．前記第１の所定の値と前記第２の所定の値とがゼロに等しいことを特徴とす る請求項２記載の無線装置。
8. ８．前記比較手段に応答して、前記無線装置をスケルチ・モードにするスケルチ 手段を有することを特徴とする請求項７記載の無線装置。
9. ９．前記被受信ＩＦ信号がデジタル・ビット列の状態にあることを特徴とする請 求項８記載の無線装置。
10. １０．前記被受信ＩＦ信号が直交成分を含み、かつ前記値判定手段が、前記受信 手段に応答し、前記被受信ＩＦ信号の第１直交成分が第１の所定の値に、そして 前記受信ＩＦ信号の第２直交成分が第２の所定の値に少なくとも実質的に等しく なる回数を実質的に同時に判定する手段を有することを特徴とする請求項１記載 の無線装置。
11. １１．前記第１の所定の値と前記第２の所定の値とがゼロに等しいことを特徴と する請求項１０記載の無線装置。
12. １２．前記比較手段に応答して、前記無線装置をスケルチ・モードにするスケル チ手段を有することを特徴とする請求項１１記載の無線装置。
13. １３．前記被受信ＩＦ信号がデジタル・ビット列の状態にあることを特徴とする 請求項１２記載の無縁装置。