JPH04502241A - 被直交変調信号を復調する方法および装置 - 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】 被直交変調信号を復調する方法および装置発明の分野 本発明は、一般に直交振幅変調システムに関し、さらに詳しくは、中心搬送波周 波数から離間した副搬送波周波数に変調された被複合直交変調信号を受信し、復 調するシステムに関する。

従来技術の説明 無線送受信用に設計された直交変調システムにおいて。

被送信情報の受信および復号化を円滑に行うためには、パイロット搬送波を送出 することが望ましい、このパイロット信号は、振幅補正および位相補正の両方の ために用いられる。従来の既知の方法では、パイロット搬送波は側波周波数とし て被直交振幅変調信号に追加されていた。このような側波信号は、無線パスで生 じる選択的フェージング（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｆｍｄｉｎｇ）の影響を受けや すく、その結果、パイロット搬送信号を用いようとすると問題が生じる。さらに このような側波信号は、受信装置のへスパントから外れることがある。

デジタル情報を同期的に受信する場合、チャンネル・フェージングとノイズによ り、ビット同期をとることができないことがある。このようなシステムでは、被 送信デジタル情報の復号化に用いるため、同期デジタル情報にビット同期信号を 追加することが望ましい、バイロフト搬送波と同様に、ビット同期信号は、被送 信周波数帯域の中心にできるだけ近づけて設けなければならない。

発明の概要 本発明による被直交振幅変調信号を復号化する方法は、直交信号が副搬送波に変 調されている場合に利用でき、また被送信信号の帯域の中央またはその近傍にあ るパイロット搬送波およびビット同期信号を利用できる。この方法は。

被直交振幅変調信号を受信する段階を含む、被受信信号は。

局部発振信号と合成されて、同相信号となり、また直交局部発振信号と合成され て直交信号となる。同相信号および直交信号は、直交復調されて出力信号となる 。

本発明の一例では、直交信号と同相信号のいずれか一方がローパス・フィルタで ろ波され、補正信号となる。この補正信号は、直交信号および同相信号に加えら れ、復調用の被補正信号となる０本発明の別の例では、直交復調が相関器を用い て行われる０本発明のされに別の例では、相関用に用いられるパルスには副搬送 波成分が含まれる。さらに本発明の別の例では、ビット同期信号が被受信信号か ら抽出され、このビット同期信号を利用して同相信号および直交信号の遅延を制 御する。

図面の簡単な説明 ｉｉ１図は、本発明に従った無線受信機のブロック図である Ｎ２図は１本発明に従った無線受信機で用いる位相／振幅補正回路のブロック図 である。

ｗＩ３図は１本発明に従った。被直交符号化デジタル信号を復調するのに特に有 用な無線受信機で使用する復号／検波／復調回路のブロック図である。

第４図は１本発明に従った、被直交変調アナログ信号を復号化するのに特に有用 な別の復号／検波／復調回路のブロック図である。

第５図は、本発明に従った無線装置で使用する復号／検波／復調回路をマイクロ プロセッサで構成したブロック図である。

第６図は、本発明に従ったパイロット搬送とビット信号とを有する被直交変調信 号の周波数帯域を示すグラフである。

発明の詳細な説明 パイロット搬送波とビット同期信号とを有する被直交変調信号を第６図に示す、 この被直交変調信号は、中心周波数−に位置する搬送信号を有する１周波数−− ｗ、とｗｃ＋Ｗとに位置する搬送サイドバンド信号は、ビット同期信号および副 搬送波同期信号である０周波数ｗｃ−４ｗ、、　ｗｃ＋４ｗ、または搬送波周波 数から離間したその他部合のよい周波数の中心に位置する信号サイドバンド、２ つの被直交変調副搬送波を直交変調することにより得られる。このような信号の 変調および送信については、本発明の被譲渡人により共通して所有される本発明 者の共頴の１ｉ１４１．７５７号（１９８８年１月１１日提出）、米国特許１ｉ ｉ４．８１６．７８３号（出願日１９８９年３月２８日）により開示されている 。この開示についても１本明細書で詳述されているものとして、参考として内包 される。

上記のような信号の受信では、例えばｉｉ１図に示す無線受信機またはフロント ・エンドｌＯを利用している。無線受信機１０からの信号は、ｗｉＺ図に示すよ うに位相／振幅補正回路１２に入力される。デジタル・データが直交変調されて いる場合、ｉｉ３図に示すような復号／検波／復調器１４または第５図に示↑よ うなデジタル・マイクロプロセッサ化された復号／検波／復調器１８を利用する ことができる。アナログ信号（例えば、サンプリングされた音声、等）の場合、 ｉｉ４図の復号／検波／復謂！＃１６を利用できる。

第１図において、無線受信機ｌＯは被送信ＲＦ信号を受信するのに用いられる。

アンテナ２１は、受信信号をＲＦ増輻ミキサ２２に送り、このＲＦ増輻ミキサ２ ２は第１ＩＦ信号を出力する。このＩＦ信号は、従来通りにバンドへス・フィル タ２３を介してＩＦ増輻器２４に送られる。従未通り、直交復調器にはＩｌ２の ＩＦ発振器２５．ミキサ２６，２７およびローパス・フィルタ３０．３１が含ま れる。

本実施例では、第２発振器２５は、同相局部注入周波数（ｌｏｃａｌ　１ｎｊｅ ｃｔｉｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）をミキサ２６に出力し、かつ直交（９０度位 相を偏位した）局部注入周波数をミキサ２７に出力して、ｊｉｌＩＦ周波数信号 と合成する。ミキサ２６の出力は、ローパス・フィルタ３０にかけられ、チャン ネル・ベースバンド信号工、ｌｌｌまたは■　（同相）となる。

ミキサ２７の出力は、ローパス・フィルタ３１にかけられチャンネル・ベースバ ンド信号ＱｌｌｌｌまたはＱ（直交）となる、また、ミキサ２６の出力はＡＧＣ フィルタと増幅器３２とに信号を供給し、一方ミキサ２７の出力はＡＧＣフィル タ、増１１ｉ器３２およびＰＬＬ　（位相同期ループ）フィルタ／増１１６３３ とに送られる。ミキサ２６．２７は、信号振幅が（Ｉ’ＩＩＢ　”　Ｑ’ｌｌｌ ＋　）の二乗器であるところのＡＧＣループに対する振幅検波器として機能する 。さらに、ミキサ２７はＰＬＬの位相検波器としても機能する。ＡＧＣフィルタ ／増Ｐｉ器３２からの出力信号は、ＲＦ増幅器、ミキサ２２およびＩＦ増幅器２ ４に供給され、受信機のＡＣ，Ｃ動作を行う、ＰＬＬフィルタ／増幅器３３は、 ミキサ２２に局部発振信号を出力する第１発振器３４に対して位相同期を行う。

受信機ｌＯから回復された信号Ｉ、、＋　Ｑ、Ｉｌは、次にＮ２図の位相／振幅 補正回路１２に入力される。ＩＢＢ信号は、乗算器４０．４１とローパス・フィ ルタ４２とに入れられる。ＱｌｌＢ信号は１乗算器４３．４４とローパス・フィ ルタ４５とに入れられる。ローパス・フィルタ４２の出力（パイロット搬送波の 同相成分）は乗算！４０．４３に入れられ、一方ローバス・フィルタ４５の出力 （パイロット搬送波の直交成分）は乗算器４１．４４に入れられる。パイロット 搬送波のベースバンド成分ｐ、、、　ｐｏ、は、位相補正およびｕｉ幅補正のた めに用いられる０乗算器４０．４４の出力（それぞれＢ、、／２．　Ｂｏ。／２ とする）は、加算器４６に加えられる６乗算器４１．４３の出力（それぞれＢ　 ／２、Ｂ、、／２とする）は、急速フェージング等による受信信号の位相誤差を 排除するため、加算器４７の入力に加えられる。加算器４６．４７の出力は１分 周器５０．５１にそれぞれ入力され、ここでパイロット搬送波の同相成分および 直交成分の二乗の和で信号を分周する事により振幅誤差を除去する１分周器５０ は、回路１２のＩ°出力を与え。

分周器５１は回路１２のＱ°出力を与える。Ｐ　およびＰ信号も二乗器５２．５ ４にそれぞれ印加される。これら二乗器の出力は、加算Ｗ５５に加えられ、この 加算器５５は出力信号Ｐ２□８＋Ｐ２゜、を出力する。この出力信号は分周器５ ０．５１両方の除数として入力され、信号のゲイン補正を行う。

次に、ＩｏおよびＱ′信号は適切な復号／検波／復調器に送られる。サンプリン グされた音声信号のようなアナログ符号化信号の場合、第４図の復調器１６が利 用できる。

情報は副搬送波に符号化されているので、オフセット発振回路を設けて必要な副 搬送波周波数を得る。ＰＬＬの位相検波器として機能するミキサ６０の一方の入 力に加えられるＱ′信号の場合１位相同期ループが用いられる。ミキサ６０の出 力は、ＰＬＬループ・フィルタ６１に加えられ、またオフセット発振器６２に順 次加えられる。オフセット発振器６２の出力は、ｃｏｓ　［４ｗ０ｔｌ　、すな わち実際の副搬送波周波数の余弦に等しく、この出力は分周器６３に加えられる 。この分周器６３の出力は、従来通りに位相検波器６０に加えられる。Ｉ゛信号 Ｑ′信号の両方には被直交変調信号が含まれているので、これら両方の信号は直 交復調しなければならない、工°信号はミキサ６５．６６に入力され、Ｑ′信号 はミキサ６７．６８に印加される。

オフセット発振器６２からの同相出力信号は、ミキサ６５゜６７と９０度位相変 換器７０とに入力される。この９０度位相変換器７０は、ミキサ６６．６８に加 えられるオフセット信号を出力する。ミキサ６５ないし６８の出力は、ローフ１ ス・フィルタ７１ないし７３でそれぞれろ波され、それぞれ出力信号Ｓ１°ない しＳ４°　となる、これらの出力信号は、被送信信号に変調された情報の種類に 応じて、４つの独立した被変調信号または１つの信号の４つの異なる成分となり うる。

被直交変調信号がデジタル情報を含む場合、第３図の復調器１４のような復号／ 検波／復調器が利用できる。ビット同期発振器８０は出力信号−５ｉｎ［ｗ、ｔ ｌを出力し、この出力信号は位相検波器８１に入力され、受信機の発振器８０と 被受信信号との同期をとる０位相検波器の出力はループ・フィルタ８２に加えら れ、信号ｅとなる。この信号ｅは、ゲインＡを有する増幅器８３によって増幅さ れ、信号Ａｅが遅延回路８４．８５に出力される。遅延回路８４．８５は、受信 機のＡ／Ｄ変換器の立ち上がりを制御する信号の位相を変換することにより構成 される。これについては第５図を参照して以下で説明する。Ｉ°傷信号遅延回路 ８４の入力に加えられ、この遅延回路８４の出力は、Ｉｏの遅延された出力を生 成する。一方、Ｑ′信号は遅延回路８５の入力に加えられ、この遅延回路８５は Ｑ′の遅延された出力を有する。ミキサ８６，８７．８８．８９゜積分器９０， ９１，９２．９３およびビット判定ボックス９４．９５，９６．９７をそれぞれ 直列接続することにより、各特定サブチャンネル用の相間受信機が形成される。

ＩｏおよびＱ′信号を復調するため、ｒ゛信号ミキサ８６．８７に入力され、Ｑ ′信号はミキサ８８．８９に入力される。ビット検出のための副搬送波復調およ び相関の両方は、適切なプロトタイプ０パルス（ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｐｕｌｓ ｅ）を選択することにより一ロのステップで実現できる。プロトタイプ・パルス ｆ、（ｔ）、ｆｋ（ｔ）、ｉ、（ｔ）、！、（ｔ）は、相関パルスとして機能し 、これらのパルスはミキサ８６ないし８９にそれぞれ入力される。プロトタイプ ・パルスの生成については、米国特許９４．７３７．９６９号で説明されており 、その開示は本明細書にて詳述されているものとし、参考として内包される。ミ キサ８６ないし８９の出力、副搬送波周波数における正弦波の積、および相関パ ルスは、積分Ｗｊ９０ないし９３にそれぞれ入力され、これら積分器の出力はビ ット回路９４ないし９７にそれぞれ加えられて出力ＢＩＴ、、ＢＩＴ、、ＢＩＴ 、、ＢＩＴ、となる。

これら４ビツトの信号は、４つの独立した信号、１つの信号の４つの成分、また は他の信号の組み合わせを表すことができる。ｉｉ３図の復調器の構成は、第５ 図に示すように、デジタル・プロセッサ回路を用いても実現できる。

Ｔｅｒｍｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製モデル書号ＴＭ５３２０Ｃ２５などのマ イクロプロセッサ１００を本実施例で用いている。ＲＯＭｌ０Ｉには、プロセッ サ１００の動作に必要なコード。

例えば本明細書に添付する表１に示す目的コードが入っている。ＲＡＭ１０２は 、プロセッサにより作業用メモリとして利用される。Ｉ　、Ｑ　信号はデジタル 化され、最終的にプロセッサ１００に入力される＊　Ｉａｓ＋　ＱＢＢ信号は。

サンプル・ホールド回路１０３，１０４にそれぞれ加えられる。これらの出力は 、スイッチ１０５によりアナログ・デジタル変換器１０６の入力に切り換えられ て、プロセッサ１００ヘデジタル入力となる。プロセッサ１００は、スイッチ１ ０５の切り換え動作を制御する選択出力と、変換を実行するためアナログ・デジ タル変換器１０６に信号を与える変換出力とを利用している。

本好適な実施例において水晶１１１を有する発振器１１０は、ビット・レートの １２８ｘＭ倍に等しいクロック信号を供給する。このクロック信号は、プロセッ サ１００のクロック入力とカウンタ１１２，１１３．１１４のクロック入力とに 加えられる０Ｍ分周カウンタ１１２の出力は。

カウンタ１１３に入力信号を与え、この信号は１２８ｘビツト・レート７秒に等 しい、カウンタ１１３は、１２８＋プロセツサが供給する誤差信号で信号を分周 しくただし、誤差信号が、−１から１の間の場合に限る）、カウンタｌ１４へ入 力される出力を与える。カウンタ１１４は、１６分周を実行し、プロセッサ１０ ０に出力を与える（この出力は語同期割り込み信号である）、第３図の遅延回路 ８４゜８５は、カウンタ１１３によって構成される。デジタル誤差信号ＥＲＲは 第３図のＡｅに相当し、必要に応じてカウンタにカウントを繰り上げたリスキッ プさせて、被受信信号との同期を維持する。カウンタ１１３は４つの出力ライン 、すなわち０°、−９０”　、−１８０°、−２７０°信号を有し、これらの信 号はマイクロプロセッサ１００に対してビット同期割り込み信号となる。また、 ０°信号はサンプル・ホールド回路１０３をトリガするために供給され、−９０ °信号はサンプル・ホールド回路１０４をトリガするため供給される。マイクロ プロセッサは１００は、保存されたプロトタイプ・パルスを利用する。プロトタ イプ・パルスは、副搬送波周波数に変調されたプロトタイプ波形に対応する。こ のプロトタイプ・パルスは、マイクロプロセッサにおける相関検波器と共に用い て、入力デジタル信号の相関を取って個々のビットを復号化する。これら復号化 されたビットは、プロセッサ１００のデータ出力に供給される。はとんどの場合 、単一パルスの波形がＲＯＭに保存される。必要とされる一切の相関パルスは同 一の波形を有するが、時間的に遅延されている。かつまたは反転されている。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ＲＦ信号を受信する段階； 被受信信号と局部発振信号とを合成して同相信号を生成する段階； 被受信信号と直交局部発振信号とを合成して直交信号を生成する段階； 前記同相信号と直交信号のうち少なくとも一方をローバス・フィルタでろ波して 補正信号を得る段階；前記補正信号を前記同相信号および直交信号に重畳させて 該信号を補正する段階；および 補正された同相信号と直交信号とを直交復調して出力信号を得る段階； によって構成されることを特徴とする被直交変調ＲＦ信号の復調方法。
2. ２．被受信信号からビット同期信号を抽出する段階；および 前記ビット同期信号を重畳させて前記同相信号および直交信号を遅延させた後、 該信号を復調する段階；によって構成されることを特徴とする請求項１記載の被 直交変調ＲＦ信号の復調方法。
3. ３．ＲＦ信号を受信する段階； 前記信号と局部発振信号とを合成して同相ベースバンド信号を生成する段階； 前記信号と直交局部発振信号とを合成して直交ベースバンド信号を生成する段階 ；および 副搬送波成分を含む相関パルスを前記ベースバンド信号に重畳させて該信号を復 号化する段階；によって構成されることを特徴とする被直交変調ＲＦ信号の復調 方法。
4. ４．前記ベースバンド信号のうち少なくとも一方をローバス・フィルタでろ波し 、ろ波された信号を該ベースバンド信号に重畳させて、位相および振幅を補正す る段階からなることを特徴とする請求項３記載の被直交変調ＲＦ信号の復調方法 。
5. ５．被受信信号からビット同期信号を抽出する段階；および 前記ビット同期信号を重畳させて前記同相信号および直交信号を遅延させた後、 相関パルスを重畳させる段階；によって構成されることを特徴とする請求項４記 載の被直交変調ＲＦ信号の復調方法。