JPH06132840A

JPH06132840A - 数値データ復調器のための擾乱信号検出方法及び当該方法を使用する装置

Info

Publication number: JPH06132840A
Application number: JP4017034A
Authority: JP
Inventors: Philippe Sadot; フイリツプ・サド; Bertrand Thebault; ベルトラン・テボー; Marc Darmon; マルク・ダルモン; Jacques Eudes; ジヤツク・ウード
Original assignee: Alcatel Telspace SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1994-05-13
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: CA2060413C; FR2672453A1; EP0497250A1; JP2591557B2; DE69202990D1; ES2074742T3; FR2672453B1; CA2060413A1; DE69202990T2; US5313497A; EP0497250B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】数値データ復調器において擾乱信号の検出を瞬
時に行う。【構成】復調器は、入力信号の整形、交差、サンプリン
グ用回路１０、基準信号の同期化、整形の為の回路２
０、擾乱信号検出回路３０及び復調回路４０から成る。
既知信号を周期的に挿入し、復調前に固定された変調信
号において擾乱信号が検出される。更に次のステップを
有する。基準信号の存在が認められる特定の瞬間に、予
期された信号と受信された基準信号との相互相関のモジ
ュールの平方の評価段階と、同時に受信された信号の平
方を評価しその係数の評価値の平方を表す係数を掛け、
かつ基準バーストで使用される基準記号の数Ｒを掛ける
段階と、上記２段階で同時に得られた量を互に比較する
段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は数値データ復調器のため
の擾乱信号検出方法及び当該方法を使用する装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】およそ数値変調に基づく送信システムに
おいては、以下のような擾乱信号によって送信が擾乱さ
れることがあり得る。

【０００３】・他の送信システムによって・妨害電波によってこのような擾乱信号を検出するための、公知技術の解決
法は、（1982年12月28日出願、登録番号第 8221875号
の）フランス特許第 2538645号に記載の通り、少なくと
も変調バンドの最高周波数に等しい遮断周波数の高域フ
ィルタによって、変調バンドの外で受信されたエネルギ
ーを検出することである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような装置
は、広いバンドの擾乱信号には効果的であるものの、狭
いバンドの擾乱信号では上手く働かない。実際、この場
合には、受信された信号が擾乱されていないのに擾乱さ
れていると思われてしまう。

【０００５】それゆえ本発明は、そのような擾乱信号を
瞬時に検出することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明がそのために提案
するのは、数値データ復調器用の擾乱信号検出方法であ
って、復調前に固定された保守待機時間の受信信号にも
たらされた遅延によって既知信号（Ｒ）を周期的に挿入
することにより、ベースバンドが交差された変調信号に
おいて、当該擾乱信号の検出が行われることを特徴と
し、更に以下の各段階からなることを特徴とする数値デ
ータ復調器用擾乱信号検出方法である。

【０００７】・基準信号の存在が認められる特定の瞬間
に、予期された信号と受信された基準信号との相互相関
のモジュールの平方を評価する段階・同じ瞬間に受信された信号の相関関係の平方を評価
し、相関関係の係数の評価値の閾値の平方を表す係数を
掛け合わせ、且つ基準バーストで使用される基準記号の
数を掛け合わせる段階・上記の二段階で同時に得られた量を互いに比較する段
階

【０００８】

【作用】本発明は、復調前に固定された保守待機時間の
受信信号を遅延させ、復調前に受信された信号の適切な
処理により発信された信号に固有でない成分を瞬時に認
識することでき、それゆえ、擾乱信号があるかないかを
検出して、その障害に備えることができるようになる。
それから、復調器の同期化システムの硬化手順を始動さ
せ、場合によっては、擾乱信号のリジェクターを始動さ
せることができる。

【０００９】本発明は更に、この方法を使用する装置を
提案するものであり、その装置には以下のものが含まれ
る。

【００１０】・入力信号を中間周波数で成形し、当該信
号をベースバンドで移調し、サンプリングする第１の回
路・基準信号を同期化し整形する第２の回路・擾乱信号の存在を検出する第３の回路・ベースバンドに復調する第４の回路前記第２の回路が以下のものを含めば有利である。

【００１１】・基準シーケンスの同期化回路・二進法シーケンスｎ個の発生器・これらのシーケンスの符号化回路前記第３の回路が、ベースバンドで変調された信号を受
信して比較器の２つの入力を駆動する２つのチャンネル
を有し、第１のチャンネルが・第２入力部において符号
化回路の出力信号を受信する乗算回路と、・ブロックの
初め毎にゼロに戻る、総和・累算器複素数回路と、・共
役素子と乗算回路とを含むモジュールのスクェア計算回
路と、を順次含み、第２のチャンネルが、・共役素子と
乗算回路とを含むモジュールのスクェア計算回路と、・
総和・累算器実数回路と、・定数乗算回路とを含めば有
利である。

【００１２】前記第４の回路が復調器の前に位置する遅
延回路を含めば有利である。

【００１３】

【実施例】本発明の特徴及び長所は、非限定的な例とし
て、本発明の装置を概略的に描いた添付図１を参照しつ
つ、更に以下の記述を読めば分かる。

【００１４】従来の周波数交差、濾波、増幅及びデジタ
ル・アナログ変換の装置は「受信信号」ｒk の処理に必
要な部材である。

【００１５】ｒk は符号Ｔs 時にサンプリングされたベ
ースバンド信号の表示に対応する。

【００１６】

【数１】

【００１７】Ｊは妨害電波の出力Ｓは信号の出力ｓk はk Ｔs 時点で発信された符号をベースバンドで表
示したものｚk は妨害電波信号を表す。

【００１８】但し、

【００１９】

【数２】

【００２０】このような装置の良好な機能にとって本質
的な制約となるのが、（受信器で当然のこととして知ら
れている）情報符号Ｉ個毎にＲ個の基準符号を挿入する
ことであり、そうして、Ｒ＋Ｉ個の符号のブロックを形
成することである。考慮の対象となる変調の為に可能な
符号の個数がＬ＝２ⁿであるとする（ＭＤＰ２：ｎ＝
１，ＭＤＰ４：ｎ＝２，ＭＡＱ１６：ｎ＝４等）。Ｒ個
の基準符号は各ブロック毎に同一であり得るし、或い
は、m 》ＲでＮ＝２^m−１の周期の疑似ランダムシーケ
ンスｎ個から構成してもよい。

【００２１】受信された信号と発信された信号との相関
係数のモジュールをρとすると、ｓ＊はｓの共役複素数
を示し、数値変調をベースバンドで表現するためには実
際、複素数による表示が必要となる。

【００２２】Ｅは期待値を示す。

【００２３】受信された信号が（ノイズでも擾乱信号も
ない）発信された信号と等しい時は、ρ＝１、受信され
た信号が発信された信号と全く相関関係のない時は、ρ
＝０である。

【００２４】注目すべきは任意に

【００２５】

【数３】

【００２６】と定めて、Ｅ（ｓ）＝０なら、以下の式が
得られる。

【００２７】

【数４】

【００２８】擾乱信号ｚがＥ（ｚ）＝０且つＥ（ｓ，
ｚ）＝０となるような信号なら、以下の式が得られる。

【００２９】

【数５】

【００３０】本発明の方法においては、信号と妨害電波
の比を定めて相関係数の値λを決定し、その値より下な
ら擾乱信号があると考え、その値より上なら擾乱信号が
ない（或いは破壊的でない）と考えるようにする。例え
ば、（Ｓ／Ｊ）ｄＢ＝０に対して、以下の式が得られ
る。

【００３１】λ＝２^1/2／１ついでブロックの各始まりを時の起点と考え、基準符号
のみに関してブロック毎に計算して、修正された相関関
数αのモジュールの推定量を構成する。

【００３２】

【数６】

【００３３】高出力でかつ狭い帯域の妨害電波がある場
合は、受信信号は下記の通りである。

【００３４】

【数７】

【００３５】但しＪ》Ｓ θk は通常、

【００３６】

【数８】

【００３７】において均一に分配されるランダム変数と
考えられる。このランダム変数をＲ個の符号、典型例と
して10個として考察すると、変数θk を定数と考えるの
が妥当であるので、従って、

【００３８】

【数９】

【００３９】短い観察間隔で分散の評価値がゼロであれ
ば、受信された信号の分散の評価を、その出力の評価で
代替することができる。分散はその出力によって限定さ
れるので、この変更により相関関数の評価値が減少する
だけのことであり、その結果、不検出の蓋然性が減少す
る。

【００４０】図１に示された、本発明の方法を使用する
装置を単純に記述するために、基準符号がブロック毎に
同一である場合を考える。

【００４１】基準シーケンスの標定を不可能とするため
に大規模の疑似ランダムシーケンスを使用することが可
能なら、全てのタイプの擾乱信号について検出が可能と
なる。

【００４２】単純化されたモデルを記述することによ
り、装置をよく理解することができ、疑似ランダムシー
ケンスを使用する、より一般的な場合に直ちに外挿法が
行われる。

【００４３】固定シーケンスは以下のように選択され
る。

【００４４】

【数１０】

【００４５】従って、偶数のＲ個の符号について計算せ
ざるをえない。

【００４６】計算は平方根の計算を避けるためαの二乗
を対象とする。

【００４７】ワイアードロジック又はマイクロプログラ
ム論理での実行のためには、割り算は避けるべきであ
り、数量ＵとＶを比較するほうが望ましい。但し、α²
＝Ｕ／Ｖ、これらの数量の展開は以下の式を前提として
得られる。

【００４８】

【数１１】

【００４９】そして、Ｖ＞Ｕなら擾乱信号の存在を、Ｖ
≦Ｕなら不存在を決定する。

【００５０】それゆえ数量Ｕは、受信基準信号ｓ_k ^*と
予期された信号rkとの間の、基準信号が存在すると認め
られる特定の時点での、相互相関の係数の平方に対応す
る。

【００５１】それゆえ数量Ｖは、同じ瞬間に受信された
信号rkの相関の平方に相関係数の評価値の閾値の平方を
表す係数λ²を掛け、基準バーストで使用される基準記
号の数（Ｒ）を掛けたものに対応する。

【００５２】本発明の装置を図示するため、以下のよう
に定める。

【００５３】・実数信号は単一線で表す。

【００５４】・複素数信号は二重線で表す。

【００５５】変調システムは、（典型例としては数十個
の）情報符号Ｉ個毎に（典型例としては十個の）Ｒ個の
基準符号を挿入するだけのことで、特殊なものではな
く、当業者に周知である。図示される本発明の装置は
以下のものから成る。

【００５６】・入力信号Ｅを中間周波数で整形し、当該
信号をベースバンドに交差し、サンプリングする第１の
回路10 ・基準信号を同期化し整形する第２の回路20 ・本来の意味で、擾乱信号の存在を検出する第３の回路
30 ・ベースバンドに復調する第４の回路40 第３及び第４の回路は、第１の回路からの信号を受信す
る。

【００５７】第２の回路からの出力シーケンスも受信す
る第３の回路30は、第４の回路40に送られる擾乱信号の
検出信号 D/INV.D（INV.D は Dの反転記号）を放出し、
場合によっては復調の段階(42)で働くようにする。

【００５８】第１の回路10は順次、以下のものを含む。

【００５９】・利得自動制御回路11 ・同位相及び90°位相のずれたチャンネルにローカルオ
シレータ12から出た周波数信号Ｆをかけるアナログ乗算
回路13 ・各チャンネル毎の低域フィルタ14 ・各チャンネル毎のデジタル・アナログ変換器15、及び・ベースバンドに交差された変調信号rkを放出する整合
フィルタ16 第２の回路20は順次、以下のものを含む。

【００６０】・基準シーケンスの同期化回路２１・二進法シーケンスｎ個の発生器２２・これらのシーケンスの符号化回路23 第３の回路30は、ベースバンドｒk で変調された信号を
受信して比較器51の２つの入力を駆動する２つのチャン
ネルを有し、第１のチャンネルが・第２入力部において
符号化回路23の出力信号（ｓ_k ^*) を受信する乗算回路
31と、・ブロックの初め毎にゼロに戻る、総和・累算器
複素数回路32 (Ｔs は符号の時間に等しい遅延期間)
と、

【００６１】

【数１２】

【００６２】のモジュールの平方計算回路であって、共
役素子34と乗算回路35とを含み、その乗算回路は各ブロ
ックの基準時点における数量Ｕを発生させるという、モ
ジュールの平方計算回路33とを順次含み、第２のチャン
ネルが、・共役素子37と乗算回路38とを含むｒk のモジ
ュールの平方計算回路36と、・総和・累算器実数回路39
と、・各ブロックの基準時点における数量Ｖを放出す
る、定数λ_R ²乗算回路50とを含む。

【００６３】第４の回路40は復調器42を後ろに伴う遅延
回路41を含み、その遅延回路の期間は（Ｒ＋Ｉ）Ｔs に
等しい。

【００６４】第１の回路10により、周波数のより大きな
アナログ信号から信号ｒk を得ることが可能になる。図
に示されたこの回路10の構成は独自のものではなく、従
来のものである。ローカルオシレータ12は、空きの状態
になっていて、１本の同位相の正弦曲線及びもう１本の
90°位相のずれた正弦曲線を発生させる。同位相及び90
°位相のずれたチャンネルのアナログ乗算13の後、チャ
ンネル毎に配置された低域フィルタ14によって、二重周
波数の排除が可能となる。信号はそれから、符号の周波
数の２倍を越える割合で、チャンネル毎に配置されたデ
ジタル・アナログ変換器15でデジタル化される。整合フ
ィルタ16はそれから複素数信号rkを放出する。

【００６５】装置の証査回路である第２の回路20におい
て、基準の同期化21は基準シーケンスの始まりと終わり
を標定することで行われる。ここから発生するものは、
二進法シーケンス発生器22のためのシーケンス発生許可
信号並びに、各基準シーケンスの終わりの比較器51の為
の比較有効化制御である。更に、ゼロリターンコマンド
が、各ブロックの始めに累算回路32及び39に送られる。

【００６６】シーケンスは固定されているので、二進法
シーケンスｎ個の発生器22は、シーケンスされたメモリ
ーの読み取りを実行する。( 疑似ランダムシーケンスの
場合は示されていないが、N 個のシフトレジスタのｎ個
のループを実行すれば充分である。) これらｎ個のシー
ケンスから、23において、共役基準符号ｓ_k ^*発生す
る。

【００６７】第３の回路30は本発明の核心である。なぜ
なら、これによって数量ＵとＶを計算し、ついでそれら
を比較することができるからである。ｒk は３１におい
てｓ_k ^*に乗算される。ついで、連続する積を複素数総
和・累算器32で加算する。結局、各ブロックの唯一の基
準時点におけるＵの数量を発生する回路33におけるモジ
ュールの平方を計算する。一方、36におけるｒk のモジ
ュールの平方を計算して、連続するモジュールを実数総
和・累算器39で合計する。定数λ_R ²を掛けた(50)後、
基準時点におけるＶの数量を得る。比較器51は、Ｖ＞Ｕ
なら擾乱信号の検出Ｄを、逆の場合には擾乱信号の不検
出 INV.Dを保証する。この決定は次のブロックの決定ま
で記憶される。

【００６８】第４の回路40は信号ｒk にもたらされる遅
延41、及びその復調42に関するものである。

【００６９】検出の計算は符号Ｒ＋Ｉ個毎に実施される
ので、擾乱信号が検出される際は、それは最後の検出と
新しい検出の間に現れることもありうる。つまり、通過
したＲ＋Ｉ個の符号の間のありふれた位置にである。そ
のため、検出が即時になされたと見なされうるために
は、Ｒ＋Ｉ個の符号の遅延41は、復調42の前に必要なの
である。

【００７０】本発明の方法の特徴は、それゆえ以下の通
りである。

【００７１】・復調された信号につき擾乱信号を直ちに
存在を検出し、その際、擾乱信号が復調器を混乱させる
前に、復調硬化または擾乱信号拒絶の手順を使用する可
能性を提供すること・擾乱信号によって基準同期化が駆動されてしまったと
いうことがあってはならないように、制限ある場合を除
いて、直ちに擾乱信号の不在を検出すること・不検出の確率が、情報伝送速度の損失と引換えに（Ｒ
が固定されたＲ＋Ｉとともに増加させられて）か、また
は復調の遅延と引換えに（Ｒ＋Ｉが同じ割合で増加させ
られて）自由に減少させられる。

【００７２】利得自動制御の電圧の観察と本発明とを組
み合わせれば、情報伝送速度の損失なしに不検出の確率
を減少させることもまた可能となる。

【００７３】本発明の記述及び描写は好ましい実例に過
ぎず、本発明の枠から逸脱しない限りにおいて、構成要
素を同等のもので代替させることもできるはもちろんの
ことである。

【００７４】「ヒステリシス」タイプの比較器51を、通
過した決定を考慮に入れて使用することで、検出の信頼
性を上げることができる。

【００７５】相関係数の評価値の計算において、受信さ
れた信号の分散を、その出力で置き換えたが、それで
も、この評価値の原型を保つことは可能である。実際、
受信された信号の分散がゼロか無限小の閾値よりも小さ
い場合は、擾乱信号に遭遇している特殊な場合だと考え
てよい。その時には、例外処理が適用されねばならな
い。このことは本発明の装置を実施するについて、閾値
での比較器の交換においてより精巧な比較器があれば、
係数が所定の閾値よりも小さいかまたは信号の分散が第
２閾値よりも小さい時、擾乱信号の存在を検出すること
が可能となるということで示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概略配置図である

【符号の説明】

10 入力信号を整形、交差、サンプリングする第１回路 20 基準信号を同期化し整形する第２回路 30 擾乱信号検出用の第３回路 40 ベースバンドに復調する第４回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マルク・ダルモンフランス国、75007・パリ、リユ・バルベ・ドウ・ジユイ、21 (72)発明者ジヤツク・ウードフランス国、78600・メンニル・ル・ロア、ル・ベロア（番地なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】数値データ復調器のための擾乱信号検出方
法であって、復調前に固定された保守待機時間（（Ｒ＋
Ｉ）Ｔs ）の受信信号にもたらされた遅延によって既知
信号（Ｒ）を周期的に挿入することにより、ベースバン
ドが交差された変調信号において、当該擾乱信号の検出
が行われることを特徴とし、更に以下の各段階、即ち基
準信号の存在が認められる特定の瞬間に、予期された信
号と受信された基準信号との相互相関のモジュールの平
方を評価する段階と、同じ瞬間に受信された信号の相関
関係の平方を評価し、相関関係の係数の評価値の閾値の
平方を表す係数を掛け合わせ、且つ基準バーストで使用
される基準記号の数（Ｒ）を掛け合わせる段階と、上記
の二段階で同時に得られた量を互いに比較する段階とか
らなることを特徴とする数値データ復調器のための擾乱
信号検出方法。
【請求項２】以下の４つの回路、即ち入力信号を中間周
波数で整形し、当該信号をベースバンドで交差し、サン
プリングする第１の回路と、基準信号を同期化し整形す
る第２の回路と、擾乱信号の存在を検出する第３の回路
と、ベースバンドに復調する第４の回路とからなること
を特徴とする請求項１に記載の方法を使用する装置。
【請求項３】第２の回路が、基準シーケンスの同期化回
路と、二進法シーケンスｎ個の発生器と、これらのシー
ケンスの符号化回路とを順次含むことを特徴とする請求
項２に記載の装置。
【請求項４】シーケンスが疑似ランダム状態であること
を特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】第３の回路が、ベースバンド（ｒk ）で変
調された信号を受信して比較器の２つの入力を駆動する
２つのチャンネルを有し、即ち第１のチャンネルが、第
２入力部において符号化回路の出力信号（ｓ_k ^*) を受
信する乗算回路と、ブロックの初め毎にゼロに戻る、総
和・累算器複素数回路と、共役素子と乗算回路とを含む
モジュールの平方計算回路とを順次含み、第２のチャン
ネルが、共役素子と乗算回路とを含むモジュールの平方
計算回路と、総和・累算器実数回路と、定数（λ_R ²）
乗算回路とを含むことを特徴とする請求項３に記載の装
置。
【請求項６】前記比較器がヒステリシス比較器であるこ
とを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】前記第４の回路が復調器を後段に伴う遅延
回路を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。