JPH0817408B2 - 信号系列検出装置 - Google Patents

信号系列検出装置

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JPH0817408B2
JPH0817408B2 JP15685789A JP15685789A JPH0817408B2 JP H0817408 B2 JPH0817408 B2 JP H0817408B2 JP 15685789 A JP15685789 A JP 15685789A JP 15685789 A JP15685789 A JP 15685789A JP H0817408 B2 JPH0817408 B2 JP H0817408B2
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広泰 武藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は,信号系列検出装置に関し,特に,多重伝搬
路環境下における時分割多元接続(TDMA)通信方式等に
おいて,MSK方式のように同期検波が可能なディジタル角
度変調波の中からプリアンブルのような特定の信号系列
を検出する装置に関する。
周知のように,TDMA通信方式では,送受信波がバース
ト状となっている。このようなバースト状の受信波を受
信するために,この受信波には,実際に送出したいデー
タを含む伝送情報の前にプリアンブルが設けられてい
る。すなわち,各局の受信部ではこのプリアンブルを検
出することよって,受信波の到来を認識し,受信波に含
まれるデータを復調するようになっている。又,一般
に,この受信波を同期検波(復調)して得られた復調さ
れた信号は,同相成分(Iチャネル信号)と直交成分
(Qチャネル信号)を含んでいる。従って,この復調さ
れた信号は信号ベクトルと呼ばれる。
[従来の技術] 従来,この種の信号系列検出装置は,第3図に示すよ
うに,クロック再生回路101と;信号再生回路102と,比
較回路103から構成される。クロック再生回路101は,復
調された信号のIチャンネル信号とQチャンネル信号よ
り,クロック再生を行なう。信号再生回路102は,再生
されたクロックを用いて,最適な判定点で復調された信
号のIチャンネル信号,Qチャンネル信号の各々に対し,
判定を行ない,データを再生する。比較回路103は,信
号再生回路102によって再生された系列と検出すべき特
定の信号系列とを比較する。この比較回路103での上記
信号系列同士が一致したことが検出されたことにより,
特定の信号系列を検出していた。
[発明が解決しようとする課題] 上述した従来の信号系列検出装置は,高速ディジタル
通信においては,伝搬遅延の影響により,プリアンブル
のみならず伝送情報をも正しく復調されない場合があ
る。
以下,変調方式としてMSK方式を例にとって説明す
る。MSK波は,周知のように, cosφ(t)cosωct+sinφ(t)sinωct と表わされる。ここで,ωcは搬送波の角周波数であ
り,cos φ(t),sin φ(t)は各々入力信号の同相成
分,直交成分であり,φ(t)は信号ベクトルの位相で
ある。MSK波の直接波に対し,時間t0だけ遅延した振幅
比aの遅延波は, acos φ(t−t0)cosωc(t−t0)+ asin φ(t−t0)sinωc(t−t0) と表わされる。従って,直接波と遅延波が重畳した波
(重畳波)は, [cosφ (t)+acos(φ(t−t0)−ωc t0)] cos ωct+[sin φ(t)+a sin(φ(t−t0)−ωc
t0)]sin ωct と表わされる。
以下,図面を用いて説明する。第4図はMSK波を同期
検波した信号をシンボルに同期したクロックでサンプル
した例を示す。同図において,I軸は同相成分,Q軸は直交
成分を示す。MSK波の信号軌跡は円周上を変化して行く
ことになり,当然サンプル値もこの円周上にある。MSK
波の信号ベクトルの位相は,シンボルとして“1"が入力
されると(π/2),“0"が入力されると(−π/2)だけ
変化する。したがって,シンボルに同期したクロックで
サンプルするとすれば,同図(a)の丸印で示した点の
ように,サンプルされた信号が一定の位置に固定されて
いなければならない。ところが多重伝搬路の伝搬遅延の
影響を受け,直接波と遅延波が重畳した波をサンプルす
ると,サンプル値は円周上の固定された位置には存在し
なくなる。
第4図(b)は点21の位置を基準にして,“1101000"
という信号系列をMSK波の直接波と遅延波とが重畳した
波をシンボルに同期したクロックでサンプルした例であ
る。白丸印が直接波のみの例で,21→22→23→22→23→2
2→21→24→という順にベクトルは遷移する。黒丸印は である遅延波が重畳した波の例である。例として直接波
が21→22に遷移したとき,点22のタイミングにおいて,
直接波のベクトルに点21のタイミングにおける直接波の
ベクトルをωc t0だけ回転させて,a倍したものを加算し
たものが重畳波のベクトル25になる。以下同様にして,
ベクトルは25→27→26→27→26→29→28という順に遷移
していく。この例のように,遅延がサンプリングの間隔
以上の時間に及び,遅延波の振幅が大きい場合,正しく
データを再生することは困難である。
このように正しくデータを再生することができない場
合は,プリアンブルを検出することができないという欠
点がある。
又,多重伝搬路における符号間干渉によって起こるこ
の欠点を補なうために,従来から伝送路等化器という装
置が採用される。しかしながら,この装置によって,正
しくデータを再生することができたとしても,特定の信
号系列を検出するのに時間がかかるという問題がある。
また,伝搬遅延の影響がない場合でも,従来の装置で
はクロック再生をおこなっているため,安定したクロッ
クが得られなければ,データを正しく再生することがで
きないという欠点がある。
[課題を解決するための手段] 本発明による信号系列検出装置は,信号ベクトルの位
相をシンボル・レートと等しいサンプリング・レートで
サンプリングを行ない,連続する有限個のシンボルにわ
たって,ある位相値と1シンボル前の位相値との位相差
が,各々所定の位相差となることを検出することによ
り,特定の信号系列を検出する装置である。
この特定の信号系列を検出するために,本発明による
信号系列検出装置は,シンボル・レートに等しい周波数
をもつクロックを発生させるクロック発生器と,該クロ
ックを用いて,復調された信号のIチャンネル信号とQ
チャンネル信号を各々A/D変換するためのA/D変換器と,
該A/D変換器からのサンプル出力を位相値として表すた
めのサンプル/位相変換器と,該サンプル/位相変換器
からの出力を1シンボル分遅延させる遅延器と,該遅延
器の出力を前記サンプル/位相変換器からの出力から減
算する減算器と,該減算器の出力を基準値と比較する比
較器とから構成され,前記基準値を適切な値に設定し,
前記減算器の出力と前記基準値とが連続するシンボルに
わたって,一致することを検出することによって,特定
の信号系列が入力されたことを検出する。検出すべき信
号系列として,任意な信号系列でなく,伝搬遅延の影響
を受けない信号系列を選ぶ。
以上の手段を有することによって,従来の問題を取り
除かんとするものであって,クロック再生,伝送路等化
を必要としないことを特徴とする。ここで,伝搬遅延の
影響を受けない信号系列とは,変調波を同期検波して得
られた信号ベクトルの位相のサンプリング時間間隔T毎
の変化が,常に等しくなるような信号系列のことをい
う。
以下,本発明の原理について,第5図及び第6図を参
照して説明する。
第5図を最初に参照すると,第4図と同様と,MSK波を
同期検波して得られた信号ベクトルをシンボルに同期し
たクロックでサンプルした列で,白丸印が直接波のみの
例で,黒丸印が, なる遅延波が重畳した波の例であり,(a)は信号系列
が全てシンボル“1"の場合,(b)は全てシンボル“0"
の場合である。
第5図(a)において,直接波の信号ベクトルが31→
32→33→34→31という順に反時計回りに遷移する場合,
重畳波の信号ベクトルは35→36→37→38→35という順に
反時計回りに遷移する。このように,直接波の信号ベク
トルの位相の変化と遅延波の信号ベクトルの位相の変化
が常に等しければ,重畳波の信号ベクトルの位相の変化
も常に等しい。
第5図(b)について同様に,直接波の信号ベクトル
の41→44→43→42→41という時計回りの遷移に対して,
重畳波の信号ベクトルは45→48→47→46→45という時計
回りの遷移を呈する。
第6図は第4図,第5図の場合と異なり,MSK波を同期
検波して得られた信号ベクトルをシンボルに同期したク
ロックに対してわずかに周波数のずれているクロックで
サンプルしたものを短かい時間について表示したもの
で,信号系列が全てシンボル“1"の場合である。直接波
の信号ベクトルが51→52→53→54→51という順に反時計
回りに遷移するが,サンプリング・クロックがシンボル
に同期していないため,サンプル値はI,Q軸上に存在し
ない。また,時間の経過とともに,サンプル値は円周上
をゆっくり動いていく。しかし,サンプル時間時間T毎
の信号ベクトルの位相の変化は常に(π/2)であるの
で,I−Q平面上の4点に固定されて見える。
したがって,重畳波の信号ベクトルも55→56→57→58
→55というように反時計回りに遷移し,サンプル時間間
隔T毎の信号ベクトルの位相の変化率は常に(π/2)で
ある。信号系列が全てシンボル“0"の場合も同様であっ
て,サンプル時間間隔T毎の信号ベクトルの位相変化は
常に(−π/2)である。
以上説明したように,変調波を周期検波して得られる
直接波の信号ベクトルの位相のサンプル時間間隔T毎の
変化が常に等しければ,重畳波の信号ベクトルの位相の
変化も常に等しい。また,位相の変化のみに着目するた
め,サンプリング・クロックがシンボルに完全に同期し
ていなくても,ある精度内で周波数同期がとれていれば
よい。
[実施例] 次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例による信号系列検出装置の
構成を示すブロック図である。
同期検波器(図示せず)の出力,すなわちIチャンネ
ル信号,Qチャンネル信号が各々A/D変換器1,A/D変換器2
に入力される。A/D変換器1及びA/D変換器2の出力端子
は,サンプル/位相変換器4の二つの入力端子に接続さ
れる。サンプル/位相変換器4の出力端子は,遅延器5
と減算器6の一つの入力端子に接続される。遅延器5の
出力端子は減算器6のもう一方の入力端子に接続され
る。減算器6の出力端子は比較器7に接続される。クロ
ック発生器3はA/D変換器1,A/D変換器2,および遅延器6
のクロック入力端子に接続される。
上述の構成において,クロック発生器3は,シンボル
・レートに等しい周波数をもつクロックを発生し,この
クロックをサンプリング・クロックとして,同期検波器
のアナログ出力であるIチャンネル信号,Qチャンネル信
号が,各々A/D変換器1,A/D変換器2においてディジタル
信号に変換される。サンプル/位相変換器4は,このデ
ィジタル信号の振幅情報を位相情報に変換し,位相値を
得る。
減算器6は,サンプル/位相変換器4で得られたある
位相値から,クロック発生器3からのクロックによっ
て,1シンボル分の遅延を生じさせる遅延器5を通って遅
延された位相値を減算し,その減算結果は,比較器7に
おいて基準値と比較される。比較器7は,連続して一致
した回数が,検出すべき特定の信号系列の長さ以上にな
れば,特定の信号系列が受信されたことを示す検出信号
を出力する。
上述の説明において,振幅情報を位相情報に変換する
サンプル/位相変換器4はROMを用いて実現することが
できる。
比較器7で比較され基準値のとるべき値としては,変
調方式がMSK方式である場合においては,全てのシンボ
ルが“1"である信号系列を検出する場合は(π/2),全
てのシンボルが“0"である信号系列を検出する場合は
(−π/2)である。又,変調方式が,ガウスフィルタを
ベースバンドフィルタとして用いたGMSK方式の場合も,
上記MSK方式のそれと同様である。一方,変調方式が,
シンボル“1"が三つ続けて入力されたら信号ベクトルの
位相が1シンボルにつき(π/2)増加し,シンボル“0"
が三つ続けて入力されたら信号ベクトルの位相が1シン
ボルにつき(π/2)減少し,シンボル“0"シンボル“1"
が交互に入力されたら信号ベクトルの位相が変化しない
というTamed FM方式の場合については基準値のとるべき
値は,全てのシンボルが,“1"である信号系列を検出す
る場合は(π/2),全てのシンボルが“0"である信号系
列を検出する場合は(−π/2),シンボル“0"とシンボ
ル“1"とが交互に続く信号系列を検出する場合は0であ
る。
比較器7において,減算器6の出力と基準値とが一致
した回数が,検出すべき特定の信号系列の長さ以上にな
ったことを検出するには,具体的には比較器7を第2図
に示すように,減算器6の出力を入力とし,基準値と比
較し,たとえば,一致していれば“0"を出力し,一致し
ていなければ“1"を出力をするような比較器11と,比較
器11の出力がシリアル入力端子に入力される検出すべき
特定の信号系列の長さと同じ段数をもつシフトレジスタ
12と,シフトレジスタ12のパラレル出力がすべて“0"で
あることを検出すれば,特定の信号系列が入力されたこ
とを示す信号を出力する比較器13とからなる構成にすれ
ばよい。
ところで,減算器6の出力と基準値とが一致する回数
については,遅延波がある場合は;符号干渉のために検
出すべき特定の信号系列の長さよりも少なくなることが
ある。このような場合,検出すべき特定の信号系列の長
さをなるべく長くして,一致する回数が特定の信号系列
の長さより数回程少なくても,特定の信号系列が検出で
きたとみなす等の対策を施せばよい。
尚,以上の実施例ではハードウェアによる装置の構成
を示したが,A/D変換器1,2の出力あるいはサンプル/位
相変換器4の出力をディジタル・シグナル・プロセッサ
に入力し,以後の処理をソフトウェアによっておこなう
ようにしても良い。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は,同期検波器の出力をシ
ンボル・レートに等しいサンプリング・レートでサンプ
リングを行ない,サンプル値を位相値として表し,この
位相値の変化がシンボルごとに常に一定であることを検
出することにより,高速ディジタル伝送においても,伝
送路等化,クロック再生を必要としない簡単な構成の復
調器で特定の信号系列を検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による信号検出装置の構成を
示すブロック図,第2図は第1図に示した比較器の実施
例を示したブロック図,第3図は従来の信号検出装置の
構成を示すブロック図,第4図はMSK波を同期検波して
得られた信号ベクトルをシンボルに同期したクロックで
サンプルした例を示す図で,(a)は直接波のみの例,
(b)は直接波と重畳波の例を示し,第5図は検出すべ
きMSK波を同期検波して得られた信号ベクトルをシンボ
ルに同期したクロックでサンプルした例を示す図で,
(a)は信号系列が全てシンボル“1"の場合,(b)は
信号が全てシンボル“0"の場合の例を示し,第6図は検
出すべきMSK波を同期検波して得られた信号ベクトルを
シンボルに同期したクロックに対してわずかに周波数の
ずれているクロックでサンプルしたものを短かい時間に
ついて表示した図である。 1,2……A/D変換器,3……クロック発生器,4……サンプル
/位相変換器,5……遅延器,6……減算器,7……比較器,1
1,13……比較器,12……シフトレジスタ,101……クロッ
ク再生回路,102……信号再生回路,103……比較回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送信すべきシンボルの“1"及び“0"に対応
    して,それぞれ搬送波の位相が第1の方向及び該第1の
    方向とは逆方向の第2の方向に所定角度だけ変化された
    変調波を受信波として受け,該受信波を同期検波して互
    いに直交するIチャンネル信号とQチャンネル信号とを
    出力する同期検波器と協働して,前記Iチャンネル信号
    及び前記Qチャンネル信号から,前記受信波の位相の変
    化がサンプリング時間間隔毎に等しいような特定のシン
    ボルパターンに対応した特定の信号系列を検出する装置
    に於いて, 前記受信波のシンボル・レートに等しい周波数をもつク
    ロック信号を発生するクロック発生手段と, 前記クロック信号に同期してIチャンネル信号を第1の
    ディジタル信号に変換する第1のアナログ/ディジタル
    変換手段と, 前記クロック信号に同期して前記Qチャンネル信号を第
    2のディジタル信号に変換する第2のアナログ/ディジ
    タル変換手段と, 前記第1及び前記第2のディジタル信号の各々の振幅値
    から前記受信波の現在の位相値を求める振幅/位相変換
    手段と, 前記現在の位相値を前記サンプリング時間間隔だけ遅延
    させ,遅延された位相値を出力する遅延手段と, 前記現在位相値から前記遅延された位相値を減算し,減
    算された値を出力する減算手段と, 前記減算された値と予め定められた値とが所定の回数連
    続して一致したか否かを判定し,その判定結果が肯定な
    らば,前記特定の信号系列が検出されたことを表す一致
    信号を出力する一致判定手段と を有することを信号系列検出装置。
JP15685789A 1989-06-21 1989-06-21 信号系列検出装置 Expired - Lifetime JPH0817408B2 (ja)

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EP90111664A EP0413108B1 (en) 1989-06-21 1990-06-20 Method of detecting a particular signal sequence which reduces the effects of multipath transmission
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