JPH11177643A - 復調装置及び復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の復調装置では、同一周波数や隣接周波
数での干渉が起こった場合には、受信信号レベルが高く
ても受信信号品質は劣化していることがある。 【解決手段】 受信した位相変調波をディジタルデータ
に変換した後、位相差判定回路１３５により直前の位相
情報と今回の位相情報の差分に基づいて復調する復調装
置において、位相誤差予測処理部１３７は、位相差判定
回路１３５により得られた前回までの位相誤差成分から
前回の受信位相の測定値と推定された真値との差を計算
し、その計算結果に基づいて今回の受信位相差角度を補
正する。これにより、前回測定時の位相誤差の影響を低
減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は復調装置及び復調方
法に係り、特に位相変調方式のＶＨＦ帯のディジタル通
信装置における復調装置及び復調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の位相変調方式のＶＨＦ帯の復調装
置では、直前の信号に対するその後の信号の位相差を測
定することにより情報を得ているが、空間伝送中のフェ
ージングや雑音等の影響で信号が劣化し、位相差情報に
誤差が生じる場合がある。これを改善するために、複数
の受信信号を基に、位相差の誤差を平均化する方式が考
えられているが、この場合は複数の受信信号を受信しな
いと位相差の判定ができないために、データの検出が遅
くなるという問題がある。

【０００３】そこで、従来、この問題を解決するための
復調装置として、２相の復調信号から位相誤差検出器に
より受信信号の周波数変動量を検出し、その出力をルー
プフィルタに入力する一方、レベル検出器で復調前の受
信信号のレベル（Ｃ／Ｎレベルやキャリアの有無）を検
出し、その検出出力を上記のループフィルタに入力し
て、検出出力に応じて位相誤差検出器の出力信号の平均
化の時定数を変更し、そのループフィルタの出力信号で
局部発振周波数を制御する装置が知られている（特開平
２−２２２３４３号公報）。

【０００４】すなわち、この従来の復調装置では、位相
差の誤差の平均処理のための回数（シンボルレートに相
当するシンボル数で数えた回数）を、信号レベルに応じ
て最小化することにより、Ｃ／Ｎレベル復帰時の再引き
込み時間の短縮を可能としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の復調装置は、受信信号が高い時は良質の信号が得られ
たものとして、平均化回数を少なくすることとなるが、
同一周波数や隣接周波数での干渉が起こった場合には、
受信信号レベルが高くても受信信号品質は劣化している
可能性がある。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
受信信号の位相差情報を基に、誤差の予測回数を制御す
ることにより、少ない予測期間にて信号品質を高める得
る復調装置及び復調方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の復調装置は、受信した位相変調波をディジ
タルデータに変換した後、位相差判定回路により直前の
位相情報と今回の位相情報の差分に基づいて復調する復
調装置において、位相差判定回路により得られた前回ま
での位相誤差成分から前回の受信位相誤差の推定値を計
算し、その計算結果に基づいて、今回測定された受信位
相差角度を補正して今回の位相差情報とする位相誤差予
測処理部を有する構成としたものである。

【０００８】また、本発明の復調方法は、受信した位相
変調波をディジタルデータに変換した後、位相差判定回
路により直前の位相情報と今回の位相情報の差分に基づ
いて復調する復調方法において、位相差判定回路により
得られた前回までの位相誤差成分から前回の受信位相の
測定値と推定された真値との差を計算し、その計算結果
に基づいて今回の受信位相差角度を補正するようにした
ものである。

【０００９】本発明では、位相変調波の受信信号の位相
差情報は、信号の品質を表すことに鑑み、前回の受信位
相誤差を推定し、今回の受信位相値よりその推定位相誤
差成分を差し引くようにしているため、少ない予測期間
にて前回の位相誤差の影響を少なくできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は本発明の要部の一実施の
形態のブロック図、図２は本発明装置が適用されるディ
ジタル通信装置の一実施の形態の概略全体構成図を示
す。図２において、例えばＶＨＦ帯の位相変調波は空中
線１１で受信され、受信部１２で従来より公知の受信処
理を受けた後、復調部１３に供給され、ここで後述する
ように受信信号の位相差情報を基に、誤差の予測回数を
制御した復調を行われて復調信号とされる。この復調信
号は通信処理部１４に供給されて処理される。

【００１１】また、送信時は、通信処理部１４からの送
信すべき情報信号が変調部１５に供給されて所定の変調
方式で変調された後、送信部１６に供給されてＶＨＦ帯
の高周波信号に変換されて空中線１１を介して送信され
る。

【００１２】ここで、本実施の形態の復調装置を構成す
る復調部１３は、図１に示す如く、周波数変換部１３
１、Ａ／Ｄ変換器１３２、初期同期検出回路１３３、タ
イミング抽出回路１３４、位相差判定回路１３５、位相
誤差記録部１３６、位相誤差予測処理部１３７及びデー
タ変換回路１３８より構成されている。周波数変換部１
３１は受信信号を中間周波数に変換する。初期同期検出
回路１３３は同期信号を検出する。タイミング抽出回路
１３４は、符号化されているタイミングを抽出する。位
相差判定回路１３５は、直前の位相情報と今回の位相情
報との位相差を判定する。位相誤差予測回路１３７は、
上記の位相差に基づいて今回の位相差角を補正する。デ
ータ変換回路１３８は、入力位相差角から元の信号（デ
ータ）に復調して出力する。

【００１３】次に、この実施の形態の動作について説明
する。図１において、受信部１２から取り出された受信
信号は周波数変換部１３１に供給され、所定周波数の中
間周波信号に周波数変換された後、Ａ／Ｄ変換器１３２
によりアナログ・ディジタル変換されてディジタルデー
タに変換される。このディジタルデータは初期同期検出
回路１３３に供給され、ここで同期信号が検出される一
方、タイミング抽出回路１３４に供給されて符号化され
ているタイミングが抽出される。

【００１４】位相差判定回路１３５は、初期同期検出回
路１３３よりの同期信号検出信号とタイミング抽出回路
１３４よりのタイミング信号とに基づいて、直前の位相
情報と今回の位相情報の差分を位相差として検出し、そ
の位相差を位相誤差記録部１３６に記録する。位相誤差
予測処理部１３７は、位相差判定回路１３５から入力さ
れた今回の位相差と位相誤差記録部１３６からの前回の
位相誤差とに基づいて、前回の測定値と推定された真値
との差を計算し、その値を基に、今回の位相角度を補正
することにより、今回の位相角度の精度を向上する。

【００１５】この位相誤差予測処理部１３７の動作につ
いて更に詳細に説明する。図３は送信時に４５度の整数
倍で変調された８相位相変調波が、空間伝送中の雑音等
の影響で、受信時には送信時の位相よりずれている状態
を示している。同図中、ａは今回の受信信号位相、ｂは
前回の受信信号位相、ｃは前々回の受信信号位相、αは
今回の受信位相誤差、βは前回の受信位相誤差、γは前
々回の受信位相誤差を示す。図３では、４５度の整数倍
の位相角度の信号点に対し、受信信号位相ａ及びｂはそ
れぞれ遅れており、受信信号位相ｃは進んでいる。

【００１６】差動方式の受信処理では、前回の受信位相
と今回の受信位相の差を基に位相差情報を得る。従っ
て、前回の位相差情報をＫ（−１）で表すと、図３の例
では、前回の受信位相ｂと前々回の受信位相ｃの差であ
る Ｋ（−１）＝ｂ−ｃ で表される。また、Ｋ（−１）に含まれる位相誤差をＧ
（−１）で表すと、図３より Ｇ（−１）＝−β−γ で表される。これらの情報を基に、今回の位相差情報Ｋ
（０）とＫ（０）での位相誤差Ｇ（０）は、図３より次
式で求められる。

【００１７】Ｋ（０）＝ａ−ｂ Ｇ（０）＝−α＋β ここで、位相差情報Ｋ（０）は４５度の整数倍の値であ
るため、Ｋ（０）での位相誤差Ｇ（０）が４５／２度を
越える場合は、今回の位相差情報Ｋ（０）を基に復号化
した値が誤りとなる。そこで、この実施の形態では、今
回の位相差情報Ｋ（０）より誤差成分を予め予測して減
算した後、復号化する。このため、前回の受信位相誤差
βを予測する必要がある。

【００１８】ここで、位相誤差の要因が雑音の場合、受
信位相誤差α、β及びγは、正、負の値をとる正規分布
となることが予測されるので、位相誤差予測処理の中
で、前回の受信位相誤差βの推定値及び今回の位相差情
報Ｋ（０）の推定値を次のように計算し、今回の位相差
情報Ｋ（０）の値に基づき、復号処理を行うことによ
り、雑音による誤差の影響を低減する。入力が３個の場
合は、 βの推定値＝Ｇ（−１）／２ である。従って、今回の位相差情報Ｋ（０）の推定値
は、今回の測定値である位相差情報Ｋ（０）と上記のβ
の推定値とに基づいて、次式 Ｋ（０）の推定値＝Ｋ（０）−βの推定値＝Ｋ（０）−
Ｇ（−１）／２ で計算される。このＫ（０）の推定値が今回の受信位相
差角を示しており、図１のデータ変換回路１３８に供給
される。

【００１９】次に、多数の入力信号がある場合の位相誤
差予測処理部１３７の動作について図４のフローチャー
トと共に、更に詳細に説明する。まず、送信側が送信し
た位相差情報である真値の探索範囲（所望のシンボル範
囲）を設定する（ステップ２０）。上記のステップ２０
で設定された探索範囲は、複数角毎に分割され、その複
数の分割角度で以下の探索が終了したかどうか確認して
（ステップ２１）、終了していない場合は、終了してい
ない一つの角度内の過去の仮の真値を推定する（ステッ
プ２２）。

【００２０】仮の真値をある信号点の角度位置とする
と、これに４５度の自然数倍の角度異なる位相角で、か
つ、上記の一つの角度範囲内にある値も仮の真値とされ
る。例えば、図３において、Ｂの位相角を仮の真値とし
て推定した場合、この仮の真値と４５度異なる位相角の
値Ｃが探索範囲内の一つの角度内にあるときには、これ
も仮の真値とされる。続いて、前回とそれより過去の受
信位相とステップ２２で推定した仮の真値との偏差を計
算する（ステップ２３）。上記の例では、Ｂ−ｂ、Ｃ−
ｃが偏差として得られる。

【００２１】続いて、過去の受信点に関する偏差の合計
を計算し（ステップ２４）、それを位相誤差記録部１３
６に記録しておく（ステップ２５）。以上の計算を真値
の探索範囲のすべてについて行う。

【００２２】次に、位相誤差記録部１３６から読み出し
た偏差の合計が最小となる真値を選択する（ステップ２
６）。例えば、仮の真値の設定範囲（＋１１．２５〜−
１１．２５）をＮ等分してそれぞれ仮の真値に対する偏
差の合計を求め、合計が最小偏差となる仮の真値のエリ
ア（最低値を与える２ポイント又は最低値を中心とする
連続する３ポイント）を更にＮ等分して、その中の最小
区間を求めるといった計算を繰り返すことにより、近似
的に求めることが可能である。

【００２３】次に、前回の受信信号位相からステップ２
６で求めた偏差の合計が最小となる真値を差し引くこと
により前回の受信位相誤差を推定する（ステップ２
７）。図３を例にとると、βの推定値＝Ｇ（−１）／２
が得られる。そして、今回の受信位相差角の測定値（位
相差情報Ｋ（０））から上記の前回の位相誤差の推定値
を差し引くことで今回の受信位相差角の計算値（Ｋ
（０）の推定値）を求め出力する（ステップ２８）。

【００２４】図１のデータ変換回路１３８は、上記のよ
うにして位相誤差予測処理部１３７により予測処理して
得られた今回の受信位相差角と前回の受信位相差角の差
分を計算し、その差分が例えば４５度であった場合に、
４５度に相当する符号が仮に”００１”であれば、”０
０１”の３ビットを出力し、送信前の符号に戻す。

【００２５】次に、本発明の要部の他の実施の形態の動
作について図５のフローチャートと共に説明する。同図
中、図４と同一処理ステップには同一符号を付し、その
説明を省略する。位相誤差予測処理部１３７は、図５に
おいて、まず、過去のＮ回の位相誤差が規定値以下かど
うか判定し（ステップ３１）、位相誤差が規定値より大
であるものがあるときには、誤差推定に使用する信号の
範囲をＭ回に設定する（ステップ３２）。過去のＮ回の
位相誤差がすべて規定値以下のときには、誤差推定に使
用する信号範囲をＬ回（ただし、０≦Ｌ＜Ｍ）に設定す
る（ステップ３３）。

【００２６】ステップ３２又は３３の信号範囲の後に、
真値の探索を開始する（ステップ３４）。真値の探索は
図４と同じ処理を行う。この実施の形態では、過去のＮ
回の位相誤差がすべて規定値以下のときには、そうでな
い場合に比べて探索範囲（信号範囲）を狭くすることに
より、探索時間をより短縮することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信信号位相と前回の受信位置における受信位相誤差の
推定値から、今回の受信信号位相の測定を行う場合、前
回の受信位相誤差を推定し、その推定値を今回の受信信
号位相値より差し引くようにしたため、前回測定時の位
相誤差の影響を低減できる。このとき、直前の位相誤差
に応じて誤差推定の範囲を選択することにより、フェー
ジング等の影響による、信号の欠落時も早期に復調がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部の一実施の形態のブロック図であ
る。

【図２】本発明が適用されるディジタル通信装置の一例
のブロック図である。

【図３】受信信号位相と受信位相誤差の関係の一例を示
す図である。

【図４】本発明の要部の一実施の形態の動作説明用フロ
ーチャートである。

【図５】本発明の要部の他の実施の形態の動作説明用フ
ローチャートである。

【符号の説明】

１２ 受信部 １３ 復調部 １３１ 周波数変換部 １３２ Ａ／Ｄ変換器 １３３ 初期同期検出回路 １３４ タイミング抽出回路 １３５ 位相差判定回路 １３６ 位相誤差記録部 １３７ 位相誤差予測処理部 １３８ データ変換回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信した位相変調波をディジタルデータ
   に変換した後、位相差判定回路により直前の位相情報と
   今回の位相情報の差分に基づいて復調する復調装置にお
   いて、 前記位相差判定回路により得られた前回までの位相誤差
   成分から前回の受信位相誤差の推定値を計算し、その計
   算結果に基づいて、今回測定された受信位相差角度を補
   正して今回の位相差情報とする位相誤差予測処理部を有
   することを特徴とする復調装置。
2. 【請求項２】 受信した位相変調波を中間周波信号に変
   換する周波数変換部と、 前記中間周波信号をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ
   変換器と、 前記ディジタルデータから同期信号を検出する初期同期
   検出回路と、 前記ディジタルデータから符号化されているタイミング
   を抽出するタイミング抽出回路と、 前記同期信号とタイミング信号とに基づき、直前の位相
   情報と今回の位相情報の差分である位相誤差成分を検出
   する位相差判定回路と、 前記位相差判定回路により検出された位相誤差成分を記
   録する記録部と、 前記記録部に記録されている前回までの位相誤差成分
   と、前記位相差判定回路より前回の受信位相の測定値と
   推定された真値との差を前回の受信位相誤差として計算
   し、その計算結果に基づいて今回の受信位相差角度を補
   正する位相誤差予測処理部と、 前記位相誤差予測処理部からの今回の受信位相差角度に
   基づき符号データに変換するデータ変換回路とを有する
   ことを特徴とする復調装置。
3. 【請求項３】 受信した位相変調波をディジタルデータ
   に変換した後、位相差判定回路により直前の位相情報と
   今回の位相情報の差分に基づいて復調する復調方法にお
   いて、 前記位相差判定回路により得られた前回までの位相誤差
   成分から前回の受信位相の測定値と推定された真値との
   差を計算し、その計算結果に基づいて今回の受信位相差
   角度を補正することを特徴とする復調方法。
4. 【請求項４】 探索範囲において仮の真値を推定し、過
   去の受信位相情報と前記仮の真値との偏差を計算し、過
   去の受信点に関する該偏差の合計を計算して記録するこ
   とを探索範囲のすべての仮の真値に対して行い、記録さ
   れている該偏差の合計が最小となる真値を選択し、選択
   した該真値から前回の受信位相誤差を推定し、この推定
   受信位相誤差値を今回測定された受信位相差角から差し
   引いた値を受信位相差角として出力することを特徴とす
   る復調方法。
5. 【請求項５】 過去の複数回の位相誤差が規定値以下で
   あるかどうか比較し、前記複数回の位相誤差がすべて規
   定値以下であるときには、前記複数回のうち１回でも位
   相誤差が前記規定値より大であったときに比べて、前記
   探索範囲を狭く設定することを特徴とする請求項４記載
   の復調方法。
6. 【請求項６】 前記偏差の合計が最小となる真値の選択
   は、仮の真値の設定範囲を複数等分して、それぞれの分
   割範囲で仮の真値にたいする偏差の合計を求め、該合計
   が最小偏差となる仮の真値のエリアを更に複数等分し
   て、その中の最小区間を求めることを繰り返して行うこ
   とを特徴とする請求項４記載の復調方法。